JP2000312926A - ハイドロフォーミング用金型 - Google Patents
ハイドロフォーミング用金型Info
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- JP2000312926A JP2000312926A JP11123733A JP12373399A JP2000312926A JP 2000312926 A JP2000312926 A JP 2000312926A JP 11123733 A JP11123733 A JP 11123733A JP 12373399 A JP12373399 A JP 12373399A JP 2000312926 A JP2000312926 A JP 2000312926A
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- metal tube
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工後全体形状が難度の高い場合にも、割れ
や座屈を発生させることなくハイドロフォーミングを完
遂させることができるハイドロフォーミング用金型を提
供する。 【解決手段】ハイドロフォーミングにおいて用いる金型
２の金属管Ｐとの接触面に、線状または点状の凹凸１１
または凹面を形成し、ハイドロフォーミング中の金属管
Ｐの肉流れを好ましい方向に導く。
や座屈を発生させることなくハイドロフォーミングを完
遂させることができるハイドロフォーミング用金型を提
供する。 【解決手段】ハイドロフォーミングにおいて用いる金型
２の金属管Ｐとの接触面に、線状または点状の凹凸１１
または凹面を形成し、ハイドロフォーミング中の金属管
Ｐの肉流れを好ましい方向に導く。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイドロフォーミ
ング又は液圧バルジ加工と呼ばれる金属管の塑性加工に
おいて用いられるハイドロフォーミング用金型に関する
ものである。
ング又は液圧バルジ加工と呼ばれる金属管の塑性加工に
おいて用いられるハイドロフォーミング用金型に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】金属管を素材として、素材長手方向の中
間に膨出部を持つト型、人型、Ｙ型等の形状の部品を製
造するために、従来からハイドロフォーミングと呼ばれ
る塑性加工法が知られている。この方法は例えば図１に
示されるように、人型の空洞部１を持つ金型２の内部に
素材となる金属管Ｐをセットし、その両端を液圧供給孔
３を備えた軸押し金具４により軸押しする方法である。
金属管Ｐは内部に液圧が加えられた状態で端面を軸押し
され、金型２の空洞部１の形状に沿って塑性変形する。
なおこの方法は、時に液圧バルジ加工等の他の名称で呼
ばれることもあるが、本明細書ではハイドロフォーミン
グと呼ぶこととする。
間に膨出部を持つト型、人型、Ｙ型等の形状の部品を製
造するために、従来からハイドロフォーミングと呼ばれ
る塑性加工法が知られている。この方法は例えば図１に
示されるように、人型の空洞部１を持つ金型２の内部に
素材となる金属管Ｐをセットし、その両端を液圧供給孔
３を備えた軸押し金具４により軸押しする方法である。
金属管Ｐは内部に液圧が加えられた状態で端面を軸押し
され、金型２の空洞部１の形状に沿って塑性変形する。
なおこの方法は、時に液圧バルジ加工等の他の名称で呼
ばれることもあるが、本明細書ではハイドロフォーミン
グと呼ぶこととする。
【０００３】このハイドロフォーミングでは、特に膨出
部の膨出程度が重要である。この膨出程度は、細長い膨
出部においては膨出高さにより評価できる。しかし加工
後全体形状によっては、膨出程度が目標値に達する前に
図９に示す割れや図１０に示す座屈等が発生し、ハイド
ロフォーミング加工が良好に実施できないことが多々あ
り、このようなトラブルの解決策は、従来の技術におい
ては確立されていないのが実情である。なおこのような
トラブルに大きく影響していると考えられてきたのが、
金属管が液体圧により強く金型２の内面に押しつけられ
ることにより発生する摩擦抵抗力である。そこで従来は
金型２の内面をできるだけ凹凸のないように均質に研磨
していたが、十分な成果を挙げていない。
部の膨出程度が重要である。この膨出程度は、細長い膨
出部においては膨出高さにより評価できる。しかし加工
後全体形状によっては、膨出程度が目標値に達する前に
