專(zhuān)利名稱：成形裝置、該成形裝置的模板以及成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
關(guān)于用于由金屬薄板或者具有預(yù)定長(zhǎng)度的帶材形成具有例如圓管或者矩形管的 各種截面形狀的開(kāi)口截面構(gòu)件的一種新裝置和新方法，本發(fā)明是利用旋轉(zhuǎn)單元的一種成形 裝置、該成形裝置的模板以及成形方法，其中利用在外表面上設(shè)置有成形模并且在環(huán)狀軌 道上運(yùn)動(dòng)的多個(gè)模板而形成的模板組系，來(lái)實(shí)現(xiàn)正如與利用具有極大直徑的成形軋輥所獲 得成形操作一樣的成形操作。
背景技術(shù)：
總的來(lái)說(shuō)，作為長(zhǎng)的金屬產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)工藝，通常使用成形軋輥。在它們之中 的由電阻焊接管的工藝所代表的典型工藝通常包括將作為原材料的金屬薄板回繞以將該 金屬薄板供給到成形處理的預(yù)處理；由粗軋軋輥(break down roll)、多輥軋機(jī)(cluster roll)以及精軋軋輥(fin pass roll)來(lái)執(zhí)行的初始成形處理；用于例如通過(guò)高頻來(lái)焊接 帶材的相對(duì)邊緣部的焊接處理；用于通過(guò)校正軋輥來(lái)校正管的圓度和直線度的定形處理， 以及將所制造的金屬管切割為預(yù)定長(zhǎng)度的切割處理。長(zhǎng)的金屬產(chǎn)品的成形方法通常分為上述的軋制成形方法和壓制成形方法。在壓制 形成方法中，將被成形的材料基本僅僅受到截面上的二維變形，因此該將要成形的材料幾 乎沒(méi)有多余扭曲和殘余應(yīng)力，并且容易獲得產(chǎn)品的尺寸精度。然而，對(duì)包括金屬模的工廠和 設(shè)備的投資很高、生產(chǎn)力低并且產(chǎn)品的長(zhǎng)度是受限制的。另一方面，在軋制成形中，由于不 僅僅對(duì)工廠和設(shè)備的投資較低，而且能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，所以生產(chǎn)力也高。此外，幾乎不限 制產(chǎn)品的長(zhǎng)度。然而，由于將被成形的材料取決于成形軋輥而受到三維變形，所以產(chǎn)生了下 述缺點(diǎn)。軋制成形的基本問(wèn)題大多在于，成形工具是作為回轉(zhuǎn)件的軋輥，并且由于生產(chǎn)能 力、成本等等的限制而使其回轉(zhuǎn)半徑不能增大。因此，具體地，產(chǎn)生了如下面指出的問(wèn)題。(1)諸如環(huán)繞軋輥的材料的卷繞那樣的三維變形的特征很強(qiáng)。不僅僅在作為成形 對(duì)象的截面上產(chǎn)生變形，而且在其他方向上也產(chǎn)生了各種額外的變形和扭曲。結(jié)果，總扭曲 較大，并且殘余應(yīng)力的狀態(tài)復(fù)雜，這對(duì)產(chǎn)品的尺寸精度和內(nèi)在品質(zhì)帶來(lái)了不利的影響。(2)由于在軋輥與將被成形的材料之間的接觸區(qū)域中的圓周速率差異較大，所以 由于在該軋輥與該將被成形的材料二者之間的相對(duì)滑動(dòng)，針對(duì)產(chǎn)品的表面質(zhì)量經(jīng)常產(chǎn)生問(wèn) 題。(3)由于與劇烈變形相比在該軋輥與該將被成形的材料之間的接觸區(qū)域較小，所 以在該軋輥與該將被成形的材料之間的表面壓力較高。由于高表面壓力與高圓周速率差異 的共同作用，軋輥的磨損嚴(yán)重并且用于維持產(chǎn)品的尺寸精度的成本變高。(4)由于將被成形的材料從軋輥受到的插入阻力很大，經(jīng)常引起推力不足，并且所 需要的驅(qū)動(dòng)能變高。例如，在上述金屬管的連續(xù)生產(chǎn)工藝中的定形工藝中，使用布置在同一平面上的 二向輥、三向輥或四向輥，該二向輥、三向輥或四向輥的中心軸垂直于管的軸線。在這些輥的任意組合中，形成基本握持原材料管的外表面的整個(gè)外周這樣的孔型。作為為了減小在定形截面中成形軋輥臺(tái)座的數(shù)目而獲得每一個(gè)孔型的高縮小比 的結(jié)構(gòu)，提出了這樣一種方法，即，使得四向輥臺(tái)座的左右相對(duì)的軋輥的外徑小于上下相對(duì) 的軋輥的外徑，并且將該左右相對(duì)的軋輥布置在與該上下相對(duì)的軋輥的位置相比更位于上 游的位置處(PTLl)。專(zhuān)利文獻(xiàn)[PTL l]JP-A-2000-167620[PTL 2]JP-A-08-187516[PTL 3]JP-B-08-018075[PTL 4]JP-T-2002-529252(W000/29164)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題當(dāng)生產(chǎn)電阻焊接管的時(shí)候，為了獲得具有高尺寸精度的產(chǎn)品，在定形過(guò)程中，在通 過(guò)粗軋軋輥、多輥軋機(jī)和精軋軋輥執(zhí)行初始成形處理之后，通過(guò)二向輥臺(tái)座或四向輥臺(tái)座 中相對(duì)的輥對(duì)原材料管施加擠壓。然而，由于如上所述的作為成形工具的軋輥的特性，不僅 僅在作為成形目標(biāo)的截面之中產(chǎn)生并積累了彎曲和擠壓，而且在其他方向上也產(chǎn)生并積累 了各種額外的變形的扭曲，這通常對(duì)橫截面的成形帶來(lái)嚴(yán)重的影響。因此，例如，在上述定形過(guò)程中，在產(chǎn)品的截面中的彈性回復(fù)運(yùn)動(dòng)變得極其復(fù)雜。 因而，不能解決成形軋輥所特有的上述問(wèn)題，例如，不能容易地獲得產(chǎn)品的理想尺寸精度。本發(fā)明的目的是提供一種新的成形裝置、該成形裝置的成形工具以及成形方法， 其中在用于形成圓管、矩形管或開(kāi)口截面材料的任何成形過(guò)程中，不會(huì)使常用軋制成形的 生產(chǎn)力變差并且在很少有額外變形和扭曲施加于將被成形的材料的情況下執(zhí)行規(guī)定的操 作，使得能夠生產(chǎn)具有高尺寸精度和高質(zhì)量的產(chǎn)品。問(wèn)題的對(duì)策當(dāng)發(fā)明人等分析將被成形的材料在軋制成形期間所受到的應(yīng)力的分布以調(diào)查研 究成形軋輥的上述問(wèn)題時(shí)，他們認(rèn)識(shí)到僅僅該軋輥正下方的一部分(包括軋輥的軸線的材 料的橫截面)附近的極其有限的表面與該將被成形的材料產(chǎn)生接觸，并且在近似線接觸的 點(diǎn)接觸的狀態(tài)下，局部地施加有非常大的載荷。