CN107427890B - 成形材料制造方法 - Google Patents
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Abstract
根据本发明,通过对坯料金属板实施多级拉深,制造具有筒状的躯干部(10)和形成于该躯干部的端部的凸缘部(11)的成形材料(1)。多级拉深包含:预拉深,由坯料金属板(2)形成具有躯干部主体(20a)的预备体(20);至少一次压缩拉深,在预拉深之后实施,一边将可调整压力的压缩力施加于躯干部主体(20a)、一边对躯干部主体(20a)实施拉深,从而形成躯干部(10);以及随后的至少一次精细减薄拉深,用于确保尺寸精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种成形材料制造方法,其用于制造具有筒状的躯干部和形成于躯干部的端部的凸缘部的成形材料。
背景技术
例如,如下述的非专利文献1等所示,通过实施拉深加工,进行成形材料的制造,该成形材料具有筒状的躯干部和形成于该躯干部的端部的凸缘部。由于在拉深加工中通过拉长坯料金属板而形成躯干部,因此,躯干部的周壁的板厚通常比坯料板厚薄。
例如作为下述的专利文献1等中所示的电机壳体,有时会使用通过如上那样的拉深加工成形出的成形材料。在这种情况下,躯干部的周壁作为防止向电机壳体外漏磁的屏蔽材料的性能受到期待。此外,根据电机的结构,周壁作为定子的背轭(back yoke)的性能也受到期待。
对于作为屏蔽材料或背轭的性能而言,周壁越厚越好。因此,如上所述在通过拉深加工制造成形材料时,考虑到躯干部的板厚减少,选定比规定的躯干部周壁的板厚更厚的坯料金属板的板厚,以便得到规定的躯干部周壁的板厚。但是,坯料金属板的板厚并非始终固定,其会在被称作板厚公差的板厚的允许范围内变动。另外,根据模具状态的变化或材料特性的偏差等,拉深加工时的板厚减少量有时也会变动。
另一方面,为了减轻电机的振动、噪音,有时对于电机壳体的内径要求高精度的内径圆度。因此,通常而言,在结束了多级拉深加工后的工序中,对躯干部实施精细减薄拉深,从而使内径的圆度得以提高。对于该精细减薄拉深而言,在使用两个模具从内侧和外侧这两侧对躯干部的材料进行夹持而实施减薄拉深时,使用将两个模具的间隙(clearance)设定为小于躯干部的材料板厚的模具进行实施。针对将该间隙设定为小于躯干部的材料板厚这一情形,称之为负间隙(minus clearance)。
此时,若坯料金属板的板厚薄于预先规定的板厚,或者板厚减少率因坯料金属板的材料特性的偏差、拉深加工的工序中的模具状态的变化而增大的话,则减薄拉深加工前的躯干部的板厚恐怕会变为预先规定的板厚以下。如此一来,预先准备的减薄拉深加工模具的减薄拉深加工量有时会变得不充分,内径圆度有时会降低。反过来说,若坯料金属板的板厚厚于预先规定的板厚,或者精细减薄拉深之前的躯干部的板厚因拉深加工的工序中模具状态的变化、材料特性的偏差等而远大于预先规定的板厚的话,则虽然满足了精细减薄拉深后的内径圆度,但在坯料金属板为其表面具有镀层的表面处理钢板的情况下,会引发产生镀渣并从成形品的表面脱落等、其它问题。
产生这些问题的原因在于:精细减薄拉深前的躯干部周壁的板厚因坯料金属板的板厚变动、拉深加工时的板厚减少率的变动而发生变动,与之相对,实施精细减薄拉深的模具的间隙是固定的,因此,即使精细减薄拉深前的躯干部周壁的板厚会变动,也无法通过变更拉深加工的条件来吸收变动。
如此,在将表面处理钢板用作坯料金属板的情况下,不论精细减薄拉深前的躯干部周壁的板厚是薄是厚均会产生问题,因此,针对供于多级拉深加工的坯料金属板的板厚公差的要求变得严苛。
而且,如下述的专利文献2等所示,作为防止拉深加工构件的躯干部的薄壁化的措施,公开了一种在多级拉深工序中实施压缩拉深的模具。
