本發(fā)明涉及一種成型帶有凸緣的金屬管的成型裝置。

背景技術(shù)：

以往，已知有一種通過向經(jīng)過加熱的金屬管材料內(nèi)供給氣體以使其膨脹來進行成型的成型裝置。例如，專利文獻1中所示的成型裝置具備：彼此成對的上模及下模；保持部，在上模與下模之間保持金屬管材料；及氣體供給部，向由保持部保持的金屬管材料內(nèi)供給氣體。該成型裝置中，通過向處于保持于上模與下模之間的狀態(tài)的金屬管材料內(nèi)供給氣體使金屬管材料膨脹，從而能夠使金屬管材料成型為與模具的形狀對應的形狀。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：日本特開2003-154415號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

在此，已經(jīng)要求在金屬管上成型出凸緣。在利用上述那樣的成型裝置來成型帶有凸緣的金屬管的情況下，先在模具上形成凸緣成型用的容積較小的型腔，使金屬管膨脹成型，并通過在凸緣成型用型腔內(nèi)壓扁金屬管材料的一部分，從而能夠成型出凸緣。在這種情況下，僅通過壓扁金屬管材料的一部分來成型凸緣部時，凸緣部中可能會產(chǎn)生松弛或扭曲等，從而要求進一步提高成型品的質(zhì)量。

本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種能夠提高成型品的質(zhì)量的成型裝置。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種成型帶有凸緣的金屬管的成型裝置，其具備：彼此成對的第1模具及第2模具；使第1模具及第2模具中的至少一個移動的滑動件；具備被構(gòu)造為產(chǎn)生用于使滑動件移動的驅(qū)動力的伺服馬達的驅(qū)動部；被構(gòu)造為在第1模具與第2模具之間保持金屬管材料的保持部；被構(gòu)造為向由保持部保持的金屬管材料內(nèi)供給氣體的氣體供給部；及被構(gòu)造為控制驅(qū)動部、保持部及氣體供給部的控制部，控制部進行如下控制：控制氣體供給部，以通過向由保持部保持在第1模具與第2模具之間的金屬管材料內(nèi)供給氣體而使金屬管材料膨脹成型；控制驅(qū)動部，以通過第1模具及第2模具壓扁已膨脹的金屬管材料的一部分來成型凸緣部；并通過控制伺服馬達而在成型凸緣部期間改變滑動件的移動速度。

根據(jù)本發(fā)明上述方面的成型裝置中，控制部控制氣體供給部，以通過向由保持部保持在第1模具與第2模具之間的金屬管材料內(nèi)供給氣體來使金屬管材料膨脹成型。由此，金屬管材料膨脹成型為與第1模具及第2模具對應的形狀。并且，控制部控制驅(qū)動部，以通過第1模具及第2模具壓扁已膨脹的金屬管材料的一部分來成型凸緣部。在此，控制部通過控制伺服馬達而在成型凸緣部期間改變滑動件的移動速度。因此，能夠根據(jù)凸緣部的形狀等以適當?shù)囊苿铀俣瓤刂茢D壓的動作。因此，能夠提高成型品的質(zhì)量。

根據(jù)本發(fā)明上述方面的成型裝置中，控制部可在成型凸緣部期間階段性地改變滑動件的每預定時間段的移動量。由此，能夠使凸緣部難以產(chǎn)生裂紋，并且通過增加凸緣部的變形量，能夠提高成型性。

根據(jù)本發(fā)明上述方面的成型裝置中，控制部可在成型凸緣部期間以曲線的方式改變滑動件的移動位置。由此，能夠提高彎曲位置的尺寸精度的穩(wěn)定性，并且能夠提高耐沖擊性和抗疲勞斷裂性。

根據(jù)本發(fā)明上述方面的成型裝置中，控制部在成型凸緣部時，相較于成型初期可增加成型后期滑動件的每預定時間段的移動量。由此，在成型初期，通過減少滑動件的每預定時間段的移動量，能夠一點一點地壓扁金屬管材料以免使金屬管材料急劇變形。另一方面，在使金屬管材料已經(jīng)變形一定程度的成型后期，通過增加滑動件的每預定時間段的移動量，能夠快速成型凸緣部的最終形狀。

