專利名稱：鋼管的擴(kuò)管成型方法以及鋼管的擴(kuò)管成型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如用于在異型鋼管等的端部形成擴(kuò)管部的鋼管的擴(kuò) 管成型方法以及擴(kuò)管成型裝置。
背景技術(shù)：
從鋼管的一個(gè)開(kāi);^文端壓入沖頭、以形成擴(kuò)管部分的方法由來(lái)已久。 例如在專利文獻(xiàn)l中，公開(kāi)了一種金屬管管端的擴(kuò)管方法，使用
錐形角度設(shè)定在15 30度范圍內(nèi)的沖頭，以及金屬管夾持模，從金
屬管的端部壓入沖頭進(jìn)行擴(kuò)管。該金屬管夾持模具有錐形角度與沖頭
的錐形角度大小相同的錐形部。
根據(jù)該擴(kuò)管方法，不會(huì)使由屈服強(qiáng)度高、加工硬化系數(shù)大的不銹
鋼或高強(qiáng)度鋼構(gòu)成的金屬管的管端發(fā)生壓曲或扁平等變形，能夠高效
地進(jìn)行擴(kuò)管。
專利文獻(xiàn)1:(日本)特開(kāi)2002-346664號(hào)公報(bào)(平成14年12月
3日公開(kāi))
但是，在上述現(xiàn)有的鋼管的擴(kuò)管成型方法中，存在如下所示的問(wèn)題。
即在圓鋼管的擴(kuò)管成型中，由于在管厚度均勻地變薄的同時(shí)進(jìn)行 擴(kuò)管，因此成型范圍大，成型難度不高，所以，即使使用上述公報(bào)公 開(kāi)的成型方法也不會(huì)發(fā)生問(wèn)題。但是，在截面為近似四邊形的具有互 相平行的面的異型鋼管的擴(kuò)管成型中，管厚度難以均勻地變薄，成型 范圍小，成型難度高，因此，使用上述公報(bào)公開(kāi)的成型方法恐怕不能 應(yīng)對(duì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是提供一種鋼管的擴(kuò)管成型方法以及鋼管的擴(kuò)管 成型裝置，即使是異型鋼管的擴(kuò)管成型也能使成型難度降低。
5第 一發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型方法包括從鋼管的開(kāi)口端部插入擴(kuò)管 成型用沖頭的第一步驟，以及從所述鋼管的開(kāi)口端部插入所述沖頭時(shí)，向 所述沖頭的插入方向按壓所述開(kāi)口端部的第二步驟。
這里，在對(duì)鋼管進(jìn)行擴(kuò)管成型的情況下，在將擴(kuò)管成型用的沖頭插入 鋼管內(nèi)側(cè)、擴(kuò)張鋼管內(nèi)徑時(shí)，向沖頭的插入方向才齊壓插入有所述沖頭的鋼 管的開(kāi)口端部。
由此，隨著擴(kuò)管成型的進(jìn)行而鋼管逐漸薄壁化時(shí)，通過(guò)向沖頭的 插入方向擠壓插入有沖頭的開(kāi)口端部，可以抑制擴(kuò)管后的鋼管發(fā)生局部簿 壁化而出現(xiàn)成型不良。其結(jié)果是，擴(kuò)大了鋼管的擴(kuò)管成型的成型范圍，可 以提供一種成型方法，其對(duì)于例如截面是近似四方形、具有互相平行的面 的異型鋼管的擴(kuò)管成型也能夠適用。
第二發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型方法為第一發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型 方法，其中，在所述第二步驟中，在保持鋼管的平行面不變的狀態(tài)下，進(jìn) 行一側(cè)的擴(kuò)管成型。
這里，對(duì)例如截面是近似四邊形等、具有互相平行的面的異型鋼管進(jìn) 行擴(kuò)管成型。
型的情況下，與進(jìn)行圓鋼管的擴(kuò)管成型的情況相比，存在易產(chǎn)生局部簿壁 化、易產(chǎn)生斷裂等成型不良的問(wèn)題。
在本發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型中，如上所述，因?yàn)樵谂c沖頭的插入方向 相同的方向上、邊纟妄壓進(jìn)行擴(kuò)管成型的鋼管的開(kāi)口端部邊成型，所以，即 使是通常被認(rèn)為擴(kuò)管成型困難的異型鋼管，也不會(huì)發(fā)生斷裂等，能夠進(jìn)行 擴(kuò)管成型。
第三發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型方法為第 一 或第二發(fā)明的鋼管的擴(kuò) 管成型方法，其中，在所述第二步驟中，對(duì)所述鋼管開(kāi)口端部的進(jìn)行所述 擴(kuò)管成型的 一側(cè)的部分進(jìn)行按壓。
這里，將擴(kuò)管成型用的沖頭插入鋼管內(nèi)側(cè)的同時(shí)被按壓的開(kāi)口端 部中，對(duì)進(jìn)行擴(kuò)管成型一側(cè)的部分進(jìn)行按壓。
由此，通過(guò)向與沖頭的插入方向相同的方向?qū)σ驍U(kuò)管成型而厚度 變薄 一側(cè)的開(kāi)口端部的部分進(jìn)行按壓，可以更有效地抑制簿壁化隨著 擴(kuò)管成型而發(fā)展、造成鋼管的成型不良。
