CN101788047A - 工件的成形方法及成形系统 - Google Patents

Abstract

一种工件的成形方法及成形系统，其廉价且容易形成具备大范围的壁厚部分和大范围的壁薄部分的产品。本发明的工件的成形方法具有：第一工序，通过使用大致半球形的冲头对一定板厚的板状工件的中央部进行深冲加工而使中央部的壁厚变薄；第二工序，通过从工件的中央部的周缘朝向外侧的主体部进行减薄拉深加工而使中央部周缘的壁厚变薄且使主体部的壁厚变厚；第三工序，通过从工件中央部朝向中央部周缘沿板厚方向压平而将中央部成形为大致平面状且从中央部周缘朝向主体部以大致一定的倾斜角扩展而成形；第四工序，通过沿板厚方向压平工件整体而成形为大致平面状；第五工序，基于由第四工序成形为大致平面状的工件，形成最终形状。

Description

工件的成形方法及成形系统

技术领域

本发明涉及工件的成形方法及成形系统。

背景技术

公知有将加工对象工件的壁厚部分地增厚的冲压加工方法(参照专利文献1)。在专利文献1中公开有在板状的工件中、使其端部壁厚增厚的技术。

专利文献1：(日本)特开2001-314921号公报

但是，在上述专利文献1中公开的冲压加工方法中，壁厚可增加的部位限定在工件的端部及其周边的狭小范围内，不能够使工件大范围的壁厚变厚。另一方面，虽然也公知有将工件的壁厚减薄的整形加工等，但该整形加工也不能使工件大范围的壁厚变薄。即，假如将大范围的壁厚减薄，则需要数千至数万吨的成形负荷，将产生机器设备及模型寿命的问题。

因此，存在下述问题，即，难以成形具有大范围的厚壁部分和大范围的薄壁部分的产品(例如，在罩端部具备大范围的厚壁部分、在罩的中央部具备大范围的薄壁部分的液力变矩器用罩)。

发明内容

本发明是鉴于这种技术问题而开发设计的，其目的在于提供一种工件成形方法及成形系统，其廉价且容易地形成具有大范围的厚壁部分和大范围的薄壁部分的产品。

本发明的工件的成形方法，由一定板厚的板状的工件成形为端部的壁厚变厚的最终形状，其特征在于，具有：第一工序，通过使用大致半球形的冲头对所述工件的中央部进行深冲加工，使所述中央部的壁厚变薄；第二工序，通过从所述工件的中央部的周缘朝向外侧的主体部进行减薄拉深加工，使所述中央部周缘的壁厚变薄，并且使所述主体部的壁厚变厚；第三工序，通过从所述工件中央部朝向中央部周缘沿板厚方向压平，将所述中央部成形为大致平面状并且从所述中央部周缘朝向所述主体部以大致一定的倾斜角扩展而成形；第四工序，通过沿板厚方向将所述工件整体压平，将具有壁厚变薄的中央部和中央部周缘、以及壁厚变厚的主体部的工件的整体成形为大致平面状；第五工序，基于由所述第四工序成形为大致平面状的工件，形成所述最终形状。

另外，本发明的工件成形系统，由一定板厚的板状工件形成为端部的壁厚变厚的最终形状，其特征在于，具有：第一加工装置，通过使用大致半球形的冲头对所述工件的中央部进行深冲加工，使所述中央部的壁厚变薄；第二加工装置，通过从所述工件的中央部的周缘朝向外侧的主体部进行减薄拉深加工，使所述中央部周缘的壁厚变薄并且使所述主体部的壁厚变厚；第三加工装置，通过从所述工件中央部朝向中央部周缘沿板厚方向压平，将所述中央部成形为大致平面状并且从所述中央部周缘朝向所述主体部以大致一定的倾斜角扩展而成形；第四加工装置，通过沿板厚方向将所述工件整体压平，将具有壁厚变薄的中央部和中央部周缘、以及壁厚变厚的主体部的工件的整体成形为大致平面状；第五加工装置，基于由所述第四工序成形为大致平面状的工件，形成所述最终形状。

