KR20170135988A - 스피닝 증육 성형 방법 및 스피닝 증육 성형 장치 - Google Patents

Abstract

스피닝 증육 성형 방법은 중심부(83)가 고정 지그(3)에 고정된 판재(8)를 회전시키면서 판재(8)의 주연부(81)의 두께를 증가시키는 방법이다. 구체적으로는 판재(8)에서의 적어도 고정 지그(3)에 인접한 부분(82)의 강성이 유지되도록 판재(8)의 주연부(81)를 국부적으로 가열하면서 판재(8)의 주연부(81)에 성형 롤러(6)를 가압하여 주연부(81)를 적어도 당해 주연부(81)의 두께 방향과 직교하는 방향으로 밀어 넣는다.

Description

스피닝 증육 성형 방법 및 스피닝 증육 성형 장치{METHOD OF THICKENING AND FORMING BY SPINNING AND DEVICE FOR THICKENING AND FORMING BY SPINNING}

본 발명은 판재를 회전시키면서 상기 판재의 주연부 두께를 증가시키는 스피닝 증육(thickening) 성형 방법 및 이 스피닝 증육 성형 방법에 적합한 스피닝 증육 성형 장치에 관한 것이다.

스피닝 성형은 일반적으로 아이어닝(ironing)이나 드로잉(drawing)에 이용되는 경우가 많지만, 판재의 주연부 두께를 증가시키는 방법으로 이용되는 경우도 있다. 예를 들어 특허문헌1에는 도 9에 나타낸 바와 같이, 고정대(110)와 가압판(120) 사이에 판재(100)을 끼워 넣고 이 판재(100)를 회전시키면서 당해 판재(100)에서의 고정대(110) 및 가압판(120)에서 돌출한 돌출부(101)의 두께를 증가시키는 방법이 개시되어 있다.

특허문헌1에 개시된 방법에서는 고정대(110) 및 가압판(120)이 증육 형상의 금형으로도 기능한다. 구체적으로는 고정대(110) 및 가압판(120)은 같은 정도의 크기를 갖고, 고정대(110)의 측면 상부 및 가압판(120)의 측면 하부에는 판재(100)를 향해 직경이 축소되는 테이퍼 면이 형성되어 있다.

그리고 특허문헌1에 개시된 방법에서는 먼저, 판재(100)의 돌출부(101) 전체가 고주파 가열 장치에 의해 가열되고, 그 후에, 단면 대략 삼각 형상의 성형 홈이 형성된 스웨이징다이(swaging die)(130)가 고정대(110) 및 가압판(120)에 접촉할 때까지 돌출부(101)를 밀어 넣음으로써 당해 돌출부(101)가 단면 화살촉 모양으로 성형된다. 또한, 특허문헌1의 다른 도면에서는 스웨이징다이(130)는 판재(100)에 추종하여 회전하는 롤러이라고 추측된다.

일본특허출원공개 평 7-290181호

하지만, 고정대(110) 및 가압판(120)을 증육 형상의 금형으로서 기능시키는 경우에는 고정대(110) 및 가압판(120)을 같은 정도의 크기로 하고 고정대(110) 및 가압판(120)을 정밀하게 제조할 필요가 있다. 따라서, 성형 장치의 비용이 높아진다.

따라서, 본 발명은 판재의 주연부 두께를 저렴하게 증가시킬 수 있는 스피닝 증육 성형 방법을 제공함과 아울러 그 성형 방법에 적합한 스피닝 증육 성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 스피닝 증육 성형 방법은 중심부가 고정 지그에 고정된 판재를 회전시키면서 상기 판재의 주연부 두께를 증가시키는 스피닝 증육 성형 방법으로, 상기 판재에서의 적어도 상기 고정 지그에 인접한 부분의 강성이 유지되도록 상기 판재의 주연부를 국부적으로 가열하면서 상기 판재의 주연부에 성형 롤러를 가압하여 상기 주연부를 적어도 당해 주연부의 두께 방향과 직교하는 방향으로 밀어 넣는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 따르면, 판재의 주연부를 국부적으로 가열할 때에, 판재에서의 적어도 고정 지그의 근방에 강성이 유지된 부분이 남아 있기 때문에, 이 강체 부분에서 성형 롤러의 밀어 넣기 힘을 견디면서, 다시 말하면 고정 지그에서 이격된 위치에서 주연부의 두께를 증가시킬 수 있다. 따라서 고정 지그로는 단순히 판재의 중심부를 고정 가능한 기능을 갖는 것을 사용할 수 있어 성형 장치의 비용을 절감할 수 있다.

