CN102069102A - 金属管件的成型制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种金属管件的成型制作方法，其是以一管材预成型为一管件粗胚，以进行热间气体成型手段，所述的热间气体成型手段是先将管件粗胚预先加热至适当的塑型温度后，再置入加热至设定温度值的成型模具中，接着进行密封管件粗胚的二端，且在管件粗胚内注入高压气体，当高压气体的压力到达设定的压力值时，推进管件粗胚的二端作推料补偿，以成型出管件粗胚的外型轮廓，接着再取出管件粗胚，并进行后加工手段，即制作成型出管件成品；如此，在制作时，不仅可易于成型出管件的外型轮廓，以符合各种外型设计需求，且可减少回弹现象，以确保尺寸的精准度，更可大幅降低工作气体的压力，而达到易于成型制作以及节省设备成本的实用效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种可易于成型出管件的外型轮廓，且确保尺寸的精准度，更可大幅降低工作气体的压力，以达到易于成型制作以及节省设备成本的管件的成型制作方法。
背景技术
在汽车、机车、自行车以及航太等产业中，其产品的外型上或是需要组接作用的金属管件，在功能与美观的考虑下，会在管件上成型出管径呈渐缩或渐扩等不规则变化的外型。
请参阅图1、图2、图3所示，是中国台湾公告第546225号「无缝车架的成型方法」发明专利案，其是将一中空管体抽拉成一预定外型的粗胚管10，再将所述的粗胚管10放置在一具有上、下模21、22的模具20中，而以所述的模具20的上、下模21、22进行合模压制出部份外型，并进行油压成型，其是先推进模具20二侧的侧压缸23、24，以密封粗胚管10的二端，并在粗胚管10内注入设定的油量，当粗胚管10内的油压到达设定值时，所述的二侧压缸23、24即开始高速推进一预设行程，且分别以二侧压缸23、24的增压缸25、26作增压以及推料补偿，而利用油压鼓胀成型粗胚管10的外型轮廓，接着将粗胚管10取出裁切一设定的长度，并进行表面的研磨、抛光处理等后续加工，进而可将粗胚管10制作成型为一车架；然而，所述的成型方法在使用上仍有如下的不足：
所述的成型方法是利用油压成型粗胚管10的外型轮廓，而必须在常温状态下进行作业，由于金属材质在常温状态下的延展率低，将使得粗胚管10的成型性不佳，而难以成型出管径变化较大或弯折处较小圆角的外型，进而在管件的外型设计上受到限制。
所述的成型方法是在常温状态下成型粗胚管10的外型轮廓，将使得粗胚管10产生许多残留应力，而在成型后，极易发生不规则的回弹现象，而难以确保尺寸的精准度，进而造成成型制作上的困扰。
所述的成型方法是在常温状态下成型粗胚管10的外型轮廓，其虽在成型时，以增压缸25、26作增压以及推料补偿，然而，金属材质在常温状态下，所能补偿的管料有限，而在成型后，将使得鼓胀处的管壁较薄，且使粗胚管10整体的管壁厚薄不均，进而影响整体的强度。
所述的成型方法是在常温状态下成型粗胚管10的外型轮廓，若粗胚管10为一般金属材质，其压力值通常必须达到2000Bar，才足以使粗胚管10鼓胀变形，而对于一些高强度特殊金属材质的粗胚管10而言，其压力值甚至必须达到3,000～4,000Bar，因此，其成型所需的压力相当高，进而使得成型设备的成本大幅提高。
有鉴于此，本发明人遂以其多年从事相关行业的研发与制作经验，针对目前所面临的问题深入研究，经过长期努力的研究与试作，终究研创出一种易于成型出管件外型轮廓的金属管件的成型制作方法，并以大幅改善习式的缺弊，此即为本发明的设计宗旨。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种金属管件的成型制作方法，以大幅改善现有方法中存在的上述不足。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种金属管件的成型制作方法，其特征在于，包含有：
预成型手段：是先提供一管材，并将所述的管材预先成型为管件粗胚；
热间气体成型手段：是先将管件粗胚预先加热至适当的塑型温度，再置入成型模具中，接着进行密封管件粗胚的二端，且在管件粗胚内注入高压气体，当高压气体的压力到达设定的压力值时，推进管件粗胚的二端作推料补偿，以成型出管件粗胚的外型轮廓；
