用于对工件进行成形的方法和装置制造方法

用于对工件进行成形的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于对工件(100)进行再成形的方法，所述工件包括中心轴线、径向内部区域和径向外部区域，其中所述工件的径向内部区域经由冲头(30)和模具(20)通过沿轴向方向的拉伸操作形成轴向成形区段而被再成形。在此规定，在通过拉伸操作的再成形过程期间，工件(100)、模具(20)和冲头(30)绕中心轴线(12)旋转，且所述工件(100)的径向外部区域(104)在通过旋转的工件(100)的拉伸操作而再成形期间受到至少一个成形辊(40)的作用，使得引起或辅助沿所述工件(100)的径向内部区域(102)的方向的材料流动。本发明进一步涉及用于对工件进行再成形的装置。
【专利说明】用于对工件进行成形的方法和装置

【技术领域】
[0001]本公开涉及根据权利要求1和11的前序部分的、用于对工件进行再成形的方法和
>J-U ρ?α装直。

【背景技术】
[0002]待再成形的工件包括中心轴线、径向内部区域和径向外部区域。在该方法中，工件的径向内部区域经由冲头和模具通过在轴线方向上拉伸而再成形。这形成了轴向成形的区段。
[0003]该装置包括模具和冲头，其用于通过拉伸而再成形工件的径向内部区域。
[0004]很多的形状可以通过由所谓的拉伸或深拉过程所描述的再成形方法和装置所制造。这通常导致工件直径的减小。在再成形期间产生的应力，尤其是径向拉应力和切向压应力，导致了特别复杂的材料流动。
[0005]通过拉伸或深拉而制造的形状通常包括径向凸缘区段和轴向成形区段。轴向成形区段在本文特别地理解为工件的从径向凸缘区段的水平面突出的区段。
[0006]当通过深拉而执行再成形时，径向凸缘区段和轴向成形区段之间的边缘或过渡是已知的薄弱点。在此区域经常出现材料的弱化，最坏会引起材料的撕裂。例如，众所周知，通过加热工件、通过在过渡区域中使用相对较大的弯曲半径和/或通过在多个阶段中执行拉伸过程，在再成形过程期间可以避免材料的过度弱化。
[0007]例如，滚筒可以通过拉伸或深拉而制造。通过深拉成形需要高的轴向压力。
[0008]拉伸或深拉的另外的应用领域为具有中心轮毂的传动部件的制造。例如，该方法用在皮带轮或盘载体的制造中。这首先涉及到包括轮毂的初步形状的制造，然后该初步形状进一步在流动旋压机或旋压机上成形。在例如DE 4327746 Al中描述了通过深拉工件而制造盘载体。
[0009]在用于在作为起始工件的圆形毛坯板料中创建轮毂的可替换方法中，工件的外部区域通过压力辊而再成形，且将从其中获得的材料成形为在模具销周围的圆柱形突起，该销穿过工件。例如，DE4400257C1描述了用于制造具有轮毂的传动部件的该方法。
[0010]ΕΡ0997210Α2描述了用于通过具有切削刃的辊而成形轮毂的方法，该切削刃适于作用在工件的外周区域上。与外周区域分离的材料在该辊的封闭腔内被成形为轮毂。
[0011]对于通过压力或分裂而进行的轮毂的制造，存在关于壁厚和轮毂的设计的限制。


【发明内容】

[0012]本发明的目的是提供一种用于再成形工件的装置和方法，其允许以特别经济和有效的方式再成形。
[0013]根据本发明，此目的由展示了权利要求1中公开的特征的方法且由展示了权利要求11中公开的特征的装置实现。在适当的从属权利要求中陈述了优选的实施例。
[0014]本发明的方法的特征在于，在通过拉伸再成形工件期间，工件绕其中心轴线旋转，且当工件旋转时，其径向外部区域受到至少一个成形辊的作用，从而沿工件的径向内部区域的方向引导或辅助材料的流动。
[0015]根据本发明，该装置设计为使得安装有模具和冲头用于旋转，并且设置有成形辊，该成形辊适于在工件通过拉伸再成形时作用在工件的径向外部区域上，该作用引起材料沿工件的径向内部区域方向的流动。
[0016]本发明的基本理念在于通过成形辊实现或辅助材料在拉伸过程期间从径向外部区域到径向内部区域的转移。成形辊在工件的径向外部区域上的再成形或作用可以以这种方式发生:使得可以引起材料径向向内移动的定向流动，也就是说，使得材料被迫向内移动。
