阶梯式斜楔模具的制作方法

专利名称：阶梯式斜楔模具的制作方法
技术领域：
本发明的领域本发明涉及斜楔模具，尤其是涉及阶梯式斜楔模具，具有至少一个斜楔环被一个斜楔致动器致动。
本发明的背景链轮是众所周知的和用为多个轴之间传送功率的一个器件。功率传送链轮以数种方式制造。金属板材是借助旋压或斜楔模具制造的。在这种方法中，齿或榫是在模具至预制件的一个垂直运动中成形的。链轮可以借助一个冲头和模具系统制造。一个冲头使用于轴向地压制一个工件通过一个模具。
这种技术的代表是专利U.S.Patent No.3,796,085 to Fisher et al它公开一种制造链轮的方法是借助模具拉伸一个盘件成为一个环形元件，而同时成形链轮齿在其上。
这种技术的另一代表是专利U.S.Patent No.5,269,167 toGerhart，它公开一个可调节的航空斜楔组件使用在一个动力压机内。一个滑块可滑动地安装为相对于锤头的运动平面成一个角度，以便在延伸和收缩位置之间移动。
现有技术方法的一个缺点是，在一个部件的末端产生毛刺，这是由于单独地依赖于或者是一个进入和退出运动(水平的)或一个垂直的运动。再者，它是较复杂的，要求多个活动部件，如在多工作站制造中所遇见的，它需要增加最终产品的费用。还有，由于塑性流动的限制，在一个单冲程中冲压复杂形状的现有技术方法限制了表面形状的复杂程度。如果在一个单冲程中超出一定的限制成形，金属会撕裂或起皱。
需要的是一个斜楔模具，它借助一个斜楔环的横向和垂直运动成形一个链轮。需要的是一个斜楔模具，它包括多个共轴的斜楔环。需要的是一个斜楔模具，在一个单压制工序中使用多阶梯成形压制成形一个带齿的链轮。本发明满足这些要求。
本发明的概述本发明的主要特点是提供一个斜楔模具，它借助一个斜楔环的一个横向和垂直运动成形一个链轮。
本发明的另一个特点是提供一个斜楔模具，它包括多个共轴的斜楔环。
本发明的另一个特点是提供一个斜楔模具，用于在一个单压制工序中使用多阶梯成形法成形一个带齿的链轮。
本发明的其它特点将通过本发明的下列说明和附图指出和明确表达。
本发明包括一个斜楔模具。斜楔模具包括至少一个斜楔环。斜楔环包括多个可移动的斜楔齿。斜楔齿借助一个斜楔致动器在朝向斜楔模具的一个轴线的垂线上移动。斜楔致动器具有一个内径比斜楔环的一个外径小。当斜楔致动器沿着斜楔环的一个外周边平行于斜楔轴线移动时，斜楔齿逐渐地接合和压制向内接近一个工件。工件与斜楔致动器同时地移动，这时借助一个冲头的动作，它是与斜楔致动器共轴的和位于斜楔环的直径内。每个斜楔齿是当工件通过时同时地与工件接合。在斜楔致动器收缩之后，一个弹性元件返回每个斜楔齿至一个开始位置，允许排出一个最终的部件。
附图的简要说明

图1是本发明工具的一个横剖面图；图2是一个斜楔致动器的一个横剖面图；图3是一个斜楔框的横剖面图，在图3的直线4-4处；图5是一个斜楔框的一个透视图；图6是多斜楔的一个顶视图；图7是多斜楔的一个侧视图，在图6的直线7-7处；图8是多斜楔的一个透视图；图9a是一个斜楔的一个背立视图9b是一个斜楔的一个顶视图；图9c是一个斜楔的一个侧立视图；图10是一个斜楔的一个透视图；图11a是一个斜楔止动环的一个侧视图；图11b是一个斜楔止动环的一个顶视图；图11c是一个斜楔止动环的一个侧顶视图；图12是一个斜楔止动环的一个透视图；图13是本发明工具的一个分解图。
本发明的优选的实施例的说明图1是本发明工具的一个横剖面图。阶梯的斜楔模具或工具通常包括一个斜楔致动器10，斜楔座70和冲头工具60。
斜楔致动器10包括一个基本上圆筒形，具有一个轴线。一个冲头工具60在斜楔致动器10的一个内镗孔内共轴地延伸。斜楔致动器10和冲头工具60连接至底板80。
斜楔20与斜楔座70可移动地接合。斜楔20排列为圆筒或环形。本实施例包括四个斜楔环，虽然任何数目的斜楔环是可能的。在环20a，20b和20c内的斜楔每个示出为在压制位置，与斜楔致动器10接合。斜楔环20d尚未与斜楔致动器10接合，因此处于未压制或自由位置。
