专利名称：金属花管的单位凹饰挤锻方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属管的锻造方法及其装置，特别是针对一种金属的管壁已经锻塑成型有起伏轮廓状的花管，再次对其起伏管壁进行非环周连贯性的独立单位的凹体饰纹的挤锻加工运作的金属花管的单位凹饰挤锻方法及其装置。
在现有技术中，已存在有将金属管体制成具有起伏弧曲轮廓的挤锻技术，其方式大多利用旋锻挤压(ROTARY SWAGER)、定位主轴式的挤锻(STATIONARY-SPINDLE SWAGER)、晃动主轴式的挤锻(CREEPING-SPINDLE SWAGER)、交互式挤锻(ALTERNATE-3LOW SWAGER)、或钢模封闭式挤锻(DIE-CASTING SWAGER)…等等技术，经这些技术所渐进加工制成的金属管体，其表面所挤锻成型的起伏纹体具有环周的连贯性，尤如
图1所示的A管，弧凸或弧凹的断面形体间皆序列环绕于管体的内外管壁周面，因此我们通称经这些技术所加工制成的金属管体为“花管”。
经由以上挤锻技术所制成的金属花管，具有高抗压强度，且通常被使用于一般楼梯扶手栏杆、金属门闸管、展示架管、桌或椅脚管等处，同时该管体的起伏轮廓亦可依所需而利用上述挤锻技术制成，但是这些起伏轮廓皆具环周的连贯性，为花管制成各起伏纹体后的既定形态；基于此因，如欲使花管管体的起伏纹体轮廓表面再为施加制作出非连贯环绕的单位凹陷部，在上述的现有管体挤锻技术中是无法实现的，尤如图1所示的B管，其花管管体的表面依所规划的既定角度，向内制成有各种单位规格的凹陷部(即本发明所制成的凹饰)，此凹陷部系随内管壁与外管壁一起作凹显变化，然而上述已知挤锻技术系无法制成的，唯有利用已知的金属铸造技术，或许能够制成具有非连贯性的单位凹饰花管形体；但又知，运用铸造方式所制成的金属物件，其晶粒组织较为松散，所以抗压强度不佳，且因所铸成的金属物件的表面较为粗糙，所以尚需研磨加工，又因铸物上常留有针孔，导致质感甚差，因而大大影响其艺术价值，且浇铸时所需的模体制模及制砂心设备与熔炉浇铸等设备的成本又极高昂，此理亦是为从事此项技术者所熟知，因此，如何运用挤锻方式而在金属花管的管壁上制作出高强度的单位规格的非连贯式凹饰，正是本发明的研创动机所在。
本发明的主要目的为提供一种由管壁外围向内呈环周放射状地施加所需数道单位的轴向锻压，促使金属花管的受压单位的管壁同步被挤锻成数道独立单位的凹饰的方法及其装置；其包含利用一种可吸收管壁各处单位锻压的模心，以及可校位管体并调移各单位锻压施加方向及角度的环锻装置，藉此增强受锻凹饰管体的强度，同时亦可利用环锻装置加工各款需求不同凹饰纹体及加工角度的花管使用，藉此扩大挤锻加工金属管壁的技术应用范围。
为达上述目的，本发明乃具有下述的诸项技术特点1、利用热熔胶作为模心的可塑性填料，促使其熔融时易于被灌入管孔间，充分填满花管管孔内的起伏槽壁，使能在热熔胶冷却凝固后，充分承载接受锻压的单位管壁，进而在挤锻后易于接受微微热温的传导，而促使热熔胶能与孔壁贴触面分离，以利于在不破坏凹饰管壁的前题下轻易地取出模心。
2、利用一金属制成的撑管作为模心的支撑轴管，此撑管的管壁上系遍制有网孔，各网孔皆与其撑管的中心管孔相通，且撑管外壁上贴覆有一层胶纸膜，当热熔胶填载在撑管外管壁的胶纸膜至花管的孔壁间后，因热熔胶的熔温促使胶纸膜与之熔合，并藉此胶纸膜而使热熔胶于自然降温的凝固过程中不致经各网孔而流入中心管孔内，形成撑管的中心管孔为呈现中空形态，以便当花管的各单位管壁在承受锻压时，这些已凝固但具软性的固态熔胶能藉这些网孔而排挤至撑管的中心管孔内，形成可以吸收锻压并消弥于撑管中心管孔中的模心形态。
