本發(fā)明涉及具有實心部分的不等厚管的擠出成型方法及擠出成型裝置。

背景技術(shù)：

1、在該技術(shù)領(lǐng)域中，公知例如以在厚壁部達成所希望的機械強度并在薄壁部(除厚壁部以外的部分)實現(xiàn)輕量化等為目的而在管的軸向上的一部分形成有厚壁部的不等厚管(也被稱為“厚端管(butted?pipe)”及“端部加厚管(butted?tube)”等)。例如專利文獻1(日本專利第6933762號公報)中公開那樣，這種遍及全長地中空的不等厚管能夠通過擠出成型而從圓筒狀的管材一體地成型。

2、另外，例如在軸類等領(lǐng)域中，也存在應用不等厚管的需求，但有時要求不是遍及全長地設為中空而是在一方端部側(cè)設置在軸向上具有規(guī)定長度的實心部分。例如從削減制造成本等觀點出發(fā)，優(yōu)選為這種具有實心部分的不等厚管也通過擠出成型來一體地成型。然而，無法通過上述加工方法來成型這種具有實心部分的不等厚管。

3、另一方面，在該技術(shù)領(lǐng)域中，公知通過擠出成型來制造軸向上的長度短但在一端具有實心部分的不等厚管亦即帶底的中空金屬制品的加工方法。例如專利文獻2(日本特公昭49－035497號公報)中公開有如下的加工方法：通過將沖頭插入于大致圓柱狀且實心的坯料形成中空孔的穿孔壓縮工序、與在下一工序中利用另一沖頭一邊擠壓中空孔的底部一邊對整體進行擠出來形成中空部分(不等厚部)及實心部分(底部)的工序的組合，制造帶底的中空金屬制品。

4、另外，專利文獻3(日本特公昭58－048264號公報)中公開有如下的加工方法：通過鍛造工序預先形成具有處于規(guī)定位置關(guān)系的凸緣部與中空孔(以及底部)的坯料，在下一工序中通過中心沖頭的前端擠壓中空孔的底來成型帶角的中間坯料，在下一工序中通過套管沖頭擠壓中間坯料的與底部相反的一側(cè)的端部來形成中空部分(不等厚部)及實心部分(底部)。

5、然而，在上述任意一種加工方法中，都需要準備滿足特定要件的具有比較復雜的形狀的坯料。另外，通過上述加工方法制造的帶底的中空金屬制品是所謂的“有底筒狀部件”，不符合上述的具備在軸向上具有規(guī)定長度的實心部分的不等厚管。并且，在后者的加工方法中，在通過中心沖頭的前端擠壓中空孔的底來形成角的工序中，在坯料的底部與側(cè)壁部的邊界容易產(chǎn)生龜裂，所以存在無法將中心沖頭的擠壓力設定得較強的問題。

6、專利文獻1：日本專利第6933762號公報

7、專利文獻2：日本特公昭49－035497號公報

8、專利文獻3：日本特公昭58－048264號公報。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明人考慮如上所述的現(xiàn)有技術(shù)中的問題點，嘗試了如下的實驗：以專利文獻1中記載的技術(shù)為基礎，在將心軸(金屬芯)插通于具有中空部分和實心部分的坯料的中空孔的狀態(tài)下，將該坯料壓入于在前端側(cè)具有小內(nèi)徑部的擠壓筒(模具)來進行縮徑，從而擠出成型具有實心部分的不等厚管。然而，確認到：若通過心軸的前端向擠出方向擠壓坯料的中空孔的底部(實心部分的最上部)，則如在圖6的(a)中通過粗實線例示那樣，在中空孔的底部與側(cè)壁部的邊界容易發(fā)生遍及整周的龜裂。

2、另一方面，確認到：若為了防止如上所述的龜裂的發(fā)生，而一邊在心軸的前端與中空孔的底部之間維持空間一邊進行擠出成型，則如在圖6的(b)中通過黑半圓形例示那樣，伴隨該坯料被朝向徑向上的內(nèi)側(cè)壓縮，該坯料的材料(形成材料)朝向該空間塑性流動，導致遍及該空間內(nèi)的整周地形成材料堆積，無法實現(xiàn)所希望的中空形狀。

3、即，在該技術(shù)領(lǐng)域中，對具有實心部分的不等厚管的制造方法及制造裝置存在如下需求：能夠降低如上所述的龜裂以及/或者材料堆積等缺陷的發(fā)生而不需要具有復雜形狀的坯料。

4、基于上述見解，本發(fā)明人進一步深入研究的結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)通過適當?shù)乜刂菩妮S的前端與坯料的中空孔的底部的位置關(guān)系以及套管及心軸的移動而能夠解決上述課題。

5、具體而言，本發(fā)明所涉及的具有中空部分的不等厚管的擠出成型方法(以下存在稱為“本發(fā)明方法”的情況)是在擠出成型裝置中通過擠出加工而從具有規(guī)定形狀的坯料成型具有中空部分的不等厚管的擠出成型方法。擠出成型裝置具備：心軸，具有規(guī)定形狀；套管，具有規(guī)定形狀；擠壓筒，形成有具有規(guī)定形狀的貫通孔亦即擠壓筒孔；以及驅(qū)動機構(gòu)，構(gòu)成為將心軸壓入于擠壓筒孔。