根据本发明，在第一工序及第二工序(第一加工装置及第二加工装置)中，不使用需要很大的成形负荷的整形加工等，即可使工件的中央部及中央部周缘的壁厚变薄，并且使工件的主体部的壁厚变厚，因此可以廉价且容易地成形为具有大范围的厚壁部分及大范围的薄壁部分的产品。

另外，在第三工序及第四工序(第三加工装置及第四加工装置)中，使工件的中央部与中央部周缘之间台阶状扩展，因此，可以防止在工件的中央部及中央部周缘产生纵弯曲。

附图说明

图1是利用本实施方式的工件的成形方法成形的液力变矩器用罩的概略剖面图；

图2表示本实施方式的液力变矩器用罩的成形工序的流程；

图3是表示图2的各工序中的液力变矩器用罩的形状的剖面图；

图4(a)、(b)是说明图2的步骤S1的工序的图；

图5(a)、(b)是说明图2的步骤S2的工序的图；

图6(a)、(b)是说明图2的步骤S3的工序的图；

图7(a)、(b)是说明图2的步骤S4的工序的图；

图8(a)、(b)是说明图2的步骤S5的工序的图。

附图标记说明

1   液力变矩器

2   液力变矩器用罩

2a  薄壁部

2b  厚壁部

2c  端部

5   工件

5a  中央部

5b  中央部周缘

5c  主体部

步骤S1(第一工序、第一加工装置)

步骤S2(第二工序、第二加工装置)

步骤S3(第三工序、第三加工装置)

步骤S4(第四工序、第四加工装置)

步骤S5(第五工序、第五加工装置)

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在该实施方式中，以将本发明的工件的成形方法适用于液力变矩器用罩2(参照图1)的成形的情况为例进行说明。

(关于液力变矩器用罩2)

图1是利用本实施方式的工件的成形方法成形的液力变矩器用罩2的概略剖面图。使用图1对液力变矩器用罩2进行说明。

图1所示的液力变矩器用罩2是装载于汽车等车辆的液力变矩器1的构成要素之一。该液力变矩器用罩2是在与泵轮3之间收纳锁止离合器4、涡轮(未图示)、导轮(未图示)等的大致有底筒状的罩。原料是钢板等。

这里的液力变矩器用罩2根据部位而分为薄壁部2a、厚壁部2b、端部2c。薄壁部2a是为了液力变矩器用罩2的轻量化及紧凑化等而使壁厚变薄(薄壁化)的部位(薄壁部2a的壁厚例如为4.4±0.5mm)。厚壁部2b是为了降低锁止离合器4向图1的箭头方向移动而按压该厚壁部2b时产生的热量的传导，而使壁厚变厚(厚壁化)的部位(厚壁部2b的壁厚例如为7.6mm)。端部2c是位于液力变矩器用罩2的外周侧的部位。在该端部2c，液力变矩器用罩2与泵轮3接合(端部2c的壁厚例如为7.0mm)。

如上述说明，液力变矩器用罩2成形为如下形状，即，具备：在端部2c的内侧，在使因锁止离合器4的按压而产生的热量的传导降低的程度范围内使壁厚变厚的厚壁部2b；在厚壁部2b的内侧，在实现罩的轻量化及紧凑化的程度范围内使壁厚变薄的薄壁部2a。

(关于液力变矩器用罩2的成形工序的概要)

图2表示本实施方式的液力变矩器用罩2的成形工序的流程。图3是表示图2的各工序的液力变矩器用罩2的形状的剖面图。使用图2及图3对液力变矩器用罩2的成形工序的概要进行说明。另外，在后文对成形工序进行详细叙述。

