(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイと送りデバイスとを有し、該手段によりワークピースとダイとの間に相対運動が実現されるワークピースの成形装置であって、
前記送りデバイスと共動する周波数発生デバイスを更に有し、
該送りデバイスによって発生されるワークピースとダイとの間の相対運動が調節され、
該ワークピースとダイの少なくとも一方が、送り方向（Ｐ）に第１のストローク長さ分だけ前進されれば、次いで該送り方向（Ｐ）と逆方向のストロークにおいて、第２のストローク長さ分だけ送り方向（Ｐ）と反対の方向へ動かされ、また、
前記周波数発生デバイスが前記送りデバイスを調節することにより、前進方向ストロークと逆方向ストロークからなる少なくとも２つの連続する成形工程での前進方向ストロークと逆方向ストロークのストローク移動長さが異なっていると共に、
前記ダイがワークピースの成形中に通過する所定の成形長さ内で行われる前記成形工程が、該成形工程と異なる成形工程とのストローク移動長さにおいて、非連続的カオス分布を示す、
ことを特徴とするワークピースの成形装置。
【請求項２】
前記周波数発生デバイスがファジー論理により作動することを特徴とする請求項１に記載のワークピースの成形装置。
【請求項３】
前記周波数発生デバイスが前記送りデバイスを調節することにより、前記ワークピースの軸方向にダイによって通過する成形通路が、ワークピースの加工中、前記２つの異なる成形工程の前進方向ストローク及び／又は逆方向ストロークの異なるストローク移動により、少なくとも２つの成形区域に再分割されることを特徴とする請求項１〜２のいずれか一項に記載のワークピースの成形装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の成形装置を用いるワークピースの成形方法であって、
送りデバイスによって発生されるワークピースとダイとの間の相対運動が調節され、該ワークピースとダイの少なくとも一方が、送り方向（Ｐ）に第１のストローク長さ分だけ前進されれば、次いで該送り方向（Ｐ）と逆方向のストロークにおいて、第２のストローク長さ分だけ送り方向（Ｐ）と反対の方向へ動かされ、また、
周波数発生デバイスが前記送りデバイスを調節することにより、前進方向ストロークと逆方向ストロークからなる少なくとも２つの連続成形工程での前進方向ストロークと逆方向ストロークのストローク移動長さを異なるようにすると共に、
前記周波数発生デバイスが、ストローク移動長さにおいて、一連の非連続的カオス分布を示す成形工程を発生せしめる、
ことを特徴とするワークピースの成形方法。
【請求項５】
前記周波数発生デバイスがファジー論理により作動することを特徴とする請求項４に記載のワークピースの成形方法。
【請求項６】
前記周波数発生デバイスが前記送りデバイスを調節することにより、前記ワークピースの軸方向にダイによって通過する成形通路が、ワークピースの加工中、前記２つの異なる成形工程の前進方向ストローク及び／又は逆方向ストロークの異なるストローク移動により、少なくとも２つの成形区域に再分割されることを特徴とする請求項４〜５のいずれか一項に記載のワークピースの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークピースの成形、特に冷間成形、さらには冷間押出しによるワークピースの成形装置および成形方法に関する。本発明の成形装置は、ダイと送りデバイスとを有し、該手段によりワークピースとダイとの間に相対運動が実現される、ワークピースの成形装置であって、該装置は、送りデバイスと共動する周波数発生デバイスを有し、該送りデバイスによって発生されるワークピースとダイとの間の相対運動が調節され、前記ワークピースとダイの少なくとも一方が、送り方向に第１のストローク長さ分だけ前進されれば、ついで前記送り方向と逆方向のストロークにおいて、第２のストローク長さ分だけ、送り方向と反対の方向へ動かされるようになっている。また、本発明の成形方法は、送りデバイスによって発生されるワークピースとダイとの間の相対運動が調節され、ワークピースとダイの少なくとも一方が、送り方向に第１のストローク長さ分だけ前進されれば、ついで前記送り方向と逆方向のストロークにおいて、第２のストローク長さ分だけ、送り方向と反対の方向へ動かされるようになっている。
