專利名稱：用于在工件上無(wú)屑地軸向成型地構(gòu)造齒部的方法和裝置的制作方法
用于在工件上無(wú)屑地軸向成型地構(gòu)造齒部的方法和裝置本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的用于在工件上無(wú)屑地軸向成型地構(gòu)造齒部的裝置，其具有夾緊在夾緊環(huán)中的凹模，該凹模具有內(nèi)部凹口和設(shè)置在內(nèi)部凹口上的用于成型的第一制齒型面。本發(fā)明還涉及一種按照權(quán)利要求11的前序部分所述的用于在工件上無(wú)屑地構(gòu)造齒部的方法。用于無(wú)屑制造型材尤其是齒部的方法已經(jīng)通過(guò)DE 10 2007 019 706 Al已知。通過(guò)這種已知方法應(yīng)避免齒部成型末端處有屑料堆形成。出于這種目的，工件按照已知方法通過(guò)第一工具從第一側(cè)開(kāi)始加工，然后所述工件借助第二工具從第二側(cè)開(kāi)始成型。根據(jù)DE 199 29 639 B4已知一種軸-輪轂連接裝置，其中在完成制齒后滾壓工具沿軸的周向進(jìn)行滾切運(yùn)動(dòng)，因此通過(guò)徑向按壓在齒部導(dǎo)出處減小齒的寬度。根據(jù)US 5，829，911 Al已知一種用于無(wú)屑地成型軸以便在軸上構(gòu)成外齒的方法。根據(jù)US 2008/0115552已知一種用于無(wú)屑地在軸上構(gòu)造齒部的方法。在該已知的方法中建議加載振動(dòng)以構(gòu)造齒部，即，將工件上的設(shè)計(jì)用于制齒的初始區(qū)域設(shè)計(jì)為圓錐形加厚的。根據(jù)DE 20 2006 012 170 Ul已知一種用于成型工件的裝置，該裝置具有用于控制包括工具的進(jìn)給設(shè)備的進(jìn)給和退出的調(diào)整裝置，用于確保該裝置的順序相連的成型步驟是不同的。此外在DE 22 25 466中描述了一種用于通過(guò)深沖制造由板材構(gòu)成的滑輪或齒輪的裝置。其使用了多個(gè)凹模部段，其中所述部段具有分級(jí)的大小，以便能夠在多個(gè)階段中循序漸進(jìn)地加工。最后，根據(jù)DE 10 2004 042 917 Al已知一種用于修正多邊形型材的斜角錯(cuò)誤的
方法和裝置。設(shè)置在工件(例如軸)上的外齒(尤其是外部插齒)例如用于在交通運(yùn)輸工具的傳動(dòng)鏈的變速器中傳遞扭矩。這種軸是大批量制造的構(gòu)件，其外齒必須分別引入到參與扭矩傳遞的另一構(gòu)件的內(nèi)齒中。為了這種引入需要費(fèi)時(shí)的工作步驟，因?yàn)檩S的外齒必須與內(nèi)齒精確對(duì)齊地定向，否則兩個(gè)齒部不能接合。因此如果在接合時(shí)外齒相對(duì)內(nèi)齒具有轉(zhuǎn)向角錯(cuò)位，則兩個(gè)構(gòu)件不能接合并且必須轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)構(gòu)件之一直到轉(zhuǎn)向角錯(cuò)位在很大程度上減小至零，由此才能接合。在兩個(gè)零件之一的齒的整個(gè)長(zhǎng)度上減小齒寬以提高接合時(shí)的間隙并不是令人滿意的解決方案，因?yàn)檫@在出現(xiàn)交替載荷時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪音，還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的磨損問(wèn)題。兩個(gè)零件更簡(jiǎn)單的接合能夠通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)，即，在兩個(gè)零件之一上減小齒在進(jìn)入配合齒的導(dǎo)入?yún)^(qū)域處的齒寬，也就是所述齒在導(dǎo)入?yún)^(qū)域處設(shè)計(jì)為尖狀收縮的，也就是說(shuō)在齒部的各個(gè)齒的齒面之間構(gòu)造出角。為了在齒上構(gòu)造尖部已知的是，例如對(duì)借助軸向成型構(gòu)成的齒部進(jìn)行切削加工，或者例如根據(jù)前述DE 199 29 639 B4已知的那樣，借助滾壓工具對(duì)齒部在進(jìn)入配合齒的導(dǎo)出區(qū)域處的齒進(jìn)行加工。在兩種方法中，在構(gòu)造各齒部后還需要對(duì)已經(jīng)制成的齒部進(jìn)行另外的加工，不言而喻這明顯提升了加工耗費(fèi)和加工成本，而且增長(zhǎng)了用于加工具有齒部的構(gòu)件的生產(chǎn)周期。由此出發(fā)，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種裝置，其能夠避免對(duì)已經(jīng)制成的齒輪在另一道用于加工導(dǎo)入?yún)^(qū)域中的齒尖的工序中的耗費(fèi)的加工。此外提供一種用于無(wú)屑地構(gòu)造齒部的方法，所述齒部的齒在導(dǎo)入?yún)^(qū)域處逐漸變窄。為了解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明在裝置方面具有如權(quán)利要求1所述的特征。其中有利的設(shè)計(jì)方案在其它權(quán)利要求中描述。