專利名稱：制造具有側(cè)凹部成型品的方法、用于該方法的鍛造成型裝置以及中間成型體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有側(cè)凹部的形成件的制造方法(用于生產(chǎn)具有側(cè)凹部成型品的方法)和用于制造這一形成件的鍛造裝置以及用于其的中間形成體(成型體)，該方法通過對(duì)鍛造用坯料或者中間形成體(成型體)進(jìn)行鍛造從而形成成型件，該成型件在其軸向上的兩個(gè)相對(duì)端部上包括第一鐓鍛成型部和第二鐓鍛成型部，且包括位于上述第一鐓鍛成型部和第二鐓鍛成型部之間的側(cè)凹部。

背景技術(shù)：
迄今為止公知通過鍛造來制造具有側(cè)凹部的構(gòu)件。
例如在日本特開2002-346683號(hào)公報(bào)中公開了如下的下模和上模，該下模在周向上被分割多個(gè)部分，具有位于其一個(gè)軸向端部上的抵接面和與側(cè)凹部的形狀相互補(bǔ)的徑向向內(nèi)突出的環(huán)狀突出部，所述下模用于支撐待成型構(gòu)件的徑向外側(cè)；該上模具有可與上述抵接面接合的座面，其可沿軸向從上述抵接面配合到上述下模的徑向外側(cè)，可從上述下模的徑向外側(cè)向內(nèi)側(cè)固定上述下模。
而且在日本特開平9-239740號(hào)公報(bào)中公開了一種模裝置，其具有可動(dòng)板和引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，其中該可動(dòng)板具有分體模頂出桿和頂出桿，該引導(dǎo)機(jī)構(gòu)用于相對(duì)于分體模的可動(dòng)方向以預(yù)定角度引導(dǎo)分體模。分體模的打開與成型品的頂出在一個(gè)動(dòng)作循環(huán)內(nèi)同時(shí)進(jìn)行，這樣縮短了成型件脫模所需時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)效率的提高。
進(jìn)而在日本特開平6-114486號(hào)公報(bào)中公開了一種帶齒成型品，該成型品呈其內(nèi)限定有中心通孔的中空筒形，在其軸向相對(duì)端部上分別形成向外突出的環(huán)狀凸緣部，齒布置在環(huán)狀凸緣的其中一個(gè)或另一個(gè)的外周面上。
根據(jù)上述日本特開2002-346683號(hào)公報(bào)、日本特開平9-239740號(hào)公報(bào)、日本特開平6-114486號(hào)公報(bào)所公開的技術(shù)思想，一次鍛造處理(鐓鍛處理)僅能形成一個(gè)膨脹的鐓鍛成型部，難以通過一次鐓鍛處理而生成這樣的成型件，該成型件分別在沿軸向的相對(duì)端部處具有大致同時(shí)形成的第一鐓鍛成型部和第二鐓鍛成型部，并具有在上述第一鐓鍛成型部和第二鐓鍛成型部之間的側(cè)凹部。
還可以考慮如下情形，即，使用配置為彼此同軸的第一可動(dòng)沖頭和第二可動(dòng)沖頭，在使它們彼此接近的方向上軸向擠壓被夾在上述第一可動(dòng)沖頭和上述第二可動(dòng)沖頭之間的待形成構(gòu)件，從而分別在軸向相對(duì)的端部上形成第一膨脹鐓鍛成型部和第二膨脹鐓鍛成型部。
但是，需要有分別驅(qū)動(dòng)上述第一可動(dòng)沖頭和上述第二可動(dòng)沖頭的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而且必須控制上述第一可動(dòng)沖頭和上述第二可動(dòng)沖頭的擠壓力，以調(diào)整分配給第一膨脹鐓鍛成型部和第二膨脹鐓鍛成型部的流動(dòng)材料的量。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一般目的在于提供一種根據(jù)無需對(duì)流動(dòng)材料的分配量進(jìn)行調(diào)節(jié)的單一鍛造成型處理而制造具有側(cè)凹部的形成件的方法、用于制造這樣的形成件的鍛造成型裝置以及用于其的中間形成體，該形成件在其軸向相對(duì)端部上包括第一鐓鍛成型部和第二鐓鍛成型部，且在上述第一鐓鍛成型部和第二鐓鍛成型部之間包括有側(cè)凹部。
首先，通過反擠壓處理擠壓和加工筒狀坯段從而形成中間形成體，其包括沿其軸向延伸預(yù)定長(zhǎng)度的筒形環(huán)狀側(cè)壁與該環(huán)狀側(cè)壁的筒狀連續(xù)的實(shí)心體。
根據(jù)本發(fā)明，該中間形成體用作待形成的構(gòu)件，且將該待形成的構(gòu)件放置在被偏壓機(jī)構(gòu)浮動(dòng)偏壓的多個(gè)分體模和用作固定模的下模限定的空腔內(nèi)。
接著，使沖頭下降以進(jìn)行第一鐓鍛成型處理，從而在環(huán)繞所述待形成構(gòu)件的所述分體模下降的同時(shí)，使得所述沖頭的第一形成部使所述待形成構(gòu)件的所述環(huán)狀側(cè)壁徑向向外塑性變形，于是在所述待形成構(gòu)件的一軸向端部上形成第一鐓鍛成型部。
