(57)【要約】【課題】  超塑性成形用板材の予備成形方法において、型を閉じる際の成形用板材の引き込み、ずれを防止し、しかも、設備の更なる小型・コンパクト化、低コスト化を図ることにある。【解決手段】  超塑性成形前に板材１１を成形金型、詳しくは、下型３１に載置して予備的に成形する方法であって、加熱して軟化状態にある板材１１の端部を把持手段２６で把持して下型３１上に搬送し、板材１１の把持手段２６による把持を解除して、板材１１を下型３１に被せ、板材１１を、把持手段２６、詳しくは上爪６２により下型３１の載置面３１ａの形状に沿うように永久変形させる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超塑性成形前に板材を成形金型に載置して予備的に成形する方法であって、
加熱して軟化状態にある前記板材の端部を把持手段で把持して成形金型上に搬送し、
板材の把持手段による把持を解除して、板材を成形金型に被せ、
板材を、把持手段により成形金型の載置面形状に沿うように永久変形させる、ことを特徴とする超塑性成形用板材の予備成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金等の超塑性成形用板材の予備成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超塑性成形では、成形工程であるブロー成形において成形用板材が均一に伸びるように、前工程として予備成形が行われる。
従来の超塑性成形用板材の予備成形方法としては、成形金型に予備曲げ成形部を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１２９６１８公報
【０００３】
特許文献１の図２を以下の図４で説明する。なお、符号については同公報に記載されているものを使用した。
図４（ａ），（ｂ）は従来の超塑性成形用板材の予備成形方法を示す作用図である。
（ａ）において、成形金型は、上型１１及び下型１３からなり、上型１１の下部に下方に突出させた予備曲げ成形部１４，１４を形成し、下型１３に、前述の予備曲げ成形部１４，１４に対応するダイ部１５，１５を形成したものである。
【０００４】
以下に、予備成形方法について説明する。
まず、矢印丸数字１のように、型開き状態の上型１１、下型１３間に、ブランク材２０を投入し、下型１３に載せる。そして、矢印丸数字２のように、上型１１を下降させる。これにより、まず、予備曲げ成形部１４，１４がブランク材２０に当たり、予備曲げ成形部１４，１４がブランク材２０を曲げ始める。
（ｂ）において、予備曲げ成形部１４，１４がダイ部１５，１５に深く進入して、ブランク材２０を上に凸の深皿状に形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４（ａ），（ｂ）において、例えば、下型１３のダイ部１５，１５の底に場所によって高低差がある場合、高い方が先に上型１１の予備曲げ成形部１４，１４に挟まれるため、低い方のブランク材２０が成形金型内に引き込まれたり、ブランク材２０全体がずれることがある。
【０００６】
このときに引き込まれる量、あるいは、ずれる量が大きいと、ブランク材２０の縁が、シールのために上型１１、下型１３の縁に設けた凹凸を内側に乗り越えてしまい、ブロー成形するための加圧ガスが漏れる虞がある。
【０００７】
また、ブランク材２０が成形金型内に引き込まれる量を見越してブランク材２０を大きくすれば、ブランク材２０の歩留まりが低下する。
更には、成形金型に予備曲げ成形部１４、ダイ部１５を設けることで、予備成形のために別途プレス機などを設ける必要がなく、設備の小型・コンパクト化、低コスト化等が図れるが、更なる改善が望まれている。
【０００８】
本発明の課題は、超塑性成形用板材の予備成形方法において、型を閉じる際の成形用板材の引き込み、ずれを防止し、しかも、設備の更なる小型・コンパクト化、低コスト化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、超塑性成形前に板材を成形金型に載置して予備的に成形する方法であって、加熱して軟化状態にある板材の端部を把持手段で把持して成形金型上に搬送し、板材の把持手段による把持を解除して、板材を成形金型に被せ、板材を、把持手段により成形金型の載置面形状に沿うように永久変形させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明では、板材を、把持手段により成形金型の載置面形状に沿うように永久変形させるので、板材が成形金型に密着しやすくなり、成形金型を閉じるときに、板材がずれたり、部分的に内側に引き込まれることがなく、板材と成形金型とのシール部を確実に形成することができて、ブロー成形時の加圧ガスの洩れを防止することができる。
【００１１】
また、成形金型に対する板材の大きさの余裕代をより小さくすることができ、板材の歩留まりを向上させることができる。更に、特別に予備成形用の金型を準備する必要がなく、従来に比べて、設備の更なる小型・コンパクト化、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る超塑性成形装置による超塑性成形方法の概略を示す説明図であり、（ａ）はワークとしての板材の予備加熱工程、（ｂ）は板材の搬送、（ｃ）は板材の成形工程を示す。
【００１３】
（ａ）に示す工程では、加熱装置１０によって、板材１１を４５０〜５５０℃（例えば、５４０℃）に加熱し均熱する。
板材１１は、例えば、長さ１７００ｍｍ、幅１３００ｍｍ、板厚１．３ｍｍの５０００系（５０８３番、５１８２番）アルミニウム合金板材である。
【００１４】
