截面形狀在長(zhǎng)度方向上變化的型鋼的制造方法和輥軋成形裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及通過(guò)漉社成形來(lái)制造面形狀在長(zhǎng)度方向上變化的型鋼的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為制造型鋼之一的帽形型鋼的方法，使用沖頭和沖模的沖壓成形廣為人知。在 利用沖壓成形進(jìn)行的帽形的彎曲成形中，容易產(chǎn)生若除去沖壓壓力，則材料板會(huì)因反作用 力而要恢復(fù)原狀的彈性變形回復(fù)的問(wèn)題，因此，W往W來(lái)一直在研究用于抑制彈性變形回 復(fù)的對(duì)策。
[0003] 另外，近年來(lái)，高張力鋼材化igh-Tensile steel)的利用正在擴(kuò)大。作為一例，在 汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中，認(rèn)為車(chē)身的輕量化可減輕C02排出量，從而在車(chē)身材料中積極地采用了高張力 鋼材。因而，在型鋼的制造現(xiàn)場(chǎng)，由鋼材的高強(qiáng)度特性引起的彈性變形回復(fù)的問(wèn)題已經(jīng)顯 現(xiàn)。進(jìn)而，最近也在制造具有超過(guò)980M化的拉伸強(qiáng)度的高張力鋼材。憑借通常的沖壓成形， 難W從運(yùn)樣的高張力鋼材中制造出與設(shè)計(jì)相一致的帽形型鋼。
[0004] 作為制造型鋼的其他方法，已知有漉社成形法。漉社成形是例如使從線(xiàn)圈引出的 帶板通過(guò)在依次配置的多個(gè)工位(station)設(shè)置的漉單元的連續(xù)彎曲加工方法。漉社成形 尤其適于成形H形鋼、L形鋼等鋼材和管等長(zhǎng)度方向的截面形狀恒定的長(zhǎng)條產(chǎn)品。相反，與沖 壓成形(拉深)不同，漉社成形不適于成形截面形狀在長(zhǎng)度方向上變化的型鋼。
[000引專(zhuān)利文獻(xiàn)1~3公開(kāi)了通過(guò)對(duì)分割漉的漉社寬度進(jìn)行可變控制，從而利用漉社成形 來(lái)制造截面形狀在長(zhǎng)度方向上變化的型鋼的技術(shù)。但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)1~3所公開(kāi)的漉社成形 方法和裝置存在裝置構(gòu)造和控制方法較為復(fù)雜的問(wèn)題。因而，為了實(shí)施專(zhuān)利文獻(xiàn)1~3的發(fā) 明，難W直接運(yùn)用現(xiàn)有的設(shè)備，需要導(dǎo)入新的設(shè)備，因此，成本會(huì)變高。
[0006] 另外，若如專(zhuān)利文獻(xiàn)1、3的發(fā)明那樣，在漉社成形期間擴(kuò)大分割漉的漉社寬度，貝U 會(huì)導(dǎo)致僅漉的前方側(cè)的角部與材料鋼板線(xiàn)接觸，在高張力鋼材等材料的情況下，會(huì)導(dǎo)致彈 性變形回復(fù)在長(zhǎng)度方向上不均勻地發(fā)生而在長(zhǎng)度方向上產(chǎn)生屈曲等問(wèn)題。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[000引專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平10-314848號(hào)公報(bào)
[0009] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平7-88560號(hào)公報(bào)
