专利名称：在压实的粉末金属部件中形成非轴向特征的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过压实粉末金属形成金属零件的领域。更具体地说，本发 明涉及产生大致圓形的或偏心的多个凹切的 一种新的装置及方法，这些凹切 垂直于工具弹出移动的轴线。
背景技术：
粉末金属压实加工已经导致了制造具有不同形状与构型的工件的能力， 而不必在这些工件中进一步加工某些特征或尺寸特性。粉末金属压实已经成 为用于产生齿轮的一种普遍的手段，这些齿轮具有圆周的或者甚至螺旋状的 多排的齿。当设计用于制造这种部件的压模或者在选4奪有待由这种方法制造 的部件的类型时，必须考虑的 一个必要的因素是在压实方法已经形成了零件 之后，这些压模必须能够分离并且自由地弹出该零件。
常规的粉末金属压实通常由装有工具组的一个成型压机构成。 一个典型 的工具组由一个单个的压模(该压模包含处于所希望的最终成品的形状的一 个空腔)、帮助在成品的底部形成特征的一个或多个底部冲头、帮助在成品 的顶部上形成特征的 一个或多个顶部冲头，以及帮助形成一个或多个系列的 内直径的一个芯棒。可采用这种典型的工具组的变体以获得成品形状的变 体。
由粉末材料压成一个零件的一个此类工具组的变体采用了一个上压模 以及一个下压模。每个压模装有至少一个可移动的冲头，该沖头能够响应由 一个成型压才几在轴向方向上施加的压力而轴向移动。通过这种方法，该底压 模与顶压模最初可定位为与接合在下压模中的 一个下沖头接触，以便当这些 压模处于闭合位置以及顶沖头被升起并且与顶压模分离开时，产生用于接受 粉末材料的一个空腔。 一个粉末送料板承载粉末越过顶压模的顶表面并且然 后将粉末填充到由顶压才莫、底压模与底冲头产生的空腔中。该送料板被撤回 并且顶沖头然后被引进顶压模之中以开始该压实过程。
在传统上一直限制了粉末金属压实制造的更宽应用的 一个问题在于该 方法通常产生包括多个特征的工件，这些特征由压模的移动、沖头的移动以 及最终成品的移出过程的组合所造型，其中此类移动仅在轴向方向上进行。具有所希望的非轴向特征(诸如凹切)的工件几乎是不可能产生的，除非在 压实过程之后必须增加诸如机加工或研磨的辅助加工以去除材料来产生此 类特征。此类具有非轴向特征的工件的实例是具有至少两排环圓周齿的圆形 齿轮，该两排齿被一个环圆周的凹切分隔开。非常令人希望的是能够由一个 单一的方法(如仅由粉末压实方法)来产生这样的零件，而不是必须在压实 的零件上进行附加的机加工或研磨操作。
已经进行了多种尝试以在粉末金属压实的零件中提供凹切。在美国专利
号4,087,221中披露了一个此类方法，其中使用一个粉末金属压模来产生具 有多个凹切部分的零件，这些凹切部分是通过使用可移动的插入件形成的。 这个方法依然要求附加的操作步骤，因为这些插入件在压实方法完成之后必 须手动地从最终零件中去除。在美国专利号4,255,103中披露了在这个概念 的一个变体。在这个专利中，通过使用成形插入件在圆形的零件中形成了环 形的凸缘。然而， 一旦零件从压实压模中被移出，成形插入件也必须通过诸 如沥取或才几加工的附加处理来去除。
在美国专利号5,378,416中示出一个新的方法以解决在工件(如具有双 排齿的齿轮)中提供凹切的问题。其中所披露的是一个压模组，该压模组包 括一个下压4莫、 一个上压模以及横过该下压模的顶表面而横向移动的一个 "凸轮压模"。当压实过程开始时，上压模冲头与下压模冲头彼此相向地轴 向移动以压实空腔中的粉末金属，同时凸轮压模的两个相对的段彼此相向地 横向移动以在两排齿之间形成一个环圆周的凹切。这种设计的问题在于因为 两个凸轮压模段沿一个单一的轴线彼此相向地移动，所以压实的粉末金属零 件的密度在邻近每个半球形的凸轮的中心的零件部分与邻近两个凸轮压模 之间的接触点的零件部分之间产生了差异。