專利名稱：板牙的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求I的前序部分的用于在螺絲坯件上做出螺紋的板牙、尤其是平面板牙(Flachwalzbacke)。這樣的板牙具有許多槽，各槽在橫截面內分別具有兩個槽側面。
背景技術：
在滾壓、尤其是用平面板牙滾壓螺紋輪廓時，在螺絲坯件的螺紋線之間的區域內，材料在兩側被彼此對置的槽側面推在一起，直到完全做出螺紋輪廓。為了所述目的，例如由EP 0533456B1已知一種板牙。在EP 0533456B1的板牙中在槽內重疊兩個帶有不同大小的槽角的槽側面區域，這兩個槽側面區域的高度比例沿著槽變化。由DE 1283791A和US3069941A已知其他帶有兩個帶有不同大小槽角的槽側面區域的板牙。由于在螺絲的要求的螺紋齒形角與在板牙的成型區域中的槽角之間的相關性，在已知的板牙中在滾壓期間的材料的推開也許可能不是優化的，這可以反映在不均勻的工具負荷上。因此也許可能對工具壽命、生產速度和螺紋質量產生負面影響，并且也許可能需要相對長的板牙。
發明內容
本發明的目的在于，提出一種板牙，通過該板牙，在特別高的可靠性、特別高的生產速度和特別低的費用的情況下可以獲得特別好的螺絲質量。所述目的按本發明通過一種帶有權利要求I的特征的板牙解決。優選的實施方式在從屬權利要求中闡明。按本發明的板牙的特征在于，至少一部分槽具有成型區域，在該成型區域中，由槽側面相夾的槽角的大小沿著槽持續減小。本發明的基本思想在于，槽構成有變化的槽角，該槽角沿著槽尤其從槽的入口區域到槽的校準區域持續減小。例如EP 0533456B1和DE1283791A的工具相反，在這些工具中，坯件的螺紋線首先用第一角度加載并且在進一步的成型過程中直接用第二角度加載，在該第二角度時，接合的槽側面的角度在工件上不連續地、也就是斷續地變化，按本發明，接合的槽側面的角度連續變化，以便按本發明的槽側面的材料負荷可以在成型過程中特別均勻地分布。尤其可以通過按本發明的工具設計類型實現，已經提前在入口區域附近建立初步螺紋，以便減輕高負荷的校準區域的負擔，并且從而提高工具壽命。此外已經證實，在使用按本發明的板牙時可以通過改進的材料推開來降低在材料隆起之間的封閉褶皺(Schliessfalte)的深度,所述材料隆起被相鄰的肋推在一起，以便提高螺紋的質量。最后已經證實，本發明允許制造帶有大的螺紋導程角和同時大的螺紋齒面高度的螺絲，而不必明顯加大工具長度，并且不明顯損失生產速度。槽角α在入口區域內例如可以為80°至120°。按照希望的螺紋輪廓的值，槽角α的大小在成型區域中由大變小,也就是說優選變到30°到60°之間的值。
槽按本發明加工到板牙的例如平面式的工作表面內。槽在此按本發明至少近似互相平行地延伸。在槽之間構成做出螺紋的肋。在槽的槽側面上，肋在兩側將工件的材料推在一起，直到成型出螺紋輪廓。按本發明槽角的大小沿著槽持續減小的教導尤其可以包括，隨著沿著槽的行程的增加，槽角越來越小，這種減小不是突變的，而是連續的。在一種特別簡單的實施方式中可以規定，在成型區域中，槽角的大小沿著槽線性減小。特別優選，在成型區域中，槽角的大小成雙曲線地沿著槽減小。因此槽角服從預定的線性函數或雙曲線函數，該函數考慮沿著槽的行程。因此可以進一步提高螺紋質量。
