JPS6163322A - 電磁力を用いた高精度加工法 - Google Patents
電磁力を用いた高精度加工法Info
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- JPS6163322A JPS6163322A JP59184272A JP18427284A JPS6163322A JP S6163322 A JPS6163322 A JP S6163322A JP 59184272 A JP59184272 A JP 59184272A JP 18427284 A JP18427284 A JP 18427284A JP S6163322 A JPS6163322 A JP S6163322A
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- Japan
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
- B21D26/14—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces applying magnetic forces
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）発明の目的
［産業上の利用分野］
この発明は管材等の被加工素材の加工を行うための電磁
力を用いた加工法に関するものである。
力を用いた加工法に関するものである。
金属の塑性加工に電磁力を利用する電磁成形法は、特に
板及び管の多様な加工に柔軟に対応できることから、そ
の適用範囲の拡大に大きな関心が奇才られている。この
加工法はコンデンナに電気工ネル１！を貯え、成形用コ
イルを含む回路に衝撃大電流を流し、誘導電流の誘起さ
れる被加工素材とコイルの間に発生する反発力により成
形を行う方法である。したがって、加工はマイクロ秒の
オーダーで瞬時に終了し、被加工素材の変形速度は２０
０＋１１．／Ｓにも達する超高速成形となり、変形機構
は従来の加工法とはかなり異なったものになる。
板及び管の多様な加工に柔軟に対応できることから、そ
の適用範囲の拡大に大きな関心が奇才られている。この
加工法はコンデンナに電気工ネル１！を貯え、成形用コ
イルを含む回路に衝撃大電流を流し、誘導電流の誘起さ
れる被加工素材とコイルの間に発生する反発力により成
形を行う方法である。したがって、加工はマイクロ秒の
オーダーで瞬時に終了し、被加工素材の変形速度は２０
０＋１１．／Ｓにも達する超高速成形となり、変形機構
は従来の加工法とはかなり異なったものになる。
この電磁成形法は、被加工木材に非接触で圧力を伝える
ことができるとε１う特性があり、また自動化も可能で
最近各方面で利用が検討されている。
ことができるとε１う特性があり、また自動化も可能で
最近各方面で利用が検討されている。
［従来の技術］
この電磁成形加工法の原理は次の通りである。
すなわち、成形用コイルにｉ竹撃大電流が流れると、そ
の成形用コイルの周りに磁界が生じ、その強さは電流の
大きさに比例して変化する。磁界の強さが変化すると、
その磁界の中に置かれた被加工素材である管材に電流が
誘導される。そして、この誘導電流の方向は、磁界の変
化を防ぐ方向に流れる。これら２つの磁界の交互作用で
、被加工素材は成形用コイルから大きな反発ツノを受り
、成形が行われる。このとき、このような強力な電磁成
形力を被加工素材の特定箇所に！１ユ申して作用させる
ために、コイルと管材との間に磁束集中器を使用する。
の成形用コイルの周りに磁界が生じ、その強さは電流の
大きさに比例して変化する。磁界の強さが変化すると、
その磁界の中に置かれた被加工素材である管材に電流が
誘導される。そして、この誘導電流の方向は、磁界の変
化を防ぐ方向に流れる。これら２つの磁界の交互作用で
、被加工素材は成形用コイルから大きな反発ツノを受り
、成形が行われる。このとき、このような強力な電磁成
形力を被加工素材の特定箇所に！１ユ申して作用させる
ために、コイルと管材との間に磁束集中器を使用する。
しかるに、電磁成形加工に関する技術の蓄積は未だ十分
ではなく、ＲＮ成形条件の解明をさらに進める必要があ
る。
ではなく、ＲＮ成形条件の解明をさらに進める必要があ
る。
特に、管材の加工では被加工素材の加工粘度は使用Ｊ゛
る成形用型の′ｖＪ度に依存するが、実際には被加工素
材が電磁力によって押圧されても成形用型に沿って密接
ぽず、成形用型の粘度が生かされていない。すなわら、
従来の電磁成形法は第３図及び第４図に示すような電磁
成形装置１を使用する。電磁成形装置１は中央部にコイ
