CN101282799A - 环状构件的制造方法 - Google Patents

Abstract

通过模压加工装置13的成形外模14向长度方向长的环状的毛坯的一对曲线部3d的外侧施加朝向对侧的曲线部3d的推压作用力，将各曲线部3d推压扩展成曲率半径大的大曲线部从而成形为半成品17，然后通过模压加工装置的最后加工内模和作为外模的圆形窗部的共同作用，推压扩展上述半成品17，从而制造出环状构件。由此，提高了环状构件的重量对于坯料的重量的比例即成品率，和环状构件对于废料的比例即成品率，降低了成本。

Description

环状构件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种环状构件的制造方法。

背景技术

以往，如图12所示的环状构件1的制造方法如下，即，使用图13(a)(b)所示的具有规定厚度的坯料2，通过冲压装置利用冲压方法制造单列或双列圆环状构件1。

但是，在上述以往的制造方法中，环状构件1的重量对于坯料2的重量的比例即成品率差，从而环状构件1的成本高。

其理由，框架(Skeleton)S1及金属块(Slug)S2对于环状构件1的比例高，即材料占用率高。另外，上述“框架”是指，在多个环状构件1的冲压处理后所剩下的轮廓状的废料，此外，上述“金属块”是指，在冲压多个环状构件1时，通过冲床而被冲压除去的多个废料。

因此，提出了如图14(a)(b)所示的环状构件的成形方法(专利文献1)。

上述专利文献1中记载的环状构件的成形方法包括：在防止长圆环状的构件宽度变形的同时，连续使构件的宽度弯曲而变为近似圆形的工序；和将已成近似圆形的构件变为圆形的工序。

即，如图14(a)所示，设置了可滑动地对向夹持长圆环状的坯料100的短轴侧的一个边的、且可自由旋转和移动的内、外辊103、104，和可自由移动的一对弯曲辊105，通过使内、外辊103、104向箭头F方向或其相反方向旋转，将长圆环状的坯料100在向箭头L方向或其相反方向进给，同时，通过将一对弯曲辊105沿箭头G方向压入，由此对坯料100的直线部分依次进行曲率加工，使其成形为近似圆形的坯料101。

接着，如图14(b)所示，在内辊103上外嵌可同时旋转的大直径内辊106，并使其与近似圆形的坯料101内接，通过使大直径内辊106、外辊103、104向箭头F方向或其相反方向旋转，能得到成形为圆形的环状构件102。

专利文献1：JP特开昭62-203633号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献1中记载的环状构件的成形方法中，利用大直径内辊106向箭头K方向施加强的推压力，从内侧开始推压扩展已成近似圆形状的坯料101上所残存的具有小曲率半径的曲线部107。如果小曲率半径的曲线部107从内侧开始被推压扩展，那么在曲线部107曲率半径小的内侧区域会产生大“延展”而导致薄壁化，从而导致应力集中。因此，在近似圆形的坯料101成形为圆形的环状构件102的过程中，在曲线部107的内侧区域有产生龟裂的危险，这样，圆形的环状构件102对长圆环状的坯料100的比例即成品率降低，成本增加。

本发明为了解决上述问题而做出，其目的在于提供一种环状构件的制造方法，该制造方法既可以提高环状构件的重量对坯料的重量的比例即成品率，降低成本，还可以提高环状构件(相当于上述专利文件1中记载的成形为圆形的环状构件)对长度方向长的环状的毛坯(相当于上述专利文件1中记载的长圆环状的坯料)的比例即成品率。

解决问题的方法

本发明提供一种环状构件的制造方法，其特征在于，对长度方向长的环状的毛坯的长度方向两端部的曲线部从外侧向对侧方向进行推压，由此使该长度方向长的环状的毛坯成形为圆环状。