6第四發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型方法為第三發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型 方法，其中，在所述第二步驟中，采用近似3字形的金屬模對(duì)所述鋼管 開(kāi)口端部的進(jìn)行所述擴(kuò)管成型的一側(cè)的部分進(jìn)行按壓。
這里，將擴(kuò)管成型用的沖頭插入鋼管內(nèi)側(cè)的同時(shí)被按壓的開(kāi)口端 部中，對(duì)被擴(kuò)管成型一側(cè)的部分進(jìn)行按壓時(shí)，采用近似-字形的金屬 模進(jìn)行按壓。
由此，可以有效地抑制因擴(kuò)管成型而逐漸簿壁化的部分由于簿壁 化的發(fā)展而產(chǎn)生斷裂等成型不良。
第五發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型方法為第 一 至第四發(fā)明中任 一 項(xiàng)的 鋼管的擴(kuò)管成型方法，其中，在所述第二步驟中，當(dāng)所述鋼管厚度開(kāi)始 減少時(shí)，使按壓所述鋼管的開(kāi)口端部的按壓力上升。
這里，進(jìn)行控制，以根據(jù)鋼管厚度開(kāi)始減少的時(shí)機(jī)、使沖頭插入鋼管 內(nèi)部時(shí)4姿壓鋼管開(kāi)口端部的4姿壓力上升。
這里，基于插入沖頭的沖程管理，沖頭的插入壓力管理，插入沖頭的 時(shí)間或速度管理等設(shè)定鋼管厚度開(kāi)始減少的時(shí)機(jī)。
由此，因?yàn)樵阡摴芎穸乳_(kāi)始減少的同時(shí)，用更大的壓力按壓鋼管的開(kāi) 口端部，所以，既可抑制鋼管簿壁化的局部發(fā)展而出現(xiàn)成型不良，又能高 效地進(jìn)行所期望的擴(kuò)管成型。
第六發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型方法為第五發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型 方法，其中，在所述第二步驟中，使按壓所述開(kāi)口端部的按壓力上升至規(guī) 定的第一壓力，并等待，直到所述鋼管厚度開(kāi)始減少，當(dāng)所述厚度開(kāi)始減 少時(shí)，使按壓所述開(kāi)口端部的按壓力向規(guī)定的第二壓力上升。
這里，設(shè)定第一壓力和第二壓力，階段性地按壓鋼管的開(kāi)口端部。具 體來(lái)說(shuō)，將沖模插入鋼管內(nèi)，在規(guī)定的第一壓力的狀態(tài)下保持按壓力為一 定，直到鋼管厚度開(kāi)始減少為止。而且，當(dāng)鋼管厚度開(kāi)始減少時(shí)，進(jìn)行控 制以使對(duì)開(kāi)口端部的按壓力上升至第二壓力。
由此，在厚度開(kāi)始減少之前的期間，能夠避免過(guò)多壓力施加于開(kāi)口端 部。其結(jié)果，既可防止開(kāi)口端部的變形，又能高精度地實(shí)施擴(kuò)管成型。
第七發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型方法為第 一 至第六發(fā)明中任 一 項(xiàng)的 鋼管的擴(kuò)管成型方法，其中，鋼管具有異型截面。
這里，進(jìn)行例如具有截面為近似四方形、有互相平4亍的面的異型截面的鋼管的擴(kuò)管成型。所謂上述異型截面是指截面形狀為圓形以外的截面。 這是表示本發(fā)明在擴(kuò)管成型時(shí)，不僅對(duì)厚度均勻地減少、容易確保成型性 的圓形截面的管有效，而且，對(duì)異型截面的擴(kuò)管成型也特別有效。
由此，通過(guò)利用上述擴(kuò)管成型方法進(jìn)行成型，即使通常被認(rèn)為擴(kuò)管成 型困難的異型鋼管，也可以既抑制成型不良的發(fā)生，又能進(jìn)行所期望的擴(kuò) 管成型。
第八發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型裝置，包括擴(kuò)管成型用沖頭，插入機(jī)構(gòu) 和才安壓部。插入^/L構(gòu)用于A/v鋼管的開(kāi)口端部插入沖頭。在/人所述鋼管的開(kāi) 口端部插入沖頭時(shí)，按壓部向所述沖頭的插入方向按壓開(kāi)口端部。
這里，在擴(kuò)管成型鋼管的情況下，在將擴(kuò)管成型用的沖頭插入鋼管內(nèi) 側(cè)擴(kuò)張鋼管內(nèi)徑時(shí)，向沖頭的插入方向按壓插入有所述沖頭的鋼管的開(kāi)口 端部。
由此，在隨著擴(kuò)管成型的進(jìn)展而鋼管逐漸簿壁化時(shí)，通過(guò)向沖頭的插 入方向按壓插入有沖頭的開(kāi)口端部，可以抑制擴(kuò)管后的鋼管的局部簿壁化 而造成的成型不良。其結(jié)果，擴(kuò)大了鋼管擴(kuò)管成型的成型范圍，可以提供 也能適用于例如異型鋼管的擴(kuò)管成型的擴(kuò)管成型裝置。