예를 들면, 상기 판재의 주연부를, 고주파 유도 가열에 의해 가열해도 좋다.

상기 고주파 유도 가열에 의한 가열을, 상기 판재의 주연부를 따라 연장되는 이중 원호형 코일부와, 상기 코일부가 끼워 넣어지는 홈이 형성된, 상기 코일부를 상기 판재의 주연부와 반대되는 측에서 덮는 코어를 포함한 가열기를 사용하여 수행해도 좋다. 이런 구성에 따르면, 판재의 주연부에 자속을 집중시킬 수 있어 주연부를 효율적으로 가열할 수 있다.

상기 성형 롤러의 회전축 방향을 상기 판재의 주연부 두께 방향과 평행하게 한 상태에서, 상기 성형 롤러를 상기 판재의 주연부에 가압해도 좋다. 이런 구성에 따르면, 성형 롤러를 회전 가능하게 지지하는 베어링에 과도한 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다.

상기 성형 롤러는 당해 성형 롤러의 회전축 방향으로 연장되는 원통형 가압면과, 상기 가압면의 적어도 하나의 단부에서 기립된 가이드면을 가져도 좋다. 이런 구성에 따르면, 원통형 가압면에 의해, 판재의 주연부 두께 방향에 평행한 단면을 형성할 수 있는 동시에 가이드 면에 의해, 밀어 넣기에 의한 주연부 두께 방향 확장을 규제할 수 있다.

상기 성형 롤러를, 상기 판재의 주연부 두께 방향과 직교하는 방향에 대해 경사지는 가압 방향을 따라 상기 판재의 주연부에 가압하고, 상기 가이드면은 상기 가압면에서의 상기 가압 방향이 경사지는 측과 반대되는 측의 단부에, 상기 가압면과 둔각을 이루도록 설치되어 있어도 좋다. 이런 구성은 판재의 주연부를 두께 방향의 한쪽으로 볼록하도록 성형할 때에 적합하다.

상기 판재는 티타늄합금으로 이루어져도 좋다. 강철이나 알루미늄합금 등은 온도가 상승함에 따라 내력(소성 변형을 시작하는 응력)이 점차 감소하지만, 티타늄합금은 어떤 온도 영역에서 내력이 크게 감소한다. 따라서 그 온도 영역보다 높은 온도에서 판재의 주연부를 가열하면, 판재의 주연부를 포함한 좁은 범위만을 변형시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 스피닝 증육 성형 장치는 판재의 중심부가 고정되는 고정 지그와, 상기 고정 지그가 설치된 회전 샤프트와, 상기 판재의 주연부를 국부적으로 가열하는 가열기와, 가열된 상기 판재의 주연부에, 당해 주연부의 두께 방향과 직교하는 방향에 대해 경사지는 가압 방향을 따라 가압됨으로써 상기 주연부를 적어도 당해 주연부의 두께 방향과 직교하는 방향으로 밀어 넣는 성형 롤러를 구비하며, 상기 성형 롤러는 당해 성형 롤러의 회전축 방향으로 연장되는 원통형 가압면과, 상기 가압면에서의 상기 가압 방향이 경사지는 측과 반대되는 측의 단부로부터 상기 가압면과 둔각을 이루도록 기립된 가이드 면을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 판재의 주연부 두께를 저렴하게 증가시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스피닝 증육 성형 방법에 이용되는 스피닝 증육 성형 장치의 개략구성도이다.
도 2a는 가열기의 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 성형 롤러의 부분적인 단면도로, 도 3a는 증육 가공 전의 상태를 나타내고, 도 3b는 증육 가공 후의 상태를 나타낸다.
도 4의 (a) ~ (d)는 판재의 주연부 형상을 나타내는 도면이다.
도 5는 티타늄합금인 Ti-6Al-4V의 온도와 내력 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 변형예의 성형 롤러 및 판재의 단면도이다.
도 7은 보조 롤러를 포함한 스피닝 증육 성형 장치의 구성도이다.
도 8a 및 도 8b는 변형예의 보조 롤러를 나타내는 도면이다.
도 9는 종래의 스피닝 증육 성형 장치의 부분적인 단면도이다.

