專利名稱：金屬材料的彎曲加工方法、彎曲加工裝置及彎曲加工設備列、以及使用它們做成的彎曲加 ...的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬材料的彎曲加工方法及其彎曲加工裝 置、以及彎曲加工設備列，更加詳細地說是涉及一種即使在金屬材料為彎曲方向在2維度上不同的連續(xù)彎曲(例如，S字彎曲) 的情況下，或彎曲方向在3維度上不同連續(xù)彎曲的情況下，可 以高效率地進行彎曲加工的金屬材料的彎曲加工方法及可以應 用該彎曲加工方法的加工裝置、以及彎曲加工i殳備列、還有使 用它們估文成的彎曲加工產(chǎn)品。
背景技術：
近年來，出于對地球環(huán)境的擔憂，對結構用金屬材料逐漸 要求使用重量輕且高強度的材料。例如，在汽車行業(yè)中，對車 體安全性的要求有所提高，對汽車部件的輕量化及高強度化的 要求越來越嚴格，從提高燃料費和提高沖撞安全性的方面考慮， 正在推進汽車用部件的開發(fā)。為了應對這樣的要求，廣泛使用了由與以往完全不同的強 度等級構成的高張力鋼板，例如，拉伸強度大于等于780MPa、 甚至大于等于900MPa的高強度的原材料。另一方面，在這些原材料的高強度化的同時，也可以重新 研究以往的汽車用部件的構造。隨之，為了應用于多種多樣的 汽車用部件，強烈要求開發(fā) 一 種對金屬材料進行高精度加工的 彎曲加工技術。該金屬材料由復雜的形狀、例如彎曲方向在2 維度、甚至3維度上不同的彎曲形狀構成。以往，為了應對開發(fā)這樣的彎曲加工技術的要求，提出了 各種加工技術。例如，在日本特開昭50 - 59263號及日本專利 第2816000號這兩個公報中提出了 一種一邊對金屬管等進行熱 處理， 一邊對其進行彎曲加工的方法。具體地說，是這樣一種 方法將金屬管等的加工前端側夾緊在旋轉自由的臂上，一邊 利用加熱裝置對其加熱， 一邊使加熱部適當?shù)匾苿?，從而使?彎曲變形，之后將該金屬管等被加工材料冷卻(在日本特開昭 50 - 59263號公才艮中提出的方法)，還有，是一種對上述加熱部 施加扭轉力和彎曲力，在使其發(fā)生扭轉變形的同時還發(fā)生彎曲 變形的方法(在日本專利第2816000號公報中提出的方法)。但是，在上述兩個公報中提出的彎曲加工方法是一種與所 謂的夾緊彎曲加工區(qū)分開的加工方法，由于都需要用旋轉自由 的臂夾緊金屬管等的加工前端部，因此無法使加工中的金屬管 等的進給速度為高速。而且，由于每重復一次由臂進行的夾緊 都需要使臂返回，進給速度變動顯著，因此需要對加熱和冷卻 速度進行復雜的控制，無法確保規(guī)定的淬火精度。由于在夾緊彎曲加工中產(chǎn)生了上述問題，因此在日本特開 2000 - 158048號公報中提出了一種基于貫穿彎曲加工的高頻 加熱彎曲機，即一種以可向3維度方向自由移動的方式支承壓 彎輥的高頻加熱彎曲機。采用日本特開2000 - 158048號公報的 高頻加熱彎曲機，使壓彎輥跨過被彎曲加工物向相反方向的被 彎曲加工物側面移動，壓彎輥抵接在該側面上對其進行彎曲加 工，因此，即使在例如^f象S字彎曲那樣地彎曲方向在2維度上不 同的連續(xù)彎曲的情況下，也可以不進行使被彎曲加工物旋轉 180度的操作作業(yè)。但是，對于日本特開2000 - 158048號公報的高頻加熱彎曲 機，由于沒有夾緊一皮彎曲加工物兩側面的機構，因由高頻加熱 之后的冷卻產(chǎn)生的殘余應力而易于發(fā)生變形，因此難以確保規(guī)
定的尺寸精度，制約了加工速度，并且難以提高彎曲加工度。并且，在日本專利第3195083號公報中提出了 一種具有這 樣的加熱機構的貫穿彎曲加工裝置替代上述夾緊彎曲加工和 高頻加熱彎曲機的壓彎輥，設置固定模和可在3維度方向上移 動的可動旋轉模，由加熱機構將金屬構件加熱至與由可動旋轉 模對金屬構件進行彎曲加工的曲率相對應的溫度。在日本專利第3195083號公報的彎曲加工裝置中，由于固 定模及可動旋轉模不是以可旋轉的方式保持被加工的金屬構 件，因此無論是固定模及可動旋轉模中的哪一種，都容易在其 表面產(chǎn)生燒傷。另外，日本專利第3195083號公報的彎曲加工 裝置向固定模及可動旋轉模中供給冷卻流體，避免了由兩個模 的強度降低和熱膨脹引起的加工精度的降低，但沒有試圖對被 彎曲加工的金屬構件進行淬火熱處理，而無法獲得通過淬火而高強度的金屬構件。如上所述，伴隨著重新研究汽車用部件的構造，為了應用 于多種多樣的汽車用部件，要求一種由復雜彎曲形狀構成的金 屬材料的加工技術。另一方面，若也考慮到金屬材料的輕量化， 優(yōu)選選定拉伸強度為9 0 0M P a以上的金屬材更優(yōu)選選定 1300MPa級以上的金屬材料。在這種情況下，在將拉伸強度為 500 ~ 700MPa左右的金屬管坯作為初始材料來進行彎曲加工 之后，利用熱處理提高其強度，從而獲得高強度的金屬材料。但是，對于在日本特開昭50 - 59263號及日本專利第 2816000號兩個公報中提出的夾緊彎曲加工，由于金屬管坯的 進給速度變動顯著，難以對冷卻速度進行復雜的控制，而無法 確保淬火精度，因此無法防止產(chǎn)生不均勻的應變。因此，在彎 曲形狀產(chǎn)生偏差的同時，在高強度的金屬材料中隨著殘余應力 也會產(chǎn)生延遲破壞的問題，不適合作為汽車用部件。并且，在日本專利第3195083號公報中提出的彎曲加工裝 置基于貫穿彎曲加工，但并不是意圖在將低強度的金屬管坯作 為初始材料來進行熱加工之后，利用淬火來提高強度，而獲得 高強度的金屬材料。另外，隨著對金屬材料進行加熱，容易在 可動旋轉模的表面產(chǎn)生燒傷，因此要求對熱彎曲加工裝置進行 進一步的改善。發(fā)明內容本發(fā)明即是鑒于上述問題而作成的，其目的在于提供一種 這樣的金屬材#+的彎曲加工方法及可以應用該加工方法的彎曲 加工裝置、以及彎曲加工設備列即使在對金屬材料進行彎曲 加工時，隨著汽車用部件的構造的多樣化而要求復雜的彎曲形 狀的情況下，甚至需要對高強度的金屬材料進行彎曲加工的情 況下，也可以確保彎曲精度，且作業(yè)效率優(yōu)良。