JP2008036656A - Apparatus and method of forming flange - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、板金部品のピアス加工及びバーリング加工によりフランジの成形を行うフランジ成形装置及びフランジ成形方法に係り、特に一工程により先端割れのないフランジの成形を行うフランジ成形装置及びフランジ成形方法に関する。 The present invention relates to a flange forming apparatus and a flange forming method for forming a flange by piercing and burring of a sheet metal part, and more particularly, to a flange forming apparatus and a flange forming method for forming a flange without a tip crack in one process.
平板、円筒又は楕円筒等の板金製品にフランジを設ける場合に、溶接加工でなくピアス加工及びバーリング加工がしばしば用いられる。このようなフランジ成形方法においては、先ずピアス加工を行ったのちバーリング加工が成される。この場合、ピアス加工の方向とバーリング加工の方向を同一にすると、一工程でフランジ成形を行うことができるという利点があるが、ピアス加工時にフランジ端面に生ずるバリに起因し、次のバーリング加工中に割れを生ずるという問題がある。 When a flange is provided on a sheet metal product such as a flat plate, cylinder or elliptic cylinder, piercing and burring are often used instead of welding. In such a flange forming method, burring is performed after first performing piercing. In this case, if the direction of piercing is the same as the direction of burring, there is an advantage that flange forming can be performed in one step. However, due to burrs generated on the flange end face during piercing, the next burring is in progress. There is a problem of causing cracks.
このような問題に対し、特許文献1では、バーリングダイの軸孔内で摺動するノックアウトピンと、さらにその軸孔内で摺動するコイニングダイを設けたバーリング加工型によれば、バーリング加工前にピアス孔周縁をコイニング加工することによって、ピアス加工の方向とバーリング加工の方向が同一であっても、割れのないフランジを一工程で成形することができることが開示されている。 With respect to such a problem, in Patent Document 1, according to the burring type die provided with a knockout pin that slides in the shaft hole of the burring die and a coining die that slides in the shaft hole, before burring processing, It is disclosed that by performing coining on the periphery of the pierced hole, a crack-free flange can be formed in one step even if the direction of piercing and the direction of burring are the same.
特許文献2に、ピアス加工とバーリング加工の方向が異なるプレス型であるが、金属板に連続的にピアス加工およびバーリング加工を行う工程を有するプレス金型であって、バーリングポンチはピアスポンチが挿抜され、ピアススクラップが排出される軸孔を有し、ピアス加工時にダイスの機能を果たすプレス金型が開示されている。そして、本プレス金型によれば、割れのないフランジを一工程で成形することができることが開示されている。
また、特許文献3には、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フランジ形成方法が開示されている。そして本フランジ形成方法によれば、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ことができることが開示されている。 Further, in Patent Document 3, in a method of performing piercing to form a pilot hole in a plate-like member, and thereafter burring the pilot hole portion to form a flange, the plate-like member of the plate-like member is prior to the piercing. A flange forming method is disclosed in which an uneven portion is formed around the prepared hole forming portion, and the peripheral length of the prepared hole is expanded to allow for the amount of elongation after burring. And according to this flange formation method, it is disclosed that a flange without a tip crack can be easily formed by burring.
しかしながら、特許文献1に開示されたバーリング加工型の場合は、複雑な構成の金型及び作動装置を用いなければならないという問題がある。特許文献2に開示されたプレス金型は、板厚の薄い板金に外径の小さなフランジを成形するのに用いられるもので、通常自動車部品等に用いられるような板厚の厚い板金に外径の大きなフランジを成形するためのプレス金型としては必ずしも適していない。また、具体的にどのような構成のプレス金型でフランジ成形を行うのか明瞭でないという問題がある。特許文献3に開示されたフランジ形成方法の場合は、ピアス加工前に予備的な凹凸部加工処理を要するという問題がある。
However, in the case of the burring type disclosed in Patent Document 1, there is a problem that a complicatedly configured mold and operating device must be used. The press die disclosed in
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、簡単な構成のフランジ成形装置及びフランジ成形方法であって、自動車部品等に用いられる平板、円筒又は楕円筒等の板金製品に先端割れのないフランジを一工程で成形することができるフランジ成形装置及びフランジ成形方法を提供することを目的とする。 The present invention is a flange forming apparatus and a flange forming method with a simple configuration in view of such conventional problems, and there is no crack at the end of a sheet metal product such as a flat plate, a cylinder, or an elliptic cylinder used for automobile parts. An object of the present invention is to provide a flange forming apparatus and a flange forming method capable of forming a flange in one step.