3、利用环锻装置的平台上开设滑道，于滑道两侧分别活动套设定位座，使能视待锻花管的管体长度而自动调移二定位座的间距；同时亦提供藉由二定位座上所设有的油压夹头，促使侍锻管体能精确地被夹持定位于轴心线准位处。
4、利用在环锻装置的滑道上的两侧定位座之间，活动套设适量组挤锻加工座，各加工座间保有可自动调整间距位置的效用，且各加工座体上采取等环周适当角度处呈放射状的架设有油压缸及缸杆头端的所需形体桩头，藉此供给较大范围管径规格的花管被穿套在各座体桩头间，施行挤锻加工单位凹饰的运作。
5、利用挤锻加工座上组置呈放射状对内夹缩式挤锻的适量组油压桩头，促使一旦管体各单位壁面间承受锻压抵触时，皆能承受较为均等的正向锻压作用力；藉此避免受锻单位管壁周围的管体承受不必要的非正向分力施加，杜绝凹饰管壁周围发生不必要的变形，终而促进各单位凹饰管壁的轮廓能呈现极具圆顺的转折曲度。
综合上述目的及特点，兹将列举实施例配合附图对本发明做进一步详细说明图1系揭示本发明将传统金属花管制成花管上具有单位凹饰的管体形态示意图；图2系揭示本发明在花管上挤锻实施第一款凹饰管壁的C-C’放大剖示图；图3系揭示本发明在花管上挤锻实施第二款凹饰管壁的D-D’放大剖示图；图4系揭示本发明在花管的管孔内填载模心的立体装配示意图；图5系揭示本发明图4填载模心后的花管的剖示状态图；图6系揭示本发明环锻装置的立体构架图；图7系揭示本发明第一款单位凹饰管壁于接受环锻装置的油压桩头挤锻时的局部放大剖示图；图8系揭示本发明第二款单位凹饰管壁于接受环锻装置的油压桩头挤锻时的局部放大剖示图。
如图1所示，本发明系利用已挤锻成型的花管(如A管)作为工件，依其所需成型单位凹饰槽壁(B1或B3)形体的位置，能适时接受一环锻装置2(详述于后)的等位同步挤锻，而制成如B管所示的管体凹陷槽壁形态；其中本发明所列举实施的第一款各独立单位等距环绕的凹饰槽壁B1，系可从图1及图2对照的C-C’剖示图面中见悉，该每一单位的凹饰槽壁B1，系在较窄小的半弧形管壁B2上锻制而成，然而其周遭未受锻压触及的管壁B2，系仍然维持原有的弧壁曲度，显然未受瞬间形成的凹饰槽壁B1的锻压变形量所影响，此为本发明下面所述的模心1及环锻装置2所能相互搭配挤锻而制成的效果；另观图1及图3对照所揭示的D-D’剖示图面，系本发明第二款各独立单位等距环列的凹饰槽壁B3形态，其是在较宽大的弧曲管壁B4上锻制出长圆形弧凹状的凹饰槽壁B3所成，然而其周遭未受锻压触及的管壁B4，亦未受周遭单位锻压所影响，因此仍然维持原有的管壁曲度。
上述花管A在被本发明所利用前，系必须在其管孔A1中载置模心1，如图4所示，本发明所利用的模心1系取用热熔胶11及一金属制成的撑管12所构成，其中该撑管12的管体上遍设有诸多网孔121，各网孔121皆与撑管12的中心管孔122相通，配合图4及图5所示，在填制模心1前须先于撑管外围包覆一层胶纸膜123，后将已包覆有胶纸膜123的撑管12穿入花管A的管孔A1内，再将热熔胶11以其熔点热温(约在70至80℃左右)熔融成胶液状，并灌入花管A的起伏状孔壁内，促使充分填满于撑管12的外管壁上的胶纸膜123至花管A的起伏孔壁间，并藉此熔合该层胶纸膜123而覆盖所有网孔121，藉此促使熔融的热熔胶11不致于在灌入时流入网孔121中，进而预留撑管12的中心管孔122使之呈现中空状态，待热熔胶11冷凝后，成为管孔A1内具有极佳展伸变形塑性的花管模心1的内载填料。