發(fā)明人等認(rèn)識(shí)到，例如，當(dāng)為了該分析而顯示出應(yīng)力分布時(shí)，極強(qiáng)接觸應(yīng)力的峰值 產(chǎn)生在剛好在軋輥正下方的那部分之前的特定部分中，并且發(fā)明人等認(rèn)為需要開(kāi)發(fā)一種新 的成形裝置和成形方法，其中均衡的力作用在與將被成形的材料產(chǎn)生接觸的寬范圍上，而 不會(huì)產(chǎn)生上述應(yīng)力的峰值。例如，在獲得材料的簡(jiǎn)單二維變形的壓模成形中，不能夠?qū)崿F(xiàn)軋制成形所擅長(zhǎng)的 連續(xù)成形操作。替換地，在通過(guò)金屬模的拉拔成形方法中，在產(chǎn)品的表面上的缺陷和金屬模 的嚴(yán)重磨損的產(chǎn)生是不可避免的，并且不能夠完全獲得與軋制成形相同的生產(chǎn)效率。因而，如在PTL 2中所公開(kāi)的，想要使用一種裝置，其中將傳動(dòng)帶與軋輥或模板一 起使用，以防止缺陷并施加驅(qū)動(dòng)力。然而，由于插入了低剛度的該傳動(dòng)帶，所以該裝置對(duì)于 厚度小的材料來(lái)說(shuō)是優(yōu)選的，然而，不能夠獲得如一般軋制成形的高成形能力。
此外，如在PTL 3和PTL 4中所公開(kāi)的，想要提供一種裝置，其中將具有規(guī)定孔型 的許多模板以鏈的形式連接在一起，并且將各模板配置成為在卵形或橢圓形的環(huán)狀軌道上 旋轉(zhuǎn)的環(huán)狀成形模板組。在這種裝置中，由于帶材的兩端的對(duì)接表面是焊接的，所以該裝置 適合于適當(dāng)?shù)乇３忠呀?jīng)在預(yù)處理中成形為圓筒狀的原材料管的目的，然而，該裝置并不適 合于如軋制成形中的各種不同的成形過(guò)程或者上述定形過(guò)程。為了提供能夠解決軋輥的問(wèn)題的新的成形裝置和成形方法，發(fā)明人等還檢查了常 用軋制成形方法或壓模成形方法。結(jié)果，例如，當(dāng)他們模擬在定形過(guò)程中，使用具有幾十倍 于、幾百倍于和幾千倍于目標(biāo)管孔徑的直徑的成形軋輥的情況時(shí)，他們注意到在諸如將被 成形的材料的尺寸的各種情況下都存在效果的飽和點(diǎn)，然而，通過(guò)該常用成形軋輥能夠大 大地減弱上述局部接觸應(yīng)力的峰值。然而，由于制造具有上述巨大直徑的成形軋輥是不切實(shí)際的，所以發(fā)明人等試圖 實(shí)現(xiàn)通過(guò)其能夠獲得與利用具有巨大直徑的成形軋輥所獲得的效果相同的小型成形裝置。 他們注意到即使在巨大成形軋輥的條件下，也只有極其有限的部分與將被成形的材料產(chǎn)生 接觸的事實(shí)，并且研究能夠?qū)崿F(xiàn)巨大成形軋輥的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，發(fā)明人等獲得了這樣一種知識(shí)，S卩，可以制成這樣一種其中使用模板組系成 形裝置，該模板組系通過(guò)將每一個(gè)都具有模的多個(gè)模板連接在一起而形成，以使該模板組 系能夠在環(huán)狀軌道上連續(xù)運(yùn)動(dòng)同時(shí)孔型指向外，所述模具有圓弧曲面，并且將與具有假想 的巨大軋輥的直徑的虛擬圓的規(guī)定圓弧部相同的曲率半徑和相同的圓弧長(zhǎng)度賦予成形區(qū) 間的環(huán)狀軌道表面，該成形區(qū)間鄰接在將被成形的材料上并且與該將被成形的材料同步運(yùn) 動(dòng)，因此通過(guò)成形區(qū)間的環(huán)狀軌道表面的模塊組系能夠?qū)⑴c虛擬巨大成形軋輥相同的操作 應(yīng)用于將被成形的材料，并且能夠解決軋輥的各種問(wèn)題。此外，發(fā)明人等具有這樣的知識(shí)，S卩，通過(guò)以包含目標(biāo)成形截面的部分或全部表面 形狀的母曲線繞著虛擬圓的中心軸或位于該中心軸附近位置處的軸線回轉(zhuǎn)達(dá)規(guī)定角度的 方式而形成的圓弧曲面來(lái)構(gòu)造形成所述模板組系的模板的成形孔型，因此能夠獲得與利用 虛擬巨大成形軋輥執(zhí)行成形操作所獲得的效果相同的效果。發(fā)明人等具有這樣的知識(shí)，S卩，例如，當(dāng)在將所述材料定形成目標(biāo)截面形狀的過(guò)程 中使用上述新的成形裝置時(shí)，上述局部接觸應(yīng)力的峰值在該將被成形的材料中大大地減 弱。此外，他們認(rèn)識(shí)到，由于與傳統(tǒng)軋制成形裝置相比，該將被成形的材料能夠被孔型部分 約束達(dá)更長(zhǎng)的時(shí)間，所以均衡的塑性加工過(guò)程被應(yīng)用于該將被成形的材料的縱向和周向而 提高了圓度和直線度，此外，生產(chǎn)效率與傳統(tǒng)軋輥成形的相同，并且該將被成形的材料的進(jìn) 入阻力比傳統(tǒng)軋制成形的低，并且所需要的驅(qū)動(dòng)力減小，并且完成了本發(fā)明。因此，本發(fā)明是一種成形裝置和利用該成形裝置的一種成形方法，該成形裝置包 括模板組系，該模板組系包括多個(gè)模板，在該多個(gè)模板上向外設(shè)置有具有沿著目標(biāo)成形截 面的全部或部分外周形狀的形狀的孔型；以及多個(gè)旋轉(zhuǎn)單元，每個(gè)旋轉(zhuǎn)單元都具有環(huán)狀軌 道，所述模板組系在該環(huán)狀軌道上運(yùn)動(dòng)，其中所述模板的孔型在成形區(qū)域中與將被成形的 材料接觸并且與該將被成形的材料同步運(yùn)動(dòng)。該成形裝置和成形方法的特征在于，所述環(huán) 狀軌道的在成形區(qū)域中的那部分表面具有所需要的虛擬圓的圓弧長(zhǎng)度和半徑。此外，發(fā)明人等提供了特征在于下面所指出的各特征的一種成形裝置和成形方 法，在上述的成形裝置和成形方法中