為了解決上述課題，本發(fā)明的金屬材料的貫穿彎曲加工方 法(push through bending processing), —邊自上；摔個'j逐,欠 或連續(xù)地擠出由支承機構保持著的被加工材料、 一邊在上述支 承機構的下游側進行彎曲加工，其特征在于，用設在上述支承 機構下游側的可動輥模夾緊上述金屬材料，在控制該可動輥模 的位置或/及移動速度的同時，使用配置在上述可動輥模的輸 入側、且配置在上述金屬材料外周的加熱機構及冷卻機構，將 上述金屬材料局部加熱至可產(chǎn)生塑性變形且可進行淬火的溫度 區(qū)域，并對上述加熱部施加彎矩，然后急速冷卻該金屬材料。即，在對金屬材料進行貫穿彎曲加工時， 一邊夾緊金屬材 料的下游側而使其以恒定速度移動， 一邊對其實施熱處理，可 以確保^L定的冷卻速度，可以均勻地冷卻被彎曲加工過的金屬 材料，因此可以獲得盡管強度較高、但形狀凍結性也很好的、 硬度均勻的金屬材料。例如，作為具體的構成，利用高頻加熱線圏將作為被加工 材料的管坯逐次連續(xù)地加熱至A3相變點以上、且組織不會粗粒 化的溫度，并且使用可動輥模使被加熱的局部區(qū)域塑性變形， 之后立即對管坯的外表面或內外表面噴射以水或油為主體的冷卻介質、或其他的冷卻液、或氣體、或噴霧，從而可以確保100 。C / sec以上的冷卻速度。另夕卜，施加彎矩的可動輥模以可動輥型方式夾緊金屬材料， 可以抑制產(chǎn)生于模具表面的燒傷，因此可以高效率地進行彎曲 加工。同樣，由于支承機構也以可旋轉的方式保持著金屬材料， 因此可以抑制產(chǎn)生燒傷。本發(fā)明第2實施方式的彎曲加工方法，可動輥模具有用于 使其沿上下方向移動的移位機構、用于使其沿左右方向移動的 移位機構、用于使其向上下方向傾斜的傾斜機構、以及用于使 其向左右方向傾斜的傾斜機構中的至少l種以上的機構。由此， 即使金屬材料的彎曲形狀復雜，為彎曲方向在2維度上不同的 連續(xù)彎曲(例如，S字彎曲)的情況下，甚至為彎曲方向在3維 度上不同的連續(xù)彎曲的情況下，也可以高效率地進行彎曲加工。并且，在本發(fā)明第3實施方式的彎曲加工方法中，可動輥 ?？梢跃哂杏糜谑蛊溲厍昂蠓较蛞苿拥囊苿訖C構。通過具有用 于使其沿前后方向移動的移動機構，即使在金屬材料的彎曲半 徑較小的情況下，也可以確保最佳臂長L,因此可以避免加工 裝置的大型化，從而可以確保彎曲加工精度。另夕卜，在本發(fā)明第4實施方式的彎曲加工方法中，加熱機 構或/及冷卻機構可以具有用于使其沿上下方向移動的移位機 構、用于使其沿左右方向移動的移位機構、用于使其向上下方 向傾斜的傾斜機構、以及用于使其向左右方向傾斜的傾斜機構
中的至少l種以上的機構?？墒股鲜隹蓜虞伈拍c加熱機構及冷 卻機構的動作同步，通過它們的同步動作，進而可以進行高精 度、均勻的彎曲加工。并且，在本發(fā)明第5實施方式的彎曲加工方法中，加熱機 構或/及冷卻機構可以具有用于使其沿前后方向移動的移動機 構。通過使加熱機構具有等移動機構，可以在確保其與可動輥 模的同步性的基礎上，可在開始彎曲加工時對金屬管前端進行 加熱，并且可以改善安裝、拆卸金屬管時的作業(yè)性及操作性。在本發(fā)明第6實施方式的彎曲加工方法中，可動輥模還可 以具有用于使其在周向上旋轉的旋轉機構?？梢栽诮饘俨牧蠟?彎曲方向在2維度上不同的彎曲形狀或彎曲方向在3維度上不 同的彎曲形狀的基礎上，對金屬材料施加扭轉變形。在本發(fā)明第7實施方式的彎曲加工方法中，設在金屬材料 上游側的擠壓裝置可以具有把持著被加工材料在周向上旋轉的 機構。即使在不使用上述可動輥模的旋轉機構的情況下，也可 以在金屬材料為彎曲方向在2維度上不同的彎曲形狀或彎曲方 向在3維度上不同的彎曲形狀的基礎上，對金屬材料施加扭轉 變形。在本發(fā)明第8實施方式的彎曲加工方法中，支承機構還可 以具有用于使其在周向上旋轉的旋轉機構，可以使其與擠壓進 給裝置的旋轉同步地在周向上旋轉。在使金屬材料扭轉變形時， 不使可動輥模在周向上旋轉，而使支承機構同步地通過擠壓裝 置的旋轉機構使金屬材料的后端部扭轉，從而可以對其施加高 精度的扭轉變形。當然，即使一邊使可動輥模在周向上旋轉， 一邊使支承機構同步地通過擠壓裝置的旋轉機構使金屬材料的后端部相對地:扭轉，也可以對其施加高精度的扭轉變形。在本發(fā)明第9實施方式的彎曲加工方法中，可動輥模還可
以具有輥的驅動旋轉機構，根據(jù)上述擠壓進給裝置的進給量由 驅動電動機等對該輥施加驅動使其旋轉。即，在可動輥模未裝 備驅動旋轉機構時，有時該輥的旋轉只被摩擦阻力所驅動，壓 縮應力作用于彎曲加工部分，而在彎曲內周側使增加的壁厚變 大，或產(chǎn)生壓曲。特別是，在被加工材料為薄壁材料時，有可 能由此引起彎曲加工困難、或加工精度變差。相對于此，若通過在可動輥模上裝備驅動旋轉機構來緩和 作用于彎曲加工部分的壓縮應力，并根據(jù)擠壓進給裝置的進給 量控制可動輥模的輥旋轉速度，使得該輥旋轉速度與該進給量 同步，則也可以對彎曲加工部分施加拉伸應力，擴大了可進4亍 彎曲加工的范圍，也可以提高產(chǎn)品的加工精度。在本發(fā)明第IO實施方式的彎曲加工方法中，可以由2根輥、 3根輥、或4根輥構成可動輥模，并且在第ll實施方式的彎曲加 工方法中，也可以將被進行彎曲加工的金屬材料做成由各種截 面形狀構成的封閉截面材料、開放截面材料、異型截面材料、 或棒材?？梢耘c成為被加工材料的金屬材料的截面形狀相對應 地設計可動輥模的輥型方式。在本發(fā)明第12實施方式的彎曲加工方法中，在加熱機構的 上游側具有至少l個以上的預熱機構，對于預熱機構，可以對 金屬材料進行二段加熱、或不均勻加熱。在對于預熱手段使用 多段加熱的情況下，可以分散金屬材料的加熱負荷，從而可以 提高彎曲加工效率。另一方面，在對于預熱手段使用對金屬材料進行不均勻加 熱的情況下，根據(jù)通過可動輥模產(chǎn)生的金屬材料的彎曲方向控 制金屬材料的加熱部的溫度，例如使得其彎曲內表面?zhèn)鹊臏囟?低于其彎曲外表面?zhèn)鹊臏囟取Ｍㄟ^這樣地構成金屬材料的加熱 部，可以防止產(chǎn)生于彎曲內表面?zhèn)鹊鸟薨櫤彤a(chǎn)生于彎曲的外表
