[发明专利]形成预成型件并从该预成型件形成部件

说明书

技术领域

本发明总体上涉及金属成型，更具体地，涉及从扁材(flatstock)制造挤出成 型预成型件，特别是通过冷挤出成型工艺或旋压成型可以形成轮齿和凸轮斜面。

背景技术

精确部件，如环形螺旋齿轮、其他齿轮形式，或单向离合器中的具有斜面的离合 器环的冷挤出成型需要使用按紧密公差制造的预成型件或坯件。目前公认的实践涉及 通过在高温下在圆柱形心轴上将钢坯(steel billet)拉延为近似圆柱形的形状来制 造初始工件，该工艺称为心轴拉延(DOM，drawn over mandrel)。然后将这样形成 的工件横向切割为纵向片段，再按紧密尺寸公差对这些片段进行精加工。

该工艺成本高，需要高能量输入，并会造成原材料的浪费，因为制造尺寸上可接 受的预成型件需要大量机械加工。

自动变速器中使用的那类单向离合器的离合器环的精确机械加工需要多个操作， 包括从管件机械加工得到预成型件、用拉刀(broach tool)切割出凸角(lobes)、 精加工并最终去毛刺。

拉刀(broach bar)是昂贵的，需要磺化拉削油(sulfonated broaching oil)， 需要频繁的磨刃并且相对于其他机械加工或成型方法来说速度较慢。从碎片(chips) 中去除油成本高并会造成整理工作方面的考虑，如碎片的存储、运输和丢弃，以及与 带油表面相关的安全问题。拉削油非常昂贵并且在重复使用之前必须过滤以去除细微 的金属颗粒。

金属成型领域中存在对一种制造成型的坯件和部件的方法的需要。这些坯件应成 型为近似于净形(net shape)或完全为净形，从而可使用能够挤出成型螺旋齿轮或 类似产品的制造厂通常配备的常规成型设备产生非常少的浪费。

优选地，该方法应能够消除在钢供应企业处进行惯常处理(custom processing) 的需要，且该预成型件或坯件可以在能够进行齿轮挤出成型的供应企业中从平板或卷 材(roll stock)制造。

发明内容

一种用于形成部件的方法包括：使工件形成为与轴线同心并包括沿该轴线延伸的 内表面的中空预成型圆筒，在中空预成型圆筒内放置具有外表面的心轴，使中空预成 型圆筒的内表面和外表面旋压成型以使中空预成型圆筒的内表面符合心轴的至少部 分外表面，及将旋压成型的圆筒相对于该轴线横向地切割为片段，每个片段具有轴向 长度。

从低成本的平板或卷材制造的预成型件或坯件消除了在钢供应企业处进行惯常 处理的需要。

预成型件可由能够执行圆柱形产品的冷成型、旋压成型、锻压成型(swaging)、 落锤成型(hammer forming)的制造厂通常配备的常规成型设备制造。成型坯件近似 为净形或完全为净形，产生很少的浪费。与DOM工艺相比，制造商可以极大缩短从钢 供应企业处获得坯件的交付时间(lead time)。制造商可以控制用于凸轮成型(cam forming)工艺的进入的原材料的数量、库存和质量。

根据本发明的另一方面，提供一种用于形成部件的方法。该方法包括下述步骤： (a)在形成有外表面的模上形成具有基本上与轴线同心的孔的工件；(b)使该工件 形成为与该轴线同心并包括沿该轴线延伸的内表面和外表面的中空预成型圆筒；(c) 从中空预成型圆筒中去除该模并在中空预成型圆筒中放置具有外表面的心轴；(d) 形成预成型圆筒的内表面以使所述内表面符合心轴的至少部分外表面及中空预成型 圆筒的壁的厚度；及(e)将所形成的圆筒相对于该轴线横向地切割为片段，每个片 段具有轴向长度。

根据本发明的又一方面，提供一种用于形成预成型部件的方法。该方法包括下述 步骤：(a)使工件形成为包括沿轴线延伸的内表面和外表面的中空预成型圆筒；(b) 使用定位于中空预成型圆筒内并具有圆柱形外表面的第一心轴使中空预成型圆筒旋 压成型，以使中空预成型圆筒的内表面符合所述第一心轴的圆柱形外表面的至少部分 且中空预成型圆筒的长度为期望的长度；(c)将旋压成型的圆筒相对于所述长度横 向地切割为旋压成型的片段，每个片段具有轴向长度；及(d)迫使具有外表面的第 二心轴进入片段并沿片段长度的至少一部分移动以使片段的内表面符合第二心轴的 至少部分外表面。在一个实施例中，步骤(b)还包括：在中空预成型圆筒内放置心 轴，所述心轴的外表面上形成有螺旋轮齿、圆柱形表面、花键，和用于单向离合器的 离合器环的凸轮斜面中的一个。