CN100441336C

CN100441336C - 液压胀形加工用异形毛管,和使用其的液压胀形加工装置,液压胀形加工方法,及液压胀形加工品

Info

Publication number: CN100441336C
Application number: CNB2004800405483A
Authority: CN
Inventors: 富泽淳
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Sumitomo Pipe and Tube Co Ltd
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2024-01-21
Also published as: JPWO2005070582A1; TWI295593B; CN1905961A; WO2005070582A1; JP4873402B2; TW200524686A; US20080011382A1; US7484393B2

Abstract

本发明的液压胀形加工用异形毛管，具有从轴向的一端到另一端外径逐渐增加或减少的周长，并且至少在一端侧，朝向该一端侧的管端面而形成所述周长增加的保持部，此外，能够在未形成保持部的端侧形成平行部。在采用了此异形毛管的加工装置、加工方法中，即使在采用轴向截面形状有很大变化的异形毛管的情况下，也可以从管端向轴向进行推压加工。由此，在实施了液压胀形加工的液压胀形加工品中，可以得到在现有的扩管率以上的大的扩管率。

Description

液压胀形加工用异形毛管，和使用其的液压胀形加工装置，液压胀形加工方法，及液压胀形加工品

技术领域

本发明涉及供于液压胀形加工的异形毛管，和使用此异形毛管进行液压胀形加工的液压胀形加工装置，液压胀形加工方法，及实施了液压胀形加工的液压胀形加工品。

背景技术

液压胀形加工，与其他的成形加工方法相比，具有大量的优点。例如，为了能够加工成在长方向具有不同的截面形状的复杂的形状的零件，在现有的方法中，可以将需要焊接接合的机械零件由一体成形进行加工。另外，因为该加工会使贯穿施加了加工的部位的整体产生加工硬化，所以即使采用软质的毛管，也能够得到高强度的制品。

此外，加工后的回弹少，制品的尺寸精度良好(形状冻结性良好)。为此，无需制品尺寸的修整工序，可实现工序的精简。

液压胀形加工，被评价有上述的优异特点，最近，特别是作为汽车用零件的制造方法被采用。

图1是说明现有的使用直管的液压胀形加工的图，(a)表示液压胀形加工前的截面结构，(b)表示液压胀形加工后的截面结构。

使用了一般的直管的液压胀形加工，如图1(a)所示，是通过注入孔3向设置于上下一对金属模1、2内的毛管P1中注入加工液，除提高加工液的压力(以下称为“内压”)以外，再利用兼具密封工具的轴推压工具(以下称为“密封工具”)4、5，从两管端在轴向进行挤压加工，由此制造例如具有如图1(b)所示截面形态的加工品P2。

在此液压胀形加工时，密封工具4、5被连接于未图示的液压缸，在液压胀形加工中控制轴向位置或轴推压力。

在这样的液压胀形加工中，从管端向轴向作用的轴推压加工，可以说是为了促进隆起时的金属流动，提高扩管限度的极重要的工加。

即，在此液压胀形加工中，不实施自管端的轴推压加工，仅简单地以固定毛管两端部的轴向位置的状态负载内压，从而对应材料的隆起，板厚显著减少。为此，在液压胀形加工中的途中致使破裂，使可成形的范围(扩管限度)受到限制。

此外，在液压胀形加工中，还有由毛管形状引起的问题。如前所述，作为该加工的一个优点，是能够得到轴向截面形状不同的复杂的加工形状，但对于能够得到的加工形状也有限制。

例如，当定义为周长增加率(扩管率)＝{(该部位的加工品的外周长/毛管的圆周长)-1}×100％时，虽然也要根据加工品所要求的形状特性和使用的毛管条件(材质、板厚)，不过，除了轴推压有效的管端部区域，周长增加率(扩管率)至多为25％左右。

即，为了提高制品的形状设计的自由度，获得具有更复杂的任意的截面形状的制品，还需要再进行开发。

为了对应此问题，而提出采用大致圆锥状的毛管(以下称为“锥形毛管”)来替代直毛管，该锥形毛管具有从轴向的一端到另一端外径逐渐增加或减小的周长。

具体来说，通过采用锥形毛管，即便对于利用直毛管成形困难的零件，例如，沿轴向有很大周长变化的零件，也能够将伴随加工的周长增加率抑制得很低，能够形成规定的加工形状(例如，参照特开2001-321842号公报，第1页、第2页)。

然而，采用轴向截面形状变化的锥形毛管进行液压胀形加工时，如果使用所述图1所示的直毛管用的密封工具，对锥形毛管实施轴推压就很困难。

图2是说明用现有的直毛管用轴推压工具对锥形毛管进行轴推压时产生的问题的图。如同图所示，在大径端侧，本身不能对锥形毛管TP1进行轴推压，另外，在小径端侧，能够对锥形毛管TP1进行轴推压，但随着轴推压，轴推压工具4进入到上下的金属模1、2的内部，随之而来的是，轴推压工具4侧的锥形毛管TP1的内外面的拘束变得不充分，使密封泄漏发生。

