【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于由实心初始工件制造空心圆柱形工件、尤其空心轴的方法。
技术介绍
1、对于机械和设备工程中的各种应用，要求如下的空心圆柱形部件，即，其一方面应具有轻重量且同时具有高强度。例如，在传动机构的制造中，要求如下的传动机构轴，即，其具有高强度以用于扭矩传递并且应具有尽可能低的重量以减少惯性力矩。
2、从de 102005036681 a1已知一种用于制造空心轴的方法，其中使用旋锻方法(rundknetverfahren)。
3、从de 102012005106 b4得知一种用于由实心半成品制造空心轴的方法，其中首先通过成孔挤压(bohrungsdrücken)产生轴的两个部分。接着可通过摩擦焊接将两个部分彼此连接。
4、成孔挤压属于非切削成型方法。在此，在挤压机中使实心初始工件置于旋转中，其中挤压心轴轴向上被压入实心工件中，而同时至少一个成型辊子在外侧靠放到工件处。通过靠放所述至少一个成型辊子，在工件中产生复杂的应力状态，在该应力状态中在挤压心轴被轴向压入的情况下实现非切削成型。
5、例如从de 10304960 a1中已知一种用于通过成孔挤压来制造传动机构部件的方法。
6、通过成孔挤压产生的工件通常最终尤其在车床上经受切削加工，以为了获得期望的最终轮廓。
技术实现思路
1、本专利技术基于如下任务，说明一种方法，利用该方法可有效地制造带有尽可能低的重量和特别高的强度的中空圆柱形工件。
2、根据本专利
3、根据本专利技术，设置有一种由实心初始工件制造中空圆柱形工件的方法，在该方法中非切削地通过成孔挤压将罐状中间形状产生到实心初始工件中，在该成孔挤压中挤压心轴轴向上压入到初始工件中并且同时至少一个成型辊子在外部工件的外侧处进给，该罐状中间形状具有实心底部区段和紧接着该实心底部区段的带有第一长度和第一壁厚的套筒区段，并且罐状中间形状接着经历拉伸压轧，在该拉伸压轧中套筒区段被拉伸至大于第一长度的第二长度和小于第一壁厚的第二壁厚。
4、本专利技术的第一个基本思想在于，通过成孔挤压从实心初始工件产生罐状中间形状。中间形状通过成孔挤压无切削地制造，其中通过在成型机处的至少一个成型辊子同时径向进给的情况下压入挤压心轴，产生带有未中断的或未切断的纤维走向的材料结构。通过非切削成型制造的工件结构中的纤维走向导致材料组织的增加的强度。
5、本专利技术的第二个基本思想在于，还通过以下方式进一步改进在成孔挤压中产生的这种有利的材料组织，即，罐状中间形状接着经历拉伸压轧，其中中间形状的套筒区段在其壁厚方面进一步变薄并且套筒区段在轴向方向上伸长。在拉伸压轧中，基本上保留了成孔挤压的有利的未中断的纤维走向。同时，通过拉伸压轧可通过施加的应力促使材料组织的进一步硬化。在此，该方法可作为热成型方法和/或作为冷成型方法来执行。在拉伸压轧中，不再进行该一个成型心轴的压入。
6、通过在各个方法步骤中的有针对性的温度控制，尤其针对性的冷硬化可尤其在拉伸压轧中实现和调节。
7、因此总体上可制造在同时高强度的情形中带有相对小的壁厚的空心圆柱形工件。
8、原则上，在成孔挤压时，挤压心轴可只稍微挤入到初始工件中或总体上穿过初始工件。本专利技术的一个特别有利的实施形式在于，在成孔挤压中，将挤压心轴引入到初始工件中直到中心区域。它可在初始工件的轴向长度的大约20％至80％之间延伸。由此，可实现中间形状，该中间形状一方面具有带有硬化的工件区域的套筒区段，且另一方面具有带有尽可能未改变的材料组织的工件区域。
9、根据本专利技术的一种改进方案，特别有利的是，为了拉伸压轧，至少一个拉伸压辊在位于实心底部区段和套筒区段之间的过渡区域处进给，并且轴向上朝向过渡区域运动至套筒区段的自由端部。由此，套筒区段可有针对性地通过拉伸压轧变薄并附加地硬化。
10、根据一种优选的方法变型方案，设置成在拉伸压轧之前在过渡区域中构造有环形凹槽，所述至少一个拉伸压辊放置到该环形凹槽中。环形凹槽可要么在不进行切削的情况下要么通过先前的切削方法步骤中以切削的方式引入到工件的外侧中。环形凹槽的引入可在成孔挤压之前、期间或之后实现。这允许有针对性的拉伸压轧。
