專利名稱：增量形成方法及其設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于逐漸處理板的增量形成方法，更具體來說，涉及具有在板端部上的凸緣的模制產(chǎn)品的增量形成方法。
傳統(tǒng)上，在板端部具有凸緣的模制產(chǎn)品是通過在陰模和陽模之間插入并壓制板而制成的。由于需要陰模和陽模，成本增高。
作為減少模具的手段，在日本專利申請公開文本平-11-310371中提出了一種增量形成方法，如

圖18至20所示。該方法是將材料的外周固定于一個陰模上，用棒狀工具壓制材料，將其沿陰模的內(nèi)周面移動，并對板增量地進行側面突出處理。另一方面，在日本專利申請公開文本平10-76321中，對板進行拉延處理。
這種增量形成方法只使用一個模具，因而成本不高。但是，按照上述日本專利申請公開文本平11-310371中所示的方式，當在板的端部上形成一個凸緣時，板留在凸緣的外周部分上。當這個板是不需要的時候，必須切除凸緣的外周部分。另外，當按照這種處理方式形成凸緣時，凸緣和底板形成的一個角度未形成一個直角。例如，當一個圓筒交搭并接合于凸緣時，當凸緣未形成直角形狀時就難于進行交搭焊接。另外，也難于形成具有高的高度的凸緣。
另一方面，當按照日本專利申請公開文本平10-76321所示的方式形成凸緣時，容易在凸緣的角部上出現(xiàn)皺紋。
本發(fā)明的目的是提供一種容易地以預定形狀形成板的增量形成方法。
實現(xiàn)上述目的是通過一種增量成形方法，其中在一材料固定在一個布置在一個陰模具內(nèi)側上的座上，以及所述材料布置在所述陰模具和一個工具構件之間及所述座和所述工具構件之間的狀態(tài)下，以及在所述材料的外端部分能在拉延加工方向上移動的狀態(tài)下；所述座和所述工具構件按照拉延加工方向在所述陰模具中相對地移動；以及所述工具構件沿所述陰模具的內(nèi)周面被相對地移動。
附圖簡要說明如下圖1是按照本發(fā)明的一個實施例的成形設備的縱剖圖；圖2的立體圖表示成形中的模具、陰模、棒狀工具和被處理工件之間的關系；圖3的平面圖表示圖1中所示圓弧部分的處理狀態(tài)；圖4的立體圖表示一個模制產(chǎn)品；圖5的平面圖表示材料；圖6的平面圖表示模制產(chǎn)品的圓弧部分；圖7是圖6的Ⅶ-Ⅶ剖視圖；圖8是圖6的Ⅷ-Ⅷ剖視圖；圖9是用于說明按照本發(fā)明另一實施例的拉延處理的視圖；圖10是按照本發(fā)明另一實施例的重要部分的縱剖圖；圖11是按照本發(fā)明另一實施例的重要部分的縱剖圖；圖12是按照本發(fā)明另一實施例的成形設備的重要部分的縱剖圖；圖13是按照本發(fā)明另一實施例的成形設備的重要部分的縱剖圖；圖14是按照本發(fā)明另一實施例的重要部分的縱剖圖；圖15是按照本發(fā)明另一實施例的重要部分的縱剖圖；圖16是按照本發(fā)明另一實施例的重要部分的平面圖；圖17是圖16所示的成形之后的材料的側視圖；圖18是按照本發(fā)明另一實施例的模制產(chǎn)品的立體圖；圖19的示意圖表示圖18的模制產(chǎn)品的制造方法；圖20是按照本發(fā)明另一實施例的模制產(chǎn)品的立體圖；圖21的示意圖表示圖20的模制產(chǎn)品的制造方法；圖22是按照本發(fā)明另一實施例的模制產(chǎn)品的立體圖。
現(xiàn)在參閱圖1至圖5描述按照本發(fā)明的第一實施例的增量形成方法及其設備。圖1基本上只表示設備的左端部分，該設備是左、右對稱的設備。圖2表示成形過程中的狀態(tài)。
模制產(chǎn)品10具有一個底部11，在其外周上具有一個凸緣12。模制產(chǎn)品10包括四個側邊，側邊是直線的，兩相鄰側邊接合的角部12a呈圓弧形狀。底部11的表面和凸緣12的表面幾乎彼此垂直。模制產(chǎn)品10可單獨使用，此外，它還可成為圓筒形構件的端部。當凸緣10和圓筒形構件的端部重疊并固定時，最好形成正交的凸緣12和底部11。
模具20是陰模具(外模具)。陰模具20水平設置。一材料板10b安裝在陰模具20的上表面上。一個棒狀工具30插入陰模具20的內(nèi)部。工具30向下移至陰模具20的垂直表面，然后移至陰模具20的內(nèi)周面。陰模具20的內(nèi)周面的形狀基本與模制產(chǎn)品10的外表面形狀相同。當工具30進行一轉動時，工具30重復上述操作。這樣，材料平板10b就進行了拉延處理。向下移動工具30是指使其沿拉延方向移動。這實際上是工具30沿軸向移動及沿模制產(chǎn)品10的深度方向移動。
工具30的末端是平的。從末端至側面的角部呈圓弧狀。該圓弧是由模制產(chǎn)品10的底部11和凸緣12構成的圓弧。工具30從一個上部活動體(圖中未畫出)懸置以便自由轉動。工具30沿陰模具20的內(nèi)周面(相應于凸緣12的一個部分)移動。工具30移動，與材料板10b接觸，從而使工具30在隨動的基礎上轉動(日常轉動(dailyrotation))。這樣，工具30并不是在一個點上觸及材料板10b，因而可防止卡住。另外，材料板10b的上表面涂覆潤滑油。
多個用于使材料板10b定位的銷(導向器)23設置在陰模具20的上表面上。當材料平板10b放在陰模具20的上端時，銷23與材料板10b的外周部分接觸。材料借此定位。陰模具20在內(nèi)周側的上端呈圓弧狀。該圓弧是沿陰模具的整周設置的。材料板10b的外周部分借助該圓弧平滑地在陰模具20的內(nèi)周側上移動。
陰模具20的內(nèi)部中設有底部。有一個座40用于將材料板10b安裝在陰模具20內(nèi)。座40受到一個用于控制座40的高度和位置的裝置50的支承。在與工具30的末端(下端)相對的部分上還有另一個座40，該座40安裝在相應于工具在周向上的運動軌跡的部分中。即，材料板10b被工具30和座40夾緊。另外，在陰模具20的中心還有一個座40，因此，材料板10b的中央部分可被固定。