后加工手段：是对管件粗胚进行后续加工，以制作成型出管件成品。
其中：在所述的预成型手段中，管材是以扩管模具、缩管模具或弯管模具进行初步的扩管、缩管或弯曲成型，以预先成型为管件粗胚。
其中：更包含在所述的预成型手段以及所述的热间气体成型手段间，将管件粗胚进行第一热处理手段。
其中：所述的第一热处理手段是将管件粗胚进行调质处理。
其中：在所述的预成型手段中，管材是利用弯管模具成型为概呈弯曲形状的管件粗胚，以使管件粗胚具有第一侧端、第二侧端以及弯弧段。
其中：在所述的热间气体成型手段中，成型模具是具有上模和下模，且在合模后形成供置入成型管件粗胚的模穴，所述的模穴的一端设有以压缸驱动推进的第一冲头，另一端则设有以另一压缸驱动推进的第二冲头。
其中：在所述的热间气体成型手段中，是先以二压缸分别慢速推进第一、二冲头，以进行密封管件粗胚的第一侧端以及第二侧端。
其中：在所述的热间气体成型手段中，当高压气体的压力到达设定的压力值时，以二压缸分别推进第一、二冲头，以作推料补偿，而利用高压气体的压力，使得管件粗胚在模穴中鼓胀变形，以在管件粗胚的弯弧段成型出符合模穴的外型轮廓。
其中：在所述的热间气体成型手段中，是先将管件粗胚预先加热至其材质的再结晶温度，再置入成型模具中。
其中：在所述的热间气体成型手段中，成型模具是先加热至设定的温度值。
其中：在所述的热间气体成型手段中，注入管件粗胚内的高压气体是空气或惰性气体。
其中：在所述的热间气体成型手段中，当高压气体的压力到达设定的压力值时，推进管件粗胚的二端作推料补偿，并维持或增加所述的高压气体的压力。
其中：在所述的后加工手段中，管件粗胚是以裁切方式去除二端的余料，并以研磨以及抛光方式进行表面处理，以符合管件所需的尺寸以及表面粗糙度。
其中：更包含在所述的热间气体成型手段以及所述的后加工手段间，将管件粗胚进行第二热处理手段。
其中：所述的第二热处理手段是淬火处理。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：
本发明提供一种金属管件的成型制作方法，其是以一管材预成型为一管件粗胚，以进行热间气体成型手段，所述的热间气体成型手段是先将管件粗胚预先加热至适当的塑型温度后，再置入加热至设定温度值的成型模具中，接着进行密封管件粗胚的二端，且在管件粗胚内注入高压气体，当高压气体的压力到达设定的压力值时，推进管件粗胚的二端作推料补偿，以成型出管件粗胚的外型轮廓，接着再取出管件粗胚，并进行后加工手段，即制作成型出管件成品；如此，在成型时，即可易于成型出管件的外型轮廓，以符合各种外型设计需求，而易于成型制作。
本发明提供一种金属管件的成型制作方法，其中，所述的热间气体成型手段是先将管件粗胚预先加热至适当的塑型温度后，再置入加热至设定温度值的成型模具中，接着进行密封管件粗胚的二端，且在管件粗胚内注入高压气体，当高压气体的压力到达设定的压力值时，推进管件粗胚的二端作推料补偿，以成型出管件粗胚的外型轮廓，而在成型后，即可大幅减少回弹现象，确保尺寸精准度。
本发明提供一种金属管件的成型制作方法，其中，所述的热间气体成型手段是先将管件粗胚预先加热至适当的塑型温度后，再置入加热至设定温度值的成型模具中，接着进行密封管件粗胚的二端，且在管件粗胚内注入高压气体，当高压气体的压力到达设定的压力值时，推进管件粗胚的二端作推料补偿，以成型出管件粗胚的外型轮廓，而在成型时，即可充分补偿鼓胀成型处的管料，而确保管件强度。
本发明提供一种金属管件的成型制作方法，其中，所述的热间气体成型手段是先将管件粗胚预先加热至适当的塑型温度后，再置入加热至设定温度值的成型模具中，接着进行密封管件粗胚的二端，且在管件粗胚内注入高压气体，当高压气体的压力到达设定的压力值时，推进管件粗胚的二端作推料补偿，以成型出管件粗胚的外型轮廓，而在成型时，所须的工作气体压力较低，而节省设备成本。
附图说明
图1是中国台湾公告第546225号专利案的流程示意图；
图2是中国台湾公告第546225号专利案的压制动作示意图；