该模心1中的热熔胶11填料内亦可视需求的抗压强度而混入硅砂、铁砂或粒度较网孔孔径小的钢珠作为添加物110，以便使该热熔胶11凝结成固态后能包容这些添加物110，形成具有较高抗压强度的模心填料。
如图6所示，该已经填载有模心1的花管A，系必须经由一环锻装置2的挤锻加工，方能制成管体上的各单位凹饰槽壁B1及B3形态；此环锻装置2系可实施制成在一平台21上开设滑道22，在滑道22的两侧分别活动嵌设定位座3及30，并在两侧定位座3及30之间的滑道22上再予活动嵌设适量组挤锻加工座4及40及401及402及403，其滑道22间可设立涡杆或油压缸(属已知定位传动方式构造，故未加绘图赘述)，作为控制二定位座3及30间夹持各款花管A的管体长度时的调位使用，同时并藉此定位传动手段控制各组挤锻加工座4，40，401，402，403间调移所需加工挤锻的相对间距位置；以一侧的定位座3为例说明其构架组成，即是将定位座3的底部制成可嵌设于滑道22内的滑座31状态，此滑座31及滑道22系可制成本实施形态的鸠尾槽的滑套配合状态，或为其它方形或矩形槽及座的滑套配合形态；该定位座3的座体上系形成有一环部32，在此环部32的环周适当处架设有数只由外向环心内呈放射状夹缩的万向油压夹头33，藉此形成可夹持各款花管A管径规格的管体精确的定位于轴心线准位处的两侧定位座3及30；另以一组挤锻加工座4为例说明其构架组成，该挤锻加工座4的底部亦是制成可嵌设于滑道22内的滑座41形态，此滑座41及滑道22系可制成本实施形态的鸠尾槽的滑套配合状态，或为其它方形或矩形槽及座的滑套配合形态；此挤锻加工座4的座体上亦设有一环体42，在此环体42的环周适当处架设有数只由外向环心内呈放射状夹缩的油压缸43，各油压缸杆431的头端可视所欲挤锻成型凹饰槽壁B1或B3的形状而配设等型的桩头44及45，藉此形成可经由各油压缸43的同步挺压而挤锻制成具有多处独立单位的凹饰槽壁B1及B3的成型凹饰花管B。
当在将已经填载有模心1的花管A置于一环锻装置2内时，系预先调移两侧定位座3及30至可夹缩花管A的间距处，并藉其万向油压夹头33共同夹缩该花管A的两侧管口端缘，促使待锻花管A即刻的被校正至准位状态；此刻花管A的欲锻管体部位皆为裸露在各组挤锻加工座4，40，401，402，403间，可立即调移各挤锻加工座对准所欲挤锻夹缩的管体部位，如图7所示状态中花管A的管体环结的管壁B2处，可为图6所示的加工座4或401或403所对应，并藉其适当角度处所组置的向环心内放射挺伸的各只油压缸杆431头端组置适当型体的桩头45，以便将管壁B2挤锻成单位凹饰的槽壁B1状态；相对地图8配合图6中所示的加工座40，402中的油压缸杆431上，亦组配所需型体的桩头44，以便对应花管A的管壁B4处，而下压挤锻出如图8所示的单位凹饰槽壁B3形态；其间系须先得知各段管体需成型的凹饰槽壁B1及B3的数量及设置角度，而于滑道22内组换设置所需的挤锻加工座4，401，403或402，进而从中组配所需型体的缸杆桩头44及45挺进，让各单位管壁承受同步的轴向锻压，产生挤锻所成各款需求形态的凹饰槽壁B1及B3；该已被挤锻成型的各处单位凹饰槽壁B1及B3内的固态熔胶11，系因分别承受该单位的挤锻压力，而使其较底层的固态熔胶11因而经由撑管12的网孔121排挤至撑管12的中空管孔122内，藉此充分吸收该单位凹饰管壁的内应力，并辅以撑固该凹饰槽壁B1及B3与其端缘管壁间的强度，避免随凹饰槽壁的凹陷而产生相对不正常的连带变形；其次推缩各组油压桩头44及45，并退缩定位座3及30中的油压夹头33，使能卸下已锻制成型的花管B，并以热熔胶11熔点温度微微加热该成型花管内的热熔胶11，促使成型管孔内壁间的热熔胶徐徐熔化且与孔壁分离，进而藉由抽拉撑管12而一同取出模心1，以便展露成型花管B中的孔壁凹饰纹体，进而完成本发明将金属花管上挤锻出所需处及形状的单位凹饰形体的加工过程。
利用本发明的上述制作方法，亦可经由组换桩头的型体，而在金属花管上挤锻制成具有独立单位的竹节、树皮或龟甲壳纹等凹体饰纹，藉以达到挤锻制成具有高强度及兼备精致艺术价值的金属管体。
权利要求
1.一种金属花管的单位凹饰的挤锻方法，主要系针对已挤锻成型具有起伏管壁的金属花管，施行管壁上的非连贯性单位凹饰槽壁的挤锻加工，其特征在于以一管面上遍设有网孔的撑管作为一模心的支撑物，并以适量经熔融的热熔胶作为该模心的填料；先将上述撑管表面包覆一层胶纸模，而后将包覆有胶纸模的撑管置入花管的管孔内，再将熔融的热熔胶装填进入撑管外壁的胶纸模面至花管内壁间呈饱实状，并熔覆该胶纸模而覆盖所有网孔，促使留出撑管的中心管孔而呈现中空状态，以便待热熔胶冷却后定型成具柔软性的固态熔胶；将已填载上述模心的花管架设在一环锻装置内，利用两侧定位座校位并夹固花管的两侧端缘，再利用适量组挤锻加工座，同步产生数道呈放射状且向内挺压的桩头锻压轴向作用力，同时挤锻加工这些需求单位凹饰形体的管壁，制成所需各款单位凹饰槽壁轮廓的成型花管；再将挤锻单位凹饰成型的花管施予热熔胶的溶点热温，促使管孔内壁间的固态热熔胶因熔缩而与孔壁分离，进而藉抽拉撑管而取出整个模心填料及支撑物，以便展现已挤锻成型具有各款单位凹饰纹体的花管孔壁，完成挤锻加工过程。
2.如权利要求1所述的一种金属花管的单位凹饰的挤锻方法，其特征在于该模心中的热熔胶填料内亦可视所需抗压强度的增加，而适时混入硅砂、铁砂或粒度较撑管网孔孔径小的钢珠，作为热熔胶填料中的添加物。
3.如权利要求1所述的一种金属花管的单位凹饰的挤锻方法，其特征在于在单位管壁承受轴向锻压作用力时，该管壁内载的固态熔胶填料，系会因连带受力而经所在位的网孔排挤至撑管的中心管孔内，形成吸收单位凹饰槽壁间的正向锻压作用力的挤锻用模心。
4.一种用于金属花管的单位凹饰挤锻的环锻装置，其特征在于环锻装置的两侧定位座及适量组挤锻加工座，皆是滑套于一平台的滑道内，可以相对位移而调整相对间距。
5.如权利要求4所述的一种用于金属花管的单位凹饰挤锻的环锻装置，其特征在于滑道上的适量组挤锻加工座，系滑设于两侧定位座之间。
6.如权利要求4所述的一种用于金属花管的单位凹饰挤锻的环锻装置，其特征在于环锻装置的两侧定位座体上，系设有万向油压夹头，藉以校位并夹固待锻的较大范围管径的花管管体。
7.如权利要求4所述的一种用于金属花管的单位凹饰挤锻的环锻装置，其特征在于环锻装置上的适量组挤锻加工座上，系具有一环体，环体的不周适当处架设有数只由外向环心内呈放射状夹缩的油压缸，各油压缸杆的头端可视所欲挤锻成型凹饰槽壁的形状而配设等型的桩头，形成可同步多向挺压挤锻加工的座体。
全文摘要
本发明公开了一种金属花管的单位凹饰的挤锻方法及其装置,主要包括在金属花管内设置模心,该模心为管壁设有网孔的撑管及热熔胶填载制成,可吸收管壁锻压,将花管架设于环锻装置内,该装置包括在一平台上滑套设置两侧定位座,并在定位座之间再套设适量组挤锻加工座;两侧定位座夹固花管并保持其轴向准位;每一组挤锻加工座采用由外向内呈同步放射状模式对管壁适当处进行冲压挤锻,锻塑出单位凹饰轮廓,而后对管孔模心施予微温,抽拉取出撑管及热熔胶,完成对金属花管的单位凹饰加工。
文档编号B21D15/00GK1171987SQ96109029
公开日1998年2月4日 申请日期1996年7月30日 优先权日1996年7月30日
发明者曾绍谦 申请人:曾绍谦