JP2012196707A - Method of molding workpiece - Google Patents
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Description
本発明は、金属板から構成されるワークに対して絞り成形等を施すことにより、ワークを所定の形状に成形するワークの成形方法に関する。 The present invention relates to a workpiece forming method for forming a workpiece into a predetermined shape by performing drawing or the like on a workpiece composed of a metal plate.
金属板から構成されるワーク(ブランク材)に対して絞り成形等を施すことにより、ワークを所定の形状に成形する成形方法が種々提案されている。例えば、フランジ部及びその内周縁部から立ち上がる筒状部を有するワークを成形する際には、次のような第1の成形方法又は第2の成形方法が行われる。 Various forming methods for forming a workpiece into a predetermined shape by subjecting the workpiece (blank material) made of a metal plate to drawing or the like have been proposed. For example, when molding a workpiece having a flange portion and a cylindrical portion rising from the inner peripheral edge portion, the following first molding method or second molding method is performed.
第1の成形方法では、プレス金型を用いて、張り出し成形工程、圧縮成形工程及び絞り成形工程がこの順に行われる(例えば、特許文献1参照)。まず、図15(a)に示すように、板状のワーク100に対して張り出し成形を施す張り出し成形工程が行われ、板状のワーク100の所定部位に凸面状の張り出し部102を成形する。次いで、図15(b)に示すように、このワーク100に対して圧縮成形を施す圧縮成形工程が行われ、張り出し部102に筒状部104が成形されるとともにワーク100の外周部にフランジ部106を成形する。その後、図15(c)に示すように、このワーク100に対して絞り成形を施す絞り成形工程が行われ、筒状部104を所定の形状に成形する。
In the first molding method, a stretch molding process, a compression molding process, and a drawing process are performed in this order using a press die (see, for example, Patent Document 1). First, as shown in FIG. 15A, an overhang forming process for overhang forming the plate-
また、第2の成形方法では、焼結工程及び研削工程がこの順で行われる(例えば、特許文献2参照)。まず、圧粉体を加熱して焼結する焼結工程が行われ、フランジ部及びその内周縁部から立ち上がる筒状部を有するワーク(焼結体)を成形する。次いで、このワークの筒状部に研削加工を施す研削工程が行われ、筒状部を所定の形状(例えば、異形形状)に成形する。この研削工程においては、例えば筒状部の先端側の研削量を筒状部の基端側の研削量よりも大きくすることにより、筒状部の先端側に肉厚の小さい薄肉部を成形するとともに、筒状部の基端側に肉厚の大きい厚肉部を成形する。 In the second forming method, the sintering process and the grinding process are performed in this order (see, for example, Patent Document 2). First, a sintering process is performed in which the green compact is heated and sintered, and a workpiece (sintered body) having a flange portion and a cylindrical portion rising from the inner peripheral edge portion is formed. Next, a grinding process for grinding the cylindrical portion of the workpiece is performed, and the cylindrical portion is formed into a predetermined shape (for example, an irregular shape). In this grinding step, for example, a thin portion with a small thickness is formed on the distal end side of the tubular portion by making the grinding amount on the distal end side of the tubular portion larger than the grinding amount on the proximal end side of the tubular portion. At the same time, a thick part having a large thickness is formed on the base end side of the cylindrical part.
上述のような従来のワークの成形方法では、次のような問題がある。第1の成形方法では、圧縮成形工程においてワーク100を圧縮する際に、筒状部104を構成する材料の一部をフランジ部106の内周縁部108に向けて流動させることにより、フランジ部106の内周縁部108をエッジ状に近い形状(アール状)に成形する(図15(b)参照)。しかしながら、このように成形するためには、プレス金型によって筒状部104に作用する力を増大させなければならないため、筒状部104の基端部に座屈が生じるおそれがある。このように座屈が生じた部位においては、筒状部104の基端部における内面が波打って平滑性が低下するようになる。
The conventional method for forming a workpiece as described above has the following problems. In the first molding method, when the
また、絞り成形工程において筒状部104を絞ることにより、図15(c)中の矢印で示すように、筒状部104を構成する材料の一部をフランジ部106の内周縁部108に向けて更に流動させ、フランジ部106の内周縁部108をエッジ状に成形する。このようにフランジ部106の内周縁部108をエッジ状に成形するためには、筒状部104の絞り量を比較的大きくする必要がある。しかしながら、このように絞り量が大きくなると、プレス金型によって筒状部104に作用する力が増大するため、上述と同様に筒状部104の基端部110に座屈が更に生じるおそれがある(図15(d)参照)。従って、第1の成形方法では、精度良くワーク100を成形することができないという問題がある。
Further, by squeezing the
また、第2の成形方法では、研削工程において筒状部に研削加工を施す際に、薄肉部の肉厚を小さくするには加工精度上限界があり、例えば薄肉部の肉厚を約0.9mm以下に成形するのは難しい。このため、最終成形品としてのワークの形状や寸法等に制約が生じてしまい、ワークの成形の自由度が低下してしまうという問題がある。 Further, in the second forming method, when the cylindrical portion is ground in the grinding step, there is a limit in processing accuracy to reduce the thickness of the thin portion. For example, the thickness of the thin portion is about 0.00 mm. It is difficult to mold to 9 mm or less. For this reason, there is a problem in that the shape and dimensions of the workpiece as the final molded product are restricted, and the degree of freedom in molding the workpiece is reduced.
本発明の目的は、精度良くワークを成形することができるワークの成形方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a workpiece forming method capable of forming a workpiece with high accuracy.
また、本発明の他の目的は、成形の自由度を高めることができるワークの成形方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a method for forming a workpiece that can increase the degree of freedom in forming.
