CN101134218A - 管材成型装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种管材成型装置及方法。该成型装置，是与一个气压源连接，并包含一个模具，以及一个加热单元，该模具具有一个第一模仁、一个第二模仁、一个模穴，及一个连通该模穴的进气孔，借由该加热单元将该模具加热至一预定温度，并将一支待加工的中空金属管封置于该模穴内，该金属管因此也同时被加热，再将该气压源经由该进气孔连通该模穴，以进行该金属管的热吹塑成型。管材成型方法，其包含以下步骤：制备一具有一个模穴的模具；将该模具加热至一预定温度；将一支中空金属管封设于该模穴内；将一个气压源连通该模穴使该金属管成型；以及取出加工完成的该金属管成品。借此，可以缩短该金属管的成型时间，对于成型外观复杂的金属管也可快速成型。

Description

管材成型装置及方法

技术领城

本发明涉及一种金属管材的加工，特别是涉及一种可以缩短金属管的成型时间，对于成型外观复杂的金属管也可快速成型的管材成型装置及方法。

背景技术

现有用于产品外型上的金属管材或是需要组接作用的金属管材，在功能与美观的考量下，会在管体设计时，加工该管体使其管径多呈一渐缩、渐扩或管径呈不规则的变化。但是，若该管体的材质是采用强度较高的金属材质，该管体成型的难度也相对较高，而一般成型该管体的方式大多是采用一个或多个模具搭配一组油压设备，对一支管径均匀的金属管素材进行多次的挤压、冲压或锻造，以使该管体的管径产生变化而达成功能或美观的需求，惟，该成型的过程相当麻烦且费时。

由此可见，现有的管材成型装置及方法在产品结构、成型方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的管材成型装置及方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的管材成型装置及成型方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及其专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的管材成型装置及方法，能够改进一般现有的管材成型装置及成型方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的管材成型方法存在的缺陷，而提供一种新的可以快速对一支金属管进行成型加工的管材成型方法，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的管材成型装置存在的缺陷，而提供一种可以快速对该金属管进行成型加工的管材成型装置，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种管材成型方法，其包含以下步骤：制备一具有一个模穴的模具；将该模具加热至一预定温度；将一支中空金属管封设于该模穴内；将一个气压源连通该模穴使该金属管成型；以及取出加工完成的该金属管成品。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的管材成型方法，其中所述的模具更具有一个第一模仁、一个第二模仁，及一个连通该模穴的进气孔，该第二模仁可相对该第一模仁沿一轴线进行开模与合模动作，且该模穴是由该第二模仁与该第一模仁共同界定出。

前述的管材成型方法，其中将该模具加热至该预定温度前，该第二模仁是相对该第一模仁靠近合模。

前述的管材成型方法，其中将该中空金属管封设于该模穴内前，该第二模仁是相对该第一模仁远离开模。

前述的管材成型方法，其中将该气压源连通该模穴使该金属管成型之前，该第二模仁是相对该第一模仁靠近合模。

前述的管材成型方法，其中所述的气压源是经由该进气孔连通该模穴。

前述的管材成型方法，其中取出加工完成的该金属管成品前，该第二模仁是相对该第一模仁远离开模。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种管材成型装置，是与一个气压源连接，该装置包含：一个模具，该模具具有一个第一模仁、一个第二模仁、一个模穴，及一个连通该模穴的进气孔，该第一模仁具有一个第一塑形面，该第二模仁是可沿一轴线相对该第一模仁在一第一位置与一第二位置之间移动，并具有一个与该第一塑形面呈相对的第二塑形面，在该第一位置时，该第二模仁是远离该第一模仁，在该第二位置时，由该第一、二模仁共同界定出该模穴，且该气压源是经由该进气孔连通该模穴；以及一个加热单元，该加热单元是与该第一、二模仁连接而可对该第一、二模仁加热。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的管材成型装置，该管材成型装置还包含一个机座、一个驱动单元，以及一个设置于该机座上的吹塑单元，该模具更具有一个设置于该机座上的第一模体，及一个与该第一模体相对设置的第二模体，该第一模体具有该第一模仁及一个第一模座，该第一模座是远离该第二模仁且与该第一模仁连接而连动，该第二模体具有该第二模仁及一个第二模座，该第二模座是远离该第一模仁且与该第二模仁连接而连动，该进气孔是由该第一、二模仁共同界定出  该驱动单元具有一个与该第二模座连接的油压缸该吹塑单元是与该压力源连接，并具有一个吹气头、一个连接该吹气头与该压力源的压力导管，及一个连接该压力导管而位于该吹气头与该压力源之间的压力调节阀，在该第二位置时，该吹气头是封闭该进气孔而使该模穴与该气压源连通。

