JP2010075931A - フランジを備えた筒状金属部品のプレス成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外周面にフランジを備えた薄肉の円筒状金属部品をプレス成形により精度良く製造可能なプレス成形方法を提案すること。
【解決手段】金属板材のプレス成形領域１０の中心部分にプレス抜きにより下孔１１を形成する。下孔１１を中心として絞り加工を施して、フランジ形成部分１３と、このフランジ形成部分１３の内周縁に連続して下孔１１よりも大きな内径を備えた所定深さの筒状壁部分１４と、この筒状壁部分１４の他端に連続していると共に中心部分に下孔１１が貫通している底壁部分１５とを形成する。底壁部分１５の下孔１１にバーリング加工を施し、底壁部分１５の肉を筒状壁部分１４の側に押し出す。しかる後に、筒状壁部分１４の内周面にバーリング加工を施し、内外径を完成品と同一にする。この後に、筒状壁部分１４の高さを完成品に揃えた後に、フランジ形成部分１３Ａを金属板材からプレス抜きにより切り離して円筒状金属部品１が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フランジ部を備えた金属部品、例えば、円環状フランジを備えた円筒状金属部品を金属板材からプレス成形するプレス成形方法に関する。

各種の産業機械、自動車などの運搬機械などにおいては、配管接続部品、モータのステータなどの部品として用いるために、外周面に円環状フランジを備えた円筒金属部品が使用されている。特許文献１には、このような形状の金属部品をプレス成形することにより製造する方法が提案されている。

特許文献１では、金属板材の芯円孔を形成し、この芯円孔を囲む周囲部全体をプレス曲げ加工して、筒状部を形成し、この筒状部を長尺状の金属板材のキャリア部分からプレス抜きにより切断している。
特開２００３−２４５７３０号公報

ここで、金属板材をプレス加工してフランジ付き筒状部品を製造する場合、板厚が薄いと真円度の高い筒状部を成形することが困難である。このため、真円度が要求される円筒状金属部品を出すためには肉厚の厚い金属板材を用いてプレス成形せざるを得ない。

本発明の課題は、この点に鑑みて、外周面にフランジを備えた薄肉の円筒状金属部品をプレス成形により精度良く製造可能なプレス成形方法を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、プレス加工により、長尺状の金属板材から外周面にフランジを備えた筒状金属部品を成形するプレス成形方法であって、
金属板材のプレス成形領域の中心部分にプレス抜きにより下孔を形成し、
前記金属板材のプレス成形領域を、下孔を中心として一方に絞り加工を施して、フランジ形成部分と、このフランジ形成部分の内周縁に連続して下孔よりも大きな内径を備えた所定深さの筒状壁部分と、この筒状壁部分の他端に連続していると共に中心部分に下孔が貫通している底壁部分とを形成し、
前記底壁部分の下孔にバーリング加工を施して、下孔を取り囲んでいる前記底壁部分の肉を筒状壁部分の側に押し出し、
前記筒状壁部分の内周面および外周面が所定の寸法となるように所定の絞り加工を施し、
前記フランジ形成部分を前記金属板からプレス抜きにより切り離すことを特徴としている。

本発明のプレス成形方法では、金属板材をプレスして所定深さの筒状壁部分を形成する際に、完全な筒状壁部分を形成せずに、その底部分に、下孔を取り囲む底壁部分を残すようにしている。この底壁部分の下孔をバーリング加工して筒状壁部分に押し出すようにしている。

肉厚が薄い場合には絞り加工によって筒状壁部分を均一な厚さにすることが困難であり、押し出し側の先端部分の肉厚が薄くなりやすい。過剰なプレス応力を加えて薄く絞り加工を行うと真円度などのプレス成形精度が低下してしまう。

本発明では、下孔を取り巻く底壁部分を残した状態に絞り加工を施し、下孔のバーリングによって、底壁部分を筒状壁部分に押し出すようにしている。この結果、筒状壁部分の先端側の肉厚を、筒状壁部分の金属板材の側の肉厚と同一の厚さにすることができる。これにより、全体として均一な薄い厚さで成形精度良く、外周面にフランジを備えた金属部品をプレス成形することが可能になる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したプレス成形方法の実施の形態を説明する。

図１は、本発明を適用した円環状フランジを備えた円筒状金属部品のプレス成形方法を示す説明図である。例えば、長尺状の金属板材を間欠的に各プレス加工位置を経由して順送して、円筒状金属部品をプレス成形する。この場合には、金属板材にスリット抜きを行い、その長手方向に沿って一定の間隔で、円筒状金属部品を成形するための円盤状のプレス成形領域を形成し、このプレス成形領域に各プレス加工位置において所定の加工を施し、最後に、成形品を長尺状の金属板材のキャリア部分からプレス抜きにより切り落とすことによって、円筒状金属部品が得られる。図１（ｋ）に示すように、本例の円筒状金属部品１は、円筒部２と、この円筒部２の一端側の外周面に一体形成されている円環状フランジ３とを備えた形状のものである。

