JP6834014B2 - Stretch molding equipment and stretch molding method - Google Patents
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Description
本発明は、ストレッチ成形装置及びストレッチ成形方法に関するものである。 The present invention relates to a stretch molding apparatus and a stretch molding method.
航空機の胴体や主翼等の航空機部品は、例えば板状のスキン、長尺状のフレーム及びストリンガーなどの構造部材から構成される。胴体及び主翼等は、曲面形状を有することから、フレーム及びストリンガーは、長手方向に沿って湾曲した曲線形状を有する。 Aircraft parts such as the fuselage and main wings of an aircraft are composed of structural members such as plate-shaped skins, long frames and stringers. Since the fuselage and main wings have a curved surface shape, the frame and stringer have a curved shape curved along the longitudinal direction.
アルミニウム合金製の長尺状材料に対して曲線形状を付与するため、従来、ロール成形装置によって焼きなまし(焼鈍)された材料(O材とも呼ばれる。)に対してロール成形を行って、O材を概略形状としている。その後、ロール成形によって得られたO材に対して溶体化処理を行って、W材とする。 In order to give a curved shape to a long material made of an aluminum alloy, a material (also referred to as an O material) that has been annealed (annealed) by a roll forming apparatus is conventionally roll-formed to obtain an O material. It has an approximate shape. Then, the O material obtained by roll molding is subjected to a solution treatment to obtain a W material.
この場合、W材の長尺状材料の両端を引っ張りながら長尺状材料に対して金型を当てて、W材に対して曲線形状を更に付与するストレッチ成形を行う。これにより、長尺状材料に対して製品として要求される形状又はそれに近い曲率を付与する。 In this case, while pulling both ends of the long material of the W material, the mold is applied to the long material, and stretch molding is performed to further impart a curved shape to the W material. As a result, the long material is given a shape required as a product or a curvature close to it.
下記の特許文献1では、ストレッチ成形を行う成形装置において、複数のブロックによって成形面を形成し、各ブロックの位置を個々に成形方向に移動して、成形面の形状を変更できるようにし、かつ、成形中に長尺材に対して相対移動をしないで良好なストレッチ成形を行うことが開示されている。 In Patent Document 1 below, in a molding apparatus that performs stretch molding, a molding surface is formed by a plurality of blocks, and the position of each block is individually moved in the molding direction so that the shape of the molding surface can be changed. , It is disclosed that good stretch molding is performed without relative movement with respect to a long material during molding.
ストレッチ成形を行うと、被成形材料である長尺状材料の両端部近傍では、長尺状材料は、引っ張り力の作用によって、変形し伸長しやすい。一方、金型と接触する中央部分では、長尺状材料は、金型との間に作用する摩擦等の影響によって引っ張り力が減少し、変形量が少なく伸長しにくい。 When stretch molding is performed, in the vicinity of both ends of the long material to be molded, the long material is easily deformed and stretched by the action of a tensile force. On the other hand, in the central portion in contact with the mold, the long material has a reduced tensile force due to the influence of friction and the like acting on the long material, and the amount of deformation is small and it is difficult to stretch.
ストレッチ成形の結果、ストレッチ成形前のロール成形や溶体化処理などの工程で導入された残留応力が低減されるが、中央部分の変形量が少ないため、中央部分は端部に比べて残留応力が低減されにくい。したがって、ストレッチ成形後にエッチングや穴明け等の切削加工が行われると、材料ごとに形状が変化し、ばらつきが生じやすいという課題がある。 As a result of stretch molding, the residual stress introduced in processes such as roll molding and solution treatment before stretch molding is reduced, but since the amount of deformation in the central part is small, the residual stress in the central part is smaller than that in the end part. It is difficult to reduce. Therefore, when cutting processing such as etching or drilling is performed after stretch molding, there is a problem that the shape changes for each material and variation is likely to occur.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、長尺状である被成形材料の中央部と端部の変形量の偏りを低減することが可能なストレッチ成形装置及びストレッチ成形方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is a stretch molding apparatus and stretch molding capable of reducing a bias in the amount of deformation of the central portion and the end portion of a long material to be molded. The purpose is to provide a method.
上記課題を解決するために、本発明のストレッチ成形装置及びストレッチ成形方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の第1態様に係るストレッチ成形装置は、金型と、長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部とを備え、前記金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されており、前記被成形材料の長手方向に沿った長さが前記成形面よりも短く、前記成形面に沿った第2成形面を有する第2金型が、前記成形面の中央部に取り外し可能に設置され、前記第2金型が前記成形面に設置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第2金型のみが前記被成形材料を押し当てる第1モードと、前記第2金型が前記成形面から取り外されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第1金型が前記被成形材料を押し当てる第2モードとを有する。In order to solve the above problems, the stretch molding apparatus and the stretch molding method of the present invention employ the following means.
