專利名稱：由細(xì)長的坯件或中間產(chǎn)品制造的工件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由細(xì)長的坯件或中間產(chǎn)品制造具有用于在頂尖之間加工的對中區(qū)或中心的工件的方法，以及涉及具有相應(yīng)對中區(qū)的工件。
背景技術(shù)：
從現(xiàn)有技術(shù)中知道了細(xì)長的構(gòu)件在加工時(shí)在頂尖之間被夾緊，以便尤其在車床加工時(shí)能加工構(gòu)件的整個(gè)面，以免切削發(fā)熱或?qū)崿F(xiàn)雙向加工/車削。為此，在待加工工件的對置兩側(cè)(沿工件縱向看)的(端)面中設(shè)有中心，最好是圓錐形中心。車床的被驅(qū)動(dòng)的頂尖被移入在工件其中一側(cè)的中心，而車床的共同轉(zhuǎn)動(dòng)的頂尖被推入對置的中心，于是，工件在其對置的兩(端)面處被夾緊。被驅(qū)動(dòng)的頂尖在機(jī)床側(cè)在車床加工主軸中被夾緊，而共同轉(zhuǎn)動(dòng)的頂尖在車床尾座中被夾緊。在頂尖之間加工時(shí)(車削、磨削等)，在中心或其它形式的對中區(qū)的接觸面之間的長度誤差須盡量小，以實(shí)現(xiàn)對于多個(gè)工件都保持一致的終加工。因而當(dāng)例如借助在頂尖之間加工在工件內(nèi)設(shè)置齒結(jié)構(gòu)時(shí)，該齒結(jié)構(gòu)可能在工件縱向上延伸太長或太短，因而不利地影響工件的其它形狀輪廓或齒結(jié)構(gòu)的嚙合區(qū)。此外，對于預(yù)制工件(例如用于萬向同步節(jié)軸的坯件)的、想要通過頂尖之間加工進(jìn)一步加工或最終加工該工件的用戶，例如事后通過切削方法如鏜鉆在工件內(nèi)設(shè)置中心一般是很費(fèi)事的并且是成本密集的。在預(yù)制工件的供貨商和制造商方，中心一般可以直接在工件制造時(shí)同時(shí)開設(shè)。例如在借助冷成形、溫成形或熱成形(例如擠壓)制造工件時(shí)，獲得約±2mm的工件長度誤差。這對于通過坯件或中間產(chǎn)品的成形所制造的工件就意味著，在利用所開設(shè)的中心或確切說用于在頂尖之間加工的中心或其它形式的對中區(qū)的接觸面之間距離的實(shí)際值來成形時(shí)也在大的誤差范圍內(nèi)，在此只能獲得±0.6至±0.8mm的最小誤差。如果用戶方進(jìn)一步加工這樣的工件，則須單獨(dú)確定每個(gè)工件的誤差，以便在加工中補(bǔ)償該誤差。這又要求高昂的測量成本以及隨后針對每個(gè)工件單獨(dú)調(diào)節(jié)機(jī)床，這又意味著很耗時(shí)且高昂的費(fèi)用支出并且?guī)缀鯚o法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工，最多是誤差設(shè)定條件較低的工件。作為可選方式，也可以將整個(gè)工件在其制造并且開設(shè)了所述中心之后但一般在進(jìn)一步切削加工之前在另一個(gè)方法步驟中鐓鍛，這需要高昂的勞動(dòng)成本、施加大的力和費(fèi)用支出。另外，鐓鍛在整個(gè)工件長度范圍內(nèi)不利地影響了工件幾何形狀，這提高了廢品風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種由細(xì)長的坯件或中間產(chǎn)品制成的具有小的長度誤差的工件以及提供一種制造該工件的方法。該任務(wù)將通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征來完成。從屬權(quán)利要求以特別有利的方式改進(jìn)了本發(fā)明的中心構(gòu)想。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種由細(xì)長的坯件或中間產(chǎn)品制造工件的方法。在第一步驟中，例如通過坯件或中間產(chǎn)品的成形來形成工件幾何形狀，其中，在該工件的關(guān)于其縱軸線的對置兩側(cè)，分別設(shè)置一個(gè)對中區(qū)用于隨后的工件在頂尖之間加工，并且至少其中一個(gè)所述對中區(qū)具有理想變形面。在第二步驟中，該工件被精整，其中該理想變形面被如此調(diào)整，即，用于在頂尖之間加工的對中區(qū)的接觸面之間距離被調(diào)節(jié)到一個(gè)預(yù)定的理想值。通過設(shè)置該理想變形面，提供相對于工件或者說對中區(qū)比較小的表面。該小表面的隨后變形要求施加小的力，因而要求機(jī)床少量使用，因此例如可以使用小型沖壓機(jī)來調(diào)整工件對中區(qū)的接觸面之間的長度誤差。與鐓鍛整個(gè)工件相比，較小的理想變形面的變形對整體工件幾何形狀沒有影響。因此，可以通過精整作業(yè)將對中區(qū)之間的長度誤差即用于在頂尖之間加工的對中區(qū)的接觸面之間距離的誤差精確調(diào)整到約±0.25mm且最好是±0.1mm(或更小)的值，這明顯低于迄今已知的在制造工件時(shí)開設(shè)對中區(qū)的方法的最小誤差。