[发明专利]弯曲加工制品的制造方法、制造装置以及连续制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及弯曲加工制品的制造方法、制造装置以及连续制造装置，更详细而言，其涉及能更有效率且高精度地制造弯曲加工制品的方法、制造装置以及连续制造装置，例如，该弯曲加工制品是进行如S字形弯曲那样弯曲方向在二维上不同的弯曲加工、或者弯曲方向在三维上不同的弯曲加工而制造的。

背景技术

近年来，考虑对地球环境的影响，作为构造用的金属材料要求轻量且高强度的材料。例如，在汽车中，对于车身安全性的要求变高，对于汽车部件的轻量化以及高强度化要求变得更加强烈，从燃料消耗的改善及提高对冲撞的安全性这样的方面出发，汽车用部件的开发被推动。为了满足这种要求，具有比以往更高强度级别的高强度原材料、例如、抗拉强度为780MPa以上、甚至900MPa以上的这种高张力钢板被广为使用。

另一方面，伴随这种原材料的高强度化，重新考虑汽车用部件的构造的研究也被推动。例如，为了适用于各种各样的汽车部件，也强烈要求开发用于高精度加工的弯曲加工技术来制造弯曲加工制品，该弯曲加工制品是进行多分支弯曲形状例如就如S字形弯曲那样的弯曲方向为在二维上不同的连续弯曲、或者弯曲方向为在三维上不同的连续弯曲而制造的。

为了满足这种要求，例如，在专利文献1中公开了涉及如下弯曲加工方法的发明：通过自由旋转的臂来保持金属管等被加工材料的前端侧，利用加热装置对金属材料的一部分进行加热的同时，通过适当地移动该加热部而使金属材料的一部分弯曲变形，然后再进行冷却，对金属管等进行热处理的同时进行弯曲加工。其次，在专利文献2中公开了涉及弯曲加工的方法的如下发明：对金属管的加热部施加扭转力以及弯曲力，扭转金属管的同时使之弯曲变形，由此，对金属管等进行热处理的同时进行弯曲加工。

如果还考虑弯曲加工制品的轻量化，其抗拉强度优选设定在900MPa以上，更优选设定在1300MPa以上。在这样的情况下，迄今为止如专利文献1、2所公开那样，将抗拉强度为500～700MPa左右的管坯作为初始材料在进行弯曲加工之后，通过热处理使之强度提高来制造出具有期望的高强度的弯曲加工制品。

但是，专利文献1、2所公开的发明都涉及属于所谓夹持弯曲加工的加工方法，不管实施哪种发明，都需要通过使用旋转自如的臂来支承被加工材料的前端部。因此，被加工材料的进给速度就不能高速化，而且，因为每次重复用臂支承被加工材料，都需要使臂复位，所以被加工材料的进给速度较大地变动，难以对冷却速度进行复杂的控制，无法确保所期望的淬火精度。因此，必须复杂地控制导致不均匀变形的加热、冷却速度，所以无法确保规定的淬火精度。因此，在弯曲形状发生偏差的同时，特别是在高强度材料的情况下，随残余应力而产生延迟破坏，就难以制造出要求高可靠性的汽车用部件。

在专利文献3中公开了高频加热弯曲装置的发明：利用进给装置将由支承部件支承的被加工材料从上游侧向下游侧进给，并在该支承部件的下游基于弯曲成形的弯曲加工并向三维方向移动自如地支承压弯辊。采用专利文献3所公开的高频加热弯曲装置，将压弯辊跨过被加工材料而向相反方向的被加工材料的侧面移动，与该侧面抵接来进行弯曲加工，例如，即使是在如S字形的弯曲那样弯曲方向为在二维上不同的连续弯曲的情况下，也不需要进行使被加工材料旋转180度的准备作业，从而可以有效地进行弯曲加工。

但是，专利文献3所公开的高频加热弯曲装置中，没有夹紧被加工材料的两侧面的部件。因此，容易发生由于采用高频进行加热了的冷却所引起的残余应力导致的变形，由此确保规定的尺寸精度就变得困难，且加工速度受到限制并且难以提高弯曲加工精度。

在专利文献4中公开有弯曲加工装置的发明：替代上述夹持弯曲加工、高频加热弯曲装置的压弯辊，将固定配置的固定模具与向三维方向上移动自如地配置的移动螺旋模具相互分开设置，并且，还具有将金属构件加热到与由移动螺旋模(gyrodie)进行的弯曲加工的曲率相对应的温度的加热部件。

专利文献4所公开的、构成弯曲加工装置的固定模具以及移动螺旋模具都不能旋转地支承作为被加工材料的金属材料。因此，即使是在固定模具以及移动螺旋模具中任一个的表面上，都伴随金属材料的支承，容易产生热粘缺陷。另外，专利文献4所公开的弯曲加工装置向固定模具以及移动螺旋模具供给冷却流体来防止这些模具强度的降低及热膨胀引起的加工精度的降低。但是，供给冷却流体并不是用来淬火热处理弯曲加工后的金属材料的，因此通过淬火，不能制造出例如900MPa以上的这样高强度的弯曲加工制品。