專利名稱：用于對工件進行成形的裝置和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于對工件進行成形，特別是冷變形，這里特別 是冷流動擠壓的裝置，該裝置具有一成形工具和一進給裝置，通過所 述進給裝置可以產(chǎn)生工件和成形工具之間的相對運動，其中該裝置具 有一與進給裝置共同作用的頻率發(fā)生器，通過所述頻率發(fā)生器可以對 由進給裝置產(chǎn)生的在工件和成形工具之間的相對運動這樣進行調(diào)節(jié)， 即，在一前進行程之后，在一跟隨其后的返回行程中，可以沿一與進 給方向相反的方向?qū)崿F(xiàn)成形工具和/或工件的經(jīng)過一笫二行程路程的 運動，其中，在該前進行程中工件和/或成形工具沿進給方向進行通過 一第一行程路徑，本發(fā)明還涉及一種用于對工件進行成形的方法，在 該方法中，通過與進給裝置產(chǎn)生工件和一成形工具之間的相對運動， 其中，這樣對由進給裝置產(chǎn)生的工件和成形工具之間的所述相對運動 進行調(diào)節(jié)，即，在一前進行程之后，在一跟隨其后的返回行程中，沿 一與進給方向相反的方向?qū)崿F(xiàn)成形工具和/或工件的經(jīng)過一第二行程 路徑的運動，在該前進行程中，工件和/或成形工具沿進給方向進行通 過一第一行程路程。
背景技術(shù)：
由本申請人的專利申請EP 1 003 616 Bl已知這種類型的裝置和 方法。這種裝置和方法例如用于使軸式的部件形成齒形通過所述已 知的裝置和所述已知的方法，對于實心的軸可以形成外齒部，而對于 管式的軸既可以形成外齒部也可以形成內(nèi)齒部。在上述文件中說明的 裝置和相應的方法具有這樣的優(yōu)點，即，通過頻率調(diào)制的進給相對于 傳統(tǒng)的軸成形或流動可以實現(xiàn)將擠壓力降低最高約50%。
但在已知的裝置和已知方法中還會出現(xiàn)這樣的基本問題，即，在 待制造的結(jié)構(gòu)(齒部)的起始處，形成一總是略小于工件的沿進給方向位于該起始區(qū)域之后的區(qū)域的頂圓和/或成形的直徑。這是由待成形 的材料的流動特性導致的并且特別是對于具有特別狹窄的公差范圍的 構(gòu)件這會起到不利的作用。在軸式的構(gòu)件上或中形成結(jié)構(gòu)時，另一個
問題是所謂的沖擊波(Bugwelle)，特別是當所述結(jié)構(gòu)終止于一底切 (Frdstich)時，所述沖擊波在成形之后出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的終結(jié)處。
開頭所述的已知裝置和所述方法還具有這樣的缺點，即，成形工 具通常只具有不足的使用壽命。這是這樣造成的，即，在已知的裝置 中和在已知的方法中，在整個成形過程中，即在每個單個成形步驟中， 要進行通過保持相同的前進行程和保持相同的返回行程，也就是說， 沿前進方向的各行程路程和沿返回方向的各行程路程分別總是具有相 同的大小。這會導致，成形工具總是以相同的區(qū)域與待加工的工件作 用接合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，這樣來改進開頭所述類型的裝置和方法，以便 實現(xiàn)對成形結(jié)果和/或成形工具的使用壽命的改善。
所述目的通過根據(jù)本發(fā)明的裝置這樣來實現(xiàn)，即，所述頻率發(fā)生 器這樣對進給裝置進行調(diào)節(jié)，即，使得所述裝置的至少兩個順次進行 的、分別由一前進行程和一返回行程組成的成形步驟的各前進行程和/ 或各返回行程的各行程路程是不同的。
根據(jù)本發(fā)明的方法設想，通過所述頻率發(fā)生器這樣對進給裝置進 行調(diào)節(jié)，即，至少兩個前后順次進行的、分別由一前進行程和一返回 行程組成的成形步驟的各前進行程和/或各返回行程的各行程路程是 不同的。
現(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明的措施一方面使得，可以實現(xiàn)成形工具的使用 壽命的提高各單個順次進行的成形步驟的不同的行程路程使得，在 每個成形步驟中在成形區(qū)域上的力作用都分別不同于前面的(一個) 成形步驟中的力作用。這會導致，相應的工具部分不會如在已知的裝 置和方法中那樣連續(xù)地被加載，而是有利地使相應的載荷工況(壓力 載荷、拉力載荷和彎曲載荷以及磨蝕載荷)分配到成形工具不同的區(qū)域上。由此有利地實現(xiàn)較高的使用壽命。另一方面，通過根據(jù)本發(fā)明
