本發(fā)明涉及一種液壓成形管及其成形方法。

背景技術：

管液壓成形是制造具有管狀形狀但具有潛在不尋常的幾何形狀的部件的過程。首先，具有適當形狀的模具包圍管同時密封桿覆蓋管的每個端部。然后，加壓水通過一個密封桿注入；水壓拉伸管以符合模具的形狀。

管液壓成形的一個隱患是制成部件的截面周長的變化可以引起變薄或甚至分裂，使得部件無用。更具體地說，如果部件的一部分具有更寬的周長，那么管在加壓期間必須拉伸得更多以符合模具。如果部件拉伸的太薄，那么部件弱化并且可能破裂。

防止這些問題目前需要在設計階段的三維模型的特別檢查和重新檢查。因此，管設計存在克服這些缺陷的機會。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種液壓成形管，該液壓成形管包含：

第一端部和第二端部；

包括第一側面和第二側面的多個側面；

從第一側面延伸至第二側面并且具有半徑R的圓角；

第一側面、第二側面以及圓角從第一端部延伸至第二端部；

多個側面在第一端部和第二端部之間的兩個截面上具有不同的形狀；以及

管在從第一端部至第二端部的所有截面上具有實質上相同的周長P；

其中在從第一端部至第二端部的所有截面上的半徑R是由相同的公式來定義的。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中第一側面在圓角處沿著第一軸線延伸，第二側面在圓角處沿著第二軸線延伸，其中第一軸線和第二軸線在每個截面上以角度θ相交，并且其中公式至少把在每個截面上的角度θ作為輸入。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中

圓角在每個截面上具有弧長；

第一側面在圓角處沿著第一軸線延伸；

第二側面在圓角處沿著第二軸線延伸，第二軸線在角處與第一軸線相交；

第一軸線和第二軸線分別延伸從第一側面以及從第二側面至角的長度；

每個截面具有等于周長P減去弧長加上長度的構造周長CP；以及

公式至少把在每個截面上的構造周長CP作為輸入。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中

第一軸線和第二軸線在每個截面上定義角度θ，并且公式把在每個截面上的周長P、構造周長CP以及角度θ作為輸入。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中

角度θ是以弧度為單位測量的，以及

公式是如下方程式：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中管是由延性金屬制成的。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種方法，該方法包含：

定義包括第一側面和第二側面的液壓成形管的多個側面，第一側面和第二側面沿著在角處相交的各自軸線延伸，多個側面在彼此隔開的兩個截面上形成不同的形狀；

在兩個截面上在角處形成圓角以便兩個截面的周長P實質上相同；以及

在兩個截面上根據(jù)相同的公式形成圓角的半徑R。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明方法進一步地包含測量關于兩個截面的第一側面和第二側面之間的角的角度θ，其中公式至少把角度θ作為輸入。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明方法進一步地包含在把圓角應用于角之前測量關于兩個截面的初始周長IP，其中公式至少把初始周長IP作為輸入。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明方法進一步地包含測量關于兩個截面的第一側面和第二側面之間的角的角度θ，其中公式把周長P、初始周長IP和角度θ作為輸入。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中：

角度θ是以弧度為單位測量的，以及

公式是如下方程式：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明方法進一步地包含掃掠兩個截面之間的圓角，其中通過公式連續(xù)地定義從一個截面至另一個截面沿著角的半徑R。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明方法進一步地包含：

定義除兩個截面之外并且沿著模型間隔開的多個截面；以及

在所有多個截面上根據(jù)公式應用圓角。

附圖說明

圖1是液壓成形管的模型的透視圖；

圖2是模型的截面圖；

圖3是用于設計液壓成形管的示例性程序的示意圖；

圖4是在應用示例性程序之后的模型的截面圖；

圖5是液壓成形管的透視圖；

圖6是液壓成形管的截面圖。

具體實施方式

參考附圖，其中在幾個視圖中的相同標記表示相同部件，液壓成形管30包括第一端部32和第二端部34。液壓成形管30包括含有第一側面36和第二側面38的多個側面48，以及從第一側面36延伸至第二側面38的圓角40。第一側面36、第二側面38以及圓角40從第一端部32延伸至第二端部34。多個側面48在第一端部32和第二端部34之間的兩個截面上具有不同的形狀。管30在從第一端部32至第二端部34的所有截面上具有實質上相同的周長P。圓角40具有半徑R。在從第一端部32至第二端部34的所有截面上的半徑R是由相同的公式來定義的。