另外，上述“毛坯”是指用于环状构件的制造而被冲压的板。

通过这样，能够降低框架及金属块对于环状构件的比例，即材料占有率，从而能够提高环状构件的重量对于坯料的重量的比例即成品率。此外，通过从外侧向对侧推压长度方向长的两端部的曲线部，使上述曲线部上曲率半径小的径内区域的“延展”被极力抑制，不仅避免了径内区域的薄壁化，还产生了使曲线部厚壁化那样的材料的流动，从而缓和了径内区域的应力集中。其结果，在曲线部不会发生龟裂，能够提高环状构件对于长度方向长的环状的毛坯的比例即成品率。

本发明优选利用具有内模和外模的模压加工装置，使上述长度方向长的环状的毛坯成形为圆环状。由此，能够高效率地制造高品质的环状构件，实现成本的降低。

此外，本发明优选，上述长度方向长的环状的毛坯在其内侧具有长度方向长的孔，且具有在宽度方向的两侧互相相对的直线部、以及使这些直线部的长度方向的两端部相连的曲线部，利用嵌合在上述长度方向长的孔中的上述内模向上述直线部所施加的推压作用力，将长度方向长的环状的毛坯的宽度方向的尺寸扩大，然后在将保持内模嵌合在宽度方向的尺寸已被扩大的该长度方向长的孔中的状态下，利用成形外模对上述曲线部的外侧施加向着对侧的曲线部的推压作用力，将这些曲线部推压扩展为曲率半径大的大曲线部。

这样，在利用嵌合在上述纵长的孔中的上述内模放大长度方向长的环状的毛坯的宽度方向的尺寸之后，然后在将保持内模嵌合在了宽度方向的尺寸已被放大的该纵长的孔中的状态下，利用成形外模对曲线部的外侧施加向对侧的曲线部的推压作用力，由此，在因保持内模而向对侧的曲线部的移动已被限制的定位状态下，通过成形外模从外侧向内侧推压上述曲线部，从而使上述曲线部上曲率半径小的径内区域的“延展”被极力抑制，避免了径内区域的薄壁化，消除了径内区域的应力集中，从而在曲线部不会发生龟裂，能够使两曲线部容易地成形为大曲率半径的大曲线部。

另外，本发明也可以利用坯料的宽度方向的两端面，来形成上述长度方向长的环状的毛坯的宽度方向的两端面，并通过上述坯料的剪断，在长度方向上的两端部形成将上述直线部互相连接的曲线部。由此，能够将废料对于长度方向长的环状的毛坯的比例即材料占用率限制为最小。其结果，能够提高环状构件的重量对于坯料的重量的比例即成品率。

发明的效果

根据本发明，通过对长度方向长的环状的毛坯的在长度方向长的两端部的曲线部从外侧向对侧方向进行推压，由此使该毛坯成形为圆环状的方法来制造环状构件，降低框架及金属块对于环状构件的比例即材料占用率，由此提高环状构件的重量对于坯料的重量的比例即成品率，从而不仅能够降低环状构件的成本，还能够使在长度方向长的两端部的曲线部上曲率半径小的径内区域的“延展”被极力抑制，不仅避免了径内区域的薄壁化，还产生了使变成厚壁化那样的材料的流动，从而消除了径内区域的应力集中。其结果，在曲线部不会发生龟裂，能够提高环状构件对于长度方向长的环状的毛坯的比例即成品率。