首先，作为前期步骤(步骤S0)，准备加工对象工件5。该工件5是以一定的板厚(例如7mm)形成的圆板状钢板(参照图3(S0))。

进入步骤S1，进行将该工件5的中央部5a的壁厚减薄的深冲加工。由此，中央部5a成形为向上方突起的单纯的弯曲形状(参照图3(S1))。此时，工件5的中央部5a的壁厚变薄(本例中为4.4mm±0.5mm)。

进入步骤S2，进行将该工件5的中央部周缘5b的壁厚减薄的减薄拉伸加工。由此，中央部周缘5b成形为相对于中央部5a大致垂直地延伸的形状(参照图3(S2))。此时，中央部周缘5b的壁厚向外侧的主体部5c移动，由此使中央部周缘5b的壁厚变薄且使主体部5c的壁厚变厚(在本例中，中央部周缘5b为4.4mm±0.5mm，主体部5c为7.6mm)。

进入步骤S3，进行从该工件5的中央部5a朝向主体部5c扩展成锥形的加工。由此，成形为从中央部5a向中央部周缘5b倾斜且从中央部周缘5b朝向主体部5c沿该倾斜延伸的形状(参照图3(S3))。

进入步骤S4，进行将该工件5的整体沿板厚方向压平为平面状的加工。由此，成形为具有壁厚变薄的中央部5a和中央部周缘5b、以及壁厚变厚的主体部5c的大致平面状(参照图3(S4))。

进入步骤S5，基于由步骤S4成形为大致平面状的工件5，作为最终形状，成形具有薄壁部2a、厚壁部2b及端部2c的液力变矩器用罩2(参照图3(S5))。

(关于液力变矩器用罩2的成形工序的详细)

下面，对图2的各工序进行详细说明。

(关于步骤S1)

图4是说明图2的步骤S1的工序的图。图4(a)、(b)分别表示步骤S1的工序的前后，即冲模12向图4的箭头方向移动动作的动作前、动作后。

在步骤S1中，如图4(a)所示，将工件5的主体部5c保持在防皱压板11和冲模12之间，并且在中央部5a的下方配设大致半球形的冲头13。

在这种结构下使冲模12向图4的箭头方向移动。于是，利用冲头13对工件5的中央部5a实施伴随突出的深冲加工。由此，如图4(b)所示，将工件5的中央部5a成形为向上方突起的单纯的弯曲形状。此时，工件5的中央部5a的壁厚变薄。

(关于步骤S2)

图5是说明图2的步骤S2的工序的图。图5(a)、(b)分别表示步骤S2的工序的前后，即冲模12向图5的箭头方向移动动作的动作前、动作后。

在步骤S2中，如图5(a)所示，将工件5的主体部5c配置在防皱压板11的上面，并且在与冲头13之间隔开间隙T而配置冲模12。此时，将冲模12配置在比步骤S1时更靠近内侧(图5的右侧)。

在这种结构下使冲模12向图5的箭头方向移动。于是，如图5(b)所示，在冲模12与冲头13之间从工件5的中央部周缘5b朝向主体部5c实施减薄拉深加工。由此，工件5的中央部周缘5b的壁厚变薄，并且该被减薄的部分向主体部5c侧移动而使工件5的主体部5c的壁厚变厚。通过调节间隙T的长度而使中央部周缘5b的壁厚变薄成与中央部5a的壁厚相同。另外，如图5(b)所示，工件5的中央部周缘5b向大致铅垂方向延伸(相对中央部5a的呈大致垂直)而成形。

(关于步骤S3)

图6是说明图2的步骤S3的工序的图。图6(a)、(b)分别表示步骤S3的工序的前后，即模型14向图6的箭头方向移动动作的动作前、动作后。

在步骤S3中，如图6(a)所示，在工件5的中央部5a的上方及下方分别配置有模型14和模型15。这些模型14和模型15分别具备大致平面状的面部14a、15a。另外，在工件5的主体部5c的上方及下方分别配置有模型16、17。模型16具备向外侧(图6的左侧)向上方倾斜的倾斜部16a。模型17具备大致半球形的突起部17a。