形成液壓成形管30的方法包括定義包括第一側面12和第二側面14的液壓成形管10的多個側面50。第一和第二側面12和14沿著在角16處相交的各自軸線A1和A2延伸。方法包括在兩個截面上在角16處形成圓角26以便兩個截面的周長P實質上相同。方法還包括在兩個截面上根據(jù)相同的公式形成圓角26的半徑R。

根據(jù)本方法制造液壓成形管30既為設計階段又為根據(jù)該方法制造的制成液壓成形管30創(chuàng)造益處。在設計階段，本方法節(jié)省時間，因為本方法取代設計的特別檢查、調(diào)整以及重新檢查以確保在管的所有相關截面上的相同的周長。關于液壓成形管30，通過確保沿著液壓成形管30的長度的恒定的周長，本方法減少液壓成形管30在制造期間將變薄或分裂的可能性。

在圖1中以透視圖的方式總體上顯示三維設計程序中的液壓成形管30的模型10。三維設計程序可以是創(chuàng)建和或存儲模型10的計算機程序。三維設計程序的示例包括CATIA(計算機輔助三維交互應用)、ProE(Pro/Egineer，三維設計軟件)等。

模型10具有包括沿著在角56處相交的各自軸線A1和A2延伸的第一側面52和第二側面54的多個側面50。軸線A1和A2可以在角16處以任何合適的角度相交。模型10的截面可以垂直于模型10的縱向軸線A。例如，在圖1中，截面A-A、B-B和C-C垂直于模型10的縱向軸線A。

模型10的多個側面50在截面上形成不同的形狀。各種設計考慮可以導致不同的截面形狀。例如，模型10可以具有曲率，即縱向軸線A可以彎曲；截面的變化可以支持與另一部件的連接；或不同的形狀可以給予強度、剛度等的所需值。

圖2顯示截面B-B的截面圖。如上面所提出的，截面B-B包括側面52和54以及角56。角16限定角度θ。如上面所提出的，θ可以具有任何合適的值并且可以沿著縱向軸線A而變化。

圖3總體上用圖表表示操作模型10的方法的一個實施例。如框102所示，方法包括定義模型10的多個側面50。如框104所示，方法還包括選擇沿著縱向軸線A分隔開的至少兩個截面。具體地，本方法可以包括選擇沿著縱向軸線A的任意適當數(shù)目的截面。

參考框106，方法還包括在框104中選擇的截面上在角16處形成圓角26使得截面的周長P實質上相同，例如，足夠相似以使得分裂的風險可以忽略不計。例如，沿著縱向軸線A的沿70mm的多達0.5％的周長的變化可以使得分裂的風險可以忽略不計。

參考圖3中的框108，方法包括在框104中選擇的所有截面上根據(jù)相同的公式形成圓角26的半徑R。具體地，方法包括測量公式可以作為輸入使用的量。例如，方法可以包括測量關于兩個或多個截面的第一側面12和第二側面14之間的角16的角度θ?？蛇x地或此外，方法可以包括測量模型10的初始周長IP。初始周長IP是在角16處應用圓角26之前截面的周長，即包括角56的截面的周長。公式然后可以把周長P(即，在截面上的所需周長)、初始周長IP以及角度θ(其中θ以弧度為單位測量的)作為輸入。具體地，公式可以是：

參考圖3中的圖表110，方法包括在兩個截面之間掃掠(sweep)圓角26以便在截面之間(即在可以在兩個截面之間定義的每個可能的截面上)由相同的公式來連續(xù)地定義半徑R，關于那個可能的截面的半徑R是根據(jù)公式來定義的。通過三維建模程序可以自動地應用掃掠。例如，三維建模程序可以包括執(zhí)行掃掠的功能。在CATIA中，例如，命令“自適應掃掠”可以根據(jù)用戶定義的公式創(chuàng)建連續(xù)變化的表面。

圖4顯示作為圖3所示的方法的結果修改的模型10的截面B-B。具有半徑R的圓角26已經(jīng)取代了角16并且已經(jīng)縮短第一側面12和第二側面14。

可以根據(jù)模型10形成模具以在減少分裂風險的情況下制造液壓成形管30。在圖5中顯示根據(jù)圖3所示的方法形成的液壓成形管30。液壓成形管30可以例如是由比如鋁或鋼這樣的延性金屬制成。

參考圖5，如上面所提出的，液壓成形管30包括第一端部32、第二端部34、以及包括第一側面36和第二側面38的多個側面48。第一側面36和第二側面38從第一端部32延伸至第二端部34；也就是說，第一側面36和第二側面38延伸從第一端部32至第二端部34的管30的長度。多個側面的其余部分可以或不可以延伸從第一端部32至第二端部34的管30的長度。

圓角40從第一側面36延伸至第二側面38。圓角40可以從第一端部32延伸至第二端部34，延伸管30的長度。圓角具有半徑R，如上面關于模型10所描述的，該半徑R可以在不同的截面上具有不同的值。液壓成形管30的第一側面36、第二側面38以及圓角40分別相應于模型10的第一側面12、第二側面14以及圓角26。如上面所提到的，多個側面48在第一端部32至第二端部34之間在任何點處形成可定義的并且垂直于管30的縱向軸線A定向的截面。在圖5中標記出說明性截面D-D。

第一端部32和第二端部34之間的液壓成形管30的所有截面具有實質上相同的周長P。也就是說，如上面所提出的，周長P足夠相似以使得分裂的風險可以忽略不計。通常，沿著縱向軸線A的沿70mm的多達0.5％的周長的變化是安全的。

雖然在從第一端部32至第二端部34的所有截面上的周長實質上保持相同，但液壓成形管30具有不同形狀的截面。各種設計考慮可以解釋不同的截面形狀。例如，液壓成形管可以具有曲率；截面的變化可以支持與另一部件的連接；或不同的形狀可以給予強度、剛度等的所需值。

圖6顯示截面D-D的截面圖。截面D-D包括側面36和38以及圓角40。如上面關于模型10所描述的，圓角40具有半徑R。第一側面36沿著第一軸線B1延伸；同樣，第二側面38沿著第二軸線B2延伸。

第一和第二軸線B1和B2在構造角58處以角度θ相交，該角度θ在每個截面上可以是不同的值。角度θ可以是零和π弧度之間(在零和180度之間)的任何合適的值。

每個截面具有構造周長CP，該構造周長CP取決于每個截面的幾何結構。圓角40具有弧長。第一和第二軸線B1和B2分別延伸從第一側面36和第二側面38至它們的交點的長度L。構造周長CP然后等于周長P減去圓角40的弧長加上第一和第二軸線B1和B2的長度L；也就是說，構造周長CP是當用構造角58代替圓角40時的截面的周長。因為圓角40和角在第一端部32至第二端部34之間變化，所以構造周長CP也在第一端部32和第二端部34之間變化。

在第一端部32至第二端部34之間的所有截面上的圓角40的半徑R是由相同的公式來定義的。也就是說，半徑R可以沿著管30連續(xù)地變化。具體地，在可以在兩個端部32和34之間定義的每個可能的截面上，關于那個可能的截面的半徑R是根據(jù)相同的公式來定義的。公式然后可以把角度θ或構造周長CP和角度θ作為輸入，在不同截面上的每個角度θ可以不同。如上面所提出的，公式(假設θ以弧度為單位測量)如下：

已經(jīng)以說明性的方式描述了本公開，并且應該理解的是，已經(jīng)使用的術語旨在以詞的性質描述而不是限制。根據(jù)上述教導，本公開的許多修改和變化是可能的，并且本公開可以以與如具體描述所不同的方式實行。