面?zhèn)鹊牧鸭y。在本發(fā)明第13實施方式的彎曲加工方法中，將心軸裝入金 屬材料的內表面來作為冷卻機構，可以用心軸與配置在金屬材 料外周的冷卻機構一起、或用心軸單獨地供給冷卻介質。特別 是，對于確保厚壁材料的冷卻速度是有效的。在本發(fā)明第14實施方式的彎曲加工方法中，可以使由冷卻機構供給的冷卻介質以水為主要成分，并含有防銹劑。在滑動 部被由冷卻機構供給的冷卻水浸濕時，在冷卻水中不含有防銹 劑的情況下會生銹，從保護機械的方面考慮產(chǎn)生了不良，因此 在冷卻水中含有防銹劑在保護機械的方面是有效的。并且，可以使由冷卻機構供給的冷卻介質以水為主要成分， 并含有淬火劑。例如，作為淬火劑公知有一種混入了有機高分 子劑的物質。通過混入規(guī)定濃度的淬火劑，可以調整冷卻速度， 而確保穩(wěn)定的淬火性能。在本發(fā)明第15實施方式的彎曲加工方法中，可以向可動輥 模供給潤滑劑或/及冷卻流體。在向可動輥模供給了潤滑劑時， 即使在可動輥模巻入了產(chǎn)生于金屬材料的加熱部的氧化皮的情 況下，也可以通過潤滑作用減少發(fā)生燒傷。另外，在向可動輥模供給了冷卻流體時，可動輥?？杀焕?卻流體冷卻，因此可以防止可動輥模的強度降低，防止由可動 輥模的熱膨脹導致的加工精度的降低，并防止在可動輥模表面 產(chǎn)生燒傷。并且，在本發(fā)明第16實施方式的彎曲加工方法中，設有至 少l個以上的具有可繞軸轉動的關節(jié)的關節(jié)型機器人，可以利 用上述關節(jié)型機器人進行可動輥模及加熱機構或/及冷卻機構 的移位機構、傾斜機構以及移動機構中的至少l個以上的動作。通過使用關節(jié)型機器人，在對金屬管進行彎曲加工時，可
將可動輥模、加熱機構及冷卻機構所需要的、操縱裝置所進行 的沿上下方向或左右方向的移位動作、向上下方向或左右方向 傾斜的傾斜動作、或沿前后方向移動的移動動作設為基于控制 信號的一連串動作，可以提高彎曲加工效率，并實現(xiàn)加工裝置 的小型化。為了應用上述金屬材料的貫穿彎曲加工方法，在本發(fā)明的 彎曲加工裝置中，具有用于以可旋轉的方式保持被加工材料的 支承機構、和自上游側逐次或連續(xù)地進給移動上述被加工材料 的擠壓裝置，與由上述擠壓裝置對上述被加工材料的進給移動 相配合，在上述支承機構的下游側對其進行彎曲加工，其特征在于，具有可動輥才莫、加熱機構和冷卻機構；該可動輥模設在 上述支承機構的下游側，夾緊上述金屬材料，并控制該夾緊位 置或/及其移動速度；上述加熱機構配置在上述可動輥模的輸 入側、且配置在上述金屬材料的外周，將上述金屬材料局部加 熱至可產(chǎn)生塑性變形且可進行淬火的溫度區(qū)域；上述冷卻機構 配置在可動旋轉模的輸入側、且配置在上述金屬材料的外周， 對加熱部被施加了彎矩的上述金屬材料進行急速冷卻。另外，本發(fā)明的彎曲加工設備列的特征在于，為了將被作 為被加工材料供給的圓管高效率且廉價地制造成彎曲加工產(chǎn) 品，在電焊鋼管制造生產(chǎn)線的輸出側連續(xù)地配置本發(fā)明所規(guī)定 的金屬材料的彎曲加工裝置，該電焊鋼管制造生產(chǎn)線具有開巻 才幾、成形才幾構、熔纟妻才幾構、和后處理才幾構；該開巻才幾連續(xù)地j文 出帶狀鋼板；該成形機構將放出的帶狀鋼板成形為規(guī)定截面形 狀的管；該熔接機構將對接的帶狀鋼板的兩側緣熔接而形成連 續(xù)的管；該后處理機構進行焊縫切削，并根據(jù)需要進行后退火、 或對其進行整形。另外，本發(fā)明的彎曲加工設備列的特征在于，為了將被作 為被加工材料供給的開放截面材料高效率且廉價地制造成彎曲 加工產(chǎn)品，在輥軋成形生產(chǎn)線的輸出側連續(xù)地配置本發(fā)明所規(guī) 定的金屬材料的彎曲加工裝置，該輥軋成形生產(chǎn)線具有開巻機和成形機構；該開巻機連續(xù)地力t出帶狀鋼纟反；該成形機構將》文 出的帶狀鋼板成形為規(guī)定截面形狀。另外，本發(fā)明的彎曲加工產(chǎn)品的特征在于，通過上述金屬 材料的彎曲加工方法、或通過使用上述金屬材料的彎曲加工裝 置對上述金屬材料進行加工熱處理，從而本發(fā)明的彎曲加工產(chǎn) 品的拉伸強度為900MPa以上。采用本發(fā)明的金屬材料的彎曲加工方法及彎曲加工裝置、 以及彎曲加工設備列，即使在要求復雜的彎曲形狀，加工出金 屬材料為彎曲方向在2維度上不同的連續(xù)彎曲(例如，S字彎 曲)、或彎曲方向在3維度上不同的連續(xù)彎曲的情況下，甚至即 使在需要對高強度的金屬材料進行彎曲加工的情況下，金屬材 料也可以被均勻地冷卻，因此可以高效率且廉價地獲得盡管強 度高但形狀凍結性也很好的、具有規(guī)定的硬度分布的金屬材料。而且，由于可動輥模以可旋轉的方式夾緊金屬材料，因此 可以抑制產(chǎn)生于模具表面的燒傷，并可以確保彎曲加工精度， 并且可以進行作業(yè)效率優(yōu)良的貫穿彎曲加工。由此，可以作為 進一步高度化的汽車部件的彎曲加工技術而廣泛應用。


圖l是表示本發(fā)明的用于實施貫穿彎曲加工的彎曲加工裝 置的整體構造的圖。圖2是表示可以用作本發(fā)明的金屬材料的被加工材料的截 面形狀的圖，(a)表示以輥軋成形法等制造的開放截面材料的 通道，(b)表示用擠壓加工制造的異型截面材料的通道。
