JPH01254325A

JPH01254325A - 複曲面の成形加工方法

Info

Publication number: JPH01254325A
Application number: JP8104488A
Authority: JP
Inventors: Isamu Yamashita; 勇山下
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-11

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〉本発明は船体の外板の如く、複雑な三次元的な複曲面を
成形する加工方法に関するものである。

〈従来の技術〉従来、船体の外板はプレスによる部分押しの後ガスバー
ナーによる線状加熱によって、複曲面の成形を行ってい
た。この線状加熱は手作業であり、作業時間がかかるだ
けでなく、熟練者の高度の経験と勘を必要とするもので
あった。

この船体の外板の成形の自動化を図るために、日本造船
研究会では、多点プレスの研究を行っている。しかし、
この方法は制御点数が非常に多くなり、大規模な設備と
ならざるを得ない。

また、三菱重工技報（Ｖｏｆ１３．　Ｎｏ、６．昭和５
１年）には三条プレスと称する複面成形機を開示し、制
御ポンチを三列にまで減少させてはいるが、やはり相当
数のポンチを用いる点においては変わらない。

更に、上記多点プレスや三条プレスのポンチを使用する
方法では、複曲面成形に際し、上・下の相対するポンチ
のヘッドは互いにズした部所で成形することになり、複
曲面の成形性が悪くなるという問題点も残っている。

上述の諸問題を解消し、制御点数が少なく、しかも成形
性の良好な複曲面の成形方法として「複曲面の成形方法
」を呈示し、特許出願している（特開昭６２−２３４６
１９号公報）。

ところがこの可撓ロールによる複曲面成形では、各単位
ロールが小さい平ロールのために、可撓ロールと接触し
ない領域でのみ変形するし、実際には各可撓ロールの片
側の端付近に局部的な折れ曲げ変形となっている。

また、この可撓ロールによる成形では八２の半硬質材で
はスプリングバックが大きいために、成形形状が多く戻
ってしまうという問題点があった。

これらの諸問題を解消し、かつより優れた複曲面の成形
加工法として、基本的には前記の「複曲面の成形方法」
と同じであるが、可撓ロールを平ロールの集まりではな
く、円弧形状のような成形型ロールを組込み、板幅方向
の曲げ成形は可撓成形ロールのところで行い、ロールと
接触していない領域では積極的に曲げ成形を行わない加
工法として「複曲面の成形加工法」を提示し、特許出願
している（出願番号６０−２９７１３０　、昭和６１年
１２月１２日出願）。

この成形型ロールを用いての複曲面成形における横断面
の板幅方向の曲率の分布の測定結果を第１図に示す。成
形型ロールによる加工法は平ロールと比較して、ロール
幅だけ幅方向で変形するので、平ロールのように局部的
な急激な折れ曲げにはならない。また、Ａｆの半硬質材
の成形でも、成形形状の戻りを小さくできるので、スプ
リングバックの大きい材料でも、可焼成形ロールを用い
る複曲面成形に適している。ところが、第１図に示す様
に、各可撓成形ロールの左端には生じないが、右端付近
に負のピークがあられれており、これは逆方向に折れ曲
げになることを示しており、複曲面の成形として好まし
いものではなく、問題となっている。

〈発明を解決しようとする課題〉本発明はこれらの諸問題を解消し、かつ、より優れた複
曲面の成形加工法を提供すること目的とする。

〈課題を解決する為の手段〉上記目的を達成する為に本発明が採用する手段は次の通
りである。即ち被加工材を、その進行方向と直交する方
向の上・下から、成形型ロールの複数個をそのロール軸
方向に連結し上・下方向に屈曲自在となる可撓成形ロー
ルで挟持し、この屈曲自在の屈曲点を各成形ロール間の
中央に位置させ、かつ、各成形ロールの首振りにおける
湾曲面の曲率中心を偏心させることにより、該可撓成形
ロールを所望する形状に屈曲せしめた状態で、上・下の
可撓成形ロール間に被加工材を供給し、同成形ロールを
回転させ、前進させる事により、被加工材を可撓成形ロ
ールよりは後方ならびに前方に設置された入口側ならび
に出口側ロールの上・下位置で調整し、被加工材を三次
元的に成形することを特徴とする複曲面の成形加工方法
である。

