專利名稱：機(jī)械零件尤其是軸承環(huán)的制造方法和裝置以及根據(jù)該方法生產(chǎn)的零件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及呈圓形幾何形狀的機(jī)械零件的制造方法，所述機(jī)械零件尤其是用合金制成的、可經(jīng)受至少一次硬化熱處理的環(huán)形件，例如軸承環(huán)，其特征在于，在一回轉(zhuǎn)式空心模具中，通過離心作用，從一預(yù)定體積的、達(dá)到一熔融溫度T1的所述合金，制成所述機(jī)械零件的一坯件，其特征還在于，在低于所述熔融溫度T1的、所述坯件具有壓延穩(wěn)定性的溫度T2下，冷卻所述坯件。
本發(fā)明還涉及使用該方法的裝置，其用于制造呈圓形幾何形狀的機(jī)械零件，尤其是用合金制成的、可經(jīng)受至少一次硬化熱處理的環(huán)形件，例如軸承環(huán)，所述裝置具有一回轉(zhuǎn)式空心模具——其布置成接納具有預(yù)定體積的所述合金、加熱部件——其用于使該合金達(dá)到熔融溫度T1、以及驅(qū)動(dòng)部件——其用于驅(qū)動(dòng)所述空心模具轉(zhuǎn)動(dòng)，且通過離心作用制成機(jī)械零件的坯件。
最后，本發(fā)明涉及根據(jù)該方法和借助于該裝置制成的機(jī)械零件。
背景技術(shù)：
具有圓形幾何形狀的機(jī)械零件，尤其是環(huán)形件，例如滾珠軸承環(huán)或滾針軸承環(huán)，一般用公知的車削方法制成，這意味著從適當(dāng)?shù)慕饘侔舨睦玢t鋼制造零件，機(jī)加工復(fù)雜，且成本高。舉例來說，就滾珠軸承環(huán)而言，這種機(jī)加工的生產(chǎn)工序包括將金屬棒材置于車床的夾頭上、使用一呈插入形狀的鉆頭成型外形、使用可進(jìn)入中央空腔且可側(cè)向移動(dòng)的一車刀加工內(nèi)軸承滾道、加工用于在軸承滾道兩側(cè)接納防塵環(huán)的凹槽、切割零件、清洗零件、以及進(jìn)行零件的熱處理或淬火。
機(jī)加工工序因?yàn)橐谐糜谥圃炝慵摹⒕哂袌A形截面的實(shí)心金屬棒材的材料，所以會(huì)產(chǎn)生金屬屑。鑒于所使用的合金成本高，金屬屑的產(chǎn)生是不可忽略的浪費(fèi)，在零件的機(jī)加工過程中產(chǎn)生的金屬屑總量常常大于零件本身的總量。此外，對(duì)于每種零件直徑來說，最好使用直徑相當(dāng)?shù)拿鹘饘侔舨?，這意味著要封存和管理基價(jià)較高的各種合金棒材的大量備料。最后，每個(gè)零件要與確保高質(zhì)量制造的數(shù)量非常大的一套鉆具、銑刀等相適應(yīng)。特別是，螺旋加工車床非常昂貴，對(duì)于制造廠來說，投資比較大。
其它缺陷是，一些特硬鋼不適于這種類型的傳統(tǒng)機(jī)加工，因此，為經(jīng)濟(jì)起見，在當(dāng)前的工業(yè)上很少使用，在勞動(dòng)生產(chǎn)率是主要手段的經(jīng)濟(jì)的工序中，公知的方法難以控制。
大致令人滿意的試驗(yàn)表明，不能同時(shí)在質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率方面獲得令人滿意的效果。
出版物GB 852359提出通過離心作用使鋼環(huán)成型的方法，其中，從一熔融金屬槽提取預(yù)定量的熔融金屬，注入到一成型熔堝中。使用一外澆鑄口特別細(xì)致地提取預(yù)定量的熔融金屬，所述外澆鑄口配有一分配噴口和一機(jī)械堵塞件。
美國專利US 3927450還提出通過離心作用使空心合金錠成型的方法，然后，這些錠進(jìn)行機(jī)械加工，且切割成具有所需的圓形幾何形狀的成品機(jī)械零件。
法國專利FR 2516825還提出通過離心作用成型的裝置。在前述文獻(xiàn)中，熔融合金在一含有熔融材料的槽中提取，所需的量通過一中間容器提取。這種供給裝置不大精確、復(fù)雜，且成本高。
美國專利US 3720987提出通過離心作用使用碳鋼合金制造尤其是軸承環(huán)的方法，其用于使鋼分子朝模制件外遷移，且使碳分子朝模制件內(nèi)遷移。
美國專利US 5101547提出通過離心作用成型的方法，其中，熔融材料從熔融原材料浴中提取。