(a)模板組系是環(huán)狀列(endless train)。(b)成形區(qū)域中的那些模板的相鄰表面被連接，以形成連續(xù)孔型。(c)模板的孔型具有回轉(zhuǎn)曲面，該回轉(zhuǎn)曲面通過(guò)使包括目標(biāo)成形截面的部分或全 部外周形狀的母曲線繞著軸線回轉(zhuǎn)而形成。(d)所述孔型具有回轉(zhuǎn)曲面，該回轉(zhuǎn)曲面通過(guò)使包括目標(biāo)成形截面的部分或全部 外周形狀的線繞著虛擬圓的中心軸回轉(zhuǎn)而形成。(e)所述旋轉(zhuǎn)單元布置成與所述將被成形的材料的平行，或者布置成經(jīng)由該將被 成形的材料而彼此相對(duì)。(f)在該成形裝置的成形區(qū)域中，成形軋輥、另一個(gè)模板或它們二者與所述將被成 形的材料產(chǎn)生接觸。(g)所述環(huán)狀軌道的外周面形成為內(nèi)滾道面，所述模板組系的與該環(huán)狀軌道的外 周面相對(duì)的內(nèi)周面形成為外滾道面，并且滾動(dòng)元件設(shè)置在該內(nèi)滾道面和該外滾道面之間以 形成滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明是用于具有上述構(gòu)造的成形裝置的模板，該模板的特征在于，該模板 的孔型具有回轉(zhuǎn)曲面，該回轉(zhuǎn)曲面通過(guò)使包括目標(biāo)成形截面的部分或全部外周形狀的線繞 著軸線回轉(zhuǎn)而形成。本發(fā)明的有益效果在本發(fā)明中，由于成形裝置采用了利用形成有環(huán)狀模板組系的旋轉(zhuǎn)單元的結(jié)構(gòu)， 該環(huán)狀模板組系通過(guò)將每個(gè)都具有包含圓弧曲面的模的多個(gè)模板連接在一起而形成，以便 能夠在環(huán)狀軌道上運(yùn)動(dòng)同時(shí)所述孔型指向外，并且將與具有假想巨大直徑的虛擬圓的規(guī)定 圓弧部相同的曲率半徑和相同的長(zhǎng)度賦予成形區(qū)間的環(huán)狀軌道表面，該成形區(qū)間鄰接在將 被成形的材料上，所以可以說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了使用具有巨大直徑的成形軋輥、維持了作為傳統(tǒng)成形 軋輥的特征的連續(xù)性和高生產(chǎn)效率，并且可以使將被成形的材料以基本與壓模成形相同的 方式二維變形。由于根據(jù)本發(fā)明的成形裝置和成形方法具有上述結(jié)構(gòu)，所以該成形裝置和成形方 法展現(xiàn)出了下面的操作效果。(1)將由于三維變形而引起的施加于將被成形的材料的額外 扭曲盡可能低的抑制到最小值，并且殘余應(yīng)力的分布是均勻的。(2)幾乎不會(huì)發(fā)生由于圓周 速率差異而引起的在成形工具與將被成形的材料之間的相對(duì)滑動(dòng)。(3)由于接觸面積較寬 并且抑制了當(dāng)將被成形的材料前進(jìn)時(shí)產(chǎn)生接觸應(yīng)力的峰值，所以格外地降低了支承壓力。 (4)大大地減小了移動(dòng)阻力并且大大地減小了驅(qū)動(dòng)能。因此，根據(jù)本發(fā)明的成形裝置和成形方法能夠徹底地改善傳統(tǒng)軋制成形中的上述 缺點(diǎn)并且呈現(xiàn)出下面的操作效果。(1)大大地提高了產(chǎn)品的尺寸精度、表面質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì) 量。(2)增大了成形的范圍(厚度與外部直徑的比率或者能夠成形的材料)。(3)降低了成 形工具的成本并且大大地延長(zhǎng)了成形工具的壽命。(4)能夠制造節(jié)能產(chǎn)品。


圖IA是示出了當(dāng)在原材料管的處理方向上從視圖的前側(cè)向后側(cè)觀看時(shí)，在從上 部和下部固定將被成形的原材料管的構(gòu)造中，成形裝置的實(shí)施例的說(shuō)明斜視圖。圖IB是成形裝置的環(huán)狀模板組系的說(shuō)明斜視圖。
圖IC是示出了圖IA所示的成形裝置與虛擬的巨大成形軋輥之間的關(guān)系的概念說(shuō) 明圖。圖ID是模板的孔型的概念說(shuō)明圖。圖IE是示出了成形區(qū)間中的模板與其環(huán)狀軌道表面之間的關(guān)系的概念說(shuō)明圖。圖2A是示出了當(dāng)在原材料管的處理方向上從視圖的右側(cè)向左側(cè)觀看時(shí)，在從上、 下、左和右固定原材料管的構(gòu)造中，成形裝置的實(shí)施例的側(cè)視說(shuō)明圖。圖2B是示出了在從處理方向觀看時(shí)，在從上、下、左和右固定了原材料管的結(jié)構(gòu) 中，成形裝置的實(shí)施例的前視圖。圖3是示出了環(huán)狀模板組系的實(shí)施例的說(shuō)明斜視圖。圖4是示出了上下驅(qū)動(dòng)單元的環(huán)狀軌道表面的組裝結(jié)構(gòu)的說(shuō)明斜視圖，環(huán)狀模板 組系在該環(huán)狀軌道表面上回轉(zhuǎn)。圖5是用于支撐上下驅(qū)動(dòng)單元的環(huán)狀軌道表面的組裝結(jié)構(gòu)的橫梁的說(shuō)明斜視圖， 環(huán)狀模板組系在該環(huán)狀軌道表面上回轉(zhuǎn)。圖6是示出了設(shè)置在環(huán)狀軌道表面上的凹槽部上的滾珠列的構(gòu)造的說(shuō)明斜視圖， 該滾珠列用于使得所述環(huán)狀模板組系自由回轉(zhuǎn)。圖7是應(yīng)用于帶材的邊緣的彎曲處理的成形裝置的說(shuō)明斜視圖。圖8是在帶材的邊緣的彎曲處理完成之后，應(yīng)用于粗軋成形處理的成形裝置的說(shuō) 明斜視圖。圖9是用于精軋成形處理的成形裝置的說(shuō)明斜視圖。圖10是代替擠壓輥用于對(duì)接焊處理的成形裝置的說(shuō)明斜視圖。圖11是將圓管用于原材料管的矩形管的再成形裝置的說(shuō)明斜視圖。圖12是示出了作用在將被成形的原材料管上的接觸狀態(tài)和載荷分布的曲線圖。附圖標(biāo)記a母曲線P將被成形的原材料管R虛擬成形軋輥Is 模板Ia 輪廓2模板保持器3軋輥隨動(dòng)件4連接銷(xiāo)5 鏈板6 鏈輪7 橫梁 10 殼體11、12 橫梁13至16千斤頂17驅(qū)動(dòng)軸單元20模板組合件
21模板保持器22S、53s 模板22a 輪廓23外滾道片24 銷(xiāo)孔25保持器連接部26 銷(xiāo)33、34 鏈輪35在回歸區(qū)域中滾珠的環(huán)狀軌道表面36在成形區(qū)域中滾珠的環(huán)狀軌道表面40P、50P 原材料板60P、70P、80P 原材料管51上軋輥52中間的下軋輥100回轉(zhuǎn)單元101 至 107、111 至 114、121 至 124、131 至 132、141 至 148 環(huán)狀模板組系