座40安裝(承載)并固定材料板10b。這種固定是通過裝在座40中的電磁鐵的磁力實現(xiàn)的。或者，一真空吸墊安裝在座40的頂部上，這種固定是借助真空吸力實現(xiàn)的。固定位置是座40的中央部分等。材料板10b是鐵系列、不銹鋼系列或鋁合金系列的。
下面描述用于上、下移動座40的裝置50。裝置50包括多個絲杠機構51。圖1中畫出一對絲杠機構。在座40的下端的一個座45受到絲杠機構51的絲杠52的支承。座45具有一個可自由轉動的螺母。當一個驅(qū)動裝置55轉動時，絲杠52轉動，座40向上移動。在座40或座45和底座之間裝有多個座40的導向器(圖中未畫出)。裝置50和陰模具20裝在底座(基礎)上。
下面描述增量成形方法。首先制備在成形后的形狀的基礎上展開的材料平板(坯件)10b。由于模制產(chǎn)品10具有四側邊形狀，并且具有在角部的圓弧部分，如圖5所示，材料板10b的平面圖基本上是四側邊形狀的，其角部呈圓弧狀。材料板10b的尺寸和形狀及其角部的圓弧形狀是考慮到模制產(chǎn)品10的形狀而確定的。在上述的展開中，展開尺寸是根據(jù)模制產(chǎn)品的表面積和體積計算的，其計算方式與方形筒拉延加工成形相同。在這種展開尺寸的基礎上，借助六角零件壓力機切制板材。
接著，將材料板10b放在陰模具20的末端上。此時，材料板10b也放在向上移動的座40上。材料板10b借助銷23定位。
接著，將材料板10b固定在座40上。固定位置及裝置已在前述描述。
接著，座40向下移動，接著，工具30向下移動。工具30的下降位置是可將材料板10b定位在工具30的側面和陰模具20的垂面(內(nèi)周面，直線部分)之間的位置。即，材料板10b夾緊在陰模具20的內(nèi)周面和工具30的側面之間。在這種狀態(tài)中，工具30下降，如下面將講到的那樣，工具30在周向上沿陰模具20的內(nèi)周面移動。工具30的下降量是工具30的末端接觸材料板10b的位置。例如，在座40下降以前，當座40的上表面定位在與陰模具20的上表面(安裝材料板10b的端部的位置)相同的位置上，當工具30的末端接觸材料板10b的上表面時，座40的下降量和工具30的下降量具有相同的量。座和工具可以同時下降。
當?shù)装?1寬，板的厚度薄且底板11的中央固定時，如該實施例所示，無需借助陰模具20彎曲外周部分，這是由于只是底板11彎曲的緣故。因此，存在材料板10b可以傾斜的可能性。如下面描述的那樣，當工具30在周向上移動時，存在材料板可以轉動的可能性。因此，材料板10b固定在座40上。
工具30的下降位置是凸緣12可以設置在工具40的側面和陰模具20的內(nèi)周面之間的位置。凸緣12的正交(彎曲角)被考慮在內(nèi)。當考慮到凸緣12的正交時，工具30設置得使材料板10b夾緊在工具30的側面和陰模具20的內(nèi)周面之間。
接著，沿陰模具20的內(nèi)周面移動工具30。工具30在隨動的基礎上轉動。材料板10b借助工具30的運動增量成形。
接著，凡是當工具30進行一圈時，如上所述，座40向下移動，且工具30向下移動。兩者的下降距離及工具30的下降位置已在前面描述。接著，沿著陰模具的內(nèi)周面在周向上移動工具30。
此后，座40和工具30的下降，以及工具30在周向上的運動重復進行。通過重復上述步驟，材料板10b的外周部分移至陰模具20的內(nèi)周面。因此得以進行拉延處理。工具30的軸向是拉延處理方向。工具30沿陰模具20的內(nèi)周面的移動方向是工具30的徑向。
這樣，材料板10b在陰模具20和工具30之間一個窄部中變形，增量地形成小而均勻的變形，使底板11的平面性保持令人滿意。
此外，由于模制產(chǎn)品通過陰模具20在整個圍邊上限制凸緣12而成形的，因而所生產(chǎn)的模制產(chǎn)品，其凸緣在外側并不膨脹，且平板部分和凸緣部分之間的正交性很好。具體來說，雖然在角部凸緣容易在成形時向外膨脹，但是，如圖3所示，凸緣12a被陰模具20從外面限制，因而凸緣12變得垂直。即，在從拉延處理的第一階段至最終階段的所有范圍內(nèi)，由于凸緣12根據(jù)陰模具20的內(nèi)周面和工具30的側面被夾緊，從內(nèi)、外側限制了凸緣12，因而可以進行拉延處理。因此，可以進行具有良好正交性等的加工、當凸緣12重疊和焊接于筒的端部時易于對其進行焊接。
如上所述，在使用陰模具20進行增量成形時，座40安裝在陰模具20的內(nèi)周側，材料板10b固定在座40上，因而可以固定材料板10b，并進行預定的成形。成形進行時凸緣12定位在陰模具20的垂直表面上的情形也是如此。另外，材料板10b的端部移動方向在陰模具20的內(nèi)周面上，進行拉延加工，而且材料板10b的端部設置在陰模具20的內(nèi)周面上，進行拉延加工。因此，凸緣12和底面11形成的正交可以正確地形成。另外，可以使凸緣12的高度制得較大。另外，可以限制凸緣12的板厚減小。
另外，由于材料板10b的端部移入陰模具20中，進行拉延加工，此時考慮到材料板10b的成形的形狀，在成形之后，不必切除凸緣12的端部。另外，凸緣被座40固定，其定位可在銷23的引導下進行。
由于無需象壓力成形那樣的高負載，因而陰模具20可以用簡單材料如一般的鋼材制成，無需象壓制模具那樣的熱處理如淬火和精細的表面精加工。
用于進行增量成形的加工機器是數(shù)控加工機器，例如數(shù)控銑床或加工中心。在數(shù)控加工機器的主軸中安裝工具30。主軸沿陰模具20的內(nèi)表面并在豎直方向上在數(shù)控下移動。圖1所示的數(shù)控加工機器是縱向機器。具有工具30的主軸可在豎直方向上和一個水平方向上移動。陰模具20和座40安裝在工作臺上(底座)。工作臺可以在與主軸水平移動方向垂直的水平方向上移動。按照這兩種移動，工具30可以沿陰模具20的內(nèi)周面移動。升降裝置50安裝在工作臺上。工作臺可以上、下移動以替代工具30的垂向移動。
