挤胀成形方法和挤胀成形装置的制作方法

专利名称：挤胀成形方法和挤胀成形装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如下所述的挤胀成形方法和挤胀成形装置即，对 配置于模具和杆之间的坯管施加轴向的压縮应力，并向坯管内供给压力 液体，同时使杆沿轴向移动，从而使坯管成形为模具的内表面形状；特 别涉及到对坯管与杆之间进行密封的密封部。
背景技术：
挤胀成形方法应用于容器和加工管、机动车和各种设备的中空结构 部件等的成形。在挤胀成形方法中，通过以坯管壁厚不变薄的方式使坯 管局部膨胀地进行扩管，从而使坯管成形为预期形状。由此得到的挤胀 成形管包括具有多个膨胀部分的波纹状部分且富有挠性而能够弯曲的
柔性管、利用表面积比通常的管大的特点进行放热等的皱纹管(bellows)、
以及利用波纹状部分的形状起到弹簧那样的弹性功能的波纹管等。
在挤胀成形方法中，例如采用图7所示的挤胀成形装置1 (例如参 照曰本特开2001-321841号公报)。图7为示出挤胀成形装置1的概要结 构的侧剖视图。另外，在图7中，示出了挤胀成形装置1的上半部分的 结构。另外，为了简化图示，在整个图中，使坯管2的与模具IO相对的 右端位置相同。挤胀成形装置1具有内部配置有坯管2的模具10和供 坯管2的左端部抵接的抵接模具20。模具10和抵接模具20分别由一对 上模和下模构成。模具IO、 20由防止它们打开的固定装置(图示省略) 进行固定。
在模具io的内表面形成有由多个山部11A和谷部11B交替形成的 波纹形状11。山部IIA和谷部11B例如周期性地形成且呈轴对称形状。 在坯管2内部设有可沿轴向移动的杆30。在杆30的内部形成有压力液体 供给流路31，从该压力液体供给流路31通过压力液体供给口 31A向坯管2和杆30之间供给压力液体L。
在杆30的周向表面上形成有一对槽32、 33，压力液体供给口 31A 位于这对槽之间。在槽32、 33中配置有对坯管2和杆30之间进行密封 的一对环状的密封部40、 50。在杆30上，在成形方向相反侧且较密封部 50更靠左侧的位置上，形成有用于回收在成形中使用过的压力液体L的 压力液体回收流路(图示省略)。回收后的压力液体L供给到压力液体回 收流路31中进行再利用。在杆30的右端部设有用于使杆30向轴向右侧 (成形方向侧)移动的移动结构(图示省略)。在模具10的右侧，设有 对坯管2向抵接模具20施加压縮应力F的坯管按压机构(图示省略)。
在挤胀成形装置1中，坯管2的左端部抵接于抵接模具20上，对该 坯管2从其右端部向轴向左侧(成形方向相反侧)施加有压缩应力F，同 时从压力液体供给口 31A向坯管2和杆30之间供给压力液体L。压力液 体L被设定为可使坯管2随着模具10的波纹形状11的山部11A而变形 的高压，密封部40、 50对坯管2和杆30之间进行密封。在这样的状态 下，使杆30向轴向右侧移动，每当向与模具10的山部11A对应的位置 供给压力液体L时，坯管2受到高压状态下的压力液体L的作用而随着 该山部11A的形状发生膨胀。这样，通过在坯管2上从左侧开始依次一 个一个地成形出山部2A和谷部2B，从而将坯管2扩管成形为与模具10 的波纹形状ll对应的形状。
然而，在利用挤胀成形装置1进行的扩管成形中，由于为了使坯管 膨胀而使压力液体L成为高压，因此在第一个山部2A成形后，每当压力 液体供给口31A在模具10的山部11A、 IIA之间移动时，密封部40、 50 的密闭性会产生下述问题。
在扩管成形过程中，例如图8A所示那样使坯管2成形出山部2A后， 为了成形下一个山部(第三个山部)，如图8B所示，在维持压力液体L 的高压的状态下使杆30沿图中箭头方向移动时，成形方向侧的密封部40 通过在模具10中该密封部40与杆30之间的间隔较大的部分即第三个山 部IIA。此时，由于坯管2随着第三个山部11A的形状膨胀，因此难以 对成形方向侧的密封部40施加来自模具10的按压力。其结果是，密封部40的密闭性降低，从而有可能导致压力液体L从该处泄漏到右侧外部。 由此，为了维持压力液体L的高压必须提高液压，产生了时间上的浪费。
另一方面，如图8B所示，在成形方向相反侧的密封部50通过在坯 管2上成形出的第一个山部2A时，由于在密封部50和该山部2A之间 形成了较大的间隙，因此有可能导致压力液体L从该处泄漏到左侧外部。 由此，为了维持压力液体L的高压必须提高液压，产生了时间上的浪费。 如上所述的密封部40、 50的密闭性问题会在每当第一个山部2A成形后， 压力液体供给口 31A移动到模具10的山部IIA、 IIA之间时产生。
另外，对于成形方向侧的密封部40的密闭性问题，考虑到如下对策: 根据密封部40、 50相对于模具10的波纹形状11的位置，将压力液体L 的液压设定成在高压和低压之间切换。
