[发明专利]板状工件的弯曲保持装置及弯曲保持方法以及弯曲成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以弯曲的状态保持板状工件且用于进行喷丸成形等加工的、板状工件的弯曲保持装置及弯曲保持方法以及弯曲成形方法。

背景技术

对例如飞机的机翼等面积较大且具备复杂的曲面的金属板进行成形时，近年来广泛利用喷丸成形或被称作喷丸硬化(shot peening)的成形方法。如专利文献1、2等所公开，该成形方法为如下成形方法：保持金属板状工件，朝向该板状工件高速投射被称作球丸的直径为0.5～4mm左右的钢球来使其强力碰撞，由此使板状工件产生塑性应变来弯曲成形为所希望的形状。

已知有如下工艺：当进行这种喷丸成形时，若在将板状工件在其弹性变形范围内预先弯曲并进行保持之后投射球丸，则被赋予到板状工件的弹性应力(stress)促进板状工件的变形而使成形性显著提高，该工艺方法被称作应力喷丸成形(stress peen forming)。当进行该应力喷丸成形时，如专利文献2中其图8(b)所公开，用固定工具使板状工件强制沿着衬板样规(backing tool)进行固定，从而使板状工件弹性变形。

并且还进行如下工艺：不使用衬板样规，而是通过夹钳状的保持装置或应用液压千斤顶的保持装置以弯曲状态保持板状工件。此时，为了在通过上述的保持装置进行喷丸成形之后赋予具有使板状工件成为与完成形状相同或近似的曲率的应力，使具有将回弹计算在内的规定曲率的模板(R状的模具板)与板状工件的弯曲面接触来确认弯曲率的同时设定成规定曲率。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3740103号公報

专利文献2：日本专利第3869783号公報

发明内容

发明要解决的技术课题

然而，在使用衬板样规使板状工件弹性变形的方法中，要应对如飞机的主机翼等在长边方向上复杂变化的曲率，需要巨大的衬板样规，而且必须按多个机种和部位准备很多该巨大的衬板样规。因此，存在不仅在衬板样规的制造上花费费用而且在其保管上占用很大场所的问题。

另一方面，在不使用衬板样规而是通过夹钳状的保持装置或应用液压千斤顶的保持装置以弯曲状态保持板状工件的方法中，保持装置的冲程调整及通过模板产生的弯曲形状的管理等很大程度上取决于操作人员的技能。因此，在经加工的板状工件形状的再现性即产品的均匀性上容易产生问题。

另外，近年来在飞机机翼中多使用被称作蒙皮的外板与设置于该外板内侧的被称作桁条的肋状的加强部件成一体的整体蒙皮。当通过前述的应力喷丸成形对这种整体蒙皮进行弯曲成形时，以不使用于赋予弯曲形状的样规和模板等模具部件干扰桁条的方式进行使用是比较困难的。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种不使用模具部件且能够通过简单且通用性较高的结构对板状工件自如地赋予弯曲形状，并且还能够适用于整体蒙皮的通用性较高的板状工件的弯曲保持装置及弯曲保持方法以及弯曲成形方法。

用于解决技术课题的手段

为了解决上述问题，本发明采用以下机构。

即，本发明的第1方式所涉及的板状工件的弯曲保持装置为用于将板状工件在其弹性变形范围内弯曲并进行保持的弯曲保持装置，其具备：2个支承点，从与所述板状工件的弯曲剖面正交的方向观察时，能够与该板状工件的一个面的相互分离的2点抵接；至少1个加压点，同样从与所述板状工件的弯曲剖面正交的方向观察时，在夹在所述支承点的位置处，能够与所述板状工件的另一个面抵接；以及进退驱动机构，使所述2个支承点和所述加压点的至少其中一方沿所述板状工件的板厚方向进退。

根据上述结构，使板状工件介于2个支承点与至少1个加压点之间，并且通过进退驱动机构使支承点和加压点的至少其中一方朝向板状工件移动，从而板状工件被加压点按压而板状工件发生弯曲。此时的弯曲率能够根据支承点与加压点的、沿板状工件的面方向的相对位置和支承点与加压点的数量、利用加压点按压的按压量等任意设定。

并且，支承点与加压点未必一定要配置在一条直线上，通过使支承点与加压点的相对位置在板状工件的面方向上错开，也能够对板状工件赋予扭转的弯曲形状等。因此，不论板状工件的形状和大小、目标弯曲形状等如何，都能够通过单一的弯曲保持装置对板状工件自如地赋予弯曲形状。