JPH06226367A - Molding device and molding method for superplastic metallic sheet - Google Patents

Molding device and molding method for superplastic metallic sheet

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JPH06226367A
JPH06226367A JP5019084A JP1908493A JPH06226367A JP H06226367 A JPH06226367 A JP H06226367A JP 5019084 A JP5019084 A JP 5019084A JP 1908493 A JP1908493 A JP 1908493A JP H06226367 A JPH06226367 A JP H06226367A
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metal sheet
superplastic
superplastic metal
forming
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Tsutomu Tagata
勉 田形
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Abstract

PURPOSE:To prevent the deformation of a molded superplastic metallic sheet at the time of releasing and taking out this sheet out of metallic molds for superplastic molding in superplastic molding for molding the superplastic material. CONSTITUTION:This superplastic molding device has the metallic mold 2 enclosing the circumference of a metallic mold surface 4a with a wall part 4b and a cap part covering and hermetically sealing the metallic mold 2 in the state of holding the superplastic metallic sheet to be molded between this cap part and the metallic mold 2. Plural grooves 3 spaced from each other in the longitudinal direction of the wall part 4b of the metallic mold are formed in the corner parts formed of the upper surface of the metallic mold and the flanks on the metallic mold surface 4a side of the wall part 4b of the metallic mold. The molding is executed by heating the superplastic metallic sheet at a temp. at which the metallic sheet exhibits superplasticity and pressurizing the inside of the cap part segmented from the inside of the metallic mold 2 by the superplastic metallic sheet. The molding part molded in correspondence to the metallic mold surface 4a and the reinforcing part molded with ribs for reinforcement by the grooves 3 are formed on the superplastic metallic sheet, by which the deformation at the time of releasing and taking out is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超塑性金属シートの成
形装置及び成形方法に関し、特に該金属シート成形にお
ける生産性の改善に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for forming a superplastic metal sheet, and more particularly to improving productivity in forming the metal sheet.

【0002】[0002]

【従来の技術】高温において、金属シートを特定領域の
歪速度で引っ張りを与えた場合に、局部変形(ネッキン
グ)を発生することなく著しい大きい伸びを示す超塑性
材料が開発されて久しい。例えばAl合金では、すでに
1970年代に英国で開発されたSupurall(A
l−(Cu、Zn、Mg)−Zr系)を初めとしていず
れも微細結晶粒組織からなるAlーMg系、Al−Cu
−Mn系、Al−Zn−Mg−Cu系(AA7075合
金)、連続鋳造圧延等の急速冷却凝固方式で製造したA
l−Zn−Ca合金等が知られている。
2. Description of the Related Art It has been a long time since a superplastic material has been developed which exhibits a significantly large elongation without causing local deformation (necking) when a metal sheet is stretched at a strain rate in a specific region at a high temperature. For example, in the case of Al alloy, Supurall (A
1- (Cu, Zn, Mg) -Zr system) and Al-Mg system and Al-Cu system each having a fine grain structure.
-Mn type, Al-Zn-Mg-Cu type (AA7075 alloy), A produced by a rapid cooling solidification method such as continuous casting and rolling
1-Zn-Ca alloys and the like are known.

【0003】また、上記の合金であっても超塑性の発現
には不十分なサイズの結晶粒組織を有するシートを出発
材とし、変形の過程において動的歪再結晶を生起させ、
微細結晶粒組織を形成しつつ超塑性成形させる方法も知
られている。従来、これらの合金シートの超塑性成形
は、変形応力が小さいので、特定の温度に加熱したシー
トの片側から数気圧程度の低い流体圧(通常は気体)を
印加してバルジ成形を行ういわゆるブロー成形法が用い
られる。
Further, even in the case of the above alloy, a sheet having a crystal grain structure of a size insufficient for developing superplasticity is used as a starting material, and dynamic strain recrystallization is caused in the process of deformation,
A method of superplastic forming while forming a fine grain structure is also known. Conventionally, since superplastic forming of these alloy sheets has a small deformation stress, so-called blow molding is performed by applying a low fluid pressure (usually gas) of about several atmospheres from one side of the sheet heated to a specific temperature. A molding method is used.

【0004】その特徴は、優れた変形能を利用して、通
例のプレス法では成形し難い複雑形状あるいは大きい深
さを有する成形品、もしくはリブ付き、浮き出し模様等
を有する成形品などの成形が単一工程で行えること、費
用のかさむ金型は雌型もしくは雄型のいずれか一方で足
りること等であり、広く利用されるようになっている。
[0004] Its characteristic is that it can be used for molding a molded product having a complicated shape or a large depth which is difficult to mold by a usual pressing method, or a molded product having a rib or an embossed pattern by utilizing its excellent deformability. Since it can be performed in a single step and the costly mold requires only one of a female mold and a male mold, it has been widely used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
超塑性成形においては、成形に長い時間を要し、例え
ば、成形に数分から数十分かかっていた。また、超塑性
成形においては、超塑性金属シートを該超塑性金属シー
トが超塑性を示す温度まで加熱する必要があり、したが
って金型も、成形において高温とする必要がある。そこ
で、超塑性成形を効率良く連続的に行う場合には、金型
の再加熱に時間がかからないように、超塑性金属シート
及び金型の温度の低下を待たずに、高温のまま成形品の
離型取り出しを行う必要がある。
By the way, in the above-mentioned conventional superplastic forming, the forming requires a long time, for example, the forming takes from several minutes to several tens of minutes. Further, in superplastic forming, it is necessary to heat the superplastic metal sheet to a temperature at which the superplastic metal sheet exhibits superplasticity, and therefore the mold must also be heated to a high temperature. Therefore, when performing superplastic forming efficiently and continuously, in order not to take time to reheat the mold, without waiting for the temperature of the superplastic metal sheet and the mold to decrease, It is necessary to release from the mold.

【0006】しかし、金型からの成形品の離型取り出し
は、製品の形状によっては困難なものであり、屈曲の深
い複雑形状の成形品の離型は金型と成形品の間に気体圧
を印加するか、加圧側を吸気し、真空にして離型する方
法等が用いられる。すなわち、成形品を離型する場合に
は、成形品に力をかける必要があり、高温のまま成形品
の離型取り出しを行うと、離型取り出し時に成形品が折
り曲げ変形してしまう可能性が高くなり、成形品の歩留
まりを悪化させるという問題がある。特に大型成形品で
は離型取り出し時に変形する率が高く、歩留まりが低か
った。したがって、上記理由により、超塑性成形工程の
時間的効率と成形品の歩留まりとの向上とを同時に成し
遂げ、超塑性成形の生産性の改善を図ることが困難なも
のとなっていた。
However, it is difficult to remove the molded product from the mold, depending on the shape of the product. Mold release of a complex product having a deep bend has a gas pressure between the mold and the molded product. Is applied, or the pressure side is sucked, a vacuum is applied, and the mold is released. That is, when releasing a molded product, it is necessary to apply a force to the molded product, and if the molded product is taken out from the mold at a high temperature, the molded product may be bent and deformed at the time of taking out the mold. There is a problem that the yield becomes high and the yield of molded products deteriorates. Especially in the case of large-sized molded products, the rate of deformation during release from the mold was high, and the yield was low. Therefore, for the above reason, it has been difficult to achieve both the time efficiency of the superplastic forming process and the improvement of the yield of the molded product at the same time and to improve the productivity of the superplastic forming.

