專利名稱：具有異形截面的管材的擠壓成型方法以及管材擠壓成型用模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在長(zhǎng)度方向具有異形截面的管材的擠壓成型方法、以及管材擠壓成型時(shí)使用的管材擠壓成型用模具，該管材，例如被用于車輛，特別被用于自動(dòng)二輪車的車身車架。
可是，例如像自動(dòng)二輪車的主管那樣、寬度沿長(zhǎng)度方向變化的管材，相對(duì)從管材的寬度變化方向作用的載荷必須具有高剛性的部分，特別是，在前述主管的場(chǎng)合，與受來自前述方向的載荷和基于該載荷的彎曲力矩等的作用的頭管的連接部，與主管的其他部分相比，管材在上下方向上的寬度大剛性也大。這樣的主管，使用前述現(xiàn)有的管狀部件(以下，簡(jiǎn)稱為“管材”)時(shí)，沿該管材的寬度增加的方向的壁厚，如上所述全部是固定的，或剩余部分雖然增加，但是由于一部分保持固定，所以通過其壁厚的增加而增加的剛性并不充分。
又，為了提高管材的局部剛性，可以考慮在該部分焊接加強(qiáng)部件，此時(shí)，招致了制造工時(shí)增加以及焊接造成的成本增加的問題。
進(jìn)一步，前述主管，以簡(jiǎn)潔化的觀點(diǎn)，雖然寬度沿一個(gè)方向變化，但是與該方向垂直的方向的寬度大致固定，最好是又能確保頭管周圍的強(qiáng)度，又能獲得理想的剛性分布。但是，使用前述現(xiàn)有的擠壓模具時(shí)，滿足所述要求的管材的擠壓成型是困難的。
本發(fā)明的第一方面是一種具有異形截面的管材的擠壓成型方法，使用具有沿重合于擠壓方向的重合面在設(shè)定方向上相對(duì)移動(dòng)自如的第1模具以及第2模具的管材擠壓成型用模具，坯料通過由前述第1模具上形成的第1模具孔、和前述第2模具上形成的第2模具孔在前述擠壓方向上重合形成的開口部而被擠出，由此使管材成型，同時(shí)，通過使前述第1模具以及前述第2模具在前述設(shè)定方向上相對(duì)移動(dòng)，使前述管材的截面形狀沿前述擠壓方向變化，其特征在于，前述坯料從前述開口部擠出的同時(shí)，使前述第1模具以及前述第2模具沿前述設(shè)定方向相對(duì)移動(dòng)，形成，作為前述設(shè)定方向向垂直于前述擠壓方向的垂直平面投影時(shí)的方向的、第1方向上的寬度沿長(zhǎng)度方向增加，同時(shí)，在前述垂直平面上垂直于前述第1方向的、第2方向上的寬度固定的，管材的管壁，同時(shí)，使該管壁中，在前述第1方向上相對(duì)并規(guī)定前述第1方向上的寬度的、第1管壁部以及第2管壁部的至少第1管壁部的前述第1方向上的壁厚增加。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的記載，通過從形成管材的管壁的開口部擠出坯料的同時(shí)，將第1、第2模具沿設(shè)定方向相對(duì)移動(dòng)，在第1方向上的寬度沿長(zhǎng)度方向增加的部分，其1方向上相對(duì)的管壁部分的壁厚也增加，因此形成高剛性，僅在需要高剛性的局部具有高剛性的同時(shí)，與第1方向垂直的第2方向上的第2寬度保持固定，使得管材簡(jiǎn)潔化成為可能，因?yàn)榭梢匀菀椎赝ㄟ^擠壓成型獲得，所以在提高該管材的生產(chǎn)率的同時(shí)，可以削減其成本。
本發(fā)明的第二方面是一種管材擠壓成型用模具，設(shè)置了重合于擠出方向并沿重合面在設(shè)定方向上相對(duì)移動(dòng)自如的第1模具以及第2模具，前述第1模具具有，借助該第1模具中形成的第1孔的第1壁面與配置在該第1孔中、并與前述第1模具一體化的第1芯之間的空隙形成的第1模具孔，前述第2模具具有，借助該第2模具中形成的第2孔的第2壁面與配置在該第2孔中、并與前述第2模具一體化的第2芯之間的空隙形成的第2模具孔，通過前述第1模具孔以及前述第2模具孔在擠出方向上的重合而形成的開口部，形成管材管壁成型用坯料的流出通路，其特征在于，前述開口部具有，作為前述設(shè)定方向向垂直于前述擠壓方向的垂直平面投影時(shí)的方向的、第1方向上相對(duì)的第1管壁用開口部以及第2管壁用開口部，前述第1管壁用開口部，被前述第1壁面與前述第2芯之間的前述第1方向上的空隙所規(guī)定，前述第2管壁用開口部，被前述第1壁面以及前述第2壁面的任一方與前述第1芯以及前述第2芯的任一方之間的前述第1方向上的空隙所規(guī)定，前述第1模具以及前述第2模具以如下方式重合通過朝向前述設(shè)定方向的一方相對(duì)移動(dòng)，使得規(guī)定前述管材在前述第1方向上的寬度的、前述第1壁面以及第2壁面在前述第1方向上的寬度增加，并且，規(guī)定前述管材在前述垂直平面上與前述第1方向相垂直的第2方向上的寬度的、前述第1壁面以及前述第2壁面在第2方向上的寬度固定，而前述第1管壁用開口部以及前述第2管壁用開口部以至少前述第1管壁用開口部在前述第1方向上的寬度增加。