下面描述一個實例。工具30的直徑是25mm，材料板10b的厚度是大約0.5mm至4mm，從陰模具20至工具30的側面的距離是板厚度的大約0.8至2倍，每次工具30的強制深度(每次座40的下降距離)為材料板10b的厚度的0.5至2倍，凸緣12的高度是材料板10b的厚度的5至20倍。另外，凸緣12的高度是20mm，陰模具20的圓弧部分(肩部)的半徑是5.5至13.5mm，工具30的直徑是25mm，工具30的末端的半徑是5.5至10mm，圓弧部分12a的半徑是100mm。
下面描述材料板10b的尺寸。如圖1所示，材料板10b的端部具有的尺寸可設置在陰模具20的肩部的圓弧R的上部或從陰模具中心設置在陰模具的中心側。在凸緣的圓弧部分12a中，當尺寸大于上面的描述時，在凸緣12和底板11的連接部分容易出現(xiàn)裂縫。
在上述實施例中，如圖6所示，凸緣12的直線部分12b和圓弧部分12a的連接部分容易出現(xiàn)皺紋12c。凸緣12的高度比例變大時容易出現(xiàn)皺紋12c。在圖6中，夸張地表示出皺紋以便理解。如圖7所示，凸緣12的直線部分從底板11線性傾斜。如圖8所示，凸緣12的圓弧部分12a沿陰模具20的肩部圓弧延伸。因此，當皺紋按照拉延加工的進程開始出現(xiàn)時，使拉延進程停頓，對陰模具20的圓弧部分進行限制皺紋及使凸緣12光滑的處理。下面將對照圖9A至9C描述上述處理。
當達到出現(xiàn)皺紋12c的階段時，使圖9A(即圖1)所示的拉延加工停止，然后，停止座40的下降。如圖9B所示，稍許向上移動工具30，而且在陰模具20外稍許移動工具。即，在將材料板10b夾緊于陰模具20的肩部的圓弧部分的狀態(tài)下，使工具30四周走動(go round)。按照這個要求，使工具30稍許向上移動，進一步使工具稍許在陰模具外側移動，在材料板10b夾緊于陰模具20的肩部的圓弧部分的狀態(tài)下，使工具30四周走動。這種操作進行必要的幾次。接著，如圖9C所示，使工具30返回圖9A(即圖1)的位置，再次開始圖9A(即圖1)的拉延加工。也就是說，座40和工具30向下移動，使工具四周走動。在拉延加工重新開始后，當開始出現(xiàn)皺紋時，再次開始上述限制皺紋的處理。
是否是需要多少次拉伸處理可以根據(jù)試驗知道，在拉延過程中途皺紋限制過程可以事先確立。座40和工具30的下降和在陰模具周向上工具30的一周的總和，構成一次拉延加工。
在上述實施例中，在座40向下移動后，工具30向下移動。但是，它們也可以同時向下移動。另外，可以不必將工具的末端制成平的，也可以不必使工具30轉動。
在上述實施例中，工具30的直徑是一致的。因此，直到剛好在完成成形以前，凸緣12的末端部分與工具30的側面接觸。工具30的每個圈次，凸緣12的末端部分都與工具30的側面接觸。當因此而出現(xiàn)故障時，工具30在與凸緣12的末端部分相對的位置上的直徑被減小。
在上述實施例中，增量成形是在工具30和座40夾緊材料板的狀態(tài)中進行的。但是，在夾緊狀態(tài)中的增量成形不是必須的，因而在需要的時間點，可使座40的下降距離長于工具30的下降距離。存在一個大于其間材料板10b的厚度的間隔。其后，保持上述間隔地使兩者向下移動。在拉延加工的最后階段，將工具30和座40向下移動，以便通過工具30的末端部分和座40夾緊底板11。在這種夾緊狀態(tài)中，使工具30在周向上移動。
據(jù)此，在增量成形過程中，底板11的外周不被座40和工具30的末端夾緊。因此，板不致部分地變得較薄。底板11以一種彎曲狀態(tài)固定在座40上。在最后階段，座40和工具30的末端夾緊底板11，進行增量成形，因而使底板11的平面性和底板11和凸緣12之間的角度符合規(guī)定。
座40是固定的，陰模具20被向上移動，拉延可以被進行。在成形過程中，工具30不垂向移動。座40在工具30的軸向的位置上并沿著陰模具20的內(nèi)周面定位。在圖1所示實施例中，根據(jù)工具30的垂向負荷加在座40(升降裝置50)上。座40(45)在垂向上移動。因此，座40(45)容易傾斜，并容易進一步從預定位置向下移動，因此難于生產(chǎn)具有高精度的模制產(chǎn)品。為了防止發(fā)生這種情形，必須牢固地構成支承座40的升降裝置50，使設備成本升高。但是，幾乎不能將按照工具30的垂向負荷加在陰模具20上。因此，當使陰模具20移動時，上述問題很難出現(xiàn)，因而可以生產(chǎn)具有高精度的模制產(chǎn)品，也可低成本地構制設備。在這種情形中，在使陰模具20移動的過程中，可以停止工具30的移動。另外，在使陰模具20移動的過程中或在此之前，使工具30向上移動，在陰模具20升起之后，可向下移動工具。
下面描述圖10所示實施例。陰模具20具有一個底部21。底部21的寬度等于工具30的直徑。當工具30向下移至最低位置時，工具30的末端和底部21的末端夾緊材料板10b。座40的直徑小于底部21的內(nèi)徑。工具30的下降距離實際上與座40的下降距離相同。座40的下降距離受到控制，使材料板10b的底板11不被變形。在拉延加工的最后階段，將座40的高度位置調(diào)節(jié)至底部21的高度位置上。在工具30和底部21夾緊材料板10b的狀態(tài)中，工具30沿陰模具20的內(nèi)周方向移動。
據(jù)此足以只制造陰模具來承受工具30的拉延加工。
當座40的外周部分的尺寸大于陰模具20的內(nèi)周部分的尺寸時，以及當座40向下移至最下端位置時，將座40的外周部分安裝在陰模具20的底部上。據(jù)此，在最后加工階段，座40被不移動的陰模具20支承，從而可以限制上述問題的出現(xiàn)。另外，材料板10b總是可以被座40和工具30夾緊。