[0010] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2009-500180號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0012] 本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種無(wú)需現(xiàn)有技術(shù)那 樣的復(fù)雜的控制和裝置，能夠通過(guò)單純的漉社成形來(lái)制造截面形狀在長(zhǎng)度方向上變化的型 鋼的技術(shù)。
[0013] 另外，本發(fā)明其他的目的在于提供一種在通過(guò)漉社成形制造截面形狀在長(zhǎng)度方向 上變化的型鋼時(shí)，能夠消除例如在長(zhǎng)度方向上不均勻地發(fā)生彈性變形回復(fù)的情況，能夠抑 制凸緣部的屈曲的技術(shù)。
[0014] 用于解決問(wèn)題的手段
[0015] 為了解決上述的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種型鋼的制造方法，是通過(guò)漉社成形而用片 材料制造出截面形狀在長(zhǎng)度方向上變化的型鋼的方法，包括:準(zhǔn)備第1模具漉的階段，所述 第1模具漉具有旋轉(zhuǎn)軸和截面形狀在W該旋轉(zhuǎn)軸為中屯、的周向上變化的環(huán)狀壟部;將所述 模具漉配置成所述第1模具漉的旋轉(zhuǎn)軸與片材料的輸送方向垂直的階段;準(zhǔn)備第2模具漉的 階段，所述第2模具漉具有旋轉(zhuǎn)軸和截面形狀在W該旋轉(zhuǎn)軸為中屯、的周向上變化的環(huán)狀槽 部;將所述第2模具漉配置成在所述第1模具漉與第2模具漉之間產(chǎn)生與所述片材料的板厚 相等的間隙、且所述第1模具漉的環(huán)狀壟部和所述第2模具漉的環(huán)狀槽部相嵌合的階段;使 所述第1模具漉和所述第2模具漉同步旋轉(zhuǎn)的階段；W及向所述第1模具漉與第2模具漉之間 供給片材料的階段，在所述第1模具漉的環(huán)狀壟部的側(cè)面，在周向的至少一部分且在所述第 1模具漉的半徑方向內(nèi)方，W相對(duì)于第2模具漉的環(huán)狀槽部的側(cè)面的間隙變大的方式設(shè)置有 退避部，所述第1模具漉的所述環(huán)狀壟部構(gòu)成為其棱線(xiàn)與該第1模具漉的旋轉(zhuǎn)方向之間的相 對(duì)角度在周向上至少局部地變化，所述退避部的退避量被設(shè)定成根據(jù)所述第1模具漉的環(huán) 狀壟部的棱線(xiàn)與該第1模具漉的旋轉(zhuǎn)方向之間的相對(duì)角度而變化。
[0016] 進(jìn)而，本發(fā)明旨在提供一種漉社成形裝置，是用于用片材料制造出截面形狀在長(zhǎng) 度方向上變化的型鋼的漉社成形用的漉社成形裝置，具備:第1模具漉，其具有旋轉(zhuǎn)軸和截 面形狀在W該旋轉(zhuǎn)軸為中屯、的周向上變化的環(huán)狀壟部，被配置成該第1模具漉的所述旋轉(zhuǎn) 軸與片材料的輸送方向垂直;第2模具漉，其具有旋轉(zhuǎn)軸和截面形狀在W該旋轉(zhuǎn)軸為中屯、的 周向上變化的環(huán)狀槽部，被配置成該第2模具漉的所述旋轉(zhuǎn)軸與所述第1模具漉的所述旋轉(zhuǎn) 軸平行；W及驅(qū)動(dòng)裝置，其使所述第1模具漉和所述第2模具漉同步的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，所述第1模 具漉和第2模具漉被相對(duì)配置成在兩者間產(chǎn)生與所述片材料的板厚相等的間隙、且所述第1 模具漉的環(huán)狀壟部和所述第2模具漉的環(huán)狀槽部相嵌合，在所述第1模具漉的環(huán)狀壟部的側(cè) 面，在周向的至少一部分且在所述第1模具漉的半徑方向內(nèi)方，W相對(duì)于第2模具漉的環(huán)狀 槽部的側(cè)面的間隙變大的方式設(shè)置有退避部，所述第1模具漉的所述環(huán)狀壟部構(gòu)成為其棱 線(xiàn)與該第1模具漉的旋轉(zhuǎn)方向之間的相對(duì)角度在周向上至少局部地變化，所述退避部的退 避量被設(shè)定成根據(jù)所述第1模具漉的環(huán)狀壟部的棱線(xiàn)與該第1模具漉的旋轉(zhuǎn)方向之間的相 對(duì)角度而變化。
