專利名稱：預(yù)成型體、液壓成形方法及液壓成形制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)成型體、液壓成形方法以及液壓成形制品。
背景技術(shù)：
典型汽車車體結(jié)構(gòu)件，如側(cè)梁等，具有中空結(jié)構(gòu)，以提高碰撞沖擊的吸收能力，且該中空結(jié)構(gòu)設(shè)置有內(nèi)部增強(qiáng)構(gòu)件，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度，被用作車體結(jié)構(gòu)件的典型液壓成形制品是這樣制成的通過向具有兩外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件的預(yù)成型體的內(nèi)部施加液壓壓力來使其膨脹變形(例如可參見第2002-82142號日本待審專利申請公報)。
然而，這樣的預(yù)成型體包括用板材制成的外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件，它們是通過反復(fù)層壓和接合而制成的，而如果用焊接作為其中的接合方法，則常常會由此而產(chǎn)生一些問題。
例如，當(dāng)位于表面上的第一板材被焊接到下層的第二板材上時，焊接熱將會傳遞到位于第二構(gòu)件下方的第三板材上，因此，會使第三板材產(chǎn)生不希望的接合。
這就降低了預(yù)成型體的焊接產(chǎn)量，并提高了預(yù)成型體以及從該預(yù)成型體制得的液壓成形制品的成本。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明總的目的是提供一種在制造成本方面具有優(yōu)勢的預(yù)成型體、一種具有制造成本優(yōu)勢的用于制造預(yù)成型體的液壓成形方法、以及具有制造成本優(yōu)勢的液壓成形制品。
更具體來講，本發(fā)明的一個目的是提供這樣一種預(yù)成型體，其具有重疊并接合的邊緣；兩外部構(gòu)件，其用于形成液壓成形制品的外表面；以及增強(qiáng)構(gòu)件，其用于形成增強(qiáng)肋，該增強(qiáng)肋對液壓成形制品的中空橫截面進(jìn)行分隔。預(yù)成型體包括接合部和空間。接合部是通過這樣的方式形成的在將構(gòu)成外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件的多于三層的板材重疊到一起時，將位于重疊板材的表面上的第一板材焊接到位于第一板材內(nèi)側(cè)的第二板材上。在焊接過程中，所述空間被設(shè)置成與第二板材和第三板材之間的接合面對準(zhǔn)，其中，第三板材位于第二板材的內(nèi)側(cè)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種液壓成形方法，其包括步驟a)將預(yù)成型體放置到具有模腔表面的成型模中，其中的模腔表面對應(yīng)著液壓成形制品的外表面，預(yù)成型體具有重疊并接合著的邊緣、用于形成液壓成形制品外表面的兩外部構(gòu)件、以及用于形成增強(qiáng)肋的增強(qiáng)構(gòu)件，其中的增強(qiáng)肋將液壓成形制品的中空橫截面分隔開，預(yù)成型體還包括接合部，該接合部是通過這樣的方式形成的在將構(gòu)成外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件的多于三層的板材重疊到一起時，將位于重疊板材的表面上的第一板材焊接到位于第一板材內(nèi)側(cè)的第二板材上，預(yù)成型體包括空間，在焊接過程中，所述空間被設(shè)置成與第二板材和第三板材之間的接合面對準(zhǔn)，其中，第三板材位于第二板材的內(nèi)側(cè)；b)向預(yù)成型體的內(nèi)部施加液壓壓力，使預(yù)成型體膨脹和變形；以及c)利用外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件形成液壓成形制品的外表面及增強(qiáng)肋，其中的增強(qiáng)肋對液壓成形制品的中空橫截面進(jìn)行分隔。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種液壓成形制品，其是通過如下的方法制成的a)將預(yù)成型體放置到具有模腔表面的成型模中，其中的模腔表面對應(yīng)著液壓成形制品的外表面，預(yù)成型體具有重疊并接合著的邊緣、用于形成液壓成形制品外表面的兩外部構(gòu)件、以及用于形成增強(qiáng)肋的增強(qiáng)構(gòu)件，其中的增強(qiáng)肋將液壓成形制品的中空橫截面分隔開，預(yù)成型體還包括接合部，該接合部是通過這樣的方式形成的在將構(gòu)成外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件的多于三層的板材重疊到一起時，將位于重疊板材的表面上的第一板材焊接到位于第一板材內(nèi)側(cè)的第二板材上，預(yù)成型體包括空間，在焊接過程中，所述空間被設(shè)置成與第二板材和第三板材之間的接合面對準(zhǔn)，其中，第三板材位于第二板材的內(nèi)側(cè)；b)向預(yù)成型體的內(nèi)部施加液壓壓力，使預(yù)成型體膨脹和變形；以及c)利用外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件形成液壓成形制品的外表面及增強(qiáng)肋，其中的增強(qiáng)肋對液壓成形制品的中空橫截面進(jìn)行分隔。
從下文對結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實施例所作的描述，除了上文公開內(nèi)容以外的本發(fā)明其它的目的、特征和特點將變得一目了然。


圖1是透視圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例A1的液壓成形制品；圖2是俯視圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例A1的預(yù)成型體；圖3是如圖2所示的預(yù)成型體的后視圖；圖4是沿如圖2所示的預(yù)成型體的IV-IV線所作的橫截面圖；圖5是剖面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例A1的液壓成形裝置；圖6是俯視圖，用于輔助解釋如圖5所示的液壓成形裝置的上模；圖7是俯視圖，用于輔助解釋如圖5所示的液壓成形裝置的下模；圖8是剖面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例A1的液壓成形方法，圖中示出了模具的合模階段；圖9是沿圖8中的IX-IX線所作的橫截面圖；圖10是橫截面圖，用于輔助解釋從圖8所示狀態(tài)繼續(xù)的初始成形階段；圖11是橫截面圖，用于輔助解釋從圖10所示狀態(tài)繼續(xù)的中間成形階段；圖12是橫截面圖，用于輔助解釋從圖11所示狀態(tài)繼續(xù)的后成形階段；圖13是橫截面圖，用于輔助解釋實施例A1的一種改型；圖14是橫截面圖，用于輔助解釋實施例A1的另一種改型；圖15是透視圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例B1的液壓成形制品；圖16是俯視圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例B1的預(yù)成型體；圖17是如圖16所示的預(yù)成型體的后視圖；圖18是沿圖16中的XVIII-XVIII線所作的橫截面圖；圖19是沿圖16中的XIX-XIX線所作的橫截面圖；圖20是橫截面圖，用于輔助解釋下插入板和上插入板的形狀，上、下插入板構(gòu)成了布置在預(yù)成型體中的增強(qiáng)構(gòu)件；圖21是橫截面圖，用于輔助解釋在預(yù)成型體中接合增強(qiáng)構(gòu)件的一種示例方法，圖中示出了將下插入板接合到底板上的接合過程；圖22是橫截面圖，用于輔助解釋在圖21的過程之后、將上插入板接合到下插入板上的接合過程；圖23是橫截面圖，用于輔助解釋在圖22的過程之后、將頂板與上插入板接合起來的接合過程；圖24是橫截面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例B1的液壓成形裝置；圖25是俯視圖，用于輔助解釋如圖24所示的液壓成形裝置的上模；圖26是俯視圖，用于輔助解釋如圖24所示的液壓成形裝置的下模；圖27是橫截面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例B1的液壓成形方法，其示出了模具的合模階段；圖28是沿圖27中的XXVIII-XXVIII所作的橫截面圖；圖29是橫截面圖，用于輔助解釋從圖28所示狀態(tài)繼續(xù)的初始成形階段；圖30是橫截面圖，用于輔助解釋從圖29所示狀態(tài)繼續(xù)的模具合模階段；圖31是橫截面圖，用于輔助解釋從圖30所示狀態(tài)繼續(xù)的間成形階段；圖32是橫截面圖，用于輔助解釋從圖31所示狀態(tài)繼續(xù)的后成形階段；圖33是橫截面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例B2的預(yù)成型體；圖34是橫截面圖，用于輔助解釋下插入板和上插入板，上、下插入板構(gòu)成了根據(jù)實施例B3的增強(qiáng)構(gòu)件；圖35是橫截面圖，用于輔助解釋接合如圖34所示的增強(qiáng)構(gòu)件的一種示例方法，圖中示出了上插入板與下插入板的接合過程；圖36是橫截面圖，用于輔助解釋在圖35的過程之后、將下插入板接合到底板上的接合過程；圖37是橫截面圖，用于輔助解釋在圖36的過程之后、頂板與上插入板的接合過程；圖38是橫截面圖，用于輔助解釋在圖37的過程之后、頂板與底板的接合過程；圖39是橫截面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例B4的增強(qiáng)構(gòu)件；圖40是橫截面圖，用于輔助解釋上插入板，其構(gòu)成了根據(jù)實施例B5的一個增強(qiáng)構(gòu)件；圖41是橫截面圖，用于輔助解釋下插入板，其構(gòu)成了根據(jù)實施例B5的另一增強(qiáng)構(gòu)件；圖42是橫截面圖，用于輔助解釋在如圖40所示的上插入板和如圖41所示的下插入板之間的裝配結(jié)構(gòu)；圖43是橫截面圖，用于輔助解釋實施例B6；圖44是透視圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例C1的液壓成形制品；圖45是俯視圖，用于輔助解釋汽車的一個部件，如圖44所示的液壓成形制品被應(yīng)用到該部件上；圖46是俯視圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例C1的預(yù)成型體；圖47是如圖46所示的預(yù)成型體的后視圖；圖48是沿圖46中的XLVIII-XLVIII線所作的橫截面圖；圖49是沿圖46中的XLIX-XLIX線所作的橫截面圖；圖50是橫截面圖，用于輔助解釋一種示例方法，其將構(gòu)成如圖46所示的預(yù)成型體的增強(qiáng)構(gòu)件的下插入板和上插入板接合起來，圖46中示出了將下插入板接合到底板上的接合過程；圖51是橫截面圖，用于輔助解釋圖50所示過程之后、上插入板與下插入板的接合過程；圖52是橫截面圖，用于輔助解釋圖51所示過程之后、頂板與上插入板的接合過程；圖53是橫截面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例B1的液壓成形裝置；圖54是俯視圖，用于輔助解釋如圖53所示的液壓成形裝置的上模；圖55是俯視圖，用于輔助解釋如圖53所示的液壓成形裝置的下模；圖56是橫截面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例C1的液壓成形方法，圖中示出了模具的合模階段；
圖57是沿圖56中LVII-LVII線所作的橫截面圖；圖58是橫截面圖，用于輔助解釋從圖57所示狀態(tài)繼續(xù)的初始成形階段；圖59是橫截面圖，用于輔助解釋從圖58所示狀態(tài)繼續(xù)的模具合模階段；圖60是橫截面圖，用于輔助解釋從圖59所示狀態(tài)繼續(xù)的中間成形階段；圖61是橫截面圖，用于輔助解釋從圖60所示狀態(tài)繼續(xù)的后成形階段；圖62是橫截面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例C2的預(yù)成型體；圖63是橫截面圖，用于輔助解釋下插入板和上插入板的形狀，上、下插入板構(gòu)成了如圖62所示的預(yù)成型體的增強(qiáng)構(gòu)件；圖64是橫截面圖，用于輔助解釋一種示例方法，其將構(gòu)成如圖62所示的預(yù)成型體的增強(qiáng)構(gòu)件的上插入板和下插入板接合起來，圖62中示出了上插入板和下插入板的接合過程；圖65是橫截面圖，用于輔助解釋在圖64的過程之后、下插入板與底板的接合過程；圖66是橫截面圖，用于輔助解釋在圖65的過程之后、頂板與上插入板的接合過程；圖67是橫截面圖，用于輔助解釋下插入板和上插入板，它們構(gòu)成了根據(jù)實施例C3的預(yù)成型體的增強(qiáng)構(gòu)件；圖68是橫截面圖，用于輔助解釋下插入板和上插入板，它們構(gòu)成了根據(jù)實施例C4的預(yù)成型體的增強(qiáng)構(gòu)件；以及圖69是橫截面圖，用于輔助解釋實施例C5。
具體實施例下面將參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行描述。
圖1是透視圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例A1的液壓成形制品。液壓成形制品40是中空的結(jié)構(gòu)件，其可被用作既輕質(zhì)、又高剛性的汽車部件，這樣的部件例如是車軸部件、車體側(cè)部部件、懸架部件等。
液壓成形制品40具有非對稱的橫截面，以致于由作為底板的其中一個板材構(gòu)成的外表面46的橫截面周長小于由作為頂板的外表面41的橫截面周長，其中，外表面46和外表面41被布置成相互面對著，從而，制品呈現(xiàn)為不同的橫截面周長。例如，由外表面46的橫截面周長除以外表面41的橫截面周長所得的比值、即橫截面周長比為0.75或更小。
圖2是俯視圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例A1的預(yù)成型體，圖3是如圖2所示的預(yù)成型體的后視圖，圖4是沿如圖2所示的預(yù)成型體的IV-IV線所作的橫截面圖。