[0017]通过再成形辊所引起的材料流动辅助拉伸过程的材料流动。实质上减少了在通过拉伸所再成形的径向内部区域和工件的径向外部区域之间的边缘处的材料的弱化。该方法或装置由此尤其适于传动部件的制造，例如，轮毂、皮带轮、盘载体或扭振减振器，这些部件恰好在此过渡点受到重载荷。另外，可以在没有弱化材料的情况下，在所述过渡点或边缘成形更小的半径。进一步，材料接下来向内的移动使减小冲头和模具之间的需要的压紧力变得可能。此外，再成形辊的作用可以有助于径向外部区域中的张力的减小，并由此减少波的形成。
[0018]本发明的方法的另外的优点是经由再成形辊而再成形外周区域可以实现材料的高程度的冷作硬化。这有益于特别有弹性的部件的经济的制造。
[0019]通过拉伸而再成形径向内部区域还允许很大程度上自由的设计，在这种情况下，能够成形可能没必要示出为旋转对称的轮廓，诸如多边形轮廓或波纹。材料的该改进的流动使得可能制造复杂的工件形状。
[0020]待成形的工件可以特别地包括平整的材料，尤其是金属板块，其主要尺寸与中心轴线成直角或成径向。例如，工件可以为圆形坯料。未处理的工件优选地关于中心轴线至少实质上旋转地对称。
[0021]拉伸工件的过程优选地发生在冲头和模具之间的拉伸间隙中。为此目的，模具具有中心自由空间或进入腔，冲头被驱动到该中心自由空间或进入腔中，以通过拉伸而再成形工件。通过将冲头同轴地驱动到模具的进入腔中而发生再成形。
[0022]根据本发明，工件在至少一定的处理时间中同时受到经由冲头和模具的拉伸过程的作用以及经由成形辊的作用。由此，装置构造为经由模具和冲头以及成形辊而提供对工件的同时处理。
[0023]拉伸工件的过程创建了区段，该区段称为轴向成形区段，其从工件的平面或径向外部区域的平面突出。轴向成形区段可以包括例如环形壁，特别是圆柱形或圆锥形壁，其绕工件的中心轴线延伸。通过轴向成形区段的创建，在工件的径向外周处形成径向外部区域，称为凸缘区段。
[0024]成形辊可以特别地为压紧辊或旋压辊。在工件上的作用减少了径向外部区域的厚度且以此方式转移的材料被向内推进。在工件旋转时发生再成形。还可以使用仿形辊，用于增厚或镦粗材料，且优选地该辊被径向推进。
[0025]基本上，只要材料被迫径向向内移动，通过成形辊仅创建轴向压紧力可能已足够。但是，如果成形辊通过径向移动而成形工件的凸缘区段，可以实现材料的更有效的再分布。
[0026]特别地，材料沿向内方向的有效流动可以通过使成形辊沿工件的径向内部区域的方向或沿轴向成形区段的方向行进而实现。为此目的，首先将成形辊轴向放置在工件的外周区域处，然后沿径向方向向内移动。由于材料的向内转移，径向外部区域的轴向长度也就是厚度在作用的区域减小。
[0027]工件的径向外部区域优选地沿其圆周侧被支撑，以限制材料的向外流动。支撑优选地经由支座(例如环状部)提供，该支座限制材料的向外移动。支座优选地为工件的外周区域提供止动部。像这样，考虑到成形辊对材料的作用，使得材料能够在很大程度上仅向内移动，因此发生了材料沿冲头和模具之间的拉伸间隙的方向的有效流动或沿凸缘区段和轴向成形区段之间的过渡边界的方向的有效流动。
[0028]为了尽可能地防止材料沿工件的径向外部区域的任何凸出，工件的径向外部区域优选地经由压制辊压制。压制辊抵靠工件的外周区域放置并轴向按压该工件的外周区域，以阻止沿轴向方向的任何凸出。不同于成形辊，压制辊优选地不有效地参与工件的再成形。
[0029]特别经济的方法涉及到在模具的压紧表面上再成形工件的径向外部区域。模具由此同时作用为用于拉伸工件的再成形工具和用于经由成形辊进行再成形的拉伸模。以此方式，工件可以经由拉伸或深拉且同时经由压紧滚轧或旋压在模具上再成形。
[0030]通过拉伸工件的径向内部区域，可以成形例如滚筒或套筒形式的轮廓。为了成形套筒形状的轮廓，首先在工件中形成中心孔，或使用具有中心孔的原始工件。中心孔可以经由冲头和模具通过拉伸而拓宽。拉伸过程能够在再成形的同时扩大开口，以经由拉伸工具迫使材料离开中心，以呈现更大的直径。
[0031 ] 在本发明的方法的优选的实施例中，在拉伸过程中，工件的中心区域经由平滑环而拉伸形成。以此方式，在拉伸时，轴向区段的壁厚可以有效地减少，且材料可以得到改善的硬化。至少一个成形辊，朝向拉伸间隙提供对于平滑化和/或再成形所需要的材料。