附图说明

图1是表示从坯料冲压出毛坯(blank)的工序的第一实施方式的俯视图。

图2是表示从在图1中的坯料冲压出的毛坯的放大主视图。

图3是表示在第一模压加工装置中放置毛坯的状态的实施方式的俯视图。

图4是表示通过第一模压加工装置而发生变形的毛坯所成形的状态的实施方式的俯视图。

图5是表示在第二模压加工装置中放置了毛坯的状态的实施方式的俯视图。

图6是表示半成品通过第二模压加工装置被成形了的状态的实施方式的俯视图。

图7是表示在第三模压加工装置中放置了半成品的状态的实施方式的俯视图。

图8是表示通过第三模压加工装置使半成品的右半部分成形为半圆形状态的实施方式的俯视图。

图9是表示通过第三模压加工装置使半成品成形为环状构件的状态的实施方式的俯视图。

图10是表示毛坯的第二实施方式的放大主视图。

图11是表示从坯料冲压出毛坯的工序的其他实施方式的俯视图。

图12是表示环状构件的一例的主视图。

图13是表示以往从坯料冲压出毛坯的工序的俯视图，图13(a)表示单列冲压，图13(b)表示双列冲压。

图14是专利文献1中记载的环状构件的成形方法的说明图。

附图标记的说明

1：环状构件

2：坯料

2a：坯料的两端面

3：长度方向长的环状的毛坯

3a：纵长的孔

3b：右侧的直线部(直线部)

3c：左侧的直线部(直线部)

3D：大曲线部

3d：曲线部

4：第一模压加工装置(模压加工装置)

11：第二模压加工装置(模压加工装置)

12：成形外模(外模)

16：保持内模(内模)

19：第三模压加工装置(模压加工装置)

24：最后加工内模(内模)

25：圆形的窗部(外模)

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的环状构件的制造方法的优选实施方式进行说明。

如图1所示，将规定板厚的坯料2如箭头X所示那样地沿该坯料2的长度方向进给，同时通过冲压装置在进给方向以预定间隔直列冲压出多个长度方向长的环状的毛坯3。如图2所示，这些长度方向长的环状的毛坯3具有，内侧夹着宽度尺寸w1的小纵长孔3a而互相相对的左右两侧的直线部3b，3c，和使上述直线部3b，3c的长度方向长的两端部相连接的一对曲线部3d。将该长度方向长的环状的毛坯3如图3所示地放置在第一模压加工装置4中。

第一模压加工装置4具有移动板5和前后一对的引导板6，移动板5在引导板6的引导下，通过未图示的进退机构沿左右方向(箭头X1、X2方向)进退。移动板5具有主体部5a和在该主体部5a的前后方向的两端部形成的边缘部5b、5b，并且配置为：边缘部5b、5b可自由滑动地插入到引导板6互相相对的一侧的边缘部6a、6a的下方，在主体部5a与边缘部5b、5b的交界处所形成的垂直梯面5c与在引导板6上与对方相对一侧的端面6b可自由滑动地抵接。此外，在移动板5上的主体部5a的中央部，在与直线X垂直相交的直线Y上朝上突出设置了平面投影形状为船形的内模8-1。该内模8-1的宽度尺寸w2设定为比毛坯3的纵长的孔3a的宽度尺寸w1稍小，以使其能够嵌合到该纵长的孔3a中。

在第一模压加工装置4中的引导板6上，设置有前后一对的定位突起8-2和，前后两对的定位兼变形容许突起9。一对定位突起8-2是，如后面所述，在将长度方向长的环状的毛坯3放置在了第一模压加工装置4中的情况下，防止长度方向长的环状的毛坯3在箭头Y1、Y2方向上移动，并将长度方向长的环状的毛坯3定位在适当的位置用的构件，上述定位突起8-2在与上述直线X垂直相交的上述直线Y上互相对向，直立设置在相对于直线X隔着一定空间而对称的位置，它们之间的相对间隔设定为比长度方向长的环状的毛坯3的长度方向长的尺寸稍大，以使得能够容许长度方向长的环状的毛坯3设置在其中。

此外，前后两对的定位兼变形容许突起9是，如后面所述，在将长度方向长的环状的毛坯3放置在了第一模压加工装置4中的情况下，防止长度方向长的环状的毛坯3在箭头X1、X2方向上移动，并将长度方向长的环状的毛坯3定位在适当的位置，同时容许内模7导致的长度方向长的环状的毛坯3的变形用的构件，上述定位兼变形容许突起9直立设置在相对于通过移动板5中心的直线X和直线Y而对称的位置，上述定位兼变形容许突起9在直线X方向上的相对间隔设定为比长度方向长的环状的毛坯3的宽度方向的尺寸稍大的值，以使得能够容许长度方向长的环状的毛坯3设置在其中。然后，在各定位兼变形容许突起9与直线Y平行的定位面9a上连续地形成圆弧状的变形容许面9b。