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的記載，通過向第1、第2模具的設(shè)定方向的一方相對(duì)移動(dòng)，使第1壁面和第2壁面規(guī)定的管材的第1方向上的寬度增加的同時(shí)，第1管壁用開口部以及第2管壁用開口部的至少一方的沿第1方向的寬度增加，所以一方面在管材的第1方向上的寬度在長(zhǎng)度方向上增加的部分，在第1方向上相對(duì)的管壁部的壁厚也增加，另一方面第1壁面以及第2壁面規(guī)定的垂直于管材的第1方向的第2方向上的寬度固定。其結(jié)果是，第1方向上的寬度在長(zhǎng)度方向上增加的部分，在第1方向上相對(duì)的管壁部的壁厚增加，因而成為高剛性，從而獲得僅在需要高剛性的局部具有高剛性的同時(shí)，垂直于第1方向的第2方向上的寬度保持固定從而可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔化的管材。
本發(fā)明的第三方面為本發(fā)明第2方面記載的管材擠壓成型用模具，其特征在于，通過前述第1模具以及前述第2模具以如下方式重合通過朝向前述設(shè)定方向的前述一方相對(duì)移動(dòng)，使前述第1管壁用開口部一側(cè)的前述第2芯的端面和前述第2管壁用開口部一側(cè)的前述第1芯的端面之間在前述第1方向上的寬度減少。
根據(jù)本發(fā)明第3方面的記載，通過向第1、第2模具的設(shè)定方向的一方的相對(duì)移動(dòng)，使管材第1方向上的寬度，即管材的第1方向上的外徑增加的同時(shí)，至少在第1管壁用開口部?jī)?nèi)側(cè)的第2芯的端面和第2管壁用開口部的內(nèi)側(cè)的第1芯的端面之間的第1方向的寬度，即管材的第1方向上的內(nèi)徑減少，通過管材外徑的增加和內(nèi)徑的減少，可以增大與管材外徑的增加相對(duì)的第1、第2管壁部的壁厚的增加比例，可以獲得抑制了管材在第1方向上的大型化，并僅在局部具有較高的剛性的管材。
本發(fā)明的第4方面為本發(fā)明第3方面記載的管材擠壓成型用模具，其特征在于，前述開口部的截面形狀為具有與前述第1方向相平行的兩條邊的大致四方形，所述兩條邊，分別形成，在前述第1管壁用開口部以及前述第2管壁用開口部上，各自連接第1方向的兩端的第3管壁用開口部以及第4管壁用開口部。
根據(jù)本發(fā)明第4方面的記載，截面形狀大致呈四方形的管材，起到了所引用的權(quán)利要求所記載的效果。
本發(fā)明的第5方面為本發(fā)明第3方面記載的管材擠壓成型用模具，其特征在于，前述開口部的截面形狀為具有與前述第1方向相平行的兩條直線部的大致長(zhǎng)圓形，所述兩條直線部，分別形成，在形成前述大致長(zhǎng)圓形的弧形部的前述第1管壁用開口部以及前述第2管壁用開口部上，各自連接第1方向的兩端的第3管壁用開口部以及第4管壁用開口部。
根據(jù)本發(fā)明第5方面的記載，截面形狀大致呈長(zhǎng)圓形的管材，起到了所引用的權(quán)利要求所記載的效果。
本說明書中，重合的意思是指重疊配合。又，管材的“截面”是指，與管材的擠出方向或長(zhǎng)度方向垂直的平面上的截面。
圖2是構(gòu)成

圖1的主管的管材的透視圖。
圖3是形成圖2的管材的擠壓成型裝置的主要部分的截面圖。
圖4是圖3的擠壓成型裝置的管材擠壓成型用模具的主要部分的放大截面圖。
圖5是圖4的V-V線截面圖。
圖6是圖4的VI-VI線截面圖。
圖7是分別說明固定模具中固定模具孔以及固定芯的位置關(guān)系，和活動(dòng)模具中活動(dòng)模具孔以及活動(dòng)芯的位置關(guān)系的平面圖。
圖8是表示固定模具與活動(dòng)模具重合，將活動(dòng)模具移動(dòng)時(shí)的固定模具以及活動(dòng)模具的位置關(guān)系的平面圖。
圖9是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的圖，(A)是說明固定模具中固定模具孔以及固定芯的位置關(guān)系的平面圖，(B)是說明活動(dòng)模具中活動(dòng)模具孔以及活動(dòng)芯的位置關(guān)系的平面圖。
圖10是第2實(shí)施例的，與第1實(shí)施例的圖8相對(duì)應(yīng)的圖。
圖11是第2實(shí)施例中形成的管材的透視圖。
