JP2016047544A - Ring-like component and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リング状部品とその製造方法に関するものに関する。 The present invention relates to a ring-shaped component and a manufacturing method thereof.
従来の部品の構造を、図1(a)、図1(b)に示す。図1(a)は、従来の部品の側面図であり、図1(b)は、平面図である。この部品は、自動車のアクスルハウジングのカバープレートである。
この部品は、図1(c)の平面図で示すプレート本体52と、図1(d)の平面図で示すリング状部品10とを溶接、ボルトなどで一体化して作製されている。
図1(c)、図1(d)の点線は、各部品を金属板から作製する場合の外形を示す。余分な金属板が必要である。
中央に開口12を有するリング状部品10を、プレート本体52に溶接することにより、プレート本体52を補強している。プレート本体52は全体に薄く作製し、リング状部品10により部分的に補強して、全体として軽量化を実現している。この開口12には、動力伝達の軸などが挿入される。そのため、開口12部分は、特に、強度が必要である。
The structure of a conventional part is shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). Fig.1 (a) is a side view of the conventional component, FIG.1 (b) is a top view. This part is a cover plate for an automobile axle housing.
This part is produced by integrating the
The dotted lines in FIG. 1C and FIG. 1D show the outer shape when each component is made from a metal plate. An extra metal plate is required.
The
従来、図1(a)〜図1(d)に示したように、2つの部品を、別々に作製し、合体するため、部品の管理、組み立て工程数が多かった。また、2つの部品の寸法ずれの問題もあった。さらに、図1(c)、図1(d)の点線に示すように、素材として削除する部分(無駄)も多くあった。 Conventionally, as shown in FIGS. 1 (a) to 1 (d), since two parts are separately produced and combined, the number of parts management and assembly processes is large. There was also a problem of dimensional deviation between the two parts. Furthermore, as shown by the dotted lines in FIGS. 1C and 1D, there are many portions (wasted) to be deleted as the material.
よって、本願の課題は、部品の点数を少なく、素材の無駄ない、部品を提供することである。 Therefore, an object of the present application is to provide a component with a small number of components and no waste of materials.
上記問題を解決するために、平板板のプレート部と、プレート部に積層され、リング形状のリング部と、を有し、リング部とプレート部とを貫通する貫通孔があり、リング部とプレート部とは、貫通孔の周囲で一体化されているリング状部品を用いる。
また、金属板状部材から板材を取り出す加工する打ち抜き工程と、板材変形させ凸部を形成する工程と、凸部に開口部を作製するカット工程と、カット工程の後に残った凸部の側面を鍛圧する鍛圧工程と、鍛圧工程後、側面の角度を変える工程と、側面を前記板材に積層する工程と、からなるリング状部品の製造方法を用いる。
In order to solve the above problem, a plate portion of a flat plate, and a ring-shaped ring portion that is laminated on the plate portion and has a through hole that penetrates the ring portion and the plate portion, the ring portion and the plate As the part, a ring-shaped component integrated around the through hole is used.
In addition, the punching process for removing the plate material from the metal plate member, the step of deforming the plate material to form the convex portion, the cutting step for forming the opening in the convex portion, and the side surface of the convex portion remaining after the cutting step A ring-shaped part manufacturing method is used which includes a forging step for forging, a step for changing the angle of the side surface after the forging step, and a step for laminating the side surface on the plate material.
本願発明では、必要な量の金属板の材料から、変形、加工させることで、目的の部品を作製するので、材料利用効率が高い。部品点数が少なく管理が容易である。金属を変形させることにより強度が向上する。 In the present invention, since a target part is produced by deforming and processing a necessary amount of metal plate material, the material utilization efficiency is high. There are few parts and management is easy. Strength is improved by deforming the metal.
(実施の形態)
<概略の説明>
図2から図4を用いて実施の形態1を説明する。図2はプロセスフプロー図である。図3、4は、それぞれの段階での平面図、断面図である。
(Embodiment)
<Summary>
The first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a process flow diagram. 3 and 4 are a plan view and a cross-sectional view at each stage.
(1)第1工程は、打ち抜き加工である(図3(a)図4(a))。
平面素材から、必要な外形形状を打ち抜く工程である。
(2)第2〜4工程は、絞り加工である(図3(b)、図4(b))。
(1) The first step is punching (FIGS. 3A and 4A).
This is a process of punching out the required outer shape from a flat material.
(2) The second to fourth steps are drawing processes (FIGS. 3B and 4B).
打ち抜いた素材を3段階で曲げてゆく加工である。凸部40を形成する。
(3)第5工程は、トリム加工工程である(図3(c)、図4(c))。
凸部40の底を打ち抜く工程である。打ち抜きにより開口33ができる。
This is a process of bending a punched material in three stages. The convex
(3) The fifth step is a trim processing step (FIGS. 3C and 4C).