6、坯料是由第一中空部分及第一實心部分構(gòu)成，且整體上具備具有規(guī)定外徑的第一外徑的圓柱狀外形的部件。第一中空部分是在擠出方向上的上游側(cè)亦即基端側(cè)的端面開口，形成有具有規(guī)定內(nèi)徑的第一內(nèi)徑的圓柱狀空間的第一中空孔，并且具有規(guī)定壁厚的第一壁厚的圓筒狀部分。第一實心部分是位于擠出方向上的下游側(cè)亦即前端側(cè)的端面與第一中空部分之間的圓柱狀部分。

7、不等厚管是由第二中空部分、第三中空部分、第四中空部分以及第二實心部分構(gòu)成的部件。第二中空部分是具有第一外徑及第一壁厚的圓筒狀部分。第三中空部分是與第二中空部分的前端側(cè)鄰接，外徑從基端側(cè)朝向前端側(cè)從第一外徑向比第一外徑小的規(guī)定外徑的第二外徑變化，并且壁厚從基端側(cè)朝向前端側(cè)從第一壁厚向比第一壁厚小的規(guī)定壁厚的第二壁厚變化的筒狀部分。第四中空部分是與第三中空部分的前端側(cè)鄰接，且具有第二外徑及第二壁厚的圓筒狀部分。第二實心部分是位于前端側(cè)的端部與第四中空部分之間，且具有第二外徑的圓柱狀部分。并且，從第二中空部分到第四中空部分連續(xù)地形成有第二中空孔，上述第二中空孔是在基端側(cè)的端面開口，且具有第一內(nèi)徑的圓柱狀空間。

8、心軸是同軸狀且可在軸向上滑動地內(nèi)嵌于套管，且具備具有與第一內(nèi)徑對應的規(guī)定外徑的第三外徑的圓柱狀形狀的部件。套管是同軸狀且可在軸向上滑動地外嵌于心軸，且具備具有與第三外徑對應的規(guī)定內(nèi)徑的第二內(nèi)徑及第一外徑的圓筒狀形狀的部件。

9、擠壓筒孔由大內(nèi)徑部分、小內(nèi)徑部分以及內(nèi)徑減少部分構(gòu)成。大內(nèi)徑部分是形成于基端側(cè)，且具有與第一外徑對應的內(nèi)徑的第三內(nèi)徑的部分。小內(nèi)徑部分是形成于前端側(cè)，且具有與第二外徑對應的內(nèi)徑的第四內(nèi)徑的部分。內(nèi)徑減少部分是形成于大內(nèi)徑部分與小內(nèi)徑部分之間，且隨著從大內(nèi)徑部分向小內(nèi)徑部分靠近而內(nèi)徑從第三內(nèi)徑向第四內(nèi)徑減少的部分。

10、本發(fā)明方法包括以下列舉的第一工序至第三工序。

11、第一工序是如下工序：將坯料插入于擠壓筒孔的大內(nèi)徑部分，使坯料的前端側(cè)的端部抵接于擠壓筒孔的內(nèi)徑減少部分，使套管抵接于坯料的基端側(cè)的端部，將心軸插入于坯料的第一中空孔，將前端間距離固定為規(guī)定距離的第一距離，上述前端間距離是套管的前端側(cè)的端部與心軸的前端側(cè)的端部之間的在擠出方向上的相對距離。

12、第二工序是如下工序：將前端間距離維持為第一距離并使套管及心軸朝向擠出方向前進，由此將坯料經(jīng)由擠壓筒孔的內(nèi)徑減少部分向小內(nèi)徑部分壓入，而進行擠出加工，繼續(xù)套管及心軸的前進直到第一時刻為止，上述第一時刻是心軸的前端側(cè)的端部到達擠壓筒孔的內(nèi)徑減少部分的基端側(cè)的端部的時刻。

13、第三工序是如下工序：在第一時刻以后也將前端間距離維持為第一距離并使套管及心軸朝向擠出方向前進。

14、另外，本發(fā)明還涉及通過執(zhí)行上述的本發(fā)明方法來成型具有中空部分的不等厚管的、具有中空部分的不等厚管的擠出成型裝置(以下存在稱為“本發(fā)明裝置”的情況)。

15、通過在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明裝置中執(zhí)行包括上述第一工序至第三工序的本發(fā)明方法，能夠從具有簡單構(gòu)造的坯料高精度且容易地成型具有中空部分的不等厚管。即，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠降低龜裂以及/或者材料堆積等缺陷的發(fā)生而不需要具有復雜形狀的坯料的具有實心部分的不等厚管的制造方法及制造裝置。

16、根據(jù)參照以下附圖而記述的對本發(fā)明各實施方式的說明，能夠容易理解本發(fā)明的其他目的、其他特征以及附帶的優(yōu)點。