不等厚管的挤压成型方法以及不等厚管的挤压成型装置制造方法及图纸

在将插入有金属芯的管材压入在前端侧具有小内径部的模具由此进行缩径的挤压加工中，使用在前端形成有小横截面部的金属芯，由此能够对在前端具有厚壁部的不等厚管容易地进行成型。即，能够以高生产效率及低成本制造不等厚管。另外，使用在前端形成有薄壁部的管材，由此也能够对在轴向的中途位置具有厚壁部的不等厚管进行成型。这样的在前端形成有薄壁部的管材例如在如上述那样形成厚壁部的工序之前，能够通过使用在前端不具备小横截面部的金属芯的挤压加工来进行成型。另外，在被要求更高的尺寸精度的情况下，也可以在形成厚壁部的工序中使用所谓的“反凸模”。。。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不等厚管的挤压成型方法以及不等厚管的挤压成型装置


[0001]本专利技术涉及不等厚管的挤压成型方法以及不等厚管的挤压成型装置。

技术介绍

[0002]在该
中，公知有以在厚壁部实现所希望的机械强度并且在薄壁部(厚壁部以外的部分)实现轻型化为目的而在管的轴向的一部分形成有厚壁部而成的不等厚管(也被称为“粗端管(Butted pipe)”以及“端部加粗管(Butted tube)”等)。
[0003]作为上述那样的不等厚管的制造方法，例如公知有一种双内粗端管(Double inner butted pipe)的制造方法，其特征在于，包括：对管材的一端进行拉深加工的工序；在向该一端已被拉深加工的管内插入在两端部具有小径部并在中间部具有大径部且在该大径部与上述小径部之间具有锥形部的第一金属芯后，使它们通过所需直径的模具内而使管内周面与上述第一金属芯的外周面密接，由此在管两端部形成厚壁部的工序；拔出被管内握持的第一金属芯的工序；在向拔出侧的厚壁部向外周部转移了的管内插入由与上述第一金属芯的小径部相同的直径构成的第二金属芯后，使它们通过所需直径的模具内而使向上述外周部转移了的厚壁部再次向内周部转移的工序；以及拔出被管握持的第二金属芯的工序(例如，参照专利文献1)。
[0004]根据上述制造方法，更换模具及金属芯由此能够以低成本制造多种多样的双内粗端管，从而能够获得作为使用于自行车的框架等的材料的理想材料。然而，上述制造方法为了获得成为目的的双内粗端管而需要较多的工序。另外，在插入了第一金属芯的状态下使它们通过所需直径的模具内，由此在形成于管两端部之后通过拔出第一金属芯的工序而向外周部转移了的厚壁部会因加工硬化(应变硬化)而使硬度提高，因此为了使该厚壁部再次向内周部转移而需要非常高的加工载荷。因此，根据上述制造方法，难以以高生产效率及低成本来制造不等厚管。
[0005]另一方面，在该
中，在具有至少一个中空部的挤压件的制造方法中，公知有一种可变截面挤压件的制造方法，其使对中空部进行成型的芯棒(Mandrel)相对于对该挤压件的外周面进行成型的模具移动，并且使冲头前进来挤压管材，由此在挤压轴线方向使截面形状发生变化(例如，参照专利文献2)。
[0006]根据上述制造方法，在挤压过程中使模具与芯棒的位置关系变化，由此能够根据用途获得在长度方向的各部位具有所需的截面形状或截面积的可变截面挤压件。然而，为了通过上述制造方法获得具有所希望的截面形状或截面积的可变截面挤压件，需要用于对模具与芯棒的位置关系、芯棒的移动方向及移动速度进行控制的机构。因此，导致用于实施上述制造方法的装置的大型化及结构的复杂化，结果存在导致不等厚管的制造成本增大的担忧。