預(yù)成型體30是液壓成形制品40的原坯料，其具有兩相互重疊的板材10、20。雖然兩板材10、20的厚度是相同的，但當(dāng)受到壓力時，兩者所產(chǎn)生的伸長量卻是不同的，板材10的延伸量大于板材20的延伸量。
板材10由具有較好延伸性的冷軋鋼板制成。冷軋鋼板例如是JIS-G-3141中規(guī)定的、用于深拉伸應(yīng)用的SPCE，其拉伸率為42％，抗拉強(qiáng)度為270[N/mm2]或更高。
板材20由較為便宜的熱軋低碳鋼板制成。熱軋低碳鋼板例如是JIS-G-3131中規(guī)定的、用于深拉伸應(yīng)用的SPHE，其拉伸率為35％，抗拉強(qiáng)度為270[N/mm2]或更高。
基于對橫截面周長比的考慮，來選擇板材10、20的物理性質(zhì)，例如其機(jī)械特性。例如，如果橫截面周長比為0.6，則可使用延伸率為50％、抗拉強(qiáng)度為270[N/mm2]的冷軋鋼板作為板材10，并用拉伸率為30％、抗拉強(qiáng)度為370[N/mm2]的熱軋低碳鋼板作為板材20。
板材10、20的邊緣具有一個接合部32，該接合部是利用角焊工藝形成的。形成接合部32的方法可以是能確保獲得良好密封性、且不影響液壓成形性能的任何工藝，例如，激光焊接、電弧焊、或膠粘法。
板材10被用來形成液壓成形制品40中具有長橫截面周長的外表面41。板材10具有中間部分15和兩端部區(qū)域11和16，兩端部區(qū)域位于跨過中間部分15的兩端部上。在端部區(qū)域11上形成有一個圓頂形部分12板材20被用來形成液壓成形制品40中具有短橫截面周長的外表面46。板材20的尺寸大于板材10的尺寸，其形狀與板材10類似，該板材20具有中間部分25，其對應(yīng)于板材10的中間部分15；和端部區(qū)域21、26，它們與板材10的端部區(qū)域11、16相對應(yīng)。端部區(qū)域21具有開孔22，其與圓頂形部分12的位置重合。
圖5是橫截面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例A1的液壓成形裝置，圖6是俯視圖，用于輔助解釋如圖5所示的液壓成形裝置的上模，圖7是俯視圖，用于輔助解釋如圖5所示的液壓成形裝置的下模。
液壓成形裝置60具有由上模70和下模80構(gòu)成的成型模以及液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)90。
上模70與下模80可相互移近或相互遠(yuǎn)離地運動，并能將預(yù)成型體30放置在其中后進(jìn)行合模。上模70和下模80具有模腔表面71、81及壓緊區(qū)域75、85。模腔表面71對應(yīng)著液壓成形制品的具有較大橫截面周長的外表面41，具有較大伸長量的板材10被布置成面對著該模腔表面。
模腔表面81對應(yīng)著液壓成形制品的具有較小橫截面周長的外表面46，且具有較小伸長量的板材20被布置成面對著模腔表面81。壓緊區(qū)域75、85是在合模過程中夾壓著預(yù)成型體30的外周邊緣的部分。
上模70的壓緊區(qū)域75包括凹部76，其從模腔表面71延伸出，壓緊區(qū)域還具有一些弧形的溝槽77、78，它們被設(shè)置成環(huán)繞著凹部76的端部區(qū)域76A。端部區(qū)域76A的橫截面形狀與剖面的外形相對應(yīng)，該剖面是指沿垂直方向?qū)㈩A(yù)成型體30的圓頂形部分12剖分成兩部分而獲得的截面。兩弧形溝槽77、78共同的中心與端部區(qū)域76A的中心相重合。下模80的壓緊區(qū)域85具有基本上為矩形的凹部86，在該凹部中放置了一個注入口單元91。
液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)90與壓力發(fā)生裝置相連接，壓力發(fā)生裝置具有增壓壓力缸和成形介質(zhì)源，液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)90具有與液壓回路99相連的流道98和注入口單元91。流道98延伸穿過下模80的內(nèi)部，并到達(dá)注入口單元91處。成形介質(zhì)通常是水。
注入口單元91具有圓頂形部分92，其對應(yīng)著預(yù)成型體30的圓頂形部分12的內(nèi)側(cè)，注入口單元91還具有一些環(huán)形的凸起94、95，它們被布置成環(huán)繞著圓頂形部分92。環(huán)形凸起94、95的位置與上模70的壓緊區(qū)域75的弧形溝槽77、78的位置相匹配。
環(huán)形凸起94、95的尺寸小于弧形溝槽77、78的尺寸，且該尺寸是基于對板材10、20厚度的考慮而選定的。如果必要的話，可將弧形溝槽77、78以及環(huán)形凸起94、95省略。
圓頂形部分92可自由地穿過板材20的開孔22，且具有與流道98連通的注入口93。當(dāng)注入口單元91被插入到開孔22中、并放置在預(yù)成型體30的圓頂形部分12內(nèi)側(cè)時，來自于液壓回路99的成形介質(zhì)將通過注入口單元91和開孔22進(jìn)入到預(yù)成型體30的內(nèi)側(cè)。結(jié)果就是，成形介質(zhì)向預(yù)成型體30的內(nèi)側(cè)施加了液壓壓力，使得產(chǎn)生了預(yù)成型體30的膨脹變形。
下面將介紹根據(jù)實施例A1的液壓成形方法。圖8是橫截面圖，用于輔助解釋模具的合模階段，圖9是沿圖8中的IX-IX線所作的橫截面圖，圖10是橫截面圖，用于輔助解釋從圖8所示狀態(tài)繼續(xù)的初始成形階段，圖11是橫截面圖，用于輔助解釋從圖10所示狀態(tài)繼續(xù)的中間成形階段，圖12是一橫截面圖，用于輔助解釋從圖11所示狀態(tài)繼續(xù)的后成形階段。
首先，將預(yù)成型體30放置到下模80上。此時，將要構(gòu)成具有較短橫截面周長的外表面46的板材20將被布置成這樣其面對著模腔表面81，且板材20的開孔22與液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)90的注入口單元91的圓頂形部分92對準(zhǔn)。
此后，已處于待用位置的上模70下降而接近下模80，以完成上模70與下模80的合模(見圖8和圖9)。此時，將要構(gòu)成具有較長橫截面周長的外表面41的板材10被布置成這樣其面對著模腔表面71，且板材10的圓頂形部分12被配合到位于上模70的壓緊區(qū)域75的凹部76的端部區(qū)域76A上。圓頂形部分12的附近部分被上模70的壓緊區(qū)域75的弧形溝槽77、78與設(shè)置在下模80的凹部86中的注入口單元91上的環(huán)形凸起94、95夾置著。這樣就在圓頂形部分12的附近形成了一個環(huán)形變形區(qū)，該變形區(qū)提供了針對所引入的成形介質(zhì)的改善的密封性。
液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)90將從液壓回路99輸送來的成形介質(zhì)經(jīng)注入口單元91的開孔22引入到預(yù)成型體30內(nèi)，以施加液壓壓力。結(jié)果就是，預(yù)成型體30將發(fā)生膨脹變形(見圖10)。由于板材10表現(xiàn)出較大的伸長量和更好的延展特性，所以其膨脹變形的發(fā)展速度要快于板材20。
在面對著具有較短橫截面周長的模腔表面81的板材20完成膨脹變形之后(見圖11)，面對著具有較長橫截面周長的模腔表面71的板材10的膨脹變形繼續(xù)進(jìn)行。此時，板材20構(gòu)成了具有較短橫截面周長的外表面46，且即使邊緣區(qū)域被接合起來，伸長量也受到了限制，正因如此，板材20不會由于材料過量而出現(xiàn)任何皺紋或褶皺，這樣，就在外表面46上保持著良好的外觀。在另一方面，板材10構(gòu)成了具有較大橫截面周長的外表面41，且由于其具有優(yōu)異的延展特性，所以板材10上不會出現(xiàn)任何裂紋或斷裂，由此，在外表面41上保持著良好的外觀。
當(dāng)預(yù)成型體30的內(nèi)部壓力達(dá)到其最終壓力Pmax時，停止供送成形介質(zhì)，并將壓力保持規(guī)定的時間，以完成預(yù)成型體30-或板材10的膨脹過程(見圖12)。然后，在撤消液壓壓力之后，將上模70抬高，并將液壓成形制品取出，并執(zhí)行包括切去邊緣的修整操作。
如上所述，實施例A1提供了一種液壓成形方法，其用于制得這樣的液壓成形制品其具有不同的橫截面周長和優(yōu)異的外觀形狀。
伸長量與抗拉強(qiáng)度具有對應(yīng)的關(guān)系。例如，具有較高抗拉強(qiáng)度的板材具有較小的伸長量，而具有較低抗拉強(qiáng)度的板材則具有較大的伸長量。因而，還優(yōu)選地是在選擇板材10、20時考慮抗拉強(qiáng)度。同樣，板材20的開孔22及液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)90的注入口單元91都可以設(shè)置得多于一個。
圖13是橫截面圖，用于輔助解釋實施例A1的一種改型。
在該改型中，施加壓力時，伸長量隨薄板厚度的不同而變化。具體來講，將要構(gòu)成液壓成形制品的具有較短橫截面周長的外表面的板材20的板厚D20被設(shè)計成大于板材10的板厚D10，其中，板材10將要構(gòu)成液壓成形制品的具有較長橫截面周長的外表面，與板材10相比，板材20提供較小的伸長量。
因而，可制得具有優(yōu)良外觀和不同橫截面周長的液壓成形制品?？苫趯Π宀?0、20的機(jī)械性能以及所要制造的液壓成形制品的橫截面周長比的考慮而任意選擇板材10、20的板厚D10、D20。還可通過調(diào)節(jié)材料熱調(diào)質(zhì)處理的條件、而非通過改變板厚的方法來改變施加壓力時的伸長量。
圖14是實施例A1的另一種改型的橫截面圖?？傮w來講，該改型實例采用了不同形狀的預(yù)成型體和不同的液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)。
預(yù)成型體130具有非接合部分134，該部分是由兩疊合板材110、120的邊緣形成的。非接合部分134被制成基本為圓錐形，其外端形成了一個環(huán)形的開口，內(nèi)端部135與預(yù)成型體130的內(nèi)部相通。非接合部分134并不限于沿整個端面進(jìn)行布置的形狀，其也可以是沿部分端面布置的形狀。
板材110的伸長量大于板材120的伸長量，其被布置成面對著上模170的模腔表面171。模腔表面171對應(yīng)著液壓成形制品的具有較大橫截面周長的外表面。板材120的伸長量小于板材110的伸長量，其被布置成面對著下模180的模腔表面181。模腔表面181對應(yīng)著液壓成形制品的具有較小橫截面周長的外表面。
液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)190具有與液壓回路199連通的流道198、軸向加壓沖頭191、以及軸向加壓缸197。軸向加壓沖頭191位于上模170和下模180的兩側(cè)，并與軸向加壓缸197相連接。軸向加壓沖頭191具有注入口單元192。
注入口單元192具有與流道198相通的注入口193，該注入口單元表現(xiàn)為基本上錐形的形狀，此形狀與非接合部分134的形狀相對應(yīng)。軸向加壓缸197支撐著軸向加壓沖頭191，以將其移向或使其遠(yuǎn)離型模，即上模170和下模180。軸向加壓缸197的動力源通常是液壓動力或氣動動力。
當(dāng)注入口單元192被頂入到預(yù)成型體130的非接合部分134的開口中時，預(yù)成型體130的非接合部分134會發(fā)生膨脹，同時，其脹大的直徑要受到上模170和下模180的限制。結(jié)果就是，非接合部分134與注入口單元192緊密地接觸，確保了密封效果。
注入口單元192的注入口193與內(nèi)端部135對準(zhǔn)，內(nèi)端部135與預(yù)成型體130的內(nèi)部連通。結(jié)果就是，從液壓回路199輸送來的成形介質(zhì)被引向流道198和注入口193，成形介質(zhì)經(jīng)非接合部分134和內(nèi)端部135被注入到預(yù)成型體130的內(nèi)側(cè)。
因此，液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)190向預(yù)成型體130的內(nèi)側(cè)施加了液壓壓力，以促使其膨脹變形。此時，具有較小延伸性能的板材120應(yīng)該形成液壓成形制品的具有較短橫截面周長的外表面，這樣，不會造成任何大量多余材料，也不會形成皺紋或褶皺。在另一方面，具有較大延伸性能的板材110應(yīng)該形成具有較長橫截面周長的外表面，從而不會造成開裂或斷裂。因而，可制得具有優(yōu)良外觀和不同橫截面周長的液壓成形制品。
如上所述，預(yù)成型體的形狀和液壓成形裝置可以采用不同類型的設(shè)計。
順便提及，在實施例A1中，構(gòu)成預(yù)成型體的板材不必是用同一種原材料制成的，也可由特制的坯料制成，而該特制坯料是通過將多種原材料接合起來而形成的?？赏ㄟ^任意調(diào)節(jié)材料類型、材料厚度、以及回火調(diào)質(zhì)條件來在施壓時獲得不同的伸長量。
圖15是透視圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例B1的液壓成形制品。液壓成形制品1060具有外表面1061、1066以及增強(qiáng)肋1062、1067，該液壓成形制品可被用作既輕質(zhì)又高剛性的汽車部件，例如可用作車軸部件、車體側(cè)部部件、懸架部件等。外表面1061、1066構(gòu)成了一個中空的結(jié)構(gòu)，而增強(qiáng)肋1062、1067將中空的橫截面分隔成四個分區(qū)。
圖16是俯視圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例B1的預(yù)成型體，圖17是如圖16所示的預(yù)成型體的后視圖，圖18是沿圖16中的XVIII-XVIII線所作的橫截面圖，圖19是沿圖16中的XIX-XIX線所作的橫截面圖，圖20是橫截面圖，用于輔助解釋下插入板和上插入板的形狀，上、下插入板構(gòu)成了置于預(yù)成型體內(nèi)部的增強(qiáng)構(gòu)件。
預(yù)成型體1050具有外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件。外部構(gòu)件將構(gòu)成液壓成形制品1060的外表面1061、1066。增強(qiáng)構(gòu)件將構(gòu)成液壓成形制品1060的增強(qiáng)肋1062、1067。