所有這些方法都不精確、不可靠，不能高節(jié)奏地、經(jīng)濟(jì)地、可靠地生產(chǎn)精密零件，也就是說，軸承環(huán)是耗損大的零件，必須以1/1000毫米的公差進(jìn)行制造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在消除所有這些缺陷，提出采用一種簡單和經(jīng)濟(jì)的成型技術(shù)，取代傳統(tǒng)的切除合金金屬屑的機(jī)加工方法，所述簡單和經(jīng)濟(jì)的成型技術(shù)可使用任意合金甚至特硬合金，原材料備料少，在某些情況下，這種成型與零件的至少一熱處理工序相結(jié)合。
為此，本發(fā)明提出前序部分定義的方法，其特征在于，確定合金的體積，然后再將一合金棒材插入到一垂直感應(yīng)加熱爐內(nèi)進(jìn)行熔化，所述垂直感應(yīng)加熱爐在其位于所述空心模具上面的下端部開口，其特征還在于，使所述預(yù)定體積的合金處于所述熔融溫度T1下，其特征還在于，當(dāng)所述坯件達(dá)到所述溫度T2時(shí)，借助于支靠在其內(nèi)表面上的機(jī)加工部件成形所述機(jī)械零件的內(nèi)部型面，其特征還在于，從所述空心模具取出該零件，并使之處于淬火溫度T3下，其特征還在于，按預(yù)定要求冷卻所述零件。
根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施方式，所述合金棒材環(huán)周地預(yù)先開槽，以限定棒材區(qū)段，每個(gè)區(qū)段或者相應(yīng)于制造所述機(jī)械零件所需的所述預(yù)定的原材料體積，或者相應(yīng)于該體積的一整數(shù)約數(shù)。
根據(jù)第一實(shí)施例，可使所述預(yù)定量的合金以至少一滴——其在垂直加熱爐中由在所述溫度T1下熔融的至少一棒材區(qū)段形成——的形式引入到模具中，該滴可在重力作用下與插入到所述垂直加熱爐內(nèi)的合金棒材分離。
根據(jù)第二實(shí)施例，可使所述預(yù)定量的合金以至少一棒材區(qū)段的形式引入到空心模具內(nèi)，所述區(qū)段可在預(yù)先開槽的區(qū)域通過棒材加熱與所述棒材分離，而且，通過至少局部地圍繞所述空心模具的加熱部件，至少使所述棒材區(qū)段處于熔融溫度T1下。
為此，本發(fā)明還提出使用前序部分定義的方法的裝置，其特征在于，所述裝置具有[20]-用于在合金棒材熔融之前確定合金體積的部件，[21]-感應(yīng)加熱部件，其用于熔化所述預(yù)定體積的合金，且使之在空心模具內(nèi)處于溫度T1下，[22]-冷卻部件，其用于冷卻在空心模具內(nèi)通過熔融合金的離心作用而獲得的所述坯件，且使之處于溫度T2下，所述溫度T2低于所述熔融溫度T1，所述坯件在該溫度T2下具有可壓延的穩(wěn)定性， -機(jī)加工部件，其用于成形所述機(jī)械零件的內(nèi)部型面，[24]-一溫度調(diào)節(jié)裝置，其用于使從所述坯件獲得的機(jī)械零件處于淬火溫度T3下，以及[25]-所述機(jī)械零件(28)在其從空心模具取出后進(jìn)行淬火的部件。
有利地，所述在熔融之前確定合金體積的部件通過在棒材上環(huán)周地預(yù)先開槽而形成，以限定棒材區(qū)段，每個(gè)區(qū)段或者相應(yīng)于制造所述機(jī)械零件所需的原材料的體積，或者相應(yīng)于該體積的一整數(shù)約數(shù)。
在第一實(shí)施例中，所述感應(yīng)加熱部件可具有一垂直感應(yīng)加熱爐，所述垂直感應(yīng)加熱爐在其位于所述空心模具上面的下端部開口，所述合金的預(yù)先開槽的棒材插入其中。
在第二實(shí)施例中，所述感應(yīng)加熱部件可具有一垂直感應(yīng)加熱爐，所述合金的預(yù)先開槽的棒材插入其中，并且，至少一感應(yīng)線圈至少局部地圍繞所述空心模具，在這種情況下，所述感應(yīng)加熱爐中的加熱溫度確定成僅僅在預(yù)先開槽處熔化棒材，從而可熔化為獲得預(yù)定體積的合金所需的區(qū)段，然后，所述區(qū)段在模具內(nèi)熔融，且由感應(yīng)線圈使之處于熔融溫度T1下。