本発明の請求項1に記載のワークの成形方法は、フランジ部及びその内周縁部から立ち上がる筒状部を有するワークを成形するワークの成形方法であって、
金属板から構成されるワークの所定部位に凸面状の張り出し部を成形する張り出し成形工程と、この前記ワークを圧縮することにより前記張り出し部に前記筒状部を成形するとともに前記ワークの外周部に前記フランジ部を成形する圧縮成形工程と、を含み、
前記圧縮成形工程において、前記フランジ部の内縁部に、前記筒状部と反対方向に向けて突出する余肉部を形成することを特徴とする。
The workpiece molding method according to claim 1 of the present invention is a workpiece molding method for molding a workpiece having a flange portion and a cylindrical portion rising from an inner peripheral edge thereof.
An overhang forming step of forming a convex overhang portion on a predetermined portion of a work made of a metal plate, and forming the cylindrical portion in the overhang portion by compressing the work, and forming an outer periphery of the work A compression molding step of molding the flange portion,
In the compression molding step, a surplus portion that protrudes in a direction opposite to the cylindrical portion is formed on an inner edge portion of the flange portion.
また、本発明の請求項2に記載のワークの成形方法は、前記圧縮成形工程において、前記フランジ部の内周縁部の全周に渡って前記余肉部を形成することを特徴とする。
The workpiece forming method according to
また、本発明の請求項3に記載のワークの成形方法は、前記圧縮成形工程の後には平坦化成形工程が行われ、前記平坦化成形工程においては、前記余肉部を押し潰して前記フランジ部の内周縁部を平坦状に成形することを特徴とする。 In the workpiece molding method according to claim 3 of the present invention, a flattening molding step is performed after the compression molding step, and in the flattening molding step, the surplus portion is crushed to form the flange. The inner peripheral edge of the part is shaped flat.
また、本発明の請求項4に記載のワークの成形方法は、前記圧縮成形工程では、パンチと、前記パンチに上下方向に移動自在に装着されるブランクホルダと、前記ブランクホルダに対向して配設されたダイスと、を用い、前記ブランクホルダと前記パンチとの間には、前記余肉部を形成するための余肉部形成用凹部が設けられ、前記余肉部形成用凹部の外周部は、前記ブランクホルダの径方向内方に向けて漸次縮径するテーパ状又はアール状に形成されており、
前記ワークを圧縮する際には、前記ワークの外周部を前記ダイスと前記ブランクホルダとの間に押圧保持した状態で、前記ワークの前記張り出し部に前記パンチを押し込むことにより、前記張り出し部に前記筒状部が成形されるとともに前記ワークの外周部に前記フランジ部が成形され、また前記余肉部形成用凹部に前記ワークを構成する材料が流れ込むことにより、前記フランジ部の内周縁部に前記余肉部が形成されることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the compression molding step, a punch, a blank holder mounted on the punch so as to be movable in the vertical direction, and a blank holder are arranged opposite to the blank holder. A surplus portion forming recess for forming the surplus portion is provided between the blank holder and the punch, and an outer peripheral portion of the surplus portion forming recess. Is formed in a taper shape or a round shape gradually reducing the diameter toward the radially inner side of the blank holder,
When compressing the workpiece, the outer peripheral portion of the workpiece is pressed and held between the die and the blank holder, and the punch is pushed into the overhanging portion of the workpiece, whereby the overhanging portion is When the cylindrical part is molded, the flange part is molded on the outer peripheral part of the work, and the material constituting the work flows into the surplus part forming concave part, whereby the inner peripheral part of the flange part is A surplus portion is formed.
また、本発明の請求項5に記載のワークの成形方法は、前記圧縮成形工程において、前記余肉部を前記余肉部形成用凹部に形成した際に、前記余肉部の内周部と前記パンチとの間には間隙が存在することを特徴とする。 Further, in the work molding method according to claim 5 of the present invention, in the compression molding step, when the surplus part is formed in the surplus part forming recess, an inner peripheral part of the surplus part is formed. A gap exists between the punches.
また、本発明の請求項6に記載のワークの成形方法は、前記圧縮成形工程において、前記フランジ部の外周縁部の少なくとも一部をストッパ部材により拘束することにより、前記ワークを圧縮した際に前記フランジ部の外周縁部が径方向外方に拡がるのを阻止することを特徴とする。
Moreover, when the workpiece | work shaping | molding method of
また、本発明の請求項7に記載のワークの成形方法は、フランジ部及びその内周縁部から立ち上がる筒状部を有するワークを成形するワークの成形方法であって、
金属板から構成されるワークの所定部位に凸面状の張り出し部を成形する張り出し成形工程と、この前記ワークを圧縮することにより前記張り出し部に前記筒状部を成形するとともに前記ワークの外周部に前記フランジ部を成形する圧縮成形工程と、この前記ワークを絞る又はしごくことにより前記筒状部を所定の形状に成形する絞り成形工程又はしごき成形工程と、を含み、
前記絞り成形工程又は前記しごき成形工程において、前記筒状部の先端側を絞る又はしごくことにより、前記筒状部の先端側を構成する材料の一部が前記筒状部の基端側に流動し、前記筒状部の基端側の肉厚が増大して前記筒状部の基端側に厚肉部が成形されるとともに、前記筒状部の先端側の肉厚が減少して前記筒状部の先端側に薄肉部が成形されることを特徴とする。
Further, the workpiece molding method according to
An overhang forming step of forming a convex overhang portion on a predetermined portion of a work made of a metal plate, and forming the cylindrical portion in the overhang portion by compressing the work, and forming an outer periphery of the work A compression molding step for molding the flange portion, and a drawing or ironing step for molding the tubular portion into a predetermined shape by squeezing or squeezing the workpiece,
In the drawing process or the ironing process, part of the material constituting the distal end side of the cylindrical part flows to the proximal end side of the cylindrical part by squeezing or squeezing the distal end side of the cylindrical part. And the thickness of the tubular portion on the proximal end side is increased to form a thick portion on the proximal end side of the tubular portion, and the thickness on the distal end side of the tubular portion is decreased to reduce the thickness of the tubular portion. A thin-walled portion is formed on the distal end side of the cylindrical portion.
