JP2000246361A - Hydroforming method of pipe material - Google Patents
Hydroforming method of pipe materialInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はパイプ材を素材とし
パイプ材直径よりも寸法の小さい異形断面形状を少なく
とも部分的に有する製品の製造に好適なハイドロフォー
ミング方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydroforming method suitable for producing a product made of a pipe material and having at least partially an irregular cross-sectional shape smaller than the diameter of the pipe material.
【０００２】[0002]
【従来の技術】たとえば自動車の下回りフレームなどで
代表される部品は、平面形状がＵ状あるいはＬ状をなす
とともに閉鎖断面構造を持ち、しかも他の部品の据付け
や結合などのため、部分的に多角形あるいは長円など異
形な断面形状を部分的に有している。かかる製品を得る
場合、従来では、プレスによってパネル状をなした上部
体と下部体を成形し、その上部体と下部体のフランジを
重ねてスポット溶接する方法が取られていた。しかし、
この方法は、フランジを有するためその分だけ重量が増
すとともに、寸法が大きくなって配置スペース効率が低
下し、また、スポット溶接のため強度も低くなり、工程
も煩雑であるためコストが高くなるなどの問題があっ
た。2. Description of the Related Art For example, a part represented by a lower frame of an automobile has a U-shaped or L-shaped plane shape and a closed cross-sectional structure, and is partially used for installation and connection of other parts. Partially has an irregular cross-sectional shape such as a polygon or an ellipse. Conventionally, in order to obtain such a product, a method has been employed in which a panel-shaped upper body and a lower body are formed by pressing and the flanges of the upper body and the lower body are overlapped and spot-welded. But,
In this method, the weight increases due to the presence of the flange, the size increases, the placement space efficiency decreases, the strength decreases due to spot welding, and the cost increases because the process is complicated. There was a problem.
【０００３】こうした不具合を改善するため、素材とし
てパイプ材を使用し、これをハイドロフォーム技術を利
用して成形する方法が知られている。このハイドロフォ
ーム法は大別して２タイプがある。第１のタイプは、図
１に示されており、（ａ）のように、断面が円形のパイ
プを所要平面形状たとえばＵ字状に曲げ加工し、その曲
げ加工品のパイプ径よりも狭い幅の製品部分について
は、プレスあるいは専用機により（ｂ）のように素材径
よりも幅寸法が縮減した断面形状に潰し加工（プリフォ
ーム）し、この潰し加工品を（ｃ）のように上下型のキ
ャビテイに装填し、（ｄ）のように上下型の型締めを行
なったのち、（ｅ）のように潰し加工品内に液体を注入
して高圧力（たとえば２２０００ｐｓｉ程度）の内圧を
創成させることにより、材料を型面に馴染むように塑性
変形させ、（ｆ）のような断面形状に成形する方法であ
る。[0003] In order to improve such disadvantages, there is known a method in which a pipe material is used as a raw material and the pipe material is formed by using a hydroforming technique. This hydroforming method is roughly classified into two types. The first type is shown in FIG. 1, and as shown in FIG. 1 (a), a pipe having a circular cross section is bent into a required plane shape, for example, a U-shape, and has a width smaller than the pipe diameter of the bent product. The product part is crushed (preform) by a press or a special machine into a cross-sectional shape whose width is smaller than the material diameter as shown in (b), and this crushed product is made up and down as shown in (c). After the upper and lower molds are clamped as shown in (d), a liquid is injected into the crushed workpiece as shown in (e) to create an internal pressure of high pressure (for example, about 22000 psi). This is a method in which the material is plastically deformed so as to conform to the mold surface, and is formed into a cross-sectional shape as shown in FIG.
【０００４】第２のタイプは、図２に示されており、
（ａ）のように円形のパイプを所要平面形状たとえばＵ
字状に曲げ加工し、その曲げ加工品をやはりプレスある
いは専用機により（ｂ）のように幅寸法が縮減した断面
形状に潰し加工し、この潰し加工品を（ｃ）のように上
下型のキャビテイに装填し、（ｄ）のように型締め前に
潰し加工品内に低圧（たとえば１０００ｐｓｉ程度）を
創成させて予備加圧成形し、次いで（ｅ）のように型締
めを行い、予備加圧成形品を（ｆ）のような断面形状に
なるように６０００〜７０００ｐｓｉの高い内圧にして
材料を型面に馴染むように塑性変形させる方法である。A second type is shown in FIG.
A circular pipe as shown in FIG.
The bent product is crushed by a press or a dedicated machine into a cross-sectional shape whose width is reduced as shown in (b), and the crushed product is formed into an upper and lower mold as shown in (c). The cavities are charged into the cavities, and a low pressure (for example, about 1000 psi) is created in the crushed product before clamping as shown in FIG. This is a method of applying a high internal pressure of 6000 to 7000 psi so that the pressed product has a cross-sectional shape as shown in (f), and plastically deforms the material so as to conform to the mold surface.
【０００５】前記第２のタイプは、液圧成形時に、第１
段階として低圧による予備加圧成形を行なってパワーの
分割を図るので、第１のタイプに比べてプレスの小型化
を図ることができ、また、低圧による予備加圧成形を行
なうために、急激な材料の変化による肉厚の減少が低下
して亀裂の発生も抑制され、加工タクトも第１のタイプ
に比べて大幅な短縮を図ることができるといった利点を
有している。[0005] The second type is a type in which the first type is used during hydroforming.
Since the power is divided by performing low-pressure pre-press molding as a step, the size of the press can be reduced as compared with the first type. There is an advantage that a decrease in wall thickness due to a change in the material is reduced and cracks are suppressed, and the processing tact can be significantly reduced as compared with the first type.
【０００６】しかしながら、第２のタイプも、曲げ加工
したパイプを製品断面形状に近づけるべくプレスあるい
は専用機により図２（ｂ）のように幅寸法の縮減した断
面形状に潰す予備加工工程が必須であり、また、型締め
前に予備加工品内に液体を注入して低圧を加えて予備加
圧成形し、それから型締めして内圧を高圧化するという
２段階昇圧工程が必要である。このため、工程が多いこ
ととあいまって生産効率がいまだ低く、製造コストの低
減に不十分であることを否めない。また、プレスそのも
のの力で型締めを行なうので大型のプレス機を必要とす
るという問題があった。However, the second type also requires a preliminary processing step of crushing the bent pipe into a cross-sectional shape having a reduced width dimension as shown in FIG. 2B by a press or a dedicated machine in order to approximate the cross-sectional shape of the product. In addition, a two-stage pressure-increasing step is required in which a liquid is injected into the pre-processed product before the mold clamping, a low pressure is applied to perform the pre-press molding, and then the mold is clamped to increase the internal pressure. For this reason, it cannot be denied that the production efficiency is still low in combination with the large number of steps, and is insufficient to reduce the manufacturing cost. Further, there is a problem that a large-sized press machine is required because the mold is clamped by the force of the press itself.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題点を解消するため創案されたもので、その目的とす
るところは、異形部分を含む閉鎖断面製品を、パイプ材
から簡易な工程、簡易小型な設備および短いタクトで精
度よく製造することができ、製造コストを大幅に低減す
ることができるハイドロフォーミング方法を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a closed cross-section product including a deformed portion from a pipe material by a simple process. Another object of the present invention is to provide a hydroforming method that can be manufactured accurately with simple and small equipment and short tact time, and that can significantly reduce the manufacturing cost.
【０００８】前記課題を達成するため本発明は、平面的
に屈曲したパイプ材から全長の少なくとも一部にパイプ
材の径よりも狭い幅の断面領域を有する製品を得るにあ
たり、パイプ材を所望平面形状に曲げ加工した曲げ加工
品を、外側型内で左右方向に移動可能な一対のスライド
ブロックを配した下型の前記スライドブロック間に装填
し、曲げ加工品内に液体を充填して加圧した状態で上部
成形面を有する上型を作動させることにより前記一対の
スライドブロックを接近方向に移動させて曲げ加工品を
スライドブロックと上部成形面とで連続的に変形させつ
つ型締めし、上型を下型に対してロックさせた状態で曲
げ加工品の内圧を連続的に上昇させて目的断面形状にな
るまで加圧成形することを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the present invention relates to a method for obtaining a product having a cross-sectional area having a width smaller than the diameter of a pipe material in at least a part of the entire length from a pipe material bent in a plane. A bent product having a bent shape is loaded between the slide block of the lower die having a pair of slide blocks movable in the left-right direction in the outer die, and the bent product is filled with liquid and pressurized. By operating the upper mold having the upper molding surface in the above state, the pair of slide blocks are moved in the approaching direction, and the bent product is clamped while continuously deforming the slide block and the upper molding surface. The method is characterized in that, while the mold is locked with respect to the lower mold, the internal pressure of the bent product is continuously increased to form the product into a desired sectional shape.
