JP2015039712A - Manufacturing method of vehicle wheel disc - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用ホイールディスクの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a wheel disc for a vehicle.
円筒環から作成される車両用ホイールディスクは、従来、板厚一定の矩形材を丸めた後、矩形材の両端を溶接することにより円筒環を作成し、この円筒環をプレス成形して穴を有する底部と底部から立ち上がる立ち上がり部とを備える皿状にし、立ち上がり部を、パンチと側面が凹凸面とされたしごきダイスとを用いてしごき加工することにより立ち上がり部の板厚を薄くするとともに最終ディスク形状にした後、ハブ穴抜き、ボルト穴抜き、飾り穴抜き加工して、製造されていた(特許文献1参照)。 Conventionally, a vehicle wheel disc made from a cylindrical ring is made by rounding a rectangular material having a constant thickness and then welding both ends of the rectangular material to create a cylindrical ring. The bottom disk has a bottom plate with a bottom portion and a rising portion rising from the bottom portion, and the rising portion is processed by ironing using a punch and an ironing die whose side surface is uneven. After making it into a shape, it was manufactured by hub hole punching, bolt hole punching, and decorative hole punching (see Patent Document 1).
しかし、従来の車両用ホイールディスクの製造方法には、つぎの問題点がある。
(A)円筒環をプレス成形して皿状に成形すると、円筒部を縮径するため、板厚が増し、ハブ取付け部となる部分が不等厚になってしまう。縮径後にロールによる平坦化を行っても、充分に平坦化できず、そのため、切削などの後加工でハブ取付け部となる部分を平滑等厚にする必要がある。また、縮径量が多く、しわが発生したり、波打ちが発生したりしやすい。そのため、不良品が発生しやすい。
However, the conventional method for manufacturing a wheel disc for a vehicle has the following problems.
(A) When the cylindrical ring is press-molded and formed into a dish shape, the diameter of the cylindrical portion is reduced, so that the plate thickness increases and the portion serving as the hub mounting portion becomes unequal. Even if flattening with a roll is performed after the diameter reduction, it cannot be sufficiently flattened. For this reason, it is necessary to make the portion to be a hub attachment portion smooth and uniform in post-processing such as cutting. In addition, the amount of diameter reduction is large, and wrinkles or undulations are likely to occur. Therefore, defective products are likely to occur.
(B)しごき加工により立ち上がり部全体の板厚を薄くするため、しごき加工した円筒状部分を円錐状に広げる場合に、材料に割れが発生しやすい。 (B) Since the plate | board thickness of the whole standing | starting-up part is made thin by ironing, when expanding the iron-processed cylindrical part to cone shape, it is easy to generate | occur | produce a crack in material.
本発明の目的は、円筒環を皿状に加工した後にハブ取付け部となる部分の後加工を不用にでき、材料の割れを無くすことができる車両用ホイールディスクの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a vehicle wheel disk that can eliminate the need for post-processing of a portion that becomes a hub mounting portion after processing a cylindrical ring into a dish shape and eliminates cracks in the material. .
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
(1) 板材を切断して矩形材を作成し、前記矩形材を丸め両端部を突合せ溶接して円筒状素材を作成する円筒状素材作成工程と、
前記円筒状素材を一端口絞りして、ハブ取付け部となる部分をほぼ等厚に成形して得た中央部に孔の開いた円板状の底部を有する円筒状の第1成形品を作成する口絞り工程と、
パンチと、ダイを有するしごき装置にて、前記第1成形品の円筒部の少なくとも一部をしごき加工して不等厚有底環状の第2成形品を作成するしごき工程と、
前記第2成形品の円筒部分を拡径して該円筒部分を円錐形状として、ディスク形状とする拡径工程と、
を有する、車両用ホイールディスクの製造方法。
(2) 前記しごき工程は、前記第1成形品を、しごき装置にて、前記第1成形品の前記円筒部の開口端部側はしごき加工をしないかしごき率を10%以下にしごき加工することにより成形して不等厚有底環状の前記第2成形品を作成する工程からなる、(1)記載の車両用ホイールディスクの製造方法。
(3) 前記口絞り工程は、一対の上下型を相対接近させながら上型を下型軸芯に対して揺動させて、前記円筒状素材を一端口絞りして、ハブ取付け部となる部分をその後の加工無しに平滑に所定の厚みに等厚に成形して前記第1成形品を作成する工程からなる、(1)または(2)記載の車両用ホイールディスクの製造方法。
(4)前記円筒状素材を一端口絞りして前記第1成形品を作成する前記口絞り工程では、前記円筒状素材の他端の直径を変化させずに前記第1成形品を作成する、(1)〜(3)のいずれか1つに記載の車両用ホイールディスクの製造方法。
(5) 前記拡径工程では、前記第2成形品の前記円筒部分を拡径するとともに、前記しごき工程で内径側に付与されていた凹凸形状を外径側へと押し出す、(1)〜(4)のいずれか1つに記載の車両用ホイールディスクの製造方法。
(6) 前記拡径工程の後に、
リム取付けフランジとなる部分を絞り加工またはしごき絞り加工して、リム取付けフランジを成形するフランジ成形工程を有する、(1)〜(5)のいずれか1つに記載の車両用ホイールディスクの製造方法。
(7) 前記口絞り工程では、ハブ取付け部となる前記第1成形品の部分を平面化、板厚均一化するように揺動鍛造を行なう、(1)〜(6)のいずれか1つに記載の車両用ホイールディスクの製造方法。
(8) 前記口絞り工程では、前記第1成形品の前記円筒部の板厚を薄くするように揺動鍛造を行なう、(1)〜(7)のいずれか1つに記載の車両用ホイールディスクの製造方法。
(9) 前記口絞り工程は、プレスにて予成形を行いハブ取付け部となる部分を内径側に曲げた後に、揺動鍛造を行い前記第1成形品を作成する、(1)〜(8)のいずれか1つに記載の車両用ホイールディスクの製造方法。
The present invention for achieving the above object is as follows.
