專利名稱：管狀元件的成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管狀元件的成形方法，在此方法中，使用將金屬制管狀坯料保持在該坯料的再結(jié)晶溫度以上的預(yù)備成形模具和保持在該坯料的再結(jié)晶溫度以下的最終成形模具，通過熱成形，將該金屬制管狀坯料成形為高品質(zhì)、高精度的管狀元件。
背景技術(shù)：
目前，作為加壓成形方法的其中一種技術(shù)方法，將金屬制管狀坯料成形為在其長(zhǎng)度方向的適當(dāng)位置具有擴(kuò)管部分的異型斷面的管狀元件的所謂脹形成形方法已為人所知。在該脹形成形方法中，將放置有管狀坯料的模具合模之后，對(duì)該管狀坯料的內(nèi)部施加流體壓力所形成的內(nèi)壓，使該管狀坯料膨脹并貼合在模具的內(nèi)腔面上，從而成形為所期望的形狀。但是以往這種脹形成形方法，一般是通過在常溫等條件下的冷成形來進(jìn)行。
然而，這種冷脹形成形需要對(duì)要加工的管狀坯料內(nèi)部施加非常高的壓力，因而存在著可加工性差、并由此需要大型設(shè)備以及高強(qiáng)度坯料加工困難等問題。
因此，為解決上述問題，提出了將成形用模具加熱來進(jìn)行脹形成形的熱脹形成形方法的多種方案(參照日本特開昭62-270229號(hào)公報(bào)、日本特開昭62-259623號(hào)公報(bào)、日本特開昭62-259624號(hào)公報(bào))，在這種熱脹形成形方法中，使模具本身具有加熱功能和冷卻功能，將放置在模具內(nèi)的坯料加熱，對(duì)內(nèi)側(cè)施加壓力使其膨脹，此時(shí)為防止模具的過熱，將該模具冷卻，防止了坯料的過分膨脹，同時(shí)也防止了模具本身的破損。
然而，在以往的熱脹形成形方法中，由于反復(fù)對(duì)同一模具進(jìn)行加熱、冷卻，不僅使熱效率降低，也導(dǎo)致了模具的早期惡化，并且由于用于一個(gè)模具來完成一系列的成形加工過程，所以根據(jù)制品的形狀有時(shí)會(huì)需要較長(zhǎng)的成形時(shí)間，而且也會(huì)降低制品的品質(zhì)精度，同時(shí)也不適應(yīng)管狀元件成形中高精度、高品質(zhì)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題所研究出來的，其目的在于提供一種新的管狀元件的成形方法，此方法用保持在管狀坯料的再結(jié)晶溫度以上的預(yù)備成形模具來進(jìn)行熱預(yù)備成形，并用保持在該坯料的再結(jié)晶溫度以下的最終成形模具來進(jìn)行熱最終成形，從而能夠?qū)⒐軤钆髁铣尚螢楦咂焚|(zhì)、高精度的最終成形品，并且能夠大幅提高生產(chǎn)效率。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種管狀元件的成形方法，其第一特征在于一種管狀元件的成形方法，通過對(duì)管狀坯料施加內(nèi)壓使其成形為所期望的形狀，其包括預(yù)備成形工序和最終成形工序，其中預(yù)備成形工序?yàn)閷⒐軤钆髁戏胖迷陬A(yù)備成形模具的內(nèi)腔中，對(duì)該管狀坯料施加內(nèi)壓，將所述預(yù)備成形模具合模，利用所述管狀坯料預(yù)備成形出預(yù)備成形管；最終成形工序?yàn)閷⑺鲱A(yù)備成形管放置在最終成形模具內(nèi)所形成的內(nèi)腔內(nèi)，在對(duì)該預(yù)備成形管施加規(guī)定的內(nèi)壓的狀態(tài)下，將最終成形模具合模，使該預(yù)備成形管最終成形為具有所期望的斷面形狀的管狀元件；分別對(duì)預(yù)備成形模具和最終成形模具進(jìn)行溫度控制，使進(jìn)行所述預(yù)備成形的預(yù)備成形模具的溫度，保持在所述管狀坯料的再結(jié)晶溫度以上，并使進(jìn)行所述最終成形的最終成形模具的溫度，保持在所述預(yù)備成形管的再結(jié)晶溫度以下。