然后，使所述沖頭進(jìn)一步下降以進(jìn)行第二鐓鍛成型處理，使得所述沖頭抵靠并擠壓所述待形成構(gòu)件的所述實(shí)心體，從而在環(huán)繞所述待形成構(gòu)件的所述分體模下降的同時(shí)，使得所述實(shí)心體徑向向外塑性變形。在第二鐓鍛成型處理中，使所述實(shí)心體的經(jīng)過了塑性變形的材料流入并填充到所述分體模的第二形成部?jī)?nèi)，從而在所述待形成構(gòu)件的另一軸向端部上形成第二鐓鍛成型部，并且使所述分體模的側(cè)凹形成部在所述第一鐓鍛成型部與所述第二鐓鍛成型部之間形成側(cè)凹部。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述，通過由所述偏壓機(jī)構(gòu)偏壓的所述分體模而將所述待形成的構(gòu)件置于浮動(dòng)狀態(tài)下，通過單個(gè)沖頭在軸向上擠壓所述待形成構(gòu)件而執(zhí)行簡(jiǎn)單的處理，從而形成第一鐓鍛成型部與第二鐓鍛成型部。根據(jù)該簡(jiǎn)單的處理，生成這樣的形成體，即，其包括大致同時(shí)在其軸向相對(duì)端部上分別形成的第一鐓鍛成型部與第二鐓鍛成型部，以及位于所述第一鐓鍛成型部與第二鐓鍛成型部之間的側(cè)凹部。
通過與待形成構(gòu)件的所述環(huán)狀側(cè)壁和實(shí)心體的邊界區(qū)域相抵接的分體模的所述側(cè)凹形成部來在所述第一鐓鍛成型部與第二鐓鍛成型部之間分配材料流動(dòng)。
通過使用單個(gè)沖頭在軸向上擠壓所述待形成構(gòu)件的所述簡(jiǎn)單方法，從而可生成在軸向相對(duì)端部上形成有所述第一鐓鍛成型部與第二鐓鍛成型部，并且在所述第一鐓鍛成型部與第二鐓鍛成型部之間設(shè)有側(cè)凹部的形成體。
為了生成具有布置在所述第一鐓鍛成型部與第二鐓鍛成型部之間的側(cè)凹部的形成體，所述待形成構(gòu)件可包括中空筒體，該中空筒體包括平行于其軸向延伸預(yù)定長(zhǎng)度的上環(huán)狀側(cè)壁以及與該上環(huán)狀側(cè)壁連續(xù)的下環(huán)狀側(cè)壁，所述中空筒體具有沿著軸向恒定的外徑。



圖1A～圖1E是表示應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的制造具有側(cè)凹部形成件的方法的傳動(dòng)齒輪的制造工序的縱截面圖。
圖2A～圖2F是表示在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的制造具有側(cè)凹部形成件的方法中通過鐓鍛成型使待形成構(gòu)件變形的方式的縱截面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的鍛造成型裝置的軸向縱截面圖。
圖4是表示圖3所示的上述鍛造成型裝置的處于閉合狀態(tài)下的四個(gè)周向分體模的俯視圖。
圖5是表示圖4所示的上述分體模處于打開狀態(tài)的俯視圖。
圖6是表示鍛造成型裝置的縱截面圖，其中，沖頭進(jìn)行操作而使待形成構(gòu)件塑性變形為具有第一鐓鍛成型部與第二鐓鍛成型部的三次形成體。
圖7是表示鍛造成型裝置的縱截面圖，其中，上述分體模打開且抬升了形成構(gòu)件。
圖8是表示根據(jù)變型例的分體模的縱截面圖。
圖9是表示圖8所示的上述分體模處于打開狀態(tài)的縱截面圖。
圖10是表示在圖3所示的上述鍛造成型裝置的分體模的側(cè)凹形成部的局部放大縱截面圖，該圖示出了第一鐓鍛成型部與第二鐓鍛成型部之間的材料流分配點(diǎn)。
圖11是表示圖10的側(cè)凹形成部的變型例的局部放大縱截面圖。
圖12是表示在分體模的第二形成部的材料填充條件的局部放大縱截面圖。
圖13A～圖13C是表示應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的具有側(cè)凹部的形成件的制造方法的傳動(dòng)齒輪的制造工序的縱截面圖。
圖14A～圖14F是表示在根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的具有側(cè)凹部形成件的制造方法中通過鐓鍛成型使待形成構(gòu)件變形的方式的縱截面圖。
圖15是表示待形成的管以及已形成的管的放大縱截面圖，以進(jìn)行比較，該圖示出了穿過作為邊界的側(cè)凹形成部在第一鐓鍛成型部與第二鐓鍛成型部之間不存在材料流動(dòng)。

具體實(shí)施例方式 圖1A～圖1E表示應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的制造具有側(cè)凹部形成件的方法的傳動(dòng)齒輪10的制造工序。
該傳動(dòng)齒輪10是經(jīng)過下述多個(gè)步驟制造出來的。而且圖1A～圖1D所示的步驟優(yōu)選通過溫鍛造或者熱鍛造來進(jìn)行。
在預(yù)備步驟中將圖1A所示的呈筒體12的坯段加工為在所述坯段的底面上形成有定位凹部14的預(yù)成型坯16(參見圖1B)。然后，使用未圖示的第一鍛造成型裝置對(duì)上述預(yù)成型坯16進(jìn)行反擠壓成型，從而產(chǎn)生一次形成體(中間形成體)18(參見圖1C)。
該一次形成體18在其軸向一端上具有通過反擠壓成型而平行于軸向延伸預(yù)定長(zhǎng)度的薄的、中空筒狀的環(huán)狀側(cè)壁20，在軸向另一端上具有與上述環(huán)狀側(cè)壁20連續(xù)并與預(yù)成型坯16類似的筒狀實(shí)心體22。
接著以該一次形成體18作為待形成構(gòu)件，使用后述的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的第二鍛造成型裝置60對(duì)其進(jìn)行鐓鍛成型，從而產(chǎn)生圖1D所示的二次形成體(形成件)24。