本発明の請求項1に記載のワークの成形方法によれば、圧縮成形工程において、フランジ部の内縁部に、筒状部と反対方向に向けて突出する余肉部を形成する。これにより、ワークを圧縮する際に、筒状部を構成する材料の一部がフランジ部の内縁部に向けて流動し、この流動した材料が余肉部として逃がされるようになる。このように余肉部を形成すると、従来のようにフランジ部の内周縁部をエッジ状に近い形状に成形する場合と比較して、プレス金型によって筒状部に作用する力を低減させることができ、筒状部に座屈が生じるのを抑制することができる。また、圧縮成形工程においてフランジ部の内縁部に余肉部を形成しておくことにより、例えば圧縮成形工程の後の絞り成形工程において、筒状部を構成する材料の一部をフランジ部の内縁部に向けて流動させる量を抑えることができ、筒状部の絞り量を小さく抑えることができる。それ故に、プレス金型により筒状部に作用する力を低減させることができ、筒状部に座屈が生じるのを抑制することができる。従って、精度良くワークを成形することができる。なお、本明細書では、フランジ部の「内周縁部」とは、フランジ部の開口縁部の全周に渡る範囲であり、フランジ部の「内縁部」とは、フランジ部の開口縁部の一部の範囲、即ち、内周縁部の一部である。 According to the workpiece forming method of the first aspect of the present invention, in the compression molding step, the surplus portion that protrudes in the direction opposite to the cylindrical portion is formed on the inner edge portion of the flange portion. Thereby, when compressing a workpiece | work, a part of material which comprises a cylindrical part flows toward the inner edge part of a flange part, and this fluidized material comes to escape as a surplus part. When the surplus portion is formed in this way, the force acting on the cylindrical portion by the press die is reduced compared to the case where the inner peripheral edge portion of the flange portion is formed in a shape close to an edge shape as in the prior art. It is possible to suppress buckling of the cylindrical portion. In addition, by forming a surplus part at the inner edge of the flange part in the compression molding process, for example, in the drawing process after the compression molding process, a part of the material constituting the cylindrical part is transferred to the inner edge of the flange part. The amount of fluid flowing toward the part can be suppressed, and the amount of squeezing of the cylindrical part can be reduced. Therefore, the force acting on the cylindrical portion by the press die can be reduced, and the occurrence of buckling in the cylindrical portion can be suppressed. Therefore, the workpiece can be formed with high accuracy. In the present specification, the “inner peripheral edge” of the flange portion is a range over the entire circumference of the opening edge of the flange portion, and the “inner edge” of the flange portion refers to the opening edge of the flange portion. Part of the range, i.e. part of the inner periphery.
また、本発明の請求項2に記載のワークの成形方法によれば、圧縮成形工程において、フランジ部の内周縁部の全周に渡って余肉部を形成するので、筒状部を構成する材料の一部をフランジ部の内周縁部に向けて流動させる量をより効果的に抑えることができ、筒状部の絞り量をより効果的に小さく抑えることができる。
Further, according to the method for molding a workpiece according to
また、本発明の請求項3に記載のワークの成形方法によれば、圧縮成形工程の後に行われる平坦化成形工程において、余肉部を押し潰してフランジ部の内周縁部を平坦状に成形するので、フランジ部の内周縁部をエッジ状に成形することができる。また、余肉部を構成する材料が筒状部の内周面に流動するようになり、筒状部の内周面における平滑性を高めることができる。これにより、筒状部の内周面を研削加工と同等レベルの面粗度に成形することができる。 Further, according to the method for molding a workpiece according to claim 3 of the present invention, in the flattening molding step performed after the compression molding step, the surplus portion is crushed and the inner peripheral edge of the flange portion is molded flat. Therefore, the inner peripheral edge of the flange portion can be formed into an edge shape. Moreover, the material which comprises the surplus part comes to flow to the internal peripheral surface of a cylindrical part, and the smoothness in the internal peripheral surface of a cylindrical part can be improved. Thereby, the internal peripheral surface of a cylindrical part can be shape | molded in the surface roughness equivalent to a grinding process.
また、本発明の請求項4に記載のワークの成形方法によれば、ブランクホルダとパンチとの間には、余肉部を形成するための余肉部形成用凹部が設けられ、余肉部形成用凹部の外周部は、ブランクホルダの径方向内方に向けて漸次縮径するテーパ状又はアール状に形成されているので、余肉部の外周部は、余肉部形成用凹部の外周部の形状に対応して、フランジ部の径方向内方に向けて漸次縮径するテーパ状又はアール状に形成される。これにより、ワークを圧縮する際に、ワークを構成する材料が余肉部形成用凹部に流れ込み易くなり、余肉部をスムーズに形成することができる。
Further, according to the method for molding a workpiece according to
また、本発明の請求項5に記載のワークの成形方法によれば、圧縮成形工程において、余肉部を余肉部形成用凹部に形成した際に、余肉部の内周部とパンチとの間には間隙が存在する。このように間隙が存在するようにして余肉部を形成することにより、プレス金型によりワークに作用する力が小さくて済み、筒状部に座屈が生じるのをより効果的に抑制することができる。 Further, according to the method for molding a workpiece according to claim 5 of the present invention, when the surplus portion is formed in the surplus portion forming recess in the compression molding step, the inner peripheral portion of the surplus portion and the punch There is a gap between them. By forming the surplus portion so that there is a gap in this way, the force acting on the workpiece by the press die can be reduced, and the occurrence of buckling in the cylindrical portion can be more effectively suppressed. Can do.
