液压成形工艺制造技术

当液压成形钢管（６）时，由比钢管（６）软的不可压缩的材料制成的管状变形辅助工件（１０）装配在钢管（６）的外周边表面上。变形辅助工件（１０）至少连接于对应于设置在模具组件（５）的内表面的突起（１ｂ）的区域，液压成形时该突起最早接触钢管（６）的外周边表面。当液压成形钢管（６）时，变形辅助工件（１０）的材料在靠近角部（Ｘ１、Ｙ１）处塑性流动，在该角部（Ｘ１、Ｙ１）处变形辅助工件（１０）接触突起（１ｂ）。塑性流动促进钢管（６）的圆周方向均匀延展。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于利用模具成型原始管件的液压成形工艺，其中该模具具有和原始管件外周面接触的部分，并且还涉及利用该液压成形工艺得到的液压成形产品。参照图5A到6C，说明现有液压成形工艺的一个例子。如图5A所示的模具组件5包括具有用做模制表面1的下表面的上模2，以及具有用做模制表面3的上表面的下模4。原始管件，例如钢管6，放置在模具组件5内。然后，如图5B所示，加压液体(例如水)供入钢管6内，从而由内部压力扩张钢管6。这样，钢管6沿宽度方向扩张。扩张后的钢管6压靠在模具组件5的模制表面1和3上。结果是，形成如图5C所示的具有封闭横截面的加固件7。通过液压成形钢管6所获得的具有封闭横截面的加固件7具有外围连续壁。该外壁通过由壁的圆周延展导致的加工硬化效应而被硬化。从而，加固件7的特征在于具有薄壁厚和高刚性。加固件7的形状可以通过如图5C所示在截面上按照需要包含凹痕和/或突起而被复杂化。为了形成具有复杂横截面的加固件7，有必要使用具有对应于加固件7的横截面的各个复杂模制表面的上模2和下模4。但是，特定截面形状的模具会妨碍钢管6的扩张，因为在液压成形过程中只有部分模具接触到钢管6的外周边表面。例如，如图5A和5B所示的模具组件5具有梯形凹槽形式的模制表面3。另一个模制表面1包含凹痕1a、突起1b、阶梯部分1c等。因此，液压成形时，钢管6的某些部分在其他部分之前接触到模制表面1和3，如图6A所示。例如，靠近模具组件5的内表面的突起1b的末端的第一角部X1，相对于角部X1的内表面X2，临近角部X1的第二角部Y1，以及相对于角部Y1的内表面Y2在其他部分之前接触到钢管6的外周边表面。在该示例中，突起1b对应于本专利技术所称的“模具的预定部分”。此后，如图6B所示进行管的扩张。在该扩张过程中，在位于突起1b的角部X1和内表面X2之间的模制区域L1中钢管6被扩张，保持与角部X1和内表面X2接触并且由这些部分夹持。而且在位于角部Y1和内表面Y2之间的阶梯形模制区域L2中钢管6被扩张，保持与角部Y1和内表面Y2接触并且由这些部分夹持。在该现有示例中，假设通过从内部向放置在模具组件5内的钢管6施加液压压力来开始液压成形。当钢管6在液压压力作用下扩张时，它接触到突起1b的角部X1和Y1，一侧的内表面X2，以及另一侧的内表面Y2。从而，如图6A所示，钢管6的外周边通过摩擦保持在模具组件5内的角部X1和Y1以及内表面X2和Y2处。由于钢管6保持在模具组件5的角部X1和Y1，从而如图6B和6C所示，防止圆周上的均匀延展，并且因此防止均匀扩张。特别地，将被扩张的钢管6通过摩擦保持在模制区域L1和L2内的角部X1和Y1以及内表面X2和Y2处。因此，整个钢管6不均匀地扩张。钢管6的外壁在角部X1和内表面X2之间以及角部Y1和内表面Y2之间进行延展。也就是说，在模制区域L1和L2内的部分的延展程度大于其他部分的延展程度。在液压成形过程中，如果钢管6的某些部分的延展程度大于其他部分的延展程度，那么如图6C所示所得到的钢管6的壁厚在圆周上不均匀。在该示例中，所得到的钢管6在模制区域L1和L2处的壁厚t2薄，而对应于角部X1和Y1以及内表面X2和Y2的部分的壁厚t1厚。这样，在具有复杂横截面的液压成形产品中，壁厚可能在圆周上不均匀，这使得难于获得预定的刚性。而且，如果钢管6的一部分过度延展，它将变的非常薄因此可能会破损。为了避免这种问题，提出在模具组件5和钢管6之间提供润滑油，从而使得它们的接触光滑。然而这种措施并不充分，还需要进一步的改进。在本专利技术中，当液压成形原始管件时，由比原始管件软的不可压缩的材料制成的辅助工件装配于原始管件。辅助工件至少具有原始管件的外周边表面的最早接触模具组件的预定部分的部分。预定部分例如是面对原始管件的外周边表面的突起。当液压成形原始管件时，模具组件的内表面的预定部分最早接触原始管件的外周边。在预定部分接触辅助工件的位置，压缩载荷施加在辅助工件上。辅助工件由比原始管件软的不可压缩的材料制成，它对于该压缩载荷仅表现出很小的变化。因此，在液压成形时当预定部分接触辅助工件并接收压缩载荷时，辅助工件材料的一部分沿远离和模具组件接触的部分的方向塑性流动。当辅助工件塑性流动时，包含于辅助工件中与之紧密接触的原始管件通过二者之间的摩擦沿着和塑性流动方向相同的方向延展。这样，在现有情况中甚至不延展的部分也可以沿和辅助工件的材料流动方向相同的方向延展。辅助工件在对应于模具的预定部分的区域以及与之连续的区域均覆盖原始管件。因此，由于辅助工件的塑性流动，原始管件的扩张在模制区域以及其他区域都均匀进行。从而，消除了原始管件的局部壁厚减小。因此，在液压成形时即使辅助工件的部分接触模具，辅助工件内的原始管件也可以扩张，从而其壁厚在圆周方向上将基本保持均匀。根据本专利技术，即使液压成形产品的横截面复杂，原始管件也可以扩张，从而原始管件的壁厚在圆周方向上基本均匀。在本专利技术中，优选地辅助工件是装配在原始管件的外周边表面上的管状件。当使用这种辅助工件时，当原始管件扩张时原始管件的外周边表面紧密接触辅助工件的内表面。因此，根据靠近预定部分的辅助工件的材料塑性流动，原始管件的对应部分平滑地延展，这使得整个原始管件平滑扩张。在利用本专利技术制成的液压成形产品中，由比原始管件软的不可压缩的材料制成的辅助工件至少连接于包括在原始管件的外周边表面内并对应于模具的内表面的突起的区域。本专利技术利用液压成形工艺的上述特征，从而提供一种具有高刚性的液压成形产品，其中原始管件的圆周方向不均匀壁厚得以消除。原始管件例如是钢管。辅助工件例如由低碳钢、软铁、铜或铝制成。在本说明书中，“铝”表示铝合金，以及100％纯铝。图6C是截面图，示出在完成液压成形时所获得的现有钢管。在该实施例中，将针对通过液压成形工艺得到作为液压成形产品的一个例子的加固件7的情况进行说明。如图2B所示，加固件7具有复杂横截面，该横截面在预定圆周部分上具有突起和凹痕。加固件7是一个复合件，包括对应于本专利技术所述的原始管件的钢管6以及对应于本专利技术所述的辅助工件的变形辅助工件10。当液压成形加固件7时，变形辅助工件10预先连接于钢管6，以便辅助钢管6的变形。钢管6的液压成形利用变形辅助工件10来实施。在该实施例中，当钢管6如下文所述沿径向扩张时，沿圆周方向的基本均匀的壁厚是可能的。特别地，当液压成形钢管6时，用于辅助钢管6的变形的变形辅助工件10至少连接于包含在钢管6的外周边表面内的以下区域。其上设置有变形辅助工件10的区域，它是包括钢管6外周边表面的液压成形时最先接触到模制表面1和3的部分的区域。如果例如使用如图3A所示的模具组件5，其上设置有变形辅助工件10的区域包括钢管6外周边表面的对应于突起1b的角部X1和Y1，以及对应于分别相对于角部X1和Y1的内表面X2和Y2的区域。另外，其上设置有变形辅助工件10的区域，它包括钢管6外周边表面的对应于X1和X2之间的模制区域L1以及Y1和Y2之间的模制区域L2的区域。可以理解，液压成形时角部X1和Y1以及内表面X2和Y2比其他部分更早地接触到变形辅助工件10，从而在模制区域L1和L2发生局部变形。如附图说明图1A-4所示的模具组件5和钢管6类似于如图5和6所示的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压成形工艺，通过利用具有模制表面（１、３）和预定部分（１ｂ）的模具组件（５）由和原始管件（６）的外周边表面保持接触的预定部分（１ｂ）从内部压缩原始管件（６）对原始管件（６）进行扩张，预定部分（１ｂ）包含在模制表面（１、３）内并在液压成形时最先接触原始管件（６）的外周边表面，其特征在于，包括： 将由比原始管件（６）软的不可压缩材料制成的辅助工件（１０）至少连接于包含在原始管件（６）的外周边表面内并对应于模具组件（５）的预定部分（１ｂ）的区域； 将连接有辅助工件（１０）的原始管件（６）放置在模具组件（５）内；以及 从内部压缩原始管件（６），从而将原始管件（６）成形为对应于模制表面（１、３）的形状。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高桥纯一，
申请(专利权)人：三菱自动车工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]