專利名稱：制管方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細長管道的制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
在專利文獻I中，公開了一種具有以下工序的鋼的中空體的制造方法:通過反擠壓(backward extrusion)加工將作為加工對象(工件)的鋼棒制作成有底筒狀體的工序；將其底部進行沖壓而制作成無底的筒狀體的工序；以及在該筒狀體的內(nèi)部插入銷而進行擠壓加工或者擠壓深沖加工的工序。在專利文獻2中，公開了一種具有以下工序的中空部件的制造方法:通過反擠壓加工將作為工件的原材料制作成有底筒狀體的工序；以及通過變薄拉延(ironing)加工和沖壓加工將有底筒狀體制作成筒狀體的工序。然后，近年來，金屬管的細長化或者極細化的要求加強，預(yù)測將來該要求會進一步加強。專利文獻1:日本特開平9-122795號公報專利文獻2:日本特開平3-221235號公報

發(fā)明內(nèi)容
_7] 發(fā)明要解決的問題在專利文獻1、2所公開的管道的制造方法中，通過對工件進行一次反擠壓加工，制作作為中間體的有底筒狀體。然而，通過一次反擠壓加工得到的有底筒狀體的孔的深度/孔的內(nèi)徑(以下稱為“長徑比”)具有限制。因此，在專利文獻1、2所公開的方法中，即使在最終制造出的管道中也有時無法得到期望的長徑比。本發(fā)明的目的在于提供一種制造細長管道的技術(shù)。用于解決問題的方案本發(fā)明的一個方式的制管方法包括:第一工序，從第一方向?qū)ぜM行第一反擠壓加工，由此制作第一有底筒狀體，其中，在進行上述第一反擠壓加工時打入第一沖頭；第二工序，從上述第一方向?qū)ι鲜龅谝挥械淄矤铙w進行第二反擠壓加工，由此制作第二有底筒狀體，其中，在進行上述第二反擠壓加工時，在上述第一有底筒狀體的內(nèi)表面引導(dǎo)下打入第二沖頭；以及第三工序，通過在上述第二有底筒狀體的底部開孔，來制作具有貫通孔的第一筒狀體。另外，還可以進一步包括第四工序，S卩，通過擠壓變薄拉延加工來制作第二筒狀體，其中，在進行擠壓變薄拉延加工時，在所述第一筒狀體的所述貫通孔內(nèi)插入銷并將所述第一筒狀體壓入第一模的孔體。另外，上述第四工序可以包括:第五工序，將上述銷插入到上述第一筒狀體的上述貫通孔和上述第一模的上述孔體，使得上述銷相對于上述第一模形成預(yù)定的位置關(guān)系；以及第六工序，在保持上述第一模與上述銷的上述位置關(guān)系的狀態(tài)下，將上述第一筒狀體壓入上述第一模的上述孔體。另外，可以構(gòu)成為:在所述第一模的所述孔體的插入口附近具有錐形狀部分，在所述第一模與所述銷處于所述位置關(guān)系時，所述銷處于超過所述錐形狀部分位置的部分的外徑小于所述銷處于與所述孔體的所述錐形狀部分對應(yīng)的位置的部分的外徑。另外，可以構(gòu)成為:所述第一模在所述孔體的插入口附近具有錐形狀部分，超過所述錐形狀部分的部分的內(nèi)徑大于所述錐形狀部分的最小內(nèi)徑。另外，可以構(gòu)成為:所述第一模在所述孔體的插入口附近具有錐形狀部分，在所述第四工序中，通過所述錐形狀部分，在所述第二筒狀體的一端部中形成外徑大于其它部分的邊緣部分，上述制管方法還包括第七工序，在該第七工序中，通過外徑與所述第二模的孔體內(nèi)徑相同的第三沖頭，將所述第二筒狀體從其另一端部壓入第二模的孔體，其中，所述另一端部未形成有所述邊緣部分，所述第二模的內(nèi)徑與所述第一模的孔體相同。另外，可以構(gòu)成為:在第三工序中，通過第四沖頭在所述第二有底筒狀體的底部開孔，其中，所述第四沖頭的外徑小于所述第二有底筒狀體的內(nèi)徑。


