校准挤压线性管的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于校准在生产操作中使用的挤压管的方法和工具。根据该方法，处于夹具中的管约被拉伸了3％。该工具包围该管，同时，拉伸装置被夹在该管的相反纵向端并对该管的相反两端施加拉伸力。该工具包括夹紧装置和拉伸装置，该夹紧装置将该管夹在腔中，而具有附接至该管的相反纵向端的夹的拉伸装置通过纵向拉伸该管来对该管进行校准。
【专利说明】校准挤压线性管的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及校准挤压线性管的工具和方法。
【背景技术】
[0002]汽车制造商正使用更轻、更强的材料(如铝合金)来实现减排目标、满足燃油经济性目标、降低制造成本及减轻车重。在减轻车重的同时必须满足日益苛刻的安全标准。为满足这些相互冲突的利益和目标，一种方法是使用具有复杂型面的铝型材。
[0003]具有复杂、非圆形横截面的线性挤压件通常在高温高压下通过分流组合模由铝坯挤压而成。当流动的铝在芯板中分开并在分流组合模的盖部重新汇聚时，会在形状的整个截面上产生不连续的物料流。挤压结构管在挤压后冷却。挤压结构管往往会扭曲、缺乏平直度或者可能在冷却过程中变形并可能与零件规格不一致。线性件可被挤压的长度超过100ft。之后，这些长度被拉伸达5%，以变直并将扭曲减小至工业上认可的铝业协会尺寸限制内。根据铝业协会限制进行拉伸仍不足以在汽车应用中纠正公差。根据最终产品、特定制造业的毛坯或运输的需求，线性件的长度被截短。
[0004]挤压管的横截面沿着线性件的长度是恒定的。挤压技术的显著优势在于能灵活地将横截面设计定制成包括具有外凸缘的多孔截面、限定了多个腔的内肋以及在整个截面上变化的厚度。这种灵活性支持着具有高截面刚度的轻重量截面的设计。这些管往往用于前后保险杠、碰撞吸能盒、跑车前头部以及A柱。
[0005]这种零件通常沿其长度方向具有大幅的单轴或多轴弯曲，这种弯曲可通过拉弯挤压线性管来实现。拉弯操作可以在压力或液压的专用拉弯机中的拉弯工具中来完成。在拉弯过程中，在管两端将线性挤压管毛坯夹紧。之后，移动该工具，以将管同时拉伸并弯曲至单面、匹配的工具上。这种工艺既有助于将零件沿长度方向塑型(拉伸)，又有助于将部件的公差改善至汽车应用可接受的水平。这种类型的弯曲动作不能用于在汽车应用中被设计为线性的挤压零件。虽然拉伸和弯曲一起可以改善尺寸公差，但单独拉伸不足以将线性管的尺寸公差纠正为满足汽车的公差要求。
[0006]本发明旨在解决上述问题和以下总结的其他问题。
【发明内容】
[0007]根据本发明的一方面公开了一种校直挤压管的方法，包括:打开形成有腔的工具、将挤压管放置在腔内、以及闭合该工具以覆盖该管。管与腔之间形成有小间隙。在管的第一端应用第一夹并在管的第二端应用第二夹。该管被沿纵向方向拉伸以校直该管并将管中的形变降至最小。
[0008]根据本发明的替代实施例公开了一种制作管状坯的方法。该方法包括步骤:通过模具挤压铝合金以形成挤压管。将该管截断为预定长度。将具有打开位置和闭合位置并形成有腔的工具放置在打开位置以便将管装载到该工具中。之后闭合该工具以覆盖该管，其中，管和腔在管与腔之间形成有间隙。在管的第一端应用第一夹并在管的第二端应用第二夹。沿纵向方向拉伸该管以将管中的扭曲降至最小并将管状坯成形为经校准的线性构造。
[0009]根据上述任一方法的实施例的其他方面，挤压管还可以包括在外壁内具有多个内壁的细长挤压管。管和腔之间的间隙可在0.025mm与0.5_之间。管的长度可被拉伸1%至4%，或者在另一实施例中，管的长度可被拉伸3%。该工具在纵向方向上延伸，并沿管的长度包围管(不包括端部)。管可具有从管的外壁向外延伸的至少一个凸缘。
[0010]根据本发明的另一方面提供了一种用于校直线性分流挤压管的校准工具。该校准工具包括:工具的第一部分，形成了腔的第一部分；工具的第二部分，形成了腔的第二部分；夹紧装置，该夹紧装置打开该工具以允许将管放置在腔中，夹紧装置被闭合以将该管夹在工具的第一部分和第二部分之间；以及拉伸装置，该拉伸装置夹紧该管的两端并在夹紧装置闭合时纵向拉伸该管。
[0011]根据涉及该工具的本发明的其他方面，挤压管还可包括在外壁内具有多个内壁的细长挤压管。当夹紧装置闭合时，腔的第一部分和第二部分可在管与腔之间形成0.025mm至0.5mm的间隙。拉伸装置可用以将管的长度拉伸I %至4%。可选地，该工具可用以将管的长度拉伸3%。该工具的第一部分和第二部分可沿纵向方向延伸并沿管的长度包围该管。该管可具有从管的外壁向外延伸的至少一个凸缘。
[0012]本发明的上述方面和其它方面将会在下文参照附图对所示实施例的详细描述中进行更为详细地描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是处于扭曲状态的挤压管的立体图；
[0014]图2是处于夹紧扭曲的挤压管的过程中的工具的示意图；
[0015]图3是处于校准工具中的挤压线性管拉伸前的简图；
[0016]图4是处于校准工具中的挤压线性管拉伸后的简图；
[0017]图5是拉伸校准后的挤压管的剖面图。
【具体实施方式】
[0018]下面对本发明所示的实施例进行详细描述。所公开的实施例是本发明的实例，其可以以多种替代形式实施。附图未必按比例绘制。可放大或缩小一些特征来显示特定部件的细节。本申请中所公开的具体结构和功能性细节不应解释为限定，而是教导本领域的技术人员如何实践所公开概念的代表性基础。
[0019]参照图1，示出了处于本申请中公开的拉伸校准操作之前的挤压管10。管10包括外壁12和多个内壁14。第一凸缘16和第二凸缘18设置在管10的相对两侧。图1中所不的虚线20示出了管10的期望形状。实线示出第一凸缘16和第二凸缘18在纵向方向上扭曲并超出公差。
[0020]参照图2，挤压管10通常由参考标号10表示并安置在可用来校准管10的拉伸校准工具24中。工具24的第一部分26和工具24的第二部分28与挤压管10共同示出。图2中的箭头示出工具24的第一部分26移向第二部分28。应当理解，如图所示，部分26和28都是可移动的，或者可移动第二部分28而非移动第一部分26。第一部分26限定了腔30的第一部分30A，而第二部分28限定了腔30的第二部分30B。挤压管10与腔30之间提供有间隙32。夹具36可作用在拉伸校准工具24的第一部分26与第二部分28中的一个或两个上。夹具36使覆盖管10的工具24闭合，但并未完全夹紧管10。
[0021]提供了一个或多个垫片38来限制管10在拉伸校准工具24中被夹紧的程度。垫片38可为独立零件或整体成形为工具24的一部分。参考字母“t”表示凸缘18的厚度。厚度比t的值大或小0.025mm至0.05mm的垫片38放置于工具24的第一部分26与第二部分28之间。垫片38防止第一部分26和第二部分28使管10紧紧地接合腔30的第一和第二部分。
[0022]参照图3，管10被示出安置在拉伸校准工具24中。如图所示，为了更好的可视性，移除了第一部分26,而管10被不出安置在拉伸校准工具24的第二部分28中。拉伸工具40通过一组端部夹42附接至管10的相反的纵向端部中的每一个。拉伸工具40沿相反的纵向方向拉扯端部夹42。拉伸工具40可为向管10施加反向作用力的机械、液压或气动工具。
[0023]参照图4，管10被示出安置在拉伸校准工具24中，其中，“s”表示图3所示的管10被拉伸工具40拉伸的程度。拉伸的程度可在I %与4%之间，或者在一个实施例中，该管在拉伸工具40的作用下在长度上被拉伸了 3%。当第一部分26和第二部分28被夹紧，并在管10与腔30的第一部分30A和第二部分30B之间提供有约0.1mm的间隙时，拉伸工具40作用在管10上。
[0024]参照图5，拉伸校准工具24操作的结果是使得线性挤压管48变直。挤压管48是校准的，并且减少或消除了任何扭曲或其他形变以满足零件规格。
[0025]在一个实施例中，管10与腔30的第一部分30A和第二部分30B之间的间隙32被限制成约为0.1mm。可选地，腔30的第一部分30A和第二部分30B可涂覆润滑剂。虽然管10被夹具36夹在校准工具24的第一部分26与第二部分28之间，但管10并未被夹紧。提供间隙32(有无润滑剂均可)是为了允许拉伸工具40拉伸挤压管10的长度，而同时仍将挤压管10夹紧在拉伸校准工具24中。
