專利名稱：彎曲構(gòu)件的制造方法及制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彎曲構(gòu)件的制造方法及制造裝置。
背景技術(shù)：
金屬制的強(qiáng)度構(gòu)件、加強(qiáng)構(gòu)件或者結(jié)構(gòu)構(gòu)件被用于汽車、各種機(jī)械。上述構(gòu)件要求為高強(qiáng)度、輕型且小型。以往以來，上述構(gòu)件通過焊接鋼制的沖壓加工品、沖切厚鋼板、以及鍛造鋁合金制造而成。由上述制造方法實現(xiàn)的、彎曲構(gòu)件的輕型化及小型化已經(jīng)達(dá)到極限。本申請人通過專利文獻(xiàn)I公開了ー種彎曲構(gòu)件的制造裝置。圖12是表示該制造裝置0的概略的說明圖。制造裝置0 —邊利用進(jìn)給機(jī)構(gòu)3將由支承機(jī)構(gòu)2支承成向金屬管I (在以后的說明中，以金屬管為鋼管的情況為例)的軸向移動自如的該鋼管I從上游側(cè)朝向下游側(cè)地進(jìn)給，一邊在支承機(jī)構(gòu)2的下游對鋼管I進(jìn)行彎 曲加工，由此，來制造彎曲構(gòu)件8。感應(yīng)加熱線圈5在支承機(jī)構(gòu)2的下游將向鋼管I的軸向進(jìn)給的該鋼管I快速地感應(yīng)加熱到可以局部地進(jìn)行淬火的溫度范圍(Ac3點以上)。水冷機(jī)構(gòu)6在緊接在感應(yīng)加熱線圈5的下游快速地冷卻鋼管I。由此，在鋼管I中局部地形成向鋼管I的軸向移動的高溫部la。高溫部Ia的變形阻力比其他部分的變形阻力小得多?？蓜虞伳?具有至少ー組輥對4a。輥對4a —邊進(jìn)給鋼管I ー邊支承鋼管I?？蓜虞伳?在水冷機(jī)構(gòu)6的下游的區(qū)域中，ー邊支承鋼管I ー邊向ニ維或者三維方向移動，由此，對高溫部Ia施加彎曲カ矩。這樣ー來，制造裝置0通過使用了比較廉價的構(gòu)成部件2 6的簡單的エ序，以較高的作業(yè)效率對鋼管I進(jìn)行彎曲加工，從而制造具有所希望的形狀的高強(qiáng)度(例如抗拉強(qiáng)度780MPa以上)的彎曲構(gòu)件8。專利文獻(xiàn)I :國際公開第2006/093006號小冊子

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題在制造裝置0中，為了制造具有優(yōu)異的尺寸精度的彎曲構(gòu)件8，在鋼管I的周向上均勻地且在鋼管I的軸向上的較窄的范圍內(nèi)形成高溫部Ia變得極其重要。通常，形成高溫部Ia的范圍會根據(jù)鋼管I的進(jìn)給速度、鋼管I的壁厚、以及向感應(yīng)加熱線圈5供給的電流的頻率(在本說明書中稱作“電流頻率”)的不同而發(fā)生很大變化。若上述條件不恰當(dāng)，則無法使高溫部Ia形成為所希望的狀態(tài)，彎曲構(gòu)件8的尺寸精度會降低。用于解決問題的方案本發(fā)明基于如下的新見解，即，為了通過使用制造裝置0在鋼管I的周向上均勻地、且在軸向上的較窄的范圍內(nèi)穩(wěn)定地形成高溫部la，以下的做法是有效的(a)在鋼管I的壁厚為2. Omm以下的情況下，使鋼管I的進(jìn)給速度V為5mm/sec 150mm/sec,并且使用匝數(shù)為ー的感應(yīng)加熱線圈作為感應(yīng)加熱線圈5，且向該感應(yīng)加熱線圈5供給電流頻率為5kHz IOOkHz的交流電流；(b)在鋼管I的壁厚大于2. Omm小于等于3. Omm的情況下,使用匝數(shù)為ニ的感應(yīng)加熱線圈作為感應(yīng)加熱線圈5，調(diào)整感應(yīng)加熱線圈5的電流頻率f (kHz)及鋼管I的進(jìn)給速度V (mm/sec)，而使它們滿足(I)式f < 3000/V及(2)式f彡0. 