[发明专利]金属制管、金属制管的加工方法及加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种某部位的壁厚形成得比其他部位厚的金属制管、金属制管的加工方法以及加工装置。

背景技术

到目前为止，例如安装在汽车上的内燃机关的排气系统的一部分由金属制管构成。排出气体的热量重复加给该金属制管，而且在金属制管的与其他部件相接合的接合部位会产生由于内燃机关和车身振动所造成的应力集中。其结果，问题是容易在金属制管尤其是其接合部位出现破损。作为防止该破损的技术措施例如有：加大壁厚，变更为高强度材质等。

然而，因为如果加大壁厚，无应力集中的部位即不容易破损的部位的壁厚也会变厚，这样金属制管本身就会毫无意义的变重。而且，在改变了材质的情况下，金属制管本身的重量也几乎不会发生变化。

于是，像专利文献1所公开的那样，针对上述情况，采取了通过使金属制管的应力容易集中的部位的壁厚比其他部位厚来一边防止破损，一边谋求金属制管的轻量化这样的技术措施。在该专利文献1中，将壁厚均匀的金属制管加热到1200℃左右的高温而使其变形阻力减小后，再使用模具和型芯在轴线方向上加压，来在金属制管的一部分形成厚壁部。

专利文献1：日本公开特许公报特开平8-10889号公报

发明内容

-发明要解决的技术问题-

然而，专利文献1中所公开的发明内容存在以下问题：因为必须将金属制管加热到高温，所以加热需要时间，生产效率低，而且加工时的能量消耗大。

还有一个问题就是：如果在高温下加工后又冷却到常温，则不会很均匀地产生热收缩，金属制管的尺寸精度因此而会下降。

本发明正是为解决上述问题而完成的，其目的在于：能够以良好的生产效率、较高的精度、较低的能耗制造在其一部分形成有厚壁部的金属制管。

-用以解决技术问题的技术方案-

为达成上述目的，在第一方面的发明中，金属制管的加工方法为：在金属制管的轴线方向中间部位事先设置应力集中部，再对该金属制管施加轴线方向的力，使应力集中在应力集中部并使该应力集中部变形，以该变形点为起点形成厚壁部。

第一方面的发明是这样的，在为了使金属制管的轴线方向的一部分成为壁厚比其他部位厚的厚壁部而对该金属制管进行加工的金属制管的加工方法中，包括以下工序：应力集中部形成工序、管安装工序以及厚壁部形成工序。在所述应力集中部形成工序中，在所述金属制管的轴线方向中间部位形成用以在该金属制管接收轴线方向的力之际使应力集中的应力集中部；在所述管安装工序中，将所述金属制管安装在支撑该金属制管的外周面的外模上；在所述厚壁部形成工序中，在所述应力集中部形成工序和所述管安装工序结束后，将内模插入所述金属制管的内部来形成为在该内模和所述外模之间形成所述厚壁部的空间，对所述金属制管施加轴线方向的力而让应力集中在所述应力集中部并使所述应力集中部变形，以该变形部位为起点形成所述厚壁部。

根据该结构，因为当对金属制管施加力时，应力就会在金属制管的应力集中部集中，所以即使不像现有例那样通过加热来减小变形阻力，金属制管也会开始变形。金属制管的变形，以该开始变形的部位为起点，在外模和内模间的空间内发生，在外模和内模之间在金属制管上形成厚壁部。

第二方面的发明是这样的，在第一方面的发明中，在应力集中部形成工序中，在金属制管上形成台阶部，以该台阶部作应力集中部。

根据该结构，通过形成台阶部，而能够在力作用于轴线方向之际可靠地产生应力集中。

第三方面的发明是这样的，在第二方面的发明中，在应力集中部形成工序中，通过对金属制管进行扩管加工来形成台阶部。

根据该结构，通过扩管加工即可很容易地获得台阶部。

在第四方面的发明中，金属制管的加工装置利用应力集中部形成装置来在金属制管的轴线方向中间部位形成应力集中部，利用驱动装置沿金属制管的轴线方向推内模，从而让轴线方向的力作用在金属制管的端部。

第四方面的发明是这样的，在为了使金属制管的轴线方向的一部分成为比其他部位厚的厚壁部而对该金属制管进行加工的金属制管的加工装置中，包括：应力集中部形成装置、外模、内模以及驱动装置。所述应力集中部形成装置，用来在所述金属制管的轴线方向中间部位形成在接收轴线方向的力之际用以使应力集中的应力集中部；所述外模用来支撑该金属制管的外周面；所述内模构成为：插入在所述金属制管的内部，在该内模和所述外模之间形成用以形成所述厚壁部的空间，且与所述金属制管的端部相摩擦接触；所述驱动装置，用来沿所述金属制管的轴线方向推所述内模而让轴线方向的力作用在该金属制管的端部。