JP2010069522A - 筒部材の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】中空の筒部材をプレス工程のみで歩留よく製造できるようにすることである。
【解決手段】主ラム4および副ラム5とクッション6とを有するプレス機を用いて、主ラム4にカップ状成形物Bの内径形状と合致する打ち抜きパンチ7を、クッション6にカップ状成形物Bの外径形状と合致する無底ダイス8を取り付けて、無底ダイス8の下方でベースに、打ち抜きパンチ7と係合する打ち抜きダイス9を取り付け、副ラム5に無底ダイス8を押圧する押圧リング10を取り付けて、カップ状成形物Bを無底ダイス8に上向きにセットし、主ラム4と副ラム5を下降させて、打ち抜きパンチ7をカップ状成形物Bに押し込むとともに、押圧リング10で無底ダイス8を下方へ押さえ込んで打ち抜きダイス9に押圧し、主ラム4をさらに下降させて、打ち抜きパンチ7と打ち抜きダイス9の係合によって、カップ状成形物Bのカップ底部を打ち抜いて筒部材Cを製造するようにした。
【選択図】図3

Description

本発明は、金属板のプレス成形で形成されたカップ状成形物から中空の筒部材を製造する方法に関する。
中空の筒部材を安価に製造する方法として、金属板から絞り加工や絞りしごき加工のプレス成形でカップ状成形物を形成し、このカップ状成形物のカップ底部を輪切り切断して除去することにより、筒部材を製造する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
前記プレス成形される金属板には鋼板やアルミニウム板等が用いられ、筒部材は円筒カップ状成形物から形成される円筒部材が多いが、カップ状成形物が軸対称の円筒カップ状成形物であっても、金属板のr値(ランクフォード値)の面内異方性によって、カップ状成形物の上端には高さが不揃いの耳が生じるので、通常は、カップ状成形物の上端側も輪切り切断される。
特開2006−132708号公報
上述した金属板をプレス成形したカップ状成形物のカップ底部を輪切り切断して除去する筒部材の製造方法は、金属管を素材として削り出す方法よりも、中空の筒部材を短時間で安価に製造することができるが、輪切り切断をプレス工程と別工程で行う必要があり、製造工程が複雑になる問題がある。
また、前記カップ状成形物の底側肩部には、絞り加工や絞りしごき加工での破断を防止するために、肩R部が形成されているので、この肩R部を含めて輪切り切断で除去する必要があるとともに、カップ状成形物の上端側も耳部を含めて輪切り切断で除去する必要があり、歩留が低下する問題もある。
そこで、本発明の課題は、中空の筒部材をプレス工程のみで歩留よく製造できるようにすることである。
上記の課題を解決するために、本発明は、金属板のプレス成形で形成されたカップ状成形物のカップ底部を除去して、中空の筒部材を製造する筒部材の製造方法において、ヘッドから下降して加圧する主ラムおよび主ラムの周りで上方から下降して加圧する副ラムと、この副ラムと対向してベースから昇降可能に加圧するクッションとを有するプレス機を用いて、前記主ラムに前記カップ状成形物の内径形状と合致する断面形状の打ち抜きパンチを、前記クッションに前記カップ状成形物の外径形状と合致する無底ダイスを取り付けて、この無底ダイスの下方で前記ベースに、前記打ち抜きパンチと係合する打ち抜きダイスを取り付け、前記副ラムに前記無底ダイスを押圧する押圧リングを取り付けて、前記カップ状成形物を前記無底ダイスに上向きにセットし、前記主ラムと副ラムを下降させて、前記打ち抜きパンチをカップ状成形物に上方から押し込むとともに、前記押圧リングで無底ダイスを下方へ押さえ込んで前記打ち抜きダイスに押圧し、前記主ラムをさらに下降させて、前記打ち抜きパンチと前記打ち抜きダイスの係合によって、前記カップ状成形物のカップ底部を打ち抜いて除去する方法を採用した。