密度差异造成了零件上的应力的 不均匀分布，这可以导致其过早破裂以及较短的寿命周期。此外，当在零件 压实之后两个凸^仑离开压才莫空腔撤回时，这些凸轮的不同部分抵靠在最终零 件上进行不同的移动。每个凸轮的中心径向地滑动离开最终的零件，而每个 凸轮的末端在大致切线方向上滑动离开。这些不同的滑动运动在每个压模部 分与之接触的工件上产生了不同的应力，直至完全与零件脱离接合。这个差 异可产生形成应力破裂的不可预知的模式的可能性。此外，如果横向移动的 凸轮压模不能完全相遇，则产生了一个空隙，该空隙导致形成一个"薄片" 或看似多余的材料(它必须由诸如机加工这样的手段来去除)
发明内容
本发明是用于压实具有一个非轴向的凹切特征的粉末金属零件的一种 装置以及方法。 一个常规的粉末金属成型压机以及一个工具组包括一个上压 模、 一个下压模以及在每个压模之中的轴向可移动的多个冲头。该上压模与 该下压模的对接形成了具有所希望的工件形状的一个空腔。本发明包括一个 凹切压模，该凹切压模定位于该上压模的底表面与该下压模的顶表面之间。 该凹切压才莫包含在一个圆形图案中对齐的多个成形的冲头。这些成形的冲头 的尖端会聚形成一个内圓周。这些成形的冲头彼此相对地移动，以将该内圓 周的大小从一个最大直径的位置改变到一个最小直径的位置，以形成该非轴 向的辨^正。
在运行中，适量的粉末金属被装进在该上压模、下压模、下沖头以及多 个凹切沖头之间产生的空腔中。该上沖头与下沖头在来自成型压机的压力下 是可彼此相向地轴向移动的。在压力施加之前或者逐步地在施加全部压力的 过程中， 一个驱动机构使这些成形的沖头转动，迫使该内圆周在该压模空腔 之中从它的最大直径的位置移动到它的最小直径的位置。该内圆周的最小直 径小于一个或两个压模的壁的直径，这样在该压实零件中垂直于沖头移动以 及零件弹出移动的轴线形成了一个非轴向的凹切。 一旦该压实过程完成，则 该驱动机构以相反方向转动这些成形的冲头，以此将该内圆周从它的最小直 径的位置增加到它的最大直径的位置。因为该内圆周的最大直径大于该空腔 壁的直径，所以这些成形的冲头不妨碍该弹出移动以及因而发生的压实零件 从工具组的空腔中移出。
本发明提供了用于制造具有一个非轴向的凹切或多个非轴向形成的特 征的压实粉末金属零件的 一种装置及方法。遍及该凹切的整个圆周的压实粉 末金属的均匀密度提供了最终零件的结构完整性以及功能的持久性。
图1A示出了具有上芯棒与下芯棒的双沖头粉末金属压实工具组在用粉 末金属填充之后的截面图。
图1B示出了具有单个下芯棒的双冲头粉末金属压实工具组在用粉末金 属填充之后的截面图。
图1C示出了用粉末金属填充之后的具有单个下芯棒的双上冲头与双下 冲头粉末金属压实工具组。
沖头粉末金属压实工具组。
、、口 、 、 、 、一
图2示出了本发明的凹切压模的一个俯视平面视图。 图3示出了凹切压模的多个三角形板的构型的一个等距一见图。图4A示出了缩回到它的内圆周的最大直径的这些三角形板。图4B示出了转动至它的内圆周的最小直径的位置的这些三角形板。
图5示出了带有用于多个槽缝的可能的位置与角度的单个三角形板。
图6示出了在它的第一侧边缘与它的第二侧边缘上均具有互锁的运转限制装置的单个三角形板。
图7示出了凹切压模的转动装置的一个变体的分解的等距视图。
图8A示出了具有两排齿的一个链轮的等距视图。
图8B是经过图8A所示的链轮的线B-B的截面。
具体实施例方式
图1A与图1B中所示的工具组是一个常规的粉末金属成型压机的截面视图并且提供了用于显示本发明的结构与运行的背景。粉末金属成型压机10包括一个上压才莫14以及一个下压才莫18。沿轴线99在两个方向上施加一个压实力。 一个或多个导柱24限制了这些压模在轴线方向上彼此相对的移动。上压模14包含一个圆柱形状的上冲头15,该上冲头穿过上圆柱形孔11可滑动地移动。以相同方式，下压模18包含一个圓柱形的下冲头19，该下冲头穿过下圆柱形孔12可滑动地移动。空腔13形成在上压才莫14、下压模18的内壁与每个冲头15和19的内末端之间。芯棒16和20会聚在空腔13中以形成穿过压实的工件的一个孔。图1B示出了图1A中所展示的工具组的一个变体，它通过具有一个单个芯棒20来形成穿过压实的工件的一个孔。
