多轴辊轧成形方法、系统以及产品与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年9月27日递交的美国临时申请no62/737,525的优先权权益，该申请的全部内容在此通过引用并入本文。

背景技术：

金属加工工业正奋力生产更坚固、更轻、更准确且更便宜的金属零件。在这方面，辊轧成形被证明是一种有利的方法。辊轧成形使用一组辊子来弯曲薄金属以实现期望的形状。最常见地，金属板卷被送入辊轧成形机，随着卷前进通过机器，辊轧成形机迫使一系列辊子抵靠卷以改变其形状。在简单的示例中，辊子被压靠卷的侧边以将卷的轮廓从平坦的改变为u形的。使用其它辊子构造能够赋予更有利的形状。辊轧成形的卷可以被切割成期望长度的部段。在一些情况下，部段的两端被连结以制作辊轧成形的环。

辊轧成形可以完全自动化，并且以高生产率执行，由此导致低制造成本。另外，由于辊轧成形在冷态下加工金属，因此辊轧成形的零件通常比由类似厚度的金属制成的热加工零件更坚固。例如，就成品零件的强度而言，辊轧成形可以优于挤出。结果，辊轧成形的零件可以由较薄的金属制成，并且仍然与通过挤出制成的类似零件一样坚固，这导致材料成本的节省以及较轻的成品零件。

技术实现要素：

在实施例中，多轴辊轧成形方法包括同时执行以下步骤：(a)使旋转盘围绕转动轴线旋转，旋转盘具有放置在其上的，环绕转动轴线的环；(b)将至少一个第一辊子压靠环的第一部的面向外的表面，以将第一部压靠旋转盘的面向外的表面；以及(c)迫使第二辊子抵靠环的第二部的面向外的表面，以使第二部朝向转动轴线弯曲，以便形成朝向转动轴线延伸的唇部。迫使步骤包括：使第二辊子抵靠第二部枢转；以及使第二辊子沿着第二部朝向转动轴线平移。

在实施例中，通过多轴辊轧成形生产的环包括环绕环的圆筒轴线的侧壁。侧壁具有沿着圆筒轴线从侧壁的底端到侧壁的顶端的高度。环还包括唇部，该唇部环绕圆筒轴线并朝向圆筒轴线延伸，以限定直径比顶端小的孔口。唇部具有面向由侧壁包围的空间的底部表面。底部表面是平坦的或圆锥形的。环还包括连接唇部和顶端的边缘。环具有从顶端、围绕边缘并沿着唇部的至少一部分的单向曲率。侧壁、唇部和边缘是单个连续部的相应部分。

在实施例中，多轴辊轧成形系统包括旋转盘，该旋转盘被构造为在保持工件的同时围绕转动轴线旋转。旋转盘具有(a)背离转动轴线的面向外的表面，和(b)顶部表面，该顶部表面以与转动轴线平行或与转动轴线成倾斜角度的表面法线为特征。多轴辊轧成形系统还包括从面向外的表面径向向外定位的至少一个支撑辊子。每个支撑辊子被构造为将工件的第一部压靠面向外的表面。多轴辊轧成形系统还包括成形辊子，该成形辊子被构造为朝向顶部表面枢转并平行于顶部表面平移，以在旋转盘旋转工件的同时使工件的第二部抵靠顶部表面弯曲。

附图说明

图1和图2示出了根据实施例的多轴辊轧成形系统，该多轴辊轧成形系统被构造为通过辊轧成形来修改环形工件的形状。

图3a至图3c示出了根据实施例的用于环形工件的单轴辊轧成形的方法。

图4a至图4c示出了根据实施例的由图1的系统执行的用于环形工件的多轴辊轧成形的方法。

图5是根据实施例的用于环形工件的多轴辊轧成形的方法的流程图。

图6示出了根据实施例的用于由板辊轧成形一个或更多个环的方法。

图7示出了根据实施例的用于修整由环形工件的唇部形成的孔口的方法。

图8示出了根据实施例的用于减薄环形工件的唇部的较大直径范围的方法。

图9和图10示出了根据实施例的多轴辊轧成形系统。

图11至图13示出了旋转盘顶部表面的不同示例形状和所得到的环形工件。

图14示出了根据实施例的可以在图1的系统中实施的成形辊子。

图15示出了使用具有尺寸不足的径向范围的旋转盘的图5的方法的实施例。

图16和图17示出了根据实施例的另一多轴辊轧成形系统。

图18示出了根据实施例的图16和图17的系统的使用。

图19示出了根据实施例的由图5的方法形成的环形工件。

图20示出了根据实施例的具有非均匀厚度的唇部的环形工件。

图21示出了根据实施例的具有侧壁和比侧壁薄的唇部的环形工件。

图22示出了根据实施例的具有双直径成形辊子的多轴成形辊轧系统。

图23和图24a至图24d示出了根据实施例的用于形成阶梯高度唇部的多轴辊轧成形方法。

图25示出了根据实施例的阶梯直径圆筒的多轴辊轧成形，以在阶梯直径圆筒的较小直径端处形成唇部。

图26示出了根据实施例的具有两个边缘的轮廓环，该两个边缘具有不同的相应厚度。

图27示出了根据实施例的用于增厚环形工件的边缘的多轴辊轧成形方法。

图28示出了根据实施例的侧壁具有较厚脊的的环。

图29示出了根据实施例的用于在环形工件的侧壁中制作脊的辊轧成形方法。

图30示出了根据实施例的用于在环形工件的侧壁中制作脊的多轴辊轧成形方法。

图31示出了根据实施例的具有局部减薄侧壁的环。

图32示出了根据实施例的用于局部减薄环形工件的侧壁的辊轧成形方法。

图33示出了根据实施例的侧壁具有肋的环。

图34示出了根据实施例的用于在环形工件的侧壁中形成肋的辊轧成形方法。

图35a和图35b示出了根据实施例的具有多个局部减薄区域的环，这些局部减薄区域被布置在围绕环的圆筒轴线的不同位置处。

图36a和图36b示出了根据实施例的用于在环形工件的侧壁中形成多个局部减薄区域的辊轧成形方法。

图37a和图37b示出了根据实施例的具有多个肋的环，这些肋被布置在围绕环的圆筒轴线的不同位置处。

图38a和图38b示出了根据实施例的用于在环形工件的侧壁中形成多个肋的辊轧成形方法。

具体实施方式

图1和图2示出了一种多轴辊轧成形系统100，该多轴辊轧成形系统被构造为通过辊轧成形来修改环形工件110的形状。图1以剖面图描绘了通过系统100的多轴辊轧成形，并且图2是工件110在经受通过系统100的多轴辊轧成形之前和之后的立体图。图1和图2最好在以下描述中一起查看。工件110可以由金属或通过辊轧成形可弯曲的另一种材料制成。在本文中，诸如工件110的“环形工件”是指环绕圆筒轴线的零件，并且该零件具有关于绕圆筒轴线的旋转对称的形状。在一种使用场景中，系统100由圆筒形环辊轧成形轴承密封外壳。在另一种使用场景中，系统100是制造线中的若干系统中的一个，该制造线将由系统100执行的多轴辊轧成形与工件110的一个或更多个其它修改组合来形成轴承密封外壳。该轴承密封外壳例如被构造为密封火车车轴的滚柱轴承。然而，系统100不限于轴承密封外壳的辊轧成形，并且可以应用于其它零件的辊轧成形。不管工件110的预期用途如何，系统100都提供了若干益处。除了通过使用辊轧成形使得能够制造更便宜、更坚固和更轻的零件之外，系统100还特别地被构造为使用多轴辊轧成形来实现对工件110形状的改进控制。

工件110包括环绕工件110的圆筒轴线290的侧壁210。在实施例中，侧壁210平行于圆筒轴线290。侧壁210具有高度260和外径270。系统100将侧壁210的上部114朝向圆筒轴线290径向向内弯曲以形成唇部240。唇部240限定了具有直径272的孔口230。直径272小于直径270。在形成唇部240之后，侧壁210的一部分保持为高度262的侧壁112。在不脱离本发明的范围的情况下，工件110可以包括附加部。例如，工件110可以在图1和图2中的侧壁210/112的下端处延伸超过侧壁210/112。图1示出了一个这样的示例，其中，工件在侧壁112的下端处径向向外延伸以形成凸缘170。

系统100包括旋转盘120、一个或更多个支撑辊子130和成形辊子140。旋转盘120和支撑辊子130协作以使工件110与旋转盘120一起旋转并固定工件110。当工件110旋转时，系统100通过在枢转运动和平移运动两者中迫使成形辊子140抵靠工件110来弯曲工件110。与枢转和平移两者相关联的这种多轴功能与用单轴运动可以实现的相比，能够对弯曲部处的工件110的形状改进控制。多轴功能也可被用于在工件110中辊轧成形更复杂的特征。

旋转盘120被构造为在至少部分地支撑工件110的同时围绕转动轴线190旋转。旋转盘120具有径向面向外的表面124和顶部表面122。径向面向外的表面124背离转动轴线190。顶部表面122垂直于转动轴线190(如图1所示)或者与转动轴线190成倾斜角度。换言之，顶部表面122的法向量126平行于转动轴线190(如图1所示)或与转动轴线190成倾斜角度。旋转盘120可以包括凸缘128，该凸缘帮助将工件110支撑在旋转盘120上。

