CN101274344B - 液压成形环形管状结构的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于液压成形诸如车辆主体的门孔的环形管状结构的方法。该方法包括提供具有中空密封内部的环形管状坯体；在液压成形模腔内捕获该环形管状坯体；用中空的冲头冲孔该环形管状坯体；以及将加压流体通过中空冲头引入中空密封内部，从而膨胀该管状结构以与液压成形模腔的形状相符，从而液压成形该环形管状结构。

Description

液压成形环形管状结构的方法
技术领域
本发明涉及一种液压成形环形管状结构的方法。
背景技术
在机动车辆的制造过程中，液压成形诸如顶梁和车架梁的管状结构是已知的，所述管状结构由具有开口端的长管制成。长管被液压成形模的模腔捕获，应用密封件以密封管的开口端，且通过管密封件引入加压流体以将管膨胀成由模腔限定的形状。
希望实现关于该类型的环形结构的制造和液压成形的改进，该类型环形结构用于车辆主体，例如散热器支架、发动机托架、以及用于侧门和后备箱盖的门孔。
发明内容
提供一种用于液压成形诸如车辆主体的门孔的环形管状结构的方法。该方法包括提供具有中空密封内部的环形管状坯体；在液压成形模腔内捕获该环形管状坯体；用中空的冲头对该环形管状坯体冲孔；以及将加压流体通过中空的冲头引入中空密封内部，以膨胀该管状结构而与液压成形模腔的形状相符且因此液压成形该环形管状结构。
本发明的进一步应用领域从其后提供的详细说明将变得显而易见。应当理解的是，详细说明和具体示例，虽然阐述了本发明的示范性实施例，仅用于说明的目的而不打算限定本发明的范围。
附图说明
根据详细说明和附图本发明将更完全地理解，其中：
图1是显示已经被弯曲成U形的两个管的俯视图；
图2是类似于图1的图，但显示两个管的端部焊接在一起形成环形管状结构；
图3是类似于图1和2的图，但显示该环形管状结构已经被一定程度地挤压；
图4是类似于图1的图，但显示环形管状结构放置在液压成形模内且通过中空的冲头冲孔；
图5是类似于图2的图，但显示四个管通过搭接连接接合在一起形成环形管状结构；和
图6是类似于图2的图，但显示单个管弯曲形成环形管状结构。
具体实施方式
某些示范性实施例的以下说明性质上是示范性的，且并不打算限定本发明及其应用或用途。
参考图1，第一管10和第二管12是常规的直长管，其已经被弯曲成U形。第一管10的第一端16与第二管12的第一端18对准。第一管10的第二端22与第二管12的第二端24对准。管10和12可以为圆形、方形、椭圆形或其它截面形状。在图1的示例中，第一管10是圆形且具有比第二管12更小的直径，第一管10的端部已经通过膨胀或用模扩口使得第一管10的第一端16和第二端22与第二管12的相应端18和24具有相同的截面尺寸和形状。应当理解的是，如果希望，管10和12能够由不同的材料制成或具有不同的厚度。
参考图2，可以看出，管10和12已经首尾相连地对准且接合在一起，此时已经应用焊接件28和30使得管10和12结成一体，从而形成矩形环形管状坯体，总体上以34标示，其具有中空密封内部36。
图3显示环形管状坯体34已经在35所示的某些区域预挤压，使得管状坯体34匹配于液压成形模的腔壁。该预挤压操作通过一对模或通过管弯曲辊进行，且根据特定产品的加工需要和所制造的特定环形结构的特定工具设计，在某些预选定的区域对管状坯体34的截面形状进行修正。在某些产品中，可能不需要该预挤压操作。
图4显示捕获在下液压成形模40的模腔38内的环形管状坯体34。上模(未示出)放置在下模40顶上，使得环形管状坯体34捕获在上模和下模40之间的适当位置。
第一冲头44可滑动地装配在下模40的钻孔45内且通过液压缸46致动，液压缸46将在孔45内推进并撤回冲头44。冲头44显示为从环形管状结构34撤回的位置。冲头44具有中空部47，中空部47通过软管50附接到泵48上。冲头44具有冲头面52和外密封表面54。
另一中空冲头58通过液压缸60致动且可滑动地装配在下模40的钻孔66内。冲头58显示为在它的延伸位置，其中冲头58的冲头面64已经穿过环形管状坯体34的壁而形成孔62。冲头58的外密封表面68与环形管状坯体34密封地接合，从而密封孔62。冲头58具有中空部72，中空部72与环形管状结构34的中空密封内部36连通。冲头的中空部72通过软管76连接到泵48上。
第三中空冲头84可滑动地装配在下模40内且通过液压缸86致动，液压缸86将推进并撤回中空冲头84。中空冲头84构造为类似于中空冲头44和58。冲头84显示为在它的推进位置，其中它已经冲孔且密封环形结构34内的孔。中空冲头84与中空密封内部36连通且连接到空气释放阀92或真空泵。
操作中，在环形坯体34已经捕获在液压成形模内之后，冲头44、58和84均被推进，以冲孔并密封环形管状结构34的壁内的孔。加压流体从泵48引导到环形管状坯体34的中空密封内部36内且取代空气，空气经由空气释放阀92释放。流体压力被增加到高水平，通常在5,000psi到25,000psi的范围内，以向外膨胀环形管状坯体34的壁从而精密地符合由液压成形模限定的腔38的形状。其后，流体从此时完成的环形管状结构排出，液压成形模打开，且完成的部件从模移出。
应当理解的是，致动冲头以冲孔且密封环形管状坯体34内的孔可以具有弯曲环形管状坯体34的壁的趋势。因此，如图4所示，冲头44和58位于环形管状坯体34的角部处，其中角部提供对弯曲的坚固的抵抗力。
参考图5，显示另一实施例，其中环形管状坯体100由四段管组装，包括管102、104、106和108。管102和104是直长管。管106和108也是直长管，但已经弯曲成图5所示的U形。管102和104的端部直径稍小于管106和108的端部直径，从而形成搭接连接，其中管以搭接连接滑动配合在一起且然后焊接形成环形管状结构100，其然后放置到液压成形模内。
图6显示另一实施例，其中单个长管112弯曲形成环形形状，且管112的端114和116然后焊接在一起，从而形成环形管状结构118。
本发明的前述说明性质上仅为示范性的，且因而其变型也在本发明的范围内。虽然在图3中附图显示管的预挤压的示例，应当理解的是，在本发明的许多应用中并不需要预挤压。环形管状结构能够由弯曲且焊接在一起的任何数量的单独的管组装，且以这种方式设计者能够选择材料、壁厚、直径和其它性质不同的管段。当管段形状或直径不同时，管端部能够扩口或型锻或加工或其他处理而允许管端部的截面尺寸和形状彼此对准和匹配，以准备焊接在一起形成连续的和密封的环形管状结构，以捕获在液压成形模内。搭接连接的情况、对接连接的情况或这些情况的组合能够用于生成混合的坯体。可替换地，管能够使用粘合剂接合。
此外，应当理解的是，能够采用任何希望数量的冲头以释放空气和引导加压流体。附图中所示的泵、软管和空气释放阀的特定示例仅为实施液压成形的系统的一个示例。例如，可以采用单个冲头，首先连接到真空源以从环形管状结构内部抽空空气，且然后连接到加压流体源，且然后连接到排出管以排出流体。

