本发明涉及一种成型带有凸缘的金属管的成型装置。
背景技术:
以往,已知有一种通过向经过加热的金属管材料内供给气体以使其膨胀来进行成型的成型装置。例如,专利文献1中所示的成型装置具备:彼此成对的上模及下模;保持部,在上模与下模之间保持金属管材料;及气体供给部,向由保持部保持的金属管材料内供给气体。该成型装置中,通过向处于保持于上模与下模之间的状态的金属管材料内供给气体使金属管材料膨胀,从而能够使金属管材料成型为与模具的形状对应的形状。
引用列表
专利文献
专利文献1:日本特开2003-154415号公报
技术实现要素:
技术问题
在此,已经要求在金属管上成型出凸缘。在利用上述那样的成型装置来成型带有凸缘的金属管的情况下,先在模具上形成凸缘成型用的容积较小的型腔,使金属管膨胀成型,并通过在凸缘成型用型腔内压扁金属管材料的一部分,从而能够成型出凸缘。在这种情况下,仅通过压扁金属管材料的一部分来成型凸缘部时,凸缘部中可能会产生松弛或扭曲等,从而要求进一步提高成型品的质量。
本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于提供一种能够提高成型品的质量的成型装置。
技术方案
根据本发明的一方面,提供一种成型带有凸缘的金属管的成型装置,其具备:彼此成对的第1模具及第2模具;使第1模具及第2模具中的至少一个移动的滑动件;具备被构造为产生用于使滑动件移动的驱动力的伺服马达的驱动部;被构造为在第1模具与第2模具之间保持金属管材料的保持部;被构造为向由保持部保持的金属管材料内供给气体的气体供给部;及被构造为控制驱动部、保持部及气体供给部的控制部,控制部进行如下控制:控制气体供给部,以通过向由保持部保持在第1模具与第2模具之间的金属管材料内供给气体而使金属管材料膨胀成型;控制驱动部,以通过第1模具及第2模具压扁已膨胀的金属管材料的一部分来成型凸缘部;并通过控制伺服马达而在成型凸缘部期间改变滑动件的移动速度。
根据本发明上述方面的成型装置中,控制部控制气体供给部,以通过向由保持部保持在第1模具与第2模具之间的金属管材料内供给气体来使金属管材料膨胀成型。由此,金属管材料膨胀成型为与第1模具及第2模具对应的形状。并且,控制部控制驱动部,以通过第1模具及第2模具压扁已膨胀的金属管材料的一部分来成型凸缘部。在此,控制部通过控制伺服马达而在成型凸缘部期间改变滑动件的移动速度。因此,能够根据凸缘部的形状等以适当的移动速度控制挤压的动作。因此,能够提高成型品的质量。
根据本发明上述方面的成型装置中,控制部可在成型凸缘部期间阶段性地改变滑动件的每预定时间段的移动量。由此,能够使凸缘部难以产生裂纹,并且通过增加凸缘部的变形量,能够提高成型性。
根据本发明上述方面的成型装置中,控制部可在成型凸缘部期间以曲线的方式改变滑动件的移动位置。由此,能够提高弯曲位置的尺寸精度的稳定性,并且能够提高耐冲击性和抗疲劳断裂性。
根据本发明上述方面的成型装置中,控制部在成型凸缘部时,相较于成型初期可增加成型后期滑动件的每预定时间段的移动量。由此,在成型初期,通过减少滑动件的每预定时间段的移动量,能够一点一点地压扁金属管材料以免使金属管材料急剧变形。另一方面,在使金属管材料已经变形一定程度的成型后期,通过增加滑动件的每预定时间段的移动量,能够快速成型凸缘部的最终形状。
技术效果
根据本发明,能够提高成型品的质量。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的成型装置的概略结构图。
图2是沿图1所示的II-II线的剖视图,且为吹塑成型模具的概略剖视图。
图3是表示利用成型装置进行的制造工序的图,图3(a)是表示在模具内设置有金属管材料的状态的图,图3(b)是表示金属管材料由电极保持的状态的图。