在例如图9A所示那样成形出第一个山部2A后，且在如图9B所示 那样使杆30向轴向右侧(图中箭头方向)移动以成形下一个山部之前， 使压力液体L变为不能够使坯管2变形的低压。接着，在使压力液体供 给口 31A到达第二个山部11A附近，且使密封部40到达该第二个山部 11A右侧相邻的谷部11B后，在该处保持密封部40。接下来，如图9C 所示，使杆30停止移动，并使压力液体L变为高压，从而使坯管2成形 出第二个山部2A。
接着，如图9D所示，进行与图9B相同的动作，在使压力液体L的 液压变为低压，使压力液体供给口31A到达第三个山部11A附近，并且 使成形方向侧的密封部40到达该第三个山部11A右侧相邻的谷部11B 后，在该处保持密封部40。通过像这样将压力液体L的液压设定成每 当山部2A成形和压力液体供给口 31A在山部IIA、 IIA之间移动时，在 高压和低压之间进行切换，从而消除了成形方向侧的密封部40的密闭性 问题。
然而，由于为了扩管成形坯管2必须将压力液体L的液压设定成在 高压和低压之间进行重复切换，因此该液压的切换花费时间，难以高速 地进行扩管成形。此外，由于无法使压力液体L始终保持高压，因此坯 管2定形到模具10上的定形性降低，其结果是，有可能使扩管成形的精度降低，产品的偏差增多。特别是要在坯管2上成形出具有多个山部2A 的波纹形状时，该问题更为显著。

发明内容
本发明的目的在于提供一种挤胀成形方法和挤胀成形装置，不仅能 够防止压力液体泄漏，还能够高速且高精度地进行扩管成形，并且由此 能够防止产品产生偏差。
本发明的第一方面的挤胀成形方法为，模具具有由多个山部和谷部 交替形成的内表面形状，在该模具内部配置有坯管，在坯管的内部沿轴 向设有杆，该杆具有压力液体供给口，并且设置有对坯管和杆之间进行 密封的一对密封部，并使该压力液体供给口位于这对密封部之间，对坯 管施加轴向的压縮应力，并从压力液体供给口向坯管内供给压力液体， 同时使杆沿轴向移动，使坯管成形为模具的内表面形状，其特征在于， 通过沿着从杆朝向坯管的方向对成形方向侧的密封部施加压力液体的液 压，从而使密封部能够追随着坯管的膨胀，密封部之间的间隔被设定为 相当于模具的内表面形状的至少两个山部的量的距离，成形方向相反侧
的密封部的轴向长度被设定为相当于模具的内表面形状的至少一个山部 的量的距离。
在本发明的第一方面的挤胀成形方法中，在对坯管施加轴向的压縮 应力，并在由一对密封部所密封起来的区域中，从压力液体供给口向坯 管内供给压力液体的同时，使杆沿轴向移动，因此每当向与模具的山部 对应的位置供给压力液体时，坯管都会在压力液体作用下随着该山部的 形状膨胀。这样，通过使坯管从杆的移动方向相反侧(成形方向相反侧) 开始依次一个一个地成形出山部和谷部，从而将坯管扩管成形为与模具 的内表面形状对应的形状。
其中，在本发明的第一方面的挤胀成形方法中，对坯管和杆之间进 行密封的一对密封部能够在成形时如下所述地与坯管紧密接触。在坯管 的一个山部成形后，成形方向侧的密封部通过与模具的下一个山部对应 的位置时，坯管在压力液体作用下随着该山部的形状膨胀。在该情况下，通过沿着从杆朝向坯管的方向对成形方向侧的密封部施加压力液体的液 压，从而使成形方向侧的密封部能够追随着坯管的膨胀。因而，通过对 密封部的形状和弹性特性、压力液体的液压以及杆的移动速度等进行适 当设定，以使在追随着膨胀时，该密封部的一端部与杆接触的状态下， 使该密封部的另一端能够与坯管接触，从而能够使成形方向侧的密封部 的至少一部分始终与坯管紧密接触。其结果是，即使在坯管成形时始终 将压力液体被设定为高压，也能够防止压力液体泄漏到成形方向侧外部。
另一方面，由于将密封部之间的间隔被设定为相当于模具的内表面 形状的至少两个山部的量的距离，将成形方向相反侧的密封部的轴向长 度被设定为相当于模具的内表面形状的至少一个山部的量的距离，因此 通过对成形方向相反侧的密封部的形状和弹性特性进行适当设定，能够 使该密封部始终与坯管的平坦部和坯管的成形好的谷部中的任一方紧密 接触。其结果是，即使在坯管成形时始终将压力液体被设定为高压，也 能够防止压力液体泄漏到成形方向相反侧的外部。另外，作为密封部之 伺的间隔的相当于两个山部的量的距离为，成形好的山部的量和在其成 形方向相反侧的山部的量的总距离，该成形方向相反侧的山部是为了防 止由施加给坯管的压縮应力而导致的压曲而设定的。
在如上所述的本发明的第一方面的挤胀成形方法中，即使在坯管成 形时始终将压力液体被设定为高压，也能够防止压力液体泄漏到外部， 因此无需对液压不足的量进行补充，也无需使液压在高压和低压之间切 换，因此能够高压且高速地对坯管进行成形。此外，由于压力液体能够 始终保持高压，因此提高了坯管定形到模具上的定形性，其结果是，能 够提高扩管成形的精度，从而能够防止产品产生偏差。进而，由于被供 给压力液体的区域并非是坯管与杆之间的与模具的内表面形状对应的整 个区域，而仅为坯管与杆之间的由一对密封部所密封的区域，因此能够 实现固定模具的固定装置的小型化，由此能够减少成本。这样的挤胀成 形方法优选适用于薄壁坯管。