【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、成形品の離型取り出し
の際に成形品の変形を防止することにより超塑性成形に
おける生産性の改善を図ることができる超塑性金属シー
トの成形装置及び成形方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve productivity in superplastic forming by preventing deformation of a molded product when the molded product is taken out of the mold. It is an object of the present invention to provide a forming apparatus and a forming method of a superplastic metal sheet capable of achieving the above.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の超塑性金属シー
トの成形装置は、上面となる金型面の周囲を壁部で囲ん
だ金型と、該金型との間に成形すべき超塑性金属シート
を該超塑性金属シートにより金型内部を密閉可能に挟ん
だ状態で、金型を覆うと共に密閉する蓋部とを備え、上
記超塑性金属シートを超塑性を示す温度に加熱し、上記
超塑性金属シートによって金型内部と区画された蓋部内
部に加圧流体を導入して加圧室とし、上記金型内部を上
記加圧室より低い流体圧に調整して背圧室とし、流体圧
により上記超塑性金属シートを上記金型面に押圧して超
塑性成形するものであり、上記金型の壁部には、その上
面と金型面側の側面とから形成される角部に、上記壁部
の長さ方向に間隔をあけて複数の溝が形成されているこ
とを特徴とするものである。
A superplastic metal sheet forming apparatus according to the present invention is a superplastic metal sheet forming apparatus, in which a die having an upper die surface surrounded by a wall portion and a die to be formed between the die. A plastic metal sheet is sandwiched between the superplastic metal sheet so that the inside of the mold can be hermetically sealed, and a lid part for covering and sealing the mold is provided, and the superplastic metal sheet is heated to a temperature showing superplasticity, A pressurized fluid is introduced into the inside of a lid section partitioned from the inside of the mold by the superplastic metal sheet to form a pressure chamber, and the inside of the mold is adjusted to a fluid pressure lower than that of the pressure chamber to form a back pressure chamber. , Is for superplastically forming by pressing the superplastic metal sheet against the mold surface by fluid pressure, and the wall portion of the mold has a corner formed from the upper surface and the side surface on the mold surface side. In the part, a plurality of grooves are formed at intervals in the length direction of the wall part. It is.

【0009】また、本発明の超塑性金属シートの成形装
置は、上記金型の壁部が、記金型面を囲むと共に、上記
金型の上面を複数の金型面に区画し、かつ、前記壁部の
上面と側面とから形成される角部の全体に渡って、上記
壁部の長さ方向に間隔をあけて複数の溝が形成されてい
ることを前記課題の解決手段とした。
Further, in the superplastic metal sheet forming apparatus of the present invention, the wall portion of the die surrounds the surface of the die and divides the upper surface of the die into a plurality of die surfaces, and A plurality of grooves are formed at intervals in the length direction of the wall over the entire corner formed by the upper surface and the side surface of the wall, which is the means for solving the above problems.

【0010】上記溝は、上記金型面の外周に沿った輪郭
線に対して略垂直な方向に沿って上記壁部の角部に形成
されていることが好ましい。上記壁部には、隣接する上
記溝同士を連通するようにつなぎ溝が形成されているこ
とが好ましい。
It is preferable that the groove is formed at a corner of the wall along a direction substantially perpendicular to a contour line along the outer periphery of the mold surface. It is preferable that a connecting groove is formed in the wall portion so as to communicate the adjacent grooves.

【0011】そして、本発明の超塑性金属シートの成形
方法は、上面となる金型面の周囲を壁部で囲んだ金型上
を、成形すべき超塑性金属シートにより金型内部を密閉
可能に覆い、該超塑性金属シート上に金型を覆うと共に
密閉する蓋部を配置し、上記超塑性金属シートを超塑性
を示す温度に加熱した後に、上記超塑性金属シートによ
って金型内部と区画された蓋部内部に加圧流体を導入
し、上記金型内部を上記蓋内部より低い流体圧に調整
し、流体圧により上記超塑性金属シートを上記金型面に
押圧して超塑性成形する超塑性金属シートの成形方法に
おいて、上記金型の壁部の上面と側面とから形成される
角部に、上記壁部の長さ方向に間隔をあけて複数の溝を
形成しておくことにより、上記超塑性金属シートを金型
面に対応する形状に成形すると共に金型面に成形される
成形部分の周囲に上記溝に対応したリブを成形し、次い
で成形された超塑性金属シートを上記金型から離型して
取り出した後に、上記リブの成形された成形部分の周囲
を該成形部分から切り離すことを前記課題の解決手段と
した。
The method for forming a superplastic metal sheet according to the present invention is capable of sealing the inside of the mold with a superplastic metal sheet to be formed on a mold in which the periphery of the upper mold surface is surrounded by walls. A lid part for covering and sealing the die on the superplastic metal sheet, and heating the superplastic metal sheet to a temperature at which it exhibits superplasticity, and partitioning the interior of the die with the superplastic metal sheet. A pressurized fluid is introduced into the inside of the lid portion, the inside of the die is adjusted to a fluid pressure lower than that inside the lid, and the superplastic metal sheet is pressed by the fluid pressure against the die surface to superplastically form. In the method for forming a superplastic metal sheet, by forming a plurality of grooves at intervals in the length direction of the wall portion at a corner formed from the upper surface and the side surface of the wall portion of the mold. , Shape the superplastic metal sheet into a shape that corresponds to the mold surface. A rib corresponding to the groove is formed around the forming portion to be formed on the die surface, and then the formed superplastic metal sheet is released from the die and taken out, and then the rib is formed. The means for solving the above problem is to separate the periphery of the molded portion from the molded portion.

【0012】[0012]

【作用】上記請求項1記載の構成によれば、金型面を囲
う壁部の角部に、壁部の長さ方向に間隔をあけて溝が形
成されているので、超塑性金属シートを超塑性成形した
場合に、超塑性金属シートの金型面により成形された成
形部分の周囲にリブが複数形成されることになる。そし
て、超塑性金属シートの成形部分の周囲にリブを形成す
ることにより、成形された超塑性金属シートを離型取り
出しする際の超塑性金属シートの変形を防止することが
できる。
According to the structure described in claim 1, since the grooves are formed at the corners of the wall portion surrounding the mold surface at intervals in the length direction of the wall portion, the superplastic metal sheet is formed. In the case of superplastic forming, a plurality of ribs are formed around the forming portion formed by the die surface of the superplastic metal sheet. By forming ribs around the molded portion of the superplastic metal sheet, it is possible to prevent deformation of the superplastic metal sheet when the molded superplastic metal sheet is released from the mold.

【0013】さらに、請求項2記載の構成によれば、金
型の上面を壁部により区画して複数の金型面を形成する
ことで、一つの金型により一度に複数の成形品を成形す
ることができるようになるとともに、この壁部に上記溝
を形成しておくことにより、超塑性金属シートに形成さ
れた複数の成形部分のそれぞれの周囲に上記リブが形成
され、上述と同様に成形された超塑性金属シートを離型
取り出しする際に、超塑性金属シートが変形するのを防
止することができる。
Further, according to the second aspect of the present invention, the upper surface of the mold is partitioned by the wall portion to form a plurality of mold surfaces, so that a plurality of molded products can be molded at a time by one mold. It becomes possible to do, and by forming the groove in this wall portion, the rib is formed around each of a plurality of molded portions formed in the superplastic metal sheet, similar to the above. It is possible to prevent the superplastic metal sheet from being deformed when the molded superplastic metal sheet is taken out from the mold.

【0014】また、請求項3もしくは請求項4記載の構
成のように、溝の方向を金型面の輪郭線に対して略垂直
に形成したり、溝同士をつなぐつなぎ溝を形成すること
により、超塑性金属シートの変形防止効果をより高める
可能性がある。
According to the third or fourth aspect of the present invention, the groove direction is formed substantially perpendicular to the contour line of the mold surface, or a connecting groove for connecting the grooves is formed. , The deformation prevention effect of the superplastic metal sheet may be further enhanced.

【0015】また、請求項5記載の構成のように、壁部
に溝を設けた金型により超塑性成形した超塑性金属シー
トを離型して取り出し、上記金型面に成形された成形部
分を上記溝によりリブが形成された部分から切り離すこ
とによって、上記リブにより変形が防止された成形品を
得ることができる。
Further, as in the structure described in claim 5, the superplastic metal sheet superplastically molded by the mold having the groove in the wall is released and taken out, and the molded portion molded on the mold surface. By separating from the portion where the rib is formed by the groove, a molded product whose deformation is prevented by the rib can be obtained.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図1ないし図3は、本発明の第1実施例を説明
するための図面であって、図1は、第1実施例の超塑性
金属シート1(図2に図示)の成形装置の金型2を示す
ものであり、図2は上記成形装置を示すものであり、図
3は、前記金型2に形成されるリブ成形溝3を示すもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 are drawings for explaining a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a mold of a forming apparatus for a superplastic metal sheet 1 (shown in FIG. 2) of the first embodiment. 2 shows the molding apparatus, and FIG. 3 shows the rib molding groove 3 formed in the mold 2.