图4是表示利用成型装置进行的吹塑成型工序及之后的流程的图。
图5是电极周边的放大图,图5(a)是表示由电极保持金属管材料的状态的图,图5(b)是表示吹塑机构抵接于电极的状态的图,图5(c)是电极的主视图。
图6是表示吹塑成型模具的动作和金属管材料的形状的变化的图,图6(a)是表示将金属管材料设置于吹塑成型模具的时间点的状态的图,图6(b)是表示吹塑成型时的状态的图,图6(c)是表示通过挤压而成型凸缘部的状态的图。
图7是表示通过控制部控制滑动件的速度的一方面的一例的曲线图。
图8是表示通过控制部控制滑动件的速度的一方面的一例的曲线图。
具体实施方式
<成型装置的结构>
如图1所示,成型出带有凸缘的金属管的成型装置10被构造为具备:吹塑成型模具13,包括上模(第1模具)12及下模(第2模具)11;滑动件82,使上模12及下模11中的至少一个模具移动;驱动部81,产生用于使滑动件82移动的驱动力;管保持机构(保持部)30,在上模12与下模11之间水平保持金属管材料14;加热机构50,对由该管保持机构30保持的金属管材料14通电并加热;吹塑机构(气体供给部)60,向经过加热的金属管材料14吹入高压气体;控制部70,控制驱动部81、管保持机构30、加热机构50及吹塑机构60;及水循环机构72,对吹塑成型模具13进行强制性水冷。控制部70进行在金属管材料14已被加热至淬火温度(AC3相变点温度以上的温度)时关闭吹塑成型模具13并向经过加热的金属管材料14吹入高压气体等一系列控制。另外,在以下说明中,将成品所涉及的管称为金属管80(参考图4),将完成之前所经历的途中阶段的管称为金属管材料14。
下模11固定于大的基台15。并且,下模11由大型钢铁制块构成,且在其上表面具备型腔(凹部)16。而且,在下模11的左右端(图1中为左右端)附近设置有电极容纳空间11a,在该空间11a内具备构成为能够通过致动器(未图示)上下进退移动的第1电极17和第2电极18。在这些第1电极17、第2电极18的上表面形成有与金属管材料14的下侧外周面对应的半圆弧状的凹槽17a、18a(参考图5(c)),因此能够载置金属管材料14以便恰好嵌入该凹槽17a、18a的部分。并且,第1电极17、第2电极18的正面(模具的外侧方向的面)的外周朝向凹槽17a、18a以锥状倾斜,由此形成凹陷的锥形凹面17b、18b。另外,在下模11内形成有冷却水通道19,在大致中心处具备从下方插入的热电偶21。该热电偶21通过弹簧22被支撑为能够上下移动。
另外,位于下模11侧的一对第1电极17、第2电极18兼作管保持机构30,且能够水平支撑金属管材料14以便能够在上模12与下模11之间上下移动。并且,热电偶21仅仅作为测温机构的一例而示出,也可以是辐射温度计或光学温度计等非接触型温度传感器。另外,如果获得通电时间与温度之间的相关性,则完全能够形成省略测温机构的构造。
上模12是大型钢铁制块,在其下表面具备型腔(凹部)24,并且其内置有冷却水通道25。上模12在其上端部固定到滑动件82。然后,固定有上模12的滑动件82从加压缸26悬挂,且被导引缸27引导以便不会横向摆动。本实施方式所涉及的驱动部81具备产生用于使滑动件82移动的驱动力的伺服马达83。驱动部81由流体供给部构成,该流体供给部将驱动加压缸26的流体(将液压缸用作加压缸26时为液压油)供给到该加压缸26。控制部70通过控制驱动部81的伺服马达83来控制供给到加压缸26的流体的量,能够控制滑动件82的移动。另外,驱动部81并不限定于如上述经由加压缸26而向滑动件82施加驱动力,例如也可以是通过将驱动部机械地连接到滑动件82而将伺服马达83所产生的驱动力直接或间接地施加给滑动件82。另外,本实施方式中,只有上模12移动,但也可以是除了上模12移动外,或代替上模12移动,使下模11移动。
