JP3852350B2 - カール付筒状部を有する成形品のプレス成形方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状の被加工物を単品で順次送って所定形状の成形品、特に外カール付筒状部を有する成形品を得るためのプレス成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
例えば、筒状部を有する成形品を金属板材から成形するプレス成形方法として、予め所定の形状に打ち抜き形成した板状の被加工物を、単品で成形機能を異にする各工程に順次送り、各工程のプレス型により次々と連続的にプレス成形加工を行って成形を進め、最終的に目的とする所定の形状の成形品を得る成形方法が知られている。
【０００３】
このようなプレス成形において、特にストラットマウントの外筒等のサポート金具に使用する成形品で、例えば図９および図１０に示す筒状部３を有する成形品１、すなわち所定の形状の板状をなす被加工物の中央部に片面側に突出する筒状部３を設け、該筒状部３の基板部２からの突出寸法を周方向で変化させ、開口端が属する平面を基板部２に対して傾斜させるとともに、この筒状部３を外側にカールさせた形状の成形品１の場合、次のようにして成形する。
【０００４】
予め、金属板材から前記成形品１に応じた所定の形状に打抜き形成された板状の加工物を、単品で順次各加工の工程に送り、まず該加工物の中央部を所要高さの膨出状に成形する絞り成形、絞り成形された膨出部の天板部にせん断作用で穴を開ける穴抜き加工、穴抜き後の天板周縁部を天板面に対して直角の直筒状に成形するバーリング加工、バーリング加工された筒状部を外側にカールさせるカール成形等を順次行って、最終的にカール付筒状部３を有する成形品１の形状にプレス成形する。
【０００５】
ところで、前記のプレス成形中の穴抜き加工は、前記天板部を挟んで上下一方に、前記天板面に対し当接する環状のダイを配し、他方に前記ダイに対し嵌入できる穴抜き用のポンチを配しておき、該ポンチとダイとにより膨出部の天板部に対しせん断作用で円形の穴抜き加工を行う。この際、抜き穴周縁の破断端の粗さは金属板材の材料や厚みのほか、前記ポンチとダイとのクリアランス等によって決まるが、実際の破断端は切削加工によるものとは違い、バリ等が生じ粗くなりがちである。
【０００６】
そのため、天板周縁部を直筒状にバーリング加工し、さらにこれを外側にカールさせる絞り成形（カール付け加工）を行った場合は、前記の破断端から亀裂や割れが発生し易いものである。
【０００７】
従来は、前記のような問題を防止するために、前記穴抜き加工後のバーリング加工、およびその後の外側へのカール付け加工を、僅かずつ徐々に変形させるように数段階に分けて行っている。この場合、加工の工程数が多くなり、成形加工の効率向上を阻害する結果となる上、なお、破断端からの亀裂が皆無ではなく、割れ不良が発生するおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなしたもので、特にカール付筒状部を有する成形品をプレス成形する方法において、特に穴抜き後の抜き穴周縁を面取り加工することにより、後のバーリング加工及び外側へのカール付け加工を亀裂や割れを生じさせることなく行え、その加工効率の大幅な向上を図ることができるようにしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属板材から所定の形状に打抜かれた板状の被加工物を単品で順次送り、該被加工物の中央部を所要高さの膨出状に成形する絞り成形、絞り成形された膨出部の天板部にせん断作用で穴を開ける穴抜き加工、穴抜き後の天板周縁部を天板面に対し直角の直筒状に成形するバーリング加工、バーリング加工された筒状部を外側にカールさせるカール成形、前記被加工物の基板部に穴を開ける穴開け加工、前記基板部の外周縁部を上側に折り曲げる折曲げ成形の各加工を順次行って、開口端が属する平面が基板部に対して一方に傾斜したカール付筒状部を有する成形品をプレス成形する方法であって、上下動可能な上型と下型とからなる一つのプレス成形装置で、前記被加工物の中央部を絞り成形する第１工程、前記穴抜き加工を行う第２工程、穴抜き後の抜き穴周縁の面取り加工を行う第３工程、前記バーリング加工を行う第４工程、前記カール成形を行う第５工程、前記基板部に穴開け加工を行う第６工程、前記基板部の外周縁部を折曲げ成形する第７工程の各工程が設定されてなるプレス成形装置により、前記被加工物を前記第１工程から順次各工程に 移送しながら、該プレス成形装置のプレス動作により、前記各工程の加工動作を同時に行うこととし、第１工程においては、前記板状の被加工物を水平に保持して、該被加工物の中央部を片面側に膨出させるとともに、該膨出部の天板部を該膨出部より外方の基板部に対して一方に傾斜させるように絞り成形を行い、第２工程においては、絞り成形後の被加工物を、前記基板部を含む全体が傾斜しかつ前記膨出部の天板部が水平をなす傾斜姿勢に保持して該天板部の穴抜き加工を行い、第３工程においては、被加工物を前記同様の傾斜姿勢に保持して抜き穴周縁の面取り加工を行い、第４工程においては、被加工物を前記同様の傾斜姿勢に保持してバーリング加工を行い、 第５工程においては、被加工物の前記基板部を含む全体を、バネ手段により押下可能に下型上面より突出する受支用ピンにより前記基板部の部分で受支して前記傾斜姿勢に保持してカール成形を行い、成形後の上型の上昇の際には前記バネ手段により被加工物を押し上げ、第６工程においては、上型の下面に、前記被加工物の筒状部が嵌まり込む断面逆凹形の型部材がバネ手段により弾力的に上下に変位可能に支持されており、前記被加工物を下型上面の台部上に水平状態に載置するとともに、前記上型の降下により、前記型部材が前記被加工物を前記台部との間に弾力的に挟着して前記基板部を水平に保持した状態で、該基板部の所要個所に穴開け加工を行い、さらに、次の第７工程においては、前記基板部を水平に保持して前記基板部の外周縁部を上側に折曲げ成形することを特徴とする。