因此，對制造商和供貨商而言迄今只能在沒有對中區(qū)的情況下經(jīng)濟(jì)劃算地制造和提供的工件現(xiàn)在也可被沖壓形成有對中區(qū)并供貨，在這里，尤其能同時(shí)滿足對工件(長度)誤差的嚴(yán)格要求。這又導(dǎo)致在工件用戶方面的大量成本節(jié)約，因?yàn)橛脩魺o須再事后利用機(jī)床加工出對中區(qū)或補(bǔ)償誤差。工件制造商方面的勞動(dòng)成本此時(shí)僅以最低程度增加，因?yàn)槔硐胱冃蚊嬷苯釉诠ぜ_壓時(shí)被同時(shí)加入，并且隨后的精整作業(yè)能以小型沖壓機(jī)或者說沖壓力較小的沖壓機(jī)來執(zhí)行。因此，總體減小了勞動(dòng)成本和費(fèi)用支出。至少其中一個(gè)所述對中區(qū)可以是或可以具有一個(gè)中心，該中心又最好可具有圓錐形窩槽，圓錐形窩槽的周面最好包夾形成60°角。至少其中一個(gè)所述對中區(qū)也可由工件的朝向相應(yīng)另一個(gè)對中區(qū)縮小的內(nèi)壁區(qū)或其一部分來構(gòu)成，其中，該內(nèi)壁區(qū)最好包夾形成60°角，即，最好相應(yīng)地相對于/與工件縱軸線包夾形成30°。換句話說，這些對中區(qū)不局限于特定的幾何形狀設(shè)計(jì)，只要它們?nèi)菰S形成本發(fā)明的理想變形面并允許工件在頂尖之間加工時(shí)對中。該理想變形面最好如此形成，S卩，它作為三維隆起造型延伸進(jìn)入該對中區(qū)或者說中心。為此，該三維隆起造型可具有至少三個(gè)沿著對中區(qū)四周最好均勻分布的、凸形的且最好呈點(diǎn)狀或長條狀的造型凸起，例如像半球形或圓錐形的造型凸起。作為替代或補(bǔ)充，該三維隆起造型也可具有至少一個(gè)沿著對中區(qū)周長的至少一部分延伸的、最好基本呈環(huán)形或圈形的造型凸起。因而可行的是，可以利用迄今已知的用于形成工件幾何形狀的方法(尤其是成形方法)在對中區(qū)(例如像中心)內(nèi)設(shè)置一個(gè)理想變形面，不用將附加的方法步驟并入制造工藝中。只需一次性調(diào)整迄今所用的沖頭形狀。該精整作業(yè)也可以在使用三維理想變形面時(shí)借助少量的附加機(jī)床使用來簡單進(jìn)行，以便將用于在頂尖之間加工的對中區(qū)的接觸面之間的長度誤差調(diào)整到預(yù)定的理想值。為此，該理想變形面在精整作業(yè)中最好如此變形或減小，S卩，用于在頂尖之間加工的對中區(qū)的接觸面之間的距離被減小到該預(yù)定的理想值。因此，借助簡單采用已知方法(如成形方法或切削加工方法)，附加的理想變形面的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了對中區(qū)接觸面的調(diào)整/精整。因?yàn)闉榇酥豁氄{(diào)整該理想變形面，所以，可保持相應(yīng)機(jī)床的較少使用，這又意味著耗時(shí)較短和資金成本較低。精整作業(yè)也可以自動(dòng)進(jìn)行，因?yàn)榫ぞ吣鼙活A(yù)先調(diào)節(jié)到預(yù)定的理想值。在精整作業(yè)中，該理想變形面最好通過移入一個(gè)基本對應(yīng)于不包括理想變形面的對中區(qū)的精整工具來變形。為了精整該工件，又使精整工具最好沿工件縱向移入該對中區(qū)。最好，在精整作業(yè)中在精整工具的已確定的最終位置上，用于在頂尖之間加工的工件對中區(qū)的接觸面之間的距離對應(yīng)于該預(yù)定的理想值。尤其優(yōu)選的是，沿工件縱向使兩個(gè)對應(yīng)于該對中區(qū)的精整工具移入該對中區(qū)并如此相對(即相向)運(yùn)動(dòng)，即，在精整作業(yè)中在已確定的最終位置上，這些精整工具之間的距離對應(yīng)于用于在頂尖之間加工的工件對中區(qū)的接觸面之間距離的理想值。通過上述方式，提供了一種簡單的機(jī)床和簡單的方法步驟，其在總是相同的機(jī)床調(diào)設(shè)狀況下，即在根據(jù)預(yù)定理想值的精整作業(yè)中在已確定的工具最終位置上，提供在小誤差范圍內(nèi)的始終不變的結(jié)果，而且這與工件總長范圍內(nèi)的與成形相關(guān)的長度波動(dòng)無關(guān)。特別優(yōu)選的是，形成工件幾何形狀的步驟具有至少一個(gè)冷成形步驟、溫成形步驟或熱成形步驟。精整步驟也尤其優(yōu)選具有至少一個(gè)冷成形步驟、溫成形步驟或熱成形步驟。但也可以想到，精整步驟包括切削加工方法例如鏜鉆，精整工具在此情況下是鉆頭，鉆頭磨損因?yàn)榇庸ば”砻娴膶χ袇^(qū)的整個(gè)面積與下列情況相比是明顯減輕的，在所述情況下，整個(gè)對中區(qū)(例如中心)是借助切削加工方法來加工的。因此，工件的成形和精整在幾個(gè)步驟中并在使用已知的方法和借助現(xiàn)有機(jī)床的情況下完成。