具體實(shí)施例方式將參考附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的成形方法。圖IA和圖IB是用于定形將被成形的 原材料管的成形裝置的透視說(shuō)明圖。圖IC是示出了具有巨大直徑的虛擬成形軋輥與圖IA 和圖IB中示出的成形裝置之間的關(guān)系的概念說(shuō)明圖。圖ID是模板的成形孔型的概念說(shuō)明 圖。在附圖中，空心箭頭表示成形方向，并且這也適用于其他附圖?，F(xiàn)在，將在下面描述使得能夠獲得與使用巨大成形軋輥所得到操作效果相同的操 作效果的成形裝置具體化的概念。如圖IC所示，其基本概念是僅僅使用具有巨大直徑的虛 擬圓中的具有特定長(zhǎng)度的圓弧部分，該具有特定長(zhǎng)度的圓弧部分相當(dāng)于該大型虛擬成形軋 輥R與將被成形的原材料管P產(chǎn)生接觸的區(qū)域。例如，當(dāng)將被成形的原材料管P的直徑是 50mm的時(shí)候，如果使用具有7000mm的半徑的虛擬成形軋輥R，那么該虛擬成形軋輥的鄰接 在將該被成形的原材料管P上的圓弧部分的長(zhǎng)度是大約100mm。在附圖中，為了紙面的方 便，該圓用遠(yuǎn)小于假定半徑的半徑所繪示。為了實(shí)現(xiàn)作為具有7000mm的虛擬成形軋輥R中大約IOOmm的接觸區(qū)域的圓弧部 分，一對(duì)旋轉(zhuǎn)單元100和100具有這樣的結(jié)構(gòu)，S卩，如圖IA所示，環(huán)狀模板組系101通過(guò)經(jīng) 由夾具將每個(gè)都具有指向外的輪廓表面的模板(shoe) Is連接在一起而形成，并且在環(huán)狀 軌道上回轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)。如圖IB所示，連接夾具的模板保持器2具有鞍狀，其中該模板Is的安 裝表面設(shè)置在上表面中并且保持器連接部在兩個(gè)垂直側(cè)表面部分中設(shè)置有兩對(duì)前后銷(xiāo)孔。 該模板保持器2布置在相同方向上，以交替地接合于連接部。軋制軋輥隨動(dòng)件3布置為鞍 狀，并且將穿過(guò)銷(xiāo)孔并且從該銷(xiāo)孔布置的軸端設(shè)置為連接銷(xiāo)4。因此，在環(huán)狀模板組系101中，安裝在軋輥隨動(dòng)件3上并且其上安裝有模板Is的 模板保持器2通過(guò)將構(gòu)造成鏈條的鏈板5而連接在一起，并且鏈輪6與連接銷(xiāo)4接合，使得 能夠旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)該環(huán)狀模板組系101。這里，通過(guò)在環(huán)狀軌道表面上滾動(dòng)的一組軋輥隨動(dòng)件
93而連接在一起的模板Is能夠連續(xù)地運(yùn)動(dòng)，同時(shí)規(guī)定的成形孔型Ia指向外。在與形成環(huán)狀軌道表面并且支撐環(huán)狀模板組系101的橫梁7的成形區(qū)間相對(duì)應(yīng)的 部分中，多個(gè)模板彼此鄰接以剛性地形成為一體。對(duì)于成形區(qū)間的環(huán)狀軌道表面，賦予上述 虛擬成形軋輥R的曲率半徑(7000mm)。由具有在環(huán)狀軌道上回轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)的模板Is的環(huán)狀模板組系101所構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)單 元100和100相對(duì)地布置成在上下部分的一對(duì)，并且規(guī)定的圓弧曲面分別設(shè)定在模板Is的 成形孔型Ia的表面上，使得能夠形成用于定形處理的成形裝置。換句話說(shuō)，本發(fā)明的技術(shù)思想在于假定使用具有大直徑的成形軋輥R。例如，模 板Is具有對(duì)應(yīng)于將被成形的原材料管P的目標(biāo)橫截面形狀的成形孔型la。多個(gè)模板Is連 接在一起以形成模板組系101。旋轉(zhuǎn)單元100形成為使得該模板組系能夠在環(huán)狀軌道上回 轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)。此外，通過(guò)布置一個(gè)或者多個(gè)旋轉(zhuǎn)單元100而形成用于使將被成形的材料成形 的裝置。對(duì)于通過(guò)成形區(qū)間的模板組系，賦予具有巨大半徑的圓弧的運(yùn)動(dòng)軌跡，使得能夠?qū)?現(xiàn)與具有相同巨大半徑的虛擬成形軋輥基本相同的成形操作效果。在該成形裝置中，不僅僅可以選擇上述環(huán)狀模板組系，而且可以根據(jù)將被成形的 材料的目標(biāo)橫截面形狀來(lái)恰當(dāng)?shù)剡x擇具有各種結(jié)構(gòu)的模板組系，例如以規(guī)定間隔布置多個(gè) 模板組系并且在環(huán)狀軌道上回轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，將在下面詳細(xì)描述用于該成形裝置的模板的成形孔型。為了體現(xiàn)成形區(qū)間 中所述巨大的虛擬成形軋輥的成形孔型，如圖ID所示，模板Is的成形輪廓Ia通過(guò)圓曲表 面形成，該圓曲表面是以包括產(chǎn)品P的目標(biāo)成形截面的部分或全部表面形狀的母曲線“a” 繞著虛擬成形軋輥R的軸線回轉(zhuǎn)了規(guī)定角度的方式而形成的。因而，實(shí)現(xiàn)了巨大虛擬成形 軋輥R的成形孔型而呈現(xiàn)出與該巨大虛擬成形軋輥相同的成形操作效果。在該成形裝置中，在模板在成形方向上(S卩，虛擬圓的周向)的長(zhǎng)度比虛擬圓的半 徑足夠小的情況下，即使當(dāng)模板的成形孔型不是分別形成有上述圓弧曲面時(shí)，也能夠獲得 與精確地圓弧曲面基本相同的操作效果。此外，即使當(dāng)圓弧曲面的中心軸不是完全對(duì)應(yīng)于 虛擬圓的中心軸時(shí)，在上述條件下，也能夠獲得與精確地圓弧曲面基本相同的效果。在該成形方法中，應(yīng)該理解的是，目標(biāo)成形截面指的是當(dāng)在一個(gè)成形裝置中的成 形操作完成時(shí)所得到的形狀。然而，在傳統(tǒng)的成形軋輥的孔型設(shè)計(jì)中，偶爾大膽地將該孔型 的形狀與目標(biāo)截面形狀設(shè)定為彼此不同，使得產(chǎn)品的尺寸在軋輥通過(guò)成形區(qū)間之后可以接 近目標(biāo)尺寸。即，認(rèn)為彈性回復(fù)量使將被成形的材料彎曲超過(guò)目標(biāo)尺寸，并且該將被成形的 材料在軋輥通過(guò)成形區(qū)間之后返回到預(yù)定形狀。而且，在本發(fā)明中，偶爾設(shè)定與目標(biāo)截面略 微不同的孔型形狀。在該成形方法中，成形區(qū)間的軌跡不是直線和限制的并且具有合適的曲率半徑的 理由如下所述。如圖IE所示，在成形區(qū)域的前半段的彈性變形區(qū)域和塑性變形區(qū)域中，由于模板 連續(xù)地下壓以使將被成形的材料的表面變形，所以那部分的環(huán)狀軌道需要從成形區(qū)間的入 口側(cè)朝著模板的下壓操作的最低點(diǎn)傾斜。另一方面，作為金屬變形運(yùn)動(dòng)的特征，因?yàn)殡S著在 移除載荷的過(guò)程中的彈性回復(fù)而必然發(fā)生將被成形的材料的形狀變化，所以在成形區(qū)間的 后半段的彈性回復(fù)區(qū)域中，環(huán)狀軌道需要在與成形區(qū)間的前半段相反的方向上從模板的下 壓操作的最低點(diǎn)朝著成形區(qū)間的出口側(cè)傾斜，以使該將被成形的材料彈性回復(fù)并且使該將被成形的材料從模板平穩(wěn)地分離。