每个支撑辊子130相对于转动轴线190，从径向面向外的表面124径向向外定位，并且每个支撑辊子130被构造为将侧壁210的一部分压靠径向面向外的表面124。系统100可以仅构造有单个支撑辊子130。可选地，系统100构造有两个或更多个支撑辊子130，这些支撑辊子协作地构造为将侧壁210的一部分压靠径向面向外的表面124。在带有两个或更多个支撑辊子130的实施例中，支撑辊子130可以被定位为通常从工件110的一侧全部施加压力，例如从图1中的左边施加压力。在操作中，旋转盘120围绕转动轴线190旋转，并且每个支撑辊子130将工件110的一部分压靠径向面向外的表面124，使得工件110与旋转盘120一起旋转，并且每个支撑辊子130围绕其转动轴线132旋转。

成形辊子140是多轴辊子，该多轴辊子既能够(a)如箭头146指示地朝向顶部表面122枢转，又能够(b)如箭头144指示地平行于顶部表面122平移。应当理解，成形辊子140还能够在与箭头146相反的方向枢转远离顶部表面122，并在与箭头144相反的方向平行于顶部表面122平移，至少以确保成形辊子140可以被带回到其起始定位和/或允许从系统100移除工件110。在操作中，当工件110与旋转盘120一起旋转并且与支撑辊子130接合时，系统100迫使成形辊子140抵靠侧壁210的上部114，以使上部114抵靠顶部表面122弯曲并且形成唇部240。当成形辊子140被迫使抵靠工件110时，工件110的旋转使成形辊子140围绕其转动轴线142旋转。如上所述，系统100被构造为通过枢转和平移成形辊子140来迫使成形辊子140抵靠上部114。在一种使用场景中，系统100同时枢转和平移成形辊子140。在另一种使用场景中，在辊轧成形过程期间，系统100在的不同的相应时间枢转和平移成形辊子140。

图3a至图3c示出了一种用于环形工件310的单轴辊轧成形的方法300。工件310类似于工件110。方法300表示当系统100将成形辊子140的运动功能限于仅枢转时，由系统100进行的辊轧成形。图3a示出了在开始单轴辊轧成形之前的初始构造。图3b示出了单轴辊轧成形过程中途的中间构造。图3c示出了单轴辊轧成形完成时的构造。图3a至图3c最好在以下描述中一起查看。

在方法300的单轴辊轧成形过程中，成形辊子140能够如箭头352指示地围绕枢转轴线350枢转。(在图3a至图3b的每一张中，用十字指示枢转轴线350)。然而，枢转轴线350的定位是固定的。使用坐标系302作为参考，旋转盘120在x-y平面中旋转，并且成形辊子140在y-z平面中枢转。枢转轴线350平行于x轴。在方法300中，旋转盘围绕转动轴线190旋转，一个或更多个支撑辊子130与工件310接合，并且在工件310与旋转盘120一起旋转时帮助固定工件310。在通过旋转盘120和支撑辊子130进行这些动作的同时，成形辊子140枢转并弯曲工件310。从图3a中的初始构造开始，成形辊子140围绕枢转轴线350枢转，并开始使工件310的上部314朝向顶部表面122(参见图3b)弯曲，直到上部314被压靠顶部表面122(参见图3c)并形成唇部390为止。在整个过程中，枢转轴线350的定位保持不动。由于与单轴辊轧成形相关联的成形辊子140的受限运动，工件310的上部314与剩余侧壁312之间的边缘316经常遭受缺陷。边缘316经常径向向外凸出。另一常见的缺陷是在工件310的不同复制品上，从侧壁312到唇部390边缘316周围的材料厚度的变化。另外，单个工件310可能表现出边缘316的材料厚度的变化，该变化是相对于转动轴线190的方位角定位的函数。

在不脱离本发明的范围的情况下，工件310的延伸可以大于图3a至图3c中示出的延伸。例如，工件310可以延伸超过图3a至图3b所示的下端370，并且形成例如从下端370径向向外延伸的凸缘，从下端370径向向外和向下延伸的阶梯直径圆筒，或另一形状。

图4a至图4c示出了由系统100执行的用于环形工件410的多轴辊轧成形的一种方法400。工件410类似于工件110。图4a示出了在开始单轴辊轧成形之前的初始构造。图4b示出了单轴辊轧成形过程中途的中间构造。图4c示出了单轴辊轧成形完成时的构造。图4a至图4c最好在以下描述中一起查看。

与方法300相比，方法400不仅使成形辊子140围绕枢转轴线450枢转，而且使成形辊子140(与枢转轴线450一起)朝向转动轴线190平移。在图4a至图4c中的每一张中，用十字指示枢转轴线450。箭头452和454相应地指示成形辊子140的枢转和平移。平移发生在平行于坐标系402的y轴的方向上。在方法400中，旋转盘围绕转动轴线190旋转，一个或更多个支撑辊子130与工件410接合，并且在工件410与旋转盘120一起旋转时帮助固定工件410。在通过旋转盘120和支撑辊子130进行这些动作的同时，成形辊子140枢转并平移以弯曲工件410。从图4a中的初始构造开始，成形辊子140围绕枢转轴线450枢转并朝向转动轴线190平移。该平移导致枢转轴线450从其初始定位460朝向转动轴线190的位移480。枢转和平移协作以开始在朝向顶部表面122的方向上弯曲工件410的上部414(参见图4b)。方法400继续枢转并平移成形辊子140，直到上部414被压靠顶部表面122(参见图4c)以形成唇部490为止。在图4a所示的初始构造与图4c所示的最终构造之间，枢转轴线450平移总量482。

与方法300相比，借助于成形辊子140的多轴运动功能，方法400提供了对在唇部414与剩余侧壁412之间的边缘416的性能的改进控制。例如，成形辊子140的平移可以帮助防止边缘416径向向外凸出。

在不脱离本发明的范围的情况下，工件410的延伸可以大于图4a至图4c中示出的延伸。例如，工件410可以延伸超过图4a至图4b所示的下端470，并且形成例如从下端470径向向外延伸的凸缘、从下端470径向向外和向下延伸的阶梯直径圆筒、或另一形状。

图5是用于环形工件的多轴辊轧成形的一种方法500的流程图。方法500可以由系统100执行。方法400是方法500的示例。方法500同时执行步骤510、520和530。

步骤510使旋转盘围绕转动轴线旋转。旋转盘上面放置有环形工件。在步骤510的一个示例中，当工件110位于旋转盘120上时，旋转盘120围绕转动轴线190旋转。步骤520将至少一个支撑辊子压靠工件的第一部的径向面向外的表面，从而将工件的第一部压靠旋转盘的径向面向外的表面。由于步骤520与步骤510同时执行，因此每个支撑辊子随着工件的旋转运动而滚动，并且工件的第一部是工件的一部分，该部分沿着转动轴线跨越一定范围并且环绕旋转盘的转动轴线。在步骤520的一个示例中，系统100将一个或更多个支撑辊子130压靠侧壁112的径向面向外的表面113，以便将侧壁112压靠旋转盘120的径向面向外的表面124(参见图1)。

在一个实施例中，支撑辊子挤出工件的第一部所抵靠的旋转盘的径向面向外的表面的直径相对于工件的第一部的内径略微尺寸不足。在该实施例中，在步骤520中由支撑辊子施加的压力可帮助将工件固定到旋转盘，使得在步骤510中工件与旋转盘一起旋转。

步骤530迫使成形辊子抵靠工件第二部的径向面向外的表面，以使该第二部朝向转动轴线径向向内弯曲，以便形成朝向转动轴线延伸的唇部。步骤530在工件旋转的同时执行，该旋转如由步骤510可选地与步骤520协作实现。因此，工件的第二部是工件的一部分，该部分环绕旋转盘的转动轴线，并且在步骤530之前，沿着转动轴线跨越一定的范围。步骤530减小工件的第二部沿着转动轴线的范围。在步骤530的一个示例中，系统100迫使成形辊子140抵靠工件110的上部114，以使上部114朝向转动轴线190弯曲，以形成唇部240。

无论旋转盘的径向面向外的表面(在步骤520中，支撑辊子挤出工件的第一部所抵靠的)的直径是尺寸不足还是匹配工件的第一部的内径，支撑辊子都可以帮助确保工件的第一部不被步骤530改变。

步骤530通过执行步骤532和534来应用多轴辊轧成形。步骤532使成形辊子抵靠工件的第二部枢转。在步骤532的一个示例中，系统100在图1中箭头146所指示的方向中枢转成形辊子140。步骤534使成形辊子朝向转动轴线平移。在步骤534的一个示例中，系统100在图1中箭头144所指示的方向中平移成形辊子140。

在一个实施例中，步骤530同时执行步骤532和534。例如，在图4a至图4c中，成形辊子140可以同时枢转和平移，以将工件410的形状从其图4a所示的初始构造改变到图4c所示的构造。