【００１０】
前記のように、本発明では、穴抜き加工の後で、抜き穴周縁の面取り加工を行う。これにより、せん断による破断端のバリが除かれて傷等がない状態に整形される結果、その後のバーリング加工や外側へのカール付け成形の際の亀裂や割れ等の発生を防止できる。
【００１１】
しかも、前記のように亀裂等が生じないため、比較的大きな変形を伴う絞り成形加工も可能になり、穴抜き加工の後の筒状部を外側へのカール付け成形するための工程を少なくでき、例えばバーリング加工の後、１回の成形でカール付けでき、加工効率を向上できる。
【００１２】
また、前記絞り成形する第１の工程において、前記板状の被加工物の中央部を片面側に膨出させるとともに、その天板部を膨出部外方の基板部に対して一方に傾斜させるように絞り成形することにより、開口端が属する平面が基板部に対し一方に傾斜し、かつ外側にカールした形状の筒状部を有する成形品を、前記のプレス成形により得ることができる。
【００１３】
特に、本発明の場合は、前記のように、第１工程では、前記板状の被加工物を略水平に保持して、膨出部の天板部を基板部に対して傾斜させるように絞り成形を行い、次の第２工程においては、前記膨出部の天板部が略水平をなす傾斜姿勢に保持して、該天板部の穴抜き加工を行い、さらに第３工程、第４工程及び第５工程においては、被加工物を前記同様の傾斜姿勢に保持して、穴周縁の面取り加工、バーリング加工及びカール成形を行ない、さらに次の第６工程及び第７工程第６工程では、前記基板部を水平に保持して該基板部の個所の穴開け加工及び外周縁部の折曲げ加工を行い、各工程での加工面を水平に保持して行う。
これにより、筒状部が周囲の基板部に対して一方に傾斜しかつ外側にカールした特異な形態の成形品であっても、いずれの工程においても上下方向のプレス動作により成形加工でき、以て各工程の加工動作を同時に行え、プレス成形装置における各工程の組み合わせ構成が容易になり、プレス成形効率を高めることができる。
【００１４】
すなわち、前記第１工程から前記第７工程により、所定の形状のカール付筒状部を備える成形品を効率よく製作できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の１実施例におけるプレス成形の各工程での加工物の変化状態を順に示す断面図であり、図２は第１工程の絞り成形状態を示す断面図、図３は第２工程の穴抜き加工の状態を示す断面図、図４は第３工程の面取り加工状態を示す断面図、図５は第４工程のバーリング加工の状態を示す断面図である。図６は第５工程のカール成形状態の断面図、図７は第６工程の基板部に対する穴抜き加工の状態を示す断面図、図８は第７工程の外周曲げ加工の状態を示す断面図である。
【００１７】
図において、１０はこのプレス成形とは別の工程において、所定厚の金属板材から成形対象の成形品に応じた外形形状に打抜き形成された板状の被加工物である。例えば、成形対象の成形品１が、ストラットマウントの外筒等のサポート金具その他に使用する筒状部材で、図９および図１０に示すような形状をなすものの場合、その基板部２の外周縁を折曲げ成形する前の外形形状（図１０の鎖線）に対応する板状に打ち抜き形成される。
【００１８】
前記の板状の被加工物１０は、プレス成形装置の供給部に積み重ねられてセットされ、プレス成形動作に対応して一枚ずつ単品で送り出され、後述のように第１〜第７の各工程Ｐ1 〜Ｐ7 に順次送られて所定の加工がなされる。これにより、筒状部３が外側にカールしかつその開口端が属する平面が基板部２に対して傾斜した形状の、図９および図１０に示す成形品１が得られる。
【００１９】
プレス成形装置は、一組の上下動が可能な上型２１と下型２２とからなり、上型２１が油圧シリンダ等の押圧手段により降下し、下型２２に対しプレス可能に設けられる。このプレス成形装置には、所定の間隔毎にプレス成形加工の第１工程Ｐ1 〜第７工程Ｐ7 が設定されており、各工程でのプレス加工の内容に対応した加工手段や型、例えば絞り成形用のポンチや穴抜き用等のポンチ（パンチ）やパッド型、ダイ等のプレス型が配設されている。また、プレス成形動作に対応して、前記被加工物１０を、供給部から第１工程へ、あるいは各工程から次の工程へ順次送るためのロボット等による移送手段（図示せず）が設けられる。
【００２０】
前記プレス成形の第１〜第７の各工程Ｐ1 〜Ｐ7 での加工内容について、装置構成の概略とともに図面に基づいて順に説明する。
【００２１】