图3是说明采用了现有的锥形毛管的液压胀形加工工序的图，(a)表示设置作为起始材料的锥形毛管的加工前的截面结构，(b)表示成形液压胀形加工用的异形毛管在液压胀形加工前的截面结构，(c)表示加工结束时的截面结构。

在采用了现有的锥形毛管TP1的液压胀形加工中，如图产3所示，前端部使用锥状的密封工具6、7，但是因为不能实施轴推压，所以一般只以内压负荷使液压胀形加工完成。还有，图3中的TP2表示成形了管端部之后的锥形毛管，TP3表示液压胀形加工后的制品(液压胀形加工品)。

在图3所示的液压胀形加工工序中，因为不能实施锥形毛管TP2的轴推压，所以如前所述，在液压胀形加工的阶段只能在不会产生断裂的被限定了程度的成形范围加工。因此，在液压胀形加工中，有无法充分发挥采用锥形毛管带来的效果的实际情况。

为此，采用锥形毛管进行液压胀形加工时，除了对毛管的内压负荷外，还期待可以从管端向轴向进行轴推压的技术开发。

发明内容

本发明目的在于，鉴于上述的问题点，提供一种液压胀形加工用异形毛管，和使用它的液压胀形加工装置，液压胀形加工方法，以及液压胀形加工品，其即使在进行轴向有截面形状变化的、例如，锥形管的液压胀形加工时，除了对毛管的内压负荷以外，还可以从管端对轴向进行轴推压，能够得到大的扩管率。

本发明为了达成上述目的，其要旨如下所述：

(1)的液压胀形加工用异形毛管；(2)的液压胀形加工装置；

(3)的液压胀形加工方法；和(4)的液压胀形加工品。

(1)一种液压胀形加工用异形毛管，供于液压胀形加工，其特征在于，具有从轴向的一端到另一端，外径逐渐增加或减小的周长，至少在一端侧，朝向该一端侧的管端面，形成了所述周长增加的保持部。

但是，当在大径端侧形成所述保持部时，为了确保密封性，在该保持部的周长增加比例，要比毛管主体部的周长增加比例大。

此外，当不以上述的液压胀形加工用异形毛管在两端形成所述保持部，而是形成于该一端侧，但没有形成于另一端侧时，优选在另一端侧形成平行部。这是因为，从形成平行部的端侧，也可以以简易的结构进行轴推压。此外，通过形成平行部，能够改善端部的密封性。

(2)是一种由下述的“第一～第四的加工装置”构成的液压胀形加工装置。如前所述，“密封工具”意思是使用的是兼具密封工具的轴推压工具。

“第一加工装置”，如后述的图5、图6所示，是一种液压胀形加工装置，其使用至少在一端侧形成保持部的异形毛管，从该一端侧进行轴推压加工，其特征在于，具有：一对金属模主体；一对管端保持金属模，其配置于此金属模主体的该一端侧；密封工具，其为了与此管端保持金属模保持异形毛管的该一端侧的端部，而前端部被插入管端保持金属模；密封工具，其为了与金属模主体保持异形毛管的该另一端侧的端部，而前端部被插入所述金属模主体；弹性构件，其设于金属模主体和管端保持金属模之间，至少加工液的注入后，向所述管端保持金属模，施加与金属模主体的端部相对的推力(thrust)，密封工具的任一个都设有加工液的注入孔，在液压胀形加工中，随着保持异形毛管的该一端侧的端部的密封工具向轴向的移动，所述管端保持金属模抵抗所述弹性构件的推力而移动。

“第二加工装置”，如后述的图8、图9所示，是一种液压胀形加工装置，其使用在一端侧形成保持部，在另一端侧形成平行部的异形毛管，至少从该一端侧进行轴推压加工，其特征在于，在上述“第一加工装置”采用的结构中，在一对金属模主体上，在与异形毛管的平行部对应的该另一端侧的端部内部设置平行部，另外，前端部插入金属模主体的密封工具中，为了与金属模主体的平行部保持异形毛管的该另一端侧的端部，在与所述异形毛管的平行部对应的外面设置平行部。

在“第二加工装置”中，通过采用上述的结构，从异形毛管的另一端侧也可以进行轴推压。另外，在不进行轴推压时，通过在另一端侧的端部形成平行部，也可以使密封性提高。

“第三加工装置”，如后述的图10所示，是一种液压胀形加工装置，其使用在两端侧形成保持部的异形毛管，从两端侧进行轴推压加工，其特征在于，在金属模主体的异形毛管的该一端侧和该另一端侧的两端部，分别具有：一对管端保持金属模；密封工具；和施加推力的弹性构件。