在图1C与图1D中示出其他的工具组构型。参见图1C,示出了具有双上冲头15a和15b以及双下冲头19a和19b的一个工具组。将一个单下芯棒20用于产生穿过压实的工件的一个孔。图1D示出了仅具有一个单上冲头15连同双下沖头19a和19b的一个工具组。再一次， 一个单下芯才奉2(H皮用于产生穿过压实的工件的孔。
存在多种可用于以粉末金属材料17填充空腔13的方法。例如，所使用的方法之一可包括首先将上压模14从下压模18分离开；将下沖头19下降到它的最低位置；填充位于下压模18的内壁之中的那一部分的空腔13;将该上压模降低到与该下压模全接合中并且随着在轴向上向下移动上沖头15并向上移动下冲头19以便用粉末金属材料17完全地填充空腔13。另一种方法可包括将上冲头15从上压模14中撤回；同时保持上压模14与下压模18之间的接触；经过上圆柱形的压模壁11注入粉末金属材料17;然后将上冲头15再插入上压模14中。关于本发明，可采用在本领域中已知的这些或任何其他适当的手段。
本发明的装置及方法能够在压实的粉末金属工件(如一个链轮72 (见图8A与图8B))中形成一个非轴向的特征，而不要求进一步的机加工或切削。一个非轴向的特征4皮限定为仅能通过工具形成的一种形状，该工具在大致垂直于轴线99的方向上移动。本发明最适合用于制造具有两排或更多排环圆周的齿(要求在齿排之间有一个凹切)的齿轮或链轮。具体参见图8A,该图示出了具有两排平行的、环圆周的齿74a与74b的链轮72的一个等距视图。一个凹切76将两排齿分隔开。凹切76的直径小于通过连接链轮齿廓根78a与78b所形成的直径。由在邻近凹切压模30的上圆柱孔11中的多个齿形切口在上压才莫14中形成第一排齿74a并且由在邻近凹切压才莫30的下圓柱孔12中的多个齿形切口形成第二排齿74b。这两排齿可相互对齐，这样每个齿74a与一个齿74b对齐并且每个齿才艮78a与一个齿才艮78b对齐。可替代地，这两排齿可以按任何相位的定向、错位状态相互偏离，或者使一排中的每个齿与另一排齿上的一个齿根对齐，常常称之为一组定相的链轮或一个MORSEGEMINI 链轮。链轮72的中心孔82可通过将轴向可移动的芯棒16和20汇集在一起或者通过使一个单芯棒20贯穿过空腔13而形成。在后者的情况下，单芯才奉20从下冲头19延伸进入上冲头15中。当使用配对的芯棒时，上芯棒16在上冲头15之中是轴向可移动的并且下芯棒20在下冲头19之中是轴向可移动的，这样，在工件压实的过程中，它们轴向地移动直至它们在空腔13之中相遇。
一个凹切压模30 (见图1A-1D)被定位于上压模14的下表面与下压模18的上表面之间。凹切压模30包含一个任选的上固定板32与一个任选的底固定板34。在这些固定板之间是多个成形的冲头40。参见图5,图中示出了如具有一个大致三角形形状的一个成形的冲头的实例。每个成形的冲头40包含一个第一侧边l象42、 一个第二侧边缘44、 一个尖端46以及一个外边全彖
48。该第一边缘接近于尖端46的部分被标识为工作边缘42a,如图6所示。它在线a-a之间在长度上可以变化。这是实际上形成工件中的凹切的表面。工作边缘42a可以取许多形状的形式。它可以保持为直线的第一边缘("a )或者它可以采取一种曲线的形状，如42b的虚线所示，或者它可以断然切除冲头40的尖端，如沿虚线42c所示。如由图3中示意的图示所示，多个成形的冲头40以环圆周共平面的图案布局，使得每个成形的沖头40的第一边缘42与它相邻的成形的冲头的第二边缘44抵靠。成形的沖头40的工作边缘42a形成一个内圆周。该内圓周可以是大致圆形的或多边形的，如由工作边缘42a的形状所决定。如果该凹切是多边形的，那么工作边缘4h的平直段可以是大致相等的长度或它们可具有不同的长度。成形的冲头40的外边缘48限定了一个外圓周38。在凹切压模30中的成形的冲头的数目可以从3到300，这取决于被制造零件的尺寸与复杂性。优选地，成形的沖头的数目范围是从6到36。更为优选地，该数目大约为12,但是按照设计要求所希望的可以是更少。
