成型裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠提高成型品的品質(zhì)的成型裝置。本發(fā)明的控制部(70)通過控制吹塑機(jī)構(gòu)(60)向金屬管材料(14)內(nèi)供給氣體以進(jìn)行膨脹成型。由此，金屬管材料(14)膨脹成型為與主型腔部(MC)對應(yīng)的形狀，并且與成品的凸緣部(80b)對應(yīng)的部分朝副型腔部(SC)膨脹?？刂撇?70)控制驅(qū)動部(81)，使得通過副型腔部(SC)壓扁膨脹的金屬管材料(14)的第2成型部分(14b)以成型凸緣部(80b)。在此，在對凸緣部(80b)進(jìn)行成型時，副型腔部(SC)與模具外部連通，因此能夠使得副型腔部(SC)的內(nèi)表面與金屬管材料(14)的第2成型部分(14b)之間的空氣排到模具外部。
【專利說明】
成型裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種成型出附帶凸緣的金屬管的成型裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知有一種通過向加熱的金屬管材料內(nèi)供給氣體以使其膨脹來進(jìn)行成型的成型裝置。例如，專利文獻(xiàn)I中所示的成型裝置具備:彼此成對的上模及下模;保持部，在上模與下模之間保持金屬管材料;及氣體供給部，向被保持部保持的金屬管材料內(nèi)供給氣體。該成型裝置中，向處于保持于上模與下模之間的狀態(tài)的金屬管材料內(nèi)供給氣體，從而能夠使金屬管材料膨脹以成型為與模具的形狀對應(yīng)的形狀。
[0003]以往技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)I:日本特開2003-154415號公報
[0006]發(fā)明的概要
[0007]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0008]在此，要求在金屬管上成型出凸緣。在利用上述那樣的成型裝置來對附帶凸緣的金屬管進(jìn)行成型的情況下，先在模具上形成凸緣成型用的容積較小的型腔，使金屬管膨脹成型，并通過凸緣成型用型腔壓扁金屬管材料的一部分，從而能夠成型出凸緣。在這種情況下，模具的型腔相對于模具外部呈封閉的空間時，對凸緣進(jìn)行成型時，空氣會滯留在模具的內(nèi)表面與成為凸緣的部分之間，可能因產(chǎn)生褶皺等而對成型品的品質(zhì)造成影響。
[0009]本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供一種能夠提高成型品的品質(zhì)的成型裝置。
[0010]用于解決技術(shù)課題的手段
[0011]本發(fā)明所涉及的成型裝置，其成型出附帶凸緣的金屬管，所述成型裝置具備:彼此成對的第I模具及第2模具;滑動件，使第I模具及第2模具中的至少一個模具移動;驅(qū)動部，產(chǎn)生用于使滑動件移動的驅(qū)動力;保持部，在第I模具與第2模具之間保持金屬管材料;氣體供給部，向被保持部保持的金屬管材料內(nèi)供給氣體;及控制部，控制驅(qū)動部、保持部及氣體供給部，第I模具及第2模具具備:第I型腔部，成型出金屬管的管部;及第2型腔部，成型出凸緣部，控制部進(jìn)行如下控制:控制氣體供給部，以通過向被保持部保持在第I模具與第2模具之間的金屬管材料內(nèi)供給氣體使金屬管材料膨脹成型，并控制驅(qū)動部，以通過第I模具及第2模具的第2型腔部壓扁膨脹的金屬管材料的一部分使凸緣部成型，在對凸緣部進(jìn)行成型時，第2型腔部與模具外部連通。
[0012]本發(fā)明所涉及的成型裝置中，控制部控制氣體供給部，以通過向被保持部保持在第I模具與第2模具之間的金屬管材料內(nèi)供給氣體使金屬管材料膨脹成型。由此，與金屬管材料的管部對應(yīng)的部分膨脹成型為與第I型腔部對應(yīng)的形狀，并且與凸緣部對應(yīng)的部分朝第2型腔部膨脹。并且，控制部控制驅(qū)動部，以通過第I模具及第2模具的第2型腔部壓扁膨脹的金屬管材料的一部分成型出凸緣部。在此，在對凸緣部進(jìn)行成型時，第2型腔部與模具外部連通。因此，在對凸緣部進(jìn)行成型時，能夠使第2型腔部的內(nèi)表面與形成金屬管材料的凸緣部的部位之間的空氣排到模具外部。由此，能夠抑制褶皺的產(chǎn)生等，且能夠提高成型品的品質(zhì)。