(1) A cylindrical material creating step of creating a rectangular material by cutting a plate material, rounding the rectangular material and butt welding both ends,
A cylindrical first molded product having a disk-shaped bottom part with a hole in the center part obtained by narrowing one end of the cylindrical material and molding a part to be a hub mounting part to have an almost equal thickness is prepared. A mouth-squeezing process,
An ironing step of ironing at least a part of the cylindrical portion of the first molded product with a punch and an ironing device having a die to produce an annular second molded product with an unequal thickness;
Expanding the cylindrical portion of the second molded product to make the cylindrical portion conical, and increasing the diameter of the disc,
A method for manufacturing a wheel disc for a vehicle, comprising:
(2) In the ironing step, the first molded product is ironed with an ironing device so that the ironing rate is 10% or less without performing ironing on the opening end side of the cylindrical portion of the first molded product. The manufacturing method of the wheel disk for vehicles as described in (1) which consists of the process which shape | molds by this and produces the said 2nd molded product of unequal thickness bottomed cyclic | annular form.
(3) In the mouth-squeezing step, the upper die is swung with respect to the lower die shaft while the pair of upper and lower dies are relatively approached, and the cylindrical material is squeezed at one end to become a hub mounting portion. The method for manufacturing a wheel disc for a vehicle according to (1) or (2), comprising the step of forming the first molded product by forming the first molded product smoothly into a predetermined thickness without any subsequent processing.
(4) In the mouth-squeezing step of creating the first molded product by squeezing one end of the cylindrical material, creating the first molded product without changing the diameter of the other end of the cylindrical material, (1) The manufacturing method of the wheel disc for vehicles as described in any one of (3).
(5) In the diameter expansion step, the cylindrical portion of the second molded product is expanded in diameter, and the uneven shape imparted to the inner diameter side in the ironing step is pushed out to the outer diameter side, (1) to ( 4) The manufacturing method of the wheel disc for vehicles as described in any one of 4).
(6) After the diameter expansion step,
The method for manufacturing a wheel disc for a vehicle according to any one of (1) to (5), further including a flange forming step of forming a rim mounting flange by drawing or ironing a portion to be a rim mounting flange. .
(7) In the squeezing step, swing forging is performed so that the portion of the first molded product that becomes the hub attachment portion is planarized and the plate thickness is uniformed. Any one of (1) to (6) The manufacturing method of the wheel disc for vehicles as described in any one of.
(8) The vehicle wheel according to any one of (1) to (7), wherein in the mouth drawing step, swing forging is performed so as to reduce a plate thickness of the cylindrical portion of the first molded product. Disc manufacturing method.
(9) The mouth-drawing step is performed by pre-forming with a press and bending the portion to be the hub mounting portion toward the inner diameter side, and then performing swing forging to create the first molded product. (1) to (8 The manufacturing method of the wheel disc for vehicles as described in any one of 1).
上記(1)の車両用ホイールディスクの製造方法によれば、口絞り工程ではハブ取付け部となる部分をほぼ等厚に成形するため、ハブ取付け部となる部分の後加工は不用である。 According to the vehicle wheel disc manufacturing method of (1) above, since the portion that becomes the hub attachment portion is formed to have substantially the same thickness in the mouth drawing step, post-processing of the portion that becomes the hub attachment portion is unnecessary.
上記(2)の車両用ホイールディスクの製造方法によれば、しごき工程では第1成形品の円筒部の開口端部側はしごき加工をしないかしごき率を10%以下にしごき加工するため、第1成形品の円筒部の開口端部側の加工硬化を抑制できる。そのため、拡径工程で材料割れが発生することを抑制できる。 According to the vehicle wheel disk manufacturing method of (2) above, the opening end side of the cylindrical portion of the first molded product is not ironed in the ironing process, and the ironing is performed with a ironing ratio of 10% or less. Work hardening on the opening end side of the cylindrical portion of one molded product can be suppressed. Therefore, it can suppress that a material crack generate | occur | produces in a diameter expansion process.
上記(3)の車両用ホイールディスクの製造方法によれば、口絞り工程では揺動鍛造が行なわれる。そのため、プレス成形ではできない精度でハブ取付け部となる部分を平滑等厚に成形できる。そのため、ハブ取付け部となる部分の後加工を不要とすることができる。 According to the vehicle wheel disc manufacturing method of (3) above, rocking forging is performed in the aperture drawing step. Therefore, the portion that becomes the hub mounting portion can be formed to a smooth and uniform thickness with an accuracy that cannot be achieved by press molding. Therefore, post-processing of the portion that becomes the hub attachment portion can be made unnecessary.
