能够释放锻造件应力的锻造方法及系统

摘要

本发明的一实施态样提出一种能够释放锻造件应力的锻造方法，其包括：藉由锻造模具将材料锻造成型为第一锻造件；对所述第一锻造件进行热处理；及将所述第一锻造件中有应力集中或储存的一第一区域切削成复数个第二区域，藉以得到应力已释放的第二锻造件。藉此，针对锻造件进行切削处理而达成应力释放，帮助锻造件达到稳定的状态，有效的提升后续加工后的良率。

权利要求

1.一种能够释放锻造件应力的锻造方法，其包括：藉由锻造模具将材料锻造成型为第一锻造件；

对所述第一锻造件进行热处理；

设定产生复数个参数；及

依据所述复数个参数将所述第一锻造件中有应力集中或储存的一第一区域切削成复数个第二区域，藉以得到应力已释放的第二锻造件。

2.根据权利要求1所述的能够释放锻造件应力的锻造方法，其中在所述应力释放步骤中，所述第一锻造件的所述第一区域是至少包含所述第一锻造件的中心区域。

3.根据权利要求2所述的能够释放锻造件应力的锻造方法，其中在所述应力释放步骤中，所述第一锻造件的所述第一区域进一步包含所述第一锻造件的至少一个应力集中位置。

4.根据权利要求1所述的能够释放锻造件应力的锻造方法，进一步包括：对所述第二锻造件进行热处理。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的能够释放锻造件应力的锻造方法，其中所述第二锻造件的所述复数个第二区域之间具有复数个切槽。

6.一种能够释放锻造件应力的锻造方法，其包括：藉由锻造模具将材料锻造成型为第一锻造件；

设定产生复数个参数；

依据所述复数个参数将所述第一锻造件的一第一区域切削成复数个第二区域，藉以得到应力已释放的第二锻造件；及对所述第二锻造件进行热处理。

7.根据权利要求6所述的能够释放锻造件应力的锻造方法，其中所述第二锻造件的所述复数个第二区域之间具有复数个切槽。

8.一种能够释放锻造件应力的锻造系统，其包括：锻造单元，其利用锻造模具将材料锻造成型为第一锻造件；

加工单元，其用以依据复数个参数将所述第一锻造件中有应力集中或储存的一第一区域切削成复数个第二区域，藉以得到应力已释放的第二锻造件；

热处理单元，其用以对所述第一锻造件或所述第二锻造件进行热处理；及运算单元，其连接于所述加工单元，用以控制所述加工单元，其中所述运算单元对所述加工单元设定所述复数个参数。

9.根据权利要求8所述的能够释放锻造件应力的锻造系统，其中所述运算单元进一步用以至少依据所述锻造单元中锻造型变的应力残留而决定所述复数个参数。

说明书

能够释放锻造件应力的锻造方法及系统

技术领域

[0001] 本发明是有关于锻造件应力释放的方法及系统，尤其是有关于能够释放锻造件应力的锻造方法及系统。

背景技术

[0002] 传统的锻造由透过设计的锻造模具向材料施压，透过压力使材料产生形变，而增加硬度与抗拉强度，塑性变形产生的各种挤压造成了材料中的应力分配不均或应力集中的现象。

[0003] 上述现象，将对锻件之后加工尺寸造成极大的变异，并且无法控制。热处理制程可以加速应力释放，却同时也造成锻件软化(晶粒成长)因而造成锻造制程所提供的高硬度与高强度优势失效。但由于现今的产品需求越来越高，尤其在手机产业中，追求着越薄的手机厚度，然后在工件要求，厚薄越薄，藉由晶格扭曲而强化材料的机构，造成残留应力的大量储存，这些储存的应力，将于加工后以变形的型式释放应力，造成尺寸控制不易。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明提供够释放锻造件应力的锻造方法及锻造系统，能够针对锻造件进行切削处理而达成应力释放，帮助锻造件达到稳定的状态，有效的提升后续加工后的良率。

