JP2021079398A - Press die and press working method using the die - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車用排気管など鋼管の外周の一部を加圧して平坦に加工するための金型、およびその金型を用いたプレス加工方法に関する。 The present invention relates to a die for pressurizing a part of the outer circumference of a steel pipe such as an automobile exhaust pipe to make it flat, and a press working method using the die.
パイプの一部に平坦部を形成するような加工が必要になる場合がある。例えば他部品との干渉を避けるため、自動車用排気管の一部を平坦に加工する場合である。その場合、加圧面が平面で構成された金型を用いて加圧すると図6の写真に示すよう中央部に凹みを発生する。 It may be necessary to process a part of the pipe to form a flat part. For example, in order to avoid interference with other parts, a part of the exhaust pipe for an automobile is processed flat. In that case, when pressure is applied using a mold having a flat pressure surface, a dent is generated in the central portion as shown in the photograph of FIG.
この原因はパイプを加圧面が平面で構成された金型で加圧すると、加工により円弧形状の部分が直線状に、周長が縮小するように変形するため、周長を維持しようとする応力が内部に発生し、結果的に周長を維持しようと金型による拘束のないパイプの内側に変形するためと推定される。 The reason for this is that when the pipe is pressed with a mold whose pressure surface is a flat surface, the arc-shaped part is deformed to be linear and the circumference is reduced by processing, so the stress to maintain the circumference is stressed. Is generated inside, and as a result, it is presumed that it deforms to the inside of the pipe without being restrained by the mold in order to maintain the circumference.
この中央部に発生する凹みを避けながら平坦部を形成する方法が特許出願公告昭49−8794にて提案されている。金型の加圧面をパイプ径の5倍程度のアールで湾曲させ円弧状の金型で加圧することにより、中央部に発生する凹みを回避しようという方法である。 A method of forming a flat portion while avoiding the dent generated in the central portion is proposed in Japanese Patent Application Publication No. 49-8794. This is a method of avoiding a dent generated in the central portion by bending the pressurizing surface of the die with a radius of about 5 times the pipe diameter and pressurizing with an arcuate die.
図4(A)、図4(B)に示すようにパイプ形状に沿った下型に被加工物たるパイプをセットし、平面fで構成された金型gで加圧すると、図4(C)に示すように中央部に凹みを生じパイプ上端部が平面にならないことが示されている。それに対し図5(A)、図5(B)に示すように、加圧する金型をパイプ径の5倍程度のアールで湾曲させた円弧状の上型で加圧すると、図5(C)に示すようなほぼ円弧状の上型の形状に沿ったパイプ上端面の形状が得られる。 As shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), when the pipe as the workpiece is set in the lower mold along the pipe shape and pressed by the mold g formed by the plane f, FIG. 4 (C) ), It is shown that a dent is formed in the central portion and the upper end portion of the pipe is not flat. On the other hand, as shown in FIGS. 5A and 5B, when the pressurizing die is pressurized with an arc-shaped upper die curved with a radius of about 5 times the pipe diameter, FIG. 5C is shown. The shape of the upper end surface of the pipe can be obtained along the shape of the upper die having a substantially arc shape as shown in.
この方法によれば、前述の全長を維持しようとする応力が円弧状に上型に沿うような方向に作用するため、変形したパイプが金型を離れて中央部凹みを発生することがない。すなわち湾曲面に沿ったパイプの成型が実現できる。 According to this method, since the above-mentioned stress for maintaining the total length acts in the direction along the upper mold in an arc shape, the deformed pipe does not leave the mold and generate a central dent. That is, molding of a pipe along a curved surface can be realized.
しかしながら、この方法を用いれば中央部に発生する凹みの問題は回避できるものの、上型を湾曲させているため、湾曲面での加工しか実現できない。
設計上の要求から平面の加工を要求された場合は、中央部に発生する凹みを回避するため湾曲した金型で一度加工した後、平面の金型で再度加工するなど複数の工程での加工が必要となる。すなわちパイプの一部を平坦に加工しようとした場合、平面での加工を実現しようとすると複数工程の加工工程を設定せざるを得ないという従来技術の課題がある。
However, although the problem of the dent generated in the central portion can be avoided by using this method, since the upper mold is curved, only machining on a curved surface can be realized.