また、本発明は、金属板のプレス成形で形成されたカップ状成形物のカップ底部を除去して、中空の筒部材を製造する筒部材の製造方法において、ヘッドから下降して加圧する主ラムおよび主ラムの周りで上方から下降して加圧する副ラムと、この副ラムと対向してベースから昇降可能に加圧するクッションとを有するプレス機を用いて、前記ベースに前記カップ状成形物の内径形状と合致する断面形状の打ち抜きパンチを、前記副ラムに前記カップ状成形物の外径形状と合致する無底ダイスを取り付けて、この無底ダイスの上方で前記主ラムに、前記打ち抜きパンチと係合する打ち抜きダイスを取り付け、前記クッションに前記無底ダイスを押圧する押圧リングを取り付けて、前記カップ状成形物を前記打ち抜きパンチに下向きにセットし、前記主ラムと副ラムを下降させて、前記打ち抜きパンチをカップ状成形物に下方から押し込むとともに、前記押圧リングで無底ダイスを上方へ押さえ込んで前記打ち抜きダイスに押圧し、前記主ラムをさらに下降させて、前記打ち抜きパンチと前記打ち抜きダイスの係合によって、前記カップ状成形物のカップ底部を打ち抜いて除去する方法も採用した。
すなわち、ヘッドから下降して加圧する主ラムおよび主ラムの周りで上方から下降して加圧する副ラムと、この副ラムと対向してベースから昇降可能に加圧するクッションとを有するプレス機を用いて、そのヘッド側またはベース側にカップ状成形物の内径形状と合致する断面形状の打ち抜きパンチ、およびその回りの押圧リングと、カップ状成形物の外径形状と合致する無底ダイスおよびその後面側の打ち抜きパンチと係合する打ち抜きダイスとを、これらのいずれか一方をヘッド側に、他方をベース側に上下に対向させて配置して、カップ状成形物を打ち抜きパンチと無底ダイスの間にセットし、主ラムと副ラムを下降させて、打ち抜きパンチをカップ状成形物に押し込むとともに、押圧リングで無底ダイスを押さえ込んで打ち抜きダイスに押圧し、主ラムをさらに下降させて、打ち抜きパンチと打ち抜きダイスの係合によって、カップ状成形物のカップ底部を打ち抜いて除去することにより、中空の筒部材をプレス工程のみで製造できるようにした。また、この製造方法では、カップ底部を打ち抜く前に、カップ状成形物の肩R部が打ち抜きパンチによって拡径され、その一部を製品として活用できるので、カップ底部の切捨て量を少なくして歩留をよくすることができる。
前記打ち抜きパンチの外周面に、その基端側で前記無底ダイスと嵌合する大径段差部を設け、前記カップ底部を打ち抜いたときに、この大径段差部で前記カップ状成形物の上端面を押圧し、カップ底部を打ち抜かれた筒部材を、この大径段差部と前記打ち抜きダイスの孔縁部との間で幅押し加工することにより、カップ状成形物の上端側の高さを揃える加工を減少または不要とすることができるとともに、歩留も向上させることができる。
前記大径段差部を前記打ち抜きパンチと別体で形成することにより、筒部材の幅寸法に応じて、大径段差の位置を可変とすることができる。
前記カップ底部を打ち抜かれた筒部材を、つぎに加工されるカップ状成形物によって、前記無底ダイス内から押し出して排出することにより、製造された筒部材を効率よく排出することができる。
前記カップ状成形物を円筒カップ状成形物とし、前記筒部材を円筒部材とすることができる。
前記金属板をr値の面内異方性が小さいものとすることにより、カップ状成形物の上端での耳の発生による高さの不揃いを少なくすることができる。
前記プレス機を金型が複数段に配列されたトランスファプレスとし、このトランスファプレスの前段側の金型で前記金属板からカップ状成形物へのプレス成形を行うことにより、単一のプレス機を用いてより効率よく筒部材を製造することができる。
本発明に係る筒部材の製造方法は、ヘッドから下降して加圧する主ラムおよび主ラムの周りで上方から下降して加圧する副ラムと、この副ラムと対向してベースから昇降可能に加圧するクッションとを有するプレス機を用いて、そのヘッド側またはベース側にカップ状成形物の内径形状と合致する断面形状の打ち抜きパンチ、およびその回りの押圧リングと、カップ状成形物の外径形状と合致する無底ダイスおよびその後面側の打ち抜きパンチと係合する打ち抜きダイスとを、これらのいずれか一方をヘッド側に、他方をベース側に上下に対向させて配置して、カップ状成形物を打ち抜きパンチと無底ダイスの間にセットし、主ラムと副ラムを下降させて、打ち抜きパンチをカップ状成形物に押し込むとともに、押圧リングで無底ダイスを押さえ込んで打ち抜きダイスに押圧し、主ラムをさらに下降させて、打ち抜きパンチと打ち抜きダイスの係合によって、カップ状成形物のカップ底部を打ち抜いて除去するようにしたので、中空の筒部材をプレス工程のみで製造することができる。また、この製造方法は、カップ状成形物の肩R部の一部を製品として活用できるので、カップ底部の切捨て量を少なくして歩留をよくすることもできる。