图3是中国台湾公告第546225号专利案的油压成型动作示意图；
图4是本发明的制程示意图
图5是本发明预成型手段的示意图；
图6是本发明热间气体成型手段的示意图；
图7是本发明热间气体成型手段的动作示意图(一)；
图8是本发明热间气体成型手段的动作示意图(二)；
图9是本发明热间气体成型手段的动作示意图(三)；
图10是本发明后加工手段的示意图。
附图标记说明：10-粗胚管；20-模具；21-上模；22-下模；23-侧压缸；24-侧压缸；25-增压缸；26-增压缸；30-管件；301-第一侧端；302-第二侧端；303-弯弧段；40-成型模具；401-上模；402-下模；403-模穴；41-第一冲头；42-第二冲头；50-高压气体。
具体实施方式
为使贵审查委员对本发明有进一步的深入了解，兹例举一较佳实施例，并配合图式说明如后：
请参阅图4、图5所示，本发明的金属管件的成型方法，首先提供一金属材质的管材，并以所述的管材进行预成型手段，以预先成型为一管件30粗胚，所述的管材是可以扩管模具、缩管模具或弯管模具进行初步的扩管、缩管或弯曲成型；在本实施例中，所述的管材是利用弯管模具成型为一概呈弯曲形状的管件30粗胚，以使管件30粗胚具有第一侧端301、第二侧端302以及弯弧段303；接着将所述的管件30粗胚进行第一热处理手段，以增加管件30粗胚的延展性；在本实施例中，其是将管件30粗胚进行调质处理。
请参阅图4、图6所示，所述的管件30粗胚在第一热处理手段后，接着进行热间气体成型手段，其是先将管件30粗胚预先加热至适当的塑型温度，在本实施例，管件30粗胚是加热至其材质的再结晶温度，以降低其抗拉强度，而大幅增加管件30粗胚的延展性，并将管件30粗胚置入加热至设定温度值的成型模具中，再将管件30粗胚的二端进行密封，且在管件30粗胚内注入高压气体，当高压气体的压力到达设定的压力值时，推进管件30粗胚的二端作推料补偿，并维持或增加所述的高压气体的压力，以成型出管件30粗胚的外型轮廓；请参阅图7所示，在本实施例中，其是以成型模具40进行热间气体成型手段，所述的成型模具40是具有上、下模401、402，且在合模后形成供置入成型管件30粗胚的模穴403，所述的模穴403的一端设有以压缸驱动推进的第一冲头41，另一端则设有以另一压缸驱动推进的第二冲头42，而先以二压缸分别慢速推进第一冲头41以及第二冲头42，以进行密封管件30粗胚的第一侧端301以及第二侧端302；请参阅图8所示，当管件30粗胚的第一侧端301以及第二侧端302密封后，即开始在管件30粗胚内注入可为空气或惰性气体的高压气体50；请参阅图9所示，当压力到达设定的压力值时，以二压缸分别推进第一冲头41以及第二冲头42，以作推料补偿，而利用高压气体50的压力，使得管件30粗胚在模穴403中鼓胀变形，以在管件30粗胚的弯弧段303成型出符合模穴403的外型轮廓。
请再参阅图4所示，所述的管件30粗胚在热间气体成型手段后，接着再进行第二热处理手段，以改变管件30粗胚的机械性质；在本实施例，其是将管件30粗胚进行淬火处理，以提升管件30粗胚的机械强度。
请参阅图4、图10所示，所述的管件30粗胚在第二热处理手段后，接着再进行后加工手段，而对管件30粗胚进行各种后续加工，以制作成型出管件30成品；在本实施例中，管件30粗胚是以裁切方式去除二端的余料，并以研磨以及抛光方式进行表面处理，以符合管件30所需的尺寸以及表面粗糙度。
如此，本发明的热间气体成型手段是在金属材质的管件粗胚加热至适当塑型温度的状态下，成型出管件的外型轮廓，而利用金属材质在高温状态时，易于延展的特性以及较低的抗拉强度，并搭配管件粗胚的二端推料补偿，在制作时，不仅可易于成型出管件的外型轮廓，以符合各种外型设计需求，且可减少回弹现象，以确保尺寸的精准度，更可大幅降低工作气体的压力，而达到易于成型制作以及节省设备成本的实用效益。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种金属管件的成型制作方法，其特征在于，包含有：
预成型手段：是先提供一管材，并将所述的管材预先成型为管件粗胚；