此外有利的是，在成型區域中，至少一部分槽的寬度沿著槽變化、優選成雙曲線地變化。因此寬度服從預定的函數、優選雙曲線函數，該函數考慮沿著槽的行程。尤其可以規定，在成型區域中，至少一部分槽的寬度沿著槽持續減小。因此可以進一步提高螺紋質量。適宜的是，在至少一部分槽中，不僅槽角而且槽的寬度以在此描述的方式變化。另一種改進措施尤其在降低封閉褶皺深度時可以通過如下方式實現，即槽的槽深Z在成型區域的每個位置上與包圍的體積適配，在此在滾壓過程中必須考慮可能的螺栓加長的影響。本發明的另一種優選實施方式在于，至少一部分槽在成型區域的至少一部分內在橫截面中具有帶底部區域槽角的底部區域，并且具有帶頂部區域槽角的頂部區域，適宜的是，底部區域槽角至少局部小于頂部區域槽角，并且優選在成型區域中至少底部區域槽角的大小沿著槽持續減小。根據這種實施方式，按本發明的槽角(在此稱為底部區域槽角)在槽的開口區域內被輔助角(在此稱為頂部區域槽角)取代。頂部區域槽角，也就是輔助角，沿著槽可以是恒定的或變化的。這樣的輔助角可以通過更大的初始角進一步改進到螺紋齒面內的材料流，例如以便在大的螺紋導程角和大的螺紋齒面高度時獲得特別好的螺紋成型。輔助角(頂部區域槽角)可以服從預定的函數，該函數的曲線可以與底部區域槽角α相關地定義。輔助角(頂部區域槽角)Y例如可以為100°至140°之間。頂部區域的深度也可以在成型區域上是變化的。頂部區域的深度的合適的值可以例如是O. I 1_。此外適宜的是，在槽與板牙縱軸線之間的傾角ω至少在成型區域中沿著槽變化。因此傾角服從預定的函數，該函數考慮沿著槽的行程。該實施方式規定，對于由幾何決定地在滾壓期間引起相對大的基圓變化的螺紋輪廓，槽與板牙縱軸線之間的角度不是恒定的，而是有利地在每個位置上與事實上存在的基圓適配，這本身帶來不恒定的角度曲線。本發明也涉及一種用于在螺絲坯件上做出螺紋的方法，其中，螺絲坯件借助于至少一個按本發明的板牙成型，并且此時構成螺紋；本發明還涉及此時制造的螺絲。優選螺絲坯件在兩個板牙之間成型。按本發明可以規定，確定槽幾何形狀的所有參數在板牙的整個成型區域上設計成變化的。用于構成楔形槽的變化的參數尤其可以是α (槽角)、a(槽寬度)和Ζ(槽深度)。這些參數的初始值根據對希望的螺紋輪廓的要求來定義，并且在整個成型區域上服從確定的函數、優選連續的函數，優選考慮體積常數。在成型區域末端和/或在校準區域內，這些參數對應于希望的螺紋輪廓。槽角α和槽寬度a優選服從雙曲線函數，該函數可以取決于對希望的螺紋輪廓的要求來定義。與槽角α和槽寬度a的設計相關地確定槽深度Ζ。通過在成型區域上變化地設計槽角α和槽寬度a，能夠根據對希望的螺紋輪廓的要求產生優化的材料推開。
此外，槽在成型區域中可以設計成帶有變化的相對于工具縱軸線的傾角ω。尤其是在帶有大的導程角和大的螺紋齒面高度的螺紋輪廓中，通過變化地設計與工具縱軸線形成的傾角能優化材料推到螺紋齒面內，所述螺絲輪廓取決于幾何形狀在滾壓期間產生相對大的基圓的變化。
按本發明的變化地設計輪廓參數，一方面在制造帶有大的導程角和同時大的螺紋齒面高度的螺紋時提供更多的可能性，而不加大工具長度或成型區域，并且另一方面減輕在校準區域附近內的成型區域的負擔，這有助于提高工具壽命。因此擴大已有生產設施的制造技術方面的可能性，可以將生產速度保持在較高的水平。
下面借助于優選的實施例詳細解釋本發明，這些實施例示意地在附圖中示出。示意性附圖如下圖I按本發明的帶有槽的板牙的實施例的俯視圖；圖2圖I的槽的橫截面變化圖；圖3按另一種實施例的板牙的槽的橫截面變化圖；圖4按另一種實施例的板牙的槽的橫截面圖。
