专利名称：制管方法
技术领域：
本发明涉及一种细长管道的制造技术。
背景技术：
在专利文献I中，公开了一种具有以下工序的钢的中空体的制造方法:通过反挤压(backward extrusion)加工将作为加工对象(工件)的钢棒制作成有底筒状体的工序；将其底部进行冲压而制作成无底的筒状体的工序；以及在该筒状体的内部插入销而进行挤压加工或者挤压深冲加工的工序。在专利文献2中，公开了一种具有以下工序的中空部件的制造方法:通过反挤压加工将作为工件的原材料制作成有底筒状体的工序；以及通过变薄拉延(ironing)加工和冲压加工将有底筒状体制作成筒状体的工序。然后，近年来，金属管的细长化或者极细化的要求加强，预测将来该要求会进一步加强。专利文献1:日本特开平9-122795号公报专利文献2:日本特开平3-221235号公报
发明内容
_7] 发明要解决的问题在专利文献1、2所公开的管道的制造方法中，通过对工件进行一次反挤压加工，制作作为中间体的有底筒状体。然而，通过一次反挤压加工得到的有底筒状体的孔的深度/孔的内径(以下称为“长径比”)具有限制。因此，在专利文献1、2所公开的方法中，即使在最终制造出的管道中也有时无法得到期望的长径比。本发明的目的在于提供一种制造细长管道的技术。用于解决问题的方案本发明的一个方式的制管方法包括:第一工序，从第一方向对工件进行第一反挤压加工，由此制作第一有底筒状体，其中，在进行上述第一反挤压加工时打入第一冲头；第二工序，从上述第一方向对上述第一有底筒状体进行第二反挤压加工，由此制作第二有底筒状体，其中，在进行上述第二反挤压加工时，在上述第一有底筒状体的内表面引导下打入第二冲头；以及第三工序，通过在上述第二有底筒状体的底部开孔，来制作具有贯通孔的第一筒状体。另外，还可以进一步包括第四工序，S卩，通过挤压变薄拉延加工来制作第二筒状体，其中，在进行挤压变薄拉延加工时，在所述第一筒状体的所述贯通孔内插入销并将所述第一筒状体压入第一模的孔体。另外，上述第四工序可以包括:第五工序，将上述销插入到上述第一筒状体的上述贯通孔和上述第一模的上述孔体，使得上述销相对于上述第一模形成预定的位置关系；以及第六工序，在保持上述第一模与上述销的上述位置关系的状态下，将上述第一筒状体压入上述第一模的上述孔体。另外，可以构成为:在所述第一模的所述孔体的插入口附近具有锥形状部分，在所述第一模与所述销处于所述位置关系时，所述销处于超过所述锥形状部分位置的部分的外径小于所述销处于与所述孔体的所述锥形状部分对应的位置的部分的外径。另外，可以构成为:所述第一模在所述孔体的插入口附近具有锥形状部分，超过所述锥形状部分的部分的内径大于所述锥形状部分的最小内径。另外，可以构成为:所述第一模在所述孔体的插入口附近具有锥形状部分，在所述第四工序中，通过所述锥形状部分，在所述第二筒状体的一端部中形成外径大于其它部分的边缘部分，上述制管方法还包括第七工序，在该第七工序中，通过外径与所述第二模的孔体内径相同的第三冲头，将所述第二筒状体从其另一端部压入第二模的孔体，其中，所述另一端部未形成有所述边缘部分，所述第二模的内径与所述第一模的孔体相同。另外，可以构成为:在第三工序中，通过第四冲头在所述第二有底筒状体的底部开孔，其中，所述第四冲头的外径小于所述第二有底筒状体的内径。
图1A是用于说明本实施方式的制管方法的各工序的图。图1B是用于说明本实施方式的制管方法的各工序的图。图2是用于说明工序#4的详细的工序的图。图3是用于说明第一变形例的图。图4是用 于说明第二变形例的图。