第九發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型裝置為第八發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型 裝置，其中，還包括控制插入機(jī)構(gòu)的控制部，當(dāng)沖頭插入鋼管的開(kāi)口 端部，鋼管厚度開(kāi)始減少時(shí)，控制部控制按壓部使施加于開(kāi)口端部的 按壓力上升。
這里，根據(jù)鋼管厚度開(kāi)始減少的時(shí)機(jī)來(lái)進(jìn)行控制以使在將沖頭插入鋼 管內(nèi)部時(shí)的按壓部的按壓力上升。
這里，基于插入沖頭的沖程管理，沖頭的插入壓力管理，或者插入沖 頭的時(shí)間和速度管理等，設(shè)定鋼管厚度開(kāi)始減少的時(shí)機(jī)。
由此，因?yàn)樵诤穸乳_(kāi)始減少的同時(shí)，用更大的壓力按壓鋼管的開(kāi)口端 部，所以，既可抑制鋼管簿壁化的局部發(fā)展而發(fā)生成型不良，又能高效地 進(jìn)行所期望的擴(kuò)管成型。
第十發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型裝置為第八或第九發(fā)明的鋼管的擴(kuò) 管成型裝置，其中，按壓部為近似3字形的金屬模。
這里，將擴(kuò)管成型用的沖頭插入鋼管內(nèi)側(cè)的同時(shí)被按壓的開(kāi)口端 部中，在按壓被擴(kuò)管成型一側(cè)的部分時(shí)，采用近似-字形的金屬模。由此，可以抑制由于擴(kuò)管成型而逐漸簿壁化的部分由于簿壁化的 發(fā)展而出現(xiàn)的斷裂等成型不良。
第十 一發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型裝置為第八至第十發(fā)明中任一項(xiàng) 的鋼管的擴(kuò)管成型裝置，其中，所述沖頭具有第一部和第二部，該第一 部包含與沖頭從所述鋼管的開(kāi)口端部插入的插入方向平行的面，該第二部 包含與所述第一部平行的面。在第二部中，包含有與第一部所包含的面平 行且與第 一部所包含的面之間的距離不同的多個(gè)面，該多個(gè)面通過(guò)錐形部 相連4妻。
這里，采用具有包含互相平行的面的第 一部和第二部的沖頭進(jìn)行異型
鋼管的擴(kuò)管成型。在第二部中包含與第一部所包含的的面互相平行且通過(guò) 錐形部相連接的多個(gè)面。
異型鋼管的擴(kuò)管成型時(shí)，與進(jìn)行圓鋼管的擴(kuò)管成型相比較，存在易產(chǎn)生局 部的簿壁化，易產(chǎn)生斷裂等成型不良的問(wèn)題。
在本發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型裝置中，如上所述，因?yàn)樵谂c沖頭的插入 方向相同的方向、邊按壓利用按壓部而擴(kuò)管成型的鋼管的開(kāi)口端部邊進(jìn)行 成型，即使是一般來(lái)說(shuō)被認(rèn)為成型困難的異型鋼管，也不會(huì)發(fā)生斷裂等， 能夠進(jìn)行擴(kuò)管成型。


圖1為表示實(shí)施本發(fā)明一實(shí)施例的鋼管擴(kuò)管成型方法的擴(kuò)管成型裝置 的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
圖2 (a), (b)為表示將沖頭插入異型鋼管內(nèi)時(shí)的過(guò)程的側(cè)面圖。
圖3 U)為表示將沖頭插入異型鋼管內(nèi)時(shí)的側(cè)模，沖頭，異型鋼管以
及沖模的位置關(guān)系的正視圖。(b)為從側(cè)面觀察(a)的剖面圖。
圖4為表示利用圖1的擴(kuò)管成型裝置的擴(kuò)管成型法流程的流程圖。 圖5(a), (b)為表示沖頭插入后的結(jié)果，擴(kuò)管成型后的異型鋼管的正
視圖及剖面圖。
圖6為表示在利用圖1的擴(kuò)管成型裝置擴(kuò)管成型時(shí)的沖頭的插入沖程 和側(cè)模的按壓力之間的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
圖7 (a)， (b)為表示使利用現(xiàn)有的擴(kuò)管成型法和本發(fā)明的擴(kuò)管成型法的擴(kuò)管率和錐形角度變化時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果的表。
圖8表示為在拉伸彎曲工程中，利用圖1的擴(kuò)管成型裝置擴(kuò)管成型的 異型鋼管的折彎狀態(tài)的圖。
圖9 (a) ~ (e)為表示對(duì)利用圖1的擴(kuò)管成型裝置的異型鋼管的從擴(kuò) 管成型到拉伸彎曲工程為止的形狀變化的圖。
圖10 (a) ~ (c)為表示利用涉及本發(fā)明的其他實(shí)施例的擴(kuò)管成型方 法擴(kuò)管成型后的異型鋼管的截面形狀的剖面圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明10擴(kuò)管成型裝置
11主液壓釭(插入才幾構(gòu))
