JP2005349427A - フランジ形成方法 - Google Patents

Abstract

【目的】バーリング加工で先端割れのないフランジを容易に形成する。
【構成】板状部材３に対して絞り加工を行うと同時に、バーリング加工対象部４に対して凹凸部５を同時一体に形成する（Ａ）。次に、バーリング加工対象部４に対して凹凸部５をピアス加工する（Ｂ）。このとき、根元部８のフランジ周長と下穴６の基準下穴周長との差である下穴の伸び量を見込んで凹凸部５の凹凸量を設定する。次に、バーリング加工対象部４に対してパンチ７によりバーリング加工し（Ｃ）、フランジ１を形成する（Ｄ）。これにより、下穴周囲に凹凸部を設けない場合の周長比が１．１２を越えるような場合でも、実質的な周長比を１．１２以下にできるので、先端割れのないフランジ１を形成できる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、プレス成形によりフランジ部を形成するためのフランジ形成方法に係り、特に先端割れ等を生じずに比較的高いフランジを容易に形成できるようにしたものに関する。

このようなフランジの先端割れ等を生じないようにするため、まず板状部材を絞り、次に下穴を形成し、その後、徐々に径を太くした複数のパンチを用いてそのストレート部が貫通しないようにバーリング加工することが公知である。
特開平１０−１１８７２２号公報

ところで、一般的なバーリング加工においては、下穴の周長Ｌ１に対して、バーリング加工後におけるフランジの内径円周をフランジ周長Ｌ２としたとき、Ｌ２／Ｌ１が１．１２を越えると先端割れが生じ易いことが経験的に知られている。
このような周長比（Ｌ２／Ｌ１）が大きな、すなわち比較的高いフランジを形成するには、上記公知技術のように、径を徐々に大きくして複数回パンチするとともに、パンチのストレート部が突出しないように管理して成形することが考えられる。しかし、このようなバーリング加工は工程数が多くなって手間がかかる。また、比較的精密なプレス作業が必要となる。したがって、全体として手間がかかりコスト高となる。そこで本願発明は、係る周長比の大きなフランジを形成するためのバーリング加工を比較的容易に行えるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため本願のフランジ形成方法に係る請求項１の発明は、板状部材に下穴を形成するピアス加工を行い、その後この下穴部分をバーリング加工してフランジを形成する方法において、
前記ピアス加工に先立って前記板状部材の前記下穴形成部周囲に凹凸部を形成し、前記下穴の周長をバーリング加工後における伸び量を見込んだものに拡大したことを特徴とする。

請求項２の発明は、上記請求項１において、板状部材に対して前記ピアス加工に先立つ絞り加工を行うとともに、この絞り加工と同時に前記凹凸部を形成することを特徴とする。

請求項３の発明は、上記請求項１において、前記凹凸部の凹凸量は、前記下穴の半径方向外方へ向かって徐々に少なくなることを特徴とする。

請求項４の発明は、上記請求項１において、前記凹凸部を設けない場合の下穴周長をＬ１、前記フランジの内径におけるフランジ周長をＬ２、前記凹凸部によって拡大された前記下穴の拡大周長をＬ３ととしたとき、周長比は、（Ｌ２／Ｌ１）が１．１２を越え、かつ（Ｌ３／Ｌ２）が１．１２以下であることを特徴とする。

請求項１によれば、下穴に先立って、下穴形成部周囲に凹凸部を形成するので、その後下穴を形成したとき、下穴を囲む板状部材の周囲部分に凹凸が生じるから、この凹凸分だけ下穴の周長が長くなる。
しかも、この凹凸部の凹凸量は、バーリング加工時における下穴周長の伸び量を見込んだものであるから、凹凸によって拡大された下穴の周長は、フランジの内径部における周長に接近する。
したがって、バーリング加工時には、フランジの先端となる下穴部分は、凹凸部が変形して延びることにより良好な伸びを示して先端割れ等を生じにくくなるので、凹凸部を形成しない下穴では加工できないような、比較的高いフランジでも形成可能になる。

