CN1261248C - 中空构件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种与长度方向正交的断面壁厚在长度方向上不同的中空构件的制造方法，其特征在于，此中空构件的制造方法包括对管状坯料(Pa)施加其长度方向上的温度差进行加热的加热加工过程，和对在前一加工过程中被加热的管状坯料(Pa)进行轴向拉伸的伸长加工过程，利用此制造方法，可简单制造出长度方向上的断面壁厚可以改变的中空构件。

Description

中空构件的制造方法

技术领域

本发明涉及与长度方向正交的断面壁厚在长度方向上变化的中空构件的制造方法，以及与长度方向正交的断面形状在长度方向上变化的中空构件的制造方法。

背景技术

一般，工业用机器、运输用机器等采用金属制中空构件作为其构成零件，例如汽车中广泛采用了金属制中空构件作为其车架、车门构架等框部部件。

然而，近年来，由于环境保护措施、再循环、节约资源、轻型化等的要求，上述中空构件，除使用铝合金等轻型材料外，还期望进行可自由控制长度方向上的壁厚及断面形状的、削减了多余组成部分的、具有最合理壁厚分布的管状零件和长度方向上具有最合理断面形状的中空构件的开发。

例如，日本特开平10-230318号公报，发表了如下的中空构件的制造方法，即同时使用模具和管芯对中空构件挤压成形，此中空构件胀形成形，得到长度方向上不同断面的中空构件。

另外，日本特开平5-76950号公报，日本专利第2874467号公报中，发表了如下的中空构件的制造方法，通过将等壁厚的管状坯料的规定部位加热后，对此管状坯料进行长度方向上的压缩，使加热部分增厚，得到其长度方向上具有不同断面形状的中空构件。

然而，特开平10-230318号公报发表的方法中，不但不能合理控制长度方向上的壁厚分布，还需要为了得到中空构件的可变断面的特别的挤压设备，从而，存在设备大型化，设备费用高，生产效率低，难以实用的问题。

另外，特开平5-76950号公报，专利第2874467号公报中发表的方法，由于对管状坯料进行长度方向上的压缩，

①管状坯料可能会发生压曲、歪斜；

②难以使管状坯料，在整个长度方向上的周长都一定。

出于上述几点理由，存在着难以得到高精度制品的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而研究出来的，其目的在于提供一种新的中空构件的制造方法，可简单制造出使长度方向上的壁厚分布最为合理的中空构件，以及可简单制造出使长度方向上的断面形状有所不同的中空构件。

本发明的其他目的是，其目的在于提供一种新的中空构件的制造方法，可简单制造出具有长度方向上所期望的壁厚分布，且无缩颈和膨胀部分的定周长的中空构件，以及长度方向上的断面形状有所不同的中空构件。

为了达到上述目的，本发明的第1特征如下：一种与长度方向正交的断面壁厚在长度方向上变化的中空构件的制造方法，包含：对管状坯料施加其长度方向上的温度差进行加热的加热加工过程；和将在前一加工过程中被加热的管状坯料进行轴向拉伸的伸张加工过程。

根据如上所述的第1特征，可简单制造出长度方向上具有可变断面壁厚的中空构件。

本发明的第2特征如下：一种与长度方向正交的断面形状在长度方向上变化的中空构件的制造方法，包含：对管状坯料施加其长度方向上的温度差进行加热的加热加工过程；对在前一加工过程中被加热的管状坯料进行轴向拉伸的伸张加工过程；和将在上述加工过程中与长度方向正交的断面壁厚在长度方向上发生了变化的伸长管状坯料放置在金属型台的内腔中，对该伸长的管状坯料施加内压进行扩管成形的扩管成形加工过程。

根据如上所述的第2特征，可简单制造出在长度方向上具有不同断面形状的中空构件。

本发明的第3特征如下：一种与长度方向正交的断面壁厚在长度方向上变化的中空构件的制造方法，包括：对管状坯料施加其长度方向上的温度差进行加热的加热加工过程；和对在前一加工过程中被加热的管状坯料施加内压，对此管状坯料在轴向上进行拉伸的伸张加工过程。

