JP2000237828A

JP2000237828A - 超塑性ブロー成形方法

Info

Publication number: JP2000237828A
Application number: JP11041778A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Suzuki; 信行鈴木; Toru Chinishi; 徹地西
Original assignee: Japan Aircraft Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Japan Aircraft Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2000-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】超塑性ブロー成形において、製品の肉厚を均一
化できるとともに、工程が簡単で能率的な成形方法を提
供する。【解決手段】肉厚調整中間成形工程において、最終成形
形状に至る中間的な形状であって、最終形状における肉
厚の減少する部分に対応した部分６が肉厚となるような
中間形状に被加工部材Ｗを超塑性ブロー成形し、この後
に金型７，８内のキャビテイ１０内で最終的な形状に超
塑性ブロー成形を行い、均一な肉厚の製品を成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チタン合金、アル
ミニウム合金、その他の超塑性材料をブロー成形により
超塑性成形する方法に関する。さらに特定すれば、本発
明は上記のような超塑性ブロー成形において、被加工部
材の肉厚の減少を制御し、より均一な肉厚の製品を製造
することができる超塑性ブロー成形方法を提供するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来から、チタン合金、アルミニウム合
金等の超塑性材料を超塑性変形させる成形方法として、
超塑性ブロー成形方法が知られている。従来の超塑性ブ
ロー成形の例を図２２および図２３を参照して説明す
る。この例は、板状の被加工部材を略半球状に膨出加工
する場合のものである。

【０００３】すなわち、まず超塑性材料からなる板状の
被加工部材Ｗを金型１０１,１０２内に収容する。一方
の金型１０１には、この被加工部材Ｗを成形する最終的
な形状、すなわち半球状の金型キャビテイ１０３が形成
されている。

【０００４】そして、この被加工部材Ｗを超塑性を示す
温度まで加熱し、他方の金型１０２に形成されたノズル
１０４から高圧ガス等の加圧流体を供給する。そして、
この流体圧により、この板状の被加工部材Ｗは超塑性変
形して膨出し、金型キャビテイ１０３の内面に密着し、
所定の半球状の形状に成形される。

【０００５】このような超塑性ブロー成形は、金型の構
造が簡単で金型のコストを低減できるとともに、最終形
状までの変形の途中で金型に拘束されることが少なく、
超塑性変形の特性を十分に生かして複雑な形状の成形が
可能である等の長所を有するものである。

【０００６】しかし、このような超塑性ブロー成形で
は、成形の際に肉厚の減少が発生するという問題があ
る。たとえば、上記の例のように半球状の形状に成形す
る際には、この半球部分の中心部の肉厚が大きく減少し
てしまう不具合がある。

【０００７】従来から、このような肉厚の減少を補償
し、より均一な肉厚の製品を成形するために、各種の方
法が考えられている。たとえば、上記の被加工部材Ｗを
機械加工により切削または研削し、中央部を厚肉とし、
周辺部が薄肉となるように予備加工しておき、上記のよ
うな肉厚の減少を補償する方法がある。しかし、このよ
うな方法は、工程が複雑であるとともに加工能率が低
く、成形のコストが大幅に上昇するという不具合があ
る。また、被加工部材Ｗが薄板材の場合には、その剛性
が低いため、正確な機械加工が困難である等の不具合が
あった。

【０００８】また、別の方法として、たとえば上記のよ
うな成形加工の場合に、他方の金型１０２にも金型キャ
ビテイを形成しておき、被加工部材Ｗの両側に交互に流
体圧を作用させ、この板状の被加工部材を一方側および
他方側に交互に膨出変形させ、これによりこの被加工部
材Ｗの各部の超塑性変形の伸び量を制御しながら最終の
成形形状まで変形させ、各部の肉厚をより均一にする方
法もある。

