旋壓成型裝置以及成型方法
【專利摘要】旋壓成型裝置（101）在使成型的板材（W）繞著旋轉(zhuǎn)軸線（S）旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行成型，具備：包括安裝有板材（W），使板材（W）繞著旋轉(zhuǎn)軸線（S）旋轉(zhuǎn)的保持構(gòu)件（1）；通過與板材（W）的第一主表面抵接，以此加工并成型板材（W）的加工工具（4）；和加熱板材（W）的加熱器（5）；加熱器（5）形成為如下結(jié)構(gòu)：以與加工工具（4）之間夾著板材（4）的形式配置于與加工工具（4）相反的一側(cè)上，在以旋轉(zhuǎn)軸線（S）為中心與板材（W）上的加工工具（4）所抵接的位置位于同一圓周上的位置上，局部加熱板材（W）的與第一主表面相反的一側(cè)的第二主表面。
【專利說明】旋壓成型裝置以及成型方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使成型的板材繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行成型的旋壓成型裝置以及旋壓成型方法。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知在使鋼鐵材料、鋁合金、純鈦等的板材繞著規(guī)定的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使加工工具與該板材抵接，以此成型該板材的旋壓成型方法。
[0003]又，在鈦合金等的一般難以進(jìn)行加工的材料中，為了減少材料費(fèi)用以及加工費(fèi)用，理想的是應(yīng)用加工板材的旋壓成型方法取代由鍛造品的切削加工。然而，例如稱為T1-6A1-4V的鈦合金在常溫下耐力高，延性差，因此如果直接應(yīng)用以往通常進(jìn)行的冷態(tài)(常溫下)下的旋壓成型方法，則材料會(huì)產(chǎn)生裂紋，無法順利成型。因此，需要加熱板材并進(jìn)行熱態(tài)下的旋壓成型。
[0004]例如專利文獻(xiàn)I公開了這樣的熱態(tài)下的旋壓成型。在專利文獻(xiàn)I的結(jié)構(gòu)中，通過燃燒器加熱板材的表面后進(jìn)行板材的加工。
[0005]然而，在如專利文獻(xiàn)I那樣的使用燃燒器的熱態(tài)旋壓成型中，在廣范圍內(nèi)加熱板材。因此，例如板材的未成型處、已成型處、非成型對(duì)象處等的非成型處也被加熱。因此，根據(jù)板材的材質(zhì)、形狀(尤其是厚度)不同，存在因加工時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力而在板材的未成型處發(fā)生變形導(dǎo)致無法進(jìn)行高精度加工的問題，而且還存在在板材的已成型處產(chǎn)生裂紋的問題。
[0006]因此，專利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)作為局部地加熱靠近成型處的位置的旋壓成型裝置被提出。在專利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)中，從作為加工工具的趕棒與板材的未成型處之間向加工工具與板材的抵接位置配置有作為加熱器的高頻感應(yīng)加熱用線圈。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn):
專利文獻(xiàn):
專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-283365號(hào)公報(bào)；
專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-218427號(hào)公報(bào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問題:
然而，在專利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)中，使作為加熱器的高頻感應(yīng)加熱用線圈的梢端部位于作為加工工具的趕棒與板材的未成型處之間，因此發(fā)生如下問題。即，加工工具的動(dòng)作限制了加熱器的配置位置，因此無法將加熱器配置在適合局部加熱的最佳的位置，無法適當(dāng)?shù)丶訜岢尚吞?。又，在專利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)中，以將板材按照作為成型模具的型芯(mandrel)的形狀進(jìn)行成型作為前提。因此，由于板材的成型處與型芯接觸，因此加熱板材的熱傳遞至型芯而被奪走，溫度無法充分上升(加熱的損失大)，可能發(fā)生板材上產(chǎn)生裂紋的問題。
[0009]本發(fā)明是為了解決如上的問題而形成，其目的是提供能夠通過適當(dāng)?shù)丶訜岚宀牡某尚吞幰源嗽诎宀纳喜话l(fā)生變形和裂紋等的情況下進(jìn)行成型的旋壓成型裝置以及旋壓成型方法。
[0010]解決問題的手段:
為了解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)明人等經(jīng)過深刻研究之后，發(fā)現(xiàn)對(duì)于鈦合金板或厚度厚的不銹鋼板等的特定的板材，在局部加熱板材的情況下，可以確保不加熱處的剛性，因此即使不使用成型模具也可以將板材成型為期望的形狀。本發(fā)明從這樣的觀點(diǎn)出發(fā)而形成。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一種形態(tài)的旋壓成型裝置是在使成型的板材繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行成型的旋壓成型裝置，具備:包括安裝有所述板材的支承治具以及使所述板材與所述支承治具一起繞著所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的保持構(gòu)件；通過與所述板材的第一主表面抵接，以此加工并成型板材的加工工具；和加熱所述板材的加熱器；所述加熱器形成為如下結(jié)構(gòu):以與所述加工工具之間夾著所述板材的形式配置在與所述加工工具相反的一側(cè)上，并在以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心與所述板材上的所述加工工具所抵接的位置位于同一圓周上的位置上，局部加熱所述板材的與第一主表面相反的一側(cè)的第二主表面的結(jié)構(gòu)。
