KR20050071669A - Deformed element pipe for hydraulic bulging, hydraulic bulging device using the element pipe, hydraulic bulging method using the element pipe, and hydraulic-bulged product - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액압 벌지 가공에 제공하는 이형(異形) 소관(素管) 및 이 이형 소관을 이용하여 액압 벌지 가공하는 액압 벌지 가공 장치, 액압 벌지 가공 방법 및 액압 벌지 가공이 실시된 액압 벌지 가공품에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a mold release pipe provided for a hydraulic bulge processing, and a hydraulic bulge processing device for performing hydraulic bulge processing using the mold release pipe, a hydraulic bulge processing method, and a hydraulic bulge processed product subjected to hydraulic bulge processing. will be.
액압 벌지 가공은 다른 성형 가공 방법에 비해 많은 특징을 구비하고 있다. 예를 들어, 길이 방향으로 단면 형상이 다른 복잡한 형상의 부품으로 가공할 수 있으므로, 종래 방법에서는 용접 접합이 필요했던 기계 부품을 일체 성형으로 가공할 수 있다. 또한, 상기 가공은 가공을 부여한 부위의 전체에 걸쳐서 가공 경화가 생기게 하기 위해, 연질인 소관을 이용해도 고강도의 제품을 얻을 수 있다. Hydraulic bulging has many features compared to other molding processes. For example, since it can process into the complicated shape component from which the cross-sectional shape differs in the longitudinal direction, the mechanical component which required the welding joint can be processed by integral molding in the conventional method. In addition, in order to produce work hardening over the whole part to which work is given, even if a soft element pipe is used, a high-strength product can be obtained.
또한, 가공 후의 스프링백이 적고, 제품의 치수 정밀도가 양호하다(형상 동결성이 양호함). 이로 인해, 제품 치수의 수정 공정을 필요로 하지 않아, 공정의 생략을 도모할 수 있다. Moreover, there is little springback after processing, and the dimensional precision of a product is favorable (shape freezing property is favorable). For this reason, the correction | amendment process of a product dimension is not needed and a process can be abbreviate | omitted.
액압 벌지 가공은 상술한 우수한 특징이 평가되어 최근에는, 특히 자동차용 부품의 제조 방법으로서 채용되도록 되어 있다. Hydraulic bulging has been evaluated for its excellent features, and in recent years, has been adopted as a method for producing automotive parts in particular.
통상, 액압 벌지 가공에 의해 관을 성형 가공하는 경우에는 길이 방향으로 균일한 원단면을 갖는 스트레이트인 관(이하,「스트레이트 소관」이라 함)을 소재로서 이용하여 상기 소재에「예성형(豫成形)」으로 하여 구부림 가공 및 찌부러뜨림 가공을 실시한 후, 가공 공정의 최종 공정으로서 액압 벌지 가공이 실시된다. 이와 같은 일련의 가공 공정을 경유함으로써 스트레이트 소관으로부터 소정의 형상으로 가공된 액압 벌지 가공품을 제조할 수 있다. In general, in the case of forming a tube by hydraulic bulging, a straight tube (hereinafter referred to as a "straight tube") having a uniform distal surface in the longitudinal direction is used as a material, and the material is " preformed " After bending and crushing, the hydraulic bulging is carried out as the final step of the machining step. By passing through such a series of processing processes, the hydraulic bulge processed product processed into the predetermined shape from a straight element pipe can be manufactured.
도1은 종래의 스트레이트 소관을 이용하여 제품을 얻는 액압 벌지 가공의 가공 공정 중 최종 공정을 설명하는 도면이다. 도1에 도시한 바와 같이, 최종 공정이 되는 액압 벌지 가공에서는 상하의 금형(1, 2) 내에 셋트된 스트레이트 소관(P1) 내에 주입 구멍(3)을 통해 가공액을 주입하여 내압을 부하한다. 또한, 내압 부하에다가 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구(4, 5)에 의해 양 관단부로부터 축 방향으로 소관(P1)을 압입한다(이하,「축 압박」이라 함). BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the final process of the hydraulic bulging process of obtaining a product using the conventional straight pipe. As shown in Fig. 1, in the hydraulic bulge processing as the final process, the processing liquid is injected through the injection hole 3 into the straight pipe P1 set in the upper and lower molds 1 and 2 to load the internal pressure. In addition, the element pipe P1 is press-fitted from both pipe ends in the axial direction by the axial pressing tools 4 and 5 which serve as a sealing tool in addition to the pressure resistance load (hereinafter referred to as "axial pressing").
액압 벌지 가공에 있어서는 내압을 부하하는 것 및 축 압박하는 것을 조합하여 다양한 단면 형상을 갖는 제품(P2)을 제조한다. 또한, 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구(4, 5)는 도시하지 않은 유압 실린더에 접속되어 있고, 액압 벌지 가공 중에 있어서는 그 축 방향 위치 및 축 압박력이 제어되어 있다. In hydraulic bulge processing, the product P2 which has various cross-sectional shape is manufactured by combining internal load and axial compression. Moreover, the axial press tools 4 and 5 which served as the sealing tool are connected to the hydraulic cylinder which is not shown in figure, and the axial direction position and the axial press force are controlled during hydraulic bulging processing.
액압 벌지 가공에 있어서의 관단부로부터 축 방향으로의 축 압박은 소관의 팽출 시의 메탈플로우를 촉진시켜 소관의 확관 효과를 향상시키는 효과가 있다. 이로 인해, 액압 벌지 가공에서는 관단부로부터 축 방향으로의 축 압박은 매우 중요한 가공 공정이다. Axial pressing from the tube end to the axial direction in the hydraulic bulging process promotes the metal flow during expansion of the element pipe, thereby improving the effect of expanding the element pipe. For this reason, the axial press from the tube end to the axial direction is a very important machining step in the hydraulic bulging process.
구체적으로는 액압 벌지 가공에 있어서, 축 압박을 실시하지 않고 내압 부하만으로 가공을 행하면 스트레이트 소관(P1)은 팽출에 따라 판 두께가 현저히 감소된다. 이로 인해, 스트레이트 소관(P1)은 액압 벌지 가공의 도중에서 파단에 이른다. 즉, 스트레이트 소관(P1)의 성형 가능한 범위(확관 효과)가 제한되게 된다. Specifically, in the hydraulic bulging process, when the machining is performed only with the internal pressure load without applying the axial pressure, the plate thickness of the straight tube P1 is significantly reduced due to expansion. For this reason, the straight element pipe P1 leads to breakage during the hydraulic bulging process. That is, the moldable range (expansion effect) of the straight element pipe P1 is limited.
또한, 액압 벌지 가공에는 소관 형상에 기인하는 문제가 있다. 전술한 바와 같이, 상기 가공의 특징 중 하나로서 축 방향으로 단면 형상이 다른 복잡한 가공 형상을 얻을 수 있다고 해도 얻을 수 있는 가공 형상에 제한이 있다. In addition, there is a problem due to the element pipe shape in the hydraulic bulge processing. As described above, as one of the features of the above processing, even if a complicated processing shape having a different cross-sectional shape in the axial direction can be obtained, there is a limitation in the processing shape that can be obtained.
예를 들어, 주위 길이 증가율(확관율) = {(해당 부위의 가공품의 외주 길이/소관의 원주 길이)-1}× 100 %로 정의한 경우에, 가공품에 요구되는 형상 특성이나 사용하는 소관 조건(재질, 판 두께)에도 따르지만, 축 압박이 유효한 관단부 영역을 제외하고, 주위 길이 증가율(확관율)은 겨우 25 % 정도이다. For example, when defined as the peripheral length increase rate (expansion rate) = {(the circumferential length of the workpiece of the corresponding site / the circumferential length of the pipe) -1} x 100%, the shape characteristics required for the workpiece and the pipe condition used Material, sheet thickness), but the circumferential length increase rate (expansion rate) is only about 25%, with the exception of the tube end region in which axial compression is effective.
이 한계의 주위 길이 증가율(확관율)을 넘어 액압 벌지 가공을 실시할 수 없다. 이와 같은 주위 길이 증가율(확관율)의 제약 조건을 기초로 가공품의 형상 설계의 자유도를 올리고, 보다 복잡한 단면 형상을 갖는 가공품을 얻기 위해서는 소관 형상으로 고안을 실시할 필요가 있다. Hydraulic bulge processing cannot be performed beyond the perimeter increase rate (expansion rate) of this limit. In order to raise the degree of freedom of shape design of a workpiece | work on the basis of such a constraint of an increase in peripheral length (expansion rate), and to obtain the workpiece | work which has a more complicated cross-sectional shape, it is necessary to devise in a small pipe shape.
이 문제에 대응하기 위해, 스트레이트 소관 대신에 대략 원추 형상의 소관(이하,「테이퍼 소관」이라 함)을 이용하는 것이 제안되어 있다. 즉, 테이퍼 소관을 이용함으로써 스트레이트 소관에서의 성형이 곤란한 부품, 예를 들어 축 방향에 따라서 크게 주위 길이가 변화되는 부품에 대해서도 가공에 따라 주위 길이 증가율을 낮게 억제할 수 있어 소정의 가공 형상을 형성할 수 있게 하고 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 2001-321842호 공보, 제1 페이지, 도2 참조). In order to cope with this problem, it is proposed to use a substantially conical elementary pipe (hereinafter referred to as "taper elemental pipe") instead of the straight elemental pipe. That is, by using a taper element pipe, even if the part which is difficult to shape | mold in a straight element pipe | tube, for example, the part whose peripheral length changes largely along the axial direction, the peripheral length increase rate can be suppressed low with a process, and a predetermined process shape is formed. (See, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-321842, first page, and FIG. 2).
그러나, 축 방향으로 단면 형상이 변화되는 테이퍼 소관을 이용하여 액압 벌지 가공을 행하는 경우에, 상기 도1에 도시하는 스트레이트 소관용 축 압박 공구를 사용한 경우에는 테이퍼 소관에 축 압박을 실시하기 어렵다. However, when performing hydraulic bulge processing using a taper element pipe whose cross-sectional shape changes in the axial direction, it is difficult to axially press the taper element pipe when the axial pressing tool for straight tube pipe shown in Fig. 1 is used.