[0013]并且，本發(fā)明所涉及的成型裝置中，第2型腔部可以從成型開始直至成型結(jié)束為止始終與模具外部連通。由此，從成型開始直至成型結(jié)束為止，能夠使得第2型腔部的空氣排到豐旲具外部，因此能夠提尚成型品的品質(zhì)。
[0014]并且，本發(fā)明所涉及的成型裝置中，可以在第2型腔部的第I模具及第2模具中的至少一個模具上形成與凸緣部的厚度對應(yīng)的大小的高低差。由此，在第2型腔部成型出凸緣部之時，利用與該凸緣部的厚度對應(yīng)的大小的高低差來限制第2型腔部壓扁凸緣部。因此，能夠抑制凸緣部被過分壓扁。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠提尚成型品的品質(zhì)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的實施方式所涉及的成型裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2為沿圖1所示的I1-1I線的剖視圖，且為吹塑成型模具的概略剖視圖。
[0019]圖3為表示利用成型裝置進(jìn)行的制造工序的圖，圖3(a)為表示在模具內(nèi)設(shè)置有金屬管材料的狀態(tài)的圖，圖3(b)為表示金屬管材料被電極保持的狀態(tài)的圖。
[0020]圖4為表示利用成型裝置進(jìn)行的吹塑成型工序和其之后的流程的圖。
[0021]圖5為電極周邊的放大圖，圖5(a)為表示電極保持金屬管材料的狀態(tài)的圖，圖5(b)為表示在電極上抵接吹塑機(jī)構(gòu)的狀態(tài)的圖，圖5(c)為電極的主視圖。
[0022]圖6為表示吹塑成型模具的動作與金屬管材料的形狀的變化的圖，圖6(a)為表示將金屬管材料設(shè)置到吹塑成型模具之時的狀態(tài)的圖，圖6(b)為表示吹塑成型時的狀態(tài)的圖，圖6(c)為表示通過沖壓成型出凸緣部的狀態(tài)的圖。
[0023]圖7為表示變形例所涉及的吹塑成型模具的動作與金屬管材料的形狀的變化的圖，圖7(a)為表示將金屬管材料設(shè)置到吹塑成型模具之時的狀態(tài)的圖，圖7(b)為表示吹塑成型時的狀態(tài)的圖，圖7(c)為表示通過沖壓成型出凸緣部的狀態(tài)的圖。
[0024]圖8為表示變形例所涉及的吹塑成型模具的動作與金屬管材料的形狀的變化的圖，圖8(a)為表示將金屬管材料設(shè)置到吹塑成型模具之時的狀態(tài)的圖，圖8(b)為表示吹塑成型時的狀態(tài)的圖，圖8(c)為表示通過沖壓成型出凸緣部的狀態(tài)的圖。
[0025]圖9為表示比較例所涉及的吹塑成型模具的動作與金屬管材料的形狀的變化的圖，圖9(a)為表示將金屬管材料設(shè)置到吹塑成型模具之時的狀態(tài)的圖，圖9(b)為表示吹塑成型時的狀態(tài)的圖，圖9(c)為表示通過沖壓成型出凸緣部的狀態(tài)的圖。
【具體實施方式】
[0026]〈成型裝置的結(jié)構(gòu)〉
[0027]如圖1所示，成型出附帶凸緣的金屬管的成型裝置10具備:吹塑成型模具13，由上模(第I模具)12及下模(第2模具)11構(gòu)成;滑動件82，使上模12及下模11中的至少一個模具移動；驅(qū)動部81，產(chǎn)生用于使滑動件82移動的驅(qū)動力；管保持機(jī)構(gòu)(保持部)30，在上模12與下模11之間水平保持金屬管材料14;加熱機(jī)構(gòu)50，給被該管保持機(jī)構(gòu)30保持的金屬管材料14通電以進(jìn)行加熱；吹塑機(jī)構(gòu)(氣體供給部)60，向經(jīng)過加熱的金屬管材料14吹入高壓氣體；控制部70，控制驅(qū)動部81、管保持機(jī)構(gòu)30、加熱機(jī)構(gòu)50及吹塑機(jī)構(gòu)60 ；及水循環(huán)機(jī)構(gòu)72，對吹塑成型模具13進(jìn)行強(qiáng)制性水冷?？刂撇?0進(jìn)行在金屬管材料14被加熱至淬火溫度(AC3變形點溫度以上)時關(guān)閉吹塑成型模具13并向經(jīng)過加熱的金屬管材料14吹入高壓氣體等一系列控制。另外，在以下說明中，將成品所涉及的管稱為金屬管80(參考圖4(b))，將完成之前所經(jīng)歷的中途階段的管稱為金屬管材料14。