【０００９】しかしながら、この方法は各部の伸び量の
制御が困難であるとともに、この被加工部材が一方側か
ら他方側に交互に反転して膨出する必要があるため、薄
い板状の被加工部材を比較的浅い形状の皿状の形状に成
形加工する場合にしか適用できない等の不具合があっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の事情に
基づいてなされたもので、超塑性材料からなる被加工部
材を超塑性ブロー成形する方法において、肉厚をより正
確かつ確実に制御し、より均一な肉厚の製品を成形する
ことが可能であり、また工程が簡単で能率的であり、さ
らに被加工部材の初期の形状や最終的な成形形状が制約
されることがない超塑性ブロー成形方法を提供するもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、最終的な成形形状に至るまでの中間的な形状であっ
て、最終的な成形形状において肉厚が減少する部分に対
応した部分が厚肉となるような中間形状に被加工部材を
超塑性ブロー成形する肉厚調整中間成形工程と、上記の
中間形状に成形された被加工部材を最終的な成形形状に
超塑性ブロー成形する最終成形工程とを備えたことを特
徴とするものである。

【００１２】従って、この肉厚調整中間成形工程におい
て、最終的な成形形状における肉厚の減少する部分に対
応した部分が厚肉となった中間形状に形成されるので、
最終形状の肉厚減少を補償してより均一な肉厚で最終的
な成形形状に成形することができる。

【００１３】また、この中間形状は、被加工部材の加工
初期の形状から最終的な成形形状に至るまでの中間的な
形状であるため、この被加工部材が不所望に過大に変形
する必要はなく、また一方側から他方側に反転しながら
変形するような必要もない。さらに、この被加工部材の
初期の形状がたとえば薄板状に限定されることはなく、
また最終的な成形形状も浅皿状のものに限定されず、任
意の最終形状に成形加工することができる。

【００１４】また、請求項２に記載の本発明は、前記の
被加工部材は超塑性材料で形成された板状の部材であ
り、前記の肉厚調整中間成形工程および最終成形工程
は、この被加工部材を金型内に収容するとともに、この
被加工部材の一方側に流体圧を作用させ、この流体圧に
より被加工部材を他方側に膨出させて金型内面に密着さ
せるものである。

【００１５】したがって、肉厚調整中間成形工程および
最終成形工程の両方の工程において、この板状の被加工
部材はともに一方側にのみ膨出変形するので、この被加
工部材は反転しながら変形する必要はなく、最終形状ま
で変形する際の変形量が少なく、容易に無理なく成形が
でき、また比較的厚い板材の被加工部材でも成形加工で
きる。

【００１６】また、請求項３に記載の本発明は、前記の
被加工部材は超塑性材料で形成された中空管状の部材で
あり、前記の肉厚調整中間成形工程および最終成形工程
は、この被加工部材を金型内に収容するとともに、この
中空管状の被加工部材の内部に流体圧を作用させ、この
流体圧により被加工部材を外側に膨出させて金型内面に
密着させるものである。

【００１７】従って、このような管状の被加工部材で
も、これを膨出させて肉厚が均一な中空容器状の製品を
簡単かつ正確に成形加工することができるまた、請求項
４に記載の本発明は、前記の最終成形工程における最終
的な成形形状は略球面状の形状であり、また前記の肉厚
調整中間成形工程における中間形状は略円筒形であるこ
とを特徴とするものである。

【００１８】一般に、被加工部材を略球状に超塑性ブロ
ー成形する場合には、中心部が大きく引き伸ばされて肉
厚の減少が大きい。また、一般に被加工部材を円筒形に
超塑性ブロー成形する場合には、その周壁部と比較して
底部または端壁部が大きく引き伸ばされ、肉厚が大きく
減少する。従って、肉厚調整中間成形工程における中間
形状をこのような円筒形とすることにより、球面状の最
終形状の肉厚減少の傾向を効果的に相殺し、肉厚が均一
な製品を成形することができる。また、中間形状が円筒
形であるため、その形状が単純でかつ金型の加工が容易
であり、肉厚調整中間成形工程に使用する金型の製造コ
ストも大幅に低減する。