該二次形成體24具有分別布置在其軸向相對(duì)端部上、徑向向外延伸預(yù)定長(zhǎng)度的第一鐓鍛成型部26a和第二鐓鍛成型部26b，并具有布置在上述第一鐓鍛成型部26a和上述第二鐓鍛成型部26b之間、并限定為徑向向內(nèi)凹入預(yù)定長(zhǎng)度的環(huán)狀凹部的側(cè)凹部28。軸向相對(duì)端部中的一個(gè)端部上的第一鐓鍛成型部26a具有側(cè)壁30，所述側(cè)壁30在外徑上大于軸向相對(duì)端部中另一個(gè)端部上的第二鐓鍛成型部26b的側(cè)壁32。
上述側(cè)凹部28由下列部分構(gòu)成與第一鐓鍛成型部26a的側(cè)壁30連續(xù)、截面呈曲線狀的圓形角部34；從上述圓形角部34開始沿著與所述軸向大致垂直的水平方向延伸的大致平坦的第一環(huán)狀壁面36；相對(duì)于上述第一環(huán)狀壁面36傾斜預(yù)定角度并朝向第二鐓鍛成型部26b逐漸縮小直徑的錐形表面38；與上述錐形表面38連續(xù)且大致平行于所述軸向延伸的第二環(huán)狀壁面40；以及與上述第二環(huán)狀壁面40連續(xù)且沿著大致垂直于軸向的水平方向延伸的大致平坦的第三環(huán)狀壁面42。
上述第三環(huán)狀壁面42通過圓形角部44而連續(xù)地連接至第二鐓鍛成型部26b的側(cè)壁32。
接下來，通過未圖示的第三鍛造成型裝置對(duì)上述二次形成體24的實(shí)心體46穿孔之后，就將第一鐓鍛成型部26a和第二鐓鍛成型部26b的側(cè)壁30、32加工為相應(yīng)的第一齒輪48和第二齒輪50。此時(shí)該整體可用作作為產(chǎn)品的傳動(dòng)齒輪10(參見圖1E)。
下面，圖3～圖7表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的第二鍛造成型裝置60。
該第二鍛造成型裝置60以圖1C所示一次形成體18作為待成型體進(jìn)行鐓鍛成型。
上述第二鍛造成型裝置60包括模基座62；在未圖示的致動(dòng)器的作用下在上述模基座62中心限定的通孔內(nèi)沿垂直方向可移位的頂出桿64；被布置在上述?；?2上、且與上述頂出桿64的遠(yuǎn)端連結(jié)從而可與該頂出桿64一起垂直運(yùn)動(dòng)的下模66；以及以環(huán)繞待形成構(gòu)件的方式橫向靠近上述下模66布置的四個(gè)在周向上大致等距間隔開的分體模68(參見圖4和圖5)，當(dāng)所述分體模68打開時(shí)，它們可以與所述形成件分離。
第二鍛造成型裝置60還包括導(dǎo)模件72，該導(dǎo)模件72在其內(nèi)壁上具有錐形第一環(huán)狀引導(dǎo)面70a和錐形第二環(huán)狀引導(dǎo)面70b，它們用于在分體模68打開時(shí)徑向向外和向上引導(dǎo)上述四個(gè)分體模68；支撐基座74，在其上支撐導(dǎo)模件72；彈簧件76，其布置在導(dǎo)模件72下面并用作通過導(dǎo)模件72浮動(dòng)地支撐上述四個(gè)分體模68的偏壓機(jī)構(gòu)；以及橫向模件78，其呈圍繞導(dǎo)模件72的外周面的中空筒體的形式，并在其內(nèi)壁上具有用于抵靠導(dǎo)模件72的環(huán)狀脊72a以限制導(dǎo)模件72向上運(yùn)動(dòng)的環(huán)狀臺(tái)階78a。
通過布置在導(dǎo)模件72下面的呈彈簧件76形式的偏壓機(jī)構(gòu)使分體模68可垂直移動(dòng)。如圖2A所示，在沒有載荷作用于分體模68時(shí)，每個(gè)分體模68的上表面在初始位置與點(diǎn)劃線H對(duì)準(zhǔn)。偏壓機(jī)構(gòu)不限于彈簧件(其可以是用于施加彈性力的盤簧、片簧等)，而可以是阻尼機(jī)構(gòu)，例如氣彈簧等、壓力流體等等。
每個(gè)分體模68在其靠近下模66的內(nèi)壁上具有呈徑向向內(nèi)(大致沿水平方向)突出的環(huán)狀脊形式的側(cè)凹形成部80，側(cè)凹形成部80用于抵靠一次形成體18的環(huán)狀側(cè)壁20與實(shí)心體22之間的邊界區(qū)域；以及第二形成部82，其呈與側(cè)凹形成部80連續(xù)并布置在側(cè)凹形成部80下方的環(huán)狀凹部的形式，用于使一次形成體18的實(shí)心體22徑向向外塑性變形為第二鐓鍛成型部26b。
如圖10所示，側(cè)凹形成部80包括具有弧形截面的彎曲部81a、與彎曲部81a連續(xù)用于抵靠待形成構(gòu)件的抵靠部81b以及布置在抵靠部81b下面并大致水平延伸的水平部81c。在彎曲部81a與抵靠部81b之間，存在用于如下所述將材料流分配到第一鐓鍛成型部26a和第二鐓鍛成型部26b的分配點(diǎn)A。如圖11的變型例所示，分體模68可具有包括側(cè)凹形成部80a的上平坦表面81d，分配點(diǎn)A布置在上平坦表面81d的斜角處。
如圖10所示，第二形成部82布置在側(cè)凹形成部80的下面。第二形成部82包括由水平部81c提供的水平表面、垂直于水平表面的垂直表面83a以及相對(duì)于垂直表面83a傾斜指定角度的斜面83b。
如圖3所示，每個(gè)分體模68在其外側(cè)壁上具有第一環(huán)狀斜面84a和第二環(huán)狀斜面84b，它們包括與導(dǎo)模件72的第一環(huán)狀導(dǎo)面70a和錐形第二環(huán)狀導(dǎo)面70b分別對(duì)應(yīng)的相應(yīng)錐形表面，用于分別與第一環(huán)狀導(dǎo)面70a和第二環(huán)狀導(dǎo)面70b接合。