도 1에, 본 발명의 일 실시예에 따른 스피닝 증육 성형 방법에 이용되는 스피닝 증육 성형 장치(1)를 나타낸다. 이 장치(1)에 따르면, 중심부(83)가 고정 지그(3)에 고정된 판재(8)를 회전시키면서 판재(8)의 주연부(81)의 두께를 증가시키는 방법이 실행된다. 더욱 상세하게는 장치(1)는 판재(8)에서의 적어도 고정 지그(3)에 인접한 부분의 강성이 유지되도록 판재(8)의 주연부(81)를 국부적으로 가열하면서 판재의 주연부(81)에 성형 롤러(6)를 가압하여 주연부(81)를 적어도 해당 주연부(81)의 두께 방향과 직교하는 방향으로 밀어 넣는다. 주연부(81)의 두께가 증가된 판재(8)는 그 다음에 기계 가공에 의해 원하는 형상으로 절삭되어도 좋다.

구체적으로, 장치(1)는 회전 샤프트(2)와, 회전 샤프트(2)에 설치된 고정 지그(3)와, 고정 지그(3)와 함께 판재(8)를 끼워 넣는 누름 지그(4)를 구비하고 있다. 고정 지그(3)에는 판재(8)의 중심부(83)가 고정된다. 또한, 장치(1)는 판재(8)의 주연부(81)를 국부적으로 가열하는 가열기(7)와, 가열된 주연부(81)에 가압되는 성형 롤러(6)를 구비하고 있다.

본 실시예에서는 회전 샤프트(2)의 회전축 방향은 수직 방향이다. 다만, 회전 샤프트(2)의 회전축 방향은 수평 방향이나 경사 방향이어도 좋다. 회전 샤프트(2)의 하부는 베이스(11)에 지지되어 있으며, 베이스(11) 안에는 회전 샤프트(2)를 회전시키는 모터(미도시)가 배치되어 있다.

판재(8)의 형상은 회전 샤프트(2)의 회전축 방향에서 볼 때(이하, 단지 "위에서 볼 때"라고 한다) 원 형상이 되는 한, 특별히 한정되는 것이 아니다. 본 실시예에서는 판재(8)가 아래로 직경이 확대되는 접시형이지만, 판재(8)는 바닥벽의 주연에서 주벽이 수직으로 아래로 늘어지는 컵형이어도 좋다. 판재(8)가 접시형이나 컵형인 경우에는 판재(8)는 위로 개구되는 자세로 고정 지그(3)에 고정되어도 좋다. 혹은 판재(8)는 전체적으로 만곡된 보울형이어도 좋고, 플랫한 판형(도 6 참조)이어도 좋다.

본 실시예에서는 판재(8)는 티타늄합금으로 이루어진다. 티타늄합금으로는 내식합금(예를 들어, Ti―0.15Pd), α합금(예를 들어, Ti―5Al―2.5Sn), α＋β합금(예를 들어, Ti―6Al―4V), β합금(Ti―15V―3Cr―3Sn―3Al) 등이 있다. 다만, 판재(8)의 재질은 티타늄합금에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 강철이나 알루미늄합금이어도 좋다.

고정 지그(3)는 예를 들어 위에서 볼 때 판재(8)보다 작은 원 형상의 받침대이고, 판재(8)의 중심부(83)를 따르는 형상의 지지면(본 실시예에서는 상면)을 갖고 있다. 즉, 판재(8)에 있어서 위에서 볼 때 고정 지그(3)의 주위에 위치하는 링형 부분이 고정 지그(3)에 인접한 근위부(proximal portion)(82)이고, 주연부(81)는 근위부(82)에서 본 선단부(distal end)이다. 고정 지그(3)의 지지면에는 중심에 위치 결정 핀이 설치되어 있어도 좋고, 이 경우에는 판재(8)의 중심에 위치 결정 핀과 감합하는 관통 구멍이 형성된다.

누름 지그(4)는 승강 기구(52)에 의해 승강되는 가압 로드(51)에 설치되어 있다. 승강 기구(52)에 의해 누름 지그(4)가 고정 지그(3) 상의 판재(8)에 밀어붙여짐으로써 판재(8)가 고정 지그(3)에 고정된다. 승강 기구(52)는 회전 샤프트(2)의 위쪽에 배치된 프레임(12)에 고정되고, 승강 기구(52)에는 가압 로드(51)를 회전 가능하게 지지하는 베어링이 내장된다. 다만, 누름 지그(4)는 반드시 필요하지 않으며, 판재(8)가 고정용 나사에 의해 고정 지그(3)에 고정되어도 좋다.

가열기(7)와 성형 롤러(6)는 예를 들어 회전 샤프트(2)를 사이에 두고 서로 반대 측에 배치된다. 예를 들어, 가열기(7)는 제1 수평 이동 기구(13)에 의해, 회전 샤프트(2)의 회전축을 중심으로 하는 반경 방향으로 이동하게 되고, 제1 수평 이동 기구(13)는 제1 상하 이동 기구(14)에 의해 수직 방향으로 이동하게 된다. 마찬가지로, 예를 들어, 성형 롤러(6)는 제2 수평 이동 기구(15)에 의해, 회전 샤프트(2)의 회전축을 중심으로 하는 반경 방향으로 이동하게 되고, 제2 수평 이동 기구(15)는 제2 상하 이동 기구(16)에 의해 수직 방향으로 이동하게 된다. 제1 상하 이동 기구(14) 및 제2 상하 이동 기구(16)는 위에 언급한 베이스(11)와 프레임(12)을 가로지르도록 연장되어 있다.

본 실시예에서는 가열기(7)로서, 고주파 유도 가열에 의해 판재(8)의 주연부(81)를 가열하는 가열기가 사용되고 있다. 여기서, "고주파 유도 가열"이라 함은 주파수가 5㎑ ~ 400㎑의 유도 가열을 말한다. 다만, 가열기(7)로는 예를 들어 가스 버너 등을 사용하는 것도 가능하다.

구체적으로, 가열기(7)는 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 코일부(72)를 갖는 도선(71)과, 코일부(72) 주위에 발생하는 자속을 집약하기 위한 코어(75)를 포함한다. 판재(8)의 재질이 티타늄합금인 본 실시예에서는 가열기(7)는 예를 들어 유도 가열에 의한 표피효과에 따라 판재(8)의 주연부(81)를 500 ~1000℃ 정도로 가열한다. 도선(71)은 내부를 냉각액이 흐르는 중공 관이다. 예를 들어, 판재(8)의 주연부(81)의 온도가 측정되고, 이 측정 온도가 목표 온도가 되도록 도선(71)에 인가되는 교류 전압이 제어된다.

본 실시예에서는 판재(8)의 주연부(81)는 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 수평 방향으로 컷트된 형상이 되어 있지만, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이 수직 방향으로 컷트된 형상이어도 좋고, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이 선단이 둥글게 된 형상이어도 좋고, 도 4의 (d)에 나타낸 바와 같이 두께 방향으로 컷트된 형상이어도 좋다.

코일부(72)는 판재(8)의 주연부(81)를 따라 연장되는 이중 원호형을 이루고 있다. 본 실시예에서는 가열기(7)가 주연부(81)의 바로 아래에 배치되어 있기(주연부(81)를 아래에서 가열하기) 때문에, 코일부(72)의 2개의 원호부가 늘어선 방향은 수평 방향이다. 다만, 가열기(7)가 주연부(81)의 바로 옆에 배치되는(주연부(81)를 반경 방향 외측에서 가열하는) 경우에는 코일부(72)의 2개의 원호부가 늘어선 방향은 수직 방향이어도 좋다.

코어(75)는 코일부(72)를 판재(8)의 주연부(81)와 반대되는 측에서 덮는 원호형 부재이다. 코어(75)의 판재(8)의 주연부(81)와 대향하는 면(본 실시예에서는 상면)에는 코일부(72)가 끼워 넣어지는 홈이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 코어(75)는 코일부(72)의 내측 원호부가 끼워 넣어지는 홈(76a)이 형성된 1개의 내주 측 피스(76)와, 외측 원호부가 끼워 넣어지는 홈(77a)이 형성된 2개의 외주 측 피스(77)로 구성되어 있다. 다만, 코어(75)는 내주 측 피스(76)와 외주 측 피스(77)가 절연체를 개재하고 일체화된 구성을 가지고 있어도 좋다.