成形的冲头40可以不是全部相同的，尤其是对于它们的工作边缘42a而言。例如，这些冲头的一部分(例如从整个圆周的60到120度)可以短于剩余沖头的长度，以便形成阶梯的或非对称的凹切。当用在一个链轮上时，这会产生一个零件，它的重心已经移向一部分凹切，该部分凹切延伸得比该凹切的剩余部分远，以形成一个凸轮的凸出部的特征。此类零件适合用在例如内燃^L上的平tf轴上。此外， 一个或多个成形的冲头40可短于剩余的冲头，以生成一个向外凸起的接片或隆起，该接片或隆起可被用作一个传感器冒头，例如用于发动^L定时的用途。
成形的冲头40的运动是以一种转动的方式来进行。每个成形的冲头40的第一侧边缘42可滑动地与它邻近的成形的冲头的第二边缘44抵靠。如图4A示意性地所示，内圓周36处于由实线所指示的最大直径的位置，而成形的冲头40的外边缘48在外圓周38处对齐。当沿外圆周38在外边缘48上施加一个大致切向的力时，如图4B中所示，成形的冲头40的边乡彖^:此相对移动，使内圆周36的直径减小到如由实线所示的最小直径的位置。
参见图2,图中示意性地表示了成形的冲头40在凹切压模30之中的运行。使用了一个驱动机构60来提供使成形的冲头40转动所必需的力。如所希望的，驱动机构60可被附装在一个或多个成形的冲头40的外边缘48上。如果使用两个驱动机构，建议将它们定向为沿外圓周彼此相对，彼此成大致180度。驱动机构60可以是能够为多个成形的沖头40提供转动运动的任何已知装置。驱动机构的实例包括，但并不局限于， 一个蜗轮、 一个内/外齿轮组、 一个步进电机或者一个液压或气动致动的活塞或一个链传动机构。由驱动机构60施加的动力可由例如一个伺服或液压电动机62来提供并且经过一个连接轴64传递到外圆周38上。例如，施加到驱动机构60上的动力还可以使用台板以及柱式延伸由该成型压机来提供以此致动凹切压模30。
在一个实施方案中，由形成在每个成形的冲头40中的至少一个槽缝50来引导并限制这些成形的冲头的运动。如图5所示，槽缝50可定位在成形的冲头40的表面上的不同位置中，如由多条虛线所提示的位置。这些槽缝的位置将影响该槽缝相对于外圓周38的圆形轨迹的角度。以紧密邻近并且总体上平行于每个成形的冲头40的外边缘48定位的多个槽缝将具有一个角度，该角度仅略微弯曲离开处于大致圓形轨迹中的外圆周38的曲率的角度。随着这些槽缝的位置接近于成形的沖头40的尖端46,该曲率的角度变得更为尖锐。紧密邻近每个成形的冲头40的尖端46形成的多个槽缝具有接近于螺旋状轨迹的 一个非常尖锐的角度。参见图2,多个销钉52被牢固地紧固在一个底固定板34或一个上固定 板32上，或者它们可^皮永久地固定在两个固定板上。每个销4丁52^皮定位为 以便装配在每个槽缝50之中。当成形的沖头40处于它们的最大直径的位置 时，每个销钉与包含它的槽缝的一端相抵靠。随着驱动机构60将一个力施 加到成形的沖头40的外圆周上以使这些成形的冲头朝向它们的最小直径的 位置转动，该槽缝相对于静止的销钉52移动直至该销^l丁与该槽缝的相对端 抵靠，如此使这些成形的冲头的运动停止。
在上述设计的槽缝与销钉之外或作为它们的一种替代，可通过在这些成 形的冲头的边缘上设计的一个互锁接片来限制成形的冲头40彼此相对的运 动。参见图6，在每个成形的冲头4Q的第二边缘44上的一个止动接片45 与它相邻的成形的沖头40的第一边缘42上的一个槽43互锁。止动接片45 的长度小于槽43的长度，这样成形的冲头40被允许相对于彼此仅移动一个 有限的距离。止动接片45在槽43之内的全行程与内圓周36的最大直径与 最小直径的位置之间的差异相关。