并且,与下模11类似,设置于上模12的左右端(图1中为左右端)附近的电极容纳空间12a内具备构成为能够通过致动器(未图示)上下进退移动的第1电极17和第2电极18。在这些第1电极17、第2电极18的下表面形成有与金属管材料14的上侧外周面对应的半圆弧状的凹槽17a、18a(参考图5(c)),因此,能够将金属管材料14恰好嵌入该凹槽17a、18a。并且,第1电极17、第2电极18的正面(模具的外侧方向的面)的外周朝向凹槽17a、18a以锥状倾斜,由此形成凹陷的锥形凹面17b、18b。即,形成这样一种构造使得,若通过上下一对第1电极17、第2电极18从上下方向夹持金属管材料14,则恰好将金属管材料14的整个外周以遍及整个外周紧贴的方式包围。
接着,将从侧面方向观察吹塑成型模具13的概略横截面示于图2。这是沿图1的II-II线截取并沿箭头方向观察的吹塑成型模具13的剖视图,并表示吹塑成型时的模具位置的状态。从侧面观察时,上模12与下模11均具有在其表面上形成的复杂台阶。
若将上模12的型腔24的表面设为基准线LV1,则在上模12的该表面形成有第1突起12b、第2突起12c、第3突起12d。型腔24的右侧(图2中为右侧)形成有最突出的第1突起12b。型腔24的左侧(图2中为左侧)阶梯状地形成有第2突起12c及第3突起12d。另一方面,若将下模11的型腔16的表面设为基准线LV2,则在下模11的该表面上,在型腔16的右侧(图2中为右侧)形成有第1凹部11b,在型腔16的左侧(图2中为左侧)形成有第1突起11c。并且,上模12的第1突起12b恰好能够与下模11的第1凹部11b嵌合。并且,上模12的第2突起12c和第3突起12d的台阶部分可嵌合有下模11的第1突起11c。作为如此构成的结果,如图2所示,在吹塑成型时的模具位置,构成为与主型腔部MC相邻形成小容积的副型腔部SC。主型腔部MC为成型金属管80中的管部80a的部分,副型腔部SC为成型金属管80中的凸缘部80b的部分。
加热机构50被构造成具有:电源51;导线52,从该电源51延伸且与第1电极17和第2电极18连接;及开关53,夹设于该导线52中。
吹塑机构60被构造成包括高压气体源61、积存从该高压气体源61供给的高压气体的蓄能器62、从该蓄能器62延伸至缸体单元42的第1管体63、夹设于该第1管体63中的压力控制阀64及切换阀65、从蓄能器62延伸至形成于密封部件44内的气体通道46的第2管体67及夹设于该第2管体67中的通断阀68和止回阀69。另外,密封部件44的前端具有形成在其中的锥面45,使得该前端成锥形并且被构成为能够与第1电极的锥形凹面17b、第2电极的锥形凹面18b恰好嵌合并抵接的形状(参考图5)。另外,密封部件44经由缸杆43与缸体单元42连接,从而能够根据缸体单元42的动作而进退移动。并且,缸体单元42经由块41载置固定于基台15上。
压力控制阀64发挥将具有适于成为密封部件44侧所要求的推力的工作压力的高压气体供给到缸体单元42的作用。止回阀69发挥防止高压气体在第2管体67内逆流的作用。控制部70通过从(A)至(A’)传递信息来从热电偶21获取温度信息,并且控制加压缸26、开关53、切换阀65及通断阀68等。
水循环机构72被构造成包括积存水的水槽73、汲取积存于该水槽73中的水并对其进行加压而送到下模11的冷却水通道19或上模12的冷却水通道25的水泵74及配管75。虽然进行了省略,但也可以将降低水温的冷却塔或净化水的过滤器夹设于配管75中。
<成型装置的动作>