前述的管材成型装置，其中所述的模具更具有一个连通该模穴且被该第一、二模仁共同界定出的开孔，使该管材成型装置适用于一支具有二个端孔的中空金属管，该模具的开孔、该进气孔是分别对应该金属管的该二端孔，该成型装置还包含一个封闭单元，该封闭单元具有一个驱动件，及一个与该驱动件连接且被该驱动件带动的封闭件，在该第二位置时，该封闭件是封闭该开孔。

前述的管材成型装置，其中该管材成型装置还包含一个温度控制器，及一个与该温度控制器电连接的温度回馈单元，该加热单元具有数个分别设置于该第一模座与该第一模仁之间、该第二模座与该第二模仁之间的加热组，所述的加热组分别与该温度控制器电连接，每一个加热组具有数个加热件。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到上述目的，本发明提供了一种管材成型装置及方法。该成型装置是与一个气压源连接，该成型装置包含一个模具，及一个加热单元。该模具具有一个第一模仁、一个第二模仁、一个模穴，及一个连通该模穴的进气孔。该第一模仁具有一个第一塑形面，该第二模仁是可沿一轴线相对该第一模仁在一第一位置与一第二位置之间移动，并具有一个与该第一塑形面呈相对的第二塑形面，在该第一位置时，该第二模仁是远离该第一模仁，在该第二位置时，该气压源可经由该进气孔连通该模穴。该加热单元是与该第一、二模仁连接而可对该第一、二模仁加热。该成型方法包含：制备一个具有一个模穴的模具；将该模具加热至一预定温度；将一支中空金属管封设于该模穴内；将一个气压源连通该模穴使该金属管成型；以及取出加工完成的该金属管成品。

借由上述技术方案，本发明管材成型装置及方法至少具有下列优点及有益效果：该加热单元对该模具加热，并将该气压源连通该模穴，使该金属管可以快速地被热吹塑而成型于该第一、二模仁之间。

综上所述，本发明是有关于一种管材成型装置及方法。该成型装置是与一个气压源连接，并包含一个模具，以及一个加热单元，该模具具有一个第一模仁、一个第二模仁、一个模穴，及一个连通该模穴的进气孔，借由该加热单元将该模具加热至一预定温度，并将一支待加工的中空金属管封置于该模穴内，该金属管因此也同时被加热，再将该气压源经由该进气孔连通该模穴，以进行该金属管的热吹塑成型，借此可以缩短该金属管的成型时间，对于成型外观复杂的金属管也可快速成型。因此，本发明的管材成型方法可以快速对一支金属管进行成型加工，本发明的管材成型装置可以快速对该金属管进行成型加工。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构、成型方法或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的管材成型装置及成型方法具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是一说明本发明的管材成型方法的一较佳实施例的流程图。

图2是本发明的管材成型装置一较佳实施例的一侧视图，说明一第二模仁是位于一第一位置。

图3是本发明该较佳实施例的一侧视图。

图4是图3中4-4剖面线的剖视示意图，说明一支金属管是位于一第一、二模仁之间。

图5是本发明该较佳实施例的一侧视图，说明该第二模仁是位于一第二位置且该金属管被一高压气体进行热吹塑成型而扩张。

图6是图5中6-6剖面线的剖视示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的管材成型装置及方法其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图2与图3所示，图2是本发明的管材成型装置一较佳实施例的一侧视图，说明一第二模仁是位于一第一位置，图3是本发明该较佳实施例的一侧视图。本发明的管材成型方法的较佳实施例，是使用一个管材成型装置1对一支中空金属管80进行热吹塑加工成型，以完成该金属管80的成型。