08V的關(guān)系。本發(fā)明是ー種彎曲構(gòu)件的制造方法，其ー邊將具有閉合的橫截面形狀的長尺寸且空心的金屬材料向該金屬材料的縱長方向進(jìn)給ー邊在第I位置處支承金屬材料，在位于比第I位置靠金屬材料的進(jìn)給方向下游的第2位置處利用感應(yīng)加熱線圈對金屬材料進(jìn)行感應(yīng)加熱，并且，在位于比第2位置靠金屬材料的進(jìn)給方向下游的第3位置處冷卻金屬材料，由此，形成向金屬材料的軸向移動的高溫部，并且，在位于比第3位置靠金屬材料的進(jìn)給方向下游的區(qū)域中，通過向三維方向改變把持金屬材料的把持機(jī)構(gòu)的位置，對高溫部施加彎曲カ矩，由此，制造朝向縱長方向斷續(xù)地或者連續(xù)地具有三維彎曲的彎曲部的彎曲構(gòu)件，其特征在于，在金屬材料的壁厚為2. Omm以下的情況下,使金屬材料的進(jìn)給速度為5mm/sec 150mm/sec,并且,使用阻數(shù)為ー的感應(yīng)加熱線圈作為感應(yīng)加熱線圈，且向感應(yīng)加熱線圈供給電流頻率為5kHz IOOkHz的交流電流,和/或在金屬材料的壁厚大于2. Omm小于等于
3.Omm的情況下，使用匝數(shù)為ニ的感應(yīng)加熱線圈作為感應(yīng)加熱線圈，調(diào)整感應(yīng)加熱線圈的電流頻率f (kHz)及金屬材料的進(jìn)給速度V (mm/sec)，而使它們滿足(I)式f < 3000/V及
(2)式f 彡 0. 08V 的關(guān)系。其中，5kHz ^ f ^ IOOkHz，5mm/sec 彡 V 彡 150mm/sec。從另ー觀點出發(fā)，本發(fā)明是ー種彎曲構(gòu)件的制造裝置，其包括進(jìn)給機(jī)構(gòu)，其用于將具有閉合的橫截面形狀的長尺寸且空心的金屬材料向該金屬材料的縱長方向進(jìn)給；支承機(jī)構(gòu)，其用于在第I位置處支承被進(jìn)給的金屬材料；加熱機(jī)構(gòu)，其用于在比第I位置靠金屬材料的進(jìn)給方向下游的第2位置處對被進(jìn)給的金屬材料進(jìn)行感應(yīng)加熱；冷卻機(jī)構(gòu)，其用于通過在比第2位置靠金屬材料的進(jìn)給方向下游的第3位置處冷卻被進(jìn)給的金屬材料，在該金屬材料中局部地形成向金屬材料的軸向移動的高溫部；以及把持機(jī)構(gòu)，其用于通過在位于比第3位置靠金屬材料的進(jìn)給方向下游的區(qū)域中ー邊把持被進(jìn)給的金屬材料一邊向三維方向移動，對高溫部施加彎曲カ矩，其特征在于，在金屬材料的壁厚為2. Omm以下的情況下，進(jìn)給機(jī)構(gòu)以5mm/sec 150mm/sec的進(jìn)給速度V進(jìn)給金屬材料,并且,加熱機(jī)構(gòu)具有阻數(shù)為ー的感應(yīng)加熱線圈，且感應(yīng)加熱線圈被供給有電流頻率為5kHz IOOkHz的交流電流，和/或在金屬材料的壁厚大于2. Omm小于等于3. Omm的情況下，加熱機(jī)構(gòu)具有匝數(shù)為ニ的感應(yīng)加熱線圈，并且，進(jìn)給機(jī)構(gòu)及加熱機(jī)構(gòu)調(diào)整進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的金屬材料的進(jìn)給速度V (mm/sec)及感應(yīng)加熱線圈的電流頻率f(kHz)，而使它們滿足f < 3000/V及f彡0. 08V的關(guān)系。