[0028]下模11固定于較大的基臺15。并且，下模11由較大的鋼鐵制塊構(gòu)成，且在其上表面具備型腔(凹部)16。而且，在下模11的左右端(圖1中為左右端)附近設(shè)置有電極容納空間11a，在該空間Ila內(nèi)具備構(gòu)成為能夠通過致動器(未圖示)上下進(jìn)退的第I電極17和第2電極18。在這些第I電極17、第2電極18的上表面形成有與金屬管材料14的下側(cè)外周面對應(yīng)的半圓弧狀的凹槽17a、18a(參考圖5(c))，并且能夠載置成，恰好在該凹槽17a、18a的部分嵌入金屬管材料14。并且，在第I電極17、第2電極18的正面(模具的外側(cè)方向的面)上形成有朝向凹槽17a、18a且周圍以錐狀傾斜地凹陷的錐凹面17b、I Sb。另外，在下模11形成有冷卻水通道19，在大致中心處具備從下插入的熱電偶21。該熱電偶21通過彈簧22被支承為自如地上下移動。
[0029]另外，位于下模11側(cè)的一對第I電極17、第2電極18兼做管保持機(jī)構(gòu)30，且能夠在上模12與下模11之間能夠升降地水平支承金屬管材料14。并且，熱電偶21僅僅作為測溫構(gòu)件的一例而示出，也可以是輻射溫度計或光溫度計等非接觸型溫度傳感器。另外，只要獲得通電時間與溫度之間的相關(guān)性，則完全能夠省略測溫構(gòu)件來構(gòu)成。
[0030]上模12在下表面具備型腔(凹部)24，其為內(nèi)置了冷卻水通道25的大型鋼鐵制塊。上模12將上端部固定在滑動件82。而且，固定有上模12的滑動件82通過加壓缸26被吊起，且被引導(dǎo)時不受導(dǎo)引缸27的影響而橫振。本實施方式所涉及的驅(qū)動部81具備產(chǎn)生用于使滑動件82移動的驅(qū)動力的伺服馬達(dá)83。驅(qū)動部81由將驅(qū)動加壓缸26的流體(將液壓缸用作加壓缸26時為動作油)供給到該加壓缸26的流體供給部構(gòu)成?？刂撇?0通過控制驅(qū)動部81的伺服馬達(dá)83來控制供給到加壓缸26的流體的量。由此，能夠控制滑動件82的移動。另外，驅(qū)動部81并不限定于如上述經(jīng)由加壓缸26而向滑動件82賦予驅(qū)動力，例如也可以是在滑動件82上機(jī)械地連接驅(qū)動部以將伺服馬達(dá)83所產(chǎn)生的驅(qū)動力直接或間接地賦予給滑動件82。另夕卜，本實施方式中，只有上模12進(jìn)行移動，但也可以是除了上模12或代替上模12而使下模11進(jìn)行移動。并且，本實施方式中，驅(qū)動部81也可以不具備伺服馬達(dá)83。
[0031]并且，設(shè)置于上模12的左右端(圖1中為左右端)附近的電極容納空間12a內(nèi)與下模11同樣具備構(gòu)成為能夠通過致動器(未圖示)上下進(jìn)退的第I電極17和第2電極18。在這些第I電極17、第2電極18的下表面形成有與金屬管材料14的上側(cè)外周面對應(yīng)的半圓弧狀的凹槽17a、18a(參考圖5(c))，且恰好能夠在該凹槽17a、18a嵌合金屬管材料14。并且，在第I電極
17、第2電極18的正面(模具的外側(cè)方向的面)形成有朝向凹槽17a、18a且周圍以錐狀傾斜地凹陷的錐凹面17b、18b。即，若通過上下一對第I電極17、第2電極18從上下方向夾持金屬管材料14，則恰好能夠緊緊的圈住金屬管材料14的整個外周。
[0032]接著，在圖2中示出從側(cè)面方向觀察吹塑成型模具13的概略截面。該圖為沿著圖1的箭頭I1-1I線的吹塑成型模具13的剖視圖，表示吹塑成型時的模具位置的狀態(tài)。從側(cè)面觀察吹塑成型模具13時，在上模12與下模11的表面分別形成有復(fù)雜的高低差。