具體實施例方式按本發明的板牙的第一種實施例在圖I中示出。所示板牙I構成為平面板牙，并且作為這樣的平面板牙具有平面式的工作面3。為了實施其他滾壓法，工作面3原則上也可以構成為彎曲的。大量至少近似平行延伸的做出螺紋的槽10加工到工作面3中，所述槽與板牙縱軸線5成角度ω地延伸。在未示出的進一步方案中，傾角ω沿著槽10的縱向方向15可以是變化的，由此可以考慮基圓的變化。圖2示出圖I的槽10的橫截面沿著槽10的縱向方向15的變化圖，其中圖2視圖的左下側示出圖I的剖面A-A上的槽10，并且圖2視圖的右上側示出圖I的剖面B-B上的槽10。因此在圖I中相配于剖面A-A的各變量加標記“Α”標出，并且相配于剖面B-B的變量加標記“B”標出。槽10的橫截面在圖2中用陰影線示出，并在剖面A-A與B-B之間，槽的變化由虛點線示出，所述虛點線將圖2中的各剖面連接起來。如圖2所示，沿著槽10的縱向方向15，在兩個槽側面11與12之間的槽角α、槽深度Ζ、槽開口側的槽寬度a和槽底側的槽寬度b是變化的，而且α、&和13從在剖面A-A附近的入口區域到剖面B-B附近的校準區域持續減小，而Z增加。槽10的其他可能的橫截面變化圖在圖3中以類似于圖2的視圖示出，其中，第一可選方案用虛點線示出，并且第二可選方案用點劃線示出。按圖2的實施例，槽角α服從雙曲線函數。槽橫截面的另一種實施例在圖4中示出。按圖4的實施例，在槽橫截面中區分槽底側的底部區域22和槽開口側的頂部區域21，其中在槽側面11與12之間存在不同的槽角α或Y。因此實現輔助角Y，該輔助角使更加謹慎的成型成為可能。
權利要求
1.用于在螺絲坯件上做出螺紋的板牙(I)，所述板牙具有許多槽(10)，這些槽(10)在橫截面內分別具有兩個槽側面(11、12)，其特征在于這些槽(10)中的至少一部分槽具有成型區域，在該成型區域中，由槽側面(11、12)相夾的槽角(α)的大小沿著槽(10)持續減小。
2.根據權利要求I所述的板牙(I)，其特征在于在成型區域中，槽角U)的大小成雙曲線地沿著槽(10)減小。
3.根據上述任何一項權利要求所述的板牙(1)，其特征在于在成型區域中，所述槽(10)中的至少一部分槽的寬度(a)沿著槽(10)持續減小。
4.根據上述任何一項權利要求所述的板牙(I)，其特征在于所述槽(10)中的至少一部分槽在至少一部分成型區域上在橫截面中具有帶底部區域槽角(α)的底部區域(22)和帶頂部區域槽角(Y)的頂部區域(21)，所述底部區域槽角(α)小于頂部區域槽角(Y)，并且在成型區域中至少底部區域槽角(α)的大小沿著槽(10)持續減小。
5.根據上述任何一項權利要求所述的板牙(1)，其特征在于槽(10)與板牙縱軸線(5)之間的傾角(ω)至少在成型區域中沿著槽(10)變化。
6.用于在螺絲坯件上做出螺紋的方法，其中，螺絲坯件借助于至少一個根據上述任何一項權利要求所述的板牙(I)成型，并且從而構成螺紋。
7.在根據權利要求6所述的方法中制造的螺絲。
全文摘要
本發明涉及一種用于在螺絲坯件上做出螺紋的板牙(1)，所述板牙具有許多槽(10)，所述槽(10)在橫截面內分別具有兩個槽側面(11、12)，至少一部分槽(10)具有成型區域，在該成型區域中，由槽側面(11、12)相夾的槽角(α)的大小沿著槽(10)持續減小。本發明還涉及一種用于利用上述板牙在螺絲坯件上做出螺紋的方法以及由此得到的螺絲。
文檔編號B21H3/00GK102615226SQ201210015839
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月19日 優先權日2011年1月27日
發明者C·阿奇萊特納, J·格布哈特, M·弗萊格, S·奧彭內格爾 申請人:喜利得股份公司