【００１９】また、請求項５に記載の本発明は、前記の
肉厚調整中間成形工程は、前記の被加工部材の一部を優
先的に超塑性変形させて最終的な成形形状の一部に略合
致した最終形状部分を形成し、この最終形状部分以外の
未成形部分を厚肉のまま残存させておくものであり、ま
た前記の最終成形工程は、上記の未成形部分を最終的な
形状まで超塑性変形させるものである。

【００２０】従って、より能率的に成形を行うことがで
き、また最終形状の一部が肉厚調整中間成形工程で成形
されるので、被加工部材の伸び、肉厚の制御も容易とな
り、より正確かつ確実な成形が可能となる。

【００２１】また、請求項６に記載の本発明は、前記の
肉厚調整中間成形工程は、被加工部材の一部を変形不能
に金型内に保持させておき、この一部を厚肉部分として
この被加工部材を中間形状に超塑性変形させるものであ
る。

【００２２】従って、この肉厚調整中間成形工程に使用
する金型の構造が簡単となり、その製造コストをより低
減することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし図５を参照して
本発明の第１の実施形態を説明する。この実施形態は、
板状の被加工部材を略半球状の形状に超塑性ブロー成形
をする場合のものである。

【００２４】図１および図２には、肉厚調整中間成形工
程を示す。まず、超塑性材料からなる板状の被加工部材
Ｗを中間成形用の金型１，２内に収容する。この金型の
一方の金型１には、浅皿形、すなわち短い円筒状のキャ
ビテイ３が形成されており、また他方の金型２には、高
圧ガス等の流体圧を導入するためのノズル４が形成され
ている。

【００２５】上記のキャビテイ３の形状は、被加工部材
Ｗが中間形状に成形された場合の肉厚に所定の肉厚分布
を与えるために、その径や深さの比率が適宜設定されて
いる。また、この実施形態の場合には、このキャビテイ
３の周壁部にテーパが与えられており、成形後に被加工
部材Ｗを引き抜くための抜き勾配と、成形時の超塑性変
形の際の材料の流れを調整する作用をなす。

【００２６】次に、この金型１，２および被加工部材Ｗ
を加熱炉等に収容し、この被加工部材Ｗを超塑性を生じ
るような温度に加熱する。そして、上記のノズル４から
高圧ガス等の流体圧を導入し、この流体圧によりこの被
加工部材Ｗを超塑性変形させて一方側に膨出変形させ、
図２に示すようにキャビテイ３の内面に密着させる。

【００２７】これにより、この被加工部材Ｗを所定の中
間形状に成形する。

【００２８】上記のような中間形状、すなわち短い円筒
状に塑性変形する際には、被加工部材Ｗのうち、キャビ
テイ３の周壁部に対応した部分の伸びが大きく、この部
分が優先的に引き伸ばされるので、この周壁部５の肉厚
が減少する。これに対して、底壁部６では変形量が小さ
く、肉厚の減少は小さい。この結果、この底壁部６が厚
肉部となる。なお、周壁部５と底壁部６との境界の隅部
では、変形量が大きいので薄肉となり、この底壁部６
は、中心部が肉厚が厚く、周辺部程肉厚の薄くなるよう
な肉厚分布となる。

【００２９】次に、このような中間形状に成形された被
加工部材Ｗを金型から取り出し、図３に示すような最終
成形用の金型７，８内に収容する。この金型の一方の金
型７には、金型キャビテイ１０が形成され、また他方の
金型８には、高圧ガス等の流体圧を導入するノズル９が
設けられている。

【００３０】上記のキャビテイ１０は、その上部に前記
の中間形状に成形された被加工部材Ｗが密嵌し、また下
部は最終的な成形形状に対応した半球状の形状に形成さ
れている。

【００３１】そして、この金型７，８および被加工部材
Ｗを加熱炉等に収容し、この被加工部材Ｗを超塑性を生
じる温度まで加熱する。そして、上記のノズル９から高
圧ガス等の流体圧を導入し、この流体圧により被加工部
材Ｗの底部６を超塑性変形させ、半球状のキャビテイ１
０の内面に密着させ、所定の半球形状、すなわち最終的
な形状に成形する。