在该压缩拉深模具中,将在前工序中成形的圆筒构件以使其开口凸缘部朝下的状态嵌覆于设置在下模的防变形构件,使开口凸缘部位于设置在下模的板(plate)的凹部,并使其外周与凹部卡合。然后,通过使上模下降,将圆筒构件的圆筒部压入设置在该上模的模头的孔中而使得压缩力起作用并实施压缩拉深加工。
此时,防变形构件可相对于板上下活动,因此圆筒构件的侧壁几乎不承受拉伸力,抑制了板厚减少,反而也可能使板厚增加(增厚)。
需要说明的是,此时施加于躯干部主体的压缩力与躯干部主体在被压入模头的孔时的变形阻力相等。即,有助于增加板厚的因素主要是与变形阻力有关的模头与冲头的模具间隙、模头肩半径、躯干部主体的材料强度(屈服强度×截面积)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:村川正夫,其他3名著《塑性加工的基础》,初版,产业图书株式会社,1990年1月16日,p.104~107
专利文献
专利文献1:日本特开2013-51765号公报
专利文献2:日本实开平4-43415号公报
专利文献3:日本特许第5395301号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而,在上述的压缩拉深方法中,圆筒构件载置在固定于下模的板上,圆筒构件被夹入从上方下降的模头与板之间。即,在所谓触底(底突き)的状态下,压缩力在圆筒构件起作用而使板厚增加,因此能使板厚增加,但是,难以对应于坯料金属板的板厚变动来调节压缩力而控制板厚的增减。
本发明是为了解决上述那样的问题而完成的,其目的在于,提供一种成形材料制造方法,即使坯料金属板的板厚有变动、或者模具条件有变动,也能通过控制板厚的增减对精细减薄拉深之前的躯干部主体的周壁板厚进行调节,从而高精度地维持躯干部的内径圆度。
进而,其目的也在于,提供一种成形材料制造方法,通过规定用于精细减薄拉深的模具的间隙,即使在将钢板的表面实施有镀敷的表面处理钢板用作坯料金属板的情况下,也能防止镀敷被膜的残渣产生。
用于解决问题的方案
本发明的成形材料制造方法的特征在于,其包括通过对坯料金属板实施多级拉深,制造具有筒状的躯干部和形成于该躯干部的端部的凸缘部的成形材料的步骤,其中,所述多级拉深包含:预拉深,由所述坯料金属板形成具有躯干部主体的预备体;至少一次压缩拉深,在所述预拉深之后使用模具来实施,一边将压缩力施加于所述躯干部主体、一边对所述躯干部主体实施拉深,从而形成所述躯干部,所述模具包括:模头,具有压入孔;冲头,插入于所述躯干部主体的内部并将所述躯干部主体压入到所述压入孔;以及加压单元,将沿着所述躯干部主体的深度方向的所述压缩力施加于所述躯干部主体的周壁;以及至少一次精细减薄拉深,在所述至少一次压缩拉深之后实施,所述加压单元为升降垫(lifter pad),其具有:垫部,以与所述模头对置的方式配置于所述冲头的外周位置且载置所述躯干部主体的周壁的下端;以及支承部,构成为从下方支承所述垫部并且能调节支承所述垫部的支承力,所述至少一次压缩拉深以在所述垫部到达下死点为止的期间内完成的方式实施,在对所述躯干部主体实施拉深时,所述支承力作为所述压缩力作用于所述躯干部主体。
发明效果
根据本发明的成形材料制造方法,根据坯料金属板的板厚对压缩力进行调整,一边沿躯干部主体的深度方向将压缩力施加于躯干部主体、一边对躯干部主体实施拉深来形成躯干部,因此,即使坯料金属板的板厚变动至比假定的板厚薄的一侧,也能通过增加压缩力,避免在精细减薄拉深时、减薄拉深不充分、内径圆度恶化,另外,反过来说,即使坯料金属板的板厚变动至比假定的板厚厚的一侧,也能通过减少压缩力,满足内径圆度,同时能防止镀渣的产生。其结果是,能够使用比以往更宽的板厚公差的坯料金属板,材料的供应性得以提高。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施方式的成形材料制造方法制造的成形材料1的立体图。
