WO2015155954A1 - スピニング成形方法 - Google Patents

スピニング成形方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2015155954A1
WO2015155954A1 PCT/JP2015/001784 JP2015001784W WO2015155954A1 WO 2015155954 A1 WO2015155954 A1 WO 2015155954A1 JP 2015001784 W JP2015001784 W JP 2015001784W WO 2015155954 A1 WO2015155954 A1 WO 2015155954A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plate material
plate
spinning
protrusion
plate member
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/001784
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
義郎 壁
嘉秀 今村
雄斗 坂根
恒平 三上
勇人 岩崎
博 北野
Original Assignee
川崎重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 川崎重工業株式会社 filed Critical 川崎重工業株式会社
Priority to EP15776137.0A priority Critical patent/EP3130410B1/en
Priority to US15/302,584 priority patent/US10882094B2/en
Priority to CN201580009496.1A priority patent/CN105980074B/zh
Publication of WO2015155954A1 publication Critical patent/WO2015155954A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
    • B21D22/18—Spinning using tools guided to produce the required profile
    • 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
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling

Definitions

  • the present invention relates to a spinning molding method in which a plate material is molded into a desired shape while rotating.
  • a spinning molding apparatus that deforms a plate material by pressing the processing tool against the plate material while rotating the plate material.
  • a spinning molding apparatus usually has a mandrel (molding die) attached to a rotating shaft, and molding is performed by pressing a plate material against the mandrel by a processing tool.
  • Patent Document 1 discloses a spinning molding apparatus that heats a portion pressed against a mandrel by a spatula (processing tool) in a plate material by high-frequency induction heating as a spinning molding apparatus for a titanium alloy.
  • the heat escape distance (conduction distance) from the heating position to the outside in the radial direction becomes smaller as the heating position approaches the peripheral edge of the plate material. Therefore, when the vicinity of the peripheral portion of the plate material is heated, not only the heating position but also the peripheral portion becomes high temperature, and the rigidity of the peripheral portion is lowered by the heat, and the peripheral portion may be deformed. Such deformation of the peripheral edge causes, for example, contact between the plate material and the heater.
  • an object of the present invention is to provide a spinning molding method capable of suppressing deformation of the peripheral portion of the plate material when the vicinity of the peripheral portion of the plate material is heated.
  • the spinning molding method of the present invention uses a plate material provided with a ring-shaped protrusion protruding in the thickness direction at the peripheral portion, and while the plate material is rotated, the deformation target portion in the plate material And the plate material is deformed by pressing a processing tool against the deformation target portion.
  • the heat capacity of the peripheral portion of the plate material can be increased. Therefore, when heating the vicinity of the peripheral part of a board
  • 0.1 ⁇ m ⁇ n ⁇ 1 may be satisfied when the width of the protrusion is m times the thickness of the plate and the height of the protrusion is n times the thickness of the plate.
  • the deformation target part may be heated and the processing tool pressed to the deformation target part.
  • plate material can be shape
  • high-precision molding can be performed even in the vicinity of the outer peripheral surface.
  • the deformation target portion of the plate material may be heated by induction heating.
  • the protrusion may be provided integrally with the plate material. According to this configuration, a molded product having a cylindrical peripheral portion can be obtained as a molded product having a final shape by using the protrusions.
  • the protrusions are separate from the plate material and may be joined to the plate material. According to this configuration, the cost of the plate material itself can be kept low.
  • deformation of the peripheral portion of the plate material can be suppressed when the vicinity of the peripheral portion of the plate material is heated.
  • 1A and 1B are diagrams for explaining a spinning forming method according to an embodiment of the present invention. It is a schematic block diagram of the spinning shaping
  • the plate material 9 shown in FIG. 1A is molded into a final shape (a shape having a tapered portion) as shown in FIG. 1B.
  • the plate member 9 has a back surface 9a facing inward in the final shape and a surface 9b facing outward in the final shape.
  • the spinning molding method of the present embodiment is executed by the spinning molding apparatus 1 shown in FIG.
  • the spinning forming apparatus 1 locally heats the deformation target portion 92 of the plate material 9 while rotating the plate material 9, and presses the processing tool 10 against the deformation target portion 92 to deform the plate material 9.
  • the local heating of the deformation target portion 92 is performed by induction heating using the back side heater 4A.
  • 4 A of back side heaters are arrange
  • the spinning forming apparatus 1 includes a rotating shaft 21 that rotates the plate material 9, a receiving jig 22 that is attached to the rotating shaft 21 and supports the central portion 91 of the plate material 9, and a fixed jig that holds the plate material 9 together with the receiving jig 22.
