CN1712305A - 一种管状构件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管状构件的制造方法，主要提供两个以上的中空管件，由接合工艺(如胶合接合法及/或机械成型法)技术将管件接头相互接合，形成一管状结构组合件，再借助液压法成型技术加工该管状结构组合件，完成管状构件成品。

Description

一种管状构件的制造方法

技术领域

本发明有关一种管状构件的制造方法，具体而言是关于一种管状构件的创新制造技术，是利用胶合、机械式接合技术或其它接合方法，将待成型对象接合一起，并施以液压工艺成型技术，使之紧密结合在一起，即加工完成管状构件成品。

背景技术

已知管状构件的制造方法中，具曲面造型的管结构通常会运用到液压成型工艺，一般作法为将管构件切分成几部份，先各自生产制造后再相互焊合。

已知另一种管状构件的制造方法(专利发明公告号552371)，现参考图1加以说明，该图显示一自行车的车架，其为一管状构件，该车架具有一前端管，用以枢接前叉及方向杆。

该液压成型步骤用以将胚料管加工，以形成自行车的前端管接头。再参考图2，其显示该车架的前端管接头的制造完成示意图。该前端管接头的胚料管放置于液压成型上、下模中，之后将该上、下模合模并密封，再注入工作流体(上模有一注入口未画出)，并以一左一右两活塞往该前端管中间挤压，再由两端施以轴向作用力，同时再注入工作流体，藉以使该胚料管膨胀成型。该前端管接头成型之后，如图2所示，便可透过脱模过程取出该前端管接头。

而上述加工之后结合工艺乃包括胶合工艺、以及加热结合工艺，例如焊接(Welding)。

然而，就前述的多通管制造方法而言，焊接过程中整体温度并无法保持稳定，该管状构件常断裂于焊道及热影响区。再者，异材及/或异厚原料的焊接是极为困难的，再加上上述工艺(先成型再焊接)，如果为求美观加以磨除焊道后，不仅缺乏整体美而且损及整体强度一致性，因此其产品的附加价值及对外竞争力将相对减低。传统焊件，如铝合金焊件，依上述工艺(先成型再焊接)，焊后焊道及热影响区强度会约降低30％。

再者，由于应用旧有已知技术工艺，会产多块零碎组合的构件，在结构力学分析理论上，会产生不规则的力学分布情形，也会出现一处甚或多处应力集中的问题，除静态强度受影响外，在耐冲击靱性及耐疲劳特性上，也会产生一些伤害。

综前所述，便有需要提供一种管状构件的新制造技术，利用胶合、机械式结合技术或其它结合方法，将待成型对象结合一起，然后一次施以液压工艺制作成型，以便利制造管状构件，并藉此降低成本及加工时间。

发明内容

鉴于以上已知技术的问题，本发明的主要目的，是提供一种管状构件的制造方法，用以解决已知技术的形状复杂或过大管件无法一体成型之类的问题，再者，克服已知技术对管件结合强度、耐冲击及耐疲劳等特性上的减损，且导致管件应力集中等种种缺点。

为达上述目的，本发明是将管件先施以接合技术，使内外管壁相互接合，然后再进行液压，使制品成型。就是说先以胶合、机械式接合(机械滚轮法或机械滚压法)或其它接合方法(例如胶合加上机械式的接合法)使之接合，再用一模穴将外管、内管包覆于其中，然后往管内充满高压液来挤压管壁，沿模具的模穴轮廊形成凸起曲面，使内、外管壁可相互紧密结合，并成型至最终所需的液压成型制品。具体来说，本发明包括下述步骤：(a)提供两个以上的中空管件；(b)进行接合工艺，将该管件接头相互接合，以形成管状结构组合件；以及(c)以液压成型技术，加工该管状结构组合件，使该两管件紧密结合，形成管状构件成品。

更具体来说，本发明一个实施方案如下：(a)提供两个以上的中空管件；(b1)先将管件接头相互套合；(b2)再将油封套环置于两管件之间；(b3)以滚压的方式将油封套环挤压，使管件接触面相互密合；及(c)再借助液压法来挤压管壁，即用一模穴将外管、内管包覆于其中，然后往管内充满高压液来挤压管壁，使之沿着模具的模穴轮廓形成凸起曲面，使管件接触面相互结合。本发明另一个实施方案如下：(a)提供两个以上的中空管件；(b1)先将管件接头相互套合；(b2)再将油封套环置于两管件之间；(b3)以滚轮的方式将油封套环挤压，使管件接触面相互密合；及(c)再借助液压法来挤压管壁，即用一模穴将外管、内管包覆于其中，然后往管内充满高压液来挤压管壁，使之沿着模具的模穴轮廓形成凸起曲面，使管件接触面相互结合。本发明另一个实施方案如下：(a)提供两个以上的中空管件和心轴；(b1)先将管件接头相互套合；(b2)再将心轴置于外接管一端内，并接触外接管另一端内的套管头部；及(c)再借助液压法来挤制管壁，即用一模穴将外管、内管包覆于其中，然后往管内充满高压液来挤压管壁，使之沿着模具的模穴轮廓形成凸起曲面，同时心轴向前微推来支撑套管的头部管壁以避免破裂，使管件接触面相互结合。本发明另一个实施方案如下：(a)提供两个以上的中空管件；(b)先将管件接头用胶合剂涂布于两管件的接触面；及(c)再借助液压法来挤制管壁，即用一模穴将外管、内管包覆于其中，然后在管内充满高压液来挤压管壁，使之沿着模具的模穴轮廓形成凸起曲面，使管件接触面相互结合。本发明另一个实施方案如下：提供两个以上的中空管件；(b1)先将胶合剂涂布于两管件的接触面；(b2)再将管件接头用机械成型法相互密合；及(c)再借助液压法来挤制管壁，即用一模穴将外管、内管包覆于其中，然后往管内充满高压液来挤压管壁，使之沿着模具的模穴轮廓形成凸起曲面，使管件接触面相互接合。其中该中空管件可选自直管、K形管、T形管、Y形管、五通管及多通管形式。