When a flat surface is required to be machined due to design requirements, it is machined once with a curved die to avoid a dent in the center, and then processed again with a flat die. Is required. That is, when a part of the pipe is to be machined flat, there is a problem of the prior art that the machining process of a plurality of steps must be set in order to realize the machining on a flat surface.
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、一つの工程でパイプの一部を平面に加工する簡便な方法を提供することを本発明の目的とする。 The present invention has been made in consideration of such a problem, and an object of the present invention is to provide a simple method for processing a part of a pipe into a flat surface in one step.
請求項1に係る発明は、パイプの外周を加圧して、当該パイプの外周の一部を平坦面に加工するプレス金型であって、パイプを保持する第1の型と、前記第1の型に近接して前記パイプを加圧する第2の型を持ち、前記第2の型には、前記パイプを加圧する面に前記パイプの軸方向と略直交する方向に所定の間隔でビード状の突起が形成されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項1の構成によるプレス金型は、パイプ軸方向と略直角方向に所定の間隔で形成されたビード状の突起を加圧面に有する。この金型でパイプを加圧すると、突起によってパイプ軸方向と直交する線上で加圧が開始されるため、加圧初期にパイプ軸方向と略直角方向に所定の間隔で微小な溝が形成される。この溝が中央部に軸方向の凹みを発生させることを抑制し、微小な溝を形成しつつ突起部周辺の加圧による変形に伴って、加圧されていない突起部の中間部位も一様に平坦形状に変形する。 The press die according to the first aspect of the present invention has bead-shaped protrusions formed at predetermined intervals in a direction substantially perpendicular to the pipe axial direction on the pressure-pressing surface. When the pipe is pressurized with this mold, the pressure is started on the line orthogonal to the pipe axial direction by the protrusions, so that minute grooves are formed at predetermined intervals in the direction substantially perpendicular to the pipe axial direction at the initial stage of pressurization. Orthogonal. This groove suppresses the generation of an axial dent in the central part, and while forming a minute groove, the intermediate part of the unpressurized protrusion is also uniform due to deformation due to pressure around the protrusion. It transforms into a flat shape.
よってこのプレス金型によれば、微小な溝は形成されるもののパイプの中央部に軸方向の凹みを形成することなく、一つの工程でパイプの一部に平坦部を形成することができる。 Therefore, according to this press die, although a minute groove is formed, a flat portion can be formed in a part of the pipe in one step without forming an axial dent in the central portion of the pipe.
請求項2に係る発明は、パイプの外周を加圧して、当該パイプの外周の一部を平坦面に加工するプレス加工方法であって、パイプを第1の型に保持する工程と、前記第1の型に第2の型を近接して、前記パイプを加圧する加圧工程を持ち、前記第2の型には、前記パイプを加圧する面に前記パイプの軸方向と略直交する方向に所定の間隔でビード状の突起が形成され、当該ビード状の複数の突起で前記パイプを加圧することを特徴とする。
The invention according to
請求項2の構成によるプレス加工方法によれば、パイプ軸方向と略直角方向に所定の間隔で形成されたビード状の突起によってパイプを加圧する。突起によってパイプ軸方向と直交する線上で加圧が開始されるため、加圧初期にパイプ軸方向と略直角方向に所定の間隔で微小な溝が形成される。この溝が中央部に軸方向の凹みを発生させることを抑制し、微小な溝を形成しつつ突起部周辺の加圧による変形に伴って、加圧されていない突起部の中間部位も一様に平坦形状に変形する。 According to the press working method according to the second aspect, the pipe is pressurized by bead-shaped protrusions formed at predetermined intervals in a direction substantially perpendicular to the pipe axial direction. Since pressurization is started on a line orthogonal to the pipe axial direction by the protrusions, minute grooves are formed at predetermined intervals in a direction substantially perpendicular to the pipe axial direction at the initial stage of pressurization. This groove suppresses the generation of an axial dent in the central part, and while forming a minute groove, the intermediate part of the unpressurized protrusion is also uniform due to deformation due to pressure around the protrusion. It transforms into a flat shape.