[0017] 發(fā)明的效果
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用具有截面形狀在周向上變化的環(huán)狀壟部的第1模具漉和具 有與所述第1模具漉的環(huán)狀壟部隔開(kāi)型鋼的厚度量的間隙而收容該環(huán)狀壟部的環(huán)狀槽部的 第2模具漉，能夠通過(guò)至少使第1和第2模具漉同步旋轉(zhuǎn)的單純的控制來(lái)制造截面形狀在長(zhǎng) 度方向上變化的型鋼。因而，無(wú)需為了擴(kuò)大截面的寬度而對(duì)分割漉的漉社寬度進(jìn)行可變控 制等復(fù)雜的控制。另外，也能夠通過(guò)將現(xiàn)有的漉社成形設(shè)備的漉更換為第1和第2模具漉，來(lái) 將本發(fā)明的漉社成形裝置具體化。
[0019] 另外，在使用了具有截面形狀在周向上變化的環(huán)狀壟部的第1模具漉和具有與所 述第1模具漉的環(huán)狀壟部隔開(kāi)型鋼的厚度量的間隙而收容該環(huán)狀壟部的環(huán)狀槽部的第2模 具漉的情況下，有時(shí)會(huì)在運(yùn)些模具漉間產(chǎn)生干設(shè)。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)設(shè)置退避量根據(jù)模具漉 的旋轉(zhuǎn)方向之間的相對(duì)角度而變化的退避部，能夠防止該干設(shè)。
[0020] 除此之外，通過(guò)使用具有前述的漉軀干部的第1和第2模具漉，即使W截面形狀在 長(zhǎng)度方向上變化的方式成形，也能夠W兩模具漉間的余隙（clearance)恒定的狀態(tài)成形，因 此，能夠消除例如因余隙的不均勻而在長(zhǎng)度方向上不均勻地產(chǎn)生彈性變形回復(fù)的情況，能 夠抑制凸緣部的屈曲。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖IA是從截面形狀在長(zhǎng)度方向上變化的帽形型鋼的上方觀(guān)察時(shí)的立體圖。
[0022] 圖IB是從截面形狀在長(zhǎng)度方向上變化的帽形型鋼的下方觀(guān)察時(shí)的立體圖。
[0023] 圖2是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的多級(jí)式漉社成形裝置的略示立體圖。
[0024] 圖3是圖2的多級(jí)式漉社成形裝置的漉單元的立面圖。
[0025] 圖4是圖3的漉單元的上下一對(duì)模具漉的分解立體圖。
[0026] 圖5A是示出圖2的多級(jí)式漉社成形裝置的各階段的彎曲加工過(guò)程的圖，是示出形 成帽形型鋼的凸緣的工序的圖。
[0027] 圖5B是示出圖2的多級(jí)式漉社成形裝置的各階段的彎曲加工過(guò)程的圖，是示出形 成帽形型鋼的上壁的工序的圖。
[0028] 圖6是用于說(shuō)明1個(gè)漉單元的作用的略示立體圖。
[0029] 圖7A是具有凸部的帽形型鋼的立體圖。
[0030] 圖7B形成是圖7B的帽形型鋼的模具漉的立體圖。
[0031] 圖8示出第2實(shí)施方式的模具漉。
[0032] 圖9是圖8的模具漉的局部剖視圖。
[0033] 圖10是示出在上述模具漉設(shè)置有退避部時(shí)的最小間隙的圖。
[0034] 圖11是比較例的模具漉的局部剖視圖。
[0035] 圖12A是與帽形型鋼一起示出的不設(shè)置退避部時(shí)的上漉與下漉的干設(shè)的立體圖。