的措施還可以使各成形步驟針對不同的情況(situationsad叫uat)與 相應的加工要求相匹配，從而可以實現(xiàn)改進的加工質(zhì)量。
本發(fā)明的一個有利的改進方案設想，在一確定的、成形工具在對 工件進行成形時通過的成形長度的內(nèi)部進行的成形步驟具有各單個成 形步驟的不連續(xù)的、無序分布的行程路程。這種措施具有這樣的優(yōu)點， 即，由此成形工具的使用壽命得到明顯提高，因為在每個成形步驟中， 成形工具的成形區(qū)域上的力作用都與前面的成形步驟中略有不同，從 而在對工件進行成形時出現(xiàn)的成形工具的載荷工況同樣是無序分布 的，其結(jié)果是，不是總對相同的成形區(qū)域進行加載，而是對成形工具 不同的成形區(qū)域加載。
本發(fā)明的另 一個有利的改進方案設想，頻率發(fā)生器這樣調(diào)節(jié)所述 進給裝置，即，成形工具在加工工件時沿其軸向方向行進通過的成形 路程分成至少兩個具有不同的、各單個成形步驟的前進行程和/或返回 行程的行程路程的成形區(qū)域。這種措施有利地使得各單個成形步驟可 以與在確定的成形區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的、特殊的成形條件相適配，也就是說， 這樣來確定成形步驟的一個確定的序列的行程路程，即，使得在一確 定的成形區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)盡可能最佳的加工結(jié)果。
本發(fā)明其它的有利的實施形式是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。


本發(fā)明其它的細節(jié)可以由在下面參考

的幾個實施例中得 到。圖中
圖1示出一裝置的第一實施例，和 圖2示出一裝置的第二實施例。
具體實施例方式
在圖l中示出的、用于對一工件2進行成形、特別是冷成形、這 里特別是冷流動擠壓的裝置1的第一實施例具有一成形工具3，該成 形工具在所示的情況下設計成一成形凹模。所述成形工具3可以通過 一進給裝置5相對于工件2運動。就是說，該進給裝置產(chǎn)生一成形工具3和夾緊在一夾緊單元7中的工件2之間的相對運動。如果成形工 具3通過進給裝置5沿其進給方向P朝在這里所示情況下位置固定地 夾緊的工件2運動，則工件2進入成形工具3并按本身已知的方式和 方法成形。
在裝置l中現(xiàn)在設想，沿進給方向P分布的運動通過一作用在進 給裝置5上的頻率發(fā)生器10這樣改變，即，使得成形工具3沿進給方 向P實施一沖程式的運動，在這種運動中設定，在一成形工具3在其 中向前運動一第一行程路程的前進行程之后，在緊接著前進行程之后 的返回行程中通過進給裝置5將成形工具3拉回一第二行程路程。在 前面所述的成形步驟之后的成形步驟的另一個第一行程路程中，成形 工具3再次向前運動，并且移動超過前面一個的成形步驟的前進行程 的終點。通過由成形工具3對工件2進行這種沖擊式的加載可以有利 地實現(xiàn)，成形工具3在其到達工件2的應在下一個成形步驟中加工的 區(qū)域上之前具有比在連續(xù)地加載力的情況下高的動能。這種裝置是由 本申請人的專利EP 1 003 616 Bl已知的并在這里不必詳細說明。
對于裝置1的其它結(jié)構(gòu)構(gòu)造和其工作原理可以參考前面所述的歐
內(nèi)容。 ' ' ' ' ^
在這里所述的裝置1中現(xiàn)在設定，各單個成形步驟的各前進行程 和/或各返回路程的行程路程相互不同。這是與由EP 1 003 616 Bl已 知的前面所述的裝置和相應的方法的重要區(qū)別，在前面所述的已知裝 置和方法中設定，各單個成形步驟的各前進行程和各返回行程分別具 有相同的行程路程?，F(xiàn)在這樣的處理方式在加工質(zhì)量和/或成形工具3 的使用壽命上是明顯有利的。
根據(jù)一優(yōu)選的第一實施形式設定，各單個成形步驟的各前進行程 和/或各返回路程的行程路程具有不連續(xù)的、無序的分布。這里優(yōu)選的 是，頻率發(fā)生器具有一所謂的模糊邏輯11,用于確定各單個成形步驟 的相應的各前進行程和/或各返回路程。
