由烧结金属构成的整体式活节体及其制造方法和装置制造方法及图纸

一种制造金属构件且尤其是万向节（１）的带有球滚道（７）的活节内构件（３）的方法，其中，粉末被装填到一个装填腔（２８）里，该装填腔（２８）由一个阴模、至少一个成型芯（２２）和一个布置在该成型芯对面的装填芯（２３）、一个中间芯（２６）、至少一个下冲模和一个上冲模（２４，２５）界定，其中，在装填腔（２８）里，粉末通过施加于上冲模和／或下冲模上的压力被压制成生坯并被顶出和被烧结。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属烧结件，尤其是万向节的活节内构件，它具有与挤压方向成角度地布置的球滚道和/或球滚道的弧弯，以及方法和实施该方法的装置。由一个活节内构件和一个活节外构件组成的万向节是众所周知的。它们主要用于在轴之间传递力矩，这些轴在运行中遇到较大的位移。同时可以承受轴向位移。通过相互成角度的轴来传递力矩的一个例子是同步万向节。同步万向节属于铰接类型，其最常见的结构是十字接头。在十字接头中，两个轴的万向节叉形端与一个轴颈相连。简单的十字接头大致允许小的角度变化。而轴沿轴向和径向的移动是不可能的。同步万向节避免了这些缺点。与十字接头相比，在均匀的角速度下，可以通过同步万向节在输出侧产生均匀的转速。对转矩也是一样。万向节由两个活节和一个中间轴组成。中间轴大多设计成伸缩轴的形式以便补偿长度变化。保证均匀传递的条件是，若在两个万向节叉形端上的偏转角总是同样大小，则这两个万向节叉形端处于一个平面里，至少是在在运行中最经常出现的位置上。这可以通过Z形布局或W形布局来实现。对汽车而言，前者是最常用的。在这里，只在中间轴上出现不均匀性。为了在小空间上平衡大的角运动，例如在汽车前轮驱动时就使用了双万向节。它们在原理上对应于万向节，但代替中间轴地只有一个短的中间件(轴或联轴器)，该中间件的设置应使两个活节的偏转角总是相等。在主动轴或从动轴上拟定了纵向可移性。此外，同步万向节还可以均匀地、传力连接地传递力矩或角速度，大多数通过球，这些球如此在球滚道里导向移动，即它们总位于活节的镜面里。当同步万向节较大时，必须对中。同步万向节可偏转角大时允许均匀的传递。同步万向节被构造成固定活节或移动活节，其中，固定活节使主动轴在轴向上被固定住；而移动活节可通过纵向位移在轴向长度变化时实现平衡。这种万向节通过一个活节外构件和一个活节内构件与轴相连。活节内构件通过球在活节外构件里导向。此外，这些球在一个球滚道里运动，该球滚道成形在活节内构件的外表面上和活节外构件的内表面上。万向节的几何形状要求这些球滚道的凹槽都是切削加工成的。这种加工一般要求高成本、高精度高的切削加工。这样做的缺点是，活节内构件必须通过多道工序并在各种不同的加工机床上进行加工。迄今为止，活节内构件过去由锻造坯件加工而成，这是因为底切或突出部如球滚道不是能通过各种压力加工方法制成的，因而也不可能由金属粉末被挤压和烧结成最终形状。这一般要求有一些附加步骤，以便使底切成型。本专利技术的任务是提供一种方法和装置，可利用该方法简单精确地制成金属烧结件或锻造件且尤其是万向节的活节内构件。本专利技术利用如方法权利要求、装置权利要求和产品权利要求所述的特征来完成该任务。本专利技术提出一种制造金属烧结件或锻造件且尤其是万向节的带有球滚道的活节内构件的方法，其中，粉末被装填在一个装填腔里，该装填腔由一个阴模、至少一个成型芯和一个布置于该成型芯对面的装填芯、一个中间芯、至少一个下冲模和一个上冲模界定，该粉末在装填腔里通过对上、下冲模施加的压力被压成生坯并被顶出和被烧结。金属烧结粉末被装入该装填腔里。成型芯一直移到装填芯处并通过模具相互之间相对的移动确定局部几何形状，接着通过对上冲模和/或下冲模施加压力而把粉末压实成生坯。压制完的生坯在上冲模和成型芯从压制装置中退出后被顶出并被烧结。为达到较高的密度，适当地使烧结件在烧结后进行热精整或冷精整。为了实现较小的公差和/或局部压实，可以在烧结和/或锻造后进行精整。例如，有利地对活节内构件的球滚道进行冷滚压处理或者另一可选做法是在烧结锻造后进行滚压处理。粉末冶金制造的构件具有以下优点，即活节内构件整个形成高强度组织，它具有出色的材料性能和表面质量。