專利名稱：液壓成形加工方法及液壓成形加工品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將金屬管放入模具，將該模具合模后，通過在管內(nèi)負載內(nèi)壓和管軸方 向的壓入(以下，稱為軸向推壓)而加工為預定形狀的液壓成形加工方法及通過該方法加 工的液壓成形加工品。
背景技術(shù)：
近年來，液壓成形加工正在以汽車部件領(lǐng)域為中心而擴大應用。作為液壓成形加 工的優(yōu)點，可舉出能用一根金屬管來加工以往由多個沖壓加工品構(gòu)成的汽車部件的所謂部 件統(tǒng)一所產(chǎn)生的成本降低，除此之外還有焊接部位減少所帶來的輕量化等。但是，由于作為原材料的金屬管通常是相同截面，因此擴管率(液壓成形加工后 的周長相對于管坯的周長之比)大的形狀難以加工。此外，雖然液壓成形加工的難度不僅受到擴管率的影響，還受到截面形狀和有無 壓曲等的影響，但是，特別地，進行擴管的部位的長度的影響很大。例如，在圖1(a)那樣的T形成形中，由于進行擴管的長度短，因此即使是以1.6以 上的大擴管率也能容易地加工。與之相對，在圖1(b)那樣的進行擴管的部位長的形狀中， 即使擴管率沒有那么大也難以加工。在擴管的部位長的液壓成形加工中，在沒有負載較大的軸向推壓時管的壁厚變薄 并破裂，但是在軸向推壓量較大時，易于產(chǎn)生管軸方向的壓曲和皺紋。再有，擴管的部位長是指在該區(qū)域中在初期狀態(tài)下金屬管和模具未接觸，因此更 易于產(chǎn)生壓曲和皺紋。限于本發(fā)明的發(fā)明人所知，擴管率為1. 35以上的區(qū)域具有原金屬管外徑3. 5倍以 上的液壓成形加工品沒有見到。通常，為了在液壓成形加工中防止壓曲和皺紋，反復試驗內(nèi)壓和軸向推壓的負載 路徑(以下簡稱為負載路徑)而求出適當?shù)呢撦d路徑是重要的。在圖2中表示負載路徑的普通例子。該例子的構(gòu)成包括首先僅使內(nèi)壓上升的階 段1(也存在為了封閉管端而伴隨微小的軸向推壓的情況)、折線狀地負載內(nèi)壓和軸向推壓 的階段2、為了將角部加工銳利而僅使內(nèi)壓上升的階段3(既有在沒有角部的形狀下省略的 情況，也有為了確保管端的密封而伴隨微小的軸向推壓的情況)。其中，雖然求出了階段2的適當路徑但卻大費周折，且很大地依賴于液壓成形技 術(shù)人員的熟練程度。雖然在專利文獻1中介紹了其一個例子，但該方法是預先制作分割邊界線和皺紋 邊界線，在這兩個邊界線之間選擇負載路徑的方法。但是，實際上，制作這兩個邊界線是困難的，通常，需要進行很多的實驗和數(shù)值解 析的反復試驗。此外，邊界線自身為折線狀的情況也很多，因此用于確定該折線的變數(shù)增多 從而反復試驗需要很大的勞力。此外，在專利文獻2中，提出了隨著軸向推壓而使內(nèi)壓周期性變化的方法。例如，其圖3所示那樣的使內(nèi)壓如矩形波(a)和正弦波(b)那樣地變化的方法。雖然提出該方法以作為防止破裂的方法，但在其后的研究中，報告了對于皺紋的 抑制也有效果(參照非專利文獻1)。但是，該方法的負載路徑相對于上述折線狀的負載路 徑的變數(shù)，波形、周期、振幅等的變數(shù)增加，因此更難以求出適當?shù)呢撦d路徑。作為液壓成形擴管的區(qū)域長的形狀的情況下的方法，除了上述那樣的負載路徑所 產(chǎn)生的方法以外，也有在模具上下功夫的方法。例如，在專利文獻3中，通過并用可動模具和計數(shù)器來防止金屬管的壓曲的同時 實現(xiàn)長區(qū)域的擴管。