[0007]专利文献1：日本特开昭57
‑
56117号公报
[0008]专利文献2：日本特开2001
‑
191110号公报
[0009]如上述那样，在该
中，存在相对于能够以高生产效率及低成本来对不等
厚管进行成型的制造方法以及制造装置的需求。

技术实现思路

[0010]鉴于上述课题，本专利技术的专利技术人进行了专心研究，结果发现在将插入有金属芯的管材压入在前端侧具有小内径部的模具由此进行缩径的挤压加工中，通过使用在前端形成有小横截面部的金属芯，能够对在前端具有厚壁部的不等厚管容易地进行成型。另外，通过使用在前端形成有薄壁部的管材也能够对在轴向的中途的位置具有厚壁部的不等厚管进行成型。这样的管材例如能够在如上述那样形成厚壁部的工序之前，通过使用在前端不具备小横截面部的金属芯的挤压加工来进行成型。另外，在要求更高的尺寸精度的情况下，也可以在形成厚壁部的工序中使用所谓的“反凸模”(详细在针对本专利技术的各种实施方式的说明中进行后述)。
[0011]具体而言，本专利技术所涉及的不等厚管的挤压成型方法(以下，存在称为“本专利技术方法”的情况)包括在第一挤压成型装置中被执行的第一工序。第一挤压成型装置具备：第一金属芯，其是具有规定形状的金属芯；第一模具，其形成有具有规定形状的贯通孔亦即第一模具孔；以及第一驱动机构，其构成为将第一金属芯压入第一模具孔。第一工序是在向具有规定形状的第一管材的规定位置插入了第一金属芯的状态下，通过第一驱动机构将管材与第一金属芯的组压入第一模具孔并执行挤压加工，由此对具有规定形状的不等厚管进行成型的工序。
[0012]第一管材是具有规定壁厚亦即第一壁厚以及规定外径亦即第一外径的筒状的部件。通过本专利技术方法而被成型的不等厚管包含第一薄壁部与第一厚壁部。第一薄壁部是具有比第一壁厚小的规定壁厚亦即第二壁厚以及比第一外径小的规定外径亦即第二外径的部分。第一厚壁部是具有比第二壁厚大的规定壁厚亦即第三壁厚以及第二外径的部分。
[0013]第一金属芯包含第一小横截面部、第一大横截面部以及第一横截面扩大部。第一小横截面部是形成于挤压方向的下游侧亦即前端侧且具有与第一厚壁部的内部空间的横截面对应的横截面亦即第一横截面的部分。第一大横截面部是形成于挤压方向的上游侧亦即基端侧且具有与第一薄壁部的内部空间的横截面对应的横截面亦即第二横截面的部分。第一横截面扩大部是形成于第一小横截面部与第一大横截面部之间且随着从第一小横截面部向第一大横截面部接近而横截面从第一横截面向第二横截面扩大的部分。
[0014]此外，第一厚壁部及第一薄壁部的内部空间的横截面的形状没有特别限定，能够分别形成例如多边形状、椭圆形状以及圆形状等多种多样的形状。换言之，第一厚壁部及第一薄壁部的内部空间的形状没有特别限定，能够分别形成例如多棱柱状、椭圆柱状以及圆柱状等多种多样的形状。例如，在第一厚壁部及第一薄壁部的内部空间分别具有圆柱状的形状的情况下，第一小横截面部是具备具有第三外径的圆柱状的形状的部分，该第三外径是与第一厚壁部的内径对应的外径，第一大横截面部是具备具有第四外径的圆柱状的形状的部分，该第四外径是与第一薄壁部的内径对应的外径，第一横截面扩大部是具有随着从第一小横截面部向第一大横截面部接近而外径从第三外径向第四外径增大的形状的部分。
