[发明专利]螺旋花键成形

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年7月5日提交的美国临时专利申请序列No.61/668,271的优先权。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及具有内部螺旋花键的零件的成形。更具体地，本公开涉及从心轴移除形成在心轴上并具有至少一个内部螺旋花键的零件。

背景技术

旋压成形的使用有悠久的历史和成熟的知识，用于制造零件的相关加工包括气缸和具有通常沿着气缸的长度并垂直于心轴的基部形成的内部花键的成形缸。这些年来，形成各种包括壳体的这样的物体的成形和加工已经得到了发展和改进。

通常，旋压成形与许多其他金属成形方法相比提供了更高的精度、经济性和灵活性。旋压成形工艺通常涉及可配合在心轴上的被称为“预制件”或“胚料”的圆筒形工件。在旋压成形中，心轴为下述工具：预制件可在该工具上被挤压出以产生该工具的外部形状的内部镜像形状。在机床中，预制件和心轴均被固定并使预制件和心轴在成形工具向预制件的外径施加压缩力时旋转。通常，成形工具可包括三个等间隔的、液压驱动的、CNC控制的辊子或成形器。辊子或成形器相继地应用于预制件以实现辊子每次经过预制件期间壁的预先计算量的减少从而朝向心轴形成材料。预制件的材料被压缩超过其屈服强度，并且塑性变形到心轴上。工件的所需几何形状在预制件的外径和壁被减小并使可用材料体积在心轴上纵向旋压时被实现。

已加工工件(即，成品件)在尺寸上表现精确并且在成品件的内部上表现出一致的几何形状。随后的操作可以提供如所期望的成品件的各种尺寸。由于壳体的内部上的花键保持了在离合器壳体中轴向行进以操作离合器的离合器组件，因此现有的旋压成形加工对设计成在离合器壳体应用中起作用的成品件起很大作用。由于顶出(ejection)轴线与心轴和心轴适配器的行进方向是一致的，因此诸如具有直花键的离合器壳体之类的设计允许成品件相对容易地从心轴移除。通常，已知使用剥料板从心轴顶出包括轴向对准的直花键的成品件。成品件通过使心轴朝向接合成品件的端部的剥料板移动而被顶出，同时心轴被继续从成品件撤出。然而，已经发现这种方法和设计在心轴被设计成在预制件上形成诸如螺旋花键之类的轴向偏移花键时是非常不适用的。在这些设计中，已经尝试使用相同的剥料板并且然后例如通过在剥离过程期间旋转主轴来使心轴旋转以顶出包括螺旋花键的成品件。移除包括螺旋花键的成品件的这种尝试还没有成功。

在一个失败的尝试中，通过考虑成品件的螺旋花键的尺寸精度与传统的成品件顶出技术(或者系统)以及利用中央顶出器逆着主轴旋转的方向的旋转的成品件顶出相结合，零件顶出被认为是可能的。

用于制造具有螺旋花键的成品件的替代方案确实存在。这种替代方案包括使用传统的拉削方式和滚齿方法的工艺，该工艺是多步骤、昂贵且耗时的工艺。拉削技术和滚齿技术通常需要两部分的预制件，这两部分的预制件首先被成形并机加工，并且然后例如通过焊接而将这两部分结合在一起或一体地结合到成品件中。当前的内齿圈对比所提出的内齿圈。通常已知一个这样的零件，在该零件中，使用两件式构造生产成品件。螺旋环由螺旋拉刀在这两个件中的每一件中进行拉削，并且然后这两个件通过激光焊机焊接成预加工件。这些通常已知的技术在相当长的时间期间被用来在零件中形成花键，并且代替这些技术的旋压成形用于具有直的、轴向对准的花键的零件。但目前使用的用于具有螺旋花键的成品件的这些通常已知的技术或系统显著地增加了最终成本和总成本，并且增加了在制造这样的成品件时的低效率。因此，长期以来需要一种减少成本和与拉削工艺和滚齿工艺相关联的低效的技术或系统(装置和方法)，以及需要在成本和效率更接近使用旋压成形技术的成本和效率的情况下形成具有螺旋花键的成品件。

此外，尽管有许多不同的尝试，但是旋压成形工艺不能保护成品件的完整性，并且特别地，不能保护螺旋花键的尺寸完整性。传统的拉削技术和滚齿技术依然在被使用，但是它们是昂贵且低效的。因此，仍然长期迫切需要一种解决方案来提供一种用于将具有螺旋花键的成品件从心轴脱离并同时保持成品件在各个方面的完整性的装置和方法。

发明内容

本发明涉及一种用于包括螺旋花键的旋压成形的成品件的新的系统技术和装置(工具和方法)，该成品件可在保持成品件的完整性的同时自动地从工具剥离。该技术的基本概念概述了用于形成具有花键的成品件的旋压成形方法，其中，等间隔的凹槽围绕中央轴线形成大致螺旋形形状，该螺旋形形状通常由成品件的轴的中央轴线限定。