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種由細(xì)長的坯件或中間產(chǎn)品制成的工件，其中，該工件在關(guān)于工件縱軸線的對置兩側(cè)分別具有一個(gè)用于在頂尖之間加工的對中區(qū)。至少其中一個(gè)所述對中區(qū)根據(jù)本發(fā)明具有至少一個(gè)理想變形面。通過在至少一個(gè)對中區(qū)內(nèi)設(shè)置理想變形面，提供了這樣的工件，其只在對中區(qū)內(nèi)具有易變形區(qū)域，以便與取決于成形工藝的工件長度波動(dòng)無關(guān)地以簡單節(jié)能的方式在小的誤差范圍內(nèi)產(chǎn)生用于在頂尖之間加工的對中區(qū)的接觸面之間距離。至少其中一個(gè)所述對中區(qū)可以是或者具有一個(gè)中心，該中心最好又具有圓錐形窩槽。這實(shí)現(xiàn)了已知的(頂尖)尖端被用于將工件在頂尖之間夾緊和加工。尤其優(yōu)選的是，圓錐形窩槽的周面包夾形成60°角￠0°圓錐)，這對應(yīng)于常用的(頂尖)尖端形狀。通過這種方式，可以提供對各種用戶都是統(tǒng)一的中心。至少其中一個(gè)所述對中區(qū)也可由工件的朝向相應(yīng)另一個(gè)對中區(qū)縮小的內(nèi)壁區(qū)或其一部分構(gòu)成，在這里，該內(nèi)壁區(qū)最好包夾形成60°角，就是說最好相應(yīng)地相對于/與工件縱軸線包夾形成30°。換句話說，這些對中區(qū)不局限于特定的幾何形狀設(shè)計(jì) ，只要它們允許本發(fā)明理想變形面的形成并容許在頂尖之間加工時(shí)的工件對中。理想變形面優(yōu)選具有至少一個(gè)三維隆起造型，其延伸進(jìn)入對中區(qū)或者說中心。此時(shí)，該三維隆起造型例如可具有至少三個(gè)沿對中區(qū)四周最好均勻分布的、凸形且最好呈點(diǎn)狀或長條狀的隆起造型，如半球形或圓錐形的隆起造型。作為替代或補(bǔ)充，該三維隆起造型可以具有至少一個(gè)沿對中區(qū)周長的至少一部分延伸的、基本呈環(huán)形或圈形的隆起造型。重要的是，該三維隆起造型具有與工件和對中區(qū)相比較小的安置面或接觸面、表面或者說輪廓。因此，最好實(shí)現(xiàn)了該理想變形面可略微變形(即在工件縱軸線方向上鐓鍛)，但沒有進(jìn)一步影響工件幾何形狀，或甚至沒有在整體上鐓鍛工件。另外，三維造型凸起的上述實(shí)施方式對精整工具和用于在頂尖之間加工的頂尖尖端，都形成了充分的接觸面。另外，該造型凸起也提供了工具在對中區(qū)內(nèi)的對中。通過這種方式做到了這些對中區(qū)相互對齊并且工件因此在頂尖之間加工時(shí)不呈圓錐形。


以下，將結(jié)合實(shí)施例并利用附圖的視圖來描述本發(fā)明的其它實(shí)施方式和優(yōu)點(diǎn)。圖1示出本發(fā)明工件在形成工件幾何形狀之后且在利用有限元法(FEM)的精整作業(yè)之前的局部圖，所述工件具有呈中心形式的對中區(qū)和理想變形面，圖2示出包括對中區(qū)和理想變形面的本發(fā)明工件在開始精整作業(yè)時(shí)的局部圖，圖3示出包括對中區(qū)和略微精整的理想變形面的本發(fā)明工件的局部圖，圖4示出包括對中區(qū)和顯著精整的理想變形面的本發(fā)明工件的局部圖，圖5示出用于按照本發(fā)明制造具有理想變形面的對中區(qū)的成形工具(沖頭)，和圖6示出用于按照本發(fā)明精整工件的精整工具。
具體實(shí)施例方式圖1-圖4分別示出本發(fā)明工件I的局部視圖。為了簡化附圖，只示出了工件I的剖開端面，該工件最好為圓形。工件I由細(xì)長的坯件或中間產(chǎn)品制造并且最好由金屬或金屬合金形成。工件I的橫截面形狀和尺寸設(shè)定以及關(guān)于其縱軸線L所看時(shí)其形狀尺寸的改變不受本發(fā)明限制。為了由坯件或中間產(chǎn)品形成或者說制造工件1，坯件或中間產(chǎn)品最好借助成形方法(Umformverfahren)來成形。尤其優(yōu)選的是，工件幾何形狀借助冷成形方法、溫成形方法或熱成形方法形成。為此，采用從現(xiàn)有技術(shù)中知道的帶沖頭的沖壓機(jī)。還將在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)一步描述制造本發(fā)明工件I的方法。為了能在頂尖之間加工該工件1，該工件在關(guān)于工件I縱軸線L的對置兩側(cè)具有對中區(qū)2，圖1的局剖視圖只示出其中一個(gè)對中區(qū)2，在圖2-圖4的局剖視圖中還示出另一個(gè)對中區(qū)2的一半。在本發(fā)明范圍內(nèi)，對置兩側(cè)不是僅指工件I的端側(cè)或端面(即端頭)，而是工件的所有沿縱向看基本相互平行取向的且相互遠(yuǎn)離的側(cè)面或側(cè)面區(qū)。就是說，除了垂直于縱軸線構(gòu)成的端面之外，術(shù)語“對置兩側(cè)或側(cè)面區(qū)”例如也包括工件窩槽的階梯狀內(nèi)部區(qū)域，這些階梯狀內(nèi)部區(qū)域具有基本垂直于縱軸線延伸的表面。就是說，最好是所有的相互遠(yuǎn)離的且基本位于垂直于縱軸線的平面內(nèi)的表面，它們?nèi)菰S在兩側(cè)接納(頂尖)尖端，以便在頂尖之間加工。因此，對中區(qū)2或者可以如圖1-圖4所示呈中心形式，因此最好具有圓錐形窩槽