  • the deformation target portion 92 described above is a portion that is separated from the axis 20 of the rotary shaft 21 by a predetermined distance R. 1A and 1B, the axis 20 of the rotating shaft 2 coincides with the central axis 90 of the plate material 9.
  • the axial direction of the rotating shaft 21 (the direction in which the axis 20 extends) is the vertical direction in the present embodiment.
  • the axial direction of the rotating shaft 21 may be a horizontal direction or an oblique direction.
  • the lower part of the rotating shaft 21 is supported by the base 11, and the rotating shaft 21 is rotated by a motor (not shown).
  • the plate material 9 is, for example, a flat circular plate.
  • a circular opening 94 is provided at the center of the plate 9.
  • the opening 94 is used for positioning with respect to the receiving jig 22, for example.
  • the opening 9 is not necessarily provided in the plate 9.
  • plate material 9 is not specifically limited, For example, it is a titanium alloy.
  • a ring-shaped protrusion 95 protruding in the thickness direction is provided on the peripheral edge portion 93 of the plate material 9.
  • the projection 95 is integrally provided on the plate member 9 so as to protrude downward from the back surface 9a.
  • the protrusion 95 may be provided so as to protrude upward from the surface 9b.
  • the protrusions 95 may be provided on both the back surface 9 a and the front surface 9 b of the plate material 9.
  • the protrusion 95 has a rectangular cross-sectional shape.
  • the cross-sectional shape of the protrusion 95 is not limited to this, and may be, for example, a trapezoidal shape or a semicircular shape.
  • the protrusion 95 is for increasing the heat capacity of the peripheral edge portion 93 of the plate material 9.
  • the protrusion 95 is preferably configured to satisfy 0.1 ⁇ m ⁇ n ⁇ 1.
  • the thickness T of the plate material 9 and the width D and height H of the protrusion 95 are dimensions before the plate material 9 is molded. If mxn is less than 0.1, the heat capacity of the peripheral portion 93 cannot be increased effectively. If mxn exceeds 1, waste of material or interference between the protrusion 95 and its surroundings occurs. This is because it becomes easier.
  • the molding area A from the molding start position P1 to the molding end position P2 of the plate 9 does not overlap with the protrusion 95 in this embodiment. More specifically, the molding end position P2 is located on the inner side surface of the protrusion 95 and the same cylindrical surface extending in the axial direction of the rotary shaft 21.
  • the forming region A is a region where the deformation target portion 92 is heated and the processing tool 10 is pressed against the deformation target portion 92, and the forming region A is formed into a tapered shape.
  • the molding end position P ⁇ b> 2 may be located on the projection 95, and the molding area A may partially overlap the projection 95.
  • the protrusion 95 is desirably provided only on the back surface 9a opposite to the front surface 9b of the plate 9 with which the processing tool 10 contacts.
  • the receiving jig 22 has a size that fits in a circle defined by the molding start position P ⁇ b> 1 (see FIG. 1B) in the plate material 9. That is, the plate member 9 is not deformed by being pressed against the radially outward side surface of the receiving jig 22.
  • a mandrel whose side surface is a molding surface for the plate material may be used.
  • the fixing jig 31 described above is attached to a pressure rod 32, and the pressure rod 32 is rotatably supported by a support portion 33.
  • the support portion 33 is driven in the vertical direction by the drive portion 34.
  • the drive unit 34 is attached to the frame 12 disposed above the rotary shaft 21.
  • the fixing jig 31 may be omitted, and the plate material 9 may be received and fixed directly to the jig 22 by, for example, bolts.
  • the processing tool 10 that presses the deformation target portion 92 of the plate material 9 is disposed above the plate material 9, and the plate material 9 is formed into a shape that opens downward so as to accommodate the receiving jig 22.
  • the processing tool 10 may be disposed below the plate material 9, and the plate material 9 may be shaped to open upward so as to accommodate the fixing jig 31.
  • the processing tool 10 is moved in the radial direction of the rotating shaft 21 by the radial moving mechanism 14 and is moved in the axial direction of the rotating shaft 21 by the axial moving mechanism 13 via the radial moving mechanism 14.
  • the axial movement mechanism 13 extends so as to bridge the base 11 and the frame 12 described above.
  • the processing tool 10 is moved from the molding start position P1 to the molding end position P2 by the radial movement mechanism 14 while being pressed downward against the plate 9 by the axial movement mechanism 13.
  • a roller that rotates following the rotation of the plate 9 is used as the processing tool 10.
  • the processing tool 10 is not limited to a roller, and may be a spatula, for example.
  • the backside heater 4A is moved in the radial direction of the rotating shaft 21 by the radial moving mechanism 16 and is moved in the axial direction of the rotating shaft 21 by the axial moving mechanism 15 via the radial moving mechanism 16.
  • the axial movement mechanism 15 extends so as to bridge the base 11 and the frame 12 described above.
