JP2002239645A - Hydroforming method of metal tube and device - Google Patents

Hydroforming method of metal tube and device

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JP2002239645A
JP2002239645A JP2001035075A JP2001035075A JP2002239645A JP 2002239645 A JP2002239645 A JP 2002239645A JP 2001035075 A JP2001035075 A JP 2001035075A JP 2001035075 A JP2001035075 A JP 2001035075A JP 2002239645 A JP2002239645 A JP 2002239645A
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metal tube
metal
pipe
tube
liquid
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JP2001035075A
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Japanese (ja)
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Osamu Sonobe
治 園部
Yuji Hashimoto
裕二 橋本
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydroforming method of a metal tube enabling HF- forming of the metal tube with the strength at which the corner shaping is impossible with the maximum internal pressure of the specification even without remodeling any pressure system in an existing HF-forming device. SOLUTION: By using an axially-pressing punch 3 of double structure having an inner 5 which can be inserted in the metal tube 1 having a liquid filling hole 5a and an outer 6 abutted on a tube end face of the metal tube 1 provided on the outer circumference of the inner 5 in the axial direction in a relatively movable manner, a tip face of the outer 6 is abutted on the tube end face of the metal tube 1 set to a die 2, the metal tube 1 is axially pressed by integrally moving the inner 5 with the outer 6, the liquid is filled in the metal tube 1 through the filling hole 5a, the inner 5 is moved and inserted in the metal tube 1 to increase the forming pressure while the outer 6 is fixed to the position at which the metal tube 1 is axially pressed by the predetermined quantity, and the metal tube 1 is hydroformed in a desired shape.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属管のハイドロ
フォーム成形方法および装置に関するものである。
The present invention relates to a method and an apparatus for hydroforming a metal tube.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハイドロフォーム(以下、適宜HFと略
称する)成形とは、金属管(以下、適宜、管またはパイ
プとも称する)に軸力と内圧とをかけて一体成形により
中空閉じ断面構造部品を製造する技術である。具体的に
は、金属管を金型内に装填し、金属管内に液体を注入し
て軸力をかけながら該液体の管内圧力を高めることによ
り、管周方向に伸びを与えて金属管を金型内面に沿わ
せ、所定の形状に拡管加工する。この技術は、主に自動
車部品の製造に用いられている。
2. Description of the Related Art Hydroforming (hereinafter abbreviated to HF as appropriate) molding is a method of forming a hollow closed-section structural part by integrally molding a metal pipe (hereinafter also referred to as a pipe or pipe) by applying an axial force and an internal pressure thereto. The technology to manufacture. Specifically, a metal tube is loaded into a mold, and a liquid is injected into the metal tube to increase the internal pressure of the liquid while applying an axial force. The tube is expanded to a predetermined shape along the inner surface of the mold. This technology is mainly used for the production of automobile parts.

【0003】図5は従来のHF成形装置の要部の構成の
一例を示す断面図である。このHF成形装置は、成形す
べき金属管51をセットする金型52と、この金型52
にセットされた金属管51の管端部を軸押する軸押ポン
チ53とを有している。金型52は金型ホルダ54に保
持され、金属管51内に注入された液体の管内圧力に対
抗するようにプレス(図示せず)により締め付けられる
ようになっている。また、軸押ポンチ53は、軸押ポン
チホルダ55を介して軸押シリンダ56に連結されるよ
うになっていると共に、この軸押ポンチ53には、その
中心軸に沿って貫通して注入孔53aが形成され、この
注入孔53aが軸押シリンダ56側において軸押シリン
ダ56に形成された注入路56aに連通するようになっ
ている。
FIG. 5 is a sectional view showing an example of a configuration of a main part of a conventional HF molding apparatus. The HF molding apparatus includes a mold 52 for setting a metal tube 51 to be molded, and a mold 52
And a shaft pressing punch 53 for axially pressing the tube end of the metal tube 51 set on the shaft. The mold 52 is held by a mold holder 54 and is fastened by a press (not shown) so as to oppose the in-pipe pressure of the liquid injected into the metal tube 51. The shaft pressing punch 53 is connected to a shaft pressing cylinder 56 via a shaft pressing punch holder 55. The shaft pressing punch 53 extends through the injection hole 53a through the center axis thereof. The injection hole 53a communicates with an injection passage 56a formed in the shaft pushing cylinder 56 on the shaft pushing cylinder 56 side.