如图3所示，长度方向长的环状的毛坯3被设置到第一模压加工装置4中后，从其上方使用双点划线来表示的上模10下降。由此，引导板6、定位突起8-2以及定位兼变形容许突起9各自的上表面被上模10的下表面推压，毛坯3和内模8-1的上表面与上模10的下表面隔着极小的缝隙(能够容许滑动的小缝隙)相对，从而防止毛坯3的弯曲。

在该状态下使移动板5在箭头X2方向上移动。由此，内模7向长度方向长的环状的毛坯3的右侧直线部3c从其内侧箭头X2方向施加推压作用力，使其如图4所示那样沿箭头X2方向被推压弯曲，接着，通过使移动板5向箭头X1方向移动，内模7向长度方向长的环状的毛坯3的左侧直线部3b(参照图3)从其内侧沿箭头X1方向施加推压作用力，使其如图4所示那样沿箭头X1方向被推压而弯曲，从而成形为宽度方向的尺寸与图3中的宽度方向的尺寸相比被放大而发生了变形的长度方向长的环状的毛坯3A。在该成形过程中，在图3所示的长度方向长的环状的毛坯3的左右两侧的直线部3b、3c的扩开变形，通过上述直线部3b、3c上的曲线部3d附近的部位的宽度方向的外表面被扩展，直到与两对定位兼变形容许突起9各自的圆弧状的变形容许面9b接触而被容许，同时通过变形容许面9b被形成为圆弧状来抑制在扩开变形时的扩开变形部的薄壁化。

在下一个工序中，图4所示的变形后的长度方向长的环状的毛坯3A被放置在如图5所示的第二模压加工装置11中。

第二模压加工装置11具有左右一对的成形外模12和前后一对的限制模13，成形外模12在引导槽14的引导下，通过未图示的进退机构在底部15上向左右方向(箭头X1、X2方向)进退。

成形外模12具有承载面12a和从承载面12a垂直向上突出并且平面投影形状凹成圆弧状的推压面12b，该推压面12b的曲率半径设定为比变形后的长度方向长的环状的毛坯3A上的曲线部3d的外周面的曲率半径还大。此外，在限制模13互相相对的一侧的端面上形成有平面投影形状凹成圆弧状的限制面13a。另外，还在直线X方向延伸地设置有从底部15的中央部上表面向上方突出，并且平面投影形状为船形的保持内模16。该保持内模16的宽度尺寸设定为比变形后的长度方向长的环状的毛坯3A的纵长的孔3e的宽度尺寸w1稍小，以使其能够嵌合到该纵长的孔3e中。此外，在保持内模16的直线X上的两端部上垂直设置有圆弧状的保持面16a，在上述保持面16a及其附近的下侧设置有切缺部16b。

如图5所示，如果以下述状态，即用变形后的长度方向长的环状的毛坯3A的直线部3b、3c夹着保持内模16，并且该毛坯3A的曲线部3d及其附近放置在了成形外模12的承载面12a上的状态，将长度方向长的环状的毛坯3A放置在第二模压加工装置11中后，从其上方使双点划线所表示的上模10下降。由此，限制模13和保持内模16的上表面被上模17的下表面推压，长度方向长的环状的毛坯3A和成形外模12的上表面与上模17的下表面隔着极小的缝隙(能够容许滑动的小缝隙)相对，从而防止毛坯3A的弯曲。