[0033]若將上模12的型腔24表面作為基準(zhǔn)線LVl，則在上模12的表面形成有第I突起12b、第2突起12c。在型腔24的右側(cè)(圖2中為右側(cè))形成有最突起的第I突起12b，在型腔24的左側(cè)(圖2中為左側(cè))形成有第2突起12c。另一方面，若將下模11的型腔16表面作為基準(zhǔn)線LV2，則在下模11的表面的型腔16的右側(cè)(圖2中為右側(cè))形成有第I凹部11b，在型腔16的左側(cè)(圖2中為左側(cè))形成有第I突起11c。
[0034]并且，上模12的第I突起12b恰好能夠與下模11的第I凹部Ilb嵌合。并且，上模12的第2突起12c與下模11的第I突起Ilc形成為在上下方向上彼此相隔且平行。其結(jié)果，如圖2所示，在吹塑成型時的模具位置，上模12的型腔24的表面(成為基準(zhǔn)線LVl的表面)與下模11的型腔16的表面(成為基準(zhǔn)線LV2的表面)之間形成主型腔部(第I型腔部)MC，在主型腔部MC的橫向上形成容積較小的副型腔部(第2型腔部)SC。主型腔部MC為成型出金屬管80中的管部80a的部分，副型腔部SC為成型出金屬管80中的凸緣部80b的部分。
[0035]加熱機(jī)構(gòu)50具有:電源51;導(dǎo)線52，從該電源51延伸且與第I電極17和第2電極18連接;及開關(guān)53，夾設(shè)于該導(dǎo)線52之間。
[0036]吹塑機(jī)構(gòu)60由高壓氣體源61、積存通過該高壓氣體源61供給的高壓氣體的蓄能器62、從該蓄能器62延伸至缸體單元42的第I管體63、夾設(shè)于該第I管體63的壓力控制閥64及切換閥65、從蓄能器62延伸至形成于密封部件44內(nèi)的氣體通道46的第2管體67及夾設(shè)于該第2管體67的通斷閥68及止回閥69構(gòu)成。另外，密封部件44的前端形成為尖細(xì)的錐面45，且構(gòu)成為恰好能夠與第I電極的錐凹面17b、第2電極的錐凹面18b嵌合抵接的形狀(參考圖5)。另外，密封部件44經(jīng)由缸桿43與缸體單元42連結(jié)，且能夠配合缸體單元42的工作進(jìn)退移動。并且，缸體單元42經(jīng)由塊41載置固定于基臺15上。
[0037]壓力控制閥64發(fā)揮將與密封部件44側(cè)所要求的推力相適的工作壓力的高壓氣體供給到缸體單元42的作用。止回閥69發(fā)揮防止高壓氣體在第2管體67內(nèi)逆流的作用?？刂撇?0從(A)至(A)傳遞信息來從熱電偶21獲取溫度信息，以控制加壓缸26、開關(guān)53、切換閥65及通斷閥68等。
[0038]水循環(huán)機(jī)構(gòu)72由積存水的水槽73、汲取積存于該水槽73中的水并對其進(jìn)行加壓而送到下模11的冷卻水通道19及上模12的冷卻水通道25的水栗74及配管75構(gòu)成。雖然進(jìn)行了省略，但也可以將降低水溫的冷卻塔或凈化水的過濾器夾設(shè)于配管75之間。
[0039]〈成型裝置的作用〉
[0040]接著，對成型裝置10的作用進(jìn)行說明。圖3中示出從投放作為材料的金屬管材料14的管投放工序至給金屬管材料14通電以加熱的通電加熱工序。如圖3(a)所示，準(zhǔn)備能夠淬火的鋼類的金屬管材料14，并通過機(jī)械手臂等(未圖示)將該金屬管材料14載置到設(shè)置于下模11側(cè)的第I電極17、第2電極18上。由于在第I電極17、第2電極18上形成有凹槽17a、18a，因此金屬管材料14通過該凹槽17a、18a被定位。接著，控制部70(參考圖1)通過控制管保持機(jī)構(gòu)30使該管保持機(jī)構(gòu)30保持金屬管材料14。具體而言，如圖3 (b)所示，使能夠使各電極17、18進(jìn)退移動的致動器(未圖示)工作以使位于各上下的第I電極17、第2電極18接近/抵接。通過該致動器的工作，金屬管材料14的兩端部從上下被第I電極17、第2電極18夾持。并且，金屬管材料14通過形成于抵接的第I電極17、第2電極18的凹槽17a、18a的存在而以遍及其整周緊貼的方式被夾持。但是，并不限于遍及整個金屬管材料14而緊貼的結(jié)構(gòu)，也可以是第I電極17、第2電極18與金屬管材料14的周向中的一部分抵接的結(jié)構(gòu)。