第二鍛造成型裝置60還包括可垂直運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件86，其可響應(yīng)于未示出撞擊件的操作而垂直運(yùn)動(dòng)；沖頭保持件88，其固定至可垂直運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件86并裝配到下述的沖頭上；以及沖頭90，其可通過沖頭保持件88與可垂直運(yùn)動(dòng)構(gòu)件86一體地垂直運(yùn)動(dòng)。沖頭90在其遠(yuǎn)端上具有用于使一次形成體18的環(huán)狀側(cè)壁20塑性變形為第一鐓鍛成型部26a的第一形成部92。
在沖頭90上裝配中空筒形套筒94，中空筒形套筒94用于在鍛造成型時(shí)抵靠分體模68的上表面以限制第一鐓鍛成型部26a的外徑。套筒94可通過固定至可垂直運(yùn)動(dòng)構(gòu)件86的保持件96而沿著沖頭90的軸向移動(dòng)。
套筒94在其上端的外表面上布置有環(huán)狀脊94a，用于抵靠保持件96的下端的內(nèi)表面上的環(huán)狀脊96a，以防止套筒94脫離沖頭90。套筒94還具有在其內(nèi)壁中限定且具有底面99的環(huán)狀凹部98。當(dāng)沖頭保持件88的下端88a抵靠底面99(見圖6)時(shí)，沖頭90受到限制不能向下運(yùn)動(dòng)，從而到達(dá)下死點(diǎn)。
根據(jù)本實(shí)施方式的第二鍛造成型裝置60基本如上所述構(gòu)成。下面將參照?qǐng)D2A至2F詳細(xì)描述第二鍛造成型裝置60的操作和優(yōu)點(diǎn)。
首先，圖1C所示的一次形成體18置于由下模66和四個(gè)分體模68限定的空腔中。然后，致動(dòng)未示出的垂直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以與可垂直運(yùn)動(dòng)構(gòu)件86一體地降低沖頭90，直到如圖2A所示，沖頭90的遠(yuǎn)端表面上的第一形成部92與一次形成體18的環(huán)狀側(cè)壁20接合(見圖3)。
此時(shí)，分體模68的側(cè)凹形成部80保持抵靠一次形成體18的外表面上的環(huán)狀側(cè)壁20與實(shí)心體22之間的邊界區(qū)域。分體模68不向下移動(dòng)，而是被呈彈簧構(gòu)件76形式的偏壓機(jī)構(gòu)偏壓至初始位置。
然后，如圖2B和2C所示，當(dāng)沖頭90進(jìn)一步朝下模66下降時(shí)，沖頭90的第一形成部92開始第一鐓鍛成型處理，以使一次形成體18的環(huán)狀側(cè)壁20從側(cè)凹形成部80徑向向外傾斜伸展。此時(shí)材料流從與側(cè)凹形成部80接觸的區(qū)域(分配點(diǎn)A)分配到第一鐓鍛成型部26a和第二鐓鍛成型部26b。
在第一鐓鍛成型處理中，一次形成體18的環(huán)狀側(cè)壁20與第一形成部92在形狀上互補(bǔ)地塑性變形，從而在一端上形成第一鐓鍛成型部26a。如圖2B和2C所示，每個(gè)分體模68根據(jù)第一鐓鍛成型部26a在沖頭90的壓力作用下的變形量(變形程度)與在沖頭90的壓力作用下開始逐漸徑向向外伸展到第二形成部82中的實(shí)心體22的形成力之間的平衡而逐漸降低。
然后，如圖2D和2E所示，當(dāng)沖頭90進(jìn)一步朝下模66下降，并且沖頭90的遠(yuǎn)端抵靠并擠壓一次形成體18的實(shí)心體22時(shí)，進(jìn)行第二鐓鍛成型處理，以徑向向外壓縮實(shí)心體22并使其塑性變形。
具體地說，當(dāng)沖頭90的遠(yuǎn)端向下擠壓一次形成體18的實(shí)心體22時(shí)，產(chǎn)生將由下模66保持的一次形成體18的實(shí)心體22沿著與實(shí)心體22被沖頭90擠壓的方向相反的方向向上推動(dòng)的反作用力。在該反作用力作用下，塑性變形材料的膨脹朝著分體模68的呈環(huán)狀凹部形式的第二形成部82加速(見圖2D和2E)。
為了使塑性變形材料平滑地流入分體模68的整個(gè)第二形成部82并填充該第二形成部82，必要的是如圖12所示，在待成型構(gòu)件的環(huán)狀側(cè)壁20與實(shí)心體22之間的邊界上的表面的垂直高度H1大于或至少等于側(cè)凹形成部80的水平表面81c的垂直高度H2(H1≥H2)。垂直高度H1、H2指的是距離按需建立的下共用基準(zhǔn)面的垂直高度。圖12表示在開始塑性變形的材料即將流入分體模68的第二形成部82中之前的狀態(tài)。
然后，如圖2F所示，在沖頭90朝下模66進(jìn)一步向下運(yùn)動(dòng)時(shí)在一次形成體18的實(shí)心體22上進(jìn)行的第二鐓鍛成型處理中，塑性變形的材料流入分體模68的呈環(huán)狀凹部形式的整個(gè)第二形成部82并填充該第二形成部82，從而在另一端上形成第二鐓鍛成型部26b(見圖6)。
結(jié)果，如圖1D所示，產(chǎn)生二次形成體24，在其軸向相對(duì)兩端上分別布置有徑向向外擴(kuò)展預(yù)定長(zhǎng)度的第一鐓鍛成型部26a和第二鐓鍛成型部26b，并且在第一鐓鍛成型部26a與第二鐓鍛成型部26b之間布置有側(cè)凹部28。
分體模68保持在指定位置，在該指定位置第一鐓鍛成型力和第二鐓鍛成型力處于平衡狀態(tài)。具體地說，通過呈彈簧構(gòu)件76的形式的偏壓機(jī)構(gòu)保持在浮動(dòng)狀態(tài)下的分體模68根據(jù)當(dāng)環(huán)狀側(cè)壁20在沖頭90的壓力下塑性變形時(shí)產(chǎn)生的第一鐓鍛成型部26a的變形量以及當(dāng)實(shí)心體22在沖頭90的壓力下略微擴(kuò)展時(shí)產(chǎn)生的第二鐓鍛成型部26b的變形量而逐漸下降。之后，當(dāng)趨于使環(huán)狀側(cè)壁20塑性變形的第一鐓鍛成型力和趨于使實(shí)心體22塑性變形的第二鐓鍛成型力進(jìn)入平衡狀態(tài)時(shí)，分體模68保持在指定位置(見圖2F)。