まず、第１工程Ｐ1 においては、前記のように供給部から一枚ずつ単品で送り出された板状の被加工物１０に対し、その中央部を片面側に膨出させる絞り成形を行う。この際、前記被加工物１０の中央部を片面側に膨出させるとともに、その膨出部１１の天板部１２を該膨出部外方に存する元の板状のままの基板部２に対して一方に傾斜させるように、天板周縁の突出寸法（高さ）を周方向で漸次変化させるように絞り成形を行う。好ましくは、被加工物１０を水平に保持して、前記膨出部１１の天板部１２を一方に傾斜させるように絞り成形する。この天板部１２の基板部２に対する傾斜角度は用途に応じて設定される。図の場合、天板部１２に連続する周側部１３がテーパ状をなしている。
【００２２】
第１工程Ｐ1 での絞り成形は、例えば図２に示すようにして行う。図２は上型２１が下型２２に対し降下したプレス成形時の断面図である。
【００２３】
図２において、該第１工程Ｐ1 における下型２２には、水平をなす上面における略中央部、特に適宜移送手段により供給される被加工物１０をセットする位置の略中央部に、絞り成形する前記膨出部１１の内面形状、つまり天板部１２が一方に傾斜した膨出部１１の内面形状に相応する形状の凸型２３が設けられている。また、この下型２２には、被加工物１０を前記凸型２３を有する所定の位置にセットするための位置決め用のガイドピン２４が配置されている。このガイドピン２４は、先端部が略円錐形をなし、被加工物１０をセットする位置の外周に沿って所要の個所、好ましくは３個所以上に配置されて、下型２２の前記上面より上方に突出せしめられており、１枚ずつ単品で供給される板状の被加工物１０を、設定された所定の位置に、一定の方向に位置決めしてセットできるようになっている。すなわち、前記凸型２３は前記ガイドピン２４により囲まれた部分の略中央部に位置している。
【００２４】
２５は図のように前記下型２２における前記ガイドピン２４のやや内方で、かつ前記凸型２３の外方において、前記のようにセットされる板状の被加工物１０を複数個所で受ける押し上げピンであり、図のようにスプリング等のバネ手段２６により付勢されて下型２２の上面より上向きにやや突出するように設けられている。そして被加工物１０を受支した状態での上型２１の降下によるプレス成形時に、前記バネ手段２６に抗して下型２２の上面と略面一の状態まで降下できるように設けられており（図２の状態）、成形後の上型２１の上昇時には、前記バネ手段２６の付勢力により被加工物１０を押し上げ凸型２３から離型させるようになっている。
【００２５】
他方、上型２１には、その下面における前記被加工物１０のセット位置の中央部に、前記凸型２３に対応して、前記膨出部１１の外面形状に相応する形状の凹型２７が設けられている。すなわち、この上型２１の降下によるプレス作用により、前記のようにセットされる被加工物１０を、上下両型２１，２２間に挟圧して、前記凸型２３と凹型２７とに対応する膨出部１１を成形できる。
【００２６】
また、前記凹型２７の略中央部には、スプリング等のバネ手段２８により付勢されて下方向きにやや突出する押さえピン２９が設けられており、絞り成形された被加工物１０の膨出部１１を弾力的に押さえるように設けられている。さらに前記凹型２７のやや外方における所要の個所にスプリング等のバネ手段３０により下方向きに付勢された押さえピン３１が設けられている。
【００２７】
この上型２１の押さえピン２９，３１は、前記のプレス成形後の上型２１の上昇の際に、バネ手段２８，３０の付勢力で前記被加工物１０を上型２１の凹型２７から離型させる役目を果たす。
【００２８】
次の第２工程Ｐ2 においては、前記第１工程Ｐ1 から送られてくる絞り成形後の被加工物１０を、前記膨出部１１の天板部１２が水平をなすように基板部２を含む全体を傾斜姿勢に保持し、該天板部１２にその周縁部を残すようにせん断作用で穴を打ち抜く穴抜き加工を行なう。１４はその抜き穴を示す。
【００２９】
この第２工程Ｐ2 における穴抜き加工は、例えば図３に示すようにして行う。この図３は上型２１が降下した穴抜き加工状態の断面図である。
【００３０】
図３において、この第２工程の下型２２には、その上面における被加工物１０をセットする位置の略中央部に、前記被加工物１０の膨出部１１に嵌合する受け型３２が上方に突出して設けられている。この受け型３２は、膨出部１１のテーパ状の周側部１３に嵌合するテーパ状部３３を有するとともに、天板部１２に対応する頂面３４が水平をなしており、これに前記膨出部１１が嵌合することにより、被加工物１０の全体を傾斜姿勢に保持できるようになっている。また前記受け型３２は環状をなしており、その内周には、後述するポンチと対応する穴抜き用のダイ３５が設けられている。
【００３１】
他方、上型２１には、前記の受け型３２により受支される被加工物１０のセット位置の略中央部において、前記ダイ３５と相対応して下方に突出しかつ前記ダイ３５に挿入できる穴抜き用のポンチ３６が設けられている。このポンチ３６は、上型２１の下面の型部、例えばパッド型部等の下面に対して所要長さ分突出自在であり、上型２１の降下によるプレス成形時に、上型２１の下面（パッド型部等の下面）より突出することにより、前記受け型３２に嵌合して水平に保持される膨出部１１の天板部１２に対して、前記ダイ３５との間でのせん断作用により所定の穴を打ち抜き形成できるようになっている。３７は、前記ポンチ３６が貫通する口金であり、前記被加工物１０の天板部１２を前記受け型３２の頂面３４との間に挟着できるようになっている。
【００３２】
図の３８は下型２２に設けたストッパ用の突起で、前記上型２１の降下時に、該上型２１の下面の一部が前記突起３８に当接して、それ以上の降下を規制できるようになっている。