热间气体成型手段：是先将管件粗胚预先加热至适当的塑型温度，再置入成型模具中，接着进行密封管件粗胚的二端，且在管件粗胚内注入高压气体，当高压气体的压力到达设定的压力值时，推进管件粗胚的二端作推料补偿，以成型出管件粗胚的外型轮廓；
后加工手段：是对管件粗胚进行后续加工，以制作成型出管件成品。
2.根据权利要求1所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：在所述的预成型手段中，管材是以扩管模具、缩管模具或弯管模具进行初步的扩管、缩管或弯曲成型，以预先成型为管件粗胚。
3.根据权利要求1所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：更包含在所述的预成型手段以及所述的热间气体成型手段间，将管件粗胚进行第一热处理手段。
4.根据权利要求3所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：所述的第一热处理手段是将管件粗胚进行调质处理。
5.根据权利要求1所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：在所述的预成型手段中，管材是利用弯管模具成型为概呈弯曲形状的管件粗胚，以使管件粗胚具有第一侧端、第二侧端以及弯弧段。
6.根据权利要求5所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：在所述的热间气体成型手段中，成型模具是具有上模和下模，且在合模后形成供置入成型管件粗胚的模穴，所述的模穴的一端设有以压缸驱动推进的第一冲头，另一端则设有以另一压缸驱动推进的第二冲头。
7.根据权利要求6所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：在所述的热间气体成型手段中，是先以二压缸分别慢速推进第一、二冲头，以进行密封管件粗胚的第一侧端以及第二侧端。
8.根据权利要求6所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：在所述的热间气体成型手段中，当高压气体的压力到达设定的压力值时，以二压缸分别推进第一、二冲头，以作推料补偿，而利用高压气体的压力，使得管件粗胚在模穴中鼓胀变形，以在管件粗胚的弯弧段成型出符合模穴的外型轮廓。
9.根据权利要求1所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：在所述的热间气体成型手段中，是先将管件粗胚预先加热至其材质的再结晶温度，再置入成型模具中。
10.根据权利要求1所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：在所述的热间气体成型手段中，成型模具是先加热至设定的温度值。
11.根据权利要求1所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：在所述的热间气体成型手段中，注入管件粗胚内的高压气体是空气或惰性气体。
12.根据权利要求1所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：在所述的热间气体成型手段中，当高压气体的压力到达设定的压力值时，推进管件粗胚的二端作推料补偿，并维持或增加所述的高压气体的压力。
13.根据权利要求1所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：在所述的后加工手段中，管件粗胚是以裁切方式去除二端的余料，并以研磨以及抛光方式进行表面处理，以符合管件所需的尺寸以及表面粗糙度。
14.根据权利要求1所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：更包含在所述的热间气体成型手段以及所述的后加工手段间，将管件粗胚进行第二热处理手段。
15.根据权利要求14所述的金属管件的成型制作方法，其特征在于：所述的第二热处理手段是淬火处理。
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