此外，為了解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明在方法方面具有如權(quán)利要求11所述的特征。本發(fā)明提供一種用于在工件上無(wú)屑地軸向成型地制造齒部、尤其是插齒的裝置，該裝置具有夾緊在夾緊環(huán)中的凹模，該凹模具有內(nèi)部凹口和設(shè)置在內(nèi)部凹口上的用于成型的、尤其用于形成插齒的第一制齒型面，以及與用于成型的第一制齒型面間隔布置的用于成型的、尤其用于形成插齒的第二制齒型面，所述第二制齒型面在與第一制齒型面間隔的區(qū)域中具有間距逐漸變小的側(cè)向面，所述側(cè)向面使形成于工件上的側(cè)向齒面相互縮窄靠攏地，尤其是只在局部軸向部段中相互縮窄靠攏地成型。所述工件優(yōu)選由金屬材料構(gòu)成或者在按照本發(fā)明地成型的區(qū)域中含有金屬材料。所述第一和第二制齒型面尤其可以是不同的或不相似的。第二制齒型面尤其不僅用于擴(kuò)展或加深工件上已經(jīng)由第一制齒型面成型的結(jié)構(gòu)，而是優(yōu)選僅部分改變?cè)摻Y(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，第二制齒型面與第一制齒型面的區(qū)別在于，第二制齒型面在由第一制齒型面形成的結(jié)構(gòu)上構(gòu)造出其它結(jié)構(gòu)，其中，所述其它結(jié)構(gòu)尤其與已形成的結(jié)構(gòu)不同。所述裝置除了第一成型制齒型面還具有第二成型制齒型面，該第二成型制齒型面(沿工件的進(jìn)給方向觀察或者從第一成型制齒型面的端面出發(fā)觀察)與第一成型制齒型面間隔地布置。尤其在將工件導(dǎo)入該裝置時(shí)，工件可以首先與第一成型制齒型面接觸，然后與第二成型制齒型面接觸。借助第一制齒型面通過(guò)在工件上的軸向成型構(gòu)造出齒部，尤其是插齒。如果工件繼續(xù)穿過(guò)所述凹模的內(nèi)部凹口運(yùn)動(dòng)，則已經(jīng)形成的齒部的沿工件進(jìn)給方向的前部區(qū)域與第二成型制齒型面接觸，其使已經(jīng)形成于工件上的側(cè)向齒面逐漸縮窄地成型。因此，第一制齒型面和第二制齒型面之間的間距確定了能夠在工件上形成的齒部的縱向長(zhǎng)度，在所述工件的前部區(qū)域進(jìn)入第二制齒型面的區(qū)域之前，在該區(qū)域中通過(guò)工具逐漸縮窄靠攏的齒面使已經(jīng)形成的工件齒面成型為逐漸縮窄靠攏的形狀，即工件的齒面至少在導(dǎo)出的區(qū)域中成型為尖狀收縮的，也就是說(shuō)在工件的齒的齒面之間形成內(nèi)角，這是由工件上的塑性變形導(dǎo)致的。通過(guò)這種方式，借助按照本發(fā)明的裝置能夠在唯一的工序中在工件上制造出具有尖狀收縮的齒的齒部，尤其是插齒，而為此不需要通過(guò)切削或無(wú)屑的成型對(duì)借助軸向成型制造的工件齒部進(jìn)行進(jìn)一步加工。也就是所述工件能夠通過(guò)按照本發(fā)明的裝置在唯一的工序中制造完成。按照本發(fā)明的一種擴(kuò)展設(shè)計(jì)規(guī)定，所述第二制齒型面設(shè)置在與凹模間隔布置并且?jiàn)A緊在夾緊環(huán)中的第二凹模上。因此可以相互獨(dú)立地制造兩個(gè)凹模并且將它們相互間隔地夾緊在夾緊環(huán)中，所述夾緊環(huán)用于將齒部制造成所期望的長(zhǎng)度。當(dāng)期望軸向齒部的縱向長(zhǎng)度相應(yīng)較短時(shí)，該間距可減小到零。本發(fā)明還規(guī)定，第二制齒型面具有朝遠(yuǎn)離所述第一制齒型面的方向延伸的、帶有成型齒的導(dǎo)入?yún)^(qū)域，所述成型齒的側(cè)向齒面之間的間距逐漸變窄，這是工件通過(guò)已經(jīng)軸向成型的齒部進(jìn)入第二凹模中的區(qū)域。通過(guò)在導(dǎo)入?yún)^(qū)域中成型齒的齒面之間的間距變小，使得在兩個(gè)凹模之間可能存在的較小角度偏差不會(huì)對(duì)已形成的齒部的質(zhì)量造成不利的影響。與第二凹模的導(dǎo)入?yún)^(qū)域相連的是校準(zhǔn)區(qū)域，其在第二制齒型面的齒的側(cè)向面之間具有在很大程度上保持相同的間距，該校準(zhǔn)區(qū)域側(cè)向包圍工件齒部的已經(jīng)形成的齒并且因此防止所述齒部在受到軸向力作用時(shí)被墩壓，該軸向力作用出現(xiàn)在工件齒部的齒之后的成型過(guò)程中。與第二制齒型面的校準(zhǔn)區(qū)域相連的是在第二成型制齒型面的齒的側(cè)向齒面之間具有逐漸變窄的間距的成型區(qū)域。當(dāng)形成于工件上的齒部的齒進(jìn)入第二制齒型面的成型區(qū)域時(shí)，在工件齒上發(fā)生塑性變形，工件齒的側(cè)向齒面在變形后相向運(yùn)動(dòng)，也就是工件齒在前部區(qū)域具有尖部。因此，在齒部(尤其是插齒)上設(shè)計(jì)具有尖部的工件(例如軸)能夠輕易地插入內(nèi)齒中，而在軸的外齒和軸所應(yīng)該插入的構(gòu)件的內(nèi)齒之間的轉(zhuǎn)向角錯(cuò)位不會(huì)對(duì)接合過(guò)程產(chǎn)生不利影響。這樣制成的軸的外齒不必在其轉(zhuǎn)向角方面與構(gòu)件的內(nèi)齒精確地定向，可能出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向角錯(cuò)位是可接受的并且不會(huì)阻礙軸和構(gòu)件之間的接合過(guò)程。