[0015]第一模具孔包含第一大内径部、第一小内径部以及第一内径减小部。第一大内径部是形成于基端侧且具有与第一外径对应的内径亦即第一内径的部分。第一小内径部是形成于前端侧且具有与第二外径对应的内径亦即第二内径的部分。第一内径减小部是形成于
第一大内径部与第一小内径部之间且随着从第一大内径部向第一小内径部接近而内径从第一内径向第二内径减小的部分。
[0016]此外，当在第一工序中开始挤压加工时，在挤压方向上，第一小横截面部的基端侧的端部位于比第一小内径部的基端侧的端部靠基端侧的位置。
[0017]在本专利技术方法的一个方式中，使用第二管材执行第一工序，该第二管材是在前端侧的端部还具备第二薄壁部的第一管材，该第二薄壁部是具有比第三壁厚小的规定壁厚亦即第四壁厚以及第二外径以下的规定外径亦即第五外径的部分。由此，能够对在比第一厚壁部靠前端侧还包含第二薄壁部的不等厚管进行成型。第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种不等厚管的挤压成型方法，其包括第一工序，所述第一工序是在具备具有规定形状的金属芯亦即第一金属芯、形成有具有规定形状的贯通孔亦即第一模具孔的第一模具以及构成为将所述第一金属芯压入所述贯通孔的第一驱动机构的第一挤压成型装置中，在向具有规定形状的第一管材的规定位置插入了所述第一金属芯的状态下利用所述第一驱动机构将所述第一管材与所述第一金属芯的组压入第一模具孔并执行挤压加工，由此对具有规定形状的不等厚管进行成型的工序，所述不等厚管的挤压成型方法的特征在于，所述第一管材是具有规定壁厚亦即第一壁厚以及规定外径亦即第一外径的筒状的部件，所述不等厚管包含：第一薄壁部，所述第一薄壁部是具有比所述第一壁厚小的规定壁厚亦即第二壁厚以及比所述第一外径小的规定外径亦即第二外径的部分；和第一厚壁部，所述第一厚壁部是具有比所述第二壁厚大的规定壁厚亦即第三壁厚以及所述第二外径的部分，所述第一金属芯包含：第一小横截面部，所述第一小横截面部是形成于挤压方向的下游侧亦即前端侧且具有与所述第一厚壁部的内部空间的横截面对应的横截面亦即第一横截面的部分；第一大横截面部，所述第一大横截面部是形成于所述挤压方向的上游侧亦即基端侧且具有与所述第一薄壁部的内部空间的横截面对应的横截面亦即第二横截面的部分；以及第一横截面扩大部，所述第一横截面扩大部是形成于所述第一小横截面部与所述第一大横截面部之间且随着从所述第一小横截面部向所述第一大横截面部接近而横截面从所述第一横截面向所述第二横截面扩大的部分，所述第一模具孔包含：第一大内径部，所述第一大内径部是形成于所述基端侧且具有与所述第一外径对应的内径亦即第一内径的部分；第一小内径部，所述第一小内径部是形成于所述前端侧且具有与所述第二外径对应的内径亦即第二内径的部分；以及第一内径减小部，所述第一内径减小部是形成于所述第一大内径部与所述第一小内径部之间且随着从所述第一大内径部向所述第一小内径部接近而内径从所述第一内径向所述第二内径减小的部分，当在所述第一工序中开始所述挤压加工时，在所述挤压方向上，所述第一小横截面部的所述基端侧的端部位于比所述第一小内径部的所述基端侧的端部靠所述基端侧的位置。2.根据权利要求1所述的不等厚管的挤压成型方法，其特征在于，所述第一厚壁部的内部空间具有圆柱状的形状，并且所述第一小横截面部是具备具有第三外径的圆柱状的形状的部分，所述第三外径是与所述第一厚壁部的内径对应的外径，所述第一薄壁部的内部空间具有圆柱状的形状，并且所述第一大横截面部是具备具有第四外径的圆柱状的形状的部分，所述第四外径是与所述第一薄壁部的内径对应的外径，所述第一横截面扩大部是具有随着从所述第一小横截面部向所述第一大横截面部接近而外径从所述第三外径向所述第四外径增大的形状的部分。