專利名稱：金屬花管的單位凹飾擠鍛方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬管的鍛造方法及其裝置，特別是針對(duì)一種金屬的管壁已經(jīng)鍛塑成型有起伏輪廓狀的花管，再次對(duì)其起伏管壁進(jìn)行非環(huán)周連貫性的獨(dú)立單位的凹體飾紋的擠鍛加工運(yùn)作的金屬花管的單位凹飾擠鍛方法及其裝置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，已存在有將金屬管體制成具有起伏弧曲輪廓的擠鍛技術(shù)，其方式大多利用旋鍛擠壓(ROTARY SWAGER)、定位主軸式的擠鍛(STATIONARY-SPINDLE SWAGER)、晃動(dòng)主軸式的擠鍛(CREEPING-SPINDLE SWAGER)、交互式擠鍛(ALTERNATE-3LOW SWAGER)、或鋼模封閉式擠鍛(DIE-CASTING SWAGER)…等等技術(shù)，經(jīng)這些技術(shù)所漸進(jìn)加工制成的金屬管體，其表面所擠鍛成型的起伏紋體具有環(huán)周的連貫性，尤如

圖1所示的A管，弧凸或弧凹的斷面形體間皆序列環(huán)繞于管體的內(nèi)外管壁周面，因此我們通稱經(jīng)這些技術(shù)所加工制成的金屬管體為“花管”。
經(jīng)由以上擠鍛技術(shù)所制成的金屬花管，具有高抗壓強(qiáng)度，且通常被使用于一般樓梯扶手欄桿、金屬門閘管、展示架管、桌或椅腳管等處，同時(shí)該管體的起伏輪廓亦可依所需而利用上述擠鍛技術(shù)制成，但是這些起伏輪廓皆具環(huán)周的連貫性，為花管制成各起伏紋體后的既定形態(tài)；基于此因，如欲使花管管體的起伏紋體輪廓表面再為施加制作出非連貫環(huán)繞的單位凹陷部，在上述的現(xiàn)有管體擠鍛技術(shù)中是無法實(shí)現(xiàn)的，尤如圖1所示的B管，其花管管體的表面依所規(guī)劃的既定角度，向內(nèi)制成有各種單位規(guī)格的凹陷部(即本發(fā)明所制成的凹飾)，此凹陷部系隨內(nèi)管壁與外管壁一起作凹顯變化，然而上述已知擠鍛技術(shù)系無法制成的，唯有利用已知的金屬鑄造技術(shù)，或許能夠制成具有非連貫性的單位凹飾花管形體；但又知，運(yùn)用鑄造方式所制成的金屬物件，其晶粒組織較為松散，所以抗壓強(qiáng)度不佳，且因所鑄成的金屬物件的表面較為粗糙，所以尚需研磨加工，又因鑄物上常留有針孔，導(dǎo)致質(zhì)感甚差，因而大大影響其藝術(shù)價(jià)值，且澆鑄時(shí)所需的模體制模及制砂心設(shè)備與熔爐澆鑄等設(shè)備的成本又極高昂，此理亦是為從事此項(xiàng)技術(shù)者所熟知，因此，如何運(yùn)用擠鍛方式而在金屬花管的管壁上制作出高強(qiáng)度的單位規(guī)格的非連貫式凹飾，正是本發(fā)明的研創(chuàng)動(dòng)機(jī)所在。
本發(fā)明的主要目的為提供一種由管壁外圍向內(nèi)呈環(huán)周放射狀地施加所需數(shù)道單位的軸向鍛壓，促使金屬花管的受壓?jiǎn)挝坏墓鼙谕奖粩D鍛成數(shù)道獨(dú)立單位的凹飾的方法及其裝置；其包含利用一種可吸收管壁各處單位鍛壓的模心，以及可校位管體并調(diào)移各單位鍛壓施加方向及角度的環(huán)鍛裝置，藉此增強(qiáng)受鍛凹飾管體的強(qiáng)度，同時(shí)亦可利用環(huán)鍛裝置加工各款需求不同凹飾紋體及加工角度的花管使用，藉此擴(kuò)大擠鍛加工金屬管壁的技術(shù)應(yīng)用范圍。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明乃具有下述的諸項(xiàng)技術(shù)特點(diǎn)1、利用熱熔膠作為模心的可塑性填料，促使其熔融時(shí)易于被灌入管孔間，充分填滿花管管孔內(nèi)的起伏槽壁，使能在熱熔膠冷卻凝固后，充分承載接受鍛壓的單位管壁，進(jìn)而在擠鍛后易于接受微微熱溫的傳導(dǎo)，而促使熱熔膠能與孔壁貼觸面分離，以利于在不破壞凹飾管壁的前題下輕易地取出模心。