本發(fā)明按照一種擴(kuò)展設(shè)計(jì)規(guī)定，所述第二制齒型面與第一制齒型面對(duì)齊地定位。為此可以按照本發(fā)明的一種擴(kuò)展設(shè)計(jì)規(guī)定，第一和第二凹模在相互對(duì)置的端面上配設(shè)有用于容納使所述凹模對(duì)齊地定向的棱鍵的凹槽。所述棱鍵用于使兩個(gè)凹模對(duì)齊地定向，兩個(gè)凹模之間可能存在的微小的轉(zhuǎn)向角錯(cuò)位不會(huì)對(duì)齒部的制造質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，因?yàn)榈诙尚椭讫X型面在進(jìn)入?yún)^(qū)域具有如前所述的導(dǎo)入?yún)^(qū)域，該導(dǎo)入?yún)^(qū)域具有相向收縮延伸的成型齒齒面。兩個(gè)凹?？梢杂捎操|(zhì)金屬制成并且由夾緊環(huán)以很大程度相同的徑向預(yù)緊力預(yù)緊，為此，夾緊環(huán)可具有圓錐形的內(nèi)部凹口，兩個(gè)外側(cè)形狀互補(bǔ)并且表面互補(bǔ)的圓錐形凹模在預(yù)緊力作用下嵌入該內(nèi)部凹口中。為了調(diào)整適配兩個(gè)凹模之間的軸向間距，按照本發(fā)明的一種擴(kuò)展設(shè)計(jì)，設(shè)置配設(shè)有位于徑向外側(cè)的凹槽的中間環(huán)，前述用于使所述凹模相互對(duì)齊定向的棱鍵能夠容納在該凹槽中并且中間環(huán)配設(shè)有用于使?jié)櫥瑒┩ㄟ^(guò)的徑向鉆孔。因此在齒部進(jìn)入第二制齒型面的導(dǎo)入?yún)^(qū)域之前，潤(rùn)滑劑到達(dá)工件上，當(dāng)在尖部成型之后將工件從第二制齒型面中抽出并且再次運(yùn)動(dòng)穿過(guò)第一制齒型面時(shí)，潤(rùn)滑劑再次到達(dá)工件上。通過(guò)所述齒部再次穿過(guò)第一制齒型面的運(yùn)動(dòng)，軸向定向的齒面可能具有的側(cè)向變形在通過(guò)第二成型制齒型面構(gòu)成尖部時(shí)被再次補(bǔ)償。如前所述，所述夾緊環(huán)內(nèi)部和所述凹模外部設(shè)計(jì)為圓錐形，由此通過(guò)夾緊環(huán)和凹模的相對(duì)移動(dòng)徑向預(yù)緊凹模和第一、第二制齒型面。也就是說(shuō)，徑向預(yù)緊能夠通過(guò)改變所述構(gòu)件之間的相對(duì)移動(dòng)進(jìn)行修正，并且通過(guò)沿裝置軸向設(shè)置的間隔套筒調(diào)整，兩個(gè)凹模以及位于其間的中間環(huán)可相對(duì)該間隔套筒軸向預(yù)緊。徑向預(yù)緊一方面對(duì)于尺寸穩(wěn)定性和借助按照本發(fā)明裝置制造的齒部的質(zhì)量有重要意義，另一方面也需要徑向預(yù)緊來(lái)避免徑向膨脹對(duì)由硬質(zhì)金屬制成的凹模造成損傷。為使?jié)櫥瑒┠軌虻竭_(dá)凹模之間的位于夾緊環(huán)內(nèi)部凹口內(nèi)部的區(qū)域，所述夾緊環(huán)還配備至少一個(gè)用于潤(rùn)滑劑的通孔。按照本發(fā)明的一種擴(kuò)展設(shè)計(jì)還規(guī)定，所述裝置具有含內(nèi)部凹口的圓柱形支座，其中可以裝入夾緊環(huán)和兩個(gè)凹模以及間隔套筒，并且所述支座也具有至少一個(gè)用于將潤(rùn)滑劑導(dǎo)入所述凹模之間的區(qū)域的通孔。因此所述裝置是整體的組件，其中通過(guò)使用具有不同或相同內(nèi)徑的各種夾緊環(huán)，可以與具有不同外徑或不同外齒的工件和可輕易更換的凹模適配。本發(fā)明還提供一種用于在工件上無(wú)屑地形成齒部的方法，其中通過(guò)按照本發(fā)明的方法可以通過(guò)唯一的成型工序在工件上制造出齒上具有尖部的齒部，而不需要為此利用比成型所需工具更多的工具進(jìn)行切削或無(wú)屑的加工。為此本發(fā)明提供一種用于在工件上無(wú)屑地形成齒部(尤其是插齒)的方法，該方法借助待成型工件和具有用于成型的第一制齒型面的凹模之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)借助所述工件和所述凹模之間的軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)，以便通過(guò)工件的區(qū)域在凹模第一制齒型面上的軸向變形構(gòu)造所述齒部，該方法具有以下步驟-使所述工件這樣軸向移動(dòng)，使得所述工件所形成的齒部(尤其是插齒)的側(cè)向齒面進(jìn)入與所述第一制齒型面間隔布置的第二制齒型面的齒面的逐漸變窄的間隙中，-所述工件以其處于所述逐漸變窄的間隙中的齒面軸向移動(dòng)一段預(yù)設(shè)的路程，以使工件的齒面?zhèn)认蚩s窄靠攏地成型，尤其是齒面只在局部軸向部段中側(cè)向縮窄靠攏地成型，-將具有最終成型的齒部(尤其是插齒)的工件尤其沿與所述軸向移動(dòng)相反的方向從所述第一和第二制齒型面中移出。工件的徑向移動(dòng)和/或移出運(yùn)動(dòng)尤其表示了在工件和第一、第二制齒型面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)?？