專利名稱:用于滾壓螺紋的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于通過滾壓螺紋來在具有圓柱形外表面的工件中制出螺紋的裝置,該裝置包括具有無斜度的輪廓的成型工具,其中,成型工具的軸線特別是相對于工件的軸線傾斜。
背景技術(shù):
輥壓螺紋、經(jīng)常也稱為滾壓螺紋通常是指通過冷成型加工來無切屑地制造螺紋, 在冷成型加工時將輪廓輥壓到相應(yīng)管件的表面中。根據(jù)DIN 8580,輥壓螺紋屬于成型加工、 更精確地壓力成型加工并且在那里屬于輥壓。成型加工基于通過一個或多個在工件上仿形的工具產(chǎn)生壓應(yīng)力。該方法比用于制造螺紋的其它方法、即切削螺紋明顯更快并且在件數(shù)大時更經(jīng)濟(jì)。例如,輥壓螺紋的優(yōu)點(diǎn)在于沒有晶界中斷;——這如在切削時出現(xiàn);通過冷成型加工實(shí)現(xiàn)表面強(qiáng)化;可以制造擠壓拋光的螺紋輪廓側(cè)面;出現(xiàn)較高的耐磨損強(qiáng)度;降低的刻痕敏感性;沒有切屑、由此更小的材料需求;比切削螺紋時更小的力消耗。在傳統(tǒng)的利用扁平工具輥壓螺紋時,卡鉗對具有帶有螺紋升角的螺紋對應(yīng)輪廓, 其中,一個卡鉗固定地設(shè)置、而另一個卡鉗可動地設(shè)置。工件在摩擦力的作用下被滾壓,從而在整個圓周上產(chǎn)生螺紋。輥壓卡鉗具有傾斜的進(jìn)口部和出口部以及直的校準(zhǔn)部分。利用圓形工具輥壓螺紋可以在切入方法(Einstechverfahren)或連續(xù)方法 (Durchlaufverfahren)中實(shí)現(xiàn)。短螺紋或長螺紋也可輥壓直到軸環(huán)處。在切入方法中,滾子具有相應(yīng)的螺紋輪廓,該螺紋輪廓帶有相同的升角、但相反的旋轉(zhuǎn)方向。工件或者利用導(dǎo)板/直尺保持(無尖端)或者夾緊在尖端之間。除了略微的補(bǔ)償運(yùn)動外,工件在輥壓過程中沿軸向保持不動。因?yàn)闈L子直徑與工件直徑的比例和螺紋線數(shù)必須精確地彼此協(xié)調(diào),所以滾子對僅能用于完全確定的螺紋。在連續(xù)方法中,滾子具有彼此并排的、無斜率的螺紋輪廓。這些螺紋輪廓圍繞其水平的縱軸線擺動了必需的升角。由此在回轉(zhuǎn)時以斜率值產(chǎn)生工件的軸向進(jìn)給。滾子也可以在有限的尺度內(nèi)用于不同的工件直徑。但在該方法中,與切入方法相比得到較小的斜率精度。自打開的(selbstoffnend )螺紋滾壓頭大多具有三個滾子。這三個滾子沿軸向被引導(dǎo)到工件上并且通過滾子的傾斜位置自動地延伸到工件上。如果達(dá)到規(guī)定的螺紋長度,則滾壓頭自動打開并且可被拉回。已知的螺紋滾壓裝置始終是位置固定的,因?yàn)樗鼈兙哂泻艽蟮耐獬叽绮⑶揖哂写蟮闹亓?。電?qū)動裝置總是必需的。對于滾壓螺紋范圍內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)的麻煩在于,其構(gòu)造成帶有滾子以及并且構(gòu)造成機(jī)器式的。當(dāng)有意改變螺紋時,必須強(qiáng)制更換多把工具、優(yōu)選滾子以及設(shè)有機(jī)器式驅(qū)動裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于,創(chuàng)造一種最大可運(yùn)輸?shù)?、可比較無問題地手動操作的、用于滾壓外螺紋的裝置,其結(jié)構(gòu)簡單并且外尺寸小。