本发明的第一方面的挤胀成形方法能够采用各种结构。例如可以构 成为在压力液体供给口到达模具的山部的中央部时，暂时停止杆的移动，进行压力液体供给口正上方的模具的山部的成形。在该形态中，即 使是在坯管的壁厚较厚的情况下，也能够按照模具的内表面形状可靠地 进行该成形。
本发明的第一方面的挤胀成形方法能够应用于挤胀成形装置中。即， 本发明的第一方面的挤胀成形装置包括模具，其具有由多个山部和谷 部交替形成的内表面形状，并且该模具内部配置有坯管；杆，其在坯管
内部沿轴向设置，并且具有压力液体供给口；以及一对密封部，压力液
体供给口位于这对密封部之间，并且这对密封部对坯管和杆之间进行密 封，对坯管施加轴向的压縮应力，并从压力液体供给口向坯管内供给压 力液体，同时使杆沿轴向移动，从而使坯管成形为模具的内表面形状， 其特征在于，该挤胀成形装置中设置有液压施加流路，该液压施加通流 路用于沿着从杆朝向坯管的方向对成形方向侧的密封部施加压力液体的 液压，该密封部在通过液压施加流路被施加的压力液体的液压的作用下 能够追随着坯管的膨胀，密封部之间的间隔被设定为相当于模具的内表 面形状的至少两个山部的量的距离，成形方向相反侧的密封部的轴向长 度被设定为模具的内表面形状的至少一个山部的量的距离。本发明的第 一方面的挤胀成形装置能够得到与上述第一方面的挤胀成形方法相同的 作用和效果。
此外，本发明的第一方面的挤胀成形装置能够采用各种结构。例如
可以构成为在压力液体供给口到达模具的山部的中央部时，暂时停止 杆的移动，进行压力液体供给口正上方的模具的山部的成形。在该形态 中，能够得到与上述第一方面的挤胀成形方法相同的作用和效果。
本发明的第二方面的挤胀成形方法，其特征在于，模具具有由多个 山部和谷部交替形成的内表面形状，在该模具内部配置有坯管，在坯管 的内部设有杆，该杆由固定于模具中且具有压力液体供给口的导杆和可 移动地配置于导杆周围的中空杆构成，设置有对坯管和杆之间进行密封 的一对密封部，并使压力液体供给口位于这对密封部之间，将一侧的密 封部配置成沿坯管的轴向被导杆导向，并且将另一侧的密封部固定于导 杆上，　10在对坯管施加轴向的压缩应力，并从压力液体供给口向坯管内供给 压力液体的同时，通过使中空杆沿轴向移动，从而使坯管成形为模具的 内表面形状，
在坯管成形时，在压力液体的液压作用下， 一侧的密封部被朝向中 空杆的成形方向相反侧的端部按压而发生弹性变形，从而使该密封部能 够追随着坯管的膨胀，并且通过中空杆的移动来控制一侧的密封部的位 置。
在本发明的第二方面的挤胀成形方法中，在对坯管施压轴向的压縮 应力，从导杆的压力液体供给口向由一对密封部所密封起来的坯管内的 区域供给压力液体的同时，使中空杆沿轴向移动，因此每当将压力液体 供给到与模具的山部对应的位置时，坯管在压力液体的作用下随着该山
部的形状而膨胀。这样，通过使坯管从中空杆的移动方向相反侧(成形 方向相反侧)开始依次一个一个地成形出山部和谷部，从而将坯管扩管 成形为与模具的内表面形状对应的形状。
其中，在本发明的第二方面的挤胀成形方法中，对坯管和杆之间进 行密封的一对密封部能够如下所述地与坯管紧密接触。在被供给到坯管 和杆之间的压力液体的液压作用下， 一侧(成形方向侧)的密封部被朝 向中空杆的成形方向相反侧的端部按压，因此一侧的密封部在压力液体 的按压下发生弹性变形，从而追随着坯管的膨胀。因而，通过对密封部 的形状和弹性特性以及压力液体的液压等进行适当设定，能够使一侧的 密封部的至少一部分始终与坯管紧密接触。
此外，通过中空杆的移动来控制一侧的密封部的位置，因此能够将 中空杆的移动速度控制在坯管的膨胀速度以上，由此能够使一侧的密封 部始终向坯管的膨胀开始位置和较该位置更靠成形方向侧的方向移动。 由此， 一侧的密封部在上述的压力液体的液压作用下被按压在中空杆的 成形方向相反侧的端部上，因此弹性变形量增大。因而，由于一侧的密 封部容易追随着坯管的膨胀，因此能够进一步提高一侧的密封部的至少 一部分的与坯管的紧密接触性。其结果是，即使在坯管成形时始终将压 力液体被设定为高压，也能够防止压力液体泄漏到成形方向侧外部。此外，由于另一侧(成形方向相反侧)的密封部固定在导杆上，因 此该密封部能够位于坯管的平坦部，而不会产生位置偏移或者形状变化。 因而，通过对另一侧的密封部的形状和弹性特性进行适当设定，从而能 够使该密封部始终与坯管的平坦部紧密接触。其结果是，即使在坯管成 形时始终将压力液体被设定为高压，也能够防止压力液体泄漏到成形方 向相反侧的外部。
在如上所述的本发明的第二方面的挤胀成形方法中，即使在坯管成 形时始终将压力液体被设定为高压，也能够防止压力液体泄漏到外部， 因此无需对液压不足的量进行补充，也无需使液压在高压和低压之间切 换，因此能够高压且高速地进行坯管的成形。此外，由于压力液体能够 始终保持高压，因此提高了坯管定形到模具上的定形性，其结果是，能 够提高扩管成形的精度，从而能够防止产品产生偏差。