技術(shù)效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提高成型品的質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的成型裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

圖2是沿圖1所示的II-II線的剖視圖，且為吹塑成型模具的概略剖視圖。

圖3是表示利用成型裝置進行的制造工序的圖，圖3(a)是表示在模具內(nèi)設置有金屬管材料的狀態(tài)的圖，圖3(b)是表示金屬管材料由電極保持的狀態(tài)的圖。

圖4是表示利用成型裝置進行的吹塑成型工序及之后的流程的圖。

圖5是電極周邊的放大圖，圖5(a)是表示由電極保持金屬管材料的狀態(tài)的圖，圖5(b)是表示吹塑機構(gòu)抵接于電極的狀態(tài)的圖，圖5(c)是電極的主視圖。

圖6是表示吹塑成型模具的動作和金屬管材料的形狀的變化的圖，圖6(a)是表示將金屬管材料設置于吹塑成型模具的時間點的狀態(tài)的圖，圖6(b)是表示吹塑成型時的狀態(tài)的圖，圖6(c)是表示通過擠壓而成型凸緣部的狀態(tài)的圖。

圖7是表示通過控制部控制滑動件的速度的一方面的一例的曲線圖。

圖8是表示通過控制部控制滑動件的速度的一方面的一例的曲線圖。

具體實施方式

＜成型裝置的結(jié)構(gòu)＞

如圖1所示，成型出帶有凸緣的金屬管的成型裝置10被構(gòu)造為具備：吹塑成型模具13，包括上模(第1模具)12及下模(第2模具)11；滑動件82，使上模12及下模11中的至少一個模具移動；驅(qū)動部81，產(chǎn)生用于使滑動件82移動的驅(qū)動力；管保持機構(gòu)(保持部)30，在上模12與下模11之間水平保持金屬管材料14；加熱機構(gòu)50，對由該管保持機構(gòu)30保持的金屬管材料14通電并加熱；吹塑機構(gòu)(氣體供給部)60，向經(jīng)過加熱的金屬管材料14吹入高壓氣體；控制部70，控制驅(qū)動部81、管保持機構(gòu)30、加熱機構(gòu)50及吹塑機構(gòu)60；及水循環(huán)機構(gòu)72，對吹塑成型模具13進行強制性水冷?？刂撇?0進行在金屬管材料14已被加熱至淬火溫度(AC3相變點溫度以上的溫度)時關(guān)閉吹塑成型模具13并向經(jīng)過加熱的金屬管材料14吹入高壓氣體等一系列控制。另外，在以下說明中，將成品所涉及的管稱為金屬管80(參考圖4)，將完成之前所經(jīng)歷的途中階段的管稱為金屬管材料14。

下模11固定于大的基臺15。并且，下模11由大型鋼鐵制塊構(gòu)成，且在其上表面具備型腔(凹部)16。而且，在下模11的左右端(圖1中為左右端)附近設置有電極容納空間11a，在該空間11a內(nèi)具備構(gòu)成為能夠通過致動器(未圖示)上下進退移動的第1電極17和第2電極18。在這些第1電極17、第2電極18的上表面形成有與金屬管材料14的下側(cè)外周面對應的半圓弧狀的凹槽17a、18a(參考圖5(c))，因此能夠載置金屬管材料14以便恰好嵌入該凹槽17a、18a的部分。并且，第1電極17、第2電極18的正面(模具的外側(cè)方向的面)的外周朝向凹槽17a、18a以錐狀傾斜，由此形成凹陷的錐形凹面17b、18b。另外，在下模11內(nèi)形成有冷卻水通道19，在大致中心處具備從下方插入的熱電偶21。該熱電偶21通過彈簧22被支撐為能夠上下移動。

另外，位于下模11側(cè)的一對第1電極17、第2電極18兼作管保持機構(gòu)30，且能夠水平支撐金屬管材料14以便能夠在上模12與下模11之間上下移動。并且，熱電偶21僅僅作為測溫機構(gòu)的一例而示出，也可以是輻射溫度計或光學溫度計等非接觸型溫度傳感器。另外，如果獲得通電時間與溫度之間的相關(guān)性，則完全能夠形成省略測溫機構(gòu)的構(gòu)造。

上模12是大型鋼鐵制塊，在其下表面具備型腔(凹部)24，并且其內(nèi)置有冷卻水通道25。上模12在其上端部固定到滑動件82。然后，固定有上模12的滑動件82從加壓缸26懸掛，且被導引缸27引導以便不會橫向擺動。本實施方式所涉及的驅(qū)動部81具備產(chǎn)生用于使滑動件82移動的驅(qū)動力的伺服馬達83。驅(qū)動部81由流體供給部構(gòu)成，該流體供給部將驅(qū)動加壓缸26的流體(將液壓缸用作加壓缸26時為液壓油)供給到該加壓缸26。控制部70通過控制驅(qū)動部81的伺服馬達83來控制供給到加壓缸26的流體的量，能夠控制滑動件82的移動。另外，驅(qū)動部81并不限定于如上述經(jīng)由加壓缸26而向滑動件82施加驅(qū)動力，例如也可以是通過將驅(qū)動部機械地連接到滑動件82而將伺服馬達83所產(chǎn)生的驅(qū)動力直接或間接地施加給滑動件82。另外，本實施方式中，只有上模12移動，但也可以是除了上模12移動外，或代替上模12移動，使下模11移動。

并且，與下模11類似，設置于上模12的左右端(圖1中為左右端)附近的電極容納空間12a內(nèi)具備構(gòu)成為能夠通過致動器(未圖示)上下進退移動的第1電極17和第2電極18。在這些第1電極17、第2電極18的下表面形成有與金屬管材料14的上側(cè)外周面對應的半圓弧狀的凹槽17a、18a(參考圖5(c))，因此，能夠?qū)⒔饘俟懿牧?4恰好嵌入該凹槽17a、18a。并且，第1電極17、第2電極18的正面(模具的外側(cè)方向的面)的外周朝向凹槽17a、18a以錐狀傾斜，由此形成凹陷的錐形凹面17b、18b。即，形成這樣一種構(gòu)造使得，若通過上下一對第1電極17、第2電極18從上下方向夾持金屬管材料14，則恰好將金屬管材料14的整個外周以遍及整個外周緊貼的方式包圍。

接著，將從側(cè)面方向觀察吹塑成型模具13的概略橫截面示于圖2。這是沿圖1的II-II線截取并沿箭頭方向觀察的吹塑成型模具13的剖視圖，并表示吹塑成型時的模具位置的狀態(tài)。從側(cè)面觀察時，上模12與下模11均具有在其表面上形成的復雜臺階。

若將上模12的型腔24的表面設為基準線LV1，則在上模12的該表面形成有第1突起12b、第2突起12c、第3突起12d。型腔24的右側(cè)(圖2中為右側(cè))形成有最突出的第1突起12b。型腔24的左側(cè)(圖2中為左側(cè))階梯狀地形成有第2突起12c及第3突起12d。另一方面，若將下模11的型腔16的表面設為基準線LV2，則在下模11的該表面上，在型腔16的右側(cè)(圖2中為右側(cè))形成有第1凹部11b，在型腔16的左側(cè)(圖2中為左側(cè))形成有第1突起11c。并且，上模12的第1突起12b恰好能夠與下模11的第1凹部11b嵌合。并且，上模12的第2突起12c和第3突起12d的臺階部分可嵌合有下模11的第1突起11c。作為如此構(gòu)成的結(jié)果，如圖2所示，在吹塑成型時的模具位置，構(gòu)成為與主型腔部MC相鄰形成小容積的副型腔部SC。主型腔部MC為成型金屬管80中的管部80a的部分，副型腔部SC為成型金屬管80中的凸緣部80b的部分。

加熱機構(gòu)50被構(gòu)造成具有：電源51；導線52，從該電源51延伸且與第1電極17和第2電極18連接；及開關(guān)53，夾設于該導線52中。