图5是用于说明第三变形例的图。图6是用于说明第四变形例的图。图7是用于说明第五变形例的图。附图标记说明11:冲头；12:有底筒状体;12a、12a，:非贯通孔；13:冲头；13a:圆柱部；13b:圆柱部；14:有底筒状体；14a:非贯通孔；15:冲头；16:筒状体；16a:贯通孔；17:销;18、18，:模；18a、18a’:孔体；18b、18b’:锥形部；19:筒状体；19a:边缘部分；20:冲头；22:模；22a:孔体；24:冲头。
具体实施例方式说明本发明的一个实施方式的制管方法。图1A 图1B是用于说明本实施方式的制管方法的各工序的图。本制管方法包括#1 #5这种一系列工序，使用将多个加工部列状地配置得到的多级式模型(former)(未图示)，依次连续地执行工序#1 #5的加工。参照图1A，在工序#1中，作为第一次反挤压加工，通过内径φ I的筒状模(未图示)的内表面来限制作为加工对象的工件的外侧，从图中的下侧向上侧的方向(第一方向)对工件将外径Φ 的圆柱状的冲头11打入深度LU。通过该工序#1，制作出有底筒状体12，该有底筒状体12具有内径为φ12而深度为Lll的非贯通孔12a,外径为φ 。在工序#2中，作为第二次反挤压加工，通过内径φ21的筒状模(未图示)的内表面来限制在工序#1中制作的有底筒状体12的外侧，从与工序#1的冲头11相同的第一方向，在有底筒状体12的非贯通孔12a的内表面引导下，将冲头13打入深度L22。通过该工序#2，制作有底筒状体14，该有底筒状体14具有深度L22的非贯通孔14a，外径为φ21。非贯通孔14a的深度L22是接近进行工序#2之前的有底筒状体12的非贯通孔12a的深度Lll的两倍的深度。有底筒状体14的外彳Φ2 I比进行工序#2之前的有底筒状体12的外径φ I稍大。通常，通过一次反挤压加工得到的非贯通孔的长径比(深度/内径)为5 6左右，最大为7左右。在本实施方式中，进行两次反挤压加工，因此得到一次得到的长径比的两倍左右的长径比。例如，如果分别进行得到长径比7的两次反挤压加工，则能够得到长径比14为左右的非贯通孔12。从相反方向打入的冲头难以实现高精度的芯线对准，所以需要高精度的模型。但是在本实施方式中，在工序#1的反挤压加工和工序#2的反挤压加工中从同一方向打入冲头11、13。因此，在本实施方式中，即使不使用高精度的模型，也能够使工序#1的冲头11与工序#2的冲头13实现高精度的芯线对准。其结果，能够很容易以低成本和高精度使具有通过两次反挤压加工得到的较深的非贯通孔的有底筒状体的厚度均匀化。如果使作为中间体的有底筒状体的厚度均匀化，则即使作为最终产品，也能够容易得到厚度均匀且细长的管道。另外，根据图1A的中央的图(#2)可知，冲头13是由处于前端侧的外径为φ23的圆柱部13a和处于后端侧的外径为小于φ23的φ22的圆柱部13b构成的二级圆柱形状。因此，有底筒状体14的非贯通孔14a也成为由内径φ23的部分和内径φ22的部分构成的二级圆柱形状。在此，有底筒状体14的非贯通孔14a的总深度为L22，其中的内径为φ22的部分的深度为L21。为了使有底筒状体12的非贯通孔12a起到引导冲头13的功能，使冲头13的后端侧的圆柱部13b的外径φ22与非贯通孔12a的内径φ12—致。但是，即使是圆柱部13b的外径φ22比非贯通孔12a的内径φ12稍小或者稍大，非贯通孔12a也能够发挥引导冲头13的功能。然后，冲头13的前端侧的圆柱部13a的长度(L22-L21)比有底筒状体12的非贯通孔12a的深度Lll稍短。由此，在圆柱部13a的前端与有底筒状体12的非贯通孔12a的底部进行抵接之前，有底筒状体12的非贯通孔12a与冲头13接触而开始发挥引导功能，有助于冲头13和有底筒状体12实现芯线对准以及抑制冲头13的振动。