JPH01210130A - 超塑性ブロー成形法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は超塑性ブロー成形法、特にそのブロー速度の調
節法に関するものである。

従来の技術： 超塑性というのは、ある種の金属が、融点以下の温度範
囲で示す。損傷を起こさず、極めて大きい、例えば数１
００％におよぶ伸びを起こす性質をいう。超塑性という
言葉は、すでに１９６０　’４前半に生まれており、こ
の性質を示す金属として、アルミニウム合金、銅合金、
チタン合金、ステンレススチールなどが知られている（
米国特許３３４０１０１、同４１８１０００号各明細書
、特開昭５８−１７８０３１号公報など。）。

このうち、米国特許４１８１０００号、特開昭５８−１
７３０３１号には、超塑性ブロー加工の際のブロー速度
調節法が開示されている。

発明の課題： しかしながら、米国特許４，１８１．０００号では、標
準ブロー速度として数学的に計算されるブロー圧力に頼
って、フィードフォワード制御する方式を用いており、
その数学計算は、恒温における応力と伸びとの関係に基
礎を置いており、位置的、時間的に温度が異なる実用機
に対して望ましい結果を与えない。また、上記数学計算
に、温度の次元を加えると、位置次元（２または３）に
、温度および時間の次元を含むことになり、精度の割に
計算が複雑になるので実用的でない。

また、特開昭５８−１７８０３１号公報に記載された方
法では、断続的に測定される被加工物のクリープ（塑性
変化）に基づいてフィードバックコントロールを行うの
で、調節も断続的になり、精密な調節を行うことができ
ない。

したがって、本発明の目的は、等温における数式クリー
プ速度に頼ることなく、実用上最良のクリープ速度に、
超塑性加工を調節する方法を提供することである。

課題の解法手段： 本発明は、それぞれ個個の被加工物に応じた、時間とク
リープ（−次元塑性変化）の速度との最適関係をデータ
ベースに記憶させておき、この最適関係に従うように、
被加工物を連続的にクリープさせる。

本発明の構成は次のとおシである。

相係合する伏椀状のガスシール型（１）と受腕状の成形
型（２）とを含み、両者がその開放端で、超塑性状態に
ある金属被加工物（５）を、挾持し、該被加工物（５）
により、加圧室（３）と成形室（４）とに分離される鋳
型と；該被加工物（５）を超塑性温度に保持するための
加熱手段（１４）と；該加熱室（３）に高圧ガスを供給
する手段と；を有し、加圧室（３）にガス圧を作用させ
て、被加工物（５）を成形室（４）の内部形状に沿うよ
うにクリープ加工する超塑性ブロー成形法において： 被加工物（５）の中央、クリープ進行方向の而に対面し
て、該方向に正逆移動自在に設置した導電性のタッチセ
ンサ（６）と； タッチセンサ（６）を、該方向に、正逆速度可変に移動
させるための可変速度、駆動機（７）と；可変速度駆動
機（７）の速度を規定するデータベース（８）と； データベース（８）のデータを受けて、可変速度、：駆
動機（７）に速度信号を与え、かつ、下記接触信号発生
装置０υからの信号を受け、下記調節弁ＯＱに信号を送
るコントローラ（９）と； コントローラ（９）からの信号によシ、ガス源から加圧
室（３）へ送るガス量を調節する調節弁００と；一端が
金属被加工物（５）に、他端がタッチセンサ（６）に連
絡し、被加工物（５）とタッチセンサ（６）との接触の
有無を、電気の適不適により見分ける接触信号発生装置
（１］）と； を含み、 データベース（８）に内蔵されたプログラムにより、可
変速度、駆動機（７）を介して、タッチセンサ（６）を
所望速度でクリープ進行方向に移動させ、接触信号発生
装置αυにおける電気の通不通により、加圧室（３）に
送入する加圧ガスの量を自動調節して、タッチセンサ（
６）に追随させることにより、被加工物のクリープ速度
を調節する； ことを特徴とする超塑性ブロー成形法である。