此外，在成形區(qū)間的整個(gè)區(qū)域中，需要形成成形孔型的連 續(xù)表面。因此，滿足上述所有條件的環(huán)狀軌道的軌跡不是直線而是圓弧。與本發(fā)明相比，如現(xiàn)有技術(shù)的PTL3和PTL4中所描述的，利用傳統(tǒng)模板組系的裝置 不能夠執(zhí)行如本發(fā)明的成形方法中那樣的成形操作，并且出于推力的目的而具有簡(jiǎn)單的導(dǎo) 板的功能或者類(lèi)似牽引裝置的功能。在該裝置鄰接在材料上的區(qū)域中，該裝置僅僅圍繞該 材料而假定沒(méi)有大的變形。即使當(dāng)將環(huán)狀軌道的軌跡設(shè)定為直線時(shí)，也不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。在本發(fā)明中，當(dāng)將該成形裝置應(yīng)用于圓管的生產(chǎn)時(shí)，將被成形的原材料管的目標(biāo) 直徑與虛擬成形軋輥的直徑之間的關(guān)系如下所述。為了消除在傳統(tǒng)成形軋輥與將被成形的 材料產(chǎn)生接觸的區(qū)域內(nèi)的局部集中載荷，當(dāng)虛擬成形軋輥的直徑越大時(shí)，可以說(shuō)是越優(yōu)選 的。然而，當(dāng)該軋輥的直徑更大時(shí)，更加增大了施加于該裝置的載荷。根據(jù)將被成形的對(duì)象 或者成形處理的種類(lèi)，存在由于虛擬成形軋輥的直徑的增大而引起的效果的飽和點(diǎn)。需要 通過(guò)集中地考慮上述要點(diǎn)來(lái)合適地選擇虛擬成形軋輥的直徑。這可以應(yīng)用到甚至是產(chǎn)品具 有非封閉輪廓的情況。在本發(fā)明中，關(guān)于成形裝置的環(huán)狀軌道的形狀，具有與具有巨大直徑的虛擬成形 軋輥相同的曲率的圓弧部分可以僅僅形成在成形區(qū)間的環(huán)狀軌道表面上，并且其它部分是 可以具有用于僅僅使模板返回的形狀的回歸區(qū)間，并且可以使用任何已知的形狀。作為用于使模板組系沿著環(huán)狀軌道表面回轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，可以使用稱作軸承的 已知滑動(dòng)機(jī)構(gòu)或滾動(dòng)機(jī)構(gòu)。例如，可以適當(dāng)?shù)剡x擇熟知的機(jī)械機(jī)構(gòu)，諸如其中具有低摩擦系 數(shù)的滑動(dòng)材料安裝在環(huán)狀軌道的外表面上或者模板保持器的內(nèi)表面上以使該滑動(dòng)材料滑 動(dòng)和運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)、其中如圖IA和圖IB所示并入了軋輥隨動(dòng)件型或凸輪隨動(dòng)件型的軸承的 結(jié)構(gòu)，以及其中模板保持器的內(nèi)表面形成為外滾道、環(huán)狀軌道表面形成為內(nèi)滾道、如第一示 例性實(shí)施例所示的諸如滾珠組系或輥?zhàn)咏M系或其結(jié)合的組系那樣的滾動(dòng)件夾在兩個(gè)滾道 之間并且至少環(huán)狀軌道的成形區(qū)間形成為軸承的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，該成形裝置可以在制造圓管的任何處理中使用。例如，可以將該成形 裝置應(yīng)用于粗軋成形處理的邊緣彎曲處理?？梢允褂闷渲袑鹘y(tǒng)上軋輥和下軋輥改變?yōu)楸?發(fā)明的一對(duì)旋轉(zhuǎn)單元的結(jié)構(gòu)，或者其中將傳統(tǒng)成形軋輥布置在上側(cè)而將旋轉(zhuǎn)單元布置在下 側(cè)的結(jié)構(gòu)。此外，在諸如多輥(clustering)、精軋成形、對(duì)接焊、定形等的各種處理中，可以 適當(dāng)?shù)夭捎眯D(zhuǎn)單元代替?zhèn)鹘y(tǒng)成形軋輥。S卩，在本發(fā)明中，根據(jù)目標(biāo)橫截面形狀或者將被成形的材料的成形階段，可以將旋 轉(zhuǎn)單元布置成彼此平行或彼此相對(duì)，并且可以將成形軋輥和諸如模板的其他金屬模與每個(gè) 旋轉(zhuǎn)單元合并而成為一對(duì)。第一實(shí)施例圖2A和圖2B所示的成形裝置具有這樣一種結(jié)構(gòu)，S卩，從四個(gè)方向約束將被成形的 原材料管2，以使該將被成形的材料定形。在垂直方向上以及在水平方向上布置的一對(duì)相對(duì) 的環(huán)狀模板組系102、103、104、105分別由橫梁11、11、12和12支撐。該橫梁11、11、12和 12通過(guò)千斤頂13、14、15和16由殼體10和10來(lái)支撐，以調(diào)節(jié)這些橫梁11、11、12和12的
支撐位置。通過(guò)利用銷(xiāo)26連接圖3示出的模板組合件20而分別使環(huán)狀模板組系102、103、 104和105制成為環(huán)狀，并且通過(guò)將圖6所示的三個(gè)滾珠組系插入到由橫梁11、11、12和12支撐的該環(huán)狀模板組系與環(huán)狀軌道表面之間以形成滾珠軸承件而使該環(huán)狀模板組系形成 為可以自由回轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)軸單元17和17驅(qū)動(dòng)由在四個(gè)方向中的垂直方向上布置的相對(duì)的環(huán) 狀模板組系102和103所構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)單元。在模板組合件20中，在稱作鞍狀模板保持器21的上表面部分上，安裝且固定有具 有規(guī)定形狀的孔型22a的模板(金屬模)22s。外滾道片23固定于內(nèi)表面部分。保持器21 具有保持器連接部25和25，該保持器連接部在其兩個(gè)垂直側(cè)表面中設(shè)置有銷(xiāo)孔24。兩對(duì) 前后保持器連接部25和25彼此交疊且彼此連接，并且銷(xiāo)26配合到銷(xiāo)孔24中以將保持器 連接部連接在一起。如圖4所示，環(huán)狀軌道表面36具有用于獲得虛擬巨大成形軋輥的成形效果的曲率 和長(zhǎng)度，該環(huán)狀軌道表面36對(duì)應(yīng)于上述滾珠的滾道的成形區(qū)間的環(huán)狀軌道表面。該滾珠的 滾道由環(huán)狀軌道表面35、35和35和基本平坦的環(huán)狀軌道表面36形成。此外，圖4中示出的驅(qū)動(dòng)鏈輪33和33與用于連接形成環(huán)狀模板組系106的模板 組合件20的銷(xiāo)27接合，以便可以形成驅(qū)動(dòng)部。