液压成形加工品的制作方法

专利名称：液压成形加工品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加工品，是以金属管为原料、通过液压成形加工进行成形而得到的，适用于汽车用的悬挂系统部件或车体(body)系统部件等。
技术背景近年来，在汽车领域中，作为轻量化方法之一，使用金属管的情况增 加。中空的金属管与实心材料相比，在相同刚性的情况下能够减少截面积。并且，金属管的一体型构造，与通过焊接来结合帽型的两个金属板的 构造相比，不需要焊接凸缘部，而能够轻量化相应的量。但是，汽车用部件由于配置在车内的狭小空间中，因此金属管较少以 直管的状态使用，几乎都被施加了二次加工再被安装。作为二次加工最多使用弯曲加工，但近年来随着汽车部件形状的复杂 化，液压成形加工(在将金属管安装在模具内的状态下利用内压和轴向的压 缩，而加工为模具形状的加工)也增加，并且重叠了这些加工的加工也增加。液压成形加工本身，如图l所示(参照塑性与加工，Vol.45，No.524[2004]， 715页)，与单纯的T成形相比，近年来部件形状复杂化，扩管率(制品管的 周长相对于原管周长之比)也增加。曰本特开2002-100318号公报公开了一种得到扩管率大、直线形状的液 压成形加工品的方法。但是，该方法是将金属管在一个方向上扩管之后、 在与该方向呈直角的方向上进行扩管的方法，不能适用于包括弯曲的加工。日本特开2002-153917号公报以及日本特开2006-006693号公报，公开 了得到包括弯曲的形状、较大扩管率的加工品的方法。日本特开2002-153917号公报所记载的方法，是利用可动模具而得到具 有较高的支管高度的液压成形加工品的方法，但仅能够适用于支管伸出那 样的向某一个方向进行扩管的情况，无法在其直角方向上进行扩管。日本特开2006-006693号公报所记载的方法，是在进行了液压加工之后3能够适用于向某一个方向进 行扩管的情况，无法在其直角方向上进行扩管。日本特开平8-192238号公报所记载的方法，是对弯曲部在某个方向及其垂直方向上进行了扩管的液压成形成形品进行成形的方法。在该方法中，在第一工序中同心圆状地进行扩管，因此最终形状也必须成为在弯曲的外侧与内侧的双方被扩管的形状。但是，如上所述，汽车部件需要配置在车内的狭小空间中，因此不一定需要在弯曲的外侧和内侧进行扩管。反而，为了避免与其他部件的干扰，有时不想对弯曲的内侧进行扩管，或者有时不想对弯曲的外侧进行扩管。在这种情况下，无法适用日本特开平8-192238号公报所记载的方法。艮口，在现有的液压成形加工法中，在要增大弯曲部的扩管率的情况下， 为仅在一个方向上进行扩管或者在包括弯曲外侧及内侧的全周上进行扩 管、中的某一种情况。因此，存在的问题为，无法将原本有益于轻量化的液压成形成形品， 使用于配置在限定的空间中的汽车悬挂系统部件等的构造部件。并且，在液压成形以外的塑性加工、例如弯曲加工等中，无法加工如 上所述那样的形状的构造部件。如果利用铸造则能够得到如上所述那样的 形状的构造部件，但铸造品与塑性加工品相比，韧性、焊接性等较差，因 此无法适用于前面举出的悬挂系统部件、车体系统部件等汽车用部件。此外，在弯曲加工或液压成形加工的期间，设置热处理工序并反复进 .行在之前工序中产生的加工应变的消除，最终能够得到较大变形的加工品。