  • a displacement meter (not shown) for measuring the distance to the deformation target portion 92 of the plate material 9 is attached to the back heater 4A.
  • 4 A of back side heaters are moved to the axial direction and radial direction of the rotating shaft 21 in response to the processing tool 10 so that the measured value of the displacement meter may become fixed.
  • the relative position of the back side heater 4A and the processing tool 10 is not particularly limited as long as they are located on substantially the same circumference around the axis 20 of the rotating shaft 21.
  • the back side heater 4 ⁇ / b> A may be 180 degrees away from the processing tool 10 in the circumferential direction of the rotating shaft 21.
  • the backside heater 4A includes a conductive tube 41 having a coil portion 42 and a pair of lead portions 48, and a core 45 for collecting magnetic flux generated around the coil portion 42.
  • the coil part 42 and the core 45 constitute a heating head 40 that faces the plate 9.
  • the coil portion 42 has a double arc shape along the plate 8 that extends in the rotation direction of the plate 9.
  • the opening angle of the coil portion 42 (angle between both end portions) is, for example, 60 to 120 degrees.
  • the pair of lead portions 48 is configured to form a step away from the plate 9 between the coil portion 42. More specifically, the lead portion 48 extends downward from the center of the coil portion 42 and then bends radially outward of the rotating shaft 21.
  • the coil portion 42 has one inner arc portion 43 and two outer arc portions 44 to which a pair of lead portions 48 are connected.
  • the coil portion 42 may have two inner arc portions 43 and one outer arc portion 44 to which the pair of lead portions 48 are connected.
  • the lead portion 48 may extend straight outward from the center of the coil portion 42 in the radial direction of the rotating shaft 21.
  • the core 45 includes one inner peripheral piece 46 that covers the inner arc portion 43 of the coil portion 42 from the side opposite to the plate member 9, and two outer peripheral piece pieces that cover the outer arc portion 44 of the coil portion 42 from the opposite side of the plate member 9. 47.
  • the coolant flows.
  • an AC voltage is applied to the conducting tube 41.
  • the frequency of the AC voltage is not particularly limited, but is preferably a high frequency of 5 k to 400 kHz. That is, the induction heating by the back side heater 4A is desirably high frequency induction heating.
  • the backside heater 4A is preferably moved so that the heating head 40 is positioned directly below the deformation target portion 92, but after the deformation target portion 92 approaches the molding end position P2, it is indicated by a solid line in FIG. 1B. As shown, the heating head 40 may be maintained inside the projection 95, or the heating head 40 may be moved below the projection 95 as indicated by a two-dot chain line in FIG. 1B.
  • the plate material 9 having the protrusions 95 provided on the peripheral edge portion 93 is used, so that the heat capacity of the peripheral edge portion 93 can be increased. Thereby, when heating the vicinity of the peripheral part 93 of the board
  • the molding end position P2 when the molding end position P2 is located on the projection 95 and the molding area A partially overlaps the projection 95, the plate material 9 can be molded into a desired shape up to the vicinity of the outer peripheral surface. Moreover, since the rigidity of the peripheral edge portion 93 is ensured by the projections 95, high-precision molding can be performed even in the vicinity of the outer peripheral surface.
  • the heating head 40 of the back side heater 4A is used for the projection 95 when the peripheral edge portion 93 is molded as shown by a two-dot chain line in FIG. It moves downward and the peripheral edge 93 is heated together with the protrusion 95.
  • the peripheral portion becomes a cylindrical shape as a molded product having a final shape using the protrusion 95 as shown in FIG. 1B.
  • a molded product can be obtained.
  • the protrusion 95 protrudes from the plate material 9 to the same side as the heater. Even in this case, the coil portion 42 can be brought close to the plate 9 inside the protrusion 95.
  • the protrusions 95 provided on the back surface 9a and / or the front surface 9b of the plate material 9 are not necessarily provided integrally with the plate material 9.
  • the protrusion 95 is separate from the plate material 9 and may be joined to the plate material 9. According to this configuration, the cost of the plate 9 itself can be kept low.
  • the local heating of the deformation target portion 92 may be performed by induction heating using the front heater 4B as shown in FIG.
  • the front side heater 4B is arranged on the same side as the processing tool 10 with respect to the plate material 9, and is configured in the same manner as the back side heater 4A. That is, the front heater 4B has the heating head 40 described in the above embodiment.
  • local heating of the deformation target portion 92 may be performed using both the back side heater 4A and the front side heater 4B.
  • the back side heater 4A and the front side heater 4B may be moved by the separate radial movement mechanism 16 and the axial movement mechanism 15.
  • the local heating of the deformation target portion 92 may be performed using, for example, a gas burner.
  • the present invention is useful when spinning a plate made of various materials.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)