優(yōu)選地，機(jī)加工部件具有一回轉(zhuǎn)式成型滾輪，其連接于轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部件和軸向與側(cè)向移動(dòng)部件，使之支靠在所述坯件的內(nèi)表面上，以便成形所述機(jī)械零件的內(nèi)部型面。
空心模具可連接于一隔板，所述隔板限定所述機(jī)械零件的一模制壁。
有利地，所述機(jī)械零件進(jìn)行淬火的部件具有至少一淬火浴。
在所有這些變型例中，空心模具具有一熔堝和一成型內(nèi)腔，所述熔堝布置成含有預(yù)定體積的合金，所述成型內(nèi)腔與所述熔堝連通。
在一變型例中，空心模具可由至少兩個(gè)徑向活動(dòng)的區(qū)段構(gòu)成，所述區(qū)段布置成可打開該模具，以取出模制件。
根據(jù)該實(shí)施例，坯件冷卻部件可布置成冷卻模具和/或隔板的外壁。


參照作為非限制性的說明性實(shí)施例給出的附圖，以及對(duì)本發(fā)明方法的一實(shí)施例和其它實(shí)施例的詳述，本發(fā)明及其優(yōu)越性將得到更好的理解，
附圖如下[36]圖1A、1B和1C示出例如呈軸承環(huán)形狀的機(jī)械零件的不同的傳統(tǒng)車削生產(chǎn)工序；[37]圖2A、2B、2C、2D、2E、2F和2G示出本發(fā)明的裝置以及本發(fā)明方法的第一實(shí)施方式中呈軸承環(huán)形狀的機(jī)械零件的不同的生產(chǎn)工序；[38]圖3A和3B示出本發(fā)明的裝置以及本發(fā)明方法的第二實(shí)施方式中呈軸承環(huán)形狀的機(jī)械零件的不同的生產(chǎn)工序；以及[39]圖4是用于本發(fā)明裝置的空心模具的一具體實(shí)施例的俯視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1A所示，機(jī)械零件例如軸承環(huán)的傳統(tǒng)車削制造方法的第一工序例如在于，在車床(未示出)的夾頭上裝上一適當(dāng)?shù)暮辖鸢舨?，并且使用一鉆頭3鉆一中央孔2。
圖1B示出下列兩工序，這兩工序可同時(shí)進(jìn)行，一方面，使用一插入形刀具5加工未來零件的外廓4，另一方面，使用一軸向和側(cè)向移動(dòng)的成型刀具7加工未來零件的內(nèi)部型面例如軸承滾道6。
圖1C示出使用一插入式切割工具9加工的機(jī)械零件8的切割工序，所述插入式切割工具9從金屬棒材1切下零件，以開始新一輪生產(chǎn)周期。
這些工序在數(shù)控機(jī)床上高節(jié)奏地自動(dòng)進(jìn)行。這些工序產(chǎn)生大量金屬切屑，加工工具必須定期磨快，進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，以補(bǔ)償其磨損。
本發(fā)明的方法不存在與該制造方法有關(guān)的所有約束條件，也改進(jìn)了通過離心作用成型零件的公知方法。如此獲得的零件的尺寸不能確保，因?yàn)榇Ｖ撇牧系呐淞戏浅２豢煽?。在本發(fā)明的方法中，該缺陷不存在，因?yàn)橄却_定合金的體積，然后再從插入到垂直感應(yīng)加熱爐中的合金棒材進(jìn)行熔化，該棒材分成預(yù)先切割的相等區(qū)段，可獲得始終相同的預(yù)定熔化的合金體積。然后，使該預(yù)定體積的合金處于合金的熔融溫度下，以便在一回轉(zhuǎn)模具內(nèi)通過離心作用成形一坯件。當(dāng)坯件具有可壓延的穩(wěn)定性時(shí)，使用一加工工具例如支靠在其內(nèi)表面上的一回轉(zhuǎn)式成型滾輪，成形所需機(jī)械零件的內(nèi)部型面，在從模具取出零件之后，使之浸入淬火浴中。
該方法可使用在圖2A至2G所示的裝置上。該裝置10具有一空心模具11，所述空心模具11被驅(qū)動(dòng)圍繞其軸線12轉(zhuǎn)動(dòng)，且具有一熔堝13和一成型內(nèi)腔14，所述熔堝13用于例如接納處于熔融狀態(tài)的合金。該空心模具11的上面是一隔板15，所述隔板15連接于該模具，且具有一中央開口16。空心模具11安裝在一支承件17上，所述支承件17接納在一機(jī)架18內(nèi)，所述機(jī)架18承載使支承件17和空心模具11轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件。