上記(4)の車両用ホイールディスクの製造方法によれば、円筒状素材を一端口絞りして第1成形品を作成する口絞り工程では、円筒状素材の他端の直径を変化させずに第1成形品を作成するため、円筒状素材の他端の加工硬化を抑制できる。そのため、拡径工程で材料割れが発生することを抑制できる。 According to the vehicle wheel disk manufacturing method of (4) above, in the mouth drawing step of making the first molded product by drawing the cylindrical material at one end, the diameter of the other end of the cylindrical material is not changed. Since the first molded product is created, work hardening at the other end of the cylindrical material can be suppressed. Therefore, it can suppress that a material crack generate | occur | produces in a diameter expansion process.
上記(5)の車両用ホイールディスクの製造方法によれば、拡径工程では、しごき工程で内径側に付与されていた凹凸形状を外径側へと押し出すため、ホイールを車両に搭載する際にホイールディスクがブレーキと干渉することを抑制できる。 According to the vehicle wheel disc manufacturing method of (5) above, when the wheel is mounted on the vehicle, the concavo-convex shape imparted to the inner diameter side in the ironing process is pushed out to the outer diameter side in the diameter expansion process. It is possible to suppress the wheel disc from interfering with the brake.
上記(6)の車両用ホイールディスクの製造方法によれば、拡径工程の後にフランジ成形工程を有するため、精度の良いリム取付けフランジを得ることができる。 According to the vehicle wheel disk manufacturing method of (6) above, since the flange forming step is provided after the diameter expanding step, a highly accurate rim mounting flange can be obtained.
上記(7)の車両用ホイールディスクの製造方法によれば、口絞り工程では、ハブ取付け部となる第1成形品の部分を平面化、板厚均一化するように揺動鍛造を行なうため、揺動鍛造にてハブ取付け部となる部分を等厚に成形できる。 According to the vehicle wheel disk manufacturing method of (7) above, in the aperture drawing process, the forging is performed so that the portion of the first molded product that becomes the hub mounting portion is flattened and the plate thickness is made uniform. A portion to be a hub mounting portion can be formed with a uniform thickness by swing forging.
上記(8)の車両用ホイールディスクの製造方法によれば、口絞り工程では第1成形品の円筒部の板厚を薄くするように揺動鍛造を行なうため、しごき工程において第1成形品の円筒部をしごく量を減らすことができる。そのため、しごき工程でしごき加工を容易に行なうことができる。 According to the vehicle wheel disc manufacturing method of (8) above, since the swing forging is performed so as to reduce the plate thickness of the cylindrical portion of the first molded product in the mouth drawing process, The amount of squeezing of the cylindrical portion can be reduced. Therefore, the ironing process can be easily performed in the ironing process.
上記(9)の車両用ホイールディスクの製造方法によれば、口絞り工程では、プレスにて予成形を行いハブ取付け部となる部分を内径側に曲げた後に、揺動鍛造を行い第1成形品を作成するため、予成形を行わない場合に比べて揺動鍛造を容易に行なうことができる。 According to the vehicle wheel disc manufacturing method of (9) above, in the aperture drawing process, after pre-forming with a press and bending the portion that becomes the hub mounting portion to the inner diameter side, swing forging is performed to perform the first forming. Since the product is produced, the swing forging can be easily performed as compared with the case where the preforming is not performed.
以下に、図1〜図12を参照して、本発明実施例の車両用ホイールディスクの製造方法を説明する。 Below, with reference to FIGS. 1-12, the manufacturing method of the wheel disk for vehicles of this invention Example is demonstrated.
先ず、本発明実施例の製造方法によって製造されるホイールディスク10について説明する。
ホイールディスク10は、トラック、バスなどの大中型ホイールディスクであり、ダブル取り付けが可能なホイールディスクである。ただし、ホイールディスク10は、乗用車、商用車、産業車両などのホイールディスクであってもよい。ホイールディスク10は、図1に示すような平板状のディスク素材から製造されるディスクが対象である。ホイールディスク10は、鋳造品ではない。ホイールディスク10は、たとえばスチール製である。ただし、ホイールディスク10は、スチール製でなくてもよく、アルミ合金製、チタン合金製、マグネシウム合金製等であってもよい。ホイールディスク10は、図示略の環状のリム(図示略のタイヤを保持する部分)とは別に製造されており、リムと溶接されて、またはリベット、接着等で接合されてホイールになる。
First, the
The
ホイールディスク10は、図12に示すように、図示略のハブに取付けられるハブ取付け部(平板部といってもよい)20と、ハブ取付け部20の外周部からディスク軸方向(ホイール軸方向)に立ち上がる立ち上がり部(側壁部といってもよい)30と、を有する。
As shown in FIG. 12, the
ハブ取付け部20は、ダブル取り付けおよびシングル取り付けともに可能なように通常、平板状(略平板状を含む)である。ハブ取付け部20は、平板状である場合、ディスク軸方向(ホイール軸方向)と直交(略直交を含む)する平面内にある。ハブ取付け部20には、ハブ穴21と、ハブ取付けボルト穴22と、が設けられている。
The
ハブ穴21は、ホイールディスク10のディスク半径方向(ホイール半径方向)の中央部に設けられる。
ハブ取付けボルト穴22は、ハブ取付け部20のハブ穴21の外周側にホイールディスク10のディスク周方向(ホイール周方向)に同心円上等間隔に複数設けられる。
The hub hole 21 is provided at the center of the
A plurality of hub mounting bolt holes 22 are provided on the outer peripheral side of the hub hole 21 of the
車両のハブから延びてくるハブ取付けボルト(両方共に図示略)をハブ取付けボルト穴22に挿通し、ハブ取付けボルトに図示略のハブナットを螺合することにより、ホイールディスク10(ホイール)はハブに固定される。 By inserting hub mounting bolts (both not shown) extending from the vehicle hub into the hub mounting bolt holes 22 and screwing hub nuts (not shown) into the hub mounting bolts, the wheel disc 10 (wheel) is fitted to the hub. Fixed.