上述的金属管80，是一支待加工成型的管件，且已裁切成一预定的长度，一般较常利用的材质为铝、铁、铜或是铝合金等类型，该金属管80具有一个中空容室81、一个围绕该中空容室81的围绕壁82，及连通该中空容室81的一个第一、二端孔83、84。

上述的管材成型装置1，是与一个气压源100连接，该成型装置1包含一个机座10、一个模具20、一个驱动单元30、一个加热单元40、一个温度控制器50、一个温度回馈单元(图中未示)、一个封闭单元60，及一个吹塑单元70。

上述的模具20，具有一个固定于该机座10上的第一模体21、一个可被该驱动单元30驱动的第二模体22、一个模穴23、一个进气孔24，及一个开孔25。

该第一模体21，具有一个固定于该机座10上的第一模座211，及一个与该第一模座211连接且一体连动的第一模仁212，该第一模仁212具有一个第一塑形面213。该第二模体22是与该第一模体21相对，并具有一个远离该第一模仁212的第二模座221，及一个与该第二模座221连接一体连动的第二模仁222，该第二模仁222具有一个与该第一模仁212相对的第二塑形面223。

该模穴23，是由该第一、二模仁212、222共同界定出；

该进气孔24，是连通该模穴23；

该开孔25，也是连通该模穴23，而该进气孔24、该开孔25均是由该第一、二模仁212、222共同界定出。

该金属管80，是可移除地封设于该模穴23内而位于该第一、二模仁212、222之间，且该进气孔24、开孔25分别对应该金属管80的第一、二端孔83、84。

该驱动单元30，具有一个与该第二模座221连接的油压缸31，该油压缸31可驱动该第二模体22沿一轴线L移动，使该第二模仁222相对该第一模仁212在一第一位置(如图2所示)与一第二位置(如图5所示)之间移动。在本实施例中，该第一模体21是固定于该机座10上的一个下模，该第二模体22是一个可被该驱动单元30带动沿该轴线L移动的上模。

该加热单元40，具有数个分别设置于该第一模座211与该第一模仁212之间、该第二模座221与该第二模仁222之间的加热组41，是可分别用来将该第一、二模仁212、222加热，每一个加热组41具有数个加热件411。

该温度控制器50，是与所述加热组41电连接，可用来分别控制每一个加热组41的温度，使该第一、二塑形面213、223在不同的位置具有不同的温度。该温度回馈单元是与该温度控制器50电连接，可侦测该第一、二模仁212、222不同位置的温度并回馈至该温度控制器50。

本实施例中，该金属管80的材质是铝，该温度控制器50控制该加热单元40对该第一、二模仁212、222进行加热时，加热的温度约为摄氏350度至380度，然而当该金属管80的厚度改变或是该金属管80的材质更换成为其它金属材质时，该加热温度需要变更调整。

该封闭单元60，是用来将该模具20的开孔25封闭，并具有一个封闭件61及一个驱动件62，该封闭件61是可将该模具20的开孔25封闭，该驱动件62是与该封闭件61连接，且可带动该封闭件61朝该模具20的开孔25靠近。在本实施例中，该模具20的开孔25是对应该金属管80的第二端孔84，因此，当该封闭件61封闭该模具20的开孔25时，该金属管80的第二端孔84也同时被封闭。

该吹塑单元70，是与该压力源100连接，并具有一个吹气头71、一个连接该吹气头71与该压力源100的压力导管72，及一个连接该压力导管72而位于该吹气头71与该压力源100之间的压力调节阀73。

该压力源100，压力源100的一高压气体可经由该压力导管72、该压力调节阀73、该吹气头71、该模具20的进气孔24，及该金属管80的第一端孔83导入该模穴23而充满该金属管80的中空容室81内，而成为该金属管80的内压，该压力调节阀73是用来调节与控制进入该中空容室81内的气体压力。