在該設(shè)備的上面布置有一原材料供給裝置，所述原材料用于制造機(jī)械零件，在這種情況下，是一種例如呈棒材20形狀的合金，所述棒材20由區(qū)段21形成，所述區(qū)段21由周邊凹槽22彼此連接。實(shí)際上，一銑切裝置(未示出)按預(yù)定要求且自動(dòng)控制地加工這些周邊凹槽22，以限定這些區(qū)段21。該棒材20插入到一垂直感應(yīng)加熱爐23中，使得一定量的原材料熔化并下落到回轉(zhuǎn)式空心模具11的熔堝13內(nèi)。
為此，垂直感應(yīng)加熱爐23具有感應(yīng)線圈24，其軸線與一中央導(dǎo)道25的軸線相垂直且相一致，所述中央導(dǎo)道25的軸線基本上和空心模具11的軸線12相一致。感應(yīng)線圈24布置成，沿箭頭A的方向自動(dòng)供給的棒材20的區(qū)段21先預(yù)熱再熔融。優(yōu)選地，每個(gè)區(qū)段21的體積相等，或相當(dāng)于制造機(jī)械零件所需的原材料體積的一整數(shù)約數(shù)。
下面，參照示出所述方法的不同工序的附圖，說明該裝置的工作情況。圖2A示出空心模具11，所述空心模具11覆蓋以隔板15，且定位在垂直感應(yīng)加熱爐23的下面，所述垂直感應(yīng)加熱爐23供以呈合金棒材20形狀的原材料，所述合金棒材20分成區(qū)段21，所述區(qū)段21相繼在加熱爐中先預(yù)熱后熔融。
圖2B示出以下工序，其中，與棒材20的至少一區(qū)段21相應(yīng)的熔融原材料，在重力作用下，下落到熔堝13中。在該工序中，空心模具可處于靜止位置，或低速轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖2C示出離心作用工序，其中，空心模具被高速驅(qū)動(dòng)，以使在熔堝中熔融的材料通過離心作用投入到成型內(nèi)腔14中，以獲得與待生產(chǎn)機(jī)械零件的一坯件26相應(yīng)的型面。成品零件的外部型面精確地相應(yīng)于成型內(nèi)腔14的周邊形狀。應(yīng)當(dāng)指出，隔板15始終就位，因?yàn)樗薅ǔ尚蛢?nèi)腔14的模制壁之一。還應(yīng)當(dāng)指出，棒材20移動(dòng)成將其區(qū)段21中的至少一個(gè)區(qū)段供給到垂直感應(yīng)加熱爐23的中央導(dǎo)道25中，以便進(jìn)行下一道熔鑄。
圖2D示出一空轉(zhuǎn)工序，其中，坯件26由冷卻部件30冷卻，所述冷卻部件30例如是通風(fēng)管，朝向模具11和/或隔板15的外壁。感應(yīng)加熱爐將原材料的溫度提高到與材料的熔融溫度相應(yīng)的數(shù)值T1。該溫度由冷卻部件30在該工序中降低到數(shù)值T2，在該溫度T2下，合金可充分壓延，以便由適當(dāng)?shù)臋C(jī)加工部件進(jìn)行成型。機(jī)加工部件呈成型滾輪27的形狀，可被驅(qū)動(dòng)圍繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)指出，隔板15在該工序中已被取出。
圖2E示出成型工序，其中，機(jī)械零件的內(nèi)部型面由成型滾輪27給出，所述成型滾輪27支承在處于可壓延狀態(tài)的坯件26上，該滾輪已降低，且沿方向箭頭B軸向插入到空心模具的內(nèi)腔中，然后沿方向箭頭C側(cè)向移動(dòng)。
圖2F示出在機(jī)械零件28成型之后成型滾輪27脫離空心模具11的回縮工序。然后，該零件用本身公知的握持部件(這里未記述)從空心模具11取出。
圖2G示出當(dāng)用一溫度調(diào)節(jié)裝置(未示出)測(cè)得模制件28達(dá)到可淬火的溫度T3時(shí)，從空心模具11取出的所述模制件28輸送到淬火浴29中的傳送工序。在零件28從模具11取出之后，新一輪生產(chǎn)周期可立即開始。必要時(shí)，模具可更換，以便制造另一種零件。