【0004】図5に示す従来のHF成形装置では、軸押
シリンダ56を駆動して、金型52にセットされた金属
管51の管端部を軸押ポンチ53により軸押力Fnで軸
押しながら、注入路56aおよび注入孔53aを通して
金属管51内に水(あるいは油圧油等、液体の圧力媒体
であればよい)を注入して内圧を加え、これにより金型
52内のキャビティ(図示せず)内で金属管51を拡管
するようにしている。ここで、軸押ポンチ53による軸
押力Fnの最大値は、一般に1000kN〜2000k
Nであり、金属管51に加える管内圧力は、装置による
が最大で100〜300MPaである。
In the conventional HF molding apparatus shown in FIG. 5, a shaft pushing cylinder 56 is driven to axially push the tube end of a metal tube 51 set in a mold 52 by a shaft pushing punch 53 with a shaft pushing force Fn. Meanwhile, water (or a liquid pressure medium such as hydraulic oil) may be injected into the metal pipe 51 through the injection path 56a and the injection hole 53a to apply an internal pressure, thereby applying a cavity (not shown) in the mold 52. The metal tube 51 is expanded inside the box. Here, the maximum value of the shaft pressing force Fn by the shaft pressing punch 53 is generally 1000 kN to 2000 kN.
N, and the in-pipe pressure applied to the metal pipe 51 is 100 to 300 MPa at maximum depending on the apparatus.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述したHF成形装置
において、100MPa以上の管内圧力が必要となるの
は、金型52内のコーナー曲面(R)部分等に金属管5
1をはりつけるコーナーシェーピングの場合が殆どであ
る。このため、導入したHF成形装置の仕様上の最大圧
力が、装置の導入当初には想定していなかったような高
い強度を有する金属管のコーナーシェーピングに必要と
なる内圧よりも小さい場合には、金属管を所望の形状に
HF成形できないことになる。この問題を解決する方法
としては、既存の成形内圧の圧力系統を高圧を供給でき
るように改造することが考えられるが、強度的に増強す
べき機械個所は多数にのぼるため、改造に期間やコスト
がかかることが懸念される。
In the above-described HF molding apparatus, the reason that the pressure inside the pipe of 100 MPa or more is required is that the metal pipe 5 is formed on the corner curved surface (R) in the mold 52 or the like.
In most cases, corner shaping in which 1 is attached is used. For this reason, when the maximum pressure in the specification of the introduced HF molding device is smaller than the internal pressure required for corner shaping of a metal tube having high strength which was not assumed at the beginning of the introduction of the device, The HF molding of the metal tube into a desired shape cannot be performed. As a method to solve this problem, it is conceivable to remodel the existing molding internal pressure system so that it can supply high pressure.However, since the number of mechanical parts to be strengthened is large, it takes time and cost to remodel. There is a concern that this will take place.

【0006】したがって、かかる点に鑑みてなされた本
発明の第1の目的は、既設のHF成形装置における圧力
系統を高圧系に改造しなくても、その圧力系統での仕様
上の最大圧力ではコーナーシェーピングが不可能となる
ような強度を有する金属管をも所望の形状に確実にHF
成形できる金属管のハイドロフォーム成形方法を提供す
ることにある。さらに、本発明の第2の目的は、上記の
成形方法を簡単かつ安価に実施できるよう適切に構成し
た金属管のハイドロフォーム成形装置を提供することに
ある。
Accordingly, a first object of the present invention, which has been made in view of such a point, is to provide a high-pressure system with a specified maximum pressure without modifying a pressure system of an existing HF molding apparatus to a high-pressure system. Even metal pipes that have such strength that corner shaping is not possible can be reliably HF
An object of the present invention is to provide a method for hydroforming a metal tube that can be formed. Further, a second object of the present invention is to provide a metal pipe hydroform forming apparatus appropriately configured so that the above-described forming method can be performed easily and inexpensively.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
る請求項1に係る発明は、金属管を金型内に装填し、軸
押ポンチを介して金属管を軸押すると共に、金属管内に
液体を装入して該液体の管内圧力を高めることにより金
属管を成形する金属管のハイドロフォーム成形方法にお
いて、上記軸押ポンチとして、前記液体の注入孔を有す
る金属管内に挿入可能なインナーと、該インナーの外周
に軸方向に相対的に移動可能に設けられた前記金属管の
管端面に当接可能なアウターとを有する二重構造の軸押
ポンチを用い、前記アウターの先端面を前記金属管の管
端面に当接させて、上記インナーおよびアウターを一体
に移動させて前記金属管を軸押すると共に、上記注入孔
を経て前記金属管内に液体を注入し、前記金属管を所定
量軸押した位置に上記アウターを固定した状態で、上記
インナーを移動させて前記金属管内に挿入することによ
り、金属管を所望の形状に成形することを特徴とするも
のである。
According to a first aspect of the present invention, a metal tube is loaded in a mold, and the metal tube is axially pushed through a shaft pushing punch. In the metal tube hydroforming method of forming a metal tube by charging a liquid into the tube and increasing the pressure of the liquid inside the tube, the shaft pressing punch can be inserted into the metal tube having the liquid injection hole. Using a double-structured axial pressing punch having an inner and an outer that is provided on the outer periphery of the inner so as to be relatively movable in the axial direction and that can abut on a pipe end face; Abut on the pipe end face of the metal pipe, the inner and outer are moved together to push the metal pipe axially, and a liquid is injected into the metal pipe through the injection hole, thereby forming the metal pipe. At the position where the axis is pushed by a predetermined amount In a state of fixing the serial outer, by inserting into the metal tube by moving the inner, it is characterized in that forming a metal tube into a desired shape.