まず、図１（ａ）に示すように、金属板材５から円盤状のプレス成形領域１０（製品ブランク部分）を形成し、このプレス成形領域１０の中心に下孔抜きを施して、下孔１１を形成する。

次に、図１（ｂ）に示すように、金属板材のプレス成形領域１０を、下孔１１を中心として一方の側から直交する方向にプレスして、面外方向に張り出した張り出し部１２を形成する。この張り出し部１２にプレス成形を行って、図１（ｃ）に示すように、フランジ形成部分１３と、このフランジ形成部分１３の内周縁に連続して下孔１１よりも大きな内径を備えた所定深さの先細りの筒状壁部分１４および、この筒状壁部分１４の他端に連続していると共に中心部分に下孔１１が貫通している底壁部分１５を備えた凹部１６とを成形する。

次に、図１（ｄ）に示すように、バーリング加工を施して下孔抜きを行い、下孔１１を取り囲んでいる底壁部分１５の肉を筒状壁部分１４の側に押し出し、しかる後に、図１（ｅ）に示すように、下孔面打ちを施す。ここで、バーリング加工および下孔面打ちを複数回に分けて行い、大きなバリを出さない状態で下孔面打ちを行うことが望ましい。バーリング加工によって大きなバリが発生すると、下孔面打ちで押し潰されたバリの部分と筒状壁部分１４の下面部分の肉との間に明確な亀裂面が形成された状態でプレス成形されてしまう。複数回に分けてバーリングおよび下孔面打ちを行うことにより下面部分の組織の一体化を図ることができ、下面部分を寸法精度良く成形できると共に、その内周縁に精度良くシャープエッジを形成することができる。

次に、図１（ｆ）に示すように、筒状壁部分１４の内周面にバーリング加工を施し、しかる後に、図１（ｇ）に示すように、内径シゴキを施して、筒状壁部分１４Ａを円筒状とし、その内径および外径を完成品寸法になるようにする。ここで、バーリング加工ではバーリング高さを、完成品の高さよりも少し高く設定する。また、内径シゴキによりバーリング高さは更に少し高くなる。

次に、図１（ｈ）に示すように、フランジ形成部分１３の上面部潰し加工を行って完成品と同様な上面形状のフランジ形成部分１３Ａを形成する。このときには、バーリング高さを減じながら上面部潰しを行う。次に、図１（ｉ）に示すように、反対側の筒状壁部分の先端面（底面）の潰し加工を行う。この結果、完成品と同一高さ寸法の筒状壁部分１４Ｂが得られ、先端面の内周縁に精度良くシャープエッジを形成することができる。

ここで、筒状壁部分１４Ａの内周面のシゴキ加工およびその先端面（底面）の潰し加工を繰り返し行うことにより、筒状壁部分１４Ａの先端部分の表面硬度を高めることができる。したがって、これらの加工回数を調整することにより、所望の表面硬度を備えた先端部分を備えた筒状壁部分１４Ｂを得ることができる。この結果、この部分に対して、後工程において焼入れなどを行って表面硬度を高める必要がなくなる。

次に、図１（ｊ）に示すように、フランジ形成部分１３をプレス抜きにより抜き落として、金属板材のキャリア部分から切り離す。この結果、図１（ｋ）に示す形状の金属部品１が得られる。この金属部品１では、薄い肉厚の円筒部２が均一な厚さで形成されており、その真円度も高い。また、外側の円環状フランジ３も精度良く形成されている。

（その他の実施の形態）
なお、上記の例は、円筒状金属部品のプレス成形方法であるが、本発明は円筒状以外の筒状金属部品の製造にも同様に適用可能である。例えば、矩形筒状金属部品などの多角形断面の筒状金属部品の製造にも適用できる。

本発明を適用した円筒状金属部品のプレス成形方法を示す説明図である。

符号の説明

１ 円筒状金属部品
２ 円筒部
３ 円環状フランジ
１０ 金属板材のプレス成形領域
１１ 下孔
１２ 張り出し部
１３、１３Ａ フランジ形成部分
１４、１４Ａ、１４Ｂ 筒状壁部分
１５ 底壁部分

Claims (1)

1. プレス加工により、長尺状の金属板材から外周面にフランジを備えた筒状金属部品を成形するプレス成形方法であって、
   金属板材のプレス成形領域の中心部分にプレス抜きにより下孔を形成し、
   前記金属板材のプレス成形領域を、下孔を中心として一方に絞り加工を施して、フランジ形成部分と、このフランジ形成部分の内周縁に連続して下孔よりも大きな内径を備えた所定深さの筒状壁部分と、この筒状壁部分の他端に連続していると共に中心部分に下孔が貫通している底壁部分とを形成し、
   前記底壁部分の下孔にバーリング加工を施して、下孔を取り囲んでいる前記底壁部分の肉を前記筒状壁部分の側に押し出し、
   前記筒状壁部分の内周面および外周面が所定の寸法となるように加工を施し、
   フランジ形成部分を前記金属板材からプレス抜きにより切り離すことを特徴とする筒状金属部品のプレス成形方法。

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