JP2003236627A - 逐次成形方法 - Google Patents
逐次成形方法Info
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- JP2003236627A JP2003236627A JP2002042407A JP2002042407A JP2003236627A JP 2003236627 A JP2003236627 A JP 2003236627A JP 2002042407 A JP2002042407 A JP 2002042407A JP 2002042407 A JP2002042407 A JP 2002042407A JP 2003236627 A JP2003236627 A JP 2003236627A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の逐次成形に必要であった棒状押圧部材
と反対側に配置される型状押圧部材を不要にして成形コ
ストを低減させる。 【手段】液槽１へ液体３を充填し、その液面６の上方に
て被加工板材５の周囲を支持する。液槽１の底部に配置
した超音波発振アレイ又は位相制御板からなる超音波発
振装置７より液体３中へ超音波を発振し、その相互干渉
により液面６にホログラム像８を結像させる。一方、被
加工板材５の上面には棒状押圧部材１０を押しつけ、か
つその進行方向前方へレーザー照射器等からなる加熱手
段１２を一体化する。加熱手段１２によって被加工板材
５における棒状押圧部材１０の進行方向前方側近傍部を
被加工板材５の軟化温度近傍まで加熱しながら棒状押圧
部材１０を移動させて逐次成形することにより、ホログ
ラム像８を倣った成形部９を形成する。
と反対側に配置される型状押圧部材を不要にして成形コ
ストを低減させる。 【手段】液槽１へ液体３を充填し、その液面６の上方に
て被加工板材５の周囲を支持する。液槽１の底部に配置
した超音波発振アレイ又は位相制御板からなる超音波発
振装置７より液体３中へ超音波を発振し、その相互干渉
により液面６にホログラム像８を結像させる。一方、被
加工板材５の上面には棒状押圧部材１０を押しつけ、か
つその進行方向前方へレーザー照射器等からなる加熱手
段１２を一体化する。加熱手段１２によって被加工板材
５における棒状押圧部材１０の進行方向前方側近傍部を
被加工板材５の軟化温度近傍まで加熱しながら棒状押圧
部材１０を移動させて逐次成形することにより、ホログ
ラム像８を倣った成形部９を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願は、逐次成形に用い
る装置に関する。逐次成形とは棒状又は凸型もしくは凹
型形状をなす押圧部材を、金属製薄板等へ押し当てなが
ら板材と押圧部材を相対的に移動させることにより、シ
ェル形状等の所定立体形状を成形する公知方法をいう。
なお、本願発明においては、成形前の板材平面内におけ
る直交２軸方向をＸＹ、これらとそれぞれ直交する軸方
向をＺとする。
る装置に関する。逐次成形とは棒状又は凸型もしくは凹
型形状をなす押圧部材を、金属製薄板等へ押し当てなが
ら板材と押圧部材を相対的に移動させることにより、シ
ェル形状等の所定立体形状を成形する公知方法をいう。
なお、本願発明においては、成形前の板材平面内におけ
る直交２軸方向をＸＹ、これらとそれぞれ直交する軸方
向をＺとする。
【０００２】
【従来の技術】このような逐次成形及び装置はＷＯ９９
／３８６２７号等により公知であり、例えば、特開平５
−４２３２８号には板材の四辺をしわ押さえにより水平
に保持し、下方から凸型状をなす型状押圧部材を押し上
げて大まかな形状に予備絞り成形し、上方から棒状押圧
部材を押し当てながら板材をＸＹ方向へ移動させ、かつ
押圧部材をＺ方向へ移動することにより所望の立体形状
を成形するようになっている。
／３８６２７号等により公知であり、例えば、特開平５
−４２３２８号には板材の四辺をしわ押さえにより水平
に保持し、下方から凸型状をなす型状押圧部材を押し上
げて大まかな形状に予備絞り成形し、上方から棒状押圧
部材を押し当てながら板材をＸＹ方向へ移動させ、かつ
押圧部材をＺ方向へ移動することにより所望の立体形状
を成形するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の逐次成形におい
ては、棒状押圧部材の受け部材として型状押圧部材が必
要であった。しかし、この型状押圧部材を製作するため
には多くの手間を要するので高コストになった。しかも
長期間生産が必要な補修部品用の場合、比較的大型にな
る型状押圧部材の保管コストも無視できないものになっ
た。そこで型状押圧部材を省略できる逐次成形が望まれ
るところとなった。本願発明は係る要請の実現を目的と
する。
ては、棒状押圧部材の受け部材として型状押圧部材が必