[0041]接著，控制部70通過控制加熱機(jī)構(gòu)50來加熱金屬管材料14。具體而言，控制部70將加熱機(jī)構(gòu)50的開關(guān)53設(shè)為開啟(ON)。這樣一來，電力從電源51供給到金屬管材料14，通過存在于金屬管材料14的電阻，使得金屬管材料14自身發(fā)熱(焦耳熱)。此時，始終監(jiān)測熱電偶21的測定值，并根據(jù)該結(jié)果控制通電。
[0042]圖4中示出吹塑成型之后對金屬管材料14通過沖壓成型出凸緣，且作為成品獲得在管部80a形成有凸緣部80b的附帶凸緣的金屬管80的流程?？刂撇?0控制吹塑機(jī)構(gòu)60，以向被管保持機(jī)構(gòu)30保持于上模12與下模11之間的金屬管材料14內(nèi)供給氣體，從而對金屬管材料14進(jìn)行膨脹成型。并且，控制部70控制驅(qū)動部81，通過上模12及下模11的副型腔部SC對膨脹成型的金屬管材料14的一部分進(jìn)行擠壓，從而成型出凸緣部80b。具體而言，如圖4(a)所示，對于經(jīng)過加熱的金屬管材料14關(guān)閉吹塑成型模具13，并將金屬管材料14配置密封到該吹塑成型模具13的型腔內(nèi)。之后，使缸體單元42工作，從而利用吹塑機(jī)構(gòu)60的一部分即密封部件44對金屬管材料14的兩端進(jìn)行密封(一并參考圖5)。另外，該密封不是密封部件44直接與金屬管材料14的兩端面抵接而密封，而是經(jīng)由形成于第I電極17的錐凹面17b、第2電極18的錐凹面18b來間接地進(jìn)行。這樣不僅能夠通過大面積密封來提高密封性能，而且還防止因重復(fù)密封動作而引起的密封部件的損耗，而且有效的防止金屬管材料14兩端面的變形等。密封結(jié)束之后，將高壓氣體吹入金屬管材料14內(nèi)，以使通過加熱而軟化的金屬管材料14沿著型腔的形狀變形。之后，若對吹塑成型之后的金屬管材料14進(jìn)行用于形成凸緣部80b的沖壓動作(對于該點，在后面另行做詳細(xì)敘述。)并進(jìn)行開模，則如圖4(b)所示，能夠做出作為成品的具有管部80a及凸緣部80b的金屬管80。
[0043]金屬管材料14經(jīng)過高溫(950°C前后)加熱而軟化，且能夠以比較低的壓力吹塑成型。具體而言，作為高壓氣體采用常溫(25°C)下4MPa的壓縮空氣時，該壓縮空氣在密閉的金屬管材料14內(nèi)最終被加熱至950°C附近。壓縮空氣熱膨脹，并根據(jù)波義耳-查爾斯定律大約達(dá)到16?17MPa。即，能夠輕松地對950°C的金屬管材料14進(jìn)行吹塑成型。
[0044]而且，經(jīng)過吹塑成型而膨脹的金屬管材料14的外周面與下模11的型腔16接觸而被快速冷卻，同時與上模12的型腔24接觸而快速冷卻(通過管理使上模12與下模11的熱容量大且為低溫，因此只要接觸金屬管材料14，管表面的熱量一下就被模具側(cè)奪去。)而進(jìn)行淬火。這種冷卻法被稱為模具接觸冷卻或模具冷卻。金屬管材料14被快速冷卻之后不久，奧氏體的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體狀態(tài)。后半部冷卻過程中冷卻速度變小，因此通過復(fù)熱使馬氏體的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌M織(托氏體、索氏體等)狀態(tài)。因此，無需另外進(jìn)行回火處理。
[0045]接著，參考圖6對通過上模12及下模11成型的形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，在以下說明中，成型途中的金屬管材料14中，將與成品所涉及的金屬管80的管部80a對應(yīng)的部分稱為“第I成型部分14a”，將與凸緣部80b對應(yīng)的部分稱為“第2成型部分14b”。如圖6(a)、圖6(b)所示，本實施方式所涉及的成型裝置10中，吹塑成型并不是在上模12與下模11完全關(guān)閉的(緊固的)狀態(tài)下進(jìn)行。即，上模12與下模11保持一定距離，從而在主型腔部MC的橫向上形成有副型腔部SC的狀態(tài)下進(jìn)行吹塑成型。在該狀態(tài)下，在型腔24的基準(zhǔn)線LVl的表面與型腔16的基準(zhǔn)線LV2的表面之間形成有主型腔部MC。