根據(jù)如上所述的特征，本發(fā)明將管狀坯料成形分為用保持在管狀坯料的再結(jié)晶溫度以上的預(yù)備成形模具來進(jìn)行熱預(yù)備成形，和用保持在管狀坯料的再結(jié)晶溫度以下的最終成形模具來進(jìn)行熱最終成形，從而可以成形出高品質(zhì)、高精度的管狀元件，并且大幅提高生產(chǎn)效率。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種管狀元件的成形方法，其第二特征在于在所述第一特征的基礎(chǔ)上，所述預(yù)備成形為擴(kuò)管成形。
根據(jù)如上所述的特征，本發(fā)明特別是可以成形出高品質(zhì)、高精度的帶有擴(kuò)管部分的管狀元件，并且大幅提高生產(chǎn)效率。
再有，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種管狀元件的成形方法，其第三特征在于在所述第一特征基礎(chǔ)之上，所述預(yù)備成形為擴(kuò)管成形和彎曲成形。
根據(jù)如上所述的特征，本發(fā)明特別是可以成形出高品質(zhì)、高精度的帶有擴(kuò)管部分和彎曲部分的管狀元件。


圖1A和圖1B為擴(kuò)管(脹形)成形后的管狀坯料的立體圖和成形完成后管狀坯料的立體圖。
圖2為表示本發(fā)明的管狀元件的熱成形方法的成形工序圖。
圖3為圖2的沿3-3線的剖面圖。
圖4為圖2的沿4-4線的剖面圖。
圖5為圖2的沿5-5線的剖面圖。
圖6為圖5的沿6-6線的放大剖面圖。
圖7為表示在最終成形工序中，管狀坯料的軸向熱收縮狀態(tài)的圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖所示例的本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式加以具體說明。
用本實(shí)施例的成形方法進(jìn)行成形的管狀坯料Pa是鋁合金制、兩端開口的中空?qǐng)A筒體，在被搬送到用于預(yù)備成形的第一模具M(jìn)1之前，用加熱裝置將其加熱到大約500℃。作為加熱裝置，本實(shí)施例中采用了通電加熱裝置，不過也可以是用爐進(jìn)行加熱的裝置。
本實(shí)施例的成形方法由以下工序構(gòu)成①所述管狀坯料的預(yù)備成形工序(擴(kuò)管成形(脹形成形)工序以及彎曲成形工序)；②將預(yù)備成形后的管狀坯料即預(yù)備成形管成形為最終形狀的管狀元件的最終成形工序。
上述的成形是在后述的第一模具M(jìn)1、第二模具M(jìn)2及第三模具M(jìn)3中連貫進(jìn)行的。
如圖2所示，基座1上并列布置著第一模具M(jìn)1、第二模具M(jìn)2及第三模具M(jìn)3，第一模具M(jìn)1和第二模具M(jìn)2用于管狀坯料的預(yù)備成形工序，而第三模具M(jìn)3用于預(yù)備成形管的最終成形工序。
第一模具M(jìn)1、第二模具M(jìn)2及第三模具M(jìn)3，由固定在基座1上并列設(shè)置的固定模具2、202、203，和與這些固定模具分別對(duì)應(yīng)的可動(dòng)模具3、203、303組成。這些可動(dòng)模具3、203、303與架設(shè)在它們上面的升降部件UD一體連接。該升降部件UD連接著作為合模缸的升降缸4，通過該升降缸4的伸縮動(dòng)作，使第一、第二及第三可動(dòng)模具3、203、303步調(diào)一致地做升降動(dòng)作?；?與升降部件UD之間，設(shè)置有導(dǎo)向部件GU，通過該導(dǎo)向部件GU，引導(dǎo)升降部件UD的升降。
所述第一模具M(jìn)1為擴(kuò)管成形模具，用于對(duì)預(yù)先加熱并保持在大約500℃的鋁合金制中空?qǐng)A筒狀管狀坯料(以下稱作管狀坯料Pa)，在其再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行熱擴(kuò)管成形(熱脹形成形)。該擴(kuò)管成形型模具內(nèi)采用了高頻電流加熱裝置、加熱器加熱裝置或其他目前所知的加熱裝置，作為加熱裝置HE1，用來對(duì)該模具加熱到大約500℃。