[0032]当经由成形辊再成形工件时，优选地，限定结构形成在工件的径向外部区域中。为此目的，模具的压紧表面优选地包括相应的限定结构，材料经由成形辊模塑到该限定结构中。将“限定结构”特别地理解为横档、凹口、凹槽、冲槽或齿轮齿。以此方式，工件的外周区域在拉伸发生时以特别有效的方式被成形。通过这种方法，在工件的凸缘区段中可以形成例如径向导向的轴向加强部。
[0033]通过将冲头以脉动的方式驱动到模具中可以进一步提高工件的再成形的可靠性。优选地，特别是在很短时间的工序中，在每个行进行程之后接着为短的反向行程，以缓解材料上的应力。在压紧过程期间，成形辊的连续移动和冲头的脉动移动的结合使得材料被特别有效地硬化和成形，尤其是在外部凸缘和轴向成形区段之间的过渡边缘。此外，减小了经由冲头轴向形成齿轮齿所需的力。
[0034]另外，增加的拉伸或深拉减少了在工件中形成裂缝的风险。
[0035]在该方法的进一步优选的实施例中，规定:最初处于静止状态的工件(也就是说工件不旋转)首先通过冲头进行预拉伸，接着拉伸过程通过旋转工件以及成形辊的作用而继续。没有成形辊作用的预拉伸允许工件可靠的定中心以及允许周期时间和各自再成形时间的减少。
[0036]在优选实施例中，在至少在很大程度上保持了直径，也就是说，基本上没有减小直径的情况下，发生工件再成形。为此目的，可以将工件的径向外部区域适当地固定到模具。
[0037]优选地，成形辊以插进的方式行进到所述冲头。
[0038]一旦完成拉伸的过程，进一步的再成形步骤优选地用于工件的后成形，尤其是经由压紧辊轧、旋压、平滑化、分裂和/或仿形，同时工件在模具和冲头之间固定就位。例如，在所述装置上时，拉伸区域可以经由至少一个成形辊而被进一步成形。拉伸的区域还可以通过至少一个流动旋压机而进一步成形，且壁厚可以至少部分地减小。同时已经移开的材料可以形成外部齿轮齿。
[0039]以此方式，优选地，多个再成形步骤发生在一个机器上或相同的机器上，其中工件维持固定在模具和冲头之间。可替换地，或除了将工件固定在模具和冲头之间之外，还可以在需要时设置其他的支撑设备。
[0040]关于该装置，优选地，模具用作用于成形辊的模，且其具有环形压紧表面。在此情况下，该压紧表面与工件的中心轴线成直角延伸或分别垂直于旋转轴线。成形辊可以当其在压紧表面上时作用在工件的外周区域或再成形工件的外周区域。
[0041]为了在工件的径向外部区域中成形限定表面结构，模具优选地包括具有适当的限定结构的压紧表面。结构压紧表面可以包括例如横档、凹口、凹槽、冲槽、齿轮齿等。
[0042]此外，模具和/或冲头可以具有相应的限定轮廓，尤其是多边形轮廓和/或仿形，以在工件的径向内部区域中成形限定轮廓。例如，模具的进入腔可以包括限定内部轮廓，对应于待成形的、在轴向成形区段的区域中的工件的外部轮廓。为了在轴向成形区段的区域中的工件上成形限定内部轮廓，模具可以包括适当的外部轮廓。特别地，本发明的装置可以构造为用于旋转对称的形状的制造和非此旋转对称的形状的制造。例如，可以制造多边形或波纹轴向形状区段。
[0043]在拉伸过程期间，内部和/或外部形状，优选地为花键可以在拉伸的区域中成形。另外，在该方法中，端面齿联接件可以在外侧和/或内侧成形或模压，优选地在底部的轮毂中或滚筒区域中，和/或在凸缘区域中。
[0044]为了使成形辊引起材料的有效的向内流动，优选地提供定位环，特别是一体式的定位环，其提供止动表面，以限制向外的材料流动和/或用于为工件定中心和/或将转矩传送到工件。定位环还可以包括多个部件，其中个别的部分或段则优选地可以沿径向方向被驱动。
[0045]模具优选地包括平滑环或拉伸成形环，用于在拉伸时拉伸成形工件的内部区域。平滑环可以在工件的轴向段被拉伸时引起材料变薄。
[0046]优选地，根据本发明，模具和冲头均被驱动用于旋转。优选地提供同步装置，其使模具和冲头的旋转速率同步。通过模具和冲头的旋转动力而实现特别精确的再成形。
[0047]优选地，在该装置中或在该过程中，使用分离剂，特别是润滑剂，其有助于拉伸过程和部件的随后的移除。还可以使用乳剂作为分离剂，其在此过程中有助于更好的热移除。