판재(8)의 재질이 티타늄합금인 본 실시예에서는 판재(8)에서의 적어도 근위부(82)에 강성이 유지되도록 판재(8)의 주연부(81)를 국부적으로 가열하려면, 티타늄합금의 열전도율이 매우 낮기 때문에 고정 지그(3)에서 주연부(81)까지의 거리를 어느 정도 확보하기만 하면 된다. 이렇게 하면, 근위부(82)의 온도가 비교적 낮게 유지되기 때문에, 적어도 근위부(82)에 강성이 유지된다.

판재(8)의 재질이 강철이나 알루미늄합금인 경우에는 판재(8)에서의 적어도 근위부(82)에 강성이 유지되도록 판재(8)의 주연부(81)를 국부적으로 가열하려면, 예를 들어, 고정 지그(3)에 냉각 수단을 설치하는 등의 대책을 수립하면 좋다.

가열된 판재(8)의 주연부(81)에 가압되는 성형 롤러(6)는 도 3a에 나타낸 바와 같이, 중심에 관통 구멍이 있고, 그 관통 구멍에 샤프트(65)가 삽입 통과되어있다. 샤프트(65)와 관통 구멍 사이에는 성형 롤러(6)를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 베어링이 배치된다. 또한, 도 3a에서는 도면의 단순화를 위해, 성형 롤러(6)를 샤프트(65)에 감합하도록 도시하여 베어링의 도시를 생략하고 있다. 샤프트(65)의 양단부는 도 1에 나타낸 바와 같이, 제2 수평 이동 기구(15)에 설치된 브라켓(67)(도 3a에서는 도시 생략)에 지지되어 있다.

성형 롤러(6)는 복수 설치되어 있어도 좋다. 예를 들어, 2개의 성형 롤러(6)를, 회전 샤프트(2)를 사이에 두고 서로 반대 측에 배치해도 좋다. 이 경우, 가열기(7)는 회전 샤프트(2)의 회전축을 중심으로 두 성형 롤러(6)와 90도를 이루는 위치에 배치해도 좋다.

도 3a로 돌아와서, 성형 롤러(6)는 당해 성형 롤러(6)의 회전축 방향(Y)이 주연부(81)의 두께 방향(T)과 평행하게 된 상태에서, 주연부(81)에 가압되는 것이 바람직하다. 성형 롤러(6)를 회전 가능하게 지지하는 베어링에 과도한 부하가 걸리는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 회전축 방향(Y)은 반드시 두께 방향(T)과 완전하게 평행할 필요는 없고, 예를 들어 두께 방향(T)에 대한 각도가 5도 이하 등 두께 방향(T)과 실질적으로 평행하면 좋다.

성형 롤러(6)를 판재(8)의 주연부(81)에 가압하는 가압 방향(P)은 주연부(81)의 두께 방향(T)과 직교하는 직교 방향(X)과 평행해도 좋고, 직교 방향(X)에 대해 경사진 방향이어도 좋다. 전자의 구성은 주연부(81)를 두께 방향(T)의 양쪽으로 볼록하도록 성형할 때에 적합하고, 후자의 구성은 주연부(81)를 두께 방향(T)의 한쪽으로 볼록하도록 성형할 때에 적합하다. 본 실시예에서는 주연부(81)를 내측으로 볼록하게 하기 위해, 가압 방향(P)은 직교 방향(X)보다 수평에 가까운 방향이다. 이러한 가압 방향(P)을 따라 성형 롤러(6)를 주연부(81)에 가압함으로써 도 3b에 나타낸 바와 같이 주연부(81)를 내측으로 볼록한 증육 형상으로 성형할 수 있다. 물론, 주연부(81)를 외측으로 볼록하게 하는 것도 가능하다.

가압 방향(P)이 직교 방향(X)에 대해 경사지는 경우, 그 이루는 각도(θ)는 20도 이하인 것이 바람직하다. 각도(θ)가 20도를 초과하면, 주연부(81)의 굽힘 변형에 많은 힘이 소요되기 때문에, 성형 롤러(6)의 밀어 넣기에 큰 힘이 필요해지기 때문이다.

성형 롤러(6)는 더욱 상세하게는 당해 성형 롤러(6)의 회전축 방향(Y)으로 연장되는 원통형 가압면(61)과, 가압면(61)에서의 직교 방향(X)에 대해 가압 방향(P)이 경사진 측과 반대되는 측의 단부에서 기립된 가이드면(62)을 갖고 있다. 본 실시예에서는 가이드면(62)이 가압면(61)과 둔각을 이루고 있다. 가이드면(62)의 각도는 도 3b에 나타낸 바와 같이 성형 롤러(6)가 밀어 넣어졌을 때에, 가이드면(62)의 반경 방향 외측 단부가 판재(8)와 간섭하는 것을 방지하도록 설정된다.

가압면(61)과 가이드면(62) 사이에는 이것들을 매끄럽게 연결하는 라운드부(63)가 형성되어 있다. 본 실시예와 같이 수평 방향으로 컷트된 형상의 주연부(81)를 내측으로 볼록하게 하는 경우에는 주연부(81)의 선단의 초기 접촉 위치는 라운드부(63)의 중앙에서 가이드면(62) 측의 끝점까지의 범위 내인 것이 바람직하다.

라운드부(63)의 곡률 반경(R)은 너무 크면 성형 롤러(6)의 밀어 넣기 힘이 커지고, 너무 작으면 주연부(81)에 균열이나 주름 등이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 라운드(63)의 곡률 반경(R)은 주연부(81)의 두께를 t로 했을 때에, t/20 이상이고 t/2 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, t = 30mm인 경우, 1.5mm ≤ R ≤15mm 이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 판재(8)의 주연부(81)를 국부적으로 가열할 때에, 판재(8)에서의 적어도 고정 지그(3)의 근방에 강성이 유지 된 부분이 남아 있기 때문에, 이 강체 부분에서 성형 롤러(6)의 밀어 넣기 힘을 견디면서, 다시 말하면 고정 지그(3)로부터 이격된 위치에서 주연부(81)의 두께를 증가시킬 수 있다. 따라서 고정 지그(3)로는 단순히 판재(8)의 중심부(83)를 고정 가능한 기능을 갖는 것을 사용할 수 있어 성형 장치(1)의 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 코일부(72)를 판재(8)의 주연부(81)와 반대되는 측에서 덮는 코어(75)를 포함한 가열기(7)를 사용하고 있기 때문에, 판재(8)의 주연부(81)에 자속을 집중시킬 수 있어 주연부(81)를 효율적으로 가열할 수 있다.

　또한, 본 실시예에서는 성형 롤러(6)의 원통형 가압면(61)에 의해 판재(8)의 주연부(81)의 두께 방향(T)에 평행한 단면을 형성할 수 있는 동시에 가이드면(62)에 의해, 밀어 넣기에 따른 주연부(81)의 두께 방향(T) 확장을 규제할 수 있다.

그런데 강철이나 알루미늄합금 등은 온도가 상승함에 따라 내력(소성 변형을 시작하는 응력)이 점차 감소하지만, 티타늄합금은 도 5에 나타낸 바와 같이, 어떤 온도 영역(약 320℃ ~ 400℃)에서 내력이 크게 감소한다. 따라서 그 온도 영역보다 높은 온도에서 판재(8)의 주연부(81)를 가열하면, 주연부(81)를 포함한 좁은 범위만을 변형시킬 수 있다.

(다른 실시예)

　본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.

예를 들어, 가이드면(62)은 가압면(61)의 적어도 하나의 단부에서 기립되어 있으면 좋다. 또한, 가이드면(62)이 가압면(61)과 이루는 각도는 둔각으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 6에 나타낸 바와 같이, 가이드면(62)은 가압면(61)의 양단부에, 가압면(61)과 수직으로 설치되어 있어도 좋다.

또한, 예를 들어 도 7에 나타낸 바와 같이, 성형 롤러(6)의 가압에 의해 판재(8)의 주연부(81)가 반경 방향 외측으로 유동하는 흐르는 것이 억제되도록 보조 롤러(9)를 판재(8)의 주연부(81)에 보조적으로 가압해도 좋다. 보조 롤러(9)는 도 7에 나타낸 바와 같이 회전축 방향이 수직 방향과 평행한, 측면의 단면 형상이 대략 이등변삼각형이 되는 형상을 가지고 있어도 좋다. 혹은 보조 롤러(9)는 도 8a에 나타낸 바와 같이, 회전축 방향이 판재(8)의 주연부(81)의 두께 방향과 직교하는 원반형이어도 좋고, 도 8b에 나타낸 바와 같이 사다리꼴 형상의 단면 모양을 가지며, 회전축 방향이 주연부(81)의 두께 방향과 평행하게 되어 있어도 좋다.