Abstract

スピニング成形方法では、周縁部（９３）に厚さ方向に突出するリング状の突起（９５）が設けられた板材（１９）を用い、板材を回転させながら、板材における変形対象部位を局所的に加熱するとともに、変形対象部位に加工具を押圧して板材を変形させる。この構成によれば、板材の周縁部の熱容量を増大させることができる。これにより、板材の周縁部の近傍を加熱する際には、周縁部が高温となることを防ぐことができる。その結果、板材の周縁部の変形を抑制することができる。

Description

スピニング成形方法
　本発明は、板材を回転させながら所望の形状に成形するスピニング成形方法に関する。
　従来から、板材を回転させながらその板材に加工具を押圧して当該板材を変形させるスピニング成形装置が知られている。このようなスピニング成形装置は通常は回転シャフトに取り付けられたマンドレル（成形型）を有し、板材が加工具によってマンドレルに押し付けられることにより成形が行われる。
　近年では、板材を局所的に加熱しながらスピニング成形を行うスピニング成形装置が提案されている。例えば、特許文献１には、チタン合金用のスピニング成形装置として、板材におけるヘラ（加工具）によってマンドレルに押し付けられる部位を高周波誘導加熱により加熱するスピニング成形装置が開示されている。
特開２０１１－２１８４２７号公報
　ところで、板材を加熱する場合は、加熱位置が板材の周縁部に近づくにつれて、加熱位置から径方向外側への熱の逃げ代（伝導距離）が小さくなる。それ故に、板材の周縁部の近傍を加熱する際には、加熱位置だけでなく周縁部も高温となり、その熱によって周縁部の剛性が低下して周縁部が変形するおそれがある。このような周縁部の変形は、例えば、板材と加熱器との接触を引き起こす。
　そこで、本発明は、板材の周縁部の近傍を加熱する際に板材の周縁部の変形を抑制することができるスピニング成形方法を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明のスピニング成形方法は、周縁部に厚さ方向に突出するリング状の突起が設けられた板材を用い、前記板材を回転させながら、前記板材における変形対象部位を局所的に加熱するとともに、前記変形対象部位に加工具を押圧して前記板材を変形させる、ことを特徴とする。
　上記の構成によれば、板材の周縁部の熱容量を増大させることができる。これにより、板材の周縁部の近傍を加熱する際には、周縁部が高温となることを防ぐことができる。その結果、板材の周縁部の変形を抑制することができる。
　例えば、前記突起の幅を前記板材の厚さのｍ倍、前記突起の高さを前記板材の厚さのｎ倍としたときに、０．１≦ｍ×ｎ≦１を満たしてもよい。
　前記板材における成形開始位置から前記突起上の成形終了位置までの成形領域において、前記変形対象部位の加熱および前記変形対象部位への加工具の押圧を行ってもよい。この構成によれば、板材を外周面近傍まで所望の形状に成形することができる。しかも、突起によって周縁部の剛性が確保されるため、外周面近傍でも高精度な成形を行うことができる。
　例えば、前記板材の変形対象部位を誘導加熱により加熱してもよい。
　前記板材の変形対象部位の加熱を、前記板材の回転方向に延びる、前記板材に沿った二重円弧状のコイル部と、前記コイル部との間に前記板材から遠ざかる段差を形成する一対のリード部を含む加熱器を用いて行ってもよい。この構成によれば、突起が板材から加熱器と同じ側に突出していても、突起の内側でコイル部を板材に近接させることができる。
　前記突起は、前記板材に一体的に設けられていてもよい。この構成によれば、突起を利用して、最終形状を有する成形品として周縁部が筒状となった成形品を得ることができる。
　前記突起は、前記板材とは別体であり、前記板材に接合されていてもよい。この構成によれば、板材自体のコストを低く抑えることができる。
　本発明によれば、板材の周縁部の近傍を加熱する際に板材の周縁部の変形を抑制することができる。
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の一実施形態に係るスピニング成形方法を説明するための図である。 前記スピニング成形方法を実行するスピニング成形装置の概略構成図である。 図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ裏側加熱器の断面図および平面図である。 変形例の板材の断面図である。 代替的なスピニング成形装置の概略構成図である。
　本発明の一実施形態に係るスピニング成形方法は、図１Ａに示す板材９を、図１Ｂに示すような最終形状（テーパー部を有する形状）に成形する。板材９は、図１Ｂに示すように、最終形状で内側を向く裏面９ａと、最終形状で外側を向く表面９ｂを有している。
　本実施形態のスピニング成形方法は、図２に示すスピニング成形装置１により実行される。スピニング成形装置１は、板材９を回転させながら、板材９における変形対象部位９２を局所的に加熱するとともに、変形対象部位９２に加工具１０を押圧して板材９を変形させる。
　本実施形態では、変形対象部位９２の局所的な加熱は、裏側加熱器４Ａを用いた誘導加熱により行われる。裏側加熱器４Ａは、板材９を挟んで加工具１０と反対側に配置されている。