在上述“第一加工装置”中，在金属模主体的该一端侧具有一对管端保持金属模，密封工具，和施加推力的弹性构件，相对于此，在“第三加工装置”中，在金属模主体的两端侧具有相同结构，这一点不同。

“第四加工装置”，如后述的图11所示，是“第一～第三的加工装置”的实施方式，其特征在于，在向一对管端保持金属模施加推力的所述弹性构件和一对金属模主体之间，依次配置至少一组的一对中间保持金属模，和对此一对中间保持金属模施加推力的弹性构件。

(3)是一种液压胀形加工方法，其特征在于，将上述(1)记载的异形毛管，设置于上述“第一～第四的加工装置”的任意一个液压胀形加工装置的金属模内以后，对所述异形毛管实施组合内压负荷和轴推压的液压胀形加工。

另外，是一种液压胀形加工方法，其特征在于，采用上述“第一～第四的加工装置”的任意一种的液压胀形加工装置，制造上述(1)记载的异形毛管以后，对所述异形毛管，实施组合内压负荷和轴推压的液压胀形加工。

(4)是一种液压胀形加工品，其特征在于，其通过将上述(1)记载的异形毛管设置于上述“第一～第四的加工装置”的任意一个液压胀形加工装置的金属模内，组合内压负荷和轴推压的液压胀形加工而成形。

此外，是一种液压胀形加工品，其特征在于，其通过将“单纯的锥形管”设置于上述“第一～第四的加工装置”的任意一个液压胀形加工装置的金属模内，制造了上述(1)记载的异形毛管之后，组合内压负荷和轴推压的液压胀形加工而成形。

附图说明

图1是说明使用现有的直管的液压胀形加工的图，(a)表示液压胀形加工前的截面结构，(b)表示液压胀形加工后的截面结构。

图2是说明用现有的直毛管用轴推压工具，对锥形毛管进行轴推压时产生的问题的图。

图4是表示本发明的液压胀形加工用异形毛管的形状的图。

图5是说明作为本发明的液压胀形加工装置，“第一加工装置”的结构的图，(a)表示成形异形毛管的液压胀形加工前的截面结构，(b)表示液压胀形加工后的截面结构，(c)表示液压胀形加工前的小径端侧(左侧面)的结构。

图6是说明作为本发明的液压胀形加工装置，“第一加工装置”的其他的结构的图，(a)表示成形异形毛管的液压胀形加工前的截面结构，(b)表示液压胀形加工后的截面结构。

图7是表示将作为起始材料的“单纯的锥形管”，向金属模主体设置的状态的截面结构的图。

图8是说明作为本发明的液压胀形加工装置，“第二加工装置”的结构的图，(a)表示成形具有保持部和平行部的异形毛管的液压胀形加工前的截面结构，(b)表示液压胀形加工结束后的截面结构。

图9是说明作为本发明的液压胀形加工装置，“第二加工装置”其他的结构的图，(a)表示成形异形毛管的液压胀形加工前的截面结构，(b)表示液压胀形加工结束后的截面结构。

图10是说明作为本发明的液压胀形加工装置，“第三加工装置”其他的结构的图。

图11是说明作为本发明的液压胀形加工装置，“第四加工装置”其他的结构的图。

具体实施方式

图4是表示本发明的液压胀形加工用异形毛管的形状的图。本发明的液压胀形加工用异形毛管TP2，是供于液压胀形加工用的异形毛管，如同(a)～(f)所示，其构成为：具有从轴向的一端到另一端逐渐增加或减少的周长，至少在一端侧，朝向该管端面形成了所述周形增加的保持部。

在图4(a)和(b)所示的形状示例中，在小径端侧或大径端侧设有保持部TP2a、TP2b，在另一端侧未设置保持部。在图4(c)和(f)所示的形状示例中，在小径端侧和大径端侧设有保持部TP2a、TP2b。

另外，在图4(d)和(e)所示的形状示例中，在小径端侧或大径端侧的一端侧设有保持部TP2a、TP2b，在另一端侧设有平行部TP2c。设于异形毛管TP2的保持部TP2a、TP2b，具有确保胀形加工时的密封性所需要的长度。

本发明的液压胀形加工用异形毛管中，规定为“具有从轴向的一端到另一端外径逐渐增加或减少的周长”，不过并不限定于如图4(a)～(e)所示的锥度相同的的单纯的锥形管TP2，如同图(f)所示，也可以是在轴向锥度有变化的锥形管TP2。

另外，在本发明的液压胀形加工异形毛管中，当外径逐渐增加的比例大时，在任何的端部，特别是在大径端侧不形成保持部也能够确保密封性时，则不用形成保持部。

从保持密封性的观点出发，优选在小径端侧和大径端侧的任一的端部都形成保持部。但是，当在大径端侧形成保持部时，为了充分地确保密封性，该保持部的周长增加比例要比毛管主体部的周长增加比例大。

在本发明的液压胀形加工用异形毛管中，优选在未形成保持部的端部形成平行部。在图4(d)和(e)所示的形状示例中，在大径端侧或小径端侧形成平行部TP2c，不过由此，从形成平行部TP2c的管端，以简易的结构就可以进行轴推压。

本发明的液压胀形加工装置，是以上述的液压胀形加工用异形毛管为对象，实施组合了内压负荷和轴推压的液压胀形加工的装置结构。

为此，主要的装置结构，具有：一对金属模主体；密封工具，其为了与这一对金属模主体保持异形毛管的两端部，而前端部被插入一对金属模主体的端部，这些密封工具的至少一方以可以移动的方式构成，并且所述密封工具的任一个都设置加工液的注入孔，在加工中，随着可移动的密封工具的移动，使由所述金属模主体和密封工具构成的内部空间变得可以变更。

那么，本发明的液压胀形加工装置的具体的结构，根据作为加工对象的液压胀形加工用异形毛管的形状和轴推压条件而设计。

即，根据如下情况，应用被区分为“第一～第三加工装置”的装置结构，即：以在至少一端侧形成保持部的异形毛管为对象，从该一端侧进行轴推压加工的情况；以在一端侧形成保持部，另一端侧形成平行部的异形毛管为对象，从两端侧做轴推压加工的情况；以在两端侧形成保持部的异性毛管为对象从两端侧进行轴推压加工的情况。

在“第一～第三加工装置”的装置结构中，为了有效地组合内压负荷和轴推压，而设置弹性构件，其在加工液的注入后，向管端保持金属模施加与金属模主体的端部相对的推力。通过此结构，一边负荷内压，一边对抗推力，使密封工具在异形毛管的轴向移动，从而能够进行轴推压加工为可能的液压胀形加工。

“第四加工装置”，构成为：在上述“第一～第三加工装置”中，在向一对管端保持金属模施加推力的弹性构件和在所述一对金属模主体之间，顺序配置至少一组的一对中间保持金属模和向这一对中间保持金属模施加推力的弹性构件。

即，在“第四加工装置”中，作为金属模主体和管端保持金属模(和中间保持金属模)的两重滑动结构，通过在金属模主体和管端保持金属模之间(或者，管端保持金属模与中间保持金属模间，和中间保持金属模与金属模主体之间)，设置弹性构件，可以进行从管端向轴向的长冲程的轴推压加工。

此外，通过调整弹性构件的弹性系数，可以控制轴推压速度，即使采用难加工性的异形毛管时，也能够确保在现有扩管率以上的大的扩管率，并且能够得到更复杂的形状的液压胀形加工品。

本发明的液压胀形加工装置采用的轴推压驱动控制装置，可以控制密封工具的轴推压力，或者，也可以控制使轴推压力起作用时的密封工具的位移(以下，称为“轴推压位移”)。

在液压胀形加工中，管端保持金属模通过弹性构件(和中间保持金属模和弹性构件)施加推力，由维持密封性的推压力以上的压力与密封工具抵接。为此，从密封工具与异形毛管，和管端金属模与异形毛管之间没有泄漏发生。

供于液压胀形加工的异形毛管，可以是在设置于本发明的液压胀形加工装置前预先加工保持部和平行部的毛管，另外，也可以是在设置于本发明的液压胀形加工装置之后实施液压胀形加工之前，加工保持部和平行部的毛管。

设置于本发明的液压胀形加工装置后加工保持部和平行部时，作为异形毛管的坯料，采用具有从轴向的一端向另一端外径逐渐增加或减少的周长的“单纯的锥形管”。此“单纯的锥形管”，设置于液压胀形加工装置的金属模，随着密封工具的移动，在规定的端部形成有保持部，或平行部。

在本申请说明书的记载中，所谓“单纯的锥形管”，意思是本发明的异形毛管的坯料，是在一端侧或两端还未形成有保持部或平行部的锥形管。

以下，基于附图说明本发明的液压胀形加工装置，和使用其的液压胀形加工方法，以及所得到的液压胀形加工品。

“第一加工装置”，是采用在一端侧形成保持部的异形毛管TP2，从该一端侧进行轴推压加工的液压胀形加工装置，配置有：形成了空腔(cavity)的一对金属模主体11；和配置于此金属模主体11的该一端侧的一对管端保持金属模12。然后，金属模主体11由上下的金属模主体11a、11b构成，管端保持金属模12由上下的管端保持金属模12a、12b构成。

在图5所示的异形毛管TP2中，在小径端侧和大径端侧分别设有各自的保持部TP2a和TP2b，但在图5所示的结构中，是从小径侧进行轴推压加工的液压胀形加工装置，使设置于小径端侧的密封工具13可移动。

为此，设于小径端侧的密封工具13，构成为在上下的管端保持金属模12a、12b之间插入其前端部。此外，由此密封工具13和上下的管端保持金属模12a、12b，夹着异形毛管TP2的小径端侧的保持部TP2a来保持，密闭。

相对于此，设于大径端侧的密封工具14，构成为在与上下的金属模主体11a、11b的大径端侧的端部之间，插入其前端部。由此密封工具14和上下的金属模主体11a、11b，挟着异形毛管TP2的大径端侧的保持部TP2b来保持，密封。此外，在此密封工具14的轴中心位置，设置加工液的注入孔14a。

向管端保持金属模12施加推力的弹性构件15，配置于上下的金属模主体11a、11b和上下的管端保持金属模12a、12b之间。在此弹性构件15中，例如采用气垫和液压缸，至少在加工液的注入后，向上下的管端保持金属模12a、12b，施加与金属模主体11a、11b的端部相对的推力。

如图5(c)所示，弹性构件15，在上下的管端保持金属模12a、12b分别各配置一对。通过这样的弹性构件15施加的推力的作用，因为管端保持金属模12a、12b，在能够维持密封性的挤压力以上抵接于密封工具13，所以能够确保胀形加工中的密封性。

采用“第一加工装置”加工时，液压胀形加工前，上下的管端保持金属模12a、12b的前端位于图5(a)的A点，但液压胀形加工后，上下的管端保持金属模12a、12b的前端成为同图(a)的A’点的位置。

为此，由上下的金属模主体11a、11b，管端保持金属模12a、12b，密封工具13和密封工具14形成的内部空间，液压胀形加工前与液压胀形加工后相比，变大得只是相当于轴向的距离A～A’。

那么，对于异形毛管TP2的保持部，也可以采用“第一加工装置”加工。这种情况下，作这实施液压胀形加工的前加工，需要根据图5所示的装置结构，制造胀形加工用异形毛管TP2。

采用“第一加工装置”制造胀形加工用异形毛管TP2时，在上下的金属模主体11a、11b，和管端保持金属模12a、12b内，设置作为异形毛管TP2的坯料的“单纯的锥形管”。之后，一边控制所述的轴推压位移，或抽向推压力，一边通过压破所述“单纯的锥形管”的一端部，或两端部而形成保持部。在图5所示的异形毛管TP2中，在两端部形成有保持部TP2a、TP2b。

接着，设于大径端侧的密封工具14，和设于管端保持金属模侧(即小径端侧)的密封工具13，分别与上下的金属模主体11a、11b和上下的管端保持金属模12a、12b抵接，一边维持密封性，一边通过注入孔14a向所述异形毛管TP2的内部注入加工液。

液压胀形加工中，对异形毛管TP2负荷内压，同时前端部插入管端保持金属模12的密封工具13向轴向移动，所述管端保持金属模12，对抗于从所述弹性部15施加的推力而移动。

据此，上下的管端保持金属模12a、12b的前端，从图5(a)所示的加工前的A点，移动到成为加工后的A’点的位置，由金属模主体11a、11b，管端保持金属模12a、12b和密封工具13、14构成的内部空间，变更成与图5(b)所示的液压胀形加工品PT3的形状一致。

在“第一加工装置”中，因为加工液的注入后，通过弹性构件15的作用能够确保密封性，所以从上下的金属模主体11a、11b和异形毛管TP2之间，或者上下的管端保持金属模12a、12b和异形毛管TP2之间，没有加工液泄漏。

图6所示的“第一加工装置”，是从大径端侧进行轴推压加工的液压胀形加工装置，设于大径端侧的密封工具14可以移动，上下的管端保持金属模12a、12b配置于大径端侧。图6所示的管端保持金属模12，如所述图5所示，不是收容、配置于金属模主体11的端面内部的结构，而是并排设于金属模主体11的端面的结构，但在液压胀形加工时，能够发挥同样的作用效果。

图7、图8是说明作为本发明的液压胀形加工装置，“第二加工装置”的结构的图。其中图8(a)表示，成形具有保持部和平行部的异形毛管的液压胀形加工前的截面结构，同图(b)表示液压胀形加工结束后的截面结构。

“第二加工装置”，是采用在一端侧形成保持部，在另一方侧侧形成平行部的异形毛管，从两端侧进行轴推压加工的液压胀形加工装置，在图8所示的装置结构中，在小径端侧设有保持部TP2a，在大径端侧设有平行部TP2c。