另外，所述第二模具M(jìn)2為彎曲成形模具，用于對(duì)在所述第一模具M(jìn)1中成形的擴(kuò)管坯料(以下稱作管狀坯料Pb)，在其再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行熱彎曲成形。該彎曲成形模具M(jìn)2內(nèi)，與所述第一模具M(jìn)1一樣，設(shè)置有加熱裝置HE2，例如高頻電流加熱裝置，用于對(duì)該模具M(jìn)2加熱到大約500℃。可以采用高頻電流加熱裝置、加熱器加熱裝置或其他目前所知的加熱裝置，作為加熱裝置HE1。
另外，本發(fā)明的預(yù)備成形工序由所述熱擴(kuò)管成形(熱脹形成形)工序和熱彎曲成形工序共同構(gòu)成。
再有，所述第三模具M(jìn)3為最終成形型模具，用于對(duì)在所述第一模具M(jìn)1及第二模具M(jìn)2中被熱擴(kuò)管(脹形)及熱彎曲成形的管狀坯料(以下稱作管狀坯料Pc)，在其再結(jié)晶溫度以下的溫度，破壞原有形狀，加工成形為所期望的斷面形狀。在該最終成形模具M(jìn)3內(nèi)，設(shè)置加熱裝置HE3，例如流體加熱裝置，用來將該模具M(jìn)3加熱到大約200℃。另外，由于管狀坯料Pc仍處于加熱狀態(tài)(大約500℃預(yù)備成形)，所以當(dāng)把該管狀坯料Pc放置到該第三模具M(jìn)3中時(shí)，熱量從該管狀坯料Pc向保持在再結(jié)晶溫度以下的第三模具M(jìn)3傳遞，管狀坯料Pc隨后也被控制成使其溫度下降，在該第三模具M(jìn)3內(nèi)管狀坯料Pc被進(jìn)行熱最終成形。
下面，按順序?qū)λ龈鞴ば蜻M(jìn)行詳細(xì)說明。
①管狀坯料Pa的擴(kuò)管(脹形)成形工序(第一工序)被預(yù)先加熱到大約500℃的鋁合金制管狀坯料(以下稱作管狀坯料Pa)，被搬送到第一模具M(jìn)1，在此被加熱到大約500℃即管狀坯料Pa的再結(jié)晶溫度以上，并且被放入第一模具M(jìn)1中，該管狀坯料Pa在保持在其再結(jié)晶溫度以上的狀態(tài)下，在此實(shí)施例中其一部分即靠近其兩端的部位B1、B2(參照?qǐng)D1A)被進(jìn)行熱擴(kuò)管成形(熱脹形成形)。
如圖3所示，第一模具M(jìn)1具有位于基座1上的固定模具即下模具2，和通過所述升降缸4的動(dòng)作被控制成在下模具2的上面進(jìn)行升降的可動(dòng)模具即上模具3。在下模具2的上面，形成了用于使管狀坯料Pa的下半側(cè)部分成形的下模具成形面2m，在上模具3的下面，形成了用于使管狀坯料Pa的上半側(cè)部分成形的上模具成形面3m，在將第一模具M(jìn)1合模時(shí)，這些成形面2m、3m形成內(nèi)腔5。第一模具M(jìn)1的左右兩側(cè)，分別設(shè)置有用于固定管狀坯料Pa兩端的支持裝置H1。此支持裝置H1具有位于第一模具M(jìn)1左右兩側(cè)的左右夾具6、7，此夾具6、7可相對(duì)第一模具M(jìn)1進(jìn)退移動(dòng)，通過驅(qū)動(dòng)器10、11的動(dòng)作控制設(shè)置在基座1上的導(dǎo)向部件8、9的移動(dòng)。并且通過左右夾具6、7的前進(jìn)，使管狀坯料Pa的兩端嵌合固定在左右夾具6、7的支持孔6a、7a內(nèi)。
另外，第一模具M(jìn)1的左右兩側(cè)設(shè)置有擠壓裝置P1，用于從軸向擠壓放置在模具中的管狀坯料Pa。此擠壓裝置P1具有左右擠壓缸12、13，固定在此擠壓缸12、13的連桿部12r、13r端部的擠壓部件16、17，可進(jìn)退自如地嵌入到上述左右夾具6、7的支持孔6a、7a內(nèi)，通過左右擠壓缸12、13的伸長(zhǎng)動(dòng)作，擠壓部件16、17的端部分別與管狀坯料Pa的兩端結(jié)合，通過擠壓部件16、17不斷地前進(jìn)動(dòng)作，就可以從兩端對(duì)管狀坯料Pa進(jìn)行軸向擠壓。