本発明に係るフランジ成形装置は、対向する一対のピアスパンチとバーリングパンチと、該バーリングパンチの外周をその軸方向に所定ストローク移動可能にバネ付勢されたバーリング側パットと、該バーリング側パットに対向し前記ピアスパンチの外周をその軸方向に所定ストローク移動可能にバネ付勢されたピアス側パットとからなり、前記バーリングパンチに前記ピアスパンチが挿脱される軸孔を設けるとともに、前記ピアス側パットに前記バーリングパンチが挿脱されるダイキャビティを設けてなる。 A flange forming apparatus according to the present invention includes a pair of opposed piercing punches and a burring punch, a burring side pad that is spring-biased so that the outer periphery of the burring punch can move a predetermined stroke in its axial direction, and the burring side pad. The piercing side pad is provided with a piercing side pad that is opposed and spring-biased so that the outer periphery of the piercing punch can move a predetermined stroke in the axial direction. The pad is provided with a die cavity into which the burring punch is inserted and removed.
上記発明において、被加工物がともに弾性支持されたバーリング側パットとピアス側パットとにより挟持された状態で、ピアスパンチをバーリングパンチの軸孔に挿入させるように作動する駆動手段を設けるのがよく、被加工物が弾性支持されたバーリング側パットと固定支持されたピアス側パットとにより挟持された状態で、該ピアス側パットのダイキャビティにバーリングパンチが挿入されるように該バーリング側パット及び該ピアス側パットを作動させる駆動手段を設けるのがよい。 In the above invention, it is preferable to provide a driving means that operates to insert the piercing punch into the shaft hole of the burring punch while the workpiece is sandwiched between the burring pad and the piercing pad that are elastically supported. The burring side pad and the piercing side pad and the piercing side pad so that the burring punch is inserted into the die cavity of the pierce side pad in a state where the workpiece is sandwiched between the burring side pad that is elastically supported and the pierce side pad that is fixedly supported. It is preferable to provide driving means for operating the pierce-side pad.
また、上記発明において、フランジ高さは、バーリングパンチの外径とピアスパンチの外径との寸法差のほぼ半分であるのがよい。 In the above invention, the height of the flange is preferably about half of the dimensional difference between the outer diameter of the burring punch and the outer diameter of the piercing punch.
本発明に係るフランジ成形方法は、対向する一対のピアスパンチとバーリングパンチにより一工程でフランジを成形するフランジ成形方法であって、バーリングパンチの上面に載置された被加工物を、そのフランジが形成される外縁部を対向するバーリング側パットとピアス側パットとにより挟持しつつ、ピアスパンチを前記バーリングパンチに設けた軸孔内に挿入させてピアス加工し、つぎに、前記バーリングパンチが前記ピアス側パットに設けたダイキャビティ内に挿入されるように、該ピアス側パット及び前記バーリング側パットを作動させてバーリング加工を行う。 A flange forming method according to the present invention is a flange forming method in which a flange is formed in one step by a pair of opposed piercing punches and a burring punch, and the workpiece placed on the upper surface of the burring punch is processed by the flange. The outer edge portion to be formed is pierced by inserting the piercing punch into the shaft hole provided in the burring punch while sandwiching it between the burring side pad and the piercing side pad facing each other. The piercing side pad and the burring side pad are operated so as to be inserted into a die cavity provided in the side pad, and burring processing is performed.
このフランジ成形方法の発明において、ピアス加工時には、バーリング側パット及びピアス側パットがともに弾性支持された状態にし、バーリング加工時には、バーリング側パットが弾性支持され、ピアス側パットが固定支持された状態にして、フランジ成形を行うのがよい。 In the invention of the flange forming method, the burring side pad and the pierced side pad are both elastically supported during piercing, and the burring side pad is elastically supported and the pierced side pad is fixedly supported during burring. It is better to perform flange molding.
本発明に係るフランジ成形装置は、従来のフランジ成形装置よりは簡単な構成であり、自動車部品等に用いられる平板、円筒又は楕円筒等の板金製品に先端割れのないフランジを一工程で成形することができる。本発明に係るフランジ成形方法は、先端割れのないフランジを一工程で成形することができ、安定した高品質のフランジ付き自動車部品等を製造することができる。 The flange forming apparatus according to the present invention has a simpler structure than the conventional flange forming apparatus, and forms a flange without a tip crack in a sheet metal product such as a flat plate, a cylinder or an elliptic cylinder used for automobile parts in one step. be able to. The flange forming method according to the present invention can form a flange with no crack at one end in one step, and can produce a stable and high-quality flanged automobile part or the like.