在工序#3中，作为冲孔加工，在与第一方向相反的方向即从图中的上侧向下侧的方向(第二方向)上，通过冲头15对有底筒状体14的底部进行冲压，从而制作出具有贯通孔16a的筒状体16。冲头15的外径φ31比有底筒状体14的非贯通孔12a的最细部分的内径φ23稍小。因此，在对有底筒状体14的底部进行冲压时，即使冲头15和冲头13从相反方向打入而导致冲头13与冲头15的芯线对准产生一些误差，冲头15也不会与非贯通孔14a的内表面接触，从而不会磨削内壁。关于将冲头15的外径φ31设为比冲头13的外径φ23小到什么程度，根据模型所具有的机械精度来适当地设定即可。参照图1Β，在工序#4中， 作为挤压变薄拉延加工，将外径φ43的销17插入筒状体16的贯通孔16a，通过冲头20将筒状体16压入到模18的孔体18a。销17的外径φ43比筒状体16的最小内径φ31稍小。通过工序#4制作出细长化的筒状体19。在模18的孔体18a中，在被销17和筒状体16插入的插入口附近形成有远侧变窄的锥形状的锥形部18b。孔体18a的锥形部18b的近侧的部分的内径为q>41，锥形部18b的远侧的变窄的部分的内径力φ42被压入到孔体18a的筒状体16的外径φ32小于孔体18a的较大一侧的内径φ41且大于较小一侧的内径φ42。通过锥形部18b压入到孔体18a的远侧的内径φ42的部分从而使筒状体16细长化。作为使筒状体16细长化的加工法，除了在本实施方式中使用的挤压变薄拉延加工以外还存在拉伸变薄拉延加工。但是，在拉伸变薄拉延加工中筒状体16容易断裂，因此筒状体16经得起拉伸变薄拉延的程度受到细长化的限制。另一方面，在本实施方式中采用的挤压变薄拉延加工中筒状体16不会断裂，因此与拉伸变薄拉延加工相比能够进行高长径比的细长化。另外，在工序#3中制作的筒状体16的贯通孔16a的内表面存在台阶，但是通过工序#4的挤压变薄拉延加工，消除该台阶，并且原子间的间隔变得紧密，因此能够制作出在长度方向上内表面均匀的筒状体19。另外，作为工序#4的中的详细工序，首先，最初将销17插入到筒状体16的贯通孔16a，之后通过冲头20将筒状体16压入到模18的孔体18a。图2是用于说明工序#4的详细工序的图。参照图2，在工序#4a中，首先，将销17通过筒状体16的贯通孔16a插入到模18的孔体18a，使得销17相对于模18处在预定的位置关系。接着，在工序#4b中，在保持该模18与销17的位置关系的状态下，通过冲头20将筒状体16压入到模18的孔体18a。在将筒状体16压入模18的孔体18a时，特别是在经过锥形部18b时，由于摩擦而温度上升。但是，在工序#4a #4b中，压入孔体18a的筒状体16与相对于孔体18a固定的销17之间的相对的位置关系产生偏差，因此能够防止筒状体16被销17烙出痕迹。此外，为了使销17与筒状体16之间的滑动更良好，优选对销17实施涂层。根据图1B右侧的图(#4)或者图2左侧的图(#4b)可知，在工序#4中，通过孔体18a的锥形部18b，在压入到孔体18a的筒状体19的图中的上方的端部中产生外径大于其它部分的边缘部分19a。该边缘在作为最终产品的管道中是不需要的部分。在工序#5中，通过冲头24将筒状体19压入模12的孔体22a内，其中，孔体22a的内径φ52与工序#4中使用的模18的孔体18a的内径相同，但不存在锥形状的部分，冲头24的外径φ51与孔体22a的内径φ52相同或者比内径φ52稍小。在工序#5中使用的冲头24的外径φ51与模22的孔体22a的内径相同或者比模22的孔体22a的内径稍小，因此，在打入冲头24时，可将冲头24的前端插入到模22的孔体22a的插入口。