所述目的按照本發(fā)明這樣實(shí)現(xiàn),S卩,成型工具由一圓形的、繞其軸可旋轉(zhuǎn)地支承的盤形成,兩個環(huán)形的、同軸的、無斜率的輪廓在該盤的外邊緣上伸出,這些輪廓在它們之間形成一個環(huán)形空間,該環(huán)形空間在形狀和尺寸方面與要制成的螺紋的螺紋輪廓相應(yīng)。本發(fā)明涉及一種用于滾壓螺紋的裝置,在該滾壓螺紋時工件要夾緊在滾壓工具和夾緊裝置之間并且要借助螺旋進(jìn)給而夾住。在完成鎖定之后,現(xiàn)在可以通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動用手將螺紋滾壓到工件中。在此,工件的螺紋幾何結(jié)構(gòu)通過滾壓工具限定。滾壓工具優(yōu)選構(gòu)造成快速更換插接系統(tǒng)并且可以由此決定地制造任意的外螺紋。這樣的裝置在簡單的結(jié)構(gòu)中可以具有這樣小的結(jié)構(gòu)方式,S卩,它可以用手?jǐn)y帶和操縱。該裝置不需要電驅(qū)動裝置,而是力可以由肌肉力產(chǎn)生。工件不是被送至螺紋滾壓裝置,而是裝置可以被容易地帶到應(yīng)當(dāng)制出螺紋的位置處。此外,由現(xiàn)有技術(shù)沒有已知將工件作為滑動支承件來支承,因?yàn)橛纱烁鶕?jù)一般技術(shù)人員的專業(yè)知識可能損壞新滾壓的螺紋。而是技術(shù)人員將有意尋求繞過這樣的滑動支承,以便避免損壞螺紋。在按照本發(fā)明的解決方案中,人們利用通過滾壓過程實(shí)現(xiàn)的材料硬化。因此,通過以螺紋滾壓形式的加工方法與進(jìn)給裝置的尺寸和材料選擇的組合能實(shí)現(xiàn)在工件上生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的螺紋。切削的螺紋在這里事實(shí)上在軸向的“滑動支承件進(jìn)給”時比較強(qiáng)地受到損害。因此由幾何結(jié)構(gòu)和材料決定地,對工件的載荷必須最小化。通過本發(fā)明也能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用到難以接近的工件(在僅能復(fù)雜地拆卸的機(jī)器內(nèi)部)上。當(dāng)圓柱形的工件被保持在一個支承件的部分圓柱形的凹槽中,該凹槽的縱軸線相對于成型工具的軸線傾斜地設(shè)置時,得到在簡單的制造時可靠的保持。在這里,支承件能相對于成型工具的軸線成橫向地和特別是成直角地特別是用手調(diào)整。當(dāng)部分圓柱形的凹槽的內(nèi)壁具有螺紋切口,該螺紋切口在形狀和斜率方面基本上與要在工件上制成的螺紋相應(yīng)時,實(shí)現(xiàn)工件的有利的替代的支承。此外建議,圓柱形的工件在與成型工具相對的一側(cè)通過至少兩個與工件軸線平行的滾子支承,這些滾子支承在一個支承件上。一種簡單的并且容易的操作這樣給出,S卩,為了調(diào)整成型工具與支承件之間的距離,支承件能通過一螺桿特別是用手操縱。優(yōu)選建議,工件能沿軸向和/或徑向引入成型工具與支承件之間的間隙中和從該間隙中取出。特別有利的是,所述螺紋滾壓裝置作為手動工具能用手操縱和運(yùn)輸。
在附圖中透視性地示出本發(fā)明的實(shí)施例并且在下文更詳細(xì)地對其進(jìn)行描述。圖中圖1示出第一實(shí)施例,在該第一實(shí)施例中工件在支承件的凹槽內(nèi)保持靠到成型工具上,圖2示出第二實(shí)施例,在該第二實(shí)施例中工件通過兩個滾子保持靠到成型工具上,圖3示出一個具有封閉的環(huán)形的承載塊的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式螺紋滾壓裝置1具有一 U形的承載塊2,該承載塊帶有一個基底3,從該基底伸出兩個臂4、5。第一臂4被一個縱向縫隙6分成兩個臂半部^、4b,并且一個成型工具7在縫隙6中支承在一軸8上,該軸的各端部穿過兩個臂半部^、4b,以便由此被臂4保持。成型工具具有一圓形的盤9,兩個彼此并排的環(huán)形的、同軸的、直徑相等并且橫截面相同的輪廓10在該盤的圓形的外邊緣上這樣地伸出,即,這兩個輪廓在其之間形成一個同軸的凹槽形的環(huán)形空間11,該環(huán)形空間的橫截面在形狀和尺寸方面與要產(chǎn)生的螺紋的螺紋輪廓的橫截面相應(yīng)。在這里,輪廓10的尺寸和橫截面這樣選擇,使得它們與要制造的螺紋的螺紋線的尺寸和橫截面相應(yīng)。為了將桿狀工件以圓柱形的外側(cè)面壓靠到成型工具上,設(shè)有一支承件20,該支承件具有部分圓柱形的凹槽12,工件嵌入該凹槽中,其中凹形的凹槽面可以與要產(chǎn)生的螺紋相應(yīng)地成型。在支承件20的相對于凹槽12在后方的一側(cè),在該支承件上支承一螺桿12,該螺桿嵌入第二臂5的相應(yīng)的螺紋孔中并且可經(jīng)由在其外端部上的把手14用手繞其縱軸線旋轉(zhuǎn),以便使支承件20朝向成型工具和離開成型工具運(yùn)動。代替成型工具7支承在第一臂中,成型工具7可以支承在支承件20中并且第一臂 4可以以凹槽12形成配合支座。此外,支承件20可以承載兩個導(dǎo)向輪或者說兩個導(dǎo)向滾子 21,這兩個導(dǎo)向輪或者說兩個導(dǎo)向滾子以成型輪廓在工件的螺紋線中滾動,如圖2所示?;蛘撸瑵L子21的表面可以是光滑圓柱形的、特別是在修補(bǔ)螺紋時。此外,承載塊2可以不是U形的、而是封閉的,這就是說,這兩個臂4、5通過一個上部件加橋接,從而承載塊2是環(huán)形的并且支承件20位于在該承載塊的中心的開口中,如圖 3所示。在所有實(shí)施方式中,盤9的以及因而還有兩個輪廓10的轉(zhuǎn)動軸8相對于凹槽12 的軸線或者相對于導(dǎo)向邊緣21傾斜設(shè)置,以便以延續(xù)的螺紋線在工件中產(chǎn)生螺紋并且不僅環(huán)形的凹槽。該傾斜設(shè)置的角度在這里約為0. 4至10度。為了修補(bǔ)損壞的螺紋,傾斜位置可以省去,這就是說,導(dǎo)向部、特別是凹槽12在支承件20或?qū)蚣衅叫杏诔尚凸ぞ叩妮S8。使用按照本發(fā)明的沒有機(jī)器的工具的優(yōu)點(diǎn)在于,該使用可以位置不綁定地進(jìn)行、 可以靈活地使用,并且例如省去裝備時間。工具因此適合于制造小的件數(shù)并且也可以比例如滾壓頭明顯更經(jīng)濟(jì)地制造,因?yàn)樵摴ぞ哂缮倭康暮唵蔚牟考?gòu)成。這以這樣的方式是可能的,S卩,為了造型剛好使用一個單個的輪廓滾子,該輪廓滾子與支承元件相對地設(shè)置。在已知工具中的輪廓滾子以圓形環(huán)繞的肋或環(huán)的形式具有帶有斜率的輪廓或沒有斜率的輪廓。在本發(fā)明中,同樣使用無斜率的輪廓用于造型,不過該輪廓的突出之處在于,該輪廓剛好具有兩個環(huán)繞的肋或環(huán),這兩個肋或環(huán)在其之間形成一個環(huán)形的間隙,該間隙大致與要形成的螺紋輪廓相應(yīng)。雖然該輪廓也可以具有多個環(huán),但在一次使用中僅兩個接合到工件上。通過輪廓滾子的該形式(剛好兩個環(huán)繞的環(huán)或肋與限定的間隙接合)實(shí)現(xiàn),必須施加以使輪廓滾子進(jìn)入材料中的力最小化。此外,該輪廓滾子相對于工件軸線以大致螺紋斜率的傾斜位置引起,可以放棄如在已知工具中的復(fù)雜的強(qiáng)制導(dǎo)向,并且輪廓滾子仍以剛好所希望的斜率在工件中輥壓出輪廓。為了能施加對于將輪廓滾子引入工件中必需的力,將工件在與輪廓滾子相對的一側(cè)以一支承元件支撐。該支承元件可以例如構(gòu)成為具有與螺紋匹配的凹形輪廓的固定主體。對于支承元件重要的是,該支承元件將力盡可能大面積地并且不是僅點(diǎn)狀地傳遞到工件上。工具的一種適宜的實(shí)施方式類似于管切割器的實(shí)施方式,該管切割器與此前描述的本發(fā)明的區(qū)別在于,代替給出輪廓的傾斜的輪廓滾子使用直的切割輪。工具的所建議的實(shí)施方式突出之處在于,該實(shí)施方式設(shè)計(jì)成可移動式攜帶的手動工具。在此,成型工具和支承元件可相對彼此沿切向進(jìn)給。在此,至少一個靜止位置是可調(diào)的,其中工件可插入成型工具和支承元件之間。用于工件的不僅軸向的、而且沿切向的插入可能性提供盡可能大的靈活性。此外,利用工具不僅可以在工件的端部、而且在任意部位處形成螺紋。在此決定性的是,成型工具和支承元件位于力流平面中,從而通過鎖定過程在要加工的工件上不產(chǎn)生彎曲力矩或傾覆力矩。在此,工具構(gòu)造成,使得成型工具相對于工件軸線以大致與螺紋斜率(升角)相應(yīng)的角度傾斜。此外,通過可能的進(jìn)給不僅可以在工件的端部上安置工具,而且可以從工件中間開始朝向工件的端部滾壓螺紋。由此,工具可以不是無意地傾斜安置。也可以取消在工件端部上抓住工件,如這在切削螺紋時是常見的,以便避免歪斜的或傾斜的安置。同時,借助按照本發(fā)明的裝置可以利用無切屑加工的有利特性,從而利用這樣的方法產(chǎn)生的螺紋的優(yōu)點(diǎn)可以移動式地用手實(shí)現(xiàn)。以令人驚喜地簡單的方式,在這里在以預(yù)定的進(jìn)給力完成進(jìn)給之后在工作位置通過整個裝置圍繞工件縱軸線的轉(zhuǎn)動無切屑地制出外螺紋,其中,要制造的螺紋幾何結(jié)構(gòu)通過成型工具在輪廓深度和輪廓形狀方面明確地預(yù)定。輪廓的歪斜或不精確的制出實(shí)際上是不可能的。“過強(qiáng)的”進(jìn)給也是不可能的,因?yàn)榱σ灾笖?shù)形式升高,只要在給出輪廓的所述兩個肋或環(huán)之間的空間完全由未成型加工的工件填滿。工件的幾何結(jié)構(gòu)在此僅僅要求基本上圓柱形的外表面,也可以構(gòu)造成管狀的或者由實(shí)心材料制成。此外,可以直到限定的點(diǎn)處完全成型出外螺紋,從而螺紋可以沒有出口地產(chǎn)生。電能供給在此不是必需的,從而給出多種多樣的使用可能性。當(dāng)然,也可想到工具的其他實(shí)施方式,其中工件僅能沿軸向插入,不過其對此可以構(gòu)造成少許強(qiáng)力的,因?yàn)榱梢暂^有利地由工具主體接受。工具的另一使用可能性是螺紋修補(bǔ)。利用工具可以使已變形的外螺紋重新恢復(fù)原形。由于成型滾子的傾斜位置,因此可以比利用已知的工具明顯更好地修復(fù)較大的損壞。但如上面已經(jīng)說明地,當(dāng)成型滾子不傾斜、亦即其軸線平行于工件的縱軸線時,螺紋的修補(bǔ)也可以以高的質(zhì)量進(jìn)行。 因?yàn)槌尚凸ぞ叩妮喞统尚凸ぞ呦鄬τ诠ぜS線傾斜的角度與要產(chǎn)生的螺紋類型有關(guān),所以適宜的是,工具的各部件(造型的滾子和配合支座)設(shè)計(jì)成可容易更換的,從而工具可以用于產(chǎn)生不同的螺紋類型。這因而也是有意義的,因?yàn)榕浜现ё洼喞獫L子隨著時間的流逝而磨損并且然后必須更新。
權(quán)利要求
1.用于通過滾壓螺紋來在具有圓柱形外表面的工件中制出螺紋的裝置(1),包括具有無斜率的輪廓的成型工具(7),其中,成型工具的軸線相對于工件的軸線傾斜或者平行,其特征在于,所述成型工具(7)由一圓形的、繞其軸(8)可旋轉(zhuǎn)地支承的盤(9)形成,兩個環(huán)形的、同軸的、無斜率的輪廓(10)在該盤的外邊緣上伸出,這些輪廓在它們之間形成一個環(huán)形空間(10),該環(huán)形空間在形狀和尺寸方面與要制成的螺紋的螺紋輪廓相應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,圓柱形的工件被保持在一個支承件00) 的部分圓柱形的凹槽(12)中,該凹槽的縱軸線相對于成型工具(7)的軸線傾斜地設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置,其特征在于,所述支承件00)能相對于成型工具(7) 的軸線成橫向地和特別是成直角地特別是用手調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置,其特征在于,所述部分圓柱形的凹槽(1 的內(nèi)壁具有螺紋切口,該螺紋切口在形狀和斜率方面基本上與要在工件上制成的螺紋相應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,圓柱形的工件在與成型工具(7)相對的一側(cè)通過至少兩個與工件軸線平行的滾子08)支承,這些滾子支承在一個支承件OO)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5之一所述的裝置,其特征在于,為了調(diào)整成型工具(7)與支承件 (20)之間的距離,支承件OO)能通過一螺桿(1 特別是用手操縱。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置,其特征在于,工件能沿軸向和/或徑向引入成型工具(7)與支承件OO)之間的間隙中和從該間隙中取出。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置,其特征在于,所述裝置作為手動工具能用手操縱和運(yùn)輸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過滾壓螺紋來在具有圓柱形外表面的工件中制出螺紋的裝置,該裝置包括具有無斜率的輪廓的成型工具(7),其中,成型工具的軸線相對于工件的軸線傾斜或者平行,其中,所述成型工具(7)由一圓形的、繞其軸(8)可旋轉(zhuǎn)地支承的盤(9)形成,兩個環(huán)形的、同軸的、無斜率的輪廓(10)在該盤的外邊緣上伸出,這些輪廓在它們之間形成一個環(huán)形空間,該環(huán)形空間在形狀和尺寸方面與要制成的螺紋的螺紋輪廓相應(yīng)。
文檔編號B21H3/02GK102574195SQ201080046135
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者B-A·貝倫斯, D·施尼爾, H·施密特, P·西爾伯庫爾 申請人:漢諾威萊布尼茲大學(xué)