提出了一种用于通过冷成形制造具有球形区域、圆锥区域和螺纹区域的用于装入球窝关节的球面轴颈的冷成形方法，其中首先由杆状半成品棒料通过挤压制造具有成形的圆锥区域（３）和用于螺纹的圆柱形区域（２）和用于球形（５）的圆柱形区域的球面轴颈毛坯（１）。在挤压过程之后作为后面的制造工序紧接着借助于轧制方法进行球形区域的成形。同时可以在其成品形状中构造螺纹区域。由此球面轴颈的制造总体上只通过冷成形进行，并且相对于现有技术中公开的方法明显提高了单位时间的生产件数。同时可以使用价廉物美的钢材，因为通过冷成形能够保证球面轴颈足够的疲劳强度。
【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制造具有球形区域、圆锥区域和螺纹区域的用于安装到球窝关节中的球面轴颈的冷成形方法。对于为安装到球窝关节中而设置的球面轴颈的制造原则上使用切削以及非切削制造方法。在切削成型时产生较大量的废料，这些废料必须进行清除。此外还有如下缺点，废料首先作为半成品获得。另外缺点是在如今常用的机床上还不能实现明显高于10件每分钟数量的生产节拍。此外在切削成型时必要的是至少螺纹区域必须通过滚压或者轧制过程加工，以便在该区域中加工出必要的螺纹。这种滚压或者轧制操作的生产节拍同样也在上述大约10件每分钟的范围内。作为切削加工的替代方案在现有技术中已知，球面轴颈可以通过冷压或者热压方法制造。挤压过程可以沿着球面轴颈的纵轴线方向进行，其中通常在球面轴颈毛坯的端部上有毛刺，或者也在两件式挤压工具中的水平方向进行，其中产生围绕整个挤压体毛坯的毛刺。产生的挤压毛刺按照现有技术通过切削精加工去除。由此在球面轴颈非切削成形时一直到球面轴颈的完工都产生费成本或者费时间的加工过程。此外由现有技术已知多件式的球面轴颈，但是在这里不详细研究其制造，因为按本专利技术的方法涉及整体式球面轴颈的制造。本专利技术的任务是提供一种用于制造具有球形区域、圆锥区域和螺纹区域的球面轴颈的方法，其中可以显著提高每单位时间制造的单个球面轴颈的的件数，从而显著降低了必要的制造成本。该任务按照本专利技术通过在权利要求1中公开的技术方案解决。在此对本专利技术重要的是，首先由杆状半成品棒料借助于挤压制造具有成型的圆锥区域和用于螺纹和球形的圆柱区域的球面轴颈毛坯，其中挤压装料布置在为构成球形设置的区域的自由端部上，并且接着在接下去的工序中借助于触发的同步轧制方法通过滚压球形区域成型体成形。通过所述方法步骤的新型组合可以省去每个切削成型。不仅在挤压过程时而且在后续的轧制过程时的生产节拍对于挤压大约在每分钟100件，对于轧制大约在每分钟50件的范围内。对于轧制方法涉及一种所谓的扁平钳口轧制方法(Flachbackenwalzverfahren)或者圆钳口轧制方法(Rundbackenwalzverfahren)。由此通过所述制造过程的组合可以比到目前为止公知的现有技术制造明显更多的件数的球面轴颈。另外这还可以由此实现，在扁平钳口轧制或者圆钳口轧制的情况下可以由一件工具同时加工多个功能区，例如球形区、锥形区和螺纹区。此外当然取消了废料的清除，这在切削制造方法时是必要的。因为用于轧制机床的投资成本与用于购置车床在相同的成本区域中浮动，所以在由较高的工件产量引起的制造球面轴颈的初始投资的范围内对于这种新型的创造性的解决方案还有成本优势。此外对于按本专利技术的方法证明有利的是，在扁平钳口轧制或者圆钳口轧制期间首先在圆锥区域和用于成形球形的圆柱形区域之间构造颈区域。在用该新方法制造的球面轴颈上进行的示例性的强度测量得到如下结果，通过由轧制成形颈区域，球面轴颈的疲劳强度可以增加50％。通过由颈轧制提高疲劳强度可以使用具有微量合金元素的钢，这种钢在采购成本方面明显低于需要热处理的调质钢。具有微量合金元素的C-Mn钢的冷成形特别是在轴颈区域足够实现足够的强度。强度值的增加可以用于在相同的外部载荷的情况下降低相应的球面轴颈的结构尺寸。此外作为按本专利技术的方法的另一种特别的方案也是优选的，在轧制过程前在球面轴颈毛坯的用于构造球形区域的自由端中压入端面敞开的盲孔形凹槽。该盲孔形凹槽在此可以通过在挤压时使用的上部工具成形而出。凹槽使得球面轴颈的用于构造球形区域的圆柱形分区成形为其最终的球形造型变得容易。此外凹槽也表现为材料的节省。如果盲孔形的凹槽即所谓的极孔在球面轴颈的球形区域制造后还至少部分存在，那么凹槽例如可以用于容纳传感器，或者作为油脂存储器使用。