3。在此情況下，圓錐形窩槽3的周面6 (也稱為對中基準(zhǔn)面)最好包夾形成60°角(但也可想到任何其它偶數(shù))，這一般對應(yīng)于車床的(頂尖)尖端的錐角，工件I在頂尖尖端之間被夾緊以便最終加工(在頂尖之間加工)。但也可以想到至少其中一個(gè)所述對中區(qū)2至少由工件I的朝向相應(yīng)另一個(gè)對中區(qū)2縮小的內(nèi)壁區(qū)或其一部分構(gòu)成，其中，該內(nèi)壁區(qū)在此情況下也最好包夾形成60°角(就是說最好分別相對于/與工件I縱軸線L形成30° )。但是，對中區(qū)2的構(gòu)型不受本發(fā)明的限制，只要對中區(qū)2在工件在例如車床的頂尖之間被夾緊時(shí)，使得工件I能夠符合期望地對中就行。這一般可通過工件內(nèi)壁的至少三個(gè)基本呈點(diǎn)狀和/或至少延伸超過工件I周邊一半的支承用(局部)區(qū)域來獲得。這些(局部)區(qū)域最好應(yīng)如此形成，它們至少假想組合成圓錐體，從而對中區(qū)2容許接納機(jī)床的(頂尖)尖端以便在頂尖之間加工。至少其中一個(gè)所述對中區(qū)2具有至少一個(gè)理想變形面4，以便能將尤其在用于在頂尖之間加工的對中區(qū)2接觸面之間的、已經(jīng)就工件I制造商而言是經(jīng)濟(jì)劃算的長度誤差調(diào)節(jié)到一個(gè)理想值，從而工件I能在用戶處被進(jìn)一步加工而無需附加加工或“長度波動(dòng)”補(bǔ)
\-ZX O理想變形面4應(yīng)如此形成，用于在頂尖之間加工的對中區(qū)2的接觸面之間距離能被簡單調(diào)節(jié)到預(yù)定的理想值，此時(shí)工件I無需在其整個(gè)長度上被鐓鍛。為此，理想變形面4最好具有至少一個(gè)三維隆起造型，該三維隆起造型延伸進(jìn)入該對中區(qū)或者說中心2。這例如可在圖1-圖4中清楚看到。如此形成理想變形面4或者說三維隆起造型，S卩，它提供了用于(頂尖)尖端的足夠大的接觸面，以便在頂尖之間加工，并且同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)工件I的對中。就此而言，本發(fā)明不局限于理想變形面4的特定設(shè)計(jì)，只要它考慮到上述規(guī)定條件即可。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該三維隆起造型具有至少三個(gè)造型凸起5，所述至少三個(gè)造型凸起5沿著對中區(qū)2四周分布，呈凸形且最好為點(diǎn)狀，如圖1-圖4所示。為獲得非常精確的對中，這三個(gè)或更多個(gè)凸形的隆起造型5沿著對中區(qū)2四周最好均勻地分布。術(shù)語“點(diǎn)狀”在本發(fā)明范圍內(nèi)不涉及微小區(qū)域，而是相反要理解為:該理想變形面4在就工件I或?qū)χ袇^(qū)2的整體尺寸而言較小的區(qū)域內(nèi)延伸，或者至少圍繞對中區(qū)2周面6上的“點(diǎn)”來形成并從該點(diǎn)延伸進(jìn)入該對中區(qū)或者說中心2，最好具有旋轉(zhuǎn)對稱形狀或鏡面對稱形狀。呈凸形且點(diǎn)狀的造型凸起5例如可具有基本呈半球形或圓錐形的造型凸起，如圖1-圖4所示。但也可以想到造型凸起5具有其他幾何形狀，例如具有多邊形或橢圓形的底面。造型凸起5也可以細(xì)長地構(gòu)成并且例如從對中區(qū)2的根部朝向其開口延伸。在一個(gè)替代實(shí)施方式中，該三維隆起造型作為上述實(shí)施方式的替代或補(bǔ)充具有至少一個(gè)沿著對中區(qū)2四周的至少一部分延伸(即，尤其在基本垂直于縱軸線L的平面內(nèi))的隆起造型(未示出)。該隆起造型最好可基本呈環(huán)形或圈形地構(gòu)成，并且例如在形成僅一個(gè)或兩個(gè)隆起造型時(shí)，最好總體延伸至少超出對中區(qū)2周長的一半。如果環(huán)形或圈形的隆起造型由兩個(gè)以上的局部區(qū)域構(gòu)成，則它們應(yīng)如此安置，即，它們允許(頂尖)尖端的支承和對中，就是說，尤其基本上均勻地沿對中區(qū)2四周形成在其周面6上。理想變形面4或者說三維隆起造型應(yīng)優(yōu)選與其幾何形狀構(gòu)型無關(guān)地只在工件I的縱向L上延伸較小尺度，以便以盡量低的施力和沖壓成本或者說使用盡量少的機(jī)床和工具來實(shí)現(xiàn)其隨后所述的沿縱向L的鐓鍛或縮減。以下要描述由細(xì)長的坯件或中間產(chǎn)品制造工件I的本發(fā)明方法。在第一步驟中形成工件幾何形狀。為此最好采用成形方法，其包括至少一個(gè)冷成形步驟、溫成形步驟或熱成形步驟。在現(xiàn)有技術(shù)中，借助成形方法對細(xì)長的坯件/中間產(chǎn)品進(jìn)行成形是早就已知的，因而在此不做進(jìn)一步描述。在形成工件I時(shí)或者說在細(xì)長的坯件或中間產(chǎn)品成形時(shí)，(同時(shí))在工件I的關(guān)于其縱軸線L的對置兩側(cè)(端側(cè))分別開設(shè)一個(gè)對中區(qū)2，用于隨后在頂尖之間加工工件