This is a step of punching out the bottom of the
(4)第6工程は、鍛圧加工工程である(図3(d)図4(d)))。
元の凸部40の側壁35の部分の厚みを増し、厚みを均質化する加工である。
(5)第7工程は、バーリング加工工程である(図3(e)図4(e))。
(4) The sixth step is a forging process (FIGS. 3 (d) and 4 (d)).
This is a process of increasing the thickness of the
(5) The seventh step is a burring step (FIGS. 3 (e) and 4 (e)).
側壁35を90度曲げる工程である。
(6)第8工程は、45度曲げ加工工程である(図3(f)、図4(f))。
側壁35を曲げる加工である。
This is a step of bending the
(6) The eighth step is a 45-degree bending step (FIGS. 3 (f) and 4 (f)).
This is a process of bending the
(7)第9加工は、鍛圧工程である(図3(g)図4(g))。
側壁35を完全に曲げ、一体化する工程である。
<以下詳細を説明>
(1)第1工程:打ち抜き加工(図3(a)図4(a))
平面素材から、目的の部材の体積より5%〜10%大きい体積の金属板11をプレスで金属シートから打ち抜く。後の工程で、この余分な量の金属板11の部分が、成形で圧縮、部品へ組み込まれる。
(7) The 9th process is a forging process (FIGS. 3 (g) and 4 (g)).
In this step, the
<Details are explained below>
(1) 1st process: Punching process (FIG. 3 (a) and FIG. 4 (a))
From a flat material, a
(2)第2〜4工程:絞り加工(図3(b)、図4(b))
第1工程で打ち抜いた金属板11を、3段階で曲げてゆく。凸部40を形成する。
凸状の部材を金属板11に押し当て、凸部40を形成する。目的とするカバープレート51の開口12より、5%〜10%小さめの外周の凸部40とする。後の工程で、最終大きさへ成形される。
(2) Second to fourth steps: Drawing (FIGS. 3B and 4B)
The
Pressing a convex member to the
凸部40の深さを3段階で深くしてゆく。例えば、深さが3mmなら、1、2、3mmとする。このようにすることで、凸部40の側面の肉厚の減少、金属組織の破壊を防止する。3段階以上あればよい。連続的に時間をかけて、凸部40を作製してもよい。この時、凸部40の側面と、金属板11とのなす角θは、約45度である。
The depth of the
(3)第5工程:トリム工程(図3(c)、図4(c))
凸部40の底を打ち抜く工程である。切削により開口33が形成され、周辺部分が側壁35で残る。
(4)第6工程:鍛圧工程(図3(d)図4(d)))
凸部40の側壁35の部分の厚みを増し、均質化する加工である。側壁35部分は、第2〜4工程の絞り工程で伸ばされて、厚みが薄くなっている。そのため、側壁35を鍛圧することで、厚みを増やす。金属組織の強化もする。
(3) Fifth step: Trim step (FIGS. 3C and 4C)
This is a step of punching out the bottom of the
(4) Sixth step: Forging step (FIGS. 3D and 4D))
In this process, the thickness of the
(5)第7工程:バーリング工程(図3(e)図4(e))
側壁35をなす角θを90度曲げる工程である。
(6)第8工程:45度曲げ工程(図3(f)、図4(f))
側壁35を、なす角θを、135度に曲げる加工である。
(5) Seventh step: burring step (FIGS. 3E and 4E)
This is a step of bending the angle θ forming the
(6) Eighth step: 45 degree bending step (FIG. 3 (f), FIG. 4 (f))
This is a process of bending the angle θ forming the
(7)第9加工:鍛圧工程(図3(g)図4(g))
側壁35を完全になす角θを、180度に曲げ、一体化(2重化)する工程である。
なす角θを、45、90、135、180度と、段階的に均等に曲げることで曲げ部分の強度不足を解消している。かつ、鍛圧にて、曲げ部分の肉厚の減少を防止している。
角度θは一例であり、ほぼ均等に曲げて行けばよい。
(7) Ninth machining: Forging process (FIGS. 3 (g) and 4 (g))
In this step, the angle θ completely forming the
Insufficient strength of the bent portion is eliminated by bending the formed angle θ uniformly at 45, 90, 135, and 180 degrees. In addition, the forging pressure prevents the thickness of the bent part from decreasing.
The angle θ is an example, and it may be bent almost evenly.