根據(jù)包括沖頭90的備用位置、沖頭90的壓力等在內(nèi)的鍛造成型條件預(yù)設(shè)分體模68的平衡位置。在即將完成成型處理之前，當(dāng)沖頭保持件88的下端88a抵靠限定在套筒94的內(nèi)壁中的環(huán)狀凹部98的底面時(shí)，沖頭90到達(dá)下死點(diǎn)，此時(shí)分體模68的平衡位置最終建立，使得形成制品的尺寸得以確定。
然后，四個(gè)分體模68被未示出的擠壓機(jī)構(gòu)向上推動(dòng)。各個(gè)分體模68的外側(cè)壁上的第一環(huán)狀斜面84a和第二環(huán)狀斜面84b被分別沿著導(dǎo)模件72的第一環(huán)狀導(dǎo)面70a和第二環(huán)狀導(dǎo)面70b引導(dǎo)。因此，當(dāng)分體模68徑向向外向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，分體模68的側(cè)凹形成部80和第二形成部82與成形制品分開，由此完成起模處理。
換言之，在進(jìn)行鐓鍛成型處理時(shí)，僅僅導(dǎo)模件72的內(nèi)壁的下部上的第一環(huán)狀導(dǎo)面70a與分體模68的側(cè)壁的上部上的第二環(huán)狀斜面84b彼此接合。當(dāng)分體模68徑向向外向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)模件72的第一環(huán)狀導(dǎo)面70a和第二環(huán)狀導(dǎo)面70b分別與分體模68的第一環(huán)狀斜面84a和第二環(huán)狀斜面84b接合，由此分體模68打開(見圖7)。
然后，通過未示出的致動(dòng)器，與下模66一體地提升頂出桿64，從而使形成制品從分體模68的中心升高。形成件被未示出的夾持機(jī)構(gòu)夾持，并傳送至下一處理。
根據(jù)本實(shí)施方式，待形成構(gòu)件通過被呈彈簧構(gòu)件76的形式的偏壓機(jī)構(gòu)偏壓的分體模68置于可移動(dòng)狀態(tài)下，并且通過用單個(gè)沖頭90軸向擠壓待形成構(gòu)件(一次形成體18)而進(jìn)行單個(gè)鐓鍛成型處理來產(chǎn)生第一鐓鍛成型部和第二鐓鍛成型部。根據(jù)該單個(gè)鐓鍛成型處理，產(chǎn)生形成制品(二次形成體24)，其包括分別在其軸向相對(duì)兩端上基本同時(shí)形成的第一鐓鍛成型部26a和第二鐓鍛成型部26b，并且具有布置在第一鐓鍛成型部26a與第二鐓鍛成型部26b之間的側(cè)凹部28。
材料流從抵靠待形成構(gòu)件的環(huán)狀側(cè)壁20與實(shí)心體22之間的邊界區(qū)域的分體模68的側(cè)凹形成部80的分配點(diǎn)A在第一鐓鍛成型部26a和第二鐓鍛成型部26b之間分配。
在本實(shí)施方式中，當(dāng)打開分體模68時(shí)，導(dǎo)模件72的第一環(huán)狀導(dǎo)面70a和第二環(huán)狀導(dǎo)面70b分別與分體模68的第一環(huán)狀斜面84a和第二環(huán)狀斜面84b接合，以使分體模68徑向向外向上運(yùn)動(dòng)。然而，可通過其他處理而使分體模徑向向外運(yùn)動(dòng)。
例如，如圖8和9所示，可使用通過未示出的接合機(jī)構(gòu)與沖頭90一體地垂直運(yùn)動(dòng)的環(huán)構(gòu)件100。為了對(duì)待形成構(gòu)件鐓鍛成型，可通過環(huán)構(gòu)件100朝中央夾緊分體模102。為了打開分體模，環(huán)構(gòu)件100可與沖頭90一體地提升，之后分體模102可通過被彈簧構(gòu)件104拉動(dòng)而徑向向外移動(dòng)。
圖13A至13C表示制造傳動(dòng)齒輪的處理，在該處理中應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的制造具有側(cè)凹部的形成件的方法。
在根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的制造具有側(cè)凹部的成型件的方法中，如圖13A所示，制備中空筒體118，例如金屬管等，在其中軸向限定有內(nèi)徑恒定的通孔114。
中空筒體118在其軸向一端上具有平行于軸向延伸預(yù)定長(zhǎng)度并具有預(yù)定壁厚的上環(huán)狀側(cè)壁120，而且在其軸向另一端上具有與上述上環(huán)狀側(cè)壁120連續(xù)并平行于軸向延伸預(yù)定長(zhǎng)度的下環(huán)狀側(cè)壁122，下環(huán)狀側(cè)壁122的壁厚與上環(huán)狀側(cè)壁120相同。換言之，中空筒體118沿軸向具有均勻的壁厚，并且其外徑和內(nèi)徑沿軸向恒定。
然后，通過鍛造成型裝置160對(duì)作為待形成構(gòu)件的中空筒體118進(jìn)行鐓鍛成型，從而產(chǎn)生圖13B所示的形成體(形成件)24。