左右擠壓部件16、17和支持孔6a、7a之間，以及此支持孔6a、7a和管狀坯料Pa的兩端部外周面之間，分別設(shè)置作為密封裝置S1的O型圈19、20，當(dāng)擠壓部件16、17與管狀坯料Pa結(jié)合時(shí)，此O型圈19、20可對(duì)此管狀坯料Pa與夾具6、7及擠壓部件16、17之間進(jìn)行密封，保持流體密封性。
第一模具M(jìn)1的左右兩側(cè)設(shè)置有壓縮空氣供給裝置A1，用于給管狀坯料Pa內(nèi)部加壓。此壓縮空氣供給裝置A1的構(gòu)成如下壓縮空氣從壓縮空氣供給源22，經(jīng)壓縮空氣回路23及穿設(shè)在擠壓部件16、17中的空氣導(dǎo)入路徑24，被壓送到管狀坯料Pa的密閉中空部。
將在前一工序即加熱工序中被預(yù)先加熱到大約500℃的管狀坯料Pa，放進(jìn)被加熱裝置HE1加熱到同樣約500℃的第一模具M(jìn)1的內(nèi)部，并固定好后，通過合模缸4的動(dòng)作，進(jìn)行該第一模具M(jìn)1的合模。
通過左右夾具6、7的前進(jìn)使管狀坯料Pa的兩端固定之后，擠壓缸12、13伸長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)，其連桿部12r、13r從軸向擠壓管狀坯料Pa，進(jìn)行軸向擠壓的同時(shí)，將加壓空氣從壓縮空氣源22經(jīng)壓縮空氣供給路23、空氣導(dǎo)入路徑24壓送到管狀坯料Pa內(nèi)，給該管狀坯料Pa施加內(nèi)壓，管狀坯料Pa的兩端部位B1、B2被進(jìn)行熱擴(kuò)管成形(熱脹形成形)，以使它們貼合在內(nèi)腔5的上、下成形面3m、2m上。
這種情況下，由于所述擴(kuò)管(脹形)成形是在熱狀態(tài)(約500℃)下進(jìn)行的，所以其成形壓比冷成形時(shí)低，從而可以縮短其成形時(shí)間。
使左右夾具6，7后退，第一模具M(jìn)1開模，將擴(kuò)管成形后的管狀坯料Pa(以下稱作管狀坯料Pb)從中取出，如圖1A、圖2所示，靠近其左右兩端的部位B1、B2被擴(kuò)管成形(脹形成形)。
②彎曲成形工序(第二工序)此第二工序是將在前面工序中擴(kuò)管成形后的管狀坯料Pb進(jìn)行彎曲成形的彎曲成形工序。
在所述第一工序中被擴(kuò)管成形(脹形成形)的管狀坯料Pb仍保持在加熱狀態(tài)，并在該狀態(tài)下通過未圖示的眾所周知的搬運(yùn)裝置，搬送到第二模具M(jìn)2并放置其中，在此一邊施加內(nèi)壓一邊進(jìn)行熱(500℃)彎曲成形。
所述第二模具M(jìn)2，如圖4所示，與所述第一模具M(jìn)1相比除了省去了所述擠壓裝置P1外，具有大致相同的構(gòu)成。第二模具M(jìn)2由設(shè)置在基座1上的固定模具即下模具202和被控制為可在固定模具的上面進(jìn)行升降的可動(dòng)模具即上模具203構(gòu)成。在下模具202的上面，形成了用于使管狀坯料Pb的下半側(cè)部分彎曲成形的下模具成形面202m，在上模具203的下面，形成了用于使管狀坯料Pb的上半側(cè)部分彎曲成形的上模具成形面203m，在將第二模具M(jìn)2合模時(shí)，這些成形面形成內(nèi)腔205。第二模具M(jìn)2的左右兩側(cè)，與第一模具M(jìn)1一樣設(shè)置有用于固定管狀坯料Pb兩端的支持裝置H2。此支持裝置H2具有左右夾具206、207，此夾具206、207被由伸縮缸構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)器210、211控制，可相對(duì)第二模具M(jìn)2進(jìn)退移動(dòng)。在夾具206、207的支持孔206a、207a設(shè)置由0型圈219構(gòu)成的密封裝置S2，用于對(duì)此管狀坯料Pb的開口兩端進(jìn)行密封，保持氣密性。