【0008】上記第2の目的を達成する請求項2に係る
発明は、金属管を金型内に装填し、軸押ポンチを介して
金属管を軸押すると共に、金属管内に液体を注入して該
液体の管内圧力を高めることにより金属管を成形する金
属管のハイドロフォーム成形装置において、上記軸押ポ
ンチは、前記液体の注入孔を有する金属管内に挿入可能
なインナーと、該インナーの外周に軸方向に相対的に移
動可能に設けられた前記金属管の管端面に当接可能なア
ウターとを有し、上記アウターの先端面を前記金属管の
管端面に当接させて、上記インナーおよびアウターを一
体に移動させて前記金属管を軸押すると共に、上記注入
孔を経て前記金属管内に液体を注入し、前記金属管を所
定量軸押した位置に上記アウターを固定した状態で、上
記インナーを移動させて前記金属管内に挿入することに
より、金属管を所望の形状に成形するよう構成したこと
を特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention to achieve the second object, a metal tube is loaded into a mold, the metal tube is axially pushed through a shaft pushing punch, and a liquid is injected into the metal tube. In the metal pipe hydroforming apparatus for forming a metal pipe by increasing the pressure inside the pipe of the liquid, the axial pressing punch comprises an inner insertable into the metal pipe having the liquid injection hole, and an outer periphery of the inner. An outer end which is provided so as to be relatively movable in the axial direction and which can abut on a pipe end face of the metal pipe. And while moving the outer integrally and axially pushing the metal tube, injecting a liquid into the metal tube through the injection hole, fixing the outer at a position where the metal tube is axially pushed by a predetermined amount, Move the above inner By inserting the metal tube by and is characterized by being configured so as to mold the metal tube into a desired shape.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1および図2は、本発明
に係るHF成形装置の第1実施形態の要部の概略構成を
示す断面図で、図1は軸押状態を示しており、図2はコ
ーナーシェーピングを行っている状態を示している。こ
のHF成形装置は、基本的には軸押ポンチの構成を除い
て従来のHF成形装置と同様の構成からなるもので、成
形すべき金属管1をセットする金型2と、この金型2に
セットされた金属管1の端部を軸押する軸押ポンチ3と
を有しており、金型2は金型ホルダ4に保持され、金属
管1の成形圧力に対抗するようにプレス(図示せず)に
より締め付けられるようになっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are cross-sectional views showing a schematic configuration of a main part of a first embodiment of an HF molding apparatus according to the present invention. FIG. 1 shows a shaft pressing state, and FIG. It shows the state where it is. This HF molding apparatus basically has the same configuration as that of a conventional HF molding apparatus except for the configuration of a shaft pressing punch, and includes a mold 2 for setting a metal tube 1 to be molded, and a mold 2 And a pressing die 3 for pressing the end of the metal tube 1 set on the metal tube 1. The die 2 is held by a die holder 4 and pressed to oppose the molding pressure of the metal tube 1. (Not shown).