梢允构ぜ?或凹模移動(dòng)。借助按照本發(fā)明的方法，在唯一的工序中借助成型既在工件上加工出齒部(尤其是插齒)，又在所述齒部的齒上制造出尖部。在此，所述齒部通過(guò)工件和第一成型制齒型面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)借助成型過(guò)程制成，工件齒部的齒上由此形成的齒面還在軸向齒部的成型過(guò)程中這樣變形，從而在齒上，尤其在局部軸向部段中形成相向收縮靠攏的齒面。通過(guò)工件和第一成型制齒型面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沿著工件縱向延伸的預(yù)設(shè)的第一區(qū)域在工件上形成軸向齒部，該相對(duì)運(yùn)動(dòng)繼續(xù)，所述第一區(qū)域或其中的局部區(qū)域到達(dá)與第一制齒型面間隔布置的第二制齒型面的逐漸變窄的間隙區(qū)域中，并且通過(guò)繼續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)在第一區(qū)域或其中的局部區(qū)域上通過(guò)工具的齒的相向收縮的齒面使工件上的齒部的側(cè)向齒面變形，而通過(guò)繼續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)同時(shí)在工件上成型出第二區(qū)域以構(gòu)成軸向齒部。通過(guò)工件沿與軸向成型變形相反的運(yùn)動(dòng)方向退出第一和第二凹模的工作區(qū)域，在最終形成的齒部運(yùn)動(dòng)穿過(guò)第一成型制齒型面的過(guò)程中，必要時(shí)通過(guò)第一成型制齒型面對(duì)工件的齒部進(jìn)行定向。取代工件從第一和第二制齒型面中退出，通過(guò)本發(fā)明還可以使第一和第二制齒型面(也就是工具)通過(guò)工具的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)從最終成型的工件上分離。因此，通過(guò)工件和凹模相對(duì)彼此僅沿一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的唯一的移動(dòng)過(guò)程，既能夠在工件上形成軸向齒部，也能在沿運(yùn)動(dòng)方向位于前部的區(qū)域上使齒部進(jìn)一步成型以具有相向收縮靠攏的側(cè)面齒面。工件完全制成的齒部，尤其是插齒，能夠通過(guò)唯一的工序形成尖狀收縮的齒，而不用如已知方法那樣對(duì)工件前部區(qū)域的齒進(jìn)行事后的加工。按照本發(fā)明的方法規(guī)定，借助第二制齒型面進(jìn)行側(cè)面逐漸縮窄靠攏的變形，第二制齒型面設(shè)計(jì)在與(第一)凹模間隔布置的第二凹模上。所述齒部的質(zhì)量能夠通過(guò)施加在第一和第二制齒型面上的徑向預(yù)緊力的影響來(lái)調(diào)整。按照本發(fā)明的方法，在所述工件沿所述運(yùn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)以及與所述運(yùn)動(dòng)方向相反的運(yùn)動(dòng)中，均在該工件上涂覆潤(rùn)滑劑。以下結(jié)合優(yōu)選實(shí)施形式的附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在附圖中

圖1示出制造設(shè)備的一種實(shí)施形式的局部剖視圖，該制造設(shè)備具有用于承接工件的夾緊器件和已經(jīng)插入按照本發(fā)明裝置的實(shí)施形式中的工件；圖2示出具有按照本發(fā)明裝置的實(shí)施形式的組件的剖視圖；圖3不出用于制造插齒的、具有第一成型制齒型面的第一凹模的一種實(shí)施形式的放大剖視圖；圖4示出用于制造所述插齒的尖狀收縮的齒的、具有第二成型制齒型面的第二凹模的一種實(shí)施形式的放大剖視圖；圖5示出圖4的細(xì)節(jié)I;圖6示出用于設(shè)置在第一凹模和第二凹模的實(shí)施形式之間的區(qū)域中的中間環(huán)的俯視圖；圖7示出用于承接第一和第二凹模的夾緊環(huán)的一種實(shí)施形式的剖視圖；圖8示出形式為具有制齒前的直徑的軸的工件和示意性相對(duì)其布置的第一及第二凹模的視圖；圖9示出類似圖8的視圖，為了便于闡述，其顯示了已通過(guò)軸向成型形成于軸上的軸向齒的單個(gè)齒；圖10示出類似圖9的視圖，為了便于闡述，其顯示了最終成型的齒部的單個(gè)齒以及軸和第一、第二凹模在此所達(dá)到的相對(duì)位置。在附圖中顯示的實(shí)施形式中，以工件相對(duì)成型裝置(即工具)的運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)。一般來(lái)說(shuō)，在工件和裝置之間必須進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這也能夠由此完成，即取代工件相對(duì)裝置的運(yùn)動(dòng)，而使裝置相對(duì)靜止的工件運(yùn)動(dòng)，或者工件和裝置兩者均相對(duì)彼此運(yùn)動(dòng)。