lla液壓釭主體
lib活塞桿
lie液壓發(fā)生器
12沖頭
12a第一面(第一部)
12b第二面(第二部)
12c第三面
12d錐形部
13沖模
15側(cè)向加壓裝置(按壓部)
20控制部
21側(cè)模(近似-字形的金屬模)
22金屬模保持部
23傳動(dòng)軸
31內(nèi)模
32a,32b 保持部件
33a，33b 輥模
M
P異型鋼管
具體實(shí)施例方式
10使用圖1 ~圖9對(duì)本發(fā)明一實(shí)施例的鋼管擴(kuò)管成型方法以及擴(kuò)管成型裝 置進(jìn)行說(shuō)明。
〔鋼管的擴(kuò)管成型裝置IO的結(jié)構(gòu)〕
本實(shí)施例的鋼管擴(kuò)管成型裝置IO為將具有規(guī)定形狀的擴(kuò)管成型用沖頭 12插入異型鋼管P內(nèi)部而進(jìn)行擴(kuò)管成型的裝置，如圖l所示，該擴(kuò)管成型 裝置10包括主液壓缸(插入機(jī)構(gòu))11，擴(kuò)管成型用沖頭12,沖模13,包 括側(cè)模21的側(cè)向加壓裝置(按壓部)15以及控制部20。
異型鋼管P是用于形成框架支柱的部件，該框架支柱構(gòu)成液壓伊車等 建筑機(jī)械上搭載的駕駛室，通過(guò)軋制成型將圓形截面的圓鋼管成型為異型 截面(參見(jiàn)圖9)。
主液壓釭11設(shè)有液壓缸主體lla,活塞桿llb，液壓發(fā)生器llc,對(duì)于 固定配置的異型鋼管P,將從液壓發(fā)生裝置llc施加的按壓力通過(guò)活塞桿llb 施加于沖頭12。
如圖2 (a)以及圖2 (b)所示，沖頭12為用于插入異型鋼管P內(nèi)部、 在異型鋼管P上形成擴(kuò)管部Pl的部件，具有第一面(第一部)12a，與第 一面12a平行的第二面(第二部)12b以及第三面12c以及錐形部12d。第 二面12b距第一面12a的距離表示為11，第三面12c距第一面12a的距離 表示為12， 11與12配置為不同(11^12)，第二面12b和第三面12c通過(guò)錐 形部12d相連接。通過(guò)使用該沖頭12進(jìn)行擴(kuò)管成型，可以在保持第一面12a 和第二面12b的平行部的情況下，對(duì)一個(gè)面的一部分進(jìn)行擴(kuò)管成型。還有， 在后端部形成的凸纟彖部，該沖頭12與在活塞桿lib的前端部形成的凸纟彖部 接合。
如圖3(a),圖3(b)所示，沖模13配置為與下述的側(cè)模21 —同覆蓋 作為擴(kuò)管成型對(duì)象的異型鋼管P的外周。通過(guò)沿插入有沖頭12的異型鋼管 P設(shè)置沖模13,可以提高擴(kuò)管成型的成型性。
側(cè)向加壓裝置15為對(duì)于作為擴(kuò)管成型對(duì)象的異型鋼管P的一個(gè)開(kāi)口端 部、向與沖頭12的4悉入方向相同的方向施加4要壓力的才幾構(gòu)，如圖l所示， 設(shè)有側(cè)模21,金屬模保持部22，傳動(dòng)軸23以及電動(dòng)機(jī)M。在裝在傳動(dòng)軸 23前端部分的金屬模保持部22上安裝側(cè)模21 ，通過(guò)從發(fā)動(dòng)機(jī)M傳遞的旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，金屬模保持部22連同傳動(dòng)軸23向F方向前進(jìn)，由此來(lái)對(duì)異型 鋼管P的開(kāi)口端部施加按壓力。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)M為AC伺服電動(dòng)機(jī)，根據(jù)主液壓缸11上的沖頭12前進(jìn)時(shí)的沖程以及速度，通過(guò)控制部20前饋控制， 以向異型鋼管P的開(kāi)口端部施加適當(dāng)?shù)?要壓力。
如上所述，控制部20接收主液壓缸11中沖頭12前進(jìn)的沖程或速度的 信號(hào)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)M的旋轉(zhuǎn)控制，以通過(guò)最適當(dāng)?shù)陌磯毫κ雇ㄟ^(guò)側(cè)向加壓 裝置15動(dòng)作的側(cè)模21前進(jìn)。另外，如圖l所示，控制部20與主液壓缸11 連接，從主液壓缸ll中內(nèi)藏的未圖示的負(fù)載傳感器接收按壓力大小的信號(hào)， 來(lái)決定下述的側(cè)模21的按壓力的上升時(shí)機(jī)。
〔利用本擴(kuò)管成型裝置IO的擴(kuò)管成型的流程〕
在本實(shí)施例中，在具有上述構(gòu)造的擴(kuò)管成型裝置10中，按照?qǐng)D4所示 的流程圖，以如下所示的順序進(jìn)行異型鋼管P的擴(kuò)管成型。
即在本實(shí)施例的擴(kuò)管成型裝置10中，如圖3(a)所示，在步驟S1中， 進(jìn)行主液壓缸ll (參見(jiàn)圖1)的伸展，以向在沖模13上調(diào)裝好的異型鋼管 P插入沖頭12。
