，机器100包括基部101，该基部支承是相对运动机构的元件的压印盘102。基部支承模具坯料50，该模具坯料利用如将要说明的顺序使用的可旋转的柱形工具200和300来加工。压印盘102包括支承模具坯料50的纵向边缘的竖直侧面块106。
[0038]基部101包括纵向导轨108。如图4所示，纵向滑动头110利用互相接合的导轨116滑动地支承在基部101的导轨108上。驱动机构包括通过伺服马达111驱动的直线型驱动器(参见图3)，该伺服马达包括支承在基部101的可旋转螺纹轴118和在头部110内的螺纹从动块。可旋转螺纹轴利用伺服马达111的致动来提供头部110的往复运动。往复运动的路径对于工具200或300是足够长的以穿过模具坯料50的整个表面52。
[0039]如图4所示，定位机构包括由液压致动器103的竖直移动促使压印盘102和附加的模具坯料向上。液压装置103使模具坯料50的外露面52升高到有效和图案成型工具200和300接合。图案成型工具200和300和坯料50的表面52接合的总量受控于液压装置103给予的力，从而确保冷成型在预期的速率进行形变。在冷成型进行中力可以增加至40，000磅或更高。
[0040]因为图案成型工具200和300以及模具坯料的表面52之间的接合通过保持恒定的力而受控于力(而不是距离或干扰)，因此能够冷成型模具坯料，即使表面并不平，这在不动的模具轮廓中是常见的并且如图1所示。
[0041]在本公开的机器中，两个工具，初始的图案成型工具200和后续图案成型工具300相继使用以在坯料50的表面52产生螺纹轧制模具螺纹形式54。作为驱动机构的元件，头部110承载在第一工具站旋转工具轴114的伺服马达112。可旋转的轴114驱动初始的图案成型工具200。作为驱动机构的更进一步的元件，头部110还承载在第二工具站将第二工具轴旋转的更进一步的伺服马达113 (参见图5)。第二可旋转的轴115驱动后续图案成型工具300。马达111驱动头部线型驱动器和伺服马达112、113，伺服马达驱动工具轴114、115，驱动头部线型驱动器和驱动用于驱动工具轴114的伺服马达112、113的马达111以合适的速度和方向同步旋转初始的图案成型工具200和后续图案成型工具300相互地穿过模具表面52，从而确保轧制关系没有滑移。
[0042]图案成型工具200和300顺序地放置与模具坯料50的图案接收面52接合接触。即，在使用初始的图案成型工具200使图案接收面52变形完成后，后续图案成型工具300则被使用。在每种情况中，在图案成型工具200或300上的图案的干扰或接合的总量由和模具50的图案接收面52有关的轮廓202或302的定位控制。可以预期的是，使用汽缸103，当图案成型工具在轧制接合上相互地横贯图案接收面时，给定的预定的干扰引起特定的力的需求以保持接合。例如，这样的力的需求通过驱动伺服马达112或113的输出力矩体现。用于维持必需的干扰的力因而可以通过监测伺服马达的输出力矩识别。然后，其通过由汽缸103所施加的力的调整来维持力矩在恒定水平来控制以产生干扰或接合。以这种方式，力可以保持恒定而不管表面52的表面轮廓如何。
[0043]当面52的变形进行时，力的需求将会减少。通过汽缸103的汽缸压力的调整，干扰可以重新调整以达到预定的力的需求。
[0044]参见图6和7，初始的图案成型工具200是具有印压到其外柱形表面上的脊轮廓202的柱体。相似地，后续图案成型工具300是具有印压到其外表面上的脊轮廓302的柱体。工具通过铣削、磨削和抛光形成(见图5、图8和图9)。
[0045]初始的图案成型工具200包括螺纹成型脊202，以将初始的螺纹形状施加到螺纹轧制模具50的面52。这些脊围绕工具的外柱形面延伸螺旋图案。因为工具沿着模具坯料50的面52的纵向长度上纵向地往复运动，工具根据工具200上的图案以及工具和坯料之间的干涉将坯料变形。由于多个往复的横穿坯料的道次在进行，干涉将增加直到获得所期望的图案。可以预见的是，工具200可以执行四十(40)或更多的道次以将螺纹成型图案印压到表面52上。