附圖1顯示了用于在工件3上形成參照?qǐng)D10詳細(xì)可見(jiàn)的軸向齒部2(具體為插齒)的制造設(shè)備I的局部視圖。工件3在此是需要形成軸向齒部2的軸，該軸例如用于在交通運(yùn)輸工具的傳動(dòng)鏈中傳遞扭矩。在此，軸向齒部2在唯一的工序中借助裝置4通過(guò)無(wú)屑的成型過(guò)程在軸3上成型。為此，軸3的圓柱形部段5被夾緊裝置6夾持并且在圖示的實(shí)施例中在附圖平面中朝相對(duì)裝置4向右的方向移動(dòng)，因此參照?qǐng)D8可見(jiàn)的制齒前直徑7進(jìn)入第一凹模10的內(nèi)部凹口 8以及第二凹模11的內(nèi)部凹口 9的區(qū)域中。使軸向齒部2成型出尖部12 (參照?qǐng)D10可見(jiàn))的整個(gè)過(guò)程在工件3相對(duì)裝置4的唯一一次相對(duì)運(yùn)動(dòng)中完成，可以完全省去通過(guò)無(wú)屑的或者切削的過(guò)程對(duì)如此形成于軸3上的軸向齒部2的再加工。凹模10和11沿進(jìn)給方向F(如附圖1所示)軸向間隔，為此設(shè)置有參照?qǐng)D6詳細(xì)可見(jiàn)的中間環(huán)13。軸向齒部2的軸向長(zhǎng)度可以通過(guò)中間環(huán)13沿進(jìn)給方向觀察的寬度進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)檩S向齒部2的沿進(jìn)給方向F的已經(jīng)加工的預(yù)設(shè)長(zhǎng)度仍然位于設(shè)計(jì)在第二凹模11中的第二成型制齒型面14的作用區(qū)域外，為了清楚起見(jiàn)，在圖1中只顯示了其中一個(gè)單獨(dú)的齒間隙38。兩個(gè)凹模10、11裝入在圖7中詳細(xì)可見(jiàn)的夾緊環(huán)16的內(nèi)部凹口 15中并且受到該夾緊環(huán)16的徑向預(yù)緊力作用。兩個(gè)凹模10、11在此由蓋板17軸向預(yù)緊到間隔套筒18上。夾緊環(huán)16連同設(shè)置在內(nèi)部凹口 15中的兩個(gè)凹模10、11和間隔套筒18設(shè)置在支座20的內(nèi)部凹口 19中，該支座20用于進(jìn)一步加固按照本發(fā)明的裝置4并且能夠借助螺栓22可拆卸地固定在制造設(shè)備I的支座21中。通過(guò)參照?qǐng)D1詳細(xì)可見(jiàn)的潤(rùn)滑劑輸入設(shè)備23和設(shè)置在支座20中的通孔24能夠?qū)?rùn)滑劑輸入兩個(gè)凹模10、11之間的間隙25中，也就是通過(guò)設(shè)置在夾緊環(huán)16中的通孔26和設(shè)直在中間環(huán)13中的通孔27。圖2示出擴(kuò)展設(shè)計(jì)為組件28的按照本發(fā)明的裝置4的一種有利的實(shí)施形式。組件28例如可以在車間生產(chǎn)中被預(yù)裝配，即裝備第一凹模10以及第二凹模11，因此為了在具有不同軸直徑的不同軸上形成具有成型的尖部的軸向齒部2，可以預(yù)先準(zhǔn)備多個(gè)組件，這些組件之后能夠通過(guò)螺栓22固定在各制造設(shè)備I上。為了構(gòu)成具有軸向齒部2的軸3，軸3以其制齒前直徑7插入設(shè)計(jì)在蓋板17內(nèi)的凹口 29中，因此軸3的前端部區(qū)域30進(jìn)入到設(shè)計(jì)在第一凹模10內(nèi)部的第一制齒型面31的工作區(qū)域中。參照?qǐng)D3詳細(xì)可見(jiàn)的第一凹模10的優(yōu)選實(shí)施形式在其內(nèi)部凹口 8處具有用于成型的第一制齒型面31 (形式為徑向分布的多個(gè)成型齒32)，在成型齒32之間分別構(gòu)成齒隙33，軸3的材料可在其相對(duì)第一凹模10的運(yùn)動(dòng)中在塑性變形的范圍內(nèi)流到該間隙33中，因此通過(guò)軸3和第一成型制齒型面31的繼續(xù)相對(duì)移動(dòng)借助軸向成型在軸3上形成軸向齒部2。參照附圖3可以容易地看出，第一凹模10的這種實(shí)施形式在周向34上被磨光為圓錐形。其由硬質(zhì)金屬材料構(gòu)成并且設(shè)置在參照?qǐng)D7詳細(xì)可見(jiàn)的夾緊環(huán)16的內(nèi)部凹口 15中，其中，夾緊環(huán)16的內(nèi)部凹口 15與第一凹模10和第二凹模11的外廓形狀互補(bǔ)地和表面互補(bǔ)地設(shè)計(jì)為圓錐形。通過(guò)將兩個(gè)凹模壓入夾緊環(huán)16的內(nèi)部凹口 15中，兩個(gè)凹模通過(guò)夾緊環(huán)16和支座20徑向預(yù)緊。通過(guò)兩個(gè)凹模10、11的圓錐形外徑可以改變凹模的工作尺寸。在當(dāng)前是外齒的情況下，工作尺寸是確定所形成的齒部的公差范圍的測(cè)量輥的尺寸。這可以通過(guò)將凹模設(shè)置或擠壓到夾緊環(huán)16的內(nèi)部凹口 15的不同深度中實(shí)現(xiàn)或者通過(guò)夾緊環(huán)16的圓錐形內(nèi)徑的不同尺寸實(shí)現(xiàn)。第一凹模10具有圓錐形導(dǎo)入?yún)^(qū)域35、校準(zhǔn)區(qū)域36 (呈現(xiàn)出齒)和同樣為圓錐形的導(dǎo)出區(qū)域37。圖4顯示了第二凹模11的一種優(yōu)選實(shí)施形式的放大圖，借助該第二凹模11能夠在齒部2上成型尖部12。為了更直觀，在第二凹模11的內(nèi)部凹口 9中僅顯示了第二成型制齒型面14的一個(gè)齒間隙38，其中軸向成型齒39 (在此參照?qǐng)D9)由于沿圖1中箭頭F的方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)入并且成型為，使得到達(dá)齒間隙38的作用區(qū)域但仍沒(méi)有制造尖部并且參照?qǐng)D9可視的齒的齒尖40在成型之后具有相向收縮的側(cè)向齒面，也就是說(shuō)齒39沿進(jìn)給方向被壓尖。第二成型制齒型面14在這種優(yōu)選實(shí)施形式中的更多細(xì)節(jié)結(jié)合圖5可見(jiàn)，圖5顯示了圖4中細(xì)節(jié)I的放大圖。齒間隙38形成于第二成型制齒型面14的兩個(gè)通過(guò)齒間隙38隔開(kāi)的、具有齒面58的相鄰的齒41、42之間。如從圖5中可以直接看出，第二成型制齒型面14具有導(dǎo)入?yún)^(qū)域43、沿進(jìn)給方向F (進(jìn)給方向同樣在圖4中示出)與導(dǎo)入?yún)^(qū)域43鄰接的校準(zhǔn)區(qū)域44和又與校準(zhǔn)區(qū)域44鄰接的成型區(qū)域45。校準(zhǔn)區(qū)域44具有側(cè)向齒面59，所述側(cè)向齒面59之間的間距在很大程度上保持不變。導(dǎo)入?yún)^(qū)域43反向于進(jìn)給方向向前略微呈圓錐形地張開(kāi)，由此能夠補(bǔ)償在間隔的凹模10、11之間可能存在的角度誤差。校準(zhǔn)區(qū)域44能夠防止齒在軸向力作用下被墩壓，并且如導(dǎo)入?yún)^(qū)域43那樣構(gòu)成的在側(cè)向齒面46之間具有逐漸變窄間距的成型區(qū)域45使得齒部2的齒48的成型尖部12的側(cè)向齒面47成型為錐形縮窄。此外如圖5所示，齒間隙38在與成型區(qū)域45的連接處具有導(dǎo)出區(qū)域49，該導(dǎo)出區(qū)域49用于容納軸3塑性變形的多余材料，這例如在調(diào)節(jié)設(shè)置制造設(shè)備I的過(guò)程中失誤地沿進(jìn)給方向移動(dòng)了過(guò)長(zhǎng)路程的情況下是有利的。通過(guò)該導(dǎo)出區(qū)域49避免了第二凹模11受損。為了能夠?qū)蓚€(gè)凹模10、11相互定向，在第一凹模10的與導(dǎo)入側(cè)50相對(duì)的端面51上設(shè)置沿徑向相互對(duì)置的槽52，該槽52與第二凹模11導(dǎo)入側(cè)53的端面上的槽54相對(duì)
應(yīng)配置。在圖6中所示的中間環(huán)13也具有沿徑向相互對(duì)置的槽55，其朝槽52、54定向地延伸，因此參照?qǐng)D1可視的棱鍵56能夠插入所述槽中，以便通過(guò)中間環(huán)13使兩個(gè)凹模10、11
相互定向。通過(guò)設(shè)置在中間環(huán)13上的通孔27使得既在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(即用于成型軸向齒部的前進(jìn)運(yùn)動(dòng))中，也在退出運(yùn)動(dòng)(即軸3連同成型于其上的齒部從兩個(gè)制齒型面的作用區(qū)域中退出的運(yùn)動(dòng))中，潤(rùn)滑劑能夠到達(dá)齒部2或軸3上。為此目的，中間環(huán)13可具有小于夾緊環(huán)15的內(nèi)徑的外徑，因此在中間環(huán)13的徑向外側(cè)形成環(huán)繞的潤(rùn)滑劑槽，潤(rùn)滑劑可以通過(guò)所述潤(rùn)滑劑槽穿過(guò)中間環(huán)13進(jìn)入內(nèi)部。參照?qǐng)D1詳細(xì)可視的間隔套筒18的長(zhǎng)度與由第一凹模10、第二凹模11和中間環(huán)13組合而成的組合件的長(zhǎng)度適配，這種組合件由此可以沿軸向預(yù)緊并且在工件3相對(duì)該組合件運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)運(yùn)動(dòng)。蓋板17沿軸向向前固定該組合件，并且工件3通過(guò)在蓋板17中沿徑向設(shè)計(jì)的槽在進(jìn)入第一凹模10之前被供給潤(rùn)滑劑。圖7所示的夾緊環(huán)16的優(yōu)選實(shí)施形式在其內(nèi)部凹口 15處具有圓錐形構(gòu)造并且內(nèi)部圓錐體可以這樣適配，使得凹模10、11與預(yù)緊力無(wú)關(guān)地始終位于相同的軸向位置中，這是有利的，因?yàn)橛纱丝梢院?jiǎn)單地更換凹模而不用調(diào)整制造設(shè)備I。夾緊環(huán)16具有與通孔26相連的環(huán)形槽，潤(rùn)滑劑能夠通過(guò)該環(huán)形槽進(jìn)入內(nèi)部凹口 15中并且因此到達(dá)工件3上。如參照?qǐng)D1和圖2可視，組件28的構(gòu)造這樣選擇，使得第一凹模10盡可能靠前地布置在組件28中，以使工件3只需盡可能短地被壓緊。通過(guò)第一凹模10的相同的軸向位置，可以在組件中設(shè)置具有不同工作尺寸的凹模，而不必調(diào)整制造設(shè)備I。以下結(jié)合圖8至圖10描述按照本發(fā)明的用于無(wú)屑構(gòu)造具有在前部區(qū)域壓尖的齒的齒部(具體為插齒)的方法的一種優(yōu)選實(shí)施形式。