That is, the stretch molding apparatus according to the first aspect of the present invention includes a mold and grips for gripping both ends of a long material to be molded, and the cross-sectional shape of the mold is the shape of the molding surface. The molding surface of the mold has a curved shape with a bulging central side, and is formed so as to give a curved shape to the material to be molded, and has a length along the longitudinal direction of the material to be molded. Is shorter than the molding surface and has a second molding surface along the molding surface. A second mold is removably installed at the center of the molding surface, and the second mold is installed on the molding surface. When this is done, the first mode in which only the second mold presses the material to be molded while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion, and the second mold is the molding surface. It has a second mode in which the first mold presses the material to be molded while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion when the mold is removed from the mold.
上記課題を解決するために、本発明のストレッチ成形装置及びストレッチ成形方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の第1態様に係るストレッチ成形装置は、第1金型と、長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部とを備え、前記第1金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記第1金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されており、前記被成形材料の長手方向に沿った長さが前記成形面よりも短く、前記成形面に沿った第2成形面を有する第2金型が、前記成形面の中央部に取り外し可能に設置され、前記第2金型が前記成形面に設置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第2金型のみが前記被成形材料を押し当てる第1モードと、前記第2金型が前記成形面から取り外されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第1金型が前記被成形材料を押し当てる第2モードとを有する。
In order to solve the above problems, the stretch molding apparatus and the stretch molding method of the present invention employ the following means.
That is, the stretch molding apparatus according to the first aspect of the present invention includes a first mold and grip portions for gripping both ends of a long material to be molded, and the cross-sectional shape of the first mold is , The central side of the molding surface has a bulging curved shape, and the molding surface of the first mold is formed so as to give a curved shape to the material to be molded, and the length of the material to be molded. A second mold having a length along the direction shorter than the molding surface and having a second molding surface along the molding surface is removably installed in the center of the molding surface, and the second mold is provided. Is installed on the molding surface, the first mode in which only the second mold presses the material to be molded while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion, and the second mode. When the mold is removed from the molding surface, the first mold has a second mode of pressing the material to be molded while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion.
本発明の第3態様に係るストレッチ成形装置は、金型と、長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部とを備え、前記金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されており、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面の中央部のみが前記被成形材料を押し当てる第1モードと、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面全面が前記被成形材料を押し当てる第2モードとを有する。 The stretch molding apparatus according to the third aspect of the present invention includes a mold and grip portions for gripping both ends of a long material to be molded, and the cross-sectional shape of the mold is such that the center side of the molding surface is The molding surface of the mold has a bulging curved shape, and is formed so as to impart a curved shape to the material to be molded, and the grip portion exerts a tensile force on the material to be molded. In the first mode in which only the central portion of the molding surface of the mold presses the material to be molded, and while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion, the mold The entire surface of the molding surface has a second mode in which the material to be molded is pressed against the material to be molded.
本発明の第4態様に係るストレッチ成形方法は、第1金型と、長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部とを備え、前記第1金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記第1金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されたストレッチ成形装置を用いたストレッチ成形方法であり、前記被成形材料の長手方向に沿った長さが前記成形面よりも短く、前記成形面に沿った第2成形面を有する第2金型を、前記成形面の中央部に設置するステップと、前記第2金型が前記成形面に設置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第2金型のみが前記被成形材料を押し当てるステップと、前記第2金型が前記成形面から取り外されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第1金型が前記被成形材料を押し当てるステップとを有する。 The stretch molding method according to the fourth aspect of the present invention includes a first mold and grip portions for gripping both ends of a long material to be molded, and the cross-sectional shape of the first mold is formed. The molding surface of the first mold has a curved shape in which the central side of the surface is bulged, and is a stretch molding method using a stretch molding device formed so as to impart a curved shape to the material to be molded. A step of installing a second mold having a length along the longitudinal direction of the material to be molded shorter than the molding surface and having a second molding surface along the molding surface at the center of the molding surface. When the second mold is installed on the molding surface, a step in which only the second mold presses the material to be molded while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion. When the second mold is removed from the molding surface, the first mold presses the material to be molded while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion. Have.