并且，在上模12的第2突起12c的表面與下模11的第I突起Ilc的表面之間形成有副型腔部SC。主型腔部MC與副型腔部SC處于彼此連通的狀態(tài)。并且，本實施方式中，構(gòu)成副型腔部SC的上模12的第2突起12c的表面與下模11的第I突起Ilc的表面彼此在上下方向相隔的狀態(tài)下延伸至上模12及下模11的寬度方向(圖6中為紙面左側(cè))的端部。因此，副型腔部SC與模具外部連通。其結(jié)果，如圖6(b)所示，經(jīng)過加熱而被軟化且注入高壓氣體的金屬管材料14不僅進(jìn)入到主型腔部MC還進(jìn)入到副型腔部SC的部分而膨脹。在圖6所示的例子中，主型腔部MC的截面構(gòu)成為矩形形狀，因此金屬管材料14配合該形狀而被吹塑成型，由此成型為截面為矩形的形狀。另外，該部分與成為管部80a的第I成型部分14a對應(yīng)。但是，主型腔部MC的形狀并沒有特別限定，也可以配合所期望的形狀而采用圓形、橢圓形或多邊形等任何形狀。并且，由于主型腔部MC與副型腔部SC連通，因此金屬管材料14的一部分進(jìn)入到副型腔部SC。該一部分相當(dāng)于通過壓扁而成為凸緣部80b的第2成型部分14b。
[0046]如圖6(c)所示，在吹塑成型之后或吹塑成型的中途的階段，使相隔的上模12與下模11靠近。通過該動作，副型腔部SC的容積變小，第2成型部分14b的內(nèi)部空間縮減，第2成型部分14b成為折疊的狀態(tài)。即，通過該上模12與下模11的靠近，進(jìn)入到副型腔部SC內(nèi)的金屬管材料14的第2成型部分14b經(jīng)過沖壓而被擠壓。其結(jié)果，在金屬管材料14的外周面成型出沿著該金屬管材料14的長邊方向被擠壓的第2成型部分14b (在該狀態(tài)下，金屬管材料14成為與作為成品的金屬管80相同的形狀)。另外，從這些吹塑成型直至凸緣部80b的沖壓成型結(jié)束為止所耗費(fèi)的時間還取決于金屬管材料14的種類，但大概需要I?2秒左右結(jié)束。另外，在圖6所示的例子中，上模12的第I突起12b的表面與下模11的第I凹部Ilb的底面抵接，上模12與下模11成為無法再靠近的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，在構(gòu)成副型腔部SC的上模12的第2突起12c的表面與下模11的第I突起Ilc的表面之間形成與被擠壓的第2成型部分14b(即凸緣部80b)的厚度對應(yīng)的間隙。即便在該狀態(tài)下，副型腔部SC也成為與模具外部連通的狀態(tài)。即，在圖6所示的例子中，在進(jìn)行金屬管80的凸緣部80b(金屬管材料14的第2成型部分14b)的成型時，副型腔部SC從成型開始直至成型結(jié)束為止始終與模具外部連通。
[0047]并且，通過吹塑成型之后上模12與下模11的靠近，不僅是進(jìn)入到副型腔部SC內(nèi)的金屬管材料14的第2成型部分14b，連主型腔部MC部分的金屬管材料14的第I成型部分14a也被擠壓。此時，金屬管材料14經(jīng)過加熱而被軟化，因此通過調(diào)節(jié)閉模速度或壓縮氣體等，從而能夠完成不松她或不扭曲的廣品。
[0048]接著，對本實施方式所涉及的成型裝置10的作用/效果進(jìn)行說明。
[0049]首先，參考圖9對比較例所涉及的成型裝置的吹塑成型模具313進(jìn)行說明。比較例所涉及的吹塑成型模具313中，若將上模312的型腔324表面作為基準(zhǔn)線LVl，則在上模312的表面形成第I突起312b、第2突起312c、第3突起312d。在型腔324的右側(cè)(圖9中右側(cè))形成有最為突出的第I突起312b，在型腔324的左側(cè)(圖9中左側(cè))以階梯式形成有第2突起312c及第3突起312d。另一方面，若將下模311的型腔316表面作為基準(zhǔn)線LV2，則下模311的表面在型腔316的右側(cè)(圖9中右側(cè))形成第I凹部311b，在型腔316的左側(cè)(圖9中左側(cè))形成第I突起311c。并且，上模312的第I突起312b恰好能夠與下模311的第I凹部311b嵌合。并且，下模311的第I突起311c能夠嵌合到上模312的第2突起312c和第3突起312d的高低差(臺階)部分。通過如此構(gòu)成，如圖9所示，在吹塑成型時的模具位置構(gòu)成為，在主型腔部MC的橫向上形成容積較小的副型腔部SC。