在这种结构下使模型14向图6的箭头方向移动。于是，首先将工件5从中央部5a朝向中央部周缘5b，在面部14a与面部15a之间沿板厚方向压平。接着，使工件5从中央部周缘5b朝向主体部5c、在倾斜部16a与突起部17a之间沿倾斜部16a的倾斜扩展而成形。由此，如图6(b)所示，工件5的中央部5a成形为大致平面状。另外，从工件5的中央部周缘5b至主体部5c以倾斜部16a的倾斜角度扩展而成形。其结果，将工件5形成为从中央部5a朝向主体部5c扩展为锥形(圆锥台形状)。

(关于步骤S4)

图7是说明图2的步骤S4的工序的图。图7(a)、(b)分别表示步骤S4的工序的前后，即模型18向图7的箭头方向移动动作的动作前、动作后。

在步骤S4中，如图7(a)所示，在工件5整体的上方及下方分别配设有模型18、19。这些模型18和模型19分别具有大致平面状的面部18a、19a。

在这种结构下使模型18向图7的箭头方向移动。于是，将工件5整体在面部18a与面部19a之间沿板厚方向压平。由此，如图7(b)所示，将工件5的整体成形为大致平面状。利用上述的步骤S1至步骤S4的工序，可以得到具有壁厚变薄的中央部5a和中央部周缘5b、以及壁厚变厚的主体部5c的大致平面状的形状。

(关于步骤S5)

图8是说明图2的步骤S5的工序的图。图8(a)、(b)分别表示步骤S5的工序的前后，即模型20向图8的箭头方向移动动作的动作前、动作后。

在步骤S5中，如图8(a)所示，在工件5整体的上方及下方分别配有设有模型20、21。这些模型20和模型21构成为对应基于该工件5应成形的最终形状，分别具备凹部20a、凸部21a。如图8(a)，模型20构成为比模型21宽度宽，在与模型21之间间隔间隙T2。

在这种结构下使模型20向图8的箭头方向移动。于是，将工件5的整体在模型20和模型21之间对应凹部20a及凸部21a而形成为最终形状。另外，在间隙T2的位置对工件5的主体部5c实施深冲加工。由此，如图8(b)所示，作为最终形状，可以得到具有薄壁部2a、厚壁部2b及端部2c的液力变矩器用罩2。

以上对图2的各工序进行了详细说明，下面对各步骤的工序进行补充。

对步骤S1至S5的全部的工序进行补充。根据本实施方式的工件的成形方法(或成形系统)，不使用整型加工等需要很大的成形负荷的加工，只要冲压加工就可以实现上述全部的工序。因此，可以廉价且容易地成形具有大范围的厚壁部分和大范围的薄壁部分的产品。另外，可以防止机械设备的大型化及模型寿命的问题。

接着，对步骤S2的工序进行补充。步骤S2的工序是使工件5的中央部周缘5b的壁厚变薄的工序。该工序不仅将中央部5a的壁厚减薄，而且能够实现直至中央部周缘5b的大范围部分的壁厚减薄。

接着，对步骤S3的工序进行补充。步骤S3的工序是将工件5成形为从中央部5a向主体部5c扩展成锥形(圆锥台状)的工序。换言之，该工序是用于将经过之前的步骤S2的工序而成形的中央部5a及相对中央部5a大致垂直延伸的中央部周缘5b在之后的步骤S4及S5的工序中呈大致直线状延伸的准备工序。假如没有经过该步骤S3的工序而进入步骤S4或步骤S5的工序，则中央部5a及中央部周缘5b会纵弯曲。特别是由于中央部5a及中央部周缘5b是薄壁，与厚壁时相比，纵弯曲的可能性更大。但是，通过经过该步骤S3的工序可以防止这种纵弯曲的可能性。