도2는 종래의 스트레이트 소관용축 압박 공구로 테이퍼 소관으로의 축 압박을 행한 경우에 생기는 문제를 설명하는 도면이다. 도2에 도시한 바와 같이, 대경측에서는 테이퍼 소관(TP1)으로의 축 압박 자체를 할 수 없고, 또한 소경측에서는 테이퍼 소관(TP1)으로의 축 압박을 행할 수 있지만, 축 압박에 따라 축 압박 공구(4)가 상하의 금형(1, 2)의 내부로 진입함에 따라서, 축 압박 공구(4)측의 테이퍼 소관(TP1)의 내외면의 구속이 불충분해져 밀봉 누설이 발생하게 된다.Fig. 2 is a view for explaining a problem which occurs when the shaft presses on the tapered element pipe with a conventional straight tube pipe pressing tool. As shown in Fig. 2, the shaft pressing itself to the tapered element pipe TP1 cannot be performed on the large diameter side, and the shaft pressing on the taper element pipe TP1 can be performed on the small diameter side. As 4) enters the inside of the upper and lower molds 1 and 2, the restraint of the inner and outer surfaces of the tapered element pipe TP1 on the side of the axial pressing tool 4 becomes insufficient, and the sealing leakage occurs.
도3은 종래의 테이퍼 소관을 이용한 액압 벌지 가공 공정을 설명하는 도면으로, 도3의 (a)는 가공 전의 상태를, (b)는 내압 부하를 가하기 전의 상태를, (c)는 가공 종료 시의 상태를 나타내고 있다. Figure 3 is a view for explaining a conventional hydraulic bulge processing process using a tapered element pipe, Figure 3 (a) is a state before processing, (b) is a state before applying a pressure-resistant load, (c) is at the end of processing Indicates the state of.
종래의 테이퍼 소관(TP1)을 이용한 액압 벌지 가공에서는, 도3에 도시한 바와 같이 선단부가 테이퍼 형상인 축 압박 공구(6, 7)를 사용하지만, 축 압박을 실시할 수 없으므로, 내압 부하만으로 액압 벌지 가공을 완료시키는 것이 일반적이다. 또한, 도3 중 TP2는 관단부를 성형한 후의 테이퍼 소관, TP3은 액압 벌지 가공 후의 제품(액압 벌지 가공품)을 나타낸다.In the conventional hydraulic bulge processing using the tapered element pipe TP1, as shown in FIG. 3, although the axial pressing tools 6 and 7 which have a tapered shape at the tip end cannot be axially pressed, axial pressure cannot be applied. It is common to complete bulge processing. In addition, in FIG. 3, TP2 shows the taper element pipe after shape | molding a pipe end part, and TP3 shows the product (hydraulic bulge processed product) after hydraulic bulging processing.
도3에 도시하는 가공 공정에서는 테이퍼 소관(TP2)의 축 압박을 실시할 수 없으므로, 전술한 바와 같이 액압 벌지 가공의 단계에서 파단이 생기지 않을 정도로 한정된 성형 범위에서만 가공할 수 없다. 따라서, 액압 벌지 가공에 있어서 테이퍼 소관을 이용하는 것의 효과가 충분히 발휘되지 않는 것이 실정이다. In the machining step shown in Fig. 3, the axial compression of the tapered element pipe TP2 cannot be performed. Therefore, machining cannot be performed only in a limited molding range such that no breakage occurs in the step of hydraulic bulging as described above. Therefore, it is a fact that the effect of using a taper element pipe in a hydraulic bulging process is not fully exhibited.
이로 인해, 테이퍼 소관을 이용하여 액압 벌지 가공을 행한 경우에, 소관으로의 내압 부하에다가 관단부로부터의 축 방향으로의 축 압박을 가능하게 하는 기술 개발이 기대되고 있다. For this reason, when a hydraulic bulge process is performed using a taper element pipe, the development of the technology which enables the axial press from the tube end to the axial pressure load to a element pipe is anticipated.
종래의 테이퍼 소관에 액압 벌지 가공을 실시한 경우에, 축 압박이 곤란하다는 문제와는 별도로, 액압 벌지 가공품을 다른 부재와 접합하는 경우의 문제도 있다. In addition to the problem that axial compression is difficult when the conventional tapered element pipe is subjected to hydraulic bulging, there is also a problem when the hydraulic bulge processed product is joined to another member.
도4는 직사각형 단면을 갖는 액압 벌지 가공품을 접합하는 경우의 문제를 설명하는 도면이다. 도4의 (a)는 종래의 액압 벌지 가공품의 형상을 도시하고, (b)는 본 발명의 액압 벌지 가공품의 형상을 도시하고 있고, 각각의 가공품의 축 방향에 대해 관단부의 기울기를 나타내고 있다. (c)는 상기 (a) 및 (b)의 액압 벌지 가공품의 단면 형상을 도시하고 있다. It is a figure explaining the problem at the time of joining the hydraulic bulge processed goods which have a rectangular cross section. Figure 4 (a) shows the shape of a conventional hydraulic bulge workpiece, (b) shows the shape of the hydraulic bulge workpiece of the present invention, and shows the inclination of the pipe end with respect to the axial direction of each workpiece. . (c) has shown the cross-sectional shape of the hydraulic bulge processed goods of said (a) and (b).
종래의 테이퍼 소관을 소재로 하여 액압 벌지 가공한 제품(PT3)은, 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 관단부가 기울어져 θ만큼 경사져 있다. 이로 인해, 다른 부재와의 용접, 접합 시에 정밀도를 확보할 수 없으므로, 다른 부재와의 접합 등은 용이하지 않다. As shown in Fig. 4A, the pipe end is inclined and inclined by θ, as shown in Fig. 4A. For this reason, since precision cannot be ensured at the time of welding and joining with another member, joining with another member is not easy.
또한, 관단부를 다른 부품에 삽입하여 결합하는 삽입 결합 시에 마찬가지로 정밀도를 확보할 수 없으므로, 위치 결정이 곤란해진다. 그로 인해, 액압 벌지 가공 후에 액압 벌지 가공품의 단부를 잘라내는 등의 마무리 가공을 필요로 한다. In addition, since the precision cannot be secured at the same time as the inserting engagement in which the pipe end is inserted into another part and engaged, positioning becomes difficult. Therefore, the finishing process, such as cutting out the edge part of a hydraulic bulge processed product after hydraulic bulge processing, is required.
도1은 종래의 스트레이트 소관을 이용하여 제품을 얻는 액압 벌지 가공의 가공 공정 중 최종 공정을 설명하는 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the final process of the hydraulic bulging process of obtaining a product using the conventional straight pipe.
도2는 종래의 스트레이트 소관용 축 압박 공구를 이용하여 종래의 테이퍼 소관의 축 압박을 행한 경우에 생기는 문제를 설명하는 도면이다. Fig. 2 is a view for explaining a problem caused when a shaft pressing of a conventional tapered tube is performed using a conventional straight tube pressing tool.
도3은 종래의 테이퍼 소관을 이용한 액압 벌지 가공 공정을 설명하는 도면으로, (a)는 가공 전의 상태를, (b)는 내압 부하를 가하기 전의 상태를, (c)는 가공 종료 시의 상태를 도시하고 있다. 3 is a view illustrating a conventional hydraulic bulge processing process using a tapered element pipe, where (a) is a state before processing, (b) is a state before applying a pressure-resistant load, and (c) is a state at the end of processing. It is shown.
도4는 직사각형 단면을 갖는 액압 벌지 가공품을 접합하는 경우의 문제를 설명하는 도면으로, (a)는 종래의 테이퍼 소관을 이용한 액압 벌지 가공품의 형상, (b)는 본 발명의 액압 벌지 가공품의 형상을 도시하고, (c)는 이들 단면 형상을 도시하고 있다.4 is a view for explaining a problem in the case of joining a hydraulic bulge workpiece having a rectangular cross section, (a) is the shape of the hydraulic bulge workpiece using a conventional tapered pipe, (b) is the shape of the hydraulic bulge workpiece of the present invention (C) shows these cross-sectional shapes.
도5는 본 발명의 액압 벌지 가공용 이형 소관을 구성하는 테이퍼관의 형상예를 나타내는 단면도이다. It is sectional drawing which shows the shape example of the taper pipe which comprises the mold release tube for hydraulic bulge processing of this invention.
도6은 본 발명의 이형 소관의 전체 구성을 예시하는 도면으로, (a)는 원단면을 갖는 테이퍼부의 양단부에 원단면을 갖는 평행부를 형성한 예이고, (b)는 직사각형 단면을 갖는 테이퍼부의 양단부에 직사각형 단면을 갖는 평행부를 설치한 예를 나타내고 있다. 6 is a view illustrating the overall configuration of the release tube of the present invention, (a) is an example in which parallel portions having a distal surface are formed at both ends of the tapered portion having the distal surface, and (b) is a tapered portion having a rectangular cross section. The example which provided the parallel part which has a rectangular cross section in both ends is shown.
도7은 본 발명의 다른 이형 소관의 전체 구성을 예시하는 도면으로, 대경측의 평행부와 중앙의 테이퍼부 사이에 이행부를 가진 예를 나타내고 있다. Fig. 7 is a diagram illustrating the overall configuration of another mold release tube of the present invention, showing an example having transition portions between the parallel portion on the large diameter side and the tapered portion on the center.
도8은 대경측단부에 평행부를 갖는 본 발명에 관한 이형 소관을 제조하는 방법에 대해 설명하는 도면으로, (a)는 전체 사시도이고, (b)는 전개도이고, (c)는 (b)에 도시한 전개도에 가까운 사다리꼴 형상을 도시하는 도면이다. Fig. 8 is a view for explaining a method for producing a release element tube according to the present invention having a parallel portion at a large diameter side end, where (a) is an overall perspective view, (b) is a developed view, and (c) is in (b). It is a figure which shows the trapezoid shape near the developed figure shown.
도9는 본 발명의 이형 소관의 다른 실시예와 그것들에 이용되는 축 압박 공구를 도시하는 도면으로, (a)는 전체 사시도를, (b)는 소경측의 확대도를, (c)는 그것들에 이용되는 소경측의 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구의 확대도이다. 9 is a view showing another embodiment of the release tube of the present invention and the axial pressing tool used in them, (a) is an overall perspective view, (b) is an enlarged view of the small diameter side, (c) It is an enlarged view of the axial press tool which served as the sealing tool of the small diameter side used for the.
도10은 액압 벌지 가공품의 소경측이 직사각형 단면을 갖는 경우에 이용되는 본 발명의 이형 소관의 단부면 형상을 도시하는 도면으로, (a)는 소경측단부보다 축 방향으로 δL + L0만큼 떨어진 위치의 단면도, (c)는 관단부의 단면도, (b)는 그것들의 중간 위치에서의 단면도이다. Fig. 10 is a view showing the end face shape of the mold release tube of the present invention used when the small diameter side of a hydraulic bulge workpiece has a rectangular cross section, and (a) is a position δL + L0 in the axial direction from the small diameter side end portion. (C) is sectional drawing of a tube end part, (b) is sectional drawing in those intermediate positions.