以下に、本発明に係るフランジ成形装置の実施の形態について図面を基に説明する。図1は本発明に係るフランジ成形装置のピアスパンチとバーリングパンチ部分の断面を模式的に示す図面である。本フランジ成形装置は、対向する一対のピアスパンチ10とバーリングパンチ20を有し、該バーリングパンチ20の外周をその軸方向に所定ストローク移動可能にバネ付勢されたバーリング側パット25を有している。バーリングパンチ20には軸孔22が設けられており、この軸孔22にピアスパンチ10が駆動手段(図示せず)により図1の矢印Aに示すように挿脱せしめられてピアス加工が行われるようになっている。なお、本例では、ピアスパンチ10と可動ダイ33は一体に固定され、可動ダイ33を作動させることによってピアスパンチ10を作動させるようになっているが、それぞれ単独に作動させるようにすることもできる。
Hereinafter, embodiments of a flange forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a drawing schematically showing a cross section of a piercing punch and a burring punch portion of a flange forming apparatus according to the present invention. This flange forming apparatus has a pair of
そして、本フランジ成形装置は、ピアスパンチ10の外周にあってバーリング側パット25に対向して設けられ、ピアスパンチ10の軸方向に所定ストローク移動可能にバネ付勢されたピアス側パット15を有している。ピアス側パット15には、ダイキャビティ16が設けられ、バーリングパンチ20が入り込み、被加工物のバーリング加工が行われるようになっている。これにより、専用のバーリングダイを設ける必要がないので、本フランジ成形装置は従来のものより簡単、コンパクトな構造にすることができる。
The flange forming apparatus has a pierce-
なお、バーリング側パット25は固定ダイ37に固定された弾性体35により図面において上方にバネ付勢されており、ピアス側パット15は可動ダイ33に固定された弾性体30により図面において下方にバネ付勢されている。また、バーリング側パット25は、可動ダイ33の作動により弾性体30及びピアス側パット15を介して上下動させられるようになっている。バーリングパンチ20は固定ダイ37に固定されている。
The
弾性体30及び35は、各種スプリングを使用することができる。しかしながら、ガスを封入したシリンダ及びピストンからなるガススプリングを用いると構造をコンパクトにできる利点がある。また、それらの弾性体30及び35のバネ力は、被加工物の材質、板厚、成形するフランジの外径及び高さ等によって必要な大きさが選択される。
The
駆動手段は、油圧アクチュエータ、電磁弁、位置センサー及びタイマーを有し、可動ダイ33を所定のタイムチャートに従って作動させることができるようになっている。この駆動手段と、弾性体30、35とにより、ピアスパンチ10、ピアス側パット15、バーリング側パット25及びバーリングパンチ20に所要の作動をさせることができる。
The driving means includes a hydraulic actuator, a solenoid valve, a position sensor, and a timer, and can operate the
被加工物のフランジ成形は、上記フランジ成形装置により図2に示すようにピアス加工及びバーリング加工を行うことにより実施される。図2(a)はピアス加工前の状態、図2(b)はピアス加工完了時の状態、図2(c)はバーリング加工途中の状態、図2(d)はバーリング加工完了時の状態を示す。 Flange forming of the workpiece is performed by piercing and burring as shown in FIG. 2 by the flange forming apparatus. 2 (a) shows the state before piercing, FIG. 2 (b) shows the state after completion of piercing, FIG. 2 (c) shows the state during burring, and FIG. 2 (d) shows the state after burring. Show.
すなわち、被加工物50のフランジ成形は、先ずバーリングパンチ20の上面に載置された被加工物50を、図2(a)に示すように、可動ダイ33を図面において下方に所定ストローク作動させ、被加工物50を弾性支持されたピアス側パット15及びバーリング側パット25により挟持する。次にピアスパンチ10を下方に作動させてピアス加工を行う。図2(b)に示すように、ピアス加工後ピアスパンチ10はバーリングパンチ20の軸孔22内に挿入される。ピアス加工時、ピアス側パット15及びバーリング側パット25はそれぞれ弾性体30、35により弾性支持された状態にある。ピアス加工が完了すると、ピアス側パット15の底部は可動ダイ33に接触し、ピアス側パット15と可動ダイ33は一体になる。このようにすることにより、平板状の板金製品のみならず円筒形又は楕円形の断面を有する板金製品のピアス加工において、被加工物に変形、亀裂等を生じさせることなく、所要の抜き圧でピアス加工を行うことができる。
That is, in the flange forming of the
次に、可動ダイ33を図面において下方に作動させ、ピアス側パット15を介してバーリング側パット25を下方に作動させる。このとき、図2(c)に示すように、バーリングパンチ20がピアス側パット15に設けたダイキャビティ16の中に挿入される状態になり、バーリングパンチ20とダイキャビティ16の間でバーリング加工が行われる。
Next, the
可動ダイ33は、図2(d)に示すように、バーリング加工が完了するまで下方に作動する。このバーリング加工中(図2(c)、(d))において、上述のようにピアス側パット15と可動ダイ33は一体になり、ピアス側パット15は可動ダイ33に固定支持された状態になっているが、一方、弾性体35は未だ圧縮可能な状態にあり、バーリング側パット25は弾性支持状態にある。これにより、被加工物を損傷させることなく、所要の加工圧でバーリング加工を行うことができる。
As shown in FIG. 2D, the
このバーリング加工は、図3に示すように、被加工物50のフランジ53が成形される外縁部を上方から被加工物50を押圧するピアス側パット15と、ピアス側パット15に対向して被加工物50を下方から押圧するバーリング側パット25とにより被加工物50を挟持した状態で、ピアス側パット15及びバーリング側パット25を矢印のように下方に作動させ、バーリングパンチ20とダイキャビティ16の間でフランジ53を成形するようになっている。そして、バーリングパンチ20の外径dBとピアスパンチ10の外径dPとの差の半分がほぼフランジ高さhに等しくなるようになっている。なお、正確には、被加工物50の板厚t及びフランジ高さhによって決定されるダイキャビティ16とバーリングパンチ20との間の隙間を考慮する必要がある。
As shown in FIG. 3, the burring process is performed by piercing a
以上本発明に係るフランジ成形装置の構成及びこれを用いてフランジ成形を行う場合について説明した。上述のように本発明においては、フランジの成形、特にバーリング加工において、被加工物50は、フランジ53が成形される外縁部の上下面をピアス側パット15及びバーリング側パット25により挟持された状態で、フランジ53が成形される外縁部を支点にしてフランジ部の立ち上げ変形(バーリング加工)が行われるようになっている。また、本発明のバーリング加工は、ピアス加工後、ピアスパンチ10と軸合わせされたバーリングパンチ20及びピアス側パット15により行われるようになっている。これらにより、本発明においては、軸心の合った寸法精度の高い安定した高品質のフランジ成形を行うことができる。
The configuration of the flange forming apparatus according to the present invention and the case of performing flange forming using the apparatus have been described above. As described above, in the present invention, in the molding of the flange, particularly in the burring process, the
すなわち、被加工物のフランジが形成される外縁部を対向するバーリング側パットとピアス側パットとにより挟持しつつ、ピアスパンチを前記バーリングパンチに設けた軸孔内に挿入させてピアス加工し、つぎに、前記バーリングパンチが前記ピアス側パットに設けたダイキャビティ内に挿入されるように、該ピアス側パット及び前記バーリング側パットを作動させてバーリング加工を行うことにより、対向する一対のピアスパンチとバーリングパンチをもって、先ずピアス加工をし、続いて直ちにバーリング加工を行うことができ、一工程で安定した高品質のフランジ成形を行うことができる。 That is, piercing is performed by inserting the piercing punch into the shaft hole provided in the burring punch while sandwiching the outer edge portion where the flange of the workpiece is formed between the burring side pad and the piercing side pad facing each other. A pair of opposing piercing punches by performing burring by operating the piercing side pad and the burring side pad so that the burring punch is inserted into a die cavity provided in the piercing side pad. With the burring punch, piercing can be performed first, and then burring can be performed immediately, and stable and high-quality flange molding can be performed in one step.
そして、このフランジ成形方法においては、上述のように、ピアス加工時には、バーリング側パット及びピアス側パットがともに弾性支持された状態にし、バーリング加工時には、バーリング側パットが弾性支持され、ピアス側パットが固定支持された状態にして、フランジ成形を行うのがよい。 In this flange forming method, as described above, during piercing, both the burring side pad and the piercing side pad are elastically supported, and during burring, the burring side pad is elastically supported, and the piercing side pad is It is preferable to perform flange molding in a fixed and supported state.