但是，当设置热 处理工序时，存在较多不利情况(a)生产成本上升； (b)生产效率下降；(C)需要对加工后的复杂形状部件进行热处理的专用设备；(d)由于热处理在部件表面产生氧化皮；(e)加工硬化的效果下降等。如上所述，以往，在以金属管为原料、冷塑性加工的加工品中，不存在如下的加工品弯曲部的扩管量较多，并且在弯曲部的内侧及外侧的某一方没有扩管部。 发明内容因此，本发明的目的在于，提供一种液压成形加工品，是以金属管为 原料、冷塑性加工的加工品，该液压成形加工品为，(X)具有1处以上的弯 曲部，且(y)在弯曲部的至少1处，金属管的截面在一个方向及与该方向垂 直的方向上，与原来的金属管相比较大地扩大，并且(Z)在弯曲部的内侧及 外侧的某一方中未被扩管。
为了达到上述目的，本发明的主旨如下所述。
(1) 一种液压成形加工品，是以金属管为原料、通过冷塑性加工进行了 一体加工的加工品，其特征在于，(X)具有1处以上的弯曲部；(yl)在弯曲部 的至少1处具有扩管部，该扩管部为，与管轴垂直的截面中的朝向弯曲外 侧的方向以及与该方向垂直的方向的尺寸，为金属管端部的当量圆直径的
1.35倍以上；且(zl)弯曲部的内侧由大致相同的曲率半径形成。
(2) 如上述(1)所记载的液压成形加工品，其特征在于，在上述弯曲部的
内侧的形状中，(曲率半径最大值-曲率半径最小值y曲率半径最小值为50% 以下。
(3) —种液压成形加工品，是以金属管为原料、通过冷塑性加工进行了 一体加工的加工品，其特征在于，(x)具有1处以上的弯曲部；(y2)在弯曲部 的至少1处具有扩管部，该扩管部为，与管轴垂直的截面中的朝向弯曲内 侧的方向以及与该方向垂直的方向的尺寸，为金属管端部的当量圆直径的 1.35倍以上；且(z2)弯曲部的外侧由大致相同的曲率半径形成。
(4) 如上述(3)所记载的液压成形加工品，其特征在于，在上述弯曲部的 外侧的形状中，(曲率半径最大值-曲率半径最小值)/曲率半径最小值为50% 以下。
根据本发明，与以往相比能够扩大可适用液压成形的部件的范围。由 此，汽车轻量化进一步发展，燃料消费率提高，还有助于抑制地球温室化。


图1是表示液压成形技术的发展的图。
图2是表示本发明的液压成形加工品(本发明加工品)的一个形状的图。 (a)表示侧面形状、(b)表示截面形状。
图3是表示Y方向及Z方向上的截面尺寸相对于金属管端部的当量圆直径之比的图。
图4是表示本发明加工品的其他形状的图。(a)表示侧面形状、(b)表示
截面形状。
图5是表示Y方向及Z方向上的截面尺寸相对于金属管端部的当量圆 直径之比的图。
图6是说明中间制品的形状的设计的图。(a)表示最终制品的形状的侧 截面(X-Y面)形状、(b)表示最终制品的与管轴X垂直的截面中的截面(Y-Z 面)形状。
图7是表示在中间制品的形状的设计中、最终制品的形状的周长和中 间制品的形状的周长的图。
图8是表示在中间制品的形状的设计中、仅在一个方向上进行了扩管 的中间制品的截面(Y-Z面)形状的图。
图9是表示在中间制品的形状的设计中、仅在一个方向上进行了扩管 的中间制品的形状的图。(a)表示侧面(X-Y面)形状、(b)表示上面(X-Z面)形 状。
图10是表示液压成形加工(第一液压成形工序中的加工)的状态的图。 (a)表示将金属管夹持在上模具与下模具之间的状态、(b)表示从两个管端将 轴压冲头向箭头方向压入的状态。