図９に示す割れや図１０に示す座屈等が発生し、ハイド
ロフォーミング加工が良好に実施できないことが多々あ
り、このようなトラブルの解決策は、従来の技術におい
ては確立されていないのが実情である。なおこのような
トラブルに大きく影響していると考えられてきたのが、
金属管が液体圧により強く金型２の内面に押しつけられ
ることにより発生する摩擦抵抗力である。そこで従来は
金型２の内面をできるだけ凹凸のないように均質に研磨
していたが、十分な成果を挙げていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、加工後全体形状が難度の高い場合に
も、割れや座屈を発生させることなくハイドロフォーミ
ングを完遂させることができるハイドロフォーミング用
金型を提供するためになされたものである。
の問題点を解決し、加工後全体形状が難度の高い場合に
も、割れや座屈を発生させることなくハイドロフォーミ
ングを完遂させることができるハイドロフォーミング用
金型を提供するためになされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた請求項１の発明のハイドロフォーミング用
金型は、金型の内部にセットされた金属管の端面を、金
属管の内面に液体圧を加えながら軸押しするハイドロフ
ォーミングにおいて用いる金型であって、金属管の肉流
れの方向を導くための線状または点状の凹凸を、金属管
との接触面に形成したことを特徴とするものである。
めになされた請求項１の発明のハイドロフォーミング用
金型は、金型の内部にセットされた金属管の端面を、金
属管の内面に液体圧を加えながら軸押しするハイドロフ
ォーミングにおいて用いる金型であって、金属管の肉流
れの方向を導くための線状または点状の凹凸を、金属管
との接触面に形成したことを特徴とするものである。
【０００６】また同一の課題を解決するためになされた
請求項２の発明のハイドロフォーミング用金型は、金型
の内部にセットされた金属管の端面を、金属管の内面に
液体圧を加えながら軸押しするハイドロフォーミングに
おいて用いる金型であって、金属管の肉流れの方向を導
くための凹面を、金属管との接触面に形成したことを特
徴とするものである。
請求項２の発明のハイドロフォーミング用金型は、金型
の内部にセットされた金属管の端面を、金属管の内面に
液体圧を加えながら軸押しするハイドロフォーミングに
おいて用いる金型であって、金属管の肉流れの方向を導
くための凹面を、金属管との接触面に形成したことを特
徴とするものである。
【０００７】上記のように本発明のハイドロフォーミン
グ用金型は、金型内面が従来のように方向性のないよう
に均質に研磨されたものではなく、ハイドロフォーミン
グ中に金属管の肉が適切な方向に流れるように表面状態
に異方性を持たせたものである。このため請求項１の発
明では特定方向に配列された線状または点状の凹凸を金
属管との接触面に形成し、請求項２の発明では金属管の
肉流れの方向を導くための特定方向の凹面を金属管との
接触面に形成することにより、金属管の肉流れを好まし
い方向に導く。すなわち本発明は、金属管が液体圧によ
り強く金型内面に押しつけられ小さからぬ摩擦抵抗力が
発生することを逆手に利用し、好ましくない方向への肉
流れを抑制し、肉流れを好ましい方向へ導くようにした
もので、加工後全体形状が難度の高い場合にも、割れや
座屈を発生させることなくハイドロフォーミングを完遂
させることができる。
グ用金型は、金型内面が従来のように方向性のないよう
に均質に研磨されたものではなく、ハイドロフォーミン
グ中に金属管の肉が適切な方向に流れるように表面状態
に異方性を持たせたものである。このため請求項１の発
明では特定方向に配列された線状または点状の凹凸を金
属管との接触面に形成し、請求項２の発明では金属管の
肉流れの方向を導くための特定方向の凹面を金属管との
接触面に形成することにより、金属管の肉流れを好まし
い方向に導く。すなわち本発明は、金属管が液体圧によ
り強く金型内面に押しつけられ小さからぬ摩擦抵抗力が
発生することを逆手に利用し、好ましくない方向への肉
流れを抑制し、肉流れを好ましい方向へ導くようにした
もので、加工後全体形状が難度の高い場合にも、割れや
座屈を発生させることなくハイドロフォーミングを完遂
させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施の形
態を示す。図２は請求項１の発明のハイドロフォーミン
