弯曲加工制品的制造方法及制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种弯曲加工制品的制造方法。其特征在于，即便是要求复杂的弯曲形状，或者是需要高强度金属材料的弯曲加工时，也可在确保高加工精度的同时，不损坏金属材料的表面性状，可加大弯曲加工的弯曲角度。将钢管(1)向其长度方向进给，并在第1位置(A)支承，同时在第2位置(B)局部加热被进给的钢管(1)，在第3位置(C)冷却钢管(1)被加热的部分，并且在包括第3位置(C)的钢管(1)的进给方向的上游侧空间的作业空间内向包括钢管(1)的进给方向的三维方向改变在第3位置(C)的下游区域(D)把持钢管(1)的把持单元(15)的位置，从而对钢管(1)的被加热部分施加弯矩，以制造向长度方向间断或连续具有三维弯曲的弯曲加工部的弯曲加工制品。

【技术实现步骤摘要】
本申请是国际申请日为2009年10月27日、国际申请号为PCT/JP2009/068381，国家申请号为200980143251.2、专利技术名称为弯曲加工制品的制造方法及制造装置的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及弯曲加工制品的制造方法及制造装置。更详细而言，本专利技术涉及在弯曲角度高的情况下也能够以高效且高尺寸精度制造弯曲加工制品的弯曲加工制品的制造方法及制造装置，该弯曲加工制品是通过进行弯曲方向呈三维变化的弯曲加工而制造成的。
技术介绍
近年来，考虑对地球环境的影响，要求轻量且高强度的构造用金属材料。对汽车车体安全性的要求变高，对汽车用部件轻量化以及高强度化的需求进一步提高。对汽车用部件的原材料，较以往提出了更高强度级别的要求。因此，例如，抗拉强度为780MPa以上、甚至900MPa以上的高张力钢板作为汽车用部件的原材料被广泛使用。伴随原材料的高强度化，促使人们重新考虑汽车用部件的构造。比如，为了制造具有复杂形状的高强度的汽车用部件，强烈要求开发用于以高精度加工弯曲加工制品的弯曲加工技术，该弯曲加工制品是通过进行弯曲方向呈三维变化的连续弯曲而制造成的。图4、图5均为表示本专利申请人为满足这种要求，通过专
利文献1揭示的专利技术涉及的弯曲加工装置0的概略的说明图。进给装置3从上游侧向下游侧进给被支承单元2支承为能向轴向自由移动的金属材料1。配置在支承单元2下游的高频加热线圈5将金属材料1局部加热到能淬火的温度区域。配置在高频加热线圈5下游的水冷装置6将金属材料1急速冷却。配置在水冷装置6下游的移动滚模4至少具有一组进给金属材料1的同时能够支承金属材料1的双辊4a。移动滚模4通过三维地移动对金属材料1的被加热的部分施加弯矩，从而对金属材料1进行弯矩加工。弯曲加工装置0能够在确保充分的弯曲加工精度的同时，以高作业效率制造出弯曲加工制品。该弯曲加工制品可向长度方向及/或与该长度方向交叉的面内的周向间断或者连续地具有三维弯曲的弯曲加工部和淬火部。该弯曲加工装置0能够既确保充分的弯曲加工精度，又有高作业效率地制造弯曲加工制品。专利文献1：国际公开WO2006/093006号
技术实现思路
本专利技术人为进一步改良通过专利文献1揭示的专利技术，进行了反复深刻的研究。图6是概念性地表示通过专利文献1揭示的加工方法的说明图。如图6所示，金属材料1一边被两对支承辊2支承一边被向左方向进给。该金属材料1通过由高频加热线圈5局部急速加热后由水冷装置6急速冷却而实施包括淬火的各种热处理。配置在水冷装置6的下游侧的移动滚模4以位移量H及倾斜角度θ进行三维移动。通过移动滚模4的该移动，对由高频加热线圈5加热的热加工部分1a付与弯矩。由于该部分1a通过弯矩变形，因此通过进给装置3被进给的金属材料1被连续地弯曲加工。本专利技术人为进一步提高通过该弯曲加工方法进行弯曲加工的制品的尺寸精度，即加工精度，进行了多次实验，调查了在该加工方法中加工精度低下的原因。结果，得到如下见解。