【０００９】前記方法に用いる金型は、好適には、次の
構成を有している。両側に固定側壁を有し、それらの間
に製品の断面上の底部を成形するための型面を有する台
部と台部両側の深溝を有し、固定側壁の中間領域に凹部
を形成している第１ダイスと、前記台部に配置され、対
向面に型面を有するとともに上部外側にテーパ面を有す
る左右一対のスライドブロックと、前記固定側壁の内寸
法に則した間隔を有するとともに下降末期に前記深溝に
進入可能な長さの一対の突壁を有し、該突壁は先端に前
記スライドブロックのテーパ面に当接してスライドブロ
ックを移動させるためのテーパ状面を備え、外面には前
記凹部に対応する凹部を有し、突壁間には製品の断面上
の頂部を成形するための型面を有する第２ダイスと、前
記第１ダイスの固定側壁に配置され、前記突壁の進入時
に凹部に嵌入可能なロック片とこれを駆動するアクチュ
エータとを備えたロック機構。前記第２ダイスは、好適
には、突壁の付け根領域に、スライドブロックのテーパ
面と接するテーパ面を有している。また、第２ダイス
は、好適には、前記スライドブロックの上部内側に嵌合
する台部を有している。The mold used in the above method preferably has the following configuration. With fixed side walls on both sides, a base with a mold surface for molding the bottom on the cross section of the product between them and a deep groove on both sides of the base, forming a recess in the middle area of the fixed side wall A first die, a pair of left and right slide blocks disposed on the base portion, having a mold surface on an opposing surface and having a tapered surface on an upper outer side, and having an interval in accordance with the inner dimensions of the fixed side wall, and Has a pair of projecting walls of a length capable of entering the deep groove, the projecting wall has a tapered surface at its tip for moving the slide block by contacting the tapered surface of the slide block, and an outer surface thereof. A second die having a concave portion corresponding to the concave portion and having a mold surface for molding a top on a cross section of the product between the protruding walls, and a second die disposed on a fixed side wall of the first die; A lock piece that can fit into the recess when entering Locking mechanism comprising an actuator for moving. The second die preferably has a tapered surface in contact with a tapered surface of the slide block in a root region of the protruding wall. Further, the second die preferably has a pedestal portion fitted inside the upper portion of the slide block.
【００１０】本発明によるハイドロフォーム法は、もち
ろん全体をパイプ材の径よりも狭い幅の断面領域を有す
る形状に成形すること含む。また、パイプ材の径よりも
狭い幅の断面領域を有する形状に成形するほか、他の部
分では断面領域と異なる方向（たとえば横方向）で非真
円形断面形状に成形する場合を含む。この部分において
は、金型は、スライドブロックを有さず、固定したキャ
ビティーを有している。The hydroforming method according to the present invention involves, of course, forming the whole into a shape having a cross-sectional area having a width smaller than the diameter of the pipe material. Further, in addition to molding into a shape having a cross-sectional area having a width smaller than the diameter of the pipe material, there is also a case where the other portion is molded into a non-circular cross-sectional shape in a direction different from the cross-sectional area (for example, a lateral direction). In this part, the mold does not have a slide block but has a fixed cavity.
【００１１】[0011]
【作用】本発明によるハイドロフォーミング法において
は、内型として左右一対のスライドブロックを用いるた
め、パイプ材の径よりも狭い幅の断面領域を有する製品
を加圧成形する場合に、パイプ材を所望平面形状に曲げ
加工した曲げ加工品をそのまま型に入れて、製品形状ま
で加圧成形することが出来る。したがって、曲げ加工品
を潰し加工する別工程やそのための設備が不要となる。
そして左右一対のスライドブロック間に装填した状態で
内圧を加えて第２ダイスを作動すればこれの突壁がスラ
イド用カムとしても機能し、スライドブロックが自動的
に移動して製品の側壁を成形する型面となるため、第２
ダイスの移動の持続と曲げ加工品の内圧の上昇とで迅速
かつ無段階連続的に製品形状に塑性変形させることがで
きる。そして、第１ダイスはロック機構のアクチュエー
タを有しているため、これを作動することによりロック
片が突壁に嵌入し、密閉したキャビィティーと型締め状
態が保持される。したがって型締めとその保持のための
プレス力を低減することができ、容量の小さい設備によ
って形状精度のよい製品を加圧成形することがてきる。
本発明による金型を使用すれば、前記方法を比較的簡単
な構造によって実施することができる。In the hydroforming method according to the present invention, since a pair of right and left slide blocks is used as the inner mold, when a product having a cross-sectional area having a width smaller than the diameter of the pipe material is pressure-formed, the pipe material is desirably formed. A bent product that has been bent into a planar shape can be put into a mold as it is and pressure-formed to the product shape. Therefore, a separate process for crushing and bending the bent product and equipment for the process are not required.
When the second die is operated by applying internal pressure while being loaded between a pair of left and right slide blocks, the protruding wall functions as a slide cam, and the slide block automatically moves to form the side wall of the product. Second surface
With the continuous movement of the die and the increase in the internal pressure of the bent product, the product can be rapidly and steplessly plastically deformed into a product shape. Since the first die has the actuator of the lock mechanism, the lock piece is fitted into the protruding wall by operating the first die, and the closed cavity and the mold clamping state are maintained. Therefore, it is possible to reduce the pressing force for clamping and holding the mold, and to press-mold a product having good shape accuracy with equipment having a small capacity.
With the mold according to the invention, the method can be implemented with a relatively simple structure.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を添付図面を
参照して説明する。図３は本発明によるパイプ材のハイ
ドロフォーミング方法を適用する製品の例と素材の変化
を示しており、（ａ）のように断面が円形のパイプ素材
Ａを必要な長さに切断してパイプ材ａとし、このパイプ
材ａをパイプベンダーによって所望平面形状たとえばＵ
字状などに曲げ加工し、（ｂ）のように曲げ加工品ｂを
得る。そしてこの曲げ加工品ｂを成形して、（ｃ）
（ｄ）のように部分的に縦長断面形状領域（この例では
長方形状）ｃを有する製品Ｃを得るものである。縦長断
面形状領域ｃは長方形だけでなく、５角形等の多角形、
長円形など任意であり、横方向寸法ｗは加圧成形素材と
しての曲げ加工品ｂの横方向寸法Ｗよりも小さい。な
お、製品Ｃは、縦長断面形状領域ｃとは別の部位に横長
断面形状領域ｄ，ｄを有しているが、これら横長断面形
状領域ｄ，ｄは加圧成形素材としての曲げ加工品ｂの横
方向寸法Ｗよりも大きくなるので、成形は容易である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 shows an example of a product to which the method of hydroforming a pipe material according to the present invention is applied and a change in the material. As shown in FIG. 3A, a pipe material A having a circular cross section is cut into a required length as shown in FIG. The pipe material a is formed into a desired planar shape, for example, U by a pipe bender.
It is bent into a letter shape or the like to obtain a bent product b as shown in FIG. Then, this bent product b is formed, and (c)
As shown in (d), a product C partially having a vertically long cross-sectional shape region (in this example, a rectangular shape) c is obtained. The vertically long sectional shape area c is not only a rectangle, but also a polygon such as a pentagon,
It is arbitrary such as an oval, and the lateral dimension w is smaller than the lateral dimension W of the bent product b as the pressure-formed material. The product C has horizontally long cross-sectional shape regions d and d at a portion different from the vertically long cross-sectional shape region c, and these horizontally long cross-sectional shape regions d and d are bent products b as pressure-formed materials. Is larger than the lateral dimension W of the above, so that the molding is easy.
【００１３】かかる製品Ｃの製造にあたって、本発明
は、前記縦長断面形状領域ｃに対応する部分を特殊な構
造とした金型を使用し、従来法のような曲げ加工品ｂを
プレスあるいは専用機により幅寸法が縮減した楕円ない
し長円状に潰し加工する工程を省略して、軸線と直角の
断面が円形の曲げ加工品ｂから一貫連続して縦長断面形
状領域ｃを有する製品Ｃにハイドロフォームするもので
ある。In the manufacture of the product C, the present invention uses a mold having a special structure at the portion corresponding to the vertical cross-sectional shape area c, and presses a bent product b as in the conventional method by pressing or using a special machine. The step of crushing into an elliptical or elliptical shape whose width dimension is reduced by omission is omitted, and a hydroform is continuously formed from a bent product b having a circular cross section perpendicular to the axis to a product C having a vertically elongated cross section shape region c continuously and continuously. Is what you do.
【００１４】図４ないし図９は金型と本発明の工程を示
し、図１０はフォーミング用の液圧の導入系を示してい
る。まず金型について説明すると、１はベッド側に配置
された盤状の下型、２は下型１に固定された第１ダイ
ス、３は前記第１ダイス２内に配された移動可能な１対
のスライドブロックであり、型の機能を果たす。１’は
図示しないラムによって昇降される上型、５は上型４の
下側に固定された第２ダイス、４はロック機構である。4 to 9 show a mold and steps of the present invention, and FIG. 10 shows a system for introducing hydraulic pressure for forming. First, the mold will be described. Reference numeral 1 denotes a board-shaped lower die arranged on the bed side, 2 denotes a first die fixed to the lower die 1, and 3 denotes a movable 1 die arranged in the first die 2. A pair of slide blocks that perform the function of a mold. Reference numeral 1 'denotes an upper die raised and lowered by a ram (not shown), reference numeral 5 denotes a second die fixed to a lower side of the upper die 4, and reference numeral 4 denotes a lock mechanism.