また、本発明の請求項6に記載のワークの成形方法によれば、圧縮成形工程において、フランジ部の外周縁部の少なくとも一部をストッパ部材により拘束するので、ワークを圧縮した際にフランジ部の外周縁部が径方向外方に拡がるのが阻止される。これにより、圧縮成形工程において、筒状部を構成する材料がフランジ部の外周縁部に向けて流動するのが抑えられるので、筒状部を構成する材料をフランジ部の内縁部(又は内周縁部)に効率良く流動させることができ、余肉部を効率良く形成することができる。 According to the workpiece molding method of the present invention, at least a part of the outer peripheral edge of the flange portion is restrained by the stopper member in the compression molding step. Therefore, when the workpiece is compressed, the flange portion It is prevented that the outer peripheral edge part expands radially outward. Thereby, in the compression molding process, the material constituting the cylindrical portion is restrained from flowing toward the outer peripheral edge portion of the flange portion, so that the material constituting the cylindrical portion is changed to the inner edge portion (or inner peripheral edge of the flange portion). Part) can be made to flow efficiently, and the surplus part can be formed efficiently.
また、本発明の請求項7に記載のワークの成形方法によれば、絞り成形工程又はしごき成形工程において、筒状部の先端側を絞る又はしごくことにより、筒状部の先端側を構成する材料の一部が筒状部の基端側に流動する。これにより、筒状部の基端側の肉厚が増大して筒状部の基端側に厚肉部が成形されるとともに、筒状部の先端側の肉厚が減少して筒状部の先端側に薄肉部が成形される。このようなプレス成形(冷間プレス成形)によって、上述した従来の焼結工程及び研削工程による成形方法と比較して、薄肉部の肉厚をより一層小さく(例えば、0.9〜1.1mm程度)成形することができる。従って、筒状部の肉厚を自在にコントロールすることができ、ワークの成形の自由度を高めることができる。
Further, according to the method for forming a workpiece according to
以下、添付図面を参照して、本発明に従うワークの成形方法の一実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態によるワークの成形方法により成形されるワークを示す斜視図であり、図2は、張り出し成形工程においてワークを成形する前の状態を示す断面図であり、図3は、張り出し成形工程においてワークを成形した後の状態を示す断面図であり、図4は、圧縮成形工程においてワークを成形する前の状態を示す断面図であり、図5は、圧縮成形工程においてワークを成形した後の状態を示す断面図であり、図6は、図5におけるワークの拡大断面図であり、図7は、図6中のA−A線によるワーク及びストッパ部材の断面図であり、図8は、圧縮成形されたワークを示す斜視図であり、図9は、絞り成形工程においてワークを成形する前の状態を示す断面図であり、図10は、絞り成形工程においてワークを成形した後の状態を示す断面図であり、図11は、図10におけるワークの拡大断面図であり、図12は、第1打ち抜き成形工程においてワークを成形する前の状態を示す断面図であり、図13は、第1打ち抜き成形工程においてワークを成形した後の状態を示す断面図である。 Hereinafter, an embodiment of a method for forming a workpiece according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a work formed by a work forming method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state before the work is formed in an overhang forming process. 3 is a cross-sectional view showing a state after the work is formed in the overhang forming process, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state before the work is formed in the compression forming process, and FIG. 5 is a compression forming process. 6 is a cross-sectional view showing a state after forming the work in FIG. 6, FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the work in FIG. 5, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the work and the stopper member along the line AA in FIG. 8 is a perspective view showing the compression-molded work, FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state before the work is formed in the drawing process, and FIG. 10 is a work in the drawing process. Molded 11 is an enlarged cross-sectional view of the work in FIG. 10, and FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state before forming the work in the first punching forming process. These are sectional drawings which show the state after shape | molding a workpiece | work in a 1st stamping shaping | molding process.