[0048]为了避免折痕的产生，在拉伸过程中可以使用拉伸环，以将材料保持住。还可以使用额外的辊作为后方止动部以避免折痕的产生
[0049]该装置优选地可以配置有脱模器和/或自动加载和卸载装置。
[0050]优选地，经由路径控制轴或动力控制轴，特别是经由插进的路径控制轴或动力控制轴，可以实现冲头和/或成形辊的定位。
[0051 ] 使用本发明的方法，还可以成形第二、轴向延伸的轮毂形的区域，其可以与拉伸的区域相反地延伸。第二轮毂的成形可以经由例如旋压或分裂和/或经由具有扩孔的成形辊实现。为了成形单个设置中的第三轮毂，使用滑动套筒工具也是可以的。
[0052]该方法也可以成形与源材料的壁厚具有几乎相同壁厚的轮毂。

【专利附图】

【附图说明】
[0053]以下将参考在附图中图示的优选的实施例描述本发明。图中:
[0054]图1示出了再成形装置和再成形方法的第一实施例；
[0055]图2示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0056]图3示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0057]图4示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0058]图5示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0059]图6示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0060]图7示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0061]图8示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0062]图9示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0063]图10示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0064]图11示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0065]图12示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0066]图13示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0067]图14示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0068]图15示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0069]图16示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0070]图17示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0071]图18示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0072]图19示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0073]图20示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0074]图21示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0075]图22示出了用于复杂部件的制造的再成形步骤；
[0076]图23示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0077]图24示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0078]图25示出了再成形装置和再成形方法的另一个实施例；
