CN104159682B - 冲压成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种冲压成型方法。内冲头(11)、外冲头(12)以及冲模(13)配置在同一中心轴(10)上。外冲头(12)在与中心轴(10)正交的径向上相对于内冲头(11)隔着比杯纵壁部(A2)的板厚(T)大的第一间隔(S1)而配置。另外，在外冲头(12)的内周面上在冲模(13)侧形成有随着趋向冲模(13)侧而扩开的冲头肩圆弧部(12A)。在内冲头(11)的外周面与杯纵壁部(A2)的内周面之间隔着第二间隔S2的状态下，通过内冲头(11)和冲模(13)来夹持杯底部(A15)，进行使外冲头(12)从冲头肩圆弧部(12A)起在与杯纵壁部(A2)抵接的同时将杯纵壁部(A2)向内冲头(11)的外周面侧压入而使杯纵壁部(A2)缩径的拉深成型，由此使剩余材料流入杯肩部(A1)流入而使杯肩部(A1)增厚。

Description

冲压成型方法
技术领域
本发明涉及用于形成为杯状的被加工件的冲压成型方法。
背景技术
作为车辆的传动装置等所使用的部件，已知有具有杯纵壁部和杯底壁部的轴对称部件。当为了得到杯形状的轴对称部件而使用普通的拉深成型时，与拉深冲头的肩圆弧部抵接的杯肩部会变薄。为了避免并改善该情况，一直以来，使用锻造、将杯上端部压入的镦锻成型(专利文献1)、轧制(专利文献2)、或者减薄成型(专利文献3、4)等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-47175号公报
专利文献2：日本特开2007-289989号公报
专利文献3：日本特开平5-329558号公报
专利文献4：日本特开平7-155855号公报
专利文献5：日本特开平7-124657号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在抑制杯肩部变薄的现有的锻造方法、镦锻方法中，成型载荷较大，与此相伴成型装置也必须为大型的装置。在抑制杯肩部变薄的现有的轧制方法中，在原理上必须进行杯纵壁部的变薄。另外，作为抑制杯肩部变薄的方法，存在对成型为杯状而杯肩部变薄了的被加工件实施减薄成型而使杯肩部增厚的方法。
图16～图18是用于说明使杯肩部A1增厚的现有的减薄成型方法的图。
在使杯肩部A1增厚的现有的减薄成型方法中，在冲压成型装置中，首先，相对于放置在冲模103上的杯状的被加工件A，使内冲头101以其外周面与被加工件A的内周面A22接触的方式向下运动，通过内冲头101和冲模103来夹持被加工件A。
此处，外冲头102的内径比被加工件A的外径小。如图17以及图18所示，使外冲头102向下运动，使被加工件A的杯纵壁部A2变薄而将该变薄的量填充到杯肩部A1，由此使杯肩部A1增厚。
但是，在现有的减薄成型方法中，虽然能够使杯肩部A1增厚，但存在杯纵壁部A2会相应地变薄这种问题。
另外，在专利文献5中，作为对于具有平板部和基于翻边加工的中空的凸台部的工件的、凸台部的基端部的增厚成型方法，公开了如下方法：将具有锥形部的冲头从凸台部的前端侧压入，在通过锥形部对凸台部的前端侧进行扩径的同时朝向基端部进行加压，但该方法并没有将杯状的被加工件作为对象。
本发明的目的在于提供一种冲压成型方法，能够不使杯纵壁部变薄地、在抑制成型载荷的同时使杯肩部增厚。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的本发明的主旨如以下所述。
(1)一种冲压成型方法，使用冲压成型装置对具有杯纵壁部、杯底部以及将上述杯纵壁部与上述杯底部相连的杯肩部的杯状的被加工件进行冲压成型，其特征在于，
