JP7182847B2 - 成形方法および成形装置 - Google Patents
成形方法および成形装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7182847B2 JP7182847B2 JP2016192298A JP2016192298A JP7182847B2 JP 7182847 B2 JP7182847 B2 JP 7182847B2 JP 2016192298 A JP2016192298 A JP 2016192298A JP 2016192298 A JP2016192298 A JP 2016192298A JP 7182847 B2 JP7182847 B2 JP 7182847B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- indenter
- angle
- peen
- axis
- indenters
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
クランプにより被成形材にストレスを負荷した状態でピーンフォーミングをすれば、異方性が要求される成形を実現できるが、クランプの作業工数がコストアップの要因となる。
また本発明は、本発明の成形方法を実現するのに好適な成形装置を提供することを目的とする。
この場合、複数の圧子は、平面視して、マトリックス状に配列されている、ことが好ましい。
特に、角Rが、短軸SAに沿って設けられる角Rxと、長軸LAに沿って設けられる角Ryと、を備える場合には、角Rxが0.8~8mmであり、角Ryが0.5~2mmである、ことが好ましい。
特に、角Rが、短軸SAに沿って設けられる角Rxと、長軸LAに沿って設けられる角Ryと、を備える場合には、角Rxが0.8~8mmであり、角Ryが0.5~2mmである、ことが好ましい。
本実施形態は、ピーンフォーミングにより金属板からなる被成形材1に異方性を有する変形を施す成形方法に関し、縦と横の寸法が異なる打撃面を有するピーン圧子を用いてピーンフォーミングを行う。
以下、ピーンフォーミングの概要について説明した後に、本実施形態に係るピーン圧子について説明する。
本実施形態に係るピーンフォーミングの概要について、図1を参照して説明する。
本実施形態に係るピーンフォーミングは、図1に示すように、被成形材1の平坦な加工面2に複数のピーン圧子10を対向して配列するとともに、複数の同じ仕様のピーン圧子10を被成形材1の加工面2に衝突による打撃と離反、つまり進退移動を繰り返すことにより、被成形材1を変形させる。図1において、進退移動を両矢印で示している。図4も同様である。
ピーンフォーミングにおいて、被成形材1に複数のピーン圧子10を衝突させると、衝突方向とは逆方向に被成形材1が盛り上がって加工面2が凸に変形する形態と、衝突方向に被成形材1が落ち込んで加工面2が凹に変形する形態とがある。複数のピーン圧子10が衝突すると微小な塑性変形が累積され、被成形材1の加工面2とその裏面4とで塑性変形量に差が生じる。つまり、加工面2の伸びが裏面4の伸びよりも大きい場合、被成形材1は加工面2が盛り上がり、加工面2の伸びが裏面4の伸びよりも小さい場合、被成形材1は加工面2が落ち込む。つまり、ピーン圧子10による衝突のエネルギの大小によって変形の形態を制御することができ、エネルギが小さいと加工面2が盛り上がるように変形し凸に湾曲し、エネルギが大きいと加工面2が落ち込むように変形し凹に湾曲する。本発明は、加工面2が凸に変形する場合と加工面2が凹に変形する場合の両者に適用できる。
ピーン圧子10は、図2(a)に示すように、圧子本体11と、圧子支持体13と、作用部15と、を備えている。ピーン圧子10は、金属材料を機械加工することにより一体的に形成することができる。なお、ピーン圧子10において、圧子本体11が設けられる側を前、作用部15が設けられる側を後と定義する。
つまり、打撃面12を有するピーン圧子10により被成形材1に打撃を加えると、図2(b)に示すように、被成形材1に生ずるひずみεは、短軸SAに直交する方向に比べて長軸LAに直交する方向の方が大きくなる。なお、図2(b)において、ひずみεの大きさは矢印の本数で表している。また、打撃面12は、平坦な加工面2に対して平行に対向し、平行を保ったままで加工面2を打撃する。
圧子本体11は、長軸LAに沿って形成される打撃面12の幅方向の両端に角Rが設けられているが、短軸SAに沿って形成される打撃面12は円弧面のみからなる。これは、図2(a)が、短軸SAの寸法に対して角Rxが大きい例を示しているからであり、短軸SAの寸法と角Rxによっては、短軸SAの幅方向の両端に角Rxが設けられる、その間が平坦な面を構成することもある。
圧子支持体13は、圧子本体11を支持するとともに、ピーン圧子10に必要な質量を付与するために設けられる。ピーン圧子10は、圧子支持体13により質量が付与されたことで、被成形材1を打撃すれば塑性変形を生じさせるのに必要なひずみを付与することができる。
圧子支持体13は、後述するダイ30に設けられるダイキャビティ33の内部に挿入され、ダイ30によってピーン圧子10が進退移動する方向と直行する方向の変位が規制される。
作用される動力源は任意であり、圧縮空気による動力、電磁力による動力及び超音波による動力などを用いることができる。
次に、ピーン圧子10を用いて被成形材1を成形する手順について、図3(a)を参照して説明する。ここでは、被成形材1の加工面2をX軸とY軸の二次元座標で特定されるものとし、Y軸方向の変形の程度をX軸方向に比べて大きくすることを前提とする。つまり、Y軸に沿う曲率半径ρyをX軸に沿う曲率半径ρxよりも小さくする。そのために、被成形材1の曲率半径ρyを小さくしたいY軸方向(特定方向)と長軸LAとが直交する姿勢とされたピーン圧子10で、被成形材1を打撃する。また、ここでは加工面2が凸状になるものとして説明するが、前述したようにピーン圧子10による打撃力を調整することにより加工面2を凹状になるように被成形材1を変形することもできる。さらに、ここでは理解を容易にするために、一つのピーン圧子10だけで成形する例を説明するが、後述する成形装置20のように、所定の姿勢で整列する複数のピーン圧子10を用いて被成形材1を成形することが効率的である。