構(gòu)成外部構(gòu)件的板材包括頂板1010，其作為一個外部構(gòu)件，板材還包括底板1020，其作為另外一個外部構(gòu)件，兩板件的疊合邊緣具有用角焊工藝形成的接合部1052。構(gòu)成增強(qiáng)構(gòu)件的板材包括上插入板1030和下插入板1040，其中，上插入板1030作為第二增強(qiáng)構(gòu)件，下插入板1040作為第一增強(qiáng)構(gòu)件，兩板件被布置在頂板1010與底板1020的內(nèi)側(cè)。
未特別指出構(gòu)成外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件的板材的原料，但這些材料可以是冷軋鋼板或熱軋軟鋼板。另外，形成接合部1052的方法可以是能確保良好密封性、且不影響液壓成形性能的任何工藝，例如可以是激光焊接、電弧焊接、或膠粘工藝。
構(gòu)成液壓成形制品1060的外表面1061的頂板1010具有中間部分1015和兩端部區(qū)域1011、1016，兩端部區(qū)域越過中間部分1015位于兩端部上。在端部區(qū)域1011上形成了一個圓頂形區(qū)域1012。
將要構(gòu)成液壓成形制品1060的外表面1066的底板1020的尺寸大于頂板1010的尺寸，其形狀與頂板1010類似，底板具有與頂板1010的中間部分1015相對應(yīng)的中間部分1025以及兩端部區(qū)域1021、1026，這兩個端部區(qū)域與頂板1010的端部區(qū)域1011、1016相對應(yīng)。端部區(qū)域1021具有一個開孔1022，其與圓頂形部分1012的位置相重合。
上插入板1030和下插入板1040具有基本上類似的形狀，它們具有凹部1031和1041，兩凹部分別基本上位于兩插入板兩端部的中央位置上(見圖20)。凹部1031、1041例如具有彎曲形狀，該形狀可以由沖壓形成。
如下文描述的那樣，對凹部1031、1041執(zhí)行穿透焊(pierce-welded)。穿透焊所產(chǎn)生的焊接熱將主要穿過板厚減薄的區(qū)域，且焊接所需穿透區(qū)的大小優(yōu)選地約為材料厚度的2到3倍。因而，這樣來進(jìn)行設(shè)計使得凹部1031、1041底部的板厚D2小于凹部1031、1041附近區(qū)域-或未形成凹部1031、1041區(qū)域的板厚D1，且凹部1031、1041的寬度W為板厚D1的2到3倍。
下插入板1040被布置成使凹部1041面對著底板1020，下插入板1040的兩端通過接合部1054與底板1020連接起來，且凹部1041與底板1020之間形成了一個空間S2。上插入板1030被布置成使凹部1031面對著頂板1010，上插入板1030的兩端通過接合部1056與頂板1010連接起來，凹部1031與頂板1010之間形成了一個空間S1。
下插入板1040的凹部1041的背面區(qū)域1042通過接合部1055與上插入板1030的凹部1031的背面區(qū)域1032相連接。背面區(qū)域1032、1042為凸起的形狀，從而在上插入板1030與下插入板1040之間形成了一個空間S3。背面區(qū)域1032與1042之間的抵接面限定了一個接合平面。
接合部1054、1055、及1056是由穿透焊形成的。優(yōu)選地是，由于將位于表面上的第一板材與位于表面內(nèi)側(cè)的第二板材焊接到一起，所以穿透焊具有良好的接合強(qiáng)度?？扇绱┩负改菢討?yīng)用激光焊或電子束焊。
下文將介紹對預(yù)成型體中增強(qiáng)構(gòu)件進(jìn)行接合的一種示例方法。圖21是橫截面圖，用于輔助解釋將下插入板接合到底板上的接合過程，圖22是橫截面圖，用于輔助解釋在圖21所示的過程之后，將上插入板接合到下插入板上的接合過程，圖23是橫截面圖，用于輔助解釋在圖22所示的過程之后，將頂板與上插入板接合起來的過程。
首先，將底板1020放置在工作臺(未示出)上的規(guī)定位置處，然后，放置下插入板1040，以使得凹部1041面對著底板1020。之后，利用穿透焊將下插入板1040的端部區(qū)域接合到底板1020上，從而形成接合部1054(見圖21)。
按照這樣一種的方式將上插入板1030放置到下插入板1040的上面，該方式使得上插入板1030的凹部1031的背面區(qū)域1032抵接著下插入板1040的凹部1041的背面區(qū)域1042。然后，利用穿透焊將上插入板1030的凹部1031接合到下插入板1040的凹部1041的背面區(qū)域1042上，由此形成接合部1055(見圖22)。
具體來講，接合部1055是通過這樣的方式形成的在將多于三層的材料疊合在一起時，將位于表面上的、作為上插入板1030的第一板材焊接到位于該表面內(nèi)側(cè)的、作為下插入板1040的第二板材上，其中，各材料層即為作為底板1020的外部構(gòu)件和構(gòu)成增強(qiáng)構(gòu)件的、作為上插入板1030和下插入板1040的板材。
下插入板1040的凹部1041形成了空間S2。換言之，在焊接過程中，對準(zhǔn)接合平面的空間S2位于作為下插入板1040的第二板材與處于其內(nèi)側(cè)的、作為底板1020的第三板材之間。因而，空間S2可阻止焊接熱的傳導(dǎo)，并防止作為下插入板1040的第二板材與作為底板1020的第三板材的意外焊接失誤，從而可提高焊接產(chǎn)量。
上插入板1030由于只被下插入板1040的凹部1041的背面區(qū)域1042借助于凹部1031的背面區(qū)域1032支撐著，所以，上插入板1030較不穩(wěn)定?？赏ㄟ^在上插入板1030、下插入板1040之間形成的空間S3內(nèi)設(shè)置楔板1058、1059來改變此欠穩(wěn)狀況?？臻gS3具有吸收任何翹曲變形的功能，因而可減少不良的焊接結(jié)果，并提高焊接產(chǎn)量，其中，產(chǎn)生翹曲變形的原因可能是由于將下插入板1040接合到底板1020上所致。
當(dāng)接合部1055的形成結(jié)束時，將楔板1058、1059去掉，并將頂板1010重疊上去，以允許頂板1010的邊緣與底板1020的邊緣相遇。然后，利用穿透焊將頂板1010接合到上插入板1030的兩端部區(qū)域上，這樣就形成了接合部1056(見圖23)。
此時，在上插入板1030與下插入板1040之間保持著空間S3。具體來講，接合部1056是通過這樣的方式形成的在將多于三層的材料堆疊到一起的同時，將位于表面上的、作為頂板1010的第一板材與位于該表面內(nèi)側(cè)的、作為上插入板1030的第二板材焊接起來，其中，所述的材料層即為作為頂板1010和底板1020的外部構(gòu)件、以及構(gòu)成增強(qiáng)構(gòu)件的作為上插入板1030和下插入板1040的板材。與接合平面對齊的空間S3位于作為上插入板1030的第二板材與處于其內(nèi)側(cè)的、作為下插入板1040的第三板材之間。
因而，空間S3可阻止焊接熱的傳導(dǎo)，并防止作為上插入板1030的第二板材與作為下插入板1040的第三板材出現(xiàn)意外的焊接失誤，因而可提高焊接產(chǎn)量。
當(dāng)接合部1056被完成后，頂板1010與底板1020的相互重疊邊緣被接合到一起而制成了預(yù)成型體1050(見圖19)。
如上所述，在預(yù)成型體1050的制造過程中，可防止出現(xiàn)意外的焊接失誤，所以可提高焊接產(chǎn)量，并降低生產(chǎn)成本。設(shè)置在空間S3中的楔板1058、1059的應(yīng)用可根據(jù)情況被省略。
圖24是橫截面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例B1的液壓成形裝置，圖25是俯視圖，用于輔助解釋如圖24所示的液壓成形裝置的上模，圖26是俯視圖，用于輔助解釋如圖24所示的液壓成形裝置的下模。
該液壓成形裝置具有兩成型模-即上模1070和下模1080；以及液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)1090。上模1070和下模1080可相互移近或相互遠(yuǎn)離地移動，且可合模，而將預(yù)成型體1050夾置在其中。
上模1070和下模1080具有模腔表面1071、1081以及壓緊區(qū)域1075、1085。模腔表面1071、1081分別與液壓成形制品1060的外表面1061、1066相對應(yīng)。在模具的合模過程中，壓緊區(qū)域1075、1085是夾壓著預(yù)成型體1050的外周邊的部分。
上模1070的壓緊區(qū)域1075包括凹部1076，其從模腔表面1071延伸出，壓緊區(qū)域還具有一些弧形的溝槽1077、1078，它們被設(shè)置成環(huán)繞著凹部1076的端部區(qū)域1076A。端部區(qū)域1076A的橫截面形狀與一剖面的外形相對應(yīng)，該剖面是指沿垂直方向?qū)㈩A(yù)成型體1050的圓頂形部分1012剖分成兩部分而獲得的截面。兩弧形溝槽1077、1078共同的中心與端部區(qū)域1076A的中心相重合。下模1080的壓緊區(qū)域1085具有基本上為矩形的凹部1086，在該凹部中放置了一個注入口單元1091。
該液壓成形裝置還具有大墊片和小墊片(未示出)，它們被設(shè)置在上模1070的壓緊區(qū)域1075與下模1080的壓緊區(qū)域1085之間，從而可按照兩個階段完成上模1070與下模1080的合模操作。
大墊片的厚度被設(shè)計成與預(yù)成型體1050的接合部1054、1056所在部分處的厚度對應(yīng)，或者與頂板1010、底板1020、上插入板1030、以及下插入板1040的總厚度相對應(yīng)。小墊片的厚度被設(shè)計成與預(yù)成型體1050的接合部1052、1056所在邊緣處的厚度相對應(yīng)，或者對應(yīng)于頂板1010與底板1020的總厚度。
液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)1090例如與壓力發(fā)生裝置相連接，壓力發(fā)生裝置具有增壓壓力缸和成形介質(zhì)源，液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)1090具有流道1098和注入口單元1091，流道1098和注入口單元1091與液壓回路1099相連。流道1098延伸穿過下模1080的內(nèi)部，并到達(dá)注入口單元1091處。成形介質(zhì)通常是水。
注入口單元1091具有圓頂形的部分1092，其對應(yīng)著預(yù)成型體1050的圓頂形部分1012的內(nèi)側(cè)，注入口單元1091還具有一些環(huán)形的凸起1094、1095，它們被布置成環(huán)繞著圓頂形部分1092。環(huán)形凸起1094、1095的位置與上模1070的壓緊區(qū)域1075的弧形溝槽1077、1078的位置相配。
環(huán)形凸起1094、1095的尺寸小于弧形溝槽1077、1078的尺寸，且該尺寸是基于對板材1010、1020厚度的考慮而選定的。如果必要的話，可將弧形溝槽1077、1078以及環(huán)形凸起1094、1095省略。
圓頂形部分1092可自由地穿過板材1020的開孔1022，且具有與流道1098連通的注入口1093。當(dāng)注入口單元1091被插入到開孔1022中、并放置在預(yù)成型體1050的圓頂形部分1012中時，來自于液壓回路1099的成形介質(zhì)將通過注入口單元1091和開孔1022進(jìn)入到預(yù)成型體1050中。結(jié)果就是，成形介質(zhì)向預(yù)成型體1050的內(nèi)部施加了壓力，使預(yù)成型體1050發(fā)生膨脹變形。
下面將介紹根據(jù)實施例B1的液壓成形方法。圖27是橫截面圖，用于輔助解釋模具的合模階段，圖28是沿圖27中的XXVIII-XXVIII線所作的橫截面圖，圖29是橫截面圖，用于輔助解釋從圖28所示狀態(tài)繼續(xù)的初始成形階段，圖30是橫截面圖，用于輔助解釋從圖29所示狀態(tài)繼續(xù)的模具合模階段，圖31是橫截面圖，用于輔助解釋從圖30所示狀態(tài)繼續(xù)的中間成形階段，圖32是橫截面圖，用于輔助解釋從圖31所示狀態(tài)繼續(xù)的后成形階段。
首先，將預(yù)成型體1050放置到下模1080上。此時，將要構(gòu)成液壓成形制品1060的外表面1066的底板1020以這樣的方式布置其面對著模腔表面1081，且板材1020的開孔1022與液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)1090的注入口單元1091的圓頂形部分1092對準(zhǔn)。
此后，已處于待用狀態(tài)的上模1070下降而接近下模1080，以完成上模1070與下模1080的合模(見圖27和圖28)。此時，將要構(gòu)成液壓成形制品1060的外表面1061的頂板1010以如此方式被布置，以面對著模腔表面1071，且板材1010的圓頂形部分1012被配合到位于上模1070的壓緊區(qū)域1075中的凹部1076的端部區(qū)域1076A上。
圓頂形部分1012的附近部分被上模1070的壓緊區(qū)域1075中的弧形溝槽1077、1078與設(shè)置在下模1080的凹部1086中的注入口單元1091上的環(huán)形凸起1094、1095夾壓著。這樣就在圓頂形部分1012的附近形成了一個環(huán)形變形區(qū)，該變形區(qū)提供了針對所引入的成形介質(zhì)的改善的密封性。
預(yù)成型體1050的接合部1052、1054、1056被布置到壓緊區(qū)域1075、1085，壓緊區(qū)域1075、1085被大墊片(未示出)定位成相互離開規(guī)定的間隙。
液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)1090將從液壓回路1099輸送來的成形介質(zhì)經(jīng)注入口單元1091的開孔1022引入到預(yù)成型體1050內(nèi)，以施加液壓壓力。結(jié)果就是，預(yù)成型體1050將發(fā)生膨脹變形，使得預(yù)成型體1050的邊緣接近于模腔表面1071、1081，并促使材料流動。
隨著預(yù)成型體1050的接合部1054、1056移動到由模腔表面1071、1081(見圖29)圍成的內(nèi)部成形空間內(nèi)，用小墊片替換布置在上模1070的壓緊區(qū)域1075與下模1080的壓緊區(qū)域1085之間的大墊片。與小墊片的厚度一致，上模1070將進(jìn)一步地下降，以夾合模具，并確保一個特定的間隙，該間隙對應(yīng)于預(yù)成型體1050邊緣的厚度(見圖30)。