ル２をコイルスタンドロに固定して備え、コイル２の外
側に被加工素材（管材）３を被ぜる。コイル２と被加工
素材（管材）３との間に必要に応じて磁束集中器４を配
置する。また被加工素材３の外側には成形用型５を配置
する。
る成形用型の′ｖＪ度に依存するが、実際には被加工素
材が電磁力によって押圧されても成形用型に沿って密接
ぽず、成形用型の粘度が生かされていない。すなわら、
従来の電磁成形法は第３図及び第４図に示すような電磁
成形装置１を使用する。電磁成形装置１は中央部にコイ
ル２をコイルスタンドロに固定して備え、コイル２の外
側に被加工素材（管材）３を被ぜる。コイル２と被加工
素材（管材）３との間に必要に応じて磁束集中器４を配
置する。また被加工素材３の外側には成形用型５を配置
する。
被加工索材３の加工に当っては、コイル２に衝撃大電流
を流すと、被加工素材３とコイル２との間、及び磁束集
中器４を使用した場合には被加工素材３と磁束集中器４
との間に反発力が生じ、この反発力により被加工素材３
が成形用型５に押イ」けられ、成形用型５の型面形状に
応じて加工される。
を流すと、被加工素材３とコイル２との間、及び磁束集
中器４を使用した場合には被加工素材３と磁束集中器４
との間に反発力が生じ、この反発力により被加工素材３
が成形用型５に押イ」けられ、成形用型５の型面形状に
応じて加工される。
１個の被加工素材の加工は１回の放電によって製品に達
するようになっており、多種類の被加工素材を加工ツる
場合には、磁束集中器を交換して１回の放電によって加
工される。
するようになっており、多種類の被加工素材を加工ツる
場合には、磁束集中器を交換して１回の放電によって加
工される。
［発明が解決しようとづる問題点コ
しかるに、被加工素材を１回の放電によって最終製品に
達するまで加工するためには、被加工素材には大きな衝
撃電流による大ぎな変形力を与える必要があるが、この
場合には、被加工素材に大変形が生じ、所要の形状が得
られないことがある。
達するまで加工するためには、被加工素材には大きな衝
撃電流による大ぎな変形力を与える必要があるが、この
場合には、被加工素材に大変形が生じ、所要の形状が得
られないことがある。
例えば被加工素材が管材であって、その管端部を＋）ｎ
工する場合には第２図に鎖線で示寸ように、その管端部
にカーリングを生じたり、また拡管加工する場合には第
５図に示ずように、液加］゛索材３の途中に弛み部分７
等を生じ、成形用型５に密接せず、成形用型から浮き上
がった状態となり、十分な製品粘度を得ることができな
かった。
工する場合には第２図に鎖線で示寸ように、その管端部
にカーリングを生じたり、また拡管加工する場合には第
５図に示ずように、液加］゛索材３の途中に弛み部分７
等を生じ、成形用型５に密接せず、成形用型から浮き上
がった状態となり、十分な製品粘度を得ることができな
かった。
そこでさらに、もう一度放電を行って、成形用型から浮
き上がった状態の被加工素材を成形用型に押付けること
も考えられるが、この場合には、第１回目の加工で、被
加工木材と磁束集中器との間隙が大ぎくなっているので
、同じ放電エネルギでさらに成形するのは困難であった
。
き上がった状態の被加工素材を成形用型に押付けること
も考えられるが、この場合には、第１回目の加工で、被
加工木材と磁束集中器との間隙が大ぎくなっているので
、同じ放電エネルギでさらに成形するのは困難であった
。
このようなことから、従来の電磁力を用いた加工法では
必ずしも充分に高い製品粘度を得ることができず、この
点の解決が望まれている。
必ずしも充分に高い製品粘度を得ることができず、この
点の解決が望まれている。
この発明は上記の如きゴＳ情に鑑みてなされたものであ
って、被加工素材を成形用型に密接させることができ、
高精度の加工が容易に行い得る電磁力を用いた高精度加
工法を提供することを目的とするものである。
って、被加工素材を成形用型に密接させることができ、
高精度の加工が容易に行い得る電磁力を用いた高精度加
工法を提供することを目的とするものである。
（ロ）発明の構成
［問題を解決するための手段］
この目的に対応して、この発明の電磁力を用いた高精度
加工法は、成形用型と電磁力を発生させるコイルとの間
に被加工素材を配置し、前記コイルを通して放電するこ
とによって発生Ｊ−る前記電磁力によって前記波加工素
材を前記成形用型に押しつけて前記被加工素材の加工を
行う電磁力を用いた材料の加工法であって、磁束集中器
の形状若しくは位置を前記被加工素材の変形に対応して
選択することによって＃２被加工素材に不必要な変形を
生じさけない所定の電磁力を前記被加工木材に作用させ