도11은 액압 벌지 가공품의 대경측이 직사각형 단면을 갖는 경우에 이용하는 본 발명의 이형 소관의 단부면 형상을 도시하는 도면으로, (a)는 대경측단부보다 축 방향으로 δL' + L0'만큼 떨어진 위치의 단면도, (c)는 관단부의 단면도, (b)는 그것들의 중간 위치에서의 단면도이다. Fig. 11 is a view showing the end face shape of the mold release tube of the present invention used when the large diameter side of a hydraulic bulge workpiece has a rectangular cross section, and (a) is δL '+ L0' away from the large diameter side end in the axial direction. Sectional drawing of a position, (c) is sectional drawing of a pipe end part, (b) is sectional drawing in those intermediate positions.
도12는 액압 벌지 가공품이 사다리꼴 단면을 갖는 경우에 그 단면 형상을 예시하는 도면이다. 12 is a diagram illustrating the cross-sectional shape when the hydraulic bulge workpiece has a trapezoidal cross section.
도13은 액압 벌지 가공품이 L자형의 단면을 갖는 경우에 그 단면 형상을 예시하는 도면이다. Fig. 13 is a diagram illustrating the cross-sectional shape in the case where the hydraulic bulge processed article has an L-shaped cross section.
도14는 본 발명 방법의 제1 실시예를 설명하는 도면으로, 이형 소관의 관단부의 평행부를 액압 벌지 가공에 앞서서 형성하는 경우를 도시하는 도면으로, (a)는 테이퍼관의 금형 본체로의 셋팅 상태를 도시한 단면도이고, (b)는 액압 벌지 가공 전에 평행부를 형성한 상태를 도시한 단면도이고, (c)는 액압 벌지 가공 종료 후의 상태를 도시한 단면도이다. Fig. 14 is a view for explaining a first embodiment of the method of the present invention, showing the case where the parallel portion of the tube end portion of the mold release tube is formed prior to the hydraulic bulge processing, and (a) shows the tapered pipe to the mold body. It is sectional drawing which shows a setting state, (b) is sectional drawing which shows the state which formed the parallel part before hydraulic bulging processing, (c) is sectional drawing which shows the state after completion of hydraulic bulging processing.
도15는 소경측의 상부 금형 본체, 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구 및 이형 소관단부의 관계를 나타내는 도면으로, (a) 내지 (c)는 상기 도14의 (a) 내지 (c)에 상당하는 도면이다. Fig. 15 is a diagram showing the relationship between the upper mold body on the small diameter side, the shaft pressing tool serving as a sealing tool, and the mold release tube end portion, wherein (a) to (c) correspond to Figs. 14 (a) to (c). Drawing.
도16은 대경측의 상부 금형 본체, 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구 및 이형 소관단부의 관계를 나타내는 도면으로, (a) 내지 (c)는 상기 도14의 (a) 내지 (c)에 상당하는 도면이다. Fig. 16 is a diagram showing the relationship between the upper mold body on the large diameter side, the shaft pressing tool serving as a sealing tool, and the mold release tube end portion, wherein (a) to (c) correspond to Figs. 14 (a) to (c). Drawing.
도17은 본 발명 방법의 제2 실시예를 설명하는 도면으로, 이형 소관의 관단부의 평행부를 금형 본체로의 셋팅 전에 미리 형성하고 있는 경우를 도시하는 도면으로, (a)는 이형 소관의 금형 본체로의 셋팅 상태를 도시한 단면도이고, (b)는 액압 벌지 가공 전의 상태를 도시한 단면도이고, (c)는 액압 벌지 가공 종료 후의 상태를 도시한 단면도이다. FIG. 17 is a view for explaining a second embodiment of the method of the present invention, showing the case where the parallel portion of the tube end portion of the mold release tube is formed in advance before setting to the mold body, and (a) shows the mold of the mold release tube. It is sectional drawing which shows the setting state to a main body, (b) is sectional drawing which shows the state before hydraulic bulging processing, (c) is sectional drawing which shows the state after completion of hydraulic bulging processing.
도18은 본 발명 방법의 제3 실시예를 설명하는 도면으로, 이형 소관의 관단부의 평행부를 금형 본체로의 셋팅 전에 미리 형성하고 있는 경우의 다른 예를 나타내는 도면으로, (a) 내지 (c)는 상기 도17의 경우와 동일하다.Fig. 18 is a view for explaining a third embodiment of the method of the present invention, which shows another example in the case where the parallel portion of the tube end portion of the mold release tube is formed before setting to the mold body, (a) to (c). ) Is the same as the case of FIG.
도19는 본 발명 방법의 제4 실시예를 나타내는 설명도로, 대경측의 평행부의 내측의 캐비티가 대경단부를 기준으로 하여 축 방향으로 단조롭게 증가하는 구성예를 나타내는 도면으로, (a) 내지 (c)는 상기 도17의 경우와 동일하다.Fig. 19 is an explanatory diagram showing a fourth embodiment of the method of the present invention, showing a configuration example in which the cavity inside the parallel part on the large diameter side monotonously increases in the axial direction with respect to the large diameter end, and (a) to (c). ) Is the same as the case of FIG.
도20은 본 발명의 액압 벌지 가공 장치의 구성 부재인 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구의 구성예를 나타내는 도면이다. It is a figure which shows the structural example of the axial pressing tool which also served as the sealing tool which is a structural member of the hydraulic bulge processing apparatus of this invention.
본 발명은 상기한 종래의 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 횡방향으로 횡단면 형상이 변화되는 이형 소관을 이용한 액압 벌지 가공에 있어서, 소관으로의 내압 부하에다가 관단부로부터 축 방향으로의 축 압박을 가능하게 하여 큰 확관율을 얻을 수 있는 액압 벌지 가공용 이형 소관 및 이를 이용하는 액압 벌지 가공 장치, 액압 벌지 가공 방법 및 액압 벌지 가공품을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and in the hydraulic bulge processing using a deformed element pipe in which the cross-sectional shape is changed in the transverse direction, an axial pressure in the axial direction from the end of the pipe can be added to the pressure load to the element pipe. An object of the present invention is to provide a release duct for hydraulic bulge processing, a hydraulic bulge processing apparatus, a hydraulic bulge processing method, and a hydraulic bulge processed product which can obtain a large expansion rate.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액압 벌지 가공용 이형 소관은 액압 벌지 가공에 제공되는 이형 소관이며, 축 방향의 한 쪽으로부터 다른 쪽에 걸쳐서 외경이 점차 증가 또는 감소되는 주위 길이를 갖고, 적어도 한 쪽단부측에 평행부를 형성하는 것으로 하고 있다. In order to achieve the above object, the release element pipe for hydraulic bulge processing of the present invention is a release element pipe provided for hydraulic bulge processing, and has a peripheral length in which the outer diameter gradually increases or decreases from one side in the axial direction to the other side, and at least one The parallel part is formed in the side end part.
본 발명의 액압 벌지 가공용 이형 소관에서는, 상기 평행부의 길이는 액압 벌지 가공에서 실시되는 축 압박량과 가공 시의 밀봉에 필요한 길이와의 합계 길이 이상으로 하는 것이 바람직하다. In the release element pipe for hydraulic bulge processing of this invention, it is preferable to make the length of the said parallel part more than the total length of the axial compression amount performed by hydraulic bulge processing, and the length required for sealing at the time of processing.
또한, 직사각형 단면, 또는 다각 형상 단면을 갖는 액압 벌지 가공품의 제조에 제공되는 이형 소관에 있어서는 상기 평행부에 있어서의 코너부의 곡률 반경(R)을 관단부의 축 방향 거리에 대응하는 이형 소관의 주위 길이 차의 변화에 대응하여 변화시키는 것이 바람직하다. Moreover, in the release element pipe provided for manufacture of a hydraulic bulging workpiece which has a rectangular cross section or a polygonal cross section, the radius of curvature R of the corner part in the said parallel part is the periphery of the release element pipe corresponding to the axial distance of a pipe end part. It is preferable to change it corresponding to the change of length difference.
그리고, 이와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 이형 소관을 상하 양 금형 본체 중 적어도 한 쪽의 단부측 내면과, 이 단부측 내면에 대응하는 축 압박 공구의 외면에 각각 평행부를 설치하고, 본 발명의 액압 벌지 가공 장치의 금형 내에 셋트하면 내압 부하 및 축 압박을 조합하는 것이 가능해진다.And the mold release tube of this invention which consists of such a structure is provided with the parallel part in the inner surface of at least one end side of the upper and lower mold bodies, and the outer surface of the axial press tool corresponding to this end side inner surface, respectively, and the hydraulic pressure of this invention When set in the metal mold | die of a bulge processing apparatus, it becomes possible to combine a pressure-resistant load and an axial press.
이에 의해, 액압 벌지 가공에 있어서, 종래 이상으로 큰 확관율을 얻을 수 있게 되고, 또한 다른 부품과의 접합도 용이하게 행할 수 있게 된다. As a result, in the hydraulic bulging process, a large expansion ratio can be obtained more than conventionally, and the joining with other parts can be easily performed.
도5는 본 발명의 이형 소관을 구성하는 테이퍼관의 형상예를 나타내는 단면도이다. 본 발명의 액압 벌지 가공용 이형 소관(11)은 액압 벌지 가공에 제공되는 이형 소관이며, 도5의 (a), (b)에 도시한 바와 같이 축 방향의 한 쪽으로부터 다른 쪽에 걸쳐서 외경이 점차 증가 또는 감소되는 주위 길이를 갖고, 적어도 한 쪽단부(도5에 나타낸 예에서는 소경측 및 대경측의 양단부)측에 평행부(11a, 11b)를 형성하고 있다. Fig. 5 is a cross-sectional view showing a shape example of a tapered pipe that constitutes the release small pipe of the present invention. The release element pipe 11 for hydraulic bulge processing of the present invention is a release element pipe provided for hydraulic bulge processing, and the outer diameter gradually increases from one side to the other in the axial direction as shown in Figs. 5 (a) and 5 (b). Alternatively, parallel portions 11a and 11b are formed on at least one end portion (both ends of the small diameter side and the large diameter side in the example shown in Fig. 5) with a reduced peripheral length.
본 발명의 액압 벌지 가공용 이형 소관에서는, 상기 평행부(11a, 11b)의 길이는 액압 벌지 가공에서의 축 압박량과 밀봉에 필요한 길이의 합계 길이 이상으로 하는 것이 바람직하다. In the release element pipe for hydraulic bulge processing of this invention, it is preferable to make the length of the said parallel part 11a, 11b more than the total length of the axial press amount in hydraulic bulging processing, and the length required for sealing.