I。這些對中區(qū)2此時(shí)可具有不同的幾何形狀構(gòu)型和設(shè)定尺寸，但其共同點(diǎn)是它們在工件I的縱向L上看朝向相應(yīng)另一個(gè)對中區(qū)2縮小。最好分別如此形成這些對中區(qū)2，其周面6包夾形成60°角,例如呈圓錐體形狀,如圖1至圖4所示。在本發(fā)明方法的第一步驟中，即在由坯件或者說中間產(chǎn)品形成工件幾何形狀時(shí)，多個(gè)對中區(qū)2被如此開設(shè)在工件I中，即，至少其中一個(gè)對中區(qū)2隨后具有理想變形面4。優(yōu)選如此形成該理想變形面4，即，其作為三維隆起造型5延伸進(jìn)入對中區(qū)或者說中心2。根據(jù)第一實(shí)施方式，三維隆起造型5最好具有至少三個(gè)沿中心2四周最好均勻分布的、凸形的且最好呈點(diǎn)狀或長條狀的隆起造型5，例如呈半球形或圓錐形。作為替代或補(bǔ)充，該三維隆起造型也可以具有至少一個(gè)沿對中區(qū)2四周的至少一部分延伸的、最好基本呈環(huán)形或圈形的隆起造型。圖5舉例示出呈沖頭形式的成形工具10，該沖頭可被安裝在沖壓機(jī)中用于制造在本發(fā)明工件I中的具有理想變形面4的對中區(qū)2。工具10具有從最好平坦的端面11突出的中心造型區(qū)12，其最好呈圓錐體尤其是60°圓錐體的形式。但也可以想到，工具10的中心造型區(qū)12具有其它幾何形狀構(gòu)型以在工件I內(nèi)形成對中區(qū)2，只要所述對中區(qū)2允許工件10在機(jī)床中被夾緊和對中以便在頂尖之間加工。對中區(qū)2應(yīng)該優(yōu)選呈圓錐體的形式，或者對中區(qū)2的多個(gè)局部區(qū)域可以至少假想組合形成圓錐體，從而對中區(qū)2容許容納機(jī)床的(頂尖)尖端以便在頂尖之間加工。中心造型區(qū)12的周面14基本對應(yīng)于對中區(qū)2的周面6。另外，在圖5的最好呈圓錐形的中心造型區(qū)12中，或者在工具10的用于形成對中區(qū)2的至少一個(gè)(局部)區(qū)域或至少一部分(局部)區(qū)域中，在其周面14內(nèi)設(shè)有多個(gè)窩槽
13。窩槽13數(shù)量對應(yīng)于要形成的理想變形面4的數(shù)量。這些窩槽13的形狀還對應(yīng)于要形成的理想變形面4的“負(fù)”形。在形成該工件幾何形狀(即最好在坯件或中間產(chǎn)品成形)時(shí)，借助呈圓錐形式的中心造型區(qū)12或相似的工具面，在工件I中開設(shè)這些對中區(qū)2，在這里，通過窩槽13的幾何形狀構(gòu)型，在工件I內(nèi)形成延伸進(jìn)入對中區(qū)或者說中心2的三維隆起造型5。在第一方法步驟中形成工件幾何形狀之后，在工件I中由工藝決定地相對于預(yù)定理想值出現(xiàn)±2mm誤差范圍內(nèi)的長度差。用于在頂尖之間加工的工件I對中區(qū)2的對置的接觸面之間的距離的長度誤差此時(shí)尚在±0.6mm至±0.8mm范圍內(nèi)。為減小此誤差范圍且最好減小到±0.25mm且尤其最好是±0.1mm或更小的精度，在本發(fā)明方法的第二步驟中精整該工件I。通過精整作業(yè)如此調(diào)整理想變形面4，用于在頂尖之間加工的對中區(qū)2的接觸面之間的距離被調(diào)節(jié)到預(yù)定的理想值。為此，最好如此變形或減小理想變形面4，即，用于在頂尖之間加工的對中區(qū)2的接觸面之間的距離被減小到該預(yù)定的理想值。這或是可通過再一次的成形過程來做到，在這里只使理想變形面4變形。此成形過程又可包括至少一個(gè)冷成形步驟、溫成形步驟或熱成形步驟。但也可以想到理想變形面4通過其它方式被調(diào)整到預(yù)定理想值，例如借助切削加工方法如鏜鉆，在這里，只須從理想變形面4除去材料。因此，為了精整整個(gè)工件1，只須調(diào)整較小的理想變形面4，結(jié)果得到了方法的明顯簡化，并且只需使用小型的且早就已知的機(jī)床。為了在精整作業(yè)中通過成形或通過切削加工方法調(diào)整該理想變形面4，可以使基本對應(yīng)于不包括理想變形面4的對中區(qū)2的成形工具或者說精整工具20移入工件I的對中區(qū)2。在本發(fā)明范圍內(nèi)，“基本對應(yīng)于不包括理想變形面4的對中區(qū)2”應(yīng)該是指，精整工具20 (周面23)的在中心精整區(qū)22內(nèi)的幾何形狀對應(yīng)于不帶理想變形面4的對中區(qū)2 (周面6)的“負(fù)”形，即最好是圓錐體，尤其最好是60°圓錐體(見圖6)。在圖6中舉例示出了精整工具20。它類似于用于形成工件幾何形狀或?qū)χ袇^(qū)2的成形工具10，具有從最好平坦的端面21延伸出的中心精整區(qū)22。該中心精整區(qū)如上所述最好呈圓錐體形(例如60°圓錐體)。顯然，與成形工具10相似，也可以想到其它的凸起構(gòu)型，只要其基本形狀對應(yīng)于不包括窩槽13的成形工具10的基本形狀。因?yàn)橛糜诰鳂I(yè)的工具20基本上具有不包括用于理想變形面4的窩槽13的成形工具10的形狀，因此，可以因?yàn)榫ぞ?0缺少窩槽13而使理想變形面4在精整工具20且尤其是中心精整區(qū)22移入對中區(qū)2時(shí)變形，進(jìn)而被調(diào)整。為此，精整工具20最好沿工件I的縱向L移入對中區(qū)2，以便因此簡單地將接觸面之間的在縱向L上的距離調(diào)節(jié)到預(yù)定理想值。要注意的是，中心精整區(qū)22也可以由作為精整工具的鉆頭的尖來形成，其通過移入該對中區(qū)2而沿工件I縱向L看減小了理想變形面4。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，在精整作業(yè)中在精整工具20的已確定的最終位置上，用于在頂尖之間加工的、工件I對中區(qū)2的接觸面之間的距離對應(yīng)于該預(yù)定理想值。換句話說，本發(fā)明的實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)了:精整工具20與在形成工件幾何形狀時(shí)由制造決定的大誤差范圍無關(guān)地對任何工件I都移動(dòng)至同一最終位置。該最終位置如此設(shè)計(jì)，即，其對應(yīng)于在工件I側(cè)的預(yù)定理想值。因此，理想變形面4將根據(jù)制造公差情況只按照獲得用于在頂尖之間加工的對中區(qū)2接觸面之間距離的理想值所必需的程度來變形或減小，不用單獨(dú)確定所述距離的實(shí)際值且不用調(diào)整已確定的最終位置。因此，精整作業(yè)也能全自動(dòng)進(jìn)行，獲得總是同樣好的結(jié)果。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，使最好兩個(gè)對應(yīng)于該對中區(qū)2的精整工具20在工件I的縱向L上移入工件I的對置的對中區(qū)2并且如此相對(即相向)運(yùn)動(dòng)，即，在精整作業(yè)中在已確定的最終位置上，精整工具20的距離對應(yīng)于用于在頂尖之間加工的工件I對中區(qū)2的接觸面之間距離的理想值。因此，與是否只有一個(gè)或兩個(gè)對中區(qū)2具有理想變形面4無關(guān)，提供一種簡單的方法，借此可以關(guān)于工件統(tǒng)一獲得總是相同的精整結(jié)果。因?yàn)榫ぞ?0只使理想變形面4變形，所以可靠避免了整個(gè)工件I的鐓鍛，同時(shí)將對中區(qū)2的接觸面之間距離調(diào)節(jié)到預(yù)定理想值。在本發(fā)明范圍內(nèi)，接觸面應(yīng)被理解為并描述了對中區(qū)2的這樣的表面，即，在頂尖之間加工時(shí)(頂尖)尖端在對中區(qū)2內(nèi)作用于所述表面并夾緊工件I。如果理想變形面4設(shè)置在對中區(qū)2內(nèi)，則該接觸面由朝向?qū)χ袇^(qū)2的表面7(即由遠(yuǎn)離對中區(qū)2周面6的表面7)形成，該表面一般在精整作業(yè)中被變形/縮小并且對中區(qū)輪廓或者說中心輪廓被調(diào)整。對于沒有理想變形面4的對中區(qū)2，該接觸面一般由對中區(qū)2的周面6或者說對中基準(zhǔn)面形成。圖1示出了在形成工件幾何形狀后且在精整作業(yè)前的工件I的對中區(qū)2的局部。在圖1中清楚看到處于尚未精整狀態(tài)的、凸形且呈點(diǎn)狀或略微長條狀的三維隆起造型5作為理想變形面4。如果人們假想補(bǔ)足所剖視的工件I在截面圖中缺失的周向區(qū)段，則工件I的所示實(shí)施方式具有三個(gè)理想變形面4。圖2示出了在精整作業(yè)開始時(shí)的圖1的對中區(qū)2 (以及因?yàn)椴煌室暺矫娑€有另一個(gè)對中區(qū)2的一半)。人們將看到理想變形面4已略微變形/縮小，就是說，通過將精整工具(未示出)移入對中區(qū)或者說中心2，已經(jīng)使得伸入對中區(qū)2的理想變形面4的尖頭匹配于對中區(qū)2的輪廓。圖3示出了具有略微精整后的理想變形面4的工件I。這樣的工件I可對應(yīng)于短小的工件1，即這樣的工件1，它在形成工件幾何形狀時(shí)由工藝、材料或工具決定地具有在誤差范圍內(nèi)的短小長度。為補(bǔ)償工件I的顯著鐓鍛，理想變形面4僅被略微精整，從而在對中區(qū)2周面6之間的較短距離通過理想變形面4來補(bǔ)償，該理想變形面在工件I縱向上從該周面6向外延伸并且作為用于在頂尖之間加工的接觸面。因?yàn)榫ぞ?0移入已確定的最終位置，所以理想變形面4因?yàn)楣ぜ蘒的整體短小長度而只自動(dòng)地被輕微調(diào)整，因此被精確調(diào)整到理想值。