JP2003181561A - プレス加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 板状素材から、孔周縁にバーリング部を有す
る製品を打ち抜く際に、その表面側の肩部ダレを最小に
すると共に、裏面側に環状のバーリング部を適切に形成
し得るプレス加工方法を提供する。 【解決手段】 第１のプレス工程において、第１のパン
チによって板状素材（ワークＷ）に孔１１を穿設すると
共に、孔１１の周縁から径方向外側に向かって表裏面が
傾斜した略テーパ状の環状座部１２を形成し（（Ａ）の
範囲）、第２のプレス工程において、第２のパンチによ
って環状座部１２を押圧してワークＷの表面側に環状の
平滑座面１３を形成すると共に、裏面側に孔１１の周縁
部から突出する環状のバーリング部１５を形成する
（（Ｂ）の範囲）。そして、第３のプレス工程におい
て、製品の輪郭の全周に沿って切断しワークＷから製品
を打ち抜き、例えばフランジ４０を形成する（（Ｄ）の
範囲）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプレス加工方法に関
し、板状素材から、孔周縁にバーリング部を有する製
品、例えば自動車の排気系に用いるフランジを打ち抜く
プレス加工方法に係る。

【０００２】

【従来の技術】通常、プレス加工、特に、プレス打ち抜
き加工によって板状素材から所定形状の製品を製造する
際には、打ち抜き時に肩部（角部）にダレが生じ、所謂
「肩部ダレ」となる。この肩部ダレは、当然、製品の平
面度を確保する際の障害となるので、極力小さくするこ
とが望ましい。特に、自動車の排気系におけるパイプ接
続用継手フランジ（以下、単にフランジという）に関
し、接続相手部品との接続時に排気ガスのシール手段た
るガスケットを挟持する場合には、このガスケットの座
面として、中央のガス流通孔回りに、フランジの接合面
に対して段差を形成する平面が必要となるので、肩部ダ
レがあればその部分は座面として利用できない。一方、
車両搭載上のスペースおよび重量低減の要求からフラン
ジをできるだけ小さくすることが要請されており、その
外形を最小にすることが必要となるので、フランジの外
形を拡大する訳にはいかず、十分な座面を確保すること
が困難な状況となっている。

【０００３】上記のプレス打ち抜き加工によってフラン
ジを製造する場合のように、板状素材からの加工時に、
確保すべき面に対して障害となる肩部ダレを回避する方
法が種々提案されている。例えば、特開平２−１４７１
２８号公報には、金属板をバーリング加工して軸受孔部
を形成する軸受加工法に関し、バーリング加工の特性
上、軸受孔部がテーパ形状となることを問題として、テ
ーパ形状を呈せず高精度軸受を構成する方法が提案され
ている。この軸受加工方法においては、金属板を下孔加
工して後、又は該下孔加工と同時に該孔部をバーリング
加工して一側方向に突出せしめ、更に、該突出部を上下
のダイにてコイニング加工し、該コイニング加工時に前
記金属板の下孔近傍の肉部を前記下孔中央部に向かって
塑性流動せしめて肉厚に形成すると共に、該孔部を高精
度に仕上げることとしている。

【０００４】また、特開平１０−２２５７２９号公報に
は、バーリングする前の素材の穴の大きさによってワー
クに発生する欠陥が左右されることに鑑み、ワークに欠
陥が発生しないバーリング加工方法が提案されている。
即ち、バーリングによって立ち上げられるべき筒状部に
似た凸部を、バーリングに先立ち、あらかじめ形成して
おくこととしている。具体的には、「板状の素材を用い
て半抜き加工、後方押し出し、下穴抜き、バーリングの
各工程を経て所望のワークを得る。あるいは、板状の素
材を用いてコイニング、後方押し出し、下穴抜き、バー
リングの各工程を経て所望の製品を得る。」（同公報の
段落〔０００６〕）としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、孔周縁にバ
ーリング部を有する製品として、自動車の排気系におい
ては、孔周縁の表面側にガスケット用の座面を有すると
共に、裏面側には管部材との溶接の便宜に供するバーリ
ング部を有するフランジが用いられる。このようなフラ
ンジをプレス加工によって製造する際、フランジの表面
側はガスケット用の座面確保とフランジの外形の最小化
という背反事項を両立させるために肩部ダレを最小にす
ると同時に、裏面側には上記のバーリング部を形成する
ことが必要となる。

