JP2001025825A - カップ状ワークの成形方法 - Google Patents
カップ状ワークの成形方法Info
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Abstract
スピニング絞り成形法によって成形するにあたり、フラ
ンジ部と円筒胴部とのなすコーナー部に材料を寄せ集め
て機械的強度を高める。 【解決手段】 スピニング成形ローラ4をフランジ部F
の大径部側から小径部側に移動させて予備成形ワークW
1をカップ状に成形するにあたり、そのフランジ部Fの
板厚を積極的に減少させ、その分の余肉材料をコーナー
部C1,C2および円筒胴部R側に塑性流動によって移
動させる。これによりコーナー部C1,C2および円筒
胴部Rを他の部位に比べて厚肉化させて、機械的強度を
高める。
Description
成形法もしくはスピニング絞り成形法によって略ハット
形断面形状のワークを成形する方法に関し、特に局部的
な増肉増厚効果を積極的に促進するようにした成形方法
に関する。
形法によって略ハット形断面形状のワークWaを成形す
るにあたっては、マンドレル31とテールストック32
とで浅皿状もしくは円板状の母材を挟み込んだ上でこれ
を回転させる一方、成形ローラ33をマンドレル31の
外周面に対し一定の間隔を保ちながら該マンドレル31
の軸心と平行に移動させて、特に底壁部B以外の円筒胴
部Rやフランジ部Fを所定形状に成形することを基本と
している。なお、マンドレル31とテールストック32
とはそれら両者の間に介在するセンターピン34によっ
て相対位置決めがなされている。
法では、ワークWaの特定部位に積極的に材料が寄せら
れることはなく、一般的にはコーナー部C1,C2まで
も含めて円筒胴部Rやフランジ部Fは全体的に母材板厚
のおよそ50%〜90%程度(この数値はローラ33の
先端部形状等によって変わる)までその板厚寸法が減少
することが知られている。そして、上記ワークWaを例
えば機械要素の回転体として使用する場合にはコーナー
部C1,C2に応力が集中することから、そのコーナー
部C1,C2での板厚確保が重要であるにもかかわら
ず、母材全体の板厚を大きくしないかぎりコーナー部C
1,C2での必要板厚を確保することができないことに
なる。
ぼ均一に引き伸ばされてしまうことから、例えば円筒胴
部Rとフランジ部Fとのなすコーナー部C2に着目した
場合にその外側での曲率半径がある程度大きくならざる
を得ず、上記コーナー部C2での機械的強度向上の手段
としてそのコーナーエッジ部での板厚を大きく確保する
べくその外周側での曲率半径を可及的に小さくしたい場
合にはその要請に応えることができないことになる。
れたもので、特に上記円筒胴部とフランジ部とのなすコ
ーナー部での機械的強度向上の手段としてそのコーナー
エッジ部での板厚を大きく確保するべくその外周側での
曲率半径を可及的に小さくしたい場合に、その要請に十
二分に応えることができる成形方法を提供しようとする
ものである。
は、予め浅皿状もしくは不完全カップ状に成形された予
備成形ワークにスピニング加工を施して、フランジ部と
円筒胴部および底壁部とで略ハット形断面形状をなすカ
ップ状ワークを成形する方法であることを前提としてい
る。
な側部成形面を有するスピニング成形ローラをフランジ
部に押し当てて、そのスピニング成形ローラをフランジ
部の大径部側から小径部側に向かって移動させ、最終的
に上記スピニング成形ローラの側部成形面が円筒胴部に
圧接した状態をもってスピニング成形を完了するにあた
り、前記スピニング成形ローラをフランジ部の大径部側
から小径部側に向かって移動させる際にそのフランジ部
の板厚を元の板厚よりも積極的に減少させ、そのフラン
ジ部の板厚減少に伴って発生した余肉材料を、少なくと
もフランジ部と円筒胴部とのなすコーナー部に積極的に
充填することを特徴としている。
に記載の発明におけるフランジ部の板厚減少に伴って発
生した余肉材料を、フランジ部と円筒胴部とのなすコー
ナー部のみならず、円筒胴部およびその円筒胴部と底壁
部とのなすコーナー部にまで積極的に充填することを特
徴としている。
は、スピニング成形ローラをフランジ部の大径部側から
小径部側に向かって移動させると、そのフランジ部自体
の板厚減少によって生じた余肉がスピニング成形ローラ
の進行方向側に盛り上がるようにして集められ、この余
肉はスピニング成形ローラの移動とともに徐々に円筒胴
部とフランジ部とのなすコーナー部の内側へと寄せられ
る。そして、スピニング成形ローラの側部成形面が円筒
胴部に着座する直前になると、もしくは、それまでは不
明確であったフランジ部と円筒胴部とのなすコーナー部
がある程度明確になるまで成形が進行すると、上記余肉
の位置は円筒胴部とフランジ部とのなすコーナー部位置
に一致するようになり、この余肉がコーナー部の外側に
押し出されることでコーナーエッジ部へと成長し、結果
的にはそのコーナーエッジ部での板厚が局部的に大きく
なるようにして曲率半径の小さなコーナーエッジ部が成
形されることになる。
ジ部へと成長するのではなく、請求項2に記載の発明の
ように、スピニング成形ローラの移動に応じて余肉の一
部が円筒胴部そのものやその円筒胴部と底壁部とのなす
コーナー部にも充填され、上記フランジ部と円筒胴部と