【００３３】
なお、この第２工程Ｐ2 においても、第１工程Ｐ1 の場合と同様に、前記下型２２の上面には、該被加工物１０を設定された所定の位置に一定の方向に位置決めしてセットできるように、被加工物１０の位置決め用のガイドピン３９が、該被加工物１０をセットする位置の外周に沿って所要の個所、好ましくは３個所以上に配置されている。また、上型２１の下面には、上型２１の降下時に前記ガイドピン３９の先端部が嵌入する穴４０が設けられている。
【００３４】
４１はスプリング等のバネ手段４２により押下可能に下型２２の上面より突出する受支用ピンであって、前記受け型３２に嵌合してセットされる被加工物１０を基板部２の部分で受支し、穴抜き加工後の上型２１の上昇の際に、前記バネ手段４２により被加工物１０を押し上げ、受け型３２から離脱させることができるように設けられている。４３は被加工物１０の基板部２を押さえる凸部、４４はバネ手段４５の付勢力により上型２１の下面より突出する押さえピンである。
【００３５】
次の第３工程Ｐ3 においては、前記第２工程Ｐ2 から送られてくる穴抜き後の被加工物１０を、前記同様に前記天板部１２が水平をなすように全体を傾斜させた姿勢に保持し、前記天板部１２の前記抜き穴１４の面取り加工を行ない、せん断作用による破断端のバリを除去し傷等のない状態にする。14ａは面取りされた穴の周縁を示す。
【００３６】
この第３工程Ｐ3 における面取り加工は、例えば図４に示すようにして行う。この図４は、上型２１が降下した面取り加工時の状態を示している。
【００３７】
図４において、この第３工程の下型２２には、その上面における被加工物１０をセットする位置の略中央部に、前記被加工物１０をその膨出部１１に嵌合して天板部１２で受ける受け型４６が設けられており、特に前記天板部１２を水平に保持できるように、つまり基板部２を含む全体を一方に傾斜させて受支できるように設けられている。そして、前記受け型４６を貫通して上方に突出自在な面取り用のポンチ４７が設けられており、前記上型２１の降下によるプレス成形時に、ポンチ４７の上端部47ａにより抜き穴１４の周縁を膨出部１１の内側で面取りできるようになっている。
【００３８】
他方、上型２１の下面には、前記ポンチ４７に対応する環状のダイ４８が設けられ、このダイ４８の下端と前記受け型４６の上面との間に前記天板部１２の周縁部を挟着できるようになっている。
【００３９】
この第３工程Ｐ3 においても、第１工程Ｐ1 等の場合と同様に、前記下型２２の上面には、該被加工物１０を設定された所定の位置に一定の方向に位置決めしてセットできるように、被加工物１０の位置決め用のガイドピン（図示省略）が、該被加工物１０をセットする位置の外周に沿って所要の個所、好ましくは３個所以上に配置される。また、下型２２には、スプリング等のバネ手段５０により下型２２の上面より押下可能に突出する受支用ピン５１が設けられている。この受支用ピン５１は、セットされる前記被加工物１０を基板部２の部分で受支するとともに、面取り加工後の上型２１の上昇の際には、前記バネ手段５０により被加工物１０を押し上げることができるようになっている。
【００４０】
次の第４工程Ｐ4 においては、前記第３工程Ｐ3 から送られてくる面取り加工後の被加工物１０を、前記同様に全体を傾斜させた姿勢に保持して、テーパ状の周側部１３より内側の天板周縁部を、天板面に対し直角の直筒状に成形するバーリング加工を行なう。１５はバーリング加工された筒状部を示す。
【００４１】
この第４工程Ｐ4 におけるバーリング加工は、例えば図５に示すようにして行う。この図５は、上型２１が降下したバーリング加工時の状態を示している。
【００４２】
図５において、該第４工程の下型２２には、その上面における被加工物１０をセットする位置の略中央部に、前記被加工物１０をその膨出部１１に嵌合してテーパ状の周側部１３で受ける環状の受け型５３が設けられており、特に前記天板部１２を水平に保持できるように、つまり基板部２を含む全体を一方に傾斜させて受支できるように設けられている。そして、前記受け型５３を貫通して上方に突出するバーリング用のポンチ５４が設けられている。
【００４３】
また、前記下型２２の上面には、該被加工物１０を設定された所定の位置に一定の方向に位置決めしてセットできるように、被加工物１０の位置決め用のガイドピン５５が、該被加工物１０をセットする位置の外周に沿って所要の個所、好ましくは３個所以上に配置されている。また、下型２２には、スプリング等のバネ手段５６により押下可能に下型上面より突出する受支用ピン５７が設けられ、前記受け型５３に嵌合してセットされる被加工物１０を基板部２の部分で受支して、前記傾斜姿勢を保持でき、かつバーリング加工後の上型２１の上昇の際には前記バネ手段５６の付勢力で被加工物１０を押し上げることができるようになっている。
【００４４】
他方、上型２１には、前記ポンチ５４に対応する環状のダイ５８が設けられ、該ダイ５８の下端と前記受け型５４の上面との間に前記膨出部１１のテーパ状周側部１３を挟着できるようになっている。また前記ダイ５８の内側に、スプリング等のバネ手段５９により下方向きに付勢された退入自在な押さえ部材６０が配されている。
【００４５】
したがって、前記上型２１の降下によるプレス成形時に、ポンチ５４とダイ５８との間で、前記天板周縁部を直筒状に成形加工できることになる。またこの際、前記押さえ部材６０はバネ手段に抗して退入する。