图2是示出制造图1的成形材料的成形材料制造方法的说明图。
图3是示出用于图2的预拉深的模具的说明图。
图4是示出利用图3的模具进行的预拉深的说明图。
图5是示出用于图2的第一压缩拉深的模具的说明图。
图6是示出利用图5的模具进行的第一压缩拉深的说明图。
图7是示出第一压缩拉深工序中的升降垫力(lifter pad force)与躯干部周壁平均板厚之间的关系的图表。
图8是示出第二压缩拉深工序中的升降垫力与躯干部周壁平均板厚之间的关系的图表。
图9是示出精细减薄拉深中的模具间隙与精细减薄拉深后的躯干部周壁的内径圆度之间的关系的图表。
图10是示出通常减厚加工(比较例1)中的可成形的坯料板厚范围的说明图。
图11是示出触底增厚加工(比较例2)中的可成形的坯料板厚范围的说明图。
图12是示出升降垫力控制增厚加工(本发明例)中的可成形的坯料板厚范围的说明图。
图13是示出Zn-Al-Mg系合金镀敷钢板中的减薄拉深率Y与X(=r/tre)之间的关系的图表。
图14是示出精细减薄拉深加工中的、精细减薄拉深前的躯干部主体的周壁平均板厚tre与精细减薄拉深模具间隙cre之间的关系的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。
第一实施方式
图1是示出根据本发明的第一实施方式的成形材料制造方法制造的成形材料1的立体图。如图1所示,通过本实施方式的成形材料制造方法制造的成形材料1具有躯干部10和凸缘部11。躯干部10是具有顶壁100和从顶壁100的外缘延伸的周壁101的筒状部分。顶壁100根据使用成形材料1的朝向有时也称为底壁等其它称呼。虽然图1中示出了躯干部10具有剖面正圆形,但躯干部10例如也可以采用剖面椭圆形或方筒形等其它形状。还能对顶壁100进一步施加加工,形成例如从顶壁100进一步突出的突部等。凸缘部11是形成于躯干部10的端部(周壁101的端部)的板部。
接着,图2是示出制造图1的成形材料1的成形材料制造方法的说明图。本发明的成形材料制造方法通过对平板状的坯料金属板2实施多级拉深和精细减薄拉深来制造成形材料1。在多级拉深中,包括预拉深和在该预拉深之后实施的至少一次的压缩拉深。在本实施方式的成形材料制造方法中,实施三次压缩拉深(第一~第三压缩拉深)。作为坯料金属板2,能使用各种镀敷钢板的金属板。
预拉深是通过对坯料金属板2实施加工来形成具有躯干部主体20a的预备体20的工序。躯干部主体20a是直径比图1的躯干部10更大且深度更浅的筒状体。根据躯干部主体20a的周壁的延伸方向来规定躯干部主体20a的深度方向。在本实施方式中,预备体20的整体构成躯干部主体20a。其中,作为预备体20,也可以形成为具有凸缘部的预备体。在这种情况下,凸缘部并不构成躯干部主体20a。
第一~第三压缩拉深如后面详细说明的那样,是通过一边向躯干部主体20a施加沿着躯干部主体20a的深度方向的压缩力42a(参照图5)、一边对躯干部主体20a实施拉深来形成躯干部10的工序。所谓的对躯干部主体20a实施拉深,是指缩短躯干部主体20a的直径,并且使躯干部主体20a的深度变得更深。
接着,图3是示出用于图2的预拉深的模具3的说明图,图4是示出利用图3的模具3进行的预拉深的说明图。如图3所示,在用于预拉深的模具3中,包括模头30、冲头31以及缓冲垫32。在模头30设置有坯料金属板2与冲头31一同被压入的压入孔30a。缓冲垫32以与模头30的端面对置的方式配置于冲头31的外周位置。如图4所示,在预拉深中,坯料金属板2的外缘部完全不被模头30以及缓冲垫32约束,坯料金属板2的外缘部抽出至脱离模头30以及缓冲垫32的约束的部位。也可以将整个坯料金属板2抽出,使其与冲头31一同压入压入孔30a。如上所述在形成具有凸缘部的预备体20的情况下,只要按照坯料金属板2的外缘部未脱离模头30以及缓冲垫32的约束的深度停止拉深即可。
