用于制造旋转对称的金属零件的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造旋转对称的零件的方法，该零件由金属、特别是钢材组成，其中，坯件能够旋转地设置在第一容纳部上，容纳部围绕旋转轴旋转，从而坯件也围绕旋转轴旋转。此外，本发明还涉及一种用于由坯件制造旋转对称的零件的设备，该零件由金属、特别是钢材组成，该设备具有能够围绕旋转轴旋转的、用于由金属、特别是钢材制成的坯件的容纳部和成型部件，通过成型部件可以在坯件中成型轮廓。
【背景技术】
[0002]金属制成的旋转对称的零件、特别是连接接头的轴颈或连接销例如用于传递旋转运动，从而可以使非平行延伸的旋转轴形状配合地相互连接。该连接销优选由金属、特别是钢材制成。连接销或者轴颈通常具有连接轴和形成为钟状的接头外部件，为了容纳形状配合件该接头外部件具有内轮廓。在轴颈或连接销的制造过程中，必须例如在连接轴的区域中成型有外轮廓而且必须在接头外部件的区域中成型有内轮廓。轴颈或连接销、甚至其他的旋转对称的零件在形状方面必须具有特别高的精确度，从而可以提供相应的功能。例如在接头外部件中通常设置有底切，从而将球轴承保持架固定在内轮廓中。但是还必须同时提供球轴承滚道，球轴承可以在该滚道中运动并且尽管存在力传递但仍可以实现在旋转运动传递过程中的不同的角度。此外还已知，由钢材制成的旋转对称零件通过使用加压乳制方法制成，其中，由金属制成的坯件设置在能够旋转的容纳部上，进行旋转并且通过驱动辊或者自由辊加压乳制。但是已证实，特别是在复杂的赋形过程中，使用加压乳制在精确度和加工时间方面并不是理想的解决方案。
【发明内容】
[0003]由此出发，本发明的目的在于，提供一种用于制造旋转对称的零件的方法和设备，通过该方法或通过该设备能够以充分的精确度和缩短的加工时间制造具有复杂形状的旋转对称零件，该零件由金属、特别是钢材组成。
[0004]根据本发明的第一教导，关于方法的目的由此得以实现，S卩，至少一个直线式的成型部件相对于同步旋转的坯件表面切线地运动，该直线式的成型部件至少部分地具有展开的、旋转对称的零件的外轮廓或者零件的预型件所具有的轮廓，其中，直线式的成型部件同时这样挤压坯件，从而在切线运动的过程中至少部分地在坯件中成型直线式的成型部件的轮廓。
[0005]已证实，通过使用直线式成型部件实现了以更短的加工时间和更高的精确度对旋转对称的零件或者零件预型件赋形，直线式的成型部件具有待成型的轮廓，该待成型轮廓对应于待制零件的展开的轮廓或者对应于待制零件的预型件的轮廓。通过坯件与直线式的旋转部件的同步运动制成由成型部件传递到坯件上的轮廓以及旋转对称的零件。轮廓的成型过程类似于加压乳制并因此确保了特别高的精确度。通过将待制零件或者零件预型件的轮廓非常精确地预先引入直线式的成型部件中，也实现了该展开的轮廓非常精确地传递到旋转的坯件上，其中，可以将非常复杂的形状传递到旋转的坯件上。另外，具有旋转对称的零件或者零件预型件的展开的轮廓的直线式成型部件能够以简单的方式制造，例如通过具有对应轮廓的加压乳辊。
[0006]根据该方法的第一种设计，坯件通过在旋转轴方向上分为至少两个区段的、直线式的成型部件成型，其中，成型部件的这些区段对应于坯件不同的轴向部分并且在坯件各个轴向部分中成型对应的区段的轮廓。由此可以实现，在坯件不同的轴向部分中，例如在坯件具有不同直径的轴向部分中，可以平行地引入不同的轮廓。除此之外，通过成型部件区段化的分布也可以以简单的方式对旋转对称的零件的轴向部分进行形状改变，例如在更换产品的过程中简单地通过更换该区段。
[0007]根据另一种设计，在坯件的各个轴向部分中以不同方式结构化的轮廓可以以简单的方式由此成型，即，在成型有直线式的成型部件的轮廓的过程中，直线式的成型部件的各个区段的切线运动速度是不同的。通过这种方式实现了，轮廓的成型过程中在坯件的轴向部分具有不同直径的情况下可以顾忌到坯件的不同轨道速度。