【００３２】前述したように、板状の被加工部材を半球
状に膨出成形した場合には、中心部が大きく引き伸ばさ
れて肉厚が減少する。しかし、上記のように、この被加
工部材Ｗの底部６は、上記の肉厚調整中間成形工程でそ
の中心部の肉厚が厚く、周辺部では肉厚が薄くなるよう
な肉厚分布となっている。したがって、このような肉厚
分布が膨出の際の肉厚の減少と相殺され、均一な肉厚の
最終的な形状に成形される。

【００３３】なお、図５には、この第１の実施形態の方
法で試作した製品の実際の肉厚分布の測定結果を示す。
この試作品は、超塑性仕様の７４７５アルミニウム合金
からなる厚さ１．５ｍｍの板状の被加工部材を、半径１
６０ｍｍの半球形に成形した場合のものである。

【００３４】この図５は、中心Ｃからの距離と板厚とを
示すものである。図中の破線Ｂは、中間形状に成形され
た場合の被加工部材Ｗの底部６の肉厚分布を示し、中心
部ほど厚肉となる分布となっている。また、図中の実線
Ａは、半球状の最終形状に成形された製品の肉厚分布を
示し、ほぼ一定の肉厚分布となっていることが明らかで
ある。

【００３５】この実施形態では、肉厚調整中間成形工程
での中間形状が上記のように短い円筒状をなしている。
従って、上記のように、最終的な形状における肉厚の減
少を効果的に相殺し、より均一な肉厚の製品を成形する
ことができる。

【００３６】また、このような円筒状の形状に対応した
金型キャビテイ３は、機械加工により容易に形成するこ
とができ、この肉厚調整中間成形工程で使用する金型
１，２をより低いコストで製造することができる。

【００３７】なお、上記の第１の実施形態の方法は、汎
用性が高く、任意の形状の製品の成形に適用可能である
が、特定の形状の製品には、それに適した実施形態があ
る。たとえば、図６ないし図９には、本発明の第２の実
施形態を示す。この実施形態は、たとえば図９に示すよ
うに、比較的浅いカップ状の部分が２段に形成された形
状等、部分的には比較的単純で成形が容易な部分を組み
合わせた形状であって、全体としては複雑な形状の製品
を成形する場合に適したものである。

【００３８】図６および図７には、第１段の肉厚調整中
間成形工程を示す。この工程で使用される金型２１，２
２の一方の金型２１には、金型キャビテイ２３が形成さ
れている。なお、この実施形態では、このキャビテイ２
３は、前記の第１段目のカップ状の最終成形形状と同じ
形状をなしている。

【００３９】そして、まず図６に示すように、上記の金
型２１，２２内に板状の被加工部材Ｗを収容し、前述と
同様に超塑性を示す温度まで加熱し、ノズル２４から高
圧ガス等の流体圧を導入する。そして、この流体圧によ
り、被加工部材Ｗを超塑性変形させ、キャビテイ２３内
に密着させる。

【００４０】このキャビテイ２３は、上記のように第１
段目のカップ状部分と同じ形状であるので、この中間形
状は第１段目の部分の最終的な成形形状となる。また、
この中間形状は、比較的単純で浅いカップ状の形状であ
るため、その周壁部２５はほぼ均一な肉厚となる。ま
た、底部２６は、前述と同様に中心部が厚肉となるよう
な肉厚分布となる。

【００４１】次に、このような中間形状に成形された被
加工部材Ｗを、図８および図９に示すように最終的な形
状に成形する。この工程で使用する金型２７，２８の一
方の金型２７には金型キャビテイ３０が形成され、この
キャビテイの上部は上記の中間形状に成形された被加工
部材Ｗが密嵌されるように構成され、また下部は第２段
目のカップ状の部分に対応した形状をなしている。

【００４２】そして、この金型２７，２８内に上記の中
間形状に成形された被加工部材Ｗを収容し、超塑性を示
す温度まで加熱した後に、ノズル２９から流体圧を導入
する。そして、上記の被加工部材ｗの底部２６を超塑性
変形させ、第２段目のカップ状部分を成形し、最終的な
形状に成形する。