立ち上がり部30は、円錐状部31と、リム取付けフランジ32と、を備える。
円錐状部31は、ハブ取付け部20の外周部に連なる。円錐状部31は、ハブ取付け部20の外周部から、ディスク半径方向外側かつ立ち上がり部30の立ち上がり量が大になる方向(ディスク軸方向に向かって)に、傾斜している。
円錐状部31の少なくとも一部は、しごき加工による薄肉化が行なわれており、ディスク素材2の厚さより薄くなっている。円錐状部31には、飾り穴33が設けられている。飾り穴33は、ホイールディスク10のディスク周方向(ホイール周方向)に同心円上等間隔に複数設けられる。
The rising
The
At least a part of the
リム取付けフランジ32は、立ち上がり部30の立ち上がり方向(ディスク軸方向)の先端部(ディスク半径方向の外周部)にある。リム取付けフランジ32は、図示略のリムの内周面に対して嵌合するように、全周にわたって連続する円筒状である。リム取付けフランジ32は、しごき加工等によって、ディスク素材2の厚さよりも薄肉化が行なわれていてもよく行なわれていなくてもよい。ホイールディスク10は、リム取付けフランジ32で図示略のリムと溶接される。
The
円錐状部31、特にリム取付けフランジ32近傍に位置する円錐状部31部分は、ホイールの剛性、応力の条件がハブ取付け部20近傍と比較して負荷が低い。そのため、軽量化、材料コスト低減のため、ホイールディスク10の円錐状部31はハブ取付け部20より薄くなっている。
The
つぎに、ホイールディスク10の製造方法について説明する。
ホイールディスク10の製造方法は、
(a)図1に示すように、矩形材4を丸め両端部を突合せ溶接して円筒状素材6を作成する円筒状素材作成工程と、
(b)図2(b)、図2(c)に示すように、円筒状素材6の一端を口絞りして、ハブ取付け部20となる中央部に孔11bの開いた底部11aを有する円筒状の第1成形品11を作成する口絞り工程と、
(c)図2(d)に示すように、パンチ51と、側面52aが凹凸面となったダイ52を有するしごき装置50にて、第1成形品11の円筒部11cの少なくとも一部をしごき加工して、不等厚有底環状の第2成形品12を作成するしごき工程と、
(d)図2(e)に示すように、第2成形品12の開口側を拡径して円筒部分12cを円錐形状の円錐部13cとして、第2成形品12をディスク形状の第3成形品13とする拡径工程と、
(e)図2(f)に示すように、リム取付けフランジ32となる部分を絞り加工またはしごき絞り加工して、リム取付けフランジ32を成形するフランジ成形工程と、
を有し、この工程の順に加工を行う。
Next, a method for manufacturing the
The manufacturing method of the
(A) As shown in FIG. 1, a cylindrical material creating step of creating a
(B) As shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), one end of the
(C) As shown in FIG. 2 (d), at least a part of the
(D) As shown in FIG. 2 (e), the diameter of the opening side of the second molded
(E) As shown in FIG. 2 (f), a flange forming step of forming the
And processing is performed in the order of this process.
上記(a)の工程(円筒状素材作成工程)について
(a−1)矩形材4は、図1(c)〜図1(e)に示すように、筒状に巻かれ、巻いた両端部を互いに突き合わせてフラッシュバット溶接、バット溶接、アーク溶接等で溶接接合し、溶接部5の盛り上がりとバリをトリミングして、円筒状素材6に作成される。
(a−2)円筒状素材6は、等厚であり、全周にわたって連続している。
(a−3)円筒状素材作成工程では、図示はしないが、パイプ状素材を所定寸法長さに切断して円筒状素材6を作成してもよい。
Regarding the step (a) (cylindrical material creation step) (a-1) The rectangular material 4 is wound into a cylindrical shape as shown in FIGS. Are joined to each other by flash butt welding, butt welding, arc welding, or the like, and the bulge and burrs of the welded portion 5 are trimmed to form the
(A-2) The
(A-3) In the cylindrical material creating step, although not shown, the
上記(b)の工程(口絞り工程)について
(b−1)口絞り工程では、図2(b)、図2(c)に示すように、円筒状素材6の軸方向の一端6aを口絞りして中央部に孔の開いた底部11aを有する円筒状の第1成形品11を作成する。
(b−2)口絞り工程では、円筒状素材6の軸方向の他端(一端6aの軸方向反対側の端部)6bの直径を変化させずにまたはほとんど変化させずに第1成形品11を作成する。
(b−3)第1成形品11は、ハブ取付け部20となる底部11aと、底部11aの外周端部から第1成形品11の軸方向に立ち上がる円筒部11cと、を備える。