当然在这方面也可以考虑借助于塑料盖来封闭极孔。下面根据附图来详细说明在扁平钳口轧制以及圆钳口轧制时的工作过程。附图说明图1示出了球面轴颈毛坯的侧视图，在借助于触发的同步轧制方法成形球形区域前；图2示出了在轧制过程期间具有布置在其中的球面轴颈的扁平钳口轧制装置的示意俯视图；图3A示出了轧制过程开始时扁平钳口轧制装置的相应于图2的剖切线A-A的剖面图；图3B示出了在轧制过程期间扁平钳口轧制装置的相应于图2的剖切线B-B的剖面图；图3C示出了在球面轴颈的成形过程结束时扁平钳口轧制装置的相应于图2的剖切线C-C的剖面图；图4示出了具有布置在其中的球面轴颈毛坯的圆钳口轧制装置的示意剖面图；图5示出了图4的圆钳口轧制装置的俯视图；图6示出了具有布置在其中的球面轴颈毛坯的圆钳口轧制装置的另一种方案的透视图；图7示出了具有设置在其中的球面轴颈毛坯的圆钳口轧制装置的示意图；图8示出了图7的圆钳口轧制装置的俯视图。在图1中所示的球面轴颈毛坯借助于挤压方法制造，并且基本上由多个沿球面轴颈纵向依次布置的不同空间构造的分区组成。不同的区域在挤压后借助于按本专利技术的方法特征组合成形为其最终造型，其中在按本专利技术的冷成形方法结束后获得了相应于图3C的视图的球面轴颈造型。因此整体用1表示的球面轴颈毛坯相应于图1的视图包括设置在球面轴颈毛坯1的一个自由端上的圆柱形区域2，在球面轴颈制造完工后在该圆柱形区域2上有用于将球面轴颈固定在机器构件或者车身构件上的螺纹。在圆柱形区域2上紧连着圆锥形区域3。该圆锥形区域3在挤压过程后基本已经具有其最终尺寸，其中在后续的工序中可以对圆锥表面进行光整。在圆锥形区域3上还连接着另一个圆柱形区域4，其包括制成的球面轴颈的颈段，并且在图3C的相应视图中在颈段上成形了作为到连接在其上的区域的过渡部分的切入。作为球面轴颈毛坯1的最后的区域在其第二自由端上设置了另一圆柱形区域5，其在到圆柱形区域4的过渡部分中可以具有半圆形的分区6。作为半圆形构造的分区6的替代方案，这里也可以考虑到圆柱形区域4的圆锥形过渡部分。最后所述的圆柱形区域4在按本专利技术所述的方法的范围内要成形为球形，因此在球面轴颈的上部自由端上获得图3C中所示的球头18。为了简化成形过程，可以在上自由端上的圆柱形区域5中施加一个基本上也是圆柱形构造的盲孔形式的凹槽7。这一点可以在前面的挤压过程的范围内执行并借助挤压机的上工具进行。两个挤压工具半体在此如下构造，使得两个半体的分型线处于分型线8的范围内，从而工件分离面以及由此可能相关的毛刺丛位于要构造成球形的圆柱形区域5外侧。对于球面轴颈毛坯1借助于触发的同步轧制方法通过滚压型体进行最终成形原则上有三种可能的轧制方法方案可供使用。下面根据附图来说明这三种不同的方法。作为轧制方法方案首先提供了所谓的扁平钳口轧制方法。对于这种轧制方法，所属的轧制装置包括两个扁平钳口9、10，其中在图2的视图中用9表示的一个扁平钳口是固定的扁平钳口，相反与之相对置的扁平钳口10是可以沿着箭头P的方向作平移运动的。在扁平钳口9和10之间有具有进口区域12和出口区域13的轧隙11。球面轴颈毛坯1在扁平钳口轧制方法开始时在剖切线A-A的区域内送入轧隙11中，其中可运动的钳口10占据了点划线所示的相应位置。通过可运动的扁平钳口10的移动和由此引起的球面轴颈毛坯1的滚动运动，球面轴颈毛坯通过该轧隙11输送。在球面轴颈毛坯1在轧隙11内运动期间不仅成形球面轴颈，而且成形连接在其上本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于制造具有球形区域、圆锥区域和螺纹区域的用于装入球窝关节的球面轴颈的冷成形方法，其中首先由杆状半成品棒料通过挤压制造具有成形的圆锥区域（３）和用于螺纹的圆柱形区域（２）和用于球形的圆柱形区域（５）的球面轴颈毛坯（１），其中挤压装料布置在为构造球形设置的区域（５）的自由端上，并且其中接着在至少另一个工序中借助于轧制方法通过型体的滚动成形球形区域。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J克鲁塞，K罗森伯格，
申请(专利权)人：ZF腓特烈港股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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