本発明の第5態様に係るストレッチ成形方法は、金型と、長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部とを備え、前記金型は、前記被成形材料の長手方向に複数に分割され、個々に前記被成形材料側に対する位置を変更できる複数の分割金型を有するストレッチ成形装置を用いたストレッチ成形方法であり、前記複数の分割金型のうち中央部に設置された前記分割金型を、端部に設置された前記分割金型よりも前記被成形材料側に突出して配置するステップと、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部に配置された前記分割金型のみが前記被成形材料を押し当てるステップと、前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように配置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が前記被成形材料を押し当てるステップとを有する。 The stretch molding method according to the fifth aspect of the present invention includes a mold and grip portions for gripping both ends of the long material to be molded, and the mold is in the longitudinal direction of the material to be molded. It is a stretch molding method using a stretch molding apparatus having a plurality of split dies that are divided into a plurality of dies and can individually change their positions with respect to the material to be molded, and is installed in the central portion of the plurality of split dies. The step of arranging the split die so as to project toward the material to be molded from the split die installed at the end, and the gripping portion while applying a tensile force to the material to be molded. The step in which only the split die arranged in the central portion presses the material to be molded, and the plurality of split dies arranged in the central portion and the end portion have a curved shape with respect to the material to be molded. The plurality of divided dies arranged at the central portion and the end portion while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion when the material to be molded is applied. Has a step of pressing.
本発明の第6態様に係るストレッチ成形方法は、金型と、長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部とを備え、前記金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されたストレッチ成形装置を用いたストレッチ成形方法であり、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面の中央部のみが前記被成形材料を押し当てるステップと、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面全面が前記被成形材料を押し当てるステップとを有する。 The stretch molding method according to the sixth aspect of the present invention includes a mold and grip portions for gripping both ends of a long material to be molded, and the cross-sectional shape of the mold is such that the center side of the molding surface is The molding surface of the mold having a bulging curved shape is a stretch molding method using a stretch molding device formed so as to impart a curved shape to the material to be molded, and is formed by the grip portion. While applying a tensile force to the material to be molded, a step of pressing the material to be molded only by the central portion of the molding surface of the mold and a gripping portion exerting a tensile force on the material to be molded. While applying, the entire surface of the molding surface of the mold has a step of pressing the material to be molded.
本発明によれば、長尺状である被成形材料の中央部と端部の変形量の偏りを低減することができ、中央部分近傍も端部と同様に残留応力が低減される。その結果、ストレッチ成形後にエッチングや穴明け等の切削加工を行ったとき、材料に生じる形状変化や、材料ごとのばらつきを減らすことができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the deviation of the amount of deformation between the central portion and the end portion of the elongated material to be molded, and the residual stress is reduced in the vicinity of the central portion as well as the end portion. As a result, when cutting processing such as etching or drilling is performed after stretch molding, it is possible to reduce the shape change that occurs in the material and the variation among the materials.
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1及び図2を用いて説明する。
