JPH0195829A - ユニバーサル成形型、及び熱間成形加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、三次元面形状をもつ羽根の主として熱間成形
加工法において使用される成形型に係り、特に、種々の
三次元曲面形状成形加工時に一台の成形型を各配列点に
アジャストすることにより対応できるユニバーサル成形
型に関する。

〔従来の技術〕

従来、三次元曲面を成形する型は、特開昭５９−１６３
０３３号、特開昭６２−７７１２８号に見られるように
、所定の曲面を得るために、型を格子状に配列した板を
縦・横に組み合わせ、組み合わせた板を所定の曲面にな
るように加工し、その縦・横の間を充填材で埋めたり、
板のかわりに所定の曲面になるように加工されたコア（
ブロック）をスペーサで接合して形成する型が見られる
が、いづれも−曲面に対して一つの型を製作しなければ
ならず、型の他曲面への融通性はない。

又、ある程度のフレキシブル化を狙ったものとして特開
昭５９−１５３５２７号、特開昭６１−２４５９２４号
公報があるが、モータ駆動で数本同時にアジャストする
方式はスペース上の制約があるのと、ポンチ−本ごとの
アジャストは困難であり、又、ポンチ強度上も制約があ
り、大きなものの成形はできない。さらに、ポンチ（支
柱）に溝を設け、この溝に板を挿入し、板のアジャスト
による組み合わせでフレキシブル化を狙ったものもある
が組立てに時間がかかり、やはり、強度上の問題も考え
合わせると、大きな肉厚の成形は困難である。

このように、従来の方法ではフレキシブルな金型で大き
な、肉厚のものの成形はできにくく、さらに、−曲面一
体型では膨大な金型費がかかるという問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、複雑形状を有する３次元曲面の主と
してポンプ水車等のランナーベーンの熱間成形加工に供
される金型では、曲面形状が種々ある場合には、その曲
面形状にすばやく対応できる金型は不可能に近く、金型
費も膨大であり、厚鋼板の熱間加工に際して金型強度上
も問題があった。

本発明の目的は、曲面形状の変化する主として、ポンプ
水車等のランナーベーンを短時間で、かつ、精度良く成
形加工するために、各点列配置されたポンチを一ケごと
にアジャストできる機構をもった、種々の曲面形状に成
形可能なユニバーサル成彫型を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、種々の任意な三次元曲面形状の羽根、主と
してポンプ水車等のランナーベーンを熱間成形加工する
際に、一つの型で種々の任意曲面に対応するために、型
内部に収納されたポンチを各点配列配置し、この各点配
列配置されたポンチは、任意曲面の各点の座標と対応さ
せ、座標に対応する分だけ、型内各点配列配置されたポ
ンチをアジャストさせることによって任意曲面を形成す
るが、ポンチのアジャストは、角ネジスクリューを回転
させることにより、アジャスト可能にし、任意の曲面を
形成できる各点列配置を簡単にすばやく曲面形成できる
。さらに各点列のポンチは、角ネジにより構成されてい
るため、成形時の強大な成形力にも充分耐えることがで
きる。

〔作用〕

種々な形状の三次元曲面を成形加工するためのユニバー
サル型は、下型・上型内部に相対する位置に曲面成形加
工用のポンチを配列・配置してある。上型の場合は、ポ
ンチ自重によりポンチが落下しないように、落下防止用
の突起をポンチ底部に設けた構造としておく、上・下型
相対するポンチの位置は角ネジスクリューにより、配列
・配置されたポンチと同じ座標の数値分だけアジャスト
し任意の曲面形成ができる。ポンチはこの角ネジスクリ
ューとそれに直結する鋼球、及び、スライドする筒とか
ら成り、強度とポンチの位置決め機構を兼ねている。こ
の上・下型内にあるポンチを各点の座標によりアジャス
ト設定し、適当な油圧プレスに組み付け、上・下型ポン
チ間に熱せられた厚鋼板をはさみ込んで油圧プレスによ
り所定の力を加えて成形加工する。ポンチのアジャスト
設定は一本毎に手動で行なうため、確実な設定ができ、
寸法誤差も少ないため、精度良い三次元曲面成形加工を
行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図から第６図にもとづい
て具体的に説明する。第１図は、本発明のユニバーサル
成形型の断面図であり、三次元曲函成形する厚鋼板をま
ん中にダミープレートではさんで成形加工している図を
示している。第２図は第１図のユニバーサル型の■−■
矢視平面図であり、点列配置されるポンチを黒丸印で示
した平面図の一部である。又、第３図は、第１図のユニ
バーサル成形型を■矢方向から見た側面図の一部を示し
ている。第４図は、ダミープレートをユニバーサル型に
固設して、平板の厚鋼板をユニバーサル型内部にセット
した状態を示しており、これから厚鋼板の三次元曲面成
形加工を始める前の状態を示す。第５図は、本発明の対
照となる三次元曲面をもつ羽根、主としてポンプ水車等
の全体図を示しており、第６図はそのポンプ水車等のラ
ンナベーンを示す。

ユニバーサル型の構成は、上型フレーム１、下型フレー
ム２内部には三次元曲面を形成するための上型ポンチ３
と下型ポンチ４を収納している。

下型ポンチ４、上型ポンチ３の下部には、ポンチのアジ
ャスト量をカバーするための、上型ポンチ用スペーサ５
と下型ポンチ用スペーサ６が数種類の高さの違う形状で
、ポンチと固定され、それぞれ上型フレーム１及び下型
フレーム２に固定されている。上型ポンチ用スペーサ５
は、自重による落下防止のため、上型フレーム１に固定
されているブロック７にある丁字形状溝のなかに、上型
ポンチ用スペーサ５の丁字形突起が入り、引っ掛かって
落下しないようになっている。上型フレーム１及び下型
フレーム２には、三次元曲面形状の切口をもつ上型ガイ
ド板８と下型ガイド板９がそれぞれ四方に固定されてい
る。