此外，由于在坯管成形时移动的中空杆仅承受从成形方向相反侧的 端部隔着一侧的密封部所施加的液压，因此，与杆的整个外周面都承受 液压的现有情况相比，中空杆所承受的液压变小。由此，由于能够减小 用来控制中空杆的位置所需的力，因此能够实现中空杆的移动机构小型 化。进而，由于压力液体供给口形成于被固定在模具中的导杆上，因此 能够在该导杆中形成通向压力液体供给口的压力液体供给路径。因而， 与在坯管成形时移动的杆中形成压力液体供给路径的现有情况相比，能 够简单地构成压力液体供给路径。通过以上发明能够降低成本。
本发明的第二方面的挤胀成形方法能够采用各种结构。例如可以构 成为..导杆由大径部以及与大径部一体形成且直径比大径部小的小径部 构成，大径部用于固定另一侧的密封部，小径部沿坯管的轴向引导一侧 的密封部，中空杆被配置成可在小径部的周围移动，压力液体供给口形 成于大径部。在该形态中，由于压力液体供给口形成于导杆的大径部， 因此能够在坯管成形开始时使一侧的密封部与该大径部的位于小径部侧 的端部相抵接。因而，在坯管成形开始时能够容易地对一侧密封部的初 始位置进行定位。
本发明的第二方面的挤胀成形方法能够应用于挤胀成形装置中。艮P，本发明的第二方面的挤胀成形装置的特征在于，该挤胀成形装置包括 模具，其具有由多个山部和谷部交替形成的内表面形状，并且在该模具
内部配置有坯管；杆，其设在坯管的内部；以及一对密封部，其对所述 坯管和所述杆之间进行密封，并且使压力液体供给口位于这对密封部之 间，杆由固定于模具中且具有压力液体供给口的导杆和可移动地配置于 导杆周围的中空杆构成，将一侧的密封部配置成沿坯管的轴向被导杆引 导，并且将另一侧的密封部固定于导杆上，在对坯管施加轴向的压縮应 力，并从压力液体供给口向坯管内供给压力液体的同时，使中空杆沿轴 向移动，从而将坯管成形为模具的内表面形状，在坯管成形时，在压力 液体的液压作用下， 一侧的密封部被朝向中空杆的成形方向相反侧的端 部按压而发生弹性变形，从而使该密封部能够追随着坯管的膨胀，并且 通过中空杆的移动来控制一侧的密封部的位置。本发明的第二方面的挤 胀成形装置能够得到与上述第二方面的挤胀成形方法相同的作用和效 果。
此外，本发明的第二方面的挤胀成形装置能够采用各种结构。例如 可以构成为导杆由大径部以及与大径部一体形成且直径比大径部小的 小径部构成，大径部用于固定另一侧的密封部，小径部沿坯管的轴向引 导一侧的密封部，中空杆被配置成可在小径部的周围移动，压力液体供 给口形成于大径部。在该形态中，能够得到与上述第二方面的挤胀成形 方法的形态相同的作用和效果。
根据本发明的挤胀成形方法或挤胀成形装置，即使在坯管成形时始 终将压力液体被设定为高压，也能够防止压力液体泄漏到外部，因此无 需对液压不足的量进行补充，或者使液压在高压和低压之间切换，因此 能够高压且高速地进行坯管的成形。此外，由于压力液体能够始终保持 高压，因此提高了坯管定形于模具上的定形性，其结果是，能够提高扩 管成形的精度，从而能够防止产品产生偏差。


图1是示出本发明的第一实施方式所述的挤胀成形装置的概要结构的侧剖视图。
图2A 图2C示出了采用图1所示的挤胀成形装置的挤胀成形方法 的各工序，图2A是示出坯管的第三个山部成形时的挤胀成形装置的概要 结构的侧剖视图，图2B是示出坯管的第三个山部成形后的挤胀成形装置 的概要结构的侧剖视图，图2C是示出坯管的第四个山部成形时的挤胀成 形装置的概要结构的侧剖视图。
图3是示出本发明的第二实施方式所述的挤胀成形装置的概要结构
、图4是示出采用图3所示的挤胀成形装置的挤胀成形方法的工序的
图5是示出本发明的第三实施方式所述的挤胀成形装置的概要结构 的侧剖视图。
图6是示出釆用图5所示的挤胀成形装置的挤胀成形方法的工序的 侧剖视图。
图7是示出现有的挤胀成形装置的概要结构的侧剖视图。 图8A和图8B示出了采用图7的挤胀成形装置的挤胀成形方法的各 工序，图8A是示出坯管的第二个山部成形后的挤胀成形装置的概要结构 的侧剖视图，图8B是示出为了形成第三个山部而使杆移动时的挤胀成形 装置的概要结构的侧剖视图。
图9A 图9D示出了釆用图7的挤胀成形装置的另一挤胀成形方法 的各工序，图9A是示出坯管的第一个山部成形后的挤胀成形装置的概要 结构的侧剖视图，图9B是示出坯管的第二个山部成形前的挤胀成形装置 的概要结构的侧剖视图，图9C是示出坯管的第二个山部成形后的挤胀成 形装置的概要结构的侧剖视图，图9D是示出坯管的第三个山部成形前的 挤胀成形装置的概要结构的侧剖视图。
具体实施方式
(A)第一实施方式 (1)第一实施方式的结构下面，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1是示出本 发明的第一实施方式所述的挤胀成形装置100的概要结构的侧剖视图。 在图1中示出了挤胀成形装置100的上半部分的结构。另外，在本实施
方式中，对与图7相同的构成要素标以相同符号，并省略其说明。