前記打ち抜きパンチの外周面に、その基端側で無底ダイスと嵌合する大径段差部を設け、カップ底部を打ち抜いたときに、この大径段差部でカップ状成形物の上端面を押圧し、カップ底部を打ち抜かれた筒部材を、この大径段差部と打ち抜きダイスの孔縁部との間で幅押し加工することにより、カップ状成形物の上端側の高さを揃える加工を減少または不要とすることができるとともに、歩留も向上させることができる。
前記大径段差部を打ち抜きパンチと別体で形成することにより、筒部材の幅寸法に応じて、大径段差の位置を可変とすることができる。
前記カップ底部を打ち抜かれた筒部材を、つぎに加工されるカップ状成形物によって、無底ダイス内から押し出して排出することにより、製造された筒部材を効率よく排出することができる。
前記プレス機を金型が複数段に配列されたトランスファプレスとし、このトランスファプレスの前段側の金型で金属板からカップ状成形物へのプレス成形を行うことにより、単一のプレス機を用いてより効率よく筒部材を製造することができる。
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明に係る筒部材の製造方法を採用したトランスファプレスを示す。このトランスファプレスは金型が3段に配列され、1段目の金型が、金属板から丸ブランクAを打ち抜く打ち抜き金型1、2段目の金型が、丸ブランクAから円筒カップ状成形物Bをプレス成形する絞り金型2、3段目の金型が、円筒カップ状成形物Bから円筒部材Cを製造する筒部材製造金型3とされている。金属板には、r値が高くて絞り性が優れ、かつ、その面内異方性が小さくて、絞り加工での耳の発生が少ない冷延鋼板が用いられている。
図2は、前記筒部材製造金型3が配列されたトランスファプレスの3段目を示す。この3段目は、ヘッドから下降して加圧する主ラム4および主ラム4の周りで上方から下降して加圧する副ラム5と、副ラム5と対向してベースから昇降可能に加圧するクッション6とを有し、主ラム4にカップ状成形物Bの内径形状と合致する断面形状の打ち抜きパンチ7が、クッション6にカップ状成形物Bの外径形状と合致する無底ダイス8が取り付けられ、無底ダイス8の下方のベースに、打ち抜きパンチ7と係合する打ち抜きダイス9が取り付けられ、副ラム5に無底ダイス8を押圧する押圧リング10が取り付けられて、カップ状成形物Bが無底ダイス8に上向きにセットされるようになっている。打ち抜きパンチ7の基端側の外周面には、無底ダイス8とスライド自在に嵌合する別体で形成された大径段差部7aが設けられている。
図3(a)〜(d)は、前記トランスファプレスの3段目で、カップ状成形物Bから円筒部材Cを製造する過程を示す。まず、図3(a)に示すように、主ラム4と副ラム5を下降させて、カップ状成形物Bに打ち抜きパンチ7を上方から押し込みながら無底ダイス8に嵌め込むとともに、押圧リング10で無底ダイス8を下方へ押さえ込む。
つぎに、図3(b)に示すように、前記主ラム4と副ラム5をさらに下降させて、押圧リング10で無底ダイス8を打ち抜きダイス9に押圧し、主ラム4をさらに下降させて、カップ状成形物Bの肩R部を打ち抜きパンチ7で拡径しながら、打ち抜きパンチ7と打ち抜きダイス9の係合によって、カップ状成形物Bのカップ底部を打ち抜き、円筒部材Cを形成する。このとき、カップ底部を打ち抜かれた円筒部材Cは、カップ底部を打ち抜かれた直後に上端面を打ち抜きパンチ7の大径段差部7aで押圧され、大径段差部7aと打ち抜きダイス9の孔縁部との間で幅押し加工されて、カップ状成形物Bの上端側にあった高さの不揃いが均一にならされる。なお、カップ底部を打ち抜くときに円筒部材Cの下端の内径側に生じるバリは、バレル加工や端面研削加工等で除去するとよい。