加熱装置１０は、加熱炉１３と、この加熱炉１３内の下部に配置した下ヒータ１４と、加熱炉１３内の上部に配置した上ヒータ１５と、この上ヒータ１５を昇降自在とするために加熱炉１３の上部に取付けた昇降装置１６と、下ヒータ１４及び上ヒータ１５への給電をオンオフする給電スイッチ１７，１８と、加熱炉１３の内部温度を計測する温度計２１と、この温度計２１からの温度信号に基づいて給電スイッチ１７，１８をオンオフさせて加熱炉１３内の温度、即ち、板材１１の温度を制御する温度制御部２２とからなる。
【００１５】
板材１１の加熱については、下ヒータ１４に直接に板材１１を載置し、次に、昇降装置１６で上ヒータ１５を下降させて板材１１に近接させ、下ヒータ１４及び上ヒータ１５に給電して行う。
このように、上ヒータ１５を板材１１に近接させて加熱すれば、板材１１の上面に打痕等の傷が付かない。
【００１６】
（ｂ）に示す工程では、搬送装置２５に備えた把持手段２６，２６で板材１１の両端を把持した状態で加熱炉１３（（ａ）参照）から次の超塑性成型装置３０（（ｃ）参照。以下では、単に「成形装置３０」と記す。）へ素早く搬送する。搬送時間が長くなると、板材１１の温度が低下し、表面と内部との温度差が発生する。
【００１７】
（ｃ）に示す工程では、成形装置３０によって、板材１１をブロー成形する。
成形装置３０は、下型３１を備える下型装置３２と、上型３３を備える上型装置３４とからなる。
【００１８】
下型装置３２は、プレス機のボルスタ３６に取付けた複数の支持部材３７と、これらの支持部材３７で支持した下型３１と、支持部材３７に取付けた上部を開放した下側保温部材３８とを備える。
下型３１は、加圧ガス供給源４３に配管４４を介して連結したガス通路４５を形成した部材である。なお、４６は配管４４の途中に設けたバルブである。
【００１９】
上型装置３４は、上型３３へプレス機のラム４７から加圧力を伝える複数の伝達部材４８と、これらの伝達部材４８に取付けた下部を開放した上側保温部材５１とを備える。
上側保温部材５１は、下側保温部材３８とで炉体５３を構成し、この炉体５３は、加熱した下型３１及び上型３３を保温する。
【００２０】
以上に述べた板材１１の予備成形を含む成形工程を図２及び図３で説明する。
図２（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る板材の予備成形方法を示す作用図である。
（ａ）において、加熱しておいた板材１１を搬送装置２５で下型３１の上方まで搬送し、白抜き矢印のように、搬送装置２５を下降させる。
【００２１】
（ｂ）において、板材１１を把持手段２６で把持したまま、白抜き矢印で示すように、搬送装置２５を更に下降させ、板材１１を下型３１に押し付け、加熱によって軟化している板材１１を下型３１に沿わせるように変形させる。
【００２２】
（ｃ）において、板材１１の把持手段２６による把持を解除する。詳しくは、把持手段２６を構成する下爪６１を矢印のように下方に開く。
そして、搬送手段２５を、白抜き矢印のように、更に下降させ、把持手段２６を構成する上爪６２で板材１１の端部を下方へ押圧する。
【００２３】
この結果、板材１１は、下型３１の載置面３１ａの形状に沿うように永久変形する。これで、板材１１の予備成形が完了する。
【００２４】
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る板材の成形工程を示す作用図である。
（ａ）において、上型３３を下降させて閉じる。
（ｂ）において、バルブ４６を開けて、加圧ガス供給源４３から配管４４、ガス通路４５を介して板材１１と下型３１との間に加圧ガスを供給し、板材１１をブロー成形する。
【００２５】
以上の図２で説明したように、本発明は、超塑性成形前に板材１１を成形金型、詳しくは、下型３１に載置して予備的に成形する方法であって、加熱して軟化状態にある板材１１の端部を把持手段２６で把持して下型３１上に搬送し、板材１１の把持手段２６による把持を解除して、板材１１を下型３１に被せ、板材１１を、把持手段２６、詳しくは上爪６２により下型３１の載置面３１ａの形状に沿うように永久変形させる、ことを特徴とする。
【００２６】
板材１１を、把持手段２６により下型３１の載置面３１ａの形状に沿うように永久変形させるので、板材１１が下型３１に密着しやすくなり、成形金型としての上型３３を閉じるときに、板材１１がずれたり、部分的に内側に引き込まれることがなく、板材１１と下型３１、上型３３とのシール部を確実に形成することができて、ブロー成形時の加圧ガスの洩れを防止することができる。また、下型３１及び上型３３に対する板材１１の大きさの余裕代をより小さくすることができ、板材１１の歩留まりを向上させることができる。更に、特別に予備成形用の金型を準備する必要がなく、従来に比べて、設備の更なる小型・コンパクト化、低コスト化を図ることができる。
【００２７】
尚、本実施形態では、図１（ｃ）に示したように、下型３１の載置面３１ａの形状を山形としたが、これに限らず、台形状、半円状、あるいはこれらに近い形状としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の超塑性成形用板材の予備成形方法は、板材の搬送装置を備える生産ラインに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る超塑性成形装置による超塑性成形方法の概略を示す説明図である。
【図２】本発明に係る板材の予備成形方法を示す作用図である。
【図３】本発明に係る板材の成形工程を示す作用図である。
【図４】従来の超塑性成形用板材の予備成形方法を示す作用図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１…板材、２５…搬送装置、２６…把持手段、３１…成形金型（下型）、３１ａ載置面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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