본 발명은 두께가 작은 판재를 이용하여 실제 제품에 가까운 형상을 얻을 수 있어(니어넷셰이프화) 재료비 절감에 유용하다.

1: 스피닝 증육 성형 장치 2: 회전 샤프트
3: 고정 지그 6: 성형 롤러
61: 가압면 62: 가이드면
7: 가열기 72: 코일부
75: 코어 75a, 75b: 홈
8: 판재 81: 주연부
82: 근위부 83: 중심부

Claims (8)

1. 중심부가 고정 지그에 고정된 판재를 회전시키면서 상기 판재의 주연부의 두께를 증가시키는 스피닝 증육 성형 방법으로서,
   상기 판재에서의 적어도 상기 고정 지그에 인접한 부분의 강성이 유지되도록, 상기 판재의 주연부를 국부적으로 가열하면서 상기 판재의 주연부에 성형 롤러를 가압하여 상기 주연부를 적어도 상기 주연부의 두께 방향과 직교하는 방향으로 밀어 넣어, 상기 강성이 유지되는 부분에서 상기 성형 롤러의 밀어 넣기 힘을 견디면서 상기 고정 지그로부터 이격된 위치에서 상기 주연부의 두께를 증가시키는 것을 특징으로 하는 스피닝 증육 성형 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 판재의 주연부를 고주파 유도 가열에 의해 가열하는 것을 특징으로 하는 스피닝 증육 성형 방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 고주파 유도 가열에 의한 가열은,
   상기 판재의 주연부를 따라 연장되는 이중 원호형 코일부와, 상기 코일부가 끼워 넣어지는 홈이 형성되고 상기 코일부를 상기 판재의 주연부와 반대되는 측에서 덮는 코어를 포함하는 가열기를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 스피닝 증육 성형 방법.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 성형 롤러의 회전축 방향을 상기 판재의 주연부의 두께 방향과 평행하게 한 상태에서, 상기 성형 롤러를 상기 판재의 주연부에 가압하는 것을 특징으로 하는 스피닝 증육 성형 방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 성형 롤러는, 상기 성형 롤러의 회전축 방향으로 연장되는 원통형 가압면과, 상기 가압면의 적어도 하나의 단부로부터 기립된 가이드면을 갖는 것을 특징으로 하는 스피닝 증육 성형 방법.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 성형 롤러를, 상기 판재의 주연부 두께 방향과 직교하는 방향에 대하여 경사지는 가압 방향을 따라 상기 판재의 주연부에 가압하고,
   상기 가이드면은 상기 가압면에서의 상기 가압 방향이 경사지는 측과 반대되는 측의 단부에 상기 가압면과 둔각을 이루도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스피닝 증육 성형 방법.
   
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 판재는 티타늄합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스피닝 증육 성형 방법.
   
8. 판재의 중심부가 고정되는 고정 지그와,
   상기 고정 지그가 설치된 회전 샤프트와,
   상기 판재의 주연부를 고주파 유도 가열에 의해 국부적으로 가열하는 가열기로서, 상기 판재의 주연부를 따라 연장되는 이중 원호형 코일부와, 상기 코일부가 끼워 넣어지는 홈이 형성되고, 상기 코일부를 상기 판재의 주연부와 반대되는 측에서 덮는 코어를 포함하는 가열기와,
   가열된 상기 판재의 주연부에, 상기 주연부의 두께 방향과 직교하는 방향에 대하여 경사지는 가압 방향을 따라 가압되어, 상기 주연부를 적어도 상기 주연부의 두께 방향과 직교하는 방향으로 밀어 넣는 성형 롤러를 구비하고,
   상기 성형 롤러는, 상기 성형 롤러의 회전축 방향으로 연장되는 원통형 가압면과, 상기 가압면에서의 상기 가압 방향이 경사지는 측과 반대되는 측의 단부로부터 상기 가압면과 둔각을 이루도록 기립된 가이드 면을 갖는 것을 특징으로 하는 스피닝 증육 성형 장치.

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