【０００６】例えば前掲の特開平２−１４７１２８号公
報に記載の軸受加工法によれば肩部ダレを無くすことが
できるが、例えばコイニングを行なうためには、素材の
上下左右を拘束する強固な金型が必要になると共に、専
用のプレス加工装置も必要となる。従って、製造コスト
という点でも、サイクルタイムという点でも、量産に適
さず、自動車の排気系部品の製造には不向きである。

【０００７】一方、前掲の特開平１０−２２５７２９号
公報に記載のバーリング加工方法によれば、確かにガス
ケット用の座面及びバーリング部は形成されるが、最終
工程のバーリング加工によって、座面に接する角部に肩
部ダレが生じ、依然として座面と肩部ダレが干渉すると
いう問題は解消されない。

【０００８】そこで、本発明は、板状素材から、孔周縁
にバーリング部を有する製品を打ち抜く際に、その表面
側の肩部ダレを最小にすると共に、裏面側に環状のバー
リング部を適切に形成し得るプレス加工方法を提供する
ことを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、請求項１に記載のように、板状素材か
ら、孔周縁にバーリング部を有する製品を打ち抜くプレ
ス加工方法において、第１のパンチによって前記板状素
材に孔を穿設すると共に、該孔の周縁から径方向外側に
向かって表裏面が傾斜した略テーパ状の環状座部を形成
する第１のプレス工程と、第２のパンチによって前記環
状座部を押圧して前記板状素材の表面側に環状の平滑座
面を形成すると共に、前記板状素材の裏面側に前記孔の
周縁部から突出する環状のバーリング部を形成する第２
のプレス工程と、第３のパンチによって前記製品の輪郭
の全周に沿って切断する第３のプレス工程を含むことを
特徴とするものである。

【００１０】上記請求項１に記載のプレス加工方法にお
いて、請求項２に記載のように、前記第１のプレス工
程、前記第２のプレス工程及び前記第３のプレス工程
を、順送型によって同時に行なうように構成するとよ
い。

【００１１】また、上記請求項１に記載のプレス加工方
法において、請求項３に記載のように、前記第２のプレ
ス工程と前記第３のプレス工程との間に、前記孔の内周
面に対しシェービングを行なうシェービング工程を付加
することとしてもよい。尚、シェービング方法としては
種々の態様があるが、パンチあるいはトリム刃によって
プレス工程の一環として行なうことができる。

【００１２】更に、上記請求項１、２又は３に記載のプ
レス加工方法において、請求項４に記載のように、前記
第１のパンチは、前記板状素材に穿設する孔と同径の押
圧面を有する円柱部と、該円柱部の裾部外縁から径方向
外側に向かって漸次突出しテーパ状の押圧面を形成する
環状凸部とを備え、該環状凸部の押圧面の前記円柱部に
接する部分に環状溝を形成したものとするとよい。而し
て、第１のプレス工程によって板状素材の孔周縁に形成
される環状座部の表面側には、第１のパンチの環状溝に
対応した環状突起が孔周縁から突出するように形成さ
れ、この環状突起が第２のプレス工程時に塑性流動して
バーリング部を構成する材料の一部に供される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明のプレス加工方法の
望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１及び
図２は、本発明のプレス加工方法によって金属製板状素
材のワークＷから、自動車の排気系に供するフランジ４
０を製造する際に生ずる加工途中のワークＷ及び打ち抜
かれた部材を示すもので、第１のプレス工程後の状態を
示す（Ａ）部分と、第２のプレス工程後の状態を示す
（Ｂ）部分と、シェービング工程後の状態を示す（Ｃ）
部分と、第３のプレス工程後の状態を示す（Ｄ）部分が
表れている。

【００１４】また、図６は、これらの四工程が順送型
（図６にその一部を示す）によって行なわれる状態を示
すもので、板状素材のワークＷが左右方向に延在してお
り、プレス装置（図示せず）の起動後、プレスストロー
ク終了毎に右方へ移動し、図６の（１）、（２）、
（３）及び（４）の順に、順送り工程でワークＷに対す
る加工が行なわれる。従って、図６の（４）以降は上記
の四工程が同時に行なわれることになる。尚、図３に第
１のプレス工程における穴抜き時の状態を拡大して示
し、図４に第２のプレス工程における押圧時の状態を拡
大して示し、図５にシェービング工程におけるシェービ
ング時の状態を拡大して示している。