另外，當座是固定的，陰模具20在工具30的軸向及沿陰模具20的周面的周向移動時，設置座40。當陰模具20升至最上端位置時，材料板10b夾緊在座40的外周部分和工具30之間。據(jù)此在最后的加工階段，材料板10b受到不移動的座40的支承，因而可以防止出現(xiàn)上述問題。
下面描述圖11所示的實施例。在此實施例中，在前述實施例中的凸緣12的高度增加。座40的運動和工具30的下降與前述實施例相同。下面只描述不同點。
陰模具20的末端部分的在周面?zhèn)鹊膱A弧相對較大。圓弧向上膨脹。材料板10b安裝在陰模具20上，并固定在座40上。下面主要描述工具30的運動。即，當材料板10b的外端部分安裝在陰模具20上時，在材料板10b的外端部分夾緊在陰模具20的圓弧部分和工具30的末端部分之間的狀態(tài)中，工具30在陰模具20的周向上移動。當使其進行一周時，工具30沿陰模具20的圓弧部分在內(nèi)周面?zhèn)?向下)移動。在材料板10b夾緊在陰模具20的圓弧部分和工具30的末端部分之間的狀態(tài)中，工具30沿陰模具20的周向移動。按照與圖1所示實施例相同的方式，當工具30準備向下移動時，將座40向下移動。
當工具30以這種方式移過陰模具20的圓弧部分時，將工具30設置在與圖1所示實施例相同的位置上。即，在材料板10b位于工具30的側面和陰模具20的內(nèi)周面之間的狀態(tài)中，將工具30在陰模具20的周向上移動。下面的增量操作與圖1所示的增量操作相同。
即，通過工具30的末端部分從安裝在陰模具20的末端部分上的材料板10b的外周的壓迫，使工具30沿圓弧R從陰模具20的末端移至內(nèi)周面。而且材料板10b位于陰模具20的垂直面和工具30的側面之間。上述運動是通過數(shù)控進行的。
這樣，通過達到與陰模具20的肩部的圓弧配合而形成材料板10的外周部分，因而起皺受到抑制，可以實現(xiàn)帶有高凸緣的拉延成形。具體來說，當準備形成凸緣12的角部12a時，它可以通過防止起皺而形成。
下面描述圖13所示的實施例。工具30具有一個相當于壓座60的環(huán)35。環(huán)35的外徑大于工具30的外徑。環(huán)35被一個螺簧36向下壓迫。環(huán)35可以在工具30的軸向上移動。標號38表示一個圓筒構件，它固定在環(huán)35上，以防止構件38等脫出。在構件38的末端有一個護圈38b，它與工具30的大直徑部分30D的護圈30e配合工作。標號37表示一個座。工具30的位置與圖1所示實施例相同。
據(jù)此，在成形的早期，環(huán)35將材料板10b的外周部分壓至陰模具20的末端部分。因此，材料板10b的外周部分與陰模具20的末端的圓弧部分配合而被成形。因此，起皺受到抑制，可以實現(xiàn)具有高的高度的凸緣的拉延成形。
下面描述圖14所示實施例。材料10e是預成形的，事先形成與準備通過增量成形要達到的目標形狀接近的形狀。預成形材料10e的外周部分的凸緣12e向上膨脹成喇叭的形狀。在早期，凸緣12e在上端與陰模具20的圓弧部分接觸。工具30的位置與圖1所示實施例相同。
具有最后需要的長度的凸緣12e是傾斜的并事先安裝，因而可以防止起皺和增量成形部分的板裂縫。預成形材料10e是通過壓力成形或增量成形制成的。
下面描述圖15所示實施例。預成形材料10g被預先成形，使最外周部分幾乎與陰模具20的內(nèi)周面一致。凸緣12g膨脹成喇叭狀。凸緣12g的末端部分安裝在陰模具20的圓弧部分上。預成形材料10g安裝并固定在座40上。工具30的末端與材料10g的底板接觸。材料10g的底板夾緊在工具30的末端和座40之間。工具30的末端的側面位于材料10g的底板和凸緣12g的邊界處。
在這種狀態(tài)中，工具30移向陰模具20豎直面?zhèn)?，然后沿陰模?0的豎直面在周向上移動。即，工具30四周走動以便壓迫和膨脹在周邊側的凸緣部分。每一圈，與陰模具20的間隙就變窄至板厚的0.5至2倍。座40并不向下移動。
預成形材料10g可以通過與圖1所示實施例類似的增量成形制成。然后，它可以連續(xù)地象圖14或圖15所示實施例那樣進行增量成形。
下面描述圖16和圖17所示實施例。該實施例的凸緣112只設置在基本呈四側邊形狀的一個側邊上。這樣的凸緣并不在材料110的整個外周部分上設置。設置凸緣112的側邊呈圓弧狀。材料110是鋁合金擠制的框架材料，它具有在外表面?zhèn)壬系睦?10r，該肋具有T形截面。
準備設置凸緣112處的肋110r事先被切除。框架材料110的面板111一般厚于適于增量成形的厚度，因而準備設置凸緣112處的面板111被切削并形成薄板111b。例如，這種切割是通過端銑進行的。面板111和肋111r中的每一個的切削范圍L是由工具30的運動范圍決定的。
陰模具120只具有凸緣112的部分就夠了。標號150表示用于借助座140夾緊及配合框架材料110的面板111的限制金屬附件。金屬附件150在上、下方向上夾緊框架材料的面板111和座140。當在面板111中可形成一個孔時，它是借助螺栓和螺母夾緊并固定在座140上的。
凸緣112只設在一個部分上，因而無需圍繞陰模具120的內(nèi)周面轉動棒狀金屬件130。棒狀金屬件在圖16中所示箭頭的方向上來回移動就可以了。在往復運動中，材料可被增量成形。在四側邊形狀的材料上準備增量成形的凸緣，在存在三個側邊和兩個相對的側邊的情形中可以被加工。
下面描述圖18和圖19所示的實施例。如圖18所示，該實施例所示的模制產(chǎn)品210在底板211的一個端部具有一個凸緣212，在底板211上設有多條直線肋215。凸緣312具有一個基本四側邊形狀的底板。肋215在與凸緣212的凸起方向相反一側凸起。