[0036] 圖12B是與帽形型鋼一起示出的不設(shè)置退避部時(shí)的上漉與下漉的干設(shè)的立體圖。
[0037] 圖13是示出最小間隔對(duì)差量的影響的圖。
[0038] 圖14是用于說(shuō)明由過(guò)彎引起的反彎曲現(xiàn)象的模具漉的概略局部剖視圖。
[0039] 圖15是示出下漉的外周面的展開(kāi)圖與Cp W及退避量的關(guān)系的圖。
[0040] 圖16是示出退避量X、型鋼的側(cè)壁角度0、環(huán)狀壟部的高度H的下漉的局部放大圖。
[0041] 圖17是W包括上下漉的中屯、軸線(xiàn)的平面進(jìn)行切斷而得到的上下漉的部分縱剖視 圖。
[0042] 圖18是示出多級(jí)式漉社成形裝置的另一例的立體圖。
[0043] 圖19是示出圖18的多級(jí)式漉社成形裝置的各階段的彎曲加工過(guò)程的圖。
[0044] 圖20是示出在下漉的環(huán)狀壟部設(shè)置的退避部的開(kāi)始點(diǎn)的圖。
[004引圖21是示出L/H與最小間隙的關(guān)系的圖。
[0046] 圖22是示出L/H與相對(duì)于目標(biāo)形狀的差量的關(guān)系的圖。
[0047] 圖23A是第3實(shí)施方式的型鋼的立體圖。
[0048] 圖23B是與圖23A的型鋼一起示出的第3實(shí)施方式的模具漉的立體圖。
[0049] 圖24A是第4實(shí)施方式的型鋼的立體圖。
[0050]圖24B是與圖24A的型鋼一起示出的第4實(shí)施方式的模具漉的立體圖。
[0051 ]圖25A是第5實(shí)施方式的型鋼的立體圖。
[0052] 圖25B是與圖25A的型鋼一起示出的第5實(shí)施方式的模具漉的立體圖。
[0053] 圖26A是第6實(shí)施方式的型鋼的立體圖。
[0054] 圖26B是與圖26A的型鋼一起示出的第6實(shí)施方式的模具漉的立體圖。
[0055] 圖27A是第7實(shí)施方式的型鋼的立體圖。
[0056] 圖27B是與圖27A的型鋼一起示出的第7實(shí)施方式的模具漉的立體圖。
[0057] 圖28A是第8實(shí)施方式的型鋼的立體圖。
[0058] 圖28B是與圖28A的型鋼一起示出的第8實(shí)施方式的模具漉的立體圖。
[0059] 圖29A是第9實(shí)施方式的型鋼的立體圖。
[0060] 圖29B是與圖29A的型鋼一起示出的第9實(shí)施方式的模具漉的立體圖。
[0061] 圖30A是第10實(shí)施方式的型鋼的立體圖。
[0062] 圖30B是與圖30A的型鋼一起示出的第9實(shí)施方式的模具漉的立體圖。
[0063] 圖31A是第11實(shí)施方式的型鋼的立體圖。
[0064] 圖31B是與圖31A的型鋼一起示出的第9實(shí)施方式的模具漉的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0065] W下，參照附圖，對(duì)按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的截面形狀在長(zhǎng)度方向上變化的 型鋼的制造方法和漉社成形裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。但是，本發(fā)明的技術(shù)范圍完全不由W下說(shuō) 明的實(shí)施方式進(jìn)行限定性解釋。
[0066] (第1實(shí)施方式）
[0067] 首先，對(duì)在本實(shí)施方式中制造的型鋼進(jìn)行說(shuō)明。圖1所示的型鋼是截面形狀在長(zhǎng)度 方向（例如，材軸方向）上變化的鞍型的帽形型鋼的一例。圖IA是從上方側(cè)觀(guān)察帽形型鋼時(shí) 的立體圖，圖IB是從下方側(cè)觀(guān)察時(shí)的立體圖。帽形型鋼1具備上壁、沿著該上壁的兩側(cè)緣部