【００１５】本実施形態における第１のプレス工程は、
第１のパンチ（図７の１００）によって板状素材のワー
クＷに孔１１を穿設すると共に、この孔１１の周縁から
径方向外側に向かって表裏面が傾斜した略テーパ状の環
状座部１２を形成するもので、本実施形態では穴抜き工
程という。第２のプレス工程は、第２のパンチ（図示せ
ず）によって環状座部１２を押圧してワークＷの表面側
に環状の平滑座面１３を形成すると共に、ワークＷの裏
面側に孔１１の周縁部から突出する環状のバーリング部
１５を形成するもので、押圧工程という。そして、第３
のプレス工程は、第３のパンチ（図示せず）によって製
品（フランジ４０）の輪郭の全周に沿って切断するもの
で、本実施形態では外形抜き工程という。

【００１６】而して、図１乃至図３（並びに図６及び図
７）を参照して、先ず第１のプレス工程である穴抜き工
程（図１及び図２の（Ａ）部分）について説明する。こ
の工程では、図７に示す第１のパンチ１００が下降駆動
され、これによってワークＷに孔１１が打ち抜かれると
共に環状座部１２が形成される。これにより、図１に白
抜き矢印で示すように、スクラップ２０が切り離されて
除去される。環状座部１２は、図３に拡大して示すよう
に、孔１１の周縁に環状突起１２ａを有し、ここから径
方向外側に向かって表面ｆ及び裏面ｒが傾斜し、略テー
パ状に形成されたもので、次の押圧工程において肩部ダ
レ防止及びバーリング部の形成に供されるが、これにつ
いては後述する。

【００１７】この穴抜き工程で用いられる装置は、図７
に示すように構成されている。即ち、下型ＬＤの上にワ
ークＷを載置し、上型ＵＤを下降駆動することによって
孔１１等の打ち抜くように構成されている。この上型Ｕ
Ｄに、所定形状の押圧面を有する第１のパンチ１００が
装着され、下型ＬＤには、同様に所定形状の押圧面を有
するダイ２００が装着されている。第１のパンチ１００
は、ワークＷに穿設する孔１１と同径の押圧面を有する
円柱部１０１と、この円柱部１０１の裾部外縁から径方
向外側に向かって漸次突出しテーパ状の押圧面を構成す
る環状凸部１０２とを備えている。更に、環状凸部１０
２の押圧面の円柱部１０１に接する部分に環状溝１０３
が形成されている。この環状溝１０３により前述の環状
突起１２ａが形成される。また、ダイ２００にも、第１
のパンチ１００の環状凸部１０２に対応する位置に、テ
ーパ状の押圧面を構成する環状凹部２０２が形成されて
いる。

【００１８】図７に示すように、上型ＵＤには、第１の
パンチ１００の回りにプレッシャプレート３００が配置
されており、ワークＷのプレス加工時にはワークＷはプ
レッシャプレート３００によってダイ２００に強く押し
つけられて固定される。更に、下型ＬＤには、ダイ２０
０の中心にイジェクタ４００が配置されており、第１の
パンチ１００の下降駆動によってスクラップ２０が打ち
抜かれる際に、図示しない付勢手段によってイジェクタ
４００がスクラップ２０を押し上げるように構成されて
いる。これにより、切り離されたスクラップ２０は第１
のパンチ１００の上昇後に、イジェクタ４００によって
スクラップ２０がワークＷの上方に押し出され、除去さ
れる。

【００１９】次に、第２のプレス工程の押圧工程（図１
及び図２の（Ｂ）部分）について説明する。上記の穴抜
き工程で形成された環状座部１２は、この押圧工程で第
２のパンチ（図示せず）によって押圧され、ワークＷの
表面側に、環状座部１２の最も深い段差と略等しい段差
上に、環状の平滑座面１３が形成される。同時に、ワー
クＷの裏面側の孔１１回りに、環状の段部１４及びバー
リング部１５が形成される。

【００２０】この場合において、ワークＷの表面側に平
滑座面１３が形成され、裏面側に段部１４及びバーリン
グ部１５が形成される際に、環状座部１２の金属材料が
塑性流動して過不足なく用いられるように設定されてい
る。特に、本実施形態では、図３に示すように、穴抜き
工程時にワークＷの孔１１周縁に形成される略テーパ状
の環状座部１２の表面側には、第１のパンチ１００の環
状溝１０３（図７）に対応した環状突起１２ａが孔周縁
から突出するように形成され、この環状突起１２ａは押
圧工程時に塑性流動してバーリング部１５を構成する材
料の一部に供される。而して、この押圧工程で形成され
る平滑座面１３、段部１４及びバーリング部１５の形状
精度が高くなり、孔１１周縁の肩部ダレを最小に抑える
ことができる。