図1を参照して、本実施形態のワークの成形方法により成形される最終成形品としてのワーク2は、略円筒状の筒状部4を有している。筒状部4の外周面には一対の凹部6が形成されており、これら一対の凹部6は、筒状部4の中心軸線を挟んで略対称な位置に配置されている。各凹部6は、筒状部4の先端からその長さ方向中央部まで延びている。筒状部4の先端側には肉厚の小さい薄肉部7が形成され、その基端部には肉厚の大きい厚肉部8が形成されている。厚肉部8は、径方向外方に幾分リング状に突出されている。このように本実施形態では、ワーク2は、筒状部4に二面幅が形成され且つ筒状部4の厚みが部位によって異なる異形形状に構成されている。なお、ワーク2の材質は、例えばSPCD材等の金属材料から形成されている。
With reference to FIG. 1, a
図2〜図12を参照して、上述したワーク2は、次のような成形方法によって成形される。本実施形態のワークの成形方法では、張り出し成形工程、圧縮成形工程、絞り成形工程(平坦化成形工程を含む)、第1打ち抜き成形工程及び第2打ち抜き成形工程がこの順に行われる。
2 to 12, the
まず、図2及び図3に示すように、張り出し成形工程が行われる。この張り出し成形工程に用いられるプレス金型10aは、下型12aと、下型12aの上側に対向して配設された上型14aと、を備えている。
First, as shown in FIGS. 2 and 3, an overhang forming process is performed. The press die 10a used in the overhang forming step includes a
下型12aは、下型本体16aと、下型本体16aの上端部に設けられたパンチホルダ18aと、パンチホルダ18aに支持されたパンチ20aと、を有している。パンチ20aは、パンチホルダ18aから上型14aに向けて延びており、その先端部は略球面状に構成されている。また、パンチホルダ18aの上側に対向してブランクホルダ22aが配設されている。ブランクホルダ22aの中央部には開口部24aが設けられ、この開口部24aにはパンチ20aの先端部が移動自在に挿通されている。これにより、ブランクホルダ22aは、パンチ20aの先端部に上下方向に移動自在に装着されるようになる。下型本体16a及びパンチホルダ18aには、クッションピン26aが上下方向に移動自在に支持されており、クッションピン26aの上端部にはブランクホルダ22aが支持されている。クッションピン26aには、空気圧や油圧等によって上型14aに向けて所定の圧力が付与されている。また、下型本体16a及びパンチホルダ18aにはコイルばね収容凹部28aが設けられ、このコイルばね収容凹部28aにはコイルばね30aが収容されている。コイルばね30aの上端部はブランクホルダ22aの下面に支持されており、このコイルばね30aによって、ブランクホルダ22aは上型14aに向けて弾性的に偏倚されている。
The
上型14aは、上型本体32aと、上型本体32aの下端部に設けられたダイスホルダ34aと、ダイスホルダ34aに支持されたダイス36aと、を有している。上型本体32aの内部にはノックアウト収容空間38aが設けられ、このノックアウト収容空間38aには、ノックアウト40aが上下方向に移動自在に収容されている。また、このノックアウト収容空間38aにはコイルばね42aが収容されており、このコイルばね42aによって、ノックアウト40aは下型12aに向けて弾性的に偏倚されている。ダイス36aは、ブランクホルダ22aに対向して配設されている。ダイス36aの中央部には開口部44aが設けられ、この開口部44aにはノックアウト40aの下端部が移動自在に挿通されている。ダイス36aの開口部44aの形状は、その内径が径方向外方に向けて漸増するアール状に構成されている。また、上型本体32aは昇降機構(図示せず)に駆動連結されており、この昇降機構によって上型14aは、下型12aに近接する方向に下降又は下型より離隔する方向に上昇される。
The
上述したプレス金型10aを用いたワーク2の張り出し成形は、次のようにして行われる。図2に示すように、金属板から構成されるワーク2(ブランク材)をブランクホルダ22aの上面に載置し、その外周部をダイス36aとブランクホルダ22aとの間に保持させる。このワーク2の厚みは、例えば約2.6mmに構成されている。この状態で上型14aが下型12aに近接する方向に下降すると、図3に示すように、ダイス36aによってブランクホルダ22aがコイルばね30aの弾性偏倚力に抗して押し下げられ、パンチ20aがブランクホルダ22aの開口部24aを通してワーク2に下方より押し込まれる。このようにパンチ20aが押し込まれることによって、ワーク2の中央部は、パンチ20aの先端部に沿って凸面状に塑性変形され、その外周部は、ダイス36aの内周面に沿って湾曲状に塑性変形される。また、パンチ20aが押し込まれたワーク2によって、ノックアウト40aがコイルばね42aの弾性偏倚力に抗して押し上げられる。このような張り出し成形によって、ワーク2の中央部には凸面状の張り出し部46が成形される。
The overhang forming of the
ワーク2の張り出し成形が完了すると、上型14aの下降が停止され、上型14aが下型12aより離隔する方向に上昇する。これによりブランクホルダ22aは、コイルばね30aの弾性偏倚力によって押し上げられて元の位置に復帰する。また、ノックアウト40aは、コイルばね42aの弾性偏倚力によって押し下げられて元の位置に復帰し、これによりダイス36aの開口部44aに残されたワーク2は、ノックアウト40aによって下方に押圧されてダイス36aの開口部44aから外部に排出される。なお、この張り出し成形工程は、パンチ20aの外径やダイス36aの開口部44aの内径等の異なるプレス金型10aによって複数回行われ、これによりワーク2の張り出し部46の外径を徐々に小さくする。
When the overhang forming of the
次いで、図4〜図8に示すように、圧縮成形工程が行われる。この圧縮成形工程に用いられるプレス金型10bは、下型12bと、下型12bの上側に対向して配設された上型14bと、を備えている。下型12bのブランクホルダ22bの上面における外周部には、リング状のストッパ部材48が設けられている。このストッパ部材48の内周部には、上型14bに向けて突出するリング状のストッパ用突部50が設けられている(図7参照)。また、ブランクホルダ22bの上面における内周部とパンチ20bとの間には、余肉部形成用凹部52が設けられている(図6参照)。この余肉部形成用凹部52の外周部には、ブランクホルダ22bの径方向内方に向けて漸次縮径するテーパ面54が形成されている。このテーパ面54の水平面に対する傾斜角度θ(図6参照)は、例えば約45°に構成される。パンチ20bの先端部は、断面円形状に構成されている。また、余肉部形成用凹部52に対応して、パンチ20bの先端部の外径は、ブランクホルダ22bの開口部24bの内径よりも幾分小さく構成されている。下型12bの他の構成は、上述したプレス金型10aの下型12aの構成とほぼ同様である。