在另一实施例中，步骤530首先执行步骤532，直到成形辊子处于期望的方位为止。接着，在把成形辊子保持在该期望方位的同时，步骤530执行步骤534，使成形辊子朝向转动轴线平移。例如，在图4a至图4c中所示过程的修改版本中。在该修改版本中，枢转轴线450保持不动，直到成形辊子140枢转到图4c中所示的方位为止。随后，成形辊子140从初始定位朝向转动轴线190平移，直到枢转轴线450被位移了量482为止，该初始定位以枢转轴线450处于其初始定位460为特征。

在又一实施例中，步骤530在执行步骤532的递增与执行步骤534的递增之间交替。例如，在图4a至图4c中，成形辊子140可以在(a)以增量枢转与(b)以增量平移之间交替。

与方法300相比，多轴运动功能由步骤532和534协作提供，方法500提供了对(a)在步骤530中形成的唇部与(b)在步骤520中被压靠旋转盘的径向面向外的表面的工件的第一部之间的边缘的性能的改进控制。例如，步骤534中的平移可以帮助防止该边缘径向向外凸出。在一个场景中，步骤530枢转和平移成形辊子(例如，成形辊子140)，使得在唇部与第一部之间的边缘不向外凸出。例如，工件110在已经经受步骤510、520和530之后，可以具有沿着边缘116从侧壁112到唇部240的单向曲率(参见图1和图2)。本文中，“单向曲率”是指数学曲率不改变符号，使得曲率总是向内指向由侧壁112包围的空间。当边缘(例如，边缘116)具有单向曲率时，边缘既不形成径向向外的凸出部也不形成向上的凸出部(例如，平行于图1和图2中的转动轴线190的向上方向上)。在该场景中，成形辊子(例如，成形辊子140)枢转和平移，使得边缘(例如，边缘116)(a)不延伸到离转动轴线比第一部(例如，侧壁112)的原始形状更远的距离，并且(b)不在沿着转动轴线从第一部到第二部(例如，上部114)的方向上延伸超过唇部(例如，唇部240)。在另一场景中，步骤530枢转和平移成形辊子(例如，成形辊子140)，以防止边缘(例如，边缘116)径向向外凸出，使得边缘不延伸到离转动轴线比第一部(例如，侧壁112)的原始形状更远的距离。在又一种场景中，步骤530枢转和平移成形辊子(例如，成形辊子140)，以防止边缘(例如，边缘116)在沿着转动轴线的方向上向上凸出，使得边缘不在沿着转动轴线从第一部到第二部的方向上延伸超过唇部(例如，唇部240)。

步骤530的多轴功能还使得能够对工件进行附加的操纵。例如，系统100可以通过成形辊子140在朝向转动轴线190的方向上的平移来挤出上部114。系统100可以应用成形辊子140的这种平移来在形成唇部240时均匀减薄上部114的材料。可选地，系统100可以应用成形辊子140的平移来局部减薄上部114的离转动轴线190更远的部段，而不减薄上部114的离转动轴线190更近的剩余部段。

在实施例中，方法500还包括生产环形工件的步骤502，该环形工件通过步骤510、520和530经受多轴辊轧成形。步骤502对板进行辊轧成形以产生工件的一个或更多个实例。该板由金属或通过辊轧成形可弯曲的另一种材料制成，并且可以被连结来形成环。

图6示出了一种用于由诸如金属板的板辊轧成形一个或更多个环的方法600。方法600是方法500的步骤502的示例。方法600对板610进行辊轧成形以将板610的两个相对的侧边612和614连结在一起，以便形成圆筒620。侧边612和614可以通过焊接连结，由此导致具有焊缝622的圆筒620。尽管图6中未示出，但是方法600可以包括以下步骤：从焊缝622移除外来材料，使得圆筒620的表面整个焊缝622基本上是平滑的。

圆筒620具有长度670。长度670与侧边612和614的每一个的长度均匹配。在一个实施例中，长度670足以通过在线630处切割圆筒620来形成多个较短的环624。在另一实施例中，长度670与环的期望轴向范围匹配，并且方法600不切割圆筒620。

再次参考图5，方法500可在步骤502之后且在步骤510、520和530之前包括一个或更多个附加步骤，以在步骤510、520和530中的多轴辊轧成形之前修改在步骤502中形成的工件的形状，而不脱离本发明的范围。在一个示例中，方法500形成从图1中的侧壁112的下端径向向外延伸的凸缘170、或者从侧壁112的下端径向向外和向下延伸的阶梯直径圆筒。

在某些实施例中，步骤530包括挤出工件的第二部的材料的步骤536。例如，步骤530可以在步骤532中枢转成形辊子，以用足够的力将成形辊子压靠第二部，使得在步骤534中的成形辊子的平移将第二部的材料朝向转动轴线挤出。步骤536中的挤出可以调整为实现期望的唇部厚度。该期望的厚度可以在整个唇部上是均匀的，或者作为距转动轴线的距离的函数而变化。在步骤536的一个示例中，系统100用足够大的力使成形辊子140抵靠上部114枢转，使得在成形辊子140朝向转动轴线190的平移期间上部114的材料被挤出。

在完成步骤510、520和530之后，方法500还可以包括对工件进行附加修改的步骤550。步骤550修整唇部，以扩大由唇部形成的孔口和/或在工件中辊轧成形附加特征。在包括步骤536的方法500的实施例中，步骤550可以修整在步骤536中朝向转动轴线挤出的多余材料。然而，步骤550也可以在不包括步骤536或唇部的任何其它挤出的方法500的实施例中实施。

图7示出了用于修整由环形工件的唇部形成的孔口的一种方法700。方法700是方法500的步骤550的示例。方法700在唇部240的多轴辊轧成形之后接收工件110。在方法700发起之前，唇部240限定具有直径272的孔口230。方法700利用具有直径702的压模750。直径702大于直径272。压模750冲出唇部240的内部部段716，以形成具有较小唇部740的修改的环形工件710，该较小唇部限定了以直径702为特征的较大孔口730。尽管图7中未描绘，但是应当理解，方法700可以利用从与压模750的冲压动作相反的方向支撑工件110的支撑结构。

再次参考图5，步骤550中的孔口修整可以放宽对由在步骤530中形成的唇部限定的孔口的尺寸的公差要求。从而，步骤550中的孔口修整可以放宽对(a)步骤536中的挤出和(b)步骤510、520和530中的多轴辊轧成形之前的工件的轴向范围中的一个或两者的公差要求。

在实施例中，在步骤530完成之后，方法500包括将成形辊子重新应用到第二部的步骤540。步骤540与步骤510和520同时执行。应当理解，步骤510和520可以在步骤530与540之间暂停。步骤540将成形辊子从唇部的外径中途平移到唇部的内径，以在较大直径范围内减薄唇部的材料厚度。

图8示出了用于减薄环形工件的唇部的较大直径范围的一种方法800。方法800是步骤540的示例。方法800在步骤530中(与步骤510和520协作)，在唇部240的形成之后接受工件110作为输入。在方法800中，系统100将成形辊子140定向为使其转动轴线142与法向量126成倾斜角度812，并且将成形辊子140的边缘842从侧壁112径向向外定位。当工件110与旋转盘120一起旋转时，方法800使成形辊子140朝向转动轴线190平移，如箭头850指示，使得边缘842减薄与边缘842接触的唇部240的部分。方法800在边缘842到达唇部240的内径之前停止成形辊子140的该平移。结果，方法800形成包括较大直径部段816和脊818的修改唇部814。直径较大部段816比脊818薄。在执行方法800之前，脊818的厚度可以超过唇部240的厚度。

在替代实施例中，方法800继续使成形辊子140在整个唇部240的整体径向范围平移，以均匀减薄唇部240。

应当理解，工件110可以延伸超过侧壁112的下端870，如上面参考图1和图4所讨论的。

再次参考图5，方法500的替代实施例可以通过省略步骤534而代替地实施步骤540(如上面所讨论地，可选地修改为均匀地减薄整体唇部)来实现多轴辊轧成形。方法500的这种替代实施例基本上对应于在发起平移运动之前完成成形辊子的枢转运动。

在方法500的某些实施方案中，步骤550在环形工件中辊轧成形附加特征。这种辊轧成形可以使用与步骤520和530中相同的辊子和/或转动盘片、或者使用不同的辊子和/或转动盘片来执行。例如，步骤550可以在工件的侧壁中制作附加的弯曲部和/或改变工件的侧壁或唇部的材料厚度。材料厚度变化可以是局部的，并且例如导致肋的形成。

图9和图10示出了一种多轴辊轧成形系统900。系统900是系统100的实施例。图9是系统900的立体图，图10是系统900的某些部的俯视图。图9和图10最好在以下描述中一起查看。

系统900包括旋转盘120、两个支撑辊子930、两个臂932和成形辊子940。支撑辊子930是支撑辊子130的实施例。成形辊子940是成形辊子140的实施例。每个支撑辊子930安装在相应的臂932上。系统900还包括摆臂942、两个转动接头944和工作台950。成形辊子940安装到摆臂942，摆臂942经由转动接头944联接到工作台950。转动接头944允许摆臂942，以及由此的成形辊子940围绕如箭头962指示的枢转轴线960枢转。如箭头952指示，工作台950能够相对于旋转盘120和支撑辊子930平移。由于成形辊子940经由摆臂942和转动接头944联接到工作台950，所以工作台950的平移导致成形辊子940的平移(也如箭头952指示)。