　スピニング成形装置１は、板材９を回転させる回転シャフト２１と、回転シャフト２１に取り付けられて板材９の中心部９１を支持する受け治具２２と、受け治具２２と共に板材９を挟持する固定治具３１を含む。上述した変形対象部位９２とは、回転シャフト２１の軸心２０から所定距離Ｒだけ離れた部位のことである。なお、図１Ａおよび１Ｂに示すように、回転シャフト２の軸心２０は、板材９の中心軸９０と一致する。
　図２に示すように、回転シャフト２１の軸方向（軸心２０が延びる方向）は、本実施形態では鉛直方向である。ただし、回転シャフト２１の軸方向は、水平方向や斜め方向であってもよい。回転シャフト２１の下部は基台１１に支持されており、回転シャフト２１は図略のモータによって回転させられる。
　板材９は、例えば、フラットな円形状の板である。本実施形態では、図１Ａに示すように、板材９の中心に円形状の開口９４が設けられている。開口９４は、例えば、受け治具２２に対する位置決めに利用される。ただし、板材９には必ずしも開口９４が設けられている必要はない。板材９の材質は、特に限定されるものではないが、例えばチタン合金である。
　板材９の周縁部９３には、厚さ方向に突出するリング状の突起９５が設けられている。本実施形態では、突起９５が、裏面９ａから下向きに突出するように板材９に一体的に設けられている。ただし、突起９５は、表面９ｂから上向きに突出するように設けられていてもよい。あるいは、突起９５は、板材９の裏面９ａと表面９ｂの双方に設けられていてもよい。また、本実施形態では、突起９５が矩形状の断面形状を有している。ただし、突起９５の断面形状はこれに限らず、例えば台形状や半円状などであってもよい。
　突起９５は、板材９の周縁部９３の熱容量を増大させるためのものである。板材９の厚さＴに対する突起９５の幅Ｄの比率をｍ（Ｄ＝ｍ×Ｔ）、板材９の厚さＴに対する突起９５の高さＨの比率をｎ（Ｈ＝ｎ×Ｔ）としたときに、突起９５は、０．１≦ｍ×ｎ≦１を満たすように構成されることが望ましい。ここで、板材９の厚さＴならびに突起９５の幅Ｄおよび高さＨは、板材９を成形する前の寸法である。ｍ×ｎが０．１未満だと、周縁部９３の熱容量を効果的に増大させることができず、ｍ×ｎが１を超えると、材料の無駄や突起９５とその周囲との干渉が起きやすくなるからである。
　図１Ｂに示すように、板材９における成形開始位置Ｐ１から成形終了位置Ｐ２までの成形領域Ａは、本実施形態では突起９５と重なり合っていない。より詳しくは、成形終了位置Ｐ２は、突起９５の内側側面と、回転シャフト２１の軸方向に延びる同一円筒面上に位置している。成形領域Ａは、変形対象部位９２の加熱および変形対象部位９２への加工具１０の押圧が行われる領域であり、この成形領域Ａがテーパー状に成形される。ただし、成形終了位置Ｐ２が突起９５上に位置していて、成形領域Ａが突起９５と部分的に重なり合っていてもよい。この場合、突起９５は、加工具１０が接触する板材９の表面９ｂと反対側の裏面９ａのみに設けられていることが望ましい。
　図２に示すように、受け治具２２は、板材９における成形開始位置Ｐ１（図１Ｂ参照）によって規定される円に収まるサイズを有している。すなわち、板材９は、受け治具２２の径方向外向きの側面に押し付けられて変形されることはない。ただし、受け治具２２に代えて、側面が板材に対する成形面であるマンドレルが用いられてもよい。
　上述した固定治具３１は、加圧ロッド３２に取り付けられており、加圧ロッド３２は、支持部３３によって回転可能に支持されている。支持部３３は、駆動部３４によって上下方向に駆動される。駆動部３４は、回転シャフト２１の上方に配置されたフレーム１２に取り付けられている。ただし、固定治具３１を省略し、例えばボルトによって板材９を受け治具２２に直接的に固定してもよい。
　板材９の変形対象部位９２を押圧する加工具１０は、板材９の上方に配置されており、板材９は、受け治具２２を収容するように下向きに開口する形状に成形される。ただし、加工具１０が板材９の下方に配置され、板材９が固定治具３１を収容するように上向きに開口する形状に成形されてもよい。
　加工具１０は、径方向移動機構１４により回転シャフト２１の径方向に移動させられるとともに、軸方向移動機構１３により径方向移動機構１４を介して回転シャフト２１の軸方向に移動させられる。軸方向移動機構１３は、上述した基台１１とフレーム１２を橋架するように延びている。加工具１０は、軸方向移動機構１３により板材９に対して下向きに押圧されながら、径方向移動機構１４により成形開始位置Ｐ１から成形終了位置Ｐ２まで移動させられる。
　本実施形態では、加工具１０として、板材９の回転に追従して回転するローラが用いられている。ただし、加工具１０は、ローラに限定されず、例えばヘラであってもよい。
　裏側加熱器４Ａは、径方向移動機構１６により回転シャフト２１の径方向に移動させられるとともに、軸方向移動機構１５により径方向移動機構１６を介して回転シャフト２１の軸方向に移動させられる。軸方向移動機構１５は、上述した基台１１とフレーム１２を橋架するように延びている。
　例えば、裏側加熱器４Ａには、板材９の変形対象部位９２までの距離を計測する変位計（図示せず）が取り付けられる。裏側加熱器４Ａは、その変位計の計測値が一定となるように、加工具１０に連動して、回転シャフト２１の軸方向および径方向に移動させられる。