Next, as shown in FIGS. 4 to 8, a compression molding process is performed. A
上型14bのダイス36bの下面には、ストッパ部材48のストッパ用突部50に対応してリング状の受け凹部56が設けられている。また、ダイス36bの開口部44bの形状は、断面円形状に構成されている。上型14bの他の構成は、上述したプレス金型10aの上型14aの構成とほぼ同様である。
On the lower surface of the
上述したプレス金型10bを用いたワーク2の圧縮成形は、次のようにして行われる。図4に示すように、上述のように張り出し成形されたワーク2をブランクホルダ22bの上面に載置し、その外周縁部の四隅をストッパ部材48のストッパ用突部50の内側にセットする。この状態で上型14bが下型12bに近接する方向に下降すると、図5に示すように、ワーク2の外周部がダイス36bとブランクホルダ22bとの間に押圧保持される。上型14bが更に下降すると、ダイス36bによってブランクホルダ22bがコイルばね30bの弾性偏倚力に抗して押し下げられ、パンチ20bがブランクホルダ22bの開口部24bを通してワーク2の張り出し部46の内側に押し込まれる。パンチ20bが押し込まれたワーク2の張り出し部46は、ダイス36bの開口部44bに徐々に吸い込まれてパンチ20bとダイス36bとの間で圧縮され、円筒状に塑性変形される。このようにワーク2の張り出し部46が圧縮されることにより、ワーク2の張り出し部46には、先端部が閉塞された円筒状の筒状部4が成形される。また、ワーク2の外周部は、ダイス36bとブランクホルダ22bとの間で圧縮されることにより、略矩形状のプレート状に塑性変形される。このようにワーク2の外周部が圧縮されることにより、ワーク2の外周部には、略矩形状(具体的には、矩形の四辺がそれぞれ内側に凹状に湾曲した形状)のプレート状のフランジ部60が成形され、フランジ部60の内周縁部から筒状部4が立ち上がるようになる(図8参照)。ここで、筒状部4の厚みt1は例えば約2.0mm、フランジ部60の厚みt2は例えば約2.6mmに構成される(図6参照)。なお、パンチ20bが押し込まれたワーク2によって、ノックアウト40bがコイルばね42bの弾性偏倚力に抗して押し上げられる。
The compression molding of the
図6に示すように、上述した圧縮の際に、ワーク2の筒状部4を構成する材料(金属材料)の一部が下方へと流動して余肉部形成用凹部52に流れ込むようになる。これにより、フランジ部60の内周縁部の全周に渡って、筒状部4と反対方向に向けて突出するリング状の余肉部62が形成される。この余肉部62の外周部は、余肉部形成用凹部52のテーパ面54によって、フランジ部60の径方向内方に向けて漸次縮径するテーパ状に形成される。また、上述したように、パンチ20bの先端部の外径は、ブランクホルダ22bの開口部24bの内径よりも幾分小さく構成されているので、余肉部62の内周部とパンチ20bの先端部との間には間隙64が形成されるようになる。
As shown in FIG. 6, during the above-described compression, a part of the material (metal material) constituting the
また、上述した圧縮の際に、フランジ部60の外周縁部の四隅はストッパ部材48のストッパ用突部50により拘束されているので(図7参照)、フランジ部60の外周縁部が径方向外方に拡がるのが阻止される。これにより、筒状部4を構成する材料がフランジ部60の外周縁部に向けて流動するのが抑えられ、筒状部4を構成する材料をフランジ部60の内周縁部に効率良く流動させることができ、余肉部62を効率良く形成することができる。
Further, during the compression described above, the four corners of the outer peripheral edge of the
ワーク2の圧縮成形が完了すると、上型14bの下降が停止され、上型14bが下型12bより離隔する方向に上昇する。これによりブランクホルダ22bは、コイルばね30bの弾性偏倚力によって押し上げられて元の位置に復帰する。また、ノックアウト40bは、コイルばね42bの弾性偏倚力によって押し下げられて元の位置に復帰し、これによりダイス36bの開口部44bに残されたワーク2は、ノックアウト40bによって下方に押圧されてダイス36bの開口部44bから外部に排出される。
When the compression molding of the
圧縮成形工程の後には、図9〜図11に示すように、絞り成形工程及び平坦化成形工程が同時に行われる。この絞り成形工程に用いられるプレス金型10cは、下型12cと、下型12cの上側に対向して配設された上型14cと、を備えている。下型12cのパンチ20cの先端部における外周面には、最終成形品であるワーク2の筒状部4に形成される一対の凹部6に対応して、一対の成形用凹部68が設けられている。下型12cの他の構成は、上述したプレス金型10aの下型12aの構成とほぼ同様である。
After the compression molding process, as shown in FIGS. 9 to 11, the drawing process and the flattening process are simultaneously performed. The press die 10c used in this drawing process includes a
上型14cのダイス36cの開口部44cは、断面円形状に構成されている。また、ダイス36cの開口部44cの下端部には、最終成形品であるワーク2の筒状部4に形成される突出部8に対応して、径方向外方に幾分拡大した拡大凹部70が設けられている。上型14cの他の構成は、上述したプレス金型10aの上型14aの構成とほぼ同様である。
The
上述したプレス金型10cを用いたワーク2の絞り成形は、次のようにして行われる。図9に示すように、上述のように圧縮成形されたワーク2をブランクホルダ22cの上面に載置する。この状態で上型14cを下型12cに近接する方向に下降させると、図10に示すように、ワーク2のフランジ部60がダイス36cとブランクホルダ22cとの間に挟み込まれる。上型14cが更に下降すると、ダイス36cによってブランクホルダ22cがコイルばね30cの弾性偏倚力に抗して押し下げられ、パンチ20cがブランクホルダ22cの開口部24cを通してワーク2の筒状部4内に押し込まれる。パンチ20cが押し込まれたワーク2の筒状部4は、ダイス36cの開口部44cに徐々に吸い込まれてパンチ20cとダイス36cとの間で絞られる。このように筒状部4の先端側が絞られることにより、筒状部4の先端側には肉厚の小さい薄肉部7が成形され、薄肉部7の厚みt1’は例えば約0.9mmに構成される。また、パンチ20cに設けられた一対の成形用凹部68によって、筒状部4(薄肉部7)の外周面に一対の凹部6が形成される。また、上述のように筒状部4の先端側が絞られることにより、筒状部4の先端側を構成する材料の一部が筒状部4の基端側に流動され、筒状部4の基端側が増肉されて厚肉部8が形成される。厚肉部8の厚みt3は例えば約2.4mmに構成される。このように、本実施形態のワークの成形方法では、冷間プレス成形によって筒状部4の厚みを自在にコントロールすることができる。なお、パンチ20cが押し込まれたワーク2の筒状部4によって、ノックアウト40cがコイルばね42cの弾性偏倚力に抗して押し上げられる。
Drawing of the
また、フランジ部60がブランクホルダ22cとダイス36cとの間で圧縮されることにより、フランジ部60の内周縁部に形成された余肉部62が押し潰され、フランジ部60の内周縁部が平坦状に成形される(平坦化成形工程)(図11参照)。この押し潰された余肉部62を構成する材料は、図11中の矢印で示すように、筒状部4の基端側における内周面71に据え込まれるようになる。これにより、フランジ部60の内周縁部73がエッジ状に成形されるとともに、筒状部4の基端側における内周面71における平滑性が高められ、この内周面71における面粗度を小さく(例えば、面粗度Ra1.6μm程度)することができる。
Moreover, when the
ワーク2の絞り成形が完了すると、上型14cの下降が停止され、上型14cが下型12cより離隔する方向に上昇する。これによりブランクホルダ22cは、コイルばね30cの弾性偏倚力によって押し上げられて元の位置に復帰する。また、ノックアウト40cは、コイルばね42cの弾性偏倚力によって押し下げられて元の位置に復帰し、これによりダイス36cの開口部44cに残されたワーク2は、ノックアウト40cによって下方に押圧されてダイス36cの開口部44cから外部に排出される。なお、この絞り成形工程は、パンチ20cの外径やダイス36cの開口部44cの内径等の異なるプレス金型10cによって複数回行われ、これによりワーク2の形状を徐々に最終成形品の形状に整える。
When drawing of the
絞り成形工程の後には、図12及び図13に示すように、第1打ち抜き成形工程が行われる。この打ち抜き成形工程に用いられるプレス金型10dは、下型12dと、下型12dの上側に対向して配設された上型14dと、を備えている。下型12dは、下型本体16dと、下型本体16dの上端部に設けられたダイス36dと、を有している。ダイス36dの中央部には、ワーク2の筒状部4の形状に対応した形状を有するワーク収容凹部72が設けられている。
After the drawing process, a first punching process is performed as shown in FIGS. A
上型14dは、上型本体32dと、上型本体32dの下端部に設けられたパンチホルダ18dと、パンチホルダ18dに支持されたパンチ20dと、を有している。パンチ20dは、パンチホルダ18dから下型12dに向けて延びており、その先端部には打ち抜き用突部74が設けられている。また、パンチホルダ18dの下側に対向してブランクホルダ22dが配設されている。ブランクホルダ22dの中央部には開口部24dが設けられ、この開口部24dにはパンチ20dの先端部が上下方向に移動自在に挿通されている。上型本体32d及びパンチホルダ18dには、クッションピン26dが上下方向に移動自在に支持されており、クッションピン26dの下端部にはブランクホルダ22dが支持されている。クッションピン26dには、空気圧や油圧等によって下型12dに向けて所定の圧力が付与されている。また、上型本体32d及びパンチホルダ18dにはコイルばね収容凹部28dが設けられ、このコイルばね収容凹部28dにはコイルばね30dが収容されている。コイルばね30dの下端部はブランクホルダ22dの上面に支持されており、このコイルばね30dによって、ブランクホルダ22dは下型12dに向けて弾性的に偏倚されている。また、上型本体32dは昇降機構(図示せず)に駆動連結されており、この昇降機構によって上型14dは、下型12dに近接する方向に下降又は下型より離隔する方向に上昇される。
The
上述したプレス金型10dを用いたワーク2の打ち抜き成形は、次のようにして行われる。図12に示すように、上述のように絞り成形されたワーク2の筒状部4をダイス36dのワーク収容凹部72にセットする。この状態で上型14dが下型12dに近接する方向に下降すると、図13に示すように、パンチ20dの打ち抜き用突部74がワーク2の筒状部4の先端部に打ち込まれ、これにより筒状部4の先端部が円形状に貫通される。
The punching of the
第1打ち抜き成形工程の後には、第2打ち抜き成形工程が行われる。この第2打ち抜き成形工程では、プレス金型(図示せず)による打ち抜き成形によって、図1に示すように、ワーク2のフランジ部60がカットされる。以上のようにして、ワーク2の成形が完了する。
After the first stamping process, a second stamping process is performed. In the second punching process, as shown in FIG. 1, the
以上、本発明に従うワークの成形方法の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。 As mentioned above, although one Embodiment of the shaping | molding method of the workpiece | work according to this invention was described, this invention is not limited to this Embodiment, A various deformation | transformation thru | or correction | amendment are possible without deviating from the scope of the present invention. .
上記実施形態では、絞り成形工程と平坦化成形工程とを同時に行うように構成したが、絞り成形工程の前に平坦化成形工程を行うように構成してもよく、あるいは、絞り成形工程の後に平坦化成形工程を行うように構成してもよい。 In the above embodiment, the drawing process and the flattening process are performed at the same time. However, the flattening process may be performed before the drawing process, or after the drawing process. You may comprise so that a planarization shaping | molding process may be performed.