下文特举较佳实施例并配合附图作详细说明。

附图说明

图1为一自行车车架的侧面示意图；

图2为已知技术的液压成型过程的示意图；

图3为根据本发明的一实施例的管状构件的制造方法方块图；

图4A、图4B、图4C为本发明的一实施例先接合后液压成型的示意图；

图5A、图5B、图5C为本发明的一实施例以滚轮法加液压成型工艺作机械式接合的示意图；

图6A、图6B、图6C为本发明的一实施例以滚压法加液压成型工艺作机械式接合的示意图；

图7A、图7B：为显示本发明之一实施例以心轴配合液压成型工艺的示意图。

图8A、图8B为本发明的一实施例先胶合密封后再以液压成型方式作机械式结合的示意图；

图9A、图9B为本发明的一实施例先胶合与机械式接合同时密封后，再以液压成型方式作机械式结合的示意图；

图10为刻划有图案的管件成品。

附图标号如下：中空管件1；K形管2；管状构件成品3；接合工艺20；液压成型步骤30；待成型管件100；油封环套101；外管102；内管103；模穴104；高压液105；待成型管件100’；模穴104’；待成型管件200；心轴201；待成型管件300；胶合剤301；待成型管件300’。

具体实施方式

本较佳实施例兹配合附图说明如下：

首先参考图3，为根据本发明的管状结构的制造方法10，先经接合工艺20再液压成型30的基本流程图，其作业程序乃先运用胶合或其它机械结合等接合方式20，先将管件作组合，再以液压成型30制出最终所需的液压成型制品。

如图4A所示，先将两延伸管1与K型管2透过胶合或其它机械等方式20接合一起，(如图4B所示，同理，两延伸管与T型管也可透过胶合或其它机械等方式20接合一起)请再见图4C，透过液压30一次成型，变成一整体的构件组3，可节省大量时间与成本，同理可用其作组合的管件，包含直管、K型管、T型管、Y管、五通及多通管等多种型式，皆为本发明可运用的范畴。

以下再就四种不同的工艺实施例详细叙述说明：

实施例一：图5A、图5B、图5C为机械接合方式的示意流程图，如图5A所示，待成型中空管件组100，先将油封环套101置于两个以上的中空管件，即外管102、内管103之间，再以机械滚轮法20的方式将油封环套101挤压，如图5B所示，使外管102、内管103管壁之间能相互密封确保无间隙，请再见图5C，用一模穴104将外管102、内管103包覆于其中，再将管一端A封闭，并加入高压液体105进而赶出所有管内的空气，并在液压成型30前将管第二端B封闭，而后在管内充高压液体105来挤压管壁(其中该中空管件的二个封闭端之一有一穿孔，可充填高压液于管内)，并以模穴104拘束其成型，意即高压液体105同时挤压外管102、内管103管壁，更进一步沿着模具的模穴104轮廊形成凸起曲面，使外管102、内管103管壁可相互结合，并一直成型至最终所需的液压成型制品。

实施例二：图6A、图6B、图6C为机械式接合方式二的示意流程图，如图6A所示，待成型中空管件组100’先将油封环套101置于两个以上的中空管件，即外管102、内管103之间，再以机械滚压法20的方式将油封环套101挤压，如图6B所示，使外管102、内管103管壁之间能相互密封确保无间隙，请再见图6C，用一模穴104’将外管102、内管103包覆于其中，再将管一端C封闭，并加入高压液体105进而赶出所有管内的空气，并在液压成型30前将管第二端D封闭，而后在管内充高压液体105来挤压管壁(其中该二封闭管端之一有一穿孔可由此充填高压液于管内)，并以模穴104’拘束其成型，意即高压液体105挤压外管102、内管103管壁，更进一步沿着模具的模穴104’轮廊形成凸起曲面，使外管102、内管103管壁可相互接合，并一直成型至最终所需的液压成型制品。