【0017】図2に示すように、第1実施例の成形装置
は、超塑性金属シート1を成形する金型面(図1におい
て金型面に形成された凹凸は図示略)4aと、該金型面
4aの周囲を囲う外周壁部4bとを備えた金型本体4を
有する金型2と、金型2上に配置されて金型2内部を密
閉する蓋部5とを基本構成とするものである。前記金型
2は、上記金型本体4と、該金型本体4の下面側を覆う
底部6と、前記金型本体4の外周壁部4b上面に金型2
の外周縁に沿って設けられ、かつ金型内の気密を保持す
るシール材となる金属ビード7とからなるものである。
As shown in FIG. 2, the molding apparatus of the first embodiment has a mold surface (a concave and convex formed on the mold surface is not shown in FIG. 1) 4a for molding the superplastic metal sheet 1, and A mold 2 having a mold body 4 having an outer peripheral wall 4b surrounding the mold surface 4a, and a lid 5 arranged on the mold 2 for sealing the inside of the mold 2 are basically configured. To do. The mold 2 includes the mold body 4, a bottom portion 6 that covers the lower surface side of the mold body 4, and a mold 2 on the upper surface of the outer peripheral wall portion 4 b of the mold body 4.
The metal bead 7 is provided along the outer peripheral edge of the metal bead 7 and serves as a sealing material for maintaining airtightness in the mold.

【0018】前記金型本体4の金型面4aには、図2に
示すように超金属シート1を成形する凹凸が形成されて
いる。なお、第1実施例において金型面4aは矩形状に
形成されているが、必ずしも矩形状に限定されるもので
はない。また、金型本体4には、金型2内部の流体圧を
調整するための配管8a、8aが埋設され、その一端が
金型面4aに開口し、他端が後述する底部6を貫通して
流体加圧制御装置(図示略)に接続された配管8b、8
bに接続されている。そして、金型本体4内部は、後述
するように流体圧が調整される背圧室9となっている。
As shown in FIG. 2, the mold surface 4a of the mold body 4 is provided with irregularities for molding the supermetal sheet 1. Although the mold surface 4a is formed in a rectangular shape in the first embodiment, it is not necessarily limited to a rectangular shape. Pipes 8a, 8a for adjusting the fluid pressure inside the mold 2 are embedded in the mold body 4, one end of which is opened to the mold surface 4a and the other end of which penetrates a bottom portion 6 described later. 8b, 8 connected to a fluid pressure control device (not shown)
connected to b. The inside of the mold body 4 serves as a back pressure chamber 9 whose fluid pressure is adjusted as described later.

【0019】前記金型本体4の外周壁部4bは、第1実
施例において、金型面4aが矩形に形成されているため
矩形枠状に形成されている。そして、前記外周壁部4a
には、該外周壁部4aの上面の上記金属ビート7より内
側から外周壁部4aの内面にかけてリブ成形溝3…が形
成されている。すなわち、リブ成形溝3…は、外周壁部
4aの上面と内面によって形成された角部4cに形成さ
れている。
The outer peripheral wall 4b of the mold body 4 is formed in a rectangular frame shape because the mold surface 4a is formed in a rectangular shape in the first embodiment. Then, the outer peripheral wall portion 4a
The rib forming grooves 3 are formed on the upper surface of the outer peripheral wall 4a from the inside of the metal beat 7 to the inner surface of the outer peripheral wall 4a. That is, the rib forming grooves 3 ... Are formed in the corner portion 4c formed by the upper surface and the inner surface of the outer peripheral wall portion 4a.

【0020】また、リブ成形溝3…は、外周壁部4bの
長さ方向に略等しい間隔をあけて多数設けられている。
さらに、リブ成形溝3…は、図1及び図3に示すよう
に、外周壁部4bの上面において、矩形状の金型面4a
の輪郭線に対して直角、すなわち矩形枠状の外周壁部4
bの各辺に対して直角になるように形成され、外周壁部
4bの内面において、上面側のリブ形成溝3から連続し
て略鉛直方向に形成されている。
A large number of rib forming grooves 3 are provided at substantially equal intervals in the lengthwise direction of the outer peripheral wall portion 4b.
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the rib forming groove 3 ... Has a rectangular mold surface 4a on the upper surface of the outer peripheral wall portion 4b.
Right-angled to the contour line of the outer peripheral wall 4 in the shape of a rectangular frame
It is formed so as to be perpendicular to each side of b, and is formed in the substantially vertical direction on the inner surface of the outer peripheral wall portion 4b continuously from the rib forming groove 3 on the upper surface side.

【0021】また、外周壁部4bの内面には、図3に示
すように、上記リブ成形溝3…の下に、切断段差4dが
形成されている。この切断段差4dは、後述するように
超塑性金属シート1の上記金型面4aにより成形された
成形部分と上記リブ成形溝3…によりリブが成形された
部分とを切り離す部位を直角に成形するものである。
As shown in FIG. 3, a cut step 4d is formed on the inner surface of the outer peripheral wall 4b below the rib forming grooves 3 ... As will be described later, the cutting step 4d forms at right angles a portion for separating a forming portion formed by the mold surface 4a of the superplastic metal sheet 1 and a portion formed by the rib forming groove 3 ... It is a thing.

【0022】上記金属ビード7は、上記金型2に、超塑
性金属シート1を挟んで蓋部5を被せた際に、超塑性金
属シート1を介して蓋部5下面に噛み込むことにより、
金型2内部の気密性を保持するものである。なお、シー
ル材は、必ずしも金属ビード7に限定されるものではな
く耐熱パッキン材等でも良いが、後述するように、高温
となる金型2及び蓋部5において、流体加圧を印加、保
持するために気密性を維持するには、金属ビート7が優
れている。
The metal bead 7 is engaged with the lower surface of the lid 5 through the superplastic metal sheet 1 when the metal mold 2 is covered with the lid 5 with the superplastic metal sheet 1 interposed therebetween.
The airtightness inside the mold 2 is maintained. The sealing material is not necessarily limited to the metal beads 7 and may be a heat-resistant packing material or the like, but as will be described later, the fluid pressure is applied and held in the mold 2 and the lid 5 which become hot. Therefore, the metal beat 7 is excellent in maintaining the airtightness.

【0023】前記底部6は、その内部に前記金型本体4
が着脱自在に挿入可能となっている。また、前記底部6
には、金型本体4内部の背圧室9の流体圧を調整するた
めの配管8b、8bが、底部6の側壁を貫通して配置さ
れている。また、配管8b、8bには、流量制御弁8c
が取付けられている。さらに、底部6には、電気抵抗発
熱体11…が埋設され、金型2及び超塑性金属シート1
を、該超塑性金属シート1が超塑性を示す温度に加熱で
きるようになっている。
The bottom portion 6 has the mold body 4 inside thereof.
Can be detachably inserted. Also, the bottom portion 6
In this case, pipes 8b, 8b for adjusting the fluid pressure of the back pressure chamber 9 inside the mold body 4 are arranged so as to penetrate the side wall of the bottom portion 6. In addition, the flow control valve 8c is provided in the pipes 8b and 8b.
Is installed. Further, electric resistance heating elements 11 ... Are embedded in the bottom portion 6, and the mold 2 and the superplastic metal sheet 1 are embedded.
Can be heated to a temperature at which the superplastic metal sheet 1 exhibits superplasticity.