要であった。しかし、この型状押圧部材を製作するため
には多くの手間を要するので高コストになった。しかも
長期間生産が必要な補修部品用の場合、比較的大型にな
る型状押圧部材の保管コストも無視できないものになっ
た。そこで型状押圧部材を省略できる逐次成形が望まれ
るところとなった。本願発明は係る要請の実現を目的と
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に係る逐次成形方法は、被加工板材に棒状押圧
部材を押し当てて塑性変形させることにより所定の立体
形状を成形する逐次成形方法において、前記被加工板材
を液体上方に支持させるとともに、液面に超音波の相互
干渉によって形成されたホログラム像を結像させ、この
ホログラム像に倣って前記被加工板材を逐次成形するこ
とを特徴とする。
請求項１に係る逐次成形方法は、被加工板材に棒状押圧
部材を押し当てて塑性変形させることにより所定の立体
形状を成形する逐次成形方法において、前記被加工板材
を液体上方に支持させるとともに、液面に超音波の相互
干渉によって形成されたホログラム像を結像させ、この
ホログラム像に倣って前記被加工板材を逐次成形するこ
とを特徴とする。
【０００５】請求項２に係る逐次成形方法は、上記請求
項１と同様に型状押圧部材に代えてホログラム像を利用
するとともに、棒状押圧部材に加熱手段を設け、この加
熱手段により被加工板材を軟化点近傍まで加熱すること
を特徴とする。
項１と同様に型状押圧部材に代えてホログラム像を利用
するとともに、棒状押圧部材に加熱手段を設け、この加
熱手段により被加工板材を軟化点近傍まで加熱すること
を特徴とする。
【０００６】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、被加工板材を
液体上方に支持させるとともに、液面に超音波の相互干
渉によって形成されたホログラム像を結像させることに
より、このホログラム像を倣って被加工板材を逐次成形
して所定立体形状にすることができる。したがって従来
必要であった型状押圧部材を省略することができ、全体
の成形コストを低減することができ、かつ型状押圧部材
の保管コストも不要になる。
液体上方に支持させるとともに、液面に超音波の相互干
渉によって形成されたホログラム像を結像させることに
より、このホログラム像を倣って被加工板材を逐次成形
して所定立体形状にすることができる。したがって従来
必要であった型状押圧部材を省略することができ、全体
の成形コストを低減することができ、かつ型状押圧部材
の保管コストも不要になる。
【０００７】請求項２の発明によれば、棒状押圧部材に
加熱手段を設け、この加熱手段により被加工板材を軟化
点近傍まで加熱しつつ熱間塑性加工するので、棒状押圧
部材の押圧力をあまり大きくしないでも済むため、ホロ
グラム像を型状押圧部材に代えることができる。しかも
逐次成形に伴う残留応力を解放して成形後の変形を少な
くするので、精度の高い成形を可能にすることができ
る。
加熱手段を設け、この加熱手段により被加工板材を軟化
点近傍まで加熱しつつ熱間塑性加工するので、棒状押圧
部材の押圧力をあまり大きくしないでも済むため、ホロ
グラム像を型状押圧部材に代えることができる。しかも
逐次成形に伴う残留応力を解放して成形後の変形を少な
くするので、精度の高い成形を可能にすることができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて一実施例を
説明する。図１は本実施例に係る逐次成形装置を示し、
図２は逐次成形時状態を加工部上方から示す。図１にお
いて、この逐次成形装置は液槽１を備え、液槽１内には
下部側面に形成された入り口２から液体３が必要量だけ
充填されるようになっている。液槽１は上方へ開口さ
れ、その開口部周囲に設けられたクランプ４により板状
をなす被加工板材５が周囲を固定されて液面６上方へ支
持されている。
説明する。図１は本実施例に係る逐次成形装置を示し、
図２は逐次成形時状態を加工部上方から示す。図１にお
いて、この逐次成形装置は液槽１を備え、液槽１内には
下部側面に形成された入り口２から液体３が必要量だけ
充填されるようになっている。液槽１は上方へ開口さ
れ、その開口部周囲に設けられたクランプ４により板状
をなす被加工板材５が周囲を固定されて液面６上方へ支
持されている。
【０００９】液槽１の底部には超音波発振装置７が設け
られる。超音波発振装置７は超音波発振アレイ又は位相
制御板を備えたものであり、空間変調した超音波を液体
３中に投入し、超音波の相互干渉によるホログラム像８
を液面に結像するようになっている。ホログラム像８
は、目的とする所定立体形状となるように予め公知手段
により超音波発振装置７の超音波発振アレイ又は位相制
御板を制御することにより結像させることができる。
られる。超音波発振装置７は超音波発振アレイ又は位相