图11是表示其他液压成形加工(第一液压成形工序中的加工)的状态的 图。(a)表示将金属管夹持在上模具及设置于上模具的平衡冲头与下模具之 间的状态、(b)表示从两个管端将轴压冲头向箭头方向压入、而平衡冲头后 退的状态。
图12是表示又一其他液压成形加工(第一液压成形工序中的加工)的状 态的图。(a)表示将金属管夹持在上模具与下模具之间的状态、(b)表示通过 轴压冲头将管端和可动模具向箭头方向压入的状态。
图13是表示又一其他液压成形加工(第一液压成形工序中的加工)的状 态的图。(a)表示将金属管夹持在上模具与下模具之间的状态、(b)表示从两 个管端将轴压冲头向箭头方向压入的状态。
图14是表示又一其他液压成形加工(第一液压成形工序中的加工)的状 态的图。(a)表示将金属管夹持在上模具与下模具之间的状态、(b)表示从两个管端将轴压冲头向箭头方向压入的状态。
图15是表示对通过第一液压成形工序加工而得到的中间制品施加3点
弯曲加工的状态的图。(a)表示以支点支持中间制品的状态、(b)表示对中间
制品压入冲头来施加弯曲加工的状态。
图16是表示对具有弯曲部的中间制品施加液压成形加工(第二液压成 形工序中的加工)的状态的图。(a)表示将中间制品安装到下模具上的状态、 (b)表示一边向Y方向压溃一边进行合模的状态、(c)表示得到负载内压及/ 或向轴向压入的最终制品的状态。
图17是表示扩管部相对于弯曲部的管轴向内侧突出时的弯曲加工的状 态的图。(a)表示以支点支持中间制品的状态、(b)表示对中间制品按压设有 凹部的冲头而施加弯曲加工的状态。
图18是表示在中间制品的形状的设计中使用的最终制品的形状的图。 (a)表示最终制品的侧截面(X-Y面)形状、(b)表示管轴X方向的截面(Y-Z面) 形状。
图19是表示在中间制品的形状的设计中、最终制品的形状的周长和中 间制品的形状的周长的图。
图20是表示在中间制品的形状的设计中、仅在一个方向上进行了扩管 的中间制品的截面(Y-Z面)形状的图。
图21是表示在中间制品的形状的设计中、仅在一个方向上进行了扩管 的中间制品的形状的图。(a)表示侧面(X-Y面)形状、(b)表示上面(X-Z面)形 状。
图22是表示利用可动模具装置进行液压成形加工(第一液压成形工序 中的加工)的状态的图。(a)表示将金属管(钢管)夹持在液压成形上模具与下 模具之间的状态、(b)表示压入轴压冲头而进行液压成形加工的状态。
图23是表示对中间制品施加3点弯曲加工的状态的图。(a)表示在支点 之上载放了中间制品的状态、(b)表示从上方压入冲头而进行弯曲加工的状 态。
图24是表示对中间制品施加第二液压成形加工的状态的图。(a)表示将 中间制品载放到下模具之上的状态、(b)表示使上模具从上方下降而进行合 模的状态、(c)表示从两端压入轴压冲头并且负载内压的状态。 具体实施例方式
根据

本发明。
图2表示本发明的液压成形加工品(以下有时称为"本发明加工品")的一 个形状。在图2(a)中表示扩管部21相对于弯曲部20的管轴向外侧突出的本 发明加工品的侧面形状。
另外，在本发明中，弯曲部是指，管轴22的方向(X轴)不是直线的部 分，是如图2(a)所示那样，截面为圆形的截面A-A与截面G-G(参照图(b)) 之间的部分。
在图2(b)中，将弯曲部20的平面内的管轴方向作为X轴，而表示与X 轴垂直的截面A-A、截面B-B、截面C-C、截面D-D、截面E-E、截面F-F 以及截面G-G(参照图2(a))的截面形状。