【0010】本実施の形態では、軸押ポンチ3を、金属
管1内に挿入可能なインナー5と、このインナー5の外
周側に金属管1の端面に当接可能に設けたアウター6と
を有する二重構造とする。インナー5は、インナーホル
ダ7を介して軸押シリンダ8に連結すると共に、このイ
ンナー5には、その中心軸に沿って貫通して注入孔5a
を形成し、この注入孔5aを軸押シリンダ8側において
軸押シリンダ8に形成した注入路8aに連通させる。ま
た、インナーホルダ7側において、インナー5の外周に
は着脱自在に軸押力伝達用冶具9を装着する。アウター
6は、インナー5に対して軸方向に相対的にスライド可
能に設け、このアウター6の移動位置を、軸押方向に移
動し、位置決め可能でかつアウター6に係合離隔可能な
ストッパ10で該位置決め位置に固定可能に設置する。
ストッパ10は、図2中の拡大図に示したように、凹凸
を有する形状にし、多数の座面10aで成形反力を分散
して受けるようにするのが好ましい。なお、インナー5
とアウター6との間は、Oリング11で液密にシールす
る。
In the present embodiment, the shaft pressing punch 3 includes an inner 5 that can be inserted into the metal tube 1, and an outer 6 that is provided on the outer peripheral side of the inner 5 so as to be in contact with the end surface of the metal tube 1. Having a double structure. The inner 5 is connected to a shaft pushing cylinder 8 via an inner holder 7, and the inner 5 has an injection hole 5 a penetrating along the center axis thereof.
The injection hole 5a is communicated with the injection passage 8a formed in the axial pushing cylinder 8 on the axial pushing cylinder 8 side. On the inner holder 7 side, a shaft pressing force transmitting jig 9 is detachably mounted on the outer periphery of the inner 5. The outer 6 is provided so as to be slidable relative to the inner 5 in the axial direction, and the movement position of the outer 6 is moved in the axial pushing direction by a stopper 10 which can be positioned and can be engaged with and separated from the outer 6. It is installed so as to be fixed at the positioning position.
As shown in the enlarged view of FIG. 2, it is preferable that the stopper 10 has a shape having projections and depressions so that a large number of seating surfaces 10a receive the molding reaction force in a dispersed manner. In addition, inner 5
An O-ring 11 seals the space between the outer case 6 and the outer case 6.

【0011】本実施の形態では、先ず、図1に示すよう
に、軸押シリンダ8側においてインナー5の外周に軸押
力伝達用冶具9を装着して、ストッパ10をアウター6
から離隔させた状態で軸押シリンダ8を移動し、これに
よりインナー5とアウター6とを一体に移動させて、金
型2にセットされた金属管1の管端部内にインナー5の
先端部を若干挿入した状態で、軸押力伝達用冶具9を介
してアウター6により金属管1の管端面を軸押力Fnで
所定量軸押すると共に、注入路8aおよび注入孔5aを
通して金属管1内に水その他の液体の圧力媒体を注入し
て圧力を加え、これにより金型2内のキャビティ(図示
せず)内で金属管1をある程度拡管する。
In this embodiment, first, as shown in FIG. 1, a jig 9 for transmitting a shaft pressing force is mounted on the outer periphery of the inner 5 on the shaft pressing cylinder 8 side, and the stopper 10 is attached to the outer 6.
The shaft pushing cylinder 8 is moved in a state of being separated from the inner tube 5, whereby the inner 5 and the outer 6 are integrally moved, and the tip of the inner 5 is inserted into the tube end of the metal tube 1 set in the mold 2. In a slightly inserted state, the tube end face of the metal tube 1 is axially pushed by the outer pressing 6 by the axial pressing force Fn via the axial pressing force transmitting jig 9 by the axial pressing force Fn. A pressure medium such as water or other liquid is injected into the mold 2 to apply pressure, whereby the metal tube 1 is expanded to some extent in a cavity (not shown) in the mold 2.

【0012】その後、軸押シリンダ8の移動を一旦停止
させて、図2に示すように、ストッパ10を移動させて
アウター6に係合させ、これによりアウター6を所定量
の軸押位置に固定する。次に、アウター6を固定した状
態で軸押力伝達用冶具9をインナー5から離隔させ、そ
の状態で再び軸押シリンダ8を駆動して、アウター6を
固定したままで、インナー5のみを移動させてその先端
部を更に金属管1内に挿入し、これにより金属管1内の
体積を小さくして成形圧力を上昇させてコーナーシェー
ピングを行う。
Thereafter, the movement of the shaft pushing cylinder 8 is temporarily stopped, and as shown in FIG. 2, the stopper 10 is moved to engage with the outer 6, thereby fixing the outer 6 at a predetermined amount of the shaft pushing position. I do. Next, with the outer 6 fixed, the axial pressing force transmitting jig 9 is separated from the inner 5, and in that state, the axial pressing cylinder 8 is driven again to move only the inner 5 while the outer 6 is fixed. Then, the tip portion is further inserted into the metal tube 1, thereby reducing the volume in the metal tube 1 and increasing the molding pressure to perform corner shaping.