<強度特性>
図5(a)〜図5(d)で、メタルフローと強度分布を説明する。図5(a)は、実施例の部品の断面図、図5(b)は、従来の部品の断面図である。それぞれ開口33付近、右側部分である。図5(c)、図5(d)は、実施例と従来品のそれぞれの強度分布である。
図5(a)、図5(b)は、メタルフローを線で表示している。実施例の部品では、メタルフローが繋がっているが、従来の部品では途切れている。
図5(c)、図5(d)で強度分布を表示する。
実施の形態の部品と従来の部品のビッカース硬さ(HV)硬度を測定した。ビッカース硬さとは、対面角が136°のダイヤモンド四角すい圧子を用いて、試験面にピラミッド形状のくぼみをつけたときの荷重を、くぼみの対角線の長さで割った値である。
<Strength characteristics>
A metal flow and intensity distribution will be described with reference to FIGS. FIG. 5A is a cross-sectional view of a part of the embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view of a conventional part. These are the vicinity of the
FIG. 5A and FIG. 5B show the metal flow with lines. In the parts of the example, the metal flow is connected, but the conventional parts are disconnected.
The intensity distribution is displayed in FIGS. 5C and 5D.
The Vickers hardness (HV) hardness of the component of the embodiment and the conventional component was measured. The Vickers hardness is a value obtained by dividing the load when a pyramid-shaped depression is formed on a test surface by using a diamond square cone indenter having a diagonal angle of 136 ° by the length of the diagonal line of the depression.
荷重をP(N)、くぼみの対角線の平均長さをd(mm)とすると、ビッカース硬さHVは次のようになる。ビッカース硬さHV=0.18909×(P/d2)で計算され、ビッカース硬さは単位を表記しない。ビッカース硬さHVは、材質が均一であれば、試験荷重に関係なくほぼ一定の値が得られるほか、測定する硬さの範囲が比較的広いことから、最も代表的な硬さ試験である。なお、今回のビッカース硬さ測定での加重の大きさは30kgであった。 When the load is P (N) and the average length of the diagonal lines of the recess is d (mm), the Vickers hardness HV is as follows. Vickers hardness is calculated as HV = 0.188909 × (P / d2), and Vickers hardness is not expressed in units. The Vickers hardness HV is the most representative hardness test because, if the material is uniform, an almost constant value can be obtained regardless of the test load, and the range of hardness to be measured is relatively wide. In addition, the magnitude | size of the weight by this Vickers hardness measurement was 30 kg.
ここで、従来の部材(比較例)は、2つの部材を部分的に溶接したものである。実施例の部品は、上記の実施の形態のものである。
図5(a)、図5(b)の(1)から(3)の方向に、硬度を測定した結果を、それぞれ図5(c)、図5(d)に示す。
Here, the conventional member (comparative example) is obtained by partially welding two members. The parts of the examples are those of the above embodiment.
The results of measuring the hardness in the directions (1) to (3) in FIGS. 5 (a) and 5 (b) are shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d), respectively.
図5(c)の実施例のものは、(1)のリング部36とプレート本体34との間の強度が強く、金属素材の強度100HVの1.6倍となっている。少なくとも、1.5倍(50%)は高くなる。また、コーナー部(2)のところの強度が140HVで金属素材の1.4倍となっている。少なくとも1.3倍(30%)以上となる。そして、開口33から離れると、金属素材の強度になる。
図5(d)の従来の部品(比較例)の場合、金属素材の強度である。さらに、リング部36とプレート本体34との間の強度が弱い。
実施例の部品は、上記の工程により変形に伴い金属組織が強化され、強度が向上した。一方、従来の部品は単に、2つの部品を溶接しただけで、金属素材と同じ強度、2つの部材の合わせ部は強度的弱い。
開口33に近いところから、プレート本体34の端部へ繋がる3段階で、強度が減少している。開口33に挿入される部材に対して、この部品の硬度は、強度的に有利である。
In the embodiment of FIG. 5C, the strength between the
In the case of the conventional part (comparative example) of FIG. 5D, it is the strength of the metal material. Further, the strength between the
In the parts of the examples, the metal structure was strengthened along with the deformation by the above process, and the strength was improved. On the other hand, the conventional parts are simply welded to two parts, and the same strength as that of the metal material, and the joint portion of the two members is weak in strength.