如图2(b)所示，图2(a)所示的本发明加工品为，在弯曲部20中，在Y 方向(图2(a)中的纸面内的方向)以及Z方向(图2(a)中的与纸面垂直的方向)
上，被较大地扩管。
但是，在Y方向上，仅在+的方向、即朝向弯曲部20外侧(以下有时称 为"弯曲外侧")的方向上扩管。
在此，图3表示Y方向及Z方向上的截面尺寸相对于金属管端部的当 量圆直径(在图2所示的形状时、端部保持原管(圆形)状态，因此是直径)之 比。根据图可知，在Y方向及Z方向的至少1处的截面中，被扩管为原管 端部的当量圆直径的1.35倍以上(参照图2(a)中"21")(参照上述发明(1))。
扩管的金属管端部通常保持原管的状态，因此是圆形，但有时也使端 部变形为扁平进行使用，因此在本发明中，以扩管的金属管的端部的当量 圆直径为基准。
并且，本发明中规定为"在弯曲部的至少1处具有扩管部，该扩管部为， 与管轴垂直的截面中的朝向弯曲外侧或内侧的方向以及与该方向垂直的方 向的尺寸，为金属管端部的当量圆直径的1.35倍以上"(条件(yl)及(y2))。
为了将具有弯曲部的金属管配置在被限定的空间内，需要以所要尺寸 比以上进行扩管，并形成弯曲部。
本发明人，通过试验确认了如下情况当上述尺寸比小于1.35时，金属管的弯曲变小，向被限定的空间内的配置变困难；并将扩管部的截面尺
寸规定为"金属管端部的当量圆直径的1.35倍以上"。
图2(a)及(b)所示的本发明加工品为，扩管部21相对于弯曲部20的管 轴22向外侧(弯曲外侧)突出，但弯曲部20的内侧(弯曲内侧)维持曲率半径 大致相同的圆弧状的形状。
在本发明加工品中这一点也是特征(参照上述发明(i:o。
弯曲部内侧的形状，除曲率半径大致相同的圆弧状的形状外，也可以 是椭圆形状、多次函数的曲线形状、多个曲率半径的组合形状。
在弯曲部内侧的形状中，如果(曲率半径最大值-曲率半径最小值)/曲率 半径最小值为50%以下，则能够将本发明成形品配置在汽车的下部构造等 被限定的空间内。
接着，图4表示扩管部相对于弯曲部的管轴向内侧突出、弯曲部外侧 维持大致相同曲率半径的形状的本发明加工品一个例子(参照上述发明(2))。
图4(a)表示扩管部21相对于弯曲部20的管轴向内侧突出而弯曲的本发 明加工品的侧面形状。
图4(b)为，将弯曲部20的平面内的管轴方向作为X轴，而表示与X轴 垂直的截面A-A、截面B-B、截面C-C、截面D-D、截面E-E、截面F-F以 及截面G-G(参照图4(a加勺截面形状。
如图4(b)所示，图4(a)所示的本发明加工品在弯曲部20中，在Y方向 (图4(a)中的纸面内的方向)以及Z方向(图4(a)中的与纸面垂直的方向)上， 被较大地扩管。
但是，在Y方向上，仅在-方向、即朝向弯曲部20内侧(以下有时称为"弯
曲内侧")的方向上扩管。
在此，图5表示各方向上的截面尺寸相对于金属原管端部的当量圆直 径(在图4所示形状的情况下、端部保持原管(圆形)状态，因此是直径)之比。
根据图可知，Y方向及Z方向都在至少1处的截面中具有扩管部，该 扩管部被扩管为原管端部的当量圆直径的1.35倍以上(参照图4(a)中 "21")(参照上述发明(2))。
另外，将上述截面尺寸比规定为"原管端部的当量圆直径的1.35倍以上"