【0024】前記蓋部5は、その下面の外周縁部5aが
下方に突出して形成され、下面内側に凹部が形成されて
いる。そして、この凹部が加圧室12となっている。ま
た、前記外周縁部5aは、前記金属ビート7及び超塑性
金属シート1を介して金型2の外周壁部と対向するよう
になっている。そして、蓋部5の内部には、前記底部2
と同様に、電気抵抗発熱体11…が埋設され、蓋部5及
び超塑性金属シート1を、超塑性金属シート1が超塑性
を示す温度に加熱できるようになっている。また、蓋部
5には、蓋部5を貫通して加圧室12に開口し、加圧室
12に流体圧をかける配管10が配置されている。ま
た、配管10には、流量制御弁10aが取付けられると
共に、流体加圧制御装置(図示略)に接続されている。
The lid 5 is formed such that an outer peripheral edge portion 5a of the lower surface thereof is projected downward and a recess is formed inside the lower surface. Then, this concave portion serves as the pressurizing chamber 12. Further, the outer peripheral edge portion 5a is arranged to face the outer peripheral wall portion of the mold 2 with the metal beat 7 and the superplastic metal sheet 1 interposed therebetween. Inside the lid portion 5, the bottom portion 2
Similarly, the electric resistance heating elements 11 are embedded so that the lid 5 and the superplastic metal sheet 1 can be heated to a temperature at which the superplastic metal sheet 1 exhibits superplasticity. In addition, the lid 5 is provided with a pipe 10 that penetrates the lid 5 and opens to the pressurizing chamber 12 to apply a fluid pressure to the pressurizing chamber 12. A flow rate control valve 10a is attached to the pipe 10 and is connected to a fluid pressure control device (not shown).

【0025】そして、図2は、上記構成の金型2上に超
塑性金属シート1を載せ、さらにその上似蓋部5を被せ
て、第1実施例の成形装置が超塑性成形を行う状態を図
示している。この状態で、超塑性金属シート1より上方
の蓋部5内部が流体圧を印加する加圧室12となり、超
塑性金属シート1より下方の金型本体4内部が前記加圧
室12より低い流体圧に調整される背圧室9となってい
る。そして、これら加圧室12と背圧室9とから金型室
13が構成されている。なお、第1実施例の成形装置に
おいては、上記金型2及び蓋部5を互いに押し付ける押
圧手段(図示略)が設けられ、金型室13を気密に保つ
ようになっている。
FIG. 2 shows a state in which the superplastic metal sheet 1 is placed on the mold 2 having the above-described structure, and the superficial lid portion 5 is covered therewith, and the molding apparatus of the first embodiment performs superplastic molding. Is illustrated. In this state, the inside of the lid 5 above the superplastic metal sheet 1 becomes a pressurizing chamber 12 for applying a fluid pressure, and the inside of the mold body 4 below the superplastic metal sheet 1 is a fluid lower than the pressurizing chamber 12. The back pressure chamber 9 is adjusted to the pressure. A mold chamber 13 is composed of the pressurizing chamber 12 and the back pressure chamber 9. In the molding apparatus of the first embodiment, a pressing means (not shown) for pressing the mold 2 and the lid 5 against each other is provided, and the mold chamber 13 is kept airtight.

【0026】次に、上記構成の第1実施例の超塑性金属
シートの成形装置による超塑性金属シート1の成形方法
及びその作用を説明する。まず、図2に示すように、金
型2上に金型2の上面を覆うように超塑性金属シート1
を配置し、その上に蓋部5を金型2の位置に対応させて
配置し、図示しない押圧手段により、金型2と蓋部5と
を互いに押圧する。
Next, a method of forming the superplastic metal sheet 1 by the apparatus for forming a superplastic metal sheet of the first embodiment having the above-mentioned structure and its operation will be described. First, as shown in FIG. 2, the superplastic metal sheet 1 is formed on the mold 2 so as to cover the upper surface of the mold 2.
Is arranged, the lid 5 is arranged thereon corresponding to the position of the die 2, and the die 2 and the lid 5 are pressed against each other by a pressing means (not shown).

【0027】次いで、電気抵抗発熱体11により金型2
及び蓋部5を加熱し、超塑性金属シート1が超塑性を示
す所定の温度に昇温し、この温度に保持する。次いで、
加圧室12が所定の流体圧になるように配管10を介し
て、加圧室12を加圧する。また、背圧室9において
は、加圧室12に対して所定の圧力差を得られるように
配管8a、8bを介して流体圧を調整する。
Next, the electric resistance heating element 11 is used to form the mold 2.
Then, the lid portion 5 is heated to raise the temperature to a predetermined temperature at which the superplastic metal sheet 1 exhibits superplasticity, and the temperature is maintained at this temperature. Then
The pressure chamber 12 is pressurized through the pipe 10 so that the pressure chamber 12 has a predetermined fluid pressure. Further, in the back pressure chamber 9, the fluid pressure is adjusted via the pipes 8a and 8b so that a predetermined pressure difference with respect to the pressure chamber 12 can be obtained.

【0028】以上のように加圧室12及び背圧室9の流
体圧を調整することで、超塑性状態となった超塑性金属
シート1は、金型2の金型面4aに押圧され、金型面4
aに対応した形状に成形させられる。また、超塑性金属
シート1の周縁部、すなわち、金型面4aに成形される
成形部分の周囲は、金型本体4の壁部4bに設けられた
リブ成形溝3…によりリブが形成される。
By adjusting the fluid pressures of the pressurizing chamber 12 and the back pressure chamber 9 as described above, the superplastic metal sheet 1 in the superplastic state is pressed against the die surface 4a of the die 2, Mold surface 4
It is molded into a shape corresponding to a. Further, ribs are formed by the rib forming grooves 3 provided in the wall portion 4b of the die body 4 around the peripheral edge portion of the superplastic metal sheet 1, that is, around the forming portion formed on the die surface 4a. .

【0029】成形終了後に蓋部5を金型2から外し、成
形された超塑性金属シート1を離型して取り出す。この
際に、金型2及び蓋部5の温度は、あまり下げないよう
にし、超塑性を示す温度より僅かに低い高温の状態で、
超塑性金属シート1を取り出す。また、超塑性金属シー
ト1の離型においては、成形が屈曲の深い複雑形状の場
合に、金型2と超塑性金属シート1の間への流体圧の印
加や、超塑性金属シート1上の加圧室13を吸気して真
空にする等の方法が取られ、超塑性金属シート1の取り
出しは、周知のフォーク型引き抜き装置等を用いて行わ
れる。
After the molding is completed, the lid 5 is removed from the mold 2, and the molded superplastic metal sheet 1 is released and taken out. At this time, the temperatures of the mold 2 and the lid 5 should not be lowered so much that the temperature is slightly lower than the temperature indicating superplasticity,
The superplastic metal sheet 1 is taken out. Further, in the mold release of the superplastic metal sheet 1, when the molding is a complicated shape with a deep bend, application of fluid pressure between the mold 2 and the superplastic metal sheet 1 or the superplastic metal sheet 1 is performed. A method such as suctioning the pressure chamber 13 to make it vacuum is adopted, and the superplastic metal sheet 1 is taken out by using a well-known fork-type drawing device or the like.

【0030】この場合に、超塑性金属シート1は、リブ
成形溝3…によりリブが形成されたことで、離型取り出
しの際に、折り曲げ変形等の変形を起こすことがない。
また、リブを成形することにより、大型の成形品を製造
する場合においても、変形を防止するすることができ
る。なお、以上の超塑性成形作業においては、周知の超
塑性成形方法と同様の方法に基づいて温度調整、流体圧
調整等が行われる。
In this case, since the ribs are formed by the rib forming grooves 3 in the superplastic metal sheet 1, deformation such as bending deformation does not occur at the time of taking out from the mold.
Further, by forming the ribs, it is possible to prevent deformation even when manufacturing a large-sized molded product. In the above superplastic forming operation, temperature adjustment, fluid pressure adjustment, etc. are performed based on the same method as the known superplastic forming method.