斜楔表面25滑动地接合斜楔致动器表面11，从而推动一个滑轮径向地向内接近一个部件P。斜楔座70包括底板90。底板90具有一个镗孔91。
斜楔止动器30延伸在斜楔座70的一个半径附近。斜楔止动器30与凹槽26接合，弹性元件40设置在每个斜楔20和斜楔止动器30之间、弹性元件40可以包括任何弹性体材料具有一个压缩模量包括天然和合成橡胶及它们的等同体。弹性元件40还包括一个弹簧，具有一个弹簧率。
在工作中，斜楔致动器10和冲头工具60借助一个液压作动筒或本领域已知的其它压制机构的工作在一个方向M上移动。部件P在一个循环开始时与冲头工具60的末端61接合，其中冲头工具60完全地由斜楔座收缩。部件P可以包括一个杯形坏料。斜楔致动器10和冲头工具60在方向M内移动，以压制部件P通过每个斜楔环。斜楔致动器10上的一个边缘13在轴向上超前部件P一个数量，足够引起每个斜楔20当部件P前进通过每个斜楔20时完全地接合部件P的一个侧面，由于每个斜楔环被表面11接合，斜楔压制向内接近部件，从而形成一个环状在部件内，如表面22所限定。当每个斜楔20压制向内时，弹性元件40被压缩顶住斜楔止动环齿31。一旦一个部件(未示出)被冲头工具60推动通过斜楔环20d，此部件通过镗孔91落入一个接收器内(未示出)。当斜楔致动器10收缩时，弹性元件40膨胀，从而推动每个斜楔20向外。
每个环的内径基本上与一个原始的部件的外径相同，这就是说，每个斜楔环20a，20b，20c和20d在未压制位置具有的内径(ID)与部件P的外径(OD)相同。
最终的结果是一个阶梯的斜楔模具，但是每个斜楔环的斜楔在一个部件移动通过模具时同时地移动向内。这样导致一个有利的水平和垂直成形的组合。
人们能够理解，本发明工具还允许同时地进行数个成形步骤，否则在现有技术中应要求在冲压和模压过程中单独的步骤。这种单独的现有技术过程要求部件在成形过程的每个阶段操作一次以上。再者，使用本发明工具，在最终部件上没有毛刺产生，不需要随后的清理。
图2是一个斜楔致动器10的一个横剖面图。斜楔致动器10具有基本上一个圆筒形。斜楔致动器表面11延伸在斜楔致动器10的一个内表面的附近。表面11形成相对于中心线A-A的一个角度θ。斜楔致动器10还限定一个镗孔12，具有一个内表面13。角度θ是基本上在15°至60°范围内。
图3是一个斜楔框的一个顶视图。斜楔框12通常形成一个环，具有一上镗孔25。斜楔框21包括多个齿23，以及多个凹槽22，它们在一个底板24上与齿23交替地分布。一个斜楔20滑动地接合在每个凹槽22内。每个齿23形成一个锥形，以便容纳一个基本上矩形的斜楔20在每个凹槽22内。凹槽22的数目以及因此斜楔20的数目确定了制造时每个部件上成形的齿的数目。
图4是一个斜楔框的侧剖面图，在图3的直线4-4处。凹槽22是对称地设置在斜楔框21一个周边周围。齿23在一个环形底板24上排列在斜楔框21的一个周边周围。
图5是一个斜楔框的一个透视图。齿23和凹槽22围绕一个镗孔25的交替的图案清晰地示出。
图6是多斜楔的一个顶视图，斜楔20示出为在斜楔框的一个周边周围排列的一个基本上环形的图案。成形表面22凸起向内接近一个部件(未示出)。成形表面22可以形成准备成形进入一个零件的任何形状。
图7是多斜楔的一个侧视图，在图6的直线7-7处，接合表面25是一个倾斜的表面，形成一个角度φ。角度φ基本上等于致动器表面11上的角度θ。在开始的接触时，表面11接合表面25。只要表面11接合表面25，斜楔20在一个方向上移动，它基本上是径向的，垂直于工具的一个轴线。表面23在一个斜楔20完全地被斜楔致动器10接合时接合致动器表面13。每个斜楔20包括凹槽24，从而一个斜楔止动齿31和弹性元件40接合。