吹塑機構(gòu)60被構(gòu)造成包括高壓氣體源61、積存從該高壓氣體源61供給的高壓氣體的蓄能器62、從該蓄能器62延伸至缸體單元42的第1管體63、夾設于該第1管體63中的壓力控制閥64及切換閥65、從蓄能器62延伸至形成于密封部件44內(nèi)的氣體通道46的第2管體67及夾設于該第2管體67中的通斷閥68和止回閥69。另外，密封部件44的前端具有形成在其中的錐面45，使得該前端成錐形并且被構(gòu)成為能夠與第1電極的錐形凹面17b、第2電極的錐形凹面18b恰好嵌合并抵接的形狀(參考圖5)。另外，密封部件44經(jīng)由缸桿43與缸體單元42連接，從而能夠根據(jù)缸體單元42的動作而進退移動。并且，缸體單元42經(jīng)由塊41載置固定于基臺15上。

壓力控制閥64發(fā)揮將具有適于成為密封部件44側(cè)所要求的推力的工作壓力的高壓氣體供給到缸體單元42的作用。止回閥69發(fā)揮防止高壓氣體在第2管體67內(nèi)逆流的作用?？刂撇?0通過從(A)至(A’)傳遞信息來從熱電偶21獲取溫度信息，并且控制加壓缸26、開關(guān)53、切換閥65及通斷閥68等。

水循環(huán)機構(gòu)72被構(gòu)造成包括積存水的水槽73、汲取積存于該水槽73中的水并對其進行加壓而送到下模11的冷卻水通道19或上模12的冷卻水通道25的水泵74及配管75。雖然進行了省略，但也可以將降低水溫的冷卻塔或凈化水的過濾器夾設于配管75中。

＜成型裝置的動作＞

接著，對成型裝置10的動作進行說明。圖3中示出從投放作為材料的金屬管材料14的管投放工序至給金屬管材料14通電以加熱的通電加熱工序的制造工序。如圖3(a)所示，準備具有能夠淬火的鋼等級的金屬管材料14，并通過機械手臂等(未圖示)將該金屬管材料14載置到設置于下模11側(cè)的第1電極17、第2電極18上。由于在第1電極17、第2電極18上形成有凹槽17a、18a，因此金屬管材料14通過該凹槽17a、18a被定位。接著，控制部70(參考圖1)控制管保持機構(gòu)30以通過該管保持機構(gòu)30保持金屬管材料14。具體而言，如圖3(b)所示，操作能夠使各電極17、18進退移動的致動器(未圖示)，由此分別位于上下側(cè)的第1電極17、第2電極18彼此接近并彼此抵接。由于該抵接，金屬管材料14的兩端部由第1電極17、第2電極18從上下方夾持。并且，由于形成于第1電極17、第2電極18中的凹槽17a、18a的存在，該夾持以遍及金屬管材料14的整周緊貼的方式進行。但是，并不限于遍及金屬管材料14的整周而緊貼的結(jié)構(gòu)，也可以是第1電極17、第2電極18與金屬管材料14的周向上的一部分抵接的結(jié)構(gòu)。

接著，控制部70控制加熱機構(gòu)50來加熱金屬管材料14。具體而言，控制部70將加熱機構(gòu)50的開關(guān)53接通。這樣一來，電力從電源51被供給到金屬管材料14，由于存在于金屬管材料14內(nèi)的電阻，金屬管材料14自身發(fā)熱(焦耳熱)。在該情況下，連續(xù)監(jiān)測熱電偶21的測定值，并根據(jù)該結(jié)果控制通電。