在该状态下，使成形外模12向箭头X1、X2方向移动。由此，成形外模12的推压面12b向变形后的长度方向长的环状的毛坯3A的曲线部3d的外侧施加朝向对侧的曲线部3d的推压作用力。这时，成形外模12的承载面12a进入到保持内模16的切缺部16b中。从而，如图6所示，在下述状态下，即两曲线部3d的内径面通过保持内模16的圆弧状的保持面16a被推压扩展，并且向箭头X1、X2方向的移动已被限制的定位状态下，通过成形外模12的凹成圆弧状的推压面12b，从外侧向内侧推压曲率半径大的外径面，从而使其沿着该推压面12b变形，因此，在曲率半径大的外径区域产生“延展”，而曲线部3d上曲率半径小的径内区域的“延展”被极力抑制，不仅避免了径内区域的薄壁化，还产生了使曲线部3d厚壁化那样的材料的流动，从而缓和了径内区域的应力集中。其结果，在曲线部3d不会发生龟裂，使两曲线部3d以大曲率半径成形为对环状构件1的制造有利的大曲线部3D，因此，能够提高环状构件1对于长度方向长的环状的毛坯3A的比例即成品率。

在两曲线部3d成形为大曲率半径的大曲线部3D的过程中，如图5所示的变形后的长度方向长的环状的毛坯3A上的直线部3b、3c，向箭头Y1、Y2方向扩开，如图6所示，形成了其中央部弯曲的膨出部3E，该膨出部3E的外面与限制模13的凹成圆弧状的限制面13a接触，以此限制变形后的长度方向长的环状的毛坯3A(参照图5)向箭头Y1、Y2方向过度地扩开，从而成形为半成品18，该半成品18具有一对大曲率半径的大曲线部3D，和一对弯曲的膨出部3E，上述大曲线部3D和上述膨出部3E通过四个短的直线部3F互相连接。

在下一个工序中，图6所示的半成品18被放置在如图7所示的第三模压加工装置19中。

第三模压加工装置19具有底部20和在底部20上表面隔着高度方向的间隔进行封闭的顶壁21，在底部20上，在通过其中心的直线X上设置有引导槽22，在该引导槽22上嵌合有在箭头X1、X2方向上可自由进退的移动板23。该移动板23通过未图示的进退机构在箭头X1、X2方向进退。移动板23的上表面与底部20的上表面在同一个面上，在其中央部，在与通过底部20中心的直线X垂直相交的直线Y上，朝上突出设置了平面投影形状为椭圆形的最后加工内模24。该最后加工内模24与顶壁21上所形成的近似圆形的窗部25相邻，该窗部25的内周面作为外模而工作。

如图7所示，半成品17被放置到第三模压加工装置19中后，从其上方使用双点划线表示的上模26下降。由此，顶壁21的上表面被上模26的下表面推压，半成品17和最后加工内模24的上表面与上模26的下表面隔着极小的缝隙(能够容许滑动的小缝隙)相对，从而防止半成品17的弯曲。

在该状态下，使移动板23向箭头X2方向移动。由此，最后加工内模24向半成品17的右半部施加从其内侧向箭头X2方向的推压作用力，如图8所示，该右半部的外周面被推压向近似圆形的窗部25的右半部内周面，从而半成品18的右半部成形为半圆形。接着，使移动板23向箭头X1方向移动。由此，最后加工内模24向半成品18的左半部施加从其内侧向箭头X1方向的推压作用力，如图9所示，该左半部的外周面被推压向近似圆形的窗部25的左半部内周面，从而半成品18的左半部成形为半圆形，由此，制造出了图9及图12中所示的环状构件1。

这样，通过本发明，从图1所示的坯料2冲压出多个长度方向长的环状的毛坯3，这些长度方向长的环状的毛坯3通过第一～第三模压加工装置4、11、19被推压扩展而成形为圆环状，从而制造出图9及图12中所示的环状构件1，因此，使得图1中的框架S1及金属块S2对于环状构件1的比例，比图13中所说明的框架S1及金属块S2对于环状构件1的比例更低，即材料占用率更低，从而能够提高环状构件1的重量对于坯料2的重量的比例即成品率，降低环状构件1的成本。