在鏈輪33和33中，具有小直徑的鏈輪同軸 地布置，并且能夠通過(guò)圖2A和2B中示出的驅(qū)動(dòng)軸單元和鏈條來(lái)傳送來(lái)自電機(jī)的動(dòng)力?？?以容易地實(shí)現(xiàn)用齒輪驅(qū)動(dòng)來(lái)代替鏈條驅(qū)動(dòng)。用于支撐環(huán)狀模板組系和軌道表面部分組裝件的橫梁在下面描述。圖5示出了橫 梁11穿過(guò)并且接合于圖4中示出的環(huán)狀軌道表面部分組裝件并且環(huán)狀模板組系103連接 在外部的狀態(tài)。這里，金屬管被旋轉(zhuǎn)單元的模板組系在四個(gè)方向上約束、受到規(guī)定的成形處理，并 且定形為具有處于目標(biāo)公差內(nèi)的外部直徑。在該成形裝置中，能夠以具有圖2中示出的上 述尺寸的一級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)完成常用的四向輥的具有三到四級(jí)的定形機(jī)臺(tái)。此外，由于原材料管 與成形裝置產(chǎn)生接觸的區(qū)域在縱向上具有長(zhǎng)的距離，所以在該原材料管通過(guò)成形區(qū)間的同 時(shí)該原材料管受到了無(wú)數(shù)的三點(diǎn)彎曲而變成直管，并且具有用于消除翹曲和彎曲的Turk 式頭部機(jī)臺(tái)(Turk-head stand)的功能。將在下面描述圖2至圖6示出的本示例性實(shí)施例的成形裝置的整個(gè)尺寸。當(dāng)產(chǎn)品 的最大直徑是50mm時(shí)，在包括了環(huán)狀軌道表面部分組裝件的環(huán)狀模板組系102、103、104和 105的外部尺寸中，長(zhǎng)X高X寬是大約800mmX500mmX140mm。包括含有橫梁的外殼10 和10的整個(gè)裝置的外部尺寸近似為IlOOmmX ISOOmmX IOOOmm0因而，與假設(shè)的虛擬成形軋 輥的14000mm的直徑相比，能夠?qū)崿F(xiàn)極其小型的裝置。第二實(shí)施例將具有與第一實(shí)施例相同結(jié)構(gòu)的成形裝置應(yīng)用于具有IOOmm的目標(biāo)直徑和7mm的 厚度的產(chǎn)品的定形處理。材料是熱軋制鋼并且縮小比是1%。對(duì)于成形裝置的環(huán)狀軌道的成形區(qū)間，應(yīng)用曲率半徑(2500到20000mm)，以研究 環(huán)狀模板組系和將被成形的材料的接觸狀態(tài)和載荷分布。此外，作為將要比較的對(duì)象，準(zhǔn)備 具有傳統(tǒng)的四向輥(半徑200mm)的定形裝置和具有與該實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)和直線成形區(qū) 間的裝置。圖12示出了作用在將被成形的原材料管上的接觸狀態(tài)和載荷分布。該曲線圖的 橫軸表示距離旋轉(zhuǎn)單元的模板的下壓操作的最低點(diǎn)(軋輥正下方的點(diǎn))的縱距?？v軸表示 原材料管的各截面分別受到的載荷(線性壓力)。從附圖中可以清楚的看出，當(dāng)使用具有200mm的半徑的軋輥時(shí)，載荷集中到在軋輥正下方的部分的正前方的特定位置，并且接觸長(zhǎng) 度極小。與此相比，在本示例性實(shí)施例的裝置中，成形載荷是非常分散的。然而，應(yīng)該理解 的是，當(dāng)虛擬軋輥的半徑較大時(shí)，這種效果是飽和的。另一方面，當(dāng)使用具有直線成形區(qū)間的比較裝置時(shí)，在成形區(qū)間和回歸區(qū)間的連 接部分中出現(xiàn)了接觸缺裂的發(fā)生和原材料管的不連續(xù)尺寸變化，因此不能夠執(zhí)行規(guī)定的成 形操作。第三實(shí)施例在第二實(shí)施例中，當(dāng)使將被成形的原材料管的材料從普通鋼變成不銹鋼以執(zhí)行定 形處理時(shí)，在傳統(tǒng)軋制成形的情況下，在無(wú)潤(rùn)滑條件下檢測(cè)由于原材料管和成形軋輥的相 對(duì)滑動(dòng)而引起的在該原材料管的表面上的咬粘的發(fā)生。與此相比，在本實(shí)施例的成形裝置 中，即使在無(wú)潤(rùn)滑的條件下也不會(huì)發(fā)生咬粘。第四實(shí)施例圖7是應(yīng)用于粗軋輥成形處理的成形裝置的說(shuō)明斜視圖。該成形裝置用一對(duì)傳統(tǒng) 的上下成形軋輥代替，以彎曲帶材40P的邊緣。一對(duì)上下環(huán)狀模板組系111和112具有與 圖3中示出的相同的結(jié)構(gòu)。每個(gè)模板Is的成形輪廓Ia都具有與帶材40P的寬度相對(duì)應(yīng)的 寬度。對(duì)于其中模板Is鄰接在帶材40P上以與該帶材40P同步運(yùn)動(dòng)的成形區(qū)間，應(yīng)用具有 等于常用成形軋輥的直徑的100倍的直徑的虛擬圓的曲率半徑和規(guī)定長(zhǎng)度。環(huán)狀模板組系111和112的模板Is和Is分別將帶材40P夾在上下部分之間。每 個(gè)成形孔型都具有圓弧曲面，該圓弧曲面以基本包括目標(biāo)橫截面的所有表面形狀的母曲線 繞著虛擬圓的中心軸回轉(zhuǎn)了對(duì)應(yīng)于所述規(guī)定長(zhǎng)度的角度的方式而形成。當(dāng)將在成形區(qū)間內(nèi)利用模板的成形操作與利用傳統(tǒng)成形軋輥的成形操作相比較 時(shí)，可以說(shuō)，由于利用模板的成形操作與壓模成形相同，所以基本上消除了由于軋輥上的 帶材的卷繞而引起的大的扭曲作用在該帶材40P上的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象迄今為止是不可避免 的，并且很難辨認(rèn)出在該成形操作之后的纏繞。第五實(shí)施例在帶材的邊緣部分在預(yù)先階段中被完全彎曲之后，為了將相鄰部分彎曲到帶材的 邊緣部分，執(zhí)行圖8中的粗軋成形操作。與由上下成形軋輥來(lái)成形的傳統(tǒng)裝置相比，使用由 環(huán)狀模板組系113和114的旋轉(zhuǎn)單元來(lái)代替下軋輥，使得在預(yù)先階段中形成的帶材50P被 極其平穩(wěn)地引入和咬合，并且能夠在成形方向的較寬范圍內(nèi)由旋轉(zhuǎn)單元來(lái)支撐該帶材50P 的邊緣部分。此外，由于在保持預(yù)先階段中的成形部分的情況下，上軋輥51和51將進(jìn)量供 給到將被成形的相鄰部分，所以可以認(rèn)為執(zhí)行了精確的且充分的成形操作。尤其地，當(dāng)通過(guò)利用傳統(tǒng)軋輥來(lái)使薄材成形時(shí)，邊緣部分可以在縱向上比其他部 分延伸的更多，因此很容易發(fā)生縱彎曲(邊緣波)現(xiàn)象。