[0012]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于不使用成型模具而使用支承治具，因此可以在板材的成型處的與加工工具相反的一側(cè)上確?？臻g，在該空間內(nèi)配置加熱器。其結(jié)果是，板材的與加工工具所抵接的第一主表面相反的一側(cè)的第二主表面被局部加熱，因此可以與加工工具和板材之間的位置關(guān)系無關(guān)地適當(dāng)?shù)丶訜岚宀牡某尚吞?。又，板材安裝于支承治具而不是成型模具上，因此可以不使成型處與支承治具接觸，并且不使加熱所產(chǎn)生的熱直接傳遞至支承治具，從而與使用成型模具的情況相比可以有效地進(jìn)行加熱。因此，可以在板材上不發(fā)生變形和裂紋等的情況下進(jìn)行成型。
[0013]也可以是所述支承治具具有與所述板材上的由成型開始位置限定的圓相比小的尺寸。借助于此，可以從成型開始位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜帷?br> [0014]也可以是所述加熱器通過高頻感應(yīng)加熱進(jìn)行加熱。借助于此，可以簡單且高效地進(jìn)行局部加熱。
[0015]也可以是所述旋壓成型裝置具備在與所述板材上的所述加工工具的抵接位置相比靠近徑向外側(cè)的位置上預(yù)先加熱所述板材的預(yù)加熱器。借助于此，可以加快成型速度、或者在板材厚度厚的情況下也無需放慢成型速度便可有效地加熱至成型所需的溫度。
[0016]也可以是所述加熱器包括在與所述旋轉(zhuǎn)軸線正交的方向上形成為雙重的圓弧狀的線圈。借助于此，可以更有效地加熱與成型處位于同一圓周上的部分。
[0017]也可以是所述加熱器包括從與所述板材相反的一側(cè)覆蓋所述線圈的磁性體的磁芯、和超過所述線圈以及所述磁芯向所述板材突出的非磁性體的凸部。借助于此，可以使用覆蓋于線圈上的磁芯防止線圈中產(chǎn)生的磁通泄露至外部以此集中磁通，從而更加局部且有效地產(chǎn)生熱量。此外，可以通過非磁性體的凸部防止線圈以及磁芯與板材接觸。其結(jié)果是，可以防止線圈的電氣短路，并且可以在板材的第二主表面的與磁芯對(duì)置處獲得較高的趨膚效應(yīng)。
[0018]也可以是所述旋壓成型裝置具備在與所述加工工具的抵接位置相比靠近徑向外側(cè)的位置上支持所述板材的輔助工具。借助于此，可以穩(wěn)定板材，可以高效地進(jìn)行加熱以及成型。
[0019]也可以是所述旋壓成型裝置具備以使所述加熱器相對(duì)于所述板材進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)從而使所述加熱器與所述板材的成型處之間的距離達(dá)到預(yù)先設(shè)定的距離的控制裝置的形式控制所述加熱器。借助于此，在成型時(shí)，即使板材在保持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸線方向上發(fā)生位移，也可以使加熱器與板材的成型處(加熱處)之間的距離保持不變。因此，在成型時(shí)，可以使對(duì)板材的成型處的加熱與成型狀態(tài)無關(guān)地保持不變。
[0020]也可以是所述旋壓成型裝置具備以使所述加熱器與通過所述加工工具進(jìn)行的成型動(dòng)作同步地移動(dòng)的形式控制所述加熱器的控制裝置。借助于此，加熱器隨著加工工具的成型動(dòng)作而移動(dòng)，因此可以進(jìn)行穩(wěn)定的成型。又，可以在通過加熱器確實(shí)地加熱成型處后通過加工工具進(jìn)行成型，因此可以得到良好的成型品。
[0021]也可以是所述旋壓成型裝置具備:在與所述加工工具的抵接位置位于以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心的同一圓周上的位置上測定所述板材的表面溫度的輻射溫度計(jì)；和調(diào)節(jié)所述加熱器的輸出的輸出調(diào)節(jié)器；所述輸出調(diào)節(jié)器以使所述表面溫度達(dá)到規(guī)定的溫度范圍內(nèi)的形式調(diào)節(jié)所述加熱器的輸出。借助于此，由于基于實(shí)際的板材的成型處的溫度調(diào)節(jié)加熱器的輸出，因此可以更加適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)板材的成型處的溫度。
[0022]也可以是所述旋壓成型裝置具備:測定所述加工工具與所述板材抵接時(shí)的負(fù)荷的負(fù)荷測定器；和以使所述加工工具相對(duì)于所述板材以與所述負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的輸送速度相對(duì)移動(dòng)的形式控制所述加工工具的控制裝置。當(dāng)旋轉(zhuǎn)板材時(shí)的相對(duì)于板材的加工工具的輸送速度快時(shí)，雖然成型速度快，但是負(fù)荷增大而發(fā)生裂紋或變形等的可能性提高。另一方面，當(dāng)輸送速度慢時(shí)，盡管負(fù)荷小，但是成型速度慢。因此，通過以使負(fù)荷在規(guī)定的范圍內(nèi)的形式控制加工工具的輸送速度，以此可以在盡量不降低成型速度的情況下進(jìn)行適當(dāng)?shù)某尚汀?br> [0023]例如，也可以是所述板材由鈦合金形成。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一種形態(tài)的旋壓成型方法是在使成型的板材繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行成型的旋壓成型方法，在將所述板材安裝于保持構(gòu)件的支承治具上且使該板材繞著所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使加工工具與所述板材的第一主表面抵接而加工并成型所述板材時(shí)，將加熱器以與所述加工工具之間夾著所述板材的形式配置在與所述加工工具相反的一側(cè)上，并在以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心與所述板材上的所述加工工具所抵接的位置位于同一圓周上的位置上，局部地加熱所述板材的與第一主表面相反的一側(cè)的第二主表面。
[0025]根據(jù)上述方法，由于使用支承治具而不是成型模具，因此可以在板材成型處的與加工工具相反的一側(cè)上確?？臻g，可以在該空間內(nèi)配置加熱器。其結(jié)果是，局部地加熱板材的與加工工具所抵接的第一主表面相反的一側(cè)的第二主表面，因此可以與加工工具和板材之間的位置關(guān)系無關(guān)地適當(dāng)?shù)丶訜岚宀牡某尚吞?。又，由于板材安裝于支承治具而不是成型模具上，因此可以不使成型處與支承治具接觸，并且不使通過加熱產(chǎn)生的熱直接傳遞至支承治具，與使用成型模具的情況相比可以更有效地進(jìn)行加熱。因此，可以在板材上不發(fā)生變形和裂紋等的情況下進(jìn)行成型。
[0026]發(fā)明效果:
本發(fā)明形成為如上所述的結(jié)構(gòu)，通過適當(dāng)?shù)丶訜岚宀牡某尚吞?，以此發(fā)揮能夠在板材上不會(huì)發(fā)生變形和變形等的情況下進(jìn)行成型的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)的旋壓成型裝置的概略結(jié)構(gòu)圖；