但是，該方法的模具構(gòu)造非常復雜，因此模具費用增高。再有，加工中的控制項目 不僅是內(nèi)壓和軸向推壓(可動模具所產(chǎn)生的軸向推壓)，而且計數(shù)器的后退位置也需要可 控制的設備。此外，控制的項目增加，因此為樂求出適當?shù)呢撦d路徑，而更需要熟練和反復試驗?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2004-230433號公報專利文獻2 日本特開2000-84625號公報專利文獻3 日本特開2004-314151號公報非專利文獻非專利文獻1 平成16年度塑性加工春季演講會論文集，(2004)，405頁非專利文獻2 平成12年度塑性加工春季演講會論文集，(2000)，433頁

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題本發(fā)明是能夠?qū)U管的區(qū)域長的液壓成形加工品不殘留壓曲和皺紋地進行加工 的加工方法，而且，提出了盡可能不需要熟練和反復試驗的加工方法。而且，也提出了用該 加工方法加工的液壓成形加工品。用于解決問題的方案為解決此類問題，本發(fā)明的主旨如下(1) 一種液壓成形加工方法，向金屬管內(nèi)部供給壓力介質(zhì)而負載內(nèi)壓，從上述金屬 管的兩端進行軸向推壓而使上述金屬管成形為預定形狀，其特征在于在將上述金屬管的兩端的位置固定了的狀態(tài)下，或在進行了整個軸向推壓量的 10%以下的軸向推壓的狀態(tài)下使內(nèi)壓上升，接著，在實施第一工序后，實施第二工序，其后， 在實施第三工序后，在重復進行一次或多次上述第一工序至第三工序后，在不進行軸向推 壓或在進行了整個軸向推壓量的10%以下的軸向推壓的狀態(tài)下使內(nèi)壓上升，所述第一工序 通過在將內(nèi)壓保持為一定壓力的同時進行軸向推壓而使上述金屬管的端部附近擴管，所述 第二工序通過不進行軸向推壓地僅使內(nèi)壓上升來使上述金屬管的中央部進行擴管，所述第 三工序不進行軸向推壓地僅使內(nèi)壓下降到上述一定壓力的值。(2) 一種液壓成形加工方法，向金屬管內(nèi)部供給壓力介質(zhì)而負載內(nèi)壓，在從上述金 屬管的兩端進行軸向推壓的同時將可動模具軸向推壓而使上述金屬管成形為預定形狀，其特征在于在將上述金屬管的兩端及可動模具的位置固定了的狀態(tài)下，或在進行了整個軸向 推壓量的10%以下的軸向推壓的狀態(tài)下使內(nèi)壓上升，接著，在實施第一工序后，實施第二工 序，其后，在實施第三工序后，在重復進行一次或多次上述第一工序至第三工序后，在不進 行軸向推壓或在進行了整個軸向推壓量的10%以下的軸向推壓的狀態(tài)下使內(nèi)壓上升，所述 第一工序通過在將內(nèi)壓保持為一定壓力的同時將上述金屬管的兩端和可動模具同時進行 軸向推壓而使上述金屬管的端部附近進行擴管，所述第二工序通過不進行上述金屬管的兩 端的軸向推壓以及可動模具的軸向推壓地僅使內(nèi)壓上升來使上述金屬管的中央部進行擴 管，所述第三工序不進行上述金屬管的兩端的軸向推壓以及可動模具的軸向推壓地僅使內(nèi) 壓下降到上述一定壓力的值。(3) 一種液壓成形加工品，使用上述(1)或( 所述的液壓成形加工方法來制造， 其特征在于上述金屬管的被擴管了的截面的周長相對于金屬管坯的截面的周長進行了 1. 