然而，在該示例性實(shí)施例中，可以 認(rèn)為抑制了卷繞或彈回而很難產(chǎn)生縱彎曲現(xiàn)象，并且實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的粗軋成形操作。第六實(shí)施例圖9示出了應(yīng)用于精軋成形裝置的四個(gè)方向上的環(huán)狀模板組系。該四個(gè)方向上的 環(huán)狀模板組系121、122、123和124以及由附圖中未示出的其他部分構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)單元基本具 有與圖2A和圖2B所示的相同的結(jié)構(gòu)。任何模板組系的模板的成形孔型都使用圓弧曲面，該圓弧曲面通過(guò)使包括了目標(biāo)橫截面的部分表面形狀的母曲線繞著具有規(guī)定巨大直徑的虛擬圓的中心軸回轉(zhuǎn)了對(duì)應(yīng)于 規(guī)定長(zhǎng)度的角度的方式而形成。在兩側(cè)和下側(cè)的環(huán)形模板組系122、123和124的每個(gè)模板 的成形孔型的母曲線都是圓弧狀。在上側(cè)的環(huán)狀模板組系121的模板具有鄰接在相對(duì)邊緣 上的所謂的翅片形狀。在利用精軋軋輥的傳統(tǒng)成形裝置中，兩到四個(gè)階段的軋制成形過(guò)程是必要的。然 而，在本實(shí)施例的精軋成形裝置中，能夠獲得具有巨大直徑的成形軋輥的成形功能，因此僅 僅一個(gè)階段就能夠執(zhí)行與傳統(tǒng)成形裝置等同的成形操作。由于將被成形的材料的邊緣部分 在縱向上有很大的長(zhǎng)度被約束，所以能夠高效地抑制該材料的扭轉(zhuǎn)。第七實(shí)施例用與TIG或者激光焊裝置聯(lián)動(dòng)的擠壓輥來(lái)代替圖10中所示的成形裝置。由兩側(cè) 的環(huán)狀模板組系131和132以及圖中未示出的其他機(jī)構(gòu)構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)單元基本具有與圖IA 和IB中所示的相同的結(jié)構(gòu)。此外，其中原材料管70P與模板組系產(chǎn)生接觸的區(qū)間以及模板 的孔型使用與其他實(shí)施例中的成形區(qū)間和成形孔型相同的結(jié)構(gòu)。利用本實(shí)施例的裝置的對(duì)接焊具有以下優(yōu)點(diǎn)材料被模板組系的約束時(shí)間以及該 材料的被該模板組系約束的距離比常用擠壓輥的大得多。此外，與用于施加推力的常用簡(jiǎn) 單導(dǎo)板或者環(huán)狀軌道類(lèi)型相比，通過(guò)具有巨大直徑的成形軋輥的成形功能能夠形成邊緣部 分的良好對(duì)接狀態(tài)，并且該良好的對(duì)接狀態(tài)能夠保持足夠的時(shí)間而容易優(yōu)化和穩(wěn)定焊接條 件。第八實(shí)施例通過(guò)圖11所示的本發(fā)明的具有兩級(jí)結(jié)構(gòu)的成形裝置，使切割成規(guī)定長(zhǎng)度的圓管 80P再成形為矩形管。具有由環(huán)狀模板組系141、142、143和144構(gòu)成的四個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)單 元的第一級(jí)機(jī)臺(tái)和具有由環(huán)狀模板組系145、146、147和148構(gòu)成的四個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)單元的 第二級(jí)機(jī)臺(tái)分別基本具有與圖2A和圖2B所示的第一示例性實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)成形軋輥中，當(dāng)將圓管引入到軋制成形機(jī)中時(shí)，產(chǎn)生了該管的末端向內(nèi)彎 曲而閉合的現(xiàn)象。因而，產(chǎn)生了產(chǎn)品大大偏離了產(chǎn)品公差的問(wèn)題。由于該圓管的該末端的 剛度比該管的中心部分的剛度低，并且當(dāng)圓管鄰接在成形軋輥上時(shí)該成形軋輥的縱向上的 曲率半徑作用于該圓管，所以產(chǎn)生了上述的現(xiàn)象。與此相比，由于本示例性實(shí)施例的成形裝 置具有類(lèi)似于使用虛擬巨大軋輥時(shí)的極其優(yōu)異的原材料管的導(dǎo)向性，所以不會(huì)產(chǎn)生上述現(xiàn) 象。在再成形操作中，在橫截面形狀上出現(xiàn)大量變化，并且在成形軋輥中產(chǎn)生高的移 動(dòng)阻力，而很難確保推力。在本示例性實(shí)施例的成形裝置中，不僅僅減小了移動(dòng)阻力，而且 通過(guò)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)單元將充足的推力施加于原材料管。因此，常用的矩形管成形裝置需要很多 驅(qū)動(dòng)輥機(jī)臺(tái)，然而，僅僅通過(guò)上述兩級(jí)結(jié)構(gòu)就能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)施例的成形裝置。工業(yè)實(shí)用性從各實(shí)施例可以清楚的看出，根據(jù)本發(fā)明的成形裝置和成形方法具有很高的成形 能力，并且能夠大幅提升產(chǎn)品的尺寸精度、產(chǎn)品的表面質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量。此外，根據(jù)本發(fā)明的成形裝置和成形方法能夠保持與常用成形軋輥相同的生產(chǎn)效 率、擴(kuò)大了成形軋輥的成形局限、改變了生產(chǎn)系統(tǒng)并且簡(jiǎn)化了成形線的裝置的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