(a)被加工及冷却的金属材料1由于在弯曲加工的开始最初和移动滚模4线接触而被支承，因此可以维持和移动滚模4的接触位置。(b)作用于金属材料1的通过了移动滚模4的部分的重力，伴随着加工的进行，不可避免地逐渐增加。(c)随该重力的增加，金属材料1以和移动滚模4线接触的位置为中心旋转。由于该旋转在被加热的部分1a产生过多的变形，因此降低金属材料1的加工精度。(d)不仅是上述重力的增加，由于高频加热线圈5的加热不均、水冷装置6的冷却不均导致的金属材料1的热变形，金属材料1的原材料的不一致性，甚至其它加工条件的微妙变动等各种各样的外界因素，使金属材料1进一步旋转，因此金属材料1的加工精度更加低下。(e)由于外界因素所导致的金属材料1的旋转，可通过追加设置的移动辊支承及约束金属材料1的通过了移动滚模4的部分来抑制，由此可抑制金属材料1的加工精度的低下。(f)由于移动滚模4和其它的装置之间发生干扰，以大的弯曲角度弯曲加工金属材料1是不可能的，并且，由于移动滚4a与金属材料1的表面强有力地接触，因此，造成金属材料1的表面性状的劣化、伤痕等，降低成品率及生产率。本专利技术人根据(a)～(f)这些见解，认识到通过专利文献1所揭示的专利技术有如下1～5所示的课题。(课题1)在通过移动滚模4进行三维移动来对金属材料1进行弯曲加工时，移动滚模4的辊4a与金属材料1的表面线接
触。因此，金属材料1的表面性状变化或者在辊4a的表面产生伤痕，因此需要频繁地更换辊4a。(课题2)移动滚模4的辊4a在由移动滚模4本体旋转自由地支承的同时与金属材料1的表面线接触。因此，由于金属材料1的自重等外界因素的影响，金属材料1的弯曲加工精度低下，得不到所期望的弯曲加工精度。(课题3)由于移动滚模4的辊4a的大小、该滚4a所附带的部件(夹紧装置、液压缸、气缸、辊卡盘、外壳等)的大小、加热装置的大小、甚至冷却装置的大小的原因，不能对金属材料1进行某规定角度以上的弯曲角度的弯曲加工。尤其是，金属材料1的弯曲半径小时，移动滚模、该辊所附带的部分等与金属材料1容易干扰，不能加工。(课题4)由于被加热的金属材料1的冷却介质的主要成分一般是水，因此该冷却介质会飞散，附着在移动滚模4的滑动部，导致该滑动部生锈，装置受损。进而，在被加热的金属材料1的表面产生氧化物(以下称作“氧化皮(scale)”)。之后，形成于金属材料1的表面的氧化皮的一部分在之后的冷却过程中混入冷却介质中，附着在移动滚模4、它的滑动部等。咬入于移动滚模4的氧化皮，是导致辊4a、制品的表面有缺陷的原因。如果辊4a受损，在制品上会周期性地产生缺陷。而且，移动滚模4的滑动部构成精密的定位机构。如果氧化皮附着在移动滚模4的滑动部而使该滑动部产生伤痕等，构成移动滚模4的机械部件自身的寿命就会缩短，并且，很难进行正确的定位。需要长时间中断生产而频繁地进行维修，或者需要进行用保护罩覆盖滑动部全体等的防尘对策。(课题5)汽车或汽车车体的构成部件从提高汽车组装精度的观点来看，要求更进一步提高尺寸精度。尤其从提高汽车
车体组装的生产性、提高汽车车体的刚性、甚至从抑制汽车车体的震动或噪音等的观点来看，取代以往的点焊，正在开始采用激光焊接。为了可靠地得到激光的焦深，提供给激光焊接的构成部件和提供给点焊的构成部件相比，要求更高的尺寸精度。因此，根据专利文献1揭示的专利技术所制造的部件，需要更加提高尺寸精度。本专利技术的目的是提供如下的作业效率优异的弯曲加工制品的制造方法及制造装置：在金属材料的弯曲加工时，要求复杂弯曲形状的情况下，甚至需要高强度的金属材料的弯曲加工的情况下，不损坏金属材料的表面性状，确保高加工精度，并且可以大大地确保弯曲加工的弯曲角度。