其中，5kHz ^ f ^ 100kHz, 5mm/sec ^ V ^ 150mm/sec。上述本發(fā)明基于金屬材料的壁厚是在2. Omm以下還是大于2. Omm小于等于3. Omm,即，考慮到金屬材料的壁厚，在上述任ー種條件下均可以制造彎曲構(gòu)件。在這些本發(fā)明中，期望滿足以下條件中的至少ー個條件(A)彎曲構(gòu)件在縱長方向上具有至少兩個曲率半徑彼此不同的部分；(B)金屬材料具有圓形、矩形、橢圓形、長圓形、多邊形、由多邊形與圓的組合或者由多邊形與橢圓的組合構(gòu)成的橫截面形狀；(C)把持機(jī)構(gòu)通過插入到金屬材料的頂端部的內(nèi)部中進(jìn)行配置、或者抵接于金屬材料的頂端部的外表面進(jìn)行配置來把持金屬材料；
(D)通過將被進(jìn)給的金屬材料在第2位置加熱到可以局部地進(jìn)行淬火的溫度，并且，在第3位置進(jìn)行冷卻，對該被進(jìn)給的金屬材料的縱長方向上的至少一部分進(jìn)行淬火；或者(E)彎曲構(gòu)件朝向縱長方向和/或與該縱長方向交叉的截面內(nèi)的周向斷續(xù)地或者連續(xù)地具有淬火部。發(fā)明的效果通過使用專利文獻(xiàn)I的制造裝置，能夠在金屬材料的周向上均勻地、且在金屬材料的軸向上的較窄的范圍內(nèi)穩(wěn)定地形成高溫部，因此，能夠以較高的尺寸精度制造彎曲構(gòu)件。


圖I是通過將本發(fā)明的制造裝置的一例的構(gòu)成簡化而示意性地表示的說明圖。 圖2是表示數(shù)值分析的形狀模型的說明圖。圖3是表示在鋼管的壁厚為3mm且向感應(yīng)加熱線圈供給的電流頻率f為25kHz的情況下鋼管的溫度分布的數(shù)值分析結(jié)果的說明圖。圖4是表示在使電流頻率f發(fā)生變化的情況下加熱區(qū)域的變化(鋼管的壁厚3mm，進(jìn)給速度f 100mm/sec)的說明圖。圖5是表示在向兩匝感應(yīng)加熱線圈供給電流頻率為25kHz的電流，并使鋼管的進(jìn)給速度V發(fā)生變化的情況下的分析結(jié)果的說明圖。圖6是表示在向兩匝感應(yīng)加熱線圈供給使電流頻率f發(fā)生變化的電流，并以100mm/sec的進(jìn)給速度V輸送鋼管的情況下的分析結(jié)果的說明圖。圖7是表示在使用兩匝感應(yīng)加熱線圈的情況下進(jìn)給速度V、電流頻率f和加熱寬度之間的關(guān)系的曲線圖。 圖8是表示在使用兩匝感應(yīng)加熱線圈的情況下進(jìn)給速度V、電流頻率f和可通入電流之間的關(guān)系的曲線圖。圖9是表示在兩匝感應(yīng)加熱線圈時的適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度V及電流頻率f的范圍的曲線圖。圖10是示意性地表示采用關(guān)節(jié)型機(jī)器人的制造裝置的構(gòu)成的說明圖。圖11是表示關(guān)節(jié)型機(jī)器人的說明圖。圖12是表示由專利文獻(xiàn)I公開的制造裝置的概略的說明圖。附圖標(biāo)記說明O、制造裝置；1、金屬材料；la、高溫部；2、支承機(jī)構(gòu)；3、進(jìn)給機(jī)構(gòu)；4、可動輥模；4a、輥對；5、感應(yīng)加熱線圈；6、水冷機(jī)構(gòu)；10、10 — I、制造裝置；11、進(jìn)給機(jī)構(gòu)；12、夾持機(jī)構(gòu)；13、支承機(jī)構(gòu)；14、加熱機(jī)構(gòu)；14a、感應(yīng)加熱線圈；15、把持機(jī)構(gòu)；16、冷卻機(jī)構(gòu)；17、主體；18、第I底座；19、第2底座；20、移動機(jī)構(gòu)；22、X軸俯仰操縱馬達(dá)(tilt motor) ;23、X軸移位馬達(dá)；24、Y軸俯仰操縱馬達(dá)；25、Y軸移位馬達(dá)；26、Z軸俯仰操縱馬達(dá)；27、X軸移位馬達(dá)；30、數(shù)值分析的模型；31、鋼管；31a、高溫部；32、32—1、32— 2、感應(yīng)加熱線圏。