て加工し、そのような加工を複数回繰返す１桿を含むこ
とを狛徴としている。
加工法は、成形用型と電磁力を発生させるコイルとの間
に被加工素材を配置し、前記コイルを通して放電するこ
とによって発生Ｊ−る前記電磁力によって前記波加工素
材を前記成形用型に押しつけて前記被加工素材の加工を
行う電磁力を用いた材料の加工法であって、磁束集中器
の形状若しくは位置を前記被加工素材の変形に対応して
選択することによって＃２被加工素材に不必要な変形を
生じさけない所定の電磁力を前記被加工木材に作用させ
て加工し、そのような加工を複数回繰返す１桿を含むこ
とを狛徴としている。
以下、この発明の詳細を一実施例について詳細に説明す
る。
る。
第３図及び第４図はこの発明のｄ′ｈ：債度加Ｔ法で使
用する電磁成形装置を示すものであって、前１．己の通
り電磁成形装置１はコイル２をコイルスタンドロに固定
して備え、コイル２の外側に被加工木材（管材）３を被
せる。コイル２と被加工索材３の間には磁束集中器４を
配電りる。ＩＬ ＩＣ被加工二乞材３の外側には成形用
型５を配膳する。」メ上の構成は従来から使用されてい
る電磁成形装置と同じである。
用する電磁成形装置を示すものであって、前１．己の通
り電磁成形装置１はコイル２をコイルスタンドロに固定
して備え、コイル２の外側に被加工木材（管材）３を被
せる。コイル２と被加工索材３の間には磁束集中器４を
配電りる。ＩＬ ＩＣ被加工二乞材３の外側には成形用
型５を配膳する。」メ上の構成は従来から使用されてい
る電磁成形装置と同じである。
この発明の高精度加工ｖ１では、以上の電磁成形装置１
を使用して１個の被加工素材の加工を終了するまでに、
複数回の放電による複数回の加工を被加工素材に加える
。各回の加工において、被加工１３に加える加工力はそ
れぞれ被加工素材３に高速変形挙動を生じさせない範囲
のものとする。
を使用して１個の被加工素材の加工を終了するまでに、
複数回の放電による複数回の加工を被加工素材に加える
。各回の加工において、被加工１３に加える加工力はそ
れぞれ被加工素材３に高速変形挙動を生じさせない範囲
のものとする。
そのような加工力はコンデンサー（図示せず）にチャー
ジしてコイル２に放電する電気量を予め設定して定める
。このような加工を繰返ずことによって、例えば被加工
素材３の途中における拡管加工の場合は、第１図に示す
ように、各加工毎にΔ、Ｂ、Ｃの位置に順次変形し、Ｃ
の位置で成形用型５に密着して、成形用型５の型面形状
を忠実に再現した高粕（５ｒの加工が完成する。被ＩＪ
１１工素材３が位置Ａ、Ｂ、Ｃに変形するにしたがって
、被加工素材３と磁束集中器４との間隙（１が変化し、
同じ放電１−ネルギで（よ被加工索材３に所定のＪｌｏ
１’］Ｊを加えることができないので、各加工］６に
間隙ｄが所定となるように調整する。間隙ｄを調整する
ために（、！、０号Δ′、Ｂ′で承りように各加工毎に
寸法の順次大きい磁束集中器と交換１Ｊるか、或いは磁
束集中Ｚｉ４を直径が可変の分割形とし、各加工毎に磁
束集中器４の直径を大きくする。第２図は被加工素材３
０管端部を拡管加工する場合を示すもので、管端部８に
大きな加工力を１度に作用させると、管端部８に高速変
形挙ｒｊＪＪによって鎖線で示すようにカーリングが生
じるが、この発明の加工法では高速変形挙動を呈しない
範囲の加工力で加工を繰返し、管端部８をＡ、Ｂ、Ｃ′
ｃ示す位置に変形さμ゛、最終的に成形用型５に密着１
）だ最終製品を得る。この場合にも、各加工毎に管端部
８と磁束集中器４との間隙を調整する必要があるが、各
加工毎に角度θｎの異なる磁束集中器を交換するか、或
いは、第２図に示すようにθの一定の磁束集中器を軸方
向にＡ’ 、Ｂ’ の位置に押し進める。
ジしてコイル２に放電する電気量を予め設定して定める
。このような加工を繰返ずことによって、例えば被加工
素材３の途中における拡管加工の場合は、第１図に示す
ように、各加工毎にΔ、Ｂ、Ｃの位置に順次変形し、Ｃ
の位置で成形用型５に密着して、成形用型５の型面形状
を忠実に再現した高粕（５ｒの加工が完成する。被ＩＪ
１１工素材３が位置Ａ、Ｂ、Ｃに変形するにしたがって
、被加工素材３と磁束集中器４との間隙（１が変化し、
同じ放電１−ネルギで（よ被加工索材３に所定のＪｌｏ
１’］Ｊを加えることができないので、各加工］６に
間隙ｄが所定となるように調整する。間隙ｄを調整する
ために（、！、０号Δ′、Ｂ′で承りように各加工毎に
寸法の順次大きい磁束集中器と交換１Ｊるか、或いは磁
束集中Ｚｉ４を直径が可変の分割形とし、各加工毎に磁
束集中器４の直径を大きくする。第２図は被加工素材３
０管端部を拡管加工する場合を示すもので、管端部８に
