[发明专利]内部芯棒和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用芯棒和常规的压机由中空工件成形部件的方法和系统。

背景技术

多种工业和生产应用需要复杂的大体管状形状。例如，在车辆工业中，车辆部件，诸如车辆架梁、单片式车身部件、悬挂构件、发动机托架和仪表板支撑梁，可以是管状构造，其中，部件通常由管状构件成形，以限定大体矩形的横截面。具有给定直径的管道，例如，具有车辆应用所需的较大尺寸，在弯曲和成形过程期间如果没有被充分支撑而可能屈曲、拉伸、起皱和/或起伏。例如，在常规的标准机械或冲压机中成形这种管状部件，具有使作为管状构件被提供的工件充分变形以使工件成形或流变，以填充上模具和下模具限定的模具腔室的凹部，而不会使工件的管状结构塌陷、屈曲或起皱的问题。

液压成型工艺已经被开发来成形复杂的管状部件，其通过大体将管或工件放置在一对模具之间，从而，随着模具合并，管状工件的端部用一对密封单元密封。工件被填充有流体，通常是水或水-丙三醇混合物，所述流体然后被加压。在工件内对流体加压导致使管道成形并膨胀，以顺应腔室形状，其中，加压流体用作芯棒以支撑管状工件的内表面，以防止管状结构塌陷或起皱，而工件被变形以顺应模具腔室的构造。密封单元在将工件从液压成型压机释放之前移除，且液压成型流体被从成形的零件排放。液压成型的主要缺点在于成本和周期时间，必须使用装备有液压器件和高压泵的专门化液压成型压机，加压和排空每个工件的延长的周期时间，液压流体箱和流体管理系统，以及高维护成本和时间。另外，在利用液压成型工艺成形零件之前，一些零件构造可需要使用弯曲器和芯棒来弯曲工件的预成型操作。

发明内容

提供了一种使用芯棒和常规压机由包括中空部分的工件成形零件的方法。工件可以是，例如，管道，且被成形的零件可以是管状构件，诸如车辆架梁。工件可以由铝合金、钢合金、镁合金、含铝材料、含铁材料、含镁材料、金属或金属合金制成。所述方法包括用芯棒材料填充工件的中空部分，和转变芯棒材料，以在工件内的中空部分形成芯棒。零件使用常规压机和芯棒由工件成形，其中，压机在工件上施加力，通常是通过模具组，以将工件变形为零件。芯棒在通过压机和模具组而变形期间以足够的力支撑工件的内表面，以便在成形过程期间防止工件或由其成形的零件塌陷、屈曲、起皱或其他不期望有的缺陷。芯棒可施加增加的力，所述力辅助或有助于工件变形到模具腔室或顺应该模具腔室。

如在此所用，常规压机是一种压机，被构造用于零件的成形而不使用传统液压成形设备、方法和技术，诸如处理液压成形流体的液压成形填充和密封系统、高压泵、液压成形流体排放箱和流体储存系统，等。例如，常规压机可以是冲压机或其他机械或液压压机，典型地包括框架、垫板和冲头，模具组或模具部件可被构造到其中。模具部件，当被压机关闭时，将力施加在布置在模具组中的工件上，以由工件成形零件。被关闭的模具组限定出模具腔室。由此形成的模具腔室的形状对应于通过压机关闭形成的零件的形状，从而模具组将压力施加在工件上。

在此所述的芯棒在成形之后可从零件移除。从零件移除芯棒可包括摇晃、振动、沉降、溶解、加热、熔化和软化芯棒或芯棒材料，或这些的组合。芯棒材料可被再利用，从而芯棒材料，在从成形后的零件移除之后，可被再使用以在要被成形的另一工件中形成芯棒。

在非限制性例子中，芯棒材料可以是气体，所述气体通过工件中的开口被提供给工件的中空部分。开口可被密封，气体通过该密封件被提供给中空部分。气体在中空部分中被压缩，以提供足够的力抵靠限定出中空部分的工件内表面，以便防止工件在成形期间塌陷、屈曲和/或起皱。另外，在通过压机的零件成形期间，气体可还被压缩，以提供增加的力抵靠工件内表面，来辅助工件变形到模具腔室中以便使零件成形。

在另一非限制性例子中，芯棒可包括固体物质。芯棒材料在转变为芯棒之前可包括固体物质，或可以在芯棒成形期间转变为固体物质。

芯棒材料可包括，例如，橡胶复合物、合成橡胶复合物、粒状材料、面团状物、粘土、造型复合物、模制复合物和沙子中的一种或组合，且其可通过填充或压缩方法而在工件的中空部分中构造到预定或最小密度，所述预定或最小密度足以提供压力抵靠工件的内表面以防止工件在常规压机中成形期间塌陷、屈曲和/或起皱。