为此，所述图5所示的“第一加工装置”的结构中，在一对金属模主体11的大径端侧，与异形毛管TP2的平行部TP2c接近的端部内面，和对应此端部内部的密封工具21的外面，分别设有平行部11c、21c。

作为具体的“第二加工装置”的结构，设于小径端侧的密封工具13的构成，是在上下的管端保持金属模12a、12b之间插入其前端部。此外，由此密封工具13和上下的管端保持金属模12a、12b，夹着异形毛管TP2的小径端侧的保持部TP2a来密闭。

相对于此，设于大径端侧的密封工具21，构成为在与上下的金属模主体11a、11b的大径端侧的端部之间，插入其前端部。由此密封工具13和上下的金属模主体11a、11b，夹着异形毛管TP2的大径端侧的平行部TP2c来密闭，如此，在一对属模主体11a、11b的端部内面，和对应此端部内部的密封工具21的外面，分别设有平行部11c、21c。

此密封工具21的外面的平行部21c，在轴推压时从内面拘束毛管，发挥可以达成平滑的变形的作用。此外，在此密封工具21的轴中心位置，设有加工液的注入孔21a。

那么，如前述可以采用“第一加工装置”制造异形毛管TP2，同样也可以采用“第二加工装置”制造异形毛管TP2。

图7是表示将作为起始材料的“单纯的锥形管”，设置于“第二加工装置”的金属模主体的截面结构的图。制造异形毛管时，如图7所示，将作为本发明的异形毛管TP2的坯料的“单纯的锥形管TP1”，设置于作为“第二加工装置”的液压胀形加工装置的上下的金属模主体11a、11b，和上下的管端保持金属模12a、12b内。

接着，使密封工具13和密封工具21在轴向移动，在被上下的管端保持金属模12a、12b和密封工具13挟持的“单纯的锥形管TP1”的小径端侧的端部，形成保持部TP2a，在被上下的金属模主体11a、11b和密封工具21挟持的“单纯的锥形管TP1”的大径端侧的端部，形成平行部TP2c。通过此前加工，形成供于液压胀形加工用的异形毛管TP2。

形成液压胀形加工用的异形毛管TP2后，如所述图8(a)所示，与从当初在“第二加工装置”中采用异形毛管TP2的情况相同，使加工液的内压上升，同时再使密封工具13、21在轴向移动，实施液压胀形加工，最终如图8(b)所示，能够得到液压胀形加工品TP3。

如此，采用“第二加工装置”进行液压胀形加工时，即使是形成了平行部的端部，也可以由简易的构造进行轴推压。其结果，所得到的液压胀形加工品TP3，能够获得在现有的扩管率以上的大的扩管率。

还有，即使不从形成了平行部的端部侧进行轴推压时，由于在异形毛管的端部形成平行部，也能够使液压胀形加工中的密封必提高。同样，不从形成了保持部的端部侧进行轴推压加工时，也能够使液压胀形中的密封性提高。

图9是说明作为本发明的液压胀形加工装置，“第二加工装置”其他的结构的图，同图(a)表示成形异形毛管的液压胀形加工前的截面结构，(b)表示液压现存形加工结束后的截面结构。

图9所示的“第二加工装置”，在大径端侧设有保持部TP2b，在小径端侧设有平行部TP2c，使设于大径端侧的密封工具14可移动，上下的管端保持金属模12a、12b配置于大径端侧。

在图9所示的“第二加工装置”中，使其成为在小径端侧设置平行部TP2c而进行轴推压的构造，不过如所述图8所示，与在大径端侧设置平行部TP2c而进行轴推压的情况相比，密封工具21的移动平滑，可进行稳定的轴推压。

另外，图9所示的管端保持金属模12，不是收容、配置于金属模主体11的端面内部的结构，而是并排设于金属模11的端面的结构，但是在液压胀形加工时，发挥着同样的作用效果。

图10是说明作为本发明的液压胀形加工装置，“第三加工装置”其他的结构的图。在同图所示的装置结构中，上下的金属模主体11a、11b的两侧的端部，分别配置上下的管端保持金属模12a、12b。

“第三加工装置”，是采用在两端侧形成保持部的异形毛管，从两端侧进行轴推压加工的液压胀形加工装置。为此，在一对金属模主体11a、11b的两端部配置有上下的管端保持金属模12a、12b，为了与此管端保持金属模12a、12b保持异形毛管的两端部的保持部TP2a、TP2b，在管端保持金属模12a、12b设置有前端部被插入的密封工具13、14。

然后，采用“第三加工装置”进行液压胀形加工时，除了从金属模主体11的两侧进行轴推压加工外，均与采用“第一加工装置”进行液压胀形加工的情况相同。

图11是说明作为本发明的液压胀形加工装置，“第四加工装置”其他的结构的图，表示相当于所述“第一和第二加工装置”的实施方式的装置结构。

图11所示的“第四加工装置”构成为：在向所述图5所示的“第一加工装置”中的上下的管端保持金属模12a、12b施加推力的弹性构件15与在所述上下的金属模主体11a、11b之间，顺序配置了向一组的上下的中间保持金属模16a、16b和此上下的中间保持金属模16a、16b施加推力的弹性构件15。