在杆130的内部形成有压力液体供给流路131，由此处通过压力液 体供给口 131A向坯管2和杆130之间供给压力液体L。在杆130的周向 表面上形成有一对槽132、 133，压力液体供给口 131A位于这对槽之间。 在槽132、 133中配置有对坯管2和杆130之间进行密封的一对环状密封 部140、 150。在本实施方式中，由于坯管2成形时杆130的移动方向为 朝向右侧，因此密封部140为本发明的成形方向侧的密封部，密封部150 为本发明的成形方向相反侧的密封部。
密封部140、 150例如具有弹性。密封部140通过与槽132内表面的 右侧侧面部和左侧侧面部在整周上接触而对该处进行密封。密封部140 与压力液体供给口 131A的间隔优选被设定为半个山部的量。该情况，在 密封部140通过与模具10的谷部11B对应的位置时，能够使压力液体供 给口 131A到达与模具10的山部11A的中央部对应的位置。密封部140、 150之间的间隔被设定为例如是模具10的波纹形状11的两个山部的量的 距离。密封部150的轴向长度被设定为模具10的波纹形状11的一个山 部的量的距离。该情况下，通过对密封部150的形状和弹性特性进行适 当设定，能够使密封部150在坯管2成形时始终与坯管的平坦部和坯管 的成形好的谷部中的任一方紧密接触。另外，在山部11A、 IIA之间的间 隔不是等间隔的情况下，使密封部MO、 150之间的间隔即两个山部的量 的距离形成为相邻两个山部的总距离中最大的距离，使密封部150的轴 向长度即一个山部的量的距离形成为一个山部的量的距离中的最大距 离。
在杆130的内部形成有连接压力液体供给流路131和槽132的液压 施加流路134，经由液压施加流路134沿从杆130朝向坯管2的方向对密 封部140施加压力液体L的液压。由此，密封部140能够在坯管2成形 时追随着坯管的膨胀。在该情况下，通过对密封部140的形状和弹性特性、压力液体L的液压以及杆130的移动速度等进行适当设定，以使在 密封部140的下端部与杆130接触的状态下密封部140的上端部能够与 坯管2接触，从而能够使密封部140的至少一部分始终与坯管2紧密接 触。
(2)第一实施方式的动作
接着，参照附图对基于挤胀成形装置100的挤胀成形方法进行说明。 另外，图2A 图2C的杆130中图示的箭头表示杆130的移动方向。
如图1所示，使坯管2的左端部与抵接模具20相抵接，从坯管2的 右端部向轴向左侧施加压缩应力F，同时在由一对密封部140、 150密封 起来的区域中，从压力液体供给口 131A向坯管2内供给压力液体L。在 该状态下，通过使杆130向轴向右侧(成形方向)移动，每当压力液体 供给口 131A到达与模具10的山部11A对应的位置时，坯管2在压力液 体L的作用下随着模具10的山部11A的形状而膨胀。像这样，通过使坯 管2从与杆130的移动方向(成形方向)相反侧开始依次一个一个地成 形出山部11A和谷部IIB，从而将坯管2扩管成形为与模具10的内表面 形状对应的形状。
在这样的扩管成形中，对坯管2和杆130之间进行密封的一对密封 部140、 150不仅当坯管2的山部2A成形时，而且当它们在该山部2A 和模具10的下一个山部11A之间移动时，也能够与坯管2紧密接触。例 如图2A所示，在坯管2的第二个山部2A成形后，成形方向侧的密封部 140通过与模具10的第三个山部11A对应的位置时，坯管2在压力液体 L的作用下随着该山部11A的形状而膨胀。
其中，在本实施方式中，通过沿着从杆130朝向坯管2的方向对成 形方向侧的密封部140施加压力液体L的液压，从而能够使密封部140 追随着坯管2的膨胀。因而，通过对密封部140的形状和弹性特性、压 力液体L的液压以及杆130的移动速度等进行适当设定，以使在密封部 140追随着膨胀时，且在密封部140的下端部与杆130接触的状态下，使 密封部140的上端部能够与坯管2接触，从而如图2A所示，能够使成形 方向侧的密封部140的至少一部分始终与坯管2紧密接触。其结果是，即使在坯管2成形时始终将压力液体L被设定为高压，也能够防止压力
液体泄漏到成形方向侧外部。
接着，如图2B所示，在坯管2的第三个山部2A成形后，成形方向 侧的密封部140通过与模具10的第三个谷部11B对应的位置。其中，在 本实施方式中，将密封部140、 150之间的间隔被设定为模具IO的内表 面形状的至少两个山部的量的距离。由此，如图2B所示，在成形方向侧 的密封部140通过与模具10的第三个谷部11B对应的位置时，成形方向 相反侧的密封部150通过与坯管2的第一个谷部2B对应的位置。
此外，将成形方向相反侧的密封部150的轴向长度被设定为模具10 的内表面形状的至少一个山部的量的距离。由此，如图2B所示，成形方 向相反侧的密封部150的两端部通过与第一个山部2A两端侧的最下部 (坯管2的左端部的平坦部和坯管2的第一个谷部2B)对应的位置。因 而，通过对成形方向相反侧的密封部150的形状和弹性特性进行适当设 定，能够使该密封部150始终与第一个山部2A两端侧的最下部紧密接触。 其结果是，即使在坯管2成形时始终将压力液体L设定为高压，也能够 防止压力液体泄漏到成形方向相反侧的外部。