【００２１】続いて、シェービング工程（図１及び図２
の（Ｃ）部分）において、上型ＵＤ（図６）の下降に伴
い、例えばトリム刃（図示せず）によって、ワークＷの
側部の金属材料が剪断切除されつつ側部が削ぎ落され
て、最終形状の孔１６が形成されると共に、最終形状の
バーリング部１７が形成され、図１に白抜き矢印で示す
ように、スクラップ３０が切り離されて除去される。
尚、上記トリム刃に限らず、プレス加工の一環としてシ
ェービングを行い得るものであればよく、例えばパンチ
を用いることとしてもよい。このシェービング工程は必
須ではないが、孔１６の内周面に高い形状精度が要求さ
れる場合に付加するとよい。

【００２２】次に、第３のプレス工程として行なわれる
外形抜き工程（図１及び図２の（Ｄ）部分）について説
明する。ここでは、ワークＷに対し上型ＵＤが下降駆動
に応じて第３のパンチ（図示せず）によって、図２の
（Ｄ）に示す小孔４１が打ち抜かれると共に、製品の輪
郭の全周、即ち外周（孔１８に対応）に沿って剪断され
る。而して、製品たるフランジ４０が打ち抜かれる。

【００２３】尚、本実施形態においては上型ＵＤの下降
駆動によるものに統一して説明したが、プレス装置によ
る打ち抜き方向（プレス方向）は逆方向にしてもよい。
更に、通常のプレス装置ではなくファインブランキング
の設備を用い、あるいはファインブランキングと組合せ
て実施することとしてもよい。更に、製品としては上記
のフランジ４０に限るものではなく、種々の製品に適用
することができる。

【００２４】図８及び図９は、本発明のプレス加工方法
によって他の製品を製造する実施形態を示すもので、本
実施形態によれば複数の孔を有する多孔連結型のフラン
ジ４００を製造することができる。即ち、図８に示すよ
うに、第１のプレス工程（図８の（Ａ）部分の穴抜き工
程）において、第１のパンチ（図示せず）によってワー
クＷに孔１１１乃至１１４を穿設すると共に、これらの
孔１１１乃至１１４の周縁から径方向外側に向かって表
裏面が傾斜した略テーパ状の環状座部１２１乃至１２４
を形成する。このとき、スクラップ（図示せず）が切り
離されて除去される。次に、第２のプレス工程（図８の
（Ｂ）部分の押圧工程）において、第２のパンチ（図示
せず）によって環状座部１２１乃至１２４を押圧してワ
ークＷの表面側に環状の平滑座面１３１乃至１３４を形
成すると共に、ワークＷの裏面側に孔１１１乃至１１４
の周縁部から突出する環状のバーリング部（図示せず）
を形成する。

【００２５】続いて、シェービング工程（図８の（Ｃ）
部分）において、トリム刃（図示せず）によってワーク
Ｗの側部の金属材料を剪断切除しつつ側部を削ぎ落し
て、最終形状の孔１６１乃至１６４を形成すると共に、
最終形状のバーリング部（図示せず）を形成する。この
ときには、スクラップ（図示せず）が切り離されて除去
される。そして、第３のプレス工程（外形抜き工程）に
おいて、第３のパンチ（図示せず）によって図８の
（Ｄ）に実線で示す小孔４１０が打ち抜かれると共に、
製品（フランジ４００）の輪郭の全周、即ち外周（孔１
８０に対応）に沿って切断する。尚、図９は、上記の四
工程が順送型によって行なわれる状態を示すもので、板
状素材のワークＷが左右方向に延在しており、プレス装
置（図示せず）の起動後、プレスストローク終了毎に右
方へ移動し、図９の（１）、（２）、（３）及び（４）
の順に、順送り工程でワークＷに対する加工が行なわれ
る。従って、図９の（４）以降は上記の四工程が同時に
行なわれることになる。

【００２６】而して、本実施形態によれば、多孔連結型
のフランジ４００を製造する際にも、孔１１１乃至１１
４周縁の肩部ダレを最小に抑え、高い形状精度で平滑座
面１３１乃至１３４、段部１４１乃至１４４及びバーリ
ング部（図示せず）を形成することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の
プレス加工方法においては、従来のプレス装置および加
工方法に若干の変更を加えるだけで、板状素材から、孔
周縁にバーリング部を有する製品を打ち抜く際に、孔の
表面側の周縁に肩部ダレが生ずることなく、裏面側に環
状のバーリング部を有する製品を、安価かつ迅速に形成
することができる。例えば、自動車の排気系に供するフ
ランジを製造する際には、ガスケットの座面と干渉する
肩部ダレを実質上問題ない量に抑え、所期の座面を確保
することができるので、設計自由度が飛躍的に高まる。