【0013】このように、本実施の形態では、インナー
5を金属管1内に挿入することにより成形圧力を上昇さ
せるが、この際の成形圧力は、例えば金属管1が外径6
3.5mm、厚さ2.0mm、長さ500mmのもの
で、外径の2.0倍の長さのキャビティ内で1.5倍に
拡管する場合において、インナー5の外径を40mmと
して金属管1内に70mm挿入すると、約300MPa
となる。このため、軸押ポンチ3には成形圧力に対する
反力が作用するが、本実施の形態による軸押ポンチ3
は、インナー5およびアウター6の二重構造となってい
るので、軸押ポンチ3に作用する反力は、インナー5お
よびアウター6への反力の合計で900kN程度とな
る。したがって、軸押力が仕様上1000kN以上あれ
ば、軸押力系統をパワーアップする必要はなくなる。
As described above, in the present embodiment, the molding pressure is increased by inserting the inner 5 into the metal tube 1.
3.5 mm, thickness 2.0 mm, length 500 mm, when expanding 1.5 times in a cavity 2.0 times the outer diameter, the outer diameter of the inner 5 is 40 mm Approximately 300MPa when 70mm is inserted into tube 1.
Becomes For this reason, a reaction force against the molding pressure acts on the shaft pressing punch 3, but the shaft pressing punch 3 according to the present embodiment is used.
Has a double structure of the inner 5 and the outer 6, the reaction force acting on the shaft pressing punch 3 is about 900 kN in total of the reaction forces on the inner 5 and the outer 6. Therefore, if the shaft pressing force is 1000 kN or more in specification, it is not necessary to power up the shaft pressing force system.

【0014】また、成形圧力が上昇することによって、
プレスによる金型2の締め付け力も増大することになる
が、この際に必要な締め付け力は、圧力がかかる部分の
金型2の上下方向の投影面積と成形圧力とを乗算するこ
とにより算出することができる。したがって、HF成形
する部品の上記の投影面積が小さい場合には、成形圧力
が上昇しても、設備の仕様上の最大締め付け力以内に納
まることもある。また、上記の投影面積が大きく、締め
付け力が設備の仕様上の最大締め付け力を超える場合に
は、公知の機械的な締め付け方法を用いることで容易に
対処することができる。図3は、本発明に係るHF成形
装置の第2実施形態の要部の概略構成を示す断面図であ
る。本実施の形態では、軸押ポンチ3を構成するアウタ
ー6にシリンダ部12を形成して、このシリンダ部12
のシリンダ室12aをインナー軸押用油圧系統13に結
合し、インナー5にはシリンダ室12a内を摺動可能に
ピストン部14を形成して、インナー軸押用油圧系統1
3によりシリンダ室12aに対して油を給排すること
で、インナー5をアウター6に対して移動させるように
する。
[0014] In addition, by increasing the molding pressure,
The tightening force of the mold 2 by the press will also increase. At this time, the necessary tightening force is calculated by multiplying the molding area by the vertical projection area of the mold 2 where the pressure is applied. Can be. Therefore, when the above-mentioned projected area of the part to be HF-molded is small, even if the molding pressure increases, it may fall within the maximum tightening force in the specifications of the equipment. Further, when the projection area is large and the tightening force exceeds the maximum tightening force in the specification of the equipment, it can be easily dealt with by using a known mechanical tightening method. FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a main part of a second embodiment of the HF molding apparatus according to the present invention. In the present embodiment, the cylinder part 12 is formed on the outer
Is connected to the inner shaft pushing hydraulic system 13, and the inner 5 is formed with a piston portion 14 slidable in the cylinder chamber 12 a, and the inner shaft pushing hydraulic system 1 is formed.
3, the inner 5 is moved relative to the outer 6 by supplying and discharging oil to and from the cylinder chamber 12a.