35 倍以上擴管的區(qū)域，在上述金屬管的管軸方向上連續(xù)上述金屬管坯的外徑的3. 5倍以上。再有，在本發(fā)明中，金屬管的端部附近定義為相對于以內(nèi)壓一定進行軸向推壓前 的金屬管的長度，離金屬管的端部35%以內(nèi)的區(qū)域。此外，作為壓力介質(zhì)，可以是液體、氣體 或固體，也包括橡膠、低熔點金屬、剛玉等全部可以傳遞壓力的物質(zhì)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，擴管區(qū)域長的形狀的液壓成形加工變得容易。因此，液壓成形加工品 的適用范圍擴大，可實現(xiàn)部件統(tǒng)一和輕量化。


圖1表示液壓成形加工品形狀的例子。a :T形成形的例子b 擴管部位長的液壓成形加工品的例子圖2表示液壓成形加工的一般負載路徑的說明圖。圖3表示周期性變化的現(xiàn)有的負載路徑的例子。a 矩形波的例子b 正弦波的例子圖4表示在本發(fā)明方法中使用的液壓成形模具的說明圖。a 在模具內(nèi)配置金屬管的狀態(tài)的例子b 金屬管的加工已結(jié)束的狀態(tài)的例子圖5表示本發(fā)明的液壓成形加工方法的負載路徑的說明圖。
圖6表示本發(fā)明的加工工序中的擴管狀態(tài)的說明圖。a 狀態(tài)1的例子，b 狀態(tài)2的例子，c 狀態(tài)3的例子圖7表示在本發(fā)明的加工工序中可見到多個擴管部位的中間工序的說明圖。圖8表示在本發(fā)明的加工工序中在全長范圍內(nèi)幾乎接觸于模具的狀態(tài)的中間工 序的說明圖。圖9表示具有在本發(fā)明方法中使用的可動模具的情況下的液壓成形模具的說明圖。a 在模具內(nèi)配置金屬管的狀態(tài)的例子b 金屬管的加工已結(jié)束的狀態(tài)的例子圖10表示在本發(fā)明的實施例1及實施例2中使用的負載路徑的說明圖。圖11表示為了比較而實施的周期性變化的現(xiàn)有的負載路徑的說明圖。圖12表示在本發(fā)明的實施例3及實施例4中使用的負載路徑的說明圖。圖13表示在本發(fā)明方法中截面形狀在管軸方向上變化的情況的說明圖。a 在模具內(nèi)配置金屬管的狀態(tài)的例子b 金屬管的加工已結(jié)束的狀態(tài)的例子圖14表示在本發(fā)明的實施例5中使用的負載路徑的說明圖。
具體實施例方式圖4a、b表示將在液壓成形模具2、3內(nèi)配置的圓形截面的金屬管1通過液壓成形 加工來擴管而成形為具有長方形截面的液壓成形加工品4的例子。例如，將外徑63. 5mm、 壁厚2. Omm的鋼管(鋼種JIS規(guī)格STKMl3B)擴管為63· 5mmX84mm(角部R = IOmm)的 長方形截面。該情況下的擴管率是1.39。此外，擴管率1.39的區(qū)域的長度是320mm(外徑 63. 5mm 的 5 倍)。下面，以該液壓成形模具所進行的加工為例，沿著將本發(fā)明的實施方式在圖5所 示的負載路徑和在圖6所示的變形的推移來說明。首先，在階段1中，與現(xiàn)有方法同樣地不負載軸向推壓，向金屬管1的內(nèi)部供給壓 力介質(zhì)(例如水)6而僅使內(nèi)壓上升。但是，根據(jù)情況，存在為了防止來自管端的密封泄漏 而進行整個軸向推壓量的10%以下的微小軸向推壓的情況。該初期壓力I311(MPa)是不使金 屬管破裂地使其塑性變形的壓力，通過計算和實驗比較容易求得。