圖1A是用于說明本實施方式的制管方法的各工序的圖。圖1B是用于說明本實施方式的制管方法的各工序的圖。圖2是用于說明工序#4的詳細的工序的圖。圖3是用于說明第一變形例的圖。圖4是用 于說明第二變形例的圖。
圖5是用于說明第三變形例的圖。圖6是用于說明第四變形例的圖。圖7是用于說明第五變形例的圖。附圖標(biāo)記說明11:沖頭；12:有底筒狀體;12a、12a，:非貫通孔；13:沖頭；13a:圓柱部；13b:圓柱部；14:有底筒狀體；14a:非貫通孔；15:沖頭；16:筒狀體；16a:貫通孔；17:銷;18、18，:模；18a、18a’:孔體；18b、18b’:錐形部；19:筒狀體；19a:邊緣部分；20:沖頭；22:模；22a:孔體；24:沖頭。
具體實施例方式說明本發(fā)明的一個實施方式的制管方法。圖1A 圖1B是用于說明本實施方式的制管方法的各工序的圖。本制管方法包括#1 #5這種一系列工序，使用將多個加工部列狀地配置得到的多級式模型(former)(未圖示)，依次連續(xù)地執(zhí)行工序#1 #5的加工。參照圖1A，在工序#1中，作為第一次反擠壓加工，通過內(nèi)徑φ I的筒狀模(未圖示)的內(nèi)表面來限制作為加工對象的工件的外側(cè)，從圖中的下側(cè)向上側(cè)的方向(第一方向)對工件將外徑Φ 的圓柱狀的沖頭11打入深度LU。通過該工序#1，制作出有底筒狀體12，該有底筒狀體12具有內(nèi)徑為φ12而深度為Lll的非貫通孔12a,外徑為φ 。在工序#2中，作為第二次反擠壓加工，通過內(nèi)徑φ21的筒狀模(未圖示)的內(nèi)表面來限制在工序#1中制作的有底筒狀體12的外側(cè)，從與工序#1的沖頭11相同的第一方向，在有底筒狀體12的非貫通孔12a的內(nèi)表面引導(dǎo)下，將沖頭13打入深度L22。通過該工序#2，制作有底筒狀體14，該有底筒狀體14具有深度L22的非貫通孔14a，外徑為φ21。非貫通孔14a的深度L22是接近進行工序#2之前的有底筒狀體12的非貫通孔12a的深度Lll的兩倍的深度。有底筒狀體14的外彳Φ2 I比進行工序#2之前的有底筒狀體12的外徑φ I稍大。通常，通過一次反擠壓加工得到的非貫通孔的長徑比(深度/內(nèi)徑)為5 6左右，最大為7左右。在本實施方式中，進行兩次反擠壓加工，因此得到一次得到的長徑比的兩倍左右的長徑比。例如，如果分別進行得到長徑比7的兩次反擠壓加工，則能夠得到長徑比14為左右的非貫通孔12。從相反方向打入的沖頭難以實現(xiàn)高精度的芯線對準(zhǔn)，所以需要高精度的模型。但是在本實施方式中，在工序#1的反擠壓加工和工序#2的反擠壓加工中從同一方向打入沖頭11、13。因此，在本實施方式中，即使不使用高精度的模型，也能夠使工序#1的沖頭11與工序#2的沖頭13實現(xiàn)高精度的芯線對準(zhǔn)。其結(jié)果，能夠很容易以低成本和高精度使具有通過兩次反擠壓加工得到的較深的非貫通孔的有底筒狀體的厚度均勻化。如果使作為中間體的有底筒狀體的厚度均勻化，則即使作為最終產(chǎn)品，也能夠容易得到厚度均勻且細長的管道。