圖4中示出通過吹塑成型之后對金屬管材料14擠壓而成型出凸緣來獲得作為成品帶有凸緣的金屬管80的流程，其中在管部80a上形成凸緣部80b?？刂撇?0控制吹塑機構(gòu)60，以向由管保持機構(gòu)30保持于上模12與下模11之間的金屬管材料14內(nèi)供給氣體，從而使金屬管材料14膨脹成型。并且，控制部70控制驅(qū)動部81，以在上模12和下模11之間的副型腔部SC內(nèi)將膨脹成型的金屬管材料14的一部分進行擠壓，從而成型出凸緣部80b。具體而言，如圖4所示，相對于加熱后的金屬管材料14關(guān)閉吹塑成型模具13，并因此將金屬管材料14布置并密閉在該吹塑成型模具13的型腔內(nèi)。之后，使缸體單元42工作，從而利用吹塑機構(gòu)60的一部分即密封部件44對金屬管材料14的兩端中的每一端進行密封(一并參考圖5)。另外，該密封不是密封部件44直接與金屬管材料14的兩端面抵接而密封，而是經(jīng)由形成于第1電極17的錐形凹面17b及形成于第2電極18的錐形凹面18b來間接地進行。這樣，以大面積進行密封，故能夠提高密封性能，另外，還防止因重復性密封動作而引起的密封部件的磨損，進而有效地防止金屬管材料14兩端面的塌陷等。密封結(jié)束之后，將高壓氣體吹入金屬管材料14內(nèi)，以使由于加熱而軟化的金屬管材料14沿著型腔的形狀變形。之后，對吹塑成型之后的金屬管材料14進行用于形成凸緣部80b的擠壓動作(對于該點，在后面另行做詳細敘述)。若進行開模，則如圖4所示，能夠制出作為成品的具有管部80a及凸緣部80b的金屬管80。

金屬管材料14通過被加熱至高溫(950℃左右)而軟化，從而能夠以比較低的壓力吹塑成型。具體而言，在采用4MPa壓力和常溫(25℃)的壓縮空氣作為高壓氣體的情況下，該壓縮空氣在密閉的金屬管材料14內(nèi)最終被加熱至950℃附近。壓縮空氣熱膨脹，并根據(jù)波義耳-查爾斯定律達到大約16～17MPa范圍內(nèi)的壓力。即，能夠輕松地對950℃的金屬管材料14進行吹塑成型。

然后，經(jīng)過吹塑成型而膨脹的金屬管材料14的外周面與下模11的型腔16接觸而被快速冷卻，同時與上模12的型腔24接觸而快速冷卻(由于上模12與下模11具有大的熱容量且以低溫管理，因此若接觸金屬管材料14，則管表面的熱量立刻被移除到模具側(cè))，由此進行淬火。這種冷卻法被稱為模具接觸冷卻或模具冷卻。緊接快速冷卻之后，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。由于在后半部冷卻過程中冷卻速度變小，因此通過再加熱使馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌M織(托氏體、索氏體等)。因此，無需另外進行回火處理。

接著，參考圖6對通過上模12及下模11成型的形態(tài)進行詳細說明。另外，在以下說明中，成型途中的金屬管材料14中，將與成品所涉及的金屬管80的管部80a對應的部分稱為“第1成型部分14a”，將與凸緣部80b對應的部分稱為“第2成型部分14b”。如圖6(a)、圖6(b)所示，本發(fā)明所涉及的成型裝置10中，吹塑成型并不是在上模12與下模11完全關(guān)閉的(夾緊的)狀態(tài)下進行。即，在保持一定的分開狀態(tài)的狀態(tài)下進行吹塑成型，從而與主型腔部MC相鄰形成副型腔部SC。在該狀態(tài)下，在型腔24的基準線LV1的表面與型腔16的基準線LV2的表面之間形成主型腔部MC。并且，在上模12的第2突起12c的表面與下模11的第1突起11c的表面之間形成副型腔部SC。主型腔部MC與副型腔部SC處于彼此連通的狀態(tài)。結(jié)果，如圖6(b)所示，經(jīng)過加熱而被軟化且注入高壓氣體的金屬管材料14不僅進入到主型腔部MC還進入到副型腔部SC的一部分并在其中膨脹。在圖6所示的例子中，由于主型腔部MC構(gòu)成為矩形橫截面形狀，因此金屬管材料14配合該形狀而被吹塑成型，由此成型為矩形橫截面形狀。另外，該部分相當于成為管部80a的第1成型部分14a。但是，主型腔部MC的形狀并沒有特別限定，也可以配合所期望的形狀而采用圓形、橢圓形、多邊形等任何形狀。并且，由于主型腔部MC與副型腔部SC彼此連通，因此金屬管材料14的一部分進入到副型腔部SC。該部分相當于通過壓扁而成為凸緣部80b的第2成型部分14b。