請求項２によれば、凹凸部を下穴のピアス加工に先立つ全体の絞り部加工において同時に形成することができる。

請求項３によれば、凹凸部は下穴の径方向外方へ向かって次第に凹凸量を少なくなっているので、均一なフランジを形成できる。

請求項４によれば、凹凸を形成しない場合の下穴の周長を基準下穴周長Ｌ１、バーリング加工されたフランジの内径部における周長をフランジ周長Ｌ２、凹凸部によって拡大された下穴の周長を拡大周長Ｌ３とすれば、
Ｌ２≧Ｌ３＞Ｌ１となり、
周長比は、下穴周囲に凹凸部を設けない場合の周長がＬ２／Ｌ１、下穴周囲に凹凸部を設けた場合の周長比がＬ２／Ｌ３であるから、
（Ｌ２／Ｌ３）＞（Ｌ２／Ｌ１）
なる関係がある。
したがって、周囲に凹凸部を形成しない下穴では加工できないような、周長比（Ｌ２／Ｌ１）が１．１２を越える比較的高いフランジでも、下穴周囲に凹凸部を設けて拡大した場合の周長比（Ｌ２／Ｌ３）を１．１２以下にすることによって形成可能になる。

以下、図面に基づいて一実施形態を説明する。図１は筒状のフランジ１を有するプレス成形品２を示す。このプレス成形品２は、素材の板状部材をプレス成形して得られ、まず、全体を絞り部してからフランジ１をバーリング加工して形成する。フランジ１は高さＨが、例えば、７ｍｍ以上の比較的高いものである。

図２は、上記プレス成形品の加工工程を示す。まず、素材の板状部材３に対して図では明らかではないが全体の絞り加工を行う。このとき同時にバーリング加工対象部４も絞り加工を行い、さらに凹凸部５もその後に予定される下穴６の形成部周囲を囲むように同時一体に形成する（Ａ）。凹凸部５については後で詳述する。また、板状部材３は鉄板等各種金属板が可能である。

次にピアス加工を行って、下穴６を形成する（Ｂ）。続いて下穴６を含むバーリング加工対象部４に対してパンチ７によりバーリング加工をする（Ｃ）。これにより、１回のパンチングでもバーリング加工対象部４が直角方向へ延びて所定の比較的高いフランジ１となり、その先端は下穴６が伸びて形成され、先端割れ等の不具合が生じていない（Ｄ）。

図３は、凹凸部５を説明するための図であり、Ａはピアス加工前におけるバーリング加工対象部４の平面図、Ｂはピアス加工後の斜視図、ＣはＢにおける凹凸部の斜視図、Ｄは凹凸部の断面図（Ｃ部のｄ−ｄ線相当）である。
これらの図において、凹凸部５は同じ円上に９０°間隔で計４個が形成されている。但し、この数及び間隔は後述するように任意である。

凹凸部５は、バーリング加工対象部４の外周部であるフランジ１の根元部８から、中心方向へ延びて下穴６の形成予定位置を越えるように形成され、ピアス加工時に内方へ突出している部分がカットされ、このカット面が下穴６に臨む端面となる（Ｃ参照）。凹凸部５の形状は、平面視及び側面視ともに略３角形状をなすように山形に形成され、その端面形状は略Ｖ字状になっている。

Ｄに示すように、凹凸部５の凹凸量ｈは、バーリング加工対象部４の中心側が最大となり、根元部８に向かって漸減するように形成される。この凹凸量は、下穴６を囲むバーリング加工対象部４の端面４ａにおける周方向長さである下穴の拡大周長を十分に長くして、バーリング加工時における下穴６の伸び量を十分に見込めるように設定される。

図４は周長の設定につき説明するための図である。この図はバーリング加工対象部４及び下穴６の各一部を平面視形状を示し、この状態における下穴６の周長を基準下穴周長Ｌ１、バーリング加工対象部４の外周部でフランジの根元部８の周長をフランジ周長Ｌ２とする。フランジ周長Ｌ２はバーリング加工後におけるフランジ１の内径部の周長である。

下穴６の半径をＲ１、根元部８のの半径をＲ２とすれば、各周長Ｌ１及びＬ２は、それぞれＮ半径に２πを乗じたものである。ある角度における各周長をＤ１、Ｄ２とすれば、Ｄ２−Ｄ１がこの部分の周長差であり、この周長差だけ下穴６はバーリング加工時において伸びなければならない。

