弯曲加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种以高生产率以及优异的尺寸精度来制造钢制的弯曲构件的弯曲加工装置。弯曲加工装置包括：第1支承机构，其一边进给钢管进给一边支承钢管；加热机构，用于对钢管的一部分或全部进行加热；冷却机构，通过冷却钢管的由加热机构加热了的部分而在钢管的一部分上形成高温部分；第2支承机构，通过一边支承钢管的至少一处一边向二维或三维方向移动，而对高温部分施加弯矩，从而将钢管弯曲加工为所希望的形状；以及防止变形机构，用于防止钢管的变形，其中，第2支承机构以及防止变形机构中的至少一者具有夹具，该夹具包括具有圆形、多边形或异形形状的横截面的筒状体，用于把持钢管。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种以高生产率以及优异的尺寸精度来制造钢制的弯曲构件的弯曲加工装置。弯曲加工装置包括：第1支承机构，其一边进给钢管进给一边支承钢管；加热机构，用于对钢管的一部分或全部进行加热；冷却机构，通过冷却钢管的由加热机构加热了的部分而在钢管的一部分上形成高温部分；第2支承机构，通过一边支承钢管的至少一处一边向二维或三维方向移动，而对高温部分施加弯矩，从而将钢管弯曲加工为所希望的形状；以及防止变形机构，用于防止钢管的变形，其中，第2支承机构以及防止变形机构中的至少一者具有夹具，该夹具包括具有圆形、多边形或异形形状的横截面的筒状体，用于把持钢管。【专利说明】弯曲加工装置本申请是于2010年5月17日提出的申请号为201080032819.6 (国际申请号为PCT/JP2010/058300)、专利技术名称为“弯曲加工装置”的专利技术申请的分案申请。
本专利技术涉及一种弯曲加工装置。具体而言，本专利技术涉及一种用于通过对具有闭合截面的长的金属制的坯料进行二维或三维的弯曲加工而制造弯曲构件的弯曲加工装置。
技术介绍
具有弯曲形状的金属制的强度构件、加强构件或结构构件被用于汽车、各种机械等。上述弯曲构件要求高强度、轻量且小型等。以往以来，该种弯曲构件例如利用焊接冲压加工品、冲切厚板以及锻造等而制造。但是，难以使利用上述制造方法制造的弯曲构件进一步轻量化以及小型化。例如在非专利文献I中公开如下内容，即，利用所谓的管材液压成形技术(tubehydro-forming)制造该种弯曲构件。在非专利文献I中的第28页中公开如下内容，即，由于在管材液压成形方法中存在对作为坯料的材料的开发、对可以成形的形状的自由度的扩大等各种各样的课题，因此今后需要进一步的开发。本 申请人:以前通过专利文献I公开了一种弯曲加工装置。图13是示意性地表示该弯曲加工装置O的说明图。如图13所示，弯曲加工装置O —边利用例如使用滚珠丝杆的进给装置3将由支承部件2支承成向作为坯料的钢管I的轴向移动自如的钢管I从上游侧朝向下游侧地进给，一边(a)在支承部件2的下游利用高频加热线圈5将钢管I快速地加热至可以局部地进行淬火的温度范围，并(b)利用配置于高频加热线圈5的下游的水冷装置6快速冷却钢管1，且(c)通过对具有至少I组能够一边进给钢管I 一边支承钢管I的辊对4a的可动滚模4的位置进行二维或三维改变，而对钢管I的被加热了的部分施加弯矩从而进行弯曲加工，由此，弯曲加工装置O能确保充分的弯曲加工精度，且以高作业效率来制造弯曲构件8。以往技术文献专利文献专利文献1:国际公开W02006/093006号非专利文献非专利文献1:汽车技术Vol.57，N0.6，200323页?28页
技术实现思路
专利技术要解决的问题对于弯曲加工装置O而言，如果进给装置3没有适当地保持钢管I的前端、后端，则具有以下列举的课题(a)?(e)。(a)弯曲构件8没有充分的尺寸精度。(b)在弯曲加工时需要很大的加工力。弯曲构件8的成品率降低。而且，在高温状态下暴露于大气中的钢管I的内部发生氧化，弯曲构件8的品质降低。(c)从水冷装置6向钢管I喷射的冷却水进入到钢管I的内部，由此，会阻碍钢管I在高频加热线圈5的作用下升温，因此弯曲构件8的尺寸精度降低。(d)阻碍钢管I依次通过支承部件2、高频加热线圈5以及水冷装置6，变得无法对钢管I进行弯曲加工。(e)钢管I的保持部由高频加热线圈5加热至可以产生变形的温度，由此，弯曲构件8的尺寸精度降低。本专利技术的目的在于提供一种弯曲加工装置，用于解决弯曲加工装置O所具有的上述的课题(a)?(e)，并以比弯曲加工装置O更高的生产率以及更优异的尺寸精度来制造具有闭合截面的长的金属制的弯曲构件。用于解决问题的方案本专利技术人基于通过以下方法能够解决上述课题(a)?