【００１５】前記第１ダイスは、左右に固定側壁６，６
を有し、これら固定側壁６，６間には台部７が設けられ
ており、その台部７の中央には、成形すべき断面の下面
形状の型面を有する型片８が固定されている。そして、
前記台部７の幅方向両端と固定側壁６，６の内側付け根
間には、後述する第２ダイス進入用の一対の深溝９，９
が設けられている。そして、前記固定側壁６，６の高さ
方向中間部位には、内面に開口する凹部６０，６０が形
成されている。一対のスライドブロック３，３は前記台
部７の領域に摺動可能に配置されており、向かい合う内
面は成形すべき断面の側面形状に即応する型面１０，１
０を有している。そして、一対のスライドブロック３，
３上端部外側には、所要角度で外方に下傾するテーパ面
１１，１１が設けられている。前記スライドブロック
３，３は常態において離間するように付勢されている。
その手段は任意であり、固定側壁６，６から弾性体たと
えば引張りばねをスライドブロック３，３に連結して強
制的に拡開させてもよいが、この例ではスライドブロッ
ク３，３間に弾性体たとえば押しばね３ａを介在させ、
このばねの反力によりスライドブロック３，３を拡開し
ている。図５はその具体例を示しており、台部７にＴ溝
７０を形成し、これにスライドブロック３，３の下部張
出し３０，３０を嵌め込み、スライドブロック３，３間
のＴ溝７０内に弾性体たとえば押しばね３ａを任意数介
装している。The first die has left and right fixed side walls 6,6.
A base 7 is provided between the fixed side walls 6, 6, and a mold piece 8 having a mold surface having a lower surface shape of a cross section to be formed is fixed at the center of the base 7. I have. And
A pair of deep grooves 9, 9 for entering a second die, which will be described later, are provided between both ends in the width direction of the base 7 and the inner roots of the fixed side walls 6, 6.
Is provided. Recesses 60, 60 that open to the inner surface are formed at intermediate portions in the height direction of the fixed side walls 6, 6. A pair of slide blocks 3, 3 are slidably disposed in the area of the base 7, and opposing inner surfaces have mold surfaces 10, 1 corresponding to the side surface shape of the cross section to be formed.
It has 0. And a pair of slide blocks 3,
Outside the upper end of the taper 3, there are provided tapered surfaces 11, 11 which are inclined downward outward at a required angle. The slide blocks 3, 3 are urged to be separated in a normal state.
The means may be optional, and an elastic body such as a tension spring may be connected to the slide blocks 3 and 3 from the fixed side walls 6 and 6 to forcibly expand the slide blocks. A body such as a pressing spring 3a,
The slide blocks 3, 3 are expanded by the reaction force of this spring. FIG. 5 shows a specific example, in which a T-groove 70 is formed in the base portion 7, the lower protrusions 30, 30 of the slide blocks 3, 3 are fitted into this, and the T-groove 70 is inserted into the T-groove 70 between the slide blocks 3, 3. An arbitrary number of elastic bodies, for example, the pressing springs 3a are interposed.
【００１６】第２ダイス５は、前記固定側壁６，６の内
面に沿って進入可能な一対の突壁１２，１２を有してお
り、これら突壁１２，１２の内側付け根部には、前記一
対のスライドブロック３，３のテーパ面１１，１１と当
接可能なテーパ面１３，１３が設けられ、これらテーパ
面１３，１３に続く底部の中央部位には成形すべき断面
の上面形状の型面を有する型片１４が固定されている。
前記突壁１２，１２は下降末期に前記一対の深溝９，９
に進入し得る長さを有し、下端内側には前記スライドブ
ロック３，３を動かすため、テーパ面１１，１１に対応
する角度の移動用テーパ面１５，１５を有している。ま
た、突壁１２，１２の外面には、深溝９，９に進入した
ときに前記固定側壁６，６の凹部６０，６０と合致する
凹部１２０，１２０が形成されている。なお、この実施
例では、型片１４が台部１６に設けられており、一対の
スライドブロック３，３上端部内側には、型締め時に台
部１６と嵌合するための段部１７，１７が形成されてい
る。一対のスライドブロック３，３を固定側壁６，６側
から弾性体によって引張って拡開させた場合には、突壁
１２，１２には下端から所要高さまで弾性体をかわすた
めの切込み溝が設けられる。The second die 5 has a pair of projecting walls 12, 12 which can enter along the inner surfaces of the fixed side walls 6, 6. Tapered surfaces 13, 13 that can contact the tapered surfaces 11, 11 of the pair of slide blocks 3, 3 are provided, and a central portion of a bottom portion following the tapered surfaces 13, 13 has a top surface shape mold having a cross section to be formed. A mold piece 14 having a surface is fixed.
At the end of descending, the protruding walls 12, 12 form the pair of deep grooves 9, 9.
In order to move the slide blocks 3, 3 at the inside of the lower end, there are tapered surfaces 15, 15 having angles corresponding to the tapered surfaces 11, 11, respectively. Recesses 120, 120 are formed on the outer surfaces of the protruding walls 12, 12 so as to match the recesses 60, 60 of the fixed side walls 6, 6 when they enter the deep grooves 9, 9. In this embodiment, the mold piece 14 is provided on the base 16, and inside the upper ends of the pair of slide blocks 3, steps 17, 17 for fitting to the base 16 at the time of mold clamping are provided. Are formed. When the pair of slide blocks 3, 3 are expanded by being pulled from the fixed side walls 6, 6 by an elastic body, the projecting walls 12, 12 are provided with cut grooves for fending the elastic body from a lower end to a required height. Can be
【００１７】ロック機構４は型締め力を低減するために
第２ダイス５と第１ダイス２とを一体化させるための手
段であり、前記固定側壁６，６の凹部６０，６０に嵌め
られたロック用片４０と、ロック用片４０を型締め時に
前記スライドブロック３，３の凹部１２０，１２０に嵌
入させるためのアクチュエータ４１とを有している。ア
クチュエータ４１はこの例では油圧シリンダが用いられ
ている。The lock mechanism 4 is means for integrating the second die 5 and the first die 2 in order to reduce the mold clamping force, and is fitted in the recesses 60, 60 of the fixed side walls 6, 6. It has a locking piece 40 and an actuator 41 for fitting the locking piece 40 into the recesses 120, 120 of the slide blocks 3, 3 during mold clamping. In this example, a hydraulic cylinder is used as the actuator 41.
【００１８】フォーミング用の液圧の導入系は、図１０
のように、曲げ加工品ｂの端部に挿脱可能に嵌装される
シールヘッド１９と、これを通して曲げ加工品ｂ内に液
圧を供給する手段とを有している。シールヘッド１９は
後方にフランジ１９０とピストンロッド１９１を有して
おり、該ピストンロッド１９１は油圧シリンダ２０内に
位置するピストンに対する油圧の供給によって前後に移
動させるようになつている。ピストンロッド１９１はシ
ールヘッド１９の先端からロッド後端にいたるフォーミ
ング用液圧の導孔１９２を有しており、導孔１９２はフ
レキシブル導管によつて供給圧力制御弁２１を介して加
圧液体供給源（ポンプなど）２２に接続させている。液
としては防蝕性のあるものたとえば水と防錆油の混合物
など任意である。FIG. 10 shows a hydraulic pressure introducing system for forming.
As described above, the seal head 19 has a seal head 19 removably fitted to the end of the bent product b, and means for supplying a hydraulic pressure into the bent product b therethrough. The seal head 19 has a flange 190 and a piston rod 191 at the rear. The piston rod 191 can be moved back and forth by supplying hydraulic pressure to a piston located in the hydraulic cylinder 20. The piston rod 191 has a forming hydraulic pressure guiding hole 192 extending from the tip of the seal head 19 to the rear end of the rod, and the guiding hole 192 is supplied with a pressurized liquid through a supply pressure control valve 21 by a flexible conduit. A source (such as a pump) 22 is connected. The liquid may be any liquid having corrosion resistance, for example, a mixture of water and rust-preventive oil.
【００１９】本発明により前記製品Ｃを得るにあたって
は、図４のように第２ダイス５が第１ダイス２から十分
に離間するようなレベルに上型１’を位置させる。この
ときには、一対のスライドブロック３，３は離間して拡
開した位置関係にあり、ロック機構４，４のロック片４
０，４０は固定側壁６，６の凹部６０，６０に嵌められ
ている。この状態で図４のようにパイプ材からなる曲げ
加工品ｂをスライドブロック３，３間の台部７にセット
する。一対のスライドブロック３，３が弾性体３ａの押
圧力で拡開しているため、曲げ加工品ｂのセットは容易
である。ついで、図９（ａ）のように上型１’を上型
１’に設けられているパイプ固定ブロック１８をダンパ
ー用アクチュエータ（図示せず）によって降下させ、金
型外に突出している曲げ加工品ｂの端部を下型側にしっ
かりと固定させる。次いで、（ｂ）のように油圧シリン
ダ２０が作動され、これにより、固定された曲げ加工品
ｂの端部にシールヘッド１９が油圧シリンダ２０によっ
て圧入され、曲げ加工品ｂの端部がシールされる。In obtaining the product C according to the present invention, the upper die 1 'is positioned at a level such that the second die 5 is sufficiently separated from the first die 2 as shown in FIG. At this time, the pair of slide blocks 3 and 3 are separated from each other and are in an expanded positional relationship.