隨著成形介質(zhì)的繼續(xù)輸入，與發(fā)生膨脹變形的頂板1010和底板1020相接合的上插入板1030和下插入板1040將在張力作用下被拉伸，從而其將線性地膨脹，而不會變?yōu)槭Х€(wěn)狀態(tài)(見圖31)。
另外，由于接合部1054、1056的存在將上插入板1030、下插入板1040的根部區(qū)域進(jìn)行彎折的曲率半徑限制得很小，所以，上插入板1030與下插入板1040的根部區(qū)域?qū)澱鄢蒐形。另外，上插入板1030與下插入板1040將通過接合部1055相互牽拉，所施加的作用力保持平衡，從而使上插入板1030、下插入板1040的根部區(qū)域的形狀變?yōu)榛旧舷嗨啤?br> 當(dāng)預(yù)成型體1050的內(nèi)部壓力達(dá)到其最終壓力時，停止供送成形介質(zhì)，并保持規(guī)定的時間，以完成預(yù)成型體1050的膨脹過程。具體來講，頂板1010和底板1020構(gòu)成了液壓成形制品1060的外表面1061、1066，上插入板1030和下插入板1040構(gòu)成了液壓成形制品1060的增強(qiáng)肋1062、1067(見圖32)。然后，在撤消液壓壓力之后將上模1070抬高，將液壓成形制品取出，并執(zhí)行包括切邊處理的修整操作。
如上所述，實施例B1通過提高焊接產(chǎn)量可降低預(yù)成型體的制造成本，即提供了具有極低制造成本的預(yù)成型體。該實施例還能用這種具有極低制造成本的預(yù)成型體制得液壓成形制品，或提供了一種液壓成形方法，以獲得具有極低制造成本的液壓成形制品。
另外，盡管示出了通過將成形介質(zhì)經(jīng)形成在其中一外部構(gòu)件上的開孔注入來提供液壓壓力，但實施例B1也適用于各種其它類型的預(yù)成型體和液壓成形裝置，而不限于上述的特定類型。
例如，下模1020的開孔1022和液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)1090的注入口單元1091可被設(shè)置為多于一個。還可通過從開始時就將預(yù)成型體1050的接合部1054、1056設(shè)置在由模腔表面1071、1081圍成的內(nèi)部成形空間內(nèi)而只需要執(zhí)行一次合模操作。
圖33是橫截面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例B2的預(yù)成型體。在下文中，那些與實施例B1中構(gòu)件具有相同功能的構(gòu)件將用相同的附圖標(biāo)記指代，以避免重復(fù)描述。根據(jù)實施例B2的預(yù)成型體1150與根據(jù)實施例B1的預(yù)成型體1050的區(qū)別主要在于其上插入板和下插入板的形狀并不相互一致。
更具體來講，預(yù)成型體1150的上插入板1130基本上是平的，而下插入板1140則具有一個凹部1141，其基本上位于兩端部區(qū)域的中間位置處。下插入板1140被布置成使凹部1141面對著底板1120，下插入板1140的兩端通過接合部1154與底板1120連接著，且凹部1141在其與底板1120之間形成一間隙S2。
上插入板1140的凹部1141的背面區(qū)域1142通過接合部1155與上插入板1130相連。附圖標(biāo)記1132指代上插入板1130的背面區(qū)域，該背面區(qū)域抵接著下插入板1140的凹部1141的背面區(qū)域1142，兩背面區(qū)域1132和背部區(qū)域1142的抵接面確定了接合平面。背面區(qū)域1142為凸起的形狀，從而在上插入板1130與下插入板1140之間形成了一個間隙S3。
如上所述，只在下插入板1140上形成有凹部1141，因而，接合部1155附近部分的形狀在垂直方向上是非對稱的。在另一方面，上插入板1130和下插入板1140會由于受到壓縮載荷而出現(xiàn)彎折狀況(見圖29)。
此時，接合部1155處設(shè)置有凹部1141的那一側(cè)更易于彎折，因而，可將初始彎折方向保持為始終相同，且接合部1155的位置始終大體上處于中間，這與根據(jù)實施例B1的預(yù)成型體1050的情況不同。換言之，可防止由于膨脹量的不同而導(dǎo)致增強(qiáng)肋在液壓成形過程中出現(xiàn)扭曲的形狀。
從上文可看出，與實施例B1的情況相比，實施例B2能進(jìn)一步提高增強(qiáng)肋的形狀質(zhì)量或精度，其中，增強(qiáng)肋對液壓成形制品的中空橫截面進(jìn)行分隔。
圖34是橫截面圖，用于輔助解釋下插入板和上插板，它們構(gòu)成了根據(jù)實施例B3的增強(qiáng)構(gòu)件。根據(jù)實施例B3的預(yù)成型體與根據(jù)實施例B1的預(yù)成型體1050的區(qū)別主要在于在上插入板和下插入板上都形成有凸起。
實施例B3中的凸起1234、1244被布置成分別越過凹部1231、1241的背面區(qū)域1232、1242位于端部區(qū)域的附近。每一凸起1234、1244都被制成彎折的形狀，其具有基本為平面的頂端部分，可利用沖壓成型工藝制出這些凸起。附圖標(biāo)記1235、1245指代凸起1234、1244的凹形的背面區(qū)域。
凸起1234、1244被布置成相互抵接，且凸起1234、1244的高度被選擇為能與凹部1231、1241的背面區(qū)域1232、1242的高度相適配。
結(jié)果就是，當(dāng)將上插入板1230放置在下插入板1240上、并使上插入板1230的背面區(qū)域1232與下插入板1240的背面區(qū)域1242對準(zhǔn)時，上插入板1230的凸起1234和凹部1231的背面區(qū)域1232分別與下插入板1240的凸起1244和凹部1241的背面區(qū)域1242相抵接。上插入板1230與下插入板1240之間形成的空間S3與兩背面區(qū)域1232、1242的總高度相適配。
下文將對如圖34所示的增強(qiáng)構(gòu)件的一種接合的示例方法進(jìn)行描述。圖35是橫截面圖，用于輔助解釋將上插入板接合到下插入板上的過程，圖36是橫截面圖，用于輔助解釋在圖35所示過程之后，將上插入板接合到底板上的過程，圖37是橫截面圖，用于輔助解釋在圖36所示過程之后，將頂板與上插入板接合起來的過程，圖38是橫截面圖，用于輔助解釋在圖37所示過程之后，將頂板與底板接合起來的過程。
首先，將上插入板1230重疊在下插入板1240上，而下插入板1240則被放置在工作臺(未示出)上的規(guī)定位置處，然后，使上插入板1230的凸起1234以及凹部1231的背面區(qū)域1232與下插入板1240的凸起1244以及凹部1241的背面區(qū)域1242相抵接。然后，利用穿透焊將上插入板1230的凹部1231與下插入板1240的凹部1241的背面區(qū)域1242接合起來，從而形成了接合部1255(見圖35)。
在實施例B1中，上插入板是在一個位置處獲得支撐，與實施例B1的情況不同，本實施例中的上插入板1230由于共有三個支撐位置，所以是穩(wěn)定的，其中的三個支撐位置也就是下插入板1240的凸起1244以及凹部1241的背面區(qū)域1242，對應(yīng)的是，凸起1234以及凹部1231的背面區(qū)域1232。因而，不必使用楔板1058、1059，否則，需要設(shè)置這些楔板來解決欠穩(wěn)問題，從而可減少與楔板1058、1059相關(guān)的生產(chǎn)工時，并實現(xiàn)了更大的生產(chǎn)率。
而后，按照如此方式布置由上插入板1230和下插入板1240接合成的組件，即使得下插入板1240的凹部面向底板1220，底板1220被布置在工作臺(未示出)的預(yù)定位置上。之后，利用穿透焊將底板1220接合到下插入板1240的兩端上，以形成接合部1254(見圖36)。焊接位置處于凸起1244及背面區(qū)域1245的附近。
具體來講，接合部1254是通過如下的方式形成的在將多于三層的材料疊合到一起的同時，將位于表面上的、作為底板1220的第一板材與位于其內(nèi)側(cè)的、作為下插入板1240的第二板材焊接起來，其中的材料層即為作為底板1220的外部構(gòu)件和作為上插入板1230和下插入板1240的板材，兩插入板構(gòu)成了增強(qiáng)構(gòu)件。
另一方面，通過將凸起1234、1244以及凹部1231、1241的背面區(qū)域1232、1242抵接起來而在上插入板1230與下插入板1240之間形成空間S3。因而，空間S3防止焊接熱量傳遞，并防止作為下插入板1240的第二板材與作為上插入板1230的第三板材意外的焊接失誤，因而，該實施例可提高焊接產(chǎn)量。
當(dāng)接合部1254的形成結(jié)束時，放置頂板1210，以使頂板1210的邊緣與底板1220的邊緣匹配。然后，利用穿透焊將頂板1210焊接到上插入板1230的兩端上，以形成接合部1256(見圖37)。焊接位置處于凸起1234及背面區(qū)域1235的附近，空間S3位于上插入板1230與下插入板1240之間。
具體來講，接合部1256是通過如下的方式形成的在將多于三層的材料疊合到一起的同時，將位于表面上的、作為頂板1210的第一板材與位于其內(nèi)側(cè)的、作為上插入板1230的第二板材焊接起來，其中的材料層即為作為頂板1210和底板1220的外部構(gòu)件和作為上插入板1230和下插入板1240的板材，其中，兩插入板構(gòu)成了增強(qiáng)構(gòu)件。對準(zhǔn)接合表面的空間S3位于作為上插入板1230的第二板材與位于其內(nèi)側(cè)的、作為下插入板1240的第三板材之間。
因而，空間S3防止焊接熱量傳遞，并防止作為上插入板1230的第二板材與作為下插入板1240的第三板材的意外焊接失誤，因而，該實施例可提高焊接產(chǎn)量。
當(dāng)被接合部分1256完成時，將頂板1210與底板1220的疊合邊緣接合起來，以完成預(yù)成型體1250(見圖38)。附圖標(biāo)記1252指代在邊緣上形成的接合部。
從上文的描述可看出，相比于實施例B1和B2，實施例B3能提高生產(chǎn)率。
凸起1234、1244的高度并非必須相等。例如，凸起1234、1244的高度可以隨意選擇，只要凸起1234、1244的高度之和與凹部1231、1241的背面區(qū)域1232、1242的高度之和相配即可。還可只在上插入板1230或下插入板1240上制出凸起。在此情況下，凸起的高度應(yīng)當(dāng)與凹部區(qū)域1231、1241的背面區(qū)域1232、1242的高度之和一致。
圖39是橫截面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例B4的增強(qiáng)構(gòu)件。根據(jù)實施例B4的預(yù)成型體1350與根據(jù)實施例B3的預(yù)成型體1250的區(qū)別主要是與上插入板的形狀有關(guān)。
更具體地講，上插入板1330基本上是平的，其既不帶有凹部也不帶有凸起，而下插入板1340卻具有凹部1341和凸起1344。上插入板1330由于其共有三個支撐位置即下插入板1340的凹部1341的背面區(qū)域1342和凸起1344，所以是穩(wěn)定的。結(jié)果就是，該實施例如實施例B3那樣能減少工時，并實現(xiàn)更高的生產(chǎn)率。
另外，通過將上插入板1330抵接著凹部1341的背面區(qū)域1342和凸起1344而在上插入板1330與下插入板1340之間形成了空間S3。因此，如果將由上插入板1330與下插入板1340通過接合部1355接合成的組件按照這樣一種方式布置在底板1320上，以致于在凸起1344和背面區(qū)域1345的附近形成接合部1354，則如實施例B3的情況那樣，空間S3防止焊接熱量的傳導(dǎo)，由此防止下插入板1340與上插入板1330之間的意外焊接失誤，并提高焊接產(chǎn)量。
進(jìn)一步地，在形成接合部1354之后，如果按照如此方式將頂板1310布置在上插入板1330上，即在抵接著突出部分1344的凸起1334的附近形成接合部1356，則如實施例B3的情況那樣，空間S3防止焊接熱量的傳導(dǎo)，由此防止上插入板1330與下插入板1340之間的意外焊接失誤，并提高焊接產(chǎn)量。
另一方面，在預(yù)成型體1350中，只在下插入板1340上形成有凹部1341，因而，與實施例B2的情況相同，接合部1355附近的形狀在垂直方向上是不對稱的。因而，當(dāng)實施液壓成形時，接合部1355處設(shè)置有凹部1341的那一側(cè)更易于彎折，使得初始彎折方向變?yōu)槭冀K相同，且能更牢固地將接合部1355的位置大體上保持在中間。換言之，可防止由于膨脹量的不同而導(dǎo)致增強(qiáng)肋在液壓成形過程中出現(xiàn)扭曲的形狀。
從上文可看出，與實施例B3的情況相比，實施例B4能進(jìn)一步提高增強(qiáng)肋的形狀質(zhì)量或精度，其中，增強(qiáng)肋對液壓成形制品的中空橫截面進(jìn)行分隔。
凸起并非必須被形成在下插入板1340上，其也可被設(shè)置在上插入板1330上。還可在下插入板1340和上插入板1330上都形成凸起。在此情況下，有必要使凸起的總高度基本上等于下插入板1340的凹部1341的背面區(qū)域1342的高度。
圖40是橫截面圖，用于輔助解釋上插入板，其構(gòu)成了根據(jù)實施例B5的其中一個增強(qiáng)構(gòu)件，圖41是橫截面圖，用于輔助解釋下插入板，其構(gòu)成了根據(jù)實施例B5的另外一個增強(qiáng)構(gòu)件，圖42是橫截面圖，用于輔助解釋圖40所示上插入板與圖41所示下插入板之間的裝配結(jié)構(gòu)。
根據(jù)實施例B5的預(yù)成型體與根據(jù)實施例B3的預(yù)成型體1250的區(qū)別主要是涉及上插入板和下插入板的形狀。更具體來講，根據(jù)實施例B5的上插入板1430具有一些凸起1434，它們被布置成越過凹部1431的背面區(qū)域1432。凸起1434的形狀被制成大體上為V形，且位于上插入板1430的兩端附近。
另一方面，下插入板1440具有一些接納部分1444，這些部分被布置成越過凹部1441的背面區(qū)域1442。每個接納部分1444都包括凸起，該凸起例如是由沖壓成形工藝形成的，接納部分被布置成與上插入板1430的每個凸起1434正確地進(jìn)行配合。接納部分1444具有頂端部分，在該部分上設(shè)置有凹口1444A，其可與上插入板1430的凸起1434進(jìn)行配合。附圖標(biāo)記1445指代接納部分1444凹入的背面部分。
當(dāng)下插入板1440的接納部分1444與上插入板1430的凸起1434配合起來時，在下插入板1440與上插入板1430之間形成空間S3，該空間與一高度之和相適配，該高度和是指上插入板1430的凹部1431的背面區(qū)域1432的高度與下插入板1440的凹部1441的背面區(qū)域1442的高度之和。