接着，如图2C所示，当成形方向侧的密封部140在坯管2的第三个 山部2A成形后，通过与模具10的第四个山部11A对应的位置时，坯管 2在压力液体L的作用下随着该山部11A的形状而膨胀。在该情况下， 由于在成形方向侧的密封部140进行与图2A相同的动作，因此能够使该 密封部140的至少一部分始终与坯管2紧密接触。其结果是，即使在坯 管2成形时始终将压力液体L设定为高压，也能够防止压力液体泄漏到 成形方向侧外部。
在本实施方式中，通过在坯管2的第N个山部2A成形时以及在该 成形后向模具10的下一个山部IIA移动时，反复进行上面所述的密封部 140、 150的动作，能够使一对密封部140、 150在成形时始终与坯管2紧 密接触。由此，即使在坯管2成形时始终将压力液体L设定为高压，也 能够防止压力液体泄漏到外部。因而，无需对液压不足的量进行补充， 也无需使液压在高压和低压之间切换，因此能够高压且高速地进行坯管2的成形。此外，由于压力液体L能够始终保持高压，因此提高了坯管2 定形到模具10上的定形性，其结果是，能够提高扩管成形的精度，从而 能够防止产品产生偏差。
进而，由于被供给压力液体L的区域并非是坯管2和杆130之间的 与模具IO的内表面形状对应的整个区域，而仅为坯管2和杆130之间的 由一对密封部140、 150所密封的区域，因此能够实现固定模具10的固 定装置的小型化，由此能够降低成本。这样的挤胀成形方法优选适用于 薄壁坯管。
特别地，在压力液体供给口 131A到达模具10的山部11A的中央部 时，暂时停止杆130的移动，进行压力液体供给口 131A正上方的模具 10的山部11A的成形，从而即使在坯管2的壁厚较厚的情况下，也能够 按照模具10的内表面形状11可靠地进行该成形。 (B)第二实施方式 (1)第二实施方式的结构
下面，参照附图对本发明的第二实施方式进行说明。图3是示出本 发明的第二实施方式所述的挤胀成形装置200的概要结构的侧剖视图。 另外，在第二实施方式中，对与图7相同的结构要素标以相同符号，并 省略其说明。
在坯管2的内部沿轴向设有杆230。杆230由相对于坯管2进行固 定的导杆235和可移动地配置于导杆235周围的中空杆236构成。导杆 235具有大径部235A和直径比大径部235A小的小径部235B。大径部 235A的左端部固定于抵接模具20上。小径部235B与大径部235A的右 端部一体形成，并向轴向右侧延伸。中空杆236配置于坯管2和小径部 235B之间，能够与小径部235B滑动接触。
在杆230和抵接模具20的内部形成有压力液体供给流路231，并从 该流路通过压力液体供给口 231A向坯管2和杆230之间供给压力液体L。 压力液体供给口 231A形成于小径部235B的表面。在第二实施方式中， 由于在扩管成形时不需要向如下所述那样回收压力液体L，因此也可以不 设置压力液体回收流路。在大径部235A的周向表面上形成有槽233。在坯管2和杆230之间配置有对它们进行密封的密封部240 (—侧 密封部)和密封部250 (另一侧密封部)。密封部240呈环状，并且被配 置成能够与小径部235B的周向表面滑动接触。密封部240、 250具有弹 性。在第二实施方式中，由于坯管2成形时中空杆236的移动方向为右 侧，因此密封部240为成形方向侧的密封部，密封部250为成形方向相 反侧的密封部。
在供给到坯管2和杆230之间的压力液体L的液压作用下，密封部 240被朝向中空杆236的左端部按压而发生弹性变形，并且密封部240的 位置由中空杆236的移动所控制。这样的密封部240受到压力液体L的 按压而在轴向上压縮并沿垂直方向扩大，因此能够追随着坯管2的膨胀。 在该情况下，由于密封部240配置于坯管2的膨胀开始位置即中空杆236 的左端部，因此密封部240容易追随着坯管2的膨胀。在该情况下，通 过对密封部240的形状和弹性特性、压力液体L的液压以及中空杆236 的移动速度等进行适当设定，能够使密封部240的至少一部分始终与坯 管2紧密接触。密封部240的初始位置被设定为紧靠中空杆236的左端 部的、例如模具10的第一个山部IIA和第二个山部IIA之间的谷部11B 的位置。另外，密封部240也可以通过粘接等被固定在中空杆236的左 端部。
密封部250呈环状，并固定于槽233中。在该情况下，通过对密封 部250的形状和弹性特性进行适当设定，能够使密封部250始终与坯管2 的左端部的平坦部紧密接触。