このように構成されたユニバーサル型により、三次元曲
面形状の羽根、主としてポンプ水車１０のランナーベー
ン１１の成形加工に供されたユニバーサル型の加工法と
動作について説明する。まず、各点列配置された上型ポ
ンチ３及び下型ポンチ４は、各点列座標の数値により組
み合わされる。

上型ポンチ用スペーサ５と下型ポンチ用スペーサ６を選
定し上型ポンチ３、下型ポンチ４にそれぞれ固定する。

セットした上型ポンチ３と下型ポンチ４をそれぞれの上
型フレーム１及び下型フレーム２に配列配置するが、上
型ポンチ３のみは、ブロック７のＴ字状溝に上型ポンチ
用スペーサ５の丁字形突起を挿入し、９０°回転させて
落下しないようにするが、下型ポンチ４は、そのまま下
型フレーム２に挿入設置する。各点列座標の数値により
上型ポンチ３と下型ポンチ４は、ポンチ球頭１２を所定
の座標数値分だけアジャストするが、このポンチ球頭１
２は、スライド筒１３と固設されており、さらに、スラ
イド筒１３は、スライド筒１３をガイドするガイド筒１
４に固設されている角ネジ１５によって微調に座標位置
設定できるようになっている。角ネジ１５は、ポンチ球
頭１２に設けられているハンドル１６を回すことによっ
て、スライド筒１３と共に、球頭１２が座標位置設定で
きる。点列配置されたポンチの座標位置をこのようにき
めた後に、ダミープレート１７によりはさんだランナベ
ーン１１を油圧プレスにセットし矢印のように成形力を
加えて成形加工する。二回めの成形加工以降は、ダミー
プレート１７を上型ガイド板８及び下型ガイド板９に溶
接等で固着し、第４図に示すように、二枚め以降のラン
ナベーンとなる厚鋼板１８を三次元曲面成形されたダミ
ープレート１７の間に挿入し、所定の成形加圧力により
成形加工する。

種々の三次元曲面成形を可能にするためには、このポン
チ３，４を適当な座標設定によりアジャストし、−回め
の成形時にダミープレート１７と厚鋼板１８を一緒に曲
げ成形加工し、その後、ダミープレート１７をプレスフ
レームのガイド板８゜９におのおの溶接固着し、三次元
曲面成形羽根加工用ユニバーサル型とする。

このようにして成形されたポンプ水車１０等のランナー
ベーン１１を第５図、第６図に示す。ここでランナーベ
ーンは大きいために、第６図に示すように三分割等にし
て、成形加工後溶接している。

本実施例によれば、次の効果がある。

（１）曲面形状の種々違う三次元形状をもつ羽根、主と
してポンプ水車等のランナベーン加工において、それぞ
れ違う曲面形状の成形型を作ることなく−台の型で種々
の曲面形状に対応できる。

（２）ポンチ球頭を角ネジスクリューでアジャストする
ことにより、シンプルな機構で精度の良い加工が可能と
なった。

（３）加工工程が短縮でき、材料費も一体鋳造成形から
鋼板化できるために、大幅な低減となり、トータルなコ
スト低減に寄与できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、三次元曲面をもつ種々の羽根及び平板
等の三次元曲面加工等に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のユニバーサル成形型の断
面図、第２図は第１図のｎ−ｎ矢視平面図、第３図は第
１図の■矢視方向側面図、第４図は、ユニバーサル型に
より成形加工する厚鋼板をセットした状態図、第５図は
、本発明の一実施例の対照となったポンプ水車の全体図
、第６図はそのポンプ水車等のランナーベーンの斜視図
である。 １・・・上型フレーム、２・・・下型フレーム、３・・
・上型第　２　　図 第　３　図 覧　　【　　口 ＡＪ　　　　Ｊ　　　　じ」 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、三次元形状をもつ羽根の、主として熱間成形加工に
   より製作する場合の成形型において、型枠内に収納され
   るポンチが多点列を形成するため、多数個配置されたこ
   とを特徴とするユニバーサル成形型。 ２、多数個配置され、多点列を形成する前記ポンチは、
   任意の三次元曲面を形成させるため、角ネジスクリュー
   によるアジヤスト可能な構造としたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記記載のユニバーサル成形型。 ３、上型となるユニバーサル型の内部に多点列形成する
   ため配置される前記ポンチは、ポンチの底部にＴ形状の
   突起を設け、型底部にある逆Ｔ形溝にはめ込んで、９０
   °回転させることによつてポンチの自重による落下を防
   止したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のユ
   ニバーサル成形型。 ４、三次元曲面の成形は、型内部に点列配置されたポン
   チを前記三次元曲面に対応する各点列の座標に合わせポ
   ンチをアジヤストし曲面形成した後、最初の成形時は、
   任意の曲面に曲げようとする厚鋼板を上・下にサンドイ
   ッチする形でダミーのプレートをはさみこんで任意の曲
   面に加熱曲げをし、その後、冷却後このダミーのプレー
   トを上型・下型のフレームに溶接し二回目以降はこの任
   意曲面に成形されている前記ダミープレートの間に曲げ
   ようとする鋼板をはさみ込んで油圧プレス等で成形加工
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のユニ
   バーサル成形型。