采用“第四加工装置”进行液压胀形加工时，在加工前，上下的管端保持金属模12a、12b的前端位于图11所示的A点，上下的中间保持金属模16a、16b的前端位于同图所示的B点。

在液压胀形加工后，上下的管端保持金属模12a、12b的前端位于图11所示的A’点，同样，上下的中间保持金属模16a、16b的前端位于同图所示的B’点。

为此，由上下的金属模主体11a、11b，管端保持金属模12a、12b，中间保持金属模16a、16b，管端保持金属模侧密封工具13，金属模主体侧密封工具14所形成的内部空间，液压胀形加工前与液压胀形加工后相比，仅变大相当于轴向的A～A’，和B～B’的距离。

采用“第四加工装置”进行液压胀形加工时，可以采用预先制造的异形毛管TP2，或者也可以在进行液压胀形加工前，采用“第四加工装置”制造异形毛管TP2后，再进行液压胀形加工。

为了采用“第四加工装置”制造供于液压胀形加工的异形毛管TP2，在上下的金属模主体11a、11b，管端保持金属模12a、12b和中间保持金属模16a、16b内，设置成为异形毛管TP2的坯料的“单纯的锥形管”。

之后，控制所述的轴推压位移，或抽向推压力，同时以密封工具13、14对“单纯的锥形管”的两端部实施压破加工，得到两端形成了保持部TP2a、TP2b的异形毛管TP2。密封此异形毛管TP2的保持部TP2a、TP2b后，通过注入孔14a，向所述异形毛管TP2中注入加工液。

液压胀形加工中，对异形毛管TP2负荷内压，同时随着密封工具13向轴向的移动，上下的管端保持金属模12a、12b和上下的中间保持金属模16a、16b抵抗推力而移动。

随之而来的，上下的管端保持金属模12a、12b和上下的中间保持金属模16a、16b的前端，移动至与液压胀形加工品PT3的形状一致的、位于图11所示的A’和B’点，向异形毛管TP2实施内压负荷和轴推压加工。

所述图5～图11所示的装置结构，例示了本发明的液压胀形加工装置的具体的方式，而本发明的液压胀形加工装置，并不限定于这些形状。另外，金属模主体的形状也是作为比较简单的形状，不过当然，即使是通常的汽车零件所代表的三维的复杂的形状也能够适用。

另外，在上述的说明中，是说明作为异形毛管TP2的坯料，使用“单纯的锥形管”的情况，但本发明不限定于此，也能够把实施弯曲加工和预成形(preform)加工而加工为弯曲的，或通过压片加工加工成偏平的锥形管，作为异形毛管TP2的坯料。

另外，在所述图11所示的装置结构中，上下的中间保持金属模16a、16b显示与异形毛管TP2相接，但上下的中间保持金属模16a、16b不一定需要与异形毛管TP2相接，也可以具有任意的母线形状。

另外，在所述图5～图11所示的装置结构中，将密封工具13、14、21的前端形状作为单纯的圆锥梯形而显示，但并不一定限定于这种形状，也能够采用在圆锥梯面具有梯级的形状，和并用基于O型环的内面密封和端面密封的形状。

工业上的利用的可能性

本发明的液压胀形加工用异形毛管，具有从轴向的一端到另一端外径逐渐增加或减少的周长，并且至少在一端侧，朝向该一端侧的管端面而形成所述周长增加的保持部，此外，能够在未形成保持部的端侧形成平行部。在采用了此异形毛管的加工装置、加工方法中，即使在采用轴向截面形状有很大变化的异形毛管的情况下，也可以从管端向轴向进行推压加工。由此，在实施了液压胀形加工的液压胀形加工品中，可以得到在现有的扩管率以上的大的扩管率，能够作为汽车用，更广泛地作为工业机械用而应用。