2、利用一金屬制成的撐管作為模心的支撐軸管，此撐管的管壁上系遍制有網(wǎng)孔，各網(wǎng)孔皆與其撐管的中心管孔相通，且撐管外壁上貼覆有一層膠紙膜，當(dāng)熱熔膠填載在撐管外管壁的膠紙膜至花管的孔壁間后，因熱熔膠的熔溫促使膠紙膜與之熔合，并藉此膠紙膜而使熱熔膠于自然降溫的凝固過程中不致經(jīng)各網(wǎng)孔而流入中心管孔內(nèi)，形成撐管的中心管孔為呈現(xiàn)中空形態(tài)，以便當(dāng)花管的各單位管壁在承受鍛壓時(shí)，這些已凝固但具軟性的固態(tài)熔膠能藉這些網(wǎng)孔而排擠至撐管的中心管孔內(nèi)，形成可以吸收鍛壓并消彌于撐管中心管孔中的模心形態(tài)。
3、利用環(huán)鍛裝置的平臺(tái)上開設(shè)滑道，于滑道兩側(cè)分別活動(dòng)套設(shè)定位座，使能視待鍛花管的管體長(zhǎng)度而自動(dòng)調(diào)移二定位座的間距；同時(shí)亦提供藉由二定位座上所設(shè)有的油壓夾頭，促使侍鍛管體能精確地被夾持定位于軸心線準(zhǔn)位處。
4、利用在環(huán)鍛裝置的滑道上的兩側(cè)定位座之間，活動(dòng)套設(shè)適量組擠鍛加工座，各加工座間保有可自動(dòng)調(diào)整間距位置的效用，且各加工座體上采取等環(huán)周適當(dāng)角度處呈放射狀的架設(shè)有油壓缸及缸桿頭端的所需形體樁頭，藉此供給較大范圍管徑規(guī)格的花管被穿套在各座體樁頭間，施行擠鍛加工單位凹飾的運(yùn)作。
5、利用擠鍛加工座上組置呈放射狀對(duì)內(nèi)夾縮式擠鍛的適量組油壓樁頭，促使一旦管體各單位壁面間承受鍛壓抵觸時(shí)，皆能承受較為均等的正向鍛壓作用力；藉此避免受鍛單位管壁周圍的管體承受不必要的非正向分力施加，杜絕凹飾管壁周圍發(fā)生不必要的變形，終而促進(jìn)各單位凹飾管壁的輪廓能呈現(xiàn)極具圓順的轉(zhuǎn)折曲度。
綜合上述目的及特點(diǎn)，茲將列舉實(shí)施例配合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明圖1系揭示本發(fā)明將傳統(tǒng)金屬花管制成花管上具有單位凹飾的管體形態(tài)示意圖；圖2系揭示本發(fā)明在花管上擠鍛實(shí)施第一款凹飾管壁的C-C’放大剖示圖；圖3系揭示本發(fā)明在花管上擠鍛實(shí)施第二款凹飾管壁的D-D’放大剖示圖；圖4系揭示本發(fā)明在花管的管孔內(nèi)填載模心的立體裝配示意圖；圖5系揭示本發(fā)明圖4填載模心后的花管的剖示狀態(tài)圖；圖6系揭示本發(fā)明環(huán)鍛裝置的立體構(gòu)架圖；圖7系揭示本發(fā)明第一款單位凹飾管壁于接受環(huán)鍛裝置的油壓樁頭擠鍛時(shí)的局部放大剖示圖；圖8系揭示本發(fā)明第二款單位凹飾管壁于接受環(huán)鍛裝置的油壓樁頭擠鍛時(shí)的局部放大剖示圖。
如圖1所示，本發(fā)明系利用已擠鍛成型的花管(如A管)作為工件，依其所需成型單位凹飾槽壁(B1或B3)形體的位置，能適時(shí)接受一環(huán)鍛裝置2(詳述于后)的等位同步擠鍛，而制成如B管所示的管體凹陷槽壁形態(tài)；其中本發(fā)明所列舉實(shí)施的第一款各獨(dú)立單位等距環(huán)繞的凹飾槽壁B1，系可從圖1及圖2對(duì)照的C-C’剖示圖面中見悉，該每一單位的凹飾槽壁B1，系在較窄小的半弧形管壁B2上鍛制而成，然而其周遭未受鍛壓觸及的管壁B2，系仍然維持原有的弧壁曲度，顯然未受瞬間形成的凹飾槽壁B1的鍛壓變形量所影響，此為本發(fā)明下面所述的模心1及環(huán)鍛裝置2所能相互搭配擠鍛而制成的效果；另觀圖1及圖3對(duì)照所揭示的D-D’剖示圖面，系本發(fā)明第二款各獨(dú)立單位等距環(huán)列的凹飾槽壁B3形態(tài)，其是在較寬大的弧曲管壁B4上鍛制出長(zhǎng)圓形弧凹狀的凹飾槽壁B3所成，然而其周遭未受鍛壓觸及的管壁B4，亦未受周遭單位鍛壓所影響，因此仍然維持原有的管壁曲度。