About the process (b) of the above (b) (b-1) In the baffle process, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), one
(B-2) In the squeezing step, the first molded product without changing or hardly changing the diameter of the
(B-3) The 1st molded
(b−4)第1成形品11の円筒部11cは、第1成形品11の軸方向に延びている部分である。円筒部11cは、第1成形品11の軸方向と平行に円筒状に延びていてもよく、第1成形品11の軸方向に対して傾斜して円錐状に延びていてもよい。
(b−5)口絞り工程では、ハブ取付け部20となる第1成形品11の底部11aの面を平坦化するとともに、板厚を均一化するように、揺動鍛造を行なう。
(b−6)口絞り工程では、図9に示すように、第1成形品11の円筒部11cの底部11aと反対側の円筒部11cの開口端部11dを除いて、第1成形品11の円筒部11cの板厚を薄くするように揺動鍛造を行なってもよい。開口端部11dを除く理由は、開口端部11dの加工硬化を抑制するためである。
(B-4) The
(B-5) In the squeezing step, swing forging is performed so as to flatten the surface of the bottom 11a of the first molded
(B-6) In the squeezing step, as shown in FIG. 9, the first molded
(b−7)口絞り工程では、図2(b)、図2(c)に示すように、上型40が下型41に対して揺動可回転能な一対の上下型40,41の下型41上に円筒状素材6を載せ、上下型40,41を相対接近させながら上型40を下型41の軸芯41aに対して揺動回転運動させて、円筒状素材6を一端口絞りして、底部11aを平滑に所定の厚みに等厚(ほぼ等厚を含む)に成形して有底環状の第1成形品11を作成する。
(b−8)上型40の軸芯40aは、図3、図4に示すように、下型41の軸芯41aに対して所定角度αだけ傾けられているとともに上型40の軸芯40aが下型41の軸芯41aまわりに揺動回転するようになっている。
(b−9)口絞り工程では、円筒状素材6が下型41上に固定しないで載せられた状態で、下型41を上昇させて上型40に接近させて(または上型40を下降させて下型41に接近させて)円筒状素材6に軸方向に圧縮力をかけつつ、上型40の軸芯40aが下型41の軸芯41aまわりに揺動回転するように上型40を揺動させて円筒状素材6を第1成形品11に成形する。
(B-7) In the squeezing step, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), a pair of upper and lower dies 40, 41 in which the
(B-8) As shown in FIGS. 3 and 4, the
(B-9) In the squeezing step, with the
(b−10)揺動鍛造は、1回(1段)に限らず、型交換を含めて複数回行なってもよい。図2(b)、図2(c)では型交換を含めて2回行なわれる場合を示している。
(b−11)口絞り工程は、揺動鍛造を行なう前に、図10に示すように、パンチ42とダイ43とを図示略のプレス機に組付けたプレス装置44を用いて(プレスにて)予成形を行いハブ取付け部20となる部分を内径側に曲げる工程を有していてもよい。
(B-10) Oscillating forging is not limited to once (one stage), and may be performed a plurality of times including die replacement. FIGS. 2B and 2C show a case where the process is performed twice including mold exchange.
(B-11) The squeezing process is performed using a
上記(c)の工程(しごき工程)について
(c−1)しごき工程は、ホイールディスク10の円錐状部31となる部分を薄肉化するための工程である。
(c−2)しごき工程は、図2(d)、図5に示すように、第1成形品11の円筒部11cの少なくとも一部をしごき加工して、第1成形品11の円筒部11cを不等厚に成形する工程である。
(c−3)しごき工程では、第1成形品11の底部11aの板厚を変化させずに第2成形品12を作成する。
(c−4)しごき工程は、プレスによって全周同時に行なわれる。しごき加工は、1回に限らず、型交換を含めて複数回行なってもよい。
Regarding the step (c) (squeezing step), the (c-1) ironing step is a step for thinning the portion to be the
(C-2) In the ironing step, as shown in FIGS. 2D and 5, at least a part of the
(C-3) In the ironing step, the second molded
(C-4) The ironing process is simultaneously performed all around by pressing. The ironing process is not limited to one time, and may be performed a plurality of times including mold replacement.