本実施形態に係るストレッチ成形装置1は、被成形材料である長尺状材料20に対して、金型2によってストレッチ成形を行う装置である。長尺状材料20は、例えばアルミニウム合金製であり、航空機の胴体や主翼等の航空機部品を構成するフレーム及びストリンガーなどの構造部材として作製される材料である。Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
The stretch molding apparatus 1 according to the present embodiment is an apparatus that stretch-molds a
長尺状材料20は、焼きなまし(焼鈍)された材料(O材)に対してロール成形が行われ、かつ、ロール成形によって得られたO材に対して溶体化処理が行われた材料(W材)である。または、長尺状材料20は、焼きなましされた材料(O材)に対して溶体化処理を行って得られたW材に対してロール成形が行われた材料でもよい。
The
ストレッチ成形では、長尺状材料20の両端部をそれぞれ把持部3が把持し、引っ張り力を作用させながら、金型2に長尺状材料20を押し付ける(又は長尺状材料20に金型2を押し付ける)。そして、ストレッチ成形は、ロール成形によって曲線形状に形成された長尺状材料20に対して塑性変形を行い、曲線形状を更に付与する。
In stretch molding, the
ストレッチ成形装置1は、金型2と、把持部3と、移動部4と、操作部5などを備える。
金型2は、被成形材料である長尺状材料20の長手方向に沿って長い成形面6を有する。金型2の成形面6は、長尺状材料20に対して曲線形状を付与するように形成されており、曲面を有する。金型2の断面形状は、成形面6の中央側が膨らんだ曲線形状であり、例えば、円弧又は楕円の一部である。The stretch molding apparatus 1 includes a
The
把持部3は、長尺状材料20の端部を把持するように構成されている。把持部3は、長尺状材料20の両端部にそれぞれ一つずつ設置される。把持部3は、移動部4に接続されており、移動部4によって移動可能である。
The
本実施形態に係る金型2の成形面6の中央部には、第2金型7が取り外し可能に設置される。第2金型7は、長尺状材料20の長手方向に沿った長さが成形面6よりも短く、成形面6に沿った第2成形面8を有する。第2成形面8は、例えば、金型2の成形面6と平行な曲面を有する。第2金型7の長さは、金型2の長さの1/4〜1/3程度である。
A
移動部4は、把持部3を移動することで、把持部3によって把持された長尺状材料20を金型2の成形面6側へ移動させ、第2金型7が設置されていない場合、長尺状材料20を金型2の成形面6へ押し付け、又は、第2金型7が設置されている場合、第2金型7の第2成形面8へ押し付ける。また、移動部4は、長尺状材料20の長手方向外側へ把持部3を移動することで、金型2の成形面6、又は、第2金型7の第2成形面8へ押し付けられた長尺状材料20に対して引っ張り力を付与する。
When the moving
操作部5は、作業者からの入力操作を受け付け、移動部4に対して操作信号を送信する。
The
なお、上述した説明では、移動部4が、把持部3を移動することで、把持部3によって把持された長尺状材料20を金型2の成形面6側へ移動させるとしたが、本発明はこの例に限られず、金型2を移動させる移動部(図示せず。)によって、金型2を長尺状材料20側へ移動させてもよい。
In the above description, the moving
本実施形態に係るストレッチ成形装置1を用いたストレッチ成形方法では、まず、図1に示すように、金型2の成形面6に第2金型7を設置する。そして、把持部3によって把持された長尺状材料20を移動させ、長尺状材料20を第2金型7の第2成形面8へ押し付ける。また、移動部4は、長尺状材料20の長手方向外側へ把持部3を移動することで、第2金型7の第2成形面8へ押し付けられた長尺状材料20に対して引っ張り力を付与する(第1モード)。このとき、金型2の成形面6には、長尺状材料20が接触しないようにする。
In the stretch molding method using the stretch molding apparatus 1 according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 1, the
これにより、第2金型7を設置しないときの長尺状材料20と金型2との接触面積に比べて、長尺状材料20と第2金型7の接触面積が小さくなるため、長尺状材料20に引っ張り力が付与されたとき、長尺状材料20の中央部近傍に作用する摩擦力が低減され、中央部近傍に伝達される引っ張り力が増加する。その結果、長尺状材料20の中央部近傍に生じる変形量が増加する。
As a result, the contact area between the
次に、移動部4において検出された引っ張り方向の移動量に基づいて、所定の変形量が付与されたことが確認された場合、移動部4の移動を停止して、長尺状材料20に対する引っ張り力の付与を停止する。そして、把持部3によって把持された長尺状材料20を移動させて、第2成形面8から長尺状材料20を離間させ、成形面6から第2金型7を取り外す。
Next, when it is confirmed that a predetermined deformation amount has been applied based on the movement amount in the pulling direction detected in the moving
その後、把持部3によって把持された長尺状材料20を移動させ、図2に示すように、長尺状材料20を金型2の成形面6へ押し付ける。また、移動部4は、長尺状材料20の長手方向外側へ把持部3を移動することで、金型2の成形面6へ押し付けられた長尺状材料20に対して引っ張り力を付与する(第2モード)。次に、移動部4において検出された引っ張り方向の移動量に基づいて、所定の変形量が付与されたことが確認された場合、移動部4の移動を停止して、長尺状材料20に対する引っ張り力の付与を停止する。そして、把持部3によって把持された長尺状材料20を移動させて、成形面6から長尺状材料20を離間させる。
After that, the
これにより、長尺状材料20が金型2の成形面6に沿って塑性変形され、長尺状材料20に対して曲線形状が付与される。
As a result, the
従来、ストレッチ成形の開始時から、金型2の成形面6に押し付けて長尺状材料20に対して曲線形状を付与していたが、本実施形態では、初めに接触面積の小さい第2金型7の第2成形面8に長尺状材料20を押し付けて、長尺状材料20の中央部近傍に作用する摩擦力を低減し、中央部近傍に伝達される引っ張り力を増加させ、長尺状材料20の中央部近傍に生じる変形量を増加させる。そして、従来に比べて変形量が多く付与された長尺状材料20に対して、再度、金型2によってストレッチ成形が行われる。
Conventionally, from the start of stretch molding, the
このように2段階に分けてストレッチ成形が実施されることによって、長尺状材料20の中央部近傍における残留応力を低減することができる。その結果、ストレッチ成形後にエッチングや穴明け等の切削加工を行ったときに生じる形状変化や、切削加工後の材料ごとのばらつきを小さくすることができる。また、既存の金型2を活用することができるため、金型を新たに製作する必要がない。
By performing the stretch molding in two stages in this way, the residual stress in the vicinity of the central portion of the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図3及び図4を用いて説明する。なお、第1実施形態と重複する構成及び作用については詳細な説明を省略する。[Second Embodiment]
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The detailed description of the configuration and operation overlapping with the first embodiment will be omitted.