図1に示すフランジ成形装置を用いて、材質が板厚0.5mmのSUS436を二重巻きにした断面280×200の楕円形の筒状自動車部品に、外径63mm、高さ7mmのフランジを成形する試験を行った。ピアス加工は8トン、バーリング加工は16トンで行った。弾性体30及び35はガススプリングを使用した。ピアス側パット15に用いる弾性体30は最大荷重700kgのガススプリングを2本使用し、バーリング側パット25に用いる弾性体35は最大荷重2900kgのガススプリングを2本使用した。
Using the flange forming device shown in Fig. 1, a flange with an outer diameter of 63 mm and a height of 7 mm is formed on an oval cylindrical automobile part with a cross section of 280 x 200 made of SUS 436 with a thickness of 0.5 mm. A test was conducted. Piercing was done at 8 tons and burring was done at 16 tons. The
上記の試験により成形されたフランジについて目視検査、寸法検査を行った。目視検査及び寸法検査とも何らの問題もなかった。なお、ピアス加工により加工部に小さなバリが見られたが、これによりバーリング加工において不具合が見られるようなことはなかった。本試験において、図2に示す各部位の寸法L1、L2、L3、L4、l1、l2、l3、l4に関する測定値は表1に示す通りであった。 The flange formed by the above test was subjected to visual inspection and dimensional inspection. There were no problems with visual inspection or dimensional inspection. In addition, although a small burr | flash was seen in the process part by the piercing process, by this, the malfunction was not seen in burring process. In this test, the measured values for the dimensions L1, L2, L3, L4, l1, l2, l3, and l4 of each part shown in FIG.
10 ピアスパンチ
15 ピアス側パット
16 ダイキャビティ
20 バーリングパンチ
22 軸孔
25 バーリング側パット
30 弾性体
33 可動ダイ
35 弾性体
37 固定ダイ
50 被加工物
53 フランジ
10 Piercing punch
15 Earrings putt
16 die cavity
20 Burling punch
22 Shaft hole
25 burring side pad
30 Elastic body
33 Movable die
35 Elastic body
37 Fixed die
50 Workpiece
53 Flange
Claims (6)
前記バーリングパンチに前記ピアスパンチが挿脱される軸孔を設けるとともに、
前記ピアス側パットに前記バーリングパンチが挿脱されるダイキャビティを設けたフランジ成形装置。 A pair of opposed piercing punches and a burring punch, a burring side pad that is spring-biased so that the outer periphery of the burring punch can move a predetermined stroke in its axial direction, and an outer periphery of the piercing punch that faces the burring side pad It consists of a pierced side pad that is spring-biased so that it can move a predetermined stroke in the axial direction,
While providing a shaft hole through which the piercing punch is inserted and removed from the burring punch,
A flange forming apparatus provided with a die cavity into which the burring punch is inserted and removed from the pierce side pad.
バーリングパンチの上面に載置された被加工物を、そのフランジが形成される外縁部を対向するバーリング側パットとピアス側パットとにより挟持しつつ、
ピアスパンチを前記バーリングパンチに設けた軸孔内に挿入させてピアス加工し、
つぎに、前記バーリングパンチが前記ピアス側パットに設けたダイキャビティ内に挿入されるように、該ピアス側パット及び前記バーリング側パットを作動させてバーリング加工を行うフランジ成形方法。 A flange forming method in which a flange is formed in one step by a pair of facing piercing punches and burring punches,
While sandwiching the work piece placed on the upper surface of the burring punch with the burring side pad and the piercing side pad facing the outer edge where the flange is formed,
Piercing by inserting the piercing punch into the shaft hole provided in the burring punch,
Next, a flange forming method of performing burring by operating the piercing side pad and the burring side pad so that the burring punch is inserted into a die cavity provided in the piercing side pad.
バーリング加工時には、バーリング側パットが弾性支持され、ピアス側パットが固定支持された状態にして、フランジ成形を行うことを特徴とする請求項5に記載のフランジ成形方法。 At the time of piercing, both the burring side pad and the piercing side pad are elastically supported,
6. The flange forming method according to claim 5, wherein the flange forming is performed while the burring pad is elastically supported and the pierced pad is fixedly supported during burring.
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