[0079]图26图示了用于镦粗轮毂的再成形步骤；以及
[0080]图27示出了多种部件和中间形状，其可以通过本发明的再成形过程和本发明的再成形装置制造。
[0081]在所有的附图中，相同或等同的部件由相同的附图标记指示，参考附图阐述的本发明的各个方面基本上可以彼此自由地合并，且不被理解为互斥的技术方案。

【具体实施方式】
[0082]图1和图2示出了本发明的方法和本发明的装置10的基本方面，图示为从优选地实质上旋转对称的工件100(例如圆形金属板坯或预成形的坯料)非切割地成形滚筒或轮毂的示例。
[0083]用于再成形工件100的装置10包括模具20，该模具20具有大致处于中心的进孔22，冲头30可以沿轴向方向线性地移动到进孔22中。模具20和冲头30彼此调节为使得在其之间形成拉伸间隙，当将冲头30驱动到模具20中时，工件100的内部区域102被拉伸到该拉伸间隙内。
[0084]模具20和冲头30被安装且可以被驱动用于绕机床(未示出)上的旋转轴线12旋转。工件100可以定位在模具20上，且还可以使工件100绕模具20旋转。工件100还可以在模具20上进行定中心，且在再成形期间由模具20和冲头30固定就位。为了实现特别有效的再成形，除了模具的旋转之外，可以以旋转或旋转角度同步的方式驱动冲头30。
[0085]此外，装置10包括一个或多个成形辊40，将其调节为使得它们在工件100的实质上径向延伸的外部区域104中轴向和/或径向地行进，而工件100的内部区域102通过冲头30和模具20而再成形。该至少一个成形辊40安装用于绕旋转轴线42旋转，该轴线优选地垂直于旋转轴线12或与旋转轴线12成一定角度。模具20包括压紧表面24，其也实质上与旋转轴线12成直角地延伸，且安装在轴14上。
[0086]将工件100放置在模具20上，以对其进行再成形。沿旋转轴线12轴向或沿模具20的方向与旋转轴线12同轴地驱动冲头30，使得工件100被夹紧在模具20和冲头30之间。模具20和冲头30绕旋转轴线12旋转地放置，其同时形成工件的中心轴线112。工件100还通过模具20而旋转地放置。
[0087]在冲头30的进一步的轴向行进中，其被驱动到模具20的自由空间或进孔22中，且将工件100拉伸到在模具20和冲头30之间形成的拉伸间隙中，以创建轴向成形区段106和径向凸缘区段108。冲头30和模具20成中心地或以相对于彼此同轴的方式设置和移动。拉伸冲头30在工件100上施加压力和/或拉伸张力。
[0088]在工件100被拉伸的同时，将成形辊40移动到工件的径向外部区域104，且此成形辊有效地引起材料从径向外部区域104沿径向内部区域102的方向的流动。在成形的区域中，材料通过成形辊104沿径向和/或轴向方向移动，且区域104的轴向厚度被减小。成形辊40特别地使材料径向向内移动，并将其引导到拉伸间隙中。为此目的，优选地径向向内驱动成形辊40，如从图l.b、图1.C、图2.b和图2.c中可以看到的。
[0089]使用成形辊40，尤其是压力辊或流动旋压机，压应力和/或拉伸应力施加到待成形的工件100上。此应力或这些应力辅助材料在冲头30的再成形过程期间的流动。
[0090]由此，工件100通过深拉方法和轴向和/或径向流动旋压方法的结合而再成形。
[0091]图1图示了本发明的用于再成形的方法和本发明的用于再成形的装置的部件，作为示例，工件100为圆形金属板坯的形式，以形成具有轴向成形区段106的部件，该轴向成形区段106为滚筒形内部区域的形式。冲头30优选地具有实质上圆柱形形状，该圆柱形形状具有圆柱形外部表面32。
[0092]图2参考工件100的再成形示出了本发明的方法的实施例，工件100实质上为具有中心孔110的圆形状金属板坯的形式，此工件正被成形为具有轴向成形区段106的部件，该轴向成形区段106是套筒形内部区域的形式。在此情况下，冲头30包括用于拓宽工件100的大致圆锥形的区段34，以及用于插入工件100并为工件100定中心的插入区段35。首先将插入区段35引入到工件100的中心孔110中。在那之后，将冲头30驱动到进孔22中，且工件100被拉伸到模具20和冲头30之间的拉伸间隙中，拓宽了中心孔110。在工件100正在被拉伸时，与图1中示出的实施例类似，成形辊40作用在径向外部区域104上，以此方式弓I起材料沿拉伸间隙方向的定向流动。