圖1～圖8表示本發(fā)明的第1實(shí)施例，圖1是主管上使用了用本發(fā)明涉及的管材擠壓成型用模具通過擠壓成型方法形成的管材的、自動(dòng)二輪車V的左側(cè)面簡(jiǎn)圖。自動(dòng)二輪車V中，在被頭管1轉(zhuǎn)動(dòng)自如地支撐的前叉2的上端設(shè)置把手3，在其下端樞支前輪4。前端部連接在頭管1上的左右一對(duì)的主管5，以左右對(duì)稱的方式，一邊向左右方向擴(kuò)展一邊向車身的后斜下方延伸，其靠近后端部通過十字管(未圖示)連接。在兩主管5的后端部，分別連接左右一對(duì)的樞軸板6，在被兩樞軸板6支撐的樞軸7上，沿上下方向搖動(dòng)自如地支撐樞支了后輪9的后叉8。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的前部通過左右一對(duì)的發(fā)動(dòng)機(jī)托架11支撐，其后部通過兩樞軸板6支撐在兩主管5上。
而且，在以下的實(shí)施例中，“上下、前后、左右”的含義是，以車輛為基準(zhǔn)的“上下、前后、左右”。
各個(gè)主管5，是對(duì)鋁制或鋁合金制的、如圖2所示的通過擠壓成型形成的管材20，實(shí)施彎曲加工等的加工而構(gòu)成。截面形狀沿長(zhǎng)度方向變化的管材20，具有第1管壁部21a、第2管壁部21b、第3管壁部21c以及第4管壁部21d形成的管壁21，所述管壁21，具有固定的壁厚，沿上下方向具有大致呈長(zhǎng)方形的封閉截面。來自前叉2和樞軸7等的上下方向的載荷，作用在各個(gè)主管5上，所以前述載荷和基于該載荷的彎矩以及扭矩，作用在各個(gè)主管5的前部的與頭管1的連接部5a上，因此，包括該連接部5a的主管5的前部為需要高剛性的部分。所以，管材20的、形成主管5的前部的部分，與其后部相比上下方向上的寬度比較大，同時(shí)，前部的第1、第2管壁部21a、21b的壁厚，比第3、第4管壁部21c、21d沿長(zhǎng)度方向固定的壁厚以及后部的第1、第2管壁部21a、21b的壁厚大。
下面，參照?qǐng)D3～圖7，對(duì)管材20的擠壓成型用擠壓成型裝置30進(jìn)行說明。如圖3所示，擠壓成型裝置30具有收納作為管材20的坯料31(坯段)的鋁或鋁合金的容器32、管材擠壓成型用模具33、將坯料31從容器32擠出的擠壓墊塊34，以及將夯槌發(fā)出的力傳遞到擠壓墊塊34的桿棒35。而且，管材擠壓成型用模具33具有對(duì)容器32固定的固定陽(yáng)模36、重合在固定陽(yáng)模36上而被固定的固定陰模37、和重合在固定陰模37上的同時(shí)可以沿重合面自由滑動(dòng)的活動(dòng)模具39，所述模具36、37、39被順序地配置在坯料31的擠出方向A0上。而且，互相結(jié)合成一體化的固定陽(yáng)模36和固定陰模37構(gòu)成固定模具38，而且驅(qū)動(dòng)裝置40驅(qū)動(dòng)活動(dòng)模具39在與擠出方向A0交叉的方向，所述第一實(shí)施例中為垂直方向的設(shè)定方向上，沿前述重合面相對(duì)固定模具38移動(dòng)。再，41是，把坯料31導(dǎo)入后文將要述及的開口部的流路。
參照?qǐng)D4～圖7，如圖7所示，設(shè)定方向向垂直于擠出方向A0的垂直平面的投影方向?yàn)榈?方向A1(所述第一實(shí)施例中，設(shè)定方向?yàn)榇怪庇跀D出方向A0的方向，所以第1方向A1與設(shè)定方向一致。)，在固定陰模37中，形成具有與所述第1方向A0平行的長(zhǎng)邊的、具有大致呈長(zhǎng)方形的截面的貫通孔42，該貫通孔42的壁面43與擠出方向A0平行地形成。參照?qǐng)D4，在貫通孔42內(nèi)，通過固定陽(yáng)模36上的支撐部36a設(shè)置的固定芯44，以其與壁面43之間形成空隙的方式配置。壁面43具有形成長(zhǎng)方形截面的平行短邊、在第1方向A1上相對(duì)的第1壁面部43a以及第2壁面部43b，和形成平行長(zhǎng)邊、在截面上(即，前述垂直平面上)垂直于第1方向A1的第2方向A2上相對(duì)的第3壁面部43c以及第4壁面部43d。截面大致呈正方形，在第1方向A1上的1對(duì)短邊平行于貫通孔42的短邊的固定芯44，在第1、第2壁面部43a、43b之間形成規(guī)定寬度t1的空隙d1、d2，在第2方向A2上，第3、第4壁面部43c、43d之間形成比規(guī)定寬度t1小的規(guī)定寬度t2的空隙d3、d4。而且，由包括所述空隙d1～d4的、配置在貫通孔42內(nèi)的固定芯44與壁面43之間形成的空隙，構(gòu)成固定模具孔45。