其理由在于，在已確定的最終位置上精整工具20的距離總是不變的，從而可靠避免了理想變形面4的變形/縮小超過理想值。圖4示出了理想變形面4經(jīng)過顯著精整的工件I。這樣的工件I可對應(yīng)于長的工件1，即這樣的工件I，其在形成工件幾何形狀時(shí)由工藝、材料或工具決定地具有在誤差范圍內(nèi)的大的長度。為了補(bǔ)償沿工件I縱向L看較小的工件I變形，該理想變形面被強(qiáng)烈地或者說與圖3相比更顯著地精整。通過這種方式，“分隔較遠(yuǎn)的對中區(qū)2周面6”相對于“用于在頂尖之間加工的對中區(qū)2的接觸面之間距離的預(yù)定理想值”的小差異是通過理想變形面4來補(bǔ)償?shù)?，該理想變形?補(bǔ)償了該差異且僅在工件I的縱向L上以小尺度從周面6起延伸。就是說，理想值的獲得通過精整工具20的已確定的最終位置來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，而與是否存在關(guān)于形成工件幾何形狀的誤差范圍內(nèi)的短或長的工件I無關(guān)。為了能在任何情況下在預(yù)定誤差范圍內(nèi)調(diào)節(jié)工件I且尤其是對中區(qū)2的接觸面的距離，理想變形面4最好應(yīng)如此形成，其也能在此誤差范圍內(nèi)補(bǔ)償工件I的長度波動(dòng)和對中區(qū)2的接觸面之間距離的長度波動(dòng)。就是說，須如此確定理想變形面4的尺寸，即，其伸入對中區(qū)或者說中心2的程度允許其在精整作業(yè)中在任何情況下遇到變形/減小。因而如果在精整作業(yè)中理想變形面4根本沒有變形或者還招致整個(gè)工件I在對中基準(zhǔn)面6 (例如周面)上鐓鍛地變形，則因而可直接確定該工件I是廢品。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，只要它被所附權(quán)利要求主題所涵蓋。因此，本發(fā)明例如不局限于對中區(qū)或者說中心2或理想變形面4的某種幾何形狀設(shè)計(jì)或尺寸設(shè)定。形成工件幾何形狀的方法也不限于成形方法。該理想變形面4的精整方法4也不受本發(fā)明限制，只要其允許最好沿工件I的縱向L調(diào)整該理想變形面。
權(quán)利要求
1.一種由細(xì)長的坯件或中間產(chǎn)品制造工件(I)的方法，所述方法包括以下步驟: 例如通過對坯件或中間產(chǎn)品進(jìn)行成形來形成工件幾何形狀，其中，在該工件(I)的關(guān)于其縱軸線(L)的對置兩側(cè)分別開設(shè)一個(gè)用于隨后在頂尖之間加工該工件(I)的對中區(qū)(2)，并且至少其中一個(gè)所述對中區(qū)(2)具有理想變形面(4)，和 精整該工件(1)，其中，如此調(diào)整該理想變形面(4)，S卩，用于在頂尖之間加工的所述對中區(qū)(2)的接觸面(7)之間的距離被調(diào)節(jié)到預(yù)定的理想值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 至少其中一個(gè)所述對中區(qū)(2)是一個(gè)中心，該中心最好具有圓錐形窩槽(3)，該圓錐形窩槽(3)的周面(6)最好包夾形成60°角；或者 至少其中一個(gè)所述對中區(qū)(2)是由該工件(I)的朝向相應(yīng)另一個(gè)對中區(qū)(2)縮小的內(nèi)壁區(qū)構(gòu)成的，或者是由所述內(nèi)壁區(qū)的一部分構(gòu)成的，所述內(nèi)壁區(qū)最好包夾形成60°度角，即，最好相應(yīng)地相對于該工件(I)的縱軸線(L)/與該工件(I)的縱軸線(L)形成30°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，該理想變形面(4)如此形成，即，該理想變形面以三維隆起造型(5)的形式延伸進(jìn)入該對中區(qū)或者說該中心(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述三維隆起造型具有至少三個(gè)隆起造型(5)，這些隆起造型(5)最好均勻地沿著該對中區(qū)(2)的四周布置，這些隆起造型呈凸形且最好呈點(diǎn)狀或長條狀，例如像半球形或者圓錐形的隆起造型。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4 所述的方法，其中，所述三維隆起造型具有至少一個(gè)沿著該對中區(qū)(2)的周長的至少一部分延伸的、最好基本呈環(huán)形或圈形的隆起造型。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，該理想變形面(4)在精整作業(yè)中被如此成形或縮小，以使所述用于在頂尖之間加工的對中區(qū)(2)的接觸面(7)之間的距離被縮小到預(yù)定的理想值。