よってこのプレス加工方法によれば、微小な溝は形成されるもののパイプの中央部に軸方向の凹みを形成することなく、一つの工程でパイプの一部に平坦部を形成することができる。 Therefore, according to this press working method, although minute grooves are formed, a flat portion can be formed in a part of the pipe in one step without forming an axial dent in the central portion of the pipe.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載のプレス金型の構成に加えて、前記ビード状の突起のパイプ外周に当接する端部が半径0.1mmから半径4mmのアール形状で形成されていることを特徴とする。
In the invention according to claim 3, in addition to the structure of the press die according to
前記ビード状の突起端部の半径が0.1mm未満の場合、突起部頂部がパイプ表面を傷つけてしまうため、パイプの外観品質や、パイプの強度が悪化する可能性がある。また突起端部の半径が4mmを超えると、突起部頂部がパイプ軸方向と直交する方向に形成する溝が浅すぎて、パイプ中央部に発生するパイプ軸方向の凹みの形成を防止できなくなる。よってビード状の突起端部の半径の適正範囲は0.1mmから4mmである。 If the radius of the bead-shaped protrusion end is less than 0.1 mm, the protrusion top may damage the pipe surface, which may deteriorate the appearance quality of the pipe and the strength of the pipe. Further, if the radius of the protrusion end portion exceeds 4 mm, the groove formed at the top of the protrusion portion in the direction orthogonal to the pipe axial direction is too shallow, and the formation of a dent in the pipe axial direction generated in the central portion of the pipe cannot be prevented. Therefore, the proper range of the radius of the bead-shaped protrusion end is 0.1 mm to 4 mm.
請求項4に係る発明は、請求項1または請求項3に記載のプレス金型の構成に加えて、前記ビード状の突起の間隔が15mmから30mmであることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is characterized in that, in addition to the structure of the press die according to
実験によれば前記ビード状の突起の間隔が15mm未満の場合、平面の金型で加圧した状態に近くなり中央部に軸方向の凹みを生ずる可能性が出てくる。また突起部の間隔が30mmを超えると、突起部の加圧力が直接作用しない中間部分が長くなりすぎるため、中間部分に間接的に十分な応力が発生しないため、中間部分の平面への変形が不十分になる。
よってビード状の突起の間隔の適正範囲は15mmから30mmである。
According to the experiment, when the distance between the bead-shaped protrusions is less than 15 mm, it becomes close to the state of being pressurized by a flat mold, and there is a possibility that an axial dent is formed in the central portion. Further, if the distance between the protrusions exceeds 30 mm, the intermediate portion where the pressing force of the protrusions does not act directly becomes too long, so that sufficient stress is not indirectly generated in the intermediate portion, so that the intermediate portion is deformed to a flat surface. Will be inadequate.
Therefore, the appropriate range of the spacing between the bead-shaped protrusions is 15 mm to 30 mm.
本発明によれば、複数の工程を用いることなく、一つの工程でパイプの一部を平面状に加工できる。 According to the present invention, a part of the pipe can be processed into a flat surface in one step without using a plurality of steps.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の実施形態の説明は、本質的な例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を限定することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the embodiment is merely an essential example, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
図1に示すようにプレス装置1のスライドに上型20が、ボルスターに下型10が装着され、下型10のパイプ2を支持する支持面11はパイプの形状に沿った形状に加工されている。また上型20の下面にパイプ2を加圧する加圧面21が構成されている。
As shown in FIG. 1, the
またパイプ2は乗用車用排気管に用いられる鋼管であり、他の部品との干渉を避けるため排気管の一部を平坦に加工する。本実施形態ではパイプは外径60.5mm、板厚1.2mmのフェライト系のステンレス管を用いた。
Further, the
プレス装置1の作動によりスライドが下降し、加圧面21が下型10に支持されたパイプ2上面を加圧することにより加工がおこなわれる。本実施形態における加工では加工面がパイプ2の中心線よりも上の面で留まるよう加工される。
The slide is lowered by the operation of the
加圧面21が単純な平面で構成されている上型20で加圧した場合、図4(C)に示すようにパイプ2中央部に、パイプ内側に向かうような凹みを生じ、パイプ上端部が平面にならない。これは平面で構成された金型でパイプを加圧すると、円弧形状の部分が直線状に周長が縮小するように変形するため、周長を維持しようとする応力がパイプ内部に発生し、結果的に周長を維持しようと金型による拘束のないパイプの内側に変形しようとするためと推定される。
When the pressurizing
本実施形態では図3に示すように加圧面21に所定の間隔で、加圧するパイプの軸方向と略直交する方向にビード状突起22を形成している。図3では図示しやすいよう、上下を反転して上型20を図示している。突起形状は例えば図3の詳細図に示すように、突起部基端部24が台形形状で突起部頂部23が円弧状をなし、本実施形態では突起部高さを3mmで構成している。一般的には突起部高さを略1mm以上となるような断面形状で構成する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, bead-shaped
ビード状突起を有する加圧面で加圧すると、なぜパイプ中央部にパイプ内側に向かうような凹みを生じないかについて以下説明する。 The reason why a dent toward the inside of the pipe does not occur in the center of the pipe when pressure is applied by a pressure surface having bead-shaped protrusions will be described below.