如圖6(c)所示，在吹塑成型之后或吹塑成型途中的階段，使彼此分開的上模12與下模11彼此靠近。由于該動作，副型腔部SC的容積變小，因此第2成型部分14b的內(nèi)部空間消失，成為折疊的狀態(tài)。即，由于該上模12與下模11的靠近，金屬管材料14進入到副型腔部SC內(nèi)的第2成型部分14b被擠壓而壓扁。結(jié)果，在金屬管材料14的外周面成型出沿著該金屬管材料14的縱向方向被壓扁的第2成型部分14b(在該狀態(tài)下，金屬管材料14具有與作為成品的金屬管80相同的形狀)。另外，從吹塑成型直至凸緣部80b的擠壓成型結(jié)束為止所耗費的時間還取決于金屬管材料14的種類，但大概在1～2秒范圍內(nèi)結(jié)束。另外，在圖6所示的例子中，上模12的第1突起12b的表面與下模11的第1凹部11b的底面抵接，從而產(chǎn)生上模12與下模11無法再靠近的狀態(tài)。

接著，參考圖7及圖8，對滑動件82的移動速度(即上模12的移動速度)的控制進行說明。本實施方式所涉及的成型裝置10中，由于驅(qū)動部81具備伺服馬達83，因此能夠進行伺服擠壓。控制部70控制伺服馬達83，從而在成型凸緣部80b期間改變滑動件82的移動速度。另外，如圖6(b)所示，將為了朝向副型腔部SC壓扁膨脹的第2成型部分14b而開始上模12下降的時間點設為凸緣部80b成型的開始時間點T1，如圖6(c)所示，將使上模12下降至下止點而使第2成型部分14b成為凸緣部80b的形狀的時間點設為凸緣部80b成型的結(jié)束時間點T2。圖7及圖8所示的圖形中，將正在成型凸緣部80b的時間區(qū)域設為凸緣部成型時域E2。另外，成型凸緣部80b之后，在下止點以預定壓力保持上模12，并進行冷卻，由此進行整體金屬管80的成型。圖8所示的圖形中，將進行整體金屬管80的成型的時間區(qū)域設為整體成型時域E3。并且，將凸緣部成型時域E2和整體成型時域E3合起來的時間區(qū)域設為成型時域E1。

如圖7(a)所示，控制部70在成型凸緣部80b期間階段性地改變滑動件82的每預定時間段的移動量。即，控制部70可在凸緣部成型時域E2中階段性地改變上模12的每預定時間段的移動量。圖7(a)所示的例子中，控制部70通過進行控制而階段性地改變每預定時間段的移動量，以使得示出上模12(即滑動件82)的移動位置與時間的關(guān)系的圖形描繪出階梯形狀。上模12在同一位置僅被保持預定時間，然后急劇下降預定移動量，之后在同一位置僅被保持預定時間。另外，在圖中，控制部70使上模12下降時的圖形大致垂直地變化，但圖形也可以變化以描繪出向斜下方傾斜的直線。并且，也可適當?shù)馗淖冊谕晃恢帽３稚夏?2的時間長度或間隔。這樣，通過按每預定時間段階段性地改變上模12(即滑動件82)的移動量，能夠使凸緣部80b難以產(chǎn)生裂紋，并且通過增加凸緣部80b的變形量，能夠提高成型性。

如圖7(b)所示，控制部70可在成型凸緣部80b期間以曲線的方式改變滑動件82的移動位置。即，控制部70可在凸緣部成型時域E2以曲線的方式改變上模12的移動位置?？刂撇?0通過在逐漸改變滑動件82的移動速度的同時使上模12下降而進行控制，從而如圖7(b)所示那樣示出上模12的移動位置與時間的關(guān)系的圖形描繪出曲線。這樣，通過以曲線的方式改變上模12(即滑動件82)的移動位置，能夠提高彎曲位置的尺寸精度的穩(wěn)定性，并且能夠提高耐沖擊性和抗疲勞斷裂性。