圖2中的圖2A是示出圖1所示的旋壓成型裝置的旋轉(zhuǎn)軸線、加工工具以及加熱器的關(guān)系的仰視圖，圖2B是加熱器的剖視圖；
圖3是示出圖1所示的旋壓成型裝置的控制形態(tài)的一個(gè)示例的流程圖；
圖4是示出本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的旋壓成型裝置的概略結(jié)構(gòu)圖；
圖5是示出板材的板厚與板材的背面?zhèn)群捅砻鎮(zhèn)鹊谋砻鏈囟炔钪g的關(guān)系的圖表；
圖6是示出本發(fā)明的第三實(shí)施形態(tài)的旋壓成型裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]以下參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。另外，以下在所有附圖中對(duì)于相同或相當(dāng)?shù)囊貥?biāo)以相同的參考符號(hào)，并且省略其重復(fù)說明。
[0029]〈第一實(shí)施形態(tài)〉
圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)的旋壓成型裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本實(shí)施形態(tài)的旋壓成型裝置101具備使板材W繞著旋轉(zhuǎn)軸線(rotat1nal axis) S旋轉(zhuǎn)的保持構(gòu)件I。在本實(shí)施形態(tài)中，旋轉(zhuǎn)軸線S在鉛垂方向上延伸，但是旋轉(zhuǎn)軸線S延伸的方向也可以是水平方向，還可以是傾斜方向。
[0030]保持構(gòu)件I上以不通過成型模具的形式安裝有作為被成型材料的板材W。更具體而言，保持構(gòu)件I包括:具有大致垂直于旋轉(zhuǎn)軸線S的支承面P的支承治具2 ;和支承治具2不可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地安裝在其上，使板材W與支承治具2 —起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸10。上述旋轉(zhuǎn)軸線S是旋轉(zhuǎn)軸10的中心軸線。板材W安裝于支承治具2的支承面P上。即，板材W以與旋轉(zhuǎn)軸線S大致垂直交叉的形式配置。板材W通過在該板材W的上方以與支承治具2的支承面P對(duì)置的形式配置的固定治具3固定于支承面P上。借助于此，保持構(gòu)件I的旋轉(zhuǎn)軸10繞著旋轉(zhuǎn)軸線S旋轉(zhuǎn)，以此板材W繞著旋轉(zhuǎn)軸線S旋轉(zhuǎn)。
[0031]另外，本說明書中的板材W不限于平板。例如，板材W也可以是至少一部分包括曲面的板材或預(yù)先彎曲的板材(成型中途的材料或成型后的材料)等。又，板材W還包括例如在板材的一部分上貼有其它板材或者通過鑄造一體成型而成的那樣的一部分的厚度與其它部分不同的那樣的材料。
[0032]又，板材W的材質(zhì)不特別限定，例如優(yōu)選的是鈦合金、鎳基合金、鈷基合金、高強(qiáng)度鋼、高強(qiáng)度不銹鋼、鎂合金等的難以在冷態(tài)下進(jìn)行加工的金屬材料。尤其是，如鈦合金那樣，在常溫和高溫(成型溫度)下的耐力之差較大的材料中，如果使用現(xiàn)有的方法則容易發(fā)生裂紋和變形等。因此，在這樣的材料的成型中應(yīng)用本實(shí)施形態(tài)是有效的。然而，在能夠進(jìn)行冷態(tài)下的加工的鋁合金和純鈦等的金屬材料中也同樣可以應(yīng)用本實(shí)施形態(tài)。盡管是能夠進(jìn)行冷態(tài)下的加工的金屬材料，但在板材的厚度較厚的情況下，應(yīng)用本實(shí)施形態(tài)是有效的。
[0033]鈦合金中有耐蝕合金(例如T1-0.15Pd)、α合金(例如Ti_5Al_2.5Sn)、α+β合金(例如 T1-6A1-4V)、β 合金(T1-15V-3Cr-3Sn-3Al)等。
[0034]旋壓成型裝置101還具備:與安裝在支承治具2上的板材W的第一主表面抵接，以此加工板材使其成型的加工工具4 ;和加熱板材W的加熱器5。在本實(shí)施形態(tài)中，加工工具4所抵接的第一主表面為上表面，與第一主表面相反側(cè)的第二主表面為下表面，但是也可以是第一主表面為下表面，第二主表面為上表面。加熱器5以與加工工具4之間夾著板材W的形式配置在與加工工具4相反的一側(cè)上。而且，加熱器5形成為在與板材W上的加工工具4所抵接的位置位于以旋轉(zhuǎn)軸線S為中心的同一圓周上的位置上，局部加熱板材W的第二主表面的結(jié)構(gòu)。另外，同一圓周上是指例如將旋轉(zhuǎn)軸線S與板材W上的加工工具4所抵接的位置之間的距離作為r時(shí)，從旋轉(zhuǎn)軸線S的距離為r±10%的范圍。
[0035]支承治具2在本實(shí)施形態(tài)中為平坦的圓盤狀的板材。然而，支承治具2沒有必要必須平坦，例如在板材W為碗(bowl)狀的情況下，也可以根據(jù)板材W的朝向而使支承面P的中央突出或凹入。或者，支承治具2例如也可以是多個(gè)桿材在縱橫方向上組合的井字狀。又，也可以在板材W上，在與支承治具2重疊的區(qū)域設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)貫通孔，在支承治具2的支承面P上設(shè)置有與該貫通孔嵌合的定位銷。
[0036]支承治具2也可以具有與由板材W的成型開始位置限定的圓相同的尺寸，但是優(yōu)選的是具有比該圓小的尺寸。即，支承治具2的周緣部優(yōu)選的是以能夠在板材W的成型開始位置的正下方配置加熱器5的形式從板材W的成型開始位置向徑向內(nèi)側(cè)偏離。
[0037]在本實(shí)施形態(tài)中，如圖1所示，例示具備一個(gè)加工工具4的結(jié)構(gòu)，但是不限于此，也可以設(shè)置有多個(gè)加工工具4。在該情況下，多個(gè)加工工具以分別與板材W的第一主表面抵接的形式配置。此外，多個(gè)加工工具也可以例如在以旋轉(zhuǎn)軸線S為中心的同一圓周上繞著旋轉(zhuǎn)軸線S相互隔著180°進(jìn)行配置。如果將加工工具4所在的一側(cè)作為板材W的表面?zhèn)?，則加熱器5配置在板材W的背面?zhèn)取?br> [0038]圖2A是示出圖1所示的旋壓成型裝置的旋轉(zhuǎn)軸線、加工工具以及加熱器的關(guān)系的圖。另外，圖2A是從板材的背面?zhèn)?加熱器所在的一側(cè))觀察的仰視圖，對(duì)于除了圖1所示的旋轉(zhuǎn)軸10、加工工具4、加熱器5以及板材W以外的結(jié)構(gòu)省略圖示。在本實(shí)施形態(tài)中，加工件4具有例如繞著與旋轉(zhuǎn)軸線S形成規(guī)定的角度(圖1的示例中約90° )的旋轉(zhuǎn)軸線Q旋轉(zhuǎn)的加工輥。加工工具4位于板材W的表面?zhèn)龋⑶彝ㄟ^使繞著旋轉(zhuǎn)軸線Q旋轉(zhuǎn)的加工輥與板材W的第一主表面抵接，以此對(duì)板材W進(jìn)行引縮加工或引伸加工。又，加熱器5位于板材W的背面?zhèn)取＜庸すぞ?以及加熱器5均形成為相互獨(dú)立且相對(duì)保持構(gòu)件I可三維(至少在旋轉(zhuǎn)軸線S的軸方向以及徑向)移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，并且以從旋轉(zhuǎn)軸線S的距離達(dá)到相同的距離r (r是可變的)的形式被進(jìn)行位置控制。另外，加工工具4不限于具有上述加工輥，也可以例如具有趕棒等。