[0005] 依据本发明第一实施态样，提出一种能够释放锻造件应力的锻造方法，其包括：成型步骤，其藉由锻造模具将材料锻造成型为第一锻造件；第一均质正常化步骤，其对所述第一锻造件进行热处理以使所述第一锻造件均质化和正常化；及应力释放步骤，其为将所述第一锻造件的一第一区域切削成复数个第二区域，藉以得到应力已释放的第二锻造件。

[0006] 依据本发明第二实施态样，提出一种能够释放锻造件应力的锻造方法，其包括：成型步骤，其藉由锻造模具将材料锻造成型为第一锻造件；应力释放步骤，其为将所述第一锻造件的一第一区域切削成复数个第二区域，藉以得到应力已释放的第二锻造件；及第一均质正常化步骤，其对所述第二锻造件进行热处理以使所述第二锻造件均质化和正常化。

[0007] 依据本发明第三实施态样，提出一种能够释放锻造件应力的锻造方法，其包括上述第一实施态样的步骤，且进一步包括第二均质正常化步骤，其对所述第二锻造件进行热处理以使所述第二锻造件均质化和正常化。

[0008] 依据本发明第四实施态样，提出一种能够释放锻造件应力的锻造方法，其可基于上述本发明的任一实施态样，且进一步包括：参数设定步骤，其为包括设定产生所述复数个参数；其中所述应力释放步骤是依据所述复数个参数将所述第一锻造件的所述第一区域切削成所述复数个第二区域以得到所述第二锻造件。

[0009] 依据本发明第五实施态样，提出一种能够释放锻造件应力的锻造系统，其包括：锻造单元，其利用锻造模具将材料锻造成型为第一锻造件；加工单元，其用以依据复数个参数将所述第一锻造件的一第一区域切削成复数个第二区域，藉以得到应力已释放的第二锻造件；热处理单元，其用以对所述第一锻造件或所述所述第二锻造件进行热处理；及运算单元，其用以控制所述加工单元，其中所述运算单元对所述加工单元设定所述复数个参数。

[0010] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

[0011] 能够针对锻造件进行切削处理而达成应力释放，帮助锻造件达到稳定的状态，有效的提升后续加工后的良率。

[0012] 为了对本发明的上述实施态样及其他态样有更佳的了解，下文举实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

[0013] 图1显示依据本发明的能够释放锻造件应力的锻造方法的第一实施态样的示意流程图。

[0014] 图2显示依据本发明的能够释放锻造件应力的锻造方法的第二实施态样的示意流程图。

[0015] 图3显示依据本发明的能够释放锻造件应力的锻造方法的第三实施态样的示意流程图。

[0016] 图4A显示第一锻造件的实施例的示意图。

[0017] 图4B显示第二锻造件的实施例的示意图。

[0018] 图5显示依据本发明的能够释放锻造件应力的锻造方法的第四实施态样的部分示意流程图。

[0019] 图6显示依据本发明的能够释放锻造件应力的锻造系统的一实施态样的示意方块图。

[0020] 其中：10：锻造系统；100：锻造单元；110：热处理单元；120：加工单元；150：运算单元；A1：第一区域；B1-B4：第二区域；F1：第一锻造件；F2：第二锻造件；G1-G4：切槽；ST1-ST4：区域；S100、S110-S150：步骤；S110A、S120A：步骤。

具体实施方式

[0021] 以下提出依据本发明的能够释放锻造件应力的锻造方法及锻造系统的实施例以说明各种实施态样。

[0022] 请参考图1，其显示依据本发明的能够释放锻造件应力的锻造方法的第一实施态样的示意流程图。如图1所示，本实施态样的能够释放锻造件应力的锻造方法是至少包括以下步骤：成型步骤S100、第一均质正常化步骤S110及应力释放步骤S120。

[0023] 成型步骤S100，其藉由锻造模具将材料锻造成型为第一锻造件。

[0024] 第一均质正常化步骤S110，其对所述第一锻造件进行热处理以使所述第一锻造件均质化和正常化。

[0025] 应力释放步骤S120，其为将所述第一锻造件的一第一区域切削成复数个第二区域，藉以得到应力已释放的第二锻造件。

[0026] 此外，在本发明的能够释放锻造件应力的锻造方法的第二实施态样中，其中可进一步将第一均质正常化步骤执行于应力释放步骤之后。如图2所示，本实施态样的能够释放锻造件应力的锻造方法是至少包括以下步骤：成型步骤S100、应力释放步骤S120A及第一均质正常化步骤S110A。