另一方面，如圖7中括弧內(nèi)的符號(hào)所示，活動(dòng)模具39，具有與固定陰模37的貫通孔42相同形狀的貫通孔46，與該貫通孔46內(nèi)配置的固定芯44相同形狀的活動(dòng)芯47，如圖4～圖6所示，從活動(dòng)模具39的一部分延伸，滑動(dòng)自如地嵌裝在固定陽(yáng)模36的支撐部36a以及固定陰模37上形成的各個(gè)支撐孔中，通過支撐部47e與設(shè)定方向上直線延伸的棒狀連接部件39a固定為一體。而且，形成在支撐部36b以及固定芯44上，在固定芯44的端面開口的空洞36b，是用來容許支撐部47e的移動(dòng)的。而且，活動(dòng)芯47的截面形狀以及貫通孔46內(nèi)的配置，與固定模具38中的相同，因此，構(gòu)成貫通孔46的壁面48的第1、第2、第3、第4壁面部48a、48b、48c、48d和活動(dòng)芯47之間形成的各個(gè)空隙d5～d8的形狀以及寬度，也和固定模具38中的相同地設(shè)定。而且，由包括所述空隙d5～d8的、配置在貫通孔46內(nèi)的活動(dòng)芯47與壁面48之間形成的空隙，構(gòu)成活動(dòng)模具孔49。
而且，如圖8(A)所示，固定模具38以及活動(dòng)模具39的位置被決定，在使兩個(gè)貫通孔42、46的壁面43、48一致的狀態(tài)下，固定模具38和活動(dòng)模具39在重合面上重合時(shí)，兩者在固定芯44和活動(dòng)芯47的重合部分為面接觸(參照?qǐng)D4)，進(jìn)一步，通過固定模具孔45與活動(dòng)模具孔49在擠出方向A0重合而形成開口部50，所述開口部50形成坯料31的流出通路。所述開口部50與固定模具孔45以及活動(dòng)模具孔49相同、為具有規(guī)定寬度t1以及規(guī)定寬度t2的大致長(zhǎng)方形，是被用來形成管材20的管壁21的，具有由第1壁面部43a和活動(dòng)芯47之間的第1方向A1上的空隙規(guī)定的第1管壁用開口部50a、和第2壁面部48b與固定芯44之間的第1方向A1上的空隙規(guī)定的第1管壁用開口部50a與第1方向A1上相對(duì)的第2管壁用開口部50b、和第3管壁用開口部50c、第3管壁用開口部50c與第2方向A2上相對(duì)的第4管壁用開口部50d。所以，在截面上，第1管壁用開口部50a以及第2管壁用開口部50b，形成長(zhǎng)方形的與第2方向A2相平行的兩個(gè)邊，第3管壁用開口部50c以及第4管壁用開口部50d，形成長(zhǎng)方形的與第1方向A1相平行的兩個(gè)邊。
下面，參照?qǐng)D2、圖7以及圖8，對(duì)使用了前述的管材擠壓成型用模具33的擠壓成型裝置30中、管材20的成型方法進(jìn)行說明。在圖8中，固定模具38以及活動(dòng)模具39用不同的剖面線表示，空心部分表示開口部50，兩個(gè)剖面線重合的部分，表示固定模具38以及活動(dòng)模具39的重合部分。又，圖7以及圖8中省略了空洞36b。
首先，圖8(A)中圖示的狀態(tài)，將對(duì)應(yīng)于擠壓速度的、活動(dòng)模具39的移動(dòng)速度的速度比設(shè)定為規(guī)定的速度比，一邊通過夯槌從開口部50擠出坯料31，驅(qū)動(dòng)裝置40使活動(dòng)模具39沿重合面向設(shè)定方向的一方(圖8中為上方)連續(xù)地移動(dòng)。因此，通過第1、第2管壁用開口部50a、50b，形成壁厚為規(guī)定寬度t1的第1、第2管壁部21a、21b，通過第3、第4管壁用開口部50c、50d，形成壁厚為規(guī)定寬度t1的第3、第4管壁部21c、21d(參照?qǐng)D2)。此時(shí)，通過第3、第4壁面部43c、43d、48c、48d規(guī)定的管材20在第2方向上的寬度保持固定。
隨著活動(dòng)模具39的移動(dòng)量的增加，開口部50的形狀如圖8(B)所示，一方面，規(guī)定管材20的第1方向A1上的外徑的固定模具38的第1壁面部43a，和活動(dòng)模具39的第2壁面部48b之間的第1方向A1上的寬度減少，另一方面，規(guī)定兩個(gè)芯44、47相合時(shí)的第1方向A1上的寬度，即管材20的第1方向A1上的內(nèi)徑的、固定芯44的第2端面44b和活動(dòng)芯47的第1端面47a之間的第1方向A1上的寬度增加，管材20在擠壓方向A0上的截面形狀變化。此時(shí)，第1、第2管壁用開口部50a、50b的第1方向A1上的寬度比規(guī)定寬度t1小比規(guī)定寬度t2大。