のなすコーナー部での増肉増厚効果とともに、円筒胴部
そのものやその円筒胴部と底壁部とのなすコーナー部で
の増肉増厚化にも寄与することになる。
ジ部をスピニング成形する過程でその部分の板厚を積極
的に減少させて、その板厚減少に伴う余肉材料を少なく
ともそのフランジ部と円筒胴部とのなすコーナー部に積
極的に充填するようにしたため、従来では困難とされて
いたコーナーエッジ部での増肉増厚化と曲率半径の小径
化が図れるようになり、特に成形されたカップ状ワーク
を機械要素の回転体として用いた場合にそのコーナー部
での応力集中に対する機械的強度の向上が図れるほか、
逆にそれほど強度を必要としないフランジ部については
相対的に板厚を小さくできるので、ワーク全体としての
軽量化にも寄与できる効果がある。
記余肉材料がフランジ部と円筒胴部とのなすコーナー部
のみならず円筒胴部およびその円筒胴部と底壁部とのな
すコーナー部にまで充填されるため、カップ状ワーク全
体の機械的強度が一段と向上する効果がある。
ワークの成形方法の好ましい実施の形態を示す図であ
る。
ち抜かれた円板状の素材は、前工程にてプレスによる絞
り成形もしくはスピニング絞り成形等によって浅皿状も
しくは不完全カップ状の予備成形ワークW1に成形さ
れ、この予備成形ワークW1に後述するスピニングしご
き成形もしくはスピニング絞り成形を施すことにより図
2に示すようなカップ状ワークWが成形される。このカ
ップ状ワークWは、突出長さの比較的大きなフランジ部
Fと円筒胴部Rおよび底壁部Bとで全体として略ハット
形断面形状をなすように成形される。
うに、マンドレル1,2とテールストック3とで挟持さ
れた状態でスピニング加工に供され、この状態では底壁
部Bとなるべき部分およびフランジ部Fとなるべき部分
がマンドレル1,2によってバックアップされる。そし
て、この予備成形ワークW1をマンドレル1,2やテー
ルストック3とともに回転駆動させる一方、スピニング
成形ローラ4の先端部を予備成形ワークW1のうちフラ
ンジ部Fの大径部側に押し付けた上でスピニング成形ロ
ーラ4をそのフランジ部Fの小径部側に向けて移動させ
ることで図2に示すような正規形状のカップ状ワークW
に成形される。
ダ5に軸6を介して回転可能に支持されているととも
に、円筒胴部Rの軸心とほぼ平行な側部成形面4aを備
えていて、上記のようにフランジ部Fの大径部側に押し
付けたスピニング成形ローラ4を予備成形ワークW1と
同期回転させながら徐々にそのフランジ部Fの小径部側
に移動させて、図2に示すようにマンドレル2に完全に
密着する円筒胴部Rが成形された状態をもってカップ状
ワークWの成形のためのスピニング成形が完了する。
拡大した図であって、予備成形ワークW1のうちフラン
ジ部Fとなるべき部分の大径部側に押し付けたスピニン
グ成形ローラ4を小径部側に向けて移動させるにあた
り、同図(A)に示すようにそのスピニング成形ローラ
4の先端部を積極的にその板厚方向に食い込ませ、その
状態のままスピニング成形ローラ4をフランジ部Fとな
るべき部分の小径部側に移動させる。
い、同図(B)にも示すようにフランジ部Fとなるべき
部分の一部が元の板厚tに対して所定量eだけ積極的に
減少させられるとともに、上記板厚減少分の余肉材料が
スピニング成形ローラ4の進行側に隆起部5として集め
られ、この隆起部5がスピニング成形ローラ4の移動に
伴って徐々に成長する。
で不明確であったフランジ部Fとなるべき部分と円筒胴
部Rとなるべき部分とのなすコーナー部C2がある程度
明確になるように成形され始めると、上記隆起部5の余
肉材料は塑性流動によってコーナー部C2となるべき部
分の裏側に押し込まれ、そのコーナー部C2の板厚を他
の部位に比べて厚肉化させることになる。同時に、上記
隆起部5の余肉材料の一部はコーナー部C2のみならず
円筒胴部Rとなるべき部分にも塑性流動によって移動
し、結果としてその円筒胴部Rとなるべき部分について
も厚肉化させることになる。
ピニング成形ローラ4の側部成形面4aが円筒胴部Rと
なるべき部分に完全密着してその側部成形面4aとマン
ドレル2との間に円筒胴部Rが成形されると、この状態
をもってスピニング絞り成形が完了することになるので
あるが、上記フランジ部Fでの板厚減少分の余肉材料
は、そのフランジ部Fと円筒胴部Rとのなすコーナー部
C2のみならず、円筒胴部Rおよびその円筒胴部Rと底
壁部Bとのなすコーナー部C1にまで塑性流動によって
移動し、その一部は円筒胴部Rと底壁部Bとのなすコー
ナー部C1において突起部7として成長する。
のなすコーナー部C2ではその外側のコーナーエッジ部
での曲率半径が極小のものとなるようにそのコーナー部
C2の板厚寸法Tcが元の板厚tに比べて大幅に厚肉化
され、同時に円筒胴部Rの板厚についても元の板厚tよ
りも厚肉化されつつ且つフランジ部F側から底壁部Bに
向かって漸次厚肉化するように形成される。
例えば機械要素の回転体として用いた場合には、とかく
回転時の応力が集中しやすいコーナー部C1,C2が他
の部位に比べて厚肉化されているために、その応力集中
に対する機械的強度が向上し、そのカップ状ワークW全
体の板厚を厚肉化せずとも必要十分な機械的強度と耐久
性とを得ることができることになる。その上、それほど
強度を必要としないフランジ部Fの板厚を局部的に減少
させていることから、必要十分な機械的強度を維持しつ