【０００２】
この種類の装置および方法はＥＰ１００３６１６Ｂ１から出願人に知られている。この種類の装置および方法は、例えば、シャフトあるいは同様な部品の歯を成形するために使用される。固形のシャフトの場合において、既知の装置および既知の方法は外側の歯切りをすることができ、一方管状のシャフトの場合において外側および内側の両方の歯切りが成形される。前述の印刷された出版物に記載された装置および相当する方法は、周波数調整供給が、従来の軸方向成形あるいは押し出し操作と比較して、加圧力を約５０％まで減らせる利点を提供する。
【０００３】
しかしながら、既知の装置および既知の方法には、製造される構造（歯切り）の開始において、成形される先端の円形および／または直径が、送り方向において最初のエリアに依存するワークピースのエリアよりも常に少し小さく成形されてしまうという基本的な問題が残っている。これは成形される材料の流れの性質のためであり、そして大変狭い許容寸法の部品に対して特に不利である。シャフトのような部品上あるいは中に構造を製造するにおいて遭遇するさらなる問題は、構造の終わる範囲の成形操作の後、特に構造がアンダーカットで終わるとき、ボウウエブ（ｂｏｗ  ｗａｖｅ）として知られるものである。
【０００４】
最初に記述した装置および方法は通常ダイが不満足なサービス寿命をもつ不利とさらに関連している。これは既知の装置および既知の方法の全成形操作の間、均一の前進ストロークおよび逆ストロークが、前進および逆方向のストローク移動が常に同じ長さをもつことを意味している各成形段階において通過される事実による。結果としてそれが加工されるワークピースと相互作用するダイの同じ範囲で常にある。
【０００５】
今、成形結果の改善そして／あるいはダイのサービス寿命の改善が達成されるように最初に記述した種類の装置および方法の改善が本発明の目的である。
【０００６】
この目的は周波数発生デバイスが、前進ストロークおよび逆ストロークからなる装置の少なくとも２つの連続する成形工程の前進ストロークおよび／あるいは逆ストロークのストローク移動長さが異なっているように、送りデバイスを調整する事実により本発明に従って達成される。
【０００７】
本発明に従う方法は送りデバイスが、前進ストロークおよび逆ストロークからなる少なくとも２つの連続する成形工程の前進ストロークおよび／あるいは逆ストロークのストローク移動長さが異なっているように、周波数発生デバイスによって調節されることを提供する。
【０００８】
他方、本発明によって提供さる手段は、ダイのサービス寿命が改善される効果をもっている：連続する個々の成形工程の異なるストローク移動のため、ダイの成形区域に働く力の衝撃は従来の成形工程と比較して、各成形工程において異なる。これはツール（手段）のそれぞれの区域が連続的に負荷されていない−既知の装置および方法においてのように−しかし個々の負荷（研磨負荷のように推進力、引張力および曲げ負荷）がダイの異なる範囲に優位に配分されている結果をもっている。このことがサービス寿命の改善をもたらすことになる。他方、本発明によって提案される手段は、成形工程を高い加工品質が達成されるように特殊な状況に従って特殊な加工要求に適切に適用される。
【０００９】
本発明の一つの優位なさらなる展開は、ダイがワークピースの成形において通過する決まった成形長さ内でダイによって通過された成形工程が異なる成形工程のストローク移動の非連続的カオス分布を示すことを提供する。この手段は、以前の成形工程と比較して、ダイの成形区域で力の働が各成形工程で少し異なり、ダイに働く異なる荷重が、常に同じ成形区域に一定に負荷をかける代わりに、ワークピースの加工がカオス的にまた分布するとき、荷重がダイの異なる成形区域に働くために、ダイのサービス寿命を明らかに増加する利点を提供する。