在图7中以一个分解的等距^L图示出了驱动^M勾60的一个变体。在其 外直径上具有多个齿以及在其内直径上具有多个引导接片92的一个环90被 可滑动地安装在一个凹槽91之中，该凹槽在底固定板34的表面上。每个引 导接片92非永久性地与在每个三角形板40的边缘48上的一个引导槽缝94 互锁。图7中示出了上述销钉与槽缝引导装置的一个替代实施方案，每个三 角形板40具有至少一个销钉502，该销钉可滑动地与多个槽缝501之一接合， 这些槽缝位于底固定板34与上固定板32 (在这个视图中未示出)二者的内 表面上。 一个蜗轮或者类似这样的促动装置与在环90的外直径上的多个齿 相接合并且使该环在凹槽91中转动。如以上所说明，该环在一个第一方向 上的转动迫使成形的冲头40彼此相对移动，按照由每个销钉502经过它对 应的槽缝501的往返移动所进行的控制，由此使内圆周36(在这个图中未示 出)从它的最大直径的位置移动到它的最小直径的位置。在该压实过程完成 之后，该驱动机构以一个第二方向(与该第一方向相反)移动该环，4吏得这 些成形的沖头移动，这样该内圓周从它的最小直径的位置退回到它的最大直 径的位置。在该环在该第一方向上移动的过程中，每个引导接片92将开始 从它对应的引引导槽缝缝94中退出。这些引导接片92从不完全退出它们对 应的引导槽缝94并且由此在这些成形的冲头在内圓周36的最大与最小直径 的位置之间全部范围移动的过程中限制了这些成形的沖头40的横向移动。
图1B、图2与图8A帮助对结合一个凹切压模的压实方法作最好的解释。 粉末金属材料被注入空腔13中并且然后通过施加一个外部施加的压实力而 被压实成一个压实的零件。当冲头15和19将该压实力传递到粉末金属17时，驱动机构60迫使成形的冲头4 0从该内圆周的最大直径的位置转动到该 内圆周的最小直径的位置，以形成在两排齿74a和74b之间的凹切76。这些 成形的沖头到它们的最小直径的位置的转动可以在施加该压实力之前完成 或者这些成形的冲头可随着该压实力逐渐增大而逐步被移动到该最小直径 的位置上。使所述运动的顺序逆行能够使压实的工件从该工具组中取出。刚 才所述的步骤的顺序将由通过这个方法所制造的每个零件的尺寸与具体的 构型来确定并且可被相应地优化，而不偏离本发明的范围及目的。
图8B是具有两排偏离齿的一个常规链轮72的截面。因为由这个实例所 示的这些排的齿是偏离的，所以这个视图示出了凹切76的直径是小于通过 连接在每个齿80之间的多个沟槽78的一个虚线所形成的直径。
因此，应该理解，在此说明的本发明的这些实施方案仅是本发明的这些 原理的应用的说明。在此提及的这些示例性的实施方案的细节并非旨在限制 权利要求的范围，这些权利要求本身列举了对于本发明来说被认为是必要的 那些特征。
权利要求
1.一种装置，用于通过使用一个工具组将粉末金属压实成具有一个非轴向特征的一个粉末金属零件，该工具组具有一个上压模以及一个下压模，该上压模带有至少一个轴向可移动的上冲头，该下压模带有至少一个轴向可移动的下冲头，该装置包括a)一个凹切压模，该凹切压模定位于该上压模的一个底表面与该下压模的一个顶表面之间；b)该凹切压模包含多个处于一个圆周图案的成形的冲头；c)每个成形的冲头具有一个外边缘、一个第一侧边缘、一个第二侧边缘以及一个尖端；其中，至少一个成形的冲头的外边缘运行性地与一个驱动机构相接合，该驱动机构迫使这些成形的冲头彼此相对环圆周地移动以形成一个内圆周。
2. 如权利要求1所述的装置，其中该凹切压模被定位于两个固 定板之间，这些固定板被标识为一个底板与一个顶板。
3. 如权利要求2所述的装置，其中该凹切压模与这些固定板被 定位于两个压实压才莫之间。