[0039]加熱器5具備通過高頻感應(yīng)加熱對(duì)板材W的第二主表面進(jìn)行加熱的線圈61。高頻感應(yīng)加熱例如是頻率為5kHz?400kHz的感應(yīng)加熱。從感應(yīng)加熱電源11向線圈61供給電流。在本實(shí)施形態(tài)中，加熱器5在俯視時(shí)位于與加工件4相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線S (保持構(gòu)件I)對(duì)稱的位置(在以旋轉(zhuǎn)軸線S為中心的周方向上加熱器5和加工工具4繞著旋轉(zhuǎn)軸線S相隔開θ=180°的位置)上。另外，加熱器5的位置不限于此，只要能夠在板材W的與加工工具4所抵接的一側(cè)相反的一側(cè)上、且在與板材W上的加工工具4所抵接的位置位于以旋轉(zhuǎn)軸線S為中心的同一圓周上的位置上，局部地加熱板材W的第二主表面即可。例如，也可以在俯視時(shí)以使加熱器5與加工工具4的中心角Θ (各自與中心軸線S連接的線段在周方向上所形成的角度)達(dá)到規(guī)定的角度(0° ( Θ < 360° )的形式配置。
[0040]加熱器5的線圈61在與旋轉(zhuǎn)軸線S正交的方向上形成為二重圓弧狀。具體而言，線圈61具有相互平行的內(nèi)側(cè)圓弧部以及外側(cè)圓弧部。又，加熱器5如圖2Β所示包括:從與板材W相反的一側(cè)分別地覆蓋線圈61的內(nèi)側(cè)圓弧部以及外側(cè)圓弧部的磁芯(core) 62 ;支持磁芯62的基板64 ;和在磁芯62的徑向外側(cè)設(shè)置于基板64上的凸部63。磁芯62是磁性體，將產(chǎn)生于線圈61的各圓弧部的周圍的磁通集中。凸部63是非磁性體，超出線圈61以及磁芯62向板材W突出。如果像這樣設(shè)置有凸部63，則可以通過凸部63防止線圈61以及磁芯62與板材W接觸。其結(jié)果是，可以防止線圈61的電氣短路，并且可以在板材W的第二主表面上的與磁芯62對(duì)置的位置上得到較高的趨膚效應(yīng)。另外，根據(jù)防止線圈61的電氣短路的觀點(diǎn)，也可以將絕緣性的涂料涂布在線圈61的表面上。
[0041]加熱器5的線圈61形成為圓弧的兩端部與旋轉(zhuǎn)軸線S在周方向上形成的角度為大致90°的月牙形狀。借助于此，可以有效地加熱與成型處A位于以旋轉(zhuǎn)軸線S為中心的同一圓周上的部分。另外，線圈61的形狀不限于此，圓弧的兩端部與旋轉(zhuǎn)軸線S在周方向上所形成的角度可以是90°以外的角度，也可以在圓弧的一部分中包含直線部，又可以以包含直線的組合的形式(折線狀)形成。又，可以將以圓形多次卷繞而成的線圈(圓筒數(shù)次卷繞線圈)排列成圓弧狀以代替圓弧狀的線圈61，也可以僅將一個(gè)圓筒數(shù)次卷繞線圈作為加熱器5的線圈使用。
[0042]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的旋壓成型裝置101，由于使用支承治具2而不是成型模具，因此可以在板材W的成型處A的與加工工具4相反側(cè)上確?？臻g，從而可以在該空間內(nèi)配置加熱器5。其結(jié)果是，板材W上的與加工工具4所抵接的第一主表面相反側(cè)的第二主表面被局部加熱，因此不受加工工具4與板材W的位置關(guān)系的限制，可以有效地加熱板材W的成型處A。又，板材W安裝于支承治具2而非成型模具上，因此可以使成型處A與支承治具2處于非接觸。
[0043]在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，通常在板材W的與加工工具4所抵接的一側(cè)相反的一側(cè)上設(shè)置有成型模具，由于存在這樣的成型模具，而難以配置加熱器5的加熱線圈。其理由是，加熱線圈還存在作為由約數(shù)mm左右的粗度的銅管形成的感應(yīng)加熱線圈，在該線圈的一部分上安裝壁厚為數(shù)_?30_左右的磁通集中用磁芯的情況。如果像這樣配置加熱線圈，則需要一定程度的空間，并且如果試圖使用成型模具且在成型處A的正下方配置加熱線圈，則導(dǎo)致成型模具與加熱器接觸而并不理想。相對(duì)于此，在本實(shí)施形態(tài)中，形成為不使用成型模具的結(jié)構(gòu)，并且在板材W的與加工工具4所抵接的一側(cè)相反的一側(cè)、且通過加工工具4成型的板材W的成型處A的正下方配置加熱器5。在板材W的加工工具4所抵接的一側(cè)配置加熱器5時(shí)，加熱器5的加熱線圈的形狀因板材W的成型形狀而受限制，但是由于相對(duì)板材W在加工工具4所抵接的一側(cè)的相反側(cè)(如果是現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，則存在成型模具的一側(cè))上配置加熱器5的加熱線圈，因此加熱器5的加熱線圈的形狀不會(huì)因板材W的成型形狀而受限制。因此，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的結(jié)構(gòu)，相對(duì)板材W在成型模具和加工工具4都不存在的一側(cè)上配置加熱器5，因此可以容易進(jìn)行該成型處A的局部加熱。此外，通過使用與成型模具相比格外小的支承治具2，以此通過加熱器5加熱的熱不直接傳遞至支承治具2，從而可以與使用成型模具的情況相比更有效地進(jìn)行加熱。此外，在本實(shí)施形態(tài)中，通過高頻感應(yīng)加熱進(jìn)行加熱。借助于此，可以簡單且有效地進(jìn)行局部的加熱。又，由于不使用成型模具，因此可以削減成型模具的制造成本，從而可以降低成型成本。