図3(c)に示すように、前記円筒部材Cが形成されると、主ラム4と副ラム5は上昇し、打ち抜きパンチ7が上方へ抜き取られて、円筒部材Cが無底ダイス8内に残る。この状態で、つぎに加工されるカップ状成形物Bが無底ダイス8に上向きにセットされ、図3(d)に示すように、主ラム4と副ラム5が下降すると、打ち抜きパンチ7によって無底ダイス8に押し込まれるカップ状成形物Bによって、形成された円筒部材Cが下方へ押し出されて排出される。
図4は、前記トランスファプレスの3段目への筒部材製造金型3の取り付け形態の変形例を示す。この変形例では、筒部材製造金型3の取り付け形態が実施形態のものと上下逆向きとなっており、ベースに打ち抜きパンチ7が、副ラム5に無底ダイス8が取り付けられ、無底ダイス8の上方で主ラム4に打ち抜きダイス9が取り付けられ、クッションに押圧リング10が取り付けられて、カップ状成形物Bが打ち抜きパンチ7に下向きにセットされるようになっている。
図5(a)〜(d)は、前記変形例でカップ状成形物Bから円筒部材Cを製造する過程を示す。まず、図5(a)に示すように、主ラム4と副ラム5を下降させて、カップ状成形物Bに打ち抜きパンチ7を下方から押し込みながら無底ダイス8に嵌め込むとともに、押圧リング10で無底ダイス8を上方へ押さえ込む。
つぎに、図5(b)に示すように、前記主ラム4と副ラム5をさらに下降させて、押圧リング10で無底ダイス8を打ち抜きダイス9に押圧し、主ラム4をさらに下降させて、カップ状成形物Bの肩R部を打ち抜きパンチ7で拡径しながら、打ち抜きパンチ7と打ち抜きダイス9の係合によって、カップ状成形物Bのカップ底部を打ち抜き、円筒部材Cを形成する。このとき、実施形態の場合と同様に、カップ底部を打ち抜かれた円筒部材Cは、カップ底部を打ち抜かれた直後に下端面を打ち抜きパンチ7の大径段差部7aで押圧され、大径段差部7aと打ち抜きダイス9の孔縁部との間で幅押し加工されて、カップ状成形物Bの上端側にあった高さの不揃いが均一にならされる。
図5(c)に示すように、前記円筒部材Cが形成されると、主ラム4と副ラム5は上昇し、打ち抜きパンチ7が下方へ抜き取られて、円筒部材Cが無底ダイス8内に残る。この状態で、つぎに加工されるカップ状成形物Bが打ち抜きパンチ7に上向きにセットされ、図5(d)に示すように、主ラム4と副ラム5が下降すると、打ち抜きパンチ7によって無底ダイス8に押し込まれるカップ状成形物Bによって、形成された円筒部材Cが上方へ押し出されて排出される。
図6は、前記無底ダイス8の変形例を示す。この図は、図3(b)でカップ状成形物Bから円筒部材Cが打ち抜きで形成されたのち、主ラム4と副ラム5が上昇して、打ち抜きパンチ7が無底ダイス8から抜き取られた状態を示す。この変形例では、無底ダイス8の内壁面に円周方向に延びる台形状の浅い凹溝8aが形成され、凹溝8aの上端縁が、打ち抜かれた状態の円筒部材Cの上端よりも少し上方に位置するようになっている。したがって、打ち抜かれた円筒部材Cが凹溝8aで上方への移動を係止されて、上昇する打ち抜きパンチ7と一緒に無底ダイス8から抜き取られるのが防止され、円筒部材Cを確実に無底ダイス8内に残すことができる。なお、こののち、図3(c)に示したように、つぎに加工されるカップ状成形物Bが無底ダイス8に上向きにセットされる。
上述した実施形態と変形例では、トランスファプレスを用いて、金属板からカップ状成形物へのプレス成形を同じプレス機で行うようにしたが、複数のプレス機を配置し、金属板からカップ状成形物へのプレス成形を別のプレス機で行うこともできる。また、プレス機をラムのストローク速度が可変なサーボプレスとすれば、形成された円筒部材を排出するタイミングでストローク速度を減速、または停止して、円筒部材を確実に排出することができる。
本発明に係る筒部材の製造方法を採用したトランスファプレスを示す概略平面図 図1のトランスファプレスの3段目を示す一部省略正面断面図 a〜dは、図2でカップ状成形物から円筒部材を製造する過程を示す一部省略正面断面図 図2の変形例を示す一部省略正面断面図 a〜dは、図4でカップ状成形物から円筒部材を製造する過程を示す一部省略正面断面図 図2の無底ダイスの変形例を示す一部省略正面断面図