上述花管A在被本發(fā)明所利用前，系必須在其管孔A1中載置模心1，如圖4所示，本發(fā)明所利用的模心1系取用熱熔膠11及一金屬制成的撐管12所構(gòu)成，其中該撐管12的管體上遍設(shè)有諸多網(wǎng)孔121，各網(wǎng)孔121皆與撐管12的中心管孔122相通，配合圖4及圖5所示，在填制模心1前須先于撐管外圍包覆一層膠紙膜123，后將已包覆有膠紙膜123的撐管12穿入花管A的管孔A1內(nèi)，再將熱熔膠11以其熔點(diǎn)熱溫(約在70至80℃左右)熔融成膠液狀，并灌入花管A的起伏狀孔壁內(nèi)，促使充分填滿于撐管12的外管壁上的膠紙膜123至花管A的起伏孔壁間，并藉此熔合該層膠紙膜123而覆蓋所有網(wǎng)孔121，藉此促使熔融的熱熔膠11不致于在灌入時(shí)流入網(wǎng)孔121中，進(jìn)而預(yù)留撐管12的中心管孔122使之呈現(xiàn)中空狀態(tài)，待熱熔膠11冷凝后，成為管孔A1內(nèi)具有極佳展伸變形塑性的花管模心1的內(nèi)載填料。
該模心1中的熱熔膠11填料內(nèi)亦可視需求的抗壓強(qiáng)度而混入硅砂、鐵砂或粒度較網(wǎng)孔孔徑小的鋼珠作為添加物110，以便使該熱熔膠11凝結(jié)成固態(tài)后能包容這些添加物110，形成具有較高抗壓強(qiáng)度的模心填料。
如圖6所示，該已經(jīng)填載有模心1的花管A，系必須經(jīng)由一環(huán)鍛裝置2的擠鍛加工，方能制成管體上的各單位凹飾槽壁B1及B3形態(tài)；此環(huán)鍛裝置2系可實(shí)施制成在一平臺(tái)21上開設(shè)滑道22，在滑道22的兩側(cè)分別活動(dòng)嵌設(shè)定位座3及30，并在兩側(cè)定位座3及30之間的滑道22上再予活動(dòng)嵌設(shè)適量組擠鍛加工座4及40及401及402及403，其滑道22間可設(shè)立渦桿或油壓缸(屬已知定位傳動(dòng)方式構(gòu)造，故未加繪圖贅述)，作為控制二定位座3及30間夾持各款花管A的管體長(zhǎng)度時(shí)的調(diào)位使用，同時(shí)并藉此定位傳動(dòng)手段控制各組擠鍛加工座4，40，401，402，403間調(diào)移所需加工擠鍛的相對(duì)間距位置；以一側(cè)的定位座3為例說明其構(gòu)架組成，即是將定位座3的底部制成可嵌設(shè)于滑道22內(nèi)的滑座31狀態(tài)，此滑座31及滑道22系可制成本實(shí)施形態(tài)的鳩尾槽的滑套配合狀態(tài)，或?yàn)槠渌叫位蚓匦尾奂白幕着浜闲螒B(tài)；該定位座3的座體上系形成有一環(huán)部32，在此環(huán)部32的環(huán)周適當(dāng)處架設(shè)有數(shù)只由外向環(huán)心內(nèi)呈放射狀?yuàn)A縮的萬向油壓夾頭33，藉此形成可夾持各款花管A管徑規(guī)格的管體精確的定位于軸心線準(zhǔn)位處的兩側(cè)定位座3及30；另以一組擠鍛加工座4為例說明其構(gòu)架組成，該擠鍛加工座4的底部亦是制成可嵌設(shè)于滑道22內(nèi)的滑座41形態(tài)，此滑座41及滑道22系可制成本實(shí)施形態(tài)的鳩尾槽的滑套配合狀態(tài)，或?yàn)槠渌叫位蚓匦尾奂白幕着浜闲螒B(tài)；此擠鍛加工座4的座體上亦設(shè)有一環(huán)體42，在此環(huán)體42的環(huán)周適當(dāng)處架設(shè)有數(shù)只由外向環(huán)心內(nèi)呈放射狀?yuàn)A縮的油壓缸43，各油壓缸桿431的頭端可視所欲擠鍛成型凹飾槽壁B1或B3的形狀而配設(shè)等型的樁頭44及45，藉此形成可經(jīng)由各油壓缸43的同步挺壓而擠鍛制成具有多處獨(dú)立單位的凹飾槽壁B1及B3的成型凹飾花管B。