[0046]后续图案成型工具300包括螺纹成型脊302以将最终的螺纹形状施加到螺纹轧制模具50的面52。脊围绕工具的外柱形面以螺线图案延伸。因为工具沿着模具坯料50的面52的纵向长度上纵向的往复运动，工具根据工具300上的图案和工具和坯料之间的干涉将坯料变形。由于多个往复的横穿坯料的道次在进行，干涉将增加直到获得所期望的图案。可以预见的是，工具300可以执行四十(40)或更多的道次以将螺纹成型图案印压到表面52上。
[0047]参见图8，初始的图案成型工具200包括具有以约30°或45°的夹角的初始的螺纹轮廓202。该工具用于提供螺纹轧制模具坯料50的表面52的初始变形。此后，如图9所示，后续图案成型工具提供最终的脊轮廓302，其旨在将最终的形状施加到模具坯料50的面上的螺纹形式。在后续图案成型工具300上的脊以60°的夹角。这些脊配置成在模具坯料50的面52上限定目的紧固件螺纹的根部和峰部轮廓。
[0048]后续的柱形工具300可以由在相同基部上的第二工具站处的第二伺服马达113提供动力。第二工具站本质上和第一工具站是相同的，并且以相同的方式运行。可选地，只需要使用一个工具站，并且图案成型工具200和300根据需要在相同的轴上相互交换。
[0049]在所示实施例中，压印盘102沿着基部101可滑动以通过第二工具站将其取向。图5示出了这样的布置，其也示意性地描述该布置，其中力施加汽缸103安装在可滑动的头部110内，而不是安装在静止基部101中。
[0050]冷成型模具的进一步改进形式在图10中示出。其中螺纹成型脊的图案同时印压在模具坯料50的前和后面52和53两者上。模具坯料50保持在压印盘502上不动，其中相对的矩形面52和53暴露。
[0051]机器500装配有两套相反的柱形图案成型工具600和700。这些工具由与头部510相对于基部501的往复运动同步的伺服马达驱动。致动器503将工具推入与模具坯料50的纵向表面52和53两者操作接触以将螺纹图案同时轧制到两面上。在这个实施例中，可以预期的是，工具600和700和初始的图案成型工具200 —致并且将初始的图案印压到表面52和54上，以例如30°的螺纹轮廓。此后，一对和具有60°脊横截面的工具300同样的后续图案成型工具将用于完成在面52和54上的螺纹配置。例如，这些后续图案成型工具将取代在机器500中用于最终轧制操作的工具600和700。
[0052]关于上述的变化和修改都落入本发明的范围内。应当理解，本文公开和限定的本发明延伸到从说明书和/或附图中提及或显而易见的两个或多个以上独立特征的所有可选的组合。所有这些不同的组合构成本发明的各种可选方面。本文描述的实施例说明了实施本发明的最佳方式，并且将使得本领域的其他技术人员能够利用本发明。权利要求应当解释为包括在允许范围内利用现有技术的可选的实施方式。
【主权项】
1.一种将面图案轧制成型在图案成型模具上的方法，包含: 提供具有图案接收面的成型模具坯料； 提供具有大致柱形的图案限定表面的初始图案成型工具； 将所述初始图案成型工具的所述图案限定表面和所述成型模具坯料的所述图案接收面相对地往复运动和旋转； 将所述初始图案成型工具的所述大致柱形的图案限定表面与所述图案成型模具的所述图案接收面接合；以及 将所述初始图案成型工具的所述大致柱形的图案限定表面推入所述成型模具坯料的所述图案接收面内，以将所述初始图案成型工具的所述大致柱形的图案限定表面的图案压印到所述成型模具坯料的所述图案接收面中。
2.如权利要求1所述的将面图案轧制成型在图案成型模具上的方法，该方法还包含: 在所述初始图案成型工具的所述接合的大致柱形的图案限定表面和所述图案成型模具的所述图案接收面之间在它们之间的所述相对的往复运动和旋转运动期间保持恒定的力。
3.如权利要求2所述的将面图案轧制成型在图案成型模具上的方法，该方法还包含: 提供具有大致柱形的图案限定表面的后续图案成型工具； 将所述后续图案成型工具的所述图案限定表面和所述成型模具坯料的所述图案接收面相对地往复运动和旋转； 在所述初始图案成型工具的所述大致柱形的图案限定表面的图案已印压到所述成型模具坯料的所述图案接收面之后，将所述后续图案成型工具的所述大致柱形的图案限定表面与所述图案成型模具的所述图案接收面接合；以及 将所述后续图案成型工具的所述大致柱形的图案限定表面推入所述成型模具坯