打入冲头24，使得冲头24的前端与模22的孔体22a的插入口端部一致，或者，冲头24的前端的一部分被插入到模22的孔体22a的插入口，然后，将边缘部分19a切除，从而完成没有边缘的管道。如上所述，根据本实施方式，将通过前一次反挤压形成的孔作为下一次反挤压的冲头的引导而从同一方向进行多次反挤压加工，制作长径比高的有底筒状体，将其底部进行冲压而设为筒状体，因此通过高精度的芯线对准来进行多次反挤压，从而能够制作细长化的管道。例如能够制造出注射针头那样细长的管道。(第一变形例)图3是用于说明第一变形例的图。在第一变形例中，使用于工序#1的冲头并非圆柱形状，而是呈角柱形状。因此在工序#1中制作的有底筒状体12’的非贯通孔12a’如图3所示那样呈多角形。该多角形的内接圆的直径为与工序#2的冲头13的圆柱部13b的外径相同的φ22。根据本变形例，多角形的非贯通孔12a’的与冲头13之间的接触面积较小，因此非贯通孔12a’与冲头13之间的摩擦小。因此，冲头13容易进行动作，并且发热也得到抑制。当非贯通孔12a’为奇数角的多角形时，冲头13的对心效果高，因此优选使用，根据摩擦减少和筒状体12厚度的均匀性来特别优选使用五角形或者七角形。(第二变形例)图4是用于说明第二变形例的图。在第二变形例中，在相当于工序#2的工序#2’中使用的冲头并非二级圆柱形状，而是一级圆柱形状。在图4中示出在第二变形例的工序#2’中使用的冲头13’以及在工序#2，中制作的有底筒状体14’。冲头13’是在长度方向上均匀的外径φ24的圆柱形状。通过该冲头13’形成的有底筒状体14’的非贯通孔14a’也是在长度方向上均匀的内径φ24的圆柱形状。φ24优选使用与在工序#1中制作的有底筒状体12的非贯通孔12a的内径φ12相同的尺寸。即使是第二次的反挤压加工中的冲头13’为一级的圆柱形状，通过反复二次的反挤压加工，在有底筒状体14’的非贯通孔14a’的内表面中也有可能产生微小的台阶、条纹、材质不均匀。但是，通过工序#4的挤压深冲加工来消除这种台阶、条纹、不均匀。(第三变形例)图5是用于说明第三变形例的图。在第三变形例中，在工序#3中，在对有底筒状体14的底部进行冲压时，从下侧向上侧的一方向打入冲头15，而非从图1A中的上侧向下侧的第二方向打入冲头15。工序#3中的冲头15的方向与前一工序#2的冲头13为同一方向，因此，冲头15与有底筒状体14的非贯通孔14a能够实现高精度的芯线对准。另一方面，在将冲头15从第一方向打入时，需要某种程度的长度。因此，优选使冲头15的外径与有底筒状体14的非贯通孔14a的内径相同或者使冲头15的外径比有底筒状体14的非贯通孔14a的内径稍小或者稍大，使非贯通孔14a发挥引导冲头15的功能。(第四变形例)图6是用于说明第四变形例的图。在第四变形例中，当相当于在工序#4中使用的销17的销17’与模18具有预定的位置关系时，关于销17’，处于超过锥形部18b的位置的部分的外径小于处于与模18的孔体18a的锥形部18b对应的位置的部分的外径。即，销17’超过锥形部18b时稍微变细。参照图6，处于与销17’的锥形部18b对应的位置的部分的外径为φ43，处于超过锥形部18b的位置的部分的外径为φ44并且，φ44小于φ43通过该结构，当筒状体19超过锥形部18b时，筒状体19与销17’之间的摩擦力减弱，因此能够防止筒状体19的温度过于上升或者筒状体19与销17’烙出痕迹这一情况。(第五变形例)图7是用于说明第五变形例的图。在第五变形例中，相当于在工序#4中使用的模18的模18’的超过锥形部18b的部分的内径大于锥形部18b的最小内径。即，模18’的孔体18a’从超过锥形部18b’的部位起稍微扩大。参照图7，超过模18’的锥形部18b’的部分的内径力φ45，锥形部18b的最小内径为φ42。并且，φ45大于φ42。通过该结构，当筒状体19超过锥形部18b时，筒状体19与模8’之间的摩擦力减弱，因此能够防止筒状体19的温度过于上升。上述本发明的实施方式是用于说明本发明的例示，并非将本发明的范围仅限定于这些实施方式。本领域技术人员在不脱离本发明的宗旨的范围内能够以其它各种方式实施本发明。