的技术理由如上所述。图4(a)所示的本发明加工品与图2问所示的本发明加工品相对照，扩管 部21相对于弯曲部20的管轴22向内侧(弯曲内侦U)突出，但弯曲部20外侧 的形状维持曲率半径大致相同的圆弧状的形状。
在本发明加工品中这一点也为特征(参照上述发明(3》。
弯曲部外侧的形状，除曲率半径大致相同的圆弧状的形状外，也可以 是椭圆形状、多次函数的曲线形状、多个曲率半径的组合形状。
在弯曲部外侧的形状中，如果(曲率半径最大值-曲率半径最小值)/曲率 半径最小值为50%以下，则能够将本发明成形品配置在汽车的下部构造等 被限定的空间内。
接下来，对得到图2或图4所示的形状的本发明加工品的加工方法进 行说明。
加工方法基本而言包括第一液压成形工序、弯曲加工工序以及第二液 压成形工序的3个工序。
根据图6~图9说明经过了第一液压成形工序之后的中间制品的形状的 设计顺序。
图6(a)表示最终制品的形状的侧截面(X-Y面)形状，图6(b)表示与管轴 X垂直的截面(截面A-A、截面B-B、截面C-C、截面D-D、截面E-E、截 面F-F以及截面G-G)中的截面(Y-Z面)形状。
图7表示最终制品的形状的周长和中间制品的形状的周长。关于这一 点将后述。
图8表示在第一液压成形工序中仅在1个方向上进行了扩管的中间制 品的截面A-A、截面B-B、截面C-C、截面D-D、截面E-E、截面F-F以及 截面G-G上的截面(Y-Z面)形状。
图9(a)表示上述中间制品的截面A-A、截面B-B、截面C-C、截面D-D、 截面E-E、截面F-F以及截面G-G中的侧面(X-Y面)形状，图9(b)表示上述 中间品的上述截面中的上面(X-Z面)形状。
在第一液压成形工序中仅在1个方向上进行扩管。在图8及图9所示 的中间制品中仅在Y方向上扩管。
当仅在1个方向上进行扩管时，变形成为接近纯粹剪断变形的变形， 能够进行大变形，因此在本发明中仅在1个方向上进行扩管。在专利文献1记载的现有方法中，也采用了能够进行大变形的理论， 但在该现有方法的第二液压成形工序中，实际上难以成为纯粹剪断变形。
艮P，在现有方法中，当不进行平衡等对策时，在加工初期产生伸出变 形而容易发生断裂。
与此相对，在本发明中，由于降低了第二液压成形工序中的成形难度， 所以在第一液压成形工序中扩管至与最终制品形状的周长大致相同程度、 例如该周长的90%以上为止。这一点是与现有方法的不同点。
但是，在第一液压成形工序中，当超过最终制品形状周长的100%地进 行成形时，有时局部地发生材料剩余而成为折皱，所以在第一液压成形工
序中，如图7所示，在最终制品形状周长的90% 100%的范围内，设定中 间制品形状的周长。
基于这种想法，能够设计出图8及图9所示的中间制品的形状。
艮P，在图8及图9所示的中间制品的形状中，不在截面的Z方向上进 行扩管，仅向Y方向的+侧进行扩管，其周长在所有截面中设定为最终制品 周长的90%~100%的范围内。
最终制品的形状是在Y方向及Z方向上扩管的形状，所以中间制品的 形状在Y方向上的高度比最终制品的形状在Y方向上的高度高。
并且，最终制品的上部和下部的形状也可以是平坦的形状、即长方形， 但该情况下，在角部附近容易变薄，所以在扩管率较大的情况下不利。
因此，如图8所示，最终制品的上部和下部的形状，优选设定为与原 管大致相同曲率半径(与制品曲率半径r相同的曲率半径)的形状。
具体而言，在图10所示的液压成形加工(第一液压成形工序中的加工) 中，制造图8及图9所示的形状的中间制品7.