【００４６】
なお、前記上型２１の下面における前記ダイ５８の外方部分は、前記被加工物１０の傾斜姿勢に対応した斜面をなすとともに、その所要の個所に、スプリング等のバネ手段６１により下方に突出する押さえピン６２が設けられている。
【００４７】
次の第５工程Ｐ5 においては、前記第４工程Ｐ4 から送られてくるバーリング加工後の被加工物１０を、前記テーパ状の周側部１３より延びる筒状部分の開口端の属する平面が水平をなすように、前記同様に全体を傾斜させた姿勢に保持して、テーパ状の周側部１３より延びる筒状部１５を外側にカールさせるカール付け加工を行う。
【００４８】
この第５工程Ｐ5 におけるカール付けのための絞り加工は、例えば図６に示すようにして行う。この図６は、上型２１が降下したカール付け加工状態を示している。
【００４９】
図６において、該第５工程の下型２２には、その上面における被加工物１０をセットする位置の略中央部に、前記被加工物１０をその膨出部１１のテーパ状周側部１３の内側に嵌合して該周側部１３で受ける受け型６３が設けられている。特にこの受支状態において、前記筒状部１５の開口端を水平に保持できるように、つまり基板部２を含む全体を一方に傾斜させて受支できるように設けられている。またこの下型２２の上面には、該被加工物１０を設定された所定の位置に一定の方向に位置決めしてセットできるように、位置決め用のガイドピン６４が、該被加工物１０をセットする位置の外周に沿って所要の個所、好ましくは３個所以上の個所に配置されている。また、下型２２には、スプリング等のバネ手段６５により押下可能に下型上面より突出する受支用ピン６６が設けられ、前記受け型６３に嵌合してセットされる被加工物１０を、基板部２の部分で受支して、前記の傾斜姿勢を保持できるとともに、カール付け加工後の上型２１の上昇の際には前記バネ手段６５により被加工物１０を押し上げることができるようになっている。
【００５０】
他方、上型２１の下面には、前記受け型６３と対応してカール付け型６７が設けられている。このカール付け型６７の下端部67ａは、前記バーリング加工された前記筒状部１５に嵌入できる外径で、かつ周側面に向かって前記筒状部１５のカール形状に対応するアール曲面状をなすように凹設されてなり、前記上型２１の降下によるプレス成形時に、該カール付け型６７の下端部67ａの外周がバーリング加工された筒状部１５に嵌合して、該筒状部１５を図のように外側へアール曲面状にカールさせることができるようになっている。
【００５１】
なお、前記上型２１の下面における前記カール付け型６７の外方の所要の個所に、スプリング等のバネ手段６８により下方に突出する押さえピン６９が設けられている。
【００５２】
次の第６工程Ｐ6 においては、前記第５工程Ｐ5 から送られてくるカール付け加工後の被加工物１０を、前記基板部２が水平をなすように保持して、該基板部２の所要個所に穴開け加工を行う。１６はその穴を示す。
【００５３】
この第６工程Ｐ6 における穴開け加工は、例えば図７に示すようにして行う。この図７は、上型２１が降下した穴開け加工の状態を示している。
【００５４】
図７において、該第６工程の下型２２には、その上面における被加工物１０をセットする位置に、前記被加工物１０を水平状態に載置できる台部７０を有し、該台部７０の中央部に前記カール付けされた筒状部１５に嵌入できる突起７１が設けられており、該突起７１が前記筒状部１５に嵌入することにより被加工物１０を位置決めできるようになっている。上型２１の下面には、前記突起７１およびこれに嵌合する被加工物１０の前記筒状部１５が嵌まり込む凹部７２を有する断面逆凹形の型部材７３が、スプリング等のバネ手段７４により弾力的に上下に変位可能に支持され、上型２１の降下による穴開け加工の際に、台部７０上の被加工物１０の基板部２を台部７０との間で弾力的に挟着保持できるようになっている。
【００５５】
また前記上型２１には、前記筒状部１５の外方の基板部２における穴開けを要する個所に、下方向きに突出する穴開け用のポンチ７５が設けられている。図の場合、前記型部材７３を貫通して設けられている。下型２２には、前記ポンチ７５に対応するダイ７６が設けられており、上型２２の降下によるプレス成形時に、前記ポンチ７５とダイ７６とにより、基板部２の所定の個所に穴１６を開けることができるようになっている。
【００５６】
図の70ａは穴開けにより打ち抜かれた部分を回収するシュート、７７は前記台部７０の個所においてスプリング等のバネ手段７８により押下可能に台部上面より突出する受支用ピンであり、穴開け加工後の上型２１の上昇の際、被加工物１０を前記バネ手段７８により押し上げ、前記突起７１からの離脱を助けるように設けられている。７９は上型２１の下面において、下方に突出する押さえピンであり、バネ手段８０の付勢力に抗して退入可能に設けられており、上型２１の降下の際に、被加工物１０の基板部２を予め弾力的に押さえ、最終的に前記型部材７３と台部７０との間に被加工物１０を挟着できるようになっている。８１は上型２１の下面に突出するガイドピンであり、上型２１の降下時に上下両型２１，２２を位置合わせできるように設けられている。
【００５７】
さらに、次の第７工程Ｐ7 においては、第６工程Ｐ6 から送られてくる被加工物１０を、前記同様に基板部２が水平をなすように保持して、該基板部２の外周縁部を上側に折曲げ成形する曲げ加工を行う。１７は折り曲げ成形した外周縁部を示す。