【0015】また、アウター6のシリンダ部12を有す
る部分は、装置に固定して設けた油圧シリンダ15内に
摺動可能に配置して、シリンダ部12によって画成され
る油圧シリンダ15の一方のシリンダ室15aに軸押用
油圧系統16を、他方のシリンダ室15bに軸戻用油圧
系統17をそれぞれ結合し、軸押用油圧系統16から一
方のシリンダ室15aに油を供給することによりアウタ
ー6およびインナー5を軸押方向に一体に移動させ、軸
戻用油圧系統17から他方のシリンダ室15bに油を供
給することによりアウター6およびインナー5を軸戻し
方向に一体に移動させるようにする。その他の構成は第
1実施形態と同様である。
A portion of the outer 6 having the cylinder portion 12 is slidably disposed in a hydraulic cylinder 15 fixed to the apparatus, and one of the hydraulic cylinders 15 defined by the cylinder portion 12 is provided. A hydraulic system 16 for pushing the shaft is connected to the cylinder chamber 15a, and a hydraulic system 17 for returning the shaft is connected to the other cylinder chamber 15b. The inner 6 and the inner 5 are integrally moved in the shaft pushing direction, and oil is supplied from the shaft returning hydraulic system 17 to the other cylinder chamber 15b so that the outer 6 and the inner 5 are integrally moved in the shaft returning direction. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【0016】このようにして、先ず、軸押用油圧系統1
6から一方のシリンダ室15aに油を供給することによ
りアウター6およびインナー5を軸押方向に一体に移動
させて、第1実施形態と同様に、金型にセットされた金
属管の管端部にインナー5の先端部を若干挿入した状態
で、アウター6により金属管の管端面を所定量軸押する
と共に、注入孔5aを通して金属管内に水を注入して圧
力を加え、これにより金型内のキャビティ内で金属管を
ある程度拡管する。
As described above, first, the shaft pushing hydraulic system 1
By supplying oil from cylinder 6 to one cylinder chamber 15a, outer 6 and inner 5 are integrally moved in the axial pushing direction, and the pipe end of the metal pipe set in the mold is the same as in the first embodiment. With the tip of the inner 5 slightly inserted into the metal pipe, the outer end of the inner pipe 5 is axially pushed by a predetermined amount, and water is injected into the metal pipe through the injection hole 5a to apply pressure. Expand the metal pipe to some extent in the cavity.

【0017】その後、軸押用油圧系統16からの油の供
給を停止してアウター6を前記所定量の軸押位置に固定
し、その状態でインナー軸押用油圧系統13からシリン
ダ部12のシリンダ室12aに油を供給してインナー5
をアウター6に対して移動させてその先端部を更に金属
管内に挿入し、これにより金属管内の体積を小さくして
成形圧力を上昇させてコーナーシェーピングを行う。
Thereafter, the supply of oil from the shaft pushing hydraulic system 16 is stopped to fix the outer 6 to the predetermined amount of the shaft pushing position, and in this state, the inner shaft pushing hydraulic system 13 Oil is supplied to the chamber 12a and the inner 5
Is moved with respect to the outer 6 and its tip is further inserted into the metal tube, thereby reducing the volume in the metal tube and increasing the molding pressure to perform corner shaping.

【0018】本実施の形態においても、第1実施形態と
同様に、インナー5を金属管内に挿入して成形圧力を高
めるので、インナー軸押用油圧系統13および軸押用油
圧系統16として比較的低パワーのものを用いることが
でき、簡単かつ安価に構成することができる。
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the inner 5 is inserted into the metal pipe to increase the molding pressure, so that the inner shaft pushing hydraulic system 13 and the shaft pushing hydraulic system 16 are relatively formed. A low-power one can be used, and the configuration can be simple and inexpensive.

【0019】[0019]

【実施例】図4に実施例におけるHF成形加工のジオメ
トリおよび金属管の仕様を示す。また、表1にHF成形
装置の仕様を示す。なお、図4において、符号18は成
形前の金属管概略を示し、符号19は成形後の金属管概
略を示し、符号20はコーナーシェーピング対象のコー
ナR部を示している。
FIG. 4 shows the geometry of the HF forming process and the specifications of the metal tube in the embodiment. Table 1 shows the specifications of the HF molding apparatus. In FIG. 4, reference numeral 18 indicates an outline of the metal tube before molding, reference numeral 19 indicates an outline of the metal tube after molding, and reference numeral 20 indicates a corner R portion to be subjected to corner shaping.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】金属管は、降伏応力が約400MPa、5
00MPa、600MPaおよび800MPaのもの4
種類を用い、これらの金属管に対してコーナーR部20
のrbが5mmの場合において、それぞれの条件で本発
明例の軸押ポンチを用いて行ったHF成形結果と、比較
例として従来の軸押ポンチを用いて行ったHF成形結果
とを、表2に比較して示す。なお、コーナーシェーピン
グの状態は、目視観察により判定し、充分できている場
合には○印を、不足している場合には×印を付してあ
る。また、本発明例の軸押ポンチおよび比較例の軸押ポ
ンチの仕様は表3の通りである。
The metal tube has a yield stress of about 400 MPa, 5
00MPa, 600MPa and 800MPa 4
For each of these metal tubes, a corner R
When rb is 5 mm, Table 2 shows the results of HF molding performed using the axial pressing punch of the present invention example under each condition, and the results of HF molding performed using the conventional axial pressing punch as a comparative example. Is shown in comparison with. The state of the corner shaping is determined by visual observation. A mark ○ indicates that the shape is sufficient, and a mark X indicates that the shape is insufficient. Table 3 shows the specifications of the shaft pressing punch of the present invention example and the shaft pressing punch of the comparative example.