圖13B所示的形成體24與圖1D所示的形成體24形狀相同。具體地說，形成體24與圖1D所示的形成體24的相同之處在于，其具有分別布置在其軸向相對(duì)端部上且徑向向外擴(kuò)展預(yù)定長(zhǎng)度的第一鐓鍛成型部26a和第二鐓鍛成型部26b，并具有布置在第一鐓鍛成型部26a與第二鐓鍛成型部26b之間且限定為徑向向內(nèi)凹入預(yù)定長(zhǎng)度的環(huán)狀凹部的側(cè)凹部28。
然后，加工形成體24而在第一鐓鍛成型部26a和第二鐓鍛成型部26b的側(cè)壁30、32上分別形成第一齒輪48和第二齒輪50。此時(shí)該整體可用作作為產(chǎn)品的傳動(dòng)齒輪10(見圖13C)。
下面將參照?qǐng)D14A至14F詳細(xì)描述利用根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的制造具有側(cè)凹部的成型件的方法來對(duì)中空筒體118進(jìn)行鐓鍛成型的處理。
鍛造成型裝置160的與圖3所示的第二鍛造成型裝置60相同的那些用于進(jìn)行鐓鍛成型處理的部件由相同的附圖標(biāo)記表示，并且在下面不再詳細(xì)描述。
鍛造成型裝置160包括固定模(固定下模)162，其呈固定至?；?2的套筒的形式；沖頭166，其可相對(duì)于固定模162垂直運(yùn)動(dòng)，并且在其遠(yuǎn)端上具有用于使中空筒體118的上環(huán)狀側(cè)壁120塑性變形為第一鐓鍛成型部26a的第一形成部164以及與第一形成部164連續(xù)并向下延伸預(yù)定長(zhǎng)度的反沖頭165；以及多個(gè)周向分體模68，它們橫向靠近固定模162布置。
分體模68可沿著未示出的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的斜面(錐形表面)徑向向外向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)分體模68通過徑向向外向上運(yùn)動(dòng)而打開時(shí)，鐓鍛形成體24優(yōu)選脫離固定模162。
分體模68可通過呈彈簧構(gòu)件69的形式的偏壓機(jī)構(gòu)而垂直移動(dòng)。當(dāng)沒有載荷作用在分體模68上并且分體模68的上表面與點(diǎn)劃線H對(duì)準(zhǔn)時(shí)，分體模68處于初始位置。
各個(gè)分體模68在靠近固定模162的區(qū)域上具有呈(大致沿水平方向)徑向向內(nèi)突出的環(huán)狀脊形式的側(cè)凹形成部80，側(cè)凹形成部80用于抵靠中空筒體118的上環(huán)狀側(cè)壁120與下環(huán)狀側(cè)壁122之間的邊界區(qū)域；以及第二形成部82，其呈與側(cè)凹形成部80連續(xù)并布置在側(cè)凹形成部80下方的環(huán)狀凹部的形式，用于使中空筒體118的下環(huán)狀側(cè)壁122徑向向外塑性變形為第二鐓鍛成型部26b。
鍛造成型裝置160將圖13A所示的中空筒體118作為待形成構(gòu)件。中空筒體118置于由固定模162和分體模68限定的空腔中。然后，致動(dòng)未示出的垂直運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以降低沖頭166。如圖14A所示，在沖頭166的遠(yuǎn)端上伸出的反沖頭165與中空筒體118的內(nèi)壁接合，并且沖頭166的第一形成部164與中空筒體118的上環(huán)狀側(cè)壁120接合。
此時(shí)，分體模68的側(cè)凹形成部80保持抵靠中空筒體118的外表面上的上環(huán)狀側(cè)壁120與下環(huán)狀側(cè)壁122之間的邊界區(qū)域。分體模68不向下移動(dòng)，而是被呈彈簧構(gòu)件76等形式的偏壓機(jī)構(gòu)偏壓至初始位置。
然后，如圖14B和14C所示，當(dāng)沖頭166進(jìn)一步朝固定模162下降時(shí)，在沖頭166的反沖頭165與中空筒體118的內(nèi)壁接合的同時(shí)，沖頭166的第一形成部164開始第一鐓鍛成型處理，以使中空筒體118的上環(huán)狀側(cè)壁120從側(cè)凹形成部80徑向向外傾斜伸展。此時(shí)材料流從與側(cè)凹形成部80接觸的區(qū)域分配到第一鐓鍛成型部26a和第二鐓鍛成型部26b中。
在第一鐓鍛成型處理中，中空筒體118的上環(huán)狀側(cè)壁120與沖頭166的第一形成部164在形狀上互補(bǔ)地塑性變形，從而在一端上形成第一鐓鍛成型部26a。如圖14B和14C所示，每個(gè)分體模68根據(jù)第一鐓鍛成型部26a在沖頭166的壓力作用下的變形量(變形程度)與在沖頭166的壓力作用下開始逐漸徑向向外稍微伸展到第二形成部82中的下環(huán)狀側(cè)壁122的形成力之間的平衡而抵抗彈簧構(gòu)件76的彈性力逐漸降低。
然后，如圖14D和14E所示，當(dāng)沖頭166進(jìn)一步下降，并且沖頭166的反沖頭165與中空筒體118的內(nèi)壁接合時(shí)，進(jìn)行第二鐓鍛成型處理，以使沖頭166的第一形成部164擠壓中空筒體118的下環(huán)狀側(cè)壁122，從而使下環(huán)狀側(cè)壁122徑向向外塑性變形。
具體地說，當(dāng)沖頭166的第一形成部164向下擠壓中空筒體118的下環(huán)狀側(cè)壁122時(shí)，產(chǎn)生將由固定模162固定的中空筒體118的下環(huán)狀側(cè)壁122沿著與下環(huán)狀側(cè)壁122被第一形成部164擠壓的方向相反的方向向上推動(dòng)的反作用力。在該反作用力作用下，塑性變形材料的膨脹朝著分體模168的呈環(huán)狀凹部形式的第二形成部82加速(見圖14D和14E)。