The reference numerals 0 and 40 are fitted in the concave portions 60 and 60 of the fixed side walls 6 and 6, respectively. In this state, a bent product b made of a pipe material is set on the base 7 between the slide blocks 3 as shown in FIG. Since the pair of slide blocks 3 and 3 is expanded by the pressing force of the elastic body 3a, setting of the bent product b is easy. Next, as shown in FIG. 9A, the pipe fixing block 18 provided on the upper mold 1 'is lowered by a damper actuator (not shown) so as to bend out of the mold. The end of the product b is firmly fixed to the lower mold side. Next, the hydraulic cylinder 20 is actuated as shown in (b), whereby the seal head 19 is pressed into the end of the fixed bent product b by the hydraulic cylinder 20, and the end of the bent product b is sealed. You.
【００２０】この状態で、上型１’を降下させるが、そ
の降下開始寸前あるいは降下開始と併行して、前記加圧
液体供給源２２から供給圧力制御弁２１で制御された低
圧Ｐを曲げ加工品ｂ内に充填し、内圧加圧を開始する。
前記のように上型１’が作動すれば、第２ダイス５の一
対の突壁１２，１２の外面が固定側壁６，６の内面に接
するとともに、先端の移動用テーパ面１５，１５が一対
のスライドブロック３，３のテーパ面１１，１１と接触
し、これによって一対のスライドブロック３，３は内側
の型面１０，１０が曲げ加工品ｂの側面に当接する。こ
れが図６の状態である。そして、一対の突壁１２，１２
の下降の継続によってスライドブロック３，３はさらに
内側へと押圧移動されるため、曲げ加工品ｂは両側から
挟圧される。こうしたスライドブロック３，３の移動に
併行して加圧液体供給源２２からの供給圧力が連続的に
徐々に高められるため、曲げ加工品ｂは断面形状が連続
的に縦長状にフオーミング成形される。In this state, the upper die 1 ′ is lowered, but immediately before or simultaneously with the start of the lowering, the low pressure P controlled by the supply pressure control valve 21 from the pressurized liquid supply source 22 is bent. The product b is filled and the internal pressure is started.
When the upper mold 1 'operates as described above, the outer surfaces of the pair of projecting walls 12, 12 of the second die 5 contact the inner surfaces of the fixed side walls 6, 6, and the pair of moving tapered surfaces 15, 15 at the tip end. The slide blocks 3, 3 are in contact with the tapered surfaces 11, 11, so that the inner mold surfaces 10, 10 of the pair of slide blocks 3, abut against the side surfaces of the bent product b. This is the state of FIG. Then, a pair of projecting walls 12, 12
As the slide blocks 3 and 3 are further pressed and moved inward due to the continued downward movement, the bent product b is pressed from both sides. Since the supply pressure from the pressurized liquid supply source 22 is gradually increased in parallel with the movement of the slide blocks 3, 3, the bent product b is formed into a vertically long cross-sectional shape. .
【００２１】前記第２ダイス５の下降が持続すると、一
対の突壁１２，１２はその外面が固定側壁６，６の内面
に沿って降下を続け、この段階でスライドブロック３，
３は移動限に達する。図７のように第２ダイス５の型片
１４が曲げ加工品ｂの上部に接触し、台部１６がスライ
ドブロック３，３の段部１７，１７に嵌合し始めたとき
がスライドブロック３，３の移動完了期であり、スライ
ドブロック３，３は突壁１２，１２によって後退側への
移動が阻止され、台部１６と段部１７，１７との嵌合に
よって前進側への移動が阻止されるので、曲げ加工品ｂ
は内圧の上昇によって型面８，１４，１０，１０にほぼ
馴染むように塑性変形されてプリフォーム状態となる。As the lowering of the second die 5 continues, the outer surfaces of the pair of projecting walls 12, 12 continue to descend along the inner surfaces of the fixed side walls 6, 6, and at this stage, the slide blocks 3,
3 reaches the travel limit. As shown in FIG. 7, when the mold piece 14 of the second die 5 comes into contact with the upper part of the bent product b and the base 16 starts to be fitted to the steps 17, 17 of the slide blocks 3, 3, the slide block 3 is moved. , 3 is completed, and the slide blocks 3, 3 are prevented from moving backward by the protruding walls 12, 12, and are moved forward by fitting the base 16 and the steps 17, 17. Since it is prevented, bent product b
Is plastically deformed by the rise of the internal pressure so as to be almost adapted to the mold surfaces 8, 14, 10, and 10, and becomes a preform state.
【００２２】そして第２ダイス５の下降が末期に到り、
一対の突壁１２，１２の先端部が深溝９，９に進入する
と、図８のように、一対の突壁１２，１２の内側のテー
パ面１３，１３がスライドブロック３，３のテーパ面１
１，１１と密接するとともに、突壁１２，１２の外面の
凹部１２０，１２０と固定側壁６，６の内面の凹部６
０，６０とが整合する。そこでアクチュエータ４１，４
１を作動すれば、ロック片４０，４０は凹部１２０，１
２０と凹部６０，６０にまたがる位置に前進されられ、
これにより第２ダイス５は第１ダイス２とロックされ
る。これで型締めが完了し、スライドブロック３，３と
第１、第２ダイス２，５とによって製品断面形状に即応
した密閉キャビテイが創成される。この状態までには曲
げ加工品ｂへの液圧は最高圧Ｐｍａｘにまで高められ、
これにより本成形に移行するものであり、こうすれば、
曲げ加工品ｂの内圧が高圧であるため、材料はさらに塑
性変形して型面８，１４，１０，１０に完全に沿うよう
に塑性変形され、内圧の高い状態を少しの時間保持する
ことにより、目的とする断面形状に精度よく成形され
る。Then, the lowering of the second die 5 reaches the end,
When the distal ends of the pair of projecting walls 12, 12 enter the deep grooves 9, 9, the tapered surfaces 13, 13 inside the pair of projecting walls 12, 12 become tapered surfaces 1 of the slide blocks 3, 3, as shown in FIG.
1 and 11 and the recesses 120 and 120 on the outer surfaces of the protruding walls 12 and 12 and the recesses 6 on the inner surfaces of the fixed side walls 6 and 6.
0 and 60 match. Therefore, the actuators 41 and 4
Activating the lock pieces 40, 40 causes the recesses 120, 1
Is advanced to a position that straddles 20 and the recesses 60, 60,
Thereby, the second die 5 is locked with the first die 2. Thus, the mold clamping is completed, and the closed cavities corresponding to the product sectional shape are created by the slide blocks 3 and 3 and the first and second dies 2 and 5. By this state, the hydraulic pressure on the bent product b is increased to the maximum pressure Pmax,
This is the transition to the main molding,
Since the internal pressure of the bent product b is high, the material is further plastically deformed and plastically deformed so as to completely conform to the mold surfaces 8, 14, 10, and 10. By maintaining the high internal pressure state for a short time, It can be accurately formed into a desired cross-sectional shape.
【００２３】前記成形時には強い反力が発生するが、ロ
ック片４１，４１は凹部１２０，１２０と凹部６０，６
０に嵌入しているため、第２ダイスは上方に抜け出すこ
とがなく、７０００ｐｓｉあるいはそれ以上の高圧力に
耐え、したがって、型締め力を低減することができ、プ
レスとしては内圧と同等かそれより適度に勝る出力のも
ので足り、それとともに成形精度を向上することができ
る。なお、拡管部分が存在するような場合には、上記成
形時に油圧シリンダ２０を作動するもので、こうすれば
シールヘッド１９のフランジ１９０によって曲げ加工品
ｂが軸線方向に押圧され、材料が金型内へと押込み流動
させられるので、より板厚減少を抑制することができ
る。前記本成形時に、要すれば製品適所に相当する金型
部分からパンチを材料内に突入させてもよく、こうすれ
ば孔部も同時に加工される。Although a strong reaction force is generated at the time of the molding, the lock pieces 41, 41 are formed by the concave portions 120, 120 and the concave portions 60, 6.
0, the second die does not come out upward, withstands a high pressure of 7000 psi or more, and therefore can reduce the mold clamping force. As a press, the pressure is equal to or less than the internal pressure. A moderately superior output is sufficient, and at the same time, the molding accuracy can be improved. In the case where the expanded portion exists, the hydraulic cylinder 20 is operated at the time of the above-described molding. In this case, the bent product b is pressed in the axial direction by the flange 190 of the seal head 19, and the material is pressed into the mold. Since it is forced to flow into the inside, it is possible to further suppress the reduction in the thickness. At the time of the main molding, if necessary, a punch may be inserted into the material from a mold portion corresponding to a proper position of the product, so that the hole is also processed at the same time.
