CN1057029C - 可冷成型金属制空心阶梯轴内高压成型的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可冷成型金属制成的空心阶梯轴内高压成型的方法，它包含以下步骤：提供一管出口段并在其中充满液体；至少密封住待扩径管段；在待扩径段中置入合适的内部高压；通过施加一个高的精整压力对工件进行精整，保持精整压力并在管纵向对其进行镦锻，其中内部工具也即弹性加载的工具用作为模具中的支承元件。

Description

可冷成型金属制空心阶梯轴内高压成型的方法
本发明涉及一种可冷成型金属制空心阶梯轴内高压成型的方法。
一般地，在内部高压成型时，一带直的或不直的纵向轴线的管段通过同时受内部压力Pi和轴向力Pa的作用而变形。例如在1993年在Hannover召开的第14届成型技术学术会上的报告中第9页对一些内部高压成型方法作了详细的描述。
一般对于普通的空心轴工件用与图1和图2相应的方法在两成型阶段进行加工。管被填充满之后便首先进行扩径。在此，一般是自由地即无工具地进行的扩径。管的表面产生拱曲，在第一成型阶段末端所产生的工件与工具的接触首先只通过工件表面一局部区域延伸(部分扩径到与工具接触)。在另外一个成型阶段中工件通过精整达到与模具内型完全接触。用上述方法生产的空心轴的纵向截面中壁厚的分布为在管段起始壁厚的15％偏差范围内(图3)。壁厚的分布首先与管材料的延伸率有关，自由扩径长度和产生折裂的极限在迄今已知的内部高压成型方法中最大max为2×do，其中do为起始管段的直径。
本发明的目的在于，提供一种改善的内部高压—成型方法，从而可以用于制造要求高的空心轴。
按本发明该目的可通过权利要求1的方法来实现。
按本发明方法特别适用于德国专利申请P4007284.3中所描述的空心轴。在此它为例如车辆驱动轴，其中间管(轴)区具有较大的直径并且壁厚较小，而其两侧管(轴)端部区域则壁厚较大。在这种轴中壁厚的差别和自由扩径部分长度要比迄今已知的内部高压成型方法的极限要大几倍。
按本发明的方法另外具有以下优点：
一可制造在纵截面壁厚分布曲线中壁厚差别远大于SO的15％的空心轴；
一可制造扩径部分长度远大于2×do的空心轴；
以下借助附图对本发明方法进行详述，附图中：
图1为一内高压成型方法示意图；
图2为制造局部扩大的管(轴)方法步骤次序图；
图3为一被扩径的管的壁厚分布曲线；
图4为一按本发明方法制造的管(轴)举例；
图5为相关的方法步骤的示意图；
图6是一个具有半模的工具的纵向剖视图。
如特别可从图2中看出，按图4的方法产品可这样来制造，首先在管中填充以液体、气体或一种高挥发性的流体。然后，通过以已知方式密封管端并置上内部高压进行扩径。在阶段1的扩径和阶段2对空心体进行精整以后，在阶段3保持或者甚至提高高的精整压力。
按本发明，如从图5可见，应对该成型的纵向长管(轴)进行镦锻(aufstauchen)。
上述目的的第一部分这样被实现，在两个成型阶段中加入一第三成型阶段(相应于图5)。在阶段1的扩径和在阶段2的精整之后在阶段3仍保持或甚至提高高的精整压力。该高的内部压力可能导致管端的相互移动但不会在管壁上产生皱褶。在挤压区工件的壁上会强制产生几乎任意的镦锻量(Aufstauchen)，此过程可通过成型机中相应的控制技术来实现。一个合适的管壁厚度的选择必须能使得到较薄扩径区和厚的端部管区域之间最佳的壁厚分级差别。
所述目的第二部分通过模具技术措施来得以实现(图6)。模具中弹性加载的支承件阻止了纵向管轴的挠曲。根据纵向管轴的不同长度需在模具纵向设置一个或多个这种元件。

Claims (2)

1.可冷成型金属制空心阶梯轴内高压成型的方法，包括下列步骤：
a)将具有一预定壁厚(So)的管坯塞入到一个带有支承待成型管坯的内部工具的模中；
b)将待扩径管段密封；
c)在管坯中充入液体；
d)施加一个适于使管段扩径的高的内部压力；
e)施加一个适合于精整工件的高的精整压力对工件进行精整；
其特征在于下述步骤：
f)保持或提高精整压力并同时在管纵向对其进行镦锻；并且由此
g)这样提高至少在被扩径的管段的相对两侧的管的壁厚，使得它大于管坯的壁厚(So)。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的内部工具是弹簧加载的工具。
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