第1実施形態と異なり、本実施形態に係る金型2は、複数の分割金型10を有する。すなわち、金型2は、被成形材料である長尺状材料20の長手方向に複数に分割されている。そして、複数の分割金型10は、個々に長尺状材料20側に対する位置を変更できる。
Unlike the first embodiment, the
個々の分割金型10における長尺状材料20との接触部分は、図3及び図4に示すように、曲面を有する。
The contact portion of each of the split dies 10 with the
本実施形態では、分割金型10を移動する移動部11を更に備える。移動部11によって、各分割金型10の位置を変更することによって、図3に示すように、各分割金型10を配置することも可能である(第1モード)。すなわち、第1実施形態の金型2の成形面6に第2金型7を設置した状態のように、複数の分割金型10のうち中央部に設置された分割金型10が、端部に配置された分割金型10よりも長尺状材料20側に突出して配置することができる。分割金型10を突出させる中央部の長さは、金型2の全体長さの1/4〜1/3程度である。
In the present embodiment, a moving
また、移動部11によって、各分割金型10の位置を変更することによって、図4に示すように、中央側が膨らんだ曲線形状に、複数の分割金型10を配置できる(第2モード)。これにより、第1実施形態の金型2の成形面6のように、複数の分割金型10が、長尺状材料20に対して曲線形状を付与できる。
Further, by changing the position of each of the divided dies 10 by the moving
移動部11により各分割金型10の配置位置を調整することによって、第1モードと第2モードの切り替えが可能である。なお、第1モードと第2モードの切り替えは、作業者によって手動で行われてもよいし、長尺状材料20の変形量を検出して、所定の変形量が付与されたことが確認されたときに第1モードから第2モードへ移行するように制御装置によって行われてもよい。
The first mode and the second mode can be switched by adjusting the arrangement position of each of the split dies 10 by the moving
なお、図3及び図4に示すように、分割金型10は、中央部と端部において、それぞれ二つ以上に分割されて細かく曲線形状を形成できるようにしてもよいし、図5に示すように、分割金型10は、中央部において一つ、端部においてそれぞれ一つずつの合計三つであってもよい。また、両者の組み合わせも可能である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
本実施形態に係るストレッチ成形装置1を用いたストレッチ成形方法では、まず、図3に示すように、複数の分割金型10のうち中央部に設置された分割金型10を、端部に配置された分割金型10よりも長尺状材料20側に突出させて配置する。そして、把持部3によって把持された長尺状材料20を移動させ、長尺状材料20を中央部で突出して配置された分割金型10へ押し付ける。また、移動部4は、長尺状材料20の長手方向外側へ把持部3を移動することで、分割金型10へ押し付けられた長尺状材料20に対して引っ張り力を付与する(第1モード)。このとき、端部に配置された分割金型10には、長尺状材料20が接触しないようにする。
In the stretch molding method using the stretch molding apparatus 1 according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 3, the split dies 10 installed in the central portion of the plurality of split dies 10 are arranged at the end portions. It is arranged so as to project toward the
これにより、分割金型10全てを押し付けるときの長尺状材料20と金型2との接触面積に比べて、長尺状材料20と分割金型10の接触面積が小さくなるため、長尺状材料20に引っ張り力が付与されたとき、長尺状材料20の中央部近傍に作用する摩擦力が低減され、中央部近傍に伝達される引っ張り力が増加する。その結果、長尺状材料20の中央部近傍に生じる変形量が増加する。
As a result, the contact area between the
次に、移動部4において検出された引っ張り方向の移動量に基づいて、所定の変形量が付与されたことが確認された場合、移動部4の移動を停止して、長尺状材料20に対する引っ張り力の付与を停止する。そして、各分割金型10を移動させて、長尺状材料20に対して曲線形状を付与できるように、中央側が膨らんだ曲線形状に複数の分割金型10を配置する(図4参照)。
Next, when it is confirmed that a predetermined deformation amount has been applied based on the movement amount in the pulling direction detected in the moving
その後、移動部4は、長尺状材料20の長手方向外側へ把持部3を再び移動することで、分割金型10へ押し付けられた長尺状材料20に対して引っ張り力を付与する(第2モード)。次に、移動部4において検出された引っ張り方向の移動量に基づいて、所定の変形量が付与されたことが確認された場合、移動部4の移動を停止して、長尺状材料20に対する引っ張り力の付与を停止する。そして、把持部3によって把持された長尺状材料20を移動させて、分割金型10から長尺状材料20を離間させる。
After that, the moving
これにより、長尺状材料20が金型2の複数の分割金型10に沿って塑性変形され、長尺状材料20に対して曲線形状が付与される。
As a result, the
従来、ストレッチ成形の開始時から、すべての複数の分割金型10に押し付けて長尺状材料20に対して曲線形状を付与していたが、本実施形態では、初めに接触面積が小さくなるように中央部の分割金型10のみに長尺状材料20を押し付けて、長尺状材料20の中央部近傍に作用する摩擦力を低減し、中央部近傍に伝達される引っ張り力を増加させ、長尺状材料20の中央部近傍に生じる変形量を増加させる。そして、従来に比べて変形量が多く付与された長尺状材料20に対して、再度、金型2によってストレッチ成形が行われる。
Conventionally, from the start of stretch molding, a curved shape is given to the
このように2段階に分けてストレッチ成形が実施されることによって、長尺状材料20の中央部近傍における残留応力を低減することができる。その結果、ストレッチ成形後にエッチングや穴明け等の切削加工を行ったときに生じる形状変化や、切削加工後の材料ごとのばらつきを小さくすることができる。また、第1実施形態と異なり、第2金型7を取り外すためにかかる時間が不要になり、かつ、金型形状の変更を手動ではなく機械によって自動的に実施することもできる。
By performing the stretch molding in two stages in this way, the residual stress in the vicinity of the central portion of the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について、図6を用いて説明する。なお、第1実施形態と重複する構成及び作用については詳細な説明を省略する。[Third Embodiment]
Next, the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The detailed description of the configuration and operation overlapping with the first embodiment will be omitted.