此外，通过第二模压加工装置11，通过成形外模12的凹成圆弧状的推压面12b向变形后的长度方向长的环状的毛坯3A的曲线部3d的外侧施加朝向对侧曲线部3d的推压作用力，在下述状态下，即各曲线部3d的内径面通过保持内模16的圆弧状的保持面16a被稍微推压扩展，并且向箭头X1、X2方向的移动已被限制的定位状态下，通过成形外模12的凹成圆弧状的推压面12b，从外侧向内侧推压曲率半径大的外径面，从而使其沿着该推压面12b变形，因此，曲率半径大的外径区域的“延展”被极力抑制，不仅避免了径内区域的薄壁化，还产生了使曲线部3d厚壁化那样的材料的流动，从而缓和了径内区域的应力集中。其结果，在曲线部3d处不会发生龟裂，使两曲线部3d能够以大曲率半径成形为对环状构件1的制造有利的大曲线部3D，因此，能够提高环状构件1对于长度方向长的环状的毛坯3A的比例即成品率，降低环状构件1的成本。

在上述实施方式中，如图2所示，冲压出长度方向长的环状的毛坯3，该毛坯3上的纵长的孔3a的宽度尺寸w1小，通过推压扩展该毛坯3来制造环状构件1，但如图10所示，冲压出椭圆环形的长度方向长的环状的毛坯27，该毛坯所具有的椭圆形纵长的孔27a的宽度尺寸w3比上述图2中的宽度尺寸w1大得多，即使用与上述实施方式相同的顺序将该毛坯27推压扩展而成形为环状构件1，与上述实施方式相同，能够提高环状构件1对于长度方向长的环状的毛坯3A的比例即成品率，降低环状构件1的成本。

此外，如图11(a)(b)所示，活用坯料2的宽度方向的两端面2a，来形成长度方向长的环状的毛坯3、27上的直线部3b、3c的外端面，并且，通过冲压装置剪断坯料2，从而能够在长度方向的两端部形成一对曲线部3d，该一对曲线部3d互相连接上述一对的直线部3b、3c。由此，能够将废料对于长度方向长的环状的毛坯3、27的比例，即材料占用率限制为最小。即，上述废料被削减为废料S1和楔形的端板部2x，上述废料S1是在纵长的孔3a或椭圆形的纵长的孔27a的冲压中，利用冲床冲压去掉的部分，上述端板部2x如图11(a)(b)中的斜阴影线所示，存在于长度方向长的环状的毛坯3、27之间，该长度方向长的环状的毛坯3、27以长度方向排列并从坯料2上被切离。其结果，能够进一步提高环状构件1的重量对于坯料2的重量的比例即成品率。

Claims (4)

1.一种环状构件的制造方法，其特征在于，

对长度方向长的环状的毛坯的长度方向两端部的曲线部从外侧向对侧方向进行推压，由此使该长度方向长的环状的毛坯成形为圆环状。

2.如权利要求1所述的环状构件的制造方法，其特征在于，

利用具有内模和外模的模压加工装置，使上述长度方向长的环状的毛坯成形为圆环状。

3.如权利要求1或2所述的环状构件的制造方法，其特征在于，

上述长度方向长的环状的毛坯，在其内侧具有长度方向长的孔，且具有在宽度方向的两侧互相相对的直线部、以及使这些直线部的长度方向的两端部相连的曲线部，利用嵌合在上述长度方向长的孔中的上述内模向上述直线部所施加的推压作用力，将长度方向长的环状的毛坯的宽度方向的尺寸扩大，然后在将保持内模嵌合在宽度方向的尺寸已被扩大的长度方向长的孔中的状态下，利用成形外模对上述曲线部的外侧施加向着对侧的曲线部的推压作用力，将这些曲线部推压扩展为曲率半径大的大曲线部。

4.如权利要求1～3中任一项所述的环状构件的制造方法，其特征在于，

利用坯料的宽度方向的两端面，来形成上述长度方向长的环状的毛坯的宽度方向的两端面，并通过上述坯料的剪断，在长度方向上的两端部形成将上述直线部互相连接的曲线部。

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