【００２４】以上のように加圧保持が終わって目的断面
形状に成形が行われた後は、製品Ｃ内の液圧を抜き、ア
クチュエータ４１，４１を後退方向に作動してロック片
４０，４０を再び固定側壁６，６の内面の凹部６０，６
０に戻し、ついで、上型１’を図１０のように上昇させ
る。こうすれば、一対の突壁１２，１２は固定側壁６，
６の内面に沿って抜けて行き、スライドブロック３，３
に対する内側方向への加力が開放され、弾性体３ａの反
力によってスライドブロック３，３は左右に拡開する。
そこで、製品Ｃを取り出せばよく、あとは端部の不要部
分を切除すればよい。After the pressing and holding are completed and the molding is performed to the desired sectional shape as described above, the hydraulic pressure in the product C is released, and the actuators 41, 41 are operated in the retreating direction to lock the locking pieces 40, 40. The recesses 60, 6 on the inner surfaces of the fixed side walls 6, 6 are again
After returning to 0, the upper mold 1 'is raised as shown in FIG. In this way, the pair of protruding walls 12, 12 are fixed to the fixed side walls 6,
Go along the inner surface of 6 and slide blocks 3 and 3
Is released in the inward direction, and the slide blocks 3, 3 expand right and left by the reaction force of the elastic body 3a.
Therefore, the product C may be taken out, and unnecessary portions at the ends may be cut off.
【００２５】本発明においては、前記のように円形断面
の曲げ加工品ｂの段階から内圧を加えて目的製品形状に
向かって連続無段階に内圧を上昇させて一連加圧成形を
行なうので、従来のような潰し加工形状と完成形状との
形状差による急激な形状変化をなくすことができ、この
ため、座屈や板厚の減少が生じなくなり、適用できる材
料の範囲を拡大することができるとともに、成形精度を
向上することが可能である。In the present invention, since the internal pressure is applied from the stage of the bent product b having the circular cross section to increase the internal pressure continuously and steplessly toward the target product shape as described above, the conventional pressure forming is performed. The sharp shape change due to the difference in shape between the crushed shape and the completed shape as described above can be eliminated, so that buckling and reduction in the plate thickness do not occur, and the range of applicable materials can be expanded. It is possible to improve molding accuracy.
【００２６】図１１ないし図１７は本発明法により部分
的に横方向と縦方向に長円状の異形部分を有する製品を
製作した例を示している。図１１は製品の例と素材の変
化を示しており、（ａ）は断面が円形のパイプ素材を必
要な長さに切断したパイプ材ａであり、（ｂ）はこのパ
イプ材ａをバイプベンダーによって曲げ加工した曲げ加
工品ｂを示している。そしてこの曲げ加工品ｂを成形し
て、（ｃ）ないし（ｆ）に示すように部分的に縦長断面
形状領域ｃ，ｃと、横長断面形状領域ｄ，ｄと、外方に
向かって先すぼまりの異形断面形状領域ｅ，ｅとを有す
る製品Ｃを得るものである。かかる製品Ｃの製造にあた
って、本発明は、図１２ないし図１５に示す金型を使用
し、軸線と直角の断面が円形の曲げ加工品ｂから一貫連
続して前記３種の断面形状領域ｃ，ｄ，ｅを有する製品
にハイドロフォームするものである。FIGS. 11 to 17 show an example in which a product having an elliptical deformed part partially in the horizontal and vertical directions is manufactured by the method of the present invention. 11A and 11B show an example of a product and a change in the material. FIG. 11A shows a pipe material a obtained by cutting a pipe material having a circular cross section to a required length, and FIG. 3 shows a bent product b which is bent by the above method. Then, the bent product b is formed, and partially outwardly in the vertical cross-sectional shape regions c, c and the horizontal cross-sectional shape regions d, d as shown in (c) to (f). This is to obtain a product C having regions of irregular cross-sectional shapes e, e. In manufacturing the product C, the present invention uses the molds shown in FIGS. 12 to 15, and continuously and continuously from the bent product b having a circular cross section perpendicular to the axis from the three types of cross-sectional areas c, Hydroforming into a product having d and e.
【００２７】図１２と図１３および図１４において、１
は下型，１’は上型で、４隅のガイドポスト２５よって
昇降ガイドされる。２は下型１に据え付けられた第１ダ
イスであり、平面が略Ｕ字溝形状をなした焼結金属製の
内型２’を有している。前記焼結金属製の内型２’は、
図１５のように前記横長断面形状領域ｄの半断面に即応
するように両側に拡大した型面２３，２３を有してお
り、また、図１６のように前記異形断面形状領域ｅの半
断面に即応するように外側のみ拡大した型面２４，２４
を有している。そして、前記縦長断面形状領域ｃ，ｃに
相当する部分には、軸線と交差するように所要幅の溝形
空所２５，２５が欠設されており、ここに図３ないし図
７に示した特殊金型が組み込まれている。上型１’も同
様であり、第２ダイス５に平面が略Ｕ字溝形状をなした
焼結金属製の内型５’を有し、これに横長断面形状領域
ｄ，ｄの半断面に即応するように両側に拡大した型面２
３’，２３’を有しており、また、図１６のように前記
異形断面形状領域ｅの半断面に即応するように外側のみ
拡大した型面２４’，２４’を有している。そして、前
記縦長断面形状領域ｃ，ｃに相当する部分には、図３な
いし図８に示した特殊金型が組み込まれている。なお、
型面２４と２４’は断面形状が少し異なり、第１ダイス
２の型面２４は外方に向かって適度の勾配を有してい
る。In FIG. 12, FIG. 13 and FIG.
Is a lower die, and 1 'is an upper die, which is vertically guided by guide posts 25 at four corners. Reference numeral 2 denotes a first die mounted on the lower die 1 and has an inner die 2 ′ made of sintered metal having a substantially U-shaped groove in a plane. The sintered metal inner mold 2 ′
As shown in FIG. 15, it has mold surfaces 23, 23 that are enlarged on both sides so as to correspond to the half section of the horizontally long sectional shape area d, and also, as shown in FIG. Mold surfaces 24, 24 expanded only on the outside to respond to
have. In the portion corresponding to the vertical cross-sectional shape regions c, c, groove-shaped cavities 25, 25 of a required width are cut off so as to intersect with the axis, and are shown in FIGS. Special mold is incorporated. The same applies to the upper die 1 ′, in which the second die 5 has an inner die 5 ′ made of a sintered metal having a substantially U-shaped groove in the plane, and is provided with a half cross-section of the horizontally long cross-sectional shape regions d and d. Mold surface 2 expanded on both sides for immediate response
3 'and 23', and as shown in FIG. 16, have mold surfaces 24 'and 24' which are enlarged only on the outside so as to correspond to a half section of the irregular cross-sectional shape area e. The special molds shown in FIGS. 3 to 8 are incorporated in portions corresponding to the vertical cross-sectional shape regions c, c. In addition,
The mold surfaces 24 and 24 'have slightly different cross-sectional shapes, and the mold surface 24 of the first die 2 has a moderate gradient outward.
【００２８】前記第１ダイス２には数か所に外部液圧供
給部２６，２６が設けられている。それら外部液圧供給
部は通路によって前記焼結金属製の内型２’に通じてい
る。そして外部液圧供給部２６，２６は圧力制御弁２
７，２７を介して加圧液体供給源２８に接続され、焼結
金属製の内型２’のポーラス特性を利用してフォーミン
ク成形時に潤滑性の確保すべくパイプ内圧とバランスす
るように外圧をかけるようになっている。前記上型１’
には下型１に据え付けられているシリンダ２０，２０に
対応する部分に、ダンパーによって昇降可能なパイプ固
定ブロック１８，１８が配置されるとともに、フォーミ
ング時のパイプ内の液圧上昇時にシールヘッド１９の後
退を防ぐためのヨーク状のシールヘッドストッパ１
８’，１８’がパイプ固定ブロックと同期作動するごと
く設けられている。The first die 2 is provided with external hydraulic pressure supply portions 26 at several places. These external hydraulic pressure supply parts are connected to the sintered metal inner mold 2 ′ by passages. The external hydraulic pressure supply units 26 are connected to the pressure control valve 2.
7 and 27, which are connected to a pressurized liquid supply source 28. The external pressure is adjusted so as to balance the internal pressure of the pipe in order to secure lubricity during forming by utilizing the porous characteristics of the inner mold 2 'made of sintered metal. Is to be applied. The upper mold 1 '
The pipe fixing blocks 18, 18 which can be moved up and down by a damper are arranged at portions corresponding to the cylinders 20, 20 mounted on the lower mold 1, and a seal head 19 is provided when the hydraulic pressure in the pipe during forming increases. Yoke-shaped seal head stopper 1 for preventing retraction
8 'and 18' are provided so as to operate synchronously with the pipe fixing block.