グ用の金型２の内面を示す斜視図であり、金属管Ｐとの
接触面に線状の凹部１１を形成したものである。この例
では、金型２の内面を一定方向に研磨することによりで
きた細かい溝が線状の凹部１１となっている。この溝
は、溝に平行な金属管Ｐの肉流れを助長する一方、溝と
の角度が大きくなる程にその方向への金属管Ｐの肉流れ
を阻害する。これにより金属管Ｐのハイドロフォーミン
グ過程において膨出部５に向かう肉流れが促進され、割
れや座屈の防止効果を得ることができる。
態を示す。図２は請求項１の発明のハイドロフォーミン
グ用の金型２の内面を示す斜視図であり、金属管Ｐとの
接触面に線状の凹部１１を形成したものである。この例
では、金型２の内面を一定方向に研磨することによりで
きた細かい溝が線状の凹部１１となっている。この溝
は、溝に平行な金属管Ｐの肉流れを助長する一方、溝と
の角度が大きくなる程にその方向への金属管Ｐの肉流れ
を阻害する。これにより金属管Ｐのハイドロフォーミン
グ過程において膨出部５に向かう肉流れが促進され、割
れや座屈の防止効果を得ることができる。
【０００９】図３は請求項１の発明の他の実施形態を示
すもので、研磨溝を付与する代わりに、形状的に線状の
凹凸１２を特性方向に付与したものである。この線状の
凹凸１２は、図２の溝が大寸法となったものであるとも
言える。ただしこの凹凸１２により金属管Ｐの表面には
筋が成形されるので、凹凸１２の深さや幅は製品に応じ
て変更する必要がある。溝と同様に線状の凹凸１２は、
凹凸１２に平行な金属管肉流れを助長し、凹凸１２と角
度を持つ程にその方向の金属管Ｐの肉流れを阻害する。
その阻害力は溝より強力である。
すもので、研磨溝を付与する代わりに、形状的に線状の
凹凸１２を特性方向に付与したものである。この線状の
凹凸１２は、図２の溝が大寸法となったものであるとも
言える。ただしこの凹凸１２により金属管Ｐの表面には
筋が成形されるので、凹凸１２の深さや幅は製品に応じ
て変更する必要がある。溝と同様に線状の凹凸１２は、
凹凸１２に平行な金属管肉流れを助長し、凹凸１２と角
度を持つ程にその方向の金属管Ｐの肉流れを阻害する。
その阻害力は溝より強力である。
【００１０】図４は、請求項１の発明の更に他の実施形
態を示すもので、点状の凹部１３を配列させて金型２の
内面に付与した例を示している。これらの凹部１３にお
いては金属管Ｐと金型２の内面との接触摩擦力が小さく
なるので、点状の凹部１３に沿って肉流れが生じ易くな
る。凹部１３の代わりに凸部を設けた場合には、肉流れ
がより強烈に制御されるが、金属管表面に跡がついたり
凸部の磨耗が生じたりするので、場合に応じて使い分け
る必要がある。
態を示すもので、点状の凹部１３を配列させて金型２の
内面に付与した例を示している。これらの凹部１３にお
いては金属管Ｐと金型２の内面との接触摩擦力が小さく
なるので、点状の凹部１３に沿って肉流れが生じ易くな
る。凹部１３の代わりに凸部を設けた場合には、肉流れ
がより強烈に制御されるが、金属管表面に跡がついたり
凸部の磨耗が生じたりするので、場合に応じて使い分け
る必要がある。
【００１１】なお、上記の工夫は金型２の内面に限ら
ず、付属工具の金属管Ｐと接触する表面においても有効
である。また図７に示した膨出部受け金具７を用いたハ
イドロフォーミング成形や、図８に示した中子８を用い
たハイドロフォーミング成形にも適用することができ
る。
ず、付属工具の金属管Ｐと接触する表面においても有効
である。また図７に示した膨出部受け金具７を用いたハ
イドロフォーミング成形や、図８に示した中子８を用い
たハイドロフォーミング成形にも適用することができ
る。
【００１２】図５は請求項２の発明の実施形態を示すも
ので、溝や凹凸の代わりに金属管の肉流れの方向を導く
ための凹面１４を形成したものである。換言すれば、請
求項２の発明では金型２の内面に若干の形状不整が付与
される。即ち、本来の形状が図６に示すように円断面形
状であった場合に、それを近似する多角形形状を用いる
ことにより凹面１４を形成したものである。この場合に
は角部（稜線）１５とと角度を持つ程にその方向の金属
管肉流れを阻害する。その阻害力は角の付け方に依存
し、それは本来の形状との近似程度にも影響するので、
角の付け方は製品ごとに検討すべきである。
ので、溝や凹凸の代わりに金属管の肉流れの方向を導く
ための凹面１４を形成したものである。換言すれば、請
求項２の発明では金型２の内面に若干の形状不整が付与
される。即ち、本来の形状が図６に示すように円断面形
