[發(fā)明專利]成型地制造齒輪的方法和可按該方法制造的齒輪

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210583881.5
• 申請(qǐng)日: 2012-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN103143667B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·魯施
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大眾汽車有限公司
• 主分類號(hào): B23P15/14
• 分類號(hào): B23P15/14;B21K1/30;B21D53/28;F16H55/17
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 侯宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制造單構(gòu)件一體式的且由實(shí)心金屬材料構(gòu)成的齒輪的方法，所述齒輪包括具有外齒(Laufverzahnung：運(yùn)行齒)以及一個(gè)同心鉆孔的基體，其中，所述同心的鉆孔設(shè)計(jì)為具有不同于圓形的內(nèi)輪廓，以便所述齒輪由此能夠抗扭地布置在軸上。本發(fā)明還涉及一種用所述方法可制造或所制造的齒輪。

背景技術(shù)

在上述構(gòu)造方式中，齒輪制造的成本通常很高。相關(guān)內(nèi)容例如參見專利文獻(xiàn)DE?60314056T2(參見其圖5B)。通常用分割制造法、尤其是切割加工制造法或切削加工制造法(例如銑削和/或刮削)來(lái)形成或者構(gòu)造這些齒輪的外齒。然而，也可用不同的成型制造法、即不用切削加工成型法來(lái)形成所述外齒，專利文獻(xiàn)DE?10065737A1就很有代表性地對(duì)這種方法予以了說(shuō)明。只要這些齒輪的外齒是非圓形的并且遵循所設(shè)定的公差，就只能用分割制造法、尤其是切削制造法、例如通過(guò)借助拉刀進(jìn)行拉削來(lái)形成所述外齒。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，說(shuō)明一種用于制造開頭所述構(gòu)造方式的齒輪的有效且經(jīng)濟(jì)的方案。

該技術(shù)問題按本發(fā)明通過(guò)一種用于制造單構(gòu)件一體式的、由實(shí)心金屬材料構(gòu)成的齒輪的方法和兩種特別設(shè)計(jì)的并且最佳地可通過(guò)按本發(fā)明方法制造的齒輪解決。

根據(jù)本發(fā)明的方法用于制造單構(gòu)件一體式的且由實(shí)心金屬材料構(gòu)成的齒輪，所述齒輪包括具有外齒(也可稱作運(yùn)行齒)以及與所述外齒同心布置或者沿軸向居中布置的鉆孔的基體，其中，所述同心的鉆孔設(shè)計(jì)為具有不同于圓形的內(nèi)輪廓(后面會(huì)進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明)，以便所述齒輪由此能夠在形成軸-輪彀的形狀配合連接的條件下抗扭地布置在軸上。所述同心的鉆孔可理解為直線形鉆孔，其縱軸線(也相當(dāng)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線)與外齒圓周的中心軸一致。在此，所述鉆孔優(yōu)選為通孔，其在所述齒輪的兩個(gè)相對(duì)置的端面之間延伸。所述內(nèi)輪廓優(yōu)選在所述同心鉆孔的軸向縱延伸上構(gòu)造為具有恒定的橫截面。這樣的齒輪尤其設(shè)置用于汽車傳動(dòng)裝置中。

根據(jù)本發(fā)明的用于制造這種齒輪的方法至少包括以下方法步驟：

-制備環(huán)形的、優(yōu)選環(huán)柱形的、尤其是圓環(huán)柱形的并且由實(shí)心金屬材料構(gòu)成的(或者由實(shí)心金屬物質(zhì)構(gòu)成的)坯件；并且

-成型所述坯件，其中，外齒和所述同心鉆孔的內(nèi)輪廓基本上均構(gòu)造為具有(能夠安裝的)最終的幾何形狀。

實(shí)心金屬材料的特點(diǎn)在于連續(xù)的、致密、緊湊且完整的組織結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，粉末冶金所制造的材料不是實(shí)心金屬材料。板材也由于其定義特征而并不是符合本發(fā)明定義的實(shí)心金屬材料。

因此，所述根據(jù)本發(fā)明的方法不僅為外齒的形成或者構(gòu)造，也為同心鉆孔內(nèi)輪廓的形成或者構(gòu)造規(guī)定一種成型的造型方式。而不設(shè)置切削加工的造型方式。可仍然設(shè)置對(duì)外齒和/或內(nèi)輪廓的切削加工、例如最后的淬火后精加工(其中，尤其是僅切削零點(diǎn)幾毫米至零點(diǎn)零幾毫米)，因此，用“基本上”這種表述方式來(lái)表示。根據(jù)本發(fā)明的方法能夠有利地在不進(jìn)行成本很大的切削以及沒有由此帶來(lái)的材料損耗的情況下實(shí)現(xiàn)。此外，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法還能大大縮短制造時(shí)間(生產(chǎn)時(shí)間)，使得例如能夠用較少的機(jī)械設(shè)備在較短的時(shí)間內(nèi)成本低廉地制造出相對(duì)較多的齒輪。而且，由于由所述成型所產(chǎn)生的連續(xù)纖維走向，所制造的齒輪具有很高的強(qiáng)度和穩(wěn)固性。

可在時(shí)間上錯(cuò)開、尤其是在直接連續(xù)的制造步驟中制造所述同心鉆孔的內(nèi)輪廓和外齒。然而特別優(yōu)選規(guī)定：在成型時(shí)，外齒和同心鉆孔的不同于圓形的內(nèi)輪廓基本上并非相繼地，而是基本上同時(shí)地、即幾乎在一個(gè)制造步驟中形成或構(gòu)造。尤其規(guī)定：外齒和同心鉆孔的內(nèi)輪廓的這種同時(shí)的形成或構(gòu)造在壓力機(jī)的一個(gè)做功沖程內(nèi)實(shí)現(xiàn)，使得在正常情況下一個(gè)單向作用的成型壓力機(jī)(或類似設(shè)備)就足夠?qū)崿F(xiàn)成型。

可通過(guò)增量成型方法(后面會(huì)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述(用于構(gòu)造外齒以及同心鉆孔內(nèi)輪廓的)成型以及尤其是同時(shí)進(jìn)行的成型。所述方法尤其涉及一種增量體積成型方法。體積成型方法從根本上不同于板材成型方法，其中，在實(shí)心坯件的體積成型中能夠達(dá)到很高的變形程度(尤其是較大的橫截面變化)。增量體積成型方法的特點(diǎn)基本在于，只能逐漸地、即逐步或者連續(xù)地在單個(gè)屬于成型區(qū)域的工件部位上成型所述坯件或者工件。用于體積成型的增量成型方法的優(yōu)點(diǎn)在于：模具的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，并且相對(duì)于體積成型的其它成型方法而言明顯需要更小的力。

優(yōu)選通過(guò)擺動(dòng)輾壓或者擺動(dòng)成型來(lái)實(shí)現(xiàn)所述(增量)成型，其中，使用相應(yīng)的設(shè)備和模具。擺動(dòng)模具通常由上模具部分與下模具部分構(gòu)成，所述兩個(gè)模具部分相互之間進(jìn)行擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，后面會(huì)予以詳細(xì)說(shuō)明。為便于說(shuō)明，也可補(bǔ)充性地參考相同申請(qǐng)人的專利文獻(xiàn)DE?102005024908A1。