支撑辊子930被安装在相对于旋转盘120的转动轴线190的两个不同方位角位置。每个支撑辊子930被构造为围绕相应的轴线1030转动。成形辊子940被构造为围绕转动轴线1040转动。如图9中的箭头962和952相应地指示，成形辊子940的枢转和平移导致在图10中箭头1060所指示的方向上的移动。

在实施例中，系统900还包括平移致动器980和枢转致动器982。平移致动器980驱动工作台950平移，枢转致动器982驱动摆臂942枢转。系统900还可以包括驱动旋转盘120旋转的旋转致动器984。在一个实施方案中，系统900包括控制器986，该控制器控制平移致动器980和枢转致动器982的致动，并且可选地还控制旋转致动器984的致动。可选地，系统900被构造为与由第三方提供的控制器协作。控制器986可以被构造为实行方法500的步骤510、520和530，并且可选地还执行步骤540。

图11至图13示出了旋转盘顶部表面的不同示例形状和所得到的环形工件，这些环形工件是在执行步骤510、520和530时使用这些旋转盘顶部表面形成的。图11至图13所示的每个旋转盘是旋转盘120的实施例，并且图11至图13所示的每个工件是在形成唇部240之后的工件110的实施例。为了清楚地示出，图11至图13没有示出支撑辊子130，但是应当理解，在每个工件的多轴辊轧成形中使用至少一个支撑辊子130。

图11示出了用旋转盘1120执行方法500的步骤510、520和530时由系统100或900形成的环形工件1110。旋转盘1120包括与转动轴线190成直角1180的顶部表面1122。用旋转盘1120实施的系统100(或900)执行步骤530时，成形辊子140将工件1110的上部1114压靠顶部表面1122，使得由上部1114形成的唇部与工件1110的剩余侧壁1112成直角。侧壁1112和上部1114相应地是侧壁112和上部114的示例。应当理解，工件1110可以延伸超过侧壁112的下端1170，如上面参考图1和图4所讨论的。

在图11所描绘的场景中，成形辊子140的工作表面1142被枢转角度1182，该角度从在步骤530发起之前平行于上部的径向面向外的表面到在步骤530完成之后平行于顶部表面1122(如标记140’指示)。在该场景中，角度1182是九十度。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，在工作表面1142变得平行于顶部表面1122之前，系统100/900可以停止步骤532中成形辊子140的枢转，并且系统100/900反而可以依赖于步骤534中的平移来完成上部1114抵靠顶部表面1122的成形。可选地，在工作表面1142变得平行于顶部表面1122之前，可以停下成形辊子140的枢转。

图12示出了用旋转盘1220执行方法500的步骤510、520和530时，由系统100或900形成的环形工件1210。工件1210除了在唇部与剩余侧壁之间具有不同的角度之外类似于工件1110。除了使用不同的旋转盘之外，工件1210以类似于上面参考图11所讨论的方式形成。旋转盘1120包括与转动轴线190成倾斜角度1280的顶部表面1222。当用旋转盘1220实施的系统100(或900)执行步骤530时，成形辊子140将工件1210的上部1214压靠顶部表面1222，使得由上部1214形成的唇部与工件1110的剩余侧壁1112成钝角。也就是说，上部1214以小于九十度偏转。侧壁1112和上部1214相应地是侧壁112和上部114的示例。在成形辊子140的工作表面1142被枢转成与顶部表面1222平行的场景中，成形辊子以可以小于九十度的角度1282枢转。

图13示出了用旋转盘1320执行方法500的步骤510、520和530时由系统100或900形成的环形工件1310。工件1310除了在唇部与剩余侧壁之间具有不同的角度之外类似于工件1110。除了使用不同的旋转盘之外，工件1310以类似于上面参考图11所讨论的方式形成。旋转盘1320包括与转动轴线190成倾斜角度1380的顶部表面1322。当用旋转盘1320实施的系统100(或900)执行步骤530时，成形辊子140将工件1310的上部1314压靠顶部表面1322，使得由上部1314形成的唇部与工件1110的剩余侧壁1112成锐角。也就是说，上部1314以大于九十度偏转。侧壁1112和上部1314相应地是侧壁112和上部114的示例。在成形辊子140的工作表面1142被枢转成与顶部表面1322平行的场景中，成形辊子以大于九十度的角度1382枢转。

图14示出了一个成形辊子1440，该成形辊子可以在系统100中实施为成形辊子140，或者在系统900中实施为成形辊子940。成形辊子1440具有从成形辊子1440的转动轴线1490径向面向外工作表面1442。工作表面1442与转动轴线1490之间的角度1480可在零度至四十五度之间的范围内。在一个实施例中，角度1480是零度，使得工作表面1442平行于转动轴线1490。在另一实施例中，角度1480大于零度，例如在五度至四十五度之间的范围内。当系统100或900以角度1480大于零度为特征的成形辊子1440的实施例实施时，系统100/900可以发起方法500的步骤532，其中转动轴线1490不平行于旋转盘120的转动轴线190。以角度1480大于零度为特征的成形辊子1440的实施例可以安装在系统100/900中，使得当成形辊子1440朝向转动轴线190枢转时，(a)成形辊子1440的较大直径部分更靠近转动轴线190，或(b)成形辊子1440的较小直径部分更靠近转动轴线190。

图15示出了方法500的实施例，该方法使用了具有相对于侧壁112的内径1562尺寸不足的径向范围1560的旋转盘。当支撑辊子130将侧壁112压靠旋转盘120的径向面向外的表面124时，至少在围绕转动轴线190的360度方位角范围的一部分中，间隙1570存在于侧壁112与径向面向外的表面124之间。通过移除由尺寸被设计为与侧壁112的内径相匹配的旋转盘所外加的约束，这种相对于工件110的旋转盘120的尺寸不足可以进一步改进对边缘116的形状的控制。

图16和图17示出了另一种多轴辊轧成形系统1600。系统1600是系统900的实施例。图16是系统1600的立体图，图17是系统1600的某些元件的俯视图。图16和图17最好在以下描述中一起查看。

系统1600包括旋转盘1620、两个支撑辊子1630、两个臂1632和成形辊子1640。图16和图17描绘了具有安装在旋转盘1620上的工件1610的系统1600。图16和图17示出了已经经受由系统1600进行的多轴辊轧成形之后的旋转盘1620。支撑辊子1630是支撑辊子930的实施例。成形辊子1640是成形辊子940的实施例。每个支撑辊子1630安装在相应的臂1632(臂932的实施例)上。系统1600还包括摆臂1642、两个转动接头1644和工作台1650(相应地为摆臂942、转动接头944和工作台950的实施例)。

以与针对系统900所讨论的方式类似的方式，旋转盘1620被构造为围绕转动轴线1690旋转，每个支撑辊子1630被构造为围绕相应的轴线1738转动，并且成形辊子1640被构造为围绕转动轴线1748转动。摆臂1642被构造为围绕轴线1660枢转，以枢转成形辊子1640。旋转盘1620至少部分地由一组辊子1662支撑。

尽管在图16和图17中未示出，但是系统1600还可以包括平移致动器980、枢转致动器982、旋转致动器984和控制器986中的一个或更多个。

图18示出了使用系统1600来执行步骤510、520和530的实施例，以多轴辊轧成形环形工件1810。工件1810是工件110的示例。三张图1800、1845和1890以剖面侧视图示出了在步骤530期间的在三个不同的相应时间处摆臂1642和成形辊子1640的定位。

图1800示出了在步骤530发起时的系统1600的构造。此时，工作台1650和摆臂1642协作以将成形辊子1640定位在抵靠工件1810的上部。由于成形辊子1640的径向面向外工作表面平行于成形辊子1640的转动轴线1648，所以转动轴线1648此时平行于转动轴线1690。

在与图1845相关联的时间，系统1600已经执行了步骤532的一部分。更具体地，系统1600通过摆臂1642的使用已经使成形辊子1640枢转，以使工件1810的上部朝向转动轴线弯曲，而不使上部一直弯曲到旋转盘1620的顶部表面1822。

图1890示出了在步骤530完成时的系统1600的最终构造。此时，系统1600已经完成了步骤532的枢转的示例，并且还执行了步骤534的示例。在步骤534的该示例中，系统1600已经使用工作台1650朝向转动轴线1690平移成形辊子。该平移对应于成形辊子1640的枢转轴线1850的以量1870的位移。

图19示出了通过方法500的步骤510、520和530形成的一个环形工件1900，在步骤550中带有可选的修整。工件1900是在经受多轴辊轧成形以形成唇部240之后的工件110的实施例。工件1900可由系统100形成。工件1900包括圆筒形侧壁1912、从侧壁1912的顶端1976朝向侧壁1912的圆筒轴线290延伸的唇部1914、以及将唇部1914连接到侧壁1912的顶端的边缘1916。侧壁1912、唇部1914和边缘1916中的每一个环绕圆筒轴线290。唇部1914限定了具有直径1972的孔口1974。直径1972小于侧壁1912的内径1960。侧壁1912、唇部1914和边缘1916是单个连续部的不同部分，该部可选地包括如上文参考图6所讨论的焊缝。在不脱离本发明的范围的情况下，工件1900可以延伸超过侧壁1912的下端1970，如上面参考图1和图4所讨论的。