這些不同的工序可在一種有控制的氣氛中完成，以免所使用的合金氧化或腐蝕。
在圖3A和3B所示的裝置的第二實(shí)施例中，原材料即合金直接在空心模具11的熔堝13中熔融，呈感應(yīng)線圈31形狀的加熱部件圍繞空心模具11加以布置。在該實(shí)施例中，垂直加熱爐23在低于第一實(shí)施例的溫度的溫度下使用，只有相鄰兩區(qū)段21的分隔區(qū)域可熔融，以便從棒材20切下一區(qū)段21。該區(qū)段或這些區(qū)段根據(jù)制造零件所需的預(yù)定體積，下落到模具11中，圍繞所述模具的加熱部件使所述區(qū)段處于熔融溫度T1下。裝置的其它組件基本上相同，當(dāng)合金熔融時(shí)，空心模具圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)的離心作用操作可制成一坯件26，所述坯件26的處理與上述形成成品零件的處理相同。
在本發(fā)明裝置的前述兩個(gè)實(shí)施例中，空心模具的上面是隔板15。零件可在該隔板取出之后從空心模具取出。
圖4示出另一實(shí)施例，可獲得在其外廓上具有一型面的機(jī)械零件。在這種情況下，成品零件的取出需要配設(shè)空心模具的開口，所述空心模具41不具有隔板，且由至少兩個(gè)區(qū)段構(gòu)成。這些區(qū)段42(在所示的實(shí)施例中數(shù)量為三個(gè))沿箭頭F的方向徑向移動(dòng)，以便通過一自動(dòng)握持裝置(未示出)自動(dòng)取出零件。
所述的優(yōu)選實(shí)施例可作多種改進(jìn)，可納入一配有不同工位的旋轉(zhuǎn)裝置。也可使用散粒狀合金，例如顆?；蚣?xì)粒，裝在一定量供料器中。在這種情況下，所需顆粒的配料量可進(jìn)行稱重或體積測(cè)量，以使顆粒的體積相應(yīng)于待制零件的體積。原材料顆粒冷注入到一空心模具的熔堝中，所述空心模具配有如第二實(shí)施例所述的加熱部件。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.制造方法，其用于制造呈圓形幾何形狀的機(jī)械零件，尤其是用合金制成的、可至少經(jīng)受硬化熱處理的環(huán)形件，例如軸承環(huán)，其中，在一回轉(zhuǎn)式空心模具中、通過離心作用、從達(dá)到熔融溫度(T1)的一預(yù)定體積的所述合金開始制成所述機(jī)械零件的一坯件，并且，在低于所述熔融溫度(T1)的溫度(T2)下，冷卻所述坯件，所述坯件在該溫度(T2)下具有可壓延的穩(wěn)定性，其特征在于，在從一合金棒材開始進(jìn)行熔融之前，確定合金的體積，所述合金棒材插入在一垂直感應(yīng)加熱爐內(nèi)，所述垂直感應(yīng)加熱爐在其位于所述空心模具上面的下端部處開口；使所述預(yù)定體積的合金處于所述熔融溫度(T1)下；當(dāng)所述坯件達(dá)到所述溫度(T2)時(shí)，使用一加工工具成形所述機(jī)械零件的內(nèi)部型面，所述加工工具支靠在所述坯件的內(nèi)表面上；從所述空心模具取出該零件，且使之處于淬火溫度(T3)下；按預(yù)定要求使所述零件冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述合金棒材環(huán)周地預(yù)先開槽，以限定棒材區(qū)段，每個(gè)區(qū)段或者相應(yīng)于制造所述機(jī)械零件所需的所述預(yù)定的原材料體積，或者相應(yīng)于該體積的一整數(shù)約數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于，使所述預(yù)定量的合金以至少一滴--其在所述垂直加熱爐中由在所述溫度(T1)下熔融的至少一棒材區(qū)段形成--的形式引入到所述模具中，該滴在重力作用下與插入到所述垂直加熱爐內(nèi)的合金棒材分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于，使所述預(yù)定量的合金以至少一棒材區(qū)段的形式引入到空心模具中，所述區(qū)段通過在其預(yù)先開槽的區(qū)域中加熱所述棒材，而與所述棒材分離；通過至少局部地圍繞所述空心模具的加熱部件，使至少所述棒材區(qū)段處于熔融溫度(T1)下。