The strength decreases in three stages from the position close to the
<構造>
図6(a)、図6(b)において、構造を説明する。図6(a)は、実施例の部品の開口33付近の拡大断面図である。図6(b)は従来例の部品の開口部12付近の拡大断面図である。従来例は、リング部36とプレート本体34とを部分的に溶接で接続している。
<Structure>
The structure will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. FIG. 6A is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of the
相違点(1)は、一体化部40があることである。一体化部40は、1つの材料でつなぎ目がない。この一体化部40により、強度が強くなっている。また、一体化部40により、隙間がなく、ゴミ、油などが、開口33側から、リング部36とプレート本体34との間に入り込まない。回転される用途でも、音、ガタが発生しない。
実施例では、開口33側と異なる、リング部36とプレート34との間を、ゴミが入らないようにシールする必要がある。一方、従来例では、リング部36とプレート34との間を両方シールが必要である。2倍の手間である。
たとえ、従来品を部分的な溶接でなく、全体を溶接する場合を考える。この場合、全体を溶接するには、かなりの時間が要する。また、全体を均質に溶接できない。強度も実施例のようには高くならない。
The difference (1) is that there is an
In the embodiment, it is necessary to seal between the
For example, let us consider a case where the conventional product is welded as a whole rather than a partial weld. In this case, it takes a considerable time to weld the whole. Moreover, the whole cannot be welded uniformly. The strength does not increase as in the examples.
また、実施例では、開口33の面が1つの面であり、つなぎ目、段差がない。この開口33にはめ込まれる部材との相性がよい。
図5で示したように、強度が向上するので、全体の薄肉化ができ、素材使用量を削減でき、コストダウンできる。
また、従来品では、ズレ41が生じる可能性あるが、実施例では、一体化部40によりない。
In the embodiment, the surface of the
As shown in FIG. 5, since the strength is improved, the entire thickness can be reduced, the amount of material used can be reduced, and the cost can be reduced.
Further, in the conventional product, the
相違点(2)は、実施例では、リング部36とプレート本体34との接続部である一体化部40の厚みが、リング部36、プレート本体34と同じである。力が均等にかかる。また、リング部36とプレート本体34との端部同士が繋がった形状である。
少なくとも一体化部40の厚みは、リング部36、プレート本体34の厚みの5割以上は必要である。
相違点(3)は、実施例では、各コーナー部が同等のR形状である。鍛造により、同形状の丸みをおびる。従来例では、ばらばらのコーナー部の形状である。外部からの衝撃状劇に対して、均等に衝撃を分散し対応できる。
また、実施例の部品では、強度が向上したことで、全体の厚みを薄くできる。
The difference (2) is that, in the embodiment, the thickness of the integrated
At least the thickness of the integrated
The difference (3) is that each corner portion has an equivalent R shape in the embodiment. The same shape is rounded by forging. In a conventional example, it is a shape of a disjointed corner part. It is possible to evenly distribute impacts against external impact-like plays.
Moreover, in the components of the examples, the overall thickness can be reduced due to the improved strength.
<材質>
用いた金属材料は、金属板SPFH590(自動車用加工性熱間圧延高張力鋼板:JIS G 3134)厚み5.0mmである。別の金属材料でもよい。
なお、金属素材は、特別な表面処理、化合物、元素の添加をせず、物理的に変形させることで、作製さした。
<Material>
The metal material used is a metal plate SPFH590 (automotive workable hot-rolled high-tensile steel plate: JIS G 3134) having a thickness of 5.0 mm. Another metal material may be used.
The metal material was produced by physical deformation without adding any special surface treatment, compound or element.
本願発明の製造方法で、各種部品を作製できる。 Various parts can be produced by the production method of the present invention.
1…範囲、11…金属板、12,33…開口、34,52…プレート本体、35…側壁、36…リング部、40…凸部、51…カバープレート
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記プレート部に積層され、リング形状のリング部と、を有し
前記リング部と前記プレート部とを貫通する貫通孔があり、
前記リング部と前記プレート部とは、前記貫通孔の周囲で一体化されているリング状部品。 A plate portion of a flat plate;
There is a through-hole that is stacked on the plate portion and has a ring-shaped ring portion that penetrates the ring portion and the plate portion,
The ring part and the plate part are ring-shaped parts integrated around the through hole.
前記板材変形させ凸部を形成する工程と、
前記凸部に開口部を作製するカット工程と、
前記カット工程の後に残った前記凸部の側面を鍛圧する鍛圧工程と、
鍛圧工程後、前記側面の角度を変える工程と、
前記側面を前記板材に積層する工程と、からなるリング状部品の製造方法。 A punching process for removing the plate material from the metal plate member;
A step of deforming the plate material to form a convex portion;
A cutting step of creating an opening in the convex part;
A forging step for forging the side surface of the convex portion remaining after the cutting step;
After the forging process, changing the angle of the side surface;
And a step of laminating the side surface on the plate material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014173311A JP2016047544A (en) | 2014-08-27 | 2014-08-27 | Ring-like component and method for manufacturing the same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101826187B1 (en) * | 2016-11-29 | 2018-02-06 | 김영식 | Burring plate bending of the mold |
-
2014
- 2014-08-27 JP JP2014173311A patent/JP2016047544A/en active Pending
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