根据如上所述的第3特征，可简单制造出长度方向上具有可变断面壁厚的中空构件，特别是通过对管状坯料施加内压在轴向上进行拉伸，可简单制造出不发生局部缩颈、全长具有大致相等周长的中空构件。

另外，本发明的第4特征如下：一种与长度方向正交的断面形状在长度方向上变化的中空构件的制造方法，包括：对管状坯料施加其长度方向上的温度差进行加热的加热加工过程；对在前一加工过程中被加热的管状坯料施加内压，在轴向上拉伸此管状坯料Pa的伸张加工过程；和将在前一加工过程中与长度方向正交的断面壁厚在长度方向上发生了变化的伸长管状坯料放置在金属型台的内腔中，对此伸长管状坯料施加内压进行扩管成形的扩管成形加工过程。

根据如上所述的第4特征，可简单制造出长度方向上的断面形状有所不同的中空构件，特别是通过对管状坯料施加内压在轴向上进行拉伸，可简单制造出不发生部分缩颈、全长具有大致相等周长的高精度中空构件。

附图说明

图1～图4为表示本发明的第1实施例的图。

图1为采用本发明的制造方法制造的中空构件的立体图。

图2为表示由管状坯料制造中空构件的制造过程的图。

图3A，3B，3C为表示管状坯料的伸张成形加工过程的图。

图4为扩管(胀形)成形装置的剖面图。

图5为表示本发明的第2实施例的由管状坯料制造中空构件的制造过程的图。

图6～图10为表示本发明的第3实施例的图。

图6为采用本发明的制造方法制造的中空构件的立体图。

图7为表示由管状坯料制造中空构件的制造过程的图。

图8A，8B，8C为部分通电加热，全体通电加热及内部加压、伸张成形加工过程的概略加工过程图。

图9为内部加压、伸张成形装置的剖面图。

图10为扩管(胀形)成形装置的剖面图。

图11为表示本发明的第4实施例的由管状坯料制造中空构件的制造过程的图。

图12为表示本发明的第5实施例的内部加压、伸张成形装置的剖面图。

具体实施方式

下面参照图1～4对本发明的第1实施例进行说明。

此第1实施例是，用铝合金制的、长度方向上具有相同断面壁厚且等径的管状坯料Pa，通过控制其长度方向上的断面壁厚发生变化之后再进行扩管(胀形)成形，来制造断面壁厚大致相同的、具有扩管成形部位的中空构件的情况，其制造方法具体由如下加工过程构成：

①管状坯料Pa的部分通电加热加工过程；

②管状坯料Pa的整体通电加热加工过程；

③管状坯料Pa的伸张成形加工过程；

④伸张成形后的伸长管状坯料Pb的扩管(胀形)成形加工过程。

下面，按顺序对这些加工过程进行说明。

[①管状坯料Pa的部分通电加热加工过程](参照图3A)

用加热装置例如通电加热装置HE，对长度方向上具有相同断面壁厚、相同断面形状的铝合金制管状坯料Pa，在其长度方向上进行部分加热。即，将通电加热装置HE的+极30和-极31导电连接在管状坯料Pa的两端，且管状坯料Pa的中间部位的外周面上，配设有电流迂回装置BP。此电流迂回装置BP的构成方式如下：在管状坯料Pa长度方向的中间部位，将两个比铝合金的电阻小的低电阻导体(例如铜体)32、33，在此长度方向上隔开间隔，以包围此处的形式导电连接其上，用导线34将此低电阻导体32、33相互连接。

对上述管状坯料Pa，设置有在轴向上对其进行拉伸的伸张装置PL。此伸张装置PL由固定在管状坯料Pa一端的固定部件35、固定在另一端的可动部件36和与此可动部件36连接的拉伸执行元件即拉伸缸37组成，通过此拉伸缸37的收缩动作，使管状坯料Pa向其长度方向上伸长。

如果给上述通电加热装置HE通电，电流从管状坯料Pa，经电流迂回装置BP再次流入管状坯料Pa。也就是说，由于两个低电阻导体32、33比铝合金制管状坯料Pa的电阻值小，如图3A的箭头a所示，电流迂回了对应两个低电阻导体32、33的管状坯料Pa的中空部位N，流过此管状坯料Pa。因此，对管状坯料Pa长度方向上的两侧部位S、S加热，与其中间部位N相比，产生的发热量相对地变大。