例如，本發(fā)明的發(fā)明人研究的結(jié)果可知，可將金屬管的平面應變狀態(tài)的開始屈服 壓力Pp(參照下式(1))作為初期壓力Ph的標準(參照非專利文獻2)。再有，式中的D表 示管坯(素管)的外徑(mm)、t表示壁厚(mm)、r表示r值，YS及YSp分別表示單軸拉伸狀 態(tài)及平面應變狀態(tài)的0. 2%耐力。 Pp,2YSpl^rsp-^rs⑴但是，在形狀復雜的情況等，與上式的誤差增大，因此初期壓力1\以實驗求得比較 可靠。具體地，在不負載軸向推壓地使內(nèi)壓上升直到金屬管破裂并將破裂時的壓力參考性 確定為初期壓力IV例如，設定為破裂時的壓力的0. 7 0. 8倍的壓力等。如上所述，雖然使內(nèi)壓上升到通過計算或?qū)嶒炃蟮玫某跗趬毫V但該狀態(tài)在圖5 中相當于狀態(tài)1。本發(fā)明的發(fā)明人的研究結(jié)果，在沒有軸向推壓而僅使壓力上升的狀態(tài)1的 時刻，金屬管在中央部(圖6a的狀態(tài)1的M部)擴展最大。其次，進入負載內(nèi)壓和軸向推壓的階段2。在該階段2中，交替反復進行軸向推壓和升壓。首先，在將內(nèi)壓保持為初期壓力I3h 的狀態(tài)下使軸向推壓沖頭5前進而僅負載軸向推壓。將該操作如圖5的負載路徑放大圖所 示那樣稱為第一工序。
本發(fā)明的發(fā)明人研究的結(jié)果，即使不使內(nèi)壓上升的僅軸向推壓的負載也可使金屬 管進行擴管，但該情況下不是從中央部擴管而是在端部附近(圖6b的狀態(tài)2的N1部)擴 管。從該端部附近的擴管成為液壓成形加工的壓曲和皺紋的要因。雖然該壓曲和皺紋的程 度可通過軸向推壓中的內(nèi)壓的上升而能夠某種程度的緩和，但不能完全消除。而且，在使內(nèi) 壓過高時破裂的危險性也高。因此，為了求出適當?shù)膬?nèi)壓和軸向推壓的負載路徑，需要很大 的反復試驗以及熟練。與之相對，在該方法中，由于是保持內(nèi)壓值的狀態(tài)，因此在軸向推壓中的擴管下破 裂的可能性幾乎沒有。而且，負載路徑的變數(shù)也僅是軸向推壓量因而非常簡單。有時需要將到達狀態(tài)2的軸向推壓量δ s(mm)在其后的工序中抑制為皺紋能夠消 除程度的軸向推壓量。作為適當?shù)妮S向推壓量S s的求法，只要在改變軸向推壓量的中途 停止來采樣，選擇沒有成為較大的皺褶程度的軸向推壓量即可。雖然該適當?shù)妮S向推壓量 δ s的值因加工形狀和管坯的尺寸、強度而不同，但根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的研究成果，優(yōu)選 約管坯壁厚的2 4倍較理想，更優(yōu)選為3倍左右。其次，使軸向推壓停止而僅使內(nèi)壓上升。將該操作稱為第二工序。在該工序中沒 有負載軸向推壓，因此再次在中央部(圖6c的狀態(tài)3的M部)進行擴管。然后，在狀態(tài)3 中，在管軸方向上接近相同的擴管形狀，且可抑制壓曲和皺紋的進展。該升壓時的最大峰值 壓力PT(MPa)優(yōu)選是金屬管沒有破裂的最大限度的壓力。即，設定為比求出上述初期壓力 Ph時的沒有軸向推壓而破裂的壓力稍低的壓力，例如優(yōu)選破裂的壓力的0. 9-0. 99倍，更優(yōu) 選設定為0. 95倍左右。此后，在停止軸向推壓的情況下使壓力暫且下降到初期壓力IV將該操作稱為第 三工序。假設，在成為不使內(nèi)壓下降地在壓力Pt的狀態(tài)下負載軸向推壓的階梯狀的負載路 徑時，壓力過高，因而金屬管立刻破裂。