도6은 본 발명의 이형 소관의 전체 구성을 예시하는 도면으로, 도6의 (a)는 원단면을 갖는 테이퍼부의 양단부에 원단면을 갖는 평행부를 형성한 예이고, (b)는 직사각형 단면을 갖는 테이퍼부의 양단부에 직사각형 단면을 갖는 평행부를 설치한 예를 나타내고 있다. Figure 6 is a view illustrating the overall configuration of the release element pipe of the present invention, Figure 6 (a) is an example in which the parallel portion having the distal surface is formed at both ends of the tapered portion having the distal surface, (b) is a rectangular cross section The example which provided the parallel part which has a rectangular cross section in the both ends of the taper part to have is shown.
상기 도5의 (a)에 나타내는 실시예를 도6의 (a), (b)를 이용하여 더 상세하게 설명한다. 도6의 (a)는 가장 기본적인 형태를 도시하는 것으로, 원단면을 갖는 테이퍼부의 양단부에 원단면을 갖는 평행부(11a, 11b)를 형성한 것이다. The embodiment shown in Fig. 5A will be described in more detail with reference to Figs. 6A and 6B. Fig. 6A shows the most basic form, in which parallel portions 11a and 11b having the distal surface are formed at both ends of the tapered portion having the distal surface.
또한, 도6의 (b)는 직사각형 단면을 갖는 테이퍼부의 양단부에 직사각형 단면을 갖는 평행부(11a, 11b)를 설치한 것이다. 이 도6의 (b)에 나타내는 예에서는, 평행부(11a, 11b)는 전체 길이에 걸쳐서 소경측(11a)에서는 후술하는 도10의 (a)에 도시하는 단면, 대경측(11b)에서는 후술하는 도11의 (c)에 도시하는 단면을 갖고 있다. 6B, parallel portions 11a and 11b having rectangular cross sections are provided at both ends of the tapered portion having a rectangular cross section. In the example shown in FIG. 6 (b), the parallel portions 11a and 11b have a cross section shown in FIG. 10 (a) which will be described later on the small diameter side 11a over the entire length, and will be described later in the large diameter side 11b. FIG. 11C has a cross section shown in FIG.
도7은 본 발명의 다른 이형 소관의 전체 구성을 예시하는 도면으로, 상기 도6의 구성에 비해 대경측의 평행부와 중앙의 테이퍼부 사이에 이행부를 갖는 이형 소관의 구성예를 나타내고 있다. Fig. 7 is a view illustrating the overall configuration of another release element pipe according to the present invention, and shows a configuration example of the release element pipe having a transition portion between the parallel part on the large diameter side and the taper part in the center as compared with the configuration in Fig. 6.
다음에, 상기 도5의 (b)에 나타내는 실시예의 상세를 도7의 (a), (b)를 이용하여 설명한다. 도7의 (a)는 원단면을 갖는 테이퍼부의 양단부에 원단면을 갖는 평행부(11a, 11b)를 형성한 것으로, 대경측의 평행부(11b)와 중앙의 테이퍼부 사이에 이행부(11c)를 갖고 있다. Next, the details of the embodiment shown in Fig. 5B will be described with reference to Figs. 7A and 7B. Fig. 7 (a) shows parallel portions 11a and 11b having the distal surface at both ends of the tapered portion having the distal surface. The transition portion 11c is provided between the parallel portion 11b on the large diameter side and the central tapered portion. Have
또한, 도7의 (b)는 직사각형 단면을 갖는 테이퍼부의 양단부에 직사각형 단면을 갖는 평행부(11a, 11b)를 설치한 것으로, 대경측의 평행부(11b)와 중앙의 테이퍼부 사이에 상기와 마찬가지로 이행부(11c)를 갖고 있다. Fig. 7B is provided with parallel portions 11a and 11b having a rectangular cross section at both ends of the tapered portion having a rectangular cross section, and is arranged between the parallel portion 11b on the large diameter side and the central tapered portion. Similarly, it has the transition part 11c.
상기 도6의 (b)나 도7의 (b)에서는 양단부에 형성한 평행부(11a, 11b)의 형상이 단순히 직사각형 단면을 갖는 것을 도시하였지만, 평행부(11a, 11b)의 형상은 후술하는 도12에 도시한 바와 같은 사다리꼴의 단면 형상이나, 후술하는 도13에 도시한 바와 같은 L자형의 단면 형상, 또는 도시하지 않은 다각형의 단면 형상 등이라도 좋다. 6 (b) and 7 (b) show that the shapes of the parallel portions 11a and 11b formed at both ends simply have a rectangular cross section, the shapes of the parallel portions 11a and 11b will be described later. It may be a trapezoidal cross-sectional shape as shown in Fig. 12, an L-shaped cross-sectional shape as shown in Fig. 13 to be described later, or a polygonal cross-sectional shape not shown.
이 경우에, 액압 벌지 가공 후의 최종 단부면 형상이 제품의 단부면 형상과 일치하도록 설계하고 있으면, 재료 수율이 향상되게 되어 적합하다. In this case, if the final end surface shape after hydraulic bulging processing is designed to match the end surface shape of a product, material yield will improve and it is suitable.
또한, 도6의 (b)나 도7의 (b)에 있어서는 중앙의 테이퍼부도 직사각형 단면으로 한 것을 도시하고 있지만, 중앙부는 특별히 직사각형 단면일 이유는 없고, 도6의 (a)나 도7의 (a)와 같은 원단면이라도 좋고, 액압 벌지 가공의 금형에 삽입할 수 있도록 구부림 가공이나 상하 좌우로부터의 찌부러뜨림 가공을 행한 것이라도 좋다. 6 (b) and 7 (b) show that the center taper portion is also a rectangular cross section, the center portion is not particularly rectangular in cross section. The raw material surface as shown in (a) may be sufficient, and what was bent and crushed from top, bottom, left, or right may be inserted so that it may be inserted in the metal mold | die of a hydraulic bulging process.
도8은 대경측단부에 평행부를 갖는 본 발명에 관한 이형 소관을 제조하는 방법에 대해 설명하는 도면으로, 도8의 (a)는 전체 사시도이고, (b)는 전개도, (c)는 (b)에 도시한 전개도에 가까운 사다리꼴 형상을 도시하는 도면이다. FIG. 8 is a view for explaining a method for producing a release element tube according to the present invention having a parallel portion at a large diameter side end, where FIG. 8A is an overall perspective view, FIG. 8B is an exploded view, and FIG. It is a figure which shows the trapezoid shape close to the developed view shown in ().
도8의 (a)에 도시한 바와 같은 원단면을 갖는 테이퍼부의 대경측단부에 평행부(11b)를 갖는 본 발명에 관한 이형 소관(11)의 제조 방법에 대해 설명하면, 다음과 같이 된다. The manufacturing method of the mold release tube 11 which concerns on this invention which has a parallel part 11b in the large diameter side end part of the taper part which has a distal surface as shown to Fig.8 (a) is as follows.
도8의 (a)에 도시하는 이형 소관(11)은 도8의 (b)에 도시한 형상의 판을 단순 왜곡하여 a-b와 a'-b', c-d와 c'-d', b-e와 c-e, b'-e와 c'-e의 단부를 접합하면, 도8의 (a)에 도시한 바와 같이 대경측단부에 평행부(11b)를 갖는 이형 소관(11)을 얻을 수 있다. The release tube 11 shown in FIG. 8 (a) simply distorts the plate of the shape shown in FIG. 8 (b) and a-b and a'-b ', c-d and c'-d'. When the ends of b-e and c-e, and b'-e and c'-e are joined together, as shown in Fig. 8 (a), the mold release tube 11 having the parallel portion 11b at the large diameter side end portion thereof is shown. ) Can be obtained.
한편, 도8의 (c)에는 도8의 (b)를 파선으로 병기하는 동시에, 이것에 가까운 사다리꼴 형상을 실선으로 나타내고 있다. On the other hand, in Fig. 8C, Fig. 8B is shown in broken lines and a trapezoidal shape close to this is shown by a solid line.
실선과 파선의 비교로 명백한 바와 같이, 도8의 (c)에 실선으로 나타내는 사다리꼴을 단순 왜곡한 경우에는 b-c-e의 영역과 b'-c'-e'의 영역에 두께에 여분이 생긴다. 즉, 사다리꼴 형상을 소재로 한 판 권취 공정에서는 본 발명에 관한 이형 소관(11)과 같이 단부에 평행부(11b)를 갖는 이형 소관의 제조는 곤란하다. As apparent from the comparison between the solid line and the broken line, when the trapezoid shown by the solid line in Fig. 8 (c) is simply distorted, the thickness of the b-c-e and the b'-c'-e 'regions is excessive. Occurs. That is, in the plate winding process which used the trapezoid shape as a raw material, it is difficult to manufacture the mold release tube which has the parallel part 11b at the edge part like the mold release tube 11 which concerns on this invention.
가장 단순한 방법은, 도8을 이용하여 설명한 바와 같이 본 발명에 관한 이형 소관(11)의 전개 형상을 갖는 판을 단순 왜곡하여 접합하는 방법이지만, 다음에, 이 이외의 방법이나, 전술한 도6, 도7에 도시하는 형상의 본 발명에 관한 이형 소관(11)을 제조하는 방법에 대해 설명한다. The simplest method is a method of simply distorting and joining a plate having a developed shape of the release tube 11 according to the present invention as described with reference to FIG. 8. Next, a method of manufacturing the mold release tube 11 according to the present invention having the shape shown in FIG. 7 will be described.
상기 도6의 (a)에 도시하는 형상의 경우에는, 예를 들어「단순한 테이퍼관」을 소재로 하여 소경측은 내경 확장 가공, 대경측은 외경 교축 가공을 행함으로써 얻을 수 있다. 또한, 도6의 (b)에 도시하는 형상의 경우에는 상기에다가 중앙의 본체 길이부에 찌부러뜨림 가공을 행함으로써 얻을 수 있다. In the case of the shape shown in Fig. 6A, for example, a "simple taper pipe" can be used as a raw material, and the small diameter side can be obtained by expanding the inner diameter and the large diameter side by performing the outer diameter throttling. In addition, in the case of the shape shown in FIG.6 (b), it can obtain by performing crushing process to the main-body length part in addition to the above.
본 발명의 설명에 있어서,「단순한 테이퍼관」이라 함은, 본 발명의 이형 소관의 소재이며, 아직 한 쪽단부측 또는 양단부에 평행부를 형성하고 있지 않은 테이퍼관을 의미한다. In the description of the present invention, the term "simple taper pipe" means a taper pipe which is a raw material of the mold release tube of the present invention and which does not yet have parallel portions at one end side or both ends.