制御板を備えたものであり、空間変調した超音波を液体
３中に投入し、超音波の相互干渉によるホログラム像８
を液面に結像するようになっている。ホログラム像８
は、目的とする所定立体形状となるように予め公知手段
により超音波発振装置７の超音波発振アレイ又は位相制
御板を制御することにより結像させることができる。
【００１０】液層１は被加工板材５と一体になって、被
加工板材５の平面内で直交するＸＹ軸方向及びこれらと
直交するＺ軸方向の計３軸方向へ自在に移動可能になっ
ている。この移動は、被加工板材５を所定立体形状の成
形部９が得られるように、ＸＹ平面内で等高線を描かせ
つつ、一つの等高線形成が完結する毎にＺ軸方向へ等ピ
ッチ又は不等ピッチ（以下、Ｚ方向ピッチという）で移
動させるよう、図示省略の制御装置により移動制御され
る。
加工板材５の平面内で直交するＸＹ軸方向及びこれらと
直交するＺ軸方向の計３軸方向へ自在に移動可能になっ
ている。この移動は、被加工板材５を所定立体形状の成
形部９が得られるように、ＸＹ平面内で等高線を描かせ
つつ、一つの等高線形成が完結する毎にＺ軸方向へ等ピ
ッチ又は不等ピッチ（以下、Ｚ方向ピッチという）で移
動させるよう、図示省略の制御装置により移動制御され
る。
【００１１】液体３はオイル等の適宜物質からなり、被
加工板材５と酸化等の化学反応を生じないこと、などの
観点から有利なものを適宜選択することができる。
加工板材５と酸化等の化学反応を生じないこと、などの
観点から有利なものを適宜選択することができる。
【００１２】被加工板材５は、鉄などの金属等、塑性加
工可能な公知の種々な材料が利用可能であり、予め適宜
厚さの板状に形成されている。
工可能な公知の種々な材料が利用可能であり、予め適宜
厚さの板状に形成されている。
【００１３】被加工板材５の上には棒状押圧部材１０が
Ｚ軸方向移動自在に設けられる。棒状押圧部材１０に
は、ホルダ１１を介して加熱手段１２が一体化され、棒
状押圧部材１０と加熱手段１２が一体に移動するように
なっている。
Ｚ軸方向移動自在に設けられる。棒状押圧部材１０に
は、ホルダ１１を介して加熱手段１２が一体化され、棒
状押圧部材１０と加熱手段１２が一体に移動するように
なっている。
【００１４】加熱手段１２は例えば公知のレーザー照射
器であり、被加工板材５の加工近傍部１３をレーザー照
射して被加工板材５の軟化温度近傍まで加熱するように
なっている。但し、加熱手段はレーザーに限らず、その
他の各種公知手段を適用できる。
器であり、被加工板材５の加工近傍部１３をレーザー照
射して被加工板材５の軟化温度近傍まで加熱するように
なっている。但し、加熱手段はレーザーに限らず、その
他の各種公知手段を適用できる。
【００１５】加工近傍部１３は棒状押圧部材１０の移動
方向（図２のＡ矢示方向）前方部分であり、加熱手段１
２による加熱後、棒状押圧部材１０がその上に移動する
ようになっている。
方向（図２のＡ矢示方向）前方部分であり、加熱手段１
２による加熱後、棒状押圧部材１０がその上に移動する
ようになっている。
【００１６】次に、本実施例の成形方法を説明する。ま
ず、液槽１のクランプ４に被加工板材５の周囲を取付け
て液体３の液面６上方へ支持する。被加工板材５を支持
する当初の液面上高さは、ホログラム像８の最高部１４
と同程度に設定する。
ず、液槽１のクランプ４に被加工板材５の周囲を取付け
て液体３の液面６上方へ支持する。被加工板材５を支持
する当初の液面上高さは、ホログラム像８の最高部１４
と同程度に設定する。
【００１７】続いて、超音波発振装置７により超音波を
被加工板材５へ向けて発振させ、液面６に所定立体形状
をなすホログラム像８を結像させる。すると、被加工板
材５の下面にホログラム像８の最高部１４が接するの
で、この部分を棒状押圧部材１０にて逐次成形する。
被加工板材５へ向けて発振させ、液面６に所定立体形状
をなすホログラム像８を結像させる。すると、被加工板
材５の下面にホログラム像８の最高部１４が接するの
で、この部分を棒状押圧部材１０にて逐次成形する。
【００１８】このとき、棒状押圧部材１０と一体の加熱
手段１２により、棒状押圧部材１０の進行方向における
加工近傍部１３を軟化点近傍まで加熱するので、被加工
板材５は棒状押圧部材１０によって容易に熱間塑性変形
される。
手段１２により、棒状押圧部材１０の進行方向における
加工近傍部１３を軟化点近傍まで加熱するので、被加工
板材５は棒状押圧部材１０によって容易に熱間塑性変形
される。
【００１９】そこで、被加工板材５をホログラム像８の
最高部１４近傍の輪郭に沿って等高線を描くように移動
させる。この等高線が完結すると、被加工板材５及び棒
状押圧部材１０をＺ方向ピッチ分だけ下げ、再びホログ
ラム像８の輪郭に沿うように等高線を描かせる。
最高部１４近傍の輪郭に沿って等高線を描くように移動
させる。この等高線が完結すると、被加工板材５及び棒