具體實施方式
圖I是通過將本發(fā)明的制造裝置10的一例的構(gòu)成簡化而示意性地表示的說明圖。如該圖所示，制造裝置10包括進(jìn)給機(jī)構(gòu)11、支承機(jī)構(gòu)13、加熱機(jī)構(gòu)14、冷卻機(jī)構(gòu)16和把持機(jī)構(gòu)15。依次說明上述構(gòu)成部件。講給機(jī)構(gòu)11進(jìn)給機(jī)構(gòu)11用于將金屬材料I向該金屬材料I的縱長方向進(jìn)給。金屬材料I是具有閉合截面形狀的、長尺寸且空心的構(gòu)件。在以后的說明中，以金屬材料I為鋼管的情況為例。本發(fā)明并不限定于金屬材料為鋼管I的情況。例如，具有矩形、橢圓形、長圓形、多邊形、由多邊形與圓的組合構(gòu)成的橫截面形狀的空心的金屬材料、或者具有由多邊形與橢圓的組合構(gòu)成的橫截面形狀的空心的金屬材料可與鋼管I同樣地使用。作為進(jìn)給機(jī)構(gòu)11可以例舉出采用電動伺服缸的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。進(jìn)給機(jī)構(gòu)11并不限定于特定的型式的機(jī)構(gòu)。像采用滾珠絲杠的進(jìn)給機(jī)構(gòu)、采用同步帶、鏈的進(jìn)給機(jī)構(gòu)這樣的、作 為該種進(jìn)給機(jī)構(gòu)的公知的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，可同等地用作進(jìn)給機(jī)構(gòu)11。鋼管I由夾持機(jī)構(gòu)12以移動自如的方式支承，由進(jìn)給機(jī)構(gòu)11以規(guī)定的進(jìn)給速度
V(mm/sec)向該鋼管I的軸向(縱長方向)進(jìn)給。夾持機(jī)構(gòu)12為了進(jìn)給鋼管I而支承鋼管
I。可以不設(shè)置夾持機(jī)構(gòu)12。令 承機(jī)構(gòu)13支承機(jī)構(gòu)13在第I位置A處以移動自如的方式支承由進(jìn)給機(jī)構(gòu)11向鋼管I的軸向進(jìn)給的該鋼管I。作為支承機(jī)構(gòu)13可以例舉出固定引導(dǎo)件。支承機(jī)構(gòu)13并不限定于特定的型式的支承機(jī)構(gòu)。作支承機(jī)構(gòu)13可以使用相對配置的ー對或者ー對以上的非驅(qū)動輥。作為該種支承機(jī)構(gòu)的公知的支承機(jī)構(gòu)，可同等地用作支承機(jī)構(gòu)13。鋼管I通過支承機(jī)構(gòu)13的設(shè)置位置A，被進(jìn)ー步向該鋼管I的軸向進(jìn)給。支承機(jī)構(gòu)13可以被夾持機(jī)構(gòu)12代替。加熱機(jī)構(gòu)14加熱機(jī)構(gòu)14用于對被進(jìn)給的鋼管I進(jìn)行感應(yīng)加熱。加熱機(jī)構(gòu)14配置在位于比第I位置A靠鋼管I的進(jìn)給方向下游的第2位置B上。在制造裝置10中，在鋼管I的壁厚為2. Omm以下時,進(jìn)給機(jī)構(gòu)11以5mm/sec 150mm/sec的進(jìn)給速度V進(jìn)給鋼管I。并且，加熱機(jī)構(gòu)14具有匝數(shù)為ー的感應(yīng)加熱線圈14a，且向感應(yīng)加熱線圈14a供給電流頻率為5kHz IOOkHz的交流電流。并且，在制造裝置10中，在鋼管I的壁厚大于2. Omm小于等于3. Omm時，加熱機(jī)構(gòu)14具有匝數(shù)為ニ的感應(yīng)加熱線圈14a。并且，進(jìn)給機(jī)構(gòu)11及加熱機(jī)構(gòu)14調(diào)整由進(jìn)給機(jī)構(gòu)11進(jìn)給的鋼管I的進(jìn)給速度V (mm/sec)及向感應(yīng)加熱線圈14a供給的交流電流的電流頻率f (kHz)，而使它們滿足f < 3000/V及f彡0. 08V的關(guān)系。其中，5kHz彡f彡IOOkHz，5mm/sec《V 務(wù) 150mm/sec。在此，“匝數(shù)為ー的感應(yīng)加熱線圈”并不限定于具有完全包圍鋼管I的周圍一周的線圈主體的感應(yīng)加熱線圏。“匝數(shù)為ー的感應(yīng)加熱線圏”也包含具有雖未包圍鋼管I的外周的一部分但包圍鋼管I的外周的大部分的線圈主體的感應(yīng)加熱線圏。具體地講，具有包圍鋼管I的外周的70%以上的部分的線圈主體的感應(yīng)加熱線圈包含在“匝數(shù)為ー的感應(yīng)加熱線圈”中。
參照本發(fā)明人所進(jìn)行的數(shù)值分析的結(jié)果對該理由進(jìn)行說明。數(shù)值分析條件圖2是表示數(shù)值分析的模型30的說明圖。如圖2所示，數(shù)值分析的模型30以ニ維軸為對象。在該數(shù)值分析中，利用磁場分析及導(dǎo)熱分析對在使鋼管31的壁厚、向感應(yīng)加熱線圈32供給的電流的電流頻率f、以及鋼管31的進(jìn)給速度V發(fā)生變化的情況下高溫部31a的形成狀況進(jìn)行了研究。感應(yīng)加熱線圈32由具有ー邊的長度為15mm的正方形橫截面形狀的銅制的管構(gòu)成，在以下列舉的條件下進(jìn)行了計算。鋼管31 的直徑(mm) :38. I
感應(yīng)加熱線圈32與鋼管31之間的距離d (mm) 3電流頻率f (kHz) :5、10、25、50、75或者100這六個標(biāo)準(zhǔn)鋼管31的壁厚(mm) :1. 0、2. 0或者3. 0這三個標(biāo)準(zhǔn)鋼管31的進(jìn)給速度V (mm/sec) :5、10、50、75、100、125或者150這七個標(biāo)準(zhǔn)加熱后的鋼管31的冷卻開始位置為自感應(yīng)加熱線圈32的端部的投影位置33朝向下游距離IOmm的位置。數(shù)倌.分析結(jié)果圖3表示在鋼管31的壁厚為3mm且電流頻率f為25kHz的情況下鋼管31的溫度分布的數(shù)值分析結(jié)果。圖3表示鋼管31的高溫部的進(jìn)給速度依賴性。另外，在圖3及后述的圖4 圖6中，鋼管31的上部的線表示鋼管31的外表面，鋼管31的下部的線表示鋼管31的內(nèi)表面。通常，鋼材的變形阻力在800°C以上的溫度范圍內(nèi)大幅度地降低。因此，在該數(shù)值分析中將升溫到800°C以上的區(qū)域作為加熱區(qū)域。而且，全部的計算均在鋼管31的外表面的最大溫度為1000°C的條件下進(jìn)行。如圖3 所示，隨著進(jìn)給速度 V 升高到 5 (mm/sec)、10 (mm/sec)、50 (mm/sec)、75(mm/sec)> 100 (mm/sec)> 125 (mm/sec)以及 150 (mm/sec),鋼管 I 的外表面與內(nèi)表面的溫度分布之間的差別變大。其原因在于，鋼管31的外表面由感應(yīng)加熱直接加熱，并且，鋼管31的內(nèi)表面僅由來自外表面的導(dǎo)熱加熱，因此，鋼管31的進(jìn)給速度V越高，鋼管31的內(nèi)表面被加熱的時間越少。