本実施形態では、第1実施形態と異なり、金型2の成形面6に第2金型7を設置せずに、金型2のみを用いて、2段階に分けてストレッチ成形を実施する。すなわち、移動部4による把持部3の移動方向を調整して、図6の長尺状材料20の実線部分で示すように、成形面6の中央部のみに長尺状材料20を押し付けたり、図6の長尺状材料20の二点鎖線部分で示すように、成形面6の長手方向全面にわたって長尺状材料20を押し付けたりすることによって、第1及び第2実施形態と同様に、2段階に分けて長尺状材料20に対してストレッチ成形を施す。
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the
移動部4は、把持部3を移動することで、把持部3によって把持された長尺状材料20を金型2の成形面6側へ移動させ、長尺状材料20を金型2の成形面6へ押し付ける。また、移動部4は、長尺状材料20の長手方向外側へ把持部3を移動することで、金型2の成形面6へ押し付けられた長尺状材料20に対して引っ張り力を付与する。
By moving the
移動部4は、第1モードでは、把持部3を移動することによって長尺状材料20に対して引っ張り力を付与しつつ、金型2の成形面6の中央部のみが長尺状材料20を押し当てるように、把持部3を移動させる。移動部4は、第2モードでは、把持部3によって長尺状材料20に対して引っ張り力を付与しつつ、金型2の成形面6の全面が長尺状材料20を押し当てるように、把持部3を移動させる。第1モードにおいて、長尺状材料20を接触させる成形面6の中央部の長さは、成形面6の全体長さの1/4〜1/3程度である。
In the first mode, the moving
移動部4による把持部3の移動方向を調整することによって、第1モードと第2モードの切り替えが可能である。なお、第1モードと第2モードの切り替えは、作業者によって手動で行われてもよいし、長尺状材料20の変形量を検出して、所定の変形量が付与されたことが確認されたときに第1モードから第2モードへ移行するように制御装置によって行われてもよい。
The first mode and the second mode can be switched by adjusting the moving direction of the
本実施形態に係るストレッチ成形装置1を用いたストレッチ成形方法では、まず、図6の長尺状材料20の実線部分で示すように、金型2の成形面6の中央部のみが長尺状材料20を押し当てるように、把持部3によって把持された長尺状材料20を移動させ、長尺状材料20を金型2の成形面6の中央部へ押し付ける。また、移動部4は、長尺状材料20の長手方向外側へ把持部3を移動することで、金型2の成形面6の中央部へ押し付けられた長尺状材料20に対して引っ張り力を付与する(第1モード)。このとき、金型2の成形面6の中央部以外の端部には、長尺状材料20が接触しないようにする。
In the stretch molding method using the stretch molding apparatus 1 according to the present embodiment, first, as shown by the solid line portion of the
これにより、長尺状材料20と金型2の全面が接触するときの接触面積に比べて、長尺状材料20と金型2の接触面積が小さくなるため、長尺状材料20に引っ張り力が付与されたとき、長尺状材料20の中央部近傍に作用する摩擦力が低減され、中央部に伝達される引っ張り力が増加する。その結果、長尺状材料20の中央部近傍に生じる変形量が増加する。
As a result, the contact area between the
次に、移動部4において検出された引っ張り方向の移動量に基づいて、所定の変形量が付与されたことが確認された場合、移動部4の移動を停止して、長尺状材料20に対する引っ張り力の付与を停止する。
Next, when it is confirmed that a predetermined deformation amount has been applied based on the movement amount in the pulling direction detected in the moving
その後、把持部3が長尺状材料20を把持したまま移動部4を移動させ、図6の長尺状材料20の二点鎖線部分で示すように、長尺状材料20を金型2の成形面6の全面へ押し付ける。また、移動部4は、長尺状材料20の長手方向外側へ把持部3を移動することで、金型2の成形面6の全面へ押し付けられた長尺状材料20に対して引っ張り力を付与する(第2モード)。次に、移動部4において検出された引っ張り方向の移動量に基づいて、所定の変形量が付与されたことが確認された場合、移動部4の移動を停止して、長尺状材料20に対する引っ張り力の付与を停止する。そして、把持部3によって把持された長尺状材料20を移動させて、成形面6から長尺状材料20を離間させる。
After that, the moving
これにより、長尺状材料20が金型2の成形面6の全面に沿って塑性変形され、長尺状材料20に対して曲線形状が付与される。
As a result, the
従来、ストレッチ成形の開始時から、金型2の成形面6の全面に押し付けて長尺状材料20に対して曲線形状を付与していたが、本実施形態では、初めに接触面積の小さい金型2の成形面6の中央部のみに長尺状材料20を押し付けて、長尺状材料20の中央部近傍に作用する摩擦力を低減し、中央部近傍に伝達される引っ張り力を増加させ、長尺状材料20の中央部近傍に生じる変形量を増加させる。そして、従来に比べて変形量が多く付与された長尺状材料20に対して、再度、金型2の成形面6の全面によってストレッチ成形が行われる。
Conventionally, from the start of stretch molding, the
このように2段階に分けてストレッチ成形が実施されることによって、長尺状材料20の中央部近傍における残留応力を低減することができる。その結果、ストレッチ成形後にエッチングや穴明け等の切削加工を行ったときに生じる形状変化や、切削加工後の材料ごとのばらつきを小さくすることができる。また、既存の金型2を活用することができるため、金型を新たに製作する必要がない。
By performing the stretch molding in two stages in this way, the residual stress in the vicinity of the central portion of the
1 :ストレッチ成形装置
2 :金型
3 :把持部