[0050]比較例所涉及的吹塑成型模具313中，在副型腔部SC側(cè)形成有上模312的第3突起312d，下模311的第I突起311c能夠嵌合到第2突起312c和第3突起312d的高低差部分。該高低差部分與第I突起311c嵌合時，上模312的第3突起312d的側(cè)面312e與下模311的第I突起311c的側(cè)面311d成為抵接的狀態(tài)。因此，如圖9(b)、圖9(c)所示，在進(jìn)行擠壓金屬管材料14的沖壓時，副型腔部SC通過突起312c、312d、311c從模具外部被阻斷，從而主型腔部MC及副型腔部SC成為關(guān)閉狀態(tài)。此時，對金屬管材料14進(jìn)行膨脹成型時，存在于副型腔部SC的金屬管材料14外的空間SP(參考圖9(b))的空氣成為被突起312c、312d、311c的表面與膨脹的金屬管材料14的第2成型部分14b的外表面夾住的狀態(tài)。這種空氣成為氣泡而有可能對成型性造成影響。
[0051]另一方面，本實施方式所涉及的成型裝置10中，控制部70控制吹塑機(jī)構(gòu)60，以向通過管保持機(jī)構(gòu)30被保持在上模12與下模11之間的金屬管材料14內(nèi)供給氣體，從而對金屬管材料14進(jìn)行膨脹成型。由此，金屬管材料14中與成品的管部80a對應(yīng)的部分(即第I成型部分14a)被膨脹成型為與主型腔部MC對應(yīng)的形狀，并且與成品的凸緣部80b對應(yīng)的部分(即第2成型部分14b)朝副型腔部SC膨脹。并且，控制部70控制驅(qū)動部81，通過上模12及下模11的副型腔部SC壓扁膨脹的金屬管材料14的第2成型部分14b，由此成型出凸緣部80b。在此，在進(jìn)行凸緣部80b的成型時，副型腔部SC與模具外部連通。因此，進(jìn)行凸緣部80b的成型時，副型腔部SC的內(nèi)表面與金屬管材料14的第2成型部分14b之間的空氣能夠排到模具外部。由此，能夠抑制褶皺的產(chǎn)生等，且能夠提高成型品的品質(zhì)。并且，將副型腔部SC與模具外部連通時，能夠朝模具外部直線平行地形成與該副型腔部SC對應(yīng)的部位即上模12的第2突起12c的表面和下模11的第I突起Ilc的表面，因此與如圖9所示的上模312及下模311相比，能夠簡化模具形狀，且能夠降低模具的制造成本。
[0052]并且，本實施方式所涉及的成型裝置10中，副型腔部SC從成型開始直至成型結(jié)束為止始終與模具外部連通。由此，從成型開始直至成型結(jié)束為止，能夠使副型腔部SC的空氣排到模具外部，因此能夠提高成型品的品質(zhì)。
[0053]本發(fā)明并不限定于上述實施方式。
[0054]例如，也可以采用如圖7所示的結(jié)構(gòu)所涉及的吹塑成型模具113。具體而言，吹塑成型模具113在主型腔部MC的一側(cè)具有形成于上模112的突起112c的表面與下模111的突起Illc的表面之間的副型腔部SCl，在主型腔部MC的另一側(cè)具有形成于上模112的突起112b的表面與下模111的突起Illb的表面之間的副型腔部SC2。由此，吹塑成型模具113能夠在金屬管80的管部80a的兩側(cè)成型出凸緣部80b。另外，副型腔部SCl及副型腔部SC2從成型開始直至成型結(jié)束為止均始終與模具外部連通。但是，只要副型腔部SCl及副型腔部SC2的至少一個與模具外部連通即可。
[0055]并且，例如也可以采用如圖8所示的結(jié)構(gòu)所涉及的吹塑成型模具213。吹塑成型模具213中，在副型腔部SC的上模212形成有與凸緣部80b對應(yīng)的大小的高低差220。具體而言，高低差220通過在上模212的突起212c的表面進(jìn)一步設(shè)置突起212d而形成。由此，如圖8(b)所示，在壓扁金屬管材料14的第2成型部分14b時，副型腔部SC能夠與模具外部連通，另一方面，如圖8(c)所示，在副型腔部SC已成型出凸緣部80b之時，通過與該凸緣部80b的厚度對應(yīng)的大小的高低差220來限制副型腔部SC壓扁凸緣部80b。因此，能夠抑制凸緣部80b被過分?jǐn)D壓。另外，在突起212d的表面與突起211c的表面抵接的狀態(tài)下，副型腔部SC從模具外部被阻斷，但是已經(jīng)是壓扁第2成型部分14b而成型出凸緣部80b之后，因此不會在凸緣部80b上產(chǎn)生褶皺等。另外，在圖8所示的例子中，在上模212側(cè)形成有高低差，但也可以在下模211形成有高低差220。或者，也可以在上模212與下模211這兩者上形成高低差，且兩個高低差加起來是與凸緣部80b的厚度對應(yīng)的大小。