[0093]图3示出了该方法的实施例，其中工件100在通过径向内部区域102的拉伸而被成形之前，由成形辊40预成形，且其中在模具20上对工件100进行定中心。定中心是通过将工件100压到模具20的轮廓中而实现。在所示出的该示例中，工件100的外周区域被压到模具20中的环形槽中。
[0094]通过初步成形工件100的径向外部区域104，使工件100沿径向方向固定到模具20。结果，在涉及到经由模具20和冲头30拉伸工件100的下一个再成形过程步骤期间，由于区域104的轮廓沿周界方向延伸，工件100的径向伸长保持不变。这在工件100被拉伸时引起产生特别强劲的拉伸力，拉伸再成形期间在没有对径向外部区域104的作用的情况下，该拉伸力将意味着无法定工件100的中心和/或工件100存在相当大的破裂的风险。
[0095]图4示出了将工件固定到模具20的另外的可能性。在图4中图示的变型中，模具20具有外周区域26，其相对于内部表面区段成一定角度，工件100置于该内部表面区段上。工件100经由成形辊40朝向模具20的外部轮廓区域26推进，创建了沿大致环形路径的弯曲流动。工件100然后可以经由压紧环形件28固定，其中工件100被夹紧在模具20和压紧环形件28之间。之后，如上所述，工件100的径向内部区域102通过拉伸成形，而同时，成形辊40作用在径向外部区域104上并再成形径向外部区域104。
[0096]图4中的下方图示除了成形辊40之外还示出了压制辊66，压制辊66沿轴向方向压紧工件100，防止工件100或材料抬起。
[0097]图5实质上对应于图1.b和2.b中的图示，其中冲头30另外由支撑辊54支撑。支撑辊54安装用于实质上平行于冲头30旋转，并支承抵靠冲头30的外周表面。对于多个支撑辊54，还可以将其沿绕冲头30的外周方向分布设置。
[0098]图6到图8示出了当再成形外部区域104时，限制或阻止和/或支撑材料沿向外的方向流动的可能性。
[0099]在图6中示出了径向设置在成形辊40的外侧的压紧辊68，该压紧辊径向向内地压紧工件100。以此方式，材料的向外流动被阻止，且由于成形辊40的作用，引起了几乎仅径向向内发生的材料流动。这可以维持材料的由于辊68引起的径向转移所导致的径向流动。成对的辊66和67的使用防止或最小化材料在外部区域104的轴向抬起。
[0100]图7示出了绕工件100设置的支撑环60，以防止材料的向外流动。工件100的外周区域支承抵靠所述支撑环60。
[0101]图8示出了压紧辊68的另一个实施例，该压紧辊68与图6中图示的不同，该压力辊68显示有扩孔，该扩孔将工件100沿轴向方向固定和/或可以用于对外部径向区域104进行期望的加厚。
[0102]图6和图8进一步示出了在工件100之上的再压辊66和在工件100的一侧上的与压制辊66相对的、在模具20旁边的反向辊67。进一步，辊66和67可以限制材料在区域104中的轴向流动。
[0103]图9图示了支撑环60的实施例。此支撑环60包含多个环段62，多个环段62以它们能够径向移动的方式设置。通过径向向内移动环段62，工件100可以被固定或加固，如图9中相应的下方图示所示出的。
[0104]图10图示了将限定结构引入工件100的径向外部区域104的可能性。为此，模具20在其压制表面24上包含具有多个结构元件的相应的限定结构25，例如用于在工件100的径向外部区域104上成形增强肋、加固点或齿轮齿。结构元件原则上可以任意设置，其中非旋转对称的设置方式也是可以的。
[0105]图11到图13示出了在工件100的径向内部区域102中成形轮廓或仿形的可能性。在图11中，模具20在其进孔22处具有仿形形式的限定轮廓23，在拉伸操作期间材料被压到该限定轮廓23中，使得能够成形工件100的仿形或轮廓的轴向区段。以相似的方式，图12中的冲头30具有结构化的外部轮廓33，经由该外部轮廓33，可以将结构化的区域引入到工件100的轴向区段中。如图13中所图示的，在工件100的轴向区段中例如也可以成形多边形轮廓118。由成形辊40引起的材料随后的有效移动允许这种轮廓的特别精确的成形并且可靠地防止工件100的破裂。