Claims (18)

1.一种液压成形环形管状结构的方法，包括：
提供具有中空密封内部的环形管状坯体；
将该环形管状坯体捕获在液压成形模腔内；
用中空冲头对该环形管状坯体冲孔；以及
将加压流体通过中空冲头引入中空密封内部，从而膨胀该管状坯体以与液压成形模腔的形状相符，因此液压成形该环形管状结构。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：提供多个直管且弯曲所述管的一个或更多，使得多个管的端部首尾相连地对准以形成环形，且然后将对准的端部焊接在一起，由此提供所述环形管状坯体。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：多个直管的至少一个具有与其它管不同的直径，且将较小直径的管的端部扩口以与其它管的直径匹配。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括：多个直管的至少一个具有与其它管不同的直径，且然后将较小直径的管端部插入到较大直径的管端部内且将所述管焊接在一起。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过提供单个直管且将该管弯曲成环形而提供所述环形管状坯体，且将端部焊接在一起以提供中空密封内部。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：预挤压环形坯体使得环形坯体与液压成形模相符合。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：用多个中空冲头对环形管状坯体冲孔以引导加压流体。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：用第二中空冲头对环形管状坯体冲孔，空气通过该第二中空冲头释放以允许环形管状结构的中空密封内部用加压流体填充。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：所述第二中空冲头连接到真空源以从环形坯体的中空密封内部排出空气。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：用引导加压流体到环形管状坯体的中空密封内部的至少一个中空冲头和从环形管状坯体的密封内部释放空气的至少一个中空冲头对该环形管状坯体冲孔。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括：环形管状坯体为具有角部的大致矩形，且中空冲头在角部处对环形管状坯体冲孔。
12.一种液压成形环形管状结构的方法，包括：
提供具有第一端和第二端的第一管，和具有第一端和第二端的第二管；
弯曲所述管中的至少一个，从而管的第一端彼此对准且管的第二端彼此对准；
将管的第一端接合在一起且将管的第二端接合在一起，从而形成具有中空密封内部的环形连续管状结构；
将该管状结构捕获在液压成形模腔内；
用第一中空冲头对该管状结构冲孔且通过该第一中空冲头从中空密封内部释放空气；以及
用第二中空冲头对管状结构冲孔，且通过该第二中空冲头引导加压流体，从而膨胀该管状结构以与液压成形模腔的形状相符。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：环形管状结构为具有角部的大致矩形，且至少一个中空冲头在角部处对环形管状结构冲孔。
14.一种液压成形环形管状结构的方法，包括：
提供具有中空密封内部的环形管状坯体；
将该环形管状坯体捕获在液压成形模腔内；
在环形管状坯体内冲孔至少一个孔到中空密封内部内，且从中空密封内部释放空气，将加压流体引入中空密封内部，从而膨胀该环形管状坯体以与液压成形模腔的形状相符，从而液压成形该环形管状结构。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：经由至少一个中空冲头冲出至少一个孔，该冲头在液压成形模内是可滑动的。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括液压缸以推进至少一个中空冲头从而冲出所述孔。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括：所述至少一个中空冲头具有密封部分且所述至少一个中空冲头连接到加压流体源，密封部分将冲孔到环形管状坯体内的所述至少一个孔密封。
18.根据权利要求14所述的方法，还包括至少一个中空冲头，由液压缸推进以在环形管状坯体内冲出孔，且具有密封该孔的密封部分，所述中空冲头连接到加压流体源。
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