因此，在上升到峰值壓力Pt后暫且下降到初期壓力 Ph的第三工序在本發(fā)明方法中具有非常重要的意義。如上所述，在同樣地重復進行第一工序到第三工序時，中央部和端部附近交替地 擴管而成為在管軸方向上均勻的擴管形狀。此外，如圖7所示，也有在m部的內(nèi)側(cè)出現(xiàn)多 個N2部那樣的擴管部的情況。但是，本發(fā)明方法的基本效果不變，可得到在管軸方向上相 同的擴管形狀。在重復進行1次或多次以上的從第一工序到第三工序時，最后，如圖8所示，在管 軸方向范圍內(nèi)以大體全長接觸模具。在成為該狀態(tài)時，通過模具約束而難以發(fā)生破裂，因此 進行在保持停止軸向推壓的狀態(tài)下僅使內(nèi)壓上升的階段3，加工具體形狀和尖銳的角部R。 但是，根據(jù)情況，也可以為了防止來自管端的密封泄漏而進行整個軸向推壓量的10 %以下 的微小軸向推壓，并使內(nèi)壓上升。雖然以上是在上述(1)中提到的液壓成形加工方法的實施方式的說明，但將該方 法適用于使用可動模具的液壓成形加工是上述O)中提到的方法。下面，說明該方法的實施方式。在該方法中，如圖9所示，使用由固定模具7、8和可動模具9、9構(gòu)成的液壓成形模 具。可動模具9可在固定模具7、8的長方形截面的模具內(nèi)移動，在軸向推壓金屬管1的兩 端時，可動模具也同時被軸向推壓，可由可動模具同時壓入擴管的部分。即使在使用該可動模具9的情況下，也與僅軸向推壓管端的情況相同，可使用用圖5說明的負載路徑來實施。對于如圖9a那樣配置的金屬管，實施在固定金屬管1的兩端及可動模具9的位置 的狀態(tài)下或在進行整個軸向推壓量的10%以下的軸向推壓的狀態(tài)下使內(nèi)壓上升的階段1。其次，在階段2中，首先，通過邊將內(nèi)壓保持為一定壓力邊同時軸向推壓金屬管1 的兩端和可動模具9，實施使金屬管1的端部附近擴管的第一工序，接著，實施通過僅使內(nèi) 壓上升來使金屬管1的中央部擴管的第二工序，然后，實施使內(nèi)壓下降到上述一定壓力的 值的第三工序。而且，在重復進行一次或多次該第一到第三工序而基本加工為產(chǎn)品形狀后， 在不進行軸向推壓或進行整個軸向推壓量的10%以下的軸向推壓的狀態(tài)下使內(nèi)壓上升，得 到圖9b那樣的液壓成形加工品4。使用該可動模具的方法與僅推壓管端的方法相比可削減沒有擴管部分的摩擦阻 力，因此可實現(xiàn)大的擴管率。但是，在該方法中，在加工開始初期的時刻，存在比最終想得到 的加工品的形狀長的擴管區(qū)域，因此現(xiàn)有方法與通常的液壓成形加工相比存在更易于引起 管軸方向的壓曲和皺紋的產(chǎn)生的問題。與之相對，根據(jù)本發(fā)明，通過使用上述說明的負載路徑，即使在使用可動模具的情 況下也可消除上述壓曲和皺紋的問題，從而可發(fā)揮較大效果。在使用以上那樣一系列的液壓成形加工方法(通常的液壓成形加工方法及使用 了可動模具的液壓成形加工方法)時即使在管軸方向長的部件中也不會殘留壓曲和皺紋， 且可得到擴管率大的加工品。具體地，可得到在現(xiàn)有的方法中不能加工的擴管率1. 35以上 的區(qū)域在管軸方向上連續(xù)存在管坯直徑的3. 5倍以上的液壓成形加工品。但是，在上述內(nèi) 容中，以擴管率1. 35以上的區(qū)域的長度極長的、管坯直徑的5倍的例子進行說明。實施例下面表示本發(fā)明的實施例。(實施例1)管坯使用外徑63. 5mm、壁厚2. 