상기 도7의 (a)에 도시하는 형상의 경우에는, 예를 들어,「단순한 테이퍼관」을 소재로 하여 소경측, 대경측 모두 내경 확장 가공을 행하면 된다. 또한, 도7의 (b)에 도시하는 형상의 경우에는 상기에다가 중앙의 본체 길이부에 찌부러뜨림 가공을 행함으로써 얻을 수 있다. In the case of the shape shown in Fig. 7A, the inner diameter expansion processing may be performed on both the small diameter side and the large diameter side using, for example, a "simple taper pipe". In addition, in the case of the shape shown in FIG.7 (b), it can obtain by performing crushing process to the main body length part in addition to the above.
도9는 본 발명의 이형 소관의 다른 실시예와 그것들에 이용되는 축 압박 공구를 도시하는 도면으로, 도9의 (a)는 전체 사시도를, (b)는 소경측의 확대도를, (c)는 그것들에 이용되는 소경측의 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구의 확대도이다. 도9에 나타내는 실시예에서는, 도9의 (a)에 나타낸 형태는 직사각형 단면의 테이퍼부의 양단부에 직사각형 단면의 평행부(11a, 11b)를 형성하고 있다. Fig. 9 is a view showing another embodiment of the release tubule of the present invention and the axial pressing tool used therein, Fig. 9 (a) is an overall perspective view, (b) is an enlarged view of the small diameter side, (c ) Is an enlarged view of the shaft pressing tool which also serves as a sealing tool on the small diameter side used for them. In the embodiment shown in FIG. 9, the form shown to Fig.9 (a) forms the parallel part 11a, 11b of a rectangular cross section in the both ends of the tapered part of a rectangular cross section.
또한, 도9에 나타낸 실시예에서는, 단순한 테이퍼관에 소경측의 평행부(11a)에서는 δL + L0에 대응하는 부분에, 대경측의 평행부(11b)에서는 δL' + L0'에 대응하는 부분에 제품과 대략 동일한 폭, 높이의 치수를 갖는 직사각형 단면을 형성하고 있다. In addition, in the Example shown in FIG. 9, the part corresponding to (delta) L + L0 in the parallel part 11a of the small diameter side to the simple taper pipe, and the part corresponding to (delta) L '+ L0' in the parallel part 11b of the large diameter side The rectangular cross section which has the width | variety and the dimension of height substantially the same as a product is formed.
또한, 코너부의 곡률 반경(R)을 후술하는 바와 같이 결정함으로써, 액압 벌지 가공에서 금형 본체(12, 13)와 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구(14, 15)에 의해 액압 벌지 가공 시의 축 압박으로 좌굴 등이 생기지 않고 매우 원활한 재료의 압입이 가해진다.In addition, by determining the radius of curvature R of the corner portion as will be described later, the axial pressure at the time of hydraulic bulge processing by the axial pressing tools 14 and 15 which also serve as the mold bodies 12 and 13 and the sealing tool in the hydraulic bulging process. As a result, buckling and the like do not occur and a very smooth indentation of the material is applied.
도10은 액압 벌지 가공품의 소경측이 직사각형 단면을 갖는 경우에 이용되는 본 발명의 이형 소관의 단부면 형상을 도시하는 도면이다. 도10의 (a)는 소경측단부보다 축 방향으로 δL + L0만큼 떨어진 위치의 단면을, (c)는 관단부의 단면을, (b)는 그것들의 중간 위치에서의 단면을 도시하고 있다. Fig. 10 is a diagram showing the end face shape of the mold release tube of the present invention used when the small diameter side of the hydraulic bulge processed article has a rectangular cross section. Fig. 10 (a) shows a cross section at a position δL + L0 in the axial direction from a small diameter side end portion, (c) shows a cross section at a tube end portion, and (b) shows a cross section at their intermediate positions.
즉, 도10은 본 발명의 이형 소관의 소경측의 평행부(11a)의 각 단면에 있어서의 형상을 설명하는 도면으로, (a) 내지 (c)의 단면의 폭(W0)과 높이(H0)는 거의 일정하다. 또한, 코너부의 곡률 반경(R)을 예성형에 의해 단계적으로 변화시키고 있다. That is, FIG. 10 is a figure explaining the shape in each cross section of the parallel part 11a of the small diameter side of the mold release tube of this invention, The width W0 and height H0 of the cross section of (a)-(c). ) Is almost constant. In addition, the curvature radius R of a corner part is changing stepwise by preforming.
도10의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이, 소경측단부에서의 코너부의 곡률 반경을 R0, 소경측단부보다 축 방향으로 δL + L0만큼 떨어진 위치의 코너부의 곡률 반경을 R1, 소경측단부보다 축 방향으로 X만큼 떨어진 위치의 코너부의 곡률 반경을 R(x)이라 하면, 이들은 하기 식 1의 관계가 된다. As shown in Figs. 10A to 10C, the radius of curvature of the corner portion at the small-diameter side end is R0, and the radius of curvature of the corner portion at the position δL + L0 in the axial direction from the small-diameter side end is R1, the small-diameter. If the radius of curvature of the corner portion at the position axially separated from the side end portion is R (x), these become relations of the following formula (1).
[식 1][Equation 1]
R0 ≥ R(x) ≥ R1R0 ≥ R (x) ≥ R1
도10에 나타내는 실시예에서는 각 단면에 있어서의 4개의 코너부의 곡률 반경을 동일하게 하였지만, 이들을 동일하게 할 필요는 없고, 코너부마다 다른 곡률 반경으로 해도 좋다. In the embodiment shown in Fig. 10, the radius of curvature of the four corner portions in each cross section is the same, but it is not necessary to make them the same, and the radius of curvature may be different for each corner portion.
더욱 상세하게는 단순한 테이퍼관의 양단부를 기준 주위 길이로 한 관단부로부터의 위치(X)에 있어서의 주위 길이 차[δd(x)]는 하기 식 2에 의해 얻을 수 있다. 단, D0은 소경측 외경, D0'는 대경측 외경 및 LT은 테이퍼관의 길이를 나타내고 있다. More specifically, the peripheral length difference [delta] d (x) at the position X from the pipe end with both end portions of the simple tapered pipe as the reference peripheral length can be obtained by the following equation. D0 is a small diameter side outer diameter, D0 'is a large diameter outer diameter, and LT has shown the length of a taper pipe.
[식 2][Equation 2]
δd(x) = πㆍ(D0' - D0)ㆍX/LTdelta d (x) = π (D0 '-D0)
예성형에서 단부의 단면을 폭(W0), 높이(H0)의 직사각형으로 형성할 때, 상기 주위 길이 차[δd(x)]에 대응하고, 도10에 도시한 바와 같이 코너부의 곡률 반경[R(x)]의 치수를 축 방향 위치에서 변화시킴으로써 적절한 예성형의 형상을 결정할 수 있다. In forming a cross section of an end portion in a rectangle of width W0 and height H0 in the preform, the radius of curvature R of the corner portion corresponds to the peripheral length difference δd (x), as shown in FIG. By changing the dimensions of (x)] at the axial position, the shape of the appropriate preform can be determined.
도11은 액압 벌지 가공품의 대경측이 직사각형 단면을 갖는 경우에 이용되는 본 발명의 이형 소관의 단부면 형상을 도시하는 도면이다. 도11의 (a)는 대경측단부보다 축 방향으로 δL' + L0'만큼 떨어진 위치의 단면도이고, (c)는 관단부의 단면도이고, (b)는 그것들의 중간 위치에서의 단면도이다. Fig. 11 is a diagram showing the end face shape of the mold release tube of the present invention used when the large diameter side of a hydraulic bulge workpiece has a rectangular cross section. Fig. 11A is a sectional view of a position δL '+ L0' away from the large diameter side end portion, (c) is a sectional view of the tube end portion, and (b) is a sectional view at their intermediate position.
즉, 도11은 본 발명의 이형 소관의 대경측의 평행부(11b)의 각 단면에 있어서의 형상을 설명하는 도면으로, (a) 내지 (c)의 단면의 폭(W0')과 높이(H0')는 거의 일정하다. 또한, 코너부의 곡률 반경(R')을 예성형에 의해 단계적으로 변화시키고 있다. That is, FIG. 11 is a figure explaining the shape in each cross section of the parallel part 11b of the large diameter side of the mold release tube of this invention, Comprising: The width W0 'of the cross sections of (a)-(c), and height ( H0 ') is nearly constant. In addition, the curvature radius R 'of a corner part is changing stepwise by preforming.
도11의 (a) 내지 (c)에 도시한 바와 같이, 대경측단부에서의 코너부의 곡률 반경을 R0', 대경측단부보다 축 방향으로 δL' + L0'만큼 떨어진 위치의 코너부의 곡률 반경을 R1', 대경측단부보다 축 방향으로 X만큼 떨어진 위치의 코너부의 곡률 반경을 R'(x)이라 하면, 이들은 하기 식 1'의 관계가 된다. As shown in Figs. 11A to 11C, the radius of curvature of the corner portion at the large-diameter end is R0 ', and the radius of curvature of the corner portion at a position δL' + L0 'away from the large-diameter end in the axial direction. If the radius of curvature of the corner portion at the position axially separated from R1 'and the large-diameter side end portion is R' (x), these become relations of the following formula 1 '.
[식 1'][Equation 1 ']
R0' ≤ R'(x) ≤ R1'R0 '≤ R' (x) ≤ R1 '
또한, 단순한 테이퍼관의 양단부를 기준 주위 길이로 한 단부로부터의 위치(X)에 있어서의 주위 길이 차[δd(x)]는 하기 식 2'에 의해 얻을 수 있다. 단, D0은 소경측 외경, D0'는 대경측 외경 및 LT는 테이퍼관의 길이를 나타내고 있다. In addition, the peripheral length difference (delta d (x)) at the position X from the edge part which made both ends of a simple taper pipe the reference peripheral length can be obtained by following formula 2 '. D0 is a small diameter side outer diameter, D0 'is a large diameter outer diameter, and LT has shown the length of a taper pipe.
[식 2'][Equation 2 ']
δd(x) = πㆍ(D0'-D0)ㆍX/LTδd (x) = π (D0'-D0) X / LT
단부의 단면을 폭(W0'), 높이(H0')의 직사각형으로 형성할 때, 상기 주위 길이 차[δd(x)]에 대응하고, 도11에 도시한 바와 같이 코너부의 곡률 반경 R'(x)의 치수를 축 방향 위치에서 변화시킴으로써 적절한 형상의 결정이 가능하다. When the cross section of the end is formed into a rectangle of width W0 'and height H0', the radius of curvature R 'of the corner portion corresponds to the peripheral length difference δd (x), as shown in FIG. By changing the dimension of x) at the axial position, an appropriate shape can be determined.