如圖3所示，在鋼管31的進(jìn)給速度V為5 (mm/sec)或者10 (mm/sec)的情況下，在鋼管31的內(nèi)表面與外表面上幾乎沒有產(chǎn)生溫度差，能夠沒有問題地進(jìn)行彎曲加工。在對鋼材進(jìn)行彎曲加工時，其板厚方向的均熱性(溫度分布相同)很重要，特別是需要控制800°C以上的區(qū)域的寬度(以下稱作“有效加熱寬度(Effective—Heated一Width)”)。當(dāng)鋼管31的進(jìn)給速度V為50mm/SeC時，有效加熱寬度(在圖3中用附圖標(biāo)記A表示的范圍)變窄。當(dāng)鋼管31的進(jìn)給速度V為75mm/sec時，有效加熱寬度A幾乎為零。若有效加熱寬度A為零，則無法精度較佳地進(jìn)行彎曲加工。并且，當(dāng)鋼管31的進(jìn)給速度V為100mm/sec以上時，無法將鋼管31的內(nèi)表面加熱到800°C以上，從而無法進(jìn)行彎曲加工。這樣，鋼管31的進(jìn)給速度V越高，而且，鋼管31的壁厚越厚，鋼管31的有效加熱寬度減少得越多，越難以進(jìn)行彎曲加工。根據(jù)以上的結(jié)果，使鋼管31的進(jìn)給速度V為5mm/sec 以上 150mm/sec 以下。另ー方面，在感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)中，不易改變電流頻率f，因此，需要在設(shè)計感應(yīng)加熱機(jī)構(gòu)時選擇適當(dāng)?shù)碾娏黝l率f。圖4是表示在使電流頻率f發(fā)生變化的情況下加熱區(qū)域的變化(鋼管31的壁厚為3mm,進(jìn)給速度V為100mm/sec)的說明圖。電流頻率f 越低，感應(yīng)加熱過程中的浸透深度越深。因此，在鋼管31的進(jìn)給速度V相同的情況下，電流頻率f越低，越能夠直到鋼管31的內(nèi)表面地加熱到800°C以上。但是，在本發(fā)明中，電流頻率f越低，感應(yīng)加熱的有效加熱寬度A越大，因此，彎曲構(gòu)件的尺寸精度降低。圖5是表示在向兩匝感應(yīng)加熱線圈32— I、32— 2供給25kHz的電流頻率f 的電 流，并使鋼管31的進(jìn)給速度V發(fā)生變化的情況下的分析結(jié)果的說明圖。此外，圖6是表示在向兩匝感應(yīng)加熱線圈32—1、32— 2供給使電流頻率f發(fā)生變化的電流，并以lOOmm/sec輸送鋼管31的情況下的分析結(jié)果的說明圖。通過將圖5、圖6所示的結(jié)果與圖3、圖4所示的結(jié)果進(jìn)行對比可知隨著增加感應(yīng)加熱線圈的匝數(shù)，鋼管31的加熱開始位置向上游側(cè)移動，因此，雖然在鋼管31的軸向上的有效加熱寬度A變寬，但是也能夠加熱至鋼管31的內(nèi)表面。如圖3 圖6所例示，本發(fā)明人通過各種改變感應(yīng)加熱線圈32的匝數(shù)、電流頻率f、以及鋼管31的進(jìn)給速度V進(jìn)行了許多個分析，其結(jié)果，得到了有效加熱寬度A不為零的進(jìn)給速度V、電流頻率f及壁厚之間的關(guān)系。在表I中表不在使用阻數(shù)為一的感應(yīng)加熱線圈的情況下，電流頻率f及進(jìn)給速度V與能夠進(jìn)行彎曲加工的鋼管壁厚之間的關(guān)系。表權(quán)利要求