下面對照圖19描述制造方法。一個平板形材料210b安裝在陰模具220和座(一種模具)240上。材料210b的四側的端部借助金屬附件225壓在陰模具220上并被固定。陰模具220的上表面和座240的上表面基本在相同高度上。在座240的上表面設有多條直線凹部245，其尺寸相應于肋215。凹部245的深度大于肋215(圖19A)的高度。
在設置肋215的位置上設置工具30，工具30向下移動，工具30沿凹部245移向周邊部分，然后設置肋。這種加工是側面突出加工(sponso processing)。當工具30沿凹部245四周走動一周時，工具30移至設有另一肋215的位置，類似地進行側面突出加工。因此，按順序地設置肋215。另外，工具30的下降量小于肋215的高度。
工具30沿所述凹部245四周走動一圈，工具進一步向下移動，并沿凹部245四周走動。在另一肋的位置進行類似的操作。這將重復需要的次數(shù)。如上所述，所有的肋依次一點一點地形成(圖19B)。
當形成預定數(shù)目的肋215時，除去金屬附件225，然后，借助電磁力或真空吸力將材料210b固定在座240上(圖19C)。
接著，與上述實施例(圖19D)類似，按照工具30和陰模具220(或座240)的運動進行拉延加工，以便在材料210b的端部上形成凸緣212。當模制產(chǎn)品210大時，最好固定座240及移動陰模具220。
在不設置凸緣，但是設置多條肋215的情形中可以采用圖18和圖19所示的實施例。材料210b可以固定在座240上。
下面描述肋215的橫截面形狀基本呈三角形的情形。工具30的下降位置是在座240的凹部的端部和工具30的側面之間的位置，設有一個大于板厚的間隙。另外，在肋215和底板211的連接部分設有一個預定的圓弧。在該實施例中，凸緣212設置在四個側邊上，但是類似于只設置在三個側邊上的凸緣。
下面描述圖20和圖21所示的實施例。如圖20所示，該實施例的模制產(chǎn)品310具有在底板311一個端部上的凸緣312，在底板311上設有多條直線肋315。肋315的底面相對較寬。凸緣212具有基本呈四側邊形狀的底板。肋315在與凸緣312突出方向相同的方向上凸出。
下面對照圖21描述制造方法。一個平板形材料310b安裝在陰模具320和座(一種模具)340上，材料310b的四個側邊的端部借助金屬附件325壓在陰模具320上并固定。陰模具320的上表面和座340的上表面基本在相同的高度上。在座340的上表面上設有多條直線凸起部345，其尺寸相應于肋315。凸起部345的尺寸(寬度、長度、高度)基本與肋315(圖21A)的尺寸相同。
在設置肋315的位置上，以及從工具30的末端接觸材料310b的上表面的位置，工具30和陰模具320向下移動，工具30沿凸起部345移至周邊部分，然后肋被形成。這種加工是側面突出加工。當工具30沿凸起部345四周走動一圈時，工具30移至設置另一肋315的位置，進行類似的側面突出加工。因此，肋315依次被形成。另外，工具30的下降量小于肋315的高度。
工具30沿所有凸起部345四周走動一圈，工具進一步向下移動，并沿凸起部345四周走動。在另一肋的位置進行類似的操作。這樣重復必要的次數(shù)。如上所述，所有的肋依次一點一點地形成(圖21B)。
當形成預定數(shù)目的肋315時，借助電磁力或真空吸力將材料210b固定在座240上(圖21c)。
接著，與上述實施例(圖21D)類似，按照工具30和陰模具320(或座340)的運動進行拉延加工，以便在材料310b的端部上形成凸緣312。由于凸起部345的形成，在由于陰模具320移動而形成凸緣312的情形中，使陰模具320移動，這可以使情況簡化。
在不設置凸緣，但是設置多條肋315的情形中可以采用圖20和圖21所示實施例。
下面描述圖22所示實施例。在模制產(chǎn)品410的孔417的周圍部分設置一個去毛口部分(burring)418。去毛口部分418的凸起方向與模制產(chǎn)品410的外周部分的凸緣412的凸起方向相反。在設置去毛口部分418所用的孔417的材料上進行去毛口處理。處理過程類似于圖19的過程。凹部245變成去毛口部分418所用的凹部。設置多個去毛口部分的情形是類似的。
當去毛口部分的凸起方向與模制產(chǎn)品的外周部分的凸緣412的凸起方向相同時，實行與圖21的過程相似的過程。凸起部分345變成去毛口部分所用的凸起部分。設置多個去毛口部分的情形是類似的。
在陰模具上可以設置真空吸墊及電磁鐵，以便固定材料，使用工具進行沿著材料外周的增量成形。
本發(fā)明的技術范圍并不局限于每個權利要求中所述的文字內(nèi)容或在對解決問題的裝置的文字描述，而是包括本專業(yè)技術人員可以容易地替換的等同物。
按照本發(fā)明，在使用一個陰模具有一個工具的增量成形方法中可以容易地形成預定的形狀。
權利要求
1．一種增量成形方法，其中在一材料固定在一個布置在一個陰模具內(nèi)側上的座上，以及所述材料布置在所述陰模具和一個工具構件之間及所述座和所述工具構件之間的狀態(tài)下，以及在所述材料的外端部分能在拉延加工方向上移動的狀態(tài)下；所述座和所述工具構件按照拉延加工方向在所述陰模具中相對地移動；以及所述工具構件沿所述陰模具的內(nèi)周面被相對地移動。
2．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于在所述工具構件已經(jīng)沿所述陰模具的內(nèi)周面相對地移動之后；所述座和所述工具構件在所述拉延加工方向上相對于所述陰模具相對地移動；以及所述工具構件沿所述陰模具的內(nèi)周面相對地移動。
3．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述工具構件移向所述拉延方向，所述材料的一個外端部分移向所述陰模具的內(nèi)側。