(c−5)しごき工程では、図5に示すように、パンチ51とダイ52とを図示略のプレス機に組付けたしごき装置50を用いてしごき加工を行なう。しごき装置50は、ワーク押え53およびワーク支持具54を有し、しごき加工をする前にワーク押え53により第1成形品の底部11a(第2成形品の底部12a)を押え、しごき加工中にワークがずれないように固定する。ワーク押え53で第1成形品の底部11aを押えたままの状態でパンチ51を軸方向に動かしてしごき加工をする。また、ワーク支持具54は開口端11d(12d)を支えることが好ましい。また、しごき加工した後にパンチ51の方向にワーク支持具54を動かして、しごき加工された第2成形品12をダイ52から押し出す機能を有する。
パンチ51は、周方向に連続した環状(円筒状)をしており、パンチ51の内周側面の径方向内側に突出する突出部51aを有し、突出部51aで第1成形品11の円筒部11cをしごく。
円柱状であるダイ52の、パンチ51の突出部51aに対向する側の側面が、凹凸面52aとされている。凹凸面52aは、パンチ51の突出部51aとの径方向の間隔が一様でなく異なる部分がある面である。ただし、凹凸面52aは、一様な面であってもよい。また、凹凸面52aは、パンチ51の突出部51aとの径方向の間隔が徐々に(なだらかに)狭くなる(または広くなる)面であってもよい。ダイ52の凹凸面52aは、パンチ51の突出部51aに対向する側の側面とパンチ51の突出部51aとの間隔を一定厚の第1成形品11の円筒部11cの板厚より狭くするために、ダイ52の側面の軸方向および/または周方向で、隣接する部分(凹部52b)に比べてパンチ51の突出部51a側に凸となる凸部52cが少なくとも1つ設けられることにより形成されている。ダイ52の凹凸面52aは、パンチ51の突出部51aに対向する側の側面とパンチ51の突出部51aとの間隔を一定厚の第1成形品11の円筒部11cの板厚より狭くするために、ダイ52の側面の周方向で、隣接する部分(凹部52b)に比べてパンチ51の突出部51a側に凸となる凸部52cが少なくとも1つ設けられることにより形成されていてもよい。凸部52cの突出量は、1つの凸部52cの中で一定とされていてもよく異なっていてもよい。また、複数の凸部52cが設けられる場合、それぞれの凸部52cの突出量は同一であってもよく異なっていてもよい。凸部52cは、ダイ52のパンチの突出部51aに対向する側の側面の少なくとも一部に形成されていてもよい。
ダイ52の側面の軸方向で、1つの凸部52cと、その1つの凸部52cに隣接する凹部52bとは、傾斜面52dで接続されている。傾斜面52dの、ダイ52の側面の軸方向に対する角度は、60度以下に緩やかにされていることが望ましく、さらには45度以下に緩やかにされていることが望ましい。各傾斜面52dの傾斜角度は、一定であってもよく、徐々に変化していてもよい。
(C-5) In the ironing process, as shown in FIG. 5, ironing is performed using an
The
The side surface of the
In the axial direction of the side surface of the die 52, one
(c−6)パンチ51がアウターパンチからなり、ダイ52がパンチ51の内周側部分に対して、軸方向に出入りするインナーダイからなる。ダイ52の外周側面が凹凸面52aとされている。アウターパンチ51とインナーダイ52を用いてしごき加工を行なうことで、第2成形品12の円筒部分12cの内径側のみに凹凸面52aに対応する不等厚形状を得る。
(c−7)しごき工程では、パンチ51をダイ52に対して第1成形品11の円筒部11cの軸方向(ホイールディスク10の軸方向と同方向)にのみ相対動させてしごき加工する。なお、図2(d)、図5において、A1は、パンチ51の加工方向である。なお、パンチ51とダイ52との上下関係は、図2(d)、図5に示す上下関係と反対になっていてもよい。
(C-6) The
(C-7) In the ironing step, ironing is performed by moving the
(c−8)しごき工程では、第1成形品11の円筒部11cの開口端部11d側はしごき加工をしないかしごき率を10%以下にしごき加工することにより成形して不等厚有底環状の第2成形品12を作成する。円筒部11cの開後端部11d側をしごき加工しないかしごき率を10%以下にしごき加工する理由は、円筒部11cの開口端部11dの加工硬化を抑制して拡径工程(上記(d)の工程)で拡径した部分に材料割れが発生することを抑制するためである。
図11は、引張強さが590Mpa材、370Mpa材、440Mpa材を用いて22.5インチホイール用のホイールディスク(大中型ホイールディスク)10を試作した場合の、しごき工程における円筒部11cの開口端部11d側のしごき率と拡径工程で発生する拡径部分の割れとの関係を示す表である。図11から、つぎの(i)〜(iii)がわかる。(i)しごき率が10%以下では割れが発生しない。(ii)しごき率が10%より大になると割れが発生する。(iii)よって、(i)、(ii)より、しごき率が10%以下が望ましい。
(C-8) In the ironing step, the opening
FIG. 11 shows the open end of the
上記(d)の工程(拡径工程)について
(d−1)拡径工程では、図2(e)、図6に示すように、第2成形品12の全周にわたって連続する円筒部分12cの開口側を拡径する。
(d−2)拡径工程では、円錐状(略円錐状を含む)の部位を有する拡径用パンチ61を第2成形品12に押し込むことで円筒部分12cの開口端12dを円筒部分12cの底部12a側より大きく拡径加工を行なう。
(d−3)拡径工程では、拡径用パンチ61と拡径用ダイ62とを図示略のプレス機に組付けた拡径装置60を用いて拡径加工を行なう。
Regarding the step (d) (diameter expanding step) (d-1) In the diameter expanding step, as shown in FIGS. 2 (e) and 6, the
(D-2) In the diameter expansion step, the diameter-
(D-3) In the diameter expansion step, the diameter expansion process is performed using a
(d−4)拡径工程では、拡径用パンチ61を拡径用ダイ62に対して第2成形品12の円筒部分12cの軸方向(ホイールディスク10の軸方向と同方向)に相対動させて拡径加工する。なお、図2(e)、図6において、A2は、拡径用パンチ61の加工方向である。なお、拡径用パンチ61と拡径用ダイ62との上下関係は、図2(e)、図6に示す上下関係と反対になっていてもよい。
(d−5)拡径用ダイ62が円錐状穴62aをもつアウターダイからなる。また、拡径用パンチ61が拡径用ダイ62の円錐状穴62aに円錐状穴62aの軸方向(ホイールディスク10の軸方向と同方向)に出入りするインナーパンチからなる。拡径用ダイ62は、円錐状穴62aがなく、平板部62bのみでもよい。
(D-4) In the diameter expanding step, the
(D-5) The diameter expansion die 62 is an outer die having a
(d−6)拡径工程では、拡径用パンチ61にて鍛造成形して、しごき工程(上記(c)の工程)で内径側に付与されていた凹凸形状を外径側へと押し出してもよい。これにより、狙いとする形状と板厚分布を得ることができる。ただし、拡径用パンチ61にて鍛造成形する代わりに、図2(f)、図7に示すように、フランジ成形工程(上記(e)の工程)にてパンチ71にて鍛造成形してもよい。また、図8に示すように、拡径工程(上記(d)の工程)後であってフランジ成形工程(上記(e)の工程)前にパンチ81のストロークエンドにて鍛造成形してもよい。なお、図8において、A3は、パンチ81の加工方向である。
(D-6) In the diameter expansion process, forging is performed with the
(d−7)拡径工程は、プレスによって全周同時に行なわれることが望ましい。
(d−8)拡径工程の加工方法は、上記に限らず、図示略のエキスパンダー等を用いた加工方法であってもよい。
(D-7) It is desirable that the diameter expansion step is performed simultaneously all around by pressing.