超塑性を示す温度が比較的低もアルミニウム合金の場合
、加圧室（３）を大気圧、成形室（４）を負圧とし、調
節弁００によシ加圧室（３）へ送るガス量を調節するか
わシに、成形室（４）の負圧度を、調節弁（１０ａ）に
よシ調節することが好ましいこともある。

なお、伏椀および受腕は、一般に、一方向が開放された
凹所を持つ形状を意味し、凹所の形状（例えば皿状、ま
す状など）に拘らない。

作用： データベース（８）には、超塑性材料の種類、大きさ、
幾何学的形状に応じて、種種のプログラム（スケジュー
ル）を記憶させておく。これにより、超塑性ブロー成形
機の汎用性が増す。

本発明のクリープ速度調節法は、いわゆる２位置制御モ
ードであるが、本発明のような使用状況では、さらに高
級な制御モードである比例、積分、微分またはこれらの
複合したモードに比べて、追随性が良い。

実施例： 本発明の実施態様の−を第１図に示す。

金属被加工物（板）（５）は、ガスシール型（１）と成
形型（２）とにより挾持される。この際、被加工物（５
）とガスシール型（１）とは、気密に接触していること
が立前であるが、被加工物と成形型（２）とは気密であ
る必要はない（成形室（４）に、ガス抜口（４ａ）が設
けられていることに注意されたい。）。被加工物（５）
と、ガスシール型（１）および成形型（２）との間に、
それぞれ、加圧室（３）と成形室（４）が形成される。

成形室（４）内には、通常雌型（４ｂ）が内蔵されるが
、簡単のため、本明細書では、雌型（４ｂ）を含んだ状
態を成形室と呼ぶ。

被加工物（５ンのクリープ方向（図の下方）の面に、タ
ッチセンサ（６）のタッチプレー）（６ａ）が当接可能
である。金属被加工物（５）とタッチセンサ（６）　（
！：が、タッチプレート（６ａ）を介して接触している
ときには、接触信号発生装置０］）と被加工物（５）と
、タッチセンサ（６）との間に、図で示した電線を通し
て電気が通り、非接触の場合には、通電しない。

タッチセンサ（６）は、成形室４から、圧力おさえシリ
ンダα鴎内に伸びており、正逆可変駆動機（７）により
、図の上下動自由である。、駆動機（７）は、コントロ
ーラ（９）からの信号による、指定速度で回転し、コン
トローラ（９）は、データベース（８）に内蔵されてい
る該被加工物（５）のだめのクリーププログラムにより
規定される速度を１駆動機（７）に指令する。つまり、
データベースに内蔵されている、該被加工物用のプログ
ラムにしだがい、タッチセンサ（６）が図上下方に移動
する。そして該プログラムは、該被加工物の最良クリー
プ速度として、別に作製されたものである。

コントローラ（９）は、上記機能のほか、前記接触信号
発生装置０１）から、電気の通不通の信号を受けて、こ
れに基づき、調節弁αＱを２位置制御する。

この２位置制御は応答速度が極めて速いので、周知制御
モード、比例、微分、積分、これらの組合せなどに比べ
て、この場合最も優れた応答速度を与える。

ガスシール型（１）および成形型（２）は被加工物を加
工する温度で、変形変質を生じない材料例えば、窯業製
品などを用いる。また、加圧ガスとして、もし、被加工
物（５）が酸化・窒化などの恐れがある場合、アルゴン
などを使用する。タッチセンサ（６）のタッチプレート
（６ａ）としては、耐熱耐食導電体例えば不銹鋼、イン
コネルなどを用いる。なお、被加工物（５）、タッチセ
ンサ（６）、接触信号発生装置αＤを結ぶ電気回路がバ
イパスを持たないように適宜電気絶縁体が使用されてい
ることは言うまでもない。