【００２９】前記縦長断面形状領域ｃ，ｃに相当する部
分の金型は、図３ないし図８に示したものと略同じであ
り、図１２と図１４のように、第１ダイス２の左右両側
に固定側壁部６，６を有しており、これら固定側壁部
６，６間には台部７が設けられており、その台部７の中
央には曲げ加工品ｂの成形すべき断面の下面に即した型
面を有する型片８が固定されている。そして、前記台部
７の幅方向両端と固定側壁部６，６の内側付け根間には
進入用の一対の深溝９，９が設けられ、前記固定側壁部
６，６の高さ方向中間部位には凹部６０，６０が形成さ
れている。一対のスライドブロック３，３は焼結材でな
く型材で作られており、前記台部７に摺動可能に配置さ
れ、向かい合う内面は成形すべき断面形状の側面に即応
する型面１０，１０を有している。この例では製品の長
さ方向で両端部位に円形断面に滑らかにつながるように
接続用型面部を有している。なお一対のスライドブロッ
ク３，３を常態において拡開側に付勢する機構は図示を
省略している。そして、一対のスライドブロック３，３
の上端部外側には所要角度で外方に下傾するテーパ面１
１がそれぞれ設けられている。The molds corresponding to the vertical cross-sectional shape areas c, c are substantially the same as those shown in FIGS. 3 to 8, and as shown in FIGS. It has fixed side wall portions 6 and 6 on both sides, and a base portion 7 is provided between the fixed side wall portions 6 and 6. In the center of the base portion 7, a section to be formed of the bent product b is formed. A mold piece 8 having a mold surface corresponding to the lower surface of is fixed. A pair of deep grooves 9, 9 for entry are provided between both ends in the width direction of the base 7 and the inner roots of the fixed side walls 6, 6, and are provided at intermediate portions in the height direction of the fixed side walls 6, 6. Have concave portions 60, 60 formed therein. The pair of slide blocks 3, 3 are made of a mold material instead of a sintered material, and are slidably disposed on the base 7, and the opposing inner surfaces are mold surfaces 10, 10 corresponding to the side surfaces of the cross-sectional shape to be molded. have. In this example, a connecting mold surface is provided at both end portions in the longitudinal direction of the product so as to smoothly connect to a circular cross section. A mechanism for urging the pair of slide blocks 3 and 3 toward the expanding side in a normal state is not shown. And a pair of slide blocks 3, 3
Outside the upper end of the tapered surface 1 that slopes outward at the required angle
1 are provided.
【００３０】第２ダイス５は、前記固定側壁部６，６の
内面に沿って進入可能な一対の突壁１２，１２を有して
おり、これら突壁１２，１２の内側付け根部には、前記
一対のスライドブロック３，３のテーパ面１１，１１と
当接可能なテーパ面１３，１３が設けられ、これらテー
パ面１３，１３に続く底部の中央部位には成形すべき断
面の上面形状の型面を有する型片１４が固定されてい
る。前記突壁１２，１２は下降末期に前記一対の深溝
９，９に進入し得る長さを有し、下端内側には前記スラ
イドブロック３，３のテーパ面１１，１１に対応する角
度の移動用テーパ面１５，１５を有している。また、突
壁１２，１２の外面には、深溝９，９に進入したときに
前記固定側壁６，６の凹部６０，６０と合致する凹部１
２０，１２０が形成されている。これら凹部６０，６
０，１２０，１２０にロック機構４のロック片４０が移
動可能に配され、アクチュエータ４１によってロック片
４０は型締め時に前記スライドブロック３の凹部１２０
に嵌入させられるようになっている。The second die 5 has a pair of projecting walls 12, 12 which can enter along the inner surfaces of the fixed side wall portions 6, 6. Tapered surfaces 13, 13 which can be in contact with the tapered surfaces 11, 11 of the pair of slide blocks 3, 3 are provided. A mold piece 14 having a mold surface is fixed. The protruding walls 12, 12 have a length capable of entering the pair of deep grooves 9, 9 at the end of descending, and have a lower inner side for moving at an angle corresponding to the tapered surfaces 11, 11 of the slide blocks 3, 3. It has tapered surfaces 15 and 15. Also, on the outer surfaces of the protruding walls 12, 12, when entering the deep grooves 9, 9, the concave portions 1 which match the concave portions 60, 60 of the fixed side walls 6, 6 are formed.
20, 120 are formed. These recesses 60, 6
The lock pieces 40 of the lock mechanism 4 are movably arranged at 0, 120, and 120. The lock pieces 40 are closed by the actuator 41 when the mold is clamped.
It is designed to fit into
【００３１】かかる装置で成形を行なうにあたっては、
上型１’を上昇させた状態で、図１２のようにパイプ材
からなる曲げ加工品ｂを第１ダイス２の内型２’に装填
する。このときには図１４の左半部のようにスライドブ
ロック３，３が開いているので、セットは容易である。
また型面２３，２４は曲げ加工品ｂの径よりも大きいの
で、装填やセットは何ら支障がない。ついで、上型１’
を下降させると、まず、パイプ固定ブロック１８，１８
が曲げ加工品ｂの端部が固定される。このように固定さ
れた曲げ加工品ｂの端部にシリンダ２０，２０によって
シールヘッド１９，１９が圧入される。この状態で上型
１’が下降するが、これと併行してあるいは下降開始寸
前から加圧流体供給源２２から液体を低圧で注入し、型
締めの始まりとともに連続無段階的に内圧を高めてゆ
く。When molding with such an apparatus,
With the upper mold 1 'raised, a bent product b made of a pipe material is loaded into the inner mold 2' of the first die 2 as shown in FIG. At this time, since the slide blocks 3, 3 are open as shown in the left half of FIG. 14, the setting is easy.
Also, since the mold surfaces 23 and 24 are larger than the diameter of the bent product b, there is no problem in loading and setting. Then, upper mold 1 '
Is lowered, first, the pipe fixing blocks 18, 18
The end of the bent product b is fixed. The seal heads 19, 19 are press-fitted by the cylinders 20, 20 into the ends of the bent product b thus fixed. In this state, the upper mold 1 'descends, but at the same time or shortly before the descent starts, a liquid is injected from the pressurized fluid supply source 22 at a low pressure, and the internal pressure is continuously and steplessly increased with the start of mold clamping. go.
【００３２】前記のように上型１’が作動すれば、第２
ダイス５の一対の突壁１２，１２の外面が固定側壁６，
６の内面に接するとともに、先端の移動用テーパ面１
５，１５が一対のスライドブロック３，３のテーパ面１
１，１１と接触し、一対の突壁１２，１２の下降の継続
によってスライドブロック３，３はさらに内側へと押圧
移動されるため、曲げ加工品ｂは両側から挟圧される。
こうしたスライドブロック３，３の移動に併行して加圧
液体供給源２２からの供給圧力が連続的に徐々に高めら
れる。If the upper mold 1 'operates as described above, the second mold
The outer surfaces of the pair of projecting walls 12, 12 of the die 5 are fixed side walls 6,
6 and the tip of the moving tapered surface 1
5 and 15 are tapered surfaces 1 of a pair of slide blocks 3 and 3
Since the slide blocks 3 and 3 are further pressed and moved inward due to the continued lowering of the pair of projecting walls 12 and 12, the bent product b is pressed from both sides.
In parallel with the movement of the slide blocks 3, 3, the supply pressure from the pressurized liquid supply source 22 is gradually increased continuously.
【００３３】前記第２ダイス５の下降が持続すると、一
対の突壁１２，１２はその外面が固定側壁６，６の内面
に沿って降下を続け、第型締めが完了されると、スライ
ドブロック３，３は突壁１２，１２によって後退側への
移動が阻止され、型片１４と材料との嵌合によって前進
側への移動が阻止されるので、曲げ加工品ｂは内圧の上
昇によって型面８，１４，１０，１０に略馴染むように
塑性変形されてプリフォーム状態となる。As the lowering of the second die 5 continues, the outer surfaces of the pair of projecting walls 12, 12 continue to descend along the inner surfaces of the fixed side walls 6, 6, and when the second mold clamping is completed, the slide block is completed. The protrusions 3 and 3 are prevented from moving to the retreat side by the protruding walls 12 and 12 and are prevented from moving to the forward side by fitting of the mold piece 14 and the material. The surfaces 8, 14, 10, and 10 are plastically deformed so as to be substantially adapted to each other, and become a preform state.
【００３４】そして第２ダイス５の下降が末期に到り、
一対の突壁１２，１２の先端部が深溝９，９に進入する
と、図１４の右半部のように、一対の突壁１２の内側の
テーパ面１３がスライドブロック３のテーパ面１１と密
接するとともに、突壁１２の外面の凹部１２０と固定側
壁６，６の内面の凹部６０とが整合し、アクチュエータ
４１を作動すれば、ロック片４０は凹部１２０と凹部６
０にまたがる位置に前進されられ第２ダイス５は第１ダ
イス２とロックされる。これで型締めが完了し、スライ
ドブロック３，３と第１、第２ダイス２，５とによって
製品断面形状に即応した密閉キャビテイが創成され、曲
げ加工品ｂの内圧を最高圧に高めれば、曲げ加工品ｂの
内圧が高圧になるため材料はさらに塑性変形して型面
８，１４，１０，１０に完全になじむように塑性変形さ
れ、内圧の高い状態を少しの時間保持することにより、
目的とする断面形状に精度よく成形される。Then, the lowering of the second die 5 reaches the end,
When the tips of the pair of projecting walls 12, 12 enter the deep grooves 9, 9, the tapered surface 13 inside the pair of projecting walls 12 comes into close contact with the tapered surface 11 of the slide block 3, as shown in the right half of FIG. At the same time, when the recess 120 on the outer surface of the protruding wall 12 and the recess 60 on the inner surface of the fixed side walls 6 and 6 are aligned and the actuator 41 is operated, the lock piece 40 becomes the recess 120 and the recess 6.