4. 如权利要求1所述的装置，其中该凹切压模被定位于两个压 实压模之间。
5. 如权利要求1所述的装置，其中每个成形的冲头的第一侧边 缘接近于该尖端的一部分限定了 一个工作边缘；其中每个成形的冲头 的第 一侧边缘可滑动地接合与其相邻的成形的冲头的第二侧边缘。
6. 如权利要求1所述的装置，其中所有成形的冲头的工作边缘 的组合形成该内圆周。
7. 如权利要求6所述的装置，其中该内圓周限定了一个设计的 形状。
8. 如权利要求7所述的装置，其中每个成形的冲头的工作边缘 是线性的，这样使得该凹切压模的多个成形的冲头形成了 一种大致多 边形的设计形状。
9. 如权利要求7所述的装置，其中每个成形的冲头的工作边缘 是曲线的，这样使得该凹切压模的多个成形的沖头形成了 一种大致圆 形的设计形状。
10. 如权利要求1所述的装置，其中这些成形的冲头被分为至少 两个部分，其中每个部分的成形的沖头具有不同的长度，以在该粉末 金属零件中形成一个非对称的非轴向的特征。
11. 如权利要求1Q所述的装置，其中该非对称的非轴向的特征 是一个凸轮的凸出部。
12. 如权利要求10所述的装置，其中该非对称的非轴向的特征 包括多个向外凸出的接片。
13. 如权利要求1所述的装置，其中该驱动机构迫使这些成形的 冲头转动并且从该内圆周的一个最大直径的位置朝向该内圆周的一个 最小直径的位置滑动。
14. 如权利要求2所述的装置，其中每个成形的冲头具有至少一 个直立的销钉，该销4丁横穿过多个弯曲的槽缝之一，这些槽缝形成在 该销4丁与之4妄合的至少一个固定板中，以引导每个成形的冲头在该凹 切压模的底板与顶^反之间大致环圆周地转动。
15. 如权利要求14所述的装置，其中该多个槽缝被形成在该底 板中。
16. 如权利要求14所述的装置，其中该多个槽缝被形成在该顶 板中。
17. 如权利要求14所述的装置，其中接近于该凹切压模的外圓 周定位的这些槽缝的曲率近似于一个圓的圓周的轨迹。
18. 如权利要求14所述的装置，这样使得接近于该凹切压模的 内圓周定位的这些槽缝的曲率近似于一个螺旋的轨迹。
19. 如权利要求2所述的装置，其中该底板通过多个销钉被连接 到该凹切压模的上顶板上。
20. 如权利要求19所述的装置，其中这些销钉各自滑动地接合 在形成于每个成形的冲头中的至少一个槽缝之内，以引导每个成形的 沖头在该凹切压模之内大致环圓周地移动。
21. 如权利要求1所述的装置，其中该驱动机构是一个蜗轮，该 蜗轮运行性地与形成于至少 一个成形的冲头的外边缘上的多个齿相啮 合。
22. 如权利要求1所述的装置，其中该驱动机构是一个液压或气 动致动的汽缸，该汽缸具有一个轴构件，该轴构件被连接到与该驱动 机构运行性地接合的成形的冲头的外边缘上。
23. 如权利要求l所述的装置，进一步包括一个第二驱动机构， 该第二驱动机构定位于离其他驱动机构近似180度的该凹切压模的外 圆周上。
24. 如权利要求2所述的装置，其中该驱动机构包含可滑动地嵌 入一个凹槽之内的一个环，该凹槽在至少一个固定斧反的表面上，该环具有包含多个齿的一个外直径以及具有多个导向接片的一个内直径， 其中每个导向接片非永久地接合在每个成形的冲头的外边缘上的一个导缝。
25. 如权利要求1所述的装置，其中该非轴向的特征是在该粉末 金属零件的两个较大直径圆周的特征之间的 一个凹切。
26. 如权利要求25所述的装置，其中该凹切是大致圆形的。
27. 如权利要求25所述的装置，其中该凹切是大致多边形的。
28. 如权利要求27所述的装置，其中该多边形的凹切包含大致 相等长度的多个段。
29. 如权利要求27所述的装置，其中该多边形的凹切包含不同长度的多个段。
30. 如权利要求25所述的装置，其中该凹切是非对称的。
31. 如权利要求25所述的装置，其中该粉末金属零件是一个齿 轮或链轮，该齿轮或链轮具有定位于该凹切的任一侧上的两排环圆周 的齿。