(D-8) The processing method of the diameter expansion process is not limited to the above, and may be a processing method using an expander (not shown) or the like.
上記(e)の工程(フランジ成形工程)について
(e−1)フランジ成形工程は、ホイール10のリムと接続する取付けフランジ32を成形する工程である。フランジ成形工程は、図2(f)、図7に示すように、絞り加工を行なう工程である。ただし、絞り加工としごき加工を同時に行なってもよい。しごき加工のみでもよい。
(e−2)フランジ成形工程では、第3成形品13の円錐部13cの開口端部13d(リム取付けフランジ32となる部分)を絞り加工またはしごき絞り加工して、リム取付けフランジ32を成形する。フランジ成形工程では、第3成形品13の円錐部13cの開口端部13dをしごき加工して立ち上げ、狙いとする外径と板厚を得る。
(e−3)フランジ成形工程では、パンチ71とダイ72とを図示略のプレス機に組付けたフランジ成形装置70を用いて加工を行なう。
Regarding Step (e) (Flange Forming Step) (e-1) The flange forming step is a step of forming the mounting
(E-2) In the flange forming process, the
(E-3) In the flange forming step, processing is performed using a
(e−4)ダイ72が、開口部付近が筒状とされた穴72aをもつアウターダイからなる。また、パンチ71が、アウターダイ72の穴72aに該穴72aの軸方向(ホイールディスク10の軸方向と同方向)に出入りするインナーパンチ71からなる。
(e−5)ダイ72は、穴72aの開口端部72bで、第3成形品13の円錐部13cの開口端部13dをしごく。
(e−6)フランジ成形工程は、プレスによって全周同時に行なわれる。
(E-4) The
(E-5) The
(E-6) The flange forming step is simultaneously performed all around by pressing.
(e−7)フランジ成形工程では、パンチ71をダイ72に対して第3成形品13の円錐部13cの軸方向(ホイールディスク10の軸方向と同方向)にのみ相対動させて加工する。なお、図2(f)、図7において、A4は、パンチ71の加工方向である。なお、パンチ71とダイ72との上下関係は、図2(f)、図7に示す上下関係と反対になっていてもよい。
(e−8)フランジ成形工程の加工方法は、プレスによる絞り加工に限定されず、たとえばフローフォーミング(スピニング)等であってもよい。
(e−9)フランジ成形工程では、プレスによる絞り加工(またはフローフォーミング等)の後に、寸法出しのため機械加工を施してもよい。
(e−10)フランジ成形工程の加工(リム取付けフランジ32を成形する加工)は、拡径工程(上記(d)の工程)で行なわれていてもよい。
(e−11)フランジ成形工程の加工方法は、機械加工のみであってもよい。
(E-7) In the flange forming step, the
(E-8) The processing method in the flange forming step is not limited to drawing by a press, and may be, for example, flow forming (spinning).
(E-9) In the flange forming step, machining may be performed for dimensioning after drawing (or flow forming, etc.) by pressing.
(E-10) The processing of the flange forming step (processing of forming the rim mounting flange 32) may be performed in the diameter expansion step (step (d) above).
(E-11) The machining method in the flange forming step may be only machining.
ホイールディスク10は、図12に示すように、ハブ取付けボルト穴22、飾り穴33を打ち抜き、製造される。
As shown in FIG. 12, the
つぎに、本発明実施例の効果を説明する。
第1成形品11の円筒部11cの少なくとも一部をしごき加工して不等厚有底環状の第2成形品12を作成するしごき工程を有するため、スピニング加工を無くすことができる。
Next, effects of the embodiment of the present invention will be described.