圖3是表示可以用作本發(fā)明的支承機構的支承引導件的構 成例子的圖，(a)表示支承引導件及其所具有的旋轉機構的截 面構造，(b)以立體圖表示支承引導件的外觀構造。圖4是說明本發(fā)明的彎曲加工裝置的主要加工部分的裝置 構造的圖。圖5是表示本發(fā)明的彎曲加工裝置所采用的加熱裝置及冷 卻裝置的概略構成例子的圖。圖6是表示為了確保厚壁材料的冷卻速度而裝入到封閉截 面材料(金屬管材)內表面中的心軸的構造的圖。圖7是說明用于使本發(fā)明的彎曲加工裝置所采用的可動輥 模沿上下方向及左右方向移動的移位機構、以及用于使可動輥 模在周向上旋轉的旋轉機構的構成例子的圖。圖8是說明用于使本發(fā)明的彎曲加工裝置所采用的可動輥 模沿前后方向移動的移動機構的作用的圖。圖9是表示本發(fā)明的彎曲加工裝置所采用的可動輥模的形 狀例子的圖，(a)是表示在金屬材料為圓管等封閉截面材料時 可動輥模由2根輥構成的形狀，(b)是表示在金屬材料為矩形 管等的封閉截面材料、或通道(一面開口 )等開放截面材料時 可動輥模由2根輥構成的形狀，(c)是表示在金屬材料為矩形管 等封閉截面材料、或通道等異型截面材料時可動輥模由4根輥 構成的形狀。圖IO是說明使用預熱裝置對金屬材料進行不均勻加熱時 的作用的圖。圖ll是表示可應用于本發(fā)明的彎曲加工裝置的關節(jié)型機 器人的整體構造及配置的圖。圖12是表示應用于本發(fā)明的彎曲加工裝置的關節(jié)型機器 人的其他構成例子的圖。 圖13是表示用于制造被加工材料的電焊鋼管(electrical resistance welded steel pipe )制造生產(chǎn)線的整體構造的圖。圖14是表示用于制造被加工材料的輥軋成形生產(chǎn)線的整 體構造的圖。
具體實施方式
將本發(fā)明的實施方式區(qū)分為整體構成及支承機構的構成 例、加工部的構成及加熱、冷卻裝置的構成例子、可動輥^t的 構成、預熱機構及其作用、關節(jié)型機器人的構造配置、以及彎 曲加工設備列的特征，根據(jù)附圖進行說明。1.整體構成及支承機構的構成例子圖l是表示本發(fā)明的用于實施貫穿彎曲加工的彎曲加工裝 置的整體構成的圖。本發(fā)明的彎曲加工是一邊從上游側逐次或 連續(xù)地擠出被支承機構2可旋轉地保持著的被加工材料、即金 屬材料l， 一邊在支承機構2的下游側對其進行彎曲加工的貫穿 彎曲加工方法。圖l所示的金屬材料l的截面形狀為圓形(圓管)，但并不 限定于此，可以應用由各種截面形狀構成的#皮加工材沖+。例如， 除了圖l所示的圓形(圓管)之外，可以應用具有矩形、梯形 或者復雜的形狀的封閉截面材料、以輥軋成形法等制造的開放 截面材料(通道)、用擠壓加工制造的異型截面材料(通道)、 或者由各種截面形狀構成的棒材(圓棒、方形棒、異型棒)等。圖2是表示可用作本發(fā)明的金屬材料的被加工材料的截面 形狀的圖，(a)表示以輥軋成形法等制造的開放截面材料的通 道，(b)表示用擠壓加工制造的異型截面材料的通道。在本發(fā) 明的彎曲加工裝置中，需要根據(jù)應用的金屬材料的截面形狀設 計可動輥模和支承機構的形狀。 圖l所示的裝置構成，配置有用于可旋轉地保持金屬材料l 的兩對支承機構2 ,并在其上游側配置有逐次或連續(xù)地進給移動金屬材料1的擠壓裝置3，另一方面，在兩對支承機構2的下 游側配置有用于夾緊金屬材料l、并控制該夾緊位置或/及移 動速度的可動輥模4。而且，在可動輥模4的輸入側配置有高頻 加熱線圏5和冷卻裝置6，高頻加熱線圈5配置在金屬材料1的外 周，并對其進4于局部加熱，冷卻裝置6用于對加熱部一皮施加了 彎矩的金屬材料l進行急速冷卻。由于在圖l所示的裝置中應用了截面形狀為圓形(圓管) 的金屬材料，因此將支承輥用作支承機構2，但是并不限定于 此，可以根據(jù)所使用的金屬材料的截面形狀而采用支承引導件。 另外，如圖l所示，即使在采用支承輥的情況下，也并不限定 為由兩對支承輥構成支承機構2，可以由l對或大于兩對的多對 支承輥構成支承機構2。圖3是表示可以用作本發(fā)明的支承機構的支承引導件的構 成例子的圖，(a)表示支承引導件及其所具有的旋轉機構的截 面構造，(b)以立體圖表示支承引導件的外觀構造。圖3所示 的支承引導件2是將四方管1用作被加工材料，并以可使其旋轉 的方式將其保持的構造，但由于其靠近加熱機構(上述圖l所 示的高頻加熱線圏5)設置，因此設置了防止加熱的機構。作 為防止加熱的4幾構，可以由非》茲性材沖牛制造而成，如圖3(b) 所示，將該防止加熱的機構分割成2部分或更多部分，在被分 割的部位安裝特氟隆(注冊商標)等絕緣物的方法對于防止加 熱是有效的。設有直接連接于支承引導件2、并由驅動用電動機10及旋 轉齒輪10a構成的旋轉機構，如后述那樣，支承引導件2可與擠 壓裝置的旋轉同步地沿周向旋轉，從而可以在使金屬材料l扭 轉變形時施加精度較高的變形。在本發(fā)明的彎曲加工裝置中，圖l所示的支承輥、及圖3所 示的支承引導件均可用作金屬材料l的支承機構，但為了符合 以下的說明，表示將圓管用作金屬材料，并采用支承輥的情況 下的實施方式及其作用。但在本發(fā)明中，不言而喻，在替代圓 管而將其他的封閉截面材料、開放截面材料、異型截面材料或 棒材用作金屬材料的情況下，或替代支承輥而采用支承引導件 的情況下，也可以獲得同樣的作用。2.加工部的構成及加熱、冷卻裝置的構成例子圖4是說明本發(fā)明的彎曲加工裝置的主要加工部分的裝置 構造的圖。配置有用于保持金屬材料1的兩對支承輥2，并在其 下游側配置有可動輥模4 ，在可動輥模4的輸入側配置有高頻加 熱線圈5和冷卻裝置6。并且，預熱裝置5a設在兩對支承輥2之 間，潤滑劑的供給裝置8配置在緊鄰可動輥模輸入側的位置。在圖4所示的裝置構造中，用可動輥模4夾緊通過了兩對支 承輥2的金屬材料1，在控制該夾緊位置或/及移動速度的同 時，使用配置于金屬材料l外周的高頻加熱線圈5及冷卻裝置6， 對金屬材料l進行局部加熱而對其進行彎曲加工，然后對其進 行急速冷卻。在進行該彎曲加工時，通過了支承輥2的金屬材 料1#皮高頻加熱線圈5加熱，/人而4吏被可動輥才莫4進4亍彎曲加工 的金屬材料l的彎曲加工部的屈服點降低，變形阻力降低，因 此容易對金屬材料l進行彎曲加工。并且，由于可動輥模4以可動輥型方式夾緊金屬材料1，即 使對于加熱后的金屬材料l，也可以抑制在模具表面產(chǎn)生燒傷。 而且，由于向可動輥模供給潤滑劑，因此即使在巻入了產(chǎn)生于 金屬材料1的加熱部的氧化皮的情況下，也可以通過對模具表 面的潤滑作用減少發(fā)生燒傷。
