旋压成型方法以及旋压成型装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及旋压成型方法以及旋压成型装置。
【背景技术】
[0002]在作为塑性加工的一种的旋压成型方法中，大多使用安装于使成型对象的板材旋转的主轴上的型芯(成型模具)。如专利文献I公开的那样，在安装于主轴的型芯上配置板材，并且通过尾架按压板材的与型芯相反的一侧的表面以此将该板材固定于型芯。在该状态下，使该板材随着主轴的旋转而旋转，通过加工辊等的加工工具与该板材的表面抵接以此使该板材成型。
[0003]现有技术文献:
专利文献:
专利文献1:日本特开2011-218427号公报。
【发明内容】
[0004]发明要解决的问题:
在使用型芯的旋压成型方法中，一般而言，通过加工工具将板材按压在型芯的侧表面。因此，例如在型芯的截面形状为梯形的情况下，在型芯的从支承板材的顶面向下以倾斜状展开的侧表面上设置周方向上延伸的凹陷和突起等时，可以在板材上形成在主轴的旋转方向上排列的凹凸。然而，在使用型芯的情况下，由于采用在型芯的侧表面按压板材这样的方式，因此在板材上形成在主轴的径向上排列的凹凸是困难的。又，在通过现有的旋压成型方法使板材以凹凸形状成型的情况下，需要准备具备与该凹凸形状对应的凸凹形状的精巧的型芯。因此，每个涉及成型的形状都会花费型芯的制造成本，进而存在板材的成型成本提高的问题。
[0005]本发明是为解决这样的问题而形成，因此其目的是能够将板材成型为任意的凹凸形状。
[0006]解决问题的手段:
为了达成前述目的，根据本发明的一种形态的旋压成型方法包括:在使固定于主轴的板材旋转的同时使加工工具与所述板材的第一主表面抵接，从而使从所述第一主表面朝向与该第一主表面相反的一侧的第二主表面延展的第一阶梯部成型的第一成型工序；和在使固定于所述主轴的所述板材旋转的同时在与所述第一阶梯部相比靠近外周侧的位置上使所述加工工具与所述板材的所述第二主表面抵接，从而使与所述第一阶梯部相反方向的第二阶梯部成型的第二成型工序。
[0007]根据所述旋压成型方法，通过使加工工具与板材的第一主表面和第二主表面抵接，以此使第一阶梯部和与其反方向的第二阶梯部依次成型。通过这样的两个阶段的旋压成型，不使用型芯(无成型模具下)便可以在板材上形成凹凸，也可以自由设定该凹凸的排列方向。因此，可以将板材形成为任意的凹凸形状。
[0008]所述旋压成型方法也可以在所述第一成型工序之前包括准备工序，并且在所述第一成型工序之后在所述第二成型工序之前包括中间工序。在所述准备工序中，也可以在安装于所述主轴的第一支承治具上配置所述板材，并且通过固定治具将所述板材借由所述第一支承治具固定于所述主轴。在所述中间工序中，也可以将所述第一支承治具更换为比该第一支承治具大且具有支持所述第一阶梯部的底部的环状的突起部的第二支承治具后，将已被翻面的所述板材配置在所述第二支承治具上，通过所述固定治具将所述板材借由所述第二支承治具固定于所述主轴。
[0009]根据所述结构，对于第一阶梯部或第二阶梯部中的任意一个只要使加工工具与板材的固定构件侧的主表面抵接便可以成型，因此可以简化加工工具的定位处理。
[0010]也可以是在所述第二支承治具的所述突起部的梢端形成有向所述第一阶梯部的底部的径向规定位置变尖的边缘部。
[0011]在突起部的梢端平坦的情况下，在成型时存在在突起部的宽度的范围内约束第一阶梯部的底部的反力作用点的位置会变化的担忧。相对与此，如果在突起部的梢端形成有边缘部，则反力作用点的位置在全周径方向上保持一定。借助于此，可以使成型时的板材的变形量在周方向上稳定化。
[0012]也可以是在所述第二成型工序中，将所述加工工具在所述第二支承治具的所述边缘部的附近与所述板材的第二主表面抵接。
[0013]根据所述结构，在使第二阶梯部成型时，通过使加工工具所抵接的板材的径向位置与由第二支承治具的边缘部支持的板材的径向规定位置相靠近，以此可以从由该边缘部支持的板材的径向规定位置开始弯曲，可以减少从第二阶梯部的成型开始位置向径向内侧处的板材的弯曲。
[0014]所述旋压成型方法也可以在所述第一成型工序之前包括准备工序，在所述第一成型工序之后所述第二成型工序之前包括中间工序。在所述准备工序中，也可以是在安装于所述主轴的第一支承治具上配置所述板材，通过第一固定治具将所述板材借由所述第一支承治具固定于所述主轴。在所述中间工序中，将所述第一支承治具更换为比该第一支承治具大且具有支持所述第一阶梯部的底部的环状的突起部的第二支承治具后，将已被翻面的所述板材配置在所述第二支承治具上，并且通过具有所述第二支承治具的所述突起部与所述板材接触的部分的最小径以上的大小的第二固定治具将所述板材借由所述第二支承治具固定于所述主轴。