【００１０】
本発明の他の利点のさらなる展開は、ワークピースの加工が異なる成形工程の前進ストロークおよび／あるいは逆ストロークの異なるストローク移動で少なくとも２つの成形区域に再分割されるとき、周波数発生デバイスがワークピースの軸方向にダイによって通過される成形通路のように、送りデバイスを調整することを提供する。この手段は、最良の可能な加工結果が与えられた成形区域において達成されるように、成形工程の与えられた連続順のストローク移動が決定されることを意味する与えられた成形区域で遭遇する特別な成形条件に適応される個々の成形工程を有利にする。
【００１１】
本発明のさらなる展開は特許請求項の対象事項である。
【００１２】
本発明のさらなる詳細は次の図面を参照して以下に記述する実施態様から明らである：
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】装置の第１の実施態様である。
【図２】装置の第２の実施態様である。
【００１４】
図１に図示される成形のための、特に冷間成形のための、ここでは特に冷間押出しのための装置１、ワークピース２の第１の実施態様は成形金型として図示された場合に設計されるダイ３からなる。ダイは送りデバイス５によってワークピース２に関して置換されることができる。送りデバイスはダイ３および絞め金具７によって絞め付けられたワークピース２の間に関する動作に影響する。ダイ３が示された場合において静置下状態で締め付けられているワークピース２に対して送り方向Ｐで置換されるとき、ワークピース２はこのように既知の方法で成形されるためダイ３を侵入させる。
【００１５】
装置１の配置は、ダイ３が送り方向Ｐでストロークのような動作を引き起こすように送りデバイス５に働く周波数発生デバイス１０によって、送り方向Ｐの動作が調整されるようになっていて、その動作はダイ３が第１のストローク移動上で前進方向に動作することによる最初の前進ストロークからなり、その後ダイ３が引き続く逆ストロークにより第２のストローク移動上に送りデバイス５によって引き戻される。ダイ３は、上述したと同様に従う次の成形工程の他の第１のストローク移動によって以前の成形工程の前進ストロークの最終点を越して、それから再び前進動作される。この種類のワークピース２に対するダイ３の叩きつける衝撃は、次の成形工程によって加工されるワークピース２の範囲に当たる前に、力が連続的に適用されたならば到達されるよりも高い熱力学的エネルギーをもつ有利な効果をもつ。この種類の装置はさらにここに詳細を記述する必要はないように出願人にＥＰ１００３６１６Ｂ１から知られている。
【００１６】
装置１のさらなる構造上の配置およびその操作に関して、参照が前述の欧州特許明細に対してなされそしてその開示が参照としてここに組み入れられる。
【００１７】
ここに記述される装置１は個々の成形工程の前進ストロークおよび／あるいは逆ストロークのストローク移動が１つ１つ異なることを提供する。これは、異なる成形工程の前進ストロークおよび逆ストロークの全てが歯を切るストローク移動である上述されたＥＰ１００３６１６Ｂ１から知られる装置および相当する方法と比較される必然的な相違がある。このような前記の方法はダイ３の製造品質および／あるいはサービス寿命に関して本質的な利点となる。
【００１８】
好ましい第１の実施態様に従って、異なる成形工程の前進ストロークおよび／あるいは逆ストロークのストローク移動は非連続的カオス分布を示す。この場合において、周波数発生デバイス１０が個々の成形工程のそれぞれの前進ストロークおよびあるいは逆ストロークの決定のためにファジー論理１１として知られていることからなることが望ましい。
【００１９】
この前記の方法は、ダイ３の成形区域に対する力の衝撃が、以前の成形工程と比較して、各成形工程でいくらか異なるという事実によりダイ３のサービス寿命の明らかな改善に導く利点を提供する：ワークピース２の成形でダイ３に働く荷重（特に、研磨荷重と同様に推進力、引っ張り力および曲げ力）は、ダイ３に働く荷重の分布がカオス的であるように異なる成形工程の個々の前進ストロークおよび／あるいは逆ストロークのストローク移動の非連続的カオス分布により、同様のカオス分布を示す。