當(dāng)在將已經(jīng)填載有模心1的花管A置于一環(huán)鍛裝置2內(nèi)時(shí)，系預(yù)先調(diào)移兩側(cè)定位座3及30至可夾縮花管A的間距處，并藉其萬向油壓夾頭33共同夾縮該花管A的兩側(cè)管口端緣，促使待鍛花管A即刻的被校正至準(zhǔn)位狀態(tài)；此刻花管A的欲鍛管體部位皆為裸露在各組擠鍛加工座4，40，401，402，403間，可立即調(diào)移各擠鍛加工座對(duì)準(zhǔn)所欲擠鍛夾縮的管體部位，如圖7所示狀態(tài)中花管A的管體環(huán)結(jié)的管壁B2處，可為圖6所示的加工座4或401或403所對(duì)應(yīng)，并藉其適當(dāng)角度處所組置的向環(huán)心內(nèi)放射挺伸的各只油壓缸桿431頭端組置適當(dāng)型體的樁頭45，以便將管壁B2擠鍛成單位凹飾的槽壁B1狀態(tài)；相對(duì)地圖8配合圖6中所示的加工座40，402中的油壓缸桿431上，亦組配所需型體的樁頭44，以便對(duì)應(yīng)花管A的管壁B4處，而下壓擠鍛出如圖8所示的單位凹飾槽壁B3形態(tài)；其間系須先得知各段管體需成型的凹飾槽壁B1及B3的數(shù)量及設(shè)置角度，而于滑道22內(nèi)組換設(shè)置所需的擠鍛加工座4，401，403或402，進(jìn)而從中組配所需型體的缸桿樁頭44及45挺進(jìn)，讓各單位管壁承受同步的軸向鍛壓，產(chǎn)生擠鍛所成各款需求形態(tài)的凹飾槽壁B1及B3；該已被擠鍛成型的各處單位凹飾槽壁B1及B3內(nèi)的固態(tài)熔膠11，系因分別承受該單位的擠鍛壓力，而使其較底層的固態(tài)熔膠11因而經(jīng)由撐管12的網(wǎng)孔121排擠至撐管12的中空管孔122內(nèi)，藉此充分吸收該單位凹飾管壁的內(nèi)應(yīng)力，并輔以撐固該凹飾槽壁B1及B3與其端緣管壁間的強(qiáng)度，避免隨凹飾槽壁的凹陷而產(chǎn)生相對(duì)不正常的連帶變形；其次推縮各組油壓樁頭44及45，并退縮定位座3及30中的油壓夾頭33，使能卸下已鍛制成型的花管B，并以熱熔膠11熔點(diǎn)溫度微微加熱該成型花管內(nèi)的熱熔膠11，促使成型管孔內(nèi)壁間的熱熔膠徐徐熔化且與孔壁分離，進(jìn)而藉由抽拉撐管12而一同取出模心1，以便展露成型花管B中的孔壁凹飾紋體，進(jìn)而完成本發(fā)明將金屬花管上擠鍛出所需處及形狀的單位凹飾形體的加工過程。
利用本發(fā)明的上述制作方法，亦可經(jīng)由組換樁頭的型體，而在金屬花管上擠鍛制成具有獨(dú)立單位的竹節(jié)、樹皮或龜甲殼紋等凹體飾紋，藉以達(dá)到擠鍛制成具有高強(qiáng)度及兼?zhèn)渚滤囆g(shù)價(jià)值的金屬管體。
權(quán)利要求