〈作用〉まず、第１図に示した曲率分布の逆方向の折れ曲げの発
生の原因について検討する。

第２図はこのときの可撓成形ロールを配した拡大図であ
る。各成形ロール１の間にボールジヨイント２があり、
そのボールジヨイントの中心位置が隣り合ったロール間
の中央より右側にズした位置にある。なお図中３は可撓
成形ロール、４はスプライン機構、５は調心軸受、６は
ロールスタンド、７はロール軸受を示す。

第３図（イｌ、　ＩＣｊＩはこのボールジヨイント２の
中心が隣り合ったロール間の中央より右側にズした位置
にある場合の図であり、第３図（イ）が平ロール、第３
図（至）円弧成形ロールの図である。この隣り合った２
個のロールのうち、右側のロールを傾斜させたとき、こ
の２個のロールに挟まれた成形材ａは図の斜線で示す断
面となる。円弧ロールの場合、左側のロールを出た成形
材は右側のロールに挟まれ、このとき、左側のロールの
右端部で肩当たりし、逆折れ曲げを生ずる。これが第１
図の曲率分布による各可撓成形ロールの右端部に生ずる
負のピークである逆折れ曲げである。第３図（イ）の平
ロールでは右側のロールの左端部で局部的な折れ曲げを
生ずるが、この逆折れ曲げは生じなく、円弧ロールにす
ると、必然的に生ずる。

この逆折れ曲げを生じなくするには第３図ン載（勾に示
すように、ボールジヨイント２の中心を隣り合ったロー
ルの中央に位置させる必要がある。

この場合、図のように２個のロールのうち、右側のロー
ルを傾斜させると、このロールの高さは第３図（イ）、
（至）の如く中央にない場合に比べて高い位置になり、
その結果、第３図仁）の様に円弧ロールをセットした場
合、これらのロールに挟まれた成形材は各円弧ロールに
肩当たりせず、滑らかに連なり、逆折れ曲げを生じない
成形が可能となる。

このことから、逆折れ曲げを生じさせないためには、ボ
ールジヨイント２の中心を隣り合ったロール間の中央に
位置させればよいことになるが、ここで問題点がある。

本成形方法は第２図に示すように、ロールスタンド６の
高さを調整して、可撓成形ロールの輪郭形状を設定する
際、各成形ロールはそれに応じて自ら首を振り、輪郭形
状に相応して傾斜することになっている。

ところで、第４図（イ）、（至）に示すように、ボール
ジヨイント２の中心が隣り合ったロール間の中央よりズ
した位置にある場合、第４図（イ）の様に、二つのロー
ルスタンド６の左側を上へ移動させると、第４図（至）
の図の様に、ロールスタンド６は上へ移動し、ロールは
それに応じて自ら首を振り傾斜するので、この場合問題
はない。

ところが、ボールジヨイント２の中心が隣り合ったロー
ル間の中央に位置する場合、第４図９９に示すように、
二つのロールスタンド２の左側を上へ移動させようとす
ると、ロールが自ら首を振らず、ロールスタンドはつっ
ばって移動できず、よって、可撓ロールによる成形輪郭
形状を設定することができないという問題が残る。この
結果、第３図仁）の成形型ロールによる複曲面の成形は
できないでいた。

しかし、第５図及び第６図に示すように、調心軸受の湾
曲面の曲率中心を成形型ロール１の上部の中心からズし
たところに偏心させて位置する。

ボールジヨイントの中心が隣り合ったロール間の中央に
位置する場合、第７図（イ）に示す二つのロールスタン
ドの左側を上へ移動させると、第７図（財）の様に、ロ
ールが自ら首を振ることができる。この様に構成したの
が、第８図にその概要図を示す本発明方法で用いる装置
であり、この様な装置を用いれば、ロールスタンドの高
さを調節して、ロールによる成形輪郭形状に設定するこ
とが可能となる。