在该第一位置时，该第二模仁222是远离该第一模仁212，在该第二位置时，该第二模仁222是靠近该第一模仁212且该金属管80的围绕壁82经由该第一、二塑形面213、223，被加热至一预定温度T，该封闭件61是封闭该模具20的开孔25，该气压源100的高压气体导入该模穴24并充满该中空容室81，使已加热至该预定温度T的该围绕壁82被该第一、二塑形面213、223限位而塑形。该预定温度T是指该金属管80被加热软化后可进行热吹塑成型的一成型温度。

请参阅图1、图2、图3所示，图1是一说明本发明的管材成型方法的一较佳实施例的流程图。利用上述的管材成型装置1，本发明的管材成型方法，包含以下步骤：

步骤一：制备与该气压源100连接的该管材成型装置1。

步骤二：借由该驱动单元30，驱使该第二模仁222相对该第一模仁212靠近合模。

步骤三：该加热单元40将该第一、二模仁212、222加热至该预定温度T。

步骤四：借由该驱动单元30，驱使该第二模仁222相对该第一模仁212远离开模。

步骤五：将该金属管80置放于该模穴23内，而位于该第一、二模仁212、222之间，此时，该第一、二端孔83、84分别对应该进气孔24、该开孔25。

步骤六：借由该驱动单元30，驱使该第二模仁222相对该第一模仁212靠近合模后，该金属管80的围绕壁82是与该第一、二塑形面213、223是呈部份地接触，且该第一、二模仁212、222经由该第一、二塑形面213、223将热传导至该围绕壁82，使该围绕壁82升温。

步骤七：该封闭单元60的驱动件62带动该封闭件61，朝向该将该模穴20的开孔25靠近，并且将该开孔25封闭，该金属管80的第二端孔84也同时被封闭。

步骤八：请参阅图1、图3、图4所示，图4是图3中4-4剖面线的剖视示意图，说明一支金属管是位于一第一、二模仁之间。该吹气头71朝向该模具20的进气孔24靠近且将该进气孔24封闭，该金属管80的第一端孔83也同时被封闭，接着，使该气压源100内的该高压气体经由压力导管72、该压力调节阀73、该吹气头71，及该进气孔24导入该模具20的模穴23内，并经由该金属管80的第一端孔83进入且充满该中空容室81，以进行该金属管80的热吹塑成型。请参阅图1、图5、图6所示，图5是本发明该较佳实施例的一侧视图，说明该第二模仁是位于一第二位置且该金属管被一高压气体进行热吹塑成型而扩张，图6是图5中6-6剖面线剖视示意图。由于该金属管80被该第一、二模仁212、222加热至该预定温度T，该围绕壁82已呈软化状态，该高压气体在该中空容室81内将使软化的该围绕壁82沿径向方向扩张而变形，直到该围绕壁82被第一、二塑形面213、223限位而塑形。

步骤九：如图1、图2、图3所示，切断该模穴23与该气压源100的连通，且该封闭件61、该吹气头71分别远离该开孔25、该进气孔24。

步骤十：开模并取出已加工完成的该金属管80。

步骤十一：放入一支待加工的金属管80，且重复步骤五至步骤十。

值得说明的是：

一、请参阅图2、图5所示，若该金属管80不同部位成型加工的变形量不同时，该第一、二模仁212、222对应该金属管80不同部位，该温度控制器50可以设定不同的加热温度，也就是说，对于该金属管80需要大变形量的一个大变形部85，该第一、二模仁212、222对应该大变形部85加热温度较高，对于该金属管80需要小变形量的一个小变形部86，则该第一、二模仁212、222对应该小变形部86加热温度较低。

二、本发明的该管材成型装置及方法，可借由自动化的程序，以一组控制系统(图中未示)控制该驱动单元30、该加热单元40、该温度控制器50、该封闭单元60及该吹塑单元70的动作顺序，并使用一组机器手臂(图中未示)进行该金属管80的放置与拿取，而可达成生产线的自动化。

经由以上的说明，可以将本发明的优点归纳如下：该加热单元40对该第一、二模仁212、222进行加热，使位于该第一、二模仁212、222之间的该金属管80温度上升至该预定温度T，再将该高压气体导入该模具20的模穴23内，且充满该金属管80的中空容室81内而进行热吹塑成型，所以，纵使该金属管80的外观复杂，热吹塑成型一次就可完成，成型的速度快。