实施例三：图7A、图7B为机械式接合方式三的示意流程图，如图7A所示，待成型中空管件组200，先将心轴201置于外管102内，再将一端封闭的内管103也置于外管102内，此时将心轴201接触内管103的头部，再见图7B，由于内管的一端已封闭，在加入高压液体105后，使得管内的空气被赶出，并在液压成型30前将管另一端E封闭，紧接着在管内充满高压液体105来挤压管壁(其中该二封闭管端之一有一穿孔可由此充填高压液于管内)，并以模穴104’拘束成型，意即高压液体105同时挤压外管102、内管103管壁，更进一步沿着模具的模穴104’轮廊形成凸起曲面，使外管102、内管103管壁可相互结合，同时心轴201向前微推来支撑内管103的头部管壁以避免破裂，并顺便成型至最终所需的液压成型制品。

实施例四：

图8A、图8B为胶合接合运用的示意流程图，如图8A所示，待成型中空管件组300，先利用胶合剂301涂在外管102、内管103之间，使其外管102、内管103管壁之间能相互密封确保无间隙，再将管一端G封闭，并加入高压液体105进而赶出所有管内的空气，并在液压成型30前将所有管第二端H封闭，请再见图8B，进一步在管内充高压液体105来挤压管壁(其中该二封闭管端之一有一穿孔可由此充填高压液于管内)，并以模穴104’拘束成型，意即高压液体105同时挤压外管102、内管103管壁并，更进一步沿着模具的模穴104’轮廊形成凸起曲面，使外管102、内管103管壁可相互接合，直到成型至最终所需的液压成型制品。

实施例五：

图9A、图9B为胶合与机械式接合同时运用的示意流程图，如图9A所示，待成型中空管件组300’，先利用胶合剂301涂在外管102、内管103之间，再利用机械式接合(如机械滚轮法或机械滚压法)，使得二中空杆件外管102、内管103管壁之间能相互密封并确保无间隙，请再见图9B，将管一端I封闭，并加入高压液体105进而赶出所有管内的空气，并在液压成型30前将管第二端J封闭，紧接着在管内充高压液体105来挤压管壁(其中该二封闭管端之一有一穿孔可由此充填高压液于管内)，并以模穴104’拘束成型，意即高压液体105同时挤压外管102、内管103管壁，更进一步沿着模具的模穴104’轮廊形成凸起曲面，使外管102、内管103管壁可相互接合，直到成型至最终所需的液压成型制品。

本较佳实施例中管件成型的模具也可设计为有艺术造型且防仿冒的商标或者所需的图案，以便将该商标或图案刻印于管件成品上，本发明人特以金属中心的图案为例刻印于本实施例上，即图10所示，当然对于管件的刻印图案并不为本发明的设计重点，所以不加以局限。

本较佳实施例中所用的高压液体可为水、油等液体或如橡胶、铅等弹塑性体。

本较佳实施例中管件液压成型前必须封闭两端所用的封闭物，可直接以欲配合成型的、埠封闭后的管件替代封闭物，例如直管、K形管、T形管等等替代封闭物，将中空管件与之结合成一管状构件成品。

本较佳实施例中的管件，是以不同管径的外管与内管为例说明制作过程，不过本发明对管件的管径并不加以局限。

以上所公开的仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明，任何熟习此项技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，所做的更动与润饰，皆应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1、一种管状构件的制造方法，其特征在于包括：(a)提供两个以上的中空管件；(b)进行接合工艺，将该管件接头相互接合，以形成管状结构组合件；以及(c)以液压成型技术，加工该管状结构组合件，以形成管状构件成品。

2、根据权利要求1所述的的管状构件的制造方法，其中该中空管件可选自直管、K形管、T形管、Y形管、五通管及多通管形式。

3、根据权利要求1所述的的管状构件的制造方法，其中该接合工艺为胶合接合工艺。

4、根据权利要求1所述的的管状构件的制造方法，其中该接合工艺为机械法接合工艺。

5、根据权利要求1所述的的管状构件的制造方法，其中该接合工艺为胶合与机械法同时运用的接合工艺。

6、根据权利要求1所述的的管状构件的制造方法，其中该接合工艺(b)，进一步包含：(b1)先将管件接头相互套合；(b2)再将油封套环置于两管件之间；及(b3)以滚压的方式将油封套环挤压，使管件接触面相互密合。

7、根据权利要求1所述的的管状构件的制造方法，其中该接合工艺(b)，进一步包含：(b1)先将管件接头相互套合；(b2)再将油封套环置于两管件之间；及(b3)以滚轮的方式将油封套环挤压，使管件接触面相互密合。

8、根据权利要求1所述的的管状构件的制造方法，其中该接合工艺(b)，进一步包含：(b1)先将管件接头相互套合；及(b2)再将心轴置于外接管一端内，并接触外接管另一端内的套管头部。

9、根据权利要求1所述的的管状构件的制造方法，其中该接合工艺(b)，进一步包含：(b1)系先将管件接头套合；及(b2)再将管件接头用胶合剂涂布于两管件的接触面。

10、根据权利要求1所述的的管状构件的制造方法，其中该接合工艺(b)，进一步包含：(b1)系先将管件接头套合，用胶合剂涂布于两管件的接触面；及(b2)再将管件接头用机械成型法相互密合。

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