【００５８】
この第７工程Ｐ7 における曲げ加工は、例えば図８に示すようにして行う。この図８は上型２１が降下した曲げ加工状態を示している。
【００５９】
図８において、該第７工程の下型２２の上面には、被加工物１０をセットする位置に、被加工物１０を水平に載置できる台型８２が設けられている。この台型８２は、載置される前記被加工物１０の外形に沿ってやや内側に開口８３を有する環状をなしており、該開口８３に台型８２よりやや低い受け台８４が配置されるとともに、その中央部に上方に突出して被加工物１０のカール付けされた筒状部１５に嵌合し得る突起８５が設けられている。前記被加工物１０は、前記筒状部１５が前記突起８５に嵌合して位置決めされた状態で前記台型８２上に載置できるようになっている。
【００６０】
他方、上型２１の下面には、前記開口８３に対応する位置に、前記突起８５および被加工物１０の前記筒状部１５が嵌まり込む凹部８６を下面に有する型部材８７が設けられている。この型部材８７の下端部８８の外形は、被加工物１０の板厚に略相当する分だけ前記開口８３より一回り小さく形成され、上型２１の降下によるプレス成形時に、前記凹部８６の外周の型部材８７の下端部８８が前記開口８３に対し被加工物１０の基板部２を押さえつつ受け台８４に当接する位置まで押入されることにより、該下端部８８と前記台型８２の内周端部との間で被加工物１０の外周縁部を上側に折り曲げ成形できるようになっている。
【００６１】
したがって、前記台型８２の開口８３の形状、受け台８４の高さ、型部材８７の下端部８８の外形等は、曲げ加工する被加工物１０の外形形状や折曲する寸法等に応じて設定する。
【００６２】
図の８９は前記上型２１の下面に設けた当接部材であり、スプリング等のバネ手段９０を介して上下に変位可能に設けられており、上型２１の降下時に下型２２に対して弾力的に当接できるようになっている。９１は前記当接部材８９より下方に突出する位置決め用のガイドピンであり、これに対応する下型２２の台型８２の位置に嵌合穴９２が設けられており、上型２１の降下時に上下両型２１，２２を位置合わせできるようになっている。９３は前記受け台８４の個所においてスプリング等のバネ手段９４により押下可能に上方向きに突出する受支用ピンであり、曲げ加工後の上型２１の上昇の際、被加工物１０をバネ手段９４の付勢力により押し上げ、前記突起８５からの離脱を助けるように設けられている。
【００６３】
上記したように、予め、別の工程において所定の形状に打ち抜き形成された被加工物１０を、プレス成形装置２０の供給部から一枚ずつ単品で送り出しながら、第１〜第７の各工程Ｐ1 〜Ｐ7 に順次送り、それぞれの工程での加工を施す。
【００６４】
すなわち、第１工程Ｐ1 では、板状の被加工物１０を水平に保持して、その中央部に天板部１２を基板部２に対して一方に傾斜させた膨出部１１を絞り成形を行い、次の第２工程Ｐ2 においては、絞り成形後の被加工物１０を前記膨出部１１の天板部１２が水平をなす傾斜姿勢に保持して該天板部１２に穴抜き加工を行い、次の第３工程Ｐ3 においては被加工物１０を前記傾斜姿勢に保持して穴周縁14ａの面取り加工を行い、さらに第４工程Ｐ4 および第５工程Ｐ5 において、被加工物１０を前記同様の傾斜姿勢に保持してバーリング加工、カール成形を行なう。さらに第６工程Ｐ6 において、前記被加工物１０の基板部２を略水平に保持して該基板部２の所要個所に穴開け加工を行い、さらに次の第７工程Ｐ7 において前記同様に水平に保持して前記基板部２の外周縁部を上側に折曲げ成形する加工を行う。
【００６５】
これにより、バーリング加工された筒状部１５が周囲の基板部２に対して一方に傾斜しかつ外側にカールしたカール付筒状部３として成形された、図９および図１０に示す特異な形態の成形品１を得ることができる。特に、各工程での加工面を水平に保持することにより、いずれの工程においても上下方向のプレス動作により成形加工でき、以て各工程の加工動作を同時に行え、プレス成形装置における各工程の組み合わせ構成が容易になり、プレス成形効率を高めることができる。
【００６６】
なお、上記の各工程は、一つのプレス成形装置に構成して実施する。
【００６７】
いずれにしても、本発明のプレス成形方法では、膨出部１１の天板部１２に対して穴抜き加工を行った後、この抜き穴１４の周縁に対して面取り加工を行うこととして、せん断作用による破断端のバリ等を除いて傷がない状態に整形するので、その後のバーリング加工や外側へのカール付け加工の際に亀裂が生じず、割れ不良の発生を防止できる。しかも、前記の面取り加工により亀裂の発生を防止できるので、比較的大きな変形を伴う絞り加工も可能になり、穴抜き加工の後の筒状部を外側にカール付け加工するための工程が１回ですみ、加工効率を大幅に向上できる。
【００６８】
【発明の効果】
上記したように本発明のプレス成形方法によれば、特に開口端が属する平面が基板部に対し傾斜しているカール付筒状部を有する成形品の成形において、穴抜き加工後の抜き穴周縁を面取り加工することにより、後のバーリング加工及び外側へのカール付けのための絞り加工を亀裂や割れを生じさせることなく行える。その上、いずれの工程においても、上下方向のプレス動作により成形加工でき、各工程の加工動作を同時に行え、プレス成形装置における各工程の組み合わせ構成が容易になることもあって、カール付筒状部を有する成形品の順送によるプレス成形効率を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施例におけるプレス成形の各工程での加工物の変化状態を順に示す断面図である。
【図２】 同上の第１工程の絞り成形状態を示す断面図である。
【図３】 同上の第２工程の穴抜き加工の状態を示す断面図である。
【図４】 同上の第３工程の面取り加工状態を示す断面図である。
【図５】 同上の第４工程のバーリング加工の状態を示す断面図である。
【図６】 同上の第５工程のカール成形状態の断面図である。
【図７】 同上の第６工程の基板部に対する穴抜き加工の状態を示す断面図である。
【図８】 同上の第７工程の外周縁の曲げ加工の状態を示す断面図である。
【図９】 成形対象のカール付筒状部を有する成形品の平面図である。
【図１０】 同成形品の断面図である。
【符号の説明】
Ｐ1 〜Ｐ7 第１工程〜第７工程
１ 成形品
２ 基板部
３ カール付筒状部
１０ 被加工物
１１ 膨出部
１２ 天板部
１３ テーパ状の周側部
１４ 抜き穴
14ａ 穴の周縁
１５ 筒状部
１６ 穴
１７ 外周縁
２１ 上型
２２ 下型
２３ 凸型
２７ 凹型
３２ 受け型
３３ テーパ状部
３５ 穴抜き用のダイ
３６ 穴抜き用のポンチ
４３ 凸部
４６ 受け型
４７ 面取り用のポンチ
47ａ 上端部
４８ ダイ
５３ 受け型
５４ バーリング用のポンチ
５８ ダイ
６０ 押さえ部材
６３ 受け型
６７ カール付け型
67ａ 下端部
７０ 台部
７１ 突起
７２ 凹部
７３ 型部材
７５ 穴開け用のポンチ
７６ ダイ
８２ 台型
８３ 開口
８４ 受け台
８５ 突起
８６ 凹部
８７ 型部材
８８ 下端部
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状の被加工物を単品で順次送って所定形状の成形品、特に外カール付筒状部を有する成形品を得るためのプレス成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
例えば、筒状部を有する成形品を金属板材から成形するプレス成形方法として、予め所定の形状に打ち抜き形成した板状の被加工物を、単品で成形機能を異にする各工程に順次送り、各工程のプレス型により次々と連続的にプレス成形加工を行って成形を進め、最終的に目的とする所定の形状の成形品を得る成形方法が知られている。
【０００３】
このようなプレス成形において、特にストラットマウントの外筒等のサポート金具に使用する成形品で、例えば図９および図１０に示す筒状部３を有する成形品１、すなわち所定の形状の板状をなす被加工物の中央部に片面側に突出する筒状部３を設け、該筒状部３の基板部２からの突出寸法を周方向で変化させ、開口端が属する平面を基板部２に対して傾斜させるとともに、この筒状部３を外側にカールさせた形状の成形品１の場合、次のようにして成形する。
【０００４】
予め、金属板材から前記成形品１に応じた所定の形状に打抜き形成された板状の加工物を、単品で順次各加工の工程に送り、まず該加工物の中央部を所要高さの膨出状に成形する絞り成形、絞り成形された膨出部の天板部にせん断作用で穴を開ける穴抜き加工、穴抜き後の天板周縁部を天板面に対して直角の直筒状に成形するバーリング加工、バーリング加工された筒状部を外側にカールさせるカール成形等を順次行って、最終的にカール付筒状部３を有する成形品１の形状にプレス成形する。
【０００５】
ところで、前記のプレス成形中の穴抜き加工は、前記天板部を挟んで上下一方に、前記天板面に対し当接する環状のダイを配し、他方に前記ダイに対し嵌入できる穴抜き用のポンチを配しておき、該ポンチとダイとにより膨出部の天板部に対しせん断作用で円形の穴抜き加工を行う。この際、抜き穴周縁の破断端の粗さは金属板材の材料や厚みのほか、前記ポンチとダイとのクリアランス等によって決まるが、実際の破断端は切削加工によるものとは違い、バリ等が生じ粗くなりがちである。
【０００６】
そのため、天板周縁部を直筒状にバーリング加工し、さらにこれを外側にカールさせる絞り成形（カール付け加工）を行った場合は、前記の破断端から亀裂や割れが発生し易いものである。
【０００７】
従来は、前記のような問題を防止するために、前記穴抜き加工後のバーリング加工、およびその後の外側へのカール付け加工を、僅かずつ徐々に変形させるように数段階に分けて行っている。この場合、加工の工程数が多くなり、成形加工の効率向上を阻害する結果となる上、なお、破断端からの亀裂が皆無ではなく、割れ不良が発生するおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなしたもので、特にカール付筒状部を有する成形品をプレス成形する方法において、特に穴抜き後の抜き穴周縁を面取り加工することにより、後のバーリング加工及び外側へのカール付け加工を亀裂や割れを生じさせることなく行え、その加工効率の大幅な向上を図ることができるようにしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属板材から所定の形状に打抜かれた板状の被加工物を単品で順次送り、該被加工物の中央部を所要高さの膨出状に成形する絞り成形、絞り成形された膨出部の天板部にせん断作用で穴を開ける穴抜き