符号の説明
1 打ち抜き金型
2 絞り金型
3 筒部材製造金型
4 主ラム
5 副ラム
6 クッション
7 打ち抜きパンチ
7a 大径段差部
8 無底ダイス
8a 凹溝
9 打ち抜きダイス
10 押圧リング

Claims (8)

  1. 金属板のプレス成形で形成されたカップ状成形物のカップ底部を除去して、中空の筒部材を製造する筒部材の製造方法において、ヘッドから下降して加圧する主ラムおよび主ラムの周りで上方から下降して加圧する副ラムと、この副ラムと対向してベースから昇降可能に加圧するクッションとを有するプレス機を用いて、前記主ラムに前記カップ状成形物の内径形状と合致する断面形状の打ち抜きパンチを、前記クッションに前記カップ状成形物の外径形状と合致する無底ダイスを取り付けて、この無底ダイスの下方で前記ベースに、前記打ち抜きパンチと係合する打ち抜きダイスを取り付け、前記副ラムに前記無底ダイスを押圧する押圧リングを取り付けて、前記カップ状成形物を前記無底ダイスに上向きにセットし、前記主ラムと副ラムを下降させて、前記打ち抜きパンチをカップ状成形物に上方から押し込むとともに、前記押圧リングで無底ダイスを下方へ押さえ込んで前記打ち抜きダイスに押圧し、前記主ラムをさらに下降させて、前記打ち抜きパンチと前記打ち抜きダイスの係合によって、前記カップ状成形物のカップ底部を打ち抜いて除去するようにしたことを特徴とする筒部材の製造方法。
  2. 金属板のプレス成形で形成されたカップ状成形物のカップ底部を除去して、中空の筒部材を製造する筒部材の製造方法において、ヘッドから下降して加圧する主ラムおよび主ラムの周りで上方から下降して加圧する副ラムと、この副ラムと対向してベースから昇降可能に加圧するクッションとを有するプレス機を用いて、前記ベースに前記カップ状成形物の内径形状と合致する断面形状の打ち抜きパンチを、前記副ラムに前記カップ状成形物の外径形状と合致する無底ダイスを取り付けて、この無底ダイスの上方で前記主ラムに、前記打ち抜きパンチと係合する打ち抜きダイスを取り付け、前記クッションに前記無底ダイスを押圧する押圧リングを取り付けて、前記カップ状成形物を前記打ち抜きパンチに下向きにセットし、前記主ラムと副ラムを下降させて、前記打ち抜きパンチをカップ状成形物に下方から押し込むとともに、前記押圧リングで無底ダイスを上方へ押さえ込んで前記打ち抜きダイスに押圧し、前記主ラムをさらに下降させて、前記打ち抜きパンチと前記打ち抜きダイスの係合によって、前記カップ状成形物のカップ底部を打ち抜いて除去するようにしたことを特徴とする筒部材の製造方法。
  3. 前記打ち抜きパンチの外周面に、その基端側で前記無底ダイスと嵌合する大径段差部を設け、前記カップ底部を打ち抜いたときに、この大径段差部で前記カップ状成形物の上端面を押圧し、カップ底部を打ち抜かれた筒部材を、この大径段差部と前記打ち抜きダイスの孔縁部との間で幅押し加工するようにした請求項1または2に記載の筒部材の製造方法。
  4. 前記大径段差部を前記打ち抜きパンチと別体で形成した請求項3に記載の筒部材の製造方法。
  5. 前記カップ底部を打ち抜かれた筒部材を、つぎに加工されるカップ状成形物によって、前記無底ダイス内から押し出して排出するようにした請求項1乃至4のいずれかに記載の筒部材の製造方法。
  6. 前記カップ状成形物を円筒カップ状成形物とし、前記筒部材を円筒部材とした請求項1乃至5のいずれかに記載の筒部材の製造方法。
  7. 前記金属板をr値の面内異方性が小さいものとした請求項6に記載の筒部材の製造方法。
  8. 前記プレス機を金型が複数段に配列されたトランスファプレスとし、このトランスファプレスの前段側の金型で前記金属板からカップ状成形物へのプレス成形を行うようにした請求項1乃至7のいずれかに記載の筒部材の製造方法。
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