权利要求
1.一种制管方法，包括: 第一工序，从第一方向对工件进行第一反挤压加工，由此制作第一有底筒状体，其中，在进行所述第一反挤压加工时打入第一冲头； 第二工序，从所述第一方向对所述第一有底筒状体进行第二反挤压加工，由此制作第二有底筒状体，其中，在进行所述第二反挤压加工时，在所述第一有底筒状体的内表面引导下打入第二冲头；以及 第三工序，通过在所述第二有底筒状体的底部开孔，来制作具有贯通孔的第一筒状体。
2.如权利要求1所述的制管方法，其特征在于， 还包括第四工序，即，通过挤压变薄拉延加工来制作第二筒状体，其中，在进行挤压变薄拉延加工时，在所述第一筒状体的所述贯通孔内插入销并将所述第一筒状体压入第一模的孔体。
3.如权利要求2所述的制管方法，其特征在于， 所述第四工序包括: 第五工序，将所述销插入到所述第一筒状体的所述贯通孔和所述第一模的所述孔体，使得所述销相对于所述第一模形成预定的位置关系；以及 第六工序，在保持所述第一模与所述销的所述位置关系的状态下，将所述第一筒状体压入所述第一模的所述孔体。
4.如权利要求3所述的制管方法，其特征在于， 在所述第一模的所述孔体的插入口附近具有锥形状部分， 在所述第一模与所述销处于所述位置关系时，所述销处于超过所述锥形状部分位置的部分的外径小于所述销处于与所述孔体的所述锥形状部分对应的位置的部分的外径。
5.如权利要求2 4中的任一项所述的制管方法，其特征在于， 所述第一模在所述孔体的插入口附近具有锥形状部分，超过所述锥形状部分的部分的内径大于所述锥形状部分的最小内径。
6.如权利要求2 5中的任一项所述的制管方法,其特征在于， 所述第一模在所述孔体的插入口附近具有锥形状部分，在所述第四工序中，通过所述锥形状部分，在所述第二筒状体的一端部中形成外径大于其它部分的边缘部分， 所述制管方法还包括第七工序，在该第七工序中，通过外径与所述第二模的孔体内径相同的第三冲头，将所述第二筒状体从其另一端部压入第二模的孔体，其中，所述另一端部未形成有所述边缘部分，所述第二模的内径与所述第一模的孔体相同。
7.如权利要求1 6中的任一项所述的制管方法,其特征在于， 在第三工序中，通过第四冲头在所述第二有底筒状体的底部开孔，其中，所述第四冲头的外径小于所述第二有底筒状体的内径。
全文摘要
本发明提供一种制管方法，包括第一工序，从第一方向对工件进行第一反挤压加工，由此制作第一有底筒状体(12)，其中，在进行上述第一反挤压加工时打入第一冲头(11)；第二工序，从上述第一方向对上述第一有底筒状体(12)进行第二反挤压加工，由此制作第二有底筒状体(14)，其中，在进行上述第二反挤压加工时，在上述第一有底筒状体(12)的内表面引导下打入第二冲头(13)；以及第三工序，通过在上述第二有底筒状体(14)的底部开孔，由此制作具有贯通孔(16a)的第一筒状体(16)。
文档编号B21J5/06GK103108707SQ20118004141
公开日2013年5月15日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者荻野明, 滨中康利 申请人:荻野工业株式会社