[0008]根据另一种设计，如果使用两个位于坯件相对的侧面上、与坯件处于嵌接的、用于在坯件中成型出轮廓的直线式的成型部件，可以使能够旋转的容纳部的机械负荷最小化，因为相对设置的成型部件在坯件上施加力，该力相互抵消。由此减小了能够旋转的容纳部的轴承的负荷。通过两个成型部件的使用同时还实现了在成型过程中加工速度的提高。
[0009]此外，优选还可以在坯件中形成内轮廓，坯件的容纳部的轮廓作为待成型坯件中的内轮廓通过至少一个直线式的成型部件成型。例如，坯件的容纳部可以具有连接销的接头外部件的内轮廓，该内轮廓可以简单地通过直线式的成型部件成型在坯件中。
[0010]根据该方法的另一种设计，成型有旋转对称地预成型的坯件，从而可以省略额外的成型步骤。
[0011]优选制造具有连接轴和接头外部件的连接接头的轴颈或连接销。在制造轴颈或连接销的过程中可以特别好地利用按照本发明的方法的优点，因为轴颈或连接销的接头外部件中旋转对称的内轮廓以及连接轴的旋转对称的形状配合件必须以较高的精确度制造。此夕卜，通过使用直线式的成型部件，该成型部件优选分为不同的区段，实现了对轴颈或连接销的不同轴向部分进行平行地赋形。
[0012]根据一种设计，通过在使用至少一个乳辊的条件下通过压力乳制在能够旋转的第二容纳部上使旋转对称的坯件预成型，可以进一步缩短在制造旋转对称的零件的过程中的加工时间。通过预成型步骤可以从整体上降低经直线式成型部件而引入的变形程度，该预成型步骤通过使用直线式的成型部件优选能够平行于已预成型坯件的其他成型而实施。在此，该乳辊可以是从动辊或驱动辊。
[0013]根据另一种设计，通过在使用至少一个相对于坯件的旋转轴切线运动的、另一个直线式的成型部件的条件下，至少在另一个能够旋转的容纳部上至少部分地在经预成型的零件中成型出制得零件的内轮廓和外轮廓，实现了进一步提高由金属、特别是钢材组成的旋转对称零件的制造过程中的生产能力。通过这种方式，将零件的制造过程分为可选的通过加压乳制的坯件的预成型、制造具有外轮廓以及可选的内轮廓、已预成型的零件以及通过使用已预成型的零件进行零件的最终成型。如果所有三个加工步骤平行地进行，即，坯件的预成型、零件的预成型和零件的最终成型平行地进行，例如在总共三个能够旋转的容纳部上进行，可以使该方法的生产能力显著地提高。
[0014]此外，在使用高强度材料的条件下可以改进该方法，对该材料进行热成型或者在热成型温度下进行加压乳制。为此优选以电感方式将坯件加热至400 °C至1100 °C的温度，优选加热到材料的AC1温度或AC3温度以上的温度，而且以预期的温度成型。但是，在相应温度下的热成型例如可以仅用于连接件的部分区域，例如毂、钟形罩;或者用于保持架轨道、球形轨道或辊滚道的成型。在成型之后可以紧接着进行硬化，该硬化也可以仅在部分区域上延伸或者包括整个零件。在热成型过程中可以降低在高强度材料中形成裂纹的危险。
[0015]根据本发明的另一个教导，上述目的通过一种用于制造旋转对称的零件的设备由此得以实现，该零件由金属、特别是钢材组成，该设备设置有至少一个直线式的成型部件，该直线式的成型部件至少部分地具有的轮廓为旋转对称的零件或者零件预型件的展开的轮廓，设置有用于使至少一个成型部件相对于旋转的坯件切线地并且同步地运动的部分，其中存在有用于由至少一个直线式的成型部件将力施加在旋转的坯件上的额外的部分，从而至少一个直线式的成型部件的轮廓至少部分地成型在坯件中。
[0016]如上所实施的，已证实，通过使用相对于坯件的旋转切线运动的直线式成型部件，该切线运动同步于坯件的旋转，存在有简单的成型可能性，即，将复杂的形状引入在旋转轴上旋转的坯件中。
[0017]如果至少一个相对于旋转的坯件至少能够切线地且同步地运动的容纳部设置作为用于使至少一个直线式的成型部件运动的部分，通过简单地更换直线式的成型部件可以改造用于提供旋转对称零件的其他形状的设备。
[0018]如果坯件的容纳部具有一种轮廓，该轮廓在成型部件的轮廓至少部分地成型在坯件中的情况下至少部分地成型为零件的内轮廓，可以以简单的方式例如制造轴颈或连接销。例如轴颈或连接销的接头外部件的内轮廓通过成型直线式成型部件的轮廓与成型坯