CN105451906A - 管翻边方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管翻边方法，其包括以下步骤：在保持将管插入到成型模具内部的状态下，将所述管的边缘部配置成向外部露出；通过对所述管的露出的边缘部施加外力而使边缘部进行扩管；通过对所述边缘部施加外力而使其向模具外表面侧折曲；以及通过对折曲后的所述边缘部施加外力形成凸缘部，所述凸缘部端面线性一体化并垂直于所述管长度的方向。根据本发明，能够维持管均匀厚度的同时通过管的折曲来形成凸缘。

Description

管翻边方法

技术领域

本发明涉及一种管翻边方法，更详细而言，涉及一种无需切削或接合工艺而直接对管进行加工来制造厚度一定的凸缘的新方法。

背景技术

凸缘(flange)为接头(fitting)种类之一，其表示如弯头(Elbow)或三通(Tee)那样将管与管相连的管联轴节，在将管和其它机械部分结合的情况下，也可以使用该凸缘。

此外，凸缘除如轴联轴器或管接头那样用于部件连接的情况之外，还可以如加强凸缘那样为了增加部件的强度而使用。

在车辆空气调节装置的构成制冷剂循环的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等的结构要素之间连接有制冷剂管，使得流体能够连续流动，并且为了提高这种结构要素与制冷剂管之间的结合力，在制冷剂管的端部紧固有凸缘，这种管结合用凸缘通常通过将塑料制品注射成型来形成。由于塑料制品的加工比较容易，因此能够按准确的尺寸和厚度制造凸缘。

另外，不仅为了连接管与管之间，而且为了加强连接强度而要求不锈钢等金属材质的凸缘。如图1a所示，凸缘一般包括构成凸缘10的主体的管部分12和叶片形状的边缘部14，可以另行制作凸缘主体部和边缘部并利用焊接等方法接合这两部件而加工成凸缘形状，或者还可以部分切削一个凸缘主体而加工成凸缘形状。在切削方式的情况下，能够加工精密尺寸的凸缘，但材料浪费严重，若通过焊接来形成凸缘则能够降低接合部位的强度。

为了加工精密尺寸的凸缘，可利用多种方法，例如，如图1b所示，能够通过使初始管形状的结构物20a的边缘部20b部分弯曲而加工成凸缘22的形状。

在这种折曲方式的加工时，具有初始管厚度t1和通过折曲形成的凸缘部的厚度t2不同的问题。

因此，要求开发出能够维持均匀厚度的同时维持工艺效率性和最终加工品的强度的新的凸缘加工方法。

发明内容

发明要解决的问题

本发明是在前述的技术背景下创造出的，本发明的目的在于提供一种能够维持均匀厚度的同时通过管的折曲来形成凸缘的新的方法。

本发明的另一目的在于提供一种翻边方法，其容易进行大量生产并工艺效率突出且设计自由度优异。

本发明的又一目的在于提供一种用于折曲方式的翻边加工的工艺条件和适于该条件的模具。

此外，从下面的详细说明中更具体地提出本发明的其它目的和技术特征。

用于解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明提供一种管翻边方法，其包括以下步骤：在保持将管插入到成型模具内部的状态下，将所述管的边缘部配置成向外部露出；通过对所述管的露出的部分施加外力而使边缘部进行扩管；通过对所述边缘部施加外力而使其向模具外表面侧折曲；以及通过对所述折曲后的边缘部施加外力而使端面线性一体化并形成垂直于所述管长度的方向的凸缘部。

可通过旋压工艺使所述边缘部进行扩管或折曲，所述折曲后的边缘部可通过摩擦搅拌工艺形成端面被线性一体化的凸缘部。

在所述边缘部的扩管及折曲时，或在所述凸缘部的形成时，能够使成型模具或管旋转。

在本发明的管翻边中，当所述管的内径为d，凸缘部的直径为D时，能够用(1/4d)(D²-d²)来确定露出到成型模具外部的管的边缘部的长度L。

此外，本发明提供一种折曲加工出的凸缘，其特征在于，包括凸缘部，所述凸缘部在将管的边缘部折曲之后，使折曲后的部分的端面线性一体化并沿垂直于所述管长度的方向形成而成，所述管的厚度和凸缘部的厚度相同。

此外，本发明提供一种管翻边用成型模具，其特征在于，在内部具有供管插入并固定的管安装孔，在所述安装孔的周边具备圆形加工面，所述圆形加工面为在使所述管的一部分露出之后用于折曲并加工所露出的部分，在所述加工面的外周附加设置有用于限制管的加工长度的限制模具。