The first die 2 is locked with the second die 5 advanced to a position where the first die 2 is straddled. With this, the mold clamping is completed, and the closed cavities corresponding to the product cross-sectional shape are created by the slide blocks 3, 3 and the first and second dies 2, 5, and if the internal pressure of the bent product b is increased to the maximum pressure, Since the internal pressure of the bent product b becomes high, the material is further plastically deformed and plastically deformed so as to completely conform to the mold surfaces 8, 14, 10, and 10. By maintaining a high internal pressure state for a short time,
It is formed with high precision to the desired cross-sectional shape.
【００３５】一方、他の型部分においては、型面２３，
２３’の密接およびパイプ内圧とによって曲げ加工品ｂ
の所要部分は図１４のように横長断面形状に成形され
る。また、型面２４と２４’の密接およびパイプ内圧と
によって曲げ加工品ｂの別の所要部分は図１５のように
横長異形断面形状ｅに成形される。On the other hand, in the other mold portions, the mold surfaces 23,
Bending product b due to close contact of 23 'and internal pressure of pipe
Are formed into a horizontally long cross-sectional shape as shown in FIG. Further, another required portion of the bent product b is formed into a horizontally long irregular cross-sectional shape e as shown in FIG. 15 by the close contact of the mold surfaces 24 and 24 'and the internal pressure of the pipe.
【００３６】なお、前記フォーミング成形時に、横長異
形断面形状ｅは周長が増大する拡管成形である。そのた
め、引き伸ばされた部位の板厚減少を少なくするため、
曲げ加工品ｂ内に加圧しながら、シリンダ２０を作動し
てシールヘッドのフランジによって材料を軸線方向から
内型２’，５’で画成されるキャビテイに押し込む。こ
のとき、曲げ加工品ｂに内圧をかけているため、これに
よる外部に向けての圧力で内型２’，５’に曲げ加工品
ｂの外面が押し付けられて潤滑性が悪くなり、材料は内
圧の上昇に追従できなくなって亀裂が発生しやすくな
る。そこで、焼結金属からなる内型２’，５’を使用
し、かつ加圧液体供給源２８から外部液圧供給部２６，
２６を介して内型２’，５’に外部液圧を加えるもので
あり、加圧液体は内型２’，５’のポアを通って曲げ加
工品ｂの外面すなわち摺動面に液圧面が創成される。こ
のため、良好な潤滑性が得られ、しかも型面２４，２
４’においては、外部液圧が曲げ加工品ｂの周りの空間
特に外側コーナー側に満たされた状態で成形が進行する
ので、外部液圧を成形の進展とともに内圧とバランスを
取りながら、徐々に減圧させることにより型面２４，２
４’になじませて板厚減少の少ない精度のよい形状に成
形することができる。In the above-mentioned forming process, the laterally deformed cross-sectional shape e is a tube expansion process in which the circumferential length increases. Therefore, in order to reduce the thickness reduction of the stretched part,
While pressurizing the bent part b, the cylinder 20 is operated to push the material from the axial direction into the cavity defined by the inner dies 2 ′ and 5 ′ by the flange of the seal head. At this time, since the internal pressure is applied to the bent product b, the outer surface of the bent product b is pressed against the inner dies 2 ′ and 5 ′ by the pressure toward the outside, and the lubricity deteriorates. It becomes impossible to follow the rise of the internal pressure, and cracks tend to occur. Therefore, the inner molds 2 ′ and 5 ′ made of sintered metal are used, and the external hydraulic pressure supply unit 26,
An external hydraulic pressure is applied to the inner dies 2 'and 5' through the inner mold 26, and the pressurized liquid passes through the pores of the inner dies 2 'and 5' to the outer surface of the bent product b, that is, the hydraulic surface. Is created. Therefore, good lubricity can be obtained, and the mold surfaces 24, 2
In 4 ', the molding proceeds in a state in which the external hydraulic pressure is filled in the space around the bent product b, particularly in the outer corner side. By reducing the pressure, the mold surfaces 24, 2
4 ′, it can be formed into an accurate shape with little reduction in plate thickness.
【００３７】図１３は加圧保持後の成形完了状態であ
り、あとは製品Ｃ内の液圧を抜き、シールヘッド１９を
抜き取り、アクチュエータ４１を後退方向に作動してロ
ック片４０を再び固定側壁部６，６の内面の凹部６０，
６０に戻し、ついで上型１’を上昇させ、拡開したスラ
イドブロック３，３の間の製品Ｃを取り出せばよく、あ
とは端部の不要部分を切除すればよい。以上の工程で、
部分的に縦長断面形状領域ｃ，ｃと、横長断面形状領域
ｄ，ｄと、外方に向かって先すぼまりの異形断面形状領
域ｅ，ｅとを有する製品Ｃを、煩雑な潰し工程なしに、
曲げ加工品ｂから直接、連続無段階成形することができ
る。FIG. 13 shows a completed molding state after the pressure is held. After that, the liquid pressure in the product C is released, the seal head 19 is removed, the actuator 41 is operated in the retreating direction, and the lock piece 40 is again fixed to the fixed side wall. Recesses 60 on the inner surface of
Then, the upper die 1 'is raised, the product C between the expanded slide blocks 3 and 3 may be taken out, and an unnecessary portion at the end may be cut off. In the above steps,
A product C partially having vertically elongated cross-sectional areas c, c, horizontally elongated cross-sectional areas d, d, and irregularly shaped cross-sectional areas e, e tapering outward without a complicated crushing step. To
Continuous stepless molding can be performed directly from the bent product b.
【００３８】次に本発明の具体例を説明する。材料とし
て、材質ＳＡＰＨ４５、直径６０ｍｍの丸パイプ材を使
用し、これを長さ２５００ｍｍ切断し、汎用のパイプベ
ンダーによって図１１（ｂ）のようなＵ形状をなし、中
央部長さ８００ｍｍ、両側足部各長さ８５０ｍｍの曲げ
加工品ｂを製作した。製品形状は、図１１（ｃ）のよう
に縦長断面形状領域ｃ，ｃと、横長断面形状領域ｄ，ｄ
と、外方に向かって先すぼまりの異形断面形状領域ｅ，
ｅを有するものとし、縦長断面形状領域ｃ，ｃは幅３５
ｍｍ、高さ６４ｍｍ、横長断面形状領域ｄ，ｄは幅６４
ｍｍ、高さ３５ｍｍ、異形断面形状領域ｅ，ｅは幅７５
ｍｍ、高さ４０ｍｍ、勾配１０°の仕様である。該曲げ
加工品ｂを図１２ないし図１６に示す金型に装填し成形
を行なった。その結果、仕様通りの正確な形状に成形す
ることができた。比較のため、従来の第１タイプ及び第
２タイプによっても成形を行なった。このときの成形に
要した内圧（ｐｓｉ）とタクト時間の関係を示すと図１
７のとおりである。この図１７から明らかなように、本
発明を採用した場合には、第１タイプの２２０００ｐｓ
ｉにくらべて約１／３の圧力で、またタクト時間２６ｓ
ｅｃに対して約１／２の短時間で同じ程度の精度に成形
することができることがわかる。また、第２タイプに対
しては、同程度の圧力ではあるが、タクト時間２２ｓｅ
ｃに対して約２／３の短時間で同じ程度の精度に成形す
ることができることがわかる。そしてまた、ロック機構
を有しているため、第２タイプで要した１０００トンプ
レスよりもはるかに小型な５００トンプレスの使用が可
能であった。Next, a specific example of the present invention will be described. As a material, a material SAPH45, a round pipe material having a diameter of 60 mm is used, cut into a length of 2500 mm, and formed into a U shape as shown in FIG. A bent product b having a length of 850 mm was manufactured. As shown in FIG. 11 (c), the product shapes are vertically long sectional shape regions c and c and horizontally long sectional shape regions d and d.
And an irregularly shaped cross-sectional area e, which tapers outward.
e, and the vertical cross-sectional shape regions c and c have a width of 35
mm, height 64 mm, and horizontally long cross-sectional shape regions d, d have a width of 64
mm, height 35 mm, irregular cross-sectional shape areas e, e are width 75
mm, height 40 mm, gradient 10 °. The bent product b was loaded into a mold shown in FIGS. 12 to 16 and molded. As a result, it was possible to mold into an accurate shape as specified. For comparison, molding was also performed using the conventional first type and second type. FIG. 1 shows the relationship between the internal pressure (psi) required for molding at this time and the tact time.