艮P，如图10(a)所示，将金属管1夹持在上模具2与下模具3之间，如 图10(b)所示，从两个管端通过轴压冲头4向箭头方向(管轴方向)压入。
此时，同时从设在轴压冲头4上的水装入口 5将水6供给至金属管1 的内部，而提高内压。结果，以与上模具2和下模具3的空洞部的形状一 致的方式加工金属管1，并能够得到中间制品7。
在第一液压成形工序中的扩管率较大的情况下，如图11所示，也可以 在上模具2上设置平衡冲头8(参照图ll(a))，通过平衡冲头8的后退， 一边抑制金属管1的破裂和压曲(参照图ll(b))—边进行液压成形加工。
在直管部分的滑动阻力较大而压入难以传递到扩管部的情况下，如图
12所示，也可以利用可动模具9(参照图12(a))，通过轴压冲头10将管端和 可动模具同时压入(参照图12(b))，进行液压成形加工。
在液压成形加工中，由于并不是不能够在Z方向上进行扩管，所以如 图13(a)及(b)以及图14(a)及(b)所示，也可以在Z方向上进行若干扩管，并 且在Y方向上进行扩管。
图14(a)及(b)表示在Z方向上扩管至原管直径2r的1.05倍程度的情况。
通过对中间制品7在Z方向上也进行若干扩管地进行成形，能够在最 终制品中得到扩管率更大的本发明加工品。
对通过第一液压成形工序加工了的中间制品7，例如图15(a)及(b)所示， 通过冲压(比较简单的3点弯曲工作法)，而实施弯曲加工。
艮P，将通过第一液压成形工序加工了的中间制品7载放在支点15上(参 照图15(a)),并从上方压入冲头14(参照图15(b)箭头)，得到中间制品16。
另外，弯曲加工的方法除3点弯曲工作法，也可以是旋转拉伸弯曲工 作法、冲压弯曲工作法等任意的方法，根据管材的尺寸、材质、弯曲半径 等区分使用即可。
冲头14的曲率半径并不特别限定，只要与之后图16中说明的液压成 形模具(下侧)的曲率半径相同，为(曲率半径最大值-曲率半径最小值)/曲率 半径最小值^50%的范围，则能够得到扩管部相对于弯曲部的管轴向外侧突 出、弯曲部内侧由几乎相同曲率半径形成的本发明加工品。
最后，如图16(a) (c)所示，对进行了弯曲加工的中间制品16通过第二 液压成形工序进行加工。即，将中间制品16安装在下模具12上(参照图 16(a))，通过上模具11 一边向Y方向压溃一边进行合模(参照图16(b)箭头)。
在该合模中，中间制品16的截面向Z方向扩大向Y方向压溃的量。此 时，当一边向中间制品16的内部负载内压一边进行合模时，能够抑制折皱 的产生。
在进行了合模之后，通过通常的液压成形加工，负载内压及/或向轴向 压入，能够得到与模具形状一致的最终制品13(参照图16(c))。
如果使液压成形模具(下侧)的曲率半径为(曲率半径最大值-曲率半径最小值)/曲率半径最小值^50%的范围，则能够得到上述发明(l)中的加工品、 即扩管部相对于弯曲部的管轴向外侧突出、弯曲部内侧由几乎相同的曲率 半径形成。
如此，能够得到扩管部向弯曲部管轴方向的外侧突出的本发明加工品。 在本发明加工品中，扩管部的突出也可以向弯曲外侧而向弯曲内侧。
在使扩管部向弯曲内侧突出的情况下，如图17所示，通过支点15支持中 间制品7，通过设有凹部23的冲头14进行按压，而实施弯曲加工。
此时，使冲头14或支点15不压溃扩管部。但是，只要是在之后的第 二液压成形工序中不产生妨碍的范围内，扩管部也可以变形。