另外，在此部分的通电加热加工过程中，管状坯料Pa的伸张装置PL不动作。

[②管状坯料Pa的整体通电加热加工过程](参照图3B)

在前一加工过程中，通过管状坯料Pa的部分加热，其两侧部位S、S相对于中间部位N受到高温加热，继续通电加热装置HE的动作的同时，使电流迂回装置BP的两个低电阻导电体32、33从管状坯料Pa上分离。这样，通电加热装置HE的+极30和-极31处于通过管状坯料Pa全长的通电状态，电流如图3B的箭头b所示，流过管状坯料Pa，对管状坯料Pa贯通全长通电加热。因此，通过前两个加工过程，管状坯料Pa，对其左右两侧S、S高温加热，例如加热到此管状坯料Pa的再结晶温度(500℃)以上，而另一方面，对管状坯料Pa的中间部位N用低于其两侧的低温加热。

另外，即使在此整体通电加热加工过程中，管状坯料Pa的伸张装置也不动作。

[③管状坯料Pa的伸张成形加工过程](参照图3C)

上述加工过程中，管状坯料Pa处在其左右两侧部位S、S和其中间部位N存在规定的温度差的加热状态，在此通过上述伸张装置PL的动作，对管状坯料Pa加沿其轴向上的规定张力。由此，管状坯料Pa向轴向上伸长，高温加热的左右两端部位S、S因变形阻力小而迅速伸长，伸长量变大，而用比两端低的温度加热的中间部位N，由于变形阻力大，因此伸长缓慢，伸长量变小，结果，如图2(b)所示，轴向拉长的伸长管状坯料Pb的断面壁厚，其中间部位N厚，即1.25t，其左右两侧部位S、S的断面壁厚，比中间部位N要小，即t。因此，可伸长管状坯料Pb轴向上的断面壁厚进行可变控制。

[④拉伸成形后的伸长管状坯料Pb的扩管(胀形)成形加工过程](参照图4)。

前一加工过程中，轴向拉长的伸长管状坯料Pb，通过适宜的搬运装置搬运到扩管成形(胀形成形)装置。

如图4所示，扩管成形(胀形成形)装置的金属型台M由固定设置在基座1上的固定金属型台即下金属型台2和相对于固定金属型台的可动金属型台即上金属型台3构成。此金属型台M上连接升降缸4，通过该升降缸4的伸缩动作，使上金属型台3升降动作。

上述金属型台M，为扩管成形型台，用于将在前一加工过程中被轴向拉伸、仍保持在加热状态(约500℃)的伸长管状坯料Pb，在再结晶温度以上进行热扩管成形。此金属型台M通过图中未示的加热装置加热到大约500℃。

上述下金属型台2的上面，形成了用于使伸长管状坯料Pb的下半侧部分成形的下型台成形面2m，上金属型台3的下面，形成了用于使伸长管状坯料Pb的上半侧部分成形的上型台成形面3m，金属型台M合型时，此成形面2m、3m形成内腔5。金属型台M的左右两侧，设置有用于固定伸长管状坯料Pb两端的支持装置H。此支持装置H具有位于金属型台M左右的左右夹具6、7，此夹具6、7可相对金属型台M进退移动，通过驱动器10、11的动作控制设置在基座1上的导轨8、9的移动。并且通过左右夹具6、7的前进，使伸长管状坯料Pb的两端，嵌合固定在左右夹具6、7的支持孔6a、7a内。另外，金属型台M的左右两侧，设置有挤压装置PU，用于从轴向挤压安置在金属型台上的伸长管状坯料Pb。此挤压装置PU，具有左右挤压缸12、13，固定在此挤压缸12、13的连杆部12r、13r端部的挤压部件16、17，可进退自如地嵌入在上述左右夹具6、7的支持孔6a，6b内，通过左右挤压缸12、13的伸长动作，挤压部件16、17的端部，分别与伸长管状坯料Pb的两端结合，通过挤压部件16、17不断地前进动作，就可以从两端对伸长管状坯料Pb进行轴向挤压。