接着，对步骤S4的工序进行补充。步骤S4的工序是将工件5的整体成形为大致平面状的工序。在该工序中也可以认为，由于现实中的成形负荷的制约等，无法成形为大致平面状。因此，在步骤S4的工序中不限于成形为大致平面状的情况，也可以与步骤S5的工序同样地成形为对应于应成形的最终形状的形状。

(结论)

根据本实施方式的工件的成形方法(或成形系统)，在第一工序(S1)及第二工序(S2)(在第一加工装置(S1)及第二加工装置(S2))中不使用需要很大的成形负荷的整形加工等即可使工件5的中央部5a及中央部周缘5b壁厚变薄，并且使工件5的主体部5c壁厚变厚，所以可以廉价且容易地成形具有大范围的厚壁部分和大范围的薄壁部分的产品。另外，在第三工序(S3)及第四工序(S3)(第三加工装置(S3)及第四加工装置(S4))中，将工件5的中央部5a和中央部周缘5b之间阶段性扩展，因此可以防止工件5的中央部5a及中央部周缘5b的纵弯曲的产生(权利要求1及3的发明效果)。

另外，根据本实施方式的工件的成形方法，通过在第一工序(S1)中对圆板状的工件5进行深冲加工，在第五工序(S5)中可以廉价且容易地成形具有大范围的厚壁部分和大范围的薄壁部分的液力变矩器用罩2(权利要求2的发明效果)。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只示例了本发明的适用例之一，而不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体的结构。

在上述说明中，示例地说明了将本发明的工件的成形方法适用于液力变矩器用罩2的成形的情况，但不限于此，例如也可以应用于离合器鼓的成形。

Claims (3)

1.一种工件的成形方法，由一定板厚的板状的工件成形为端部的壁厚变厚的最终形状，其特征在于，具有：

第一工序，通过使用大致半球形的冲头对所述工件的中央部进行深冲加工，使所述中央部的壁厚变薄；

第二工序，通过从所述工件的中央部的周缘朝向外侧的主体部进行减薄拉深加工，使所述中央部周缘的壁厚变薄，并且使所述主体部的壁厚变厚；

第三工序，通过从所述工件中央部朝向中央部周缘沿板厚方向压平，将所述中央部成形为大致平面状，并且从所述中央部周缘朝向所述主体部以大致一定的倾斜角扩展而成形；

第四工序，通过沿板厚方向将所述工件整体压平，将具有壁厚变薄的中央部和中央部周缘、以及壁厚变厚的主体部的工件的整体成形为大致平面状；

第五工序，基于由所述第四工序成形为大致平面状的工件，形成所述最终形状。

2.如权利要求1所述的工件成形方法，其特征在于，

所述第一工序中使用的工件为一定板厚的圆板状结构，

在所述第五工序中成形的最终形状是液力变矩器用罩的形状。

3.一种工件成形系统，由一定板厚的板状工件形成为端部的壁厚变厚的最终形状，其特征在于，具有：

第一加工装置，通过使用大致半球形的冲头对所述工件的中央部进行深冲加工，使所述中央部的壁厚变薄；

第二加工装置，通过从所述工件的中央部的周缘朝向外侧的主体部进行减薄拉深加工，使所述中央部周缘的壁厚变薄，并且使所述主体部的壁厚变厚；

第三加工装置，通过从所述工件的中央部朝向中央部周缘沿板厚方向压平，将所述中央部成形为大致平面状，并且从所述中央部周缘朝向所述主体部以大致一定的倾斜角扩展而成形；

第四加工装置，通过沿板厚方向将所述工件整体压平，将具有壁厚变薄的中央部和中央部周缘、以及壁厚变厚的主体部的工件的整体成形为大致平面状；

第五加工装置，基于由所述第四工序成形为大致平面状的工件，形成所述最终形状。

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