成形裝置，包括模板組系，該模板組系包括多個(gè)模板，在該多個(gè)模板上向外設(shè)置有具有與目標(biāo)成形截面的全部或部分外周形狀相一致的形狀的孔型；以及多個(gè)旋轉(zhuǎn)單元，每個(gè)該旋轉(zhuǎn)單元都具有環(huán)狀軌道，所述模板組系在該環(huán)狀軌道上運(yùn)動(dòng)，其中，所述模板的孔型在成形區(qū)域中與將被成形的材料產(chǎn)生接觸并且與該將被成形的材料同步運(yùn)動(dòng)，其中，所述環(huán)狀軌道的在所述成形區(qū)域中的那部分表面具有虛擬圓的所需要的圓弧長(zhǎng)度和半徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形裝置，其中， 所述模板組系是環(huán)狀列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形裝置，其中，所述成形區(qū)域中的那些模板的相鄰表面被連接，以形成連續(xù)孔型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形裝置，其中，所述模板的所述孔型具有回轉(zhuǎn)曲面，該回轉(zhuǎn)曲面通過(guò)使包括所述目標(biāo)成形截面的部分 或全部外周形狀的線繞著軸線回轉(zhuǎn)而形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形裝置，其中，所述孔型具有回轉(zhuǎn)曲面，該回轉(zhuǎn)曲面通過(guò)使包括所述目標(biāo)成形截面的部分或全部外周 形狀的線繞著所述虛擬圓的中心軸回轉(zhuǎn)而形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形裝置，其中，所述旋轉(zhuǎn)單元布置成與所述將被成形的材料的平行，或者布置成相對(duì)于所述將被成形 的材料彼此相對(duì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形裝置，其中，在所述成形裝置的所述成形區(qū)域中，成形軋輥、另一個(gè)模板或該成形軋輥與該另一個(gè) 模板二者與所述將被成形的材料產(chǎn)生接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形裝置，其中，所述環(huán)狀軌道的外周面形成內(nèi)滾道面，所述模板組系的與該環(huán)狀軌道的外周面相對(duì)的 內(nèi)周面形成外滾道面，并且滾動(dòng)元件設(shè)置在所述內(nèi)滾道面和所述外滾道面之間，以便形成滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形裝置的模板，其中，該模板的孔型具有回轉(zhuǎn)曲面，該回轉(zhuǎn)曲面通過(guò)使包括所述目標(biāo)成形截面的部分或全部 外周形狀的線繞著軸線回轉(zhuǎn)而形成。
10.一種用于使材料成形的成形方法，包括 制備成形裝置，該成形裝置包括模板組系，該模板組系包括多個(gè)模板，在該多個(gè)模板上向外設(shè)置有具有與目標(biāo)成形截 面的全部或部分外周形狀一致的形狀的孔型；以及多個(gè)旋轉(zhuǎn)單元，每個(gè)該旋轉(zhuǎn)單元都具有環(huán)狀軌道，所述模板組系在該環(huán)狀軌道上運(yùn)動(dòng)， 其中，所述模板的孔型在成形區(qū)域中與將被成形的材料產(chǎn)生接觸，并且與該將被成形 的材料同步運(yùn)動(dòng)，其中，所述環(huán)狀軌道的在所述成形區(qū)域中的那部分表面具有虛擬圓的所需要的圓弧長(zhǎng)2度和半徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成形方法，其中， 所述模板組系是環(huán)狀列。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成形方法，其中，所述成形區(qū)域中的那些模板的相鄰表面被連接，以形成連續(xù)孔型。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成形方法，其中，所述模板的孔型具有回轉(zhuǎn)曲面，該回轉(zhuǎn)曲面通過(guò)使包括所述目標(biāo)成形截面的部分或全 部外周形狀的線繞著軸線回轉(zhuǎn)而形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成形方法，其中，所述孔型具有回轉(zhuǎn)曲面，該回轉(zhuǎn)曲面通過(guò)使包括所述目標(biāo)成形截面的部分或全部外周 形狀的線繞著所述虛擬圓的中心軸回轉(zhuǎn)而形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成形方法，其中，所述旋轉(zhuǎn)單元布置成與所述將被成形的材料的平行，或者布置成相對(duì)于所述將被成形 的材料彼此相對(duì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成形方法，其中，在所述成形裝置的成形區(qū)域中，成形軋輥、另一個(gè)模板或該成形軋輥與該另一個(gè)模板 二者與所述將被成形的材料產(chǎn)生接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成形方法，其中，所述環(huán)狀軌道的外周面形成內(nèi)滾道面，所述模板組系的與該環(huán)狀軌道的外周面相對(duì)的 內(nèi)周面形成外滾道面，并且滾動(dòng)元件設(shè)置在所述內(nèi)滾道面和所述外滾道面之間，以形成滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種成形裝置和方法，在模制圓管、角管或開(kāi)口成形材料時(shí)，該成形裝置和方法能夠通過(guò)例如軋制成形、壓模成形或模板成形等的各種成形方法來(lái)形成所需的截面輪廓；能夠執(zhí)行任何這些成形過(guò)程中所需要的成形，而不會(huì)喪失傳統(tǒng)軋制成形的生產(chǎn)效率并且對(duì)將被成形的材料造成最小的額外變形；以及能夠生產(chǎn)具有高尺寸精度的高質(zhì)量產(chǎn)品。公開(kāi)了一種成形裝置，該成形裝置被構(gòu)造成通過(guò)使用環(huán)狀模板組系能夠基本實(shí)現(xiàn)例如使用大的成形軋輥，其中將多個(gè)獨(dú)立的模板連接，以將與虛擬巨大直徑圓的所需圓弧部分相同的曲率半徑和長(zhǎng)度設(shè)置到與將被成形的材料相接觸的成形區(qū)間的環(huán)狀軌道的表面，所述模板在其回轉(zhuǎn)曲面上具有孔型，并且該孔型能夠在圓周方向上在環(huán)狀軌道上連續(xù)運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B21D5/12GK101965260SQ20098010755
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月3日
發(fā)明者中野智康, 尹紀(jì)龍, 豬熊昭德, 王飛舟, 閼伽井光明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社中田制作所