第二模具M(jìn)2的左右兩側(cè)設(shè)置有壓縮空氣供給裝置A2，用于給管狀坯料Pb內(nèi)部加壓。此壓縮空氣供給裝置A2的構(gòu)成如下壓縮空氣從壓縮空氣供給源222，經(jīng)壓縮空氣回路23及穿設(shè)在擠壓部件206、207中的空氣導(dǎo)入路徑224，被壓送到脹形成形后的管狀坯料Pb的密閉中空部。
在此第二工序中，通過加熱裝置HE2將第二模具M(jìn)2加熱到大約500℃，將在前面工序中被擴(kuò)管成形(脹形成形)后仍保持在加熱狀態(tài)的管狀坯料Pb，放入處于開模狀態(tài)的第二模具M(jìn)2中，并安放好。之后，通過驅(qū)動(dòng)器210、211的動(dòng)作，使左右夾具206、207進(jìn)行前進(jìn)動(dòng)作，將管狀坯料Pb的兩端保持在第二模具M(jìn)2中，同時(shí)用密封裝置S2將其開口端部密封，保持氣密性。將加壓空氣從壓縮空氣源222經(jīng)壓縮空氣供給路徑223、空氣導(dǎo)入路徑224壓送到管狀坯料Pb內(nèi)，給該管狀坯料Pb施加內(nèi)壓，通過合模缸4的動(dòng)作，使上模具203下降，從而進(jìn)行第二模具M(jìn)2的合模，這樣擴(kuò)管(脹形)成形后的管狀坯料Pb就沿上、下模具203、202的彎曲成形面203m、202m被進(jìn)行熱(約500℃)彎曲成形。
該彎曲成形后的管狀坯料，即預(yù)備成形管(以下稱作管狀坯料Pc)，如圖1B所示，其中間部分彎成彎曲狀，其斷面形狀呈在上下方向被破壞了的橢圓形狀。
這樣，由所述擴(kuò)管成形(脹形成形)工序和彎曲成形工序這兩個(gè)工序構(gòu)成了本發(fā)明所述的預(yù)備成形工序。在此預(yù)備成形工序中，如上所述的管狀坯料，由于是在其再結(jié)晶溫度以上(約500℃)進(jìn)行的熱成形，所以，和冷成形相比，可以實(shí)現(xiàn)成形迅速化、成形壓低、成形裝置小型化及構(gòu)造簡(jiǎn)單化。
③斷面成形工序(第三工序)此工序?yàn)閷澢尚魏蟮墓軤钆髁螾c調(diào)整成形為最終斷面形狀的斷面成形工序(最終成形工序)。將在所述第一、第二工序中被擴(kuò)管成形(脹形成形)及彎曲成形的管狀坯料Pc保持其加熱狀態(tài)，直接通過未圖示的眾所周知的搬運(yùn)裝置放入到第三模具M(jìn)3中并安放好，執(zhí)行斷面成形工序。
所述第三模具M(jìn)3實(shí)質(zhì)上具有與所述第二模具M(jìn)2相同的構(gòu)造，如圖5、圖6所示，由固定的下模具302和被控制為可在下模具的上面進(jìn)行升降的上模具303構(gòu)成。下模具302的上面及上模具303下面，形成有用于對(duì)管狀坯料Pc進(jìn)行斷面成形的成形面302m、303m，在將第三模具M(jìn)3合模時(shí)，這兩個(gè)成形面302、303形成斷面成形用的內(nèi)腔305。
另外，如圖6所示，上、下成形面303m、302m的左右兩側(cè)分別形成有限制筋(bead)302b、303b，此限制筋302b、303b與最終成形工序中的管狀坯料Pc兩端部配合，限制該管狀坯料Pc在最終成形時(shí)的軸向收縮。
第三模具M(jìn)3的左右兩側(cè)，設(shè)置有用于固定彎曲成形后管狀坯料Pc兩端的支持裝置H3。此支持裝置H3具有左右夾具306、307，此夾具306、307被由伸縮缸構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)器310、311控制，相對(duì)第三模具M(jìn)3進(jìn)退移動(dòng)。在夾具306、307的支持孔306a、307a中，設(shè)置由0型圈319所構(gòu)成的密封裝置S3，用于密封管狀坯料Pc的開口兩端部，以保持氣密性。