接着,图5是示出用于图2的第一压缩拉深的模具4的说明图,图6是示出利用图5的模具4进行的第一压缩拉深的说明图。如图5所示,在用于第一压缩拉深的模具4中,包括模头40、冲头41以及升降垫42。模头40是具有压入孔40a的构件。冲头41是插入躯干部主体20a的内部并将躯干部主体20a压入至压入孔40a的圆柱体。
升降垫42以与模头40对置的方式配置于冲头41的外周位置。具体来说,升降垫42具有垫部420以及施力部421。垫部420是以与模头40对置的方式配置于冲头41的外周位置的环状构件。施力部421配置于垫部420的下部,并施力支承垫部420。在垫部420上载置有躯干部主体20a。躯干部主体20a的周壁在模头40下降时由模头40以及垫部420夹持。如此,躯干部主体20a的周壁由模头40以及垫部420夹持,由此,施力部421的施加力(升降垫力,lifter padforce)作为沿着躯干部主体20a的深度方向的压缩力42a施加于躯干部主体20a。即,升降垫42构成将沿着躯干部主体20a的深度方向的压缩力42a施加于躯干部主体20a的加压单元。
如图6所示,在第一压缩拉深中,模头40下降,由此,躯干部主体20a与冲头41一同被压入至压入孔40a,从而躯干部主体20a被拉深。此时,躯干部主体20a的周壁由模头40以及垫部420夹持后,沿着躯干部主体20a的深度方向的压缩力42a持续施加于躯干部主体20a。即,在第一压缩拉深中,一边施加压缩力42a、一边对躯干部主体20a实施拉深。如后面详细说明的那样,在压缩力42a满足规定的条件的情况下,能不使躯干部主体20a发生减厚地对躯干部主体20a实施拉深。由此,经过了第一压缩拉深的躯干部主体20a的板厚变为第一压缩拉深之前的躯干部主体20a的板厚以上。
在加工过程中,升降垫42的下表面不与冲头接板(punch holder)43的上表面抵接,处于可上下自如地移动的状态。其为如下的状态:不会发生所谓的触底,在加工过程中,下降的模头40和因施力部421的施加力(升降垫力)而将要上升的升降垫42经由躯干部主体20a处于平衡。
需要说明的是,升降垫42触底的结构即意味着,施力部421的施加力(升降垫力)比躯干部主体20a受到变形而缩径时的变形阻力小,在该情况下,躯干部主体20a经由已下降的模头40和升降垫42使得在与冲头接板43之间成形力平衡,因此,施加于躯干部主体20a的施加力(升降垫力)的主体仅构成躯干部主体20a缩径且被压入到模头40内时的变形阻力。因此,有助于增厚的因素主要是,与变形阻力有关的模头40与冲头的模具间隙、模头R、躯干部主体20a的材料强度(屈服强度×截面积),由于这些条件一旦确定就无法容易变更,因此,可以说触底结构的压缩模具难以对应于坯料金属板的板厚变动来对板厚的增减进行控制。
图2的第二以及第三压缩拉深的实施使用具有与图5以及图6所示的模具4相同结构的模具。但是,模头40、冲头41的尺寸可以适当地变更。在第二压缩拉深中,一边施加压缩力42a、一边对第一压缩拉深后的躯干部主体20a实施拉深。此外,在第三压缩拉深中,一边施加压缩力42a、一边对第二压缩拉深后的躯干部主体20a实施拉深。经过这些第一~第三压缩拉深、进行紧随其后的精细减薄拉深,由此,躯干部主体20a制成为躯干部10。此处,在本发明中重要的是,对第一压缩拉深工序~第三压缩拉深工序的压缩力进行调整,以使相当于精细减薄拉深的前工序的第三压缩拉深工序的躯干部主体20a的板厚变为规定的厚度。其结果是,在精细减薄拉深中,以满足内径圆度且不产生镀渣的适当的模具间隙实施加工。