另外，根據(jù)圖1A的中央的圖(#2)可知，沖頭13是由處于前端側(cè)的外徑為φ23的圓柱部13a和處于后端側(cè)的外徑為小于φ23的φ22的圓柱部13b構(gòu)成的二級圓柱形狀。因此，有底筒狀體14的非貫通孔14a也成為由內(nèi)徑φ23的部分和內(nèi)徑φ22的部分構(gòu)成的二級圓柱形狀。在此，有底筒狀體14的非貫通孔14a的總深度為L22，其中的內(nèi)徑為φ22的部分的深度為L21。為了使有底筒狀體12的非貫通孔12a起到引導(dǎo)沖頭13的功能，使沖頭13的后端側(cè)的圓柱部13b的外徑φ22與非貫通孔12a的內(nèi)徑φ12—致。但是，即使是圓柱部13b的外徑φ22比非貫通孔12a的內(nèi)徑φ12稍小或者稍大，非貫通孔12a也能夠發(fā)揮引導(dǎo)沖頭13的功能。然后，沖頭13的前端側(cè)的圓柱部13a的長度(L22-L21)比有底筒狀體12的非貫通孔12a的深度Lll稍短。由此，在圓柱部13a的前端與有底筒狀體12的非貫通孔12a的底部進行抵接之前，有底筒狀體12的非貫通孔12a與沖頭13接觸而開始發(fā)揮引導(dǎo)功能，有助于沖頭13和有底筒狀體12實現(xiàn)芯線對準(zhǔn)以及抑制沖頭13的振動。在工序#3中，作為沖孔加工，在與第一方向相反的方向即從圖中的上側(cè)向下側(cè)的方向(第二方向)上，通過沖頭15對有底筒狀體14的底部進行沖壓，從而制作出具有貫通孔16a的筒狀體16。沖頭15的外徑φ31比有底筒狀體14的非貫通孔12a的最細部分的內(nèi)徑φ23稍小。因此，在對有底筒狀體14的底部進行沖壓時，即使沖頭15和沖頭13從相反方向打入而導(dǎo)致沖頭13與沖頭15的芯線對準(zhǔn)產(chǎn)生一些誤差，沖頭15也不會與非貫通孔14a的內(nèi)表面接觸，從而不會磨削內(nèi)壁。關(guān)于將沖頭15的外徑φ31設(shè)為比沖頭13的外徑φ23小到什么程度，根據(jù)模型所具有的機械精度來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定即可。參照圖1Β，在工序#4中， 作為擠壓變薄拉延加工，將外徑φ43的銷17插入筒狀體16的貫通孔16a，通過沖頭20將筒狀體16壓入到模18的孔體18a。銷17的外徑φ43比筒狀體16的最小內(nèi)徑φ31稍小。通過工序#4制作出細長化的筒狀體19。在模18的孔體18a中，在被銷17和筒狀體16插入的插入口附近形成有遠側(cè)變窄的錐形狀的錐形部18b?？左w18a的錐形部18b的近側(cè)的部分的內(nèi)徑為q>41，錐形部18b的遠側(cè)的變窄的部分的內(nèi)徑力φ42被壓入到孔體18a的筒狀體16的外徑φ32小于孔體18a的較大一側(cè)的內(nèi)徑φ41且大于較小一側(cè)的內(nèi)徑φ42。通過錐形部18b壓入到孔體18a的遠側(cè)的內(nèi)徑φ42的部分從而使筒狀體16細長化。作為使筒狀體16細長化的加工法，除了在本實施方式中使用的擠壓變薄拉延加工以外還存在拉伸變薄拉延加工。但是，在拉伸變薄拉延加工中筒狀體16容易斷裂，因此筒狀體16經(jīng)得起拉伸變薄拉延的程度受到細長化的限制。另一方面，在本實施方式中采用的擠壓變薄拉延加工中筒狀體16不會斷裂，因此與拉伸變薄拉延加工相比能夠進行高長徑比的細長化。