상술한 바와 같이, 액압 벌지 가공품이 직사각형 단면을 갖는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명의 이형 소관은 이에 한정되지 않고, 직사각형의 조합 형상이나 다각형 형상이라도 채용할 수 있고, 액압 벌지 가공 시의 매우 안정된 축 압박이 가능해진다.As described above, the case where the hydraulic bulge processed product has a rectangular cross section has been described. However, the release element pipe of the present invention is not limited to this, and even a rectangular combination shape or a polygonal shape can be adopted, and the hydraulic bulge processing can be very stable. Axial compression is possible.
도12는 액압 벌지 가공품이 사다리꼴 단면을 갖는 경우에 그 단면 형상을 예시하는 도면이다. 도13은 액압 벌지 가공품이 L자형 단면을 갖는 경우에 그 단면 형상을 예시하는 도면이다. 모두 대경측에서 미리 성형된 단면 형상의 예로, (a)는 대경측단부보다 축 방향으로 δL' + L0'만큼 떨어진 위치의 단면도이고, (c)는 관단부의 단면도이고, (b)는 그것들의 중간 위치에서의 단면도이다. 12 is a diagram illustrating the cross-sectional shape when the hydraulic bulge workpiece has a trapezoidal cross section. Fig. 13 is a diagram illustrating the cross-sectional shape in the case where the hydraulic bulge processed article has an L-shaped cross section. As an example of the cross-sectional shape previously formed on the large diameter side, (a) is a sectional view of the position delta L '+ L0' away from the large diameter side end part, (c) is a sectional view of the tube end part, and (b) It is sectional drawing in the intermediate position of.
다음에, 본 발명의 액압 벌지 가공 장치 및 그것을 이용한 액압 벌지 가공 방법을, 도면을 기초로 하여 설명한다. Next, the hydraulic bulge processing apparatus of this invention and the hydraulic bulge processing method using the same are demonstrated based on drawing.
도14는 본 발명 방법의 제1 실시예를 설명하는 도면으로, 이형 소관의 관단부의 평행부를 액압 벌지 가공에 앞서서 형성하는 경우를 나타내고 있다. 도14의 (a)는 테이퍼관의 금형 본체로의 셋팅 상태를 도시한 단면도이고, (b)는 액압 벌지 가공 전에 평행부를 형성한 상태를 도시한 단면도이고, (c)는 액압 벌지 가공 종료 후의 상태를 도시한 단면도이다. FIG. 14 is a view for explaining a first embodiment of the method of the present invention, showing the case where the parallel portion of the tube end portion of the mold release tube is formed before the hydraulic bulge processing. Fig. 14 (a) is a sectional view showing a setting state of the tapered pipe to the mold main body, (b) is a sectional view showing a state in which parallel portions are formed before the hydraulic bulge processing, and (c) is a view after completion of the hydraulic bulge processing. It is sectional drawing which shows the state.
도15는 소경측의 상부 금형 본체, 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구 및 이형 소관단부의 관계를 나타내는 도면으로, 도15의 (a) 내지 (c)는 상기 도14의 (a) 내지 (c)에 상당하는 도면이다. Fig. 15 is a diagram showing the relationship between the upper mold body on the small diameter side, the shaft pressing tool serving as a sealing tool, and the mold release tube end portion, and Figs. 15 (a) to (c) are Figs. 14 (a) to (c). It corresponds to drawing.
도16은 대경측의 상부 금형 본체, 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구 및 이형 소관단부의 관계를 나타내는 도면으로, 도16의 (a) 내지 (c)는 상기 도14의 (a) 내지 (c)에 상당하는 도면이다. Fig. 16 is a view showing the relationship between the upper mold body on the large diameter side, the axial pressing tool serving as a sealing tool, and the mold release tube end portion, and Figs. 16A to 16C show Figs. 14A to 14C. It corresponds to drawing.
도17은 본 발명 방법의 제2 실시예를 설명하는 도면으로, 이형 소관의 관단부의 평행부를 금형 본체로의 셋팅 전에 미리 형성하고 있는 경우를 나타내고 있다. 도17의 (a)는 이형 소관의 금형 본체로의 셋팅 상태를 도시한 단면도이고, (b)는 액압 벌지 가공 전의 상태를 도시한 단면도이고, (c)는 액압 벌지 가공 종료 후의 상태를 도시한 단면도이다. Fig. 17 is a view for explaining a second embodiment of the method of the present invention, showing the case where the parallel portion of the tube end portion of the mold release tube is formed before setting to the mold body. Fig. 17 (a) is a sectional view showing a setting state of the mold release tube to the mold main body, (b) is a sectional view showing a state before hydraulic bulging, and (c) shows a state after completion of hydraulic bulging. It is a cross section.
도18은 본 발명 방법의 제3 실시예를 설명하는 도면으로, 이형 소관의 관단부의 평행부를 금형 본체로의 셋팅 전에 미리 형성하고 있는 경우의 다른 예를 나타내고 있다. 도18의 (a)는 이형 소관의 금형 본체로의 셋팅 상태를 도시한 단면도이고, (b)는 액압 벌지 가공 전의 상태를 도시한 단면도이고, (c)는 액압 벌지 가공 종료 후의 상태를 도시한 단면도이다. Fig. 18 is a view for explaining a third embodiment of the method of the present invention, and shows another example in the case where the parallel portion of the tube end portion of the mold release tube is formed before setting to the mold body. Fig. 18 (a) is a cross sectional view showing a setting state of the mold release tube to the mold body, (b) is a sectional view showing a state before hydraulic bulging, and (c) shows a state after completion of hydraulic bulging. It is a cross section.
본 발명의 액압 벌지 가공 장치는, 예를 들어 도14, 도17 및 도18에 도시한 바와 같은 캐비티를 형성한 상하의 금형 본체(12, 13)와, 양 금형 본체(12, 13)의 각각의 단부에 선단부가 삽입되는 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구(14, 15)를 구비하고 있다. 그리고, 양 금형 본체(12, 13)와 축 압박 공구(14, 15)는 양자에 의해 본 발명의 이형 소관(11)의 양단부를 협지하여 보유 지지하도록 구성되어 있다. The hydraulic bulge processing apparatus of the present invention is, for example, each of the upper and lower mold bodies 12 and 13 in which the cavity is formed as shown in Figs. 14, 17 and 18, and each of the mold bodies 12 and 13, respectively. The shaft pressing tools 14 and 15 which serve as the sealing tool in which the tip part is inserted in the edge part are provided. And both the mold main bodies 12 and 13 and the shaft pressing tools 14 and 15 are comprised so that both ends of the mold release tube 11 of this invention may be pinched and hold | maintained.
또한, 상기 축 압박 공구 중 어느 하나에 가공액의 주입 구멍이 마련되고, 상기 금형 본체 중 적어도 한 쪽의 단부측(도14, 도17 및 도18에 나타낸 예에서는 소경측 및 대경측의 양단부측) 내면과, 이 단부면 내면에 대응하는 축 압박 공구의 외면에 각각 평행부(12a, 12b, 13a, 13b, 14a, 15a)가 설치된다. Further, an injection hole for the processing liquid is provided in any one of the shaft pressing tools, and at least one end side of the mold body (in the example shown in Figs. 14, 17, and 18, both the small diameter side and the large diameter side both sides). The parallel portions 12a, 12b, 13a, 13b, 14a, and 15a are provided on the inner surface and the outer surface of the shaft pressing tool corresponding to the inner surface of the end face.
이 축 압박 공구(14, 15)의 외면의 평행부(14a, 15a)는 축 압박 시에 내면으로부터 소관을 구속하여 원활한 변형을 가능하게 하는 작용을 발휘한다. The parallel portions 14a and 15a of the outer surfaces of the shaft pressing tools 14 and 15 have an effect of restraining element pipes from the inner surface at the time of shaft pressing to enable smooth deformation.
이 액압 벌지 가공 장치에 있어서, 소경부측의 축 압박량을 δL, 대경부측의 축 압박량을 δL', 소경부측의 밀봉에 필요한 길이를 L0, 대경부측의 밀봉에 필요한 길이를 L0'로 한 경우에, 양 금형 본체(12, 13) 중 적어도 한 쪽의 단부측(도14, 도17 및 도18에 나타낸 예에서는 소경측 및 대경측의 양단부측) 내면에 설치된 평행부(12a, 12b, 13a, 13b)의 길이는 소경부측에 설치되어 있는 경우에 δL + L0 이상으로 하고, 대경부측에 설치되어 있는 경우에는 δL' + L0' 이상으로 하는 것이 바람직하다. In this hydraulic bulge processing apparatus, δL is the amount of axial compression on the small diameter portion, δL 'is the amount of axial compression on the large diameter portion, L0 is the length required for sealing on the small diameter portion, and L0 is the length required for sealing on the large diameter portion. Is a parallel portion 12a provided on the inner surface of at least one end side of both mold bodies 12 and 13 (in the example shown in Figs. 14, 17 and 18, both ends of the small diameter side and the large diameter side). , 12b, 13a, 13b) is preferably δL + L0 or more when provided on the small diameter side, and δL ′ + L0 'or more when provided on the large diameter side.
마찬가지로, 이 금형 본체(12, 13)에 설치된 평행부(12a, 12b, 13a, 13b)에 대응하는 축 압박 공구(14, 15)의 평행부(14a, 15a)의 길이는, 소경부측에 설치되는 경우에는 δL + L0 이상으로 하고, 대경부측에 설치되는 경우에는 L0' 이상으로 하는 것이 바람직하다. Similarly, the lengths of the parallel portions 14a and 15a of the shaft pressing tools 14 and 15 corresponding to the parallel portions 12a, 12b, 13a and 13b provided in the mold bodies 12 and 13 are on the small diameter portion side. When provided, it is preferable to set it as (delta) L + L0 or more, and when it is installed in the large diameter part side, it is set to L0 'or more.
그런데, 본 발명의 액압 벌지 가공 장치에서는, 소경측(대경측)의 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구(14)(15)의 선단부는 이형 소관(11)의 소재가 되는 단순한 테이퍼관(PT) 또는 이형 소관(11)의 소경측단부(대경측단부)에 삽입 가능해야만 한다. 이와 동시에, 평행부(14a)(15a)는 축 압박 완료 시에 있어서의 평행부(14a)(15a)의 최선단부 부분과 이형 소관(11)의 내면과의 사이에 간극이 생기지 않는 것이 필요하다. By the way, in the hydraulic bulge processing apparatus of this invention, the front-end | tip part of the shaft pressing tool 14 (15) which served as the sealing tool of the small diameter side (large diameter side) is a simple taper pipe PT which becomes a raw material of the release small pipe 11, or It should be insertable into the small diameter side end (large diameter side end) of the mold release tube 11. At the same time, it is necessary for the parallel portions 14a and 15a not to have a gap between the uppermost portion of the parallel portions 14a and 15a at the time of axial compression completion and the inner surface of the mold release tube 11. .
이로 인해, 예를 들어, 도14에 도시한 바와 같이 이형 소관(11)의 소재가 되는 단순한 테이퍼관(PT)을 상하의 금형 본체(12, 13)로 셋트한 후, 관단부에 형성하는 평행부(11a, 11b)를 액압 벌지 가공을 실시하는 데 앞서서 상하의 금형 본체(12, 13) 내에서 형성하는 경우에는, 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구는 하기 A, B의 조건을 만족시킬 필요가 한다. For this reason, for example, as shown in FIG. 14, the parallel part formed in the pipe end part after setting the simple taper pipe PT used as the raw material of the mold release pipe 11 as the upper and lower mold main bodies 12 and 13, respectively. When forming 11a, 11b in the upper and lower mold main bodies 12 and 13 before performing a hydraulic bulge process, the axial press tool which also serves as a sealing tool needs to satisfy the following conditions A and B.
A. 소경측의 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구(14)(도15 참조) A. Axial compression tool 14 also serves as a sealing tool on the small diameter side (see Fig. 15).
선단부의 국부적 오목부를 무시한 포락선(包絡線)의 주위 길이(SD0)는 하기 식 3을 만족시킨다. The circumferential length SD0 of the envelope ignoring the local recess of the tip portion satisfies the following expression (3).
[식 3][Equation 3]
SD0 ≤ (D0 - 2t/cosθ) × πSD0 ≤ (D0-2t / cosθ) × π
단, D0 : 소경부의 외경D0: Outer diameter of small diameter part
t : 이형 소관(11)의 두께t: thickness of mold release tube 11
θ = tan-1{(D0' - D0)/(2ㆍLT)}θ = tan -1 {(D0 '-D0) / (2LT)}
LT : 테이퍼관(PT)의 길이 LT: length of taper pipe (PT)
D0' : 대경부의 외경 D0 ': outer diameter of large neck
B. 대경측의 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구(15)(도16 참조) B. Axial Compression Tool 15, also serving as Large Diameter Sealing Tool (see Fig. 16)
선단부의 국부적 오목부를 무시한 포락선의 주위 길이(SD0')는 하기 식 4를 만족시킨다. The peripheral length SD0 'of the envelope, ignoring the local recess of the tip, satisfies Expression 4 below.
[식 4][Equation 4]
SD0' ≤ (D0' - 2t/cosθ) × πSD0 '≤ (D0'-2t / cosθ) × π
한편, 상기 도17에 도시한 바와 같이, 이형 소관(11)의 관단부에 형성하는 평행부(11a, 11b)를 상하의 금형 본체(12, 13)로 셋트하기 전에 미리 형성하고 있는 경우에는, 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구는 하기 C, D의 조건을 만족시킨다. On the other hand, as shown in FIG. 17, when the parallel parts 11a and 11b formed in the tube end part of the mold release tube 11 are previously formed before being set to the upper and lower mold main bodies 12 and 13, it is sealed. The axial pressing tool which also serves as a tool satisfies the conditions of the following C and D.
C. 소경측의 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구(14)(도17 참조) C. Axial Compression Tool 14 that also serves as a sealing tool on the small diameter side (see Fig. 17).
선단부의 주위 길이(SD0)는 하기 식 5를 만족시킨다. The peripheral length SD0 of the tip portion satisfies Expression 5 below.
[식 5][Equation 5]
SD0 ≤ 평행부(14a)의 주위 길이(SD)SD0 ≤ peripheral length SD of parallel part 14a
D. 대경측의 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구(15)(도17 참조) D. Axial compression tool 15 which also serves as sealing tool on large diameter side (see Fig. 17)
선단부의 주위 길이(SD0')는 하기 식 6을 만족시킨다. The peripheral length SD0 'of the tip portion satisfies Expression 6 below.
[식 6][Equation 6]
SD0' ≤ 평행부(15a)의 주위 길이(SD')SD0 '? Ambient Length SD' of Parallel Part 15a
본 발명의 액압 벌지 가공 장치를 이용하여 액압 벌지 가공품(17)을 성형하는 경우에는, 예를 들어 본 발명의 이형 소관(11)의 소재인 단순한 테이퍼관(PT)을 상기 도14의 (a)에 도시한 바와 같이 액압 벌지 가공 장치의 한 쌍의 금형 본체(12, 13) 내에 셋트한다. In the case of forming the hydraulic bulge processed product 17 using the hydraulic bulge processing apparatus of the present invention, for example, a simple tapered pipe PT which is a raw material of the release small pipe 11 of the present invention is shown in Fig. 14A. As shown in the figure, it is set in a pair of mold bodies 12 and 13 of the hydraulic bulge processing apparatus.
다음에, 액압 벌지 가공에 앞서서 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구(14, 15)를 축 방향으로 이동시키고, 금형 본체(12, 13)와 축 압박 공구(14, 15)에 협지된 테이퍼관(PT)의 관단부, 또는 양단부에 도14의 (b)에 도시한 바와 같이 평행부(11a, 11b)를 형성하여 본 발명에 관한 이형 소관(11)으로 성형한다. Next, prior to the hydraulic bulge processing, the axial pressing tools 14 and 15 serving as the sealing tools are moved in the axial direction, and the tapered pipe PT sandwiched between the mold bodies 12 and 13 and the axial pressing tools 14 and 15 is carried out. ), Parallel portions 11a and 11b are formed in the tube end portion or both ends thereof to form the mold release tube 11 according to the present invention.
이 때, 축 압박 공구(14, 15)에 의한 이형 소관(11)의 축 압박의 타이밍을 동일하게 할 필요는 없고, 예를 들어 축 압박 공구(15)를 어느 정도 압박한 단계에서 축 압박 공구(14)의 압박을 개시해도 좋다. 따라서, 이형 소관(11)이 금형 본체(12, 13)(12, 13) 내에서 안정되는 축 압박 타이밍을 선정하면 된다.At this time, it is not necessary to make the timing of the axis press of the mold release pipe 11 by the axis press tool 14, 15 the same, for example, the axis press tool at the stage which pressed the axis press tool 15 to some extent. The pressure of (14) may be started. Therefore, what is necessary is just to select the axial press timing by which the mold release tube 11 is stabilized in the metal mold | die main body 12, 13 (12, 13).
이 경우에, 상술한 치수를 기준으로 하여 금형 본체(12, 13)와 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구(14, 15)의 치수 설계를 행하면, 축 압박 공구(14, 15)를 테이퍼관(TP)으로 원활하게 삽입할 수 있다. In this case, when the dimension design of the shaft press tools 14 and 15 which served as the mold main body 12 and 13 and the sealing tool based on the dimension mentioned above is carried out, the shaft press tools 14 and 15 are tapered pipe (TP). ) Can be inserted smoothly.
상기 도14의 (b)의 상태에서는, 도15의 (b) 및 도16의 (b)에 도시한 바와 같이, 테이퍼관(PT)의 양 관단부에는 소경측에 L0 이상, 바람직하게는 δL + L0 이상, 대경측에 L0' 이상의 길이의 평행부(11a, 11b)가 형성되어 본 발명의 이형 소관(11)을 얻게 되어 있다. 그 후, 그 이형 소관(11)에는 가공액의 밀봉이 완전히 행해지는 상태에서 내압이 부하된다. In the state shown in Fig. 14B, as shown in Figs. 15B and 16B, both ends of the tapered pipe PT are L0 or more, preferably δL, on the small diameter side. The parallel parts 11a, 11b of + L0 or more and L0 'or more length are formed in the large diameter side, and the mold release tube 11 of this invention is obtained. Thereafter, the release element pipe 11 is loaded with internal pressure in a state where sealing of the processing liquid is completely performed.
계속해서, 가공액의 내압을 상승시키면서 축 압박 공구(14, 15)를 축 방향으로 더 이동시켜 액압 벌지 가공을 실시하고, 상기 도14의 (c)에 도시한 바와 같이 본 발명 방법에 의한 액압 벌지 가공품(17)을 형성한다. Subsequently, the axial pressing tools 14 and 15 are further moved in the axial direction while raising the internal pressure of the processing liquid to perform hydraulic bulging, and the hydraulic pressure according to the method of the present invention as shown in FIG. The bulge workpiece 17 is formed.
즉, 본 발명의 이형 소관(11)을 본 발명의 액압 벌지 가공 장치에 셋트하여 행하는 액압 벌지 가공에서는 축 압박이 가능해지는 결과, 본 발명 방법에 의한 액압 벌지 가공품(17)에 있어서는 종래 이상으로 큰 확관율을 얻을 수 있다. That is, in the hydraulic bulge processing in which the mold release tube 11 of the present invention is set in the hydraulic bulge processing apparatus of the present invention, axial compression becomes possible, and as a result, the hydraulic bulge processed product 17 according to the method of the present invention is larger than conventional. The expansion rate can be obtained.
또한, 액압 벌지 가공품(17)의 단부면은, 상기 도4의 (b)에 도시한 바와 같이 축심에 대해 수직이므로, 다른 부품, 부재와의 접합 용접도 용이하게 행할 수 있게 되어 삽입 결합의 위치 결정이 가능해진다. In addition, since the end face of the hydraulic bulge workpiece 17 is perpendicular to the shaft center as shown in Fig. 4 (b), the joint welding with other parts and members can be easily performed. The decision becomes possible.
도19는 본 발명 방법의 제4 실시예를 나타내는 설명도로, 대경측의 평행부 내측의 캐비티가 대경단부를 기준으로 하여 축 방향으로 원활하게 증가하는 구성예를 나타내고 있다. 도19의 (a)는 테이퍼관의 금형 본체로의 셋팅 상태를 도시한 단면도이고, (b)는 액압 벌지 가공 전에 평행부를 형성한 상태를 도시한 단면도이고, (c)는 액압 벌지 가공 종료 후의 상태를 도시한 단면도이다.Fig. 19 is an explanatory diagram showing a fourth embodiment of the method of the present invention, showing a configuration example in which the cavity inside the parallel portion on the large diameter side smoothly increases in the axial direction with respect to the large diameter end portion. Fig. 19 (a) is a cross sectional view showing a setting state of the tapered tube to the mold main body, (b) is a cross sectional view showing a state where parallel portions are formed before the hydraulic bulge processing, and (c) is a view after completion of the hydraulic bulge processing. It is sectional drawing which shows the state.