加圧面21の下降によりビード状突起22がパイプ上端部に当接すると、ビード状突起22はまずパイプ軸方向と略直交する方向に突起形状に対応した微小な溝を生じさせる。加圧面がさらに下降すると、所定の間隔で形成された突起の間には、直接突起部からの圧力は作用しないものの、突起部から直接加圧されたパイプ部の変形に伴って同様に変形していく。
When the bead-shaped
実験によると突起部の圧力を直接受けるビード状突起22と接する部分と、間接的に圧力を受ける突起22の中間部分には微小な形状の差異は発生するものの、略1mm以下の微小な差異しか発生しない。実際実験によれば図7の写真に示すようにビード状突起を有する加圧面で加圧したパイプは、パイプ軸方向と略直交する方向に突起部で加圧した圧痕が模様として残る程度で、略平面に加工がおこなわれる。
According to the experiment, there is a slight difference in shape between the part in contact with the bead-shaped
前述の加工の初期に発生するパイプ軸方向と略直交する方向の微小な溝が、パイプ中央部の凹みの発生を防止する。すなわちパイプ中央部にパイプ軸方向に凹みを生じようとしても、パイプ軸方向と略直交する方向に形成されている微小な溝がこの凹みの発生を妨げるように作用する。 The minute groove in the direction substantially orthogonal to the pipe axial direction generated at the initial stage of the above-mentioned processing prevents the occurrence of a dent in the central portion of the pipe. That is, even if a dent is formed in the central portion of the pipe in the pipe axial direction, a minute groove formed in a direction substantially orthogonal to the pipe axial direction acts to prevent the dent from being generated.
前記突起部頂部の半径には適正範囲が存在する。半径が小さすぎると、具体的にはおおむね0.1mm未満の場合は、頂部がパイプ表面を傷つけてしまうため、パイプの外観品質やパイプの強度の面から好ましくない。一方、半径が大きすぎると、具体的にはおおむね4mmを超えて大きくなると、頂部がパイプ軸方向と直交する方向に形成する溝が浅すぎて、パイプ中央部に発生するパイプ軸方向の凹みの形成を防止できなくなる。よって前記突起部頂部半径の適正範囲は、略半径0.1mmから略半径4mmの範囲となる。 There is an appropriate range in the radius of the top of the protrusion. The radius is too small, if it is less than approximately specifically 0.1 mm, since the apex damage the pipe surface is not preferable from the viewpoint of appearance quality and strength of the pipe of the pipe. On the other hand, if the radius is too large, specifically, if it becomes larger than about 4 mm, the groove formed at the top in the direction orthogonal to the pipe axial direction is too shallow, and the dent in the pipe axial direction generated in the center of the pipe is formed. The formation cannot be prevented. Therefore, the appropriate range of the radius of the top of the protrusion is a range of approximately 0.1 mm to 4 mm.
前記ビード状の突起部の間隔にも適正範囲が存在する。突起部の間隔がおおむね15mm未満だと突起部のない平面で加圧された状態に近くなり、突起部頂部がパイプ軸方向と直交する方向に形成する溝が浅くなり、パイプ中央部に発生するパイプ軸方向の凹みを防止できなくなる。 There is also an appropriate range for the spacing between the bead-shaped protrusions. If the distance between the protrusions is less than 15 mm, it will be close to being pressurized on a flat surface without protrusions, and the groove formed by the top of the protrusions in the direction orthogonal to the pipe axis direction will become shallower, which will occur in the center of the pipe. It becomes impossible to prevent the dent in the pipe axis direction.
また逆に突起部の間隔がおおむね30mmを超えると、突起部の加圧力が直接作用しない中間部分が長くなりすぎるため、中間部分に十分応力が作用せず、中間部分の変形が不十分になる。すなわち突起部が当接する部分が当接する部位に沿って平面状に加工されるのに対し、中間部分は距離が離れているため間接的にも加圧力がほとんど作用せず、十分に平面状の変形が行われない。またパイプに形成する平坦部の深さが突起部高さに対し大きい場合は、突起部中間部分では加圧面の平面部分が直接パイプを加圧することになるため、その部分でパイプ中央部にパイプ中心方向に向かう凹みが発生することになる。以上により前記ビード状の突起の間隔の適正範囲は略15mmから略30mmである。 On the other hand, if the distance between the protrusions exceeds approximately 30 mm, the intermediate portion where the pressing force of the protrusions does not act directly becomes too long, so that sufficient stress does not act on the intermediate portion and the deformation of the intermediate portion becomes insufficient. .. That is, while the part where the protrusions come into contact is processed into a flat surface along the part where the protrusions come into contact, the intermediate part is sufficiently flat because the pressing force hardly acts even indirectly because the distance is large. No deformation is done. If the depth of the flat part formed on the pipe is larger than the height of the protrusion, the flat part of the pressure surface directly pressurizes the pipe in the middle part of the protrusion, so the pipe is placed in the center of the pipe at that part. A dent toward the center will be generated. As described above, the appropriate range of the spacing between the bead-shaped protrusions is approximately 15 mm to approximately 30 mm.
1 プレス装置
2 パイプ
10 下型(第1の型)
11 支持面
20 上型(第2の型)
21 加圧面
22 ビード状突起
23 突起部頂部
24 突起部基端部
11
21
Claims (4)
パイプを保持する第1の型と、
前記第1の型に近接して前記パイプを加圧する第2の型を持ち、
前記第2の型には、前記パイプを加圧する面に前記パイプの軸方向と直交する方向に所定の間隔でビード状の突起が形成されていることを特徴とする、
プレス金型。
A press die that pressurizes the outer circumference of a pipe to process a part of the outer circumference of the pipe into a flat surface.
The first mold to hold the pipe and
Having a second mold that pressurizes the pipe in close proximity to the first mold
The second mold is characterized in that bead-shaped protrusions are formed on the surface for pressurizing the pipe at predetermined intervals in a direction orthogonal to the axial direction of the pipe.
Press die.
パイプを第1の型に保持する工程と、
前記第1の型に第2の型を近接して、前記パイプを加圧する加圧工程を持ち、
前記第2の型には、前記パイプを加圧する面に前記パイプの軸方向と直交する方向に所定の間隔でビード状の突起が形成され、当該ビード状の複数の突起で前記パイプを加圧することを特徴とする、
プレス加工方法。
It is a press working method that pressurizes the outer circumference of a pipe and processes a part of the outer circumference of the pipe into a flat surface.
The process of holding the pipe in the first mold,
It has a pressurizing step of pressurizing the pipe by bringing the second mold close to the first mold.
In the second mold, bead-shaped protrusions are formed on the surface for pressurizing the pipe at predetermined intervals in a direction orthogonal to the axial direction of the pipe, and the pipe is pressurized by the plurality of bead-shaped protrusions. Characterized by that
Press processing method.
請求項1に記載のプレス金型。
The top of the bead-shaped protrusion that abuts on the outer circumference of the pipe is formed in a rounded shape having a radius of 0.1 mm to a radius of 4 mm.
The press die according to claim 1.
請求項1または請求項3に記載のプレス金型。
The distance between the bead-shaped protrusions is 15 mm to 30 mm.
The press die according to claim 1 or 3.
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