另外，在工序#3中制作的筒狀體16的貫通孔16a的內(nèi)表面存在臺階，但是通過工序#4的擠壓變薄拉延加工，消除該臺階，并且原子間的間隔變得緊密，因此能夠制作出在長度方向上內(nèi)表面均勻的筒狀體19。另外，作為工序#4的中的詳細工序，首先，最初將銷17插入到筒狀體16的貫通孔16a，之后通過沖頭20將筒狀體16壓入到模18的孔體18a。圖2是用于說明工序#4的詳細工序的圖。參照圖2，在工序#4a中，首先，將銷17通過筒狀體16的貫通孔16a插入到模18的孔體18a，使得銷17相對于模18處在預(yù)定的位置關(guān)系。接著，在工序#4b中，在保持該模18與銷17的位置關(guān)系的狀態(tài)下，通過沖頭20將筒狀體16壓入到模18的孔體18a。在將筒狀體16壓入模18的孔體18a時，特別是在經(jīng)過錐形部18b時，由于摩擦而溫度上升。但是，在工序#4a #4b中，壓入孔體18a的筒狀體16與相對于孔體18a固定的銷17之間的相對的位置關(guān)系產(chǎn)生偏差，因此能夠防止筒狀體16被銷17烙出痕跡。此外，為了使銷17與筒狀體16之間的滑動更良好，優(yōu)選對銷17實施涂層。根據(jù)圖1B右側(cè)的圖(#4)或者圖2左側(cè)的圖(#4b)可知，在工序#4中，通過孔體18a的錐形部18b，在壓入到孔體18a的筒狀體19的圖中的上方的端部中產(chǎn)生外徑大于其它部分的邊緣部分19a。該邊緣在作為最終產(chǎn)品的管道中是不需要的部分。在工序#5中，通過沖頭24將筒狀體19壓入模12的孔體22a內(nèi)，其中，孔體22a的內(nèi)徑φ52與工序#4中使用的模18的孔體18a的內(nèi)徑相同，但不存在錐形狀的部分，沖頭24的外徑φ51與孔體22a的內(nèi)徑φ52相同或者比內(nèi)徑φ52稍小。在工序#5中使用的沖頭24的外徑φ51與模22的孔體22a的內(nèi)徑相同或者比模22的孔體22a的內(nèi)徑稍小，因此，在打入沖頭24時，可將沖頭24的前端插入到模22的孔體22a的插入口。打入沖頭24，使得沖頭24的前端與模22的孔體22a的插入口端部一致，或者，沖頭24的前端的一部分被插入到模22的孔體22a的插入口，然后，將邊緣部分19a切除，從而完成沒有邊緣的管道。如上所述，根據(jù)本實施方式，將通過前一次反擠壓形成的孔作為下一次反擠壓的沖頭的引導(dǎo)而從同一方向進行多次反擠壓加工，制作長徑比高的有底筒狀體，將其底部進行沖壓而設(shè)為筒狀體，因此通過高精度的芯線對準(zhǔn)來進行多次反擠壓，從而能夠制作細長化的管道。例如能夠制造出注射針頭那樣細長的管道。(第一變形例)圖3是用于說明第一變形例的圖。在第一變形例中，使用于工序#1的沖頭并非圓柱形狀，而是呈角柱形狀。因此在工序#1中制作的有底筒狀體12’的非貫通孔12a’如圖3所示那樣呈多角形。該多角形的內(nèi)接圓的直徑為與工序#2的沖頭13的圓柱部13b的外徑相同的φ22。根據(jù)本變形例，多角形的非貫通孔12a’的與沖頭13之間的接觸面積較小，因此非貫通孔12a’與沖頭13之間的摩擦小。因此，沖頭13容易進行動作，并且發(fā)熱也得到抑制。當(dāng)非貫通孔12a’為奇數(shù)角的多角形時，沖頭13的對心效果高，因此優(yōu)選使用，根據(jù)摩擦減少和筒狀體12厚度的均勻性來特別優(yōu)選使用五角形或者七角形。(第二變形例)圖4是用于說明第二變形例的圖。在第二變形例中，在相當(dāng)于工序#2的工序#2’中使用的沖頭并非二級圓柱形狀，而是一級圓柱形狀。