上述冲压成型装置为，具有中心轴相互配置在同轴上的内冲头、环状的外冲头以及冲模，上述外冲头在与上述中心轴正交的径向上相对于上述内冲头隔着比上述杯纵壁部的板厚大的第一间隔而配置，上述冲模在上述中心轴方向上与上述内冲头对置配置，在上述外冲头的内周面上、在上述中心轴方向的上述冲模侧，形成有随着趋向上述冲模侧而扩开的冲头肩部，
上述冲压成型方法具有：
第一步骤，在上述内冲头的外周面与上述杯纵壁部的内周面之间隔着第二间隔的状态下，通过上述内冲头和上述冲模来夹持上述杯底部；以及
第二步骤，使上述外冲头沿着上述中心轴相对于上述内冲头以及上述冲模相对移动，进行使上述外冲头从上述冲头肩部起在与上述杯纵壁部抵接的同时将上述杯纵壁部向上述内冲头的外周面侧压入而使上述杯纵壁部缩径的拉深成型，由此使上述被加工件的剩余材料流入上述杯肩部而使上述杯肩部增厚。
(2)在(1)所记载的冲压成型方法中，其特征在于，在上述第二步骤中，使上述杯纵壁部缩径到上述杯纵壁部的外周面的外径与上述冲模的外径相等的位置。
(3)在(1)或者(2)所记载的冲压成型方法中，其特征在于，将上述杯肩部成型为直角状。
(4)在(1)所记载的冲压成型方法中，其特征在于，在上述第二步骤中，在增厚完成时，在与上述杯肩部接触的上述外冲头的内周面部和在上述径向上与上述内周面部相面对的上述冲模的外周面部之间形成有间隙。
(5)在(4)所记载的冲压成型方法中，其特征在于，在上述第二步骤中，通过上述外冲头的内周面将上述杯肩部的外周面成型为与上述杯纵壁部的外周面成为齐平面，并且通过逸出到上述间隙的上述剩余材料在上述杯底部的底面外缘部形成从上述底面突出的剩余部。
(6)在(1)至(5)任一项所记载的冲压成型方法中，其特征在于，上述冲头肩部为随着趋向上述冲模侧而扩开的圆弧状(R状)或者锥形状。
(7)在(1)至(6)任一项所记载的冲压成型方法中，其特征在于，在上述外冲头的内周面形成有从上述内周面向上述径向突出的圆周状的端面压入部，
在上述第二步骤中，在使上述外冲头相对移动而使上述杯肩部增厚时，通过上述端面压入部将上述杯纵壁部向上述冲模压入。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种冲压成型方法，能够不使杯纵壁部变薄地、在抑制成型载荷的同时使杯肩部增厚。
附图说明
图1是第一实施方式的冲压成型装置的概要构成图。
图2是表示第一实施方式的冲压成型装置进行的冲压成型的成型状况的一例的图。
图3是表示第一实施方式的冲压成型装置进行的冲压成型的成型完成状况的一例的图。
图4是表示第一实施方式的冲压成型装置的其他方案的图。
图5是第二实施方式的冲压成型装置的概要构成图。
图6是表示第二实施方式的冲压成型装置进行的冲压成型的成型完成状况的一例的图。
图7A是表示能够应用本发明的杯状被加工件的一例的图。
图7B是表示能够应用本发明的杯状被加工件的一例的图。
图7C是表示能够应用本发明的杯状被加工件的一例的图。
图8是第三实施方式的冲压成型装置的概要构成图。
图9是表示第三实施方式的冲压成型装置进行的冲压成型的成型状况的一例的图。
图10是表示第三实施方式的冲压成型装置进行的冲压成型的成型完成状况的一例的图。
图11是表示第三实施方式的冲压成型装置的其他方案的图。
图12是第四实施方式的冲压成型装置的概要构成图。
图13是第五实施方式的冲压成型装置的概要构成图。
图14是表示第五实施方式的冲压成型装置进行的冲压成型的成型完成状况的一例的图。
图15A是表示能够应用本发明的杯状被加工件的一例的图。
图15B是表示能够应用本发明的杯状被加工件的一例的图。
图15C是表示能够应用本发明的杯状被加工件的一例的图。
图16是用于对使杯肩部增厚的现有的冲压成型方法进行说明的图。
图17是表示使杯肩部增厚的现有的冲压成型方法的成型状况的一例的图。
图18是表示使杯肩部增厚的现有的冲压成型方法的成型完成状况的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。
(第一实施方式)
图1是第一实施方式的冲压成型装置的概要构成图。
在本实施方式中，在实施了将圆板状的被加工件冲压成型为杯状的被加工件A(以下称作杯状被加工件A)的预工序之后，实施对该杯状被加工件A的杯肩部A1进行增厚处理的增厚工序。通过预工序，杯状被加工件A被成型为如下的有底筒状：一端侧形成杯开口部A14，具有杯纵壁部A2、杯底部A15、以及将杯纵壁部A2的另一端侧与杯底部A15相连的圆弧状(R状)的杯肩部A1。
第一实施方式的冲压成型装置具有内冲头11、外冲头12以及冲模13。内冲头11、外冲头12以及冲模13配置在同一中心轴10上。内冲头11以及外冲头12能够分别独立地向上运动以及向下运动。
外冲头12形成为内径大于内冲头11的外径的环状。外冲头12在与中心轴10正交的径向上相对于内冲头11隔着第一间隔S1而配置。第一间隔S1被设定为大于杯纵壁部A2的板厚T。
另外，外冲头12被配置于在径向上与杯纵壁部A2的厚壁部重叠的位置。在外冲头12的内周面121，在中心轴10方向的下端侧(冲模13侧)，形成有随着趋向下方(向杯纵壁部A2的打入方向)而扩开的冲头肩圆弧部12A。外冲头12的内径与冲模13的外径成为相等的大小(包括比冲模13的外径稍大的情况)。通过外冲头12向下运动，使杯纵壁部A2缩径到杯纵壁部A2的外周面A21的外径与冲模13的外径变得相同的位置，其详细情况将后述。
内冲头11形成为具有比杯状被加工件A的内径小的外径的圆柱状。内冲头11以在径向上在内冲头11的外周面111与杯纵壁部A2的内周面A22之间隔着第二间隔S2的状态，在上下方向(中心轴10方向)上与冲模13对置配置。在本实施方式中，外冲头12与内冲头11之间的第一间隔S1以及内冲头11与杯纵壁部A2之间的第二间隔S2被设定为如下的大小：在后述的杯纵壁部A2的缩径时，杯纵壁部A2与内冲头11的外周面111抵接，能够沿着中心轴10方向对杯纵壁部A2可靠地进行成型。但是，在杯纵壁部A2的缩径时，杯纵壁部A2不一定需要与内冲头11的外周面111抵接。例如，第一间隔S1以及第二间隔S2也可以被设定为内冲头11的外周面111成为较大地靠向中心轴10侧的位置的大小、即在杯纵壁部A2的缩径时杯纵壁部A2不与内冲头11的外周面111抵接的大小。
冲模13为圆柱状。与杯底部A15抵接的冲模13的抵接面131的外径，成为比内冲头11的外径大、而与外冲头12的内径相等的大小(包括比外冲头12的内径稍小的情况)。由此，在通过使外冲头12向下方移动而进行的杯肩部A1的增厚完成时，抵接面131的外缘部132与位于外缘部132的径向外侧的外冲头12的内周面部122(图3)位于接近位置，而防止形成杯肩部A1的材料流入它们之间，该情况将后述。
以下，对冲压成型装置的成型动作(冲压成型方法)进行说明。参照图1，在将杯状被加工件A放置在冲模13上之后，使内冲头11向下运动，经由杯开口部A14将内冲头11插入到杯状被加工件A内。在内冲头11的外周面111与杯纵壁部A2的内周面A22之间隔着第二间隔S2的状态下，通过内冲头11和冲模13来夹持杯底部A15(第一步骤)。外冲头12的初始位置成为杯纵壁部A2的上方。
接着，如图2所示，使外冲头12向下运动，使外冲头12从冲头肩圆弧部12A起与杯纵壁部A2抵接。然后，通过冲头肩圆弧部12A以及外冲头12的内周面121，将杯纵壁部A2从杯开口部A14侧向杯底部A15侧依次向内冲头11的外周面111侧压入而使其缩径，对杯纵壁部A2进行拉深成型(第二步骤)。
当通过外冲头12来压入杯纵壁部A2时，杯纵壁部A2的材料向内冲头11的外周面111侧移动。此时，与杯纵壁部A2的直径变小的量相对应，该材料产生剩余材料。由于内冲头11与外冲头12之间的第一间隔S1大于缩径前的板厚T，所以剩余材料使杯纵壁部A2增厚。剩余材料中、即便在使杯纵壁部A2增厚之后还剩余的量，被外冲头12向下方引入。由于在杯纵壁部A2的拉深成型时持续产生这种现象，因此通过使外冲头12移动到杯底部A15的侧方来对杯纵壁部A2进行拉深成型，由此如图3所示，由于拉深成型而产生的杯纵壁部A2的剩余材料中、即便在使杯纵壁部A2增厚之后还剩余的量最终使杯肩部A1增厚。如此，在本实施方式中，由于拉深成型而产生的杯纵壁部A2的剩余材料，有助于杯纵壁部A2、杯肩部A1的增厚，能够不使杯纵壁部A2变薄地使杯肩部A1增厚。
另外，此时，由于外冲头12的内径与冲模13的外径为相等的大小，所以通过使外冲头12向下运动，能够使杯纵壁部A2缩径到杯纵壁部A2的外周面A21的外径与冲模13的外径变得相等的位置。然后，由于冲模13的抵接面131的外径与外冲头12的内周面121的直径为相等的大小，所以在杯肩部A2的增厚完成时，抵接面131的外缘部132与位于外缘部132的径向外侧的外冲头12的内周面部122位于接近位置，防止形成杯肩部A1的材料流入它们之间。由此，在向杯肩部A1流入的增厚材料充分存在的情况下，杯肩部A1成型为在杯状被加工件A的轴向的截面图中成为直角状。
如以上那样，在本实施方式中，通过杯纵壁部A2的拉深成型来进行杯肩部A1的增厚，因此能够在抑制成型载荷的同时使杯肩部A1增厚。并且，使外冲头12与内冲头11之间的间隔S1成为杯纵壁部A2的厚度T以上而进行拉深成型，因此不会使杯纵壁部A2变薄。
另外，在现有的锻造方法以及镦锻成型方法中，当想要将杯肩部A1成型为模具形状原样的直角形状时，成型载荷达到数千吨。与此相对，在本实施方式的冲压成型方法中，由于通过拉深成型来使杯肩部A1增厚，因此即便在将杯肩部A1成型为直角状的情况下，也能够将成型载荷抑制到比现有的锻造方法以及镦锻成型方法少一位数的几百吨程度。
通过更小地设定内冲头11的外径以及外冲头12的内径，能够进一步增大杯纵壁部A2的缩径率，能够使杯肩部A1进一步增厚。
另外，在向冲模13上设置杯状被加工件A时，可以使杯状被加工件A的中心轴与中心轴10一致，但也可以使杯状被加工件A的中心轴在内冲头11能够向下运动到比杯纵壁部A2靠内径侧的区域中的范围内相对于中心轴10偏移。在该情况下，在通过内冲头11和冲模13以能够使杯状被加工件A沿径向错位移动的程度的力来夹持了杯状被加工件A的状态下，使外冲头12向下运动。此时，外冲头12的冲头肩圆弧部12A相对于环状的杯纵壁部A2以偏置的状态抵接，因此杯状被加工件A错位移动，而使杯状被加工件A的中心轴与中心轴10一致。在使杯状被加工件A的中心轴与中心轴10一致之后，通过内冲头11和冲模13来夹持杯状被加工件A，而继续进行外冲头12的向下运动即可。
另外，外冲头12的冲头肩部，优选成为随着趋向外冲头12向杯纵壁部A2的打入方向而扩开的冲头肩圆弧部12A、或者如图4所示的外冲头22那样成为随着趋向打入方向而扩开的锥形部22A。通过如此地构成外冲头12、22的冲头肩部，由此能够使杯纵壁部A2从杯开口部A121侧向杯底部A15侧缓和而连续地缩径，并且能够缩小杯纵壁部A2与外冲头12、22的接触角，因此能够减小垂直方向的接触反力，能够减小外冲头12、22与杯纵壁部A2的摩擦力。因而，与现有的减薄成型相比，能够减小向杯纵壁部A2的杯底部A15附近部分、杯肩部A1的铅垂向下的成型力，能够抑制杯肩部A1产生向内侧的折入。
(第二实施方式)
图5是第二实施方式的冲压成型装置的概要构成图。
本实施方式的冲压成型装置仅外冲头32的形状与第一实施方式不同，以下对与第一实施方式的不同点进行说明。
在本实施方式中，在外冲头32的内周面321上，遍及内周面321的一周地形成有向径向突出的圆周状的端面压入部32B。端面压入部32B配置于内周面321的与杯状被加工件A的总高度相比更长的位置。
在本实施方式的冲压成型方法中，与第一实施方式的不同点为：如图6所示，在使外冲头32向下运动而对杯纵壁部A2进行拉深成型的第二步骤中，在杯肩部A1的增厚成型时，使用外冲头32的端面压入部32B来压入杯状被加工件A的杯上端部A3。由此，在本实施方式中，能够提高对于杯肩部A1和杯纵壁部A2的模具形状转印精度。
并且，在本实施方式的冲压成型方法中，成型条件成为接近密闭锻造的条件，成型载荷会增大。因而，杯状被加工件A的体积V1相对于由内冲头11、外冲头12以及冲模13形成的空隙部体积V2，优选满足V1＜V2的关系。
(变形例)
图7A～图7C是表示能够应用本发明的冲压成型方法的杯状被加工件的例子的图。
作为能够应用本发明的冲压成型方法的杯状被加工件的形状，不仅能够使用在第一、第二实施方式中例示的单纯的有底筒状，而且能够使用适当的形状。例如，也可以如图7A所示那样，使用在杯底部A15开设有孔A151的开孔杯状被加工件A11。另外，也可以如图7B所示那样，使用在杯底部A15形成有朝向外侧突出的凸台A152的带凸台杯状被加工件A12，也可以如图7C所示那样，使用在杯底部A15形成有朝向内侧突出的凸台A153的带凸台杯状被加工件A13。
另外，作为能够应用本发明的冲压成型方法的杯状被加工件的材质，能够采用钢、铝、铜等金属或者它们的合金等能够进行塑性加工的公知的各种材质。
在第一、第二实施方式的第二步骤中，使外冲头12(22、32)相对于内冲头11、冲模13以及杯状被加工件A移动而使杯肩部A1增厚，但也可以使内冲头11、冲模13以及杯状被加工件A相对于外冲头12(22、32)移动而使杯肩部A1增厚。
另外，在第一、第二实施方式中，叙述了内冲头11、外冲头12(22、32)相对于冲模13处于上方的例子，但也可以使内冲头11、外冲头12(22、32)与冲模13的位置上下相反。
(第三实施方式)
图8是第三实施方式的冲压成型装置的概要构成图。
在本实施方式中，在实施了将圆板状的被加工件冲压成型为杯状的被加工件B(以下称作杯状被加工件B)的冲压工序之后，实施对该杯状被加工件B的杯肩部B1进行增厚处理的增厚工序。通过冲压工序，杯状被加工件B被成型为如下的有底筒状：一端侧形成杯开口部B14，并具有杯纵壁部B2、杯底部B15、以及将杯纵壁部B2的另一端侧和杯底部B15相连的圆弧状的杯肩部B1。
第三实施方式的冲压成型装置具有内冲头11、外冲头42以及冲模43。内冲头11、外冲头42以及冲模43配置在同一中心轴10上。内冲头11以及外冲头42能够分别独立地向上运动以及向下运动。
外冲头42形成为内径大于内冲头11的外径的环状。外冲头42在与中心轴10正交的径向上相对于内冲头11隔着第一间隔S1而配置。第一间隔S1被设定得大于杯纵壁部B2的板厚T。
另外，外冲头42配置于在径向上与杯纵壁部B2的厚壁部重叠的位置。在外冲头42的内周面421、在中心轴10方向的下端侧(冲模43侧)，形成有随着趋向下方(向杯纵壁部B2的打入方向)而扩开的冲头肩圆弧部42A。
内冲头11形成为具有比杯状被加工件B的内径小的外径的圆柱状。内冲头11以在径向上在内冲头11的外周面111与杯纵壁部B2的内周面B22之间隔着第二间隔S2的状态，在上下方向(中心轴10方向)上与冲模43对置配置。在本实施方式中，外冲头42与内冲头11之间的第一间隔S1以及内冲头11与杯纵壁部B2之间的第二间隔S2被设定为如下大小：在后述的杯纵壁部B2的缩径时，杯纵壁部B2与内冲头11的外周面111抵接，能够使杯纵壁部B2沿着中心轴10方向可靠地成型。但是，在杯纵壁部B2的缩径时，杯纵壁部B2并不一定需要与内冲头11的外周面111抵接。例如，第一间隔S1以及第二间隔S2也可以设定为内冲头11的外周面111成为较大地靠向中心轴10侧的位置的大小、即在杯纵壁部B2的缩径时杯纵壁部B2不与内冲头11的外周面111抵接的大小。
冲模43为圆柱状，外径比内冲头11的外径大而比外冲头42的内径小。冲模43的外径也可以与内冲头11的外径相等，但在冲模43的外径比内冲头11的外径大的情况下，能够遍及后述的杯状被加工件B的冲压成型工序而更平坦地维持杯底部B15。由于冲模43的外径比外冲头42的内径小，因此在外冲头42向下方移动而对杯状被加工件B的杯肩部B1进行增厚成型时，在与杯肩部B1接触的外冲头42的内周面部422(图10)和在径向上与内周面部422相面对的冲模43的外周面部431(图10)之间形成有逸出间隙S3，其详细情况将后述。
以下，对冲压成型装置的成型动作(冲压成型方法)进行说明。参照图8，在将杯状被加工件B放置在冲模43上之后，使内冲头11向下运动，将内冲头11经由杯开口部B14插入到杯状被加工件B内。在内冲头11的外周面111与杯纵壁部B2的内周面B22之间隔着第二间隔S2的状态下，通过内冲头11和冲模43来夹持杯底部B15(第一步骤)。外冲头42的初始位置处于杯纵壁部B2的上方。
接着，如图9所示，使外冲头42向下运动，使外冲头42从冲头肩圆弧部42A起与杯纵壁部B2抵接。然后，通过冲头肩圆弧部42A以及外冲头42的内周面421，将杯纵壁部B2从杯开口部B14侧向杯底部B15侧依次向内冲头11的外周面111侧压入而使该杯纵壁部B2缩径，而对杯纵壁部B2进行拉深成型(第二步骤)。
当通过外冲头42来按压杯纵壁部B2时，杯纵壁部B2的材料向内冲头11的外周面111侧移动。此时，与杯纵壁部B2的直径减小的量相对应，该材料产生剩余材料。由于内冲头11与外冲头42之间的第一间隔S1大于缩径前的板厚T，所以剩余材料使杯纵壁部B2增厚。剩余材料中、即便使杯纵壁部B2增厚也还剩余的量，被外冲头42向下方引入。在杯纵壁部B2的拉深成型时连续产生这种现象，因此通过使外冲头42移动至杯底部B15的侧方来对杯纵壁部B2进行拉深成型，由此如图10所示，由于拉深成型而产生的杯纵壁部B2的剩余材料中、即便使杯纵壁部B2增厚也还剩余的量最终使杯肩部B1增厚。如此，在本实施方式中，由于拉深成型而产生的杯纵壁部B2的剩余材料有助于杯纵壁部B2、杯肩部B1的增厚，能够不使杯纵壁部B2变薄地使杯肩部B1增厚。
在该情况下，通过对杯纵壁部B2的厚度T、各间隙S1～3的大小进行调整，能够使杯纵壁部B2的增厚材料充分地流入杯肩部B1，能够通过外冲头42的内周面421将杯肩部B1的外周面B10成型为与杯纵壁部B2的外周面B21成为齐平面。而且，由此能够将杯肩部B1形成为直角状。此时，在与杯肩部B1接触的外冲头42的内周面部422和在径向上与内周面部422相面对的冲模43的外周面部431之间形成有逸出间隙S3。由此，在向杯肩部B1的增厚材料产生剩余材料的情况下，能够使该剩余材料逸出到逸出间隙S3。通过逸出到逸出间隙S3的该剩余材料，在杯底部B15的底面B150的外缘部成型从底面B150突出的剩余部B4。
如以上那样，在本实施方式中，通过杯纵壁部B2的拉深成型来进行杯肩部B1的增厚，由此能够在抑制成型载荷的同时使杯肩部B1增厚。并且，使外冲头42与内冲头11之间的间隙S1成为杯纵壁部B2的厚度T以上而进行拉深成型，因此不会使杯纵壁部B2变薄。
另外，在现有的锻造方法以及镦锻成型方法中，当想要将杯肩部B1成型为模具形状原样的直角形状时，成型载荷达到数千吨。与此相对，在本实施方式的冲压成型方法中，由于通过拉深成型来使杯肩部B1增厚，因此即便在将杯肩部B1成型为直角状的情况下，也能够将成型载荷抑制到比现有的锻造方法以及镦锻成型方法少一位数的几百吨程度。
通过更小地设定内冲头11的外径以及外冲头42的内径，能够进一步增大杯纵壁部B2的缩径率，能够使杯肩部B1进一步增厚。