接着,对成型装置10的动作进行说明。图3中示出从投放作为材料的金属管材料14的管投放工序至给金属管材料14通电以加热的通电加热工序的制造工序。如图3(a)所示,准备具有能够淬火的钢等级的金属管材料14,并通过机械手臂等(未图示)将该金属管材料14载置到设置于下模11侧的第1电极17、第2电极18上。由于在第1电极17、第2电极18上形成有凹槽17a、18a,因此金属管材料14通过该凹槽17a、18a被定位。接着,控制部70(参考图1)控制管保持机构30以通过该管保持机构30保持金属管材料14。具体而言,如图3(b)所示,操作能够使各电极17、18进退移动的致动器(未图示),由此分别位于上下侧的第1电极17、第2电极18彼此接近并彼此抵接。由于该抵接,金属管材料14的两端部由第1电极17、第2电极18从上下方夹持。并且,由于形成于第1电极17、第2电极18中的凹槽17a、18a的存在,该夹持以遍及金属管材料14的整周紧贴的方式进行。但是,并不限于遍及金属管材料14的整周而紧贴的结构,也可以是第1电极17、第2电极18与金属管材料14的周向上的一部分抵接的结构。
接着,控制部70控制加热机构50来加热金属管材料14。具体而言,控制部70将加热机构50的开关53接通。这样一来,电力从电源51被供给到金属管材料14,由于存在于金属管材料14内的电阻,金属管材料14自身发热(焦耳热)。在该情况下,连续监测热电偶21的测定值,并根据该结果控制通电。
图4中示出通过吹塑成型之后对金属管材料14挤压而成型出凸缘来获得作为成品带有凸缘的金属管80的流程,其中在管部80a上形成凸缘部80b。控制部70控制吹塑机构60,以向由管保持机构30保持于上模12与下模11之间的金属管材料14内供给气体,从而使金属管材料14膨胀成型。并且,控制部70控制驱动部81,以在上模12和下模11之间的副型腔部SC内将膨胀成型的金属管材料14的一部分进行挤压,从而成型出凸缘部80b。具体而言,如图4所示,相对于加热后的金属管材料14关闭吹塑成型模具13,并因此将金属管材料14布置并密闭在该吹塑成型模具13的型腔内。之后,使缸体单元42工作,从而利用吹塑机构60的一部分即密封部件44对金属管材料14的两端中的每一端进行密封(一并参考图5)。另外,该密封不是密封部件44直接与金属管材料14的两端面抵接而密封,而是经由形成于第1电极17的锥形凹面17b及形成于第2电极18的锥形凹面18b来间接地进行。这样,以大面积进行密封,故能够提高密封性能,另外,还防止因重复性密封动作而引起的密封部件的磨损,进而有效地防止金属管材料14两端面的塌陷等。密封结束之后,将高压气体吹入金属管材料14内,以使由于加热而软化的金属管材料14沿着型腔的形状变形。之后,对吹塑成型之后的金属管材料14进行用于形成凸缘部80b的挤压动作(对于该点,在后面另行做详细叙述)。若进行开模,则如图4所示,能够制出作为成品的具有管部80a及凸缘部80b的金属管80。
金属管材料14通过被加热至高温(950℃左右)而软化,从而能够以比较低的压力吹塑成型。具体而言,在采用4MPa压力和常温(25℃)的压缩空气作为高压气体的情况下,该压缩空气在密闭的金属管材料14内最终被加热至950℃附近。压缩空气热膨胀,并根据波义耳-查尔斯定律达到大约16~17MPa范围内的压力。即,能够轻松地对950℃的金属管材料14进行吹塑成型。
然后,经过吹塑成型而膨胀的金属管材料14的外周面与下模11的型腔16接触而被快速冷却,同时与上模12的型腔24接触而快速冷却(由于上模12与下模11具有大的热容量且以低温管理,因此若接触金属管材料14,则管表面的热量立刻被移除到模具侧),由此进行淬火。这种冷却法被称为模具接触冷却或模具冷却。紧接快速冷却之后,奥氏体转变为马氏体。由于在后半部冷却过程中冷却速度变小,因此通过再加热使马氏体转变为其他组织(托氏体、索氏体等)。因此,无需另外进行回火处理。