〈実施例）以下本発明方法をその実施例を参酌し乍ら詳述する。

第８図に示す装置を用いて、複曲面成形を行った。成形
後の被加工材の幅方向の断面の曲率分布を第９図に示す
。被加工材はＡ２の軟質材で、板厚は２．０ｍｍ、板幅
２６０ａａｍ、円弧成形型ロールの幅４０ｍｍ、　　ロ
ールの設定輪郭形状の曲率１／ム。は２（ｍ−１）であ
る。なお図には可撓成形ロールとの接触領域を斜線で示
している。この測定結果は第１図で示した様な逆折れ曲
げは生じておらず、複曲面は比較的滑らかな曲面の成形
が可能となる。

可撓成形ロールの設定曲率１／！χ０がＨｍ″）と小さ
い場合、第１０図に示す成形断面の曲率分布となり、各
ロールの両端で負となり、肩当たりによる逆向げを生ず
る。これは円弧ロールによる板幅方向の曲げ過ぎによる
ものであり、この場合、本来ならば円弧型ロールの円弧
の曲率の小さい型ロールを用いれば逆折れ曲げは生じな
いので、この型ロールと交換する必要がある。しかし、
成形型ロールを交換するにはそれなりのロールを用意し
ておかなければならず、また交換すると生産性の上から
も問題である。しかし、円弧の曲率の大きい型ロールを
用い、上・下ロールの隙間を大きくして成形した場合の
曲率分布の測定結果を第１１図に示す。各成形ロールの
両端で、曲率は負とはならず、この上・下ロールの隙間
の調整で全体で滑らかな曲面の成形が可能となる。

〈発明の効果〉以上述べた如く、本発明方法によれば、複曲面の折れ曲
げ、ならびに逆折れ曲げの生じない、非常に滑らかな曲
面の成形が可能である。また、本加工法は少ない制御点
数で複曲面の成形ができる。

更に、被加工材の前進は可撓成形ロール自体でなすため
に、別途の搬送装置は必要な（、設備の簡素化、及び作
業に簡素化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法による成形材の板幅方向の曲率分布図、
第２図は従来法の装置の概要図、第３図（イｌ、　（Ｏ
）、　ｒ’ｌ、仁）はそれぞれボールジヨイントの中心
位置の変化に伴う折れ曲げ状態の説明図、第４図（イ１
．　（Ｏｆ、　ｒＮは同筒振り機構説明図、第５図及び
第６図は成形型ロールと偏心型ロール軸受部分の側面図
及び正面図、第７図（イ）、（Ｑはそれぞれ偏心型ロー
ル軸受を用いた場合の首振り機構説明図、第８図は本考
案方法で用いる装置の概要図、第９図は本発明実施例の
被加工材の幅方向の断面の曲率分布図、第１０図は同設
定曲率１／！ゆが小の場合の曲率分布図、第１１図は同
上・下ロールの間隙を変えたときの曲率分布図。図中　、■＝成形型ロール３：可撓成形ロール５：調心軸受

Claims

【特許請求の範囲】

１、被加工材を、その進行方向と直交する方向の上・下
から、成形型ロールの複数個をそのロール軸方向に連結
し上・下方向に屈曲自在となる可撓成形ロールで挟持し
、この屈曲自在の屈曲点を各成形ロール間の中央に位置
させ、かつ、各成形ロールの首振りにおける湾曲面の曲
率中心を偏心させることにより、該可撓成形ロールを所
望する形状に屈曲せしめた状態で、上・下の可撓成形ロ
ール間に被加工材を供給し、同成形ロールを回転させ、
前進させる事により、被加工材を可撓成形ロールよりは
後方ならびに前方に設置された入口側ならびに出口側ロ
ールの上・下位置で調整し、被加工材を三次元的に成形
することを特徴とする複曲面の成形加工方法。