(2)第二实施方式的动作 接着，主要参照图4对基于挤胀成形装置的挤胀成形方法进行说明。 如图4所示，使坯管2的左端部抵接于抵接模具20上，并从坯管2 的右端部向轴向左侧施加压縮应力F，同时在由一对密封部240、 250所 密封起来的区域中，从压力液体供给口 231A向坯管2内供给压力液体L。 在该状态下，通过使中空杆236向轴向右侧(图中的箭头方向)移动， 使得每当压力液体L供给到与模具10的山部IIA对应的位置时，坯管2 在压力液体L的作用下随着模具10的山部11A的形状而膨胀。像这样，通过使坯管2从与中空杆236的移动方向相反侧(成形方向相反侧)开 始依次一个一个地成形出山部2A和谷部2B，从而将坯管2扩管成形为 与模具10的波纹形状11对应的形状。
在这样的扩管成形中，在供给到坯管2和杆230之间的压力液体L 的液压作用下，成形方向侧的密封部240被朝向中空杆236的左端部按 压，因此通过使成形方向侧的密封部240因压力液体L而产生弹性变形， 从而使密封部240能够追随着坯管2的膨胀。因而，通过对成形方向侧 的密封部240的形状和弹性特性以及压力液体L的液压等进行适当设定， 能够使成形方向侧的密封部240的至少一部分始终与坯管2紧密接触。
此外，通过中空杆236的移动来控制成形方向侧的密封部240的位 置，因此能够将中空杆236的移动速度控制在坯管2的膨胀速度以上， 由此能够使成形方向侧的密封部240始终向坯管2的膨胀开始位置和较 该位置更靠成形方向侧移动。由此，成形方向侧的密封部240在上述的 压力液体L的液压作用下被中空杆236的左端部按压，因此弹性变形量 增大。因而，由于成形方向侧的密封部240容易追随着坯管2的膨胀， 因此能够进一步提高成形方向侧的密封部240的至少一部分与坯管2的 紧密接触性。其结果是，即使在坯管2成形时始终将压力液体L被设定 为高压，也能够防止压力液体L泄漏到成形方向侧外部。
另一方面，由于成形方向相反侧的密封部250固定在导杆235上， 因此该密封部250能够位于坯管2的平坦部，而不会产生位置偏移或者 形状变化。因而，通过对成形方向相反侧的密封部250的形状和弹性特 性进行适当设定，能够使该密封部250始终与坯管2的平坦部紧密接触。 其结果是，即使在坯管2成形时始终将压力液体L被设定为高压，也能 够防止压力液体L泄漏到成形方向相反侧的外部。
在如上所述的第二实施方式中，即使在坯管2成形时始终将压力液 体L被设定为高压，也能够防止压力液体L泄漏到外部，因此无需对液 压不足的量进行补充，也无需使液压在高压和低压之间切换，因此能够 高压且高速地进行坯管2的成形。此外，由于压力液体L能够始终保持 高压，因此提高了坯管2定形到模具10上的定形性，其结果是，能够提高扩管成形的精度，从而能够防止产品产生偏差。
此外，由于在坯管2成形时移动的中空杆236仅承受从左端部隔着 成形方向侧的密封部240施加的液压，因此与杆的整个外周面都承受液 压的现有情况相比，中空杆236所承受的液压变小。由此，由于能够减 小用来控制中空杆236的位置所需的力，因此能够实现中空杆236的移 动机构小型化。进而，由于压力液体供给口231A形成于被固定在抵接模 具20上的导杆235中，因此能够在该导杆235中形成通向压力液体供给 口 231A的压力液体供给路径231。因而，与在坯管成形时移动的杆中形 成压力液体供给路径的现有情况相比，能够简单地构成压力液体供给路 径231。通过以上发明能够降低成本。 (C)第三实施方式
图5示出了本发明的第三实施方式所述的挤胀成形装置300的概要 结构的侧剖视图。在第三实施方式中，对与第二实施方式相同的构成要 素标以相同符号，并省略对具有与第二实施方式相同的作用的构成要素 的说明。在第三实施方式中，使压力液体供给口 231A形成于导杆235的 大径部235A表面，以取代形成于导杆235的小径部235B表面。由此， 能够使坯管2成形开始时的成形方向侧的密封部240抵接在大径部235A 的右端部。因而，在坯管成形开始时能够容易地对成形方向侧的密封部 240的初始位置进行定位。
在这样的第三实施方式中，在如上所述地设定了成形方向侧的密封 部240的初始位置后，如图6所示，进行与第二实施方式相同的坯管成 形，从而能够得到与第二实施方式相同的作用和效果。
权利要求
1. 一种挤胀成形方法，模具具有由多个山部和谷部交替形成的内表面形状，在该模具内部配置有坯管，在所述坯管的内部沿轴向设有杆，该杆具有压力液体供给口，并且设置有对所述坯管和所述杆之间进行密封的一对密封部，并使所述压力液体供给口位于这对密封部之间，对所述坯管施加所述轴向的压缩应力，并从所述压力液体供给口向所述坯管内供给压力液体，同时使所述杆沿所述轴向移动，从而使所述坯管成形为所述模具的内表面形状，其特征在于，通过沿着从所述杆朝向所述坯管的方向对成形方向侧的密封部施加所述压力液体的液压，从而使所述密封部能够追随着所述坯管的膨胀，所述密封部之间的间隔被设定为相当于所述模具的内表面形状的至少两个山部的量的距离，所述成形方向相反侧的密封部的所述轴向长度被设定为相当于所述模具的内表面形状的至少一个山部的量的距离。
2. 根据权利要求1所述的挤胀成形方法，其特征在于，在所述压力液体供给口到达所述模具的山部的中央部时，暂时停止 所述杆的移动，进行所述压力液体供给口正上方的所述模具的山部的成 形。