在图17所示的弯曲加工之后的第二液压成形工序(与图16对应的工序、 未图示)中，如果使弯曲外侧的液压成形模具的曲率半径为(曲率半径最大值 -曲率半径最小值)/曲率半径最小值^50%的范围，则能够得到上述的本发明 (3)的本发明加工品、即扩管部相对于弯曲部的管轴向内侧突出、弯曲部外 侧由几乎相同的曲率半径形成。
实施例
下面说明本发明的实施例，实施例的条件是，为了确认本发明的可实 施性及效果而采用的一个条件例，本发明不限定于该条件例。
本发明在不脱离本发明的主旨、达到本发明的目的的范围内，能够采 用各种条件。
(实施例1)
作为金属管使用外径63.5mm、壁厚2.3mm，全长400mm的钢管。钢 的种类为机械构造用碳素钢钢管STKM11A。
图18表示最终制品的形状。图18(a)表示最终制品的侧截面(X-Y面)形 状，图18(b)表示管轴X方向的截面(Y-Z面)形状。
上述形状为以下形状扩管率M最大为2.00，而且相对于金属管端部 的当量圆直径(外径)63.5mm，截面的Y方向尺寸最大为1.67倍，Z方向尺 寸最大为2.17倍，弯曲部被较大地扩管。
图19表示周长L的分布。将中间形状的周长(图中粗线)设定成为，最 终制品的周长与其90%的周长(图中虚线)之间的范围。并且，将中间制品的 截面形状设计为与设定的周长一致。
13此时，如图20所示，截面的Z方向的尺寸是与原管外径相同的63.5mm。
并且，图21(a)表示金属管的侧截面(X-Y面)形状，图2(b)表示金属管 的上面(X-Z面)形状，如此，仅使Y方向的尺寸在轴向(X方向)上变化。
最终制品的形状是向Y的-侧未被扩管的形状，所以中间制品的形状也 为向Y的-侧不扩管而仅向+侧扩管的形状。
并且，中间制品的截面上下(Y方向的+侧及-侧)的形状，为与原管相同 曲率半径即31.75mm的半圆形的形状。
为了得到上述设计的中间制品，通过图22所示的可动模具装置，对全 长400mm的金属管(钢管)实施液压成形加工。由于扩管率比较大，因此为 了极力抑制加工时的壁变薄，而使用可动模具。
如图22(a)所示，将金属管(钢管)l夹持在具备可动模具9的第一液压成 形上模具2与第一液压成形下模具之间，并如图22(b)所示，通过轴压冲头 IO将金属管1和可动模具9同时向图中箭头方向在两端压入40mm。
此时，从轴压冲头10的水装入口5供给水，将金属管l的内压维持为 32MPa。
在液压成形加工结束时，金属管1的全长成为320mm，能够得到具有 按照设计的形状的中间制品(参照图18 ~21)。
接着，如图23所示，通过3点弯曲冲压加工方法对中间制品实施弯曲 加工。
如图23(a)所示，将通过第一液压成形工序得到的中间制品7载放在间 隔240mm的支点15上，并如图23(b)所示，从上方压入半径lllmm、角度 90°的冲头14，对中间制品7实施弯曲加工。
另外，支点15的顶部为，载放中间制品7的中央部成形为半径10mm 的圆形状，两侧部成形为半径41.75mm的圆形状(参照图23(a)的左图)。
并且，在冲头14以及支点15的顶部，设有与中间制品7的直管部相 同半径31.75mm的半圆形槽，以便在弯曲加工时极力使中间制品7不压溃 (参照图23(b)的左图)。
通过上述弯曲加工，得到在弯曲部外侧具有扩管部、弯曲部内侧具有 曲率半径Hlmm的曲面形状的中间制品16。
接着，通过图24所示的液压成形装置对中间制品16实施第二液压成形加工。如图24(a)所示，将中间制品16载放在下模具12之上，并如图24(b) 所示，使上模具11从上方下降而进行合模。下模具12的曲率半径为lllmm。
最后，如图24(c)所示，将轴压冲头4从两端压入20mm，并且负载最 大压力180MPa的内压。
通过以上一系列加工，能够制造如下的本发明加工品(i)弯曲部的扩 管率为2.00;而且(ii)相对于金属管端部的当量圆直径(外径)63.5mm，截面 的Y方向尺寸最大为1.67倍，Z方向尺寸最大为2.17倍，相对于弯曲部的 管轴在外侧具有在弯曲部的途中被较大地扩管的形状的扩管部；(iii)弯曲部 的内侧由相同曲率半径形成。
(实施例2)
制造了相对于弯曲部的管轴在内侧具有扩管部的本发明加工品。使用 与实施例1使用的金属管相同的金属管，使用与实施例1使用的模具相同 的模具，加工(第一液压成形工序中的加工)为与实施例1相同的形状。
在接下来的弯曲加工工序中，使扩管部位于弯曲内侧而进行了弯曲加 工。此时，在弯曲加工用的冲头上设置供扩管部进入的凹部(未图示)，以不 压溃扩管部，而进行弯曲加工。
最后， 一边压溃扩管部一边通过第二液压成形模具进行合模，来进行 液压成形加工。使在最终制品的弯曲部外侧的液压成形模具的曲率半径为， 在中央部为lllmm、在中央部左右45度的位置上为165mm，在该范围以 外直线状地连续变化。
结果，能够得到本发明加工品、即相对于弯曲部的管轴向内侧扩管、 弯曲部外侧由大致相同曲率半径形成。另外，扩管部的大小与实施例1的 情况相同，相对于金属管端部的当量圆直径(外径)63.5mm，截面的Y方向 尺寸最大为1.67倍、Z方向尺寸最大为2.17倍，
工业可利用性
如上所述，根据本发明，与以往相比，能够扩大可以适用液压成形的 部件的范围。由此，汽车的轻量化进一步发展，燃料消费率提高，还有助 于抑制地球温室化。由此，在本发明在汽车产业中可利用性高。
1权利要求
1、一种液压成形加工品，是以金属管为原料、通过冷塑性加工进行了一体加工的加工品，其特征在于，(x)具有1处以上的弯曲部；(y1)在弯曲部的至少1处具有扩管部，该扩管部为，与管轴垂直的截面中的朝向弯曲外侧的方向以及与该方向垂直的方向的尺寸，为金属管端部的当量圆直径的1.35倍以上；且(z1)弯曲部的内侧由大致相同的曲率半径形成。
2、 如权利要求l所记载的液压成形加工品，其特征在于，在上述弯曲部的内侧的形状中，(曲率半径最大值-曲率半径最小值)/曲率半径最小值为50%以下。
3、 一种液压成形加工品，是以金属管为原料、通过冷塑性加工进行了 一体加工的加工品，其特征在于，(x)具有1处以上的弯曲部；(y2)在弯曲部的至少l处具有扩管部，该扩管部为，与管轴垂直的截面 中的朝向弯曲内侧的方向以及与该方向垂直的方向的尺寸，为金属管端部 的当量圆直径的1.35倍以上；且(z2)弯曲部的外侧由大致相同的曲率半径形成。
4、 如权利要求3所记载的液压成形加工品，其特征在于， 在上述弯曲部的外侧的形状中，(曲率半径最大值-曲率半径最小值)/曲率半径最小值为50%以下。
全文摘要
一种液压成形加工品，是以金属管为原料、通过冷塑性加工进行了一体加工的加工品，其特征在于，(x)具有1处以上的弯曲部；(y)在弯曲部的至少1处具有扩管部，该扩管部为，与管轴垂直的截面中的朝向弯曲外侧(或内侧)的方向以及与该方向垂直的方向的尺寸，为金属管端部的当量圆直径的1.35倍以上；且(z)弯曲部的内侧(或外侧)由大致相同的曲率半径形成。
文档编号B21D26/033GK101657279SQ20088001213
公开日2010年2月24日 申请日期2008年4月18日 优先权日2007年4月18日
发明者栗山幸久, 水村正昭 申请人:新日本制铁株式会社