4．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述工具構件在所述拉延加工方向上移動，所述材料的一個外端部分從所述陰模具的一個端面移至所述陰模具的所述內(nèi)周面。
5．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于在所述材料的一個外端部分按照所述拉延加工的方向設置在所述陰模具的內(nèi)周面中的狀態(tài)下，所述工具沿所述陰模具的所述內(nèi)周面相對移動。
6．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述材料基本是一個四邊形板，所述材料的一個角部或一個側邊是圓弧形板。
7．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于一個導向器在所述陰模具的一個外周部分中垂向地布置；在所述材料的所述外端部分接觸所述導向器的狀態(tài)下，所述材料安裝在所述陰模具上；以及所述材料固定在所述座上。
8．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述材料只固定在所述座上。
9．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述材料夾緊在所述陰模具和所述工具構件之間，所述工具構件沿所述陰模具相對移動。
10．如權利要求9所述的增量成形方法，其特征在于所述材料夾緊在所述陰模具的一個內(nèi)周面和所述工具構件的一個側面之間，所述工具構件沿所述陰模具的所述內(nèi)周面相對移動。
11．如權利要求10所述的增量成形方法，其特征在于所述陰模具的所述內(nèi)周面從所述拉延加工的開始端附近至結束端平行于所述工具構件的軸向中心線。
12．如權利要求11所述的增量成形方法，其特征在于當所述工具構件布置在所述拉延加工的所述結束端時，從所述開始端附近至所述結束端所述工具構件將所述材料夾緊在所述陰模具上。
13．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述陰模具的一個內(nèi)周面沿所述拉延加工方向布置；所述材料夾緊在所述陰模具的內(nèi)周面和所述工具構件的側面之間，所述工具構件在所述拉延加工方向上相對移動；以及所述工具構件沿所述陰模具的所述內(nèi)周面相對移動。
14．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述座沿所述工具構件的軸向布置；在所述材料夾緊在所述座和所述工具構件的末端之間的狀態(tài)下，所述工具構件沿所述陰模具的內(nèi)周面移動。
15．如權利要求14所述的增量成形方法，其特征在于在所述拉延加工的最后階段中，在所述材料夾緊在所述座和所述工具構件的所述末端之間的狀態(tài)下，所述工具構件沿所述陰模具的所述內(nèi)周面移動。
16．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述座在所述工具構件的軸向上布置；在所述材料只在所述工具構件在所述拉延加工中運動的最初階段和最后階段中按照所述工具構件的所述末端和所述座被夾緊的狀態(tài)下，所述工具構件沿所述陰模具的所述內(nèi)周面移動。
17．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于在所述拉延加工的最后階段，所述材料被所述工具構件的末端和所述陰模具的一部分夾緊，所述工具構件沿所述陰模具的所述內(nèi)周面相對移動。
18．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于在所述座和所述工具構件的所述運動中，所述座在所述拉延加工方向上相對移動；以及所述工具構件在所述拉延加工方向上相對移動。
19．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述座和所述工具構件在所述拉延加工方向上同時相對移動。
20．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述座和所述工具構件在所述拉延加工方向上移動。
21．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述陰模具在所述拉延加工方向上移動。
22．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于一個圓弧部分設置在所述陰模具的一個端部的肩部中，所述拉延加工在其中開始；以及在所述材料的一個外端部分接觸所述陰模具的所述端部的狀態(tài)下，所述拉延加工開始。
23．如權利要求22所述的增量成形方法，其特征在于所述材料的所述端部接觸所述圓弧部分，進行所述拉延加工。
24．如權利要求22所述的增量成形方法，其特征在于在所述座和所述工具構件在所述拉延加工方向上的所述移動進行之后，以及在所述工具構件在所述陰模具的所述內(nèi)周面上進行的運動之后，所述拉延加工被中斷；以及所述工具構件在所述圓弧部分的一側相對移動，所述材料夾緊在所述圓弧部分和所述工具構件的末端之間；在上述狀態(tài)下，所述工具構件沿所述陰模具的所述內(nèi)周面相對移動；以及所述工具構件在所述中斷部分相對返回，所述拉延加工再次開始。
25．如權利要求24所述的增量成形方法，其特征在于在所述材料夾緊在所述圓弧部分和所述工具構件的所述末端之間的狀態(tài)下，在所述工具構件已沿所述陰模具的所述內(nèi)圓周面相對移動之后；使所述工具構件相對移至設置在所述位置的外側的所述圓弧部分，所述材料夾緊在所述工具構件的所述末端和所述圓弧部分之間；以及在上述狀態(tài)下，所述工具構件沿所述陰模具的所述內(nèi)周面相對移動；以及所述工具構件在所述中斷部分中相對返回，再次開始所述拉延加工。