當(dāng)上插入板1430被放置在下插入板1440上方時，上插入板1430的凸起1434將與處于規(guī)定位置上的下插入板1440的接納部分1444相配合。換言之，凸起1434和接納部分1444起到了定位機(jī)構(gòu)的作用，用于將上插入板1430定位在下插入板1440上。
因此，利用穿透焊將上插入板1430的凹部1431與下插入板1440的凹部1441的背面區(qū)域1442接合起來，以形成接合部(見圖35)，可容易而迅速地完成上插入板1430與下插入板1440的疊合。
從上文可看出，與實施例B3相比，實施例B5能提高生產(chǎn)率。
還可將接納部分1444設(shè)置在上插入板1430上，并將凸起1434設(shè)置在下插入板1440上。
由凸起1434和接納部分1444實現(xiàn)的定位機(jī)構(gòu)同樣也可被應(yīng)用在實施例B2上。例如，通過在上插入板1130上設(shè)置凸起1434、并在下插入板1140上設(shè)置接納部分1444，能容易而快速地將上插入板1130重疊到下插入板1140上。
尤其是，在此情況下，通過將下插入板1140的接納部分1444裝配到上插入板1130的凸起1434上而在下插入板1140與上插入板1130之間形成空間S3，空間S3應(yīng)當(dāng)與下插入板1140的凹部1141的背面區(qū)域1142的高度相適配。還可將接納部分1444設(shè)置在上插入板1130上，并將凸起1434布置到下插入板1140上。
圖43是用于輔助解釋實施例B6的橫截面圖。實施例B6與實施例B1主要的區(qū)別在于預(yù)成型體的形狀以及液壓成形裝置的構(gòu)造。
更具體來講，涉及實施例B6的預(yù)成型體1550具有頂板1510和底板1520，它們將形成液壓成形制品的外表面；上插入板1530和下插入板1540，它們將構(gòu)成增強(qiáng)肋；和內(nèi)端部1552，其用于借助輸入成形介質(zhì)來提供液壓壓力。上插入板1530和下插入板1540被布置在頂板1510與底板1520的內(nèi)側(cè)。
內(nèi)端部1552由頂板1510和底板1520端面的抵接平面構(gòu)成，所述抵接平面被預(yù)制成基本上為錐形。內(nèi)端部1552與預(yù)成型體1550的內(nèi)部連通，且具有設(shè)置有環(huán)形開口的外端部。換言之，預(yù)成型體1550具有一個開口，其由其中一個外部構(gòu)件1510和另外一個外部構(gòu)件1520端面的抵接平面形成。內(nèi)端部1552的形狀并不限于在整個端面上設(shè)置的形式，其也可部分地設(shè)置。
頂板1510被布置成面對著上模1570的模腔表面1571。底板1520被布置成面對著下模1580的模腔表面1581。模腔表面1571、1581對應(yīng)著液壓成形制品的外表面。
液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)1590具有與液壓回路1599連通的流道1598、軸向加壓沖頭1591、以及軸向加壓缸1597。軸向加壓沖頭1591位于上模1570和下模1580的每一側(cè)，并與軸向加壓缸1597相連接。軸向加壓沖頭1591具有注入口單元1592。
注入口單元1592具有與流道1598相通的注入口1593，該注入口的形狀基本上為錐形，此形狀與內(nèi)端部1552的形狀相對應(yīng)。軸向加壓缸1597支撐著軸向加壓沖頭1591，以將其移向或使其遠(yuǎn)離型模-即上模1570和下模1580。軸向加壓缸1597的動力源通常是液壓或氣動壓力。
當(dāng)注入口單元1592被頂入到預(yù)成型體1550的內(nèi)端部1552的開口中時，內(nèi)端部1552會被脹大，同時，其脹大的直徑要受到上模1570和下模1580的限制。結(jié)果就是，內(nèi)端部1552與注入口單元1592緊密地接觸，確保了密封效果。
注入口單元1592的注入口1593與內(nèi)端部1552對準(zhǔn)，內(nèi)端部1552與預(yù)成型體1550的內(nèi)部連通。結(jié)果就是，當(dāng)從液壓回路1599輸送來的成形介質(zhì)被引向流道1598和注入口1593時，成形介質(zhì)經(jīng)內(nèi)端部1552注入到預(yù)成型體1550中。
因此，液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)1590向預(yù)成型體1550的內(nèi)部施加了液壓壓力，以促使其膨脹變形。
從上文的描述可看出，利用借助于將成形介質(zhì)引入到開口中而獲得的液壓壓力，實施例B6可形成液壓成形制品的外表面以及分隔液壓成形制品中空橫截面的增強(qiáng)肋，其中的開口由其中一個外部構(gòu)件的端面與另外一個外部構(gòu)件的端面之間的抵接平面形成。
順便提及，在實施例B1到B6中，根據(jù)所要制得的液壓成形制品，可根據(jù)需要改變頂板和底板的形狀、上插入板和下插入板的形狀、凹部的位置、以及構(gòu)成預(yù)成型體增強(qiáng)構(gòu)件的板材的位置等，其中，頂板和底板作為構(gòu)成外部構(gòu)件的板材，上插入板和下插入板作為構(gòu)成增強(qiáng)構(gòu)件的板材。
通過按照偏置的形式布置上插入板和下插入板、并進(jìn)行接合，還可形成這樣的增強(qiáng)肋在基本垂直的方向以及基本水平的方向上，其將液壓成形制品的中空橫截面均勻地分隔開。另外，還可通過使用具有不同形狀的上插入板和下插入板來獲得這樣的增強(qiáng)肋其非均勻地分隔了液壓成形制品的中空橫截面。
圖44是透視圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例C1的液壓成形制品，圖45是俯視圖，用于輔助解釋一種汽車部件，圖44所示液壓成形制品被應(yīng)用于該汽車部件。
液壓成形制品2060具有外部構(gòu)件2061、2062以及增強(qiáng)肋2063、2064，它們形成了一個中空的結(jié)構(gòu)，該制品被應(yīng)用在需要輕質(zhì)和高剛性的汽車部件上，其中的汽車部件例如是懸架部件2065的側(cè)梁構(gòu)件和橫梁構(gòu)件。液壓成形制品2060還可被用作立柱部件、車軸部件、或車體側(cè)梁部件。
外表面2061、2062具有一些側(cè)壁2061A、2062A，它們相對于一個疊合表面OS是傾斜的，外表面還具有一些頂端部分2061B、2062B，它們被側(cè)壁2061A、2062A包圍著。增強(qiáng)肋2063、2064將外表面2061、2062的中空橫截面分隔開，并支撐著上部和下部-即頂端部分2061B、2062B。增強(qiáng)肋2063、2064提高了在與疊合表面OS的正交方向或垂直方向上的剛性。增強(qiáng)肋2063、2064的兩端被接合到一起，且與外表面2061、2062沒有接合部。
圖46是俯視圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例C1的預(yù)成型體，圖47是如圖46所示的預(yù)成型體的后視圖，圖48是沿圖46中的XLVIII-XLVIII線對預(yù)成型體所作的橫截面圖，圖49是沿圖46中的XLIX-XLIX線所作的橫截面圖。
預(yù)成型體2050具有外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件。外部構(gòu)件將要形成液壓成形制品2060的外表面2061、2062。增強(qiáng)構(gòu)件將要形成液壓成形制品2060的增強(qiáng)肋2063、2064。
構(gòu)成外部構(gòu)件的板材包括作為第一外部構(gòu)件的頂板2010和作為第二外部構(gòu)件的底板2020，它們的疊合邊緣具有由角焊工藝形成的接合部2052。形成接合部2052的方法可以是任何能確保獲得良好密封性、且不影響液壓成形性能的工藝，例如可以是激光焊接、電弧焊、或膠粘法。
構(gòu)成增強(qiáng)構(gòu)件的板材包括作為第一增強(qiáng)構(gòu)件的上插入板2030和作為第二增強(qiáng)構(gòu)件的下插入板2040，兩插入板的形狀基本上相同，并被布置在相互疊合的頂板2010與底板2020之中。此處未具體指出構(gòu)成外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件的板材的原料，但這些材料可以是冷軋鋼板或熱軋低碳鋼板。
構(gòu)成液壓成形制品2060的外表面2061的頂板2010具有中間部分2015和兩端部區(qū)域2011、2016，兩端部區(qū)域的位置越過中間部分2015。中間部分2015的周邊區(qū)域2015A和中間區(qū)域2015B形成了外表面2061的側(cè)壁2061A和頂端部分2061B。在端部區(qū)域2011上形成了圓頂形區(qū)域2012。
將要構(gòu)成液壓成形制品2060的外表面2062的底板2020的尺寸略大于頂板2010的尺寸，其形狀與頂板2010類似，底板具有與頂板2010的中間部分2015相對應(yīng)的中間部分2025以及兩端部區(qū)域2021、2026，這兩個端部區(qū)域與頂板2010的端部區(qū)域2011、2016相對應(yīng)。中間部分2025的周邊區(qū)域2025A和中間區(qū)域2025B形成了外表面2062的側(cè)壁2062A和頂端部分2062B。端部區(qū)域2021具有開孔2022，其與圓頂形部分2012的位置相重合。
上插入板2030和下插入板2040基本上是平的，且無需為了彎折而成形，從而，不會由于有附加工藝伴隨預(yù)成型體的制造過程而增加成本。
下插入板2040以這樣的方式被布置，以致于面對著底板2020，且通過接合部2054與底板2020相連接。接合部2054位于底板2020的中間區(qū)域2025B上，該中間區(qū)域?qū)橐簤撼尚沃破?060的外表面2062形成頂端部分2062B。
上插入板2030被布置成面對著下插入板2040，并通過設(shè)置在兩端的接合部2055與下插入板2040連接起來。頂板2010被布置成面對著上插入板2030，且通過接合部2056與上插入板2030連接著。接合部2056位于底板2010的中間區(qū)域2015B上，該中間區(qū)域?qū)橐簤撼尚沃破?060的外表面2061形成頂端部分2061B。
上插入板2030和下插入板2040被接合到頂板2010和底板2020的中間區(qū)域2015B、2025B上，而這兩個中間區(qū)域?qū)橐簤撼尚沃破?060的外表面2061、2062形成頂端部分2061B、2062B。結(jié)果就是，用預(yù)成型體2050制得的液壓成形制品將具有支撐著頂端部分2061B和2062B的增強(qiáng)肋2063、2064，因而，該液壓成形制品能提高在與疊合表面OS正交方向或垂直方向上的剛性。
接合部2054、2055、2056是通過穿透焊形成的。穿透焊方法是優(yōu)選的，這是由于位于表面上的第一板材與位于其內(nèi)側(cè)的第二板材焊接到一起將獲得良好的接合強(qiáng)度。可如應(yīng)用穿透焊那樣應(yīng)用激光焊或電子束焊。另外，形成接合部2054、2055、以及2056的方法可以是能確保獲得良好接合強(qiáng)度、且不影響液壓成形性能的任何工藝，例如可以是激光焊接、電弧焊、或膠粘法。
下文將介紹對預(yù)成型體的增強(qiáng)構(gòu)件進(jìn)行接合的一種示例方法。圖50是橫截面圖，用于輔助解釋將下插入板接合到底板上的接合過程，圖51是橫截面圖，用于輔助解釋在圖50所示過程之后，將上插入板接合到下插入板上的接合過程，圖52是橫截面圖，用于輔助解釋在圖51所示過程之后，將頂板與上插入板接合起來的過程。
首先，將下插入板2040放置在底板2020上，底板處于規(guī)定的位置處。然后，利用穿透焊將下插入板2040的中間區(qū)域接合到底板2020的中間區(qū)域2025B上，以形成接合部2054(見圖50)。
之后，按照如此的方式將上插入板2030放置到下插入板2040的上面，即使得上插入板2030的各端部區(qū)域與下插入板2040的各端部區(qū)域相對準(zhǔn)，并利用穿透焊工藝將端部區(qū)域分別接合起來，以形成接合部2055(見圖51)。
當(dāng)完成了接合部2055時，將頂板2010放置到上插入板2030上，并利用穿透焊將頂板2010的中間區(qū)域2015B與上插入板2030接合起來，以形成接合部2056(見圖52)。之后，將頂板2010與底板2020相互重疊著的邊緣接合起來而制成預(yù)成型體2050(見圖49)。
如上所述，作為用于形成增強(qiáng)肋的上插入板2030和下插入板2040的增強(qiáng)構(gòu)件被接合到作為頂板2010和底板2020的第一、第二外部構(gòu)件的中間區(qū)域上，中間區(qū)域?qū)⒁纬梢簤撼尚沃破吠獗砻嫔系捻敹瞬糠?。結(jié)果就是，用預(yù)成型體2050制得的液壓成形制品將具有支撐著頂端部分的增強(qiáng)肋，因而，提高了在與第一、第二外部構(gòu)件的疊合表面正交或垂直方向上液壓成形制品的剛性。這些增強(qiáng)構(gòu)件基本上是平的，無需為了彎折而成型，所以不會由于有其它的工藝伴隨預(yù)成型體的制造過程而增加成本。
圖53是橫截面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例C1的液壓成形裝置，圖54是俯視圖，用于輔助解釋如圖53所示的液壓成形裝置的上模，圖55是俯視圖，用于輔助解釋如圖53所示的液壓成形裝置的下模。
該液壓成形裝置具有兩成型模-即上模2070和下模2080，并具有液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)2090。上模2070和下模2080可相互移近或相互遠(yuǎn)離，且可合模而將預(yù)成型體2050夾置在其中。
上模2070和下模2080具有模腔表面2071、2081以及壓緊區(qū)域2075、2085。模腔表面2071、2081與液壓成形制品2060上的外表面的形狀相對應(yīng)，模腔具有側(cè)壁及頂端部分-即對應(yīng)于側(cè)壁2061A、2062A的頂面和底面和在液壓成形制品2060的外表面2061、2062上的頂端部分2061B、2062B。在模具的合模過程中，壓緊區(qū)域2075、2085夾壓著預(yù)成型體2050的外周邊。