状であった場合に、それを近似する多角形形状を用いる
ことにより凹面１４を形成したものである。この場合に
は角部（稜線）１５とと角度を持つ程にその方向の金属
管肉流れを阻害する。その阻害力は角の付け方に依存
し、それは本来の形状との近似程度にも影響するので、
角の付け方は製品ごとに検討すべきである。
【００１３】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。直径３０mm、
基調となる肉厚０．８mm、元全長２００mmのステンレス
系鋼管よりなる金属管を、本発明による金型と従来の金
型を用いてハイドロフォーミング加工し、加工性を比較
した。
基調となる肉厚０．８mm、元全長２００mmのステンレス
系鋼管よりなる金属管を、本発明による金型と従来の金
型を用いてハイドロフォーミング加工し、加工性を比較
した。
【００１４】第１の実施例では、図３に示したように、
高さ１０mm、幅１００mmの第一段目と、高さ３０mm、幅
８０mmの円筒状の第二段目からなる膨出部が形成された
金型を用いた。線状の凹凸１２を形成した図３に示す本
発明の金型を用いた場合には、第二段目の膨出部高さが
３０mmを達成したのに対して、内面を平滑面とした従来
の金型を用いた場合には、それと同一の成形条件下で２
５mmに達した時点で割れが発生した。
高さ１０mm、幅１００mmの第一段目と、高さ３０mm、幅
８０mmの円筒状の第二段目からなる膨出部が形成された
金型を用いた。線状の凹凸１２を形成した図３に示す本
発明の金型を用いた場合には、第二段目の膨出部高さが
３０mmを達成したのに対して、内面を平滑面とした従来
の金型を用いた場合には、それと同一の成形条件下で２
５mmに達した時点で割れが発生した。
【００１５】第２の実施例では、図４に示したように、
上膨出部高さ１０mm、幅８０mmの第一段目と高さ３０m
m、幅２５mmの円筒状の第二段目からなる膨出部が形成
された金型を用いた。点状の凹部１３を形成した図４に
示す本発明の金型を用いた場合には、第二段目の膨出部
高さが３０mmを達成したのに対して、従来の金型を用い
た場合には、それと同一の成形条件下で１５mmに達した
時点で膨出部の対面において座屈が発生した。
上膨出部高さ１０mm、幅８０mmの第一段目と高さ３０m
m、幅２５mmの円筒状の第二段目からなる膨出部が形成
された金型を用いた。点状の凹部１３を形成した図４に
示す本発明の金型を用いた場合には、第二段目の膨出部
高さが３０mmを達成したのに対して、従来の金型を用い
た場合には、それと同一の成形条件下で１５mmに達した
時点で膨出部の対面において座屈が発生した。
【００１６】第３の実施例では、図５に示したように、
高さ３０mm、幅３０mmの円筒状の膨出部が形成された金
型を用いた。凹面１４を形成した図５に示す本発明の金
型を用いた場合には、膨出部高さが３０mmを達成したの
に対して、従来金型を用いた場合には、それと同一の成
形条件下で２７mmに達した時点で割れが発生した。また
高さ３０mm、幅２５mmの円筒状の膨出部が形成された金
型を用いると、図５に示す本発明の金型を用いた場合に
は、膨出部高さが３０mmを達成したのに対して、従来金
型を用いた場合には、それと同一の成形条件下で２２mm
に達した時点で膨出部の対面において座屈が発生した。
高さ３０mm、幅３０mmの円筒状の膨出部が形成された金
型を用いた。凹面１４を形成した図５に示す本発明の金
型を用いた場合には、膨出部高さが３０mmを達成したの
に対して、従来金型を用いた場合には、それと同一の成
形条件下で２７mmに達した時点で割れが発生した。また
高さ３０mm、幅２５mmの円筒状の膨出部が形成された金
型を用いると、図５に示す本発明の金型を用いた場合に
は、膨出部高さが３０mmを達成したのに対して、従来金
型を用いた場合には、それと同一の成形条件下で２２mm
に達した時点で膨出部の対面において座屈が発生した。
【００１７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
金型の金属管と接触する面に点状、線状、または面状の
異方性を持たせることにより、ハイドロフォーミング過
程中の金属管の肉流れを改善させることが可能となり、
結果として従来不可能であった難度の大きい形状の成形
加工が可能となった。
金型の金属管と接触する面に点状、線状、または面状の
異方性を持たせることにより、ハイドロフォーミング過
程中の金属管の肉流れを改善させることが可能となり、