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】[0023]

【表3】 [Table 3]

【0024】表2から明らかなように、400MPaお
よび500MPaの金属管の場合には、比較例である従
来の軸押ポンチでもコーナーシェーピングが可能であっ
たが、600MPaおよび800MPaの金属管の場合
には、従来の軸押ポンチでは完全にシェーピングするこ
とが不可能であった。これに対して、本発明例の軸押ポ
ンチでは、全ての降伏応力の金属管について完全にシェ
ーピングすることができた。
As is clear from Table 2, in the case of metal pipes of 400 MPa and 500 MPa, corner shaping was possible even with a conventional punching punch as a comparative example, but in the case of metal pipes of 600 MPa and 800 MPa. However, it was impossible to completely shape the conventional shaft pressing punch. On the other hand, in the case of the axial pressing punch of the present invention, the metal pipes having all the yield stresses could be completely shaped.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、軸押ポンチを、液体の
注入孔を有する金属管内に挿入可能なインナーと、該イ
ンナーの外周に軸方向に相対的に移動可能に設けられた
前記金属管の管端面に当接可能なアウターとを有する二
重構造として、アウターの先端面を前記金属管の管端面
に当接させて、インナーおよびアウターを一体に移動さ
せて前記金属管を軸押すると共に、注入孔を経て前記金
属管内に液体を注入し、前記金属管を所定量軸押した位
置にアウターを固定した状態で、インナーを移動させて
前記金属管内に挿入するようにしたので、既設のHF成
形装置における圧力系統を高圧系に改造することなく成
形圧力を高めることができ、したがって圧力系統での最
大圧力ではコーナーシェーピングが不可能となるような
強度を有する金属管の場合でも所望の形状に確実にHF
成形することができ、簡単かつ安価に実施することがで
きる。
According to the present invention, an inner body capable of inserting a shaft pressing punch into a metal pipe having a liquid injection hole, and the metal provided on the outer periphery of the inner body so as to be relatively movable in the axial direction. As a double structure having an outer that can be in contact with the pipe end face of the pipe, the outer end face is brought into contact with the pipe end face of the metal pipe, and the inner and outer are moved together to push the metal pipe axially. In addition, the liquid is injected into the metal pipe through the injection hole, and the inner is moved and inserted into the metal pipe while the outer is fixed at a position where the metal pipe is axially pushed by a predetermined amount. A metal having a strength that can increase the molding pressure without converting the pressure system in the existing HF molding apparatus to a high-pressure system, and therefore makes corner shaping impossible at the maximum pressure in the pressure system. Surely HF into a desired shape even in the case of
It can be molded and can be implemented simply and inexpensively.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係るHF成形装置の第1実施形態の
要部の概略構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a main part of a first embodiment of an HF molding apparatus according to the present invention.

【図2】 同じく、コーナーシェーピングを行っている
状態を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where corner shaping is performed.

【図3】 本発明に係るHF成形装置の第2実施の形態
の要部の概略構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a main part of a second embodiment of the HF molding apparatus according to the present invention.

【図4】 実施例に用いた拡管前後の金属管の寸法仕様
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing dimensional specifications of a metal tube before and after expansion used in the example.