1.ー種彎曲構(gòu)件的制造方法，其ー邊將具有閉合的橫截面形狀的長尺寸且空心的金屬材料向該金屬材料的縱長方向進(jìn)給ー邊在第I位置支承金屬材料， 在位于比上述第I位置靠上述金屬材料的進(jìn)給方向下游的第2位置處，利用感應(yīng)加熱線圈對該金屬材料進(jìn)行感應(yīng)加熱，并且，在位于比上述第2位置靠上述金屬材料的進(jìn)給方向下游的第3位置處冷卻上述金屬材料，由此，形成向上述金屬材料的軸向移動的高溫部，并且， 在位于比上述第3位置靠上述金屬材料的進(jìn)給方向下游的區(qū)域中，通過向三維方向改變把持上述金屬材料的把持機(jī)構(gòu)的位置，對上述高溫部施加彎曲カ矩，由此， 制造朝向縱長方向斷續(xù)地或者連續(xù)地具有三維彎曲的彎曲部的彎曲構(gòu)件， 其特征在干， 在上述金屬材料的壁厚為2. Omm以下的情況下，使上述金屬材料的進(jìn)給速度為5mm/sec 150mm/sec,并且,使用阻數(shù)為ー的感應(yīng)加熱線圈作為上述感應(yīng)加熱線圈，且向該感應(yīng)加熱線圈供給5kHz IOOkHz的交流電流，和/或 在上述金屬材料的壁厚大于2. Omm小于等于3. Omm的情況下,使用阻數(shù)為ニ的感應(yīng)加熱線圈作為上述感應(yīng)加熱線圈，調(diào)整向該感應(yīng)加熱線圈供給的交流電流的頻率(kHz)及上述金屬材料的進(jìn)給速度(_/sec ),而使它們滿足下述(I)式及(2 )式的關(guān)系， f < 3000/V.......(I) f ^ 0. 08V.......(2) 其中，在(I)式及(2)式中，f為上述頻率，并且，V為上述進(jìn)給速度，5kHz ^ 100kHz,5mm/sec《V 務(wù) 150mm/sec。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的彎曲構(gòu)件的制造方法，其中， 上述彎曲構(gòu)件在上述縱長方向上具有至少兩個曲率半徑彼此不同的部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的彎曲構(gòu)件的制造方法，其中， 上述金屬材料具有圓形、矩形、橢圓形、長圓形、多邊形、由多邊形與圓的組合構(gòu)成的橫截面形狀或者由多邊形與橢圓的組合構(gòu)成的橫截面形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項所述的彎曲構(gòu)件的制造方法，其中， 上述把持機(jī)構(gòu)通過插入到上述金屬材料的頂端部的內(nèi)部中進(jìn)行配置來把持上述金屬材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項所述的彎曲構(gòu)件的制造方法，其中， 上述把持機(jī)構(gòu)通過抵接于上述金屬材料的頂端部的外表面進(jìn)行配置來把持上述金屬材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任一項所述的彎曲構(gòu)件的制造方法，其中， 通過將被進(jìn)給的上述金屬材料在上述第2位置加熱到可以局部地進(jìn)行淬火的溫度，并且，在上述第3位置進(jìn)行冷卻，對該被進(jìn)給的金屬材料的縱長方向上的至少一部分進(jìn)行淬火。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6中任一項所述的彎曲構(gòu)件的制造方法，其中， 上述彎曲構(gòu)件朝向縱長方向和/或與該縱長方向交叉的截面內(nèi)的周向斷續(xù)地或者連續(xù)地具有淬火部。