【0031】次いで、金型2においては、金型2及び蓋
部5が高温の間に次に成形すべき超塑性金属シート1を
金型2上にセットし、上述のように成形作業を行う。こ
のように超塑性成形を行うことにより、金型2及び蓋部
5の昇温時間を短縮することができ、長い時間を要する
超塑性成形工程の短縮を図ることができるとともに、上
述のようにリブが成形されたことにより、成形品の歩留
まりを悪化させることがない。
Next, in the mold 2, the superplastic metal sheet 1 to be molded next is set on the mold 2 while the mold 2 and the lid 5 are at a high temperature, and the molding operation is performed as described above. . By performing the superplastic forming in this way, the temperature rising time of the mold 2 and the lid portion 5 can be shortened, and the superplastic forming step which requires a long time can be shortened, and as described above. Since the ribs are molded, the yield of molded products does not deteriorate.

【0032】一方、成形された超塑性金属シート1は、
前記金型本体4の外周壁部4bのリブ成形溝3…の下に
形成された段差4dにより成形された屈曲部において、
レーザーカッター等により切断され、超塑性金属シート
1の成形部分とリブが形成された部分が切り離され、上
記成形部分が成形品とされる。なお、リブ成形溝3…を
形成したことにより、離型取り出し時に、超塑性金属シ
ート1に変形が起こるのが防止される作用機構について
は、必ずしも明確ではないが、以下のように考えること
ができる。
On the other hand, the formed superplastic metal sheet 1 is
In the bent portion formed by the step 4d formed below the rib forming groove 3 ... Of the outer peripheral wall portion 4b of the mold body 4,
By cutting with a laser cutter or the like, the molded part of the superplastic metal sheet 1 and the part where the rib is formed are separated, and the molded part is made into a molded product. Incidentally, the mechanism of action by which the superplastic metal sheet 1 is prevented from being deformed at the time of taking out from the mold by forming the rib forming grooves 3 ... Is not always clear, but it may be considered as follows. it can.

【0033】すなわち、前記リブ成形溝3…により、超
塑性金属シート1の成形部分の周囲に多数のリブが形成
されることにより、超塑性金属シート1の成形部分の周
囲の強度が強化され、離型取り出しの際に、超塑性金属
シート1に力がかかっても、リブが成形された部分がそ
の力を吸収し、超塑性金属シート1の成形部分に、折り
曲げ変形が起こるほどの力がかかることがなくなり、変
形を防止することができる。
That is, a large number of ribs are formed around the forming portion of the superplastic metal sheet 1 by the rib forming grooves 3 ..., The strength around the forming portion of the superplastic metal sheet 1 is strengthened, Even when a force is applied to the superplastic metal sheet 1 at the time of release from the mold, the rib-formed portion absorbs the force, and the formed portion of the superplastic metal sheet 1 has a force enough to cause bending deformation. This can be prevented and deformation can be prevented.

【0034】ここで、超塑性金属シート1にリブを形成
するリブ成形溝3…の形状について説明する。リブ成形
溝3…の形状は、必ずしも第1実施例のリブ成形溝3…
に限定されるものではなく、例えば、図4(A)、
(B)、(C)、(D)、(E)に示すように、金型本
体4の外周壁部4bの上面部分に於ける溝の断面が弧状
(リブ成形溝3a、3b)、逆三角形状(リブ成形溝3
c、3d)、凹字状(3e)等のものを用いることがで
きる。
Here, the shapes of the rib forming grooves 3 forming the ribs on the superplastic metal sheet 1 will be described. The shape of the rib forming groove 3 ... Is not always the same as that of the rib forming groove 3 of the first embodiment.
It is not limited to, for example, FIG.
As shown in (B), (C), (D), and (E), the cross section of the groove in the upper surface portion of the outer peripheral wall portion 4b of the mold body 4 is arcuate (rib forming grooves 3a, 3b), reverse. Triangular shape (rib molding groove 3
c, 3d), concave (3e), etc. can be used.

【0035】また、外周壁部4bのリブ成形溝3…の方
向に沿った断面についても、第1実施例の図3に示され
る形状に限定されるものではなく、図5(A)、(B)
に示されるように、外周壁部4bの角部4cを直線状に
カットした形状のもの(リブ成形溝3f)や、外周壁部
4bの上面及び内面から垂直にカットした形状のもの
(リブ成形溝3g)でも良い。
Further, the cross section of the outer peripheral wall portion 4b along the direction of the rib forming grooves 3 ... Is not limited to the shape shown in FIG. 3 of the first embodiment, and is not limited to that shown in FIG. B)
As shown in Fig. 3, the outer peripheral wall 4b has a shape in which the corner 4c is linearly cut (rib forming groove 3f), or the outer peripheral wall 4b has a shape vertically cut from the upper surface and the inner surface (rib forming). The groove 3g) may be used.

【0036】さらに、本発明の成形装置のリブ成形溝3
…の形状は、第1実施例や上記図4及び図5に示される
形状に限定されるものでもないが、超塑性金属シート1
に形成されるリブの形状は、大型のリブを少数設けるよ
りは、小型のリブを多数設ける方が変形を防止する効果
が大きくなる可能性があり好ましい。また、リブ成形溝
3…の形状は、溝の幅が狭く、溝の深さが深いものの方
が好ましく、さらに、平面部の少ない剛性形状とするこ
とが好ましく、例えば波状のような3次元的曲面形状と
した方が好ましい。
Further, the rib forming groove 3 of the forming apparatus of the present invention is used.
The shape of ... Is not limited to the shape shown in the first embodiment or the above-described FIGS. 4 and 5, but the superplastic metal sheet 1
As for the shape of the ribs formed in (1), it is preferable to provide a large number of small ribs rather than a small number of large ribs, because the effect of preventing deformation may be greater. Further, the shape of the rib-forming grooves 3 ... Is preferably such that the width of the groove is narrow and the depth of the groove is deep. Further, it is preferable that the rib forming groove 3 has a rigid shape with a small number of flat portions. A curved shape is preferable.

【0037】また、第1実施例においてリブ成形溝3…
は、金型面4aの輪郭線に垂直に形成するものとした
が、例えば、リブ成形溝3…がそれぞれ金型面4aの中
心部を向く方向に沿って形成されるものとしても良い。
しかし、超塑性金属シート1の補強としては、リブ成形
溝3…を金型面4aの輪郭線に対して垂直に設けたほう
が優れている。
Further, in the first embodiment, the rib forming groove 3 ...
Is formed perpendicularly to the contour line of the mold surface 4a, but, for example, the rib forming grooves 3 may be formed along the direction toward the center of the mold surface 4a.
However, as a reinforcement of the superplastic metal sheet 1, it is better to provide the rib forming grooves 3 ... Vertically to the contour line of the mold surface 4a.

【0038】また、金型本体4の外周壁部4bに形成さ
れる溝としては、図6及び図7(a)、(b)及び図8
(a)、(b)に示すように、金型面4aの輪郭線に垂
直に設けられたものに加えて、上記輪郭線に沿うと共
に、隣接するリブ成形溝3…をつなぐように形成された
つなぎ溝14を設けても良い。
The grooves formed in the outer peripheral wall portion 4b of the mold body 4 are shown in FIGS. 6 and 7 (a), (b) and FIG.
As shown in (a) and (b), in addition to those provided perpendicularly to the contour line of the mold surface 4a, it is formed so as to connect adjacent rib forming grooves 3 ... The connecting groove 14 may be provided.

【0039】該つなぎ溝14は、金型本体4の外周壁部
4bの長さ方向に沿って、外周壁部4bの全周に連続し
て設けられている。そして、図7(A)及び図8(A)
の外周壁部4bのリブ成形溝3、3gのない部分の断面
及び図7(B)及び図8(B)の外周壁部4bのリブ成
形溝3、3gのある部分の断面に示すように、リブ成形
溝3、3gの上面側端部と連通するようにつなぎ溝14
が設けられている。
The connecting groove 14 is provided continuously along the entire length of the outer peripheral wall 4b of the mold body 4 along the lengthwise direction of the outer peripheral wall 4b. And FIG. 7 (A) and FIG. 8 (A)
As shown in the cross section of the outer peripheral wall portion 4b of the rib forming grooves 3 and 3g without portions and the cross section of the outer peripheral wall portion 4b with the rib forming grooves 3 and 3g of FIGS. , The connecting groove 14 so as to communicate with the upper end portions of the rib forming grooves 3 and 3g.
Is provided.

【0040】このようにリブ成形溝3、3gに加えてつ
なぎ溝14を設けることにより、離型取り出しの際の超
成形金属シート1の変形をより確実に防止することがで
きる。なお、図7と図8とにおけるリブ成形溝3、3g
の違いは、図7において、リブ成形溝3が外周壁部4b
の内面側に至ったところで、下方に延出した形状となっ
ているのに対して、図8においては、リブ成形溝3gが
外周壁部4bの上面側の深さのままで、内面側に開口し
た形状となっている。
By thus providing the connecting groove 14 in addition to the rib forming grooves 3 and 3g, the deformation of the superformed metal sheet 1 at the time of taking out from the mold can be more reliably prevented. The rib forming grooves 3 and 3g shown in FIGS.
7, the rib forming groove 3 is different from the outer peripheral wall portion 4b in FIG.
8 has a shape that extends downward when it reaches the inner surface side, while in FIG. 8, the rib forming groove 3g remains at the depth of the upper surface side of the outer peripheral wall portion 4b, and It has an open shape.

【0041】また、つなぎ溝14の深さは、図7及び図
8に示すように、外周壁部4b上面におけるリブ成形溝
3、3gの深さと同様の深さになっているが、図8に点
線で示したつなぎ溝14aに示すように、リブ成形溝3
gより深い形状(もしくは浅い形状)としても良く、必
ずしも、リブ成形溝3、3gとつなぎ溝14が同じ深さ
に形成される必要はない。
The depth of the connecting groove 14 is the same as the depth of the rib forming grooves 3 and 3g on the upper surface of the outer peripheral wall portion 4b as shown in FIGS. As shown by the connecting groove 14a indicated by the dotted line in FIG.
The shape may be deeper (or shallower) than g, and the rib forming grooves 3 and 3g and the connecting groove 14 do not necessarily have to be formed at the same depth.

【0042】図9は、本発明の超塑性金属シート1の成
形装置の第2実施例を示すものである。この第2実施例
の成形装置は、金型20の金型本体21に縦横に隔壁部
22a、22bを形成することにより、金型面21a…
を複数に分割することで、一度の超塑性成形により複数
の成形品を製造できるようにしたものであり、上記第1
実施例と同様の構成要素については、同一の符号を付し
てその説明を省略する。
FIG. 9 shows a second embodiment of the forming apparatus for the superplastic metal sheet 1 of the present invention. In the molding apparatus of the second embodiment, by forming partition walls 22a and 22b in the mold body 21 of the mold 20 in the vertical and horizontal directions, the mold surface 21a ...
Is divided into a plurality of parts, so that a plurality of molded products can be manufactured by a single superplastic forming process.
The same components as those in the embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0043】図9に示すように、第2実施例の金型本体
21においては、外周壁部21bに加えて、2本の横方
向の隔壁部22aと、1本の縦方向の隔壁部22bが設
けられて、金型本体21の上面が区画されることによ
り、6つの金型面(成形用の凹凸は図示略)21a…が
形成されている。なお、区画される金型面21aの数、
隔壁部22a、22bの方向、区画された金型面21a
…の形状は、特に限定されるものではない。
As shown in FIG. 9, in the mold body 21 of the second embodiment, in addition to the outer peripheral wall portion 21b, two horizontal partition walls 22a and one vertical partition wall 22b are provided. Are provided and the upper surface of the mold body 21 is partitioned, so that six mold surfaces (concavities and convexities for molding are not shown) 21a ... Are formed. In addition, the number of mold surfaces 21a to be partitioned,
Direction of partition walls 22a, 22b, partitioned mold surface 21a
The shape of ... Is not particularly limited.

【0044】そして、外周壁部21bには、上記第1実
施例と同様に、リブ成形溝23…及びつなぎ溝24が設
けられると共に、隔壁部22a、22bにも、外周壁部
21bと同様のリブ成形溝23a…及びつなぎ溝24が
設けられている。また、隔壁部22a、22bのリブ成
形溝23a…は、外周壁部21bのリブ形成溝23…と
同様に、隔壁部22a、22bに長さ方向に等間隔に間
隔をあけて形成されると共に、複数に分割された各金型
面21aの輪郭線に対して垂直に形成されている。
The outer peripheral wall portion 21b is provided with the rib forming grooves 23 ... And the connecting groove 24 as in the first embodiment, and the partition walls 22a and 22b are similar to the outer peripheral wall portion 21b. The rib forming grooves 23a ... And the connecting groove 24 are provided. Further, the rib forming grooves 23a of the partition walls 22a and 22b are formed in the partition walls 22a and 22b at equal intervals in the lengthwise direction, similarly to the rib forming grooves 23 of the outer peripheral wall 21b. , Is formed perpendicular to the contour line of each mold surface 21a divided into a plurality of parts.

【0045】また、第2実施例の外周壁部21bにおい
ては、第1実施例の外周壁部21bと同様に、つなぎ溝
24を設けない構成としても良く、また、つなぎ溝24
を設ける際には、つなぎ溝24とリブ形成溝23…との
深さを同様もしくは異なるものとしても良い。さらに、
リブ形成溝23…の形状も第1実施例のリブ形成溝3と
同様にその形状を限定されるものではない。
Further, in the outer peripheral wall portion 21b of the second embodiment, similarly to the outer peripheral wall portion 21b of the first embodiment, the connecting groove 24 may not be provided, or the connecting groove 24 may be provided.
When the grooves are provided, the connecting groove 24 and the rib forming grooves 23 may have the same or different depths. further,
The shape of the rib forming groove 23 ... Is not limited to the same shape as the rib forming groove 3 of the first embodiment.

【0046】また、図10(A)(A’)(B)
(B’)(C)(c’)及び図11に示すように、隔壁
部22a、22bにおいては、両サイドに金型面21a
…が設けられることになるので、隔壁部22a、22b
の上面及び左右両側面をつなぐようにリブ成形溝23a
…が形成されている。
Further, FIG. 10 (A) (A ') (B)
As shown in (B '), (C), (c'), and FIG. 11, in the partition walls 22a and 22b, the mold surfaces 21a are provided on both sides.
.. are provided, the partition walls 22a and 22b are provided.
Rib forming groove 23a so as to connect the upper surface and the left and right side surfaces
... is formed.

【0047】そして、つなぎ溝24、24aは、隔壁部
22a、22b上面の中心部を通ると共に隔壁部22
a、22bの長さ方向に沿って設けられている。また、
つなぎ溝24、24aは外周壁部21aの場合と同様
に、図10(C)に示すように設けない構成としても良
い。また、つなぎ溝24、24aの深さは図10A及び
図11の点線で示されるつなぎ溝24aのようにリブ形
成溝23aより深い溝としても良いし、図10b及び図
11に示されるつなぎ溝24のようにリブ形成溝23a
と同じ深さとしても良く、また、リブ形成溝23a…よ
りも浅いものとしても良い。
The connecting grooves 24, 24a pass through the central portions of the upper surfaces of the partition walls 22a, 22b and the partition wall 22.
It is provided along the length direction of a and 22b. Also,
As in the case of the outer peripheral wall portion 21a, the connecting grooves 24 and 24a may not be provided as shown in FIG. 10C. Further, the depth of the connecting grooves 24, 24a may be deeper than the rib forming groove 23a like the connecting groove 24a shown by the dotted line in FIGS. 10A and 11, or the connecting groove 24 shown in FIGS. 10b and 11. Rib forming groove 23a
The depth may be the same as, or may be shallower than the rib forming grooves 23a.