0mm、長度600mm的鋼管(鋼種JIS規(guī)格STKM13B)。 材料特性是，YS為385MPa，r值為0.9。液壓成形模具使用了上述的圖4的模具。使用水來 作為壓力介質(zhì)。雖然圖10表示液壓成形的負載路徑，但該負載路徑由以下步驟確定。首先，在由上述式(1)計算平面應變狀態(tài)下的開始屈服壓力Pp時，為^.4MPa。但 是，實際上在沒有軸向推壓地使內(nèi)壓上升直到該鋼管破裂時在沈.破裂。因此，初期壓 力I3h設定為實際破裂的壓力26. 5MPa的0. 76倍即20MPa，最大峰值壓力PT設定為26. 5MPa 的0. 96倍即25. 5MPa。其次，平均每次循環(huán)的軸向推壓量δ s設定為管坯壁厚2mm的3倍， 為6mm。因此，在進行實施多次初期壓力I3h :20MPa、最大峰值壓力PT :25. 5MPa、軸向推壓量 δ s :6mm的循環(huán)的實驗時，在10循環(huán)中在大體全長范圍內(nèi)與模具接觸。于是，在總共10個 循環(huán)，即重復進行直到最終軸向推壓量60mm之后，停止軸向推壓量而僅使內(nèi)壓負載高壓。 最終壓力作為角部的曲率半徑R成為與模具同樣的R= IOmm的足夠壓力而設定為135MPa。在以上的步驟中確定圖10所示那樣的適當?shù)呢撦d路徑，可得到?jīng)]有壓曲和皺紋 等加工不良的液壓成形加工品。再有，如果用現(xiàn)有那樣的折線型的負載路徑求出適當?shù)呢?載路徑，則即使重復進行總共50次的反復試驗也不能消除加工品的壓曲和皺紋。另一方 面，在本發(fā)明的負載路徑中，在進行總共3次的反復試驗之后，在第4次中可得到圖10那樣的適當?shù)呢撦d路徑。在由本發(fā)明得到的液壓成形加工品中，擴管為長方形的截面的周長為278mm，這相 當于63.5Φ的管坯的1.39倍的擴管率。而且，具有該擴管率的截面的管軸方向的長度為 管坯外徑63. 5mm的5. 0倍，為320mm。這樣，用本發(fā)明方法可得到以在現(xiàn)有的液壓成形加工 方法中不可進行的大擴管率的長條液壓成形加工品。此外，為了進行比較，即使在上述專利文獻2中記載的周期性變化的負載路徑中 也可嘗試液壓成形加工。在圖11中表示負載路徑。周期的波形與本發(fā)明方法的初期壓力 Ph :20MPa、最大峰值壓力PT :25. 5MPa、軸向推壓量δ s :6mm的循環(huán)一致，使波形的低壓側(cè)頂 點壓力為20MPa、使高壓側(cè)頂點壓力為25. 5MPa、使波長為6mm的正弦波。循環(huán)數(shù)也與10個 循環(huán)相同且最終軸向推壓到60mm之后，成為升壓到135MPa的負載路徑。但是，實際上，在進行液壓成形加工時在第一循環(huán)立刻破裂。與本發(fā)明方法不同， 可以認為是由于軸向推壓中的壓力高。為了慎重，在使壓力整體地下降來進行同樣的 加工時，雖然可防止破裂，但在加工結(jié)束后殘留有較大的皺褶。與本發(fā)明方法不同，可以認 為，在循環(huán)內(nèi)升壓時伴有軸向推壓，因此易于產(chǎn)生皺褶。(實施例2)使用與實施例1相同的管坯，用使用圖9所示的可動模具的液壓成形模具來嘗試 與實施例1相同形狀的液壓成形加工品的加工。為了實現(xiàn)最終的加工形狀的擴管部的長度 實現(xiàn)320mm，所以加工初期的可動模具的位置從預先后退60mm的位置開始。除此以外，以與 實施例1完全相同的圖10的負載路徑來進行加工。