[0106]图14图示了方法的变型，在该方法中材料被拉伸的同时被平滑化。以此方式，在该拉伸区域中或在工件100的轴向区段106中的材料厚度可以减小到优选值。平滑环56存在于模具20中并以环形方式围绕进孔22，且包括具有小于进孔22的直径的直径的平滑区段。图14的左手侧图示了在再成形过程的开始时的方法阶段，且右手侧为拉伸过程已完成的方法阶段。
[0107]图15示出了其中轴14或离开推进部设计为反向冲头的实施例。通过在冲头和离开推进部或反向冲头之间拉伸或压紧工件100，底区段114可以成形为在工件100的拉伸区域中的轮廓。为此目的，冲头30和反向冲头均包括对应于最终成形的工件100的轮廓的轴向邻接面。
[0108]图16到图27示出了在再成形过程中的进一步的步骤，其可以特别地在执行了拉伸过程之后执行。这里，图16示出了其中在拉伸过程之后工件100维持在模具20和冲头30之间且冲头被撤回的实施例。通过使用后成形辊70(后成形辊70在此情况下为内部辊的形式)，工件100的轴向区段106可以被后成形，特别地，其可以被平滑化。这减少了轴向成形区段106的内部直径。同时，成形辊40可以如图示地作用在工件100的径向外部区段104上，以将更多的材料推进到轴向成形区段106中。
[0109]图17示出了在工件100的与轴向成形区段106轴向相对的一侧上成形第二轴向成形区段106的可能性。为此目的，当工件100固定在模具20和冲头30之间的位置中时，且在拉伸过程之后，进一步的材料通过优选的一个成形辊40a、40b从径向外部区域104向内滑动，并在冲头30上成形。如图17中示出的，冲头和/或成形辊40a、40b可以显示扩孔38。成形辊40a、40b原则上还可以为与在拉伸过程期间使用的成形辊相同的成形辊40。
[0110]图18和图19图示了使用滑动套筒74用于进一步增加方法的灵活性，并允许复杂部件的制造。滑动套筒74绕冲头30以环形构造设置，且能够相对于冲头30沿轴向方向滑动。滑动套筒74可以在拉伸过程期间被收回，以允许成形辊40移动，从而支承抵靠冲头30，以引起材料朝向拉伸间隙径向向内有效移动。在拉伸过程结束时，滑动套筒74可以以朝向并抵靠工件的方式轴向移动，创建第二轴向区段的心轴，如图19中所图示的。这里的滑动套筒74的径向尺寸基本上可以在很大程度上任意选择，使得可以制造不同形状的工件 100。
[0111]为了制造复杂的部件，诸如例如在图22中所图示的，基本上也可以提供多个滑动套筒并相继地采用它们。为了成形进一步的轴向成形区段106，例如可以首先使用内部滑动套筒，接着再使用外部滑动套筒。关于待成形的部件的灵活性的进一步的增加可以通过设计具有多个部分的模具20来实现，或优选地至少一个部分可以滑动，如图20和21中所图示的，从而能够在外部径向区域104进一步再成形。
[0112]图23和图24图示了进一步的后成形步骤，以允许成形工件100的外部区域。这里模具20和滑动套筒74作用为心轴，材料抵靠其外周被压紧。
[0113]图25示出了可以通过本发明的方法制造的复杂部件。为了成形多重轮毂区段，使用各种滑动套筒74。
[0114]图26图示了在工件100的轮毂的制造之后的轮毂的镦粗，其经由凸缘区段108的拉伸和同步再成形而完成。
[0115]图27示出了可以通过本发明的方法和本发明的装置再成形工件100而制造的部件的另外的示例。
[0116]总地来说，本发明的方法和本发明的装置能够特别灵活并能够可靠地再成形尤其是圆形的金属板坯形的工件100。复杂的部件可以经济地生产并无需金属切割。
【权利要求】