图8是多斜楔的一个透视图。图8所示的这种排列是当这些斜楔接合在斜楔框21内时形成的。
图9a是一个斜楔的一个后立视图。当斜楔完全地接合时，表面23接合斜楔致动器表面13。在与斜楔致动器10一个开始接触时(未示出)，表面25接合表面11。
图9b是一个斜楔的一个顶视图，当斜楔压制进入被成形的一个部件时，表面25接合表面11。成形表面22接合被成形的一个部件。
图9c是一个斜楔的一个侧立视图。凹槽24接合一个斜楔止动环齿31和一个弹性元件40。
图10是一个斜楔的一个透视图。表面22可以具有成形一个部件要求的任何形状。
图11a是一个斜楔止动环的一个侧视图。斜楔止动环30包括一个环形，形成一个镗孔34和具有齿31，并且带有凹槽32设置在齿31之间。齿31和凹槽32设置在环33上的斜楔座21的一个周边的周围。每个齿31凸起进入斜楔20上一个凹槽24内，见图1和图13。
图11b是一个斜楔止动环的一个顶视图。每个齿31和凹槽32设置在斜楔止动环底板33上一个镗孔34的周围，以便基本上匹配每个斜楔20的一个位置。
图11c是一个斜楔止动环的一个侧顶视图。
图12是一个斜楔止动环的一个透视图。每个斜楔止动环30接合一个斜楔框21在一个凹槽26内，或一个斜楔座70在一个凹槽71内，见图13。
图13是本发明工具的一个分解图。人们能够由图13看出，本发明工具的部件能够容易地装配和分解，如果操作或维护需要这样做。每个部件使用精密机加工表面和定位销钉叠层在另一个上面，如果需要这样做。冲头工具60的末端61形成一个表面具有一个形状，它与斜楔20上的表面22协作，以形成一个带齿的链轮部件P。
虽然本发明的简单形式已在此说明，对于技术熟练人员可以理解，在不脱离以上所述的本发明的精神和范围条件下，在结构方面和有关部件方面可以做出各种改变。
权利要求
1.一个工具，包括一个可移动的元件，具有一个表面用于滑动地接合一个斜楔；一个斜楔，与一个固定元件滑动地接合；借助与可移动元件的接合，所述斜楔在一个预定的方向上被推压；以及一个部件元件，用于支承被斜楔成形的一个部件，以及设置为相对于斜楔在可移动元件的相对处，部件元件可以与可移动元件同时地移动。
2.按照权利要求1的工具，其特征在于，可移动的元件包括一个基本上为圆筒形的一个镗孔；所述表面设置在可移动的元件的一个内表面上。
3.按照权利要求2的工具，其特征在于，部件元件设置在镗孔内。
4.按照权利要求3的工具，其特征在于，还包括多个斜楔，包括一个斜楔环，设置为基本上围绕固定元件的一个环形；以及这些斜楔设置在固定元件上，该固定元件位于可移动元件和部件元件之间。
5.按照权利要求4的工具，还包括一个弹性元件，用于在一个预定的方向上推压斜楔。
6.按照权利要求5的工具，还包括多个斜楔环，设置为邻接固定元件。
7.按照权利要求6的工具，还包括多个止动器，每个止动器限制一个斜楔的一个移动。
8.按照权利要求6的工具，其特征在于，固定元件还包括一个镗孔，用于接收部件元件；以及多个斜楔环，设置为围绕镗孔。
全文摘要
本发明包括一个斜楔模具。斜楔模具包括至少一个斜楔环(20a，20c)。斜楔环包括多个可移动的斜楔齿。斜楔齿借助一个斜楔致动器(10)可以在接近斜楔模具的一个轴线的一个垂线上移动。斜楔致动器(10)具有一个内径，它比斜楔环的外径小。当斜楔致动器沿着斜楔环的一个外周边平行于斜楔模具轴线移动时，斜楔齿逐渐地接合和压制向内接近一个工件(P)。工件借助一个冲头(60)的动作与斜楔致动器同时地移动，冲头(60)与斜楔致动器共轴，以及在斜楔环的直径内。每个斜楔齿在工件通过时同时地与工件接合。在斜楔致动器收缩之后，一个弹性元件返回每个斜楔齿至一个开始位置，以允许排出一个成品部件。
文档编号B21D53/28GK1642672SQ03806966
公开日2005年7月20日 申请日期2003年3月5日 优先权日2002年3月25日
发明者叶海亚·霍贾特 申请人:盖茨公司