3.根据权利要求1或2所述的不等厚管的挤压成型方法，其特征在于，所述第一挤压成型装置还具备第二金属芯，所述第二金属芯是具备具有与所述第二外径相等的外径的圆柱状的形状的金属芯，在所述第二金属芯从所述前端侧被插入所述第一小内径部且朝向所述基端侧被施力
的状态下执行所述第一工序，至少在所述第一工序中开始所述挤压加工时，所述第二金属芯的所述基端侧的端部与所述第一金属芯的所述前端侧的端部接触。4.根据权利要求1或2所述的不等厚管的挤压成型方法，其特征在于，使用第二管材执行所述第一工序，所述第二管材是在所述前端侧的端部还具备第二薄壁部的所述第一管材，所述第二薄壁部是具有比所述第三壁厚小的规定壁厚亦即第四壁厚以及所述第二外径以下的规定外径亦即第五外径的部分，所述不等厚管在比所述第一厚壁部靠所述前端侧还包含所述第二薄壁部。5.根据权利要求4所述的不等厚管的挤压成型方法，其特征在于，在所述第一工序之前还包含第二工序，所述第二工序是在具备具有规定形状的金属芯亦即第三金属芯、形成有具有规定形状的贯通孔亦即第二模具孔的第二模具以及构成为将第三金属芯压入第二模具孔的第二驱动机构的第二挤压成型装置中，在向所述第一管材的规定位置插入了所述第三金属芯的状态下利用所述第二驱动机构将所述第一管材与所述第三金属芯的组压入所述第二模具孔并执行挤压加工，由此在所述第一管材的所述前端侧的端部成型所述第二薄壁部的工序，所述第三金属芯是具备具有第三横截面的柱状的形状的金属芯，所述第三横截面是与所述第二薄壁部的内部空间的横截面对应的横截面，所述第二模具孔包含：第二大内径部，所述第二大内径部是形成于所述基端侧且具有与所述第一内径相等的内径的部分；第二小内径部，所述第二小内径部是形成于所述前端侧且具有与所述第五外径对应的内径亦即第三内径的部分；以及第二内径减小部，所述第二内径减小部是形成于所述第二大内径部与所述第二小内径部之间且随着从所述第二大内径部向所述第二小内径部接近而内径从所述第一内径向所述第三内径减小的部分，当在所述第二工序中开始挤压加工时，在所述挤压方向上，所述第三金属芯的所述前端侧的端部位于与所述第二小内径部的所述基端侧的端部相同的位置或者比所述第二小内径部的所述基端侧的端部靠所述前端侧的位置。6.根据权利要求5所述的不等厚管的挤压成型方法，其特征在于，所述第二薄壁部的内部空间具有圆柱状的形状，所述第三金属芯是具备具有第六外径的圆柱状的形状的金属芯，所述第六外径是与所述第二薄壁部的内径对应的外径。7.根据权利要求4～6中任一项所述的不等厚管的挤压成型方法，其特征在于，所述第一挤压成型装置还具备第四金属芯，所述第四金属芯具备具有第四横截面的柱状的形状，所述第四横截面是与所述第二薄壁部的内部空间的横截面对应的横截面，在所述第四金属芯从所述前端侧被插入所述第二管材的所述第二薄壁部且朝向所述基端侧被施力的状态下执行所述第一工序，至少在所述第一工序中开始所述挤压加工时，所述第四金属芯的所述基端侧的端部与所述第一金属芯的所述前端侧的端部接触。8.根据权利要求7所述的不等厚管的挤压成型方法，其特征在于，所述第二薄壁部的内部空间具有圆柱状的形状，所述第四金属芯是具备具有第七外径的圆柱状的形状的金属芯，所述第七外径是与所