在本专利技术的有利实施形式中规定了，为实现装填过程，装填芯移入阴模的一个装填位置里，中间芯进入阴模的一个装填位置中，而下冲模保持在一个装填位置上，在压实时，配属于装填芯的成型芯进入阴模，其中，成型芯使装填芯在阴模里向下移动并通过成型芯的几何形状在粉末里形成球滚道，同时，上冲模进入阴模里，直到到达一个上冲模挤压位置，并且粉末被压实成生坯，其中球滚道通过阴模的几何形状而成型，而下冲模一直移到一个下冲模终端位置并且粉末也被压实，在顶出过程中，上冲模和成型芯从阴模里被移出并且中间芯被从生坯里撤出来。取决于活节内构件的几何形状地，设有至少两个上成型芯和两个下装填芯，最好是三个芯，它们可以在压实方向上移动地支承在阴模里。在本专利技术的特别有利的实施形式中规定，在装填位置上，装填芯的指向成型芯的那侧与阴模的上表面和中间芯上表面齐平，在成型芯的压实位置上贴靠着装填芯的上表面并使装填芯退回，同时，压实力被施加在上冲模上，该上冲模进入阴模里并接着使上冲模和成型芯从阴模里移出并通过下冲模将压制完的生坯从阴模里顶出。在本专利技术的适宜的实施形式中规定，粉末通过压力和加热被压实成生坯。在本专利技术的特别适宜的实施形式中建议，在挤压时加热阴模和至少一个冲模。在本专利技术的适宜的实施形式中，球滚道的形状由成型芯形成。在本专利技术的另一个合理的实施形式中，球滚道的形状由成型芯和阴模来形成。在本专利技术的有利的实施形式中，球滚道表面在烧结之后被压实。压实表面以获得较高强度例如可以通过滚压来进行，在这里有利的是，只有球滚道的局部区域被压实。适当的做法是，至少球滚道表面中的球滚动面被压实。在本专利技术的特别有利的实施形式中建议，球滚道表面在烧结之后借助至少一个球被压实，球垂直于球滚道表面地施加压力。在本专利技术的另一个有利的实施形式中建议，该球至少一次压实球滚道的至少一部分。适宜的做法是，主要由硬金属制成的球至少一次并且最好是多次在待压实表面上滚压，由此使表面被逐步地压缩和变形。在本专利技术的有利的实施形式中建议，烧结完的零件接着被锻压，其中，带球滚道的烧结件被安置到阴模的一个中间芯上，一个锻压模具锻压该烧结件以获得外轮廓，并且该烧结件接着被顶出。在本专利技术的另一有利的实施形式中建议，烧结完的零件在烧结或锻压后被精整，其中带有球滚道的烧结件被安置入阴模的一个中间芯上，一个精整模具压实该烧结件以获得外轮廓并且该烧结件接着被顶出。该任务的另一解决方案通过一种装置而得到，该装置用于制造金属烧结件且尤其是万向节的活节内构件，该活接内构件带有球滚道，该装置具有一个压缩装置、至少一个成型芯和至少一个在成型芯对面的装填芯、一个下冲模和一个上冲模和一个中间芯，它们形成装填腔，而且在径向上被一个阴模包围住。这样的压制装置的特征在于工作过程比较简单。压制过程省钱并且首先与已知的切削加工相比节省时间。包围装填芯和成型芯的阴模承受了径向作用在成型芯上的压力。在本专利技术的有利的实施形式中建议，各设有三个成型芯和三个在成型芯对面的装填芯，它们都在阴模凹槽里导向移动。布置在阴模凹槽里的装填芯和成型芯以及阴模本身形成活节内构件的外轮廓，因而，由于其几何形状的构造而不能用常见的压制装置来制造。此外，该任务还通过一种金属烧结件且尤其是万向节的活节内构件来完成，它具有设在外圆周上的球滚道，其中，该烧结件被构造成整体式的。根据活节内构件的强度和寿命，有利地使该构件成整体件形式并且不是由如两个通过压制技术简单制成的构件组合而成。在本专利技术的适当的实施形式规定了，球滚道与挤压轴线成一个角度和/或弯向挤压轴线。活节内构件设有底切、凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造金属烧结件且尤其是万向节（１）的带有球滚道（７）的活节内构件（３）的方法，其中，粉末被装填在一个装填腔（２８）里，该装填腔（２８）由一个阴模（２７）、至少一个成型芯（２２）和一个布置在该成型芯对面的装填芯（２３）、一个中间芯（２６）、至少一个下冲模和一个上冲模（２４，２５）界定，所述粉末在该装填腔（２８）里通过作用于该上冲模和／或该下冲模（２４，２５）上的压力被压制成生坯并且被顶出和被烧结。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G德根，W施门茨，E埃恩斯特，R施密特，
申请(专利权)人：GKN金属烧结有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]