Since there is an ironing step in which at least a part of the
しごき工程では円筒部11cの開口端部11d側はしごき加工をしないかしごき率を10%以下にしごき加工するため、円筒部11cの開口端部11d側の加工硬化を抑制できる。そのため、しごき工程の後の拡径工程で拡径した部分の材料が割れることを抑制できる。
In the ironing process, the opening
口絞り工程では揺動鍛造が行なわれるため、プレス成形ではできない精度でハブ取付け部20となる底部11 aを平滑等厚に成形できる。そのため、ハブ取付け部20となる底部11a(12a、13a)の機械加工を不要とすることができる。
Since swing forging is performed in the squeezing process, the bottom 11a that becomes the
円筒状素材6の一端6aを口絞りして有底環状の第1成形品11を作成する口絞り工程では、円筒状素材6の他端6bの直径を変化させずに第1成形品11を作成するため、円筒状素材6の他端6bの加工硬化を抑制できる。そのため、拡径工程で材料が割れることを抑制できる。
In the squeezing step in which one
拡径工程では、拡径用パンチ61のストロークエンドにて鍛造成形してしごき工程で内径側にのみ付与されていた凹凸形状を外径側へと押し出すため、ホイールを車両に搭載する際にホイールディスク10がブレーキと干渉することを抑制できる。
In the diameter expansion process, the fork is formed at the stroke end of the
拡径工程の後にフランジ成形工程を有するため、精度の良いリム取付けフランジ32を得ることができる。
Since the flange forming step is provided after the diameter expanding step, the
口絞り工程では第1成形品11の円筒部11cの板厚を薄くするように揺動鍛造を行なう場合、しごき工程において第1成形品11の円筒部11cをしごく量を減らすことができる。そのため、しごき工程でしごき加工を容易に行なうことができる。
In the squeezing process, when swing forging is performed so as to reduce the thickness of the
口絞り工程では、プレスにて予成形を行いハブ取付け部20となる部分を内径側に曲げた後に、揺動鍛造を行い第1成形品11を作成することにより、予成形を行わない場合に比べて揺動鍛造を容易に行なうことができる。
In the squeezing step, when preforming is performed by pressing and bending the portion to be the
しごき工程ではしごき加工によって第2成形品12が成形されるため、スピニングによって第2成形品12が成形される場合に比べて、つぎの利点を有する。
1.加工時間が短い。そのため、ホイールディスク10の生産性が高い。
2.第2成形品12、第3成形品13、さらにはホイールディスク10の表面にスピニング加工の加工ロールの成形痕が残ることを抑制できる。
3.ワーク端部寸法のバラツキを小さくでき、加工後に端部を切断する必要がない。そのため、材料が低減できる。また、加工硬化したワーク端部を切断するのに用いられる刃工具の破損のおそれも抑制できる。
Since the second molded
1. Processing time is short. Therefore, the productivity of the
2. It is possible to suppress the formation traces of the processing rolls for spinning processing remaining on the surfaces of the second molded
3. Variations in the dimensions of the workpiece end can be reduced, and there is no need to cut the end after machining. Therefore, the material can be reduced. In addition, the risk of breakage of the blade tool used to cut the work-hardened workpiece end can be suppressed.
2 ディスク素材
4 矩形材
5 溶接部
6 円筒状素材
6a 円筒状素材の一端
6b 円筒状素材の他端
10 ホイールディスク
11 第1成形品
11a 第1成形品の底部
11b 第1成形品の孔
11c 第1成形品の円筒部
11d 第1成形品の開口端部
12 第2成形品
12a 第2成形品の底部
12c 第2成形品の円筒部分
13 第3成形品
13c 第3成形品の円錐部
13d 第3成形品の開口端部
20 ハブ取付け部
21 ハブ穴
22 ハブ取付けボルト穴
30 立ち上がり部
31 円錐状部
32 リム取付けフランジ
33 飾り穴
40 上型
40a 上型の軸芯
41 下型
41a 下型の軸芯
42 パンチ
43 ダイ
44 プレス装置
50 しごき装置
51 しごき装置のパンチ
51a 突出部
52 しごき装置のダイ
52a 凹凸面
52b 凹部
52c 凸部
52d 傾斜面
60 拡径装置
61 拡径用パンチ
62 拡径用ダイ
70 フランジ成形装置
71 フランジ成形装置のパンチ
72 フランジ成形装置のダイ
2 Disc material 4 Rectangular material 5 Welded
Claims (9)
前記円筒状素材を一端口絞りして、ハブ取付け部となる部分をほぼ等厚に成形して得た中央部に孔の開いた円板状の底部を有する円筒状の第1成形品を作成する口絞り工程と、
パンチと、ダイを有するしごき装置にて、前記第1成形品の円筒部の少なくとも一部をしごき加工して不等厚有底環状の第2成形品を作成するしごき工程と、
前記第2成形品の円筒部分を拡径して該円筒部分を円錐形状として、ディスク形状とする拡径工程と、
を有する、車両用ホイールディスクの製造方法。 A cylindrical material creating step of cutting a plate material to create a rectangular material, rounding the rectangular material and butt welding both ends, and creating a cylindrical material;
A cylindrical first molded product having a disk-shaped bottom part with a hole in the center part obtained by narrowing one end of the cylindrical material and molding a part to be a hub mounting part to have an almost equal thickness is prepared. A mouth-squeezing process,
An ironing step of ironing at least a part of the cylindrical portion of the first molded product with a punch and an ironing device having a die to produce an annular second molded product with an unequal thickness;
Expanding the cylindrical portion of the second molded product to make the cylindrical portion conical, and increasing the diameter of the disc,
A method for manufacturing a wheel disc for a vehicle, comprising:
リム取付けフランジとなる部分を絞り加工またはしごき絞り加工して、リム取付けフランジを成形するフランジ成形工程を有する、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の車両用ホイールディスクの製造方法。 After the diameter expansion step,
The method for manufacturing a wheel disc for a vehicle according to any one of claims 1 to 5, further comprising a flange forming step of forming a rim mounting flange by drawing or ironing a portion to be a rim mounting flange. .
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