接着,参考图6对通过上模12及下模11成型的形态进行详细说明。另外,在以下说明中,成型途中的金属管材料14中,将与成品所涉及的金属管80的管部80a对应的部分称为“第1成型部分14a”,将与凸缘部80b对应的部分称为“第2成型部分14b”。如图6(a)、图6(b)所示,本发明所涉及的成型装置10中,吹塑成型并不是在上模12与下模11完全关闭的(夹紧的)状态下进行。即,在保持一定的分开状态的状态下进行吹塑成型,从而与主型腔部MC相邻形成副型腔部SC。在该状态下,在型腔24的基准线LV1的表面与型腔16的基准线LV2的表面之间形成主型腔部MC。并且,在上模12的第2突起12c的表面与下模11的第1突起11c的表面之间形成副型腔部SC。主型腔部MC与副型腔部SC处于彼此连通的状态。结果,如图6(b)所示,经过加热而被软化且注入高压气体的金属管材料14不仅进入到主型腔部MC还进入到副型腔部SC的一部分并在其中膨胀。在图6所示的例子中,由于主型腔部MC构成为矩形横截面形状,因此金属管材料14配合该形状而被吹塑成型,由此成型为矩形横截面形状。另外,该部分相当于成为管部80a的第1成型部分14a。但是,主型腔部MC的形状并没有特别限定,也可以配合所期望的形状而采用圆形、椭圆形、多边形等任何形状。并且,由于主型腔部MC与副型腔部SC彼此连通,因此金属管材料14的一部分进入到副型腔部SC。该部分相当于通过压扁而成为凸缘部80b的第2成型部分14b。
如图6(c)所示,在吹塑成型之后或吹塑成型途中的阶段,使彼此分开的上模12与下模11彼此靠近。由于该动作,副型腔部SC的容积变小,因此第2成型部分14b的内部空间消失,成为折叠的状态。即,由于该上模12与下模11的靠近,金属管材料14进入到副型腔部SC内的第2成型部分14b被挤压而压扁。结果,在金属管材料14的外周面成型出沿着该金属管材料14的纵向方向被压扁的第2成型部分14b(在该状态下,金属管材料14具有与作为成品的金属管80相同的形状)。另外,从吹塑成型直至凸缘部80b的挤压成型结束为止所耗费的时间还取决于金属管材料14的种类,但大概在1~2秒范围内结束。另外,在图6所示的例子中,上模12的第1突起12b的表面与下模11的第1凹部11b的底面抵接,从而产生上模12与下模11无法再靠近的状态。
接着,参考图7及图8,对滑动件82的移动速度(即上模12的移动速度)的控制进行说明。本实施方式所涉及的成型装置10中,由于驱动部81具备伺服马达83,因此能够进行伺服挤压。控制部70控制伺服马达83,从而在成型凸缘部80b期间改变滑动件82的移动速度。另外,如图6(b)所示,将为了朝向副型腔部SC压扁膨胀的第2成型部分14b而开始上模12下降的时间点设为凸缘部80b成型的开始时间点T1,如图6(c)所示,将使上模12下降至下止点而使第2成型部分14b成为凸缘部80b的形状的时间点设为凸缘部80b成型的结束时间点T2。图7及图8所示的图形中,将正在成型凸缘部80b的时间区域设为凸缘部成型时域E2。另外,成型凸缘部80b之后,在下止点以预定压力保持上模12,并进行冷却,由此进行整体金属管80的成型。图8所示的图形中,将进行整体金属管80的成型的时间区域设为整体成型时域E3。并且,将凸缘部成型时域E2和整体成型时域E3合起来的时间区域设为成型时域E1。