其次，在步驟S2中，基于向異型鋼管P內(nèi)的沖頭12的插入時(shí)機(jī)，沖 頭12的插入沖程，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)M將側(cè)模21按壓在異型鋼管P的插入有沖 頭12 —側(cè)的開(kāi)口端部，同時(shí)使側(cè)模21前進(jìn)并進(jìn)行按壓。
此時(shí)，如圖3 (b)所示，沖頭12插入異型鋼管P內(nèi)部。另外，側(cè)模 21按壓異型鋼管P截面上的擴(kuò)管成型一側(cè)的部分。
接著，在步驟S3中，在沖頭12插入異型鋼管P內(nèi)的過(guò)程中，連續(xù)進(jìn) 行沖頭12的插入以及側(cè)模21的按壓，直到異型鋼管P被擴(kuò)管從而開(kāi)始簿 壁化。此時(shí)，如圖5 (a)以及圖5 (b)所示，通過(guò)插入具有高度為h，寬 度為bl的截面以及錐形角度為e的錐形部分的沖頭12，進(jìn)行成型以擴(kuò)管成 寬度為(bl+b2)。另外，側(cè)模21對(duì)該被擴(kuò)管的部分集中施加按壓力。
根據(jù)下面的關(guān)系式(1)計(jì)算出該異型鋼管P的擴(kuò)管率。
擴(kuò)管率二b2/bl ( 1 )
另外，當(dāng)異型鋼管P開(kāi)始簿壁化時(shí)，進(jìn)入步驟S4，如圖6所示，控制 部20進(jìn)行控制以使暫且用規(guī)定值施加一定按壓力的側(cè)模21的按壓力進(jìn)一 步上升。
這里，通過(guò)檢測(cè)插入到異型鋼管P內(nèi)部的沖頭12的按壓力停止上升的 時(shí)機(jī)A,來(lái)判斷異型鋼管P開(kāi)始簿壁化的情況。即，在將沖頭12插入異型 鋼管P內(nèi)的過(guò)程中，為了在保持規(guī)定的插入速度不變的情況下插入外徑比異型鋼管P的內(nèi)徑大的沖頭12，必須邊使沖頭12的按壓力上升邊插入。之 后，當(dāng)異型鋼管P開(kāi)始簿壁化時(shí)，沖頭12的按壓力停止上升且停滯在規(guī)定 值附近。因此，通過(guò)檢測(cè)插入異型鋼管P內(nèi)的沖頭12的按壓力停止上升的 時(shí)機(jī)A，可以設(shè)定使按壓側(cè)模21的按壓力上升的時(shí)機(jī)C。由此，在開(kāi)始簿 壁化的幾乎同時(shí)，通過(guò)增大用于擠壓異型鋼管P的開(kāi)口端部的按壓力，可 以防止簿壁化的局部發(fā)展而出現(xiàn)成型不良。
如圖6所示，對(duì)側(cè)模21進(jìn)行控制，以使上述按壓力上升而到達(dá)規(guī)定的 最大值D時(shí)保持為一定。
其次，在步驟S5中，繼續(xù)沖頭12的按壓和側(cè)模21的按壓，當(dāng)主液壓 缸ll使沖頭12進(jìn)入到規(guī)定位置時(shí)，判定為成型完成，從而進(jìn)入步驟S6。
其次，在步驟S6中，隨著取出插入到異型鋼管P內(nèi)部的沖頭12，在步 驟S7中也解除側(cè)模21的按壓，使其從異型鋼管P的側(cè)面退下。
在本實(shí)施例的異型鋼管P的擴(kuò)管成型裝置10中，如上所述，在將擴(kuò)管 成型用的沖頭12插入異型鋼管P內(nèi)的同時(shí)，采用側(cè)模21按壓異型鋼管P 的開(kāi)口端部的一部分。
由此，通過(guò)利用擴(kuò)管成型用的沖頭12的插入而進(jìn)行簿壁化、從而進(jìn)行 擴(kuò)管成型的異型鋼管P，避免了局部簿壁化而出現(xiàn)成型不良的情況，可以提 高擴(kuò)管成型的成型性。
這里，將利用本實(shí)施例的擴(kuò)管成型方法成型的結(jié)果(參見(jiàn)圖7 (b))和 利用現(xiàn)有的擴(kuò)管成型方法成型的結(jié)果(參見(jiàn)圖7 (a))進(jìn)行比較，并以圖7 (a)以及圖7(b)表示。
圖7(a)所示可知，在現(xiàn)有的擴(kuò)管成型方法中，只能適當(dāng)?shù)爻尚湾F形 角度e為15度，擴(kuò)管率為10%的試樣，在成型錐形角度e為30度或成型 錐形角度e為15度，擴(kuò)管率為20%的試樣中，會(huì)發(fā)生成型不良。另一方面，
在利用本實(shí)施例的擴(kuò)管成型方法成型的試樣中，錐形角度e為3o度，擴(kuò)管
率為20%的試樣發(fā)生成型不良，但錐形角度e為15度，擴(kuò)管率為20%的試
樣和錐形角度e為30度，擴(kuò)管率為10%的試樣沒(méi)有發(fā)生成型不良，可以進(jìn)
行擴(kuò)管成型。
這樣，在本實(shí)施例中，通過(guò)既將擴(kuò)管成型用的沖頭12插入異型鋼管P 內(nèi)，又利用側(cè)模21按壓異型鋼管P的開(kāi)口端部，可以擴(kuò)大擴(kuò)管成型中的成
型范圍，抑制成型不良的發(fā)生?！怖鞆澢こ痰牧鞒獭?在本實(shí)施例中，對(duì)異型鋼管P的兩端部分別進(jìn)行所述擴(kuò)管成型之后， 移至拉伸彎曲工程，該工程是夾持異型鋼管中的擴(kuò)管成型部分，并進(jìn)行彎 曲，直到形成規(guī)定的形狀。
具體來(lái)說(shuō)，如圖8所示，利用保持部件32a， 32b把持住擴(kuò)管成型后的 異型鋼管P的兩端部，使異型鋼管P沿內(nèi)模31成彎曲狀態(tài)(拉延彎曲)，采 用輥模33a, 33b成型成曲率半徑R大的形狀。