唇部1914与侧壁1912之间的角度1950可以是九十度，使得唇部1914是平坦的并且垂直于圆筒轴线290。可选地，角度1950可以大于或小于九十度，使得唇部1914为圆锥形的。

侧壁1912具有厚度1942，并且唇部1914具有厚度1944。例如，厚度1942和1944中的每一个在0.5毫米至10毫米之间，并且侧壁1912的外径1962可以在1英寸至30英寸之间的范围内。高度1946可以在0.25英寸至36英寸之间的范围内，并且在实施例中，厚度1944在整个唇部1914是均匀的。在另一实施例中，厚度1944偏离厚度1942不超过10％。在又一实施例中，厚度1944在整个唇部1914是均匀的，并且厚度1944偏离厚度1942不超过10％。在进一步实施例中，侧壁1912、唇部1914和边缘1916的材料厚度在10％以内是均匀的。在另一实施例中，厚度1944小于厚度1942。

在某些实施例中，边缘1916的曲率1917是单向的，使得边缘1916不在径向或轴向上向外凸出。在这种实施例中，(a)边缘1916沿着圆筒轴线290的范围1948由沿着圆筒轴线290在侧壁1912的顶端1976与唇部1914的顶部之间的范围界定，并且(b)边缘1916在垂直于圆筒轴线290的尺寸上的范围1949由直径1962界定。

图20示出了具有非均匀厚度的唇部的一种环形工件2000。工件2000是工件1900的实施例，该工件将唇部1914实施为在朝向圆筒轴线290的方向上具有逐渐增加的厚度的唇部2014。除了特别具有逐渐增加的厚度之外，唇部2014类似于唇部1914。唇部2014具有厚度2044。厚度2044从边缘1916到孔口1974逐渐增加。在实施例中，厚度2044以基本线性的方式增加，使得唇部2014的顶部表面和底部表面相对于彼此成非零角度2046。这导致梯形失真效应。在一个实施例中，执行方法500以实现期望的梯形失真效应。在另一实施例中，优化方法500以最小化梯形失真效应。在这种实施例中，唇部2014的梯形失真效应可小于10％。再次参考图19，工件1900的唇部1914可以没有梯形失真效应。

图21示出了具有侧壁和比侧壁薄的唇部的一种环形工件2100。工件2100是工件1900的实施例，该工件将唇部1914实施为唇部2114。除了特别地比侧壁1912薄之外，唇部2114类似于唇部1914。唇部2114具有小于侧壁1912的厚度1944的厚度2144。例如，通过包括步骤536的方法500的实施例形成唇部2114。

图22示出了具有双直径成形辊子的一种多轴成形辊轧系统2200。系统2200是系统100的实施例，该系统将成形辊子140实施为双直径成形辊子2240。双直径成形辊子2240包括两个辊子部2242和2244，每个辊子部被构造为围绕公共转动轴线2290转动。辊子部2242的直径大于辊子部2244的直径。辊子部2242和2244可彼此刚性连接，甚至由一个部件一体形成。可选地，辊子部2242和2244可以围绕转动轴线2290以不同速率自由转动。

当系统2200在工件110上执行步骤510、520和530时，双直径成形辊子2240形成具有唇部814的环形工件2210，该唇部具有较大直径部段816和脊818(参见图8)。由此，系统2200提供了方法800的替代方案，该方法不需要成形辊子的第二次应用。

在不脱离本发明的范围的情况下，工件2210可以延伸超过侧壁112的下端2270，如上面参考图1和图4所讨论的。

图23和图24a至图24d示出了用于形成阶梯高度唇部的多轴辊轧成形方法2300。图23是方法2300的流程图。图24a至图24d示出了方法2300的示例，该方法利用阶梯直径成形辊子2440和具有轮廓顶部表面的旋转盘2420来形成具有阶梯高度唇部2494的环形工件2410。图23和图24a至图24d最好在以下描述中一起查看。

方法2300是步骤530的实施例，并且可以由实施旋转盘2420和成形辊子2440的系统100的实施例来执行。方法2300与步骤510和520同时执行。

阶梯直径成形辊子2440是成形辊子140的实施例，包括两个部2442和2444。当使成形辊子2440朝向转动轴线190枢转时，部2442离转动轴线190更远，而部2444离转动轴线190更近。部2442具有直径2452，并且部2444具有直径2454。直径2452大于直径2454。旋转盘2420是具有轮廓顶部表面122的旋转盘120的实施例。旋转盘2420包括(a)与旋转盘2420的径向面向外的表面124相邻的顶部表面2422、以及(b)从顶部表面2422径向向内的顶部表面2424。顶部表面2422和2424具有高度差2428，其中顶部表面2422的高度小于顶部表面2424的高度。成形辊子2440可以表现出从部2442到部2444的逐渐或阶梯式的直径减小。同样，旋转盘2420的顶部表面的高度增加2428可以是逐渐的或阶梯式的。在某些实施例中，部2442和2444的轮廓以及它们之间的直径增加特别地匹配于顶部表面2422和2424的轮廓以及高度差2428。成形辊子2440和旋转盘2420相应地是成形辊子2240和旋转盘120的实施例。

在步骤2310中，方法2300使阶梯直径成形辊子抵靠工件第二部的径向面向外的表面枢转，以使该第二部朝向转动轴线径向向内弯曲。图24a和图24b示出了步骤2310的示例。在该示例中，环形工件2410与旋转盘2420一起转动，同时一个或更多个支撑辊子130将工件2410的下部2412压靠旋转盘2420的径向面向外的表面124。如图24a所示，成形辊子2440从初始定位开始，该初始定位以成形辊子2440的部2442的径向面向外的表面2443与工件2410的上部2414平行为特征。在该阶段，上部2414和下部2412是连续侧壁的两个不同部段。然后，如图24b所示，成形辊子2440向内枢转(如箭头2480指示)，以使上部2414朝向转动轴线190并且中途朝向顶部表面2422和2424弯曲。

在步骤2320中，方法2300将阶梯直径成形辊子在其枢转方位中沿着工件的第二部朝向转动轴线平移，直到达到旋转盘顶部表面的高度增加为止。图24b和图24c示出了步骤2320的示例。在该示例中，成形辊子2440朝向转动轴线190平移，如图24b中的箭头2482指示，同时成形辊子2440处于在步骤2310的有关示例中实现的枢转方位。在该平移期间，成形辊子2440的角2446将上部2414的部段2415压靠旋转盘2420的较低高度顶部表面2422，如图24c所示。当成形辊子2440达到顶部表面2422与2424之间的高度增加2428时，成形辊子2440的这种平移停止。在该阶段，上部2414的部段2415已经被塑形为基本上匹配较低高度的顶部表面2422，而上部2414的更靠近转动轴线190的剩余部段2417被定向为与顶部表面2422成角度。部2417的方位由多个因素决定，诸如成形辊子2440的方位、高度增加2428的形状以及上部2414的材料性能。步骤2320完成之后的部分2417的方位可偏离图24c所示的方位。

在实施例中，在步骤2320中执行的平移帮助确保下部2412与上部2414之间的角2416不相对于下部2412径向向外凸出，或相对于部段2415轴向向上凸出。步骤2320可包括朝向转动轴线190挤出上部2414的材料。

在步骤2330中，方法2300使阶梯直径成形辊子枢转和平移，以抵靠旋转盘顶部表面形成第二部的最终形状。步骤2330径向向外重新定位成形辊子，枢转成形辊子，使得其方位与旋转盘的阶梯高度顶部表面的轮廓相匹配，并沿着第二部平移成形辊子，以抵靠旋转盘的较大高度顶部表面塑形第二部的部段。步骤2330还可以在步骤2320中精修已经被压靠旋转盘的较低高度顶部表面的第二部的段的形状，和/或精修第二部的形状，以更紧密地匹配旋转盘的较低高度与较高高度顶部表面之间的高度增加的形状。图24d示出了修改如图24c所描绘的工件2410以形成工件2400的步骤2330的示例。在该示例中，成形辊子2440已经被枢转使得部2442和2444的径向面向外的表面平行于顶部表面2422和2424。然后，成形辊子2440沿朝向转动轴线190的方向平移(如箭头2484指示)，直到(如图24d所示)上部2414被夹在成形辊子2440与旋转盘2420的顶部表面2422和2424之间为止。结果，上部2414现在形成了阶梯高度唇部2494，该阶梯高度唇部具有(a)匹配顶部表面2422的部段2415、(b)匹配顶部表面2424的部段2417和(c)基本匹配高度增加2428的轮廓的步升部段2419。

步骤2320可包括朝向转动轴线190挤出上部2414的材料。

在不脱离本发明的范围的情况下，在完成方法2300之后，第二部的轮廓可以稍微偏离旋转盘的阶梯高度顶部表面的轮廓。特别地，当旋转盘的高度增加是突然的时，第二部可以表现出比在该位置处的旋转盘顶部表面更平缓的高度增加。

