本发明专利技术提供一种具有弯曲半径例如是壁厚的1倍～5倍这样的微小的弯曲半径的弯曲构件、弯曲构件的制造装置和制造方法。在沿方管(16)的长度方向相对进给该方管(16)的状态下利用配置在第一位置(A)的第一支承装置(11)支承方管(16)，利用配置在第二位置(B)的加热装置(12)将方管(16)局部加热，利用配置在第三位置(C)的冷却装置(13)进行冷却，并且，在进行加工时，使配置在下游的区域(D)的剪切力施加装置(14)向方管(16)的进给方向和与加热装置(12)所加热的方管(16)的长度方向上的一个横断面大致平行的方向这两个方向同时二维或三维地移动，从而对方管(16)的被加热了的部分施加剪切力来进行加工，制造弯曲构件(21)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。具体而言，本专利技术涉及一种具有弯曲半径例如是壁厚(坯料的板厚)的I倍 5倍这样的极小弯曲部的。
技术介绍
期望有一种高强度、轻量且小型的、使用在汽车、各种机械等中的具有弯曲形状的金属制的强度构件、加强构件或结构构件。以往，这种弯曲构件是利用冲压加工品的焊接、 厚板的冲裁以及锻造等来制造的。很难使利用这些制造方法制造成的弯曲构件进一步轻量化和小型化。在非专利文献I中公开了利用所谓的管件液压成形(tube hydroforming)法来制造该种弯曲构件。在非专利文献I的第28页公开了存在有作为坯料的材料的研发、能够成形的形状的自由度扩大等这样的课题。为了利用管件液压成形法制造该种弯曲构件，需要今后更进一步的研发。本申请人利用专利文献I公开了弯曲加工装置。图7是示意性表示弯曲加工装置 I的概略的说明图。如图7所示，弯曲加工装置I在利用未图示的进给装置从上游侧朝向下游侧沿箭头方向进给钢管2的状态下在支承单元3、3的下游如下面说明的那样对钢管2进行弯曲加工，从而制造钢制的弯曲构件7，上述钢管2被一对支承单元3、3以能沿钢管2的轴向自由移动的方式支承。在支承单元3、3的下游，高频加热线圈4将钢管2的局部迅速加热至能够淬火的温度区域。配置在高频加热线圈4的下游侧的水冷装置5将钢管2迅速冷却。至少具有一组能够进给并支承钢管2的一对辊6a、6a的可动辊模6三维(有时二维)地改自身的位置， 从而对钢管2的高温部分2a施加弯曲力矩。因此，弯曲加工装置I能够以高工作效率制造弯曲构件7。在非专利文献2中公开了以下技术，S卩，在连续地进给椭圆的金属材料并用支承装置以自由移动的方式支承进给来的金属材料的状态下，利用配置在支承装置的下游的高频加热装置进行迅速加热和利用配置在紧接着该高频加热装置的下游的水冷装置进行迅速冷却，并且通过在利用配置在水冷装置的下游的能二维旋转的臂抓住该金属材料的状态下使臂进行旋转来对金属材料的高温部分施加弯曲力矩，从而对金属管进行无模弯曲加工。另外，非专利文献2公开的技术并不是如专利文献I公开的专利技术那样二维或三维地加工成复杂的弯曲形状，也不是意图利用淬火达到高强度化。在非专利文献2中公开了以下内容，S卩，通过在沿坯料的长度方向进给该坯料的状态下对该坯料进行局部地迅速加热和冷却，而获得的弯曲加工成弯曲半径恒定的二维形状的弯曲构件的各部分的尺寸，该坯料是具有中空的闭合截面形状且在长度方向上一体地构成的金属制的长条扁平的坯料。根据本专利技术人的研究结果，采用专利文献I公开的弯曲加工装置、非专利文件2公开的技术能够制造具有弯曲半径例如是金属管的直径(矩形截面的情况下是弯曲方向的边长)的I倍 2倍的弯曲部的弯曲构件。但是，利用该技术，很难以低成本大量生产例如汽车的车体结构构件、行走部分构件这样的多用于汽车的各种部件这样的、具有极小的弯曲半径(例如是壁厚的I倍 5倍)的弯曲部的弯曲构件。图8是表示由专利文献I、非专利文献2公开的弯曲加工前后的、被加工件的截面的尺寸变化的说明图。图8所示的例子表示在进行了弯曲半径Rl的第一次弯曲加工之后向相反方向进行弯曲半径R2的弯曲加工的情况。