8.ー種彎曲構(gòu)件的制造裝置，其包括進(jìn)給機(jī)構(gòu)，其用于將具有閉合的橫截面形狀的長尺寸且空心的金屬材料向該金屬材料的縱長方向進(jìn)給； 支承機(jī)構(gòu)，其用于在第I位置處支承被進(jìn)給的上述金屬材料； 加熱機(jī)構(gòu)，其用于在比上述第I位置靠該金屬材料的進(jìn)給方向下游的第2位置處對被進(jìn)給的上述金屬材料進(jìn)行感應(yīng)加熱； 冷卻機(jī)構(gòu)，其用于通過在比上述第2位置靠該金屬材料的進(jìn)給方向下游的第3位置處冷卻上述金屬材料的被加熱的部分，在該金屬材料中局部地形成向上述金屬材料的軸向移動的高溫部；以及 把持機(jī)構(gòu)，其用于通過在比上述第3位置靠上述金屬材料的進(jìn)給方向下游的區(qū)域中一邊把持被進(jìn)給的上述金屬材料ー邊向三維方向移動，對上述高溫部施加彎曲カ矩， 其特征在干， 在上述金屬材料的壁厚為2. Omm以下的情況下,上述進(jìn)給機(jī)構(gòu)以5mm/sec 150mm/sec的進(jìn)給速度進(jìn)給上述金屬材料，并且，上述加熱機(jī)構(gòu)具有匝數(shù)為ー的感應(yīng)加熱線圈，且該感應(yīng)加熱線圈被供給5kHz IOOkHz的交流電流，和/或 在上述金屬材料的壁厚大于2. Omm小于等于3. Omm的情況下,上述加熱機(jī)構(gòu)具有阻數(shù)為ニ的感應(yīng)加熱線圈，并且，上述進(jìn)給機(jī)構(gòu)及上述加熱機(jī)構(gòu)調(diào)整上述進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的上述金屬材料的進(jìn)給速度(mm/sec )及向上述感應(yīng)加熱線圈供給的交流電流的頻率(kHz ),而使它們滿足下述(I)式及(2)式的關(guān)系， f < 3000/V.......(I) f ^ 0. 08V.......(2) 其中，在(I)式及(2)式中，f為上述頻率，并且，V為上述進(jìn)給速度，5kHz ^ 100kHz,5mm/sec ゾ務(wù) 150mm/sec。
全文摘要
通過使用專利文獻(xiàn)1的制造裝置在鋼管的周向上均勻地、且在鋼管的軸向上較窄的范圍內(nèi)穩(wěn)定地形成高溫部，由此，制造具有優(yōu)異的尺寸精度的彎曲構(gòu)件。一邊進(jìn)給鋼管(1)一邊在第1位置(A)處支承該鋼管(1)，在第2位置(B)處利用感應(yīng)加熱線圈(14)對鋼管(1)進(jìn)行感應(yīng)加熱，并且，在第3位置(C)處冷卻鋼管(1)，由此，形成向鋼管(1)的軸向移動的高溫部(1a)，并且，通過在區(qū)域(D)中向三維方向改變鋼管(1)的把持機(jī)構(gòu)(15)的位置，對高溫部(1a)施加彎曲力矩，從而制造彎曲構(gòu)件。在鋼管(1)的壁厚為2.0mm以下的情況下，使鋼管(1)的進(jìn)給速度V為5mm/sec～150mm/sec，向匝數(shù)為一的感應(yīng)加熱線圈(14)供給5kHz～100kHz的交流電流。并且，在鋼管(1)的壁厚大于2.0mm小于等于3.0mm的情況下，使用匝數(shù)為二的感應(yīng)加熱線圈(14)，且調(diào)整向感應(yīng)加熱線圈(14)供給的交流電流的電流頻率f(kHz)及鋼管(1)的進(jìn)給速度V(mm/sec)，而使它們滿足f＜3000/V及f≥0.08V的關(guān)系，其中5kHz≤f≤100kHz，5mm/sec≤V≤150mm/sec。
文檔編號B21D7/16GK102791395SQ201180012759
公開日2012年11月21日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者岡田信宏, 富澤淳, 島田直明 申請人:住友金屬工業(yè)株式會社