本专利技术是一种加工弯曲制品的制造方法，其特征在于，将具有封闭截面形状的长的金属材料一边向其长度方向进给，一边在第1位置处支承该金属材料，并且在沿着该金属材料的进给方向的第1位置下游的第2位置处局部加热被进给的金属材料，在沿着金属材料的进给方向的第2位置下游的第3位置处冷却在第2位置被加热的部分，并且，在包括第3位置的所述金属材料的进给方向的上游侧空间的作业区域内，向至少包括金属材料的进给方向的三维方向改变在沿金属材料的进给方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弯曲加工制品的制造方法，其特征在于，该弯曲加工制品为汽车的构成部件，该制造方法中，一边将具有封闭截面形状的长的金属材料向其长度方向进给一边在第1位置支承该金属材料，并且，在沿着该金属材料的进给方向的所述第1位置下游的第2位置处局部加热被进给来的该金属材料，在沿着该金属材料的进给方向的所述第2位置下游的第3位置处冷却在所述第2位置被加热的部分，并且，把持单元一边在沿所述金属材料的进给方向的上述第3位置下游的区域，以抵接所述金属材料的外表面或者内表面地配置从而固定所述金属材料的方式把持所述金属材料，一边向至少包含所述金属材料的进给方向的三维方向移动，从而对所述金属材料的所述被加热的部分施加弯矩，从而制造向长度方向间断或连续地具有三维弯曲的弯曲加工部的弯曲加工制品，使用夹紧机构作为上述把持单元。

【技术特征摘要】
2008.10.28 JP 2008-2764941.一种弯曲加工制品的制造方法，其特征在于，该弯曲加工制品为汽车的构成部件，该制造方法中，一边将具有封闭截面形状的长的金属材料向其长度方向进给一边在第1位置支承该金属材料，并且，在沿着该金属材料的进给方向的所述第1位置下游的第2位置处局部加热被进给来的该金属材料，在沿着该金属材料的进给方向的所述第2位置下游的第3位置处冷却在所述第2位置被加热的部分，并且，把持单元一边在沿所述金属材料的进给方向的上述第3位置下游的区域，以抵接所述金属材料的外表面或者内表面地配置从而固定所述金属材料的方式把持所述金属材料，一边向至少包含所述金属材料的进给方向的三维方向移动，从而对所述金属材料的所述被加热的部分施加弯矩，从而制造向长度方向间断或连续地具有三维弯曲的弯曲加工部的弯曲加工制品，使用夹紧机构作为上述把持单元。2.一种弯曲加工制品的制造方法，其特征在于，该弯曲加工制品为汽车车体的构成部件，该制造方法中，一边将具有封闭截面形状的长的金属材料向其长度方向进给一边在第1位置支承该金属材料，并且，在沿着该金属材料的进给方向的所述第1位置下游的第2位置处局部加热被进给来的该金属材料，在沿着该金属材料的进给方向的所述第2位置下游的第3位置处冷却在所述第2位置被加热的部分，并且，把持单元一边在沿所述金属材料的进给方向的上述第3位
\t置下游的区域，以抵接所述金属材料的外表面或者内表面地配置从而固定所述金属材料的方式把持所述金属材料，一边向至少包含所述金属材料的进给方向的三维方向移动，从而对所述金属材料的所述被加热的部分施加弯矩，从而制造向长度方向间断或连续地具有三维弯曲的弯曲加工部的弯曲加工制品，使用夹紧机构作为上述把持单元。3.如权利要求1或2所述的弯曲加工制品的制造方法，其特征在于，所述弯曲加工制品朝着所述长度方向具有至少两个曲率半径互不相同的部分。4.如权利要求1或2所述的弯曲加工制品的制造方法，其特征在于，所述金属材料具有由圆形、椭圆形、长圆形、多边形、多边形和圆形的组合，或者多边形和椭圆形的组合构成的横截面形状。5.如权利要求1或2所述的弯曲加工制品的制造方法，其特征在于，所述金属材料具有由矩形构成的横截面形状。6.如权利要求1或2所述的弯曲加工制品的制造方法，其特征在于，所述把持单元通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：富泽淳，岛田直明，井上三郎，桑山真二郎，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，日铁住金钢管株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP