JP2020055031A - Drawing device and drawing method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、絞り加工装置及び絞り加工方法に関する。 The present disclosure relates to a drawing apparatus and a drawing method.
金属の加工方法には、従来より種々の加工方法が提案されている。
例えば、プレス加工が挙げられる。プレス加工とは、金型を含む一対の工具の間に金属等のブランク材を挟んで、ブランク材に対して金型方向へ圧力を加えることで、ブランク材を金型の形状に加工する加工方法である。
プレス加工の一種として、絞り加工が知られている。絞り加工とは、金属板成形法の一種で、図７に示すように、ブランク材として一枚の金属板を用い、円筒、角筒、円錐等様々な形状の底付き容器を成形する加工法である。絞り加工を用いることで、つなぎ目の無い容器形状の金属を成形することができる。
Conventionally, various processing methods have been proposed as metal processing methods.
For example, press working is mentioned. Pressing is a process in which a blank material such as metal is sandwiched between a pair of tools including a mold, and pressure is applied to the blank material in the mold direction to process the blank material into a mold shape. Is the way.
As one type of press working, drawing is known. Drawing is a type of metal plate forming method, as shown in FIG. 7, in which a single metal plate is used as a blank material to form containers with various shapes such as cylinders, square tubes, and cones. It is. By using drawing, a seamless container-shaped metal can be formed.
絞り加工法に用いられる金属としては、例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、鉄、ステンレス、銅、マグネシウム等が挙げられる。中でも、チタン及びチタン合金等の高耐食性、高強度、低比重等の性質を有する金属は、幅広い分野での適用が期待されており、その加工について、種々の検討がされている。 Examples of the metal used in the drawing method include titanium, titanium alloy, aluminum, iron, stainless steel, copper, magnesium, and the like. Above all, metals having properties such as high corrosion resistance, high strength, and low specific gravity such as titanium and titanium alloys are expected to be applied in a wide range of fields, and various studies are being made on their processing.
例えば特許文献１には、チタン合金素材を、大気中で７００℃〜１０００℃に加熱保持してある金型にセットした後、即時に２０ｍｍ／分以下の速度で鍛造することを特徴とするチタン合金製品の成形方法が記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses that a titanium alloy material is set in a mold heated and held at 700 ° C. to 1000 ° C. in the atmosphere, and then immediately forged at a speed of 20 mm / min or less. A method for forming an alloy product is described.
化学的に活性な金属（例えば、チタン、チタン合金等）は、プレス加工では金型との間に凝着が発生する場合がある。
従来、上記凝着を抑制するために、各種コーティングを施した金型と潤滑剤とを併用する方法、金属に窒化処理又は酸化処理を施す方法等の研究が行われてきたが、上記凝着の抑制は未だ解決されるに至っていない。
A chemically active metal (for example, titanium, a titanium alloy, or the like) may cause adhesion to a metal mold in press working.
Conventionally, in order to suppress the above-mentioned adhesion, studies have been made on a method of using a mold having various coatings and a lubricant in combination, and a method of subjecting a metal to a nitriding treatment or an oxidation treatment. Has not yet been resolved.
本発明者は、金型と金属との接触面に高圧がかかった状態で加工すると、金型と金属の接触面で摺動が発生し、この摺動が上記凝着の原因の一つであることを見出した。
特許文献１は特定の製品の鍛造を想定しており、上記特定の製品の鍛造は、そもそも金型と金属との間で摺動は生じにくい状況で行われると考えられ、特許文献１に記載のチタン合金製品の成形方法は適用できる範囲が非常に限定的なものになると推察される。
The present inventor has found that when processing is performed under a high pressure on the contact surface between the mold and the metal, sliding occurs on the contact surface between the mold and the metal, and this sliding is one of the causes of the adhesion. I found something.
Patent Literature 1 assumes forging of a specific product. Forging of the specific product is considered to be performed in a state where sliding between a mold and a metal hardly occurs in the first place, and is described in Patent Literature 1. It is presumed that the applicable range of the method for forming a titanium alloy product is very limited.
本開示の実施形態が解決しようとする課題は、金属の金型への凝着を抑制できる絞り加工装置及び絞り加工方法を提供することである。 A problem to be solved by an embodiment of the present disclosure is to provide a drawing apparatus and a drawing method capable of suppressing adhesion of metal to a metal mold.
従来、プレスを用いた金属の絞り加工において、金型へ金属（特に純チタン、チタン合金等）の凝着が発生することが問題であった。凝着を防止する目的で、各種コーティングを施した金型と潤滑剤を併用した研究、窒化処理や酸化処理を施した金属に対して、各種コーティングを施した金型と潤滑剤を併用した研究等が行われてきたが、未だ金属の凝着抑制は困難である。 Conventionally, in drawing of a metal using a press, there has been a problem that adhesion of a metal (particularly, pure titanium, a titanium alloy, or the like) to a mold occurs. A study on the use of various coated molds and lubricants to prevent adhesion, and a study on the use of various coated molds and lubricants on nitrided and oxidized metals. However, it is still difficult to suppress metal adhesion.
本発明者は、金型と、ブランク材としての金属と、が高面圧条件下で摺動することが、金属が金型に凝着する主たる原因であると考え、本発明を創出した。 The inventor of the present invention has considered that the sliding of the mold and the metal as the blank material under a high surface pressure condition is a main cause of the adhesion of the metal to the mold, and has created the present invention.
上記の目的を達成するための第１の発明である絞り加工装置は、
＜１＞金型と、前記金型にブランク材を介して配置され、ブランク材の、金型と接する面とは反対の面の少なくとも一部分に対し、圧力を加えてブランク材を支持するブランク支持材と、前記ブランク材の金型と接する面とは反対の面の一部分を押圧してブランク材を変形させる押圧部材と、前記ブランク支持材に、押圧部材の可動方向と平行な方向に、２Ｈｚ〜８Ｈｚの振動を付与する振動発生手段と、前記金型の内部に圧縮ガスを供給する圧縮ガス供給手段と、を備える。
A drawing apparatus according to a first aspect of the present invention for achieving the above object,
<1> Blank support for supporting a blank by applying pressure to at least a part of a mold and a surface of the blank opposite to a surface of the blank which is disposed on the mold via a blank. Material, a pressing member that presses a part of the surface of the blank material opposite to the surface in contact with the mold to deform the blank material, and that the blank support material has 2 Hz in a direction parallel to the movable direction of the pressing member. A vibration generating means for applying vibration of about 8 Hz; and a compressed gas supply means for supplying a compressed gas into the mold.
ブランク支持材に特定の周波数の振動を加えることで、ブランク材と金型との接触時間が低減される。これによって凝着の原因である摺動の持続時間を短縮できる。また、ブランク支持材に特定の周波数の振動を加えることで、ブランク材と金型との間に圧縮ガスが送り込まれるための空間を確保できる。上記確保した空間に圧縮ガスを供給することで、ブランク支持材の振動によって発生する、ブランク材と金型との衝突による衝撃を抑制することができる。以上によって、ブランク材の金型への凝着を軽減することができる。
金属表面には、例えば金属表面を保護することを目的として、大気酸化、陽極酸化等の酸化被膜を施すことがある。本開示の絞り加工装置は、大気酸化、陽極酸化等の異なる手法により金属表面に施された酸化被膜の剥離を抑制する効果にも優れる。結果として、酸化被膜が施された金属の金型への凝着抑制の効果に優れたものとなる。
By applying vibration of a specific frequency to the blank support material, the contact time between the blank material and the mold is reduced. As a result, the duration of the sliding which causes the adhesion can be reduced. In addition, by applying vibration of a specific frequency to the blank support member, a space for sending compressed gas between the blank member and the mold can be secured. By supplying the compressed gas to the secured space, it is possible to suppress the impact caused by the collision between the blank material and the mold, which is generated by the vibration of the blank support material. As described above, adhesion of the blank material to the mold can be reduced.
The metal surface may be provided with an oxide film such as atmospheric oxidation or anodic oxidation for the purpose of protecting the metal surface, for example. INDUSTRIAL APPLICABILITY The drawing apparatus according to the present disclosure is also excellent in an effect of suppressing peeling of an oxide film formed on a metal surface by different methods such as atmospheric oxidation and anodic oxidation. As a result, the effect of suppressing adhesion of the metal provided with the oxide film to the metal mold is obtained.
＜２＞ ＜１＞において、前記押圧部材は、前記可動方向と直交する断面の形状が円形であり、前記ブランク材は、前記可動方向と直交する平面と平行な面の形状が円形であり、押圧部材の直径に対するブランク材の直径の比が２以上の条件において、金型の屈曲部における全ての面において任意に選択された、下記式１を満たす測定面の面積に対する絞り加工終了後の金型のブランク材が凝着した部分の合計の面積の比率が、０．２％以下とすることができる。
測定面の面積＝Ｙ×０．７５Ｙ （式１）
式１中、Ｙは金型の周方向と直交する方向における屈曲部の幅長（ｍｍ）を表す。
本開示において、屈曲部とは、図３に示す通り、金型の孔５Ｃの側壁５Ｅと、ブランク材が接触する面５Ｂと、の間の屈曲している領域を指す。
<2> In the above item <1>, the pressing member has a circular cross section perpendicular to the movable direction, and the blank has a circular surface parallel to a plane perpendicular to the movable direction. Under the condition that the ratio of the diameter of the blank material to the diameter of the pressing member is 2 or more, the metal after drawing is completed with respect to the area of the measurement surface that satisfies the following formula 1 arbitrarily selected on all surfaces in the bent portion of the mold. The ratio of the total area of the portions where the blank material of the mold adheres can be 0.2% or less.
Area of measurement surface = Y × 0.75Y (Equation 1)
In Formula 1, Y represents the width (mm) of the bent portion in a direction orthogonal to the circumferential direction of the mold.
In the present disclosure, the bent portion refers to a bent region between the side wall 5E of the mold hole 5C and the surface 5B with which the blank material contacts, as shown in FIG.
＜３＞ ＜１＞又は＜２＞において、ブランク材としては純チタン又はチタン合金を好適に挙げることができる。中でも純チタンは凝着を発生させやすい。
本開示の一実施形態によれば、凝着を起こしやすい純チタンをブランク材として用いた場合でも、優れた効果を奏することができる。
<3> In <1> or <2>, pure titanium or a titanium alloy can be preferably used as the blank material. Above all, pure titanium tends to cause adhesion.
According to an embodiment of the present disclosure, excellent effects can be achieved even when pure titanium, which easily causes adhesion, is used as a blank material.
＜４＞ ＜１＞〜＜３＞において、圧縮ガスの温度は、−１５℃〜２５℃であることが好ましい。絞り成形中には、金属と金型の間に摩擦熱が発生し、この摩擦熱が凝着を亢進させるところ、ガスの温度を−１５℃〜２５℃とすることで、上記摩擦熱を抑制し、凝着をより抑制することができる。 <4> In the above items <1> to <3>, the temperature of the compressed gas is preferably −15 ° C. to 25 ° C. During the drawing, frictional heat is generated between the metal and the mold, and the frictional heat promotes the adhesion. By controlling the gas temperature to -15 ° C to 25 ° C, the frictional heat is suppressed. Thus, adhesion can be further suppressed.
＜５＞ ＜１＞〜＜４＞において、圧縮ガスの圧力は、０．２ＭＰａ〜０．８ＭＰａとすることができる。これによって、成形体のしわの発生を良好に抑制することができる。 <5> In <1> to <4>, the pressure of the compressed gas can be 0.2 MPa to 0.8 MPa. Thereby, generation of wrinkles of the molded body can be favorably suppressed.
＜６＞ ＜１＞〜＜５＞において、ブランク材は、表面が酸化された材料であることが好ましい。例えば５００℃〜６００℃の温度で大気酸化、又は、１５Ｖ〜６０Ｖの電圧で陽極酸化されているブランク材が好ましい。ブランク材に施された酸化被膜により、ブランク材を保護することができるところ、本開示の一実施形態は、ブランク材の表面に施された酸化被膜の剥離を抑制することができるため、ブランク材の凝着をより抑制することができる。 <6> In the above items <1> to <5>, the blank is preferably a material whose surface is oxidized. For example, a blank material that is oxidized in the air at a temperature of 500 ° C. to 600 ° C. or anodized at a voltage of 15 V to 60 V is preferable. Although the blank material can be protected by the oxide film applied to the blank material, an embodiment of the present disclosure can suppress the peeling of the oxide film applied to the surface of the blank material. Can be further suppressed.
＜７＞ 第２の発明である絞り加工方法は、ブランク支持材と金型との間にブランク材を配置する工程と、前記ブランク支持材に対して、押圧部材の可動方向と平行な方向に、２Ｈｚ〜８Ｈｚの振動を付与し、前記金型の内部に圧縮ガスを供給し、かつ、前記ブランク支持材によってブランク材に圧力を加えて前記ブランク材を支持した状態で、前記ブランク材の前記金型と接する面とは反対の面の少なくとも一部分を前記押圧部材で押圧してブランク材を変形させる工程と、を有する。 <7> A drawing method according to a second aspect of the present invention includes a step of disposing a blank material between a blank support material and a mold, and a step of moving the blank material in a direction parallel to a movable direction of a pressing member. Applying a vibration of 2 Hz to 8 Hz, supplying a compressed gas to the inside of the mold, and applying pressure to the blank material by the blank support material to support the blank material, Pressing at least a part of the surface opposite to the surface in contact with the mold with the pressing member to deform the blank material.
＜８＞ 絞り加工方法は、＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の絞り加工装置を用いて絞り加工することができる。 <8> The drawing method can be performed by using the drawing apparatus described in any one of <1> to <6>.
本開示によれば、金属の金型への凝着を抑制できる絞り加工装置及び絞り加工方法を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a drawing apparatus and a drawing method capable of suppressing adhesion of a metal to a metal mold.
以下、図１〜図６を参照して、本開示の絞り加工装置及び絞り加工方法の実施形態について具体的に説明する。但し、本開示においては、以下に示す実施形態に制限されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of a drawing apparatus and a drawing method of the present disclosure will be specifically described with reference to FIGS. However, the present disclosure is not limited to the embodiments described below.
絞り加工装置１００は、図１に示すように、金型５と、ブランク支持材７と、押圧部材９と、振動発生手段１と、圧縮ガス供給手段３と、を備える。 As shown in FIG. 1, the drawing apparatus 100 includes a mold 5, a blank support member 7, a pressing member 9, a vibration generation unit 1, and a compressed gas supply unit 3.
金型５は、図３に示すように、内部に孔５Ｃを有し、孔５Ｃの金型５と接するようにしてブランク材が配置される側の開口端に、屈曲部５Ｄを有することができる。金型５と接するように配置されたブランク材１１を、押圧部材９を用いて上記孔５Ｃに沿って絞ることで、所望の形状の成形体に加工することができる。
絞り加工を行う上で、凝着は屈曲部５Ｄにおいて最も顕著に発生しやすい。
金型５の孔の形状によって、成形体の形状を種々選択することができる。本開示における金型５の孔の形状として、例えば、円錐形状、角錐形状、円筒形状、角筒形状等が挙げられる。
金型５の材質としては、特に制限はないが、例えば、ＳＫＤ１１、ＳＫＤ６１、超硬合金等が挙げられる。
As shown in FIG. 3, the mold 5 has a hole 5C inside, and may have a bent portion 5D at the opening end of the hole 5C on the side where the blank material is arranged so as to be in contact with the mold 5. it can. By squeezing the blank material 11 arranged so as to be in contact with the mold 5 along the hole 5C by using the pressing member 9, a blank having a desired shape can be processed.
In performing drawing, adhesion is most likely to occur at the bent portion 5D.
The shape of the molded body can be variously selected depending on the shape of the hole of the mold 5. Examples of the shape of the hole of the mold 5 in the present disclosure include a conical shape, a pyramid shape, a cylindrical shape, a rectangular tube shape, and the like.
The material of the mold 5 is not particularly limited, and examples thereof include SKD11, SKD61, and a cemented carbide.
ブランク支持材７は、図４に示すように、孔７Ａを有し、図２に示すように、金型５との間にブランク材１１を配置する際に、ブランク材１１を支持する。また、ブランク材１１の金型５と接する面とは反対の面の少なくとも一部分に対し、圧力を加える。これによって、成形体のしわの発生を抑制することができる。
ブランク支持材７は、押圧部材９が通過するための孔７Ａを有するため、上記孔７Ａを押圧部材９が通過し、ブランク材１１を押圧することで、絞り加工を行う。
The blank support member 7 has a hole 7A as shown in FIG. 4, and supports the blank material 11 when the blank material 11 is arranged between the blank 5 and the mold 5 as shown in FIG. Further, pressure is applied to at least a part of the surface of the blank material 11 opposite to the surface in contact with the mold 5. Thereby, generation of wrinkles of the molded body can be suppressed.
Since the blank supporting member 7 has a hole 7A through which the pressing member 9 passes, the pressing member 9 passes through the hole 7A and presses the blank material 11 to perform drawing.
ブランク支持材７がブランク材１１に与える力（ＢＨＦ：Ｂｌａｎｋ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｆｏｒｃｅ）は、ブランク材１１の材質、寸法等によって適宜調整できるが、２００Ｎ〜５００Ｎが好ましい。ＢＨＦが２００Ｎ以上であることで、ブランク材１１に発生するしわを良好に抑制できる。ＢＨＦが５００Ｎ以下であることで、ブランク材と金型５の間の面圧を抑制し、凝着量を低減することができる。また、ブランク材１１に発生する割れを良好に抑制することができる。
上記の観点から、本開示において対象とするブランク材１１においては、ＢＨＦは２２０Ｎ〜４５０Ｎがより好ましく、２３０Ｎ〜４２０Ｎがさらに好ましい。
The force (BHF: Blank Holding Force) applied by the blank supporting member 7 to the blank material 11 can be appropriately adjusted depending on the material and dimensions of the blank material 11, but is preferably 200N to 500N. When the BHF is 200 N or more, wrinkles generated in the blank material 11 can be favorably suppressed. When BHF is 500 N or less, the surface pressure between the blank material and the mold 5 can be suppressed, and the amount of adhesion can be reduced. Further, cracks generated in the blank material 11 can be favorably suppressed.
From the above viewpoint, in the blank material 11 targeted in the present disclosure, the BHF is more preferably from 220 N to 450 N, and further preferably from 230 N to 420 N.
ブランク支持材７は、図４に示すように、内部に孔７Ａを有する円柱形とすることができる。
ブランク支持材７の外径７Ｒは、ブランク支持材７と同サイズの値が望ましい。
ブランク支持材７の内径７ｒは、内径７ｒを通過する押圧部材９の通過を阻害しない値が望ましい。
ブランク支持材７の厚み７ｈは、特に制限はないが、例えば、１ｃｍ〜１０ｃｍとすることができる。
ブランク支持材７の材質は、特に制限はないが、例えば、ＳＫＤ１１、ＳＫＤ６１、超硬合金等が挙げられる。
As shown in FIG. 4, the blank support member 7 can be formed in a cylindrical shape having a hole 7A therein.
It is desirable that the outer diameter 7R of the blank support member 7 be the same size as the blank support member 7.
Desirably, the inner diameter 7r of the blank support member 7 does not impede the passage of the pressing member 9 passing through the inner diameter 7r.
The thickness 7h of the blank supporting member 7 is not particularly limited, but may be, for example, 1 cm to 10 cm.
The material of the blank support member 7 is not particularly limited, and examples thereof include SKD11, SKD61, and cemented carbide.
押圧部材９は、図５に示すように、例えば略円筒形状とすることができ、胴体部９Ｂを有し、胴体部９Ｂにブランク材１１を押圧するための押圧面９Ａを備えることができる。押圧部材９は、図２に示すように、ブランク支持材７に、押圧部材９の可動方向と平行な方向に、２Ｈｚ〜８Ｈｚの振動を付与し、金型５の内部に圧縮ガスを供給し、ブランク材１１の金型５と接する面とは反対の面の少なくとも一部分に対し、圧力を加えた状態で、ブランク材１１の金型５と接する面とは反対の面の一部分を押圧してブランク材１１を金型５の孔５Ｃに沿って絞ることで加工するためのものである。 As shown in FIG. 5, for example, the pressing member 9 can be formed in a substantially cylindrical shape, has a body portion 9B, and can be provided with a pressing surface 9A for pressing the blank material 11 on the body portion 9B. The pressing member 9 applies a vibration of 2 Hz to 8 Hz to the blank support member 7 in a direction parallel to the movable direction of the pressing member 9 as shown in FIG. In a state where pressure is applied to at least a part of the surface of the blank material 11 opposite to the surface in contact with the mold 5, a part of the surface of the blank material 11 opposite to the surface in contact with the mold 5 is pressed. This is for processing by blanking the blank material 11 along the hole 5C of the mold 5.
押圧部材９の材質は、特に制限はないが、例えば、ＳＫＤ１１、ＳＫＤ６１、超硬合金等が挙げられる。 The material of the pressing member 9 is not particularly limited, and examples thereof include SKD11, SKD61, and cemented carbide.
押圧部材９の形状としては、所望の成形体の形状に合わせて適宜選択することができる。例えば、円筒形状、角筒形状等が挙げられる。 The shape of the pressing member 9 can be appropriately selected according to the desired shape of the molded body. For example, a cylindrical shape, a rectangular tube shape, and the like can be given.
押圧部材９がブランク材１１を押圧する際の速度（パンチスピード）、及び、荷重の最大値（最大パンチロード）は、ブランク材１１の摺動特性、変形特性等によって適宜調整できる。 The speed (punch speed) at which the pressing member 9 presses the blank material 11 and the maximum value of the load (maximum punch load) can be appropriately adjusted according to the sliding characteristics, deformation characteristics, and the like of the blank material 11.
押圧部材９がブランク材１１を押圧する際の荷重の最大値（最大パンチロード）は、ブランク材１１の酸化膜の膜厚、加工条件等によって適宜調整できる。 The maximum value of the load (maximum punch load) when the pressing member 9 presses the blank material 11 can be appropriately adjusted according to the thickness of the oxide film of the blank material 11, the processing conditions, and the like.
振動発生手段１は、図２に示すように、ブランク支持材７に押圧部材９の可動方向と平行な方向に、以下の振動数の振動を付与するためのものである。
上記振動数としては、低周波の場合には２Ｈｚ〜８Ｈｚである。また、高周波の場合には上記振動数は５０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚであることが好ましい。
これによって、ブランク材１１と金型５との接触時間が低減され、凝着を抑制できる。また、ブランク材１１と金型５の間に圧縮空気が円滑に送り込まれるための空間を確保できる。
上記空間を確保できる理由は以下のように推定される。
即ち、絞りを行う際に、押圧部材９による荷重部分は金型５内部に押し込まれる方向に力が加えられるため、ブランク支持材によって圧力が加えられる部分については金型５内部と略反対方向にブランク材１１自身が発生させる付勢力が働くと考えられる。この点から、ブランク支持材に振動を付与することで、金型５とブランク材１１の間の空間を良好に確保することができると考えられる。
As shown in FIG. 2, the vibration generating means 1 is for applying vibration of the following frequency to the blank support member 7 in a direction parallel to the movable direction of the pressing member 9.
The frequency is 2 Hz to 8 Hz in the case of a low frequency. In the case of a high frequency, the frequency is preferably 50 kHz to 70 kHz.
Thereby, the contact time between the blank material 11 and the mold 5 is reduced, and adhesion can be suppressed. Further, a space for smoothly sending compressed air between the blank 11 and the mold 5 can be secured.
The reason that the above space can be secured is presumed as follows.
That is, when the drawing is performed, a force is applied to the load portion by the pressing member 9 in the direction of being pushed into the mold 5. Therefore, the portion to which the pressure is applied by the blank support material is substantially opposite to the inside of the mold 5. It is considered that the urging force generated by the blank material 11 itself acts. From this point, it is considered that the space between the mold 5 and the blank material 11 can be favorably secured by applying vibration to the blank support material.
振動発生手段１により発生させる振動数は、低周波の場合には２Ｈｚ〜８Ｈｚである。２Ｈｚ以上であることで、１回の振動当たりの接触時間を減少させることができるため、ブランク材１１の金型５に対する摺動を抑制することができる。８Ｈｚ以下であることで、しわを抑制するための適正なＢＨＦを維持した状態で加工できる。
上記の観点から、振動数は４Ｈｚ〜８Ｈｚが好ましい。
また、高周波の場合には、振動数は５０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚであることが好ましく、５５ｋＨｚ〜６５ｋＨｚであることがより好ましく、５８ｋＨｚ〜６２ｋＨｚであることがさらに好ましい。
The frequency of the vibration generated by the vibration generating means 1 is 2 Hz to 8 Hz in the case of a low frequency. When the frequency is 2 Hz or more, the contact time per one vibration can be reduced, so that the sliding of the blank material 11 with respect to the mold 5 can be suppressed. When the frequency is 8 Hz or less, processing can be performed while maintaining appropriate BHF for suppressing wrinkles.
From the above viewpoint, the frequency is preferably 4 Hz to 8 Hz.
In the case of a high frequency, the frequency is preferably 50 kHz to 70 kHz, more preferably 55 kHz to 65 kHz, and even more preferably 58 kHz to 62 kHz.
また、振動発生手段１により発生させる振動数を２Ｈｚ〜８Ｈｚとすることで、上記の効果に加えて、より簡易な装置を用いて絞り加工することができる。
上記と同様の観点から、振動発生手段１により発生させる振動数を４Ｈｚ〜８Ｈｚとすることが好ましい。
Further, by setting the vibration frequency generated by the vibration generating means 1 to 2 Hz to 8 Hz, in addition to the above-described effects, drawing can be performed using a simpler apparatus.
From the same viewpoint as above, it is preferable that the vibration frequency generated by the vibration generating means 1 be 4 Hz to 8 Hz.
振動発生手段１としては、ブランク支持材に上記の振動を付与できるものであれば特に制限はないが、例えばサーボモーター、油圧ポンプ、振動発生装置（例えば、バイブレーター、定常波発生器）等を用いてブランク支持材７を振動させる手段が挙げられる。具体的には、ブランク支持材を押圧部材の可動方向と平行な方向に可動させるサーボモーターを設け、上記サーボモーターによって、ブランク支持材を上述の振動数で振動させることができる。 The vibration generating means 1 is not particularly limited as long as it can apply the above-described vibration to the blank support member. For example, a servo motor, a hydraulic pump, a vibration generating device (for example, a vibrator, a standing wave generator) or the like is used. Means for vibrating the blank support member 7 may be used. Specifically, a servomotor that moves the blank support member in a direction parallel to the movable direction of the pressing member is provided, and the blank motor can be vibrated at the above-described frequency by the servomotor.
特に、比較的高い周波数（例えば、５８ｋＨｚ〜６２ｋＨｚ）を付与する場合には、振動発生装置（例えば、バイブレーター、定常波発生器等）を用いて振動させることが好ましい。 In particular, when a relatively high frequency (for example, 58 kHz to 62 kHz) is applied, it is preferable to vibrate using a vibration generator (for example, a vibrator or a standing wave generator).
圧縮ガス供給手段３は、図１及び図２に示すように、金型５の内部に圧縮ガスを供給するためのものである。これによって、振動発生手段１により生じた金型５とブランク材１１の間の空間に圧縮ガスが送り込まれ、ブランク支持材７の振動によって発生する、金属と金型５との衝突による衝撃を抑制することができ、金属の金型５への凝着を軽減することができる。 The compressed gas supply means 3 is for supplying a compressed gas to the inside of the mold 5 as shown in FIGS. As a result, the compressed gas is sent into the space between the mold 5 and the blank material 11 generated by the vibration generating means 1, and the impact caused by the collision between the metal and the mold 5 caused by the vibration of the blank support member 7 is suppressed. And the adhesion of metal to the mold 5 can be reduced.
圧縮ガスの温度は、低温であることが好ましい。絞り加工中にブランク材１１と金型５との間で発生する摩擦熱は、ブランク材１１の金型５への凝着を促進すると考えられ、圧縮ガスの温度が低温であることで、上記摩擦熱を奪い、凝着をより良好に抑制する事ができる。
本願において、低温とは、５０℃以下の温度を指す。
圧縮ガスの温度は、具体的には−１５℃〜５０℃であることが好ましい。
圧縮ガスの温度が−１５℃以上であることで、摺動の妨げになるガス中の水分を除去でき、かつ、ブランク材１１と金型５との間で発生する摩擦による発熱を抑制できる。
上記の観点から、圧縮ガスの温度は−１５℃〜２５℃であることがより好ましい。
なお、圧縮ガスの温度は、例えばサーモメーター（例えば、防水型パーソナルサーモメーター、アズワン株式会社製）を用いて測定することができる。
The temperature of the compressed gas is preferably low. The frictional heat generated between the blank material 11 and the mold 5 during the drawing is considered to promote the adhesion of the blank material 11 to the mold 5, and the temperature of the compressed gas is low. Friction heat is deprived, and adhesion can be suppressed better.
In the present application, low temperature refers to a temperature of 50 ° C. or less.
Specifically, the temperature of the compressed gas is preferably from −15 ° C. to 50 ° C.
When the temperature of the compressed gas is −15 ° C. or more, moisture in the gas that hinders sliding can be removed, and heat generation due to friction generated between the blank 11 and the mold 5 can be suppressed.
From the above viewpoint, the temperature of the compressed gas is more preferably from -15C to 25C.
The temperature of the compressed gas can be measured using, for example, a thermometer (for example, a waterproof personal thermometer, manufactured by As One Corporation).
圧縮ガスの気圧は、ブランク材１１によって適宜調整することができるが、０．１ＭＰａ〜１．５ＭＰａが好ましい。
圧縮ガスの気圧が０．１ＭＰａ以上であることで、良好に凝着を抑制できる。圧縮ガスの気圧が１．５ＭＰａ以下であることで、精緻な成形性を保持することができる。
上記の観点から、圧縮ガスの気圧は、０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａがより好ましく、０．２ＭＰａ〜０．８ＭＰａがさらに好ましい。
圧縮ガスの気圧は、例えばプレッシャーゲージ（例えば、普通形圧力計、長野計器株式会社製）を用いて測定することができる。
The pressure of the compressed gas can be appropriately adjusted depending on the blank material 11, but is preferably 0.1 MPa to 1.5 MPa.
When the pressure of the compressed gas is 0.1 MPa or more, adhesion can be favorably suppressed. When the pressure of the compressed gas is 1.5 MPa or less, precise moldability can be maintained.
In view of the above, the pressure of the compressed gas is more preferably from 0.1 MPa to 1.0 MPa, and even more preferably from 0.2 MPa to 0.8 MPa.
The pressure of the compressed gas can be measured using, for example, a pressure gauge (for example, a normal type pressure gauge, manufactured by Nagano Keiki Co., Ltd.).
圧縮ガス供給手段３は、上述の圧縮ガスを金型５の内部に供給できるものであれば特に制限はないが、例えば、コンプレッサーを用いてガスを所望の気圧まで圧縮し、圧縮したガスを金型５内部に供給する手段が挙げられる。 The compressed gas supply means 3 is not particularly limited as long as the compressed gas can be supplied to the inside of the mold 5. For example, the compressed gas is compressed to a desired pressure using a compressor, and Means for supplying the inside of the mold 5 may be used.
ブランク材１１は、図２に示すように、押圧部材９で押圧することによって加工され、所望の成形体を形成するための材料である。
本開示におけるブランク材１１の形状としては、例えば、円形の平板形状のものを用いることができる。
As shown in FIG. 2, the blank material 11 is processed by being pressed by the pressing member 9 and is a material for forming a desired molded body.
As the shape of the blank material 11 in the present disclosure, for example, a circular flat plate shape can be used.
本開示におけるブランク材１１は、特に制限はないが、金属を用いることができる。中でも、凝着を起こしやすく、本願の課題が顕在化される観点から、純チタン、チタン合金、アルミニウム又はステンレスが好ましく、純チタン又はチタン合金がより好ましく、純チタンが更に好ましい。 The blank material 11 in the present disclosure is not particularly limited, but a metal can be used. Among them, pure titanium, a titanium alloy, aluminum or stainless steel is preferable, pure titanium or a titanium alloy is more preferable, and pure titanium is further preferable, from the viewpoint that adhesion is likely to occur and the problem of the present application becomes apparent.
ブランク材１１は、表面に酸化被膜を施したものであってもよい。これによって、ブランク材１１を保護することができ、凝着をより良好に抑制することができる。
ブランク材１１に酸化被膜を施す方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、大気酸化、陽極酸化等の方法が挙げられる。
大気酸化とは、例えば、一定の温度の炉内において空気中の酸素により、金属表面にアナターゼ型の酸化被膜を形成する酸化被膜形成方法である。
陽極酸化とは、金属を陽極として通電し、陽極側の金属表面にルチル型の酸化被膜を形成する酸化被膜形成方法である。
本開示において、凝着抑制の観点からは、大気酸化が好ましい。
本願の課題がより顕在化され、本開示の絞り加工装置の効果がより明確に奏される観点からは、比較的弱い酸化被膜を形成する陽極酸化が好ましい。換言すれば、比較的弱い酸化被膜を形成する陽極酸化であっても、本開示の絞り加工装置を用いた場合には、酸化被膜の剥離を良好に防止し、ブランク材１１の凝着を抑制できる。
The blank material 11 may have a surface coated with an oxide film. Thereby, the blank material 11 can be protected, and the adhesion can be suppressed more favorably.
A known method can be used as a method of applying an oxide film to the blank material 11. For example, methods such as atmospheric oxidation and anodic oxidation can be used.
Atmospheric oxidation is, for example, a method of forming an oxide film by forming an anatase-type oxide film on a metal surface using oxygen in the air in a furnace at a constant temperature.
The anodic oxidation is a method of forming an oxide film in which a metal is used as an anode and a current is supplied to form a rutile oxide film on the metal surface on the anode side.
In the present disclosure, atmospheric oxidation is preferable from the viewpoint of suppressing adhesion.
From the viewpoint that the problem of the present application becomes more apparent and the effect of the drawing apparatus of the present disclosure is more clearly exhibited, anodic oxidation that forms a relatively weak oxide film is preferable. In other words, even in the case of anodic oxidation for forming a relatively weak oxide film, when the drawing apparatus of the present disclosure is used, the oxide film is prevented from peeling off and adhesion of the blank material 11 is suppressed. it can.
ブランク材１１が円形の平板形状であり、かつ、押圧部材９が円筒形状である場合に、押圧部材９の直径（ｄ）に対するブランク材１１の直径（Ｄ）の比（絞り比：Ｄ／ｄ）が２．０以上であることで、一般産業上の実用性を得られやすい。Ｄの値が大きい程、即ち、絞り比が大きい程、１回の絞りで成形体に破断を起こしやすく、絞り比は素材の絞り性の指標となり得る。 When the blank 11 has a circular flat plate shape and the pressing member 9 has a cylindrical shape, the ratio of the diameter (D) of the blank 11 to the diameter (d) of the pressing member 9 (drawing ratio: D / d) ) Is 2.0 or more, it is easy to obtain practical utility in general industry. The larger the value of D, that is, the larger the drawing ratio, the more easily the formed body is broken by one drawing, and the drawing ratio can be an index of the drawability of the material.
本開示の絞り加工装置を用いて製造される成形体の一実施形態は、図６に示すように、例えば、一方が閉塞された略円筒形状の成形体であって、他方の解放された開口部の周縁から筒外壁より外側に延びるフランジ部１１Ｇを備えることができ、上記開口部の周縁と上記フランジ部１１Ｇとの間に、屈曲した部分である屈曲部１１Ｈを備えることができる。 As shown in FIG. 6, one embodiment of a molded body manufactured using the drawing apparatus of the present disclosure is, for example, a substantially cylindrical molded body with one closed, and the other opened opening. A flange 11G extending from the periphery of the portion to the outside of the outer cylinder wall can be provided, and a bent portion 11H, which is a bent portion, can be provided between the periphery of the opening and the flange 11G.
本開示の絞り加工装置において、押圧部材９は、可動方向と直交する断面の形状が円形であり、ブランク材１１は、可動方向と直交する平面と平行な面の形状が円形であり、押圧部材９の直径に対するブランク材１１の直径の比が２以上の条件において、金型５の屈曲部５Ｄにおける全ての面において任意に選択された、下記式１を満たす測定面の面積に対する、絞り加工終了後の金型の、ブランク材１１が凝着した部分の合計の面積の比率が、０．２％以下であることが好ましい。
測定面の面積＝Ｙ×０．７５Ｙ （式１）
式１中、Ｙは金型の周方向と直交する方向における屈曲部５Ｄの幅長（ｍｍ）を表す。
In the drawing apparatus of the present disclosure, the pressing member 9 has a circular cross section perpendicular to the movable direction, and the blank 11 has a circular surface parallel to a plane perpendicular to the movable direction. Under the condition that the ratio of the diameter of the blank material 11 to the diameter of No. 9 is 2 or more, the drawing process is completed with respect to the area of the measurement surface which satisfies the following expression 1 arbitrarily selected on all surfaces in the bent portion 5D of the mold 5 It is preferable that the ratio of the total area of the portion where the blank material 11 adheres to the later die is 0.2% or less.
Area of measurement surface = Y × 0.75Y (Equation 1)
In Equation 1, Y represents the width (mm) of the bent portion 5D in a direction orthogonal to the circumferential direction of the mold.
凝着抑制の点から、上記式１を満たす測定面の面積に対する金型５のブランク材１１が凝着した部分の面積の比率は、０．１３％以下であることがより好ましい。 From the viewpoint of suppressing adhesion, it is more preferable that the ratio of the area of the portion where the blank 11 of the mold 5 is adhered to the area of the measurement surface satisfying the above equation 1 is 0.13% or less.
次に、本開示の絞り加工方法について詳細に説明する。 Next, the drawing method of the present disclosure will be described in detail.
本開示の絞り加工方法は、ブランク支持材７と金型５との間にブランク材１１を配置する工程と、前記ブランク支持材７に、押圧部材９の可動方向と平行な方向に、２Ｈｚ〜８Ｈｚの振動を付与し、前記金型５の内部に圧縮ガスを供給し、前記ブランク材１１の金型５と接する面とは反対の面の少なくとも一部分に対し、圧力を加えた状態で、前記ブランク材１１の金型５と接する面とは反対の面の一部分を押圧部材９で押圧してブランク材１１を変形させる工程と、を有する。 The drawing method of the present disclosure includes a step of arranging a blank material 11 between the blank support member 7 and the mold 5, and a step of setting the blank support member 7 to a frequency of 2 Hz or more in a direction parallel to the movable direction of the pressing member 9. By applying a vibration of 8 Hz, supplying a compressed gas to the inside of the mold 5, and applying a pressure to at least a part of a surface of the blank material 11 opposite to a surface in contact with the mold 5, Pressing the part of the surface of the blank 11 opposite to the surface in contact with the mold 5 with the pressing member 9 to deform the blank 11.
本開示の絞り加工方法は、本開示に係る絞り加工装置を用いてもよい。 The drawing method according to the present disclosure may use the drawing apparatus according to the present disclosure.
本開示の絞り加工方法の一実施形態を図１及び図２を参照して説明する。
まず、図１に示すブランク支持材７と金型５との間にブランク材１１を配置する。
図１に示すように、ブランク材１１をブランク支持材７上に配置する際、ブランク支持材７がサーボモーターにより駆動されて金型５に向けて接近移動すると、ブランク材１１は金型５とブランク支持材との間に挟持されるように配置される。
One embodiment of a drawing method according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
First, the blank material 11 is arranged between the blank support material 7 and the mold 5 shown in FIG.
As shown in FIG. 1, when placing the blank material 11 on the blank support material 7, when the blank support material 7 is driven by the servomotor and moves toward the mold 5, the blank material 11 is moved to the mold 5. It is arrange | positioned so that it may be pinched between a blank support material.
次に、図２に示す通り前記ブランク支持材７に、押圧部材９の可動方向と平行な方向に、２Ｈｚ〜８Ｈｚの振動を付与し、前記金型５の内部に圧縮ガスを供給し、前記ブランク材１１の金型５と接する面とは反対の面の少なくとも一部分に対し、圧力を加えた状態で、前記ブランク材１１の金型５と接する面とは反対の面の一部分を押圧部材９で押圧してブランク材１１を変形させる。 Next, as shown in FIG. 2, a vibration of 2 Hz to 8 Hz is applied to the blank support member 7 in a direction parallel to the movable direction of the pressing member 9, and a compressed gas is supplied into the mold 5. In a state where pressure is applied to at least a part of the surface of the blank material 11 opposite to the surface in contact with the mold 5, a part of the surface of the blank material 11 opposite to the surface in contact with the mold 5 is pressed against the pressing member 9. To deform the blank material 11.
具体的には、例えば図２に示すように、ブランク材１１の金型５と接する面とは反対の面の例えばスクラップ部１３に対して、圧力を加える。その後、金型５の孔５Ｃの一端から例えばコンプレッサーにより圧縮ガスを金型５内部に供給した後、押圧部材９の可動方向と平行な方向に、振動発生手段１（例えばサーボモーター）により、２Ｈｚ〜８Ｈｚの振動をブランク支持材７に付与する。 Specifically, for example, as shown in FIG. 2, pressure is applied to, for example, the scrap portion 13 on the surface of the blank material 11 opposite to the surface in contact with the mold 5. Then, after supplying compressed gas into the inside of the mold 5 from one end of the hole 5C of the mold 5 by, for example, a compressor, the vibration generating means 1 (for example, a servo motor) applies 2 Hz in a direction parallel to the movable direction of the pressing member 9. Vibration of ８8 Hz is applied to the blank support member 7.
そして、上記の状態で、押圧部材９を可動させることで、押圧部材９がブランク支持材７の孔７Ａをブランク材１１に向けて通過し、ブランク材１１の金型５と接する面とは反対の面の一部分（例えば、図６の内底面１１Ｄ）を押圧することができる。これによって、ブランク材１１は、内底面１１Ｄが金型５の孔５Ｃ内を進行することによって折り曲げられていき、内底面１１Ｄは、金型５内に押し込められていく。
内底面１１Ｄを所望の位置まで押し込んだ段階で、ブランク材１１の加工が終了する。
Then, by moving the pressing member 9 in the above state, the pressing member 9 passes through the hole 7A of the blank support member 7 toward the blank member 11 and is opposite to the surface of the blank member 11 that contacts the mold 5. (For example, the inner bottom surface 11D in FIG. 6) can be pressed. Thus, the blank 11 is bent as the inner bottom surface 11D advances in the hole 5C of the mold 5, and the inner bottom surface 11D is pushed into the mold 5.
At the stage where the inner bottom surface 11D is pushed into a desired position, the processing of the blank material 11 is completed.
なお、本開示の絞り加工方法は、上述以外の加工を加えてブランク材１１を種々の形状に構成することができる。 In addition, the drawing method of the present disclosure can configure the blank material 11 into various shapes by performing processes other than those described above.
以下、本開示を実施例により更に具体的に説明するが、本開示はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。 Hereinafter, the present disclosure will be described more specifically with reference to examples, but the present disclosure is not limited to the following examples as long as the gist of the present disclosure is not exceeded. Unless otherwise specified, “parts” are based on mass.
（実施例１）
図１に示す構造を有した絞り加工装置を用いて、上述した絞り加工方法により、ブランク材１１（純チタン、大気酸化）に対して絞り加工を行った。この際、得られる成形体のフランジ部１１Ｇが水平な面と接触するように配置した場合の、水平面から外底面１１Ａまでの長さ（図６の１１ｈ）が１０ｍｍとなる位置まで内底面１１Ｄを押し込んだ段階で、ブランク材１１の加工を終了し、成形体を製造した。
なお、絞り加工におけるブランク材１１の直径、酸化被膜、ＢＨＦ、パンチスピード、最大パンチロード、振動数、圧縮ガスの気圧、圧縮空気の温度及び絞り比は、表１に記載した通りである。
(Example 1)
Using the drawing apparatus having the structure shown in FIG. 1, drawing was performed on the blank material 11 (pure titanium, atmospheric oxidation) by the above-described drawing method. At this time, when the flange portion 11G of the obtained molded body is arranged so as to be in contact with a horizontal surface, the inner bottom surface 11D is moved to a position where the length from the horizontal plane to the outer bottom surface 11A (11h in FIG. 6) becomes 10 mm. At the stage of pushing, the processing of the blank material 11 was completed, and a molded body was manufactured.
The diameter of the blank material 11, the oxide film, the BHF, the punch speed, the maximum punch load, the frequency, the pressure of the compressed gas, the temperature of the compressed air, and the drawing ratio in the drawing process are as shown in Table 1.
使用した金型５の外形は、図３のように水平な面に金型を配置した場合、外径５Ｒ：４０ｍｍ×高さ５ｈ：１０ｍｍの円筒形状であり、孔５Ｃの内径５ｒは、１１ｍｍであった。また、金型５の周方向と直交する方向における屈曲部の幅長Ｙは、２．５ｍｍであった。
使用したブランク支持材７の外形は、外径４０ｍｍ×高さ１０ｍｍの円筒形状であり、孔７Ａの内径は、１１ｍｍであった。
The outer shape of the used mold 5 is a cylindrical shape having an outer diameter 5R: 40 mm × a height 5h: 10 mm when the mold is arranged on a horizontal surface as shown in FIG. 3, and the inner diameter 5r of the hole 5C is 11 mm. Met. The width Y of the bent portion in the direction orthogonal to the circumferential direction of the mold 5 was 2.5 mm.
The outer shape of the used blank support member 7 was a cylindrical shape having an outer diameter of 40 mm and a height of 10 mm, and the inner diameter of the hole 7A was 11 mm.
使用した押圧部材の外形は、円形の押圧面の直径（ｄ）が９．５ｍｍであり、胴体部の長さ６０ｍｍの円柱形状であった。 The outer shape of the pressing member used was a columnar shape with a circular pressing surface having a diameter (d) of 9.5 mm and a body portion having a length of 60 mm.
使用したブランク材１１は、表面に大気酸化によって酸化被膜を施した、円形状の平板形状の純チタン（厚さ５００μｍ）である。上記円筒形状の円形の面における直径（Ｄ）は１９ｍｍであった。
また、押圧部材の直径（ｄ）に対するブランク材１１の直径（Ｄ）の比（絞り比：Ｄ／ｄ）は２．０であった。
The blank material 11 used is a circular flat plate-shaped pure titanium (500 μm thick) having an oxide film formed on the surface by atmospheric oxidation. The diameter (D) on the circular surface of the cylindrical shape was 19 mm.
The ratio of the diameter (D) of the blank 11 to the diameter (d) of the pressing member (drawing ratio: D / d) was 2.0.
得られた成形体は、外底面の直径が１１ｍｍであり、図６のように成形体を水平な面に配置した場合の、水平な面から外底面までの垂直方向の高さ１１ｈが１１ｍｍであった。 The obtained molded body has a diameter of 11 mm on the outer bottom surface, and when the molded body is arranged on a horizontal surface as shown in FIG. 6, the height 11h in the vertical direction from the horizontal surface to the outer bottom surface is 11 mm. there were.
（実施例２〜実施例８、比較例１〜比較例８）
実施例２〜実施例８、比較例１〜比較例８について、表１に示す通りにブランク材１１の直径、酸化被膜、ＢＨＦ、パンチスピード、振動数、圧縮ガスの気圧、圧縮ガスの温度、絞り比を変更した以外は実施例１と同様にして成形体を製造した。
(Examples 2 to 8, Comparative Examples 1 to 8)
Regarding Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 8, as shown in Table 1, the diameter of the blank material 11, oxide film, BHF, punch speed, frequency, pressure of compressed gas, temperature of compressed gas, A molded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the drawing ratio was changed.
（凝着抑制の評価）
絞り加工後の金型５の屈曲部をマイクロスコープで観察することで凝着抑制を評価した。
マイクロスコープは金型５の内底面側からみて、内側面の延長線を基準として、孔５Ｃ方向に３０°傾けた位置から、屈曲部を観察した。下記式１で求めた測定面の面積（２．３ｍｍ２）ずつ、円周方向にマイクロスコープの測定位置を移動させながら、屈曲部の全ての領域を観察し、測定面の面積に対する金型５のブランク材１１が凝着した部分の面積の比率（％）を算出した。
測定面の面積＝Ｙ×０．７５Ｙ （式１）
式１中、Ｙは金型５の周方向と直交する方向における屈曲部の長さ（ｍｍ）を表す。
算出した上記比率を以下の基準に従って評価し、評価結果を表１に記載した。
(Evaluation of adhesion control)
Adhesion suppression was evaluated by observing the bent portion of the die 5 after drawing with a microscope.
When viewed from the inner bottom surface side of the mold 5, the microscope observed the bent portion from a position inclined by 30 ° in the direction of the hole 5 </ b> C with reference to the extension of the inner surface. While moving the measuring position of the microscope in the circumferential direction by the area of the measurement surface (2.3 mm 2 ) obtained by the following equation 1, all the areas of the bent portion were observed, and the mold 5 was measured with respect to the area of the measurement surface. The ratio (%) of the area of the portion where the blank material 11 adhered was calculated.
Area of measurement surface = Y × 0.75Y (Equation 1)
In Expression 1, Y represents the length (mm) of the bent portion in a direction orthogonal to the circumferential direction of the mold 5.
The calculated ratio was evaluated according to the following criteria, and the evaluation results are shown in Table 1.
−評価基準−
Ａ：測定面の面積に対する金型５のブランク材１１が凝着した部分の面積の比率が、０．２０％以下であった。
Ｂ：測定面の面積に対する金型５のブランク材１１が凝着した部分の面積の比率が、０．２０％超０．３５％以下であった。
Ｃ：測定面の面積に対する金型５のブランク材１１が凝着した部分の面積の比率が、０．３５％超０．５０％以下であった。
Ｄ：測定面の面積に対する金型５のブランク材１１が凝着した部分の面積の比率が、０．５０％超０．７５％以下であった。
Ｅ：測定面の面積に対する金型５のブランク材１１が凝着した部分の面積の比率が、０．７５％超であった。
-Evaluation criteria-
A: The ratio of the area of the portion where the blank 11 of the mold 5 adhered to the area of the measurement surface was 0.20% or less.
B: The ratio of the area of the portion where the blank 11 of the mold 5 adhered to the area of the measurement surface was more than 0.20% and 0.35% or less.
C: The ratio of the area of the portion where the blank 11 of the mold 5 adhered to the area of the measurement surface was more than 0.35% and 0.50% or less.
D: The ratio of the area of the portion where the blank 11 of the mold 5 adhered to the area of the measurement surface was more than 0.50% and 0.75% or less.
E: The ratio of the area of the portion where the blank 11 of the mold 5 adhered to the area of the measurement surface was more than 0.75%.
（成形性の評価）
実施例１〜実施例８、比較例１〜比較例８で製造された成形体におけるしわ発生の有無やその状態を目視で調べて、下記評価基準に基づいて評価し、評価結果を表１に記載した。
−評価基準−
Ａ：しわ、割れ等の不良の発生が認められず、かつ、成形体の表面に酸化膜の剥離が認められなかった。
Ｂ：しわ、割れ等の不良の発生が認められないが、成形体の表面に酸化膜の剥離、傷等が存在し、外観品位に劣っていた。
Ｃ：しわが認められ、１つのしわの長さが２ｍｍを超えているものが半数を占めていて、しわが顕著であって外観品位に劣っていた。又は、割れが認められた。
(Evaluation of moldability)
The presence or absence of wrinkles and the state of the wrinkles in the molded articles manufactured in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 8 were visually inspected and evaluated based on the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in Table 1. Described.
-Evaluation criteria-
A: No occurrence of defects such as wrinkles and cracks was observed, and no oxide film was peeled off on the surface of the molded body.
B: No occurrence of defects such as wrinkles and cracks was observed, but the surface of the molded product had peeling of the oxide film, scratches, and the like, and the appearance was poor.
C: Wrinkles were observed, and one wrinkle having a length of more than 2 mm accounted for half, and the wrinkles were remarkable and the appearance quality was poor. Or, cracks were observed.
振動発生手段１及び圧縮ガス供給手段を有する絞り加工装置を用いた実施例１〜８は、凝着の抑制が良好であった。また、前記押圧部材の直径に対する前記ブランク材１１の直径の比が２以上の条件において、実施例１〜８では凝着を良好に抑制した。
ブランク材１１が純チタン、又はチタン合金である実施例１〜８は、凝着を良好に抑制した。
中でも、圧縮ガスの温度が、−１５℃〜２５℃である実施例１〜７は、より優れた凝着抑制性を示した。
圧縮ガスの圧力が、０．２ＭＰａ〜０．８ＭＰａである実施例１〜８は、より優れた凝着抑制性を示した。
一方、圧縮ガス供給手段を有さない比較例１〜比較例４は凝着抑制性に劣っていた。また、振動発生手段を用いていない比較例５及び比較例６は凝着抑制性に劣っていた。振動数が２Ｈｚ〜８Ｈｚの範囲にない比較例７及び比較例８は、凝着抑制性に劣っていた。
In Examples 1 to 8 using the drawing apparatus having the vibration generating means 1 and the compressed gas supply means, the suppression of adhesion was good. Further, under the condition that the ratio of the diameter of the blank material 11 to the diameter of the pressing member was 2 or more, in Examples 1 to 8, adhesion was successfully suppressed.
In Examples 1 to 8 in which the blank material 11 was pure titanium or a titanium alloy, adhesion was favorably suppressed.
Above all, Examples 1 to 7, in which the temperature of the compressed gas was -15 ° C to 25 ° C, exhibited more excellent anti-adhesion properties.
Examples 1 to 8 in which the pressure of the compressed gas was 0.2 MPa to 0.8 MPa showed more excellent anti-adhesion properties.
On the other hand, Comparative Examples 1 to 4 having no compressed gas supply means were inferior in anti-adhesion properties. Comparative Examples 5 and 6, which did not use the vibration generating means, were inferior in anti-adhesion properties. Comparative Examples 7 and 8 in which the frequency was not in the range of 2 Hz to 8 Hz were inferior in the anti-adhesion property.
１００・・・絞り加工装置
１・・・振動発生手段
３・・・圧縮ガス供給手段
５・・・金型
５Ａ・・・上面
５Ｂ・・・下面
５Ｃ・・・孔
５Ｄ（Ｙ）・・・屈曲部
５Ｅ・・・側壁
５ｈ・・・高さ
５Ｒ・・・外径
５ｒ・・・内径
７・・・ブランク支持材
７Ａ・・・孔
７Ｒ・・・外径
７ｒ・・・内径
７ｈ・・・高さ
９・・・押圧部材
９Ａ・・・押圧面
９Ｂ・・・胴体部
１１・・・ブランク材
１１Ａ・・・外底面
１１Ｂ・・・外側面
１１Ｃ・・・外端面
１１Ｄ・・・内底面
１１Ｅ・・・内側面
１１Ｆ・・・内端面
１１Ｇ・・・フランジ部
１１Ｈ・・・屈曲部
１１ｈ・・・高さ
１１Ｒ・・・直径
１３・・・スクラップ部
100 drawing apparatus 1 vibration generation means 3 compressed gas supply means 5 mold 5A top surface 5B bottom surface 5C hole 5D (Y) Bend 5E Side wall 5h Height 5R Outside diameter 5r Inside diameter 7 Blank support 7A Hole 7R Outside diameter 7r Inside diameter 7h・ Height 9 ・ ・ ・ Pressing member 9A ・ ・ ・ Pressing surface 9B ・ ・ ・ Body part 11 ・ ・ ・ Blank material 11A ・ ・ ・ Outer bottom surface 11B ・ ・ ・ Outer surface 11C ・ ・ ・ Outer end surface 11D ・ ・ ・ Inside Bottom surface 11E Inner side surface 11F Inner end surface 11G Flange portion 11H Bending portion 11h Height 11R Diameter 13 Scrap portion
Claims (8)
前記金型にブランク材を介して配置され、ブランク材の、金型と接する面とは反対の面の少なくとも一部分に対し、圧力を加えてブランク材を支持するブランク支持材と、
前記ブランク材の金型と接する面とは反対の面の少なくとも一部分を押圧してブランク材を変形させる押圧部材と、
前記ブランク支持材に、押圧部材の可動方向と平行な方向に、２Ｈｚ〜８Ｈｚの振動を付与する振動発生手段と、
前記金型の内部に圧縮ガスを供給する圧縮ガス供給手段と、
を備えた絞り加工装置。 Mold and
A blank support member that is disposed on the mold via a blank material, and at least a part of a surface of the blank material opposite to a surface in contact with the mold, applies pressure to support the blank material,
A pressing member that deforms the blank material by pressing at least a part of the surface opposite to the surface of the blank material that contacts the mold,
Vibration generating means for applying a vibration of 2 Hz to 8 Hz to the blank support member in a direction parallel to the movable direction of the pressing member,
Compressed gas supply means for supplying compressed gas to the inside of the mold,
A drawing machine with a.
前記押圧部材の直径に対する前記ブランク材の直径の比が２以上の条件において、金型の屈曲部における全ての面において任意に選択された、下記式１を満たす測定面の面積に対する、絞り加工終了後の金型の、ブランク材が凝着した部分の合計の面積の比率が、０．２％以下である請求項１に記載の絞り加工装置。
測定面の面積＝Ｙ×０．５Ｙ （式１）
式１中、Ｙは金型の周方向と直交する方向における屈曲部の幅長（ｍｍ）を表す。 The pressing member has a circular shape in a cross section orthogonal to the movable direction, and the blank has a circular shape in a plane parallel to a plane orthogonal to the movable direction,
Under the condition that the ratio of the diameter of the blank material to the diameter of the pressing member is 2 or more, drawing is completed with respect to the area of the measurement surface that satisfies the following expression 1, which is arbitrarily selected on all surfaces in the bent portion of the mold. 2. The drawing apparatus according to claim 1, wherein a ratio of a total area of a portion where the blank material adheres to the subsequent die is 0.2% or less.
Area of measurement surface = Y × 0.5Y (Equation 1)
In Formula 1, Y represents the width (mm) of the bent portion in a direction orthogonal to the circumferential direction of the mold.
前記ブランク支持材に対して、押圧部材の可動方向と平行な方向に２Ｈｚ〜８Ｈｚの振動を付与し、前記金型の内部に圧縮ガスを供給し、かつ、前記ブランク支持材によって前記ブランク材に圧力を加えて前記ブランク材を支持した状態で、前記ブランク材の前記金型と接する面とは反対の面の少なくとも一部分を前記押圧部材で押圧してブランク材を変形させる工程と、
を有する絞り加工方法。 A step of arranging the blank material between the blank support material and the mold,
Vibration of 2 Hz to 8 Hz is applied to the blank supporting member in a direction parallel to the movable direction of the pressing member, a compressed gas is supplied into the mold, and the blank supporting member applies the compressed gas to the blank. While applying pressure and supporting the blank material, a step of deforming the blank material by pressing at least a part of a surface of the blank material opposite to a surface in contact with the mold with the pressing member,
Drawing method having
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