并且，控制部70在成型凸緣部80b時，相較于成型初期可減少成型后期滑動件82的每預定時間段的移動量。另外，所謂成型初期是指凸緣部成型時域E2中比中間時間點更靠開始時間點T1側(cè)的時間區(qū)域。并且，所謂成型后期是指凸緣部成型時域E2中比中間時間點更靠結(jié)束時間點T2側(cè)的時間區(qū)域。具體而言，如圖7(a)的圖形L1所示，控制部70在成型初期增加滑動件82的移動量從而上模12大幅度下降，而另一方面在成型后期隨著時間的經(jīng)過減少該移動量，從而減少滑動件82的移動量。并且，如圖7(b)所示，控制部70控制滑動件82，以使得上模12的移動位置描繪出彎曲成向下凸的曲線圖形L3。如上所述，在成型初期通過增加滑動件82的每預定時間段的移動量，能夠成型出凸緣部80b的大體形狀，在成型后期通過減少滑動件82的每預定時間段的移動量，能夠高精度地成型凸緣部80b的精細形狀。

并且，控制部70在成型凸緣部80b時，相較于成型初期可增加成型后期滑動件82的每預定時間段的移動量。具體而言，如圖7(a)的圖形L2所示，控制部70通過在成型初期減少滑動件82的移動量而使上模12小量下降，另一方面在成型后期隨著時間的經(jīng)過增加該移動量，從而增加滑動件82的移動量。并且，如圖7(b)所示，控制部70控制滑動件82，以使得上模12的移動位置描繪出彎曲成向上凸的曲線圖形L4。如上所述，在成型初期通過減少滑動件82的每預定時間段的移動量，能夠一點一點地壓扁金屬管材料14以免使金屬管材料14急劇變形。例如，就金屬管材料14的材質(zhì)特性而言，在金屬管材料14急劇變形的情況下，由于反作用力變大有可能產(chǎn)生扭曲等。但通過一點一點地壓扁金屬管材料14，能夠使金屬管材料14精確地變形。另一方面，在已經(jīng)使金屬管材料14變形一定程度的成型后期，通過增加滑動件82的每預定時間段的移動量，能夠快速成型凸緣部80b的最終形狀。

并且，控制部70并不限定于如圖7所示的圖形，也可以以各種形態(tài)改變滑動件82的移動速度而進行控制。例如，如圖8(a)、(b)所示，控制部70可以在階段性地改變每預定時間段的移動量時，階段性地改變上模12(即滑動件82)的移動位置，從而改變上模12的移動位置以描繪出向斜下方傾斜的直線。并且，如圖8(c)所示，在改變上模12的移動位置以描繪出向斜下方傾斜的直線之后，無需設置以一定時間段保持上模12的移動位置的區(qū)域，而是的方式可以改變上模的移動位置以描繪出傾斜角度不同的直線。這種控制也相當于階段性地改變上模12(即滑動件82)的移動位置的控制。

并且，如圖8(d)、(e)、(f)所示，可在成型時域E1的任意時機添加振蕩壓力。另外，術(shù)語“添加振蕩壓力”是指，在通過上模12及下模11擠壓金屬管材料14的狀態(tài)下，通過使上模12振蕩(重復稍微向上下移動的模式)，對金屬管材料14施加微小變化的壓力。例如，如圖8(d)所示，控制部70可在整體成型時域E3對金屬管材料14施加振蕩壓力。并且，如圖8(e)所示，可在凸緣部成型時域E2和整體成型時域E3對金屬管材料14施加振蕩壓力。另外，在凸緣部成型時域E2中，在以一定時間段保持上模12的移動位置的區(qū)域施加振蕩壓力。并且，如圖8(f)所示，控制部70可在凸緣部成型時域E2對金屬管材料14施加振蕩壓力。另外，在凸緣部成型時域E2在使上模12下降的同時施加振蕩壓力。如上所述，通過對金屬管材料14施加振蕩壓力，可起到成型表面的平坦度變得良好以及抑制回彈的效果。