同样在不脱离本发明的范围的情况下，工件2410/2400可以延伸超过下部2412的下端2470，如上面参考图1和图4所讨论的。

图25示出了在阶梯直径圆筒2510的较小直径端处形成唇部240的、阶梯直径圆筒2510的多轴辊轧成形。阶梯直径圆筒2510是包括凸缘170和与凸缘170连接的较大直径圆筒2513的工件110的示例。凸缘170和较大直径圆筒2513具有外径2576。外径2576大于直径270。

图25所描绘的过程是图2所示过程的实施例，特别涉及阶梯直径圆筒。如图25所示，工件2510的多轴辊轧成形可以根据例如如上文对于工件110讨论的方法500来执行。以上参考图1至图24d讨论的系统、方法和工件容易扩展到阶梯直径圆筒2510。

图26示出了具有两个边缘的一种轮廓环2600，该两个边缘具有不同的相应厚度。轮廓环2600环绕圆筒轴线2690并且相对于围绕圆筒轴线2690的转动是对称的。轮廓环2600包括沿着圆筒轴线2690的部段延伸的侧壁2612、从侧壁2612的顶端朝向圆筒轴线2690延伸的唇部2614、以及从侧壁2612的底端远离圆筒轴线2690延伸的凸缘2616。侧壁2612的至少一部分平行于圆筒轴线2690。侧壁2612、唇部2614和凸缘2616是单个连续件的不同部分，该连续件可选地包括沿着圆筒轴线2690跨越轮廓环2600的高度的焊缝。连接侧壁2612和唇部2614的边缘2630具有厚度2682，而连接侧壁2612和凸缘2616的边缘2620具有大于厚度2682并且也大于侧壁2612的厚度2642的厚度2680。边缘2620的较大厚度2680可增加边缘2620的强度，以降低凸缘2616相对于侧壁2612偏转的能力或风险。

在一个实施例中，边缘2620的内表面2622和外表面2624具有类似的曲率半径。在另一实施例中，边缘2620的内表面2622的曲率半径大于边缘2620的外表面2624的曲率半径，如图26所描绘的。在某些实施例中，边缘2620的厚度2680超过侧壁2612的厚度2642。唇部2614的厚度2644和边缘2630的厚度2682可类似于、小于或大于厚度2642。

在不脱离本发明的范围的情况下，例如对于阶梯直径圆筒，轮廓环2600可以延伸超过凸缘2616的外端2770。同样在不脱离本发明的范围的情况下，唇部2614可与圆筒轴线2690成倾斜角度。

图27示出了用于增厚环形工件2710的边缘以形成轮廓环2600的多轴辊轧成形方法。环形工件2710可以是通过方法500形成的工件110的实施例。工件2710包括侧壁2612、唇部2614和凸缘2616。然而，在执行方法2700之前，侧壁2612与凸缘2616之间的边缘具有和侧壁2612与唇部2614之间的边缘类似的厚度。

方法2700使工件2710在围绕转动轴线190旋转的旋转盘2720上旋转。在工件2710旋转的同时，方法2700将辊子2730压靠侧壁2612(如箭头2752指示)并且向下朝向凸缘2616(如箭头2750指示)。辊子2730沿着箭头2750的方向的向下平移，结合沿着箭头2752的方向上的径向向内的压力，在边缘2620处挤出待积聚的侧壁2612的材料，并且由此方法2700产生轮廓环2600。材料从侧壁2612挤出到边缘2620中可导致侧壁2612从初始厚度2742到厚度2642的某一减薄。辊子2730具有压靠侧壁2612的表面2736、以及相似于轮廓环2600的内表面2622的期望形状的圆角2734。当辊子2730与旋转工件2710接触时，辊子2730围绕转动轴线2732转动。

方法2700可以在方法500中作为步骤550的至少一部分来实施。此外，方法2700可以由系统100的实施例来执行，该系统(a)除了支撑辊子130和成形辊子140之外，还实施辊子2730，或者(b)将辊子2730实施为一个或更多个支撑辊子130中的每一个。

图28示出了侧壁具有较厚脊的一种环2800。环2800环绕圆筒轴线2890并且相对于围围绕圆筒轴线2890的转动是对称的。环2800包括沿着圆筒轴线2890的部段延伸的侧壁2812。环2800还可以包括从侧壁2812的顶端朝向圆筒轴线2890延伸的唇部2814、和/或从侧壁2812的底端远离圆筒轴线2890延伸的凸缘2816。侧壁2812的径向向内面向的表面2850的至少一部分平行于圆筒轴线2890。侧壁2812的径向面向外的表面2852形成在远离圆筒轴线2890的方向上突出的脊2818。脊2818环绕圆筒轴线2890。

图29示出了用于在环形工件2910的侧壁中制作脊以产生环2800的一种辊轧成形方法2900。工件2910包括圆筒形侧壁2912。工件2910还可包括相应地与侧壁2912的上端和下端连接的唇部2814和/或凸缘2816。工件2910可以是通过方法500形成的工件110的实施例，或者是在根据步骤510、520和530的多轴辊轧成形之前的工件110的实施例。在后一种情况下，方法2900可以被实施为方法500的步骤510和520的实施例。可选地，工件2910不是工件110的实施例。

方法2900使工件2910在围绕转动轴线190旋转的旋转盘2920上旋转。在工件2910旋转的同时，方法2900将辊子2930压靠侧壁2812，如箭头2942指示。当辊子2930与旋转工件2910接触时，辊子2930围绕转动轴线2932转动。辊子2930具有环绕转动轴线2932的较薄部段2934。从辊子2930到侧壁2912上的压力迫使侧壁2912的材料在较薄部段2934与侧壁2912之间的间隙中积聚，以产生脊2818。从而，方法2900形成环2800。

方法2900可以在方法500中作为步骤510和520的至少一部分来实施。此外，方法2900可以由系统100的实施例来执行，该系统(a)除了支撑辊子130和成形辊子140之外，还实施辊子2930，或者(b)将辊子2730实施为一个或更多个支撑辊子130中的每一个。

图30示出了用于在环形工件2910的侧壁2912中制作脊2818以产生环2800的一种多轴辊轧成形方法3000。除了用成对圆辊子3030和3031代替辊子2930之外，方法3000与方法2900类似。辊子3030和3031被构造为同时(a)压靠侧壁2912，如箭头3042指示，并围绕公共转动轴线3032旋转，并且(b)朝向彼此平移，如箭头3044和3045指示。辊子3030和3031的该动作局部地积聚侧壁2812的材料以形成脊2818。从而，方法3000形成环2800。

图31示出了具有局部减薄侧壁的一种环3100。环3100环绕圆筒轴线3190并且相对于围绕圆筒轴线3190的转动是对称的。环3100包括沿着圆筒轴线3190的部段延伸的侧壁3112。环3100还可以包括从侧壁3112的顶端朝向圆筒轴线3190延伸的唇部3114、和/或从侧壁3112的底端远离圆筒轴线3190延伸的凸缘3116。侧壁3112的径向向内面向的表面3150的一部分形成凹部3118。凹部3118具有沿着圆筒轴线3190的高度3119。高度3119小于侧壁3112沿着圆筒轴线3190的总范围。侧壁3112的径向面向外的表面3152平行于圆筒轴线3190。因此，侧壁3112在与凹部3118相关联的部段中比其它地方薄。凹部3118环绕圆筒轴线3190。

图32示出了用于局部减薄环形工件3210的侧壁以形成环3100的一种辊轧成形方法3200。工件3210包括圆筒形侧壁3212(类似于侧壁2912)。工件3210还可以包括相应地与侧壁3212的上端和下端连接的唇部3114(类似于唇部2814)和/或凸缘3116(类似于凸缘2816)。工件3210可以是通过方法500形成的工件110的实施例，或者是在根据步骤510、520和530的多轴辊轧成形之前的工件110的实施例。在后一种情况下，方法3200可以被实施为方法500的步骤510和520的实施例。可选地，工件3210不是工件110的实施例。

方法3200使工件3210在围绕转动轴线190旋转的旋转盘3220上旋转。旋转盘3220具有环绕转动轴线190的径向突起3222。径向突起3222具有高度3119。在工件3210旋转的同时，方法3200将辊子3230压靠侧壁3212，如箭头3242指示。当辊子3230与旋转工件3210接触时，辊子3230围绕转动轴线3232转动。辊子3230的高度3219超过高度3119。从辊子3230到侧壁3212上的压力迫使侧壁3212的材料远离突起3222，这导致侧壁3212的局部减薄，以产生凹部3118。从而，方法3200形成环3100。

方法3200可以在方法500中作为步骤510和520的至少一部分来实施。此外，方法3200可以由系统100的实施例执行，该系统(a)将旋转盘3220实施为旋转盘120，并且(b)将辊子3230实施为一个或更多个支撑辊子130中的每一个。

图33示出了侧壁3312具有肋3350的一种环3300。环3300环绕圆筒轴线3390并且相对于围绕圆筒轴线3390的转动是对称的。环3300包括沿着圆筒轴线3390的部段延伸的侧壁3312。环3300还可以包括从侧壁3312的顶端朝向圆筒轴线3390延伸的唇部3314、和/或从侧壁3312的底端远离圆筒轴线3390延伸的凸缘3316。肋3350形成背离圆筒轴线3390的突起3352和面向圆筒轴线3390的凹部3354。肋3350环绕圆筒轴线3390。