使用水來作為壓力介質(zhì)。其結(jié)果，在由本發(fā)明得到的液壓成形加工品中，擴管為長方形的截面的周長為 278mm，這相當于63. 5Φ的管坯的1. 39倍的擴管率。而且，具有該擴管率的截面的管軸方 向的長度為管坯外徑63. 5mm的5.0倍，為320mm，與實施例1同樣，可得到?jīng)]有壓曲和皺紋 等加工不良的加工品。而且，實施例2可原樣地利用實施例1的負載路徑，因此完全不需要 反復試驗。(實施例3)使用與實施例1相同的金屬管和相同的模具，用圖12所示的負載路徑來實施液壓 成形加工。該負載路徑與圖10的負載路徑不同，為了提高增加初期壓力時的管端密封性而 壓入微小的軸向推壓量3mm。再有，為了提高最終升壓時的管端密封性而壓入微小的軸向 推壓量3mm。雖然其間的負載路徑與圖10的情況基本相同，但使總共的軸向推壓量與60mm 相同，因此循環(huán)數(shù)減少一次。使用水來作為壓力介質(zhì)。其結(jié)果，在由本發(fā)明得到的液壓成形加工品中，擴管為長方形的截面的周長為 278mm，這相當于63. 5Φ的管坯的1. 39倍的擴管率。而且，具有該擴管率的截面的管軸方 向的長度為管坯外徑63. 5mm的5. 0倍，為320mm，即使使用該負載路徑，也可與實施例1同 樣地，用本發(fā)明方法得到大擴管率且長條的液壓成形加工品。(實施例4)在實施例3所使用的圖12的負載路徑中使用與實施例2相同的金屬管和相同的 模具來實施液壓成形加工。使用水來作為壓力介質(zhì)。其結(jié)果，在由本發(fā)明得到的液壓成形加工品中，擴管為長方形的截面的周長為 278mm，這相當于63. 5Φ的管坯的1. 39倍的擴管率。而且，具有該擴管率的截面的管軸方向的長度為管坯外徑63. 5mm的5. 0倍，為320mm，即使在本加工中，也可用本發(fā)明方法得到 大擴管率且長條的液壓成形加工品。(實施例5)圖13表示截面形狀在管軸方向上變化的情況下的實施例。但是，在擴管的區(qū)域 (圖中的225mm長度的區(qū)域)中，擴管率在任一截面皆為1.35以上。本實施例所使用的金 屬管是與在上述實施例1 4中使用的金屬管相同的鋼管。此外，在圖14中表示負載路徑。 基本地，雖然是與實施例1中使用的圖10大體相同的負載路徑，但軸向推壓量減少了擴管 的區(qū)域比實施例1短的量。通過以上那樣的方法，擴管率為1.35以上的區(qū)域為225mm(管 坯直徑63. 5mm的約3. 5倍)，而且，得到了截面形狀在管軸方向上變化的液壓成形加工品 10。工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，擴管區(qū)域長的形狀的液壓成形加工變得容易。因此，液壓成形加工品 的適用范圍擴大，可實現(xiàn)部件統(tǒng)一和輕量化。特別地，用于汽車部件通過減輕車輛的重量而 提高燃燒消耗率，其結(jié)果，可有助于抑制地球變暖。此外，此前沒有進行使用的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，例 如家電產(chǎn)品、家具、工程機械部件、雙輪部件、建筑部件等的廣泛領(lǐng)域使用也能夠期待。符號說明1:金屬管2、3:液壓成形模具4:液壓成形加工品5:軸向推壓沖頭6:壓力介質(zhì)7、8 液壓成形模具中的固定模具9 液壓成形模具中的可動模具10 截面形狀在管軸方向上變化的液壓成形加工品
權(quán)利要求