11、根据本专利技术的一种改进方案，通过以下方式获得了特别有效的成型，即，在通过成型辊子进行成孔挤压时，在成型辊子后面的、指向挤压心轴的工件区域被扩大，其中在挤压心轴周围形成自由空间。优选地，在此所述至少一个成型辊子在其后侧处具有圆锥形倾斜区域，使得当成型辊子径向进给到工件处时，在成型辊子后面径向向外出现一定的材料流。在此，成型辊子的进给例如在挤压心轴的前部区域所处的相同的轴向高度上进行，或者所述至少一个成型辊子轴向上在挤压心轴之前一定距离。通过成型辊子和进给的组合支持一定的径向向外的材料流，使得在成孔心轴同时轴向进给时在成孔心轴周围产生一定的间隙或环形自由空间。以这种方式，可特别有效地产生罐状中间形状。
12、此外，根据本专利技术的一种方法变型方案，有利的是，在工件的内径处设置有引导套筒以用于引导材料。在此引导套筒可支承在挤压心轴处，尤其在前部区域中。通过这样的引导套筒，在同时减少摩擦阻力的情况下可在成孔挤压中获得材料的良好引导。
13、根据本专利技术的方法的一种变型方案通过以下方式可获得一种特别有利的造型，即，套筒区段的自由端部径向上缩进(eingezogen)以用于形成至少一个轴肩。在此，可在中空工件中在中心区域中形成比在缩进的自由端部处更大的空腔。在极端情况下，缩进可实施到如此程度，即，使得自由端部尽可能或完全闭合。
14、在此，特别有利的是，通过径向地进给至少一个缩进辊子来执行径向缩进。优选地，设置有两个、三个或更多个均匀地分布在周缘上的缩进辊子，使得在缩进时得出作用到整个工件上的横向力的均衡。通过缩进，可在工件的自由端部处成形出单阶或多阶轴肩。
15、原则上，带有工件的实心底部区段的相对而置的端部也可在无切削的情况下成型。根据本专利技术的一种改进方案，特别有利的是，实心底部区段被切削加工，其中构造有至少一个轴肩。在实心底部区段中存在很大程度上不受应力的材料组织，因为该区段没有经受成型方法或没有经受显著的成型方法。由此可例如通过车削、铣削或钻孔有效地加工实心底部区段。
16、根据本专利技术的一种优选实施形式设置成，在实心底部区段中引入有孔口。尤其地，孔口可与工件纵向轴线同轴。孔口可实施为带有通向工件的剩余空腔的中间壁区段的盲孔孔口，或者被实施为通孔，其中在工件中形成连续的纵向空腔。
17、根据另一方法变型方案，通过以下方式可获得工件强度的特别良好的调节，即，初始工件和/或中间形状在其轴向长度上设有限定的温度分布，在该温度分布中在工件中产生带有不同的温度的区域以为了获得不同的强度。因此，可为不同的方法步骤和/或在不同的区域中调节温度，其要么实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于由实心初始工件(10)制造空心圆柱形工件(50)的方法，在该方法中
2.根据权利要求1所述的方法，
3.根据权利要求1或2所述的方法，
4.根据权利要求3所述的方法，
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，
8.根据权利要求7所述的方法，
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于由实心初始工件(10)制造空心圆柱形工件(50)的方法，在该方法中
2.根据权利要求1所述的方法，
3.根据权利要求1或2所述的方法，
4.根据权利要求3所述的方法，
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，
7.根据权利要求1至6...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·尼利斯，B·鲁德特，R·格鲁内瓦尔德，
申请(专利权)人：利费尔德金属旋压有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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