[0026]尽管上文描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能形式。相反，本说明书里的词语仅仅是描述性词语而非限制性词语，并且应当理解，可进行多种变化而不背离本发明的精神和范围。此外，可将不同可执行实施例的特征组合在一起来形成所公开概念的其他实施例。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 打开形成有腔的工具； 将挤压管放置在所述腔内； 闭合所述工具以覆盖所述管，其中，所述管和所述腔在所述管与所述腔之间形成有间隙； 在所述管的第一端应用第一夹并在所述管的第二端应用第二夹；以及 沿纵向方向拉伸所述管以将所述管中的形变降至最小。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述挤压管还包括在外壁内具有多个内壁的细长挤压管O
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述管与所述腔之间的间隙在0.025mm与0.5mm之间。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述管的长度被拉伸1%至4%。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述管的长度被拉伸3%。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工具在所述纵向方向上延伸，并且所述工具沿所述管的长度包围所述管的除所述第一夹和所述第二夹应用于所述管的位置外的部分。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述管具有从所述管的外壁向外延伸的至少一个凸缘。
8.一种用于校直线性挤压管的校准工具，包括: 所述工具的第一部分，形成了腔的第一部分； 所述工具的第二部分，形成了所述腔的第二部分； 夹紧装置，所述夹紧装置打开所述工具以允许将所述管放置在所述腔中并闭合所述工具以将所述管夹在所述工具的第一部分和第二部分之间；以及 拉伸装置，所述拉伸装置夹紧所述管的两端并在所述夹紧装置闭合时纵向拉伸所述管。
9.根据权利要求8所述的校准工具，其中，所述挤压管还包括在外壁内具有多个内壁的细长挤压管。
10.根据权利要求8所述的校准工具，其中，在所述夹紧装置闭合时，所述腔的第一部分和第二部分在所述管与所述腔之间形成0.025mm至0.5mm的间隙。
11.根据权利要求8所述的校准工具，其中，所述拉伸装置将所述管的长度拉伸1%至4%。
12.根据权利要求8所述的校准工具，其中，所述拉伸装置将所述管的长度拉伸3%。
13.根据权利要求8所述的校准工具，其中，所述工具的第一部分和第二部分沿纵向方向延伸，并沿所述管的长度在第一夹和第二夹之间包围所述管。
14.根据权利要求8所述的校准工具，其中，所述管具有从所述管的外壁向外延伸的至少一个凸缘。
15.一种制作用于生产操作的管状坯的方法，包括: 通过模具挤压铝合金以形成挤压管； 将所述管截断至一长度； 打开形成有腔的工具，其中，所述工具具有打开位置和闭合位置； 将所述管装载到处于所述打开位置的所述工具中； 闭合所述工具以覆盖所述管，其中，所述管和所述腔在所述管与所述腔之间形成有间隙； 在所述管的第一端应用第一夹并在所述管的第二端应用第二夹；以及沿纵向方向拉伸所述管以将所述管中的扭曲降至最小并将所述管状坯成形为经校准的线性形状。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述管还包括在外壁内具有多个内壁的细长管。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述管与所述腔之间的间隙在0.025mm与0.5mm之间ο
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述管的长度被拉伸1%至4%。
【文档编号】B21C19/00GK104162554SQ201410174628
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2013年5月15日
【发明者】S.·乔治·小洛奇, 安德烈·M.·伊利尼奇, 约翰·乔伊斯 申请人:福特环球技术公司