[0027] 执行成型步骤S100所产生的第一锻造件，是进一步应力释放步骤S120A处理。

[0028] 应力释放步骤S120A，其为将所述第一锻造件的一第一区域切削成复数个第二区域，藉以得到应力已释放的第二锻造件。

[0029] 第一均质正常化步骤S110A，其对所述第二锻造件进行热处理以使所述第二锻造件均质化和正常化。

[0030] 藉由上述的方法，可针对锻造件因压力过大造成的应力集中的区域进行应力释放步骤，使所述锻造件的所述区域分削成复数个区域所造成的应力预释放效果，帮助工件达到稳定的状态，有效的提升加工后的良率。

[0031] 此外，在上述的方法中，均质正常化步骤与应力释放步骤两者是互相搭配，令锻造件的残留应力达到有效的释放。在图1所示的第一实施态样中，经过均质正常化步骤的热处理后再进行应力释放步骤，是能够释放热处理所储存的热应力。而在图2所示的第二实施态样中，经过进行应力释放步骤后再进行均质正常化步骤的热处理，是能够减少热处理的热应力储存。

[0032] 故此，均质正常化步骤与应力释放步骤两者搭配使用，可以捕捉应力储存的陷阱，进而可以控制应力释放所需的变形量与部位。举例而言，如图3所示，其为本发明的能够释放锻造件应力的锻造方法的第三实施态样的示意流程图。相较于第一实施态样，第三实施态样进一步包括第二均质正常化步骤S130，其对应力释放步骤S120所产生的第二锻造件进行热处理以使所述第二锻造件均质化和正常化。然而，本发明的实施态样是不受上述所限制，进一步可以其他方式实施，例如第三实施态样可进一步包括另一应力释放步骤，又例如第二实施态样可进一步包括另一应力释放步骤。藉此，以捕捉应力储存的陷阱，进而可以控制应力释放所需的变形量与部位。

[0033] 以下以锻造件的实施例来说明上述方式的实施态样。为了便于说明，以下以第一实施态样为例，然而其他实施态样亦可如此类推。

[0034] 请参考图4A所示的为经过第一实施态样的成型步骤S100所产生的第一锻造件F1的一实施例。在经过第一均质正常化步骤S110的热处理后，第一锻造件F1仍有应力储存或集中在不同位置。例如图4A中，于虚线方框所示意的第一锻造件F1的第一区域A1内，应力是储存或集中于由虚线圆圈所示意的复数个区域ST1、ST2、ST3、ST4内。故此，执行应力释放步骤S120，将第一锻造件F1的第一区域A1切削成复数个第二区域B1、B2、B3、B4，藉以得到应力已释放的第二锻造件F2。

[0035] 此外，在一实施例中，上述应力释放步骤(如S120或S120A)中的第一锻造件的第一区域是至少包含所述第一锻造件的中心区域，如图4A所示的第一区域A1。

[0036] 此外，在另一实施例中，上述应力释放步骤(如S120或S120A)中的所述第一锻造件的所述第一区域进一步包含所述第一锻造件的至少一个应力集中(或储存)位置，如图4A中第一区域A1所示意者。

[0037] 另外，在一些实施例中，上述应力释放步骤(如S120或S120A)是包括利用任一种切削方式或其组合(如车削、钻孔、铣切、刨切、研磨、搪孔等或其组合)，来将所述第一锻造件的所述第一区域成复数个切槽。举例而言，如图4B所示，第二锻造件F2的复数个第二区域B1-B4之间具有复数个切槽G1-G4。

[0038] 虽然上述实施例是以图4A和图4B来作为例示性的说明，然而，本发明对应力释放步骤的实施方式并不加以限制，只要此切削步骤能于第二锻造件中产生复数个第二区域而能减少应力，藉此达到释放应力的效果的加工方式或组合，皆可视为本发明的应力释放步骤的实施例。