接著，對本實施方式所涉及的成型裝置10的操作和效果進行說明。

本實施方式所涉及的成型裝置10中，控制部70控制吹塑機構(gòu)60，以通過向由管保持機構(gòu)30保持在上模12與下模11之間的金屬管材料14內(nèi)供給氣體而使金屬管材料14膨脹成型。由此，金屬管材料14中與成品的管部80a對應的部分(即第1成型部分14a)膨脹成型為與主型腔部MC對應的形狀，并且與成品的凸緣部80b對應的部分(即第2成型部分14b)朝向副型腔部SC膨脹。并且，控制部70控制驅(qū)動部81，以通過在上模12及下模11之間的副型腔部SC中壓扁已膨脹的金屬管材料14的第2成型部分14b來成型凸緣部80b。在此，作為比較例所涉及的成型裝置，可給出在朝向副型腔部SC壓扁膨脹的第2成型部分14b時，不利用伺服馬達83進行速度控制而成型凸緣部80b的成型裝置。在這種情況下，凸緣部80b中有可能產(chǎn)生松弛或扭曲等。

另一方面，本實施方式所涉及的成型裝置10中，控制部70控制伺服馬達83，從而在成型凸緣部80b時改變滑動件82的移動速度。因此，能夠根據(jù)凸緣部80b的形狀等以適當?shù)囊苿铀俣瓤刂茢D壓動作。因此，能夠提高成型品的質(zhì)量。在此，本實施方式所涉及的成型方法中，若在金屬管材料14內(nèi)填充有高壓氣體的狀態(tài)下內(nèi)壓超過金屬管材料14的變形阻力，則金屬管材料14根據(jù)吹塑成型模具13的形狀而變形。在該情況下，在凸緣部80b膨脹、成型的工序中，上模12正在下止點附近下降。此時，通過基于與對內(nèi)壓的形狀成型相關(guān)的適當條件控制伺服擠壓的動作，能夠成型高精度的形狀。

本發(fā)明并不限定于上述實施方式。

上述成型裝置10中，具備能夠在上下模具之間進行加熱處理的加熱機構(gòu)50，并且利用由通電產(chǎn)生的焦耳熱來加熱金屬管材料14，但本發(fā)明并不限定于此。例如，也可以是這種構(gòu)造：加熱處理在上下模具之間以外的場所進行，并將加熱后的金屬制管運送到模具之間的區(qū)域。并且，除了利用由通電產(chǎn)生的焦耳熱之外，也可利用加熱器等的輻射熱，并且還可利用高頻感應電流來進行加熱。

作為高壓氣體，主要采用氮氣、氬氣等非氧化性氣體或惰性氣體。盡管這些氣體難以在金屬管內(nèi)產(chǎn)生氧化皮，但價格高。在這一點上，若為壓縮空氣，只要不引發(fā)很大的由于產(chǎn)生氧化皮引起的問題，則價格低廉，即使泄漏到大氣中也不造成實際危害，且極其容易處理。因此，能夠平滑地執(zhí)行吹塑工序。

吹塑成型模具可以是無水冷模具和水冷模具的任一種。但是，無水冷模具在吹塑成型結(jié)束后將模具溫度降低至常溫附近的溫度時，需要長時間。在這一點上，若為水冷模具，則在短時間內(nèi)完成冷卻。因此，從生產(chǎn)率提高的觀點考慮，優(yōu)選水冷模具。

工業(yè)實用性

根據(jù)本發(fā)明的實施方式所涉及的成型裝置，能夠提高成型品的質(zhì)量。

附圖標記列表

10：成型裝置

11：下模(第2模具)

12：上模(第1模具)

14：金屬管材料

30：管保持機構(gòu)(保持部)

60：吹塑機構(gòu)(氣體供給部)

70：控制部

81：驅(qū)動部

82：滑動件

83：伺服馬達

MC：主型腔部

SC：副型腔部