1.一種液壓成形加工方法，向金屬管內(nèi)部供給壓力介質(zhì)而負載內(nèi)壓，從上述金屬管的 兩端進行軸向推壓而使上述金屬管成形為預定形狀，其特征在于在將上述金屬管的兩端的位置固定了的狀態(tài)下，或在進行了整個軸向推壓量的10%以 下的軸向推壓的狀態(tài)下使內(nèi)壓上升，接著，在實施第一工序后，實施第二工序，其后，在實施 第三工序后，在重復進行一次或多次上述第一工序至第三工序后，在不進行軸向推壓或在 進行了整個軸向推壓量的10%以下的軸向推壓的狀態(tài)下使內(nèi)壓上升，所述第一工序通過在 將內(nèi)壓保持為一定壓力的同時進行軸向推壓而使上述金屬管的端部附近進行擴管，所述第 二工序通過不進行軸向推壓地僅使內(nèi)壓上升來使上述金屬管的中央部進行擴管，所述第三 工序不進行軸向推壓地僅使內(nèi)壓下降到上述一定壓力的值。
2.一種液壓成形加工方法，向金屬管內(nèi)部供給壓力介質(zhì)而負載內(nèi)壓，在從上述金屬管 的兩端進行軸向推壓的同時將可動模具軸向推壓而使上述金屬管成形為預定形狀，其特征 在于在將上述金屬管的兩端及可動模具的位置固定了的狀態(tài)下，或在進行了整個軸向推壓 量的10%以下的軸向推壓的狀態(tài)下使內(nèi)壓上升，接著，在實施第一工序后，實施第二工序， 其后，在實施第三工序后，在重復進行一次或多次上述第一工序至第三工序后，在不進行軸 向推壓或在進行了整個軸向推壓量的10%以下的軸向推壓的狀態(tài)下使內(nèi)壓上升，所述第一 工序通過在將內(nèi)壓保持為一定壓力的同時將上述金屬管的兩端和可動模具同時進行軸向 推壓而使上述金屬管的端部附近進行擴管，所述第二工序通過不進行上述金屬管的兩端的 軸向推壓以及可動模具的軸向推壓地僅使內(nèi)壓上升來使上述金屬管的中央部進行擴管，所 述第三工序不進行上述金屬管的兩端的軸向推壓以及可動模具的軸向推壓地僅使內(nèi)壓下 降到上述一定壓力的值。
3.一種液壓成形加工品，使用權(quán)利要求1或2所述的液壓成形加工方法來制造，其特征 在于上述金屬管的被擴管了的截面的周長相對于金屬管坯的截面的周長進行了 1.35倍以 上擴管的區(qū)域，在上述金屬管的管軸方向上連續(xù)上述金屬管坯的外徑的3. 5倍以上。
全文摘要
目的為以不殘留壓曲和皺紋的方式液壓成形加工擴管的區(qū)域長的液壓成形加工品，在將上述金屬管的兩端的位置固定了的狀態(tài)下，或在進行了整個軸向推壓量的10％以下的軸向推壓的狀態(tài)下使內(nèi)壓上升，接著，在實施第一工序后，實施第二工序，其后，在實施第三工序后，在重復進行一次或多次上述第一工序至第三工序后，在不進行軸向推壓或在進行了整個軸向推壓量的10％以下的軸向推壓的狀態(tài)下使內(nèi)壓上升，所述第一工序通過在將內(nèi)壓保持為一定壓力的同時進行軸向推壓而使上述金屬管的端部附近進行擴管，所述第二工序通過不進行軸向推壓地僅使內(nèi)壓上升來使上述金屬管的中央部進行擴管，所述第三工序不進行軸向推壓地僅使內(nèi)壓下降到上述一定壓力的值，從而得到液壓成形加工品。
文檔編號B21D26/033GK102083565SQ200980125780
公開日2011年6月1日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者佐藤浩一, 和田學, 栗山幸久, 水村正昭 申請人:新日本制鐵株式會社