如图7(a)所示,控制部70在成型凸缘部80b期间阶段性地改变滑动件82的每预定时间段的移动量。即,控制部70可在凸缘部成型时域E2中阶段性地改变上模12的每预定时间段的移动量。图7(a)所示的例子中,控制部70通过进行控制而阶段性地改变每预定时间段的移动量,以使得示出上模12(即滑动件82)的移动位置与时间的关系的图形描绘出阶梯形状。上模12在同一位置仅被保持预定时间,然后急剧下降预定移动量,之后在同一位置仅被保持预定时间。另外,在图中,控制部70使上模12下降时的图形大致垂直地变化,但图形也可以变化以描绘出向斜下方倾斜的直线。并且,也可适当地改变在同一位置保持上模12的时间长度或间隔。这样,通过按每预定时间段阶段性地改变上模12(即滑动件82)的移动量,能够使凸缘部80b难以产生裂纹,并且通过增加凸缘部80b的变形量,能够提高成型性。
如图7(b)所示,控制部70可在成型凸缘部80b期间以曲线的方式改变滑动件82的移动位置。即,控制部70可在凸缘部成型时域E2以曲线的方式改变上模12的移动位置。控制部70通过在逐渐改变滑动件82的移动速度的同时使上模12下降而进行控制,从而如图7(b)所示那样示出上模12的移动位置与时间的关系的图形描绘出曲线。这样,通过以曲线的方式改变上模12(即滑动件82)的移动位置,能够提高弯曲位置的尺寸精度的稳定性,并且能够提高耐冲击性和抗疲劳断裂性。
并且,控制部70在成型凸缘部80b时,相较于成型初期可减少成型后期滑动件82的每预定时间段的移动量。另外,所谓成型初期是指凸缘部成型时域E2中比中间时间点更靠开始时间点T1侧的时间区域。并且,所谓成型后期是指凸缘部成型时域E2中比中间时间点更靠结束时间点T2侧的时间区域。具体而言,如图7(a)的图形L1所示,控制部70在成型初期增加滑动件82的移动量从而上模12大幅度下降,而另一方面在成型后期随着时间的经过减少该移动量,从而减少滑动件82的移动量。并且,如图7(b)所示,控制部70控制滑动件82,以使得上模12的移动位置描绘出弯曲成向下凸的曲线图形L3。如上所述,在成型初期通过增加滑动件82的每预定时间段的移动量,能够成型出凸缘部80b的大体形状,在成型后期通过减少滑动件82的每预定时间段的移动量,能够高精度地成型凸缘部80b的精细形状。
并且,控制部70在成型凸缘部80b时,相较于成型初期可增加成型后期滑动件82的每预定时间段的移动量。具体而言,如图7(a)的图形L2所示,控制部70通过在成型初期减少滑动件82的移动量而使上模12小量下降,另一方面在成型后期随着时间的经过增加该移动量,从而增加滑动件82的移动量。并且,如图7(b)所示,控制部70控制滑动件82,以使得上模12的移动位置描绘出弯曲成向上凸的曲线图形L4。如上所述,在成型初期通过减少滑动件82的每预定时间段的移动量,能够一点一点地压扁金属管材料14以免使金属管材料14急剧变形。例如,就金属管材料14的材质特性而言,在金属管材料14急剧变形的情况下,由于反作用力变大有可能产生扭曲等。但通过一点一点地压扁金属管材料14,能够使金属管材料14精确地变形。另一方面,在已经使金属管材料14变形一定程度的成型后期,通过增加滑动件82的每预定时间段的移动量,能够快速成型凸缘部80b的最终形状。
并且,控制部70并不限定于如图7所示的图形,也可以以各种形态改变滑动件82的移动速度而进行控制。例如,如图8(a)、(b)所示,控制部70可以在阶段性地改变每预定时间段的移动量时,阶段性地改变上模12(即滑动件82)的移动位置,从而改变上模12的移动位置以描绘出向斜下方倾斜的直线。并且,如图8(c)所示,在改变上模12的移动位置以描绘出向斜下方倾斜的直线之后,无需设置以一定时间段保持上模12的移动位置的区域,而是的方式可以改变上模的移动位置以描绘出倾斜角度不同的直线。这种控制也相当于阶段性地改变上模12(即滑动件82)的移动位置的控制。