32. 如权利要求1所述的装置具有3至300个成形的沖头。
33. 如权利要求32所述的装置具有6至36个成形的冲头。
34. 如权利要求33所述的装置具有大约12个成形的冲头。
35. —种方法，用于将粉末金属压实成具有一个非轴向特征的一 个粉末金属零件，该方法包括以下步骤a) 将粉末金属送入一个工具组的一个空腔中，该工具组包括具有 至少一个轴向可移动的上冲头的一个上压模、具有至少一个轴向可移 动的下冲头的一个下压模以及定位于该上压模与该下压模之间的一个 凹切压模，其中该凹切压模包含形成一个圆周图案的多个共平面的成 形的沖头，这些环圆周布置的成形的冲头具有一个外圆周和一个内圓 周，每个成形的冲头具有一个第一侧边缘、 一个第二侧边缘、 一个外 边缘以及一个尖端；b) 使该上冲头与该下冲头在逐步增加的压力下彼此相向地移动进 入该空腔中以形成一个压实的粉末金属零件，同时致动一个驱动机构以将这些成形的冲头从该内圆周的一个最大直径的位置转动至一个最小直径的位置；c) 使这些成形的冲头从该最小直径的位置转动至该最大直径的位 置，同时释放在该上沖头与该下冲头上的压力并且从该空腔中将它们 招t回；并且d) 从该空腔中移开该压实的粉末金属零件。
36. 如权利要求35所述的方法，其中该凹切压沖莫被定位于两个 固定板之间，这些固定板被标识为一个底板与一个顶板。
37. 如权利要求36所述的方法，其中该凹切压模与这些固定板 被定位于两个压实压才莫之间。
38. 如权利要求35所述的方法，其中该凹切压才莫被定位于两个 压实压模之间。
39. 如权利要求35所述的方法，其中每个成形的冲头的第一侧 边缘接近于该尖端的一部分限定了一个工作边缘，这些工作边缘结合 形成该内圓周，该内圆周在该粉末金属零件中产生了该非轴向的特征。
40. 如权利要求35所述的方法，其中该粉末金属零件是一个齿 轮或链轮，该齿轮或链轮具有两排环圆周的齿。
41. 如权利要求35所述的方法，其中该非轴向的特征是在两排 环圓周的齿之间的 一 个凹切。
42. 如权利要求41所述的方法，其中该凹切是大致圆形的。
43. 如权利要求41所述的方法，其中该凹切是大致多边形的。
44. 如权利要求43所述的方法，其中该多边形的凹切是由这些 成形的冲头的工作边缘形成的，其中这些成形的冲头具有大致相等的 长度。
45. 如权利要求43所述的方法，其中该多边形的凹切是由这些 成形的沖头的工作边缘形成的，其中这些成形的冲头具有不同的长度。
46. 如权利要求41所述的方法，其中该凹切是非对称的。
47. 如权利要求41所述的方法，其中在该压实压模上施加全压 力之前，该驱动机构使这些成形的沖头转动至该内圆周的最小直径的 位置上。
48. 如权利要求41所述的方法，其中该驱动机构使这些成形的 冲头逐步转动至该内圆周的最小直径的位置以便与施加到该压实压模 上的渐进增加的压力相对应。
全文摘要
用于形成具有一个非轴向的凹切特征的压实的粉末金属零件的一种装置以及方法。一个凹切压模被定位于上与下压模之间并且包含了在一种圆形图案对齐的多个成形的冲头。这些成形的冲头各自包含一个工作边缘。这些工作边缘会聚而形成一个内圆周，它产生了该凹切特征。这些成形冲头的边缘彼此相对滑动以将该内圆周的大小从一个最大直径的位置改变到一个最小直径的位置。在压实过程中，这些成形冲头的转动将该内圆周改变到它的最小直径的位置，由此在该最终压实的零件中形成一个凹切。这些成形的冲头到它的最大直径的位置的回撤使得该零件能够不受阻碍地从工具组中移出。
文档编号B22F3/02GK101674907SQ200880014632
公开日2010年3月17日 申请日期2008年5月28日 优先权日2007年5月31日
发明者J·D·萨利科, M·W·克伦普, S·T·卡普伦恩 申请人:博格华纳公司