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，該理想變形面(4)在精整作業(yè)中通過移入精整工具(20)來變形，所述精整工具基本上對應(yīng)于不包括該理想變形面(4)的對中區(qū)⑵。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，為了精整該工件(I)，使該精整工具(20)沿該工件⑴的縱向(L)移入該對中區(qū)(2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，在精整作業(yè)中，在該精整工具(20)的已確定的最終位置上，所述工件(I)的用于在頂尖之間加工的對中區(qū)(2)的接觸面(7)之間的距離對應(yīng)于預(yù)定的理想值。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的方法，其中，沿該工件(I)的縱向(L)使兩個(gè)對應(yīng)于該對中區(qū)(2)的精整工具(20)被移入該對中區(qū)(2)并且如此相對運(yùn)動(dòng)，即，所述精整工具(20)之間的距離在精整作業(yè)中在已確定的最終位置上對應(yīng)于所述工件(I)的用于在頂尖之間加工的對中區(qū)⑵的接觸面(7)之間的距離的理想值。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，通過該精整作業(yè)，用于在頂尖之間加工的所述對中區(qū)⑵的接觸面⑵之間的長度公差被減小到±0.25mm，最好減小到±0.1mm。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，形成工件幾何形狀的步驟具有至少一個(gè)冷成形步驟、溫成形步驟或者熱成形步驟。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，精整步驟具有至少一個(gè)冷成形步驟、溫成形步驟或者熱成形步驟。
14.一種由細(xì)長的坯件或中間產(chǎn)品制成的工件(I)，其中，該工件(I)在關(guān)于該工件(I)的縱軸線(L)的對置兩側(cè)分別具有一個(gè)用于在頂尖之間加工的對中區(qū)(2)，所述工件的特征在于，至少其中一個(gè)所述對中區(qū)(2)具有至少一個(gè)理想變形面(4)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的工件(1)，其中， 至少其中一個(gè)所述對中區(qū)(2)是一個(gè)中心，該中心最好具有圓錐形窩槽(3)，其中，該圓錐形窩槽(3)的周面(6)最好包夾形成60°角；或者 至少其中一個(gè)所述對中區(qū)⑵是由該工件⑴的朝向相應(yīng)另一個(gè)對中區(qū)⑵縮小的內(nèi)壁區(qū)構(gòu)成的，或者是由所述內(nèi)壁區(qū)的一部分構(gòu)成的，所述內(nèi)壁區(qū)最好包夾形成60°角，SP，最好相應(yīng)地相對于該 工件(I)的縱軸線(L)/與該工件(I)的縱軸線(L)形成30°。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的工件，其中，該理想變形面(4)具有延伸至該對中區(qū)或者說中心(2)的至少一個(gè)三維隆起造型(5)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的工件，其中，所述三維隆起造型具有至少三個(gè)隆起造型(5)，這些隆起造型(5)最好均勻地沿著該對中區(qū)(2)的四周布置，這些隆起造型呈凸形且最好呈點(diǎn)狀或長條狀，例如像半球形或者圓錐形的隆起造型。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的工件，其中，所述三維隆起造型具有至少一個(gè)沿著該對中區(qū)(2)的周長的至少一部分延伸的、最好基本呈環(huán)形或圈形的隆起造型。
全文摘要
本發(fā)明涉及由細(xì)長坯件或中間產(chǎn)品制造的工件(1)及其制造方法。在第一方法步驟中形成工件幾何形狀，例如通過坯件或中間產(chǎn)品的成形，其中在工件(1)的關(guān)于其縱軸線(L)的對置兩側(cè)分別安置一個(gè)對中區(qū)(2)用于隨后在頂尖之間加工工件(1)，并且至少其中一個(gè)所述對中區(qū)(2)具有理想變形面(4)。在第二方法步驟中精整該工件(1)，其中如此調(diào)整該理想變形面(4)，即，用于在頂尖之間加工的對中區(qū)(2)的接觸面之間的距離被調(diào)節(jié)至預(yù)定的理想值。本發(fā)明還包括具有多個(gè)對中區(qū)(2)的相應(yīng)工件(1)，至少其中一個(gè)對中區(qū)具有至少一個(gè)理想變形面(4)。
文檔編號(hào)B23B49/04GK103203425SQ20131000909
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者M·舒藤洛爾 申請人:德西福格成型技術(shù)有限公司