图34示出了用于在环形工件3410的侧壁中形成肋以形成环3300的一种辊轧成形方法3400。工件3410包括圆筒形侧壁3412(类似于侧壁2912)。工件3410还可以包括相应地与侧壁3412的上端和下端连接的唇部3314(类似于唇部2814)和/或凸缘3316(类似于凸缘2816)。工件3410可以是通过方法500形成的工件110的实施例，或者是在根据步骤510、520和530的多轴辊轧成形之前的工件110的实施例。在后一种情况下，方法3400可以被实施为方法500的步骤510和520的实施例。可选地，工件3410不是工件110的实施例。

方法3400使工件3410在围绕转动轴线190旋转的旋转盘3420上旋转。旋转盘3420具有环绕转动轴线190的径向突起3422。在工件3410旋转的同时，方法3400将辊子3430压靠侧壁3412，如箭头3442指示。当辊子3430与旋转工件3410接触时，辊子3430围绕转动轴线3432转动。辊子3430具有环绕转动轴线2432的较薄部段3434。从辊子3430和突起3422到侧壁3412上的压力在侧壁3412中形成肋3350。从而，方法3400产生侧壁3312具有肋3350的环3300。

方法3400可以在方法500中作为步骤510和520的至少一部分来实施。此外，方法3400可以由系统100的实施例执行，该系统(a)将旋转盘3420实施为旋转盘120，并且(b)将辊子3430实施为一个或更多个支撑辊子130中的每一个。

图35a和图35b示出了具有多个局部减薄区域的一种环3500，这些局部减薄区域被布置在围绕环3500的圆筒轴线3590的不同位置处。图35a是在包含圆筒轴线3590的平面中截取的环3500横截面。图35b是在垂直于圆筒轴线3590的平面中截取的环3500的横截面，该平面如图35a中的线bb’指示。图35a和图35b最好在以下描述中一起查看。

环3500环绕圆筒轴线3590。环3500包括沿着圆筒轴线3590的部段延伸的圆筒形侧壁3512。环3500还可以包括从侧壁3512的顶端朝向圆筒轴线3590延伸的唇部3514、和/或从侧壁3512的底端远离圆筒轴线3590延伸的凸缘3516。侧壁3512的径向向内面向的表面3550形成相对于圆筒轴线3590定位在多个方位角位置处的多个凹部3518。侧壁3512的径向面向外的表面3552是圆筒形的。因此，侧壁3512在与凹部3518相关联的区域中比其它地方薄。除了凹部3118之外，环3500关于围绕圆筒轴线3590的转动是对称的。为了清楚地示出，并不是所有的凹部都被标记在图35b中。在不脱离本发明的范围的情况下，环3500可以包括比图35b所示更多或更少的凹部。另外，在不脱离本发明的范围的情况下，凹部可以彼此非均匀地隔开。

图36a和图36b示出了用于在环形工件3610的侧壁中形成多个局部减薄区域以形成环3500的一种辊轧成形方法3600。图36a是通过方法3600修改时的工件3610的横截面。图36a中使用的视图等同于图35a的左半部。图36b是通过方法3600修改时的工件3610的另一横截面。图36b中使用的视图等同于图35b中使用的视图。图36a和图36b最好在以下描述中一起查看。

工件3610包括圆筒形侧壁3612(类似于侧壁2912)。工件3610还可以包括相应地与侧壁3612的上端和下端连接的唇部3514(类似于唇部2814)和/或凸缘3516(类似于凸缘2816)。工件3610可以是通过方法500形成的工件110的实施例。方法3600可以作为方法500的步骤550的至少一部分来实施。可选地，工件3610不是工件110的实施例。

方法3600在待减薄的每个位置处将成对辊子3630和3640应用到侧壁3612。辊子3630被定位在侧壁3612的外侧，辊子3640被定位在侧壁3612的内侧。对于待减薄的每个区域，方法3600使辊子3630和3640抵靠侧壁3612的相同部段的相对侧滚动。方法3600使辊子3630和3640两者在由箭头3650指示的方向上滚动。可选地，方法3600使辊子3630和3640两者在与箭头3650相反的方向上滚动。辊子3630围绕转动轴线3639转动(如箭头3638指示)，随着辊子3630沿着侧壁3612的表面滚动，该转动轴线在箭头3650的方向上平移。辊子3630的相对于转动轴线3639的径向面向外的表面是凹入的，以基本上匹配侧壁3612的圆筒形曲率。辊子3640围绕转动轴线3649转动(如箭头3648指示)，随着辊子3640沿着侧壁3612的表面滚动，该转动轴线在箭头3650的方向上平移。辊子3640的主体3644的相对于转动轴线3649的径向面向外的表面通常是凸出的，以基本上匹配侧壁3612的圆筒形曲率。然而，辊子3640还具有环绕转动轴线3649的突出环3642。当方法3600使辊子3630和3640如图36a和图36b所示地一起滚动时，突出环3642形成凹部3518。方法3600对凹部3518的每个期望实例重复该过程，以形成环3500。

图37a和图37b示出了具有多个肋的一种环3700，这些肋被布置在围绕环3700的圆筒轴线3790的不同位置处。图37a是在包含圆筒轴线3790的平面中截取的环3700横截面。图37b是在垂直于圆筒轴线3790的平面中截取的环3700的横截面，该平面如图37a中的线bb’指示。图37a和图37b最好在以下描述中一起查看。除了每个凹部3518由肋3750代替之外，环3700类似于环3500。每个肋3750形成面向圆筒轴线3590的凹部3718和背离圆筒轴线3590的突起3719。为了清楚地示出，并不是所有的凹部3718和突起3719都被标记在图37b中。

图38a和图38b示出了用于在环形工件3610的侧壁中形成多个肋以形成环3700的一种辊轧成形方法3800。图38a和图38b是通过方法3800修改时的工件3810的正交横截面。图38a和图38b所用的视图等同于图36a和图36b所用的视图。图38a和图38b最好在以下描述中一起查看。

除了用辊子3830代替辊子3630之外，方法3800类似于方法3600。辊子3830除了在其部分凹入的径向面向外的表面中具有较薄部段3832之外，类似于辊子3630。较薄部段3832环绕辊子3830的转动轴线3639。当方法3800如上文参照图36a和图36b对于辊子3630和3640所讨论的，滚动辊子3830和3640时，突出环3642和较薄部段3832协作以形成肋3750。方法3800对肋3750的每个期望实例重复该过程，以形成环3700。

特征的组合

在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征以及下面要求保护的特征可以以各种方式组合。例如，应当理解，本文所述的一种多轴辊轧成形方法、系统或产品的方面可并入本文所述的另一种多轴辊轧成形方法、系统或产品的特征或交换特征。以下示例示出了上述实施例的一些可能的非限制性组合。应当清楚，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本文的方法、产品和系统进行许多其它改变和修改：

(a1)一种多轴辊轧成形方法包括同时执行以下步骤：(a)使旋转盘围绕转动轴线旋转，旋转盘具有放置在其上的，环绕转动轴线的环；(b)将至少一个第一辊子压靠环的第一部的面向外的表面，以将第一部压靠旋转盘的面向外的表面；以及(c)迫使第二辊子抵靠环的第二部的面向外的表面，以使第二部朝向转动轴线弯曲，以便形成朝向转动轴线延伸的唇部。迫使步骤包括：使第二辊子抵靠第二部枢转；以及使第二辊子沿着第二部朝向转动轴线平移。

(a2)在被指代为(a1)的多轴辊轧成形方法中，第一部可与转动轴线的第一段相关联，并且第二部可与转动轴线的第二段相关联。

(a3)在被指代为(a1)和(a2)的多轴辊轧成形方法的任一种中，迫使步骤可包括：协作地执行枢转和平移步骤，以确保第一部与唇部之间的边缘的单向曲率。

(a4)在被指代为(a1)至(a3)的多轴辊轧成形方法中的任意一种中，迫使步骤可包括：协作地执行枢转和平移步骤，以确保第一部与唇部之间的边缘不会在沿着转动轴线远离第一部的方向上延伸超过唇部。

(a5)在被指代为(a4)的多轴辊轧成形方法中，旋转盘可具有垂直于转动轴线的顶部表面，并且协作地执行枢转和平移步骤的步骤可包括：抵靠顶部表面塑形第二部，使得唇部垂直于转动轴线。

(a6)在被指代为(a5)的多轴辊轧成形方法中，迫使步骤还可包括：协作地执行枢转和平移步骤，以确保边缘不会延伸到离转动轴线比第一部的原始形状更远的距离。

(a7)在被指代为(a1)至(a6)的多轴辊轧成形方法中的任意一种中，迫使步骤可包括：同时执行所述枢转和所述平移。

(a8)在被指代为(a1)至(a6)的多轴辊轧成形方法中的任意一种中，迫使步骤可以包括：交替地执行所述枢转的递增和所述平移的递增。

(a9)在被指代为(a1)至(a6)的多轴辊轧成形方法中的任意一种中，迫使步骤可包括：在发起平移步骤之前完成枢转步骤。

(a10)在被指代为(a9)的多轴辊轧成形方法中，旋转盘可具有垂直于转动轴线的顶部表面，并且迫使步骤可包括：(i)在枢转步骤中，将接触第二部的第二辊子的表面定位为与转动轴线成倾斜角度；以及(ii)在平移步骤中，使第二辊子沿着垂直于转动轴线的方向平移，以使第二部抵靠顶部表面塑形，使得唇部垂直于转动轴线。