1.用于对工件(100)进行再成形的方法，所述工件包括中心轴线(112)、径向内部区域(102)和径向外部区域(104)，其中所述工件(100)的径向内部区域(102)经由冲头(30)和模具(20)通过沿轴向方向起作用的拉伸过程使得形成轴向成形区段(106)而再成形， 其中 在经由拉伸过程的再成形过程期间，使得所述工件(100)绕其中心轴线(112)旋转；以及 在经由拉伸过程的再成形过程期间，所述工件(100)的径向外部区域(104)在旋转时受到至少一个成形辊(40)的作用，使得引起沿所述工件(100)的径向内部区域(102)方向的材料流动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中 所述成形辊(40)沿所述工件(100)的径向内部区域(102)的方向被推进。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中 所述工件(100)的径向外部区域(104)被周向地支撑，用于限制材料沿向外方向的定向的流动。
4.根据权利要求1至3任一项中所述的方法，其特征在于 所述工件(100)的径向外部区域(104)经由至少一个压制辊￠6)压制。
5.根据权利要求1至4任一项中所述的方法，其中 在所述模具(20)的压紧表面(24)上对所述工件(100)的径向外部区域(104)进行再成形。
6.根据权利要求1至5任一项中所述的方法，其中 在所述拉伸过程期间，经由平滑环(56)而对所述工件(100)的径向内部区域(102)进行拉伸成形。
7.根据权利要求1至6任一项中所述的方法，其中 在经由所述成形辊(40)再成形所述工件(100)的程序期间，在所述工件(100)的径向外部区域(104)中形成限定结构。
8.根据权利要求1至7任一项中所述的方法，其中 所述冲头(30)以脉动的方式插入所述模具(20)。
9.根据权利要求1至8任一项中所述的方法，其中 所述成形辊(40)以插进的方式行进到所述冲头(30)。
10.根据权利要求1至9任一项中所述的方法，其中 在完成所述拉伸过程后，在使所述工件(100)在所述模具(20)和所述冲头(30)之间固定就位时，特别地经由旋压、流动旋压(flow forming)、拉伸流动旋压(stretch flowforming)、分裂和/或仿形而执行进一步的再成形步骤。
11.用于对工件(100)进行再成形的装置，特别地用于执行如权利要求1至10任一项中所述的方法，所述装置包括模具(20)和冲头(30)，用于通过拉伸过程而对所述工件(100)的径向内部区域(102)进行再成形，其中 安装所述模具(20)和所述冲头(30)用于旋转，以及 设置至少一个成形辊(40)，以使所述至少一个成形辊(40)能够使所述工件(100)的径向外部区域(104)在通过拉伸的所述工件(100)的再成形过程期间受到其作用，使得能够引起材料沿所述工件(100)的径向内部区域(102)的方向流动。
12.根据权利要求11所述的装置，其中 所述模具(20)形成用于所述成形辊(40)的旋压模，且具有环形压紧表面(24)。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其中 为了在所述工件(100)的径向外部区域(104)中成形限定结构，所述模具(20)包括具有适当的限定结构(25)的压紧表面(24)。
14.根据权利要求11至13任一项中所述的装置，其中 为了在所述工件(100)的径向内部区域(102)中形成限定轮廓，所述模具(20)和/或所述冲头(30)设置有适当的限定轮廓(23，33)，特别是设置有多边形轮廓和/或仿形。
15.根据权利要求11至14任一项中所述的装置，其中 设置有包括一个或多个部分的支撑环(60)，所述支撑环￠0)向外提供止动表面，用于限制材料在所述工件(100)的外周的流动，和/或用于为所述工件定中心和/或施加转矩到所述工件。
16.根据权利要求11至15任一项中所述的装置，其中 所述模具(20)包括平滑环(56)，用于在拉伸操作期间拉伸成形所述工件(100)的径向内部区域(102)。
17.根据权利要求10至16任一项中所述的装置，其中 所述模具(20)和所述冲头(30)均可以被驱动用于旋转。
【文档编号】B21D22/21GK104395008SQ201380020971
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年3月5日 优先权日:2012年4月20日
【发明者】贝内迪克特·尼利斯 申请人:莱菲尔德金属旋压机有限公司