結果として従来不可能であった難度の大きい形状の成形
加工が可能となった。
【図１】軸押し加工法を示す斜視図である。
【図２】請求項１の発明の実施形態を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】請求項１の発明の他の実施形態を示す斜視図で
ある。
ある。
【図４】請求項１の発明の他の実施形態を示す斜視図で
ある。
ある。
【図５】請求項２の発明の実施形態を示す斜視図であ
る。
る。
【図６】図５の要部断面図である。
【図７】膨出部受金具を用いたハイドロフォーミング成
形を示す断面図である。
形を示す断面図である。
【図８】中子を用いたハイドロフォーミング成形を示す
断面図である。
断面図である。
【図９】良好なハイドロフォーミング加工が完遂されず
に、割れが発生した例を示す。
に、割れが発生した例を示す。
【図１０】良好なハイドロフォーミング加工が完遂され
ずに、座屈が発生した例を示す。
ずに、座屈が発生した例を示す。
Ｐ 金属管 １ 空洞部 ２ 金型 ３ 液圧供給孔 ４ 軸押し金具 ５ 膨出部 １１ 線状の凹部 １２ 線状の凹凸 １３ 点状の凹部 １４ 凹面 １５ 角部
Claims (2)
- 【請求項１】 金型の内部にセットされた金属管の端面
を、金属管の内面に液体圧を加えながら軸押しするハイ
ドロフォーミングにおいて用いる金型であって、金属管
の肉流れの方向を導くための線状または点状の凹凸を、
金属管との接触面に形成したことを特徴とするハイドロ
フォーミング用金型。 - 【請求項２】 金型の内部にセットされた金属管の端面
を、金属管の内面に液体圧を加えながら軸押しするハイ
ドロフォーミングにおいて用いる金型であって、金属管
の肉流れの方向を導くための凹面を、金属管との接触面
に形成したことを特徴とするハイドロフォーミング用金
型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11123733A JP2000312926A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | ハイドロフォーミング用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11123733A JP2000312926A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | ハイドロフォーミング用金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000312926A true JP2000312926A (ja) | 2000-11-14 |
Family
ID=14868008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11123733A Withdrawn JP2000312926A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | ハイドロフォーミング用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000312926A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100815789B1 (ko) | 2006-12-01 | 2008-03-20 | 주식회사 포스코 | 하이드로 포밍용 금형장치 |
| JP2014226718A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 新日鐵住金株式会社 | 液圧成形方法及び金型 |
-
1999
- 1999-04-30 JP JP11123733A patent/JP2000312926A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100815789B1 (ko) | 2006-12-01 | 2008-03-20 | 주식회사 포스코 | 하이드로 포밍용 금형장치 |
| JP2014226718A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 新日鐵住金株式会社 | 液圧成形方法及び金型 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060704 |