并且,如图8(d)、(e)、(f)所示,可在成型时域E1的任意时机添加振荡压力。另外,术语“添加振荡压力”是指,在通过上模12及下模11挤压金属管材料14的状态下,通过使上模12振荡(重复稍微向上下移动的模式),对金属管材料14施加微小变化的压力。例如,如图8(d)所示,控制部70可在整体成型时域E3对金属管材料14施加振荡压力。并且,如图8(e)所示,可在凸缘部成型时域E2和整体成型时域E3对金属管材料14施加振荡压力。另外,在凸缘部成型时域E2中,在以一定时间段保持上模12的移动位置的区域施加振荡压力。并且,如图8(f)所示,控制部70可在凸缘部成型时域E2对金属管材料14施加振荡压力。另外,在凸缘部成型时域E2在使上模12下降的同时施加振荡压力。如上所述,通过对金属管材料14施加振荡压力,可起到成型表面的平坦度变得良好以及抑制回弹的效果。
接着,对本实施方式所涉及的成型装置10的操作和效果进行说明。
本实施方式所涉及的成型装置10中,控制部70控制吹塑机构60,以通过向由管保持机构30保持在上模12与下模11之间的金属管材料14内供给气体而使金属管材料14膨胀成型。由此,金属管材料14中与成品的管部80a对应的部分(即第1成型部分14a)膨胀成型为与主型腔部MC对应的形状,并且与成品的凸缘部80b对应的部分(即第2成型部分14b)朝向副型腔部SC膨胀。并且,控制部70控制驱动部81,以通过在上模12及下模11之间的副型腔部SC中压扁已膨胀的金属管材料14的第2成型部分14b来成型凸缘部80b。在此,作为比较例所涉及的成型装置,可给出在朝向副型腔部SC压扁膨胀的第2成型部分14b时,不利用伺服马达83进行速度控制而成型凸缘部80b的成型装置。在这种情况下,凸缘部80b中有可能产生松弛或扭曲等。
另一方面,本实施方式所涉及的成型装置10中,控制部70控制伺服马达83,从而在成型凸缘部80b时改变滑动件82的移动速度。因此,能够根据凸缘部80b的形状等以适当的移动速度控制挤压动作。因此,能够提高成型品的质量。在此,本实施方式所涉及的成型方法中,若在金属管材料14内填充有高压气体的状态下内压超过金属管材料14的变形阻力,则金属管材料14根据吹塑成型模具13的形状而变形。在该情况下,在凸缘部80b膨胀、成型的工序中,上模12正在下止点附近下降。此时,通过基于与对内压的形状成型相关的适当条件控制伺服挤压的动作,能够成型高精度的形状。
本发明并不限定于上述实施方式。
上述成型装置10中,具备能够在上下模具之间进行加热处理的加热机构50,并且利用由通电产生的焦耳热来加热金属管材料14,但本发明并不限定于此。例如,也可以是这种构造:加热处理在上下模具之间以外的场所进行,并将加热后的金属制管运送到模具之间的区域。并且,除了利用由通电产生的焦耳热之外,也可利用加热器等的辐射热,并且还可利用高频感应电流来进行加热。
作为高压气体,主要采用氮气、氩气等非氧化性气体或惰性气体。尽管这些气体难以在金属管内产生氧化皮,但价格高。在这一点上,若为压缩空气,只要不引发很大的由于产生氧化皮引起的问题,则价格低廉,即使泄漏到大气中也不造成实际危害,且极其容易处理。因此,能够平滑地执行吹塑工序。
吹塑成型模具可以是无水冷模具和水冷模具的任一种。但是,无水冷模具在吹塑成型结束后将模具温度降低至常温附近的温度时,需要长时间。在这一点上,若为水冷模具,则在短时间内完成冷却。因此,从生产率提高的观点考虑,优选水冷模具。
工业实用性
根据本发明的实施方式所涉及的成型装置,能够提高成型品的质量。
附图标记列表
10:成型装置
11:下模(第2模具)
12:上模(第1模具)
14:金属管材料
30:管保持机构(保持部)
60:吹塑机构(气体供给部)
70:控制部
81:驱动部
82:滑动件
83:伺服马达
MC:主型腔部
SC:副型腔部