【００４３】この場合に、この第２段目のカップ状部分
も比較的浅い単純な形状であるため、その周壁部３１お
よび底壁部３２で肉厚の変化は生じないが、全体的に引
き伸ばされるので、全体的な肉厚の減少が生じる。しか
し、この第２段目のカップ状の部分ぱ、前記の中間形状
の底部２６の部分が超塑性変形し、この部分は前述のよ
うに厚肉となっているので、この第２段目のカップ状部
分の肉厚は前記の第１段目のカップ状部分の肉厚と略等
しくなる。従って、全体的として肉厚の均一な二段形の
カップ状の製品が成形される。

【００４４】また、図１０ないし図１３には、本発明の
第３の実施形態を示す。このものは、肉厚調整中間成形
工程において、被加工部材の一部を金型に密着させたま
ま変形させずに残し、この部分を厚肉の部分として形成
するものである。この実施形態は、このような方法によ
って深いカップ状の製品を成形する場合のものである。
このような深いカップ状の製品をブロー成形で深絞り加
工する場合には、周壁部が大きく引き伸ばされるので、
超塑性加工によってもその周壁部の肉厚が減少する。こ
の実施形態は、このような深絞り加工の場合の肉厚の減
少を防止するものである。

【００４５】図１０および図１１には、肉厚調整中間成
形工程を示す。この工程で使用される金型４１，４２の
一方の金型４１には、最終形状の深いカップ状の形状の
底部の略半分の形状に対応した金型キャビテイ４３が形
成されている。

【００４６】そして、板状の被加工部材Ｗをこの金型４
１，４２内に収容する。この場合に、この被加工部材Ｗ
の周辺部４７は、これらの金型４１,４２の間に密着嵌
合され、この部分は変形しないように構成されている。

【００４７】そして、この被加工部材Ｗを超塑性を示す
温度まで加熱した後、ノズル４４から流体圧を導入し、
図１１に示すように、この被加工部材Ｗの中央部を超塑
性変形により膨出させ、キャビテイ４３に密着させる。
これにより、深いカップ状の形状の底部の半分の部分が
成形される。この場合に成形される部分は、比較的浅い
カップ状であるため、その周壁部４５および底壁部４６
は均一な肉厚となる。また、この被加工部材Ｗの周辺部
４７は、金型４１，４２の間に嵌合されているために変
形せず、最初の肉厚を保ったままで厚肉の部分として残
される。

【００４８】次に、このような中間形状に成形された被
加工部材Ｗを図１２および図１３に示す金型により、最
終的な深いカップ状の形状に成形する。上記の金型４
８，４９にはそれぞれキャビテイ５０，５２が形成され
ており、一方の金型４９のキヤビテイ５２の中心部に
は、最終形状に対応した深いカップ形の内面に密着する
形状のマンドレル部５３が形成されている。そして、上
記の中間形状に成形された被加工部材Ｗの半分のカップ
状の部分４５，４６は、このマンドレル部５３の先端部
分に密着嵌合される。また、上記の厚肉部を構成する被
加工部材の周辺部４７は、上記のキャビテイ５２内に配
置され、かつその周縁部は金型４８，４９の間に密着嵌
合される。

【００４９】そして、この被加工部材Ｗを超塑性を示す
温度まで加熱した後に、他方の金型４８に形成されたノ
ズル５１から流体圧を導入する。そして、図１３に示す
ように、この流体圧により、被加工部材Ｗの周辺部４７
が超塑性変形し、キャビテイ５２側に膨出し、上記のマ
ンドレル５３の外周面に密着し、深いカップ状の形状の
残りの周壁部５４が形成される。この場合に、この周壁
部５４が形成される際には、材料が引き伸ばされるが、
この部分は厚肉部である周辺部４７から成形されるの
で、肉厚の減少が補償され、均一な肉厚の深いカップ状
の製品が成形される。

【００５０】この実施形態は、被加工部材のうち、金型
に密着した部分が変形せずに厚肉の部分として残される
ので、金型の構造が簡単であり、また所定の部分のみを
厚肉の部分として確実に形成することができる。