3. —种挤胀成形装置，该挤胀成形装置包括模具，其具有由多个 山部和谷部交替形成的内表面形状，并且在该模具内部配置有坯管；杆， 其在所述坯管内部沿轴向设置，并且具有压力液体供给口；以及一对密 封部，使所述压力液体供给口位于这对密封部之间，并且这对密封部对 所述坯管和所述杆之间进行密封，对所述坯管施加所述轴向的压缩应力，并从所述压力液体供给口向 所述坯管内供给压力液体，同时使所述杆沿所述轴向移动，从而使所述 坯管成形为所述模具的内表面形状，其特征在于，该挤胀成形装置中设置有液压施加流路，该液压施加流路用于沿着 从所述杆朝向所述坯管的方向对成形方向侧的密封部施加所述压力液体的液压，该密封部在通过所述液压施加流路被施加的压力液体的液压的 作用下能够追随着所述坯管的膨胀，所述密封部之间的间隔被设定为相当于所述模具的内表面形状的至 少两个山部的量的距离，所述成形方向相反侧的密封部的所述轴向长度被设定为相当于所述 模具的内表面形状的至少一个山部的量的距离。
4. 根据权利要求3所述的挤胀成形装置，其特征在于，在所述压力液体供给口到达所述模具的山部的中央部时，暂时停止 所述杆的移动，进行所述压力液体供给口正上方的所述模具的山部的成 形。
5. —种挤胀成形方法，其特征在于，模具具有由多个山部和谷部交替形成的内表面形状，在该模具内部 配置有坯管，在所述坯管的内部设有杆，所述杆由固定于所述模具中且具有压力 液体供给口的导杆和可移动地配置于所述导杆周围的中空杆构成，设置有对所述坯管和所述杆之间进行密封的一对密封部，并使所述 压力液体供给口位于这对密封部之间，将一侧的密封部配置成沿所述坯 管的轴向被所述导杆引导，并且将另一侧的密封部固定于所述导杆上，对所述坯管施加轴向的压縮应力，并从所述压力液体供给口向所述 坯管内供给压力液体，同时使所述中空杆沿所述轴向移动，从而使所述 坯管成形为所述模具的内表面形状，在所述坯管成形时，在所述压力液体的液压作用下，所述一侧的密 封部被朝向所述中空杆的成形方向相反侧的端部按压而发生弹性变形， 从而使该密封部能够追随着所述坯管的膨胀，并且通过所述中空杆的移 动来控制所述一侧的密封部的位置。
6. 根据权利要求5所述的挤胀成形方法，其特征在于，所述导杆由大径部和与所述大径部一体形成且直径比所述大径部小 的小径部构成，所述大径部用于固定所述另一侧的密封部，所述小径部沿所述坯管的轴向弓I导所述一侧的密封部， 所述中空杆被配置成可在所述小径部的周围移动， 所述压力液体供给口形成于所述大径部。
7. —种挤胀成形装置，其特征在于，该挤胀成形装置包括模具，其具有由多个山部和谷部交替形成的内表面形状，并且在该模具内部具有坯管；杆，其设在所述坯管的内部;以及一对密封部，其对所述坯管和所述杆之间进行密封，并且使所述压 力液体供给口位于这对密封部之间，所述杆由固定于所述模具中且具有所述压力液体供给口的导杆和可 移动地配置于所述导杆周围的中空杆构成，一侧的密封部配置成沿所述坯管的轴向被所述导杆弓I导，另一侧的 密封部固定于所述导杆上，对所述坯管施加轴向的压縮应力，并从所述压力液体供给口向所述化目m六^口/上乂Jflx'k"p， ihjw'j |叉/7| ;cct—工ti f口/7i^a:寸ffll口」砂2^， /AmM,/7T处坯管成形为所述模具的内表面形状，在所述坯管成形时，在所述压力液体的液压作用下，所述一侧的密 封部被朝向所述中空杆的成形方向相反侧的端部按压而发生弹性变形， 从而使该密封部能够追随着所述坯管的膨胀，并且通过所述中空杆的移 动来控制所述一侧的密封部的位置。
8. 根据权利要求7所述的挤胀成形装置，其特征在于， 所述导杆由大径部和与所述大径部一体形成且直径比所述大径部小的小径部构成，所述大径部用于固定所述另 一侧的密封部， 所述小径部沿所述坯管的轴向弓I导所述一侧的密封部， 所述中空杆被配置成能够在所述小径部的周围移动， 所述压力液体供给口形成于所述大径部。
全文摘要
本发明提供一种挤胀成形方法和挤胀成形装置。通过沿着从杆(130)朝向坯管(2)的方向对成形方向侧的密封部(140)施加压力液体(L)的液压，从而使密封部(140)能够追随着坯管(2)的膨胀。由此能够使密封部(140)的至少一部分始终与坯管(2)紧密接触。将密封部(140、150)之间的间隔被设定为相当于模具(10)的波纹形状(11)的至少两个山部的量的距离。将成形方向相反侧的密封部(150)的轴向长度设为相当于模具(10)的波纹形状(11)的至少一个山部的量的距离。由此，密封部(150)能够始终与坯管(2)的平坦部和坯管的成形后的谷部(2B)中的任一个紧密接触。
文档编号B21D26/045GK101530876SQ20091012817
公开日2009年9月16日 申请日期2009年3月12日 优先权日2008年3月12日
发明者出 堀, 小林卓生 申请人:本田技研工业株式会社