接着,示出实施例。本发明人等将对普通钢的冷轧钢板实施了镀Zn-Al-Mg而得的厚度1.60~1.95mm、镀层附着量90g/m2,直径116mm的圆形板作为坯料金属板2,对压缩时的升降垫力的大小与躯干部主体20a的躯干部周壁平均板厚(mm)之间的关系进行了研究。另外,使用使压缩拉深工序的升降垫力发生变化而制作出的各种躯干部周壁板厚的精细减薄拉深前躯干部主体20a,对精细减薄拉深模具间隙与精细减薄拉深后的内径圆度之间的关系进行了研究。另外,对不向躯干部主体赋予压缩力的通常减厚加工(比较例1)、作为以往的压缩加工法的触底增厚加工(比较例2)以及本发明的升降垫力控制增厚加工中的可成形的坯料板厚范围进行了研究。进而,针对影响到满足精细减薄拉深后的内径圆度且也未看到产生镀渣的可成形范围的、精细减薄拉深工序的模头肩半径(mm)与减薄拉深率之间的关系进行了研究。此时的加工条件如下。将结果示于图7。
·模头肩部的曲率半径:0.45~10mm
·冲头的直径:预拉深66mm、第一压缩拉深54mm、第二压缩拉深43mm、第三压缩拉深36mm、精细减薄拉深36mm
·模头与冲头的模具间隙(单侧):预拉深2.00mm、第一压缩拉深1.95mm、第二压缩拉深1.95mm、第三压缩拉深1.95mm、精细减薄拉深1.55m
·升降垫力:0~100kN
·冲压油(press oil):TN-20N
图7是示出将板厚1.8mm的Zn-Al-Mg镀敷钢板用作坯料金属板的、第一压缩拉深工序中的升降垫力与躯干部周壁平均板厚之间的关系的图表。在图7中,将第一压缩拉深后的躯干部周壁平均板厚作为纵轴,将第一压缩拉深升降垫力(kN)作为横轴。需要说明的是,躯干部周壁平均板厚,是指从冲头肩半径的凸缘侧的R尽头到模头肩半径的顶壁侧的R尽头的周壁板厚的平均板厚。可知躯干部周壁平均板厚随着第一压缩升降垫力增大而大致呈线性增加。此外,可知通过将第一压缩升降垫力设为大致15kN以上,从而使预拉深的躯干部周壁平均板厚进一步增厚。
图8是示出第二压缩拉深工序中的升降垫力与躯干部周壁平均板厚之间的关系的图表。坯料金属板使用与图7同样的板厚1.8mm的Zn-Al-Mg镀敷钢板。在图8中,将第二压缩拉深后的躯干部周壁平均板厚设为纵轴,将第二压缩拉深升降垫力(kN)设为横轴。此处也可知与第一压缩拉深工序同样,躯干部周壁平均板厚会随着第二压缩拉深升降垫力增大而呈线性增加。其中,对于以第一压缩拉深升降垫力为50kN的条件成形的躯干部主体,在第二压缩拉深升降垫力大致为30kN时、增厚到几乎与模具间隙同等的板厚,即使将升降垫力增大到该升降垫力以上,板厚也表现为固定值。这表示通过调整(增加)升降垫力,可以使躯干部主体的板厚增厚到与模具间隙同等的板厚。在第二压缩拉深中,可知通过将升降垫力设为大致10kN以上,从而使第一压缩拉深工序的躯干部周壁平均板厚进一步增厚。
图9是示出精细减薄拉深工序中的模具间隙与精细减薄拉深后的躯干部周壁的内径圆度之间的关系的图表。此处,将板厚1.60~1.95mm的Zn-Al-Mg镀敷钢板用作坯料金属板。在图9中,将精细减薄拉深后的内径圆度(mm)设为纵轴,将精细减薄拉深模具间隙设为横轴。
可知内径圆度随着精细减薄拉深模具间隙增大而急剧增大。另外,明确了如下事实:能通过使精细减薄拉深模具间隙处于负的区域,换句话说,能通过实施减小躯干部主体的板厚的减薄拉深加工,实现满足内径圆度标准0.05mm以下。
图10是示出通常减厚加工(比较例1)中的可成形的坯料板厚范围的实验结果。图11是示出作为以往的增厚压缩加工方法的触底增厚加工(比较例2)中的可成形的坯料板厚范围的实验结果。图12是示出升降垫力控制增厚加工(本发明例)中的可成形的坯料板厚范围的实验结果。分别示出了:相对于供于实验的坯料金属板的板厚的精细减薄拉深前板厚、精细减薄拉深间隙、以及精细减薄拉深后的躯干部周壁的内径圆度、镀渣的产生情况、以及根据内径圆度与镀渣的产生情况进行评价的结果。需要说明的是,作为参考,仅在升降垫力控制增厚加工(本发明例)的图12中标明是否赋予了第一压缩拉深时的升降垫力(有无赋予)。