另外，在本發(fā)明的彎曲加工裝置之中，由于可以向可動輥模4供給冷卻流體，所以可動輥模4可被冷卻流體冷卻，因此可 以防止可動輥模的強度降低，防止由可動輥模的熱膨脹導致的 加工精度的降低，并且防止在可動輥模表面產(chǎn)生燒傷。圖5是表示本發(fā)明的彎曲加工裝置所釆用的加熱裝置及冷 卻裝置的概略構成例子的圖。在應形成加熱部的金屬材料的外 周配置環(huán)狀的高頻加熱線圈5 ，而將金屬材料局部加熱至可產(chǎn) 生塑性變形的溫度。接著，在利用可動輥模的作用對加熱部施 加了彎矩之后，由冷卻裝置6噴射冷卻介質而進行淬火。高頻 加熱前的金屬材料被兩對支承輥所保持。在本例子中，表示了 使加熱裝置和冷卻裝置一體化的例子，當然，也可以分別配備 加熱線圏和冷卻裝置。采用這樣的方法，可以將金屬材料逐次連續(xù)地加熱至A3相 變點以上、且組織不會粗?；臏囟龋⑶沂褂每蓜虞伳Ｊ咕?部的加熱部塑性變形，之后立即對其噴射冷卻介質，/人而可以 確保100。C / sec以上的冷卻速度。因此，凈皮實施了彎曲加工的金屬材料可以確保優(yōu)良的形狀 凍結性及穩(wěn)定的質量。例如，即使在將低強度的金屬原材料作 為初始材料而對其進行彎曲加工的情況下，可以用均勻的淬火 提高強度，從而獲得拉伸強度為900MPa以上的金屬材料、以 及相當于1300MPa級以上的金屬材料。在金屬材料為厚壁時，有時難以確保100。C / sec以上的冷 卻速度，在金屬材料為圓管、矩形管或梯形管等封閉截面材料 (金屬管材)時，可以將心軸裝入封閉截面材料的內表面來作 為冷卻才幾構。圖6是表示為了確保厚壁材料的冷卻速度而裝入到封閉截 面材料(金屬管材)的內表面中的心軸的構造的圖。在封閉截 面材料為厚壁時，將心軸6a裝入其內表面來作為冷卻機構，可 以與配置于金屬材料l外周的冷卻機構6同步地供給冷卻介質， 以確保冷卻速度。在這種情況下，只要以液體或噴霧冷卻金屬 材料l的內表面即可，優(yōu)選是以非磁性體或耐火物質制作心軸 6a。在本發(fā)明的彎曲加工裝置中，優(yōu)選使由冷卻機構6供給的 冷卻介質以水為主要成分，并含有防銹劑。在加工裝置的滑動 部被供給的冷卻水浸濕時，在冷卻水中不含有防銹劑的情況下 會生銹，而可成為裝置的致命缺陷，因此在冷卻水中含有防銹 劑的方法從保護機械的方面考慮是有效的。并且，優(yōu)選使由冷卻機構供給的冷卻介質以水為主要成分， 并含有淬火劑。例如，作為淬火劑公知有一種混入了有機高分 子劑的物質。通過混入規(guī)定濃度的淬火劑，可以調整冷卻速度， 而確保穩(wěn)定的淬火性能。3.可動輥模的構成圖7是說明用于使本發(fā)明的彎曲加工裝置所采用的可動輥 模沿上下方向及左右方向移動的移位機構、以及用于使其在周 向上旋轉的旋轉機構的構成例子的圖。作為被加工材料的金屬 材料(圓管)l被由4根輥構成的可動輥模4夾緊。沿上下方向 移動的移位機構由驅動電動機8驅動，沿左右方向移動的移位 機構由驅動電動機9驅動。另外，沿軸向移動的旋轉機構由驅 動電動才幾10馬區(qū)動。在圖7中，未表示用于使可動輥模4向上下方向及左右方向 傾斜的傾斜機構的構造，但對于本發(fā)明所采用的傾斜機構的構 造不必進行特別的限定，只要是慣用的構造即可。圖8是說明用于使本發(fā)明的彎曲加工裝置所采用的可動輥 模沿前后方向移動的移動機構的作用的圖。如圖8所示，在將臂長(金屬材料的加工長度)設為L時，彎曲加工所需要的彎 矩M由下記(A)式?jīng)Q定。M = P x L = P x Rsine… (A)因此，臂長L越大，作用于夾緊輥(可動輥模)4的力P越 小。即，當以彎曲半徑自小直徑至大直徑的加工范圍為對象時， 在未使可動輥模4沿前后方向移動的情況下，用于對彎曲半徑 為小直徑的金屬材料l進行加工的加工力P被設備制約。因此， 配合對彎曲半徑為小直徑的金屬材料l進行的加工而取較大的 臂長L時，在對彎曲半徑為大直徑的金屬材料進行加工時，可 動輥模的移位機構及傾斜機構需要較大的行程，加工裝置大型 化。另一方面，考慮到加工裝置的停止精度和容許誤差(工作 間隙)的情況，在縮短了臂長L時，加工精度變差。因此，若 根據(jù)金屬材料1的彎曲半徑使可動輥模4沿前后方向移動，則可 以選擇最佳臂長L,從而可以擴大加工范圍。而且，在這種情 況下，不會使加工裝置大型化，就可以充分地確保加工精度。同樣，在本發(fā)明的彎曲加工裝置中，可以具有也使高頻加 熱裝置及冷卻裝置分別單獨地或共同地沿前后方向移動的移動 機構。由此，在可以確保該高頻加熱裝置及冷卻裝置與可動輥 模的同步性的基礎上，可以在開始彎曲加工時對金屬管前端進 行加熱，并且可以改善安裝、拆卸金屬管時的作業(yè)性及操作性。圖9是表示本發(fā)明的彎曲加工裝置所采用的可動輥模的形 狀例子的圖，(a)是表示在金屬材料為圓管等封閉截面材料時 可動輥模由2根輥構成的形狀，(b)是表示在金屬材料為矩形 管等封閉截面材料、或通道等開放截面材料時可動輥模由2根 輥構成的形狀，(c)是表示在金屬材料為矩形管等封閉截面材 料、或通道等異型截面材料時可動輥模由4根輥構成的形狀。 如圖9所示，可以根據(jù)金屬材料1的截面形狀設計可動輥模4的輥型方式，除了由2根輥或4根輥構成之外，可以由3根輥構 成可動輥模。通常，可以將進行彎曲加工的金屬材料的截面形 狀做成具有圓形、矩形、梯形或復雜形狀的封閉截面形狀、通 過輥軋成形法等制成的開放截面形狀、或通過擠壓加工制成的 異型截面形狀，但如圖9(c)所示，在金屬材料l的截面形狀 實質上為矩形的情況下，優(yōu)選由4根輥構成可動輥模。如上述圖7所示，在本發(fā)明的加工裝置中，為了對金屬材 料施加扭轉變形，可以在可動輥模4上設置在周向上旋轉的旋 轉機構。同時，雖未在上述圖l中表示，但擠壓裝置3可以設置 可把持金屬材料l而使其在周向上旋轉的夾緊機構7，而具有旋 轉機構。