在圖4中示出在第二變形例的工序#2’中使用的沖頭13’以及在工序#2，中制作的有底筒狀體14’。沖頭13’是在長度方向上均勻的外徑φ24的圓柱形狀。通過該沖頭13’形成的有底筒狀體14’的非貫通孔14a’也是在長度方向上均勻的內(nèi)徑φ24的圓柱形狀。φ24優(yōu)選使用與在工序#1中制作的有底筒狀體12的非貫通孔12a的內(nèi)徑φ12相同的尺寸。即使是第二次的反擠壓加工中的沖頭13’為一級的圓柱形狀，通過反復(fù)二次的反擠壓加工，在有底筒狀體14’的非貫通孔14a’的內(nèi)表面中也有可能產(chǎn)生微小的臺階、條紋、材質(zhì)不均勻。但是，通過工序#4的擠壓深沖加工來消除這種臺階、條紋、不均勻。(第三變形例)圖5是用于說明第三變形例的圖。在第三變形例中，在工序#3中，在對有底筒狀體14的底部進行沖壓時，從下側(cè)向上側(cè)的一方向打入沖頭15，而非從圖1A中的上側(cè)向下側(cè)的第二方向打入沖頭15。工序#3中的沖頭15的方向與前一工序#2的沖頭13為同一方向，因此，沖頭15與有底筒狀體14的非貫通孔14a能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的芯線對準(zhǔn)。另一方面，在將沖頭15從第一方向打入時，需要某種程度的長度。因此，優(yōu)選使沖頭15的外徑與有底筒狀體14的非貫通孔14a的內(nèi)徑相同或者使沖頭15的外徑比有底筒狀體14的非貫通孔14a的內(nèi)徑稍小或者稍大，使非貫通孔14a發(fā)揮引導(dǎo)沖頭15的功能。(第四變形例)圖6是用于說明第四變形例的圖。在第四變形例中，當(dāng)相當(dāng)于在工序#4中使用的銷17的銷17’與模18具有預(yù)定的位置關(guān)系時，關(guān)于銷17’，處于超過錐形部18b的位置的部分的外徑小于處于與模18的孔體18a的錐形部18b對應(yīng)的位置的部分的外徑。即，銷17’超過錐形部18b時稍微變細。參照圖6，處于與銷17’的錐形部18b對應(yīng)的位置的部分的外徑為φ43，處于超過錐形部18b的位置的部分的外徑為φ44并且，φ44小于φ43通過該結(jié)構(gòu)，當(dāng)筒狀體19超過錐形部18b時，筒狀體19與銷17’之間的摩擦力減弱，因此能夠防止筒狀體19的溫度過于上升或者筒狀體19與銷17’烙出痕跡這一情況。(第五變形例)圖7是用于說明第五變形例的圖。在第五變形例中，相當(dāng)于在工序#4中使用的模18的模18’的超過錐形部18b的部分的內(nèi)徑大于錐形部18b的最小內(nèi)徑。即，模18’的孔體18a’從超過錐形部18b’的部位起稍微擴大。參照圖7，超過模18’的錐形部18b’的部分的內(nèi)徑力φ45，錐形部18b的最小內(nèi)徑為φ42。并且，φ45大于φ42。通過該結(jié)構(gòu)，當(dāng)筒狀體19超過錐形部18b時，筒狀體19與模8’之間的摩擦力減弱，因此能夠防止筒狀體19的溫度過于上升。上述本發(fā)明的實施方式是用于說明本發(fā)明的例示，并非將本發(fā)明的范圍僅限定于這些實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)能夠以其它各種方式實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種制管方法，包括: 第一工序，從第一方向?qū)ぜM行第一反擠壓加工，由此制作第一有底筒狀體，其中，在進行所述第一反擠壓加工時打入第一沖頭； 第二工序，從所述第一方向?qū)λ龅谝挥械淄矤铙w進行第二反擠壓加工，由此制作第二有底筒狀體，其中，在進行所述第二反擠壓加工時，在所述第一有底筒狀體的內(nèi)表面引導(dǎo)下打入第二沖頭；以及 第三工序，通過在所述第二有底筒狀體的底部開孔，來制作具有貫通孔的第一筒狀體。
