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如果提到轻型结构您仅仅想到车身，那么您就错了。因为汽车上面还需要安装许多实心和空心的部件，但这些部件必须经过精简，如空心齿轮轴。它们用轴向成形设备制造，作为这个行业中的领先企业，Felss公司研发出了递归式（也称调频式）轴向成形法。
传送扭矩的组件在汽车制造和其他工业当中使用得非常多，这类构件大多都有外齿，部分有内齿，如汽车的传统系统和变速器中的齿轮轴，或转向装置中的齿轮轴。为了节省重量，用在这些地方的齿轮轴一般都为空心轴，有五六种不同的齿分布在整个轴上。 （图片）
这类齿轮轴是用实心材料或管材制造的，它们在汽车制造业中被广泛应用，而利用递归式轴向造型，在很薄的壁厚上也可以精确地加工出齿轮 原始材料经过锻造制成规定形状的管材。然后，在这些坯件上，通过轴向成形再加工出齿。为此，Felss公司以Aximus为基础开发出了一个轴向成形机械系列，这种机械最多可装有容量为六把刀具的刀具更换系统。（图片）
图1 递归式轴向成型时，模具以很高的频率做往复的轴向运动 轴向成形法是指成形刀具是一个阴模，刀具对工件做轴向运动（图1）。阴模芯的内侧有需要加工工件的底模形状。底模周围有衬板，阴模芯即被压到衬板里面。衬板为受到负荷的阴模芯提供了预应力（图2）。（图片）
图2 模具用硬金属制成，周围有衬板，利用衬板将模具装到模具支架上 薄零件的成形加工
这里有两种轴向成形法需要加以区别，传统的轴向成形和递归式轴向成形。使用传统的轴向成形时，切深进给是以恒定速度运行的，由于阴模和工件夹具之间的摩擦力和变形力很高。因此导致轴向的压力负荷会很大，而这些力在递归式轴向成形时能够被大大削减。
递归式轴向成形又称调频式轴向成形，使用递归式轴向成形时，在步进式进给运动上，还有一个后退的小的增量，也就是递归运动。通过来自进给运动和递归运动的分步序列，施加的轴向力被大大减小，Felss公司的专家预计可以减小40%（图3）。（图片）
图3 a）轴向成示意图（1．夹具 2．模具 3．工件）； b）传统轴向成形与递归（调频）轴向成形相比的频率调制 递归式轴向成形的另一个优点是，采用这种方法，壁厚很薄的零件也可以进行成形加工；相反，传统轴向成形时由于轴向力过大，壁厚太薄的零件就容易出现问题。这样，当频率为10~18Hz时，切齿速度可达20~30mm/s。精确的数据取决于相应的直径，以及特殊的切齿参数，如模数、齿顶圆和齿根圆等。一般情况下，采用Felss公司的设备可以做到0.7~1.5，特殊情况下也可以在切齿长度为10~15mm时做到2.5。
提供更高的使用寿命
采用硬金属蚀刻法制成的模具拥有足够长的使用寿命，但随着工件材料和工件几何形状的不同而有所变化。由于几何形状的原因，模具不可能进行返修，但由于模具的长寿命而弥补了这个缺点。在做轴向成形时，材料受到阴模齿的挤压，进入齿缺中的材料不断增加。这样，齿缺中就形成了很高的径向力，它们使模具受到了巨大的负荷。为了应对这种负载，模具的阴模周围加上了衬板，这种衬板是专门为Felss模具研发的。衬板在极少的情况时才会用淬火钢环制造，大多数情况是用带式衬板取代钢环衬板，而且是出于质量的需要，在有更高强度要求的情况下才会使用。特别是客户希望阴模芯具有可调性时，其目的是在淬火后能够对材料造成的尺寸波动做出反应。
专家们通过对齿的损坏分析发现了模具的磨损，这样模具便成为废品。利用相应的力传感器可以对此进行检验，检验时将传感器调到一定的力上，当轮齿断裂时会引起力的微软变化，此时传感器便会立即做出反应，显示故障并将机械停止。
Felss轴向成形机工艺极限的大幅度扩大是因为有了模具更换装置（图4），装置的设计可容纳六个模具。这些模具可以是为不同的切齿而设计的，或是为一个零件上的若干成形操作而进行了协调的一系列模具。同时，模具可以在机械内部自动更换到模具支架上。模具采用自动快速夹紧装置进行夹紧，夹紧装置是通过液压操作的楔形系统发挥作用的，模具和工件的操作由相应的传送系统来完成。（图片）
图4 自动工作的模具更换装置可以容纳六个模具，用于不同零件上的六种不同的任务，或用于一个零件上的若干不同操作 不影响纤维方向
Aximus系列的所有机械全部采用模块系统设计，基本上可以适应各种切齿任务（图5）。Felss的区别仅在于水平结构（用于纵向长工件）和垂直结构（用于短工件）。递归式轴向成形提供的可能性是多种的，耗力小，成形过程控制精确，薄壁的空心件也可以加工出优质的轮齿。同时，纤维的走向也非常理想，而这对于零件的强度，以及进而对节省重量都具有重要的意义。与实心零件相比强度更加均匀的同时，又能减轻重量，轴向成形加工零件将为汽车的轻型结构做出巨大的贡献。（图片）
图5 Felss的轴向成形机采用模块系统设计，可满足不同客户的要求，这是水平结构的轴向成形机的正面
4/6/2010
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