7 As is apparent from FIG. 17, when the present invention is employed, the first type of 22000 ps
At about 1/3 pressure compared to i, and the takt time is 26s
It can be seen that the molding can be performed to the same degree of accuracy in a short time of about 1/2 with respect to ec. For the second type, the pressure is about the same, but the tact time is 22 seconds.
It can be seen that the molding can be performed with the same degree of accuracy in a short time of about 2/3 of c. In addition, because of the lock mechanism, a 500-ton press much smaller than the 1000-ton press required for the second type could be used.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明した本発明によるときには、素
材の径よりも狭い幅の異形部分を含む閉鎖断面製品を製
造する場合に、別工程の潰し加工工程が完全に省略で
き、曲げ加工品を投入して製品形状まで連続無段階成形
するので、成形精度がよく、加工速度が早く、しかもロ
ック機構により内圧に耐える型締め圧力を保持できるの
で、簡易小型な設備で足りることになり、製造コストを
大幅に低減することができるというすぐれた効果が得ら
れる。また、潰し加工工程を行なうことによる座屈の発
生など製品形状との形状差が大きいことによる不安定要
因がなくなるので、材料の適用可能範囲が広くなり、材
質を低下しても要求強度を満足させることができたり、
ハイテン材へ対応も可能になるなどの効果も得られる。According to the present invention described above, when manufacturing a closed cross-section product including a deformed portion having a width smaller than the diameter of the material, a separate crushing process can be omitted completely, and the bent product can be omitted. Since the product is continuously and continuously molded to the product shape, the molding accuracy is good, the processing speed is fast, and the locking mechanism can maintain the mold clamping pressure that can withstand the internal pressure, so simple and compact equipment is sufficient and the manufacturing cost is reduced. Can be greatly reduced. In addition, there is no unstable factor due to a large difference from the product shape such as buckling due to the crushing process, so the applicable range of the material is widened and the required strength is satisfied even if the material is reduced Can be
Effects such as the ability to handle high-tensile materials can also be obtained.
【図１】（ａ）ないし（ｆ）は従来のパイプ材のハイド
ロフォーミング方法の第１タイプの概要を示す説明図で
ある。1 (a) to 1 (f) are explanatory views showing an outline of a first type of a conventional pipe material hydroforming method.
【図２】（ａ）ないし（ｆ）は従来のパイプ材のハイド
ロフォーミング方法の第２タイプの概要を示す説明図で
ある。FIGS. 2A to 2F are explanatory views showing an outline of a second type of a conventional pipe material hydroforming method.
【図３】（ａ）ないし（ｄ）は本発明による製品例とパ
イプ材の形状変化を段階的に示す説明図である。3 (a) to 3 (d) are explanatory views showing a product example according to the present invention and a shape change of a pipe material in a stepwise manner.
【図４】本発明のハイドロフォーミング方法に使用する
金型の例とこれを使用した成形第１段階（セット時）を
示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a mold used in the hydroforming method of the present invention and a first stage of molding (at the time of setting) using the same.
【図５】（ａ）は金型の要部の断面図（ｂ）は（ａ）の
Ｕ−Ｕ線に沿う断面図である。FIG. 5A is a cross-sectional view of a main part of a mold, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line U-U in FIG.
【図６】本発明の第２段階を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a second stage of the present invention.
【図７】本発明の第３段階を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a third stage of the present invention.
【図８】本発明の第４段階（型締め完了）を示す断面図
である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a fourth stage (mold clamping completed) of the present invention.
【図９】金型解放状態を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a mold released state.
【図１０】（ａ）本発明におけるパイプ材端末シールと
液圧導入径を示す、（ｂ）は同じくパイプ材端末シール
状態と液圧導入状態を示す部分切欠平面図である。10A is a partial cutaway plan view showing a pipe material end seal and a hydraulic pressure introduction diameter in the present invention, and FIG. 10B is a partially cutaway view showing a pipe material end seal state and a hydraulic pressure introduction state.
【図１１】（ａ）ないし（ｅ）は本発明による製品にい
たるまでの形状変化を示す説明図である。FIGS. 11A to 11E are explanatory diagrams showing a shape change up to a product according to the present invention.
【図１２】図１１の製品を成形するための金型を曲げ加
工品を装填した状態で示す横断面図である。12 is a cross-sectional view showing a mold for molding the product of FIG. 11 in a state where a bent product is loaded.
【図１３】成形完了状態を示す横断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a completed molding state.
【図１４】縦長断面形状部分の型構造と成形開始前と成
形状態を半分ずつ示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a mold structure of a vertically long cross-sectional shape portion, a half before molding, and a half of a molding state.
【図１５】横長断面形状部分の型構造と成形状態を示す
断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a mold structure and a molding state of a horizontally long cross-sectional shape portion.
【図１６】異形断面形状部分の型構造と成形状態を示す
断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a mold structure and a molding state of an irregular cross-sectional shape portion.
【図１７】本発明法と従来の第１タイプおよび第２タイ
プの成形時間と内圧の関係を示す線図である。FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the molding time and the internal pressure of the method of the present invention and the conventional first and second types.
１ 下型 １’ 上型 ２ 第１ダイス ３ スライドブロック ４ ロック機構 ５ 第２ダイス ６ 固定側壁 ８，１０，１４ 型面 ９ 深溝 １１ テーパ面 １２ 突壁 １３ テーパ面 １５ テーパ面 ４０ ロック片 ４１ アクチュエータ ６０，１２０ 凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower die 1 'Upper die 2 1st die 3 Slide block 4 Lock mechanism 5 2nd die 6 Fixed side wall 8,10,14 Mold surface 9 Deep groove 11 Tapered surface 12 Projected wall 13 Tapered surface 15 Tapered surface 40 Lock piece 41 Actuator 60,120 recess
Claims (2)
くとも一部にパイプ材の径よりも狭い幅の断面領域を有
する製品を得るにあたり、パイプ材を所望平面形状に曲
げ加工した曲げ加工品を、外側型内で左右方向に移動可
能な一対のスライドブロックを配した下型の前記スライ
ドブロック間に装填し、曲げ加工品内に液体を充填して
加圧した状態で上部成形面を有する上型を作動させるこ
とにより前記一対のスライドブロックを接近方向に移動
させて曲げ加工品をスライドブロックと上部成形面とで
連続的に変形させつつ型締めし、上型を下型に対してロ
ックさせた状態で曲げ加工品の内圧を連続的に上昇させ
て目的断面形状になるまで加圧成形することを特徴とす
るパイプ材のハイドロフォーミング方法。1. A bent product obtained by bending a pipe material into a desired flat shape in obtaining a product having a cross-sectional area having a width smaller than the diameter of the pipe material in at least a part of the entire length from a pipe material bent in a plane. Is loaded between the slide block of the lower mold having a pair of slide blocks movable in the left-right direction in the outer mold, and has a top molding surface in a state in which the bent product is filled with liquid and pressurized. By operating the upper mold, the pair of slide blocks are moved in the approaching direction, the bent product is continuously deformed by the slide block and the upper molding surface, and the mold is clamped, and the upper mold is locked to the lower mold. A hydroforming method for a pipe material, comprising continuously increasing the internal pressure of a bent product in a state where the bending process is performed and press-forming the product to a desired sectional shape.
載のパイプ材のハイドロフォーミング方法。両側に固定
側壁を有し、それらの間に製品の断面上の底部を成形す
るための型面を有する台部と台部両側の深溝を有し、固
定側壁の中間領域に凹部を形成している第１ダイスと、 前記台部に配置され、対向面に型面を有するとともに上
部外側にテーパ面を有する左右一対のスライドブロック
と、 前記固定側壁の内寸法に則した間隔を有するとともに下
降末期に前記深溝に進入可能な長さの一対の突壁を有
し、該突壁は先端に前記スライドブロックのテーパ面に
当接してスライドブロックを移動させるためのテーパ状
面を備え、外面には前記凹部に対応する凹部を有し、突
壁間には製品の断面上の頂部を成形するための型面を有
する第２ダイスと、 前記第１ダイスの固定側壁に配置され、前記突壁の進入
時に凹部に嵌入可能なロック片とこれを駆動するアクチ
ュエータとを備えたロック機構。2. The method for hydroforming pipe material according to claim 1, wherein the mold has the following configuration. With fixed side walls on both sides, a base with a mold surface for molding the bottom on the cross section of the product between them and a deep groove on both sides of the base, forming a recess in the middle area of the fixed side wall A first die, a pair of left and right slide blocks disposed on the base, having a mold surface on the opposing surface, and having a tapered surface on the upper outer side; Has a pair of projecting walls of a length capable of entering the deep groove, the projecting wall has a tapered surface at its tip for moving the slide block by contacting the tapered surface of the slide block, and an outer surface thereof. A second die having a concave portion corresponding to the concave portion and having a mold surface for molding a top on a cross section of the product between the projecting walls; and a second die disposed on a fixed side wall of the first die, Lock piece that can be fitted into the recess when entering and this Locking mechanism and an actuator for driving.
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