因此，在用本發(fā)明的加工裝置對金屬材料施加扭轉變形時， 可以采用這兩種方式使用可動輥模的旋轉機構使金屬材料的 前端部扭轉變形的方式；使用擠壓裝置的旋轉機構使金屬材料 的后端部扭轉變形的方式。通常，采用使用擠壓裝置的旋轉機 構的方式時會成為小型的裝置構造，對此，如上述圖7所示， 對于使用可動輥模的旋轉機構的方式，存在裝置構造大規(guī)?；?的可能，但無"i侖是哪種方法，都可以對金屬材料施加扭轉變形。在本發(fā)明的彎曲加工裝置中，還在支承機構(支承輥、或 支承引導件)設有在周向上旋轉的旋轉機構，從而可以與擠壓 進給裝置的旋轉同步地使金屬材料在周向上旋轉。在金屬材料 扭轉變形時，無論采用使用可動輥模的旋轉機構使金屬材料的 前端部扭轉變形的方式、或使用擠壓裝置的旋轉機構使金屬材 料的后端部扭轉變形的方式中的任一種，都可以通過支7f^幾構 的同步旋轉對金屬材料施加高精度的扭轉變形。在本發(fā)明的彎曲加工裝置中，還在可動輥模上裝備了輥的
驅動旋轉機構，從而可以根據(jù)上述擠壓進給裝置的進給量，由 驅動電動機等驅動該輥而使其旋轉。即，若緩和作用于彎曲加 工部分的壓縮應力，并根據(jù)擠壓進給裝置的進給量控制可動輥 模的輥旋轉速度，使得與其同步，則也可以對彎曲加工部分施 加拉伸應力，擴大了可進行彎曲加工的范圍，也可以提高產(chǎn)品 的加工^青度。4.預熱才幾構及其作用在本發(fā)明的彎曲加工裝置中，在加熱裝置的上游側具有預 熱裝置，在預熱裝置中，可以對金屬材料進行二段或更多段的 加熱、或不均勻加熱。在對于預熱手段使用多段加熱的情況下， 可以分散金屬材料的加熱負荷，從而可以-提高彎曲加工效率。圖IO是說明使用預熱裝置對金屬材料進行不均勻加熱時 的作用的圖。作為預熱裝置，在使用預熱用高頻加熱線圈5a對 金屬材料l進行不均勾加熱時，根據(jù)由可動輥模決定的金屬材 料的彎曲方向，使金屬材料l在預熱用高頻加熱線圈5a內偏置， 控制金屬材料l的加熱部的溫度，以使其彎曲內表面?zhèn)鹊臏囟?低于彎曲外表面?zhèn)鹊臏囟?。具體地說，在圖10中，使金屬材料l的A側靠近預熱用高頻 加熱線圈5a，而使相當于彎曲外表面?zhèn)鹊腁側的外表面溫度高 于相當于彎曲內表面?zhèn)鹊腂側的外表面溫度。通過這樣地構成 金屬材料l的加熱部，可以有效地防止產(chǎn)生于彎曲的內表面?zhèn)?的褶皺和產(chǎn)生于彎曲的外表面?zhèn)鹊牧鸭y。在本發(fā)明的彎曲加工裝置中，可以向可動輥模供給潤滑劑。 由此，即使在可動輥模巻入了產(chǎn)生于金屬材料的加熱部的氧化 皮的情況下，也可以通過潤滑作用減少發(fā)生表面燒傷。同樣，在本發(fā)明的彎曲加工裝置中，可以向可動輥模供給 冷卻流體。在可動輥模的內部的、且在夾緊金屬材料的部位的
附近設置冷卻配管，向可動輥模供給冷卻流體，從而由冷卻流 體冷卻可動輥^t，因此可以防止可動輥模的強度降低，防止由 可動輥模的熱膨脹引起的加工精度的降低，并且防止在可動輥 模表面產(chǎn)生燒傷。5, 關節(jié)型機器人的構造配置圖ll是表示可應用于本發(fā)明的彎曲加工裝置的關節(jié)型機 器人的整體構造及配置的圖。如圖ll所示，可以在彎曲加工裝 置的下游側配置可動輥模4用的關節(jié)型機器人11?？蓜虞伳Ｓ玫年P節(jié)型機器人ll的構造為，具有固定于作業(yè) 面的固定面12、 3才艮臂13、 14、 15、和3個關節(jié)16、 17、 18, 3 個關節(jié)16、 17、 18連接各臂13、 14、 15,且可繞軸轉動。而 且，可動輥模4安裝在關節(jié)型機器人ll的前端的臂15上。圖12是表示應用于本發(fā)明的彎曲加工裝置的關節(jié)型機器 人的其他構成例子的圖。在上述圖ll所示的彎曲加工裝置中， 僅配置有可動輥模用的關節(jié)型機器人，但可以同時一并設置加 熱裝置及冷卻裝置用關節(jié)型機器人ll。通過一并設置關節(jié)型機 器人，可以進一步提高彎曲加工的效率。在本發(fā)明的彎曲加工裝置中，至少設置l個以上的、具有3 個可繞軸轉動的關節(jié)的關節(jié)型機器人，從而可以在對金屬材料 進行彎曲加工時，將可動輥模4上的移位機構、傾斜機構及移 動機構所進行的伸縮、旋轉、平移等動作，即合計6種的"t喿縱 裝置所進行的動作設為基于控制信號的一連串的動作。由此， 可提高彎曲加工的效率，并可使加工裝置小型化。6. 彎曲加工設備列如上所述，作為被提供給本發(fā)明的彎曲加工裝置的被加工 材料，可以使用具有圓形等形狀的封閉截面材料、或開放截面 材料。以往大多將電焊鋼管用作圓管的封閉截面材料，同時大
多將輥軋成形的鋼材用作開放截面材料。圖13是表示用于制造被加工材料的電焊鋼管制造生產(chǎn)線 的整體構造的圖。電焊鋼管制造生產(chǎn)線19是用于將帶狀鋼板20 制成鋼管的裝置。作為為此而做成的裝置構造，連續(xù)地設有開 巻才幾21、成形才幾構22、熔接機構23、后處理才幾構24和切斷才幾構 25;開巻機21自帶狀鋼板輥連續(xù)地放出帶狀鋼板20;成形機構 22具有多根輥成形機，該輥成形機使放出的帶狀鋼板20成形為 規(guī)定截面形狀的管；熔接機構23具有熔接機，該熔接機將形成 為管狀而相互對接的帶狀鋼板的兩側緣熔接而形成連續(xù)的管； 后處理機構24具有焊縫切削裝置及后退火裝置 (post-annealing )，進一步將連續(xù)的管做成所需要的尺寸；切 斷機構25具有將該被做成所需要尺寸的管切斷為所需要的長 度的移動式切斷才幾。圖14是表示用于制造被加工材料的輥軋成形生產(chǎn)線的整 體構造的圖。輥軋成形生產(chǎn)線26是用于使帶狀鋼板20成形為規(guī) 定形狀的裝置。因此，由開巻機21、成形機構27和切斷機構28 構成；開巻機21巻繞著作為金屬材料的帶狀鋼板20,并放出該 帶狀鋼板20;成形機構27具有輥成形機，該輥成形機使由該開 巻機21放出的帶狀鋼板2 0成形為規(guī)定形狀；切斷機構2 8具有移 動式切斷才幾，該移動式切斷才幾將通過該成形才幾成形為身見定形狀 的帶狀鋼板20連續(xù)地切斷成規(guī)定的長度尺寸。