這種措施具有這樣的優(yōu)點，即由此可以明顯提高成形工具3的使
7用壽命，因為，在每個成形步驟中，成形工具3的各成形區(qū)域上的力 作用都略微不同于前一個成形步驟由于各單個成形步驟的各前進行 程和/或各返回路程的行程路程的不連續(xù)的、無序的序列，在對工件2 成形時出現(xiàn)的成形工具3的載荷工況(特別是壓力載荷、拉力載荷和 彎曲載荷以及磨蝕負載)也是無序地分布的，由此，成形工具3的各 單個成形區(qū)域的負載也是無序地分布的。
因此優(yōu)選的是，頻率發(fā)生器10的模糊邏輯11對各單個成形步驟 的各前進行程和/或各返回路程這樣進行編程，即，在工件2的沿軸向 延伸的成形長度上基本上沒有相同的行程路程。這種措施具有這樣的 優(yōu)點，即，由此可以實現(xiàn)將負栽力分布到成形工具3上。
前面所述的措施也適合于用于將工件2從成形工具3中移除。對 于本領域技術(shù)人員，此時進行的處理方式可以這樣容易地得到，即，
通過將成形工具3的返回行進方向理解為前面說明的意義上的"前進 方向"。
根據(jù)裝置1的前面所述的功能原理的優(yōu)選的第二實施形式設定， 這樣來對進給裝置5進行頻率調(diào)節(jié)，即，由成形工具3在對工件2進 行加工時沿其軸向方向行進經(jīng)過的成形路程分成至少兩個成形區(qū)域， 并且在所述各單個成形區(qū)域的內(nèi)部，這樣來確定與相應的成形區(qū)域相 關聯(lián)的成形步驟的各前進行程和/或各返回行程的行程路程，即，可以 實現(xiàn)成形工具3的改進的成形特性為了消除開頭所述的在制造齒部 的頂圓中的問題，在該成形區(qū)域中對工件2成形時設定，通過頻率發(fā) 生器IO這樣來實現(xiàn)對進給裝置5的頻率調(diào)節(jié)，即，對于一個成形有意 識地防止或至少減小本身為希望的良好的材料流。對于外齒部以及內(nèi) 齒部，這都會導致頂圓較好的填充。即使在拉入時，也可以由此防止 或至少降低待成形工件2的直徑的偏離陷入(wegtauchen )。
在第一成形區(qū)域的成形之后，此時在一連接在第一成形區(qū)域之后 的第二成形區(qū)域內(nèi)，如前面所述那樣，優(yōu)選再次以對成形工具3不連 續(xù)的、無序的調(diào)節(jié)工作。
當然這種措施不僅限于兩個成形區(qū)域。原則上可以設置任意多個
8成形區(qū)域，以便由此使與確定的成形區(qū)域相關聯(lián)的各成形步驟的各前
和/或應該實現(xiàn)的加工結(jié)果相匹配。例如，在由成形工具3行進通過的 成形路程的終點處，為了避免或減少開頭所述"沖擊波"，可以通過頻 率發(fā)生器10這樣來調(diào)節(jié)所述進給裝置5，即，使成形工具3在相應的 成形步驟中沿前進方向只通過一很小的行程路程，而在返回方向上通 過一更小的行程路程，從而可以避免或至少減小材料越過齒部的端部 區(qū)域的移出。
在圖2中所示的裝置l，的實施例基本上與第一實施例的裝置1相 同，因此相同的部件可以設有相同的附圖標記并不必再進行詳細說明。 這兩個實施例之間的一個主要的區(qū)別在于，在裝置l，中，成形工具3 位置固定地設置，而工件2是可相對于成形工具3軸向移動的。因此 進給裝置5和與其協(xié)同工作的頻率發(fā)生器10作用在工件2或作用在夾 緊工件2的夾緊單元7上。
當然也可以采用前面所述的兩個實施例之間的組合，也就是說， 由用于產(chǎn)生工件2和成形工具3之間的相對運動的進給裝置5既使成 形工具3也使工件2運動。
權(quán)利要求
1. 一種用于對一工件(2)成形、特別是冷變形、這里特別是冷沖擠的裝置(1)，該裝置具有一成形工具(3)和一進給裝置(5)，通過所述進給裝置能夠產(chǎn)生工件(2)和成形工具(3)之間的相對運動，其中該裝置(1)具有一與進給裝置(5)共同作用的頻率發(fā)生器(10)，通過所述頻率發(fā)生器可以對由進給裝置(5)產(chǎn)生的在工件(2)和成形工具(3)之間的相對運動這樣進行調(diào)節(jié)，即，在一前進行程之后，在一跟隨在前進行程之后的返回行程中，能夠?qū)崿F(xiàn)成形工具(3)和/或工件(2)沿一與進給方向(P)相反的方向通過一第二行程路程的運動，其中工件(2)和/或成形工具(3)在所述前進行程中沿進給方向(P)進行通過一第一行程路程，其特征在于，所述頻率發(fā)生器(10)這樣對進給裝置(5)進行調(diào)節(jié)，即，使得所述裝置(1)的至少兩個順次進行的、分別由一前進行程和一返回行程組成的成形步驟的各前進行程和/或各返回行程的行程路程是不同的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述頻率發(fā)生器(10 ) 具有一模糊邏輯(11)。