(e)这样的见解完成了本专利技术，即，(i)弯曲加工装置O的进给装置3、配置于钢管I的进给方向上的可动滚模4下游的防止变形装置等具有筒状的夹具，该夹具配置于钢管I的内部或外部且用于把持钢管I;以及(ii)将该夹具的形状、结构以及功能最优化。本专利技术的弯曲加工装置的特征在于，包括下述第I支承机构、加热机构、冷却机构、第2支承机构以及防止变形机构，并且第2支承机构和/或防止变形机构中的至少一者具有下述夹具。第I支承机构:其配置于第I位置，一边进给空心的金属材料一边支承金属材料。加热机构:其配置于金属材料的进给方向上的第I位置下游的第2位置，对被进给的金属材料的一部分或全部进行加热。冷却机构:其固定并配置于金属材料的进给方向上的第2位置下游的第3位置，通过冷却被进给的金属材料的由加热机构加热了的部分而在金属材料的一部分上形成高温部分。第2支承机构:其配置于金属材料的进给方向上的第3位置下游的第4位置，通过一边支承被进给的金属材料的至少一处一边向二维或三维方向移动，而对金属材料的高温部分施加弯矩，从而将金属材料弯曲加工为所希望的形状。防止变形机构:其配置于金属材料的进给方向上的第4位置下游的第5位置，用于防止被进给的金属材料的变形。夹具:其包括具有圆形、多边形或异形形状的横截面的筒状体，用于把持金属材料。在本专利技术中，(I )还包括用于将金属材料向该金属材料的长度方向进给的进给机构，且优选包括具有上述夹具的进给机构，或(II)优选第I支承机构将金属材料向该金属材料的长度方向进给。在本专利技术中，优选夹具插入设置于金属材料的内部且与金属材料的内表面抵接，进一步优选筒状体的外围尺寸是扩大自如的。在本专利技术中，优选夹具设置于金属材料的外部且与金属材料的外表面抵接，并且优选筒状体的内周尺寸是缩小自如的。在本专利技术中，通过夹具密封金属材料的内部或通过夹具使金属材料的内部为正压，能够防止冷却水进入金属材料的内部，因此优选夹具密封金属材料的内部或夹具使金属材料的内部为正压。在本专利技术中，通过在金属材料的内部封入非活性气体等而能够防止金属材料的内部的氧化，所以进一步优选在金属材料的内部封入非活性气体等。在本专利技术中，优选筒状体设置为，该筒状体的中心轴线与金属材料的中心轴线大致一致，或筒状体具有与金属材料的外围尺寸大致一致的外围尺寸。在本专利技术中，优选筒状体具有由高硬度材料形成的夹具卡爪以及开闭杆。在本专利技术中，优选筒状体具有在周向上被分割了的多个构成构件，以及配置于相邻配置的两个构成构件之间的绝缘构件。在本专利技术中，优选筒状体具有非磁性。具体而言，优选筒状体例如由陶瓷、SUS304等奥氏体系不锈钢以及镍合金形成。而且，在本专利技术中，优选筒状体具有层压结构。“层压结构”是指通过叠置较薄的金属板而形成的结构。由高频引起的感应电流不易在具有层压结构的筒状体中流动，由此，夹具不易被感应加热。专利技术的效果利用本专利技术能解决上述的课题(a)?(e)。因此，根据本专利技术，能够确保充分的尺寸精度，并以高作业效率且可靠地制造具有二维或三维弯曲的形状的金属制的强度构件、加强构件或结构构件。【专利附图】【附图说明】图1是表示本专利技术的弯曲加工装置的构成例的立体图。图2是表示第I工业用机器人、第2工业用机器人、支承加热线圈机器人或第3工业用机器人的构成例的说明图。图3的(a)是示意性地表示在利用第2工业用机器人作为第2支承部件直接抓持钢管的情况下的作为执行器的长的夹具的说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弯曲加工装置，其特征在于，包括下述第1支承机构、加热机构、冷却机构、第2支承机构以及防止变形机构，并且上述第2支承机构具有下述夹具：第1支承机构：其配置于第1位置，一边进给空心的金属材料一边支承该金属材料；加热机构：其配置于上述金属材料的进给方向上的上述第1位置下游的第2位置，用于对被进给的上述金属材料的一部分或全部进行加热；冷却机构：其配置于上述金属材料的进给方向上的上述第2位置下游的第3位置，通过冷却被进给的上述金属材料的由上述加热机构加热了的部分而在上述金属材料的一部分上形成高温部分；第2支承机构：其配置于上述金属材料的进给方向上的上述第3位置下游的第4位置，通过一边支承被进给的上述金属材料的至少一处一边向二维或三维方向移动，而对上述高温部分施加弯矩，从而将上述金属材料弯曲加工为所希望的形状；以及，夹具：其包括具有圆形、多边形或异形形状的横截面的筒状体，用于把持上述金属材料。

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