大きな加工力を１度に作用させると、管端部８に高速変
形挙ｒｊＪＪによって鎖線で示すようにカーリングが生
じるが、この発明の加工法では高速変形挙動を呈しない
範囲の加工力で加工を繰返し、管端部８をＡ、Ｂ、Ｃ′
ｃ示す位置に変形さμ゛、最終的に成形用型５に密着１
）だ最終製品を得る。この場合にも、各加工毎に管端部
８と磁束集中器４との間隙を調整する必要があるが、各
加工毎に角度θｎの異なる磁束集中器を交換するか、或
いは、第２図に示すようにθの一定の磁束集中器を軸方
向にＡ’ 、Ｂ’ の位置に押し進める。
なお第２図において、１１はテフロンシート等からなる
絶縁材、１２は磁束集中器ホルダー、１３は型ホルダー
である。
絶縁材、１２は磁束集中器ホルダー、１３は型ホルダー
である。
（ハ）発明の効果
このように、この発明では磁束集中器の形状若しくは位
置を被加工素材の変形に対応して変化させて磁束集中器
と被加工素材との間隙を所定に調整し、かつ被加工素材
に高速変形挙動を生じない範囲の加工を繰返して製品を
完成ざするので、被加工素材は成形用型に密、召し、高
Ｔａｒ度の加工を行うことができる。
置を被加工素材の変形に対応して変化させて磁束集中器
と被加工素材との間隙を所定に調整し、かつ被加工素材
に高速変形挙動を生じない範囲の加工を繰返して製品を
完成ざするので、被加工素材は成形用型に密、召し、高
Ｔａｒ度の加工を行うことができる。
（ニ）実験例
第２図に示す電磁成形装置を使用して次の実験を行なっ
た。
た。
実験１
被加工素材の＋Ａ ｌｌ アルミニウム管被加工素
材の厚さ ｔ ＝Ｑ、８ｍｍ被加工部位の長さ ｌ
＝４５ｍｍ 成形型面の角度 θ＝３０゜ コンデンサ静電容量 Ｃ＝１００μＦ 成形電圧Ｖ ７ＫＶ（１回目）、６ＫＶ（２回目）６
ＫＶ （３回目）、６ＫＶ（４回目）実験２ 被加工素材の＠料 アルミニウム管 被加工素材の厚さ ｔ ＝０．８ｍｍ被加工部位の長
さ ｌ＝２５ｍｍ 成形型面の角度 θ＝６０゜ コンデンサ静電容量 Ｃ＝１００μＦ成形電圧Ｖ
７ＫＶ［１回目）、６ＫＶ（２回目）実験３ 被ＩＪロエ素材の＋１′：１ アルミニウム管被加
工素材の厚さ ｔ ＝０．８ｍｍ被加工部位の長さ
ｌ＝２Ｑｍｍ 成形型面の角度 θ＝９０゜ コンデンサ静゛電容吊 Ｃ＝＝１００μＦ成形電圧Ｖ６
ＫＶ（１回口）、６ＫＶ（２回目）上記の実験１から実
験＋３ ：Ｊ：での加工を磁束集中器を進めながら行な
ったところ、被加工部位（質材３の管端部８）が成形型
面に密着した拡管加工が行なえた。
材の厚さ ｔ ＝Ｑ、８ｍｍ被加工部位の長さ ｌ
＝４５ｍｍ 成形型面の角度 θ＝３０゜ コンデンサ静電容量 Ｃ＝１００μＦ 成形電圧Ｖ ７ＫＶ（１回目）、６ＫＶ（２回目）６
ＫＶ （３回目）、６ＫＶ（４回目）実験２ 被加工素材の＠料 アルミニウム管 被加工素材の厚さ ｔ ＝０．８ｍｍ被加工部位の長
さ ｌ＝２５ｍｍ 成形型面の角度 θ＝６０゜ コンデンサ静電容量 Ｃ＝１００μＦ成形電圧Ｖ
７ＫＶ［１回目）、６ＫＶ（２回目）実験３ 被ＩＪロエ素材の＋１′：１ アルミニウム管被加
工素材の厚さ ｔ ＝０．８ｍｍ被加工部位の長さ
ｌ＝２Ｑｍｍ 成形型面の角度 θ＝９０゜ コンデンサ静゛電容吊 Ｃ＝＝１００μＦ成形電圧Ｖ６
ＫＶ（１回口）、６ＫＶ（２回目）上記の実験１から実
験＋３ ：Ｊ：での加工を磁束集中器を進めながら行な
ったところ、被加工部位（質材３の管端部８）が成形型
面に密着した拡管加工が行なえた。
第１図は被加工素材の変形状態を示寸縦断面説明図、第
２図は他の被加工素材の変形状態を示す縦断面説明図、
第３図は電磁成形装置の斜視説明図、第４図は電磁成形
装置の縦断面説明図、及び第５図は従来の電磁成形法に
おりる被加工素材の変形状態を示すｔＩｌ断面説明図で
ある。 １・・・電磁成形装置 ２・・・コイル ３・・・
被加工素材 ４・・・磁束集中器 ５・・・成形用
型 ６・・・コイルスタンド ８・・・管喘部第１
図 第３図 第４図
２図は他の被加工素材の変形状態を示す縦断面説明図、
第３図は電磁成形装置の斜視説明図、第４図は電磁成形
装置の縦断面説明図、及び第５図は従来の電磁成形法に
おりる被加工素材の変形状態を示すｔＩｌ断面説明図で
ある。 １・・・電磁成形装置 ２・・・コイル ３・・・
被加工素材 ４・・・磁束集中器 ５・・・成形用
型 ６・・・コイルスタンド ８・・・管喘部第１
図 第３図 第４図
Claims (1)
- 成形用型と電磁力を発生させるコイルとの間に被加工素
材を配置し、前記コイルを通して放電することによって
発生する前記電磁力によって前記被加工素材を前記成形
用型に押しつけて前記被加工素材の加工を行う電磁力を
用いた材料の加工法であって、磁束集中器の形状若しく
は位置を前記被加工素材の変形に対応して選択すること
によって加工を複数回繰返す工程を含むことを特徴とす
る電磁力を用いた高精度加工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59184272A JPS6163322A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 電磁力を用いた高精度加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59184272A JPS6163322A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 電磁力を用いた高精度加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6163322A true JPS6163322A (ja) | 1986-04-01 |
| JPH0221889B2 JPH0221889B2 (ja) | 1990-05-16 |
Family
ID=16150414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59184272A Granted JPS6163322A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 電磁力を用いた高精度加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6163322A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1380364A1 (en) * | 2002-07-09 | 2004-01-14 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for electromagnetically forming metallic member and metallic member formed by electromagnetic forming |
| JP2005007475A (ja) * | 2003-03-17 | 2005-01-13 | Kobe Steel Ltd | フランジ付き管状部材及びその製造方法 |
| JP2006305587A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム製管材の端部拡管方法 |
| JP2009101389A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Kobe Steel Ltd | 電磁拡管方法 |
| JP2014014869A (ja) * | 2012-07-05 | 2014-01-30 | Boeing Co | 角度がついたフランジを形成する方法及び装置 |
| CN107096815A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-08-29 | 三峡大学 | 一种径向‑轴向电磁力分时加载的管件电磁翻边装置及方法 |
| CN113070387A (zh) * | 2020-01-06 | 2021-07-06 | 大众汽车股份公司 | 用于制造薄壁部件的设备和方法 |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS586732A (ja) * | 1981-07-03 | 1983-01-14 | Nippon Gakki Seizo Kk | 吹奏楽器の電磁成形方法およびその装置 |
-
1984
- 1984-09-03 JP JP59184272A patent/JPS6163322A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107096815B (zh) * | 2017-06-05 | 2018-09-28 | 三峡大学 | 一种径向-轴向电磁力分时加载的管件电磁翻边装置及方法 |
| CN113070387A (zh) * | 2020-01-06 | 2021-07-06 | 大众汽车股份公司 | 用于制造薄壁部件的设备和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0221889B2 (ja) | 1990-05-16 |
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