上模2070的壓緊區(qū)域2075包括凹部2076，其從模腔表面2071延伸出，壓緊區(qū)域還具有一些弧形的溝槽2077、2078，它們被設(shè)置成環(huán)繞著凹部2076的端部區(qū)域2076A。端部區(qū)域2076A的橫截面形狀與一剖面的外形相對應(yīng)，該剖面是沿垂直方向?qū)㈩A(yù)成型體2050的圓頂形部分2012剖分成兩部分而獲得的。兩弧形溝槽2077、2078共同的中心與端部區(qū)域2076A的中心相重合。下模2080的壓緊區(qū)域2085具有基本上為矩形的凹部2086，在該凹部中將放置一個注入口單元2091。
該液壓成形裝置還具有大墊片和小墊片(未示出)，它們被設(shè)置在上模2070的壓緊區(qū)域2075與下模2080的壓緊區(qū)域2085之間，從而可在兩個階段中完成上模2070與下模2080的合模操作。
大墊片的厚度被設(shè)計成與預(yù)成型體2050的接合部2054、2055、2056所在部分處的厚度對應(yīng)，或者與頂板2010、底板2020、上插入板2030、以及下插入板2040的總厚度相對應(yīng)。小墊片的厚度被設(shè)計成與預(yù)成型體2050的接合部2052所在邊緣處的厚度相對應(yīng)，或者對應(yīng)于頂板2010與底板2020的總厚度。
液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)2090與壓力發(fā)生裝置相連接，壓力發(fā)生裝置具有增壓壓力缸和成形介質(zhì)源，液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)2090具有流道2098和注入口單元2091，它們與液壓回路2099相連。流道2098延伸穿過下模2080的內(nèi)部，并到達(dá)注入口單元2091處。成形介質(zhì)通常是水。
注入口單元2091具有圓頂形的部分2092，其對應(yīng)著預(yù)成型體2050的圓頂形部分2012的內(nèi)側(cè)，注入口單元2091還具有一些環(huán)形的凸起2094、2095，它們被布置成環(huán)繞著圓頂形部分2092。環(huán)形凸起2094、2095的位置與上模2070的壓緊區(qū)域2075的弧形溝槽2077、2078的位置相配。環(huán)形凸起2094、2095的尺寸小于弧形溝槽2077、2078的尺寸，且該尺寸是基于對板材2010、2020厚度的考慮而選定的。如果必要的話，可將弧形溝槽2077、2078以及環(huán)形凸起2094、2095省略。
圓頂形部分2092可自由地穿過板材2020的開孔2022，且具有與流道2098連通的注入口2093。當(dāng)注入口單元2091被插入到開孔2022中、并放置在預(yù)成型體2050的圓頂形部分2012中時，來自于液壓回路2099的成形介質(zhì)將通過注入口單元2091和開孔2022進(jìn)入到預(yù)成型體2050中。結(jié)果就是，成形介質(zhì)向預(yù)成型體2050的內(nèi)部施加了液壓壓力，使預(yù)成型體2050發(fā)生膨脹變形。
下面將介紹根據(jù)實施例C1的液壓成形方法。圖56是橫截面圖，用于輔助解釋模具的合模階段，圖57是沿圖56中的LVII-LVII線所作的橫截面圖，圖58是橫截面圖，用于輔助解釋從圖57所示狀態(tài)繼續(xù)的初始成形階段，圖59是橫截面圖，用于輔助解釋從圖58所示狀態(tài)繼續(xù)的模具合模階段，圖60是橫截面圖，用于輔助解釋從圖59所示狀態(tài)繼續(xù)的中間成形階段，圖61是橫截面圖，用于輔助解釋從圖60所示狀態(tài)繼續(xù)的后成形階段。
首先，將預(yù)成型體2050放置到下模2080上。此時，將要構(gòu)成液壓成形制品2060的外表面2062的底板2020將被布置成面對著模腔表面2081，且板材2020的開孔2022與液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)2090的注入口單元2091的圓頂形部分2092對準(zhǔn)。
此后，已處于待用狀態(tài)的上模2070下降而接近下模2080，以完成上模2070與下模2080的合模(見圖56和圖57)。此時，將要構(gòu)成液壓成形制品2060的外表面2061的頂板2010被布置成面對著模腔表面2071，且板材2010的圓頂形部分2012被裝配到位于上模2070的壓緊區(qū)域2075中的凹部2076的端部區(qū)域2076A上。
圓頂形部分2012的附近部分被上模2070的壓緊區(qū)域2075中的弧形溝槽2077、2078與設(shè)置在下模2080的凹部2086中的注入口單元2091上的環(huán)形凸起2094、2095夾壓著。這樣，就在圓頂形部分2012的附近形成了一個環(huán)形變形區(qū)，該變形區(qū)針對被引入的成形介質(zhì)提供了改善的密封性。
預(yù)成型體2050的接合部2052和2055被布置到壓緊區(qū)域2075、2085，壓緊區(qū)域2075、2085被大墊片(未示出)定位成相互離開規(guī)定的間隙。
液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)2090將從液壓回路2099輸送來的成形介質(zhì)經(jīng)注入口單元2091和開孔2022引入到預(yù)成型體2050內(nèi)，以施加液壓壓力。結(jié)果就是，預(yù)成型體2050將發(fā)生膨脹變形，使得預(yù)成型體2050的邊緣接近于模腔表面2071、2081，并促使材料流動。
隨著預(yù)成型體2050的接合部2055移動到由模腔表面2071、2081圍成的內(nèi)部成形空間內(nèi)(見圖58)，用小墊片替換布置在上模2070的壓緊區(qū)域2075與下模2080的壓緊區(qū)域2085之間的大墊片。與小墊片的厚度一致，上模2070將進(jìn)一步地下降，以夾合模具，并確保了一個特定的間隙，該間隙對應(yīng)于預(yù)成型體2050邊緣的厚度(見圖59)。
隨著繼續(xù)輸入成形介質(zhì)，與發(fā)生膨脹變形的頂板2010和底板2020相接合的上插入板2030和下插入板2040的中間區(qū)域?qū)⒃趶埩Φ淖饔孟卤焕?。由于上插入?030與下插入板2040在端部處被接合到一起，所以它們將在中間區(qū)域處彎曲，并逐漸變形為平行四邊形形狀，其中，在接合部2054、2055、以及2056處形成了拐角(見圖60)。
當(dāng)預(yù)成型體2050的內(nèi)部壓力達(dá)到其最終壓力時，停止供送成形介質(zhì)，并保持規(guī)定的時間，以完成預(yù)成型體2050的膨脹過程。因而，頂板2010和底板2020構(gòu)成了液壓成形制品2060的外表面2061、2062，其中，頂板2010和底板2020的中間部分2015、2025的周邊區(qū)域2015A、2025A和中間區(qū)域2015B、2025B形成了側(cè)壁2061A、2062A以及頂端部分2061B、2062B，側(cè)壁相對于外表面2061、2062的疊合平面OS是傾斜的，頂端部分則被側(cè)壁2061A、2062A包圍著。
由于上插入板2030和下插入板2040的中間區(qū)域被接合到頂端部分2061B、2062B上，并在端部處相互接合到一起，所以上插入板2030和下插入板2040形成了增強(qiáng)肋2063、2064，它們對液壓成形制品2060的外表面2061、2062的中空橫截面進(jìn)行分隔，并支撐著外表面2061、2062的頂端部分2061B、2062B(見圖61)。
然后，在撤消液壓壓力之后，將上模2070抬高，將液壓成形制品取出，并執(zhí)行包括切邊處理的修整操作。
由于增強(qiáng)肋2063、2064支撐著頂端部分2061B、2062B，液壓成形制品在垂直方向上具有優(yōu)異的剛性。由于該液壓成形制品是用具有極好制造成本的預(yù)成型體2050制成的，所以其也具有良好的制造成本。
從上文可看出，實施例C1提供了一種具有極好制造成本、并能提高液壓成形制品垂直方向剛度的預(yù)成型體；一種液壓成形方法，其用于制得具有極好制造成本和垂直方向剛度的液壓成形制品；以及液壓成形制品，其具有極好制造成本和垂直方向上的剛度。
為了抑制在水平方向或與疊合表面OS平行方向上的剛度降低，優(yōu)選地是，使增強(qiáng)肋2063、2064的接合部2055抵接著或非?？拷簤撼尚沃破返膫?cè)壁2061A、2062A。通過適當(dāng)?shù)馗淖兩喜迦氚?030、下插入板2040、頂板2010、底板2020、以及成型模具模腔表面2071和2081的尺寸和形狀，就能實現(xiàn)上述的設(shè)計。
另外，盡管示出了通過將成形介質(zhì)經(jīng)設(shè)置在其中一個外部構(gòu)件中的開孔注入來提供液壓壓力，但實施例C1也適用于各種其它類型的預(yù)成型體和液壓成形裝置，而不限于上述的特定類型。
例如，下模2020的開孔2022和液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)2090的注入口單元2091可都被設(shè)置為多于一個。還可通過從開始時就將預(yù)成型體2050的接合部2054、2056設(shè)置在由模腔表面2071、2081圍成的內(nèi)部成形空間內(nèi)而只執(zhí)行一次合模操作，從而消除了墊片的更換操作。
圖62是橫截面圖，用于輔助解釋根據(jù)實施例C2的一種預(yù)成型體，圖63是橫截面圖，用于輔助解釋下插入板和上插入板的形狀，兩插入板構(gòu)成了如圖62所示的預(yù)成型體的增強(qiáng)構(gòu)件。在下文中，那些與實施例C1中構(gòu)件具有相同功能的構(gòu)件將用相同的標(biāo)號指代，以避免重復(fù)描述。
實施例C2不同于實施例C1之處主要在于通過改變上插入板和下插入板的形狀而提高了焊接產(chǎn)量。
根據(jù)實施例C2的上插入板2130和下插入板2140具有凹部2131、2141，其基本上位于兩邊緣之間的中間位置。凹部2131、2141具有可通過例如沖壓形成的彎折形狀。
將凹部2131、2141排列成與要被執(zhí)行穿透焊的接合部2154、2156相對準(zhǔn)。由穿透焊產(chǎn)生的焊接熱量將主要穿過厚度減薄的區(qū)域，且焊接優(yōu)選地需要穿透材料厚度的約2到3倍。因而，這樣來進(jìn)行設(shè)計使得凹部2131、2141底部的板厚D2小于凹部2131、2141附近區(qū)域-或未形成凹部2131、2141區(qū)域的板厚D1，且凹部2131、2141的寬度W為板厚D1的2到3倍。
下插入板2140被布置成使凹部2141的背面區(qū)域2142面對著底板2120，背面區(qū)域2142通過接合部2154與底板2120的中間區(qū)域連接起來。由于背面區(qū)域2142構(gòu)成了凸起或為凸出的形狀，所以在下插入板2140與底板2120之間形成了一個薄的平直空間S2。
上插入板2130被布置成使凹部2131面對著下插入板2140的凹部2141，且上插入板2130的兩端通過接合部2155與下插入板2140的兩端連接起來。上插入板2130的凹部2131與下插入板2140的凹部2131相接合而形成一個基本上為矩形的空間S1。
頂板2110被布置成面對著上插入板2130的凹部2131的背面區(qū)域2132，且頂板2110的中間部分與上插入板2130的凹部2131的背面區(qū)域2132通過接合部2156連接起來。由于背面區(qū)域2132構(gòu)成了凸起或為凸出的形狀，所以在頂板2110與上插入板2130之間形成了一個薄的平直空間S3。頂板2110的邊緣通過接合部2152與底板2120的邊緣連接起來。
下文將介紹一種典型的接合方法，其用于將下插入板與上插入板接合起來，兩插入板構(gòu)成了根據(jù)實施例C2的預(yù)成型體的增強(qiáng)構(gòu)件。圖64是橫截面圖，用于輔助解釋將上插入板接合到下插入板上的接合過程，圖65是橫截面圖，用于輔助解釋在圖64所示過程之后，將下插入板接合到底板上的接合過程，圖66是橫截面圖，用于輔助解釋在圖65所示過程之后，將頂板與上插入板接合起來的過程。
首先，將上插入板2130放置在已處于規(guī)定位置的下插入板2140上，由此使上插入板2130的凹部2131面對著下插入板2140的凹部1241。然后，利用穿透焊將上插入板2130的兩端與下插入板2140的兩端接合起來，以形成接合部2155(見圖64)。
此時，下插入板2140由于只被凹部2141的背面區(qū)域2142支撐著，所以較不穩(wěn)定。因而，優(yōu)選地是，通過按照如此方式設(shè)置與背面區(qū)域2142等高的楔板，即使得這些楔板抵接著背面區(qū)域2142所在的表面而消除該欠穩(wěn)狀況。
之后，按照如此方式布置由上插入板2130和下插入板2140構(gòu)成的被接合體，即使得下插入板2140的凹部2141的背面區(qū)域2142面對著底板2120。然后，利用穿透焊工藝將底板2120的中間區(qū)域與下插入板2140的凹部2141的背面區(qū)域2142接合起來，以形成接合部2154(見圖65)。
換言之，接合部2154是通過這樣的方式形成的在將多于三層的材料疊合在一起時，將位于表面上的、作為底板2120的第一板材焊接到位于其內(nèi)側(cè)的、作為下插入板2140的第二板材上，其中，各材料層即為作為底板2120的外部構(gòu)件和作為上插入板2130和下插入板2140的、構(gòu)成增強(qiáng)構(gòu)件的板材。
與此同時，由凹部2131、2141形成的空間S1位于上插入板2130與下插入板2140之間?？臻gS1防止焊接熱的傳導(dǎo)，并防止作為下插入板2140的第二板材與作為上插入板2130的第三板材的意外焊接，因而可提高焊接產(chǎn)量。
另外，上插入板2130由于只被凹部2131的背面區(qū)域2132支撐著，所以，上插入板2130較不穩(wěn)定。因而，優(yōu)選通過按照如此方式設(shè)置與背面區(qū)域2132等高的楔板，即使得這些楔板抵接著背面區(qū)域2132所在的表面而消除該欠穩(wěn)狀況。
當(dāng)接合部2154的形成完成時，按照如此方式將頂板2110布置在上插入板2130上，即使得頂板2110的邊緣與底板2120的邊緣相匹配。然后，利用穿透焊將頂板2110的中間區(qū)域與上插入板2130接合起來，以形成接合部2156(見圖66)。焊接位置為凹部2131的背面區(qū)域2132，且凹部2131與下插入板2140的凹部2141相配合而形成空間S1。
也就是說，接合部2156是通過這樣的方式形成的在將多于三層的材料堆疊到一起的同時，將位于表面上的、作為頂板2110的第一板材與位于其內(nèi)側(cè)的、作為上插入板2130的第二板材焊接起來，其中，所述的材料層即為作為頂板2110和底板2120的外部構(gòu)件、以及構(gòu)成作為上插入板2130和下插入板2140的增強(qiáng)構(gòu)件的板材。