[0044]如上所述，支承治具2也可以具有與由板材W的成型開始位置限定的圓相同的尺寸。然而，在該情況下，僅在成型開始位置附近，因加熱器5與支承治具2之間的干擾而無法使加熱器9的加熱位置與加工工具的抵接位置位于同一圓周上。相對(duì)于此，如果支承治具2具有與由板材W的成型開始位置限定的圓相比小的尺寸，則可以從成型開始位置開始進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜帷?br> [0045]本實(shí)施形態(tài)的旋壓成型裝置101如圖1所示還具備:進(jìn)行旋轉(zhuǎn)軸10的旋轉(zhuǎn)控制的同時(shí)進(jìn)行加工工具4以及加熱器5的位置控制的成型機(jī)控制器12 ;測定加工工具4與板材W抵接時(shí)的負(fù)荷的負(fù)荷測定器13 ;和檢測板材W的成型處A的位置的位移傳感器14。此外，旋壓成型裝置101具備:在與加工工具4的抵接位置位于以旋轉(zhuǎn)軸線S為中心的同一圓周上的位置(成型處A)上，測定板材W的表面溫度的輻射溫度計(jì)15 ;和調(diào)節(jié)加熱器5的輸出的輸出調(diào)節(jié)器16。輸出調(diào)節(jié)器16形成為通過變更從感應(yīng)加熱電源11輸出的電流值以此調(diào)節(jié)加熱器5的輸出的結(jié)構(gòu)。
[0046]旋壓成型裝置101具備根據(jù)成型條件和各結(jié)構(gòu)的運(yùn)行狀況等向各構(gòu)成要素傳達(dá)控制命令的控制裝置17。例如控制裝置17基于來自于成型機(jī)控制器12的工作狀況(保持構(gòu)件1、加工工具4以及加熱器5的控制狀況)、來自于負(fù)荷測定器13的加工工具4對(duì)板材W的負(fù)荷信息以及來自于位移傳感器14的板材W的成型處A的位置信息，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)軸10的旋轉(zhuǎn)控制和加工工具4以及加熱器5的位置控制，或者進(jìn)行位移傳感器14以及輻射溫度計(jì)15的位置控制。又，控制裝置17基于來自于輻射溫度計(jì)15的板材W的成型處A的表面溫度信息進(jìn)行加熱器5的輸出控制。
[0047]以下，示出并說明本實(shí)施形態(tài)的旋壓成型裝置101的控制形態(tài)的一個(gè)示例。圖3是示出圖1所示的旋壓成型裝置的控制形態(tài)的一個(gè)示例的流程圖。在這里，假定為預(yù)先在保持構(gòu)件I上保持規(guī)定的板材W。如圖3所示，控制裝置17首先根據(jù)板材W的種類、成型形狀、大小、厚度等而獲得保持構(gòu)件I的旋轉(zhuǎn)速度、加工工具4的加工輥的輸送速度(在旋轉(zhuǎn)軸線S方向上的移動(dòng)速度)、徑向移動(dòng)速度(加工輥在以旋轉(zhuǎn)軸線S為中心的徑向上的移動(dòng)速度)和成型角度(加工輥的旋轉(zhuǎn)軸線Q相對(duì)板材W的傾斜度)、以及加熱溫度等的設(shè)定信息(步驟SI)?？刂蒲b置17可以從外部的裝置獲得這些信息，也可以使旋壓成型裝置101具備存儲(chǔ)部，通過控制裝置17讀取存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)部中的信息而獲得該信息。
[0048]在得到設(shè)定信息后，控制裝置17進(jìn)行加工工具4、加熱器5、位移傳感器14以及輻射溫度計(jì)15的定位(步驟S2)。具體而言，控制裝置17以使加工工具4的加工輥與板材W的規(guī)定的成型處A抵接的形式對(duì)加工工具4進(jìn)行定位；以加熱該成型處A(以旋轉(zhuǎn)軸線S為中心的同一圓周上的區(qū)域)的形式對(duì)加熱器5進(jìn)行定位；以能夠測定該成型處A的位移的形式對(duì)位移傳感器14進(jìn)行定位；以能夠測定該成型處A的表面溫度的形式對(duì)輻射溫度計(jì)15進(jìn)行定位。
[0049]在此基礎(chǔ)上，控制裝置17通過使旋轉(zhuǎn)軸10繞旋轉(zhuǎn)軸線S旋轉(zhuǎn)，以此在使板材W旋轉(zhuǎn)的同時(shí)開始通過加熱器5對(duì)板材W的成型處A進(jìn)行加熱(步驟S3)?？刂蒲b置17獲得由輻射溫度計(jì)15檢測的成型處A的表面溫度，并且判定該成型處A的表面溫度是否為可成型的范圍內(nèi)的溫度(步驟S4)。例如，在使用由鈦合金(T1-6A1-4V)形成的板材W的情況下，例如可以將500?1000°C設(shè)定為可成型的范圍。
[0050]輸出調(diào)節(jié)器16以使由輻射溫度計(jì)15測定的板材W的表面溫度達(dá)到規(guī)定的溫度范圍內(nèi)的形式調(diào)節(jié)加熱器5的輸出。借助于此，基于實(shí)際的板材W的成型處A的溫度調(diào)節(jié)加熱器5的輸出，因此可以更適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)板材W的成型處A的溫度。又，在本實(shí)施形態(tài)中，通過輻射溫度計(jì)15測定加工工具4所抵接的板材W的第一主表面的表面溫度、即加熱器5所在的一側(cè)(背面?zhèn)?的相反側(cè)(表面?zhèn)?的板材W的表面溫度，因此輻射溫度計(jì)15不會(huì)干擾加熱器5，可以進(jìn)行高精度的溫度測定。然而，也可以以在成型處A測定板材W的第一主表面以及第二主表面的兩者的溫度的形式配置多個(gè)輻射溫度計(jì)15。
[0051]在成型處A的表面溫度為可成型的范圍內(nèi)的溫度的情況下(步驟S4中“是”)，使用加工工具4開始進(jìn)行成型處A的加工成型(步驟S5)。另一方面，在成型處A的表面溫度為可成型的范圍外的溫度的情況下(步驟S4中為“否”)，調(diào)節(jié)加熱器5的輸出直至成型處A的表面溫度達(dá)到可成型的范圍內(nèi)的溫度。
[0052]控制裝置17以使加熱器5與加工工具4的成型動(dòng)作同步(同時(shí))地移動(dòng)的形式控制加熱器5。另外，同步中包括使加熱器5隨著加工工具4的移動(dòng)而移動(dòng)、和在完成通過加熱器5進(jìn)行的加熱后(成型處A的表面溫度達(dá)到可成型的范圍內(nèi)后)開始進(jìn)行通過加工工具4進(jìn)行的成型(使加工輥與板材W的成型處A抵接)。借助于此，加熱器5隨著通過加工工具4進(jìn)行的成型動(dòng)作而移動(dòng)，因此可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的成型。又，能夠在通過加熱器5確實(shí)地加熱成型處A后通過加工工具4進(jìn)行成型，因此可以得到良好的成型品。
[0053]又，控制裝置17以使加工工具4相對(duì)于板材W以與由負(fù)荷測定器13檢測的負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的輸送速度相對(duì)移動(dòng)的形式控制加工工具4。具體而言，控制裝置17判定由負(fù)荷測定器13檢測的負(fù)荷是否在預(yù)先設(shè)定的可成型的范圍內(nèi)(步驟S6)。在判定為負(fù)荷在可成型的范圍內(nèi)的情況下(步驟S6中“是”)，繼續(xù)進(jìn)行加工。又，在判定為負(fù)荷在可成型的范圍外的情況下(步驟S6中為“否”)，執(zhí)行變更加工輥的輸送速度的控制(步驟S7)。變更加工輥的輸送速度的控制被重復(fù)執(zhí)行直至負(fù)荷達(dá)到可成型的范圍內(nèi)。