進(jìn)一步，按照前述規(guī)定的速度比，一邊擠出坯料31，一邊進(jìn)一步移動(dòng)活動(dòng)模具39時(shí)，如圖8(C)所示，兩個(gè)芯44、47相合時(shí)的第1方向A1上的寬度進(jìn)一步增加的同時(shí)，固定模具38的第1壁面部43a和活動(dòng)模具39的第2壁面部48b之間的第1方向A1上的寬度進(jìn)一步減少，第1、第2管壁用開口部50a、50b的第1方向A1上的寬度與規(guī)定寬度t2大致相等。(此狀態(tài)下的活動(dòng)模具39的位置，在圖4中以雙點(diǎn)劃線表示。)其結(jié)果如圖2所示，第2管壁部21b，與平行于擠出方向A0的第1管壁部21a相對(duì)，形成逐漸向第1管壁部21a靠近的傾斜的錐狀壁，管材20在第2方向A2上的寬度沿長(zhǎng)度方向上相等，在第1方向A1上的寬度，形成沿長(zhǎng)度方向從擠壓開始端(前端)20a向擠壓終了端(后端)20b逐漸變小的錐狀管。而且，管材的前部，第1、第2管壁部21a、21b的壁厚比第3、第4管壁部21c、21d的壁厚大，第1、第2管壁部21a、21b的壁厚向后方逐漸減少。又，管材20的第1方向A1上的內(nèi)徑，從擠壓開始端20a朝向擠壓終了端20b逐漸變大，截面具有直線部的長(zhǎng)圓形的內(nèi)側(cè)空間的截面面積變大。而且，如圖8(C)所示的狀態(tài)，活動(dòng)模具39向設(shè)定方向的另一方(圖8中為下方)移動(dòng)時(shí)，明顯地，可以獲得與前述的擠壓開始端以及擠壓終了端相反的管材20。
下面，就前述結(jié)構(gòu)的第1實(shí)施例的作用以及效果進(jìn)行說明。
在擠壓成型裝置30中，坯料31從形成管材20的管壁部21的開口部50擠出的同時(shí)，通過活動(dòng)模具39沿設(shè)定方向移動(dòng)，使在第1壁面部43a和第2壁面部48b被規(guī)定的、管材20的第1方向A1上的寬度增加的同時(shí)，第1管壁用開口部50a以及第2管壁用開口部50b的第1方向A1上的寬度增加，一方面，在第1方向A1上的寬度沿長(zhǎng)度方向增加的部分，第1方向A1上相對(duì)的第1、第2管壁部21a、21b的壁厚也增加，另一方面，由第3、第4壁面部43c、43d、48c、48d規(guī)定的管材20在第2方向A2上的寬度固定。其結(jié)果是，在第1方向A1上的寬度沿長(zhǎng)度方向增加的前部，第1方向A1上相對(duì)的第1、第2管壁部21a、21b的壁厚增加，從而成為高剛性，僅在需要高剛性的局部具有高剛性的同時(shí)，在第2方向A2上寬度保持固定、因而可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔化的管材20，可以通過擠壓成型容易地制造，所以，在提高由對(duì)應(yīng)于所須剛性的大小的、第1方向A1上的寬度以及第1、第2管壁部21a、21b的壁厚不同的部分構(gòu)成的、剛性沿長(zhǎng)度方向不同的管材20的生產(chǎn)效率的同時(shí)，可以削減其成本。
通過活動(dòng)模具39向設(shè)定方向移動(dòng)，管材20的第1方向A1上的寬度，即管材20在第1方向A1上的外徑增加的同時(shí)，第1管壁用開口部50a的內(nèi)側(cè)的活動(dòng)芯47的第1端面47a和第2管壁用開口部50b的內(nèi)側(cè)的固定芯44的第2端面44b之間的第1方向A1上的寬度，即管材的第1方向A1上的內(nèi)徑減少，所以，通過管材20的外徑的增加和內(nèi)徑的減少，可以使對(duì)應(yīng)于管材20的外徑的增加的第1、第2管壁部21a、21b的壁厚增加的比例變大，不僅可以抑制管材20朝向第1方向A1的大型化，而且可以獲得僅在局部具有較高剛性的管材20。又，管材20的擠壓終端20b，壁厚為規(guī)定寬度t2而內(nèi)徑變大，所以與隨著朝向擠壓終端、僅減少管材的第1方向A1上的外徑而形成壁厚為規(guī)定寬度t2的管材相比，剛性較高。
因?yàn)樽詣?dòng)二輪車V的頭管1，由錐管管材20構(gòu)成，所以包括與頭管1的連接部5a的前部，在上下方向的寬度比后部大，并且，第1、第2管壁部21a、21b的壁厚大，所以剛性高，主管5的后部，上下方向的寬度比前部小，并且，第1、第2管壁部21a、21b的壁厚也小，所以，可以獲得與所須的強(qiáng)度分布相對(duì)的適當(dāng)形狀。而且，構(gòu)成主管5的管材20是由擠壓成型制造的，在提高生產(chǎn)率的同時(shí)，可以削減其成本，也就是可以削減自動(dòng)二輪車V的成本。
下面，參照?qǐng)D9～圖11，說明本發(fā)明的第2實(shí)施例。所述第2實(shí)施例，與第1實(shí)施例相比，固定模具38以及活動(dòng)模具39的貫通孔以及芯不相同，其他的基本具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略或簡(jiǎn)化對(duì)相同部分的說明，重點(diǎn)以不同之處為中心進(jìn)行說明。而且，對(duì)于與第1實(shí)施例的部件相同或?qū)?yīng)的部件，使用相同的符號(hào)。