状押圧部材１０をＺ方向ピッチ分だけ下げ、再びホログ
ラム像８の輪郭に沿うように等高線を描かせる。
【００２０】この動作を繰り返して被加工板材５の加工
部が液面６（ホログラム像８の形成されない部分におけ
る一般面）へ達するまで行うと、被加工板材５にホログ
ラム像８の輪郭を正確に倣い、上方へた突出する所定立
体形状の成形部９が形成される（図２）。
部が液面６（ホログラム像８の形成されない部分におけ
る一般面）へ達するまで行うと、被加工板材５にホログ
ラム像８の輪郭を正確に倣い、上方へた突出する所定立
体形状の成形部９が形成される（図２）。
【００２１】このとき、ホログラム像８が、従来の逐次
成形において要求された、棒状押圧部材の受け側となる
よう反対側に配置される型状押圧部材の代わりをなすこ
とになるので、従来必要であった型状押圧部材を省略で
きる。したがって型状押圧部材の製作コストを削減でき
る。またホログラム像８の形成は比較的安価な位相制御
板の製作等で済むから、全体の成形コストを低減でき
る。しかも型状押圧部材の保管コストも不要にるので、
補修部品のように長期間の生産が必要なものの生産方法
として好適なものになる。
成形において要求された、棒状押圧部材の受け側となる
よう反対側に配置される型状押圧部材の代わりをなすこ
とになるので、従来必要であった型状押圧部材を省略で
きる。したがって型状押圧部材の製作コストを削減でき
る。またホログラム像８の形成は比較的安価な位相制御
板の製作等で済むから、全体の成形コストを低減でき
る。しかも型状押圧部材の保管コストも不要にるので、
補修部品のように長期間の生産が必要なものの生産方法
として好適なものになる。
【００２２】しかも、本実施例における逐次成形は、加
熱手段１２により熱間加工になるため、棒状押圧部材１
０の押圧力をあまり大きくしないでも済むから、ホログ
ラム像８を型状押圧部材に代えることができる。さらに
棒状押圧部材１０による塑性変形時の局部的な残留応力
を解放させることができる。その結果、逐次成形後にお
ける成形品の寸法精度を良好に維持でき、形状を安定に
することができる。また、錆を発生しにくくすることが
できる。
熱手段１２により熱間加工になるため、棒状押圧部材１
０の押圧力をあまり大きくしないでも済むから、ホログ
ラム像８を型状押圧部材に代えることができる。さらに
棒状押圧部材１０による塑性変形時の局部的な残留応力
を解放させることができる。その結果、逐次成形後にお
ける成形品の寸法精度を良好に維持でき、形状を安定に
することができる。また、錆を発生しにくくすることが
できる。
【００２３】なお、上記逐次成形後において、深絞り部
などの残留応力が大きくなる部分に対して、さらに所定
温度及び時間で局部的な加熱処理を行うことにより、成
形後の残留応力を解放して歪みを取るようにしてもよ
い。このときの加熱温度は被加工板材５の材質等によっ
て適宜に定めるが、例えば、被加工板材５が鋼材の場合
は１５０°Ｃ〜３００°Ｃ程度が好ましい。加熱時間は
任意である。
などの残留応力が大きくなる部分に対して、さらに所定
温度及び時間で局部的な加熱処理を行うことにより、成
形後の残留応力を解放して歪みを取るようにしてもよ
い。このときの加熱温度は被加工板材５の材質等によっ
て適宜に定めるが、例えば、被加工板材５が鋼材の場合
は１５０°Ｃ〜３００°Ｃ程度が好ましい。加熱時間は
任意である。
【００２４】また、加熱手段１２をホルダ１１により棒
状押圧部材１０と一体化したので、常時加熱手段１２を
棒状押圧部材１０と一体に移動させることができ、棒状
押圧部材１０の加工近傍部１３を確実に加熱することが
できる。
状押圧部材１０と一体化したので、常時加熱手段１２を
棒状押圧部材１０と一体に移動させることができ、棒状
押圧部材１０の加工近傍部１３を確実に加熱することが
できる。
【００２５】なお、本願発明は上記実施例に限定され
ず、同一の発明原理内において種々に変形や応用が可能
である。例えば、加熱手段１２は棒状押圧部材１０と別
体に構成せず、棒状押圧部材１０の先端部周囲に発熱コ
イルを取り付け、電線を介して通電することにより、棒
状押圧部材１０の先端を直接加熱してもよい。
ず、同一の発明原理内において種々に変形や応用が可能
である。例えば、加熱手段１２は棒状押圧部材１０と別
体に構成せず、棒状押圧部材１０の先端部周囲に発熱コ
イルを取り付け、電線を介して通電することにより、棒
状押圧部材１０の先端を直接加熱してもよい。
【００２６】このようにすると、棒状押圧部材１０によ
る加工と同時に加工部を加熱でき、加熱部に対して確実
かつ無駄の少ない加熱が可能になる。また、加熱手段が
棒状押圧部材１０と一体化するので、装置が簡単かつコ
ンパクトになる。但し、発熱コイルの構造や取付方は種
々可能であり、さらに加熱手段も他の公知手段を適用可
能である。
る加工と同時に加工部を加熱でき、加熱部に対して確実