26．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于在所述材料的一個外端部分位于所述陰模具的一個肩部的一個圓弧部分和所述工具構件之間的狀態(tài)下，所述工具構件沿所述陰模具的周向相對移動；所述座相對移向所述拉延加工方向，所述工具構件沿所述圓弧部分在所述拉延加工方向上相對移動；以及在所述圓弧部分中，所述工具構件沿所述陰模具的周向相對移動。
27．如權利要求26所述的增量成形方法，其特征在于按照所述座和所述工具構件的所述移動，所述工具構件的末端經(jīng)過所述圓弧部分，所述材料位于所述工具構件的側面和所述陰模具的直線部分的內(nèi)側面之間，所述工具構件沿所述陰模具的所述內(nèi)周面相對移動。
28．如權利要求26所述的增量成形方法，其特征在于所述材料的所述外端部分從所述圓弧部分的一個位置設置在外側。
29．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于在所述材料的一個外端部分受限于所述陰模具的一個端部上的狀態(tài)下，所述工具構件沿所述陰模具的所述內(nèi)周部分相對移動；以及在與所述座和所述工具構件在所述拉延加工的方向上相對于所述陰模具的移動相應的狀態(tài)下，以及在所述陰模具的所述外端部分位于所述工具構件和所述陰模具的所述內(nèi)周面之間的狀態(tài)下，所述工具構件沿所述陰模具的所述內(nèi)周面移動。
30．如權利要求29所述的增量成形方法，其特征在于所述限制是通過將一個限制工具構件固定在所述陰模具的所述一個端部上進行的。
31．如權利要求29所述的增量成形方法，其特征在于所述限制是借助一個安裝在所述工具構件的一個外周部分中的環(huán)進行的。
32．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述座安裝所述材料，所述工具構件從所述座布置在一個上部中；作為在所述拉延加工方向的一個運動，所述工具構件從一個上部至一個下部相對于所述陰模具移動。
33．如權利要求32所述的增量成形方法，其特征在于作為在所述拉延加工方向上的所述相對運動，所述座和所述工具構件從所述上部移至所述下部。
34．如權利要求32所述的增量成形方法，其特征在于所述座布置在所述工具構件的一個下部中；在所述拉延加工的最后階段中，在所述座安裝在所述陰模具的一個內(nèi)側部分上的狀態(tài)下，以及在所述材料夾緊在所述工具構件的所述末端和所述座之間的狀態(tài)下，所述工具構件沿所述陰模具的所述內(nèi)周面移動。
35．如權利要求32所述的增量成形方法，其特征在于作為在所述拉延加工方向上的所述相對運動，所述陰模具從所述上部移至所述下部。
36．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述固定是按照一個電磁力進行的。
37．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述固定是按照真空吸力進行的。
38．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述固定是通過按照一個限制工具構件將所述材料夾緊在所述座上而進行的。
39．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述材料是具有凸緣的預成形材料，所述凸緣位于所述工具構件的側面和所述陰模具的內(nèi)周面之間，所述材料固定在所述座上。
40．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述工具構件的位于所述陰模具的內(nèi)周面上的一個部分中的直徑小于從所述部分的末端側上的直徑。
41．如權利要求1所述的增量成形方法，其特征在于所述工具構件沿所述陰模具的內(nèi)側面從一個端側相對移向另一端側；以及所述工具從所述一個端側相對移至所述另一端側。
42．一種增量成形方法，其中在材料固定在布置在一陰模具的內(nèi)側上的座上的狀態(tài)下，以及在所述材料的凸緣位于布置在所述陰模具的所述內(nèi)側上的一個工具構件的側面和所述陰模具的內(nèi)周面之間的狀態(tài)中，所述工具構件在其徑向上移至所述陰模具的所述內(nèi)周面；以及所述工具構件沿所述陰模具的所述內(nèi)周面移動。
43．如權利要求42所述的增量成形方法，其特征在于所述材料夾緊在所述工具構件的末端和所述座之間。
44．如權利要求42所述的增量成形方法，其特征在于所述工具構件在其徑向上沿所述座移動。
45．一種增量成形方法，其中通過切掉一擠壓框架構件的一個板部而形成一個板；在一個模具中布置所述切后的擠壓框架構件，相對于所述模具移動一個工具構件，在所述工具構件和所述模具的軸向上相對移動所述工具構件；以及增量地成形所述切掉的板。
46．一種增量成形方法，其中通過切掉設在一擠壓框架構件的板部上的肋而形成一個板；在一個模具中布置所述切掉的擠壓框架構件，在一個工具構件和所述模具的軸向上相對于所述模具移動工具構件；以及增量地形成所述切掉的板。
47．一種增量成形方法，其中在一陰模具內(nèi)側布置一個模具，將材料安裝在所述陰模具的上表面和所述模具的上表面上；在所述材料的一個外端部分固定在所述陰模具上的狀態(tài)下，將布置在所述材料的上部中的工具構件向著設置在所述模具的所述上表面上的一個凹部相對移動；沿所述凹部相對移動所述工具構件，以便進行側面突出加工；松開所述固定，并在將所述材料布置在所述陰模具和所述工具構件之間，以及在所述模具和所述工具構件之間的狀態(tài)下，將所述材料固定在所述模具上；相對所述陰模具將所述模具和所述工具構件移向拉延加工方向；沿所述陰模具的內(nèi)周面相對移動所述工具構件。