　裏側加熱器４Ａと加工具１０との相対位置は、それらが回転シャフト２１の軸心２０を中心とするほぼ同一円周上に位置している限り、特に限定されるものではない。例えば、裏側加熱器４Ａは、回転シャフト２１の周方向に加工具１０から１８０度離れていてもよい。
　図３Ａおよび３Ｂに示すように、裏側加熱器４Ａは、コイル部４２および一対のリード部４８を有する電通管４１と、コイル部４２の周囲に発生する磁束を集約するためのコア４５を含む。コイル部４２およびコア４５は、板材９と対向する加熱ヘッド４０を構成する。
　コイル部４２は、板材９の回転方向に延びる、板材８に沿った二重円弧状をなしている。コイル部４２の開き角度（両端部間の角度）は、例えば６０～１２０度である。一対のリード部４８は、コイル部４２との間に板材９から遠ざかる段差を形成するように構成されている。より詳しくは、リード部４８は、コイル部４２の中央から一旦下向きに延びた後に、回転シャフト２１の径方向外向きに折れ曲がっている。
　本実施形態では、コイル部４２が、１つの内側円弧部４３と、一対のリード部４８がつながる２つの外側円弧部４４を有している。ただし、コイル部４２が一対のリード部４８がつながる２つの内側円弧部４３と１つの外側円弧部４４を有していてもよい。また、突起９５が板材９の表面９ｂのみに設けられる場合は、リード部４８はコイル部４２の中央から真っ直ぐに回転シャフト２１の径方向外向きに延びていてもよい。
　コア４５は、コイル部４２の内側円弧部４３を板材９と反対側から覆う１つの内周側ピース４６と、コイル部４２の外側円弧部４４を板材９と反対側から覆う２つの外周側ピース４７とで構成されている。
　電通管４１内には、冷却液が流れる。また、電通管４１には、交流電圧が印加される。交流電圧の周波数は、特に限定されるものではないが、５ｋ～４００ｋＨｚの高周波数であることが望ましい。すなわち、裏側加熱器４Ａによる誘導加熱は、高周波誘導加熱であることが望ましい。
　裏側加熱器４Ａは、加熱ヘッド４０が変形対象部位９２の真下に位置するように移動されることが望ましいが、変形対象部位９２が成形終了位置Ｐ２に近づいた後は、図１Ｂ中に実線で示すように加熱ヘッド４０が突起９５の内側に維持されてもよいし、図１Ｂ中に二点鎖線で示すように加熱ヘッド４０が突起９５の下方に移動されてもよい。
　上述したように、本実施形態のスピニング成形方法では、周縁部９３に突起９５が設けられた板材９を用いているので、周縁部９３の熱容量を増大させることができる。これにより、板材９の周縁部９３の近傍を加熱する際には、周縁部９３が高温となることを防ぐことができる。その結果、板材９の周縁部９３の変形を抑制することができる。
　また、成形終了位置Ｐ２が突起９５上に位置していて、成形領域Ａが突起９５と部分的に重なり合っている場合には、板材９を外周面近傍まで所望の形状に成形することができる。しかも、突起９５によって周縁部９３の剛性が確保されるため、外周面近傍でも高精度な成形を行うことができる。なお、成形終了位置Ｐ２が突起９５上に位置している場合は、図１Ｂに二点鎖線で示すように、周縁部９３を成形する際に、裏側加熱器４Ａの加熱ヘッド４０が突起９５の下方に移動され、突起９５と共に周縁部９３が加熱される。
　また、本実施形態では、突起９５が板材９に一体的に設けられているので、突起９５を利用して、図１Ｂに示すように、最終形状を有する成形品として周縁部が筒状となった成形品を得ることができる。
　さらに、本実施形態では、裏側加熱器４Ａの一対のリード部４８がコイル部４２との間に板材９から遠ざかる段差を形成しているので、突起９５が板材９から加熱器と同じ側に突出していても、突起９５の内側でコイル部４２を板材９に近接させることができる。
　（その他の実施形態）
　本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
　例えば、板材９の裏面９ａおよび／または表面９ｂに設けられる突起９５は、必ずしも板材９に一体的に設けられている必要はない。例えば、図４に示すように、突起９５は、板材９とは別体であり、板材９に接合されていてもよい。この構成によれば、板材９自体のコストを低く抑えることができる。
　また、変形対象部位９２の局所的な加熱は、図５に示すような表側加熱器４Ｂを用いた誘導加熱により行われてもよい。表側加熱器４Ｂは、板材９に対して加工具１０と同じ側に配置されており、裏側加熱器４Ａと同様に構成されている。すなわち、表側加熱器４Ｂは、前記実施形態で説明した加熱ヘッド４０を有している。
　また、変形対象部位９２の局所的な加熱は、裏側加熱器４Ａと表側加熱器４Ｂの双方を用いて行われてもよい。この場合は、板材９および突起９５との干渉を避けるために、裏側加熱器４Ａと表側加熱器４Ｂとを別々の径方向移動機構１６および軸方向移動機構１５で移動させてもよい。さらには、変形対象部位９２の局所的な加熱は、例えばガスバーナーなどを用いて行われてもよい。
　本発明は、種々の素材からなる板材をスピニング成形する際に有用である。
　１０　加工具
　４Ａ，４Ｂ　加熱器
　４２　コイル部
　４８　リード部
　９　　板材
　９２　変形対象部位
　９３　周縁部
　９５　突起

