液压成型的弯角管件的制造方法和装置
2020-01-11

液压成型的弯角管件的制造方法和装置

一种液压成型弯角管件的方法,它包括:将弯角金属管坯安放在大体相应的弯角形模腔内,该管坯具有外表面,其中该外表面在该管坯的弯角部处具有大致位于该管坯相反两侧上的凹表面部和凸表面部;密封管坯的相反两端;向管坯内部供应高压流体;因供应高压流体而胀大管坯,使之与限定该模腔的表面的形状吻合;对至少管坯一端施力以造成金属材料在管坯内流动,从而将管坯壁厚保持在一个预定范围内,其中与对纵向对准管坯凹表面部的管坯部施加的力的大小相比,对纵向对准该管坯凸表面部的管坯部施加更大的力,从而与靠近凹表面部的管坯部相比地造成更多的金属材料流向靠近相邻该凸表面部的管坯部,从而在靠近凹表面部的管坯部上限制了褶皱的形成。揭示了一种被用来实施上述方法的液压成型模具装置以及一种通过该方法和装置制成的弯角管件。

当上模部下降到下模部14上时,由外周模腔面限定并构成了一个胀大模腔72,其表面对应于管坯70的所需的最终成型形状。对于大多数用途来说,管坯70具有管状横截面并将被液压成型为矩形截面管,如WO98/08633所述的那样。因此,可以认为模腔72从在其一端的圆柱形(如在表面62)转变为在其中心部的方形截面。可以在图1中看到,在这样的液压成型装置中,所需的液压成型部件具有略微弯曲的形状。尤其是,当液压成型制造要获得对于相对管端的纵向中心线至少为30度的弯曲部的部件时,本发明获得了最大的利益。例如在图1中,角α大于30度。如图1所示,角α不仅是管子相对直管的倾斜角或弯曲角,而且也是管子容放模腔的倾斜角。根据本发明,待液压成型、且在标准的轧制成型过程中被制成直管的管坯70被预弯而与模腔72的弧形形状适配。预弯操作例如可以在传统的计算机数控(CNC)装置中完成。

还要认识到,可省去凹槽80,或者可以只开设一个凹槽。凹槽80通常与一个将被内推的相邻刻槽压头结合使用。

尽管在此参见优选实施例地描述了本发明,但显然可以在不超出本发明的范围和精神的前提下进行各种变形和改动。因此,根据在此所述的工作原理和优点,以下书是要覆盖所有这些修改、变形和等同替换。

再参见图1,可以看到管子70的端部可以设有凹槽80,这又限制了在纵向对准管子70内凹部75处金属材料流向管端。凹槽80设置得足够靠近管端28,以构成了在液压成型后被切去的管端的一部分。切去的端部未明显胀大并且在液压成型操作后还保持有基本上成圆形的横截面。

当上模部下降到下模部14上时,由外周模腔面限定并构成了一个胀大模腔72,其表面对应于管坯70的所需的最终成型形状。对于大多数用途来说,管坯70具有管状横截面并将被液压成型为矩形截面管,如WO98/08633所述的那样。因此,可以认为模腔72从在其一端的圆柱形(如在表面62)转变为在其中心部的方形截面。可以在图1中看到,在这样的液压成型装置中,所需的液压成型部件具有略微弯曲的形状。尤其是,当液压成型制造要获得对于相对管端的纵向中心线至少为30度的弯曲部的部件时,本发明获得了最大的利益。例如在图1中,角α大于30度。如图1所示,角α不仅是管子相对直管的倾斜角或弯曲角,而且也是管子容放模腔的倾斜角。根据本发明,待液压成型、且在标准的轧制成型过程中被制成直管的管坯70被预弯而与模腔72的弧形形状适配。预弯操作例如可以在传统的计算机数控(CNC)装置中完成。

另外,液压成型部件要在某些部位与管坯原直径相比最好至少胀大10%,并且在某些部位最好至少胀大20%。为了实现上述管胀大而不出现不理想地减小液压成型部件壁厚,相对管端28因压头24、26相互移近而纵向受压。在胀管时纵向挤压管子70造成构成管子70的金属材料纵向流动,从而液压成型部件的壁厚保持在原管坯壁厚的10%以内。应该认识到,除非采取某些措施,否则流动金属材料的累积可以出现在弯曲段的凹部75(看管子外表面时),因为与弯曲段突起部76相比,这里较少地需要材料流动。

法国专利FR-A-2535 987公开了一种液压成型设备,它的管端接合结构包括有铰接件,它们能纵向对准管的膨胀成球状的各部分,对管坯各部施加较大的力。

如图5所示,液压成型工艺是通过将管子70置于下模部14内而开始的,接着用外压头24、26密封管端。接着,用液压流体充满管子70,尤其是将以水和油为基本材料的添加剂经部件42而引入外压头24中,接着使其经孔69流入管子70。因而,流体通过孔69与对面的外压头26流通,它在这里通过部件44被引向下容器。在此过程中,排空管子70,清除掉几乎所有的气泡并用液压流体完全充满管子,如参考符号F所示。在管子充满液体后,使上模部下降到下模部14上而形成了封闭的模腔72。

为了保证形成相对于凹部75外形的无褶皱部,开设了成型于外压头24、26环形边缘面内的刻槽部78。确切地说,参见图3、4,可以看到外压头24、26的环形边缘面66的部分圆形部分67接触管坯70端28。如图所示,刻槽部78纵向对准了管子70的内凹部75。由于刻槽部78倾斜地离开管端28的相邻部、并且没有在压头24、26相对迫近时被压在管端28上,所以与突起部76相比,金属材料没有流向内凹部75,从而在凹部74没有形成褶皱。

根据本发明的另一方面,提供一种适用于构成一刚性汽车组件的一部分如汽车车架组件等的汽车部件,所述汽车部件是由一个具有预定壁厚和预定圆周尺寸的圆筒形坯料构成的;圆筒形坯料接受弯曲和液压成型,从而产生其中心弯曲段至少为30度的管壁和相反端的弯角部;该中心弯曲段具有约超过圆筒坯料预定圆周尺寸的10%的圆周尺寸;中心弯曲段包括无褶皱的凹陷部和壁厚在圆筒坯料预定壁厚的±10%范围内的突起部。

还要认识到,可省去凹槽80,或者可以只开设一个凹槽。凹槽80通常与一个将被内推的相邻刻槽压头结合使用。