ピーン圧子10は、図3(a)に示すように、始点SPから終点FPまで移動することにより、加工領域3を漏れなく成形する。つまり、始点SPからピーン圧子10の打撃が開始する。この位置は当該二次元座標の(1,1)で表されるものとする。ピーン圧子10は、始点SPにおいて、その長軸LAが大きな変形を得たいY軸と直交(Y⊥LA)するように配置される。
なお、図3(a)にはピーン圧子10が位置(1,1)~位置(1,5)にしか示されていないが、例えば、位置(1,1)と位置(1,3)の間、位置(1,3)と位置(1,4)の間においても被成形材1への打撃を行ってもよいし、行わなくてもよい。
例えば、ピーン圧子10は、位置(1,1)から位置(1,5)に達するまでの間、一定の速度で連続的に移動することができる。
また、ピーン圧子10は、位置(1,1)において所定時間だけ打撃を繰り返した後に、位置(1,2)まで一定の速度で移動した後に移動を停止する。次いで位置(1,2)において所定時間だけ打撃を繰り返した後に、位置(1,3)まで一定の速度で移動した後に移動を停止する。ピーン圧子10は、以上の動作を位置(1,5)まで繰り返すというように、間欠的な移動を行いながら打撃を行うこともできる。なお、ピーン圧子10は、上述したように、位置(1,1)と位置(1,2)の間で行うこともできる。
次に、ピーン圧子10は、Y軸方向に所定の距離だけ離れた位置(3,1)まで移動し、次いで、位置(3,1)から位置(3,5)まで直線状の移動軌跡L3に沿って移動しながら被成形材1に打撃を繰り返し、以降は同様にして、終点FPである位置(5,5)まで打撃を繰り返しながら移動する。
移動軌跡L1~移動軌跡L5の相互の間隔は、得たい湾曲の程度、被成形材1の仕様などにより適宜設定される。
次に、複数のピーン圧子10を備える成形装置20の一例について、図4を参照して説明する。
成形装置20は、図4(a),(b)に示すように、複数のピーン圧子10と、複数のピーン圧子10がその内部に保持されるダイ30と、ダイ30に装着され複数のピーン圧子10の軸線周りの回転を規制するガイド40と、を備える。成形装置20において、複数のピーン圧子10は、マトリックス状に配列されている。それぞれのピーン圧子10は、圧子本体11の長軸LAの向き列方向Nに揃うとともに、短軸SAの向きが行方向Mに揃うように、圧子本体11の姿勢を保って配列されている。なお、ダイ30とガイド40が、本発明の成形装置の保持体を構成する。複数のピーン圧子10は、成形装置20を平面視して、千鳥配列されている。
ダイキャビティ33は円形の開口形状を有する。ダイキャビティ33は、ピーン圧子10の圧子支持体13がダイ本体31に対して小さな負荷で摺動できるように、その開口径が形成されている。
ピーン圧子10は、ダイキャビティ33の内部に収容され、被成形材1を打撃する際に、ダイキャビティ33の内部を進退移動する。複数のダイキャビティ33は、複数のピーン圧子10の配列と同様に、成形装置20を平面視して、千鳥配列されている。次に説明するガイドキャビティ43も同様である。
ガイドキャビティ43は長方形の開口形状を有し、同じ列方向Nに属する複数のガイドキャビティ43はその長軸LAが列方向Nに揃っている。ガイドキャビティ43は、ピーン圧子10の圧子本体11がガイド本体41に対して小さな負荷で摺動できるように、その開口が形成されている。
ピーン圧子10の圧子本体11は、被成形材1を打撃する際に、ガイドキャビティ43から外部に突き出すようにガイドキャビティ43の内部を前進移動する。外部に突き出した圧子本体11は、被成形材1を打撃することによる反作用を受けることで後退移動する。
図3を参照して説明した一つのピーン圧子10の移動経路と同様に、成形装置20を始点(SP)に配置したならば、曲率半径を小さくしたい方向(Y軸)と長軸LAが直交するのを保ちながら、成形装置20を終点(FP)まで移動させる。
前述したように、短軸SAに沿って設けられる角Rxと長軸LAに沿って設けられる角Ryに好ましい範囲が存在する。以下、図5を参照して、角Rxと角Ryの好ましい範囲について説明する。角Rxと角Ryは、図2(a)に示す通りである。
図5(b)に解析結果を示す。角Ryが1mm,1.5mm,2mmのいずれであっても、長軸LAに直交する方向の塑性ひずみ(X-strain)と短軸SAに直交する方向の塑性ひずみ(Z-strain)に差異がある。その中で、角Ryが1mmのものが中心から1.5mmの領域にわたって異方性を生じている。一方、角Ryを2mmにすると短軸SAに直交する方向のひずみが大きくなり中心から1mmの領域に異方性領域が狭まっている。以上の結果及び実験による検証の結果より、角Ryを0.5~2mmの範囲とすることが好ましく、0.5~1mmの範囲とするのがより好ましい。
次に、本実施形態における効果を説明する。
本実施形態におけるピーン圧子10は、打撃面12が長軸LAと短軸SAを有する形状異方性を備えている。したがって、被成形材1をピーン圧子10で打撃すると、打撃により生ずるひずみεは長軸LAに直交する方向の方が短軸SAに直交する方向に比べて大きくなるので、格別な作業工数を要することなく、異方性を有する変形を被成形材1に付与できる。
例えば、ピーン圧子10が本実施形態では平坦な加工面2を打撃する例を示したが、本発明はこれに限るものではなく、凹凸を有する加工面を備える被成形材を成形することもできる。
また、被成形材は任意であり、本発明は塑性加工が生じる金属材料に広く適用できる。
2 加工面
3 加工領域
4 裏面
10 ピーン圧子
11 圧子本体
12 打撃面
13 圧子支持体
15 作用部
20 成形装置
30 ダイ
31 ダイ本体
33 ダイキャビティ
40 ガイド
41 ガイド本体
43 ガイドキャビティ
H 打撃部分
LA 長軸
SA 短軸
Claims (5)
- 被成形材を圧子の打撃面で繰り返して打撃することで、前記被成形材を湾曲させる成形方法であって、
前記打撃面が長軸と短軸を有する、前記打撃面の周縁に連なる各角部に角Rが設けられる前記圧子を用い、
前記被成形材の曲率半径を小さくしたい特定方向と前記長軸とが直交する姿勢とされた前記圧子で、前記被成形材を打撃し、
それぞれの前記長軸が前記特定方向と直交する姿勢を保つように、複数の前記圧子を平面視して、マトリックス状に配列し、かつ、前記配列の状態を維持しながら複数の前記圧子を移動させて前記被成形材を打撃する、ことを特徴とする成形方法。 - 前記特定方向と前記長軸とが直交する姿勢に前記圧子を保ちながら、前記圧子を前記被成形材の平面方向に移動することで、前記被成形材の所定領域を成形する、請求項1に記載の成形方法。