かつ無駄の少ない加熱が可能になる。また、加熱手段が
棒状押圧部材１０と一体化するので、装置が簡単かつコ
ンパクトになる。但し、発熱コイルの構造や取付方は種
々可能であり、さらに加熱手段も他の公知手段を適用可
能である。
【００２７】また、逐次成形における被加工板材５と棒
状押圧部材１０の移動は相対的なものであればよく、被
加工板材５を不動の液槽１へ不動に固定し、棒状押圧部
材１０側をＸＹＺ３軸方向へ自在に移動させるようにし
てもよい。
状押圧部材１０の移動は相対的なものであればよく、被
加工板材５を不動の液槽１へ不動に固定し、棒状押圧部
材１０側をＸＹＺ３軸方向へ自在に移動させるようにし
てもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における本願発明の原理を示す断面図
【図２】逐次成形状態を示す斜視図
１：液槽、２：入り口、３：液体、４：クランプ、５：
被加工板材、６：液面、７：超音波発振装置、８：ホロ
グラム像、９：成形部、１０：棒状押圧部材、１２：加
熱手段、１４：最高部
被加工板材、６：液面、７：超音波発振装置、８：ホロ
グラム像、９：成形部、１０：棒状押圧部材、１２：加
熱手段、１４：最高部
Claims (2)
- 【請求項１】 被加工板材に棒状押圧部材を押し当てて
塑性変形させることにより所定の立体形状を成形する逐
次成形方法において、前記被加工板材を液体上方に支持
させるとともに、液面に超音波の相互干渉によって形成
されたホログラム像を結像させ、このホログラム像に倣
って前記被加工板材を逐次成形することを特徴とする逐
次成形方法。 - 【請求項２】 被加工板材に棒状押圧部材を押し当てて
塑性変形させることにより所定の立体形状を成形する逐
次成形方法において、前記棒状押圧部材に加熱手段を設
け、この加熱手段により前記被加工板材を軟化点近傍ま
で加熱するとともに、前記被加工板材を液体上方に支持
させて液面に超音波の相互干渉によって形成されたホロ
グラム像を結像させ、このホログラム像に倣って前記被
加工板材を塑性変形させることを特徴とする逐次成形方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002042407A JP2003236627A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 逐次成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002042407A JP2003236627A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 逐次成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003236627A true JP2003236627A (ja) | 2003-08-26 |
Family
ID=27782501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002042407A Pending JP2003236627A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 逐次成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003236627A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010149137A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Aisin Seiki Co Ltd | 遂次成形装置 |
| CN104117566A (zh) * | 2013-04-24 | 2014-10-29 | 中国科学院电工研究所 | 一种三维成型装置及方法 |
| JP2019081189A (ja) * | 2017-10-31 | 2019-05-30 | 明生 関口 | 逐次成形方法 |
| CN114147116A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-08 | 中南大学 | 一种大径厚比镍合金筒形件旋压装置及加工方法 |
-
2002
- 2002-02-19 JP JP2002042407A patent/JP2003236627A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104117566A (zh) * | 2013-04-24 | 2014-10-29 | 中国科学院电工研究所 | 一种三维成型装置及方法 |
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