当所述管的内径为d，所露出的部分的长度为L时，能够用来确定所述限制模具的内径D。

优选所述成型模具能够旋转，所述限制模具相对于成型模具能够装卸，并能够使用内径彼此不同的多种模具。

发明的效果

根据本发明，能够维持均匀厚度的同时通过管的折曲来形成凸缘。

特别是，提供一种用于折曲方式的凸缘加工的工艺条件和适于该条件的模具，从而在加工凸缘时，再现性优异，工艺效率突出，并且设计自由度优异。

因此，能够根据本发明大量生产多种高质量的凸缘产品。

附图说明

图1a和图1b是用于说明凸缘结构及折曲方式的凸缘加工的图。

图2是本发明的管翻边方法的工艺图。

图3a和图3b是表示通过旋压加工来折曲管的工艺的示意图。

图4是表示利用摩擦搅拌工艺来形成凸缘的工艺的示意图。

图5a和图5b是用于说明凸缘加工的工艺条件的示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种管翻边技术，提出了如下的方法：在通过使管的边缘部分扩展来形成凸缘时，利用旋压工具等以外力使排出到模具外部的管的边缘部分(凸缘形成部)进行扩管，并且以扩展后的边缘部分向内部卷曲的方式进行后续加工的同时，通过摩擦搅拌使卷曲的边缘部分线性一体化而形成被弯曲成直角的凸缘部，由此加工成管的初始厚度和凸缘部厚度维持一定。

特别是，本发明中提出了在通过折曲加工进行的凸缘形成时重复再现性突出的工艺条件，由此能够使凸缘部的厚度与初始管厚度相同。例如，能够通过固定用于翻边的管中的、露出到模具外部的长度来设定成型模具的尺寸，或者当确定规定规模的成型模具时能够调整管的露出部位的长度。

下面，参照附图并通过优选的实施例，对本发明的技术结构和效果进行更详细说明。

图2示出本发明的管翻边方法的工艺。首先，在成型模具内配置管(步骤S110)。

如图3a的剖面示意图所示，在成型模具(200)的内部形成有圆筒状的安装孔，使得插入并固定管(100)。此外，在所述安装孔周边配置有圆形加工面(图3b，202)，该圆形加工面为在使管的一部分露出之后用于折曲并加工所露出的部分。不仅如此，优选在所述成型模具的所述加工面外周附加设置有用于限制管的加工长度的限制模具(图4，210)。

在保持将管插入到成型模具内部的状态下，通过将所述管的边缘部(图3a，110)向模具外部排出而使其露出。

如图3a所示，通过对所述管的露出的边缘部施加外力而使边缘部进行扩管。通过扩管，在边缘部形成第一折曲部(110a)。扩管工艺例如可利用折曲工具(310)并通过旋压工艺(spinningprocess)来执行(第一旋压工工艺，步骤S120)。

之后，通过扩管和阶段性或连续性地对所述边缘部继续施加外力而使其向所述模具外表面侧折曲。在该过程中，在所述边缘部形成第二折曲部(110b)，并且所述第一折曲部110a向成型模具的加工面202侧弯曲，从而边缘部整体上成为被卷曲成类似于球形的状态。在该状态下，所述第一折曲部(110a)和第二折曲部(110a)彼此相对。

这种折曲工艺与前述的扩管工艺相同，仍然可利用折曲工具(310)并通过旋压工艺来执行(第二旋压工艺，步骤S130)。

如图4所示，利用辊轧工具(320)对折曲后的所述边缘部施加外力而使端面线性一体化，并形成垂直于所述管长度的方向的凸缘部。折曲后的边缘部可通过摩擦搅拌工艺(frictionstirprocess)来形成端面被线性一体化的凸缘部(摩擦搅拌工艺，步骤S140)。

摩擦搅拌工艺为简单且独特的连续工艺，其使接合母材固定之后，沿接头部的相接面，插入具有与接合母材相比重量轻的材质的非损耗式旋转工具的一部分，并通过工具和接合母材的相对运动而产生摩擦热，从而降低母材的变形电阻并对邻接的接合部进行加热。由此，产生朝向作为插入工具的部分的探头(probe)周围软化的区域，并通过施加机械力使探头沿接合线移动而经加热的部位从探头的前端向后侧方向挤压，通过摩擦热和机械加工的组合而制作固相接合部。

本发明利用这种摩擦搅拌工艺来线性加工所述折曲后的边缘部，并且通过摩擦搅拌使所述第一折曲部(110a)和第二折曲部(110a)一体化而提高强度，由此形成垂直于所述管长度的方向的凸缘部。通过摩擦搅拌工艺使凸缘部的厚度与初始管厚度相同，并通过成型模具加工面外周的限制模具(210)来限制凸缘部的水平长度即直径。