[0054]當(dāng)旋轉(zhuǎn)板材W時(shí)的相對(duì)于板材W的加工工具4的輸送速度快時(shí)，雖然成型速度快，但是負(fù)荷增大而發(fā)生裂紋或變形等的可能性提高。另一方面，當(dāng)輸送速度慢時(shí)，盡管負(fù)荷小，但是成型速度慢。因此，通過以使負(fù)荷在規(guī)定的范圍內(nèi)的形式控制加工工具4的輸送速度，以此可以在盡量不降低成型速度的情況下進(jìn)行適當(dāng)?shù)某尚汀?br> [0055]又，控制裝置17根據(jù)由位移傳感器14檢測的板材W的成型處A的位置信息、和從成型機(jī)控制器12得到的加熱器5的位置控制信息判定加熱器5與板材W的成型處A之間的距離h是否在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)(例如Imm?1mm)(步驟S8)。在加熱器5與成型處A之間的距離h在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)的情況下(步驟S8中“是”)，繼續(xù)進(jìn)行加工。又，在距離h不在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)的情況下(步驟S8中“否”)，以使加熱器5相對(duì)板材W進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)從而使該距離h達(dá)到預(yù)先設(shè)定的距離的形式控制加熱器5 (步驟S9)。
[0056]借助于此，即使在通過加工工具進(jìn)行成型時(shí)板材W在保持構(gòu)件I的旋轉(zhuǎn)軸線S方向上發(fā)生位移，也可以使加熱器5與板材W的成型處(加熱處)A之間的距離保持不變。尤其是，在如本實(shí)施形態(tài)那樣使用高頻感應(yīng)加熱用線圈61的加熱器5中，當(dāng)線圈61相對(duì)于板材W的成型處A的距離發(fā)生變化時(shí)，從線圈61施加于板材W的熱量較大地變化。因此，通過使加熱器5與板材W的成型處A之間的距離h保持不變，以此可以在加工時(shí)使對(duì)板材W的成型處A的加熱與加工狀態(tài)無關(guān)而保持不變。
[0057]在執(zhí)行這樣的控制的同時(shí)進(jìn)行成型。然后，控制裝置17執(zhí)行是否在每個(gè)規(guī)定的成型正時(shí)分別完成成型的判定(步驟S10)。在沒有完成成型的情況下(步驟SlO中“否”)，控制裝置17繼續(xù)進(jìn)行成型工序(步驟S3?S9)。在完成成型的情況下(步驟SlO中“是”)，控制裝置17終止處理。
[0058]在本實(shí)施形態(tài)中，不使用成型模具。取而代之，可以根據(jù)來自于位移傳感器14的位置信息掌握板材W的成型處A的位置，因此可以基于此適當(dāng)?shù)乜刂萍庸すぞ?以及加熱器5，可以將板材W高精度地成型為期望的形狀。又，可以根據(jù)來自于負(fù)荷測定器13的負(fù)荷信息掌握對(duì)板材W的成型處A的負(fù)荷大小，借助于此可以在不使用成型模具的情況下提高板材W的成型精度。
[0059]另外，在本實(shí)施形態(tài)中，說明了將高頻感應(yīng)加熱用線圈61作為加熱器5使用的結(jié)構(gòu)，但是不限于此，只要是能夠在以旋轉(zhuǎn)軸線S為中心與板材W上的加工工具4所抵接的位置位于同一圓周上的位置上，局部地加熱板材W上的與加工工具4所抵接的第一主表面相反側(cè)的第二主表面的加熱器即可。例如，也可以將摩擦加熱器作為加熱器5使用。
[0060]<第二實(shí)施形態(tài)>
以下說明本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的旋壓成型裝置。圖4是示出本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的旋壓成型裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。在本實(shí)施形態(tài)中，對(duì)于與第一實(shí)施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)以相同的符號(hào)并省略說明。本實(shí)施形態(tài)中的旋壓成型裝置102與第一實(shí)施形態(tài)的不同點(diǎn)在于如圖4所示，還具備在與加工工具4的抵接位置(成型處A)相比靠近徑向外側(cè)的位置(在成型進(jìn)行方向上位于板材W的未成型處側(cè)的位置(預(yù)加熱處B))上，預(yù)先加熱板材W的預(yù)加熱器7。另外，在圖4中關(guān)于與控制裝置17和負(fù)荷測定器13等的控制相關(guān)的結(jié)構(gòu)圖示省略。
[0061]在這里，成型進(jìn)行方向被定義為在板材W上通過加工工具4進(jìn)行成型的方向。在圖4的示例中，成型進(jìn)行方向是指從旋轉(zhuǎn)軸線S的徑向內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)的方向。在該情況下，預(yù)加熱器7配置在與加熱器5相比靠近旋轉(zhuǎn)軸線S的徑向外側(cè)的位置。
[0062]在本實(shí)施形態(tài)中，預(yù)加熱器7形成為對(duì)加熱器5所加熱的板材W的一側(cè)的相反側(cè)、且與相對(duì)板材W上的加熱器5所加熱的位置(成型處A)靠近旋轉(zhuǎn)軸線S的徑向外側(cè)的位置位于以旋轉(zhuǎn)軸線S為中心的同一圓周上的位置(預(yù)加熱處B)進(jìn)行加熱的結(jié)構(gòu)。S卩，預(yù)加熱器7形成為預(yù)先加熱板材W的未成型處的結(jié)構(gòu)。又，預(yù)加熱器7與加熱器5相同地采用通過高頻感應(yīng)加熱進(jìn)行的加熱方式，但是在預(yù)加熱器7中也可以采用通過燃燒器等進(jìn)行的加熱方式。例如，預(yù)加熱器7與加熱器5相同地包括在與旋轉(zhuǎn)軸線S正交的方向上形成為雙重圓弧狀的線圈。從旋轉(zhuǎn)軸線S至預(yù)加熱器7的距離大于從旋轉(zhuǎn)軸線S至加熱器5的距離，因此優(yōu)選的是預(yù)加熱器7的線圈的曲率半徑大于加熱器5的線圈61的曲率半徑。
[0063]預(yù)加熱器7以使預(yù)加熱處B的溫度達(dá)到預(yù)加熱處B不會(huì)因加工工具4對(duì)成型處A的按壓力的影響而變形的程度的溫度的形式調(diào)節(jié)輸出。例如，優(yōu)選的是進(jìn)行與加熱器5的加熱相比程度弱的加熱。另外，為了使預(yù)加熱器7的加熱能力低于加熱器5的加熱能力，而可以將預(yù)加熱器7的輸出設(shè)定為與加熱器5的輸出相比低的輸出，也可以在此基礎(chǔ)上或者取而代之，在相同輸出的加熱器中使預(yù)加熱器7和板材W之間的距離比加熱器5和板材W之間的距離長。又，優(yōu)選的是預(yù)加熱處B與成型處A相鄰。