利用圖13所示的電焊鋼管制造生產(chǎn)線19或圖14所示的輥 軋成形生產(chǎn)線26制造出的被加工材料被作為加工用的金屬材 料供給到彎曲加工裝置，但在各生產(chǎn)線和裝置分離而獨立時， 因生產(chǎn)線和裝置之間的處理速度的差異，需要確保l&存被加工 材料的場所。另外，由于需要在各個生產(chǎn)線和裝置之間搬運被 加工材料，因此需要設置起重機、卡車等的輔助搬運設備及機構。在本發(fā)明的彎曲加工裝置中，通過在上述電焊鋼管制造生產(chǎn)線19或輥軋成形生產(chǎn)線2 6的輸出側連續(xù)地配置，可以使自供 給被加工材料到彎曲加工裝置為止的整體的設備列小型化，并 且通過適當?shù)卦O定操作條件，可以高效率且廉價地制造出精度 優(yōu)良的彎曲加工產(chǎn) 品O產(chǎn)業(yè)可利用性釆用本發(fā)明的金屬材料的彎曲加工方法及彎曲加工裝置、 以及彎曲加工設備列，即使在要求復雜形狀，加工出金屬材料為彎曲方向在2維度上不同的連續(xù)彎曲(例如，S字彎曲)、或 彎曲方向在3維度上不同的連續(xù)彎曲的情況下，甚至即使在需 要對高強度的金屬材料進行彎曲加工的情況下，金屬材料也可 以被均勻地冷卻，因此可以高效率且廉價地獲得盡管強度高形 狀凍結性也很好的、具有均勻的硬度分布的金屬材料。而且，由于可動輥模以可旋轉的方式夾緊金屬材料，可以 抑制產(chǎn)生于模具表面的燒傷，因此可以確保彎曲加工精度，并 且可以進行作業(yè)效率優(yōu)良的貫穿彎曲加工。由此，可以作為進 一步高度化的汽車部件的彎曲加工技術而廣泛地應用。
權利要求
1.一種金屬材料的貫穿彎曲加工方法，一邊自上游側逐次或連續(xù)地擠出由支承機構保持著的被加工材料、一邊在上述支承機構的下游側進行彎曲加工，其特征在于，用設在上述支承機構下游側的可動輥模夾緊上述金屬材料，在控制該可動輥模的位置或/及移動速度的同時，使用配置在上述可動輥模的輸入側、且配置在上述金屬材料外周的加熱機構及冷卻機構，將上述金屬材料局部加熱至可產(chǎn)生塑性變形且可進行淬火的溫度區(qū)域，并對上述加熱部施加彎矩，然后對上述金屬材料進行急速冷卻。
2. 根據(jù)權利要求l所述的金屬材料的彎曲加工方法，其特 征在于，上述可動輥模具有用于使其沿上下方向移動的移位機 構、用于使其沿左右方向移動的移位機構、用于使其向上下方 向傾斜的傾斜機構、以及用于使其向左右方向傾斜的傾斜機構 中的至少l種以上的機構。
3. 根據(jù)權利要求2所述的金屬材料的彎曲加工方法，其特 征在于，上述可動輥模還具有用于使其沿前后方向移動的移動 機構。
4. 根據(jù)權利要求2所述的金屬材料的彎曲加工方法，其特 征在于，上述加熱機構或/及冷卻機構具有用于使其沿上下方 向移動的移位機構、用于使其沿左右方向移動的移位機構、用 于使其向上下方向傾斜的傾斜機構、以及用于使其向左右方向 傾斜的傾殺牛機構中的至少l種以上的機構。
5. 根據(jù)權利要求4所述的金屬材料的彎曲加工方法，其特 征在于，上述加熱機構或/及冷卻機構還具有用于使其沿前后 方向移動的移動4幾構。
6. 根據(jù)權利要求l ~ 5中任一項所述的金屬材料的彎曲加 工方法，其特征在于，上述可動輥模還具有用于使其在周向上 旋轉的旋轉^L構。
7. 根據(jù)權利要求l ~ 6中任一項所述的金屬材料的彎曲加 工方法，其特征在于，設在上述金屬材料上游側的擠壓裝置具 有把持被加工材料而使其在周向上旋轉的機構。
8. 根據(jù)權利要求7所述的金屬材料的彎曲加工方法，其特 征在于，上述支承機構具有用于使其在周向上旋轉的旋轉機構， 而使該支承機構與上述擠壓進給裝置的旋轉同步地在周向上旋 轉。
9. 根據(jù)權利要求l ~ 8中任一項所述的金屬材料的彎曲加 工方法，其特征在于，上述可動輥模具有輥的驅動機構，根據(jù) 上述擠壓進給裝置的進給量對該輥施加驅動使其旋轉。
10. 根據(jù)權利要求1 9中任一項所述的金屬材料的彎曲 加工方法，其特征在于，上述可動輥模由2根輥、3根輥、或4 根輥構成。
11. 根據(jù)權利要求l ~ IO中任一項所述的金屬材料的彎曲 加工方法，其特征在于，被進行彎曲加工的金屬材料為由各種 截面形狀構成的封閉截面材料、開放截面材料、異型截面材料、 或棒材。
12. 根據(jù)權利要求l ~ ll中任一項所述的金屬材料的彎曲 加工方法，其特征在于，在上述加熱機構的上游側具有至少1 個以上的預熱機構，對金屬材料進行多段加熱、或不均勻加熱。
13. 根據(jù)權利要求l ~ 12中任一項所述的金屬材料的彎曲 加工方法，其特征在于，將心軸裝入金屬材料的內表面來作為 冷卻才幾構，而供纟會冷卻介質。
14. 根據(jù)權利要求l ~ 13中任一項所述的金屬材料的彎曲 加工方法，其特征在于，使由上述冷卻機構供給的冷卻介質以 水為主要成分，并含有防銹劑或/及淬火劑。
15. 根據(jù)權利要求1~ 14中任一項所述的金屬材料的彎曲 加工方法，其特征在于，向上述可動輥模供給潤滑劑或/及冷 卻流體。
16. 根據(jù)權利要求l ~ 15中任一項所述的金屬材料的彎曲 加工方法，其特征在于，設有至少l個以上的具有可繞軸轉動的關節(jié)的關節(jié)型機器人，可以用上述關節(jié)型機器人進行上述可 動凈昆沖莫及加熱4幾構或/及冷卻才凡構的移^f立才凡構、傾凍牛機構以及 移動機構中的至少l個以上的動作。
17. —種金屬材料的貫穿彎曲加工裝置，包括用于保持被 加工材料的支承機構、和自上游側逐次或連續(xù)地進給移動上述 被加工材料的擠壓裝置，與由上述擠壓裝置對上述被加工材料 的進給移動相配合，在上述支承機構的下游側對上述被加工材 料進行彎曲加工，其特征在于，包括可動輥模，設在上述支承機構的下游側，夾緊上述金屬材 料，并控制該夾緊位置或/及其移動速度；加熱機構，配置在上述可動輥模的輸入側、且配置在上述 金屬材料的外周，將上述金屬材料局部加熱至可產(chǎn)生塑性變形 且可進行淬火的溫度區(qū)域；冷卻機構，配置在上述可動輥模的輸入側、且配置在上述 金屬材料的外周，對加熱部被施加了彎矩的上述金屬材料進行 急速冷卻。