Claims (7)

  1. 　周縁部に厚さ方向に突出するリング状の突起が設けられた板材を用い、前記板材を回転させながら、前記板材における変形対象部位を局所的に加熱するとともに、前記変形対象部位に加工具を押圧して前記板材を変形させる、
    スピニング成形方法。
  2. 　前記突起の幅を前記板材の厚さのｍ倍、前記突起の高さを前記板材の厚さのｎ倍としたときに、０．１≦ｍ×ｎ≦１を満たす、請求項１に記載のスピニング成形方法。
  3. 　前記板材における成形開始位置から前記突起上の成形終了位置までの成形領域において、前記変形対象部位の加熱および前記変形対象部位への加工具の押圧を行う、請求項１または２に記載のスピニング成形方法。
  4. 　前記板材の変形対象部位を誘導加熱により加熱する、請求項１～３のいずれか一項に記載のスピニング成形方法。
  5. 　前記板材の変形対象部位の加熱を、前記板材の回転方向に延びる、前記板材に沿った二重円弧状のコイル部と、前記コイル部との間に前記板材から遠ざかる段差を形成する一対のリード部を含む加熱器を用いて行う、請求項４に記載のスピニング成形方法。
  6. 　前記突起は、前記板材に一体的に設けられている、請求項１～５のいずれか一項に記載のスピニング成形方法。
  7. 　前記突起は、前記板材とは別体であり、前記板材に接合されている、請求項１～６のいずれか一項に記載のスピニング成形方法。
PCT/JP2015/001784 2014-04-11 2015-03-27 スピニング成形方法 WO2015155954A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15776137.0A EP3130410B1 (en) 2014-04-11 2015-03-27 Spinning forming method
US15/302,584 US10882094B2 (en) 2014-04-11 2015-03-27 Spinning forming method
CN201580009496.1A CN105980074B (zh) 2014-04-11 2015-03-27 旋压成型方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-081834 2014-04-11
JP2014081834A JP6445776B2 (ja) 2014-04-11 2014-04-11 スピニング成形方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015155954A1 true WO2015155954A1 (ja) 2015-10-15

Family

ID=54287543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/001784 WO2015155954A1 (ja) 2014-04-11 2015-03-27 スピニング成形方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10882094B2 (ja)
EP (1) EP3130410B1 (ja)
JP (1) JP6445776B2 (ja)
CN (1) CN105980074B (ja)
WO (1) WO2015155954A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017198544A1 (de) * 2016-05-18 2017-11-23 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zum herstellen eines formkörpers
CN109414744A (zh) * 2016-07-13 2019-03-01 川崎重工业株式会社 旋压成型方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6259656B2 (ja) * 2013-12-24 2018-01-10 川崎重工業株式会社 スピニング成形装置
JP6531265B2 (ja) 2017-03-27 2019-06-19 石崎プレス工業株式会社 金属部品の製造方法および金属部品の製造装置
CN112404227B (zh) * 2020-11-26 2023-10-27 首都航天机械有限公司 一种带叉形环结构封头的旋压成形方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3969917A (en) * 1973-04-03 1976-07-20 Frederick David Waterfall Heat treatment pots
JPH11342430A (ja) * 1998-05-29 1999-12-14 Aisin Kiko Co Ltd 円板における環状周壁部の成形方法
WO2014024384A1 (ja) * 2012-08-10 2014-02-13 川崎重工業株式会社 スピニング成形装置および成形方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2148519A1 (de) * 1971-09-29 1973-04-05 Ottensener Eisenwerk Gmbh Verfahren und vorrichtung zum erwaermen und boerdeln von ronden
SU1493357A1 (ru) * 1983-01-26 1989-07-15 Нпсп По Хидропластична Обработка На Металите (Инопредприятие) Устройство дл гидропластического ротационного выдавливани
DE4425033C2 (de) 1994-07-15 1999-07-29 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum Drückumformen von Werkstücken
US6199419B1 (en) * 1998-04-27 2001-03-13 Emmanuil Shrayer Method for manufacturing a dome from an undersized blank
DE10156086B4 (de) * 2001-11-16 2006-09-14 Winkelmann Powertrain Components Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Bauteils
JP5913792B2 (ja) * 2010-04-13 2016-04-27 一般社団法人日本航空宇宙工業会 成形方法および成形装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3969917A (en) * 1973-04-03 1976-07-20 Frederick David Waterfall Heat treatment pots
JPH11342430A (ja) * 1998-05-29 1999-12-14 Aisin Kiko Co Ltd 円板における環状周壁部の成形方法
WO2014024384A1 (ja) * 2012-08-10 2014-02-13 川崎重工業株式会社 スピニング成形装置および成形方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3130410A4 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017198544A1 (de) * 2016-05-18 2017-11-23 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zum herstellen eines formkörpers
CN109475914A (zh) * 2016-05-18 2019-03-15 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 用于生产模制品的方法
CN109414744A (zh) * 2016-07-13 2019-03-01 川崎重工业株式会社 旋压成型方法
US11117177B2 (en) 2016-07-13 2021-09-14 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Spinning forming method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015202501A (ja) 2015-11-16
EP3130410A1 (en) 2017-02-15
CN105980074B (zh) 2018-08-07
CN105980074A (zh) 2016-09-28
EP3130410B1 (en) 2021-11-10
US10882094B2 (en) 2021-01-05
US20170021405A1 (en) 2017-01-26
JP6445776B2 (ja) 2018-12-26
EP3130410A4 (en) 2017-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015155954A1 (ja) スピニング成形方法
JP6118406B2 (ja) スピニング増肉成形方法およびスピニング増肉成形装置
KR101852095B1 (ko) 스피닝 성형 장치
WO2016002164A1 (ja) スピニング成形装置
EP3130411B1 (en) Spinning forming device
JP6291230B2 (ja) スピニング成形装置およびスピニング成形方法
US10632522B2 (en) Method of manufacturing preliminary formed body and axisymmetrical component
WO2015166634A1 (ja) スピニング成形装置
JP6705711B2 (ja) スピニング成形方法
JP2010253768A (ja) 軸付き合成樹脂成形体の軸振れ矯正方法、および軸振れ矯正装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15776137

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015776137

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015776137

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15302584

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE