CN104736269A - 冲压加工方法及带底容器 - Google Patents

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Abstract

冲压模具具备各自的中心轴(20)配置在同轴上的内冲头(23)、沿着内冲头(23)的外周配置并在前端部具有中冲头倾斜部(24a)的中冲头(24)、沿着中冲头(24)的外周配置的外冲头(25)、和具有与中冲头倾斜部(24a)对置的冲模倾斜部(27a)的冲模(27)。在将带底容器(22)的底部用内冲头(23)及冲模(27)进行了约束的状态下，通过用外冲头(25)将带底容器(22)的端部推入并使中冲头(24)向与将外冲头(25)推入的方向相反的方向移动，对由中冲头倾斜部(24a)及冲模倾斜部(27a)夹着的带底容器(22)的带底容器倾斜部(22a)进行增厚。

Description

冲压加工方法及带底容器
技术领域
本发明涉及使从带底容器的底面部竖起的倾斜部增厚的冲压加工方法及通过其制造的带底容器。
背景技术
参照图1A、图1B，以往作为将带底容器的纵壁增厚的方法，一般是将圆板状的被加工件通过深拉深而成型为带底容器11、在将带底容器底面11a用冲模12和推压冲头13夹入的状态下、将带底容器的端面11b用推入冲头14推入而将带底容器的纵壁11c增厚的方法。但是，在该方法中，由于带底容器的纵壁部的约束较弱，所以在增厚中压弯，发生卷边部11d。因此，难以实现增厚比(增厚后的板厚/原板厚)超过1.3那样的较大的增厚比。
例如在专利文献1中，公开了具有推压冲头及镦链冲头、在工件的端部上方部及底部内方之间、在推压冲头与铸型(dies)之间确保间隙、将工件端部上表面用镦链冲头加压的增厚冲压加工法。但是，在专利文献1的方法中，也有可能在间隙处在增厚中压弯而发生卷边。
所以，如非专利文献1中那样，提出在汽车的无级变速机用滑轮活塞制造中克服上述增厚方法的缺点的方法。该成型法由于在增厚部设置角部，在将坯材的约束面增加的状态下将杯体的端部推入而增厚，所以能够防止因压弯带来的卷边。但是，通过模具形状及模具移动的制约，在几何学上决定增厚部的间隙，所以1次的成型中的可能的最大增厚比是1.5左右。此外，需要在该工序之前通过深拉深等将带底圆筒容器成型，总共需要两个工序。
此外，在专利文献2中，提出了以下方法：使用具备端壁、从该端壁的外周向一方弯曲的弯曲部、和连接设置在该弯曲部上的圆筒部的冲压加工制的被加工件，通过适合于被加工件的内面的曲柄冲头、适合于端壁的外面的夹紧冲模、和可在轴向上摆动地对其外周嵌合并适合于弯曲部及圆筒部的外周面的增厚导引冲模，将被加工件夹紧，向形成在夹紧冲头及增厚导引冲模间的空间插入增厚冲头，对圆筒部施加轴向压缩载荷而将弯曲部增厚，并对应于该增厚而使增厚导引冲模相对于夹紧冲模后退。
此外，在专利文献3中，提出了以下结构：具备承受加工对象物的主体部的脱模器(knock out)、对从主体部起到向斜外方竖起的竖起部的中途位置进行推压的板推压部、将竖起部的前端推压的增厚用冲头、和承受竖起部的铸型；铸型能够相对于脱模器及增厚用冲头、相对地在轴心方向上移动。通过增厚用冲头对竖起部的前端进行推压，在将该竖起部压扁的过程中，铸型不是被增厚用冲头推压而是被正在增厚的竖起部推压，通过相对于脱模器相对地移动，夹着竖起部的板推压部与铸型之间扩大。
但是，在专利文献2、3的方法中，还需要通过深拉深等将带底圆筒容器成型，总共需要两个工序。进而，在增厚部与非增厚部的边界发生较大的阶差，有需要切削工序的情况。此外，没有言及可能的增厚比。
此外，如果设为将冲模分割而使其一部分移动的结构，则用专利文献2的例子讲，在增厚成型时，在增厚导引冲模上在与倾斜部(专利文献2中的2b)垂直的方向上作用力。该力向使增厚导引冲模从夹紧冲模离开的方向(径向的外侧)作用，所以在夹紧冲模与增厚导引冲模的边界部发生间隙，有可能产生毛刺。
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2010－247199号公报
专利文献3：日本特开2009－248092号公报
非专利文献
非专利文献1：“自動車技術”，社团法人汽车技术会，1996年，Vol.50，No.12，p.31－37
发明内容
本发明是为了解决上述以往的缺点而做出的，主要目的是在冲压加工中避免因压弯带来的卷边、能够进行增厚比1.5倍以上的增厚。进而，目的是能够制造在增厚部与非增厚部的边界没有较大的阶差、具有平滑的形状的带底容器。进而，目的是能够通过一工序的冲压加工从圆板状的被加工件制造使倾斜部增厚的带底容器。
要达到上述目的的本发明的主旨是以下这样的。
[1]一种冲压加工方法，是使用冲压模具的冲压加工方法，所述冲压模具具备各自的中心轴配置在同轴上的内冲头、沿着上述内冲头的外周配置并在前端部具有中冲头倾斜部的中冲头、沿着上述中冲头的外周配置的外冲头、和具有与上述中冲头倾斜部对置的冲模倾斜部的冲模，其特征在于，具有增厚步骤：在将带底容器的底部用上述内冲头及上述冲模进行了约束的状态下，用上述外冲头将上述带底容器的端部推入并使上述中冲头向与将上述外冲头推入的方向相反的方向移动，从而对由上述中冲头倾斜部及上述冲模倾斜部夹着的上述带底容器的带底容器倾斜部进行增厚。
[2]一种冲压加工方法，是使用冲压模具的冲压加工方法，所述冲压模具具备各自的中心轴配置在同轴上的、在前端部具有内冲头平坦部及内冲头倾斜部的内冲头、沿着上述内冲头的外周配置并在前端部具有中冲头倾斜部的中冲头、沿着上述中冲头的外周配置的外冲头、和具有与上述中冲头倾斜部对置配置的冲模倾斜部的冲模，上述内冲头倾斜部形成在上述内冲头的前端部的与上述中冲头倾斜部接近侧的端部处，其特征在于，具有如下步骤：外冲头推入步骤，在将带底容器的底部用上述内冲头平坦部及上述冲模进行了约束的状态下，通过由上述外冲头将上述带底容器的端部推入，使沿着上述内冲头倾斜部及上述中冲头倾斜部延伸的上述带底容器的带底容器倾斜部与上述冲模倾斜部接触；中冲头推入步骤，对于在上述外冲头推入步骤中接触在上述冲模倾斜部上的上述带底容器，将上述中冲头向上述冲模的方向推入并使上述中冲头倾斜部与上述带底容器倾斜部接触；以及增厚步骤，通过将上述外冲头相对于在上述中冲头推入步骤中接触在上述中冲头倾斜部上的上述带底容器进行推入、并使上述中冲头向与将上述外冲头推入的方向相反的方向移动，将上述带底容器倾斜部增厚。
[3]在[1]所记载的冲压加工方法中，其特征在于，在上述增厚步骤之前，具有成型步骤：用上述内冲头及上述中冲头将圆板状的被加工件向上述冲模推入，成型出在由上述中冲头倾斜部和上述冲模倾斜部夹着的位置形成有带底容器倾斜部的带底容器。
[4]在[2]所记载的冲压加工方法中，其特征在于，其特征在于，在上述外冲头推入步骤之前，具有成型步骤：用上述内冲头及上述中冲头将圆板状的被加工件向上述冲模推入，成型出在由上述内冲头倾斜部及上述中冲头倾斜部和上述冲模倾斜部夹着的位置形成有带底容器倾斜部的带底容器。
[5]一种带底容器，通过[1]所述的冲压加工方法制造，其特征在于，上述带底容器倾斜部的厚度的增厚比是1.5倍以上。
[6]一种带底容器，通过[2]所述的冲压加工方法制造，其特征在于，上述带底容器倾斜部的厚度的增厚比是1.5倍以上。
发明效果
根据本发明，能够避免由压弯带来的卷边，进行增厚比1.5倍以上的增厚。
进而，根据技术方案2所述的发明，能够制造在增厚部和非增厚部的边界没有较大的阶差、具有平滑的形状的带底容器。
进而，根据技术方案3、4所述的发明，能够通过一个工序的冲压加工，从圆板状的被加工件制造使倾斜部增厚的带底容器。
附图说明
图1A是表示以往的增厚加工的剖视图。
图1B是表示以往的增厚加工的剖视图。
图2是在有关第一实施方式的冲压加工方法中表示深拉深前的状态的剖视图。
图3是在有关第一实施方式的冲压加工方法中表示深拉深后的状态的剖视图。
图4是在有关第一实施方式的冲压加工方法中表示增厚成型中途的状态的剖视图。
图5是在有关第一实施方式的冲压加工方法中表示增厚成型后的状态的剖视图。
图6是在有关第二实施方式的冲压加工方法中表示深拉深前的状态的剖视图。
图7是在有关第二实施方式的冲压加工方法中表示深拉深后的状态的剖视图。
图8是在有关第二实施方式的冲压加工方法中表示使冲模的倾斜部接触在带底容器的倾斜部上的状态的剖视图。
图9是在有关第二实施方式的冲压加工方法中表示使中冲头的倾斜部接触在带底容器的倾斜部上的状态的剖视图。
图10是在有关第二实施方式的冲压加工方法中表示增厚成型中途的状态的剖视图。
图11是在有关第二实施方式的冲压加工方法中表示增厚成型后的状态的剖视图。
图12是表示第二实施方式的比较例的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明用来实施本发明的形态。
本发明者进行了专门研究，结果发现，通过使用各自的中心轴配置在同轴上的内冲头、沿着内冲头的外周配置的中冲头、和冲模来进行深拉深、将带底容器成型、接着在通过外冲头将带底容器的端面推入时使中冲头与冲模的间隙逐渐变大、将被加工件在约束的状态下增厚，从而能够通过一个工序的冲压加工而避免因压弯带来的卷边，实现增厚比1.5倍以上的增厚。
(第一实施方式)
图2是表示实施深拉深前的状态的剖视图。如图2所示，冲压模具具备各自的中心轴20配置在同轴上的内冲头23、沿着内冲头23的外周配置的中冲头24、沿着中冲头24的外周配置的外冲头25、脱模器26和沿着脱模器26的外周配置的冲模27。内冲头23与脱模器26及冲模27对置配置，中冲头24及外冲头25与冲模27对置配置。
内冲头23是圆柱状的形状，是能够通过图略的机械式(油压、伺服马达等)的驱动源进行升降的可动式。
中冲头24是圆筒状的形状，在与被加工件的被增厚的部分接触的面(即，中冲头24的下端部(前端部))上形成有中冲头倾斜部24a。该中冲头倾斜部24a从内冲头23侧朝向外冲头25侧向斜上方向倾斜。中冲头24是能够通过图略的机械式的驱动源进行升降的可动式。
外冲头25是圆筒状的形状，是能够通过图略的机械式的驱动源进行升降的可动式。
脱模器26是圆柱状的形状，是用来将成型品从模具拆下的，是能够通过图略的机械式的驱动源进行升降的可动式。
冲模27是固定式的，是大致凹状的形状，为了将脱模器26穿过而在中央部设有孔。此外，在冲模27上形成有冲模倾斜部27a，该冲模倾斜部27a与中冲头倾斜部24a对置配置。
在本实施方式中，通过实施下述的成型步骤及增厚步骤，将被加工件21进行了冲压加工。作为被加工件21，使用外径为240mm、板厚为4mm的圆板状的高张力钢板(SAPH590)。
将被加工件21放置在冲模27之上，将内冲头23及中冲头24推入而进行深拉深，如图3所示，成型出在由中冲头倾斜部24a和冲模倾斜部27a夹着的位置形成有带底容器倾斜部22a的带底容器22(成型步骤)。
在图3所示的状态下，带底容器22的底部被内冲头23及冲模27约束。
接着，如图4及图5所示，将由成型步骤成型后的带底容器22的端面用外冲头25推入并使中冲头24向上方移动。由此，中冲头倾斜部24a与冲模倾斜部27a的间隙逐渐变大，能够将带底容器倾斜部22a用中冲头倾斜部24a及冲模倾斜部27a夹着而在抑制压弯的同时进行增厚(增厚步骤)。图4及图5的剖视图分别表示增厚成型中途及增厚成型后的状态。
在增厚步骤后，使内冲头23、中冲头24、外冲头25及脱模器26向上方移动，将带底容器22从冲模27拆下。带底容器倾斜部22a的板厚是6.9mm，也没有发生因压弯带来的卷边，能够增厚为原板厚4mm的1.73倍。
此外，在增厚成型时，在中冲头24上在与中冲头倾斜部24a垂直的方向上作用力，由于该力作用于将中冲头24向内冲头23推压的方向(径向的内侧(中心方向))，所以在内冲头23与中冲头24的边界部不发生间隙，不产生毛刺。
(第二实施方式)
第二实施方式是制造在增厚部与非增厚部的边界没有较大的阶差、具有平滑的形状的带底容器的实施方式。
图6是表示实施深拉深前的状态的剖视图。如图6所示，冲压模具具备各自的中心轴30配置在同轴上的内冲头33、沿着内冲头33的外周配置的中冲头34、沿着中冲头34的外周配置的外冲头35、脱模器36和沿着脱模器36的外周配置的冲模37。内冲头33与脱模器36及冲模37对置配置，中冲头34及外冲头35与冲模37对置配置。
内冲头33是圆柱状的形状，在其前端部形成有内冲头倾斜部33a及内冲头平坦部33b。内冲头倾斜部33a形成在前端部的周缘部、即与中冲头倾斜部34a接近侧的端部上，内冲头平坦部33b绕中心轴30形成。内冲头倾斜部33a从中心轴30侧朝向中冲头34侧向斜上方向倾斜。内冲头平坦部33b在与中心轴30正交的水平方向上延伸。内冲头33是能够通过图略的机械式的驱动源进行升降的可动式。
中冲头34是圆筒状的形状，在与被加工件的被增厚的部分接触的面(即，中冲头34的下端部(前端部))上形成有中冲头倾斜部34a。该中冲头倾斜部34a从内冲头33侧朝向外冲头35侧向斜上方向倾斜。中冲头34是能够通过图略的机械式的驱动源进行升降的可动式。
这里，当内冲头倾斜部33a的从中心轴30远离侧的端部的高度与中冲头倾斜部34a的与中心轴30接近侧的端部的高度相同时，即在图6所图示的状态下，内冲头倾斜部33a及中冲头倾斜部34a形成平滑的曲线。
外冲头35是圆筒状的形状，是能够通过图略的机械式的驱动源进行升降的可动式。
脱模器36是圆柱状的形状，是用来将成型品从模具拆下的，是能够通过图略的机械式的驱动源进行升降的可动式。
冲模37是固定式的，是大致凹状的形状，为了将脱模器36穿过而在中央部设有孔。此外，在冲模37上形成有冲模倾斜部37a，该冲模倾斜部37a与内冲头倾斜部33a及中冲头倾斜部34a对置配置。
在本实施方式中，通过实施下述成型步骤、外冲头推入步骤、中冲头推入步骤及增厚步骤，将被加工件31进行了冲压加工。作为被加工件31而使用外径为224mm、板厚为4mm的圆板状的高张力钢板(SAPH590)。
将被加工件31放置到冲模37之上，将内冲头33及中冲头34推入而进行深拉深，如图7所示，成型出在由内冲头倾斜部33a及中冲头倾斜部34a和冲模倾斜部37a夹着的位置处形成有带底容器倾斜部32a的带底容器32(成型步骤)。
在图7所示的状态下，带底容器32的底部被内冲头33的内冲头平坦部33b及冲模37约束。
接着，将在成型步骤中成型的带底容器32的端面用外冲头35推入，使沿着内冲头倾斜部33a及中冲头倾斜部34a延伸的带底容器倾斜部32a如图8所示那样与冲模倾斜部37a接触(外冲头推入步骤)。
接着，使中冲头34相对于在外冲头推入步骤中接触在冲模37上的带底容器32向下方移动(将中冲头34朝向冲模37推入)，如图9所示那样使中冲头倾斜部34a与带底容器倾斜部32a接触(中冲头推入步骤)。
接着，如图10及图11所示，将带底容器32的端面用外冲头35推入并使中冲头34向上方移动。由此，中冲头倾斜部34a与冲模倾斜部37a的间隙逐渐变大，能够将带底容器倾斜部32a用中冲头倾斜部34a及冲模倾斜部37a夹着而在抑制压弯的同时进行增厚(增厚步骤)。图10及图11的剖视图分别表示增厚成型中途及增厚成型后的状态。
在增厚步骤后，使内冲头33、中冲头34、外冲头35及脱模器36向上方移动，将带底容器32从冲模37拆下。带底容器倾斜部32a的板厚是8mm，也没有发生因压弯带来的卷边，能够增厚为原板厚4mm的2倍。此外，在增厚部与非增厚部的边界没有较大的阶差，具有平滑的形状。
此外，在增厚成型时，在中冲头34上在与中冲头倾斜部34a垂直的方向上作用力，但由于该力作用于将中冲头34向内冲头33推压的方向(径向的内侧(中心方向))，所以在内冲头33与中冲头34的边界部不发生间隙，不产生毛刺。
这里，在图7所图示的状态下，如果不使中冲头34抵接在带底容器32上而将带底容器32的端部用外冲头35推入，则由于带底容器倾斜部32a的约束不充分，所以如图12所图示那样，在带底容器倾斜部32a中发生压弯。因而，通过在将带底容器倾斜部32a用中冲头34及冲模37夹着而约束的同时实施基于外冲头35的增厚处理，能够抑制带底容器倾斜部32a处的压弯。
在上述实施例中，设带底容器倾斜部22a、32a与水平方向所成的角度为45°，但优选的是20°以上且70°以下。这是因为，如果带底容器倾斜部22a、32a与水平方向所成的角度不到20°，则从带底容器纵壁部22b、32b向带底容器倾斜部22a、32a的材料流动变差，成型所需要的载荷变大。此外，如果带底容器倾斜部22a、32a与水平方向所成的角度超过70°，则通过被加工件21、31与模具的接触长度变长而摩擦力变大，成型所需要的载荷变大。另外，所谓带底容器纵壁部22b、32b，是指带底容器22、32中的比带底容器倾斜部22a、32a更接近于外冲头25、35一侧的部分。
以上，将本发明结合各种实施方式进行了说明，但本发明并不仅限定于这些实施方式，在本发明的范围内能够变更等。
在上述实施例中，作为被加工件而使用SAPH590，但并不限定于铁类的材料，可以用在铝类、钛类等的金属中。
此外，在上述实施方式中，说明了通过一个工序的冲压加工从圆板状的被加工件制造使倾斜部增厚的带底容器的例子，但本发明对于以具有在别的工序中成型的倾斜部的带底容器为对象而进行增厚的冲压加工、即将图3、图7作为开始状态的冲压加工也能够适用。
产业上的可利用性
本发明能够用于对从带底容器的底面部竖起的倾斜部进行增厚。

Claims (6)

1.一种冲压加工方法，是使用冲压模具的冲压加工方法，所述冲压模具具备各自的中心轴配置在同轴上的内冲头、沿着上述内冲头的外周配置并在前端部具有中冲头倾斜部的中冲头、沿着上述中冲头的外周配置的外冲头、和具有与上述中冲头倾斜部对置的冲模倾斜部的冲模，其特征在于，
具有增厚步骤：在将带底容器的底部用上述内冲头及上述冲模进行了约束的状态下，用上述外冲头将上述带底容器的端部推入、并使上述中冲头向与将上述外冲头推入的方向相反的方向移动，从而对由上述中冲头倾斜部及上述冲模倾斜部夹着的上述带底容器的带底容器倾斜部进行增厚。
2.一种冲压加工方法，是使用冲压模具的冲压加工方法，所述冲压模具具备各自的中心轴配置在同轴上的、在前端部具有内冲头平坦部及内冲头倾斜部的内冲头、沿着上述内冲头的外周配置并在前端部具有中冲头倾斜部的中冲头、沿着上述中冲头的外周配置的外冲头、和具有与上述中冲头倾斜部对置配置的冲模倾斜部的冲模，上述内冲头倾斜部形成在上述内冲头的前端部的与上述中冲头倾斜部接近侧的端部处，
其特征在于，具有如下步骤：
外冲头推入步骤，在将带底容器的底部用上述内冲头平坦部及上述冲模进行了约束的状态下，由上述外冲头将上述带底容器的端部推入，从而使沿着上述内冲头倾斜部及上述中冲头倾斜部延伸的上述带底容器的带底容器倾斜部与上述冲模倾斜部接触；
中冲头推入步骤，对于在上述外冲头推入步骤中接触在上述冲模倾斜部上的上述带底容器，将上述中冲头向上述冲模的方向推入，使上述中冲头倾斜部与上述带底容器倾斜部接触；以及
增厚步骤，对于在上述中冲头推入步骤中接触在上述中冲头倾斜部上的上述带底容器，将上述外冲头推入并使上述中冲头向与将上述外冲头推入的方向相反的方向移动，从而对上述带底容器倾斜部进行增厚。
3.如权利要求1所述的冲压加工方法，其特征在于，
在上述增厚步骤之前，具有成型步骤：用上述内冲头及上述中冲头将圆板状的被加工件向上述冲模推入，成型出在由上述中冲头倾斜部和上述冲模倾斜部夹着的位置形成有带底容器倾斜部的带底容器。
4.如权利要求2所述的冲压加工方法，其特征在于，
在上述外冲头推入步骤之前，具有成型步骤：用上述内冲头及上述中冲头将圆板状的被加工件向上述冲模推入，成型出在由上述内冲头倾斜部及上述中冲头倾斜部和上述冲模倾斜部夹着的位置形成有带底容器倾斜部的带底容器。
5.一种带底容器，通过权利要求1所述的冲压加工方法制造，其特征在于，上述带底容器倾斜部的厚度的增厚比是1.5倍以上。
6.一种带底容器，通过权利要求2所述的冲压加工方法制造，其特征在于，上述带底容器倾斜部的厚度的增厚比是1.5倍以上。
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