【００５１】なお、上記の実施形態は、被加工部材Ｗと
して板状の部材を用いた場合を示したが、本発明は、管
状の被加工部材を超塑性ブロー成形により膨出させる成
形にも適用できる。図１４ないし図１７には、管状の被
加工部材を用いた場合の第４の実施形態を示す。

【００５２】この実施形態は、管状の被加工部材Ｗ’を
膨出させて略球形の中空容器状の製品を成形するもので
ある。このような球状の形状に膨出させる場合には、球
状の形状の中心部の最大径の部分が引き伸ばされて肉厚
が減少するので、この肉厚の減少を相殺するものであ
る。

【００５３】図１４および図１５には、肉厚調整中間成
形工程を示す。この肉厚調整中間成形工程に使用される
金型は一対の金型６１，６２を備え、これらの金型６
１，６２内には金型キャビテイ６２が形成されている。
そして、この金型６１，６２内には、管状の被加工部材
Ｗ’が収容され、超塑性を示す温度まで加熱された後に
これら金型６１，６２に形成されたノズル６５から流体
圧が導入され、図１５に示すように、この管状の被加工
部材Ｗ’を超塑性変形させて膨出させ、上記のキャビテ
イ６２の内面に密着させる。

【００５４】上記のキャビテイ６２の形状は、上下両端
部にはそれぞれ比較的径の大きい大径部６３が形成さ
れ、また中央部には比較的径の小さい小径部６４が形成
され、全体的に瓢箪形の形状をなしている。したがっ
て、図１５に示すように、被加工部材Ｗ’が膨出してこ
のキャビテイ６２の内面に密着して中間形状に形成され
た場合には、上記の大径部６３に対応して上下両端部に
薄肉部６６が形成され、また中央の小径部６４に対応し
て厚肉部６７が形成される。

【００５５】次に、このようにして中間形状に成形され
た被加工部材Ｗ’を図１６および図１７に示すように最
終形状に成形する。この最終成形工程に使用される金型
６８，６９は、製品の最終形状に対応した略球形の金型
キャビテイ７０を有しており、この内部に図１６に示す
ように、中間形状に成形された被加工部材Ｗ’を収容す
る。そして、この被加工部材Ｗ’を超塑性を示す温度ま
で加熱した後に、これら金型６８，６９に形成されたノ
ズル７１から、流体圧を導入し、この被加工部材Ｗ’を
超塑性変形させて上記のキャビテイ７０の内面に密着さ
せ、最終的な略球形の形状に成形する。

【００５６】上記の最終成形の際には、前述のように、
この球形の中央部の最大径の部分程、肉厚が薄くなる傾
向がある。しかし、この中間形状に成形された被加工部
材Ｗ’は、その中央部に厚肉部６７が形成されているの
で、上記の肉厚の薄くなる傾向を相殺し、図１７に示す
ように、均一な肉厚を有する球状の中空製品が成形され
る。

【００５７】また、上記のような管状の被加工部材を用
いて上記のような球形の製品のみならず、他の形状の製
品も成形することができる。図１８ないし図２１には、
本発明の第５の実施形態をしめす。この実施形態は、前
述のような管状の被加工部材Ｗ’を使用して、図２１に
示すような略円筒型の中空容器状の製品を成形する場合
のものである。このような円筒状の形状にブロー成形す
る場合には、前記の第４の実施形態の場合とは逆に、上
下両端部の部分の肉厚が減少する。そして、この実施形
態は、このような肉厚の減少を防止するものである。

【００５８】図１８および図１９には、肉厚調整中間成
形工程を示す。この肉厚調整中間成形工程では、一対の
金型８１，８２が使用され、これらの金型８１，８２内
には、金型キャビテイ８３が形成されている。このキャ
ビテイ８３は、中央部に偏平球状の部分が形成され、ま
た上下両端部は円筒状をなし、上記の管状の被加工部材
Ｗ’の上下両端部の外周面に密着し、これらの部分の変
形を防止するように構成されている。