如图8所示，当对宽度Wtl、高度Htl的矩形截面的异形管8a施加弯曲力矩以进行弯曲加工时，与弯曲加工前的宽度Wtl相比，作为弯曲加工后的产品的弯曲构件8b的宽度减少了微量A W，变成W1 ( = Wtl-AWh另外，与弯曲加工前的高度Htl相比，作为弯曲加工的内周侧的B侧的高度Hb增加了微量A H (Hb = H0+ A H)，与此相对，与弯曲加工前的高度Htl相比，作为弯曲加工的外周侧的A侧的高度Ha减少了微量AH’ (Ha = H0-AHMo同样，如专利文献2所公开的那样，当对具有中空的闭合截面形状且在长度方向上一体地构成的金属制的长条扁平的坯料8a进行弯曲加工以制造弯曲构件8b时，在进行了弯曲加工的部分处，截面的宽度和高度与弯曲加工前的尺寸相比发生了变化。弯曲内周侧发生褶皱且截面形状变形，由此导致弯曲构件8b的尺寸精度降低。该尺寸精度的降低程度被弯曲加工前的坯料8a的尺寸(宽度Wtl、高度Htl、壁厚t等)、弯曲加工的条件(弯曲半径R、加热宽度b等)所影响。特别是在欲利用专利文献I公开的弯曲加工装置、非专利文献2公开的技术来制造具有极小的弯曲半径R(例如壁厚的I倍 5倍)的弯曲部的弯曲构件时，弯曲加工成的弯曲构件的尺寸精度大幅降低，不能制造具有优异尺寸精度的弯曲构件。在非专利文献3中公开了以下技术，S卩，在用冷加工对钢管的隆起进行约束的上下分型模的内部，配置SUS304不锈钢管，对钢管加载内压P，用载荷F沿轴向按入端面并使外模在与该钢管正交的方向上移动，从而在钢管的相对于轴线成45°的面上发生剪切变形，并且，通过使该变形位置随外模的移动而连续地移动来制造被加工成弯曲部的半径极小的曲柄状的不锈钢管。专利文献I :国际公开第2006/093006号文献非专利文献I :汽车技术Vol. 57，No. 6，2003第23 28页非专利文献2 :塑性与加工(日本塑性加工学会期刊)第28卷第313号(1987-2第214 221页异形管的无模弯曲)非专利文献3 :塑性与加工(日本塑性加工学会期刊)第35卷第398号(1994-3第232 237页一种将管弯曲成零半径的加工技术)由非专利文献3公开的技术是将作为坯料的不锈钢管配置在上下分型模的内部，一边对该不锈钢管的内部施加压力一边用冷加工进行弯曲加工。因此，为了实施该技术，至少需要与弯曲形状相对应的上下的分型模和用于对钢管的内部施加压力的压力施加装置。 因而，在利用该技术大量生产多种弯曲构件的情况下，无法避免制造成本的大幅上升。另外,在非专利文献3中，的确记载了能够对外径是22. 2mm、壁厚是Imm和0. 3mm的SUS304不锈钢管进行弯曲部的半径极小的弯曲加工。但是，由于是冷加工，因而当对高强度材料进行相同的弯曲加工时，存在加工坯料发生裂纹的危险。特别是很难利用该技术对980MPa以上的坯料进行加工。另外，即使避免了裂纹，由于强度较高的钢管、壁厚较大的钢管成形时所需的加工载荷变得极大，因而不得不将加工设备制成相当大的设备，设备成本显著上升。因此，即使利用非专利文献3公开的专利技术，也很难以低成本大量生产具有极小的弯曲半径(例如是壁厚的I倍 5倍)的弯曲部的弯曲构件，进而不能加工高强度的管坯
技术实现思路
本专利技术的目的是以低成本可靠地提供一种具有弯曲半径例如是壁厚的I倍 5倍这样的微小的弯曲半径的弯曲部、且完全不会发生由于在该弯曲部的内周侧发生的褶皱、截面形状的变形而引起的尺寸精度的降低的弯曲构件，由此，能谋求提高例如汽车的车体结构构件、行走部分构件这样的汽车的各种部件的设计的自由度，并且谋求这些各种部件的进一步低成本化和轻量化。本专利技术人基于若能够以热加工或温热加工来实施非专利文献3公开的专利技术则能够解决上述课题的这种认识反复进行了深入研究。其结果，本专利技术人发现通过使图7中的一对辊6a、6a以能够对钢管2的被加热面施加剪切应力来进行加工的方式二维或三维地移动，能够以低成本可靠地大量生产具有弯曲半径例如是壁厚的I倍 5倍这样的微小的弯曲半径的弯曲部且不会发生由于在该弯曲部的内周侧发生本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：富泽淳，窪田纮明，桑山真二郎，井上三郎，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，住友钢管株式会社，
类型：发明
国别省市：
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