そこで、この周長差に相当する長さを凹凸部５によって形成すれば、凹凸部５を含む下穴６に臨むバーリング加工対象部４の端面は拡大周長Ｌ３をなす。
拡大周長Ｌ３は、フランジ周長Ｌ２に略等しくなるようにする。但し、凹凸部５の形状，個数等は問わず、全体としてＬ３≒Ｌ２となればよい。すなわち凹凸部５は、基準下穴周長Ｌ１がフランジ周長Ｌ２にまで伸びる場合の見込み量に相当する長さを凹凸部５の端面形状で確保する。また、凹凸部５は略Ｖ字状をなすが、この形状も任意であり、例えば、端面をアール状に形成してもよい。

ここで、各周長の間には、
Ｌ２≧Ｌ３＞Ｌ１
なる関係がある。また、このときの基準下穴周長Ｌ１とのの周長比が、（Ｌ２／Ｌ１）＞１．１２であるものに対しても、拡大周長Ｌ３との周長比（Ｌ２／Ｌ３）≦１．１２としている。

なお、拡大周長Ｌ３は、下穴６と根元部８の間における種々の同心円上でもフランジ周長Ｌ２に略等しくなるようになっている。すなわち、図３のＤに明らかなように、凹凸部５は径方向において、下穴６から根元部８へ向かって凹凸量が漸減するから、その途中の適当な同心円上における周長は漸減することになる。このようにすると、根元部８に近づくほどバーリング加工時におけるバーリング加工対象部４の周方向における必要伸び量が少なくなるので実質的には、フランジ１の均一な伸びを確保する。

このようにすると、バーリング加工時において、下穴６は周方向で単に凹凸部５を伸ばすことにより必要な伸び量を確保できることになり、フランジ１の形成に必要な十分の伸び量を確保できる。したがって、基準の周長比（Ｌ２／Ｌ１）が１．１２を越えても、実質的な拡大周長比はＬ２／Ｌ３であって、１．１２以下にすることによって実質的な周長比をかなり小さくできるため、先端割れ等を生じることなく、比較的大きなフランジ１を形成することができる。

図５はバーリング内径φ７７のものにつき、フランジの高さを種々に変化してテストした結果を示す。フランジ高さは６〜１０ｍｍの間で１ｍｍずつ変化させ、それぞれにつき、凹凸部５を形成しない場合、凹凸部５を大中小と変えた場合の各周長（拡大周長）をまとめた表である。凹凸部５は端面形状をアール状とし、そのアールの大きさを１，２，３と変化させて大中小の変化をさせてある。また、各テスト品の凹凸部５はそれぞれ４個づつである。

この表において、目視検査によるテスト結果として、フランジの先端割れ等が生じない場合を合格（○）とし、先端割れ等が生じた場合を不合格（×）で示す。この表に明らかなように、凹凸部５を設けないものは、基準下穴周長に対する周長比が全て１．１２を越えて不合格であった。しかし、凹凸部５を設けたものは、フランジ高さが６ｍｍの場合における凹凸部の大中小の全て、及びフランジ高さが７ｍｍの場合における凹凸部大が、それぞれ合格であった。これらの合格ケースでは、拡大周長Ｌ３との周長比がいずれも１．１２以下になっていた。

プレス成形品のフランジ部分を示す概略図 成形工程を示す図 凹凸部を示す図 周長設定を説明する図 テスト結果を示す図

符号の説明

１：フランジ、２：プレス成形品、３：板状部材、４：バーリング加工対象部、５：凹凸部、６：下穴、７：パンチ、８：根元部

Claims (4)

1. 板状部材に下穴を形成するピアス加工を行い、その後この下穴部分をバーリング加工してフランジを形成する方法において、
   前記ピアス加工に先立って前記板状部材の前記下穴形成部周囲に凹凸部を形成し、前記下穴の周長をバーリング加工後における伸び量を見込んだものに拡大したことを特徴とするフランジ形成方法。
2. 板状部材に対して前記ピアス加工に先立つ絞り加工を行うとともに、この絞り加工と同時に前記凹凸部を形成することを特徴とする請求項１のフランジ形成方法。
3. 前記凹凸部の凹凸量は、前記下穴の半径方向外方へ向かって徐々に少なくなることを特徴とする請求項１のフランジ形成方法。
4. 前記凹凸部を設けない場合の下穴周長をＬ１、前記フランジの内径におけるフランジ周長をＬ２、前記凹凸部によって拡大された前記下穴の拡大周長をＬ３としたとき、周長比は、（Ｌ２／Ｌ１）が１．１２を越え、かつ（Ｌ３／Ｌ２）が１．１２以下であることを特徴とする請求項１のフランジ形成方法。

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