[0064]通過預(yù)加熱器7預(yù)先加熱作為未成型處的預(yù)加熱處B，因此在通過加熱器5局部加熱時(shí)溫度上升變快。借助于此，在加工速度快或者板材W厚的情況下，也可以無需放慢加工速度便可有效地加熱至成型所需的溫度。
[0065]這樣的預(yù)加熱可以根據(jù)板材W的種類、板材W的板厚、加熱溫度、加工工具4的能力(例如加工輥的推力)適當(dāng)應(yīng)用。尤其是，可以根據(jù)板材W的板厚、板材W的表面和背面之間的表面溫度差、和加工工具4的能力之間的關(guān)系研究是否需要預(yù)加熱。圖5是示出板材的板厚與板材背面和表面的表面溫度差之間的關(guān)系的圖表。圖5示出在加熱器5所加熱的、由作為鈦合金的T1-6A1-4V形成的板材W的第二主表面的溫度為900°C的情況下第二主表面與第一主表面之間的溫度差(背面?zhèn)缺砻鏈囟纫槐砻鎮(zhèn)缺砻鏈囟?。
[0066]由圖5中的斜線所示的區(qū)域X (板厚Dth以上且表面溫度差Tth以上的區(qū)域)表示使用預(yù)加熱時(shí)有效的區(qū)域。該區(qū)域X隨著作為加工工具4的能力的一種的加工輥的推力而變化。即，當(dāng)加工輥的推力增大時(shí)，板厚的閾值Dth以及表面溫度差的閾值Tth成為更大的值。又，加工輥的推力減小時(shí)，板厚的閾值Dth以及表面溫度差的閾值Tth成為更小的值?？偠灾庸ぽ伒耐屏p小時(shí)，即使是更小的板厚或表面溫度差，也優(yōu)選的是進(jìn)行預(yù)加熱。
[0067]另外，在成型進(jìn)行方向?yàn)閺男D(zhuǎn)軸線S的徑向外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)的方向的情況下，預(yù)加熱器7加熱與相對(duì)板材W上的加熱器5所加熱的位置靠近旋轉(zhuǎn)軸線S的徑向內(nèi)側(cè)的位置位于以旋轉(zhuǎn)軸線S為中心的同一圓周上的位置，以此得到相同的效果。又，預(yù)加熱器7可以以任意形式進(jìn)行配置，只要能夠加熱與相對(duì)板材W上的加熱器5所加熱的位置靠近旋轉(zhuǎn)軸線S的徑向外側(cè)的位置位于以旋轉(zhuǎn)軸線S為中心的同一圓周上的位置即可。例如，也可以將預(yù)加熱器7以加熱板材W的與加熱器5相同的一側(cè)的形式進(jìn)行配置。又，在本實(shí)施形態(tài)中，預(yù)加熱器7配置于在以旋轉(zhuǎn)軸線S為中心的周方向上與加熱器5大致相同的位置上，但是也可以配置于在周方向上錯(cuò)開的位置上。
[0068]<第三實(shí)施形態(tài)>
以下說明本發(fā)明的第三實(shí)施形態(tài)中的旋壓成型裝置。圖6是示出本發(fā)明的第三實(shí)施形態(tài)的旋壓成型裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施形態(tài)的旋壓成型裝置103與第一實(shí)施形態(tài)的不同點(diǎn)在于如圖6所示還具備與板材W的未成型處抵接、且在與加工工具4的抵接位置相比靠近徑向外側(cè)的位置上支持板材W的輔助工具8。另外，在圖6中對(duì)于與控制裝置17和負(fù)荷測定器13等的控制相關(guān)的結(jié)構(gòu)省略圖示。
[0069]在本實(shí)施形態(tài)中，輔助工具8由通過與板材W的未成型處抵接而從動(dòng)旋轉(zhuǎn)的輔助輥構(gòu)成。然而，輔助工具8的結(jié)構(gòu)不限于如上述那樣的輥，只要形成為在與板材W抵接的狀態(tài)下不損傷板材W (抵接所產(chǎn)生的摩擦力小)的結(jié)構(gòu)即可。
[0070]通過使用這樣的輔助工具8，以此可以穩(wěn)定住板材W，從而高效地進(jìn)行加熱以及加工。即，通過輔助工具8保持板材W的未成型處，以此可以抑制在通過加工工具4進(jìn)行加工時(shí)所產(chǎn)生的板材W的外周緣在旋轉(zhuǎn)軸線S方向上的振動(dòng)。借助于此，可以使通過加熱器5進(jìn)行的加熱與板材W的成型位置無關(guān)而均一化。此外，可以使加工工具4施加于板材W的按壓力與板材W的成型處無關(guān)而均一化。因此，可以提高板材W的成型精度。
[0071]另外，輔助工具8可以以任意形式進(jìn)行配置，只要與板材W的未成型處抵接即可。例如，如圖6所示，輔助工具8可以設(shè)置于加工工具4所抵接的板材W —側(cè)的相同側(cè)上，也可以設(shè)置于相反側(cè)。又，輔助工具8可以設(shè)置一個(gè)，也可以設(shè)置多個(gè)。
[0072]以上，上述實(shí)施形態(tài)僅作為例示，不限于此。本發(fā)明通過權(quán)利要求進(jìn)行示出，并不限于上述說明的范圍，在與權(quán)利要求相同的含義以及范圍內(nèi)可以進(jìn)行任意的變更。例如，也可以將多個(gè)上述實(shí)施形態(tài)中的各結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行任意組合。
[0073]工業(yè)應(yīng)用性:
本發(fā)明的旋壓成型裝置以及旋壓成型方法通過適當(dāng)?shù)丶訜岚宀牡某尚吞?，以此在板材上不?huì)產(chǎn)生變形和裂紋等的情況下進(jìn)行成型，因此有應(yīng)用性。
[0074]符號(hào)說明:1保持構(gòu)件；
2支承治具；
3固定治具；
4加工工具；
5加熱器；
61線圈；
62磁芯；
63凸部；
7預(yù)加熱器；
8輔助工具；
10旋轉(zhuǎn)軸；
11感應(yīng)加熱電源；
12成型機(jī)控制器；
13負(fù)荷測定器；
14位移傳感器；
15輻射溫度計(jì)；
16輸出調(diào)節(jié)器；
17控制裝置；
101?103旋壓成型裝置；
P支承面；
Q加工工具的旋轉(zhuǎn)軸線；
S保持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸線；
W板材。
【權(quán)利要求】