도19에 나타내는 실시예는 상기 도14, 도17 및 도18에 나타내는 실시예와 다른 형태이다. 즉, 양 금형 본체(12, 13)의 양단부에 평행부(12a, 12b, 13a, 13b)를 갖는 것은 마찬가지이지만, 양 금형 본체(12, 13)의 대경측의 평행부(12b, 13b) 내측의 캐비티가 상기 도14 등에 나타낸 예와 같이 국부적으로 좁아지지 않아, 상기 평행부(12b, 13b) 내측의 캐비티가 대경단부를 기준으로 하여 축 방향으로 원활하게 감소되고 있다. The embodiment shown in FIG. 19 is a form different from the embodiment shown in FIG. 14, FIG. 17, and FIG. That is, although the parallel part 12a, 12b, 13a, 13b is the same in the both ends of both mold main bodies 12 and 13, it is the inside of parallel part 12b, 13b of the large diameter side of both mold main bodies 12 and 13, respectively. The cavity of is not narrowed locally as in the example shown in Fig. 14 and the like, and the cavity inside the parallel portions 12b and 13b is smoothly reduced in the axial direction with respect to the large-diameter end.
도19에 나타내는 구성예에서는 축 압박의 저항이 작고, 메탈 흐름에 대해 유리하므로, 성형 가능한 범위(확관 효과)를 확대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 액압 벌지 가공 장치에 있어서는 금형 본체(12, 13)의 캐비티 형상을 도19에 도시하는 형상으로 설계하는 것이 바람직하다. In the structural example shown in Fig. 19, the resistance of the shaft pressing is small and advantageous to the metal flow, so that the moldable range (expansion effect) can be expanded. Therefore, in the hydraulic bulge processing apparatus of this invention, it is preferable to design the cavity shape of the metal mold | die main bodies 12 and 13 to the shape shown in FIG.
한편, 자동차 부품에 있어서는 제품의 단부의 단면 형상이 직사각형에 가까운 것이나 직사각형의 조합, 또는 다각형 등의 형상의 것 등 복잡한 형상이 많다. On the other hand, in automobile parts, there are many complicated shapes, such as the cross-sectional shape of the edge part of a product being close to a rectangle, a combination of rectangles, or a shape, such as a polygon.
전술한 바와 같이, 상기 도18은 도9의 (a)에 도시하는 본 발명의 이형 소관(11)을 이용한 경우의 실시예를 나타내는 도면으로, 그것을 이용한 가공 시에 상기 도9의 (a)에 도시하는 이형 소관(11)을 금형 본체(12, 13) 내에 셋트한다. 도9의 (b)에 본 발명의 이형 소관(11)의 소경측의 확대도를 도시하고 있다. 한편, 그 소경측 평행부(11a)의 단면 형상은 상기 도10에 도시한 바와 같다. As described above, Fig. 18 is a view showing an embodiment in the case of using the release element pipe 11 of the present invention shown in Fig. 9A. The mold release tube 11 shown is set in the mold main bodies 12 and 13. Fig. 9B shows an enlarged view of the small diameter side of the mold release tube 11 of the present invention. In addition, the cross-sectional shape of the small diameter side parallel part 11a is as showing in FIG.
이와 같은 단면 형상의 이형 소관(11)에 대해 본 발명의 일예를 나타내는 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구(14, 15)를 이용하여 성형을 행한다. 즉, 도9의 (c)는 소경측의 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구(14)를 도시하고 있지만, 폭 W0-2t, 높이 H0-2t, 코너부의 곡률 반경은 R1인 평행부(14a)를 갖고 있다. The mold release tube 11 having such a cross-sectional shape is molded by using the shaft pressing tools 14 and 15 that also serve as sealing tools according to one example of the present invention. That is, Fig. 9 (c) shows the shaft pressing tool 14 serving as the sealing tool on the small diameter side, but the parallel portion 14a having the width W0-2t, the height H0-2t and the corner radius of the corner portion is R1. Have
상기 도18의 (a)의 상태로부터 단부로 축 압박 공구(14, 15)를 압입하고, 도18의 (b)의 단계에서 이형 소관(11)의 단부의 성형이 종료되어 상기 도9의 (b)에 도시하는 이형 소관(11)을 얻을 수 있는 동시에, 내압이 부하된 가공액의 밀봉이 완전히 행해진 상태로 되어 있다. From the state of FIG. 18A, the shaft pressing tools 14, 15 are press-fitted to the ends, and in the step of FIG. 18B, molding of the end of the mold release tube 11 is completed to The release element pipe 11 shown in b) can be obtained, and the sealing of the process liquid loaded with internal pressure is performed completely.
그 후, 가공액의 내압을 상승시키면서, 축 압박 공구(14, 15)를 축 방향으로 더 이동시켜 액압 벌지 가공을 실시한 본 발명 방법에 의한 액압 벌지 가공품(17)을 얻을 수 있다. Then, the hydraulic bulge processed product 17 by the method of this invention which carried out the hydraulic bulging process by moving the axial press tools 14 and 15 further to the axial direction, raising the internal pressure of a process liquid can be obtained.
또한, 액압 벌지 가공에 앞서서 행하는 관단의 평행부(11a, 11b)의 성형을 예성형이나 그 이전의 단계에서 행해도 좋다. 교축 가공, 구멍 확장 가공, 스웨이징 가공, 스피닝 가공 등 기존의 가공법이나 그 조합에 의해 실시할 수 있다. In addition, you may perform shaping | molding of the parallel part 11a, 11b of the pipe end performed before hydraulic bulging process in preforming or a previous step. It can be performed by conventional machining methods such as throttle machining, hole expansion machining, swaging machining, spinning machining, or a combination thereof.
도20은 본 발명의 액압 벌지 가공 장치의 구성 부재인 밀봉 공구를 겸한 축 압박 공구의 구성예를 나타내는 도면이다. 도20의 (a)는 이형 소관(11)의 단부면과 접촉하는 단부면(14b, 15b)에서 밀봉하는 경우의 구성예, (b)는 마찬가지로 단부면(14b, 15b)에 돌기(14c, 15c)를 부여한 구성예, (c)는 평행부(14a, 15a)의 단부면(14b, 15b)과의 경계부에 단차(14d, 15d)를 부여한 구성예, (d)는 평행부(14a, 15a)에 O링(18)을 부여한 구성예를 각각 나타내고 있다. It is a figure which shows the structural example of the axial pressing tool which also served as the sealing tool which is a structural member of the hydraulic bulge processing apparatus of this invention. 20 (a) is a structural example in the case of sealing by the end faces 14b and 15b which contact the end face of the mold release tube 11, (b) similarly protrudes 14c and 15b into the end faces 14b and 15b. Configuration example giving 15c, (c) Configuration example giving step 14d, 15d to the boundary part with the end surface 14b, 15b of parallel part 14a, 15a, (d) The parallel part 14a, The structural example which provided the O ring 18 to 15a is shown, respectively.
도20의 (a) 내지 (d)에 나타내는 어떠한 구성예도 전술한 식 (3) 내지 (6)에 나타내는 평행부(14a, 15a)와 선단부 주위 길이와의 관계를 만족시키는 것이다. Any configuration example shown in FIGS. 20A to 20D satisfies the relationship between the parallel portions 14a and 15a shown in the above formulas (3) to (6) and the periphery of the tip portion.
상술한 실시예는 어디까지나 본 발명의 하나의 구체예를 나타내는 것으로, 금형 본체(12, 13)의 캐비티의 형상도 비교적 간단한 형상의 것을 나타내고 있지만, 당연히 통상의 자동차 부품으로 대표되는 3차원의 복잡한 형상이라도 좋다. The embodiment described above shows only one specific example of the present invention, and although the shape of the cavity of the mold bodies 12 and 13 is also of a relatively simple shape, it is naturally a three-dimensional complex represented by ordinary automobile parts. It may be a shape.
또한, 상술한 실시예에서는 소경측과 대경측의 양 쪽으로부터 축 압박하는 것을 나타내고 있지만, 본 발명에서는 어느 한 쪽에 적용하고, 다른 쪽은 종래부터 행해지고 있다, 예를 들어, 상기 도1에 도시한 바와 같은 축 압박이 없는 방식을 채용해도 좋다. 축 압박의 효과는 제품 형상에 따라서 변화되므로, 그 경우에 따라서 본 발명의 적용 범위를 결정하면 된다. Incidentally, in the above-described embodiment, the shaft is pressed from both the small diameter side and the large diameter side, but in the present invention, it is applied to either one, and the other is conventionally performed, for example, as shown in FIG. You may employ | adopt the system without axial compression as shown. Since the effect of axial compression | variation changes with product shape, what is necessary is just to determine the application range of this invention according to the case.
또한, 상술한 실시예에서는 주로 이형 소관(11)의 소재로서 단순한 테이퍼관 형상의 경우를 기술하였지만, 단순한 테이퍼관 형상을 조합하여 용접한 것이나, 테이퍼관과 통상의 스트레이트관을 조합한 경우에도 양단부 각각이 단순한 테이퍼관의 일부와 근사할 수 있으므로, 본 발명의 이형 소관(11)의 소재로서 적용할 수 있다. In addition, although the case of the simple tapered pipe shape was mainly described in the above-mentioned embodiment as a raw material of the release small pipe 11, even if it welds by combining a simple tapered pipe shape, or when combining a taper pipe and a normal straight pipe, both ends are described. Since each can approximate a part of simple taper pipe | tube, it can apply as a raw material of the mold release tube 11 of this invention.
본 발명의 액압 벌지 가공용 이형 소관은 축 방향의 한 쪽으로부터 다른 쪽에 걸쳐서 외경이 점차 증가 또는 감소되는 주위 길이를 갖고, 적어도 한 쪽단부측에 평행부를 형성한다. 이 이형 소관을 이용한 가공 장치, 가공 방법에서는 상하의 양 금형 본체 중 적어도 한 쪽단부측 내면과, 이 단부측 내면에 대응하는 축 압박 공구의 외면에 각각 평행부를 설치하고, 금형 내에 셋트하면 내압 부하 및 축 방향으로의 축 압박을 조합한 가공이 가능해진다. 이에 의해, 액압 벌지 가공이 실시된 액압 벌지 가공품에서는 종래 이상으로 큰 확관율을 얻는 수 있게 되고, 또한 다른 부품과의 접합도 용이하게 행할 수 있게 되고, 자동차용으로서 더 넓게 산업 기계용으로서 적용할 수 있다. The release element tube for hydraulic bulge processing of this invention has the peripheral length which an outer diameter gradually increases or decreases from one side to the other in an axial direction, and forms a parallel part on at least one end side. In the processing apparatus and the processing method using this mold release pipe, parallel portions are respectively provided on the inner surface of at least one end of the upper and lower mold bodies and the outer surface of the shaft pressing tool corresponding to the inner surface of the end. The machining which combined the axial press in the axial direction is attained. As a result, in the hydraulic bulge processed product subjected to the hydraulic bulge processing, it is possible to obtain a large expansion ratio more than conventionally, and also to easily join with other parts, and to apply it to industrial machines more widely for automobiles. Can be.
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