第２図は、被加工物（５）が、例えば、Ｚｎ　−Ａｅ系
（例えばＺｎ　８０　％、Ａｏ　２０　％　）の場合な
どの場合、処理温度が低くなるので、加圧室（３）をガ
ス加圧せず常圧とするかわりに、成形室（４）を真空（
負圧）にして超塑性加工を行う場合を例示した七のであ
る。調節弁０Ｑが、成形室（４）に連絡し、該室の真空
の程度により、被加工物（５）のクリープ速度が調節さ
れる以外は、第１図の場合と実質的変化はない。

発明の効果： 本発明の超塑性ブロー成形法では、クリープの進行方向
に、最適クリープ速度を与えるタッチセンサーをプログ
ラム移動させ、タッチセンサと被加工物の中点とが接触
しているか否かを、電気の通・不通により検知しつつ、
加圧室へ供給する加圧ガスを調節する。

従来の超塑性ブロー成形法の調節に比べて、クリーププ
ログラムが、直接指示されていること、簡単な調節機構
であるに拘らず、追随性が極めて良いなどの利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示す、要部を断面で示した加
圧式超塑性ブロー成形機の流れ図である。 第２図は、本発明の構成を示す、要部を断面で示した真
空式超塑性ブロー成形機の流れ図である。 （１）・・・ガスシール室　　（２）・・・成形室（３
）・・・加圧室　　　　　（４）・・・成形室（５）・
・・被加工物　　　　（６）・・・タッチセンサ（６ａ
）・・・タッチプレート（７）・・・駆動機（８）・・
・テータベース　　　（９）・・・コントローラαＯ・
・・調節弁　　　　　　ａυ・・・接触信号発生装置量
　願　人　　株式会社小松製作所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　相係合する、伏椀状のガスシール型（１）と受椀状
   の成形型（２）とを含み、両者がその開放端で、超塑性
   状態にある金属被加工物（５）を挾持し、該被加工物（
   ５）により、加圧室（３）と成形室（４）とに分離され
   た鋳型と；該被加工物（５）を超塑性温度に保持するた
   めの加熱手段（１４）と；該加圧室（３）に高圧ガスを
   供給する手段と；を有し、加圧室（３）にガス圧を作用
   させて、被加工物（５）を成形室（４）の内部形状に沿
   うようにクリープ加工する超塑性ブロー成形法において
   ：被加工物（５）の中央、クリープ進行方向の面に対面
   して、該方向に正逆移動自在に設置した導電性のタッチ
   センサ（６）と； タッチセンサ（６）を、該方向に、正逆速度可変に移動
   させるための可変速度、駆動機（７）と；可変速度、駆
   動機（７）の速度を規定するデータベース（８）と； データベース（８）のデータを受けて、可変速度駆動機
   （７）に速度信号を与え、かつ、下記接触信号発生装置
   （１１）からの信号を受け、下記調節弁（１０）に信号
   を送るコントローラ（９）と；コントローラ（９）から
   の信号により、ガス源から加圧室（３）へ送るガス量を
   調節する調節弁（１０）と； 一端が金属被加工物（５）に、他端がタッチセンサ（６
   ）に連絡し、被加工物（５）とタッチセンサ（６）との
   接触の有無を、電気の通不通により見分ける接触信号発
   生装置（１１）と； を含み、 データベース（８）に内蔵されたプログラムにより、可
   変速度駆動機（７）を介して、タッチセンサ（６）を所
   望速度でクリープ進行方向に移動させ、接触信号発生装
   置（１１）における電気の通不通により、加圧室（３）
   に送入する加圧ガスの量を自動調節して、タッチセンサ
   （６）に追随させることにより、被加工物のクリープ速
   度を調節する； ことを特徴とする超塑性ブロー成形性。 ２　加圧室（３）を大気圧、成形室（４）を負圧とし、
   調節弁（１０）により、ガス源から加圧室（３）へ送る
   ガス量を調節するかわりに、調節弁（１０ａ）により、
   成形室（４）の負圧度を調節する特許請求の範囲第１項
   に記載の超塑性ブロー成形性。