[0056]并且，上述成型裝置10具備能夠在上下模具之間進(jìn)行加熱處理的加熱機(jī)構(gòu)50，利用通過通電而產(chǎn)生的焦耳熱來加熱金屬管材料14，但并不限定于這些。例如，加熱處理可以在上下模具之間以外的地方進(jìn)行，且將加熱后的金屬制管搬入到模具之間。并且，除了利用通過通電而產(chǎn)生的焦耳熱以外，還可以利用加熱器等輻射熱，還能夠利用高頻感應(yīng)電流而進(jìn)行加熱。
[0057]高壓氣體主要能夠采用氮?dú)?、氬氣等非氧化性氣體或惰性氣體。這些氣體不易在金屬管內(nèi)產(chǎn)生氧化鐵皮，但價格高。在該點上，若是壓縮空氣，則既不引發(fā)很大的氧化鐵皮產(chǎn)生的問題，而且價格低廉，泄漏到大氣中也不造成危害，且極其容易操控。因此，能夠順利地執(zhí)行吹塑工序。
[0058]吹塑成型模具可以是無水冷模具或水冷模具中的任一個。但是，無水冷模具在吹塑成型結(jié)束后使模具降至常溫附近時需要很長時間。在該點上，若是水冷模具，可在短時間內(nèi)結(jié)束冷卻。因此，從提高生產(chǎn)效率的觀點來看，優(yōu)選為水冷模具。
[0059]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0060]根據(jù)本發(fā)明，可提供一種能夠提高成型品的品質(zhì)的成型裝置。
[0061 ] 符號說明
[0062]10-成型裝置，11-下模(第2模具)，12_上模(第I模具)，14_金屬管材料，30-管保持機(jī)構(gòu)(保持部)，60-吹塑機(jī)構(gòu)(氣體供給部)，70-控制部，81-驅(qū)動部，82-滑動件，MC-主型腔部(第I型腔部)，SC-副型腔部(第2型腔部)。
【主權(quán)項】
1.一種成型裝置，其成型出附帶凸緣的金屬管，所述成型裝置具備: 彼此成對的第I模具及第2模具； 滑動件，使所述第I模具及所述第2模具中的至少一個模具移動； 驅(qū)動部，產(chǎn)生用于使所述滑動件移動的驅(qū)動力； 保持部，在所述第I模具與所述第2模具之間保持金屬管材料； 氣體供給部，向被所述保持部保持的所述金屬管材料內(nèi)供給氣體;及 控制部，控制所述驅(qū)動部、所述保持部及所述氣體供給部， 所述第I模具及所述第2模具具備:第I型腔部，成型出所述金屬管的管部；及第2型腔部，成型出凸緣部， 所述控制部進(jìn)行如下控制: 控制所述氣體供給部，通過向被所述保持部保持在所述第I模具與所述第2模具之間的所述金屬管材料內(nèi)供給氣體，從而使所述金屬管材料膨脹成型， 控制所述驅(qū)動部，通過所述第I模具及所述第2模具的所述第2型腔部壓扁膨脹的所述金屬管材料的一部分，使所述凸緣部成型， 在對所述凸緣部進(jìn)行成型時，所述第2型腔部與模具外部連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成型裝置，其中， 所述第2型腔部從成型開始直至成型結(jié)束為止與所述模具外部連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成型裝置，其中， 所述第2型腔部中，在所述第I模具及所述第2模具中的至少一個模具上形成有尺寸與所述凸緣部的厚度對應(yīng)的臺階。
【文檔編號】B21D26/047GK105980075SQ201480067096
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年9月30日
【發(fā)明人】上野紀(jì)條, 石塚正之, 雜賀雅之, 小松隆
【申請人】住友重機(jī)械工業(yè)株式會社