參照?qǐng)D9(A)，在固定陰模37中形成的貫通孔52的壁面53的截面中，由在第1方向A1上相對(duì)的一端呈大致圓弧形的第壁面部53a、另一端平行于第2方向A2的直線狀的第2壁面部53b、在第2方向A2上相對(duì)的互相平行的直線狀的第3壁面部53c以及第4壁面部53d形成。又，通過支撐部36a設(shè)置在固定陽(yáng)模36上的、在貫通孔52內(nèi)與壁面53之間形成空隙地配置的固定芯54的截面中，由第1方向A1上與第1壁面部53a相對(duì)的直線狀的第1端面54a、和第1方向A1上與第2壁面部53b相對(duì)的大致呈圓弧狀的第2端面54b，和在第2方向A2上相對(duì)的互相平行的直線狀的第3端面54c以及第4端面54d形成。而且，在第1方向A1上，第1壁面部53a和第1端面54a之間以及第2壁面部53b和第2端面54b之間，分別形成在第2方向A2上變化的規(guī)定寬度t3、t4的空隙d9、d10，第2方向A2上，第3壁面部53c和第3端面54c之間以及第4壁面部53d和第4端面54d之間，分別形成第1方向A1上固定的規(guī)定寬度t5的空隙d11、d12。而且，由包含所述空隙d9～12的，配置在貫通孔52內(nèi)的固定芯54和壁面53之間形成的空隙，構(gòu)成固定模具孔55。
一方面，活動(dòng)模具39，參照?qǐng)D9(B)，具有將固定陰模37的貫通孔52以及固定芯54分別翻轉(zhuǎn)180度的截面形狀的貫通孔56以及活動(dòng)芯57。而且，構(gòu)成壁面58的第1、第2、第3、第4壁面部58a、58b、58c、58d和活動(dòng)芯57的第1、第2、第3、第4端面57a、57b、57c、57d之間形成的各個(gè)空隙d13～d16的形態(tài)以及規(guī)定寬度t6～t8，也與固定模具38的相同地設(shè)定。而且，由包括所述空隙d13～d16的、配置在貫通孔56內(nèi)的活動(dòng)芯47與壁面58之間形成的空隙，構(gòu)成活動(dòng)模具孔59。
而且，如圖10(A)所示，固定模具38以及活動(dòng)模具39的位置被定位在，使第1方向A1上的第1、第2壁面部53a、58a；53b、58b的端部，以及第3、第4壁面部53c、58c；53d、58d相互一致的狀態(tài)，固定模具38和活動(dòng)模具39在重合面上重合時(shí)，兩者在固定芯54和活動(dòng)芯57的重合部分為面接觸(參照?qǐng)D4)，進(jìn)一步，通過固定模具孔55以及活動(dòng)模具孔59在擠出方向A0重合，形成開口部60，所述開口部60形成坯料31的流出通路。開口部60為具有與第1方向A1相平行的兩個(gè)直線部并具有規(guī)定寬度的大致長(zhǎng)圓形，由第1壁面部53a和活動(dòng)芯57的第1端面57a之間的第1方向A1上的空隙規(guī)定的第1管壁用開口部60a、和由壁面部58b與固定芯54的第2端面54b之間的第1方向A1上的空隙規(guī)定的、第1管壁用開口部60a和第1方向A1上相對(duì)的第2管壁用開口部60b，形成大致長(zhǎng)圓形的弧狀部，第3管壁用開口部60c，和與第3管壁用開口部60c在第2方向A2上相對(duì)的第4管壁用開口部60d，形成平行的兩個(gè)直線部，分別連接在第1、第2管壁用開口部60a、60b的第1方向A1上的兩端。
下面，參照?qǐng)D10、以及圖11，通過使用了前述的管材擠壓成型用模具33的擠壓成型裝置30，對(duì)管材70的成型方法進(jìn)行說明。
首先，圖10(A)中圖示的狀態(tài)，通過夯槌從開口部60擠出坯料31的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置40使活動(dòng)模具39沿重合面向設(shè)定方向的一方(圖10中為上方)連續(xù)地移動(dòng)時(shí)，由第1、第2管壁用開口部60a、60b形成管壁71的、在第2方向A2上壁厚變化的第1、第2管壁用開口部71a、71b，由第3、第4管壁用開口部60c、60d形成第1方向A1上固定壁厚為規(guī)定寬度t5的第3、第4管壁部71c、71d(參照?qǐng)D11)。此時(shí)，由第3、第4壁面部53a、58a；53b、58b規(guī)定的管材70在第2方向A2上的寬度保持固定。