【００２０】
従って、周波数発生デバイス１０のファジー論理１１は、歯切りストローク移動がワークピース２の一つの軸形成長さで本質的に遭遇しないように異なる成形工程の前進ストロークおよび／あるいは逆ストロークをプログラムすべきである。この前述の方法の利点はそれが分布されるダイ３に働く荷重を与える事実にある。
【００２１】
上述の方法はまたダイ３からワークピース２の除去に使用するに適している。この目的に従う手順は技術者にとって、もし彼が上記説明の意味においてダイ３の逆方向を“前進方向”として単にみなしているならば、明らかとなる。
【００２２】
装置１の操作原理の第２の望ましいさらなる開発に従って、送りデバイス５の周波数調整が軸方向のワークピース２を加工するにおいてダイ３によって通過する成形通路が少なくとも２つの成形区域に再分割される方法、そしてそれぞれの成形区域に相関する成形工程の前進ストロークおよび／あるいは逆ストロークのストローク移動がダイ３の改良された成形行動を達成するように成形区域内で適切に定義される方法で行われる。例えば、歯切りの円形を成形するに遭遇する前述の問題を和らげるために、成形区域でワークピース２を成形するとき、周波数発生デバイス１０によって送りデバイス５の周波数調整は、成形操作のために望ましい別の良好な材料の流れが故意に防止されそして少なくとも減らされることを確実にする方法で達成されることが今提供される。これは内部および外部両方の歯切りのための先端の円形の改良された満足なものとなる。そして首のへこみ部分の場合において、成形されるワークピース２の直径の斜め取りはまたこの方法で防止されそして少なくとも減らされる。
【００２３】
第１の成形区域が成形されたあと、次の成形区域において、成形ツール３の非連続的カオス調整を使用する前述の方法で成形操作はそれから好ましく継続される。
【００２４】
この前述の方法は勿論２つの成形区域に制限されない。原理的に、どのような希望する数の異なる成形区域もが、特別の成形区域と相関する成形工程の前進ストロークおよび／あるいは逆ストロークの長さに適切に適応するために、特別な状況において達成される加工要求および／あるいは加工結果に対して、提供される。前述の“ボウウエブ”を防止あるいは減らすために、例えば、材料あるいは少なくとも減った材料の量が歯切りの終わりの部分を越えて押されないように、ダイ３がそれぞれの成形工程において前進方向の大変小さいストローク移動および逆方向のさらに小さいストローク移動を行うような方法で、送りデバイス５がダイ３によって通過される成形移動の終わりで周波数発生デバイス１０によって調整されることを提供することが可能である。
【００２５】
図２に図示される装置１’の実施態様は、同一の部分が同じ参照番号によって示されそしてここにより詳細に記述する必要のないように第１実施態様の装置１に実質的に一致する。２つの実施態様間の一つの必須的相違は、装置１の場合においてダイ３が静置であり、一方ワークピース２がダイ３に関連して軸方向において置換されるという事実に見られる。従って、送りデバイス５およびそれと一緒に作動する周波数発生デバイス１０は、ワークピース２が締め付けられるワークピース２あるいは絞め金具７に働く。
【００２６】
２つの前述の実施態様を組み合わせは勿論また可能で、それは、ダイ３およびワークピース２の両方がワークピース２およびダイ３の間の対応する関連動作を作り出すための送りデバイス５によって置換されることを意味している。
【符号の説明】
【００２７】
１      装置
２      ワークピース
３      ダイ
５      送りデバイス
７      絞め金具
１０    周波数発生デバイス
１１    ファジー論理
Ｐ      送り方向
【図１】
0005517617.tif 000002
【図２】
0005517617.tif 000003