【００５９】そして、図１８に示すように、この管状の
被加工部材Ｗ’をこのキャビテイ８３内に収容し、超塑
性を示す温度まで加熱した後に、ノズル８４から流体圧
を導入し、この被加工部材Ｗ’を超塑性変形させて膨出
させ、このキャビテイ８３の内面に密着させる。この場
合に、この被加工部材Ｗ’の上下両端部はキャビテイ内
面に密着して変形しないので、最初の肉厚のままの厚肉
部８６として形成され、また中央部は膨出して肉厚の減
少した薄肉部８５として形成される。

【００６０】そして、このような中間形状に成形された
被加工部材Ｗ’は、図２０および図２１に示す最終成形
工程により、最終的な形状に成形される。この最終成形
工程に使用される金型は一対の金型８７，８８から構成
され、内部に金型キャビテイ８９を有している。このキ
ャビテイ８９は、最終形状に対応した円筒形をなしてい
る。

【００６１】そして、図２０に示すように、上記のキャ
ビテイ８９内に前記の中間形状に成形された被加工部材
Ｗ’を収容し、この被加工部材Ｗ’を超塑性を示す温度
まで加熱した後に、ノズル９０から流体圧を導入し、図
２１に示すように、この被加工部材Ｗ’を超塑性変形さ
せて膨出させ、このキャビテイ８９の内面に密着させ、
最終的な形状に成形する。

【００６２】この成形の際に、最終成形形状の周壁部９
１の上下両端部や、上端壁部９２および下端壁部９３
は、この周壁部９１の中央部よりその肉厚の減少が大き
いが、中間形状の被加工部材Ｗ’は、その両端部すなわ
ち上記の肉厚の減少の大きい部分に対応した部分が厚肉
部８６として形成されているので、この肉厚の減少を相
殺し、全体的に均一な肉厚の円筒形の容器状の製品が成
形される。

【００６３】なお、本発明は上記の各実施形態にも限定
されない。たとえば、肉厚調整中間成形工程における中
間形状は、最終成形形状に対応して適宜設定されるもの
である。

【００６４】また、前記の各実施形態は、肉厚調整成形
工程が１工程であるが、成形の必要性に応じて、複数工
程の肉厚調整成形工程を行っても良い。

【００６５】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、被加工部
材は肉厚調整中間成形工程によって、最終的な成形形状
における肉厚の減少する部分に対応した部分が厚肉とな
った中間形状に形成されるので、最終形状の肉厚減少を
補償してより均一な肉厚で最終的な成形形状に成形する
ことができる。

【００６６】また、この中間形状は、最終的な成形形状
に至るまでの中間的な形状であるため、この被加工部材
が不所望に過大に変形する必要はなく、また一方側から
他方側に反転しながら変形するような必要もなく、この
被加工部材の初期の形状がたとえば薄板状に限定される
ことはなく、また最終的な成形形状も浅皿状のものに限
定されず、任意の最終形状に成形加工することができる
等、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の肉厚調整中間成形工程を示す
断面図。