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，在一確 定的、由成形工具(3)在對工件(2)成形時待行進通過的成形長度 內(nèi)部進行的各成形步驟具有各單個成形步驟的行程路程的不連續(xù)的、 無序的分布。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，由頻率 發(fā)生器(10)這樣來調(diào)節(jié)所述進給裝置(5)，即，成形工具(3)在加 工工件(2 )時沿其軸向方向行進通過的成形長度分成至少兩個成形區(qū) 域，所述成形區(qū)域具有不同的、各單個成形步驟的前進行程和/或返回 行程的行程路程。
5. —種用于對一工件(2)成形的方法，其特征在于，通過一進 給裝置(5)產(chǎn)生工件(2)和一成形工具(3)之間的相對運動，其中 對由進給裝置(5)產(chǎn)生的在工件(2)和成形工具(3)之間的相對運動這樣進行調(diào)節(jié)，即，在一工件(2)和/或成形工具(3)在其中沿進 給方向(P)進行通過一第一行程路程的前進行程之后，在一跟隨在 前進行程之后的返回行程中，使成形工具(3)和/或工件(2)能夠沿 一與進給方向(P)相反的方向運動通過一第二行程路程，其中，通 過一頻率發(fā)生器(10)這樣進行調(diào)節(jié)，即，使得至少兩個順次進行的、 分別由一前進行程和一返回行程組成的成形步驟的各前進行程和/或 各返回行程的行程路程是不同的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述頻率發(fā)生器(10 ) 使用一模糊邏輯。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，由頻率發(fā)生器 (IO)產(chǎn)生一不連續(xù)的、無序的成形步驟的序列。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的方法，其特征在于，由頻 率發(fā)生器(10)這樣調(diào)節(jié)所述進給裝置(5)，即，成形工具(3)在加 工工件(2 )時沿其軸向方向行進通過的成形路程分成至少兩個成形區(qū) 域，所述成形區(qū)域具有不同的、各單個成形步驟的前進行程和/或返回 行程的行程路程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對一工件(2)成形、特別是冷變形、這里特別是冷流動成形的裝置(1)，該裝置具有一成形工具(3)和一進給裝置(5)，通過所述進給裝置能夠產(chǎn)生工件(2)和成形工具(3)之間的相對運動，其中該裝置(1)具有一與進給裝置(5)共同作用的頻率發(fā)生器(10)，通過所述頻率發(fā)生器可以對由進給裝置(5)產(chǎn)生的工件(2)和成形工具(3)之間的相對運動這樣進行調(diào)節(jié)，即，在一前進行程之后，在一前進行程之后的返回行程中，使成形工具(3)和/或工件(2)能夠沿一與進給方向(P)相反的方向運動通過一第二行程路程，其中，工件(2)和/或成形工具(3)在前進行程中沿進給方向(P)進行通過一第一行程路程。根據(jù)本發(fā)明設定，所述頻率發(fā)生器(10)這樣對進給裝置(5)進行調(diào)節(jié)，即，使得所述裝置(1)的至少兩個順次進行的、分別由一前進行程和一返回行程組成的成形步驟的前進行程和/或返回行程的行程路程是不同的。
文檔編號B21C31/00GK101500722SQ200780029400
公開日2009年8月5日 申請日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月7日
發(fā)明者F·賓哈克 申請人:費爾斯有限公司