隨著活動(dòng)模具39的移動(dòng)量的增加，開口部60的形狀如圖10(B)所示，一方面，規(guī)定管材70的第1方向A1上的外徑的固定模具38的第1壁面部53a和活動(dòng)模具39的第2壁面部58b之間的第1方向A1上的寬度減少，另一方面，兩個(gè)芯54、57重合時(shí)的第1方向A1上的寬度，即規(guī)定管材70的第1方向A1上的內(nèi)徑的固定芯54的第2端面54b、和活動(dòng)芯57的第1端面57a之間的第1方向A1上的寬度增加，管材70的擠出方向A0上的截面形狀發(fā)生變化。此時(shí)，第1、第2管壁用開口部60a、60b在第1方向A1上的寬度，比規(guī)定寬度t5大。
進(jìn)一步，一邊擠出坯料31，一邊進(jìn)一步移動(dòng)活動(dòng)模具39時(shí)，如圖10(C)所示，兩個(gè)芯54、57重合時(shí)的第1方向A1上的寬度進(jìn)一步增加的同時(shí)，固定模具38在第1壁面部53a和活動(dòng)模具39在第2壁面部58b之間的第1方向A1上的寬度進(jìn)一步減少，第1、第2管壁用開口部60a、60b在第1方向A1上的寬度與規(guī)定寬度t5大致相同。
其結(jié)果如圖11所示，第2管壁部71b，與平行于擠出方向A0的第1管壁部71a相對(duì)，形成逐漸靠近的傾斜的錐狀壁，所以，管材70在第2方向A2上的寬度在長(zhǎng)度方向上相等，在第1方向A1上的寬度，沿長(zhǎng)度方向從擠壓開始端(前端)70a向擠壓終了端(后端)70b逐漸變小，形成大致長(zhǎng)圓形截面的錐狀管。而且，第1方向A1上的寬度比后部大的前部，第1、第2管壁部71a、71b的壁厚比第3、第4管壁部71c、71d的壁厚大，隨著朝向后方，第1、第2管壁部71a、71b的壁厚逐漸減少，而在后端與第3、第4管壁部71c、71d的壁厚大致相等。
而且，通過所述第2實(shí)施例，起到第1實(shí)施例相同的作用以及效果。
以下，對(duì)于將前述實(shí)施例的一部分的結(jié)構(gòu)變更了的實(shí)施例，對(duì)其變更了的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
第1實(shí)施例中，固定芯44以及活動(dòng)芯47為同一形狀，也可以在兩個(gè)芯44、47中的任一個(gè)，例如固定芯44的第1方向A1上的寬度縮小(在圖8(A)中以雙點(diǎn)劃線B1表示)時(shí)，又，兩個(gè)貫通孔43、48中的任一個(gè)，例如活動(dòng)模具39的貫通孔48在第1方向A1上的寬度增大(在圖8(A)中以雙點(diǎn)劃線B2表示)時(shí)等，通過適當(dāng)設(shè)定兩個(gè)貫通孔43、48以及兩個(gè)芯44、47中的至少一個(gè)的第1方向A1上的寬度，使得活動(dòng)芯47從圖10(A)的狀態(tài)移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)量小時(shí)，僅第1管壁用開口部50a在第1方向A1上的寬度減少，當(dāng)其后活動(dòng)芯47進(jìn)一步移動(dòng)時(shí)，第2管壁用開口部50b在第1方向A1上的寬度開始減少。
前述各個(gè)實(shí)施例中，第1、第2管壁用開口部50a、50b；60a、60b的第1方向A1上的寬度被設(shè)定為相等，也可以設(shè)定為不相等。
在前述各個(gè)實(shí)施例中，固定模具38相對(duì)容器32固定，也可以將固定模具相對(duì)容器32移動(dòng)自如，通過將兩個(gè)模具作成活動(dòng)模具，使兩個(gè)模具在驅(qū)動(dòng)裝置作用下分別向相反方向移動(dòng)，使第1方向A1上相對(duì)的管壁部沿長(zhǎng)度方向形成傾斜的錐壁。
前述各個(gè)實(shí)施例中，第1方向A1上的管材20、70的寬度為，從擠壓開始端20a、70a沿長(zhǎng)度方向連續(xù)并單調(diào)減少的，也可以沿長(zhǎng)度方向或增或減。又，通過在坯料31被擠出的中途，變更前述速度比，可以形成具有不同傾斜角度的錐部的管材。進(jìn)一步，也可以使速度比為零，形成具有固定截面的部分。
權(quán)利要求