從以上可見(jiàn)，如圖9(a) 圖9(b)所示，采用軋制成型將截面為近似圓 形的圓鋼管(參見(jiàn)圖9(a))成型為異型鋼管之后(參見(jiàn)圖9 (b))，將上述異 型截面的兩端部分進(jìn)行擴(kuò)管成型(參見(jiàn)圖(c))。然后，在把持住該擴(kuò)管部 分并彎曲該異型鋼管P之后(參見(jiàn)圖9 (d))，在上述拉伸彎曲工程中，成 型成曲率半徑R大的形狀(參見(jiàn)圖9 (e))。
由此，與現(xiàn)有的駕駛室的框架支柱的成型工序相比較，可以成型高精 度的支柱部件。另外，就擴(kuò)管成型后的部件來(lái)說(shuō)，在拉伸彎曲成型后，因 為只要將擴(kuò)管成型部分的端部少許切割即可使用，所以，與使兩端部變形 而把持的現(xiàn)有方法相比較，可以減少成型后的切割部分的量，提高框架支 柱的制造成品率。
〔本擴(kuò)管成型裝置IO的特點(diǎn)〕
在本實(shí)施例的鋼管的擴(kuò)管成型裝置10中，如圖3 (a)及圖3 (b)所 示，向異型鋼管P的一個(gè)開(kāi)口端部的內(nèi)部插入擴(kuò)管成型用的沖頭12，同時(shí)， 利用側(cè)模21向與沖頭12的按壓方向相同的方向按壓異型鋼管P的所述一 個(gè)開(kāi)口端部。
由此，在擴(kuò)管成型中異型鋼管P的簿壁化發(fā)展時(shí)，通過(guò)按壓開(kāi)口端部 可以抑制局部簿壁化的發(fā)展。其結(jié)果，擴(kuò)大了異型鋼管P的擴(kuò)管成型的成 型范圍，可以提供對(duì)具有復(fù)雜異型截面的鋼管的擴(kuò)管成型也能應(yīng)對(duì)的擴(kuò)管 成型方法
(2)
在本實(shí)施例的鋼管的擴(kuò)管成型裝置10中，如圖2(a)等所示，采用包 括互相平行的第一面12a和第二，第三面12b，12c的沖頭12進(jìn)行擴(kuò)管成型。 由此，通過(guò)采用上述側(cè)模21按壓異型鋼管P的開(kāi)口端部，在通常被認(rèn)
14為容易產(chǎn)生局部簿壁化，容易發(fā)生成型不良的異型鋼管P上，在保持平行
部不變的情況下，可以只進(jìn)行一側(cè)(第二，第三面12b, 12c)的擴(kuò)管成型。
在本實(shí)施例的鋼管的擴(kuò)管成型裝置10中，通過(guò)側(cè)模21局部按壓異型 鋼管P的進(jìn)行擴(kuò)管成型一側(cè)的部分。
由此，在抑制由于在擴(kuò)管成型時(shí)的局部簿壁化而產(chǎn)生的成型不良的同 時(shí)，對(duì)于進(jìn)行擴(kuò)管成型一側(cè)以外的部分，可以使其不產(chǎn)生多余的應(yīng)力，提 高擴(kuò)管成型時(shí)的成型性。
(4)
在本實(shí)施例的鋼管的擴(kuò)管成型裝置10中，如圖3(b)所示，作為按壓 異型鋼管P的開(kāi)口端部的部件，采用近似-字形的側(cè)模21。
由此，可以有效地按壓異型鋼管P的開(kāi)口端部的擴(kuò)管成型一側(cè)的部分。 所以，可以防止按壓異型鋼管P的開(kāi)口端部的多余部分，防止在異型鋼管P 內(nèi)產(chǎn)生不必要的應(yīng)力。
(5)
在本實(shí)施例的鋼管的擴(kuò)管成型裝置10中，如圖6所示，在將沖頭12 插入異型鋼管P內(nèi)時(shí)，控制部20進(jìn)行控制，以在異型鋼管P開(kāi)始簿壁化的 同時(shí)，使側(cè)模21的按壓力上升。
由此，在開(kāi)始簿壁化的幾乎同時(shí)，因?yàn)槭褂糜谝种凭植坎颈诨l(fā)展的 側(cè)模21對(duì)開(kāi)口端部的按壓力上升，可以更有效地防止局部簿壁化的發(fā)展。
(6)
在本實(shí)施例的鋼管擴(kuò)管成型裝置10中，如圖5 (a)及圖5 (b)所示， 作為進(jìn)行擴(kuò)管成型的材料，采用異型鋼管P。
這樣，即使在由于難以均勻地進(jìn)行簿壁化而通常被認(rèn)為擴(kuò)管成型難的、 具有異型截面的鋼管擴(kuò)管成型時(shí)，如上所述，通過(guò)采用側(cè)模21按壓于開(kāi)口 端部，可以擴(kuò)大成型范圍，進(jìn)行良好的擴(kuò)管成型。 〔其他實(shí)施例〕
以上，就本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不限于上 述實(shí)施例，只要在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種變更。 (A)
在上述實(shí)施例中，舉例說(shuō)明了根據(jù)將沖頭12插入異型鋼管P內(nèi)時(shí)的按壓力的變化，來(lái)設(shè)定用于使側(cè)模21的按壓力上升的、異型鋼管P的厚度減 少的時(shí)機(jī)。但是，本發(fā)明并非限定于此。
例如，也可以根據(jù)沖頭插入沖程或插入速度的管理，沖頭的插入速度 和從開(kāi)始插入所經(jīng)過(guò)的時(shí)間的管理，或者鋼管厚度的直接管理，設(shè)定厚度 減少的時(shí)才/L。