左右挤压部件16、17和支持孔6a、7a之间，以及此支持孔6a、7a和伸长管状坯料Pb的两端部外周面之间，分别设置作为密封装置S的0型圈19、20，当挤压部件16、17与伸长管状坯料Pb结合时，此O型圈19、20可对此伸长管状坯料Pb与夹具6、7及挤压部件16、17之间进行密封，保持流体密封性。

金属型台M的左右两侧，设置有压缩空气供给装置A，用于给伸长管状坯料Pb内部加压。此压缩空气供给装置A的构成如下：压缩空气从压缩空气供给源22，经穿设在压缩空气回路23及挤压部件16、17中的空气导入路24，被压送到伸长管状坯料Pb的密闭中空部。

在前一加工过程中被伸张成形的，仍保持在加热状态(约500℃)的伸长管状坯料Pb，被放进同样被加热到大约500℃的金属型台M的内部，并固定好后，通过合型缸即升降缸4的动作，进行第1次金属型台的合型。当左右夹具6、7的前进使伸长管状坯料Pb的两端固定之后，挤压缸12、13伸长动作时，其连杆部12a、13a从轴向挤压管状坯料Pa，进行轴向挤压的同时，将加压空气从压缩空气源22，经压缩空气供给路23、空气导入路24，压送到管状坯料Pa内，给该伸长管状坯料Pb施加内压，伸长管状坯料Pb就如同贴合在内腔5的上、下成形面3m、2m一样，被热扩管成形(热胀形成形)。

使左右夹具6，7后退，金属型台M开型，将扩管成形后的伸长管状坯料Pb从中取出，如图2(c)所示，得到扩管成形管(胀形成形管)Pc。因此，此扩管成形管Pc被成形为具有如下部分的形状：其中空部位N的大径部分，与此部分左右连续的，左右两侧部S、S的端部变细的左右截头圆锥部，继而连续的未扩管成形(未胀形成形部)的左右端部E、E。将上述左、右端部E、E切断，得到最终的成形品即中空构件P。(参照图1)。

另外，经过了上述①～③的部分加热、整体加热及伸张加工过程的伸长管状坯料Pb，如图2(b)所示，左右两侧端部S、S的断面壁厚为t，且其中间部位N的断面壁厚比端部厚，为1.25t，此伸长管状坯料Pb，经上述④的扩管成形(胀形成形)后，如图2(c)所示，由于其中间部位N，比左右两侧端部S、S径向上变长，扩管成形为大径，扩管成形后的扩管成形管Pc，如图2(c)所示，可使其全长具有大致相同的壁厚t，其结果，切断左右端部E、E后的扩管成形后的最终成形品，即中空构体P，不管由于扩管成形其断面形状的如何变化，都可得到全长都具有大致相等断面壁厚t的扩管成形管Pc。而且，通过此第1实施例，以往扩管成形(胀管成形)方法中胀形成形部位的断面薄壁化的缺点被消除了。

下面参照图5对本发明的第2实施例进行说明。

图5为表示由管状坯料制造中空构件的制造过程的图，如图5(a)所示，加工前的管状坯料Pa，其长度方向的壁厚，贯通全长为规定的1.5t。

如图5(b)所示，上述管状坯料Pa，同上述第1实施例，通过在部分通电加热加工过程和全体通电加热加工过程中，控制长度方向上的部分加热温度，或伸张成形加工过程的伸张力，得到中间部位N的壁厚为1.5t、其左右两侧部位S、S的壁厚t的伸长管状坯料Pb。

如图5(c)所示，上述伸长管状坯料Pb，经过同上述第1实施例④的扩管成形(胀形成形)加工过程，可得到其扩管成形管Pc，其中间部位N被扩管成形为大径，其断面壁厚为1.25t，比其左右两侧部位S、S的壁厚t要大。

而且，扩管成形后的扩管成形管Pc，同上述第1实施例，切断其两端部E、E，得到最终成形品中空构件P(参照图1)。

以上，根据第1，2实施例的中空构件的制造方法，可以简单制造出可对长度方向上的断面壁厚变化进行控制的、消除了不必要的组成部分的中空构件，还可以简单制造出可对长度方向上断面壁厚变化进行控制、且其长度方向上的断面形状不同的中空构件。