第三模具M(jìn)3的左右兩側(cè)設(shè)置有壓縮空氣供給裝置A3，用于給管狀坯料Pc內(nèi)部加壓。此壓縮空氣供給裝置A3的構(gòu)成如下壓縮空氣從壓縮空氣供給源322，經(jīng)壓縮空氣回路323及穿設(shè)在擠壓部件306、307中的空氣導(dǎo)入路徑324，被壓送到彎曲成形后的管狀坯料Pc的密閉中空部。
所述第三模具M(jìn)3通過加熱裝置HE3保持在大約200℃。在所述第二工序中被彎曲成形的管狀坯料(預(yù)備成形管)Pc，由于仍處于加熱狀態(tài)(大約500℃成形)，所以當(dāng)把該管狀坯料Pc放置在該第三模具M(jìn)3中時(shí)，熱量從管狀坯料Pc向該第三模具M(jìn)3傳遞，使模具的溫度上升，而管狀坯料Pc的溫度下降，用該第三模具成形為最終制品形狀的管狀坯料Pc，并沒有受到第三模具M(jìn)3的熱的影響，防止了在該第三模具M(jìn)3內(nèi)部的熱變形。
在第二模具M(jìn)2中被彎曲成形(預(yù)備成形)后的管狀坯料Pc，在被放入第三模具M(jìn)3之前，通過未圖示的旋轉(zhuǎn)裝置，如圖2所示，繞其軸線L-L大致旋轉(zhuǎn)90°(其旋轉(zhuǎn)角因管狀坯料Pa而異)之后，放入處于開模狀態(tài)的第三模具M(jìn)3中并安放好。之后，通過夾具306、307的前進(jìn)動(dòng)作，將管狀坯料Pc的兩端部分固定在第三模具M(jìn)3上，同時(shí)用密封裝置S3密封管狀坯料Pc的兩端部分，保持流體密封性，使夾具306、307前進(jìn)。在此，通過合模缸4動(dòng)作形成上模具303的下降，從而進(jìn)行該第三模具M(jìn)3的合模，通過壓縮空氣供給裝置A3向管狀坯料Pc內(nèi)部施加內(nèi)壓，對(duì)在此狀態(tài)下的管狀坯料Pc，從與其長(zhǎng)度方向垂直的方向施加壓力，破壞其斷面形狀使與上下模具303、302的成形面吻合，成形為具有例如倒角R的圓角部的矩形斷面的最終形狀。此時(shí)，第三模具M(jìn)3被保持在大約200℃即管狀坯料(預(yù)備成形管)Pc的再結(jié)晶溫度以下，而管狀坯料Pc被保持在比第三模具M(jìn)3的溫度(約200℃)高的高溫(約500℃)，所以即使在被保持在該管狀坯料Pc的再結(jié)晶溫度以下的第三模具M(jìn)3中，該管狀坯料Pc也可以進(jìn)行實(shí)質(zhì)的熱狀態(tài)條件下的成形。這樣，由于進(jìn)行該成形時(shí)，管狀坯料Pc沒有受到來自第三模具M(jìn)3的熱而發(fā)生熱變形，且管狀坯料Pc的兩端部分通過第三模具M(jìn)3的合模而與所述限制筋302b、303b配合，軸向的熱收縮受到限制，所以該管狀坯料Pc在第三模具M(jìn)3內(nèi)部可以在不受到外部影響且軸向熱收縮受到限制的狀態(tài)下進(jìn)行成形。
另外，將第三模具M(jìn)3的溫度保持在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行斷面成形，之后通過將該模具M(jìn)3的合模狀態(tài)維持一定的時(shí)間，來進(jìn)行管狀坯料Pc的冷卻。
這樣，在最終成形后，可以抑制從第三模具M(jìn)3中取出時(shí)由于管狀坯料Pc的冷卻而造成的收縮的離散性，并且也防止了搬運(yùn)管狀坯料Pc時(shí)、即將第三模具M(jìn)3開模并取出如圖1B所示的管狀元件P時(shí)的變形。另外，取出后的管狀元件P不會(huì)發(fā)生由于自然冷卻等外部條件下的變形。
通過以上的第一～第三工序，使用第一和第二模具M(jìn)2、M3并在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的熱預(yù)備成形，和第三模具M(jìn)3并在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的熱最終成形，可得到?jīng)]有精度離散性的高精度、高品質(zhì)的管狀元件P，并使生產(chǎn)效率大幅提高。