- 前記角Rは、前記短軸SAに沿って設けられる角Rxと、前記長軸LAに沿って設けられる角Ryと、を備え、
前記角Rxが0.8~8mmであり、前記角Ryが0.5~2mmである、請求項1または請求項2に記載の成形方法。 - 被成形材を圧子の打撃面で繰り返して打撃することで、前記被成形材を湾曲させる成形装置であって、
それぞれの前記打撃面が長軸と短軸を有する、前記打撃面の周縁に連なる各角部に角Rが設けられる複数の前記圧子と、
前記圧子を前記被成形材に対して進退移動が可能に保持する保持体と、を備え、
前記保持体は、
それぞれの前記圧子における前記長軸の向きが揃うように、複数の前記圧子を、平面視して、マトリックス状に配列して保持するとともに、前記配列の状態を維持しながら移動することを特徴とする成形装置。 - 前記角Rは、前記短軸SAに沿って設けられる角Rxと、前記長軸LAに沿って設けられる角Ryと、を備え、
前記角Rxが0.8~8mmであり、前記角Ryが0.5~2mmである、請求項4に記載の成形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016192298A JP7182847B2 (ja) | 2016-09-29 | 2016-09-29 | 成形方法および成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016192298A JP7182847B2 (ja) | 2016-09-29 | 2016-09-29 | 成形方法および成形装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018051612A JP2018051612A (ja) | 2018-04-05 |
JP7182847B2 true JP7182847B2 (ja) | 2022-12-05 |
Family
ID=61833591
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016192298A Active JP7182847B2 (ja) | 2016-09-29 | 2016-09-29 | 成形方法および成形装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7182847B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116099952B (zh) * | 2023-01-10 | 2024-03-29 | 连云港市东堡旋耕机械有限公司 | 农业旋耕机多工位同时进行的金属加工冲压设备 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1982003192A1 (en) | 1981-03-21 | 1982-09-30 | Kopp Reiner | Method and device for modifying the shape of surfaces and plates |
JP2004130369A (ja) | 2002-10-11 | 2004-04-30 | Aikoku Alpha Corp | 金属板の成形方法および成形装置 |
JP5964120B2 (ja) | 2012-04-13 | 2016-08-03 | Ntn株式会社 | 車輪用軸受の密封装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3231673A1 (de) * | 1982-08-26 | 1984-03-01 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Verfahren zur formaenderung eines plattenfoermigen werkstuecks |
DE3823675A1 (de) * | 1988-07-13 | 1990-01-18 | Dornier Gmbh | Einrichtung zum biegeumformen oder richten von werkstuecken durch plastische formaenderung |
US8997545B1 (en) * | 2013-09-19 | 2015-04-07 | The Boeing Company | Method and apparatus for impacting metal parts for aerospace applications |
-
2016
- 2016-09-29 JP JP2016192298A patent/JP7182847B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1982003192A1 (en) | 1981-03-21 | 1982-09-30 | Kopp Reiner | Method and device for modifying the shape of surfaces and plates |
JP2004130369A (ja) | 2002-10-11 | 2004-04-30 | Aikoku Alpha Corp | 金属板の成形方法および成形装置 |
JP5964120B2 (ja) | 2012-04-13 | 2016-08-03 | Ntn株式会社 | 車輪用軸受の密封装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018051612A (ja) | 2018-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3795862B2 (ja) | 構造体の変形加工のための方法及び装置 | |
JPH02127923A (ja) | ワークの曲げおよび矯正加工装置 | |
CN104451078B (zh) | 用于冲击航空航天应用的金属部件的方法和设备 | |
JP4994985B2 (ja) | 翼体保護部材製造用の二次プレス金型 | |