圖8顯示了工件3，其制齒前直徑7與具有凹模10、11的按照本發(fā)明的裝置的優(yōu)選實(shí)施形式仍相隔一段距離。通過(guò)沿箭頭F方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，工件3到達(dá)相對(duì)具有第一成型制齒型面31的凹模10的如圖9所示的相對(duì)位置，由此制造出僅在圖9中示意表示的具有齒39的軸向齒部。通過(guò)工件3沿進(jìn)給方向F進(jìn)一步的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸向齒部2需要構(gòu)造出壓尖的齒12的前端區(qū)域30進(jìn)入第二成型制齒型面14的作用區(qū)域，因此齒39的前部尖部進(jìn)入第二成型制齒型面14的齒間隙38中，由此，齒39的側(cè)向齒面在該區(qū)域中向內(nèi)變形，因此所述齒面相向運(yùn)動(dòng)并且構(gòu)成被壓尖的齒12。因此借助按照本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施形式能夠在軸3上加工出齒部，具體為插齒，該齒部在軸3的端部區(qū)域30處具有壓尖的齒12，即齒具有沿軸3的縱向變小的寬度，因此軸3的需要通過(guò)未詳細(xì)示出的構(gòu)件與內(nèi)齒接合的軸向齒部2在軸向齒部相對(duì)構(gòu)件的內(nèi)齒存在轉(zhuǎn)向角錯(cuò)位時(shí)也能夠輕易地插入所述構(gòu)件中。按照本發(fā)明的方法能夠在唯一的工序中構(gòu)成具有壓尖的齒的軸向齒部，而不需要在構(gòu)成軸向齒部之后進(jìn)行其它的無(wú)屑的或切削的齒部加工。本發(fā)明在前面沒(méi)有進(jìn)一步詳細(xì)闡述的特征可以明確地參考發(fā)明的權(quán)利要求書和附圖。附圖標(biāo)記清單1.制造設(shè)備2.軸向齒部3.工件，軸4.裝置5.圓柱形部段6.夾緊裝置7.制齒前直徑8.內(nèi)部凹口9.內(nèi)部凹口10.第一凹模11.第二凹模12.成型的尖部13.中間環(huán)14.第二制齒型面15.內(nèi)部凹口16.夾緊環(huán)17.蓋板18.間隔套筒19.內(nèi)部凹口20.支座21.支座
22.螺栓23.潤(rùn)滑劑輸入裝置24.通孔25.間隙26.通孔27.通孔28.組件29.凹口30.前端部區(qū)域31.第一制齒型面32.成型齒33.間隙34.外周35.圓錐形導(dǎo)入?yún)^(qū)域36.校準(zhǔn)區(qū)域37.圓錐形導(dǎo)出區(qū)域38.齒間隙39.齒40.齒尖41.齒42.齒43.導(dǎo)入?yún)^(qū)域44.校準(zhǔn)區(qū)域45.成型區(qū)域46.齒面47.齒面48.齒49.導(dǎo)出區(qū)域50.導(dǎo)入側(cè)51.端面52.槽53.導(dǎo)入側(cè),端面54.槽55.槽56.棱鍵57.環(huán)形槽58.齒面59.齒面F進(jìn)給方向
權(quán)利要求
1.一種用于在工件(3)上無(wú)屑地沿軸向成型地構(gòu)造齒部(2)的裝置，該裝置具有夾緊在夾緊環(huán)(16)中的凹模(10)，該凹模(10)具有內(nèi)部凹口(8)和設(shè)置在所述內(nèi)部凹口(8)上的用于成型的第一制齒型面(31)，其特征在于，設(shè)有與所述用于成型的第一制齒型面(31)間隔布置的用于成型的第二制齒型面(14)，所述第二制齒型面(14)在與所述第一制齒型面(31)間隔的區(qū)域中具有相互間距逐漸變窄的側(cè)向面(46)，所述側(cè)向面(46)使形成于工件(3)上的側(cè)向齒面(47)相互縮窄靠攏地成型。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二制齒型面(14)設(shè)置在與所述凹模(10)間隔布置的并且?jiàn)A緊在所述夾緊環(huán)(16)中的第二凹模(11)中。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述第二制齒型面(14)具有朝遠(yuǎn)離所述第一制齒型面(31)方向延伸的、帶有成型齒(42)的導(dǎo)入?yún)^(qū)域，所述成型齒(42)的側(cè)向齒面(58)之間的間距逐漸變窄，與所述導(dǎo)入?yún)^(qū)域連接的是校準(zhǔn)區(qū)域(44)，所述校準(zhǔn)區(qū)域(44)的側(cè)向齒面(59)之間在很大程度上保持相同的間距，與所述校準(zhǔn)區(qū)域連接的是成型區(qū)域，所述成型區(qū)域的側(cè)向齒面(46)之間的間距逐漸變窄。
4.按照前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述第二制齒型面(14)與所述第一制齒型面(31)對(duì)齊地定向。
5.按照前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述第一制齒型面(31)和所述第二制齒型面(14)被所述夾緊環(huán)(16)以很大程度上相同的徑向預(yù)緊力預(yù)緊。
6.按照權(quán)利要求2至5之一所述的裝置，其特征在于，所述第一凹模(10)和所述第二凹模(11)在相互對(duì)置的端面(51、53)上具有用于容納使所述凹模(10、11)相互對(duì)齊地定向的棱鍵(56)的凹槽(52、54)。