在本实施方式的冲压成型方法中，在将杯肩部B1形成为直角状的情况下，通过向冲模43与外冲头42之间的逸出间隙S3逸出的杯状被加工件B的剩余材料，在杯底部B15的底面B150的外缘部形成剩余部B4。因而，虽然在后续工序中需要除去剩余部B4的追加工序，但剩余部B4通常为数毫米程度的大小。另外，在对杯状被加工件B的材质进行变更而进行加工的情况下，由于加工时的材料特性发生变化(在本实施方式中，由于拉深成型时的杯纵壁部B2以及杯肩部B1的塑性流动状况发生变化)，所以一般使用调整为其他尺寸的其他模具的情况较多。在本实施方式中，即便变更杯状被加工件B的材质，也仅是向冲模43与外冲头42之间的逸出间隙S3逸出的杯状被加工件B的剩余材料的量发生变化，因此能够减小伴随着材质变更的模具变更的必要性。并且，由于具有逸出间隙S3，所以在构造上不会成为密闭锻造状态，能够抑制成型中的成型载荷的急剧增大，能够减少用于使冲压成型装置安全地动作的调整。因而，即便花费通过切削等来除去剩余部B4的时间劳力，本实施方式也能够享受利益。
并且，在向冲模43上设置杯状被加工件B时，可以使杯状被加工件B的中心轴与中心轴10一致，但也可以使杯状被加工件B的中心轴在内冲头11能够向下运动到比杯纵壁部B2靠内径侧的区域中的范围内相对于中心轴10偏移。在该情况下，在通过内冲头11和冲模43以能够使杯状被加工件B沿径向错位移动的程度的力来夹持了杯状被加工件B的状态下，使外冲头12向下运动。此时，外冲头42的冲头肩圆弧部42A相对于环状的杯纵壁部B2以偏置的状态抵接，因此杯状被加工件B错位移动，而使杯状被加工件B的中心轴与中心轴10一致。在使杯状被加工件B的中心轴与中心轴10一致之后，通过内冲头11和冲模43来夹持杯状被加工件B，而继续进行外冲头42的向下运动即可。
另外，外冲头42的冲头肩部，优选成为随着趋向外冲头42向杯纵壁部B2的打入方向而扩开的冲头肩圆弧部42A、或者如图11所示的外冲头52那样成为随着趋向打入方向而扩开的锥形部52A。通过如此地构成外冲头42、52的冲头肩部，由此能够使杯纵壁部B2从杯开口部B14侧向杯底部B15侧缓和而连续地缩径，并且能够减小杯纵壁部B2与外冲头42、52的接触角，因此能够减小垂直方向的接触反力，能够减小外冲头42、52与杯纵壁部B2的摩擦力。因而，与现有的减薄成型相比，能够减小向杯纵壁部B2的杯底部B15附近部分、杯肩部B1的铅垂向下的成型力，能够抑制杯肩部B1产生向内侧的折入。
(第四实施方式)
图12是第四实施方式的冲压成型装置的概要构成图。
在本实施方式的冲压成型装置中，冲模43形成为与杯底部B15抵接的抵接侧端部432的直径比冲模43的主体部433的直径小的阶梯状。另外，除此以外的构成与第三实施方式相同，以下以与第三实施方式的不同点为中心进行说明。
在本实施方式中，与第三实施方式同样，在杯状被加工件B的拉深成型时，在与杯肩部B1接触的外冲头42的内周面部422和在径向上与内周面部422相面对的冲模43的外周面部431之间，也形成有逸出间隙S3。由此，在向杯肩部B1流入的增厚材料产生剩余材料的情况下，能够使该剩余材料向逸出间隙S3逸出。因而，能够不使杯纵壁部B2变薄，并能够在抑制成型载荷的同时使杯肩部B1增厚。
(第五实施方式)
图13是第五实施方式的冲压成型装置的概要构成图。
本实施方式的冲压成型装置，仅外冲头62的形状与第三实施方式不同，以下以与第三实施方式的不同点为中心进行说明。
在本实施方式中，在外冲头62的内周面621上，遍及内周面621的一周而形成有向径向突出的圆周状的端面压入部62B。端面压入部62B配置于内周面621的与杯状被加工件B的总高度相比更长的位置。
在本实施方式的冲压成型方法中，与第三实施方式的不同点为：如图14所示，在使外冲头62向下运动而对杯纵壁部B2进行拉深成型的第二步骤中，在杯肩部B1的增厚成型时，使用外冲头62的端面压入部62B来压入杯状被加工件B的杯上端部B3。由此，在本实施方式中，能够提高对于杯肩部B1和杯纵壁部B2的模具形状转印精度。
(变形例)
图15A～图15C是表示能够应用本发明的冲压成型方法的杯状被加工件的例子的图。
作为能够应用本发明的冲压成型方法的杯状被加工件的形状，不仅能够使用在第三～第五实施方式中例示的单纯的有底筒状，而且能够使用适当的形状。例如，也可以如图15A所示那样，使用在杯底部B15开设有孔B151的开孔杯状被加工件B11。另外，也可以如图15B所示那样，使用在杯底部B15形成有朝向外侧突出的凸台B152的带凸台杯状被加工件B12，也可以如图15C所示那样，使用在杯底部B15形成有朝向内侧突出的凸台B153的带凸台杯状被加工件B13。
另外，作为能够应用本发明的冲压成型方法的杯状被加工件的材质，能够采用钢、铝、铜等金属或者它们的合金等能够进行塑性加工的公知的各种材质。
在第三～第五实施方式的第二步骤中，使外冲头42(52、62)相对于内冲头11、冲模43以及杯状被加工件B移动而使杯肩部B1增厚，但也可以使内冲头11、冲模43以及杯状被加工件B相对于外冲头42(52、62)移动而使杯肩部B1增厚。
另外，在第三～第五实施方式中，叙述了内冲头11、外冲头42(52、62)相对于冲模43处于上方的例子，但也可以使内冲头11、外冲头42(552、62)与冲模43的位置上下相反。
以上，通过各种实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式，能够在本发明的范围内进行变更等。
产业上的可利用性
本发明例如能够应用于对车辆的传动装置等所使用的杯状的被加工件进行冲压成型的冲压成型方法。

Claims (7)

1.一种冲压成型方法，使用冲压成型装置对具有杯纵壁部、杯底部以及将上述杯纵壁部与上述杯底部相连的杯肩部的杯状的被加工件进行冲压成型，其特征在于，
上述冲压成型装置为，具有中心轴相互配置在同轴上的内冲头、环状的外冲头以及冲模，上述外冲头在与上述中心轴正交的径向上相对于上述内冲头隔着比上述杯纵壁部的板厚大的第一间隔而配置，上述冲模在上述中心轴方向上与上述内冲头对置配置，在上述外冲头的内周面上、在上述中心轴方向的上述冲模侧，形成有随着趋向上述冲模侧而扩开的冲头肩部，
上述冲压成型方法具有：
第一步骤，在上述内冲头的外周面与上述杯纵壁部的内周面之间隔着第二间隔的状态下，通过上述内冲头和上述冲模来夹持上述杯底部；以及
第二步骤，使上述外冲头沿着上述中心轴相对于上述内冲头以及上述冲模相对移动，进行使上述外冲头从上述冲头肩部起与上述杯纵壁部抵接的同时将上述杯纵壁部从杯开口部侧向上述杯底部侧依次向上述内冲头的外周面侧压入而使上述杯纵壁部缩径的拉深成型，由此使上述被加工件的剩余材料流入上述杯肩部而使上述杯肩部增厚。
2.如权利要求1所述的冲压成型方法，其特征在于，
在上述第二步骤中，使上述杯纵壁部缩径到上述杯纵壁部的外周面的外径与上述冲模的外径相等的位置。
3.如权利要求1所述的冲压成型方法，其特征在于，
将上述杯肩部成型为直角状。
4.如权利要求1所述的冲压成型方法，其特征在于，
在上述第二步骤中，在增厚完成时，在与上述杯肩部接触的上述外冲头的内周面部和在上述径向上与上述内周面部相面对的上述冲模的外周面部之间形成有间隙。
5.如权利要求4所述的冲压成型方法，其特征在于，
在上述第二步骤中，通过上述外冲头的内周面将上述杯肩部的外周面成型为与上述杯纵壁部的外周面齐平，并且通过逸出到上述间隙的上述剩余材料在上述杯底部的底面外缘部形成从上述底面突出的剩余部。
6.如权利要求1至5中任一项所述的冲压成型方法，其特征在于，
上述冲头肩部为随着趋向上述冲模侧而扩开的圆弧状或者锥形状。
7.如权利要求1至5中任一项所述的冲压成型方法，其特征在于，
在上述外冲头的内周面形成有从上述内周面向上述径向突出的圆周状的端面压入部，
在上述第二步骤中，在使上述外冲头相对移动而使上述杯肩部增厚时，通过上述端面压入部将上述杯纵壁部朝向上述冲模压入。
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