4 :移動部
5 :操作部
6 :成形面
7 :第2金型
8 :第2成形面
10 :分割金型
11 :移動部
20 :長尺状材料1: Stretch molding device 2: Mold 3: Grip part 4: Moving part 5: Operating part 6: Molding surface 7: Second mold 8: Second molding surface 10: Divided mold 11: Moving part 20: Long length Material
Claims (6)
長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部と、
を備え、
前記第1金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記第1金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されており、
前記被成形材料の長手方向に沿った長さが前記成形面よりも短く、前記成形面に沿った第2成形面を有する第2金型が、前記成形面の中央部に取り外し可能に設置され、
前記第2金型が前記成形面に設置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第2金型のみが前記被成形材料を押し当てる第1モードと、
前記第2金型が前記成形面から取り外されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第1金型が前記被成形材料を押し当てる第2モードとを有するストレッチ成形装置。 1st mold and
A grip portion that grips both ends of the long material to be molded,
With
The cross-sectional shape of the first mold has a curved shape in which the central side of the molding surface bulges, and the molding surface of the first mold is formed so as to impart a curved shape to the material to be molded. And
A second mold having a length along the longitudinal direction of the material to be molded shorter than the molding surface and having a second molding surface along the molding surface is removably installed in the central portion of the molding surface. ,
When the second mold is installed on the molding surface, the first mode in which only the second mold presses the material to be molded while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion. When,
When the second mold is removed from the molding surface, a second mode in which the first mold presses the material to be molded while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion. Stretch molding equipment with.
長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部と、
を備え、
前記金型は、前記被成形材料の長手方向に複数に分割され、個々に前記被成形材料側に対する位置を変更できる複数の分割金型を有し、
前記複数の分割金型のうち中央部に設置された前記分割金型が、端部に設置された前記分割金型よりも前記被成形材料側に突出して配置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部に配置された前記分割金型のみが前記被成形材料を押し当てる第1モードと、
前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように配置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が前記被成形材料を押し当てる第2モードとを有するストレッチ成形装置。 With the mold
A grip portion that grips both ends of the long material to be molded,
With
The mold is divided into a plurality of dies in the longitudinal direction of the material to be molded, and has a plurality of divided dies whose positions with respect to the material to be molded can be individually changed.
When the split die installed in the central portion of the plurality of split dies is arranged so as to project toward the material to be molded from the split die installed at the end portion, the grip portion causes the said. The first mode in which the material to be molded is pressed against the material to be molded only by the split die arranged in the central portion while applying a tensile force to the material to be molded.
