[发明专利]旋压成型装置以及成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及使成型的板材绕着旋转轴线旋转的同时进行成型的旋压成型装置以及旋压成型方法。

背景技术

以往，已知在使钢铁材料、铝合金、纯钛等的板材绕着规定的旋转轴线旋转的同时使加工工具与该板材抵接，以此成型该板材的旋压成型方法。

又，在钛合金等的一般难以进行加工的材料中，为了减少材料费用以及加工费用，理想的是应用加工板材的旋压成型方法取代由锻造品的切削加工。然而，例如称为Ti-6Al-4V的钛合金在常温下耐力高，延性差，因此如果直接应用以往通常进行的冷态（常温下）下的旋压成型方法，则材料会产生裂纹，无法顺利成型。因此，需要加热板材并进行热态下的旋压成型。

例如专利文献1公开了这样的热态下的旋压成型。在专利文献1的结构中，通过燃烧器加热板材的表面后进行板材的加工。

然而，在如专利文献1那样的使用燃烧器的热态旋压成型中，在广范围内加热板材。因此，例如板材的未成型处、已成型处、非成型对象处等的非成型处也被加热。因此，根据板材的材质、形状（尤其是厚度）不同，存在因加工时产生的应力而在板材的未成型处发生变形导致无法进行高精度加工的问题，而且还存在在板材的已成型处产生裂纹的问题。

因此，专利文献2的结构作为局部地加热靠近成型处的位置的旋压成型装置被提出。在专利文献2的结构中，从作为加工工具的赶棒与板材的未成型处之间向加工工具与板材的抵接位置配置有作为加热器的高频感应加热用线圈。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2007-283365号公报；

专利文献2：日本特开2011-218427号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，在专利文献2的结构中，使作为加热器的高频感应加热用线圈的梢端部位于作为加工工具的赶棒与板材的未成型处之间，因此发生如下问题。即，加工工具的动作限制了加热器的配置位置，因此无法将加热器配置在适合局部加热的最佳的位置，无法适当地加热成型处。又，在专利文献2的结构中，以将板材按照作为成型模具的型芯（mandrel）的形状进行成型作为前提。因此，由于板材的成型处与型芯接触，因此加热板材的热传递至型芯而被夺走，温度无法充分上升（加热的损失大），可能发生板材上产生裂纹的问题。

本发明是为了解决如上的问题而形成，其目的是提供能够通过适当地加热板材的成型处以此在板材上不发生变形和裂纹等的情况下进行成型的旋压成型装置以及旋压成型方法。

解决问题的手段：

为了解决上述问题，本发明的发明人等经过深刻研究之后，发现对于钛合金板或厚度厚的不锈钢板等的特定的板材，在局部加热板材的情况下，可以确保不加热处的刚性，因此即使不使用成型模具也可以将板材成型为期望的形状。本发明从这样的观点出发而形成。

根据本发明的一种形态的旋压成型装置是在使成型的板材绕着旋转轴线旋转的同时进行成型的旋压成型装置，具备：包括安装有所述板材的支承治具以及使所述板材与所述支承治具一起绕着所述旋转轴线旋转的旋转轴的保持构件；通过与所述板材的第一主表面抵接，以此加工并成型板材的加工工具；和加热所述板材的加热器；所述加热器形成为如下结构：以与所述加工工具之间夹着所述板材的形式配置在与所述加工工具相反的一侧上，并在以所述旋转轴线为中心与所述板材上的所述加工工具所抵接的位置位于同一圆周上的位置上，局部加热所述板材的与第一主表面相反的一侧的第二主表面的结构。

根据上述结构，由于不使用成型模具而使用支承治具，因此可以在板材的成型处的与加工工具相反的一侧上确保空间，在该空间内配置加热器。其结果是，板材的与加工工具所抵接的第一主表面相反的一侧的第二主表面被局部加热，因此可以与加工工具和板材之间的位置关系无关地适当地加热板材的成型处。又，板材安装于支承治具而不是成型模具上，因此可以不使成型处与支承治具接触，并且不使加热所产生的热直接传递至支承治具，从而与使用成型模具的情况相比可以有效地进行加热。因此，可以在板材上不发生变形和裂纹等的情况下进行成型。

也可以是所述支承治具具有与所述板材上的由成型开始位置限定的圆相比小的尺寸。借助于此，可以从成型开始位置进行适当的加热。

也可以是所述加热器通过高频感应加热进行加热。借助于此，可以简单且高效地进行局部加热。