在图10所示的比较例1的通常减厚加工中,由于未对躯干部主体施加压缩力,因此,相对于坯料金属板的板厚而言,精细减薄拉深前的板厚一律板厚减少。
若坯料金属板的板厚为1.60~1.75mm,则精细减薄拉深工序的间隙为正,因此,不会成为减薄拉深加工,内径圆度会超过标准0.05mm。另外,明确了如下事实:若坯料金属板的板厚为1.95mm,则精细减薄拉深工序的间隙变为-10.9%,虽然满足了精细减薄拉深后的内径圆度,但会在精细减薄拉深工序中,从与模头滑动的部位产生镀渣。根据该结果可知,通常减厚加工(比较例1)中的可成形的坯料板厚处于1.75mm~1.90mm的范围内,其幅度为0.15mm。
在图11所示的比较例2的触底增厚加工中,由于对躯干部主体施加压缩力,因此,虽然相对于坯料金属板的板厚而言,精细减薄拉深前的板厚一律板厚减少,但与比较例1(通常减厚加工)相比,其减小的程度变小了。
仅在坯料金属板的板厚为1.60mm时,内径圆度超过了标准0.05mm。另外,明确了如下事实:在坯料金属板的板厚为1.85mm以上的情况下,会在精细减薄拉深工序中,从与模头滑动的部位产生镀渣。
根据该结果可知,触底增厚加工(比较例2)中的可成形的坯料板厚处于1.65mm~1.80mm的范围内,其幅度为0.15mm。可知:与比较例1的通常减厚加工相比,虽然可成形的坯料板厚朝薄板侧移动了,但其幅度并未变化。这意味着,不论是通常减厚加工(比较例1)还是触底增厚加工(比较例2),坯料金属板的板厚发生变动的情况下的成形余裕度是相同的。
在图12所示的本发明例的升降垫力控制增厚加工中,能根据坯料金属板的板厚、利用升降垫力自由地控制施加于躯干部主体的压缩力,因此,能够减小精细减薄拉深前工序的板厚的变动幅度。例如,如图12所示,若坯料金属板的板厚薄为1.60mm~1.75mm,则在第一压缩拉深时赋予升降垫力而进行增厚,若坯料金属板的板厚厚为1.80mm以上,则以不赋予升降垫力的方式进行减厚并实施压缩拉深加工,由此,能减小精细减薄拉深前的板厚的变动幅度。此处,不赋予升降垫力的条件与比较例1的通常减厚加工相当,虽然仅在坯料金属板的板厚为1.95mm的情况下,在精细减薄拉深工序中从与模头滑动的部位产生镀渣,但是不论坯料金属板板厚在何种情况下,精细减薄拉深后的圆度均满足标准0.05mm以下。根据该结果可知,升降垫力控制增厚加工(本发明)中的可成形的坯料板厚在1.60mm~1.90mm的范围内,其幅度为0.30mm。这意味着,本发明例的升降垫力控制增厚加工与通常减厚加工(比较例1)、触底增厚加工(比较例2)相比,坯料金属板的板厚发生变动的情况下的成形余裕度更大。即,可知本发明的成形材料制造方法与比较例1的通常减厚加工、比较例2的作为以往的增厚压缩加工方法的触底增厚加工相比,可成形的坯料金属板的板厚范围更宽。
图13是示出将Zn-Al-Mg系合金镀敷钢板用作坯料金属板的情况下的、减薄拉深率Y与X(=r/tre)之间的关系的图表。在图13中,将减薄拉深率Y设为纵轴,将精细减薄拉深模具的模头肩部的曲率半径r与精细减薄拉深前躯干部主体的周壁平均板厚tre之比X设为横轴。
减薄拉深率Y的定义如下:
Y(%)={(tre-cre)/tre}×100
此处,
cre:精细减薄拉深模具间隙
tre:精细减薄拉深前躯干部主体的周壁平均板厚
图中的○表示:能抑制镀渣产生的评价,×表示:无法抑制镀渣产生的评价。另外,●表示:内径圆度超过0.05mm。如图13所示,确认了:在Zn-Al-Mg系合金镀敷钢板的情况下,在Y=11.7X-3.1所示的直线的下方区域,能抑制镀渣产生。即,确认了:通过升降垫力控制增厚加工,以满足0<Y≦11.7X-3.1的方式确定精细减薄拉深前躯干部主体的周壁平均板厚tre,由此能抑制镀渣产生。需要说明的是,在上述条件式中,规定0<Y的理由在于,在减薄拉深率Y为0%以下的情况下,无法实施减薄拉深加工。