18. 根據(jù)權利要求17所述的金屬材料的彎曲加工裝置，其 特征在于，上述可動輥模具有用于使其沿上下方向移動的移位 機構、用于使其沿左右方向移動的移位機構、用于使其向上下 方向傾斜的傾斜機構、以及用于使其向左右方向傾斜的傾斜機 構中的至少l個以上的機構。
19. 根據(jù)權利要求17所述的金屬材料的彎曲加工裝置，其 特征在于，上述可動輥模還具有用于使其沿前后方向移動的移 動機構。
20. 根據(jù)權利要求17所述的金屬材料的彎曲加工裝置，其 特征在于，上述加熱機構或/及冷卻機構具有用于使其沿上下 方向移動的移^f立才幾構、用于<吏其沿左右方向移動的移4立才幾構、 用于使其向上下方向傾斜的傾斜機構、以及用于使其向左右方 向傾斜的傾斜機構中的至少l種以上的才幾構。
21. 根據(jù)權利要求20所述的金屬材料的彎曲加工裝置，其 特征在于，上述加熱機構或/及冷卻機構還具有用于使其沿前 后方向移動的移動4幾構。
22. 根據(jù)權利要求17 21中任一項所述的金屬材料的彎 曲加工裝置，其特征在于，上述可動輥模還具有用于使其在周 向上旋轉的旋轉機構。
23. 根據(jù)權利要求17 ~ 22中任一項所述的金屬材料的彎 曲加工裝置，其特征在于，上述擠壓裝置具有把持被加工材料 而使其在周向上旋轉的機構。
24. 根據(jù)權利要求23所述的金屬材料的彎曲加工裝置，其 特征在于，上述支承機構具有用于使其與上述擠壓進給裝置的 旋轉同步地在周向上旋轉的旋轉機構。
25. 根據(jù)權利要求17 ~ 24中任一項所述的金屬材料的彎 曲加工裝置，其特征在于，上述可動輥模具有驅動機構，該驅 動機構根據(jù)上述擠壓進給裝置的進給量對輥施加驅動而使其旋 轉。
26. 根據(jù)權利要求17~ 25中任一項所述的金屬材料的彎 曲加工裝置，其特征在于，上述可動輥模由2根輥、3根輥、或 4根輥構成。
27. 根據(jù)權利要求]7 26中任一項所述的金屬材料的彎曲加工裝置，其特征在于，被進行彎曲加工的金屬材料為由各 種截面形狀構成的封閉截面材料、開放截面材料、異型截面材 料、或棒材。
28. 根據(jù)權利要求17 27中任一項所述的金屬材料的彎 曲加工裝置，其特征在于，在上述加熱機構的上游側具有對金 屬材料進行多段加熱、或不均勻加熱的預熱機構。
29. 根據(jù)權利要求17 28中任一項所述的金屬材料的彎 曲加工裝置，其特征在于，將心軸配置于金屬材料的內表面來 作為冷卻^L構，而供給冷卻介質。
30. 根據(jù)權利要求17 29中任一項所述的金屬材料的彎 曲加工裝置，其特征在于，使由上述冷卻機構供給的冷卻介質 以水為主要成分，并含有防銹劑或/及淬火劑。
31. 根據(jù)權利要求17~ 30中的任一項所述的金屬材料的 彎曲加工裝置，其特征在于，具有向上述可動輥模供給潤滑劑 或/及冷卻流體的機構。
32. 根據(jù)權利要求17 31中的任一項所述的金屬材料的 彎曲加工裝置，其特征在于，具有至少l個以上的具有可繞軸 轉動的關節(jié)的關節(jié)型機器人，該關節(jié)型機器人進行上述可動輥 模及加熱機構或/及冷卻機構的移位機構、傾斜機構以及移動 機構中的至少l個以上的動作。
33. —種彎曲加工設備列，其特征在于，在電焊鋼管制造 生產(chǎn)線的輸出側連續(xù)地配置權利要求17 ~ 3 2中任 一 項所述的 金屬材料的彎曲加工裝置，該電焊鋼管制造生產(chǎn)線包括開巻機，連續(xù)地放出帶狀鋼板；成形機構，將放出的帶狀鋼板成形為規(guī)定截面形狀的管； 熔接機構，將對接的帶狀鋼板的兩側緣進行熔接而形成連 續(xù)的管；后處理機構，進行焊縫切削，并根據(jù)需要進行后退火、或 對其進行整形。
34. —種彎曲加工設備列，其特征在于，在輥軋成形生產(chǎn) 線的輸出側連續(xù)地配置權利要求17 ~ 32中任 一 項所述的金屬 材料的彎曲加工裝置，該輥軋成形生產(chǎn)線包括開巻機，連續(xù)地放出帶狀鋼板；成形機構，將放出的帶狀鋼板成形為規(guī)定截面形狀。
35. —種彎曲加工產(chǎn)品，其特征在于，通過上述權利要求 1 ~ 16中任一項所述的金屬材料的彎曲加工方法進行加工熱處 理之后的拉伸強度為900MPa以上。
36. —種彎曲加工產(chǎn)品，其特征在于，使用上述權利要求 17 ~ 34中任一項所述的金屬材料的彎曲加工裝置進行加工熱 處理之后的拉伸強度為900MPa以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種彎曲加工方法及彎曲加工裝置、以及彎曲加工設備列。該金屬材料的貫穿彎曲加工方法，一邊自上游側逐次或連續(xù)地擠出被加工材料、一邊在下游側進行彎曲加工，用可動輥模夾緊上述金屬材料，在控制該可動輥模的位置或/及移動速度的同時，使用配置在金屬材料外周的加熱機構及冷卻機構，局部加熱至可產(chǎn)生塑性變形且可進行淬火的溫度區(qū)域，并施加彎矩，然后對該金屬材料進行急速冷卻。即使在加工出金屬材料為彎曲方向在2維度上不同的連續(xù)彎曲、或彎曲方向在3維度上不同的連續(xù)彎曲的情況下，甚至即使在需要對高強度的金屬材料進行彎曲加工的情況下，也可以高效率且廉價地獲得形狀凍結性良好的、具有均勻的硬度分布的金屬材料。由此，可以作為進一步高度化的汽車部件的彎曲加工技術而廣泛應用。
文檔編號B21D7/16GK101132869SQ20068000696
公開日2008年2月27日 申請日期2006年2月23日 優(yōu)先權日2005年3月3日
發(fā)明者富澤淳, 桑山真二郎, 菊池文彥 申請人:住友金屬工業(yè)株式會社;住友鋼管株式會社