【図5】 従来のHF成形装置の要部の概略構成を示す
断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration of a main part of a conventional HF molding apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 金属管 2 金型 3 軸押ポンチ 4 金型ホルダ 5 インナー 5a 注入孔 6 アウター 7 インナーホルダ 8 軸押シリンダ 8a 注入路 9 軸押力伝達用冶具 10 ストッパ 11 Oリング 12 シリンダ部 12a シリンダ室 13 インナー軸押用油圧系統 14 ピストン部 15 油圧シリンダ 15a,15b シリンダ室 16 軸押用油圧系統 17 軸戻用油圧系統 18 成形前の金属管概略 19 成形後の金属管概略 20 コーナR部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal tube 2 Die 3 Shaft pushing punch 4 Mold holder 5 Inner 5a Injection hole 6 Outer 7 Inner holder 8 Shaft pushing cylinder 8a Injection channel 9 Shaft pushing force transmission jig 10 Stopper 11 O-ring 12 Cylinder part 12a Cylinder chamber 13 Inner shaft pushing hydraulic system 14 Piston section 15 Hydraulic cylinder 15a, 15b Cylinder chamber 16 Axis pushing hydraulic system 17 Axis returning hydraulic system 18 Outline of metal pipe before molding 19 Outline of metal tube after molding 20 Corner R section

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属管を金型内に装填し、軸押ポンチを
介して金属管を軸押すると共に、金属管内に液体を装入
して該液体の管内圧力を高めることにより金属管を成形
する金属管のハイドロフォーム成形方法において、 上記軸押ポンチとして、前記液体の注入孔を有する金属
管内に挿入可能なインナーと、該インナーの外周に軸方
向に相対的に移動可能に設けられた前記金属管の管端面
に当接可能なアウターとを有する二重構造の軸押ポンチ
を用い、 前記アウターの先端面を前記金属管の管端面に当接させ
て、上記インナーおよびアウターを一体に移動させて前
記金属管を軸押すると共に、上記注入孔を経て前記金属
管内に液体を注入し、 前記金属管を所定量軸押した位置に上記アウターを固定
した状態で、上記インナーを移動させて前記金属管内に
挿入することにより、金属管を所望の形状に成形するこ
とを特徴とする金属管のハイドロフォーム成形方法。
1. A metal tube is loaded into a mold, the metal tube is axially pushed through a shaft pushing punch, and a liquid is charged into the metal tube to increase the pressure of the liquid in the tube, thereby forming the metal tube. In the hydroforming method of a metal tube to be formed, as the shaft pressing punch, an inner insertable into a metal tube having the liquid injection hole and an outer periphery of the inner are provided so as to be relatively movable in an axial direction. Using a double-structured axial pressing punch having an outer that can be in contact with the pipe end face of the metal pipe, the tip face of the outer pipe is brought into contact with the pipe end face of the metal pipe, and the inner and outer parts are integrally formed. While moving and axially pushing the metal tube, injecting a liquid into the metal tube through the injection hole and moving the inner in a state where the outer is fixed at a position where the metal tube is axially pushed by a predetermined amount. Said gold A method for hydroforming a metal pipe, wherein the metal pipe is formed into a desired shape by inserting the metal pipe into a metal pipe.
【請求項2】 金属管を金型内に装填し、軸押ポンチを
介して金属管を軸押すると共に、金属管内に液体を注入
して該液体の管内圧力を高めることにより金属管を成形
する金属管のハイドロフォーム成形装置において、 上記軸押ポンチは、前記液体の注入孔を有する金属管内
に挿入可能なインナーと、該インナーの外周に軸方向に
相対的に移動可能に設けられた前記金属管の管端面に当
接可能なアウターとを有し、 上記アウターの先端面を前記金属管の管端面に当接させ
て、上記インナーおよびアウターを一体に移動させて前
記金属管を軸押すると共に、上記注入孔を経て前記金属
管内に液体を注入し、前記金属管を所定量軸押した位置
に上記アウターを固定した状態で、上記インナーを移動
させて前記金属管内に挿入することにより、金属管を所
望の形状に成形するよう構成したことを特徴とする金属
管のハイドロフォーム成形装置。
2. A metal tube is loaded in a mold, and the metal tube is pressed by a shaft pressing punch, and a liquid is injected into the metal tube to increase the pressure of the liquid in the tube, thereby forming the metal tube. In the metal pipe hydroforming apparatus, the shaft pressing punch is provided with an inner insertable into the metal pipe having the liquid injection hole, and the inner press is provided on the outer periphery of the inner so as to be relatively movable in the axial direction. An outer end which can be in contact with the pipe end face of the metal pipe, wherein the tip end face of the outer pipe is brought into contact with the pipe end face of the metal pipe to move the inner and outer parts together to push the metal pipe axially. By simultaneously injecting a liquid into the metal tube through the injection hole, and fixing the outer at a position where the metal tube is axially pushed by a predetermined amount, moving the inner and inserting the inner tube into the metal tube. ,metal The hydroforming molding apparatus of the metal tube, characterized by being configured so as to mold into a desired shape.
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