2.如權(quán)利要求1所述的制管方法，其特征在于， 還包括第四工序，即，通過擠壓變薄拉延加工來制作第二筒狀體，其中，在進行擠壓變薄拉延加工時，在所述第一筒狀體的所述貫通孔內(nèi)插入銷并將所述第一筒狀體壓入第一模的孔體。
3.如權(quán)利要求2所述的制管方法，其特征在于， 所述第四工序包括: 第五工序，將所述銷插入到所述第一筒狀體的所述貫通孔和所述第一模的所述孔體，使得所述銷相對于所述第一模形成預(yù)定的位置關(guān)系；以及 第六工序，在保持所述第一模與所述銷的所述位置關(guān)系的狀態(tài)下，將所述第一筒狀體壓入所述第一模的所述孔體。
4.如權(quán)利要求3所述的制管方法，其特征在于， 在所述第一模的所述孔體的插入口附近具有錐形狀部分， 在所述第一模與所述銷處于所述位置關(guān)系時，所述銷處于超過所述錐形狀部分位置的部分的外徑小于所述銷處于與所述孔體的所述錐形狀部分對應(yīng)的位置的部分的外徑。
5.如權(quán)利要求2 4中的任一項所述的制管方法，其特征在于， 所述第一模在所述孔體的插入口附近具有錐形狀部分，超過所述錐形狀部分的部分的內(nèi)徑大于所述錐形狀部分的最小內(nèi)徑。
6.如權(quán)利要求2 5中的任一項所述的制管方法,其特征在于， 所述第一模在所述孔體的插入口附近具有錐形狀部分，在所述第四工序中，通過所述錐形狀部分，在所述第二筒狀體的一端部中形成外徑大于其它部分的邊緣部分， 所述制管方法還包括第七工序，在該第七工序中，通過外徑與所述第二模的孔體內(nèi)徑相同的第三沖頭，將所述第二筒狀體從其另一端部壓入第二模的孔體，其中，所述另一端部未形成有所述邊緣部分，所述第二模的內(nèi)徑與所述第一模的孔體相同。
7.如權(quán)利要求1 6中的任一項所述的制管方法,其特征在于， 在第三工序中，通過第四沖頭在所述第二有底筒狀體的底部開孔，其中，所述第四沖頭的外徑小于所述第二有底筒狀體的內(nèi)徑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制管方法，包括第一工序，從第一方向?qū)ぜM行第一反擠壓加工，由此制作第一有底筒狀體(12)，其中，在進行上述第一反擠壓加工時打入第一沖頭(11)；第二工序，從上述第一方向?qū)ι鲜龅谝挥械淄矤铙w(12)進行第二反擠壓加工，由此制作第二有底筒狀體(14)，其中，在進行上述第二反擠壓加工時，在上述第一有底筒狀體(12)的內(nèi)表面引導(dǎo)下打入第二沖頭(13)；以及第三工序，通過在上述第二有底筒狀體(14)的底部開孔，由此制作具有貫通孔(16a)的第一筒狀體(16)。
文檔編號B21J5/06GK103108707SQ20118004141
公開日2013年5月15日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者荻野明, 濱中康利 申請人:荻野工業(yè)株式會社