(B)
在上述實(shí)施例中，如圖3(b)所示，舉例說(shuō)明了進(jìn)行截面形狀為近似 四邊形的異型鋼管P的擴(kuò)管成型。但是，本發(fā)明并非限定于此。
例如，即使在對(duì)截面為圓形的圓鋼管的一部分進(jìn)行擴(kuò)管的情況下，或 者對(duì)同樣的圓鋼管以同心以外的位置為中心進(jìn)行整體擴(kuò)管的情況下，通過(guò) 利用本發(fā)明的成型方法，可以得到同樣的效果。
具體來(lái)說(shuō)，也可以對(duì)如圖10 (a)所示的具有近似梯形截面的管Pa， 如圖10 (b)所示的具有圓形缺一部分的異型截面的管Pb,或如圖10 (c )所示的具有兩個(gè)橢圓組合成的異型截面的管Pc等具有各種截面的管Pa 至Pc進(jìn)行擴(kuò)管成型。
(C)
在上述實(shí)施例中，如圖6所示，舉例說(shuō)明了控制部20進(jìn)行控制，以使 側(cè)模21的按壓力按一定的比例上升直到中途為止，之后，在規(guī)定時(shí)間保持 一定的值，根據(jù)鋼管厚度減少的時(shí)機(jī)，再使施加的壓力上升。但是，本發(fā) 明并非限定于此。
例如，就側(cè)才莫施加的壓力來(lái)說(shuō)，也可以不是"t安一定比例上升，而是階 梯狀地上升。
在該情況下，可以得到與上述同樣的效果，即擴(kuò)大異型鋼管等在擴(kuò)管 成型時(shí)的成型范圍。
(D)
在上述實(shí)施例中，如圖3(a)所示，舉例說(shuō)明了在異型鋼管P擴(kuò)管成 型中采用沖模13。但是，本發(fā)明并非限定于此。 例如，可以不采用沖模進(jìn)行擴(kuò)管成型。
但是，從進(jìn)行高精度的成型的觀點(diǎn)來(lái)看，如上述實(shí)施例所示，最優(yōu)選 采用沖模進(jìn)行鋼管的擴(kuò)管成型。
(E)在上述實(shí)施例中，舉例說(shuō)明了在拉伸彎曲工程中對(duì)擴(kuò)管成型之后的異 型鋼管P進(jìn)行彎曲加工，作為液壓伊車等所搭載的構(gòu)成駕駛室的框架支柱 而使用。但是，本發(fā)明并非限定于此。
例如，并不限于駕駛室的框架支柱，在其他用途使用的鋼管的擴(kuò)管成 型中，當(dāng)然可以適用于本發(fā)明。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明的鋼管的擴(kuò)管成型方法擴(kuò)大了鋼管擴(kuò)管成型的成型范圍，從實(shí) 現(xiàn)了可以提供能應(yīng)對(duì)例如異型鋼管的擴(kuò)管成型的成型方法的效果來(lái)看，能 夠廣泛適用各種材料的擴(kuò)管成型。
權(quán)利要求
1. 一種鋼管的擴(kuò)管成型方法，其包括從鋼管的開(kāi)口端部插入擴(kuò)管成型用沖頭的第一步驟，從所述鋼管的開(kāi)口端部插入所述沖頭時(shí)，向所述沖頭的插入方向按壓所述開(kāi)口端部的第二步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管的擴(kuò)管成型方法，其中 在所述第二步驟中，在保持所述鋼管的平行面不變的狀態(tài)下，進(jìn)行一側(cè)的擴(kuò)管成型。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼管的擴(kuò)管成型方法，其中 在所述第二步驟中，對(duì)所述鋼管開(kāi)口端部的進(jìn)行所述擴(kuò)管成型的一側(cè)的部分進(jìn)行按壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼管的擴(kuò)管成型方法，其中 在所述第二步驟中，采用近似-字形的金屬模對(duì)所述鋼管開(kāi)口端部的進(jìn)行所述擴(kuò)管成型的 一側(cè)的部分進(jìn)行按壓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼管的擴(kuò)管成型方法，其中在所述第二步驟中，當(dāng)所述鋼管厚度開(kāi)始減少時(shí)，使按壓所述鋼管的 開(kāi)口端部的纟姿壓力上升。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼管的擴(kuò)管成型方法，其中在所述第二步驟中，使按壓所述開(kāi)口端部的按壓力上升至規(guī)定的第一 壓力，并等待，直到所述鋼管厚度開(kāi)始減少；當(dāng)所述厚度開(kāi)始減少時(shí)，使 按壓所述開(kāi)口端部的按壓力向規(guī)定的第二壓力上升。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼管的擴(kuò)管成型方法，其中 所述鋼管具有異型截面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼管的擴(kuò)管成型方法，其中在所述第二步驟中，當(dāng)所述鋼管厚度開(kāi)始減少時(shí)，使按壓所述鋼管的 開(kāi)口端部的按壓力上升。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋼管的擴(kuò)管成型方法，其中在所述第二步驟中，使按壓所述開(kāi)口端部的按壓力上升至規(guī)定的第一 壓力，并等待，直到所述鋼管厚度開(kāi)始減少；當(dāng)所述厚度開(kāi)始減少時(shí)，使 按壓所述開(kāi)口端部的按壓力向規(guī)定的第二壓力上升。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼管的擴(kuò)管成型方法，其中所述鋼管具有異型截面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼管的擴(kuò)管成型方法，其中 所述鋼管具有異型截面。
12. —種鋼管的擴(kuò)管成型裝置，其中，包括 擴(kuò)管成型用沖頭，用于從鋼管的開(kāi)口端部插入所述沖頭的插入才幾構(gòu)， 在/人所述鋼管的開(kāi)口端部插入所述沖頭時(shí)，向所述沖頭的插入方向才安 壓所述開(kāi)口端部的纟姿壓部。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的鋼管的擴(kuò)管成型裝置，其中 還包括控制所述插入機(jī)構(gòu)的控制部，所述控制部控制所述按壓部，以使所述沖頭插入所述鋼管的開(kāi)口端部， 當(dāng)所述鋼管厚度開(kāi)始減少時(shí)，使按壓所述開(kāi)口端部的按壓力上升。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的鋼管的擴(kuò)管成型裝置，其中 所述按壓部為近似-字形的金屬模。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的鋼管的擴(kuò)管成型裝置，其中 所述沖頭具有第 一部和第二部，該第 一部包含與沖頭從所述鋼管的開(kāi)口端部插入的插入方向平行的面，該第二部包含與所述第一部平行的面，在所述第二部中，包含有與所述第一部所包含的面平行且與所述第一 部所包含的面之間的距離不同的多個(gè)面，所述多個(gè)面通過(guò)錐形部相連接。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的鋼管的擴(kuò)管成型裝置，其中 所述沖頭具有第 一部和第二部，該第 一部包含與沖頭從所述鋼管的開(kāi)口端部插入的插入方向平行的面，該第二部包含與所述第 一部平行的面，在所述第二部中，包含有與所述第 一部所包含的面平行且與所述第一 部所包含的面之間的距離不同的多個(gè)面，所述多個(gè)面通過(guò)錐形部相連接。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的鋼管的擴(kuò)管成型裝置，其中 所述鋼管具有異型截面。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的鋼管的擴(kuò)管成型裝置，其中所述鋼管具有異型截面。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的鋼管的擴(kuò)管成型裝置，其中 所述鋼管具有異型截面。
20. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的鋼管的擴(kuò)管成型裝置，其中: 所述鋼管的截面形狀為具有一對(duì)互相平行的邊。
21. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的鋼管的擴(kuò)管成型裝置，其中 所述鋼管的截面形狀為具有一對(duì)互相平行的邊。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的鋼管的擴(kuò)管成型裝置，其中 所述鋼管的截面形狀為具有一對(duì)互相平行的邊。
23. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的鋼管的擴(kuò)管成型裝置，其中 所述鋼管的截面形狀為具有一對(duì)互相平行的邊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼管的擴(kuò)管成型方法以及鋼管的擴(kuò)管成型裝置，在該擴(kuò)管成型裝置(10)中，在向異型鋼管(P)的一個(gè)開(kāi)口端部的內(nèi)部插入擴(kuò)管成型用的沖頭(12)的同時(shí)，利用側(cè)模(21)按壓異型鋼管(P)上的所述一個(gè)開(kāi)口端部。
文檔編號(hào)B21D41/02GK101448588SQ20078001787
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月15日
發(fā)明者伊藤達(dá)志, 河原史朗, 野口敬廣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小松制作所