述第二薄壁部的内径对应的外径。9.根据权利要求1～8中任一项所述的不等厚管的挤压成型方法，其特征在于，在所述第一工序中，通过不对所述第一管材的所述基端侧的端部处的规定区域实施挤压加工而使其残留，由此在所述不等厚管的所述基端侧的端部形成第二厚壁部，所述第二厚壁部是具有所述第一壁厚及所述第一外径的部分。10.根据权利要求1～8中任一项所述的不等厚管的挤压成型方法，其特征在于，所述第一金属芯还具备第一按压部，所述第一按压部是形成于比所述第一大横截面部靠基端侧的位置且具有与所述第一外径相等的外径的圆柱状的部分，所述第一按压部由芯部与外周部构成，所述芯部是具有与所述第二外径相等的外径的圆柱状的部分，所述外周部是可滑动地配设于所述芯部的径向的外侧且具有与所述第一外径相等的外径以及与所述第二外径对应的内径的圆筒状的部分，在所述第一工序中，通过不对所述第一管材的所述基端侧的端部处的规定区域实施挤压加工，由此在所述第一管材的所述基端侧的端部形成第二厚壁部，所述第二厚壁部是具有所述第一壁厚及所述第一外径的部分，在所述第一工序之后还包含第三工序，所述第三工序是通过不按压所述第一按压部的所述外周部，而将所述第一按压部的所述芯部向所述按压方向按压至成为所述第一按压部的所述芯部的所述前端侧的端部位于比所述第一模具孔的所述第一小内径部的所述基端侧的端部靠所述前端侧的位置的状态为止，由此切除所述第二厚壁部的比所述第二外径靠外侧的部分的工序。11.根据权利要求1～8中任一项所述的不等厚管的挤压成型方法，其特征在于，使用第三管材执行所述第一工序，所述第三管材是在所述基端侧的端部还具备第三薄壁部的所述第一管材，所述第三薄壁部是具有比所述第一壁厚小的规定壁厚亦即第五壁厚以及比所述第一外径小的规定外径亦即第八外径且内部空间的横截面与所述第一薄壁部的内部空间的横截面相同或者比所述第一薄壁部的内部空间的横截面大的部分，所述第一金属芯还具备第一按压部，所述第一按压部是形成于比所述第一大横截面部靠基端侧的位置且具有与所述第一外径相等的外径的圆柱状的部分，所述第一按压部具备收容部，所述收容部是在所述第一按压部的所述前端侧的端面开口且具有与所述第三薄壁部对应的形状的空间，在所述第一工序中，通过在所述第三薄壁部被收容于所述收容部的状态下实施挤压加工且在所述第一按压部的所述前端侧的端部到达所述第一大内径部的所述前端侧的端部之前结束挤压加工，由此具有所述第一壁厚及所述第一外径的部分亦即第三厚壁部被残留于所述第三管材中的与所述第三薄壁部的所述前端侧的端部邻接的区域，所述不等厚管还包含形成于所述第一薄壁部的所述基端侧的端部的所述第三厚壁部以及形成于比所述第三厚壁部靠所述基端侧的所述第三薄壁部。12.根据权利要求1～11中任一项所述的不等厚管的挤压成型方法，其特征在于，所述第三壁厚为所述第二壁厚的1.5倍以上。13.根据权利要求12所述的不等厚管的挤压成型方法，其特征在于，所述第三壁厚为所述第二壁厚的2倍以上。14.一种不等厚管的挤压成型装置，具备：具有规定形状的金属芯亦即第一金属芯、形
成有具有规定形状的贯通孔亦即第一模具孔的第一模具以及构成为将所述第一金属芯压入所述贯通孔的第一驱动机构，所述不等厚管的挤压成型装置构成为执行第一工序由此对具有规定形状的不等厚管进行成型，所述第一工序...

【专利技术属性】
技术研发人员：野津健太郎，中垣道治，
申请(专利权)人：株式会社三五，
类型：发明
国别省市：