JP2013116492A5 (ja) | ||
JP2003504212A (ja) | レーザピーニングによる金属の輪郭成形 | |
JP7182847B2 (ja) | 成形方法および成形装置 | |
CN111167920A (zh) | 一种用于板材的电磁-多点复合成形装置及其成形方法 | |
CN112974635B (zh) | 一种结构壁板的成型装置及成型方法 | |
JP3869783B2 (ja) | 金属板の成形方法および成形装置 | |
Ohta | Numerical analysis of effect of pin tip radius on residual stress distribution in ultrasonic impact treatment | |
US9573247B2 (en) | Shot peening method | |
CN111167918B (zh) | 一种用于板材的多点-电磁气化复合成形装置及成形方法 | |
JP2008049369A (ja) | 金属板の成形方法 | |
WO2014084151A1 (ja) | プレス成形方法及びプレス成形装置 | |
JP7386551B2 (ja) | 材料成形の改善 | |
CN102513431A (zh) | 一种激光冲击高分子聚合物间接微成形方法及其专用装置 | |
JP6822003B2 (ja) | 回転子鋼板の製造方法 | |
CN115608904A (zh) | 压电驱动式侧向冲击微锻机构 | |
Miao et al. | Finite element simulation of shot peening and stress peen forming | |
EP4126415B1 (en) | An apparatus and a method for material forming by impact | |
CN108838516A (zh) | 一种多点主动加载的预应力激光喷丸柔性夹具 | |
JP2007229750A (ja) | 金属板の成形方法および装置 | |
JP6476482B1 (ja) | 金属板と製造方法 | |
CN117460661A (zh) | 汽车盖板及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190823 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200716 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200728 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200924 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20201117 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210208 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20210208 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20210210 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20210419 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20210420 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20210507 |
|
C211 | Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211 Effective date: 20210511 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20210824 |
|
C13 | Notice of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13 Effective date: 20211221 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220125 |
|
C13 | Notice of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13 Effective date: 20220705 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20220705 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220817 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20220913 |
|
C23 | Notice of termination of proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23 Effective date: 20221018 |
|
C03 | Trial/appeal decision taken |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03 Effective date: 20221115 |
|
C30A | Notification sent |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012 Effective date: 20221115 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221122 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7182847 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |