具有椭圆形横截面的管状毛坯的液压成形方法及液压成形设备技术

本发明专利技术涉及由管状金属毛坯形成管状金属部件的方法和设备。此方法包括：ｉ）将具有通常为椭圆形横截面的管状金属毛坯放入模腔中并使管状金属毛坯定位成通常为椭圆形横截面的相对大的横截面尺寸在模腔相对大的横截面尺寸方向中延伸，并且使得通常为椭圆形横截面的相对小的横截面尺寸在模腔相对小的横截面尺寸方向中延伸；ｉｉ）配合和密封管状金属毛坯的相对端部；ｉｉｉ）将在压力作用下的流体注入管状金属毛坯中，以膨胀管状金属毛坯与限定模腔的表面一致并将膨胀管状金属毛坯变为膨胀管状金属部件。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液压成形方法以及模组件，更具体地说是涉及用于液压成形一管状金属毛坯的液压成形方法及模组件，使得可以避免为了将毛坯插入模腔中需要一预挤压操作。液压成形方法通常是将具有圆柱形横截面的管状金属毛坯形成为具有一预定所需结构的管状零件的手段。具体地，一种典型的液压成形操作涉及将一具有圆形横截面的管状金属毛坯放入一液压成形组件的模腔中并对毛坯内部提供高压流体，以使毛坯向外膨胀与限定模腔的表面一致。更具体地，管状金属毛坯的相对纵端由液压压头封闭，并且通过一形成在一个压头中的口提供高压液压成形流体，以膨胀管状金属毛坯。通常，具有圆形横截面的管状金属毛坯由板状金属滚压成型成为其初始形状。滚压成型的管状金属毛坯则必须放入通常具有盒形、矩形或不规则横截面的液压成形模腔中。由于可以轻松放入模腔中的圆形管状金属毛坯的周长大大小于限定模腔的表面的周边或横截面周长，必须显著膨胀毛坯以使毛坯与模腔一致。这种显著膨胀会显著变薄管状金属毛坯的壁厚，这样就需要毛坯初始的壁厚很大。因此，如果需要这样显著的膨胀，就更难使毛坯在模腔中在角落中都与其一致。为了减少所需的膨胀量并提供在开始就具有更接近模腔横截面周长的周边的管状金属毛坯，常规方法是提供具有大于模腔宽度的圆形横截面直径的管状金属毛坯并在一预挤压站中在直径方向挤压管件，使管件可以在开始放入相对狭窄的模腔中。但预挤压站由于需要指定的机器因此成本很高，而且很费时间。因此，本专利技术的一个目的是避免需要相对贵的预挤压操作，同时使用更符合模腔轮廓的管状金属毛坯。根据本专利技术的原理此目的可以由这样一种方法取得，即形成一具有一横截面结构的细长管状金属毛坯，使得它包括一第一横截面尺寸，大于垂直于第一横截面尺寸的一第二横截面尺寸。此方法利用具有第一和第二模结构的一模组件，第一和第二模结构具有表面，能共同限定一模腔，模腔具有一第一横截面尺寸，大于垂直于第一横截面尺寸的一第二横截面尺寸。此方法包括i)滚压成型板状金属以形成具有一椭圆横截面的管状金属毛坯，椭圆横截面包括沿其较大直径的一长轴和沿其较小直径的一短轴，长轴和短轴通常互相垂直；ii)将管状金属毛坯放入第二模结构中，第二模结构构造和设置成可以容接具有椭圆横截面的管状金属毛坯而不会使管状金属毛坯的椭圆横截面扭曲，将管状金属毛坯放入第二模结构中使得当第一模结构和第二模结构共同形成模腔时其椭圆横截面的长轴在通常与第一横截面尺寸相同的方向中延伸，并且使得当第一和第二模结构共同形成模腔时其椭圆横截面的短轴在通常与第二短横截面尺寸相同的方向中延伸；iii)使管状金属毛坯的相对端部与管端配合结构配合，以基本密封管状金属毛坯的相对端部；iv)将在压力作用下的流体注入管状金属毛坯中，以膨胀管状金属毛坯与限定模腔的表面一致。根据本专利技术的原理此目的可以由这样一种用于将管状金属毛坯形成为一具有沿其长度为基本盒形横截面的细长管状金属部件的设备而取得。此设备包括一具有一限定一模腔的内模表面的模组件，模腔具有一基本为盒形的表面结构并构造和设置成可以容接具有通常为椭圆横截面的管状金属毛坯。夹紧结构位于模腔的相对端上并构造和设置成可以固定夹紧管状金属毛坯的间隔开的部分。夹紧结构具有限定通常与管状金属毛坯的通常为椭圆形的外表面相一致的通常为椭圆形表面结构的夹紧表面。设备还包括构造和设置成可以配合和基本密封管状金属毛坯的相对端的管端配合结构，管端配合结构具有与管状金属毛坯的通常为椭圆形的内周表面相一致的通常为椭圆形的外表面结构。根据本专利技术的原理此目的还可以由这样一种方法取得，即形成一细长管状金属部件，细长管状金属部件在一模腔中形成，模腔具有构造和设置成可以向模腔提供通常相当于细长管状金属部件形状的形状表面。细长管状金属部件以及模腔的横截面具有垂直于其相对小的尺寸的相对大的尺寸。此方法包括i)将具有通常为椭圆形横截面的管状金属毛坯放入模腔中并使管状金属毛坯定位成通常为椭圆形横截面的相对大的横截面尺寸在模腔相对大的横截面尺寸方向中延伸，并且使得通常为椭圆形横截面的相对小的横截面尺寸在模腔相对小的横截面尺寸方向中延伸；ii)配合和密封管状金属毛坯的相对端部；iii)将在压力作用下的流体注入管状金属毛坯中，以膨胀管状金属毛坯与限定模腔的表面一致并将膨胀管状金属毛坯转变为膨胀管状金属部件。附图说明图1是一分解立体图，示出根据本专利技术原理的一液压成形模组件的上、下模结构；图2是一侧视图，示出在抬起或打开位置中带有一位于下模结构和上模结构中的椭圆管状毛坯的本专利技术的一液压成形模组件的纵端；图3是与图2相似的一视图，示出在降下或关闭位置中带有一位于下模结构和上模结构中的椭圆管状毛坯的本专利技术的一液压成形模组件；图4是通过模组件中部的一剖视图，而且在抬起或打开位置中一椭圆管状毛坯位于下模结构和上模结构中；图5A是本专利技术液压成形模组件的一纵向剖视图，示出处于完全抬起位置中的上模结构，其中一椭圆管状毛坯位于下模结构中，而液压成形缸密封插入椭圆管状毛坯的相对端中；图5B是本专利技术液压成形模组件的一纵向剖视图，示出处于完全降下位置中的上模结构，其中一椭圆管状毛坯位于由上、下模结构和固定模结构限定的模腔中，而液体注入椭圆管状毛坯的内腔中；图6是一剖视图，示出本专利技术液压成形步骤的下一步，其中上模结构位于完全降下位置而椭圆形管状毛坯位于下模结构中；图7是一剖视图，示出本专利技术液压成形步骤的下一步，其中上模结构位于完全降下位置而要液压成形的椭圆形管状毛坯由模腔的相对运动略微变形或挤压；图8是一剖视图，示出本专利技术液压成形步骤的下一步，其中压力作用下的液体膨胀管状毛坯与模腔一致。图1所示是通常以10表示的本专利技术的一液压成形模组件。液压成形模组件10包括第一和第二模结构。更具体地，第一模结构包括一可动上模结构12，而第二模结构包括一可动下模结构14和一固定模结构16。模组件还包括一固定基底18，固定模结构16安装在其上。多个气动或氮弹簧柱20安装在下模结构上用于在固定基底18上移动。上模结构12、下模结构14以及固定模结构16共同在其之间限定一纵向模腔，模腔具有一基本为盒形的横截面，这将在下面描述。最好，上模结构12、下模结构14以及固定模结构16和固定基底18都由适当的钢材如P-20钢制成。如图1所示，上模结构12在其相对的纵端限定一对支架区22。支架区22的形状和位置设置成可以在上模结构的相对纵端接受和容装上夹紧结构26。具体是夹紧结构26由多个允许在夹紧结构26和上模结构12之间有相对竖直运动的气动弹簧柱24在各个支架区22连接在上模结构12上。下模结构14在其相对纵端具有相似的支架区30，支架区30构造和设置成可以以相似的方式容装下夹紧结构。如图所示，以15表示的形成下模结构14支架区30的纵端具有一通常为U形的结构。下夹紧结构28都具有一弧形的通常为抛物线形的向上的表面34。更具体地，每个表面34具有限定一半椭圆的横截面。表面34构造和设置成可以配合和支撑具有一椭圆横截面并放在下模结构中的管状毛坯的下侧(见图2)。当下夹紧结构28的每个弧形表面34逐渐过渡进入一基本为矩形U形的表面结构35中时，下夹紧结构28的每个弧形表面34向液压成形模组件10的中部向内纵向延伸。两个上夹紧结构26基本与下夹紧结构2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成一具有一横截面结构的细长管状金属毛坯使得它包括大于垂直于一第一横截面尺寸的一第二横截面尺寸的第一横截面尺寸的方法，此方法利用具有第一和第二模结构的一模组件，第一和第二模结构具有表面，共同限定一模腔，模腔具有一第一横截面尺寸，大于垂直于第一横截面尺寸的一第二横截面尺寸，此方法包括： 滚压成型金属板以形成具有一椭圆横截面的管状金属毛坯，所述椭圆横截面包括沿其较大直径的一长轴和沿其较小直径的一短轴，长轴和短轴通常互相垂直； 将管状金属毛坯放入第二模结构中，第二模结构构造和设置成可以容接具有所述椭圆横截面的管状金属毛坯而不会使所述管状金属毛坯的椭圆横截面扭曲，将管状金属毛坯放入第二模结构中使得当第一模结构和第二模结构共同形成模腔时其椭圆横截面的长轴在通常与所述第一横截面尺寸相同的方向中延伸，并且使得当所述第一和第二模结构共同形成模腔时其椭圆横截面的短轴在通常与所述第二横截面尺寸相同的方向中延伸； 使管状金属毛坯的相对端部与管端配合结构配合，以基本密封管状金属毛坯的相对端部； 将在压力作用下的流体注入管状金属毛坯中，以膨胀管状金属毛坯与限定模腔的表面一致。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克A豪顿，
申请(专利权)人：科西马国际公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]