如上所述，根据本发明的第1实施例，可以简单制造出长度方向上断面壁厚可变的中空构件。

并且，根据本发明的第2实施例，可以简单制造出长度方向上断面形状不同的中空构件。

下面参照图5～10对本发明的第3实施例进行说明。

此第3实施例是，用铝合金制的、长度方向上具有相同断面壁厚且等径的管状坯料Pa，通过控制其长度方向上断面壁厚发生变化之后再进行扩管(胀形)成形，来制造断面壁厚大致相同的、具有扩管成形部位的中空构件的情况。其制造方法具体由如下加工过程构成：

①管状坯料Pa的部分通电加热加工过程；

②管状坯料Pa的整体通电加热加工过程；

③对管状坯料Pa施加内压、从轴向拉伸的内部加压、伸张成形加工过程；

④伸张成形后的伸长管状坯料Pb的扩管(胀形)成形加工过程。

下面，按顺序对这些加工过程进行说明。

[①管状坯料Pa的部分通电加热加工过程](参照图8A)

用加热装置例如通电加热装置HE，对长度方向上具有相同断面壁厚、相同断面形状的铝合金制管状坯料Pa，在其长度方向上进行部分加热。即，将通电加热装置HE的+极30和-极31导电连接在管状坯料Pa的两端，且管状坯料Pa的中间部位的外周面上，配设有电流迂回装置BP。此电流迂回装置BP的构成方式如下：在管状坯料Pa长度方向的中间部位，将两个比铝合金的电阻小的低电阻导体(例如铜体)32、33，在此长度方向上隔开间隔，以包围此处的形式导电连接其上，用导线34将此低电阻导体32、33相互连接。

给上述管状坯料Pa，设置了封堵其左右两开口端的封堵部件36、37，另外，在其轴向两侧，分别设置了在其后的内部加压、伸张加工过程中用于给管状坯料Pa的内部加压的内部加压装置PR和对其进行轴向拉伸的伸张装置PL。上述内部加压装置PR具有：给管状坯料Pa的内部压送加压空气的内部加压源50，和连通此内部加压源50与管状坯料Pa内部的加压回路51。加压空气从加压回路51，通过一侧的封堵部件35被压送到管状坯料Pa的内部。另外，上述的伸张装置PL由与设置在管状坯料Pa的另一端的封堵部件36相连接的伸张执行元件即伸张缸37构成，通过此伸张缸37的动作，使管状坯料Pa向长度方向上伸长。

如果给上述通电加热装置HE通电，电流从管状坯料Pa，经电流迂回装置BP再次流入管状坯料Pa。也就是说，由于两个低电阻导体32、33比铝合金制管状坯料Pa的电阻值小，如图8A的箭头a所示，电流迂回了对应两个低电阻导体32、33的管状坯料Pa的中空部位N，流过此管状坯料Pa。因此，对管状坯料Pa长度方向上的两侧部位S、S加热，与其中间部位N相比，产生的发热量相对地变大。

另外，在此部分的通电加热加工过程中，上述内部加压装置PL及伸张装置PL不动作。

[②管状坯料Pa的整体通电加热加工过程](参照图8B)

在前一加工过程中，通过管状坯料Pa的部分加热，其两侧部位S、S相对于中间部位N受到高温加热，继续通电加热装置HE的动作，使电流迂回装置BP的两个低电阻导体32、33从管状坯料Pa上分离。这样，通电加热装置HE的+极30和-极31处于通过管状坯料Pa全长的通电状态，电流如图8B的箭头b所示，流过管状坯料Pa，对管状坯料Pa贯通全长通电加热。因此，通过上述的两个加工过程，管状坯料Pa，对其左右两侧S、S高温加热，例如加热到此管状坯料Pa的再结晶温度(500℃)以上，而另一方面，对管状坯料Pa的中间部位N用低于其两侧的低温加热。

另外，即使在此整体通电加热加工过程中，上述内部加压装置PR及管状坯料Pa的伸张装置PL不动作。

[③管状坯料Pa的内部加压、伸张成形加工过程](参照图8c，图9)