【図２】第１の実施形態の肉厚調整中間成形工程を示す
断面図。

【図３】第１の実施形態の最終成形工程を示す断面図。

【図４】第１の実施形態の最終成形工程を示す断面図。

【図５】第１の実施形態の肉厚分布を示す線図。

【図６】第２の実施形態の肉厚調整中間成形工程を示す
断面図。

【図７】第２の実施形態の肉厚調整中間成形工程を示す
断面図。

【図８】第２の実施形態の最終成形工程を示す断面図。

【図９】第２の実施形態の最終成形工程を示す断面図。

【図１０】第３の実施形態の肉厚調整中間成形工程を示
す断面図。

【図１１】第３の実施形態の肉厚調整中間成形工程を示
す断面図。

【図１２】第３の実施形態の最終成形工程を示す断面
図。

【図１３】第３の実施形態の最終成形工程を示す断面
図。

【図１４】第４の実施形態の肉厚調整中間成形工程を示
す断面図。

【図１５】第４の実施形態の肉厚調整中間成形工程を示
す断面図。

【図１６】第４の実施形態の最終成形工程を示す断面
図。

【図１７】第４の実施形態の最終成形工程を示す断面
図。

【図１８】第５の実施形態の肉厚調整中間成形工程を示
す断面図。

【図１９】第５の実施形態の肉厚調整中間成形工程を示
す断面図。

【図２０】第５の実施形態の最終成形工程を示す断面
図。

【図２１】第５の実施形態の最終成形工程を示す断面
図。

【図２２】従来の超塑性ブロー成形の工程を示す断面
図。

【図２３】従来の超塑性ブロー成形の工程を示す断面
図。

【符号の説明】

Ｗ，Ｗ’ 被加工部材１，２肉厚調整中間成形工程の金型３金型キャビテイ６底壁部７，８最終成形工程の金型１０金型キャビテイ２１，２２肉厚調整中間成形工程の金型２３金型キャビテイ２６底壁部２７，２８最終成形工程の金型３０金型キャビテイ４１，４２肉厚調整中間成形工程の金型４３金型キャビテイ４５周壁部４６底壁部４７周辺部４８，４９最終成形工程の金型５２金型キャビテイ５３マンドレル６１，６２肉厚調整中間成形工程の金型６２金型キャビテイ６６薄肉部６７厚肉部６８，６９最終成形工程の金型７０金型キャビテイ８１，８２肉厚調整中間成形工程の金型８３金型キャビテイ８５薄肉部８６厚肉部８７，８８最終成形工程の金型８９金型キャビテイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超塑性材料からなる被加工部材を金型内
に収容するとともに、この被加工部材に流体圧を作用さ
せ、この流体圧により被加工部材を超塑性変形させて上
記の金型内面に密着させて所定の形状に成形する方法に
おいて、最終的な成形形状に至るまでの中間的な形状であって、
最終的な成形形状において肉厚が減少する部分に対応し
た部分が厚肉となるような中間形状に上記の被加工部材
を超塑性ブロー成形する肉厚調整中間成形工程と、上記の中間形状に成形された被加工部材を最終的な成形
形状に超塑性ブロー成形する最終成形工程とを備えたこ
とを特徴とする超塑性ブロー成形方法。
【請求項２】前記の被加工部材は超塑性材料で形成さ
れた板状の部材であり、前記の肉厚調整中間成形工程お
よび最終成形工程は、この被加工部材を金型内に収容す
るとともに、この被加工部材の一方側に流体圧を作用さ
せ、この流体圧により被加工部材を他方側に膨出させて
金型内面に密着させるものであることを特徴とする請求
項１の超塑性ブロー成形方法。
【請求項３】前記の被加工部材は超塑性材料で形成さ
れた中空管状の部材であり、前記の肉厚調整中間成形工
程および最終成形工程は、この被加工部材を金型内に収
容するとともに、この中空管状の被加工部材の内部に流
体圧を作用させ、この流体圧により被加工部材を外側に
膨出させて金型内面に密着させるものであることを特徴
とする請求項１の超塑性ブロー成形方法。
【請求項４】前記の最終成形工程における最終的な成
形形状は略球面状の形状であり、また前記の肉厚調整中
間成形工程における中間形状は略円筒形であることを特
徴とする請求項１の超塑性ブロー成形方法。
【請求項５】前記の肉厚調整中間成形工程は、前記の
被加工部材の一部を優先的に超塑性変形させて最終的な
成形形状の一部に略合致した最終形状部分を形成し、こ
の最終形状部分以外の未成形部分を厚肉のまま残存させ
ておくものであり、また前記の最終成形工程は、上記の
未成形部分を最終的な形状まで超塑性変形させるもので
あることを特徴とする請求項１の超塑性ブロー成形方
法。
【請求項６】前記の肉厚調整中間成形工程は、被加工
部材の一部を変形不能に金型内に保持させておき、この
一部を厚肉部分としてこの被加工部材を中間形状に超塑
性変形させるものであることを特徴とする請求項１の超
塑性ブロー成形方法。