JP3659615B2 - ボス部を陥没させる事なく溝を成形する方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボスとその周囲に溝を有する部材の成形に関するものである。主として、厚さが１ｍｍ以下の銅、又はアルミニウムの板薄でボスの高さが板厚の１／２程度の部材の成形に適用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボスの周囲の溝は、エッチングによって形成していた。しかし、エッチングによる溝の深さは、寸法的にバラツキが大きく、とくに板厚の７０〜８０％の深さにすることはきわめて困難であった。現在、高精度の部材が要求されていることから、従来のエッチングによる工法を冷間鍛造でトライすることにした。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の冷間鍛造による場合、材質が軟質材であるため、ボス部の外周部に例えば、板厚さの１ / ２以上の深さの環状の溝をプレス加工する場合に、ボス部が図４に一点鎖線で示す位置から実線で示す位置に陥没してしまうと言う問題があることが本発明の開発段階において判明した。
【０００４】
本発明の目的は、ボス部を陥没させることなく、ボス部の周囲に所定の溝を成形する方法及び装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ボス部の周囲の溝を形成するとき、溝の裏面にリング状の凸部を形成する。このリング状の凸部は、前記ボス部周囲の溝の凹形をほぼ凸形にした状態に形成されるようにする。そして、ボス部の根元の材料が前記リング状の凸部に向かって流動するのを防ぐ目的で、前記リング状の凸部のリング内径は前記ボス部の外径よりも若干大きくする。更に、リング状のボス部の外径と、前記溝の外周部の径をほぼ同じにする。すなわち、板状素材（１）の表面にあるボス部（２）の周囲に溝（３）を成形するのと同時に、前記溝（３）に対応させて前記板状粗材（１）の裏面に、外径（ｄ２）が前記溝（３）の外径（Ｄ２）と等しく、かつ、内径（ｄ１）が前記溝（３）の内径（Ｄ１）よりも（０．０５〜０．２）×Ｄ１だけ大きいリング状の凸部を形成させる。
【０００６】
ここで、実施例として板の厚さＨ１に対し溝の深さＨ３を４／５Ｈ１以下とし、かつ溝の内周部の直径Ｄ１に対し、円柱部の直径ｄ１を（０．０５?０．２）×Ｄ１だけ大きくする。具体的には、板の厚さＨ１は１ｍｍ以下、溝の内周部の直径Ｄ１は２ｍｍ以下、外周部の直径Ｄ２は３ｍｍ以下である。
【０００７】
主要装置構成は、板状素材の表面にあるボス部（２）の周囲に溝（３）を形成させる上パンチ（１１）を上バッキング（１０）に設け、前記板状部材の裏面にリング状の凸部を形成させる為のダイ（１８）と下パンチ（１７）とを下バッキング（１６）に前記上パンチ（１１）に対向させて設け、前記リング状凸部のリング外径（ｄ２）が前記溝（３）の外径（Ｄ２）と等しく、かつ、内径（ｄ１）が前記溝（３）の内径（Ｄ１）よりも（０．０５〜０．２）×Ｄ１だけ大きくなるように、前記上パンチ（１１）、ダイ（１８）及び下パンチ（１７）の形状、寸法とすることを特徴とするボス部を陥没させる事なく溝を形成する装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１から図３に本発明におけるボス部を陥没させる事なく溝を成形する方法の実施例及び説明図を示す。
図１は、本発明による溝３の成形方法を示し、素材１は図２に示すように、素材１の表面にボス部２を有し、ボス部２の外周部にボス部２と同心の溝３をプレス加工するものである。
【０００９】
素材１は、厚さＨ１が１ｍｍ以下の軟質材、例えば、銅、またはアルミニウムの薄板で、ボス部２は、素材１の厚さＨ１の１／２の高さＨ２を有し、かつ直径Ｄ０は後述するとおり２ｍｍ未満で、素材１の表面に１個以上設けたものである。
【００１０】
図１に示すように、溝３は、ボス部２と同心の環状を成し、ボス部２より大きい内周部の直径Ｄ１を有し、外周部は直径Ｄ２、深さはＨ３である。
この溝３を成形するに当たり、素材１の底面を、ボス部２と同心で若干大径の直径ｄ１の円柱部４と、溝３の外周部の直径Ｄ２と等径で同心の穴を有する平板部５とで支持しておく。
【００１１】
このようにして、溝３を加圧成形した時、ボス部３が陥没しない事例は、上述の条件とともに列挙すれば、次のとおりである。
Ｈ１≦１．０ｍｍ，Ｈ２＝１／２・Ｈ１，Ｈ３≦４／５・Ｈ１
Ｄ１≦φ２．０ｍｍ，ｄ１＞Ｄ１
Ｄ２≦φ３．０ｍｍ，ｄ２＝Ｄ２
ここに、特に強調しなければならないことは、円柱部４の直径ｄ１は溝３の内周部直径Ｄ１より（０．０５〜０．２）×Ｄ１だけ大きく設定することである。
【００１２】
円柱部４の直径ｄ１が、溝３の内周部直径Ｄ１よりも小さい直径ｄ０の場合は、図４に示すように、溝３を加圧成形した時にボス部２は二点鎖線の位置から実線の位置へと陥没してしまう。
陥没の程度は、円柱部４の直径ｄ０が小さい程、大きくなる。
また、円柱部４の直径ｄ１が溝３の内周部直径Ｄ１より（０．０５〜０．２）×Ｄ１を越えて大きい場合は、成形用工具の寿命が短くなってしまう。
【００１３】
素材１の材質を銅及びアルミニウムとして、実際にボス部２を陥没させる事なく加圧成形した例は、次のとおりである（図１参照）。
Ｈ１＝０．５ｍｍ，Ｈ２＝０．２５ｍｍ，Ｈ３＝０．３５ｍｍ，
Ｄ１＝φ０．６ｍｍ，
Ｄ２＝φ１．１ｍｍ，φ１．２ｍｍ，φ１．３ｍｍ，φ１．７ｍｍ
ｄ１＝φ０．６６ｍｍ，
ｄ２＝φ１．１ｍｍ，φ１．２ｍｍ，φ１．３ｍｍ，φ１．７ｍｍ
但し、Ｄ２＝ｄ２で数値は互いに対応している。
【００１４】
図３は本発明の成形装置を示す。上バッキング１０と下バッキング１６との間に示されれている部材は素材１を除き成形用の金型を構成する。
【００１５】
この金型は、プレス機械に取り付けられ、プレス機械が運転されると、素材を成形する。即ち、上バッキング１０はプレス機械のスライドに固定され、下バッキング１６はプレス機械のボルスタに固定されることによって、当該金型がプレス機械に装着される。
【００１６】
上バッキング１０に上パンチ１１が上ホルダ１２で固定されている。上パンチ１１はボス部の周辺に設ける溝を形成する。即ち、上パンチ１１の先端部は前記溝の形状を転写して形成させる為のリング状の凸形をしている。
【００１７】
ストリッパ１４は上パンチ１１に沿って昇降自在になっている。ストリッパ１４は成形後上パンチ１１に付着したワーク１を上パンチ１１から抜き取る役目をする。ストリッパ１４は上ホルダ１２に組み込まれた上スプリング１３で下方に向けて付勢されると共に、上ストッパ１５で下限を規制されている。
【００１８】
下バッキング１６には下パンチ１７が下ホルダ２１で上パンチ１１に対向させて固定されている。下パンチ１７の先端部は素材１の下面に形成されるリング状の凸部のうち、リングの内周部に転写される形状をしている。
【００１９】
下パンチ１７の外周部に嵌合させてダイ１８が昇降自在に組み込まれている。ダイ１８は下ホルダ２１に組み込まれた下スプリング１９で上方に向けて付勢されていると共に、下ストッパ２０でその上限が規制されている。尚、下スプリング１９のばね常数は上スプリング１３のそれより小さくなっている。
【００２０】
素材１はダイ１８の上に供給され、プレス機械の運転にともなって、上パンチ１１と下パンチ１７とで成形される。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ボス部を有する軟質材の薄板を用い、溝の内周部直径Ｄ１よりも若干大径の直径ｄ１の円柱部で支持して加圧成形することにより、前述の如くボス部の根元の材料が薄板の裏面に形成したリング状の凸部に向かって流動するのを防止でき、ボス部を陥没させることなく所定の形状のプレス成形品を得ることができる。とくに、素材板厚さの８０％以下の深さの溝をボス部の外周に容易に形成することが出来る。
以上
【図面の簡単な説明】
【図１】成形後の縦断面図
【図２】素材の縦断面図
【図３】成形装置の縦断面図
【図４】従来の冷間鍛造工法よる成形後の縦断面図
【符号の説明】
１は素材、２はボス部、３は溝、４は円柱部、５は平板部、
１０は上バッキング、１１は上パンチ、１２は上ホルダ、１３は上スプリング、１４はストリッパ、１５は上ストッパ、１６は下バッキング、１７は下パンチ、１８はダイ、１９は下スプリング、２０は下ストッパ、２１は下ホルダである。

Claims (2)

1. 板状素材（１）の表面にあるボス部（２）の周囲に溝（３）を形成するのと同時に、前記溝（３）に対応させて前記板状素材（１）の裏面に、外径（ｄ２）が前記溝（３）の外径（Ｄ２）と等しく、かつ、内径（ｄ１）が前記溝（３）の内径（Ｄ１）よりも（０．０５〜０．２）×Ｄ１だけ大きいリング状の凸部を形成することを特徴とするボス部を陥没させる事なく溝を形成する方法。
2. 板状素材の表面にあるボス部（２）の周囲に溝（３）を形成させる上パンチ（１１）を上バッキング（１０）に設け、前記板状素材の裏面にリング状の凸部を形成させる為のダイ（１８）と下パンチ（１７）とを下バッキング（１６）に前記上パンチ（１１）に対向させて設け、前記リング状凸部のリング外径（ｄ２）が前記溝（３）の外径（Ｄ２）と等しく、かつ、内径（ｄ１）が前記溝（３）の内径（Ｄ１）よりも（０．０５〜０．２）×Ｄ１だけ大きくなるように、前記上パンチ（１１）、ダイ（１８）及び下パンチ（１７）の形状、寸法とすることを特徴とするボス部を陥没させる事なく溝を形成する装置。

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