【0048】また、隔壁部22a、22bに形成される
リブ成形溝23aの形状は、上述したように隔壁部22
a、22bの両側面にまたがって形成される以外は、外
周壁部21bのリブ形成溝23と同様のものであり、外
周壁部21bのリブ形成溝23と同様にその形状を限定
されるものではない。このような、第2実施例の金型2
0を有する超塑性金属シートの成形装置は、金型本体2
1の上面の形状が異なるだけで、図2に示す第1実施例
の成形装置と同様の構成を有するものである。
The rib forming groove 23a formed in the partition walls 22a and 22b has the shape of the partition wall 22 as described above.
The rib forming groove 23 is similar to the rib forming groove 23 of the outer peripheral wall portion 21b except that the rib forming groove 23 is formed on both side surfaces of the a and 22b, and its shape is limited similarly to the rib forming groove 23 of the outer peripheral wall portion 21b. is not. Such a mold 2 of the second embodiment
A superplastic metal sheet forming apparatus having a mold body 2
1 has the same configuration as that of the molding apparatus of the first embodiment shown in FIG.

【0049】また、第2実施例の超塑性金属シートの成
形方法も、第1実施例の成形装置を用いた成形方法と同
様である。そして、以上のような第2実施例の成形装置
によれば、上記第1実施例と同様に、リブ成形溝23、
23aもしくはリブ成形溝23、23aとつなぎ溝2
4、24aとにより、超塑性金属シート1にリブが形成
されることになるので、成形後の離型取り出し時に超塑
性金属シート1の成形部分に変形が発生することがな
い。
The superplastic metal sheet forming method of the second embodiment is also the same as the forming method using the forming apparatus of the first embodiment. Then, according to the forming apparatus of the second embodiment as described above, as in the first embodiment, the rib forming groove 23,
23a or rib forming groove 23, 23a and connecting groove 2
Since the ribs 4 and 24a form ribs on the superplastic metal sheet 1, no deformation occurs in the molded portion of the superplastic metal sheet 1 at the time of taking out the mold after molding.

【0050】また、第2実施例によれば、隔壁部22、
22aのリブ成形溝23aもしくはリブ成形溝23aと
つなぎ溝24、24aにより超塑性金属シート1の外周
縁以外に超塑性金属シート1の内部にもリブが形成され
ることになるので、より変形が起こりにいくいものとす
ることができる。
According to the second embodiment, the partition wall portion 22,
The rib forming groove 23a of 22a or the rib forming groove 23a and the connecting grooves 24, 24a form ribs not only on the outer peripheral edge of the superplastic metal sheet 1 but also inside the superplastic metal sheet 1. It can be something that will happen.

【0051】したがって、金型20及び超塑性金属シー
ト1を大型なものとしても離型取り出し時に超塑性金属
シート1に変形が起こることがないので、大型の金型2
0を隔壁部22a、22bにより多数の金型面21a…
に分割することにより、一度の超塑性成形で多数の成形
品を製造することができるので、一般に一回の成形に多
くの時間を要する超塑性成形において、大幅な製造時間
の短縮を図ることができる。
Therefore, even if the mold 20 and the superplastic metal sheet 1 are large-sized, the superplastic metal sheet 1 is not deformed at the time of releasing from the mold, and therefore the large mold 2 is used.
0 is divided into a large number of mold surfaces 21a ...
Since it is possible to manufacture many molded products with one superplastic forming by dividing into, it is possible to greatly reduce the manufacturing time in superplastic forming, which generally requires a lot of time for one molding. it can.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の請求
項1記載の構成によれば、金型の壁部に形成された溝に
より、超塑性成形の際に、超塑性金属シートの金型面に
成形された成形部分の周囲に補強用リブが形成されるこ
とになり、成形後の超塑性金属シートがリブにより補強
され、超塑性金属シートの金型からの離型取り出し時
に、超塑性金属シートに力がかかった場合に、超塑性金
属シートに変形ができるのを防止することができる。
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the metal of the superplastic metal sheet is formed in the superplastic forming by the groove formed in the wall of the mold. Reinforcing ribs will be formed around the molding part formed on the mold surface, and the superplastic metal sheet after molding will be reinforced by the ribs, and when the mold release of the superplastic metal sheet is taken out from the mold, It is possible to prevent the superplastic metal sheet from being deformed when force is applied to the plastic metal sheet.

【0053】したがって、成形された超塑性金属シート
を高温の状態で離型取り出しを行い、金型の温度があま
り低下しないうちに、次の超塑性成形を行うようにして
も、成形品が変形することにより成形品の歩留まりが低
くなることがなく、結果的に超塑性金属シートの成形効
率を高めることができる。また、従来、歩留まりの低か
った大型の成形品においても、変形を防止し、成形効率
を高めることができるので、超塑性成形における生産効
率を大幅に改善することができる。
Therefore, even if the formed superplastic metal sheet is taken out from the mold at a high temperature and the next superplastic forming is performed before the temperature of the mold is lowered so much, the molded product is deformed. By doing so, the yield of the molded product does not decrease, and as a result, the molding efficiency of the superplastic metal sheet can be increased. Further, even in a large-sized molded product having a low yield, it is possible to prevent deformation and increase the molding efficiency, so that the production efficiency in superplastic molding can be significantly improved.

【0054】また、請求項2記載の構成によれば、一枚
の超塑性金属シート内に該超塑性金属シートを分割する
ようにリブが形成されることになり、成形後の超塑性金
属シートをより強固なものとすることができる。したが
って、金型を大型なものとし、隔壁により多数の金型面
を形成することで、一度の超塑性成形作業により多数の
成形品を製造することが可能となり、従来多くの時間を
要していた超塑性成形の成形工程の所要時間を大幅に短
縮することができる。
According to the second aspect of the present invention, ribs are formed in one superplastic metal sheet so as to divide the superplastic metal sheet, and the superplastic metal sheet after forming is formed. Can be made stronger. Therefore, by making the mold large and forming a large number of mold surfaces by the partition walls, it is possible to manufacture a large number of molded products by one superplastic forming operation, which conventionally takes a lot of time. Further, the time required for the superplastic forming process can be significantly reduced.

【0055】また、請求項3及び請求項4記載のよう
に、溝の向きを金型面の輪郭線に対して垂直すること
や、つなぎ溝を形成することにより、より確実に成形後
の超塑性金属シートの強度を高めることができ、確実に
超塑性金属シートの離型取り出し時における超塑性金属
シートの変形を防止することができる。
Further, as described in claims 3 and 4, the direction of the groove is made perpendicular to the contour line of the mold surface, and the connecting groove is formed, so that the superposition after molding can be more reliably performed. It is possible to increase the strength of the plastic metal sheet and reliably prevent the deformation of the superplastic metal sheet when the superplastic metal sheet is released from the mold.

【0056】さらに、請求項5記載の超塑性金属シート
の成形方法によれば、壁部に溝を設けた金型により超塑
性成形した超塑性金属シートを離型して取り出し、上記
金型面に成形された成形部分を上記溝によりリブが形成
された部分から切り離すことにより、上記リブにより変
形が防止された成形品を得ることができ、上述のように
超塑性成形の生産効率を高めることができる。
Further, according to the method for forming a superplastic metal sheet according to claim 5, the superplastic metal sheet superplastically formed by a die having a groove in the wall is released and taken out, and the die surface is formed. By separating the molded portion molded into the rib from the portion where the rib is formed by the groove, a molded product whose deformation is prevented by the rib can be obtained, and the production efficiency of superplastic molding can be improved as described above. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例の超塑性金属シートの成形
装置及び成形方法の金型を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a mold of an apparatus and method for forming a superplastic metal sheet according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記超塑性金属シートの成形装置を示す断面図
である。
FIG. 2 is a sectional view showing an apparatus for forming the superplastic metal sheet.

【図3】上記金型の壁部のリブ成形溝を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a rib forming groove in a wall portion of the mold.

【図4】上記リブ成形溝の変形例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modified example of the rib forming groove.

【図5】上記リブ成形溝の変形例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of the rib forming groove.

【図6】上記リブ成形溝に加えてつなぎ溝を形成した壁
部の要部斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of an essential part of a wall portion in which a connecting groove is formed in addition to the rib forming groove.

【図7】上記リブ成形溝に加えてつなぎ溝を形成した壁
部の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a wall portion in which a connecting groove is formed in addition to the rib forming groove.