When the plurality of split dies arranged at the central portion and the end portion are arranged so as to impart a curved shape to the material to be molded, the grip portion pulls the material to be molded. A stretch molding apparatus having a second mode in which the plurality of divided dies arranged at the central portion and the end portions press the material to be molded while applying a force.
長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部と、
を備え、
前記金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されており、
前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面の中央部のみが前記被成形材料を押し当てる第1モードと、
前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面全面が前記被成形材料を押し当てる第2モードとを有するストレッチ成形装置。 With the mold
A grip portion that grips both ends of the long material to be molded,
With
The cross-sectional shape of the mold has a curved shape in which the central side of the molding surface bulges, and the molding surface of the mold is formed so as to impart a curved shape to the material to be molded.
A first mode in which a pulling force is applied to the material to be molded by the grip portion, and only the central portion of the molding surface of the mold presses the material to be molded.
A stretch molding apparatus having a second mode in which the entire surface of the molding surface of the mold presses the material to be molded while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion.
長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部と、
を備え、
前記第1金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記第1金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されたストレッチ成形装置を用いたストレッチ成形方法であり、
前記被成形材料の長手方向に沿った長さが前記成形面よりも短く、前記成形面に沿った第2成形面を有する第2金型を、前記成形面の中央部に設置するステップと、
前記第2金型が前記成形面に設置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第2金型のみが前記被成形材料を押し当てるステップと、
前記第2金型が前記成形面から取り外されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記第1金型が前記被成形材料を押し当てるステップと、
を有するストレッチ成形方法。 1st mold and
A grip portion that grips both ends of the long material to be molded,
With
The cross-sectional shape of the first mold has a curved shape in which the central side of the molding surface is bulged, and the molding surface of the first mold is formed so as to impart a curved shape to the material to be molded. It is a stretch molding method using a stretch molding device.
A step of installing a second mold having a length along the longitudinal direction of the material to be molded shorter than the molding surface and having a second molding surface along the molding surface at the center of the molding surface.
When the second mold is installed on the molding surface, a step in which only the second mold presses the material to be molded while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion.
When the second mold is removed from the molding surface, the step of pressing the material to be molded by the first mold while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion.
Stretch molding method having.
長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部と、
を備え、
前記金型は、前記被成形材料の長手方向に複数に分割され、個々に前記被成形材料側に対する位置を変更できる複数の分割金型を有するストレッチ成形装置を用いたストレッチ成形方法であり、
前記複数の分割金型のうち中央部に設置された前記分割金型を、端部に設置された前記分割金型よりも前記被成形材料側に突出して配置するステップと、
前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部に配置された前記分割金型のみが前記被成形材料を押し当てるステップと、
前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように配置されたとき、前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記中央部と前記端部に配置された前記複数の分割金型が前記被成形材料を押し当てるステップと、
を有するストレッチ成形方法。 With the mold
A grip portion that grips both ends of the long material to be molded,
With
The mold is a stretch molding method using a stretch molding apparatus having a plurality of divided dies which are divided into a plurality of molds in the longitudinal direction of the material to be molded and whose positions can be individually changed with respect to the material to be molded.
A step of arranging the divided dies installed in the central portion of the plurality of divided dies so as to project toward the material to be molded from the divided dies installed at the end portions.
A step of applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion and pressing the material to be molded only by the split mold arranged in the central portion.
When the plurality of split dies arranged at the central portion and the end portion are arranged so as to impart a curved shape to the material to be molded, the grip portion pulls the material to be molded. A step in which the plurality of divided dies arranged at the central portion and the end portion press the material to be molded while applying a force.
Stretch molding method having.
長尺状である被成形材料の両端部を把持する把持部と、
を備え、
前記金型の断面形状は、成形面の中央側が膨らんだ曲線形状を有し、前記金型の前記成形面は、前記被成形材料に対して曲線形状を付与するように形成されたストレッチ成形装置を用いたストレッチ成形方法であり、
前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面の中央部のみが前記被成形材料を押し当てるステップと、
前記把持部によって前記被成形材料に対して引っ張り力を付与しつつ、前記金型の前記成形面全面が前記被成形材料を押し当てるステップと、
を有するストレッチ成形方法。 With the mold
A grip portion that grips both ends of the long material to be molded,
With
The cross-sectional shape of the mold has a curved shape in which the central side of the molding surface is bulged, and the molding surface of the mold is a stretch molding apparatus formed so as to impart a curved shape to the material to be molded. It is a stretch molding method using
A step of applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion and pressing the material to be molded only by the central portion of the molding surface of the mold.
A step in which the entire surface of the molding surface of the mold presses the material to be molded while applying a tensile force to the material to be molded by the grip portion.
Stretch molding method having.
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