然后，如圖14F所示，在沖頭166朝固定模162進(jìn)一步向下運(yùn)動(dòng)時(shí)在中空筒體118的下環(huán)狀側(cè)壁122上進(jìn)行的第二鐓鍛成型處理中，塑性變形的材料流入分體模68的呈環(huán)狀凹部形式的整個(gè)第二形成部82內(nèi)并填充該第二形成部82，從而在另一端上形成第二鐓鍛成型部26b。
分體模68保持在第一鐓鍛成型力和第二鐓鍛成型力處于平衡狀態(tài)下的指定位置。具體地說，通過呈彈簧構(gòu)件76的形式的偏壓機(jī)構(gòu)保持在浮動(dòng)狀態(tài)的分體模68根據(jù)當(dāng)上環(huán)狀側(cè)壁120在沖頭166的壓力下塑性變形時(shí)產(chǎn)生的第一鐓鍛成型部26a的變形量以及當(dāng)下環(huán)狀側(cè)壁122在沖頭166的壓力下略微擴(kuò)展時(shí)產(chǎn)生的第二鐓鍛成型部26b的變形量而逐漸下降。之后，當(dāng)趨于使上環(huán)狀側(cè)壁120塑性變形的第一鐓鍛成型力和趨于使下環(huán)狀側(cè)壁122塑性變形的第二鐓鍛成型力進(jìn)入平衡狀態(tài)時(shí)，分體模68保持在指定位置(見圖14F)。
結(jié)果，如圖13B所示，產(chǎn)生形成體24，其包括分別布置在其軸向相對(duì)端部上且徑向向外擴(kuò)展預(yù)定長(zhǎng)度的第一鐓鍛成型部26a和第二鐓鍛成型部26b，并且包括在布置在第一鐓鍛成型部26a與第二鐓鍛成型部26b之間的側(cè)凹部28。
在根據(jù)另一實(shí)施方式的制造具有側(cè)凹部的形成件的方法中，中空筒體118通過被呈彈簧構(gòu)件76的形式的偏壓機(jī)構(gòu)偏壓的分體模68置于浮動(dòng)狀態(tài)下，并且通過用單個(gè)沖頭166軸向擠壓中空筒體118而進(jìn)行簡(jiǎn)單處理。根據(jù)該簡(jiǎn)單處理，產(chǎn)生形成體24，其包括分別在其軸向相對(duì)端上基本同時(shí)地形成的第一鐓鍛成型部26a和第二鐓鍛成型部26b，并且包括布置在第一鐓鍛成型部26a與第二鐓鍛成型部26b之間的側(cè)凹部28。
如果待形成構(gòu)件包括金屬管(中空筒體118)，那么如圖15所示，越過側(cè)凹形成部80在第一鐓鍛成型部26a與第二鐓鍛成型部26b之間不產(chǎn)生材料流，并且管在其形成之前分別位于側(cè)凹形成部80的邊界的任一側(cè)上的上體積V1和下體積V2分別等于形成體的上體積V1和下體積V2。因此，如果待形成的構(gòu)件包括管，那么容易建立將材料分配到第一鐓鍛成型部26a和第二鐓鍛成型部26b的條件。
權(quán)利要求
1.一種制造具有側(cè)凹部的形成件的方法，該方法包括如下步驟
將作為待形成構(gòu)件的中間形成體(18)放置在由固定模(66)和可在偏壓機(jī)構(gòu)作用下移位的多個(gè)分體模(68)限定的空腔內(nèi)，該中間形成體(18)具有沿著其軸向延伸預(yù)定長(zhǎng)度的中空筒形環(huán)狀側(cè)壁(20)和與所述環(huán)狀側(cè)壁(20)連續(xù)的實(shí)心體(22)；
使沖頭(90)下降以進(jìn)行第一鐓鍛成型處理，從而在環(huán)繞所述待形成構(gòu)件的所述分體模(68)下降的同時(shí)，使得所述沖頭(90)的第一形成部(92)使所述待形成構(gòu)件的所述環(huán)狀側(cè)壁(20)徑向向外塑性變形，于是在所述待形成構(gòu)件的一軸向端部上形成第一鐓鍛成型部(26a)；以及
使所述沖頭(90)進(jìn)一步下降以進(jìn)行第二鐓鍛成型處理，使得所述沖頭(90)抵靠并擠壓所述待形成構(gòu)件的所述實(shí)心體(22)，從而在環(huán)繞所述待形成構(gòu)件的所述分體模(68)下降的同時(shí)，使得所述實(shí)心體(22)徑向向外塑性變形，以使所述實(shí)心體(22)的經(jīng)過了塑性變形的材料流入并填充到所述分體模(68)的第二形成部(82)內(nèi)，從而在所述待形成構(gòu)件的另一軸向端部上形成第二鐓鍛成型部(26b)，并且使所述分體模(68)的側(cè)凹形成部(80)在所述第一鐓鍛成型部(26a)與所述第二鐓鍛成型部(26b)之間形成側(cè)凹部(28)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過所述分體模(68)的側(cè)凹形成部(80)在所述第一鐓鍛成型部(26a)與所述第二鐓鍛成型部(26b)之間分配材料流動(dòng)，所述側(cè)凹形成部(80)抵接所述待形成構(gòu)件的所述環(huán)狀側(cè)壁(20)與所述實(shí)心體(22)之間的邊界區(qū)域。
3.一種制造具有側(cè)凹部的形成件的方法，該方法包括如下步驟
將作為待形成構(gòu)件的中空筒體(118)放置在由固定模(66)和可在偏壓機(jī)構(gòu)作用下移位的多個(gè)分體模(68)限定的空腔內(nèi)，該中空筒體具有沿著其軸向延伸預(yù)定長(zhǎng)度的中空筒形環(huán)狀側(cè)壁(120)和與所述環(huán)狀側(cè)壁(120)連續(xù)的下環(huán)狀側(cè)壁(122)；