Claims

1、一种液压胀形加工用异形毛管，供于伴随向轴向作用的轴推压加工的液压胀形加工，其特征在于，

具有从轴向的一端至另一端外径逐渐增加或减少的周长，在至少一端侧，朝向该一端侧的管端面形成所述周长增加的保持部，

其中，在大径端侧形成所述保持部时，该保持部的周长增加比例与毛管主体部的周长增加比例相比大。

2、根据权利要求1所述的液压胀形加工用异形毛管，其特征在于，

当所述保持部形成于该一端侧而在另一端侧未形成时，在该另一端侧形成平行部。

3、一种液压胀形加工装置，其特征在于，是采用权利要求1所述的异形毛管，从形成了所述保持部的该一端侧进行轴推压加工的液压胀形加工装置，具有：

一对金属模主体；

一对管端保持金属模，其配置于该金属模主体的该一端侧；

第一密封工具，为了与该管端保持金属模保持所述异形毛管的该一端侧的端部，其将前端部插入所述管端保持金属模；

第二密封工具，为了与所述金属模主体保持异形毛管的该另一端侧的端部，其将前端部插入所述金属模主体；

弹性构件，其设于所述金属模主体和所述管端保持金属模之间，至少加工液注入后，向所述管端保持金属模施加与金属模主体的端部相对的推力，

在所述第一和第二密封工具的任一个上都设有加工液的注入孔，

在液压胀形加工中，随着保持所述异形毛管的该一端侧的端部的第一密封工具向轴向的移动，所述管端保持金属模抵抗所述弹性构件的推力而移动。

4、一种液压胀形加工装置，其特征在于，是采用权利要求2所述的异形毛管，从至少该一端侧进行轴推压加工的液压胀形加工装置，具有：

一对金属模主体；

一对管端保持金属模，其配置于该金属模主体的该一端侧；

第二密封工具，在与所述金属模主体的所述异形毛管的平行部对应的该另一端侧的端部内面设置平行部，为了与该金属模主体的平行部保持所述异形毛管的该另一端侧的端部，其在与所述异形毛管的平行部对应的外面设置平行部，并将其前端部插入所述金属模主体；

液压胀形加工中，至少保持所述异形毛管的该一端侧的端部的第一密封工具向轴向移动，随着保持所述异形毛管的该一端侧的端部的密封工具的移动，所述管端保持金属模抵抗所述弹性构件的推力而移动。

5、一种液压胀形加工装置，其特征在于，是采用在两端侧形成所述保持部的权利要求1所述的异形毛管，从两端侧进行轴推压加工的液压胀形加工装置，具有：

一对金属模主体；

一对管端保持金属模，其分别配置于该金属模主体的该一端侧和该另一端侧的两端部；

密封工具，其为了与这些的该管端保持金属模保持所述异形毛管的该一端侧和该另一端侧而配置于两端部，将前端部插入各个的所述管端保持金属模；

弹性构件，其设于所述金属模主体和配置于两端部的所述管端保持金属模之间，至少在加工液注入后，向各个的所述管端保持金属模实施与金属模主体的端部相对的推力，

在所述密封工具的任一个上都设有加工液的注入孔，

液压胀形加工中，随着配置于两端部的所述密封工具向轴向的移动，各个的所述管端保持金属模抵抗所述弹性构件的推力而移动。

6、根据权利要求3～5中任一项所述的液压胀形加工装置，其特征在于，

在向所述一对管端保持金属模施加推力的所述弹性构件和所述一对金属模主体之间，顺序设置了至少一组的一对中间保持金属模、和向这些一对中间保持金属模施加推力的弹性构件。

7、一种液压胀形加工方法，其特征在于，

使用权利要求3～6中任一项所述的液压胀形加工装置，将具有从轴向的一端至另一端外径逐渐增加或减少的周长，在至少一端侧，朝向该一端侧的管端面形成所述周长增加的保持部的液压胀形加工用异形毛管，设置于所述的液压胀形加工装置的金属模内后，对所述异形毛管实施组合了内压负荷和轴推压的液压胀形加工，

其中，在所述异形毛管的大径端侧形成所述保持部时，该保持部的周长增加比例与毛管主体部的周长增加比例相比大。

8、一种液压胀形加工方法，其特征在于，

使用权利要求3～6中任一项所述的液压胀形加工装置，制造具有从轴向的一端至另一端外径逐渐增加或减少的周长，在至少一端侧，朝向该一端侧的管端面形成所述周长增加的保持部的液压胀形加工用异形毛管之后，对所述异形毛管实施组合了内压负荷和轴推压的液压胀形加工，

9、一种液压胀形加工品，其特征在于，

使用权利要求3～6中任一项所述的液压胀形加工装置，将具有从轴向的一端至另一端外径逐渐增加或减少的周长，在至少一端侧，朝向该一端侧的管端面形成所述周长增加的保持部的液压胀形加工用异形毛管，设置于所述的液压胀形加工装置的金属模内，通过组合了内压负荷和轴推压的液压加工而成形，

10、一种液压胀形加工品，其特征在于，

使用权利要求3～6中任一项所述的液压胀形加工装置，“单纯的锥形管”被设置于所述的液压胀形加工装置的金属模内，制造具有从轴向的一端至另一端外径逐渐增加或减少的周长，在至少一端侧，朝向该一端侧的管端面形成所述周长增加的保持部的液压胀形加工用异形毛管后，通过组合了内压负荷和轴推压的液压加工而成形，