空間S1位于作為上插入板2130的第二板材與處于其內(nèi)側(cè)的、作為下插入板2140的第三板材之間，該空間與接合平面對準(zhǔn)。空間S1防止焊接熱的傳導(dǎo)，并防止作為上插入板2130的第二板材與作為下插入板2140的第三板材的意外焊接，由此提高焊接產(chǎn)量。
當(dāng)完成了接合部2156時，將頂板2110和底板2120的重疊邊緣接合起來，以完成預(yù)成型體2150(見圖62)。附圖標(biāo)記2152指代在邊緣上形成的接合部。
從上文可看出，實施例C2通過提高了焊接產(chǎn)量而進(jìn)一步降低了預(yù)成型體的制造成本。
可隨意改變對上插入板2130、下插入板2140、以及底板2120進(jìn)行接合的次序。例如，在將下插入板2140接合到底板2120上之后，當(dāng)將上插入板2130接合到下插入板2140上時，下插入板2140與底板2120之間存在薄的空間S2?？臻gS2防止焊接熱的傳導(dǎo)，并防止作為下插入板2140的第二板材與作為底板2120的第三板材的意外焊接。
圖67是橫截面圖，用于輔助解釋下插入板和上插入板，兩插入板構(gòu)成了根據(jù)實施例C3的預(yù)成型體的增強(qiáng)構(gòu)件。根據(jù)實施例C3的預(yù)成型體2250與根據(jù)實施例C2的預(yù)成型體2150的不同之處主要在于上插入板和下插入板的形狀并不與各自的配對部件一致。
對于根據(jù)實施例C3的預(yù)成型體2250，下插入板2240具有凹部2241，而上插入板2230則基本上為平板。然而，凹部2241還可在下插入板2240與上插入板2230之間形成空間S1。
因而，當(dāng)在執(zhí)行如下操作時，空間S1可防止焊接熱的傳導(dǎo)，并防止下插入板2240與上插入板2230被意外地焊接在一起，其中的操作為由上插入板2230和下插入板2240構(gòu)成的接合體被按照這樣一種方式進(jìn)行布置以使得下插入板2240的凹部2241的背面區(qū)域2242面對著底板2220，且利用穿透焊方法將底板2220接合到下插入板2240的凹部2241的背面區(qū)域2242上，以形成接合部2254(見圖65)。
當(dāng)利用穿透焊將頂板2210接合到上插入板2230上以形成接合部2256時，焊接位置與下插入板2240的凹部2241的位置對應(yīng)，且上插入板2230的背面與下插入板2240的凹部2241相配合而形成了空間S1。因而，空間S1防止焊接熱的傳導(dǎo)，并防止上插入板2230與下插入板2240意外地被焊接在一起。
從上文可看出，實施例C3與實施例C2的區(qū)別在于只在下插入板上設(shè)置了凹部，與實施例C2一樣，這可提高焊接產(chǎn)量。還可在將下插入板保持為大體為平板的同時，在上插入板上設(shè)置凹部。
圖68是橫截面圖，用于輔助解釋下插入板和上插入板，兩插入板構(gòu)成了根據(jù)實施例C4的預(yù)成型體的增強(qiáng)構(gòu)件。根據(jù)實施例C4的預(yù)成型體與根據(jù)實施例C2的預(yù)成型體2150的不同之處主要在于在上插入板和下插入板上都形成有凸起。
在實施例C4中，位于端部附近的凸起2344(2334)越過凹部2341(2331)的背面區(qū)域2342(2332)進(jìn)行布置。每個凸起2344(2334)都被制成彎折的形狀，其具有一個基本為平面的頂部，且可采用例如沖壓成形工藝制出該凸起。凸起2344(2334)的高度與凹部2341(2331)背面區(qū)域2342(2332)的高度相適配。
因而，由于底板2320與下插入板2340之間的間隙共有三個支撐位置一即兩個凸起2344和凹部2331的背面區(qū)域2332，所以，當(dāng)下插入板2340被接合到底板2320上時(與圖65比較)，就獲得穩(wěn)定的狀態(tài)。
由于頂板2310與上插入板2330之間的間隙共有三個支撐位置一兩個凸起2334和凹部2331的背面區(qū)域2332，所以，當(dāng)頂板2310被接合到上插入板2330上時(與圖66比較)，可獲得穩(wěn)定的狀態(tài)。
因而，即使無設(shè)置楔板的過程，也能可靠地形成接合部2254、2256，從而能減少焊接失誤，并提高焊接產(chǎn)量，而不增加工作步驟。
從上文可看出，與實施例C2相比，實施例C4通過提高焊接產(chǎn)量而不降低生產(chǎn)率，可進(jìn)一步降低預(yù)成型體的制造成本。如果需要的話，可只在上插入板或下插入板的其中之一上形成凸起。
圖69是用于輔助解釋實施例C5的橫截面圖。實施例C5與實施例C1的主要區(qū)別涉及預(yù)成型體的形狀及液壓成形裝置的構(gòu)造。
更具體來講，涉及實施例C5的預(yù)成型體2450具有頂板2410和底板2420，它們將形成液壓成形制品的外表面；上插入板2430和下插入板2440，它們將構(gòu)成增強(qiáng)肋；和非接合部分2451，其用于借助輸入成形介質(zhì)來提供液壓壓力。上插入板2430和下插入板2440被布置在相互疊合的頂板2410與底板2420的內(nèi)側(cè)。
非接合部分2451由頂板2410和底板2420的端面的抵接平面構(gòu)成。抵接平面被預(yù)制成基本上為錐形。非接合部分2451具有外端部，在該外端部上設(shè)置了一個環(huán)形開口，非接合部分還具有內(nèi)端部2452，其與預(yù)成型體2450的內(nèi)部連通。也就是說，預(yù)成型體2450具有一個開口，其是由其中一個外部構(gòu)件2410的端面與另外一個外部構(gòu)件2420的抵接面形成的。非接合部分2451的形狀并不限于在整個端面上設(shè)置的形式，其也可部分地設(shè)置。
頂板2410被布置成面對著上模2470的模腔表面2471。底板2420被布置成面對著下模2480的模腔表面2481。模腔表面2471、2481對應(yīng)著液壓成形制品2060的外表面，模腔表面具有側(cè)壁及作為頂面或底面的頂端部分，這些結(jié)構(gòu)與液壓成形制品2060的外表面2061、2062上的側(cè)壁2061A、2062A以及頂端部分2061B、2062B相對應(yīng)。
液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)2490具有與液壓回路2499連通的流道2498、軸向加壓沖頭2491、以及軸向加壓缸2497。軸向加壓沖頭2491位于上模2470和下模2480的每一側(cè)，并與軸向加壓缸2497相連接。軸向加壓沖頭2491具有注入口單元2492。
注入口單元2492具有與流道2498相通的注入口2493，該注入口的形狀基本上為錐形，此形狀與非接合部分2451的形狀相對應(yīng)。軸向加壓缸2497支撐著軸向加壓沖頭2591，以將其移向或使其遠(yuǎn)離型模-即上模2470和下模2480。軸向加壓缸2497的動力源通常是液壓動力或氣動動力。
當(dāng)注入口單元2492被頂入到預(yù)成型體2450的非接合部分2451的開口中時，非接合部分2451會被脹大，同時，其脹大的直徑要受到上模2470和下模2480的限制。結(jié)果就是，非接合部分2451與注入口單元2492緊密地接觸，確保了密封效果。
注入口單元2492的注入口2493與內(nèi)端部2452對準(zhǔn)，內(nèi)端部2452與預(yù)成型體2450的內(nèi)部連通。結(jié)果就是，從液壓回路2499輸送來的成形介質(zhì)被引向流道2498和注入口2493，并且經(jīng)非接合部分2451和內(nèi)端部2452被注入到預(yù)成型體2450的內(nèi)側(cè)。
因此，液壓供應(yīng)機(jī)構(gòu)2490向預(yù)成型體2450的內(nèi)部施加了液壓壓力，以促使其膨脹變形。
從上文的描述可看出，通過將成形介質(zhì)引入到開口中以施加液壓壓力并且引起預(yù)成型體的膨脹變形，實施例C5可形成液壓成形制品的外表面部分以及分隔液壓成形制品的中空橫截面的增強(qiáng)肋，其中的開口是由其中一個外部構(gòu)件的端面與另外一個外部構(gòu)件的端面之間的抵接平面形成的。
順便提及，在實施例C1到C5中，通過將按照實施例C1到C5的具有優(yōu)異垂直剛性的液壓成形制品與具有優(yōu)異水平剛性的液壓成形制品正確地組合起來，可產(chǎn)生在總體上沿垂直方向和水平方向都具有優(yōu)異剛性的中空結(jié)構(gòu)制品。
另外，根據(jù)所要制得的液壓成形制品，可根據(jù)需要改變頂板和底板的形狀、上插入板和下插入板的形狀、凹部的位置、以及構(gòu)成預(yù)成型體增強(qiáng)構(gòu)件的板材的位置等，其中，頂板和底板作為構(gòu)成外部構(gòu)件的板材，上插入板和下插入板作為構(gòu)成增強(qiáng)構(gòu)件的板材。
很顯然本發(fā)明并不限于上文展示和描述的特定實施例，可進(jìn)行各種改變化和修改，而不脫離本發(fā)明技術(shù)構(gòu)思。
例如，可將根據(jù)實施例A1的板材應(yīng)用到實施例B1到B6、以及實施例C1到C5，以獲得具有良好制造成本、優(yōu)良外觀形狀、不同橫截面周長的液壓成形制品。
本申請基于如下的日本專利申請于2004年7月28日提交的第2004-220851號申請、以及于2004年9月8日提交的第2004-261390、2004-261396號申請，這些在先申請的內(nèi)容被包含于此，以供參考。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)成型體，其具有重疊并接合的邊緣；兩外部構(gòu)件，其用于形成液壓成形制品的外表面；以及增強(qiáng)構(gòu)件，其用于形成增強(qiáng)肋，該增強(qiáng)肋對液壓成形制品的中空橫截面進(jìn)行分隔，所述預(yù)成型體包括接合部，該接合部是通過這樣的方式形成的在將用于形成外部構(gòu)件和所述增強(qiáng)構(gòu)件的多于三層的板材重疊到一起時，把位于所述重疊板材的表面上的第一板材焊接到位于第一板材內(nèi)側(cè)的第二板材上；以及空間，在焊接過程中，所述空間被設(shè)置成與第二板材和第三板材之間的接合面對準(zhǔn)，其中，第三板材位于第二板材的內(nèi)側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)成型體，其特征在于所述空間由形成在所述第二板材上的凹部形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)成型體，其特征在于所述凹部為彎折形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)成型體，其特征在于所述凹部底部的厚度小于所述凹部周圍部分的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)成型體，其特征在于所述第二板材和/或第三板材在相對表面上具有凸起，通過將所述凸起相抵接而形成所述空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)成型體，其特征在于所述第二板材是其中一個所述增強(qiáng)構(gòu)件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的預(yù)成型體，其特征在于所述增強(qiáng)構(gòu)件包括其上形成有凹部的第一增強(qiáng)構(gòu)件和大體上平直的第二增強(qiáng)構(gòu)件，所述凹部被布置成面對著其中一個所述外部構(gòu)件，所述第一增強(qiáng)構(gòu)件的兩端被焊接到其中一個所述外部構(gòu)件上，抵接著所述第二增強(qiáng)構(gòu)件上所述凹部背面區(qū)域的區(qū)域被接合到所述第一增強(qiáng)構(gòu)件上，且所述第二增強(qiáng)構(gòu)件的兩端焊接至另外一個所述外部構(gòu)件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)成型體，其特征在于所述第一增強(qiáng)構(gòu)件的所述凹部基本上位于所述第一增強(qiáng)構(gòu)件兩端的中間位置處。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)成型體，其特征在于所述增強(qiáng)構(gòu)件包括第一增強(qiáng)構(gòu)件和第二增強(qiáng)構(gòu)件，兩增強(qiáng)構(gòu)件上都相應(yīng)地形成有所述凹部，所述第一增強(qiáng)構(gòu)件的所述凹部被布置成面對著其中一個所述外部構(gòu)件，且所述第一增強(qiáng)構(gòu)件的兩端被焊接到其中一個所述外部構(gòu)件上，所述第二增強(qiáng)構(gòu)件的所述凹部被布置成面對著另外一個所述外部構(gòu)件，且所述第二增強(qiáng)構(gòu)件上所述凹部的背面區(qū)域被焊接到所述第一增強(qiáng)構(gòu)件上所述凹部的背面區(qū)域，所述第二增強(qiáng)構(gòu)件的兩端被焊接到另外一個所述外部構(gòu)件上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的預(yù)成型體，其特征在于所述第一增強(qiáng)構(gòu)件和所述第二增強(qiáng)構(gòu)件上都具有凸起，該凸起設(shè)置在所述凹部的背面區(qū)域的兩側(cè)與所述凹部的背面區(qū)域相間隔的位置處，所述第一增強(qiáng)構(gòu)件的所述凸起與所述第二增強(qiáng)構(gòu)件的所述凸起被定位成抵接，當(dāng)使得所述第一增強(qiáng)構(gòu)件的所述凸起與所述第二增強(qiáng)構(gòu)件的所述凸起抵接時，在所述第一增強(qiáng)構(gòu)件與所述第二增強(qiáng)構(gòu)件之間形成的空間與高度之和相適配，該高度和是指所述第一增強(qiáng)構(gòu)件的所述凹部的背面區(qū)域的高度與所述第二增強(qiáng)構(gòu)件所述凹部的背面區(qū)域的高度之和。