7.按照權(quán)利要求2至6之一所述的裝置，其特征在于，在所述凹模(10、11)之間的軸向區(qū)域中設(shè)置具有位于徑向外側(cè)的凹槽(55)的中間環(huán)(13)，用于使所述凹模(10、11)相互對(duì)齊地定向的棱鍵(56)能夠容納在所述凹槽(55)內(nèi)，所述中間環(huán)(13)具有用于使?jié)櫥瑒┩ㄟ^(guò)的徑向鉆孔(27)。
8.按照權(quán)利要求2至7之一所述的裝置，其特征在于，所述第一凹模(10)和所述第二凹模(11)能夠沿所述裝置⑷的軸向被軸向預(yù)緊地頂靠間隔套筒(18)。
9.按照權(quán)利要求2至8之一所述的裝置，其特征在于，所述夾緊環(huán)(16)的內(nèi)部凹口(15)設(shè)計(jì)為圓錐形，所述第一凹模(10)和所述第二凹模(11)具有與所述內(nèi)部凹口(15)形狀互補(bǔ)和表面互補(bǔ)的圓錐形構(gòu)造，并且所述夾緊環(huán)(16)具有至少一個(gè)沿徑向延伸的、用于使?jié)櫥瑒┻M(jìn)入到所述凹模(10、11)之間的區(qū)域中的內(nèi)部凹口(15)中的鉆孔(26)。
10.按照權(quán)利要求2至9之一所述的裝置，其特征在于，設(shè)有帶內(nèi)部凹口(19)的圓柱形的支座(20)，其中，所述夾緊環(huán)(16)以及所述第一凹模(10)和所述第二凹模(11)和所述間隔套筒(18)設(shè)置在所述內(nèi)部凹口(19)中，其中所述支座(20)具有至少一個(gè)用于將潤(rùn)滑劑導(dǎo)入所述凹模(10、11)之間的區(qū)域中的通孔(24)。
11.一種用于在工件(3)上無(wú)屑地構(gòu)造齒部(2)的方法，該方法借助所述待成型工件(3)和具有用于成型的第一制齒型面(31)的凹模(10)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)借助所述工件(3)和所述凹模(10)之間的軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)，以便通過(guò)所述工件(3)的區(qū)域在所述凹模(10)的第一制齒型面(31)處的軸向變形構(gòu)造所述齒部，其特征在于以下步驟 a.使所述工件(3)這樣軸向移動(dòng)，使得所述工件(3)上所形成的齒部(2)的側(cè)向齒面(47)進(jìn)入與所述第一制齒型面(31)間隔布置的第二制齒型面(14)的齒面(46)的逐漸變窄的間隙(38)中， b.所述工件(3)以其處于所述逐漸變窄的間隙(38)中的齒面(47)軸向移動(dòng)一段預(yù)設(shè)的路程，以使所述工件(3)的齒面(47)側(cè)向相互縮窄靠攏地成型， c.將具有最終成型的齒部(2、47)的工件(3)從所述第一制齒型面(31)和所述第二制齒型面(14)中移出。
12.按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述齒部(2)和其齒面(47)的側(cè)向相互縮窄靠攏僅通過(guò)一次沿一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的軸向移動(dòng)制成。
13.按照權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，借助設(shè)計(jì)在與所述凹模(10)間隔布置的第二凹模(11)上的第二制齒型面(14)實(shí)施所述側(cè)向逐漸縮窄靠攏的成型。
14.按照權(quán)利要求11至13之一所述的方法，其特征在于，借助對(duì)施加在所述第一制齒型面(31)和所述第二制齒型面(14)上的徑向預(yù)緊力的調(diào)整來(lái)調(diào)節(jié)所述齒部的質(zhì)量。
15.按照權(quán)利要求11至14之一所述的方法，其特征在于，在所述工件(3)沿所述運(yùn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)以及與所述運(yùn)動(dòng)方向相反的運(yùn)動(dòng)中，均在該工件(3)上涂覆潤(rùn)滑劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在工件(3)上基本無(wú)屑地沿軸向成型地制造齒部(2)的裝置，該裝置具有夾緊在夾緊環(huán)(16)中的凹模(10)，該凹模具有內(nèi)部凹口(8)和設(shè)置在內(nèi)部凹口(8)上的用于成型的第一制齒型面(31)，以及與用于成型的第一制齒型面(31)間隔布置的用于成型的第二制齒型面(14)，所述第二制齒型面在與第一制齒型面(31)間隔的區(qū)域中具有間距逐漸變窄的側(cè)向面(46)，所述側(cè)向面使形成于工件(3)上的側(cè)向齒面(47)相互縮窄靠攏地成型。本發(fā)明還涉及一種用于在工件上無(wú)屑地沿軸向成型地制造齒部的相應(yīng)方法。
文檔編號(hào)B21K1/12GK103068500SQ201180040367
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者S.魯施, M.加布隆斯基, E.皮謝爾, J.施沃勒 申請(qǐng)人:大眾汽車有限公司