48．如權利要求47所述的增量成形方法，其特征在于進行所述側面突出加工的所述工具構件和進行所述拉延加工的所述工具構件是相同工具構件。
49．如權利要求47所述的增量成形方法，其特征在于在松開所述固定后在所述拉延加工方向上的移動是由所述陰模具的運動進行的。
50．一種增量成形方法，其中在一個陰模具內(nèi)側布置一個模具，將材料安裝在所述陰模具的上表面和所述模具的上表面上；在將所述材料的一個外端部分固定在所述陰模具上的狀態(tài)下，將布置在所述材料的一個上部中的一個工具構件相對移向設在所述模具的所述上表面上的一個凹部的周邊部分，并在所述工具構件的移動方向上移動所述陰模具；沿所述凹部的所述周邊部分相對移動所述工具構件而進行側面突出加工；松開所述固定，并在將所述材料布置在所述陰模具和所述工具構件之間，以及在所述模具和所述工具構件之間的狀態(tài)下，將所述材料固定在所述模具上；在所述陰模具內(nèi)，向著拉延加工方向相對移動所述模具和所述工具構件；以及沿所述陰模具的內(nèi)周面相對移動所述工具構件。
51．如權利要求50所述的增量成形方法，其特征在于進行所述側面突出加工的所述工具構件和進行所述拉延加工的所述工具構件是相同工具構件。
52．如權利要求50所述的增量成形方法，其特征在于在松開所述固定后在所述拉延加工方向上的移動是通過所述陰模具的運動進行的。
53．一種增量成形方法，其中將材料安裝在具有多個凹部的一個模具的上表面上；在將所述材料固定在所述模具上的狀態(tài)下，向著所述凹部相對移動設置在所述材料的一個上部上的一個工具構件；通過沿所述凹部相對移動所述工具構件而進行側面突出加工；在另一凹部中移動所述工具構件，并通過沿所述凹部相對移動所述工具構件而進行側面突出加工；以及在已經(jīng)進行所述側面突出加工的各部分上，通過移動所述工具構件再次進行所述側面突出加工。
54．一種增量成形方法，其中將材料安裝在一個模具上；借助設在所述模具上的真空吸墊或設在所述模具上的電磁鐵固定所述材料；以及通過沿所述模具移動一個工具構件而加工所述材料。
55．一種增量成形方法，其中在一個第一模具內(nèi)側布置一個第二模具，在所述第二模具的上表面上具有多個凸部；將材料安裝在所述第一模具的上表面和所述第二模具的上表面上；在將所述材料的一個外端部分固定在所述第一模具的所述上表面上的狀態(tài)下，向著所述凸部的一個周邊部分相對移動設置在所述材料上的一個工具構件，并且在所述工具構件的移動方向上移動所述第一模具；通過沿所述凸部相對移動所述工具構件而進行側面突出加工；通過沿所述凸部相對移動所述工具構件而進行側面突出加工；以及在已經(jīng)進行所述側面突出加工的各部分上，通過所述第一模具的移動和所述工具構件的移動而再次進行所述側面突出加工。
56．一種增量成形設備，包括一個用于安裝一陰模具的底座和一個設置在所述陰模具的內(nèi)側的座；一根軸，它安裝在所述底座的一個上部上，并能夠安裝一個工具構件，伸入一個下部中；一個第一移動裝置，它用于在豎直方向上相對移動所述軸；一個第二移動裝置，它用于在豎直方向上移動所述座和所述陰模具中的一個；以及一個第三移動裝置，它用于沿所述陰模具的內(nèi)周面在水平方向上相對移動所述軸。
57．如權利要求56所述的增量成形設備，其特征在于所述第三移動裝置包括一個用于在水平方向上移動所述軸的第四移動裝置，以及一個用于在與所述第四移動裝置的移動方向成直角的水平方向上移動所述陰模具和所述座。
58．如權利要求56所述的增量成形設備，其特征在于所述第二移動裝置構制得在所述豎直方向上將所述座移至所述陰模具。
59．如權利要求56所述的增量成形設備，其特征在于所述第二移動裝置構制得在所述豎直方向上將所述陰模具移至所述座。
60．一種增量成形設備，它包括一個能夠安裝一個陰模具的底座；一根軸，它安裝在所述底座的一個上部上，并能夠安裝一個工具構件，伸入一個下部；一個第一移動裝置，用于在豎直方向上相對移動所述軸；一個第二移動裝置，用于在豎直方向上移動所述座和所述陰模具中的一個；以及一個第三移動裝置，用于沿所述陰模具的內(nèi)周面在水平方向上相對移動所述軸。
61．一種增量成形設備，包括一個用于安裝一個陰模具的底座和一個設置在所述陰模具內(nèi)側及在上表面上具有一個凹部的模具；一根軸，它安裝在所述底座的一個上部，并能夠安裝一個工具構件，伸入一個下部中；一個第一移動裝置，用于在豎直方向上相對移動所述軸；一個第二移動裝置，用于在豎直方向上移動所述座和所述陰模具中的一個；以及一個第三移動裝置，用于沿所述凹部及沿所述陰模具的內(nèi)周面在水平方向上相對移動所述軸。
62．一種增量成形設備，包括一個用于安裝一個陰模具的底座，一個模具設置在所述陰模具內(nèi)側中并具有一個在其上表面上的凸部；一根軸，它安裝在所述底座的一個上部上，并能夠安裝一個工具構件，伸入一個下部中；一個第一移動裝置，用于在裝置方向上相對移動所述軸；一個第二移動裝置，用于在豎直方向上移動所述陰模具；以及一個第三移動裝置，用于沿所述模具的所述凸部及沿所述陰模具的內(nèi)周面在水平方向上相對移動所述軸。
全文摘要
在將切成預定形狀的材料(坯件)安裝在模具上,材料底部由座支承的狀態(tài)中,材料從上方受工具擠壓,并沿模具移動,使材料增量成形。材料底部固定,因而材料并不傾斜,可形成預定形狀。在由陰模具和工具夾緊的狀態(tài)中,凸緣的圓弧部分受到加工,因而凸緣的圓弧部分不向外擴展,可以增加圓弧部分的凸緣和底部之間的正交性。
文檔編號B21D22/14GK1320497SQ01116808
公開日2001年11月7日 申請日期2001年4月17日 優(yōu)先權日2000年4月17日
發(fā)明者岡田智仙, 川村涉 申請人:株式會社日立制作所