5.制造裝置，其用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制造呈圓形幾何形狀的機(jī)械零件，尤其是用合金制成的、可至少經(jīng)受硬化熱處理的環(huán)形件，例如軸承環(huán)，所述裝置具有一回轉(zhuǎn)式空心模具(11；41)——其布置成接納預(yù)定體積的所述合金、加熱部件——其用于使該合金達(dá)到熔融溫度(T1)、以及驅(qū)動(dòng)部件——其用于驅(qū)動(dòng)所述空心模具轉(zhuǎn)動(dòng)，且通過離心作用制成機(jī)械零件的一坯件(26)，其特征在于，所述裝置具有-用于在合金棒材(20)熔融之前確定合金體積的部件，-感應(yīng)加熱部件，其用于溶解所述預(yù)定體積的合金，且使之在空心模具內(nèi)處于溫度(T1)下，-冷卻部件(30)，其用于冷卻在空心模具內(nèi)通過熔融合金的離心作用而獲得的所述坯件(26)，且使之處于溫度(T2)下，所述溫度(T2)低于所述熔融溫度(T1)，所述坯件(26)在該溫度(T2)下具有可壓延的穩(wěn)定性，-機(jī)加工部件，其用于成形所述機(jī)械零件(28)的內(nèi)部型面，-一溫度調(diào)節(jié)裝置，其用于使從所述坯件獲得的機(jī)械零件(28)處于淬火溫度(T3)下，以及-所述機(jī)械零件(28)在其從空心模具取出后進(jìn)行淬火的部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述在熔融之前確定合金體積的部件通過在棒材(20)上環(huán)周地預(yù)先開槽而形成，以限定棒材區(qū)段(21)，每個(gè)區(qū)段(21)或者相應(yīng)于制造所述機(jī)械零件(28)所需的原材料的體積，或者相應(yīng)于該體積的一整數(shù)約數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述感應(yīng)加熱部件具有一垂直感應(yīng)加熱爐(23)，所述垂直感應(yīng)加熱爐(23)在其處于所述空心模具上面的下端部開口，所述合金的預(yù)先開槽的棒材(20)插入到其中。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7所述的裝置，其特征在于，所述感應(yīng)加熱部件具有一垂直感應(yīng)加熱爐(23)，所述合金的預(yù)先開槽的棒材(20)插入到其中，并且，至少一感應(yīng)線圈(31)至少局部地圍繞所述空心模具(11)，所述感應(yīng)加熱爐(23)中的加熱溫度確定成僅僅在預(yù)先開槽處(21)使棒材(20)熔融，從而使獲得預(yù)定體積的合金所需的區(qū)段(21)分離，然后，所述區(qū)段在模具(11)中熔融，并且，感應(yīng)線圈(31)使之處于熔融溫度(T1)下。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述機(jī)加工部件具有一回轉(zhuǎn)式成型滾輪(27)，其連接于轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部件和軸向與側(cè)向移動(dòng)部件，使之支靠在所述坯件(26)的內(nèi)表面上，以便成形所述機(jī)械零件的內(nèi)部型面。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述空心模具(11)連接于一隔板(15)，所述隔板(15)限定所述機(jī)械零件的一模制壁。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，用于所述機(jī)械零件(28)進(jìn)行淬火的部件具有至少一淬火浴(29)。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述空心模具(41)由至少兩活動(dòng)區(qū)段(42)構(gòu)成，所述活動(dòng)區(qū)段(42)徑向布置成可打開該模具，以便取出模制件。
13.根據(jù)權(quán)利要求5和12所述的裝置，其特征在于，所述空心模具(11；41)具有一熔堝(13)和一成型內(nèi)腔(14)，所述熔堝(13)布置成盛放預(yù)定體積的合金，所述成型內(nèi)腔(14)與所述熔堝(13)連通。
14.根據(jù)權(quán)利要求5、10和12所述的裝置，其特征在于，所述坯件(26)的冷卻部件布置成冷卻模具(11；41)和/或隔板(15)的外壁。
權(quán)利要求
1.制造方法，其用于制造呈圓形幾何形狀的機(jī)械零件，尤其是用合金制成的、可至少經(jīng)受硬化熱處理的環(huán)形件，例如軸承環(huán)，其中，在一回轉(zhuǎn)式空心模具中、通過離心作用、從達(dá)到熔融溫度(T1)的一預(yù)定體積的所述合金開始制成所述機(jī)械零件的一坯件，并且，在低于所述熔融溫度(T1)的溫度(T2)下，冷卻所述坯件，所述坯件在該溫度(T2)下具有可壓延的穩(wěn)定性，其特征在于，在從一合金棒材開始進(jìn)行熔融之前，確定合金的體積，所述合金棒材插入在一垂直感應(yīng)加熱爐內(nèi)，所述垂直感應(yīng)加熱爐在其位于所述空心模具上面的下端部處開口；使所述預(yù)定體積的合金處于所述熔融溫度(T1)下；當(dāng)所述坯件達(dá)到所述溫度(T2)時(shí)，使用一加工工具成形所述機(jī)械零件的內(nèi)部型面，所述加工工具支靠在所述坯件的內(nèi)表面上；從所述空心模具取出該零件，且使之處于淬火溫度(T3)下；按預(yù)定要求使所述零件冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述合金棒材環(huán)周地預(yù)先開槽，以限定棒材區(qū)段，每個(gè)區(qū)段或者相應(yīng)于制造所述機(jī)械零件所需的所述預(yù)定的原材料體積，或者相應(yīng)于該體積的一整數(shù)約數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于，使所述預(yù)定量的合金以至少一滴--其在垂直加熱爐中由在所述溫度(T1)下熔融的至少一棒材區(qū)段形成--的形式引入到模具中，該滴在重力作用下與插入到所述垂直加熱爐內(nèi)的合金棒材分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于，使所述預(yù)定量的合金以至少一棒材區(qū)段的形式引入到空心模具中，所述區(qū)段通過加熱棒材在其預(yù)先開槽的區(qū)域與所述棒材分離；通過至少局部地圍繞所述空心模具的加熱部件，使至少所述棒材區(qū)段處于熔融溫度(T1)下。
5.制造裝置，其用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制造呈圓形幾何形狀的機(jī)械零件，尤其是用合金制成的、可至少經(jīng)受硬化熱處理的環(huán)形件，例如軸承環(huán)，所述裝置具有一回轉(zhuǎn)式空心模具(11；41)--其布置成接納預(yù)定體積的所述合金、加熱部件--其用于使該合金達(dá)到熔融溫度(T1)、以及驅(qū)動(dòng)部件--其用于驅(qū)動(dòng)所述空心模具轉(zhuǎn)動(dòng)，且通過離心作用制成機(jī)械零件的一坯件(26)，其特征在于，所述裝置具有-用于在合金棒材(20)熔融之前確定合金體積的部件，-感應(yīng)加熱部件，其用于溶解所述預(yù)定體積的合金，且使之在空心模具內(nèi)處于溫度(T1)下，-冷卻部件(30)，其用于冷卻在空心模具內(nèi)通過熔融合金的離心作用而獲得的所述坯件(26)，且使之處于溫度(T2)下，所述溫度(T2)低于所述熔融溫度(T1)，所述坯件(26)在該溫度(T2)下具有可壓延的穩(wěn)定性，-機(jī)加工部件，其用于成形所述機(jī)械零件(28)的內(nèi)部型面，-一溫度調(diào)節(jié)裝置，其用于使從所述坯件獲得的機(jī)械零件(28)處于淬火溫度(T3)下，以及-所述機(jī)械零件(28)在其從空心模具取出后進(jìn)行淬火的部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述在熔融之前確定合金體積的部件通過在棒材(20)上環(huán)周地預(yù)先開槽而形成，以限定棒材區(qū)段(21)，每個(gè)區(qū)段(21)或者相應(yīng)于制造所述機(jī)械零件(28)所需的原材料的體積，或者相應(yīng)于該體積的一整數(shù)約數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述感應(yīng)加熱部件具有一垂直感應(yīng)加熱爐(23)，所述垂直感應(yīng)加熱爐(23)在其處于所述空心模具上面的下端部開口，所述合金的預(yù)先開槽的棒材(20)插入到其中。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7所述的裝置，其特征在于，所述感應(yīng)加熱部件具有一垂直感應(yīng)加熱爐(23)，所述合金的預(yù)先開槽的棒材(20)插入到其中，并且，至少一感應(yīng)線圈(31)至少局部地圍繞所述空心模具(11)，所述感應(yīng)加熱爐(23)中的加熱溫度確定成僅僅在預(yù)先開槽處(21)使棒材(20)熔融，從而使獲得預(yù)定體積的合金所需的區(qū)段(21)分離，然后，所述區(qū)段在模具(11)中熔融，并且，感應(yīng)線圈(31)使之處于熔融溫度(T1)下。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，機(jī)加工部件具有一回轉(zhuǎn)式成型滾輪(27)，其連接于轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部件和軸向與側(cè)向移動(dòng)部件，使之支靠在所述坯件(26)的內(nèi)表面上，以便成形所述機(jī)械零件的內(nèi)部型面。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，空心模具(11)連接于一隔板(15)，所述隔板(15)限定所述機(jī)械零件的一模制壁。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述機(jī)械零件(28)進(jìn)行淬火的部件具有至少一淬火浴(29)。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，空心模具(41)由至少兩活動(dòng)區(qū)段(42)構(gòu)成，所述活動(dòng)區(qū)段(42)徑向布置成可打開該模具，以便取出模制件。
13.根據(jù)權(quán)利要求5和12所述的裝置，其特征在于，空心模具(11；41)具有一熔堝(13)和一成型內(nèi)腔(14)，所述熔堝(13)布置成盛放預(yù)定體積的合金，所述成型內(nèi)腔(14)與所述熔堝(13)連通。
14.根據(jù)權(quán)利要求5、10和12所述的裝置，其特征在于，坯件(26)的冷卻部件布置成冷卻模具(11；41)和/或隔板(15)的外壁。
15.機(jī)械零件(28)，其特征在于，它根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法制成。
16.機(jī)械零件(28)，其特征在于，它使用根據(jù)權(quán)利要求5至14中任一項(xiàng)所述的裝置制成。
全文摘要
使用本發(fā)明的方法的裝置(10)是模制呈圓形幾何形狀的機(jī)械零件，例如用合金制成的軸承環(huán)，所述裝置具有一回轉(zhuǎn)式空心模具(11)、一感應(yīng)加熱設(shè)備(23)以及用于通過離心作用制成零件的一坯件(26)的部件，所述空心模具(11)用于在一熔堝(13)中接納一預(yù)定量的、由一個(gè)或多個(gè)區(qū)段(21)限定的一合金棒材(20)，所述感應(yīng)加熱設(shè)備(23)用于使該合金處于熔融溫度(T
文檔編號(hào)F16C33/64GK101014432SQ200580029590
公開日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月3日
發(fā)明者詹弗蘭科·帕索尼 申請(qǐng)人:詹弗蘭科·帕索尼