(a11)在被指代为(a1)至(a9)的多轴辊轧成形方法中的任意一种中，旋转盘可具有垂直于转动轴线的顶部表面，并且枢转步骤可包括：将第二辊子枢转到某一角度，在该角度下，接触第二部的第二辊子的表面垂直于转动轴线，使得唇部垂直于转动轴线。

(a12)在被指代为(a11)的多轴辊轧成形方法中，旋转盘沿着转动轴线的第一段可以为圆筒形，环的第一部可以平行于转动轴线，并且迫使步骤可以包括：在第一部与第二部之间形成九十度弯曲部。

(a13)在被指代为(a1)至(a12)的多轴辊轧成形方法中的任意一种中，迫使步骤可包括：形成具有均匀材料厚度的唇部。

(a14)在被指代为(a1)至(a13)的多轴辊轧成形方法中的任意一种中，迫使步骤可包括：协作地执行枢转和平移步骤，以形成不具有梯形失真效应或具有小于唇部的最小材料厚度的百分之十的梯形失真效应的唇部。

(a15)在被指代为(a1)至(a13)的多轴辊轧成形方法中的任意一种中，迫使步骤可包括：协作地执行枢转和平移步骤，以形成沿朝向转动轴线的方向具有增加的材料厚度的唇部。

(a16)在被指代为(a1)至(a15)的多轴辊轧成形方法中的任意一种中，迫使步骤可包括：挤出第二部的材料。

(a17)被指代为(a16)的多轴辊轧成形方法可包括：在形成唇部之后，修整唇部以扩大由唇部限定的孔口的直径。

(a18)被指代为(a1)至(a17)的多轴辊轧成形方法中的任意一种可以包括：在形成唇部之后，将第二辊子重新应用到第二部，以通过将第二辊子从唇部的外径中途平移到唇部的内径来在较大直径范围内减薄唇部的材料厚度。

(a19)在被指代为(a1)至(a12)的多轴辊轧成形方法中的任意一种中，第二辊子可包括第一直径的第一圆筒和第二直径的第二圆筒，第二直径小于第一直径，其中，在迫使步骤期间，第一圆筒比第二圆筒更靠近第一部，并且迫使步骤可包括：形成唇部，该唇部具有(i)在唇部的位于离转动轴线比第一半径更远的距离处的部段中，由第一直径限定的第一材料厚度、和(ii)在位于离转动轴线比第二半径更近的距离处的区域中，由第二直径限定的第二材料厚度，其中，第二半径不大于第一半径，并且第二材料厚度大于第一材料厚度。

(a20)被指代为(a1)至(a19)的多轴辊轧成形方法中的任意一种可以包括：以每分钟至少一个环的生产量顺序地加工环的多个实例，其中，顺序加工步骤包括：对于每个环，使用旋转盘、至少一个第一辊子和第二辊子来执行旋转、挤出和迫使的步骤。

(a21)被指代为(a1)至(a20)的多轴辊轧成形方法中的任意一种还可以包括：由金属板辊轧成形环，其中，辊轧成形步骤包括：弯曲金属板以使金属板的两个相对端彼此接触，并且将两个相对端焊接在一起。

(b1)通过多轴辊轧成形生产的一种环包括：(a)侧壁，该侧壁环绕环的圆筒轴线，侧壁具有沿着圆筒轴线从侧壁的底端到侧壁的顶端的高度；(b)唇部，该唇部环绕圆筒轴线且朝向圆筒轴线延伸，以限定直径小于顶端的孔口，唇部具有面向由侧壁包围的空间的底部表面，底部表面是平坦的或圆锥形的；以及(c)边缘，该边缘连接唇部和顶端，其中，(i)环具有从顶端、围绕边缘且沿着唇部的至少一部分的单向曲率，并且(ii)侧壁、唇部和边缘是单个连续部的相应部分。

(b2)在被指代为(b1)的环中，边缘沿着圆筒轴线的范围可由唇部的顶端与顶部之间沿着圆筒轴线的范围界定。

(b3)被指代为(b1)和(b2)的环中的任一个还可包括从底端延伸到孔口的焊缝。

(b4)在被指代为(b1)至(b3)的环中的任意一个中，唇部的材料厚度可偏离侧壁的材料厚度不超过10％。

(b5)在被指代为(b1)至(b3)的环中的任意一个中，唇部可具有均匀的材料厚度。

(b6)在被指代为(b5)的环中，均匀材料厚度可偏离侧壁的材料厚度不超过10％。

(b7)在被指代为(b5)的环中，均匀材料厚度可小于侧壁的材料厚度。

(b8)在被指代为(b1)至(b3)的环中的任意一个中，在孔口处的唇部的材料厚度可大于与边缘相邻的唇部的材料厚度。

(b9)在被指代为(b8)的环中，唇部的材料厚度可以从边缘到孔口线性增加。

(b10)在被指代为(b8)的环中，唇部的材料厚度在边缘与孔口之间可以经历至少一个阶梯式增加。

(b11)在被指代为(b1)至(b10)的环中的任意一个中，侧壁可平行于圆筒轴线，并且唇部可垂直于圆筒轴线。

(c1)一种多轴辊轧成形系统包括：(a)旋转盘，该旋转盘(i)被构造为在保持工件的同时围绕转动轴线旋转，并且(ii)具有背离转动轴线的面向外的表面，以及顶部表面，该顶部表面以平行于转动轴线或与转动轴线成倾斜角度的表面法线为特征；(b)至少一个支撑辊子，该至少一个支撑辊子从面向外的表面径向向外定位，其中，每个支撑辊子被构造为将工件的第一部压靠面向外的表面；以及(c)成形辊子，该成形辊子被构造为朝向顶部表面枢转且平行于顶部表面平移，以在旋转盘使工件旋转的同时抵靠顶部表面弯曲工件的第二部。

(c2)在被指代为(c1)的多轴辊轧成形系统中，成形辊子可以具有工作表面，该工作表面被构造为压靠第二部，以抵靠顶部表面弯曲第二部，并且成形辊子可以被构造为在整个线性范围平移，使得最靠近第二部的工作表面的段能够至少在(i)距离转动轴线的第一距离与(ii)第二距离之间平移，在没有成形辊子的枢转的情况下，该第一距离超过旋转盘的半径，在没有成形辊子的枢转的情况下，该第二距离小于半径。

(c3)在被指代为(c2)的多轴辊轧成形系统中，成形辊子可以被构造为在整个角度范围枢转，使得最靠近工件的工作表面的段能够至少在(i)平行于面向外的表面的第一方位与(ii)平行于顶部表面的第二方位之间枢转。

(c4)在被指代为(c2)的多轴辊轧成形系统中，工作表面可以是圆筒形的，并且每个支撑辊子可以具有圆筒形支撑表面，该圆筒形支撑表面被构造为压靠工件，以将工件压靠面向外的表面。

(c5)在被指代为(c1)到(c4)的多轴辊轧成形系统中的任意一个中，至少一个支撑辊子可以包括相对于转动轴线处于两个不同方位角定位的两个支撑辊子，并且成形辊子可以处于两个不同方位角定位之间的方位角定位处。

(c6)被指代为(c1)到(c5)的多轴辊轧成形系统中的任意一个还可以包括：摆臂，成形辊子安装到该摆臂；工作台，该工作台支撑摆臂并且被构造为使摆臂在平行于顶部表面的方向上平移，以使成形辊子平行于顶部表面平移；以及(f)转动接头，该转动接头在摆臂与工作台之间，以便于摆臂相对于工作台的枢转，以使成形辊子朝向顶部表面枢转。

(c7)被指代为(c8)的多轴辊轧成形系统还可以包括：第一致动器，该第一致动器用于驱动工作台以使摆臂在平行于顶部表面的方向上平移；第二致动器，该第二致动器用于驱动摆臂的所述枢转；以及控制器，该控制器用于命令第一致动器和第二致动器协作地平移和枢转成形辊子，以确保第一部与第二部之间的边缘的单向曲率。

(c8)被指代为(c8)的多轴辊轧成形系统还可以包括：第一致动器，该第一致动器用于驱动工作台以使摆臂在平行于顶部表面的方向上平移；第二致动器，该第二致动器用于驱动摆臂的所述枢转；以及控制器，该控制器用于命令第一致动器和第二致动器协作地平移和枢转成形辊子，以确保第一部与第二部之间的边缘既不在沿着转动轴线远离第一部的方向上延伸超过唇部，也不延伸到距转动轴线比第一部的原始形状更远的距离。

在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述系统、方法以及工件进行改变。由此，应当注意，包含在以上描述中并在附图中示出的内容应当被解释为示意性的而不是限制性的。以下权利要求旨在覆盖本文所述的一般特征和具体特征、以及本系统和方法的范围的所有陈述，其在语言上可被认为落入这些权利要求之间。