归纳上述，本发明的管材成型装置及方法，是将该模具20加热至该预定温度T，且将该金属管80置于该模具20的模穴23内，并将该高压气体导入该模穴23而充满该金属管80之中空容室81内，以进行热吹塑成型，可使加工成型一次完成，所以确实能达到发明的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种管材成型方法，其特征在于其包含以下步骤：

制备一具有一个模穴的模具；

将该模具加热至一预定温度；

将一支中空金属管封设于该模穴内；

将一个气压源连通该模穴使该金属管成型；以及

取出加工完成的该金属管成品。

2.根据权利要求1所述的管材成型方法，其特征在于其中所述的模具更具有一个第一模仁、一个第二模仁，及一个连通该模穴的进气孔，该第二模仁可相对该第一模仁沿一轴线进行开模与合模动作，且该模穴是由该第二模仁与该第一模仁共同界定出。

3.根据权利要求2所述的管材成型方法，其特征在于其中将该模具加热至该预定温度前，该第二模仁是相对该第一模仁靠近合模。

4.根据权利要求2所述的管材成型方法，其特征在于其中将该中空金属管封设于该模穴内前，该第二模仁是相对该第一模仁远离开模。

5.根据权利要求2所述的管材成型方法，其特征在于其中将该气压源连通该模穴使该金属管成型前，该第二模仁是相对该第一模仁靠近合模。

6.根据权利要求2所述的管材成型方法，其特征在于其中所述的气压源是经由该进气孔连通该模穴。

7.根据权利要求2所述的管材成型方法，其特征在于其中取出加工完成的该金属管成品前，该第二模仁是相对该第一模仁远离开模。

8.一种管材成型装置，是与一个气压源连接，其特征在于该装置包含：

一个模具，该模具具有一个第一模仁、一个第二模仁、一个模穴，及一个连通该模穴的进气孔，该第一模仁具有一个第一塑形面，该第二模仁是可沿一轴线相对该第一模仁在一第一位置与一第二位置之间移动，并具有一个与该第一塑形面呈相对的第二塑形面，在该第一位置时，该第二模仁是远离该第一模仁，在该第二位置时，由该第一、二模仁共同界定出该模穴，且该气压源是经由该进气孔连通该模穴；以及

一个加热单元，该加热单元是与该第一、二模仁连接而可对该第一、二模仁加热。

9.根据权利要求8所述的管材成型装置，其特征在于其中该管材成型装置还包含一个机座、一个驱动单元，以及一个设置于该机座上的吹塑单元，该模具更具有一个设置于该机座上的第一模体，及一个与该第一模体相对设置的第二模体，该第一模体具有该第一模仁及一个第一模座，该第一模座是远离该第二模仁且与该第一模仁连接而连动，该第二模体具有该第二模仁及一个第二模座，该第二模座是远离该第一模仁且与该第二模仁连接而连动，该进气孔是由该第一、二模仁共同界定出，该驱动单元具有一个与该第二模座连接的油压缸，该吹塑单元是与该压力源连接，并具有一个吹气头、一个连接该吹气头与该压力源的压力导管，及一个连接该压力导管而位于该吹气头与该压力源之间的压力调节阀，在该第二位置时，该吹气头是封闭该进气孔而使该模穴与该气压源连通。

10.根据权利要求9所述的管材成型装置，其特征在于其中所述的模具更具有一个连通该模穴且被该第一、二模仁共同界定出的开孔，使该管材成型装置适用于一支具有二个端孔的中空金属管，该模具的开孔、该进气孔是分别对应该金属管的该二端孔，该成型装置还包含一个封闭单元，该封闭单元具有一个驱动件，及一个与该驱动件连接且被该驱动件带动的封闭件，在该第二位置时，该封闭件是封闭该开孔。

11.根据权利要求9所述的管材成型装置，其特征在于其中该管材成型装置还包含一个温度控制器，及一个与该温度控制器电连接的温度回馈单元，该加热单元具有数个分别设置于该第一模座与该第一模仁之间、该第二模座与该第二模仁之间的加热组，所述的加热组分别与该温度控制器电连接，每一个加热组具有数个加热件。

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