這樣，通過所述第一～第三工序成形的成形品管狀元件P，可以被用于車輛的車架零件等。
以上，僅對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于此實(shí)施例，還可在本發(fā)明范圍內(nèi)有多種實(shí)施例。
例如，在上述實(shí)施例中，對(duì)將本發(fā)明的成形方法用于鋁合金制管狀元件的情況進(jìn)行了說明，當(dāng)然也可用于其他金屬制管狀元件的成形。此時(shí)要根據(jù)管狀元件的材質(zhì)等，對(duì)管狀坯料及模具的加熱溫度進(jìn)行控制。另外，在此實(shí)施例中，用于給管狀坯料施加內(nèi)壓的壓縮性流體采用了空氣，也可采用其他具有同樣作用的流體。
權(quán)利要求
1.一種管狀元件的成形方法，該方法通過對(duì)管狀坯料施加內(nèi)壓使其成形為所期望的形狀，其特征在于，包括預(yù)備成形工序，即將管狀坯料(Pa，Pb)放置在預(yù)備成形模具(M1，M2)的內(nèi)腔(5，205)中，對(duì)該管狀坯料(Pa，Pb)施加內(nèi)壓，將所述預(yù)備成形模具(M1，M2)合模，從而利用所述管狀坯料(Pa，Pb)預(yù)備成形出預(yù)備成形管(Pc)；和最終成形工序，即將所述預(yù)備成形管(Pc)放置在最終成形模具(M3)所形成的內(nèi)腔(305)內(nèi)，在對(duì)該預(yù)備成形管(Pc)施加規(guī)定的內(nèi)壓的狀態(tài)下，將最終成形模具(M3)合模，使該預(yù)備成形管(Pc)最終成形為具有所期望的斷面形狀的管狀元件(P)；分別對(duì)所述預(yù)備成形模具(M1，M2)和所述最終成形模具(M3)進(jìn)行溫度控制，使進(jìn)行所述預(yù)備成形的預(yù)備成形模具(M1，M2)的溫度，保持在所述管狀坯料(Pa，Pb)的再結(jié)晶溫度以上，并使進(jìn)行最終成形的最終成形模具(M3)的溫度，保持在所述預(yù)備成形管(Pc)的再結(jié)晶溫度以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀元件的成形方法，其特征在于所述預(yù)備成形為擴(kuò)管成形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀元件的成形方法，其特征在于所述預(yù)備成形為擴(kuò)管成形和彎曲成形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種管狀元件的成形方法，其包括使用第一和第二模具(M1，M2)對(duì)管狀坯料(Pa)進(jìn)行擴(kuò)管(脹形)成形及彎曲成形的預(yù)備成形方法，和使用第三模具(M3)將預(yù)備成形管(Pc)成形為具有所期望的斷面形狀的最終成形方法。在被加熱到管狀坯料的再結(jié)晶溫度以上的第一和第二模具(M1，M2)中進(jìn)行所述預(yù)備成形，在被加熱到管狀坯料的再結(jié)晶溫度以下的第三模具(M3)中進(jìn)行所述最終成形。從而可以利用鋁合金制管狀坯料，高精度、高品質(zhì)地成形具有擴(kuò)管部分和彎曲部分的異型斷面的管狀元件，并且可以使生產(chǎn)效率大幅提高。
文檔編號(hào)B21D26/047GK1575213SQ02821160
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2002年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月24日
發(fā)明者宮永健二, 丸山學(xué), 堀出, 金井裕司, 水谷孝樹 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社