【００２８】特に、請求項２に記載のように構成するこ
とにより、通常の順送のプレス装置が使用できるので、
一層経済的であるとともに、加工信頼度が高まる。

【００２９】更に、請求項３に記載のように構成するこ
ととすれば、形状精度が向上し、製品の孔の周縁に肩部
ダレがない製品を安価かつ迅速に形成することができ
る。

【００３０】また、請求項４に記載のように構成するこ
ととすれば、第２のプレス工程における塑性流動による
材料を過不足なく供給することができるので、製品の孔
の周縁及びバーリング部の形状精度が向上し、孔の表面
側の周縁に肩部ダレが生ずることなく、裏面側に環状の
バーリング部を有する製品を、安価かつ迅速に形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプレス加工方法の一実施形態によって
フランジを打ち抜いた状態の板状素材、及び切除された
スクラップを示す断面図である。

【図２】本発明のプレス加工方法の一実施形態によって
板状素材からフランジを打ち抜いた後、フランジを取り
出す前の状態を示す平面図である。

【図３】図１に示す実施形態における穴抜き工程で孔を
打ち抜いた状態の板状素材、及び切除されたスクラップ
を拡大して示す断面図である。

【図４】図１に示す実施形態における押圧工程で平滑座
面、段部及びバーリング部を形成した状態の板状素材を
拡大して示す断面図である。

【図５】図１に示す実施形態におけるシェービング工程
でシェービング行なった状態の板状素材、及び切除され
たスクラップを拡大して示す断面図である。

【図６】本発明のプレス加工方法の一実施形態によって
板状素材からフランジを形成するときの各プレス工程に
おける板状素材を示す平面図である。

【図７】図１に示す実施形態における穴抜き工程に供す
るプレス装置の一部を示す断面図である。

【図８】本発明のプレス加工方法の一実施形態によっ
て、板状素材から複数の孔を有するフランジを打ち抜い
た後の状態を示す平面図である。

【図９】本発明のプレス加工方法の一実施形態によっ
て、板状素材から複数の孔を有するフランジを形成する
ときの各プレス工程における板状素材を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

Ｗ 板状素材， １１ 孔， １２ 環状座部， １３
平滑座面，１４ 段部， １５ バーリング部， １
６ 孔， １７ バーリング部，２０，３０ スクラッ
プ， ４０ フランジ， ＵＤ 上型，ＬＤ 下型，
１００ 第１のパンチ， ２００ ダイ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状素材から、孔周縁にバーリング部を
   有する製品を打ち抜くプレス加工方法において、第１の
   パンチによって前記板状素材に孔を穿設すると共に、該
   孔の周縁から径方向外側に向かって表裏面が傾斜した略
   テーパ状の環状座部を形成する第１のプレス工程と、第
   ２のパンチによって前記環状座部を押圧して前記板状素
   材の表面側に環状の平滑座面を形成すると共に、前記板
   状素材の裏面側に前記孔の周縁部から突出する環状のバ
   ーリング部を形成する第２のプレス工程と、第３のパン
   チによって前記製品の輪郭の全周に沿って切断する第３
   のプレス工程を含むことを特徴とするプレス加工方法。
2. 【請求項２】 前記第１のプレス工程、前記第２のプレ
   ス工程及び前記第３のプレス工程を、順送型によって同
   時に行なうことを特徴とする請求項１記載のプレス加工
   方法。
3. 【請求項３】 前記第２のプレス工程と前記第３のプレ
   ス工程との間に、前記孔の内周面に対しシェービングを
   行なうシェービング工程を付加することを特徴とする請
   求項１記載のプレス加工方法。
4. 【請求項４】 前記第１のパンチは、前記板状素材に穿
   設する孔と同径の押圧面を有する円柱部と、該円柱部の
   裾部外縁から径方向外側に向かって漸次突出しテーパ状
   の押圧面を形成する環状凸部とを備え、該環状凸部の押
   圧面の前記円柱部に接する部分に環状溝を形成して成る
   ことを特徴とする請求項１、２又は３記載のプレス加工
   方法。