1.一種金屬花管的單位凹飾的擠鍛方法，主要系針對(duì)已擠鍛成型具有起伏管壁的金屬花管，施行管壁上的非連貫性單位凹飾槽壁的擠鍛加工，其特征在于以一管面上遍設(shè)有網(wǎng)孔的撐管作為一模心的支撐物，并以適量經(jīng)熔融的熱熔膠作為該模心的填料；先將上述撐管表面包覆一層膠紙模，而后將包覆有膠紙模的撐管置入花管的管孔內(nèi)，再將熔融的熱熔膠裝填進(jìn)入撐管外壁的膠紙模面至花管內(nèi)壁間呈飽實(shí)狀，并熔覆該膠紙模而覆蓋所有網(wǎng)孔，促使留出撐管的中心管孔而呈現(xiàn)中空狀態(tài)，以便待熱熔膠冷卻后定型成具柔軟性的固態(tài)熔膠；將已填載上述模心的花管架設(shè)在一環(huán)鍛裝置內(nèi)，利用兩側(cè)定位座校位并夾固花管的兩側(cè)端緣，再利用適量組擠鍛加工座，同步產(chǎn)生數(shù)道呈放射狀且向內(nèi)挺壓的樁頭鍛壓軸向作用力，同時(shí)擠鍛加工這些需求單位凹飾形體的管壁，制成所需各款單位凹飾槽壁輪廓的成型花管；再將擠鍛單位凹飾成型的花管施予熱熔膠的溶點(diǎn)熱溫，促使管孔內(nèi)壁間的固態(tài)熱熔膠因熔縮而與孔壁分離，進(jìn)而藉抽拉撐管而取出整個(gè)模心填料及支撐物，以便展現(xiàn)已擠鍛成型具有各款單位凹飾紋體的花管孔壁，完成擠鍛加工過程。
2.如權(quán)利要求1所述的一種金屬花管的單位凹飾的擠鍛方法，其特征在于該模心中的熱熔膠填料內(nèi)亦可視所需抗壓強(qiáng)度的增加，而適時(shí)混入硅砂、鐵砂或粒度較撐管網(wǎng)孔孔徑小的鋼珠，作為熱熔膠填料中的添加物。
3.如權(quán)利要求1所述的一種金屬花管的單位凹飾的擠鍛方法，其特征在于在單位管壁承受軸向鍛壓作用力時(shí)，該管壁內(nèi)載的固態(tài)熔膠填料，系會(huì)因連帶受力而經(jīng)所在位的網(wǎng)孔排擠至撐管的中心管孔內(nèi)，形成吸收單位凹飾槽壁間的正向鍛壓作用力的擠鍛用模心。
4.一種用于金屬花管的單位凹飾擠鍛的環(huán)鍛裝置，其特征在于環(huán)鍛裝置的兩側(cè)定位座及適量組擠鍛加工座，皆是滑套于一平臺(tái)的滑道內(nèi)，可以相對(duì)位移而調(diào)整相對(duì)間距。
5.如權(quán)利要求4所述的一種用于金屬花管的單位凹飾擠鍛的環(huán)鍛裝置，其特征在于滑道上的適量組擠鍛加工座，系滑設(shè)于兩側(cè)定位座之間。
6.如權(quán)利要求4所述的一種用于金屬花管的單位凹飾擠鍛的環(huán)鍛裝置，其特征在于環(huán)鍛裝置的兩側(cè)定位座體上，系設(shè)有萬向油壓夾頭，藉以校位并夾固待鍛的較大范圍管徑的花管管體。
7.如權(quán)利要求4所述的一種用于金屬花管的單位凹飾擠鍛的環(huán)鍛裝置，其特征在于環(huán)鍛裝置上的適量組擠鍛加工座上，系具有一環(huán)體，環(huán)體的不周適當(dāng)處架設(shè)有數(shù)只由外向環(huán)心內(nèi)呈放射狀?yuàn)A縮的油壓缸，各油壓缸桿的頭端可視所欲擠鍛成型凹飾槽壁的形狀而配設(shè)等型的樁頭，形成可同步多向挺壓擠鍛加工的座體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬花管的單位凹飾的擠鍛方法及其裝置,主要包括在金屬花管內(nèi)設(shè)置模心,該模心為管壁設(shè)有網(wǎng)孔的撐管及熱熔膠填載制成,可吸收管壁鍛壓,將花管架設(shè)于環(huán)鍛裝置內(nèi),該裝置包括在一平臺(tái)上滑套設(shè)置兩側(cè)定位座,并在定位座之間再套設(shè)適量組擠鍛加工座;兩側(cè)定位座夾固花管并保持其軸向準(zhǔn)位;每一組擠鍛加工座采用由外向內(nèi)呈同步放射狀模式對(duì)管壁適當(dāng)處進(jìn)行沖壓擠鍛,鍛塑出單位凹飾輪廓,而后對(duì)管孔模心施予微溫,抽拉取出撐管及熱熔膠,完成對(duì)金屬花管的單位凹飾加工。
文檔編號(hào)B21D15/00GK1171987SQ96109029
公開日1998年2月4日 申請(qǐng)日期1996年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月30日
發(fā)明者曾紹謙 申請(qǐng)人:曾紹謙