【図8】上記リブ成形溝に加えてつなぎ溝を形成した壁
部の断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a wall portion in which a connecting groove is formed in addition to the rib forming groove.

【図9】本発明の第2実施例の超塑性金属シートの成形
装置及び成形方法の金型を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a mold of a forming apparatus and a forming method for a superplastic metal sheet according to a second embodiment of the present invention.

【図10】上記第2実施例の超塑性金属シートの成形装
置の隔壁部を示す平面図及び断面図である。
10A and 10B are a plan view and a cross-sectional view showing a partition wall portion of the superplastic metal sheet forming apparatus of the second embodiment.

【図11】上記第2実施例の超塑性金属シートの成形装
置の隔壁部を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a partition wall portion of the superplastic metal sheet forming apparatus of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超塑性金属シート 2 金型 3 リブ成形溝(溝) 3a リブ成形溝(溝) 3b リブ成形溝(溝) 3c リブ成形溝(溝) 3d リブ成形溝(溝) 3e リブ成形溝(溝) 3f リブ成形溝(溝) 3g リブ成形溝(溝) 4 金型本体 4a 金型面 4b 外周壁部(壁部) 5 蓋部 9 背圧室 12 加圧室 14 つなぎ溝 20 金型 21 金型本体 21a 金型面 21b 外周壁部(壁部) 22a 隔壁部(壁部) 22b 隔壁部(壁部) 23 リブ成形溝(溝) 23a リブ成形溝(溝) 24 つなぎ溝 24a つなぎ溝 1 Superplastic Metal Sheet 2 Mold 3 Rib Forming Groove (Groove) 3a Rib Forming Groove (Groove) 3b Rib Forming Groove (Groove) 3c Rib Forming Groove (Groove) 3d Rib Forming Groove (Groove) 3e Rib Forming Groove (Groove) 3f Rib molding groove (groove) 3g Rib molding groove (groove) 4 Mold main body 4a Mold surface 4b Outer peripheral wall portion (wall portion) 5 Lid portion 9 Back pressure chamber 12 Pressurizing chamber 14 Tether groove 20 Mold 21 Mold Main body 21a Mold surface 21b Outer peripheral wall part (wall part) 22a Partition wall part (wall part) 22b Partition wall part (wall part) 23 Rib molding groove (groove) 23a Rib molding groove (groove) 24 Connecting groove 24a Connecting groove

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上面となる金型面の周囲を壁部で囲んだ
金型と、該金型との間に成形すべき超塑性金属シートを
該超塑性金属シートにより金型内部を密閉可能に挟んだ
状態で、金型を覆うと共に密閉する蓋部とを備え、上記
超塑性金属シートを超塑性を示す温度に加熱し、上記超
塑性金属シートによって金型内部と区画された蓋部内部
に加圧流体を導入して加圧室とし、上記金型内部を上記
加圧室より低い流体圧に調整して背圧室とし、流体圧に
より上記超塑性金属シートを上記金型面に押圧して超塑
性成形する超塑性金属シートの成形装置において、 上記金型の壁部には、その上面と金型面側の側面とから
形成される角部に、上記壁部の長さ方向に間隔をあけて
複数の溝が形成されていることを特徴とする超塑性金属
シートの成形装置。
1. A mold in which a mold surface, which is an upper surface, is surrounded by a wall portion, and a superplastic metal sheet to be molded between the mold and the mold can be hermetically sealed by the superplastic metal sheet. In a state of being sandwiched between the lid and a lid for covering and sealing the die, and heating the superplastic metal sheet to a temperature at which it exhibits superplasticity, and inside the lid portion separated from the inside of the die by the superplastic metal sheet. A pressurized fluid is introduced into the pressurizing chamber, and the inside of the die is adjusted to a fluid pressure lower than that of the pressurizing chamber to form a back pressure chamber, and the superplastic metal sheet is pressed against the die surface by the fluid pressure. In the forming apparatus of the superplastic metal sheet for superplastic forming, the wall portion of the mold has a corner formed from the upper surface and the side surface on the mold surface side in the length direction of the wall portion. A forming device for a superplastic metal sheet, wherein a plurality of grooves are formed at intervals.
【請求項2】 上記金型の壁部は、上記金型面を囲むと
共に、上記金型の上面を複数の金型面に区画し、かつ、
前記壁部の上面と側面とから形成される角部の全体に渡
って、上記壁部の長さ方向に間隔をあけて複数の溝が形
成されていることを特徴する請求項1記載の超塑性金属
シートの成形装置。
2. The wall portion of the mold surrounds the mold surface, partitions the upper surface of the mold into a plurality of mold surfaces, and
2. The supermarket according to claim 1, wherein a plurality of grooves are formed at intervals in the length direction of the wall portion over the entire corner portion formed by the upper surface and the side surface of the wall portion. Equipment for forming plastic metal sheets.
【請求項3】 上記溝は、上記金型面の外周に沿った輪
郭線に対して略垂直な方向に沿って上記壁部の角部に形
成されていることを特徴とする請求項1または2記載の
超塑性金属シートの成形装置。
3. The groove is formed at a corner portion of the wall portion along a direction substantially perpendicular to a contour line along the outer periphery of the mold surface. 2. The superplastic metal sheet forming apparatus described in 2.
【請求項4】 上記壁部には、隣接する上記溝同士を連
通するようにつなぎ溝が形成されていることを特徴とす
る請求項1ないし3のいずれかに記載の超塑性金属シー
トの成形装置。
4. The molding of a superplastic metal sheet according to claim 1, wherein a connecting groove is formed in the wall portion so as to connect the adjacent grooves to each other. apparatus.
【請求項5】 上面となる金型面の周囲を壁部で囲んだ
金型上を、成形すべき超塑性金属シートにより金型内部
を密閉可能に覆い、該超塑性金属シート上に金型を覆う
と共に密閉する蓋部を配置し、上記超塑性金属シートを
超塑性を示す温度に加熱した後に、上記超塑性金属シー
トによって金型内部と区画された蓋部内部に加圧流体を
導入し、上記金型内部を上記蓋内部より低い流体圧に調
整し、流体圧により上記超塑性金属シートを上記金型面
に押圧して超塑性成形する超塑性金属シートの成形方法
において、 上記金型の壁部の上面と側面とから形成される角部に、
上記壁部の長さ方向に間隔をあけて複数の溝を形成して
おくことにより、上記超塑性金属シートを金型面に対応
する形状に成形すると共に金型面に成形される成形部分
の周囲に上記溝に対応したリブを成形し、次いで成形さ
れた超塑性金属シートを上記金型から離型して取り出し
た後に、上記リブの成形された成形部分の周囲を該成形
部分から切り離すことを特徴とする超塑性金属シートの
成形方法。
5. A mold in which the upper surface of the mold surface is surrounded by a wall portion is covered with a superplastic metal sheet to be molded so as to seal the inside of the mold, and the mold is placed on the superplastic metal sheet. A lid part for covering and sealing is placed, and after heating the superplastic metal sheet to a temperature at which it exhibits superplasticity, a pressurized fluid is introduced into the lid part partitioned from the mold interior by the superplastic metal sheet. In the method for forming a superplastic metal sheet, wherein the inside of the mold is adjusted to a fluid pressure lower than that of the inside of the lid, and the superplastic metal sheet is pressed against the mold surface by fluid pressure to perform superplastic forming, wherein the mold is In the corner formed from the top and side surfaces of the wall of
By forming a plurality of grooves at intervals in the lengthwise direction of the wall portion, the superplastic metal sheet is molded into a shape corresponding to the mold surface and the molded portion of the mold surface is molded. Forming a rib corresponding to the groove on the periphery, then releasing the formed superplastic metal sheet from the mold and taking it out, and then separating the periphery of the formed part on which the rib is formed from the formed part. And a method of forming a superplastic metal sheet.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113909368A (en) * 2021-09-02 2022-01-11 航天材料及工艺研究所 Precision and performance control method for superplastic forming of abrupt-change wall-thickness thin-wall hemisphere

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