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的預(yù)成型體，其特征在于所述第二增強(qiáng)構(gòu)件具有凸起，該凸起設(shè)置在所述凹部的背面區(qū)域的兩側(cè)與所述凹部的背面區(qū)域相間隔的位置處，所述第一增強(qiáng)構(gòu)件具有接納部分，該接納部分設(shè)置在所述凹部的背面區(qū)域的兩側(cè)與所述凹部的背面區(qū)域相間隔的位置處，并被定位成與所述凸起相配合，當(dāng)使得所述第一增強(qiáng)構(gòu)件的所述接納部分與所述第二增強(qiáng)構(gòu)件上所述凸起配合時，在所述第一增強(qiáng)構(gòu)件與所述第二增強(qiáng)構(gòu)件之間形成的空間與高度之和相適配，該高度和是指所述第一增強(qiáng)構(gòu)件所述凹部背面區(qū)域的高度與所述第二增強(qiáng)構(gòu)件所述凹部背面區(qū)域的高度之和。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的預(yù)成型體，其特征在于所述接納部分包括凸起，其具有頂端部分，在該頂端部分上形成凹口，以與第二增強(qiáng)構(gòu)件的所述凸起相配合。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的預(yù)成型體，其特征在于第一增強(qiáng)構(gòu)件和第二增強(qiáng)構(gòu)件的所述凹部分別基本上位于所述第一增強(qiáng)構(gòu)件和所述第二增強(qiáng)構(gòu)件兩端的中間位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)成型體，其特征在于所述液壓成形制品具有不同的橫截面周長，且當(dāng)施加液壓壓力時，其中一個所述外部構(gòu)件和另外一個所述外部構(gòu)件產(chǎn)生不同的伸長量，產(chǎn)生較小伸長量的一個所述外部構(gòu)件形成所述液壓成形制品的具有較小橫截面周長的外表面，而產(chǎn)生較大伸長量的另外一個所述外部構(gòu)件形成所述液壓成形制品的具有較大橫截面周長的外表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的預(yù)成型體，其特征在于所述兩外部構(gòu)件的其中一個和另外一個由不同的材料制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的預(yù)成型體，其特征在于所述兩外部構(gòu)件的其中一個和另外一個由具有不同板厚的材料制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的預(yù)成型體，其特征在于其中一個所述外部構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度大于另外一個外部構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的預(yù)成型體，其特征在于其中一個所述外部構(gòu)件由熱軋低碳鋼板制成，另外一個外部構(gòu)件由冷軋鋼板制成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)成型體，其特征在于液壓成形制品的所述外表面具有側(cè)壁和頂端部分，側(cè)壁相對于其中一個和另外一個所述外部構(gòu)件的疊合表面是傾斜的，頂端部分被所述側(cè)壁包圍著，所述增強(qiáng)構(gòu)件基本上是平直的，且被接合到其中一個和另外一個所述外部構(gòu)件的中間區(qū)域上，以形成所述頂端部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的預(yù)成型體，其特征在于所述增強(qiáng)構(gòu)件包括相互疊合起來的第一增強(qiáng)構(gòu)件和第二增強(qiáng)構(gòu)件，所述第一、第二增強(qiáng)構(gòu)件的兩端被相互接合，且位于兩端部之間的中間部分被分別接合到其中一個和另外一個外部構(gòu)件上。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的預(yù)成型體，其特征在于所述空間由形成在所述第二板材和/或所述第三板材上的凹部形成。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的預(yù)成型體，其特征在于所述凹部為彎折形狀。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的預(yù)成型體，其特征在于所述凹部底部的厚度小于所述凹部周圍部分的厚度。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的預(yù)成型體，其特征在于所述第二板材具有凸起，當(dāng)所述第二板材的所述凸起與所述第三板材抵接時，形成所述空間。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的預(yù)成型體，其特征在于所述凸起由所述凹部的背面區(qū)域形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的預(yù)成型體，其特征在于預(yù)成型體包括凸起，該凸起設(shè)置在所述凹部的背面區(qū)域的兩側(cè)與所述凹部的背面區(qū)域相間隔的位置處，所述凸起的高度與所述凹部背面區(qū)域的高度相適配。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的預(yù)成型體，其特征在于其中一個所述外部構(gòu)件或另外一個所述外部構(gòu)件具有用于注入成形介質(zhì)的開口。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的預(yù)成型體，其特征在于由其中一個所述外部構(gòu)件端面與另外一個所述外部構(gòu)件端面之間的抵接面形成用于注入成形介質(zhì)的開口。
29.根據(jù)權(quán)利要求19所述的預(yù)成型體，其特征在于所述液壓成形制品被用作汽車結(jié)構(gòu)件。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的預(yù)成型體，其特征在于所述汽車結(jié)構(gòu)件為懸架部件。
31.一種液壓成形方法，其包括步驟a)將預(yù)成型體放置到具有模腔表面的成型模中，其中的模腔表面對應(yīng)著液壓成形制品的外表面，所述預(yù)成型體具有重疊并接合著的邊緣、用于形成液壓成形制品外表面的兩外部構(gòu)件、以及用于形成增強(qiáng)肋的增強(qiáng)構(gòu)件，其中的增強(qiáng)肋將液壓成形制品的中空橫截面分隔開，預(yù)成型體還包括接合部，該接合部是通過這樣的方式形成的在用于形成所述外部構(gòu)件和所述增強(qiáng)構(gòu)件的多于三層的板材被重疊到一起時，將位于所述重疊板材表面上的第一板材焊接到位于所述第一板材內(nèi)側(cè)的第二板材上，預(yù)成型體包括空間，在焊接過程中，所述空間設(shè)置成與第二板材和第三板材之間的接合面對準(zhǔn)，其中，第三板材位于所述第二板材的內(nèi)側(cè)；b)向所述預(yù)成型體的內(nèi)部施加液壓壓力，使所述預(yù)成型體膨脹和變形；以及c)利用外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件形成所述液壓成形制品的外表面及增強(qiáng)肋，其中的增強(qiáng)肋對所述液壓成形制品的中空橫截面進(jìn)行分隔。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的液壓成形方法，其特征在于通過經(jīng)形成在任一所述外部構(gòu)件上的開口注入成形介質(zhì)來施加所述液壓壓力。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的液壓成形方法，其特征在于通過經(jīng)開口注入成形介質(zhì)來施加所述液壓壓力，所述開口由其中一個所述外部構(gòu)件的端面與另外一個所述外部構(gòu)件的端面之間的抵接面形成。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的液壓成形方法，其特征在于所述液壓成形制品具有不同的橫截面周長，且當(dāng)施加液壓壓力時，其中一個所述外部構(gòu)件和另外一個所述外部構(gòu)件產(chǎn)生不同的伸長量，產(chǎn)生較小伸長量的其中一個所述外部構(gòu)件被布置成面對著模腔表面，該模腔表面對應(yīng)于所述液壓成形制品的具有較小橫截面周長的外表面，而產(chǎn)生較大伸長量的另外一個所述外部構(gòu)件被布置成面對著模腔表面，該模腔表面對應(yīng)于所述液壓成形制品的具有較大橫截面周長的外表面。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的液壓成形方法，其特征在于其中一個和另外一個所述外部構(gòu)件由不同的材料制成。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的液壓成形方法，其特征在于其中一個和另外一個所述外部構(gòu)件由具有不同板厚的材料制成。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的液壓成形方法，其特征在于其中一個所述外部構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度大于另外一個外部構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的液壓成形方法，其特征在于其中一個所述外部構(gòu)件由熱軋低碳鋼板制成，另外一個外部構(gòu)件由冷軋鋼板制成。
39.根據(jù)權(quán)利要求34所述的液壓成形方法，其特征在于通過將注入口單元插入到形成在其中一個所述外部構(gòu)件上的開口中、并將成形介質(zhì)引入到所述預(yù)成型體的內(nèi)部來施加所述液壓壓力。
40.根據(jù)權(quán)利要求34所述的液壓成形方法，其特征在于通過將注入口單元插入到開口中、并將成形介質(zhì)引入到所述預(yù)成型體的內(nèi)部來施加所述液壓壓力，所述開口由其中一個所述外部構(gòu)件的端面與另外一個所述外部構(gòu)件的端面之間的抵接面形成。
41.根據(jù)權(quán)利要求31所述的液壓成形方法，其特征在于液壓成形制品的所述外表面具有側(cè)壁和頂端部分，側(cè)壁相對于其中一個和另外一個所述外部構(gòu)件的疊合表面是傾斜的，頂端部分被所述側(cè)壁包圍著，所述增強(qiáng)構(gòu)件基本上是平直的，且被接合到其中一個和另外一個所述外部構(gòu)件的中間區(qū)域上，該中間區(qū)域形成所述頂端部分，其中，所述預(yù)成型體的所述增強(qiáng)構(gòu)件形成了增強(qiáng)肋，該增強(qiáng)肋用于分隔所述外表面的中空橫截面，并對所述外表面的頂端部分進(jìn)行支撐。
42.一種液壓成形制品，其是利用如下的方法制成的a)將預(yù)成型體放置到具有模腔表面的成型模中，其中的模腔表面對應(yīng)著液壓成形制品的外表面，所述預(yù)成型體具有重疊并接合著的邊緣、用于形成液壓成形制品外表面的兩外部構(gòu)件、以及用于形成增強(qiáng)肋的增強(qiáng)構(gòu)件，其中的增強(qiáng)肋可將液壓成形制品的中空橫截面分隔開，預(yù)成型體還包括接合部，該接合部是通過這樣的方式形成的在用于形成所述外部構(gòu)件和所述增強(qiáng)構(gòu)件的多于三層的板材被重疊到一起時，將位于所述重疊板材的表面上的第一板材焊接到位于所述第一板材內(nèi)側(cè)的第二板材上，預(yù)成型體包括空間，在所述焊接過程中，所述空間設(shè)置成與第二板材和第三板材之間的接合面對準(zhǔn)，其中，第三板材位于第二板材的內(nèi)側(cè)；b)向所述預(yù)成型體的內(nèi)部施加液壓壓力，使所述預(yù)成型體膨脹和變形；以及c)利用外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件形成所述液壓成形制品的外表面及增強(qiáng)肋，其中的增強(qiáng)肋分隔開所述液壓成形制品的中空橫截面。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的液壓成形制品，其特征在于所述液壓成形制品具有不同的橫截面周長，且當(dāng)施加液壓壓力時，所述預(yù)成型體上其中一個所述外部構(gòu)件和另外一個所述外部構(gòu)件產(chǎn)生不同的伸長量，所述液壓成形制品的具有較小橫截面周長的外表面由產(chǎn)生較小伸長量的其中一個所述外部構(gòu)件形成，所述液壓成形制品的具有較大橫截面周長的外表面由所產(chǎn)生較大伸長量的另外一個所述外部構(gòu)件形成。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的液壓成形制品，其特征在于液壓成形制品的所述外表面具有側(cè)壁和頂端部分，側(cè)壁相對于其中一個和另外一個所述外部構(gòu)件的疊合表面是傾斜的，頂端部分被所述側(cè)壁包圍著，所述增強(qiáng)構(gòu)件基本上是平直的，且被接合到其中一個和另外一個所述外部構(gòu)件的中間區(qū)域上，以形成所述頂端部分，所述預(yù)成型體的增強(qiáng)肋將所述外表面的中空橫截面分隔開，并支撐著所述外表面的頂端部分。
全文摘要
一種預(yù)成型體，其具有重疊并接合的邊緣；兩外部構(gòu)件，其用于形成液壓成形制品的外表面；以及增強(qiáng)構(gòu)件，其用于形成增強(qiáng)肋，該增強(qiáng)肋對液壓成形制品的中空橫截面進(jìn)行分隔。預(yù)成型體包括接合部，該接合部是通過這樣的方式形成的在將用于形成外部構(gòu)件和增強(qiáng)構(gòu)件的多于三層的板材重疊到一起時，將位于重疊板材表面上的第一板材焊接到位于第一板材內(nèi)側(cè)的第二板材上，預(yù)成型體還具有空間，在焊接過程中，所述空間被設(shè)置成與第二板材和第三板材之間的接合部對準(zhǔn)，其中，第三板材位于第二板材的內(nèi)側(cè)。
文檔編號B21D26/059GK1727091SQ20051008862
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月28日
發(fā)明者上野和人, 皆川始, 大江伸史, 三田村一廣, 真島聰, 原岡孝, 吉留正朗, 金房英人, 亙理知明, 廣田智之 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社