[0039] 而本发明对于成型步骤中的锻造模具和第一锻造件和应力释放步骤中的第二锻造件的形状不加以限制，藉此，因应锻造件最终成品的需求(例如为手机边框、电脑边框、家电边框)，故此可做任何形状的变化。

[0040] 此外，图5显示依据本发明的能够释放锻造件应力的锻造方法的第四实施态样的部分示意流程图。第四实施态样可以被视为在前述任一实施态样中进一步包括如图5所示的参数设定步骤S140。参数设定步骤S140为至少包括设定应用于应力释放步骤S120的复数个参数。第四实施态样的应力释放步骤S120是依据所述复数个参数将成型步骤所产生的第一锻造件的第一区域切削成复数个第二区域以得到第二锻造件。举例而言，所述复数个参数是关于切削处理的参数，或关于所述复数个第二区域之间的切槽的参数。

[0041] 在参数设定步骤S140的一实施例中，其是表示从一资料库或档案中读取用于应力释放步骤S120的所述复数参数。

[0042] 在参数设定步骤S140的另一实施例中，其进一步包括：至少依据所述成型步骤中锻造型变的应力残留来决定所述复数个参数。此外，亦可以藉由内应力分析仪器以得知锻造件的内应力大小、方向来决定所述复数个参数。

[0043] 依据本发明的第四实施态样，进一步可利用上述本发明的任一实施态样或其组合的技术来设计出一种自动化或半动化加工系统，以及提出一种可广泛应用于其他相关制程或设备的加工方法。

[0044] 譬如，图6显示依据本发明的能够释放锻造件应力的锻造系统的一实施态样的示意方块图。如图6所示，锻造系统10是至少包括锻造单元100、热处理单元110、加工单元120、及运算单元150。锻造单元100是利用锻造模具将材料锻造成型为第一锻造件。加工单元120，其用以依据复数个参数将所述第一锻造件的一第一区域切削成复数个第二区域，藉以得到应力已释放的第二锻造件。热处理单元110，其用以对所述第一锻造件或所述第一锻造件进行热处理。运算单元150，其连接于所述加工单元120，至少用以控制所述加工单元120，其中所述运算单元150对所述加工单元120设定所述复数个参数。

[0045] 举例而言，所述运算单元150是用以实现图5中的参数设定步骤S140。在图6的实施态样的一实施例中，所述运算单元150是从一资料库或档案中读取用于加工单元120的所述复数个参数。

[0046] 在图6的实施态样的另一实施例中，所述运算单元150进一步用以至少依据所述锻造单元100中锻造型变的应力残留而决定所述复数个参数。例如，运算单元150可以执行应力释放分析(stress release analysis)的程序例如利用电脑辅助设计、分析或模拟软体(如Matlab，Simulink等)或专属设计的程序，来辅助或自动进行(1)切槽设计及(2)内应力储存参数的寻找，藉此产生前述用于应力释放步骤的所述复数个参数。

[0047] 举例而言，(1)切槽设计：是指针对锻造型变中的应力残留寻找最适合的切槽设计，开发出最佳的切槽参数，使锻件达到应力平衡的稳态。例如，关于切槽的复数个参数为，切槽的个数、长宽尺寸，但不限于此。

[0048] (2)内应力储存参数的寻找：是寻找制程中因锻造储存的内应力，使锻造件能够藉由前述应力释放步骤(如S120或S120A)而达到应力释放的效果。

[0049] 如此，利用依据图6的实施态样的锻造系统或自动化或半动化加工设备，或于原有加工设备中实现上述任一实施态样或组合的锻造方法，能于加工程序中有效的释放锻造件的残留应力，藉此帮助所述锻造件达到稳定的状态，有效的提升加工后的良率，并可减少额外成本。

[0050] 综上所述，本发明的内容已以如上的实施例举例说明了，然而本发明并非仅限定于此等实施方式而已。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可再进行各种的更动与修饰；例如，将前述实施例中所例示的各技术内容加以组合或变更而成为新的实施方式，此等实施方式亦当然视为本发明所属内容之一。因此，本案所欲保护的范围亦包括前述的申请专利范围及其所界定的范围。