在本发明的所述边缘部的扩管和折曲时或在所述凸缘部的形成时能够使成型模具或管旋转。如此，通过使管自身旋转或使成型模具旋转(伴随此管也一同旋转)，从而能够提高旋压工艺和摩擦搅拌工艺的工艺效率，并能够均匀地形成所加工的凸缘部的形状，从而容易控制凸缘部的厚度。

此外，在本发明中，能够控制工艺条件，使得在折曲加工后的凸缘部中，管的厚度与凸缘部的厚度相同。

参照图5，在本发明的管翻边用成型模具(200)的安装孔中插入并固定有管(100)的状态下，露出管的一部分(110)。当所述管的内径为d，管的厚度为t，露出到成型模具外部的管的边缘部的长度为L时，露出的边缘部的体积(Vo)为如下所示。

Vo＝pdtL

此外，参照图5b，示出了通过管翻边来形成凸缘部(10)的状态。当所述管的内径为d，凸缘部的直径为D，凸缘部的厚度为与管的厚度相同的t时，加工出的凸缘部的体积(V₁)为如下所示。

V₁＝p(1/2D)²t-p(1/2d)²t

由于加工出的凸缘部的体积与初始露出的边缘部的体积相同(Vo＝V₁)，因此得到如下的关系。

pdtL＝p(1/2D)²t-p(1/2d)²t

对本发明的管翻边来说，当所述管的内径为d，凸缘部的直径为D时，能够以如下方式确定露出到成型模具外部的管的边缘部的长度L。

L＝(1/4d)(D²-d²)

即，若成型模具的尺寸一定，则能够通过限定露出到模具外部的边缘部的长度，获得与初始管的厚度相同的凸缘部的厚度。

此外，当管的内径为d，所露出的部分的长度为L时，能够以如下方式确定所述限制模具的内径D。

$D=\sqrt{L4d+d^2}$

即，即便使露出到外部的边缘部的长度变化，也能够通过使附加设置在成型模具中的限制模具的内径不同来形成与管的厚度相同的凸缘。

在本发明中，优选所述成型模具和限制模具能够旋转，并且为了使用内径不同的各种模具，优选所述限制模具相对于成型模具能够拆卸。

以上通过优选实施例对本发明进行了举例说明，但本发明并不限定于这种特定实施例，在本发明所提出的技术思想具体来讲在权利要求书所记载的范围内能够以多种方式进行修改、变更或改进。

附图标记说明

100：管

110：边缘部

110a：折曲部

110b：折曲部

120：凸缘部

200：成型模具

202：凸缘接触面

210：翻边限制模具

310：折曲工具

320：辊轧工具

Claims (10)

1.一种管翻边方法，包括以下步骤：

在保持将管插入到成型模具内部的状态下，将所述管的边缘部配置成向外部露出；

通过对所述管的露出的边缘部施加外力而使边缘部进行扩管；

通过对所述边缘部施加外力而使其向模具外表面侧折曲；以及

通过对所述折曲后的边缘部施加外力而使端面线性一体化并形成垂直于所述管长度的方向的凸缘部。

2.根据权利要求1所述的管翻边方法，其特征在于，

通过旋压工艺使所述边缘部进行扩管和折曲。

3.根据权利要求1所述的管翻边方法，其特征在于，

所述折曲后的边缘部通过摩擦搅拌工艺来形成端面被线性一体化的凸缘部。

4.根据权利要求3所述的管翻边方法，其特征在于，

在所述边缘部的扩管及折曲时，或在所述凸缘部的形成时，使成型模具或管旋转。

5.根据权利要求1所述的管翻边方法，其特征在于，

当所述管的内径为d，凸缘部的直径为D时，露出到成型模具外部的管的边缘部的长度L为L＝(1/4d)(D²-d²)。

6.一种折曲加工出的凸缘，其特征在于，

包括凸缘部，所述凸缘部在将管的边缘部折曲之后，使折曲后的部分的端面线性一体化并沿垂直于所述管长度的方向形成而成，

所述管的厚度和凸缘部的厚度相同。

7.一种管翻边用成型模具，其特征在于，

在内部具有供管插入并固定的管安装孔，

在所述安装孔的周边具备圆形加工面，所述圆形加工面为在使所述管的一部分露出之后用于折曲并加工所露出的部分，

在所述加工面的外周附加设置有用于限制管的加工长度的限制模具。

8.根据权利要求7所述的管翻边用成型模具，其特征在于，

当所述管的内径为d，所露出的部分的长度为L时，所述限制模具的内径为 $D=\sqrt{L4d+d^2}.$

9.根据权利要求7所述的管翻边用成型模具，其特征在于，

所述成型模具能够旋转。

10.根据权利要求7所述的管翻边用成型模具，其特征在于，

所述限制模具相对于成型模具能够装卸。