根据该成形材料制造方法,通过一边沿躯干部主体的深度方向将根据坯料金属板的板厚确定的压缩力施加于躯干部主体、一边对躯干部主体实施拉深来形成躯干部,因此,即使坯料金属板的板厚变动至比以往的板厚薄的一侧,也能通过增加升降垫力,避免在精细减薄拉深加工中减薄拉深不充分、内径圆度恶化,另外,反过来说,即使坯料金属板的板厚变动至比以往的板厚厚的一侧,也能通过减少升降垫力,防止镀渣产生,同时能满足内径圆度。其结果是,能够使用比以往更宽的板厚公差的坯料金属板,材料的供应性得以提高。
本构成在要求电机壳体等的成形材料的高精度的内径圆度的适用对象中特别有用。
另外,由于加工过程中不触底的升降垫42构成加压单元,因此,能一边更可靠地将沿着躯干部主体20a的深度方向的压缩力42a施加于躯干部主体20a,一边对躯干部主体20a实施拉深。
由于能根据坯料金属板的板厚对压缩拉深工序的升降垫力进行调整,因此,能以不取决于坯料金属板的板厚的方式、将精细减薄拉深前的躯干部主体的周壁平均板厚匹配至合适的板厚范围内,能以始终固定的减薄拉深加工间隙实施稳定的减薄拉深加工。
另外,对于本发明的成形材料的制造方法而言,在将减薄拉深率设为Y、将精细减薄拉深模具的模头肩部的曲率半径r与精细减薄拉深前躯干部主体的周壁平均板厚tre之比设为X时,满足0<Y≦11.7X-3.1,因此,能以满足精细减薄拉深后的内径圆度且不产生镀渣的方式对躯干部主体20a实施拉深。
需要说明的是,在实施方式中,以实施了三次压缩的方式进行了说明,但压缩的次数可根据成形材料1的大小、所要求的尺寸精度进行适当变更。
Claims (4)
1.一种成形材料制造方法,其包括通过对坯料金属板实施多级拉深,制造具有筒状的躯干部和形成于该躯干部的端部的凸缘部的成形材料的步骤,其中,
所述多级拉深包含:
预拉深,由所述坯料金属板形成具有躯干部主体的预备体;
至少一次压缩拉深,在所述预拉深之后使用模具来实施,一边将压缩力施加于所述躯干部主体、一边对所述躯干部主体实施拉深,从而形成所述躯干部,所述模具包括:模头,具有压入孔;冲头,插入于所述躯干部主体的内部并将所述躯干部主体压入到所述压入孔;以及加压单元,将沿着所述躯干部主体的深度方向的所述压缩力施加于所述躯干部主体的周壁;以及
至少一次精细减薄拉深,在所述至少一次压缩拉深之后实施,
所述加压单元为升降垫,其具有:垫部,以与所述模头对置的方式配置于所述冲头的外周位置且载置所述躯干部主体的周壁的下端;以及支承部,构成为从下方支承所述垫部并且能调节支承所述垫部的支承力,
所述至少一次压缩拉深以在所述垫部到达下死点为止的期间内完成的方式实施,
在对所述躯干部主体实施压缩拉深时,所述支承力作为所述压缩力作用于所述躯干部主体。
2.根据权利要求1所述的成形材料制造方法,其中,
在所述至少一次压缩拉深中,根据所述坯料金属板的板厚来对支承所述垫部的支承力进行调节,从而对所述精细减薄拉深之前的躯干部主体的周壁平均板厚进行调节。
3.根据权利要求1或2所述的成形材料制造方法,其中,
在所述至少一次精细减薄拉深中,在将用于精细减薄拉深的模具的模头肩部的曲率半径r与所述精细减薄拉深之前的躯干部主体的周壁平均板厚tre之比设为X、将以{(tre-cre)/tre}×100表示的减薄拉深率设为Y的情况下,以满足下述式(1)的关系的方式确定用于该精细减薄拉深的模具的间隙cre,
0<Y≦11.7X-3.1······式(1)。
4.根据权利要求1所述的成形材料制造方法,其特征在于,
所述坯料金属板为对钢板的表面实施了Zn系镀敷的Zn系镀敷钢板。
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