また、上記実施形態では、圧縮成形工程の後に絞り成形工程を行うように構成したが、この絞り成形工程に代えてしごき成形工程を行うように構成してもよい。このしごき成形工程では、ワーク2をしごくことによって筒状部4を所定の形状に成形する。
In the above-described embodiment, the drawing process is performed after the compression molding process, but the ironing process may be performed instead of the drawing process. In this ironing process, the
また、上記実施形態では、圧縮成形工程において、余肉部62をフランジ部60の内周縁部の全周に渡って形成するように構成したが、フランジ部60の内周縁部の一部(即ち、内縁部)に形成するように構成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although it formed so that the
また、上記実施形態では、圧縮成形工程において、余肉部形成用凹部52の外周部にブランクホルダ22bの径方向内方に向けて漸次縮径するテーパ面54を形成するように構成したが、このテーパ面54に代えて、図14(a)及び図14(b)に示すように、ブランクホルダ22bの径方向内方に向けて漸次縮径するアール面76A,76Bを形成するように構成してもよい。余肉部62A(62B)の外周部は、余肉部形成用凹部52A(52B)のアール面76A(76B)によって、フランジ部60の径方向内方に向けて漸次縮径するアール状に形成される。このように構成することによっても、上述したのと同様の作用効果が達成される。
In the above embodiment, in the compression molding step, the tapered
また、上記実施形態では、ストッパ部材48によりフランジ部60の外周縁部の四隅を拘束するように構成したが、フランジ部60が略円形状のプレート状に成形される場合には、フランジ部60の外周縁部の全周がストッパ部材48により拘束されるようになる。また、ストッパ部材48を例えば矩形状に構成することにより、略矩形状に成形されたフランジ部60の外周縁部の全周を拘束するように構成してもよい。
Further, in the above embodiment, the four corners of the outer peripheral edge portion of the
また、上記実施形態では、圧縮成形工程の後の平坦化成形工程において、余肉部62を押し潰すように構成したが、圧縮成形工程の後に切削工程を行い、この切削工程において余肉部62を切削することによりフランジ部60の内周縁部を平坦状に成形するように構成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although it comprised so that the
2,2A,2B,100 ワーク
4,104 筒状部
20a〜20d パンチ
22a〜22d ブランクホルダ
36a〜36d ダイス
46 張り出し部
48 ストッパ部材
52,52A,52B 余肉部形成用凹部
54 テーパ面
60,106 フランジ部
62,62A,62B 余肉部
64 間隙
76 アール面
2, 2A, 2B, 100 Workpiece 4,104
Claims (7)
金属板から構成されるワークの所定部位に凸面状の張り出し部を成形する張り出し成形工程と、この前記ワークを圧縮することにより前記張り出し部に前記筒状部を成形するとともに前記ワークの外周部に前記フランジ部を成形する圧縮成形工程と、を含み、
前記圧縮成形工程において、前記フランジ部の内縁部に、前記筒状部と反対方向に向けて突出する余肉部を形成することを特徴とするワークの成形方法。 A molding method of a workpiece for molding a workpiece having a cylindrical portion rising from a flange portion and an inner peripheral edge thereof,
An overhang forming step of forming a convex overhang portion on a predetermined portion of a work made of a metal plate, and forming the cylindrical portion in the overhang portion by compressing the work, and forming an outer periphery of the work A compression molding step of molding the flange portion,
In the compression molding step, a surplus portion that protrudes in an opposite direction to the cylindrical portion is formed on an inner edge portion of the flange portion.
前記ワークを圧縮する際には、前記ワークの外周部を前記ダイスと前記ブランクホルダとの間に押圧保持した状態で、前記ワークの前記張り出し部に前記パンチを押し込むことにより、前記張り出し部に前記筒状部が成形されるとともに前記ワークの外周部に前記フランジ部が成形され、また前記余肉部形成用凹部に前記ワークを構成する材料が流れ込むことにより、前記フランジ部の内周縁部に前記余肉部が形成されることを特徴とする請求項2又は3に記載のワークの成形方法。 In the compression molding step, a punch, a blank holder that is movably mounted on the punch in a vertical direction, and a die that is disposed to face the blank holder are used. A surplus part forming recess for forming the surplus part is provided in between, and the outer peripheral part of the surplus part forming recess gradually decreases inward in the radial direction of the blank holder. It is formed in a taper shape or a round shape,
When compressing the workpiece, the outer peripheral portion of the workpiece is pressed and held between the die and the blank holder, and the punch is pushed into the overhanging portion of the workpiece, whereby the overhanging portion is When the cylindrical part is molded, the flange part is molded on the outer peripheral part of the work, and the material constituting the work flows into the surplus part forming concave part, whereby the inner peripheral part of the flange part is 4. The workpiece forming method according to claim 2, wherein a surplus portion is formed.
金属板から構成されるワークの所定部位に凸面状の張り出し部を成形する張り出し成形工程と、この前記ワークを圧縮することにより前記張り出し部に前記筒状部を成形するとともに前記ワークの外周部に前記フランジ部を成形する圧縮成形工程と、この前記ワークを絞る又はしごくことにより前記筒状部を所定の形状に成形する絞り成形工程又はしごき成形工程と、を含み、
前記絞り成形工程又は前記しごき成形工程において、前記筒状部の先端側を絞る又はしごくことにより、前記筒状部の先端側を構成する材料の一部が前記筒状部の基端側に流動し、前記筒状部の基端側の肉厚が増大して前記筒状部の基端側に厚肉部が成形されるとともに、前記筒状部の先端側の肉厚が減少して前記筒状部の先端側に薄肉部が成形されることを特徴とするワークの成形方法。 A molding method of a workpiece for molding a workpiece having a cylindrical portion rising from a flange portion and an inner peripheral edge thereof,
An overhang forming step of forming a convex overhang portion on a predetermined portion of a work made of a metal plate, and forming the cylindrical portion in the overhang portion by compressing the work, and forming an outer periphery of the work A compression molding step for molding the flange portion, and a drawing or ironing step for molding the tubular portion into a predetermined shape by squeezing or squeezing the workpiece,
In the drawing process or the ironing process, part of the material constituting the distal end side of the cylindrical part flows to the proximal end side of the cylindrical part by squeezing or squeezing the distal end side of the cylindrical part. And the thickness of the tubular portion on the proximal end side is increased to form a thick portion on the proximal end side of the tubular portion, and the thickness on the distal end side of the tubular portion is decreased to reduce the thickness of the tubular portion. A method for forming a workpiece, characterized in that a thin-walled portion is formed on the tip side of a cylindrical portion.
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