上述加工过程中，管状坯料Pa处在其左右两侧部位S、S和其中间部位N存在规定的温度差的加热状态，在此通过上述内部加压装置PR的动作，一边给管状坯料Pa的内部压送加压空气使此管状坯料Pa的内部达到规定压力，通过伸张装置PL的动作，对此管状坯料Pa施加沿其轴向上的规定拉力。由此，管状坯料Pa一边被内部加压一边向轴向上伸长。此时，被高温加热的左右两端部位S、S由于变形阻力小，因此迅速伸长，伸长量变大，而用比两端低的温度被加热的中间部位N，因为比两端变形阻力大，所以伸长缓慢，伸长量小。另外，在此伸张加工过程中，由于给管状坯料Pa的内部通过内部加压装置PR供给加压空气达到规定的内压，不管在轴向上如何伸长，都不会发生其轴向上的缩颈，在长度方向上其周长大致保持一定。

结果，如图7(c)、图9所示，被轴向拉长的伸长管状坯料Pb的断面壁厚，其中间部位N厚，即1.25t，其左右两侧部位S、S的断面壁厚，比中间部位N要小，即t。因此，可以对断面壁厚进行可变控制，得到全长都具有大致相等周长的伸长管状坯料Pb。

[④拉伸成形后的伸长管状坯料Pb的扩管(胀形)成形加工过程](参照图10)。

在前一加工过程中被轴向拉长且周长大致相等的伸长管状坯料Pb，通过适宜的搬运装置搬运到扩管成形(胀形成形)装置。

如图10所示，扩管成形(胀形成形)装置的金属型台M由固定设置在基座1上的固定金属型台即下金属型台2和相对于固定金属型台的可动金属型台即上金属型台3构成。此金属型台M上连接升降缸4，通过该升降缸4的伸缩动作，使上金属型台3升降动作。

上述金属型台M，为扩管成形型台，用于将在前一加工过程中被轴向拉伸，并仍保持在加热状态(约500℃)的伸长管状坯料Pb，在再结晶温度以上进行热扩管成形。此金属型台通过图中未示的加热装置加热到大约500℃。

上述下金属型台2的上面，形成了用于使伸长管状坯料Pb的下半侧部分成形的下型台成形面2m，上金属型台3的下面，形成了用于使伸长管状坯料Pb的上半侧部分成形的上型台成形面3m，金属型台M合型时，此成形面2m、3m形成内腔5。金属型台M的左右两侧，设置有用于固定伸长管状坯料Pb两端的支持装置H。此支持装置H具有位于金属型台M左右的左右夹具6、7，此夹具6、7可相对金属型台M进退移动，通过驱动器10、11的动作控制设置在基座1上的导轨8、9的移动。并且通过左右夹具6、7的前进，使伸长管状坯料Pb的两端，嵌合固定在左右夹具6、7的支持孔6a、7a内。

另外，金属型台M的左右两侧，设置有挤压装置PU，用于从轴向挤压安置在金属型台上的伸长管状坯料Pb。此挤压装置PU，具有左右挤压缸12、13，固定在此挤压缸12、13的连杆部12r、13r端部的挤压部件16、17，可进退自如地嵌入在上述左右夹具6、7的支持孔6a、6b内，通过左右挤压缸12、13的伸长动作，挤压部件16、17的端部，分别与伸长管状坯料Pb的两端结合，通过挤压部件16、17不断地前进动作，就可以从两端对伸长管状坯料Pb进行轴向挤压。

左右挤压部件16、17和支持孔6a、7a之间，以及此支持孔6a、7a和伸长管状坯料Pb的两端部外周面之间，分别设置用作密封装置S的O型圈19、20，当挤压部件16、17与伸长管状坯料Pb结合时，此O型圈19、20可对此伸长管状坯料Pb与夹具6、7及挤压部件16、17之间进行密封，保持流体密封性。

金属型台M的左右两侧，设置有压缩空气供给装置A，用于给伸长管状坯料Pb内部加压。此压缩空气供给装置A的构成如下：压缩空气从压缩空气供给源22，经穿设在压缩空气回路23及挤压部件16、17中的空气导入路24，被压送到伸长管状坯料Pb的密闭中空部。

在前一加工过程中被伸张成形的，仍保持在加热状态(约500℃)的伸长管状坯料Pb，被放进同样被加热到大约500℃的金属型台M的内部，并固定好后，通过合型缸即升降缸4的动作，进行第1次金属型台M的合型。当左右夹具6、7的前进使伸长管状坯料Pb的两端固定之后，挤压缸12、13伸长动作时，其连杆部12a、13a从轴向挤压管状坯料Pa，进行轴向挤压的同时，将加压空气从压缩空气源22，经压缩空气供给路23、空气导入路24，压送到管状坯料Pa内，给该伸长管状坯料Pb施加内压，伸长管状坯料Pb就如同贴合在内腔5的上、下成形面3m、2m一样，被热扩管成形(热胀形成形)。

使左右夹具6、7后退，金属型台M开型，将扩管成形后的伸长管状坯料Pb从中取出，如图7(c)所示，得到扩管成形管(胀形成形管)Pc。因此，此扩管成形管Pc被成形为具有如下部分的形状：其中空部位N的大径部分，与此部分左右连续的、左右两侧部S、S的端部变细的左右截头圆锥部，继而连续的未扩管成形(未胀形成形部)的左右端部E、E。将上述左、右端部E、E切断，得到最终的成形品即中空构件P。(参照图6)。

经过了上述①～③的部分加热、整体加热及内部加压、伸张加工过程的伸长管状坯料Pb，如图7(b)所示，左右两端部位S、S的断面壁厚为t，其中间部位N的断面壁厚为1.25t。而且，外周面被成形为全长无缩颈、定周长。

另外，该伸长管状坯料Pb，根据上述④的扩管成形(胀形成形)，如图7(c)所示，由于其中间部位N，比左右两侧端部S、S径向上变长，扩管成形为大径，扩管成形后的扩管成形管Pc，可在全长具有大致相同的壁厚t，其结果，切断左右端部E、E后的扩管成形后的最终成形品，即中空构体P，不管由于扩管成形其断面形状的如何变化，都可得到全长都具有大致相等断面壁厚t的扩管成形管Pc。而且，通过此第3实施例，以往扩管成形(胀管成形)方法中胀形成形部位的断面薄壁化的缺点被消除了。

下面参照图11对本发明的第4实施例进行说明。

图11为表示从管状坯料制造中空构件的制造过程的图。如图11(a)所示，加工前的管状坯料Pa，其长度方向的壁厚，贯通全长为规定的1.5t。

如图11(b)所示，上述管状坯料Pa，同上述第3实施例，通过在部分通电加热加工过程和全体通电加热加工过程中，控制长度方向上的部分加热温度和上述内部加压及伸张成形加工过程中的内压和伸张力，可得到全长无缩颈、定周长且中间部位N的壁厚为1.5t、其左右两侧部位S、S的壁厚为t的伸长管状坯料Pb。

如图11(c)所示，上述伸长管状坯料Pb，经过同上述第3实施例④的扩管成形(胀形成形)加工过程，可得到其扩管成形管Pc，其中间部位N被扩管成形为大径，其断面壁厚为1.25t，比其左右两侧部位S、S的壁厚t要大。

而且，扩管成形后的扩管成形管Pc，同上述第3实施例，切断其两端部E、E，得到最终成形品中空构件P(参照图6)。

下面参照图12对本发明的第5实施例进行说明。

图12为管状坯料的内部加压、伸张成形装置的剖面图。本发明的第5实施例，第3实施例的①管状坯料Pa的部分通电加热加工过程；②管状坯料Pa的整体通电加热加工过程；及④伸张成形后的伸长管状坯料Pb的扩管(胀形)加工过程与第1实施例相同，而③管状坯料Pa的内部加压、伸张成形加工过程的具体构成与上述第3实施例不同。即，根据第5实施例，如图12所示，给加热的管状坯料Pa施加内压、向轴向拉伸的伸张加工过程在金属型台M1进行，可确实防止管状坯料Pa的伸张成形时其外周面部分缩颈的发生，且可使其全长保持定周长。以下，参照图12对其具体构成加以说明。经上述加热加工过程，长度方向上以温度差被加热(左右两侧部位S、S在再结晶温度(500℃以上)、中间部位N比其温度低)的管状坯料Pa，被放置在内部加压及伸张用金属型台M1内。此金属型台M1，由固定在基座53上的下金属型台55和可相对其升降的上金属型台54构成，上金属型台54与升降缸56连接并可升降。上述金属型台M1，用于将处在部分加热状态的管状坯料Pa以适宜温度保温在其应保持的加热状态。管状坯料Pa的一个开口端(图12左端)，设置有用于封堵此端的封堵部件57，且管状坯料Pa的另一个开口端(图12的右端)设置有封堵此端的封堵部件58，伸张装置PL的伸张缸37连接在此封堵部件58上。另外，上述金属型台M1的一端，配设有用于给管状坯料Pa的内部施加规定压力的内部加压装置内部加压装置PR，此内部加压装置PR的构成是，把加压空气从内部加压源50经加压回路51压送到管状坯料Pa内部。

放置在金属型台M1内的管状坯料Pa，由内部加压装置PR供给加压空气，保持内压在规定压力的状态，通过伸张装置PL的伸张缸37的动作，给管状坯料Pa施加轴向上的压力。这样，管状坯料Pa伸长，此时，左右两侧部位S、S，被用与第3实施例相同的方法加热而迅速延伸，伸长量变大，另一方面，被低温加热的中间部位N伸长量小，于是成形为轴向上断面壁厚不同的管状坯料Pb。

这样，根据第5实施例，由于在管状坯料Pa伸张成形时，给管状坯料Pa施加规定的内压，同时用金属型台M1对其外形进行限制，可以使此管状坯料Pa成形为无缩颈产生、全长具有定周长的高精度伸长管状坯料Pb。

而且，伸张成形后的伸张管状坯料Pb，经过上述第1实施例的扩管(胀形)成形加工过程，可得到与长度方向正交的断面形状为可变的扩管成形品。

以上，根据第3～5实施例，可以简单制造出长度方向上断面壁厚可变、或长度方向上的断面形状不同的中空构件。特别是，可通过给管状坯料的内部加压、轴向拉伸，以高精度简单制造出不产生局部缩颈、全长具有定周长的伸长管状坯料Pb。

以上，对本发明的实施例进行了说明。本发明不限于这些实施例，在本发明范围内可有多种实施例。

例如，在上述实施例中，采用铝合金制中空构件对本发明的成形方法进行了说明，当然其他金属制中空构件的制造也可采用此方法。此时要根据管状构件的材质，控制管状坯料及金属型台的加热温度。另外，在此实施例中，用于给管状坯料施加内压的压缩性流体采用了空气，也可采用其他流体。

Claims (4)

1.一种与长度方向正交的断面壁厚在长度方向上变化的中空构件的制造方法，其特征在于，

该中空构件的制造方法包括：对管状坯料(Pa)施加其长度方向上的温度差进行加热的加热加工过程，和将在前一加工过程中被加热的管状坯料(Pa)进行轴向拉伸的伸张加工过程。

2.根据权利要求1所述的中空构件的制造方法，其特征在于，

该中空构件的制造方法还包括：将在前一加工过程中与长度方向正交的断面壁厚在长度方向上发生了变化的伸长管状坯料(Pb)，放置在金属型台(M)的内腔(5)中，对该伸长管状坯料(Pb)施加内压进行扩管成形的扩管成形加工过程。

3.一种与长度方向正交的断面壁厚在长度方向上变化的中空构件的制造方法，其特征在于，

该中空构件的制造方法包括：对管状坯料(Pa)施加其长度方向上的温度差进行加热的加热加工过程，和对在前一加工过程中被加热的管状坯料(Pa)施加内压，对该管状坯料(Pa)进行轴向拉伸的伸张加工过程。

4.根据权利要求3所述的中空构件的制造方法，其特征在于，

该中空构件的制造方法还包括：将在前一加工过程中与长度方向正交的断面壁厚在长度方向上发生了变化的伸长管状坯料(Pb)，放置在金属型台(M)的内腔(5)中，对该伸长管状坯料(Pb)施加内压进行扩管成形的扩管成形加工过程。

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