[0015]根据所述结构，对于第一阶梯部或第二阶梯部中的任意一个只要使加工工具与板材的固定构件侧的主表面抵接便可以成型，因此可以简化加工工具的定位处理。此外，在使第二阶梯部成型时，预先将第一阶梯部的底部以由第二支承治具的环状的突起部和第二固定治具的周缘部夹持的形式进行支持，以此可以增大在夹持的位置上的板材的按压力，可以实现更稳定的成型。
[0016]也可以是将已被翻面的所述板材配置在所述第二支承治具上时，仅使所述第二支承治具的所述突起部支承所述板材的第一主表面。
[0017]根据所述结构，具有即使在第一阶梯部的高度低于突起部的高度的情况下也可以进行成型的优点。
[0018]也可以是在所述第一成型工序中，将加热器以与所述加工工具之间夹着所述板材的形式配置在与所述加工工具相反的一侧上，并且在与所述板材的所述加工工具所抵接的位置位于同一圆周上的位置处局部加热所述板材的第二主表面。也可以是在所述第二成型工序中，将所述加热器以与所述加工工具之间夹着所述板材的形式配置在与所述加工工具相反的一侧上，并且在与所述板材的所述加工工具所抵接的位置位于同一圆周上的位置处局部加热所述板材的第一主表面。
[0019]根据所述结构，由于不使用型芯，因此可以从与加工工具相反的一侧进行以板材的成型处为对象的局部加热，可以抑制加热整体时的裂纹和变形等的现象的发生。此外，由于不使用型芯，因此加热器的热不会被型芯夺走，因此可以高效地进行以板材的成型处为对象的局部加热。
[0020]也可以重复进行所述第一成型工序以及所述第二成型工序，从而对所述板材进行多工序成型。
[0021]根据所述结构，通过重复进行使第一阶梯部和第二阶梯部依次成型的工序的多工序旋压成型，可以将板材成型为更复杂的凹凸形状。
[0022]为了实现所述目的，根据本发明的另一形态的旋压成型装置具备:用于使成型的板材旋转的主轴；安装于所述主轴且具有支承所述板材的与第一主表面相反的一侧的第二主表面的圆形状的第一支承面的第一支承治具；代替所述第一支承治具安装于所述主轴且具有与所述第一支承面相比大径的圆形状的第二支承面、以及形成于所述第二支承面的周缘部且支承所述板材的第一主表面的环状的突起部的第二支承治具；以与所述第一支承面或所述第二支承面之间夹着所述板材并与所述第一支承面或所述第二支承面相对的形式配置，借由所述第一支承治具或所述第二支承治具将所述板材固定于所述主轴的固定治具；和用于与配置在所述第一支承治具上的所述板材的第一主表面抵接而使所述第二支承治具的所述突起部的高度以下的高度的第一阶梯部成型，并且在与所述第一阶梯部相比靠近外周侧的位置上与翻面的状态下配置在所述第二支承治具上的所述板材的第二主表面抵接，从而使与所述第一阶梯部反向的第二阶梯部成型的加工工具。
[0023]根据所述结构，通过使加工工具与板材的第一主表面和第二主表面抵接，以此使第一阶梯部和与其反方向的第二阶梯部依次成型。通过这样的两阶段的旋压成型，可以在不使用型芯的情况下(无成型模具下)在板材上形成凹凸，也可以自由设定该凹凸的排列方向。因此，可以将板材成型为任意的凹凸形状。又，根据所述结构，在第二阶梯部成型时使板材翻面并通过第二支承治具支承该已被翻面的板材，从而对于第一阶梯部以及第二阶梯部只要使加工工具与板材的固定构件侧的主表面抵接便可以成型，因此可以简化加工工具的定位处理。
[0024]也可以是在所述第二支承治具的所述突起部的梢端形成有向所述第一阶梯部的底部的径向规定位置变尖的边缘部。
[0025]在突起部的梢端平坦的情况下，在成型时存在在突起部的宽度的范围内约束第一阶梯部的底部的反力作用点的位置会变化的担忧。相对与此，如果在突起部的梢端形成有边缘部，则反力作用点的位置在全周径方向上保持一定。借助于此，可以实现稳定的成型。
[0026]也可以是所述加工工具在成型所述第二阶梯部时，在所述第二支承治具的所述边缘部的附近与所述板材的第二主表面接触。
[0027]根据所述结构，在使第二阶梯部成型时，通过使加工工具所抵接的板材的径向位置与由第二支承治具的边缘部支持的板材的径向规定位置相靠近，以此可以从由该边缘部支持的板材的径向规定位置开始弯曲，可以减少从第二阶梯部的成型开始位置向径向内侧处的板材的弯曲。
[0028]也可以是所述旋压成型装置，作为所述固定治具具备:在使所述第一阶梯部成型时使用的第一固定治具；和在使所述第二阶梯部成型时使用的、具有所述第二支承治具的所述突起部与所述板材接触的部分的最小径以上的大小的第二固定治具。
[0029]根据所述结构，在使第二阶梯部成型时，预先将第一阶梯部的底部以由第二支承治具的环状的突起部和第二固定治具的周缘部夹持的形式进行支持，以此可以增大加工工具对板材的按压力，可以实现更稳定的成型。
[0030]也可以是还具备形成为以与所述加工工具夹着所述板材的形式配置在与所述加工工具相反的一侧上，并且在与所述板材的所述加工工具所抵接的位置位于同一圆周上的位置处局部加热所述板材的第一主表面以及第二主表面的结构的加热器。
[0031]根据所述结构，由于不使用型芯，因此可以从与加工工具相反的一侧进行以板材的成型处为对象的局部加热，可以抑制加热整体时的