1.一種旋壓成型裝置，是在使成型的板材繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行成型的旋壓成型裝置，具備: 包括安裝有所述板材的支承治具以及使所述板材與所述支承治具一起繞著所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的保持構(gòu)件； 通過與所述板材的第一主表面抵接，以此加工并成型板材的加工工具；和 加熱所述板材的加熱器； 所述加熱器形成為如下結(jié)構(gòu):以與所述加工工具之間夾著所述板材的形式配置在與所述加工工具相反的一側(cè)上，并在以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心與所述板材上的所述加工工具所抵接的位置位于同一圓周上的位置上，局部加熱所述板材的與第一主表面相反的一側(cè)的第二主表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋壓成型裝置，其特征在于，所述支承治具具有與所述板材上的由成型開始位置限定的圓相比小的尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋壓成型裝置，其特征在于，所述加熱器通過高頻感應(yīng)加熱進(jìn)行加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的旋壓成型裝置，其特征在于，具備在與所述板材上的所述加工工具的抵接位置相比靠近徑向外側(cè)的位置上預(yù)先加熱所述板材的預(yù)加熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的旋壓成型裝置，其特征在于，所述加熱器包括在與所述旋轉(zhuǎn)軸線正交的方向上形成為雙重的圓弧狀的線圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋壓成型裝置，其特征在于，所述加熱器包括從與所述板材相反的一側(cè)覆蓋所述線圈的磁性體的磁芯、和超過所述線圈以及所述磁芯向所述板材突出的非磁性體的凸部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的旋壓成型裝置，其特征在于，具備在與所述加工工具的抵接位置相比靠近徑向外側(cè)的位置上支持所述板材的輔助工具。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的旋壓成型裝置，其特征在于，具備以使所述加熱器相對(duì)于所述板材進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)從而使所述加熱器與所述板材的成型處之間的距離達(dá)到預(yù)先設(shè)定的距離的形式控制所述加熱器的控制裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的旋壓成型裝置，其特征在于，具備以使所述加熱器與通過所述加工工具進(jìn)行的成型動(dòng)作同步地移動(dòng)的形式控制所述加熱器的控制裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的旋壓成型裝置，其特征在于，具備: 在與所述加工工具的抵接位置位于以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心的同一圓周上的位置上測定所述板材的表面溫度的輻射溫度計(jì)；和調(diào)節(jié)所述加熱器的輸出的輸出調(diào)節(jié)器； 所述輸出調(diào)節(jié)器以使所述表面溫度達(dá)到規(guī)定的溫度范圍內(nèi)的形式調(diào)節(jié)所述加熱器的輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)所述的旋壓成型裝置，其特征在于，具備: 測定所述加工工具與所述板材抵接時(shí)的負(fù)荷的負(fù)荷測定器；和 以使所述加工工具相對(duì)于所述板材以與所述負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的輸送速度相對(duì)移動(dòng)的形式控制所述加工工具的控制裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項(xiàng)所述的旋壓成型裝置，其特征在于，所述板材由鈦合金形成。
13.一種旋壓成型方法，是在使成型的板材繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行成型的旋壓成型方法， 在將所述板材安裝于保持構(gòu)件的支承治具上且使該板材繞著所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使加工工具與所述板材的第一主表面抵接而加工并成型所述板材時(shí)，將加熱器以與所述加工工具之間夾著所述板材的形式配置在與所述加工工具相反的一側(cè)上，并在以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心與所述板材上的所述加工工具所抵接的位置位于同一圓周上的位置上，局部地加熱所述板材的與第一主表面相反的一側(cè)的第二主表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的旋壓成型方法，其特征在于，在與所述板材上的所述加工工具的抵接位置相比靠近徑向外側(cè)的位置上預(yù)先加熱所述板材。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的旋壓成型方法，其特征在于，使所述加熱器相對(duì)于所述板材進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)以使進(jìn)行所述局部的加熱的所述加熱器與所述板材的成型處之間的距離達(dá)到預(yù)先設(shè)定的距離。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任意一項(xiàng)所述的旋壓成型方法，其特征在于，使進(jìn)行所述局部的加熱的所述加熱器與通過所述加工工具進(jìn)行的成型動(dòng)作同步地移動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任意一項(xiàng)所述的旋壓成型方法，其特征在于，在與所述加工工具的抵接位置位于以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心的同一圓周上的位置上測定所述板材的表面溫度，并且以使該表面溫度達(dá)到規(guī)定的溫度范圍內(nèi)的形式調(diào)節(jié)進(jìn)行所述局部的加熱的所述加熱器的輸出。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任意一項(xiàng)所述的旋壓成型方法，其特征在于， 測定所述加工工具與所述板材抵接時(shí)的負(fù)荷；和 使所述加工工具相對(duì)于所述板材以與所述負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的輸送速度相對(duì)移動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B21D22/14GK104487185SQ201380039028
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月10日
【發(fā)明者】大岸秀之, 巖崎勇人, 今村嘉秀, 坂根雄斗, 辻敏郎, 北野博, 原一笵 申請人:川崎重工業(yè)株式會(huì)社