1.一種具有異形截面的管材的擠壓成型方法，使用設(shè)置了沿重合于擠壓方向的重合面在設(shè)定方向上相對(duì)移動(dòng)自如的第1模具以及第2模具的、管材擠壓成型用模具，坯料通過由前述第1模具上形成的第1模具孔、和前述第2模具上形成的第2模具孔在前述擠壓方向上重合形成的開口部而被擠出，由此使管材成型，同時(shí)，通過使前述第1模具以及前述第2模具在前述設(shè)定方向上相對(duì)移動(dòng)，使前述管材的截面形狀沿前述擠壓方向變化，其特征在于，前述坯料從前述開口部擠出的同時(shí)，使前述第1模具以及前述第2模具沿前述設(shè)定方向相對(duì)移動(dòng)，形成作為前述設(shè)定方向向垂直于前述擠壓方向的垂直平面投影時(shí)的方向的、第1方向上的寬度沿長(zhǎng)度方向增加，而在前述垂直平面上垂直于前述第1方向的、第2方向上的寬度固定的管材的管壁，同時(shí)，使該管壁中，在前述第1方向上相對(duì)并規(guī)定前述第1方向上的寬度的第1管壁部以及第2管壁部的、至少第1管壁部在前述第1方向上的壁厚增加。
2.一種管材擠壓成型用模具，設(shè)置了重合于擠出方向并沿重合面在設(shè)定方向上相對(duì)移動(dòng)自如的第1模具以及第2模具，前述第1模具具有，借助該第1模具中形成的第1孔的第1壁面、與配置在該第1孔中并與前述第1模具一體化的第1芯之間的空隙形成的第1模具孔，前述第2模具具有，借助該第2模具中形成的第2孔的第2壁面、與配置在該第2孔中并與前述第2模具一體化的第2芯之間的空隙形成的第2模具孔，通過前述第1模具孔以及前述第2模具孔在擠出方向上的重合而形成的開口部，形成管材管壁成型用坯料的流出通路，其特征在于，前述開口部具有，作為前述設(shè)定方向向垂直于前述擠壓方向的垂直平面投影時(shí)的方向的、第1方向上相對(duì)的第1管壁用開口部以及第2管壁用開口部，前述第1管壁用開口部，被前述第1壁面與前述第2芯之間的前述第1方向上的空隙所規(guī)定，前述第2管壁用開口部，被前述第1壁面以及前述第2壁面的任一方與前述第1芯以及前述第2芯的任一方之間的、前述第1方向上的空隙所規(guī)定，前述第1模具以及前述第2模具以如下方式重合通過前述第1模具以及前述第2模具朝向前述設(shè)定方向的一方相對(duì)移動(dòng)，使得規(guī)定前述管材在前述第1方向上的寬度的、前述第1壁面以及第2壁面在前述第1方向上的寬度增加，并且，規(guī)定前述管材在前述垂直平面上與前述第1方向相垂直的第2方向上的寬度的、前述第1壁面以及前述第2壁面在第2方向上的寬度固定，而前述第1管壁用開口部以及前述第2管壁用開口部的至少前述第1管壁用開口部，在前述第1方向上的寬度增加。
3.根據(jù)權(quán)利要求2記載的管材擠壓成型用模具，其特征在于，前述第1模具以及前述第2模具以如下方式重合通過前述第1模具以及前述第2模具朝向前述設(shè)定方向的前述一方相對(duì)移動(dòng)，使前述第1管壁用開口部一側(cè)的前述第2芯的端面和前述第2管壁用開口部一側(cè)的前述第1芯的端面之間的前述第1方向上的寬度減少。
4.根據(jù)權(quán)利要求3記載的管材擠壓成型用模具，其特征在于，前述開口部的截面形狀為具有與前述第1方向相平行的兩條邊的大致四方形，所述兩條邊，在前述第1管壁用開口部以及前述第2管壁用開口部上，分別形成各自連接前述第1方向的兩端的第3管壁用開口部以及第4管壁用開口部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3記載的管材擠壓成型用模具，其特征在于，前述開口部的截面形狀為具有與前述第1方向相平行的兩條直線部的大致長(zhǎng)圓形，所述兩條直線部，在形成前述大致長(zhǎng)圓形的弧形部的前述第1管壁用開口部以及前述第2管壁用開口部上，分別形成，各自連接第1方向的兩端的第3管壁用開口部以及第4管壁用開口部。
全文摘要
一種具有異形截面的管材的擠壓成型方法及管材擠壓成型用模具,可以容易而且低成本地形成:因?qū)挾茸兓较蛏系墓鼙诒诤駥?duì)應(yīng)該寬度的增加而增加而剛性高、因垂直于該寬度變化方向的方向上的寬度固定而可以簡(jiǎn)潔化的管材。管材擠壓成型用模具設(shè)置固定模具38和移動(dòng)自如的活動(dòng)模具39,通過由固定模具孔以及活動(dòng)模具孔在擠壓方向上的重合形成的開口部50擠出的坯料使管材被擠壓成型。開口部50具有第1方向A1上相對(duì)的第1、第2管壁用開口部50a、50b和,第2方向A2上相對(duì)的第3、第4管壁用開口部50c、50d,通過活動(dòng)模具39的移動(dòng)形成第1方向A1上的寬度增加,同時(shí)第1方向A1上相對(duì)的管壁部的壁厚增加而第2方向A2上的寬度固定的管材。
文檔編號(hào)B21C25/02GK1368412SQ0210203
公開日2002年9月11日 申請(qǐng)日期2002年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月31日
發(fā)明者柳橋善隆 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社