使沖頭(166)下降以進(jìn)行第一鐓鍛成型處理，從而在環(huán)繞所述待形成構(gòu)件的所述分體模(68)下降的同時(shí)，使得所述沖頭(166)的第一形成部(164)使所述待形成構(gòu)件的所述上環(huán)狀側(cè)壁(120)徑向向外塑性變形，于是在所述待形成構(gòu)件的一軸向端部上形成第一鐓鍛成型部(26a)；以及
使所述沖頭(166)進(jìn)一步下降以進(jìn)行第二鐓鍛成型處理，使得所述沖頭(166)擠壓所述待形成構(gòu)件的所述下環(huán)狀側(cè)壁(122)，從而在環(huán)繞所述待形成構(gòu)件的所述分體模(68)下降的同時(shí)，使得所述下環(huán)狀側(cè)壁(122)徑向向外塑性變形，以使所述下環(huán)狀側(cè)壁(122)的經(jīng)過了塑性變形的材料流入并填充到所述分體模(68)的第二形成部(82)內(nèi)，從而在所述待形成構(gòu)件的另一軸向端部上形成第二鐓鍛成型部(26b)，并且使所述分體模(68)的側(cè)凹形成部(80)在所述第一鐓鍛成型部(26a)與所述第二鐓鍛成型部(26b)之間形成側(cè)凹部(28)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，通過所述分體模(68)的側(cè)凹形成部(80)在所述第一鐓鍛成型部(26a)與所述第二鐓鍛成型部(26b)之間分配材料流動(dòng)，所述側(cè)凹形成部(80)抵接所述待形成構(gòu)件的所述上環(huán)狀側(cè)壁(120)與所述下環(huán)狀側(cè)壁(122)之間的邊界區(qū)域。
5.一種用于制造具有側(cè)凹部的形成件的鍛造成型裝置，該鍛造成型裝置包括
待形成構(gòu)件(18)，其包括沿著其軸向延伸預(yù)定長(zhǎng)度的中空筒形環(huán)狀側(cè)壁(20)和與所述環(huán)狀側(cè)壁(20)連續(xù)的實(shí)心體(22)；
多個(gè)周向間隔開的分體模(68)，它們環(huán)繞所述待形成構(gòu)件(18)，并且在打開所述分體模(68)時(shí)，所述分體模(68)可以離開形成件；
下模(66)，其設(shè)置在所述分體模(68)的中央，用于在其上放置所述待形成構(gòu)件(18)；
偏壓機(jī)構(gòu)，其用于浮動(dòng)地支撐所述分體模(68)；以及
單個(gè)沖頭(90)，其與所述下模(66)同軸地布置，所述單個(gè)沖頭(90)可垂直運(yùn)動(dòng)；
所述沖頭(90)包括第一形成部(92)，該第一形成部(92)用于使所述待形成構(gòu)件(18)的所述環(huán)狀側(cè)壁(20)徑向向外塑性變形，并將所述實(shí)心體(22)壓靠在所述下模(66)上；
每個(gè)所述分體模(68)在其內(nèi)壁上具有側(cè)凹形成部(80)和第二形成部(82)，該側(cè)凹形成部(80)包括用于與所述待形成構(gòu)件(18)的所述環(huán)狀側(cè)壁(20)和所述實(shí)心體(22)之間的邊界區(qū)域接合的環(huán)狀脊，該第二形成部(82)包括與所述側(cè)凹形成部(80)連續(xù)并布置在所述側(cè)凹形成部(80)下方的環(huán)狀凹部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鍛造成型裝置，其特征在于，所述偏壓機(jī)構(gòu)包括彈簧構(gòu)件(76)，所述彈簧構(gòu)件(76)浮動(dòng)地支撐導(dǎo)模件(72)，該導(dǎo)模件(72)用于向上和徑向向外地引導(dǎo)所述分體模(68)。
7.一種側(cè)凹中間形成體，其包括通過由沖頭(90)的擠壓而在待形成構(gòu)件(18)的一軸向端部上形成的第一鐓鍛成型部(26a)；通過由所述沖頭(90)的擠壓而在待形成構(gòu)件(18)的另一軸向端部上形成的第二鐓鍛成型部(26b)；以及在所述第一鐓鍛成型部(26a)和所述第二鐓鍛成型部(26b)之間形成的側(cè)凹部(28)，其中
所述待形成構(gòu)件(18)具有沿著其軸向延伸預(yù)定長(zhǎng)度的中空筒形環(huán)狀側(cè)壁(20)和與所述環(huán)狀側(cè)壁(20)連續(xù)的實(shí)心體(22)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造具有側(cè)凹部的成型品的方法、用于該方法的鍛造成型裝置以及中間成型體。進(jìn)行第一鐓鍛處理，其中通過沖頭(66)的第一成型部(64)使環(huán)狀側(cè)壁部(20)在徑向上向外塑性變形，從而在一個(gè)端部上形成第一鐓鍛成型部(26a)。然后進(jìn)行第二鐓鍛處理，其中通過所述沖頭(66)擠壓實(shí)心部(22)，且所述實(shí)心部(22)在下降的分體模(68)的作用下在徑向上向外塑性變形。這樣，塑性變形了的材料進(jìn)入并填充所述分體模(68)的第二成型部(72)，從而在另一軸向端部上形成第二鐓鍛成型部(26b)。與此同時(shí)，通過所述分體模(68)的側(cè)凹成型部(70)在所述第一鐓鍛成型部(26a)與第二鐓鍛成型部(26b)之間形成側(cè)凹部(28)。
文檔編號(hào)B21J5/08GK101262965SQ20068003384
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2006年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者木原貴司, 白石岳之 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社