つ相対的にカップ状ワークW全体の重量を小さくできる
利点がある。
その形状のままで製品として使用することを前提として
いるものではなく、後工程において例えば上記ワークW
についてそのフランジ部Fの先端部側をV字状に裂開さ
せればプーリとしての使用が可能である。
ニング絞り成形開始時の説明図。
部の形状変化を示す工程説明図。
図。
Claims (2)
- 【請求項1】 予め浅皿状もしくは不完全カップ状に成
形された予備成形ワークにスピニング加工を施して、フ
ランジ部と円筒胴部および底壁部とで略ハット形断面形
状をなすカップ状ワークを成形する方法であって、 前記円筒胴部の軸線とほぼ平行な側部成形面を有するス
ピニング成形ローラをフランジ部に押し当てて、そのス
ピニング成形ローラをフランジ部の大径部側から小径部
側に向かって移動させ、最終的に上記スピニング成形ロ
ーラの側部成形面が円筒胴部に圧接した状態をもってス
ピニング成形を完了するにあたり、 前記スピニング成形ローラをフランジ部の大径部側から
小径部側に向かって移動させる際にそのフランジ部の板
厚を元の板厚よりも積極的に減少させ、 そのフランジ部の板厚減少に伴って発生した余肉材料
を、少なくともフランジ部と円筒胴部とのなすコーナー
部に積極的に充填することを特徴とするカップ状ワーク
の成形方法。 - 【請求項2】 前記フランジ部の板厚減少に伴って発生
した余肉材料を、フランジ部と円筒胴部とのなすコーナ
ー部のみならず、円筒胴部およびその円筒胴部と底壁部
とのなすコーナー部にまで積極的に充填することを特徴
とする請求項1に記載のカップ状ワークの成形方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19694599A JP3807158B2 (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | カップ状ワークの成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19694599A JP3807158B2 (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | カップ状ワークの成形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001025825A true JP2001025825A (ja) | 2001-01-30 |
JP3807158B2 JP3807158B2 (ja) | 2006-08-09 |
Family
ID=16366281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19694599A Expired - Fee Related JP3807158B2 (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | カップ状ワークの成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3807158B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6691542B2 (en) | 2000-09-26 | 2004-02-17 | Aisin Aw Co., Ltd. | Method and apparatus for manufacturing a cylindrical member, and cylindrical member having splines |
WO2004056525A1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-08 | Honeywell International Inc. | Spun metal form used to manufacture dual alloy turbine wheel |
JP2011056532A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Honda Motor Co Ltd | スピニング加工方法 |
CN107008794A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-08-04 | 林州嘉诚机械制造有限公司 | 钢制轮边减速器外壳生产工艺 |
-
1999
- 1999-07-12 JP JP19694599A patent/JP3807158B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011056532A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Honda Motor Co Ltd | スピニング加工方法 |
CN107008794A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-08-04 | 林州嘉诚机械制造有限公司 | 钢制轮边减速器外壳生产工艺 |
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