[发明专利]液压成型的弯角管件的制造方法和装置

说明书

发明领域

本发明涉及液压成型。确切地说，本发明涉及一种用于制造液压成型的无褶皱弯角管件的制造方法和装置。

发明背景

在此所考虑的弯角管件是汽车部件，确切地说，它们是汽车组件的一部分如车架和轮脚架。部件可以是一个框架件、横梁、侧梁、A柱等。

在过去，如果在此所述的弯角部件被制成其弯角大于30度的管形，则这样的弯角部件需要将一个加强托架焊接到弯管段的突起部上以加强在弯管段突起部处的薄壁的强度。将加强托架焊接到其突起部薄壁需要加强托架的管弯段上，这给最终部件增加了材料费和不希望的重量。人们总是希望通过改进的制造方法和装置来更经济地使汽车部件更加轻巧。

这些部件可以具有大壁厚的金属管坯制得更为坚固。然而，在这种情况下，在管上往往在弯曲凹部上聚集出现所不希望的皱褶。这样地形成皱褶在高压液压成型设备中(例如大于2000大气压)尤其成为问题，其中管坯直径被胀大10％，而壁厚则保持在管坯原来壁厚的10％以内。

美国专利US NO 5,481,892中描述了一种弯角部件的通常的液压成型设备，该专利公开了一种设备，它在液压成型期间，与金属管坯的相对两端接合，它根本不能适应防止在弯曲的凹部发生皱褶的要求。

DE A 4 322 711系关于液压成型弯管的通常的液压成型工艺，它也根本不能防止在弯曲的凹部发生皱褶。

法国专利FR-A-2535 987公开了一种液压成型设备，它的管端接合结构包括有铰接件，它们能纵向对准管的膨胀成球状的各部分，对管坯各部施加较大的力。

该专利内含的基本思想是对要膨胀成球状的部分施加附加力。然而，该专利中所公开的设备只能在局部区域使该管坯膨胀。该专利不能克服使管件弯曲大于30度所遇到的各种困难，与弯曲的凸部相对的弯曲凹部易于局部聚集皱折是大家公知的，而这种局部皱折问题在此专利中是不存在的，在此专利中也未曾以任何方式提出。

此外，即使是对于如法国专利’987中的特殊问题，此专利也通过提供一种复杂的铰接管端接合结构而提供一种较为复杂的方案。

发明概述

本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种液压成型的弯角管件的制造方法和装置，其能够减少所使用的材料，使重量减轻，从而使汽车部件更加轻巧。同时，可以防止在弯曲的凹部产生皱褶。

可以通过这样一种液压成型一弯角管件的方法来克服现有技术的缺陷，所述方法包括：将一弯角金属管坯安放在大致相应的角形模腔内，该管坯具有外表面，其中该外表面在该管坯的弯角部处具有大致位于该管坯相反两侧上的凹表面部和凸表面部：密封管坯的相反(相对)两端；向管坯内部供应高压流体；因供应高压流体而胀大管坯，从而使其与限定该模腔的表面的形状吻合；对至少管坯一端施力以造成金属材料在管坯内流动，以将管坯壁厚保持在一个预定范围内，其中与对纵向对准管坯凹表面部的管坯部施加的力的大小相比，对纵向对准该管坯凸表面部的管坯部施加更大的力，从而与靠近凹表面部的管坯部相比造成更多金属材料流向靠近相邻该凸表面部的管坯部，从而在靠近凹表面部的管坯部上限制了褶皱的形成。

根据本发明的原理，提供一种用于成形弯角管件的液压成型模具装置，它包括：具有模具部件的模具，所述模具部件包括互相配合而限定出放入弯曲金属管坯的弯角模腔的模具表面，所述金属管坯的外表面包括凸表面部和在其相反侧面上的凹表面部；第一和第二压头组件，它们具有各自的第一和第二有关的管端压接结构，所述管端压接结构设置在该模腔的相对端上，管端压接结构被制造和布置成能被插入该模腔的相对端内；该管端压接结构具有用于接触放在模腔内的金属管坯的相对端的管端接触表面；该管端压接结构还包括被建造和布置成能够向金属管坯内部供应液压成型流体的孔；该压头组件还包括被建造和布置成能够提高供给金属管坯内部的液压成型流体的压力的流体加压系统，其压力应高到足以胀大金属管坯而使其与限定该模腔的模具表面的形状相吻合；至少其中一个管端压接结构可以通过有关的压头组件移动，从而被迫与金属管坯相反端中的一端接触以便在该管端压接结构之间纵向挤压金属管坯，造成金属材料在胀大金属管坯的过程中纵向流动以便将金属管坯壁厚保持在所需范围内；至少一个活动的管端压接结构这样建造和布置使其管端接触表面，与对施加在纵向对准管坯凸表面部的金属管坯那一端局部上的力的大小相比，对纵向对准金属管坯凸表面部的金属管坯那一端局部施加更大的力，从而造成比纵向流向该金属管坯凹表面部的金属更多的金属纵向流向该金属管坯的凸表面部。