加工、穴抜き後の天板周縁部を天板面に対し直角の直筒状に成形するバーリング加工、バーリング加工された筒状部を外側にカールさせるカール成形、前記被加工物の基板部に穴を開ける穴開け加工、前記基板部の外周縁部を上側に折り曲げる折曲げ成形の各加工を順次行って、開口端が属する平面が基板部に対して一方に傾斜したカール付筒状部を有する成形品をプレス成形する方法であって、上下動可能な上型と下型とからなる一つのプレス成形装置で、前記被加工物の中央部を絞り成形する第１工程、前記穴抜き加工を行う第２工程、穴抜き後の抜き穴周縁の面取り加工を行う第３工程、前記バーリング加工を行う第４工程、前記カール成形を行う第５工程、前記基板部に穴開け加工を行う第６工程、前記基板部の外周縁部を折曲げ成形する第７工程の各工程が設定されてなるプレス成形装置により、前記被加工物を前記第１工程から順次各工程に 移送しながら、該プレス成形装置のプレス動作により、前記各工程の加工動作を同時に行うこととし、第１工程においては、前記板状の被加工物を水平に保持して、該被加工物の中央部を片面側に膨出させるとともに、該膨出部の天板部を該膨出部より外方の基板部に対して一方に傾斜させるように絞り成形を行い、第２工程においては、絞り成形後の被加工物を、前記基板部を含む全体が傾斜しかつ前記膨出部の天板部が水平をなす傾斜姿勢に保持して該天板部の穴抜き加工を行い、第３工程においては、被加工物を前記同様の傾斜姿勢に保持して抜き穴周縁の面取り加工を行い、第４工程においては、被加工物を前記同様の傾斜姿勢に保持してバーリング加工を行い、 第５工程においては、被加工物の前記基板部を含む全体を、バネ手段により押下可能に下型上面より突出する受支用ピンにより前記基板部の部分で受支して前記傾斜姿勢に保持してカール成形を行い、成形後の上型の上昇の際には前記バネ手段により被加工物を押し上げ、第６工程においては、上型の下面に、前記被加工物の筒状部が嵌まり込む断面逆凹形の型部材がバネ手段により弾力的に上下に変位可能に支持されており、前記被加工物を下型上面の台部上に水平状態に載置するとともに、前記上型の降下により、前記型部材が前記被加工物を前記台部との間に弾力的に挟着して前記基板部を水平に保持した状態で、該基板部の所要個所に穴開け加工を行い、さらに、次の第７工程においては、前記基板部を水平に保持して前記基板部の外周縁部を上側に折曲げ成形することを特徴とする。
【００１０】
前記のように、本発明では、穴抜き加工の後で、抜き穴周縁の面取り加工を行う。これにより、せん断による破断端のバリが除かれて傷等がない状態に整形される結果、その後のバーリング加工や外側へのカール付け成形の際の亀裂や割れ等の発生を防止できる。
【００１１】
しかも、前記のように亀裂等が生じないため、比較的大きな変形を伴う絞り成形加工も可能になり、穴抜き加工の後の筒状部を外側へのカール付け成形するための工程を少なくでき、例えばバーリング加工の後、１回の成形でカール付けでき、加工効率を向上できる。
【００１２】
また、前記絞り成形する第１の工程において、前記板状の被加工物の中央部を片面側に膨出させるとともに、その天板部を膨出部外方の基板部に対して一方に傾斜させるように絞り成形することにより、開口端が属する平面が基板部に対し一方に傾斜し、かつ外側にカールした形状の筒状部を有する成形品を、前記のプレス成形により得ることができる。
【００１３】
特に、本発明の場合は、前記のように、第１工程では、前記板状の被加工物を略水平に保持して、膨出部の天板部を基板部に対して傾斜させるように絞り成形を行い、次の第２工程においては、前記膨出部の天板部が略水平をなす傾斜姿勢に保持して、該天板部の穴抜き加工を行い、さらに第３工程、第４工程及び第５工程においては、被加工物を前記同様の傾斜姿勢に保持して、穴周縁の面取り加工、バーリング加工及びカール成形を行ない、さらに次の第６工程及び第７工程第６工程では、前記基板部を水平に保持して該基板部の個所の穴開け加工及び外周縁部の折曲げ加工を行い、各工程での加工面を水平に保持して行う。
これにより、筒状部が周囲の基板部に対して一方に傾斜しかつ外側にカールした特異な形態の成形品であっても、いずれの工程においても上下方向のプレス動作により成形加工でき、以て各工程の加工動作を同時に行え、プレス成形装置における各工程の組み合わせ構成が容易になり、プレス成形効率を高めることができる。
【００１４】
すなわち、前記第１工程から前記第７工程により、所定の形状のカール付筒状部を備える成形品を効率よく製作できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の１実施例におけるプレス成形の各工程での加工物の変化状態を順に示す断面図であり、図２は第１工程の絞り成形状態を示す断面図、図３は第２工程の穴抜き加工の状態を示す断面図、図４は第３工程の面取り加工状態を示す断面図、図５は第４工程のバーリング加工の状態を示す断面図である。図６は第５工程のカール成形状態の断面図、図７は第６工程の基板部に対する穴抜き加工の状態を示す断面図、図８は第７工程の外周曲げ加工の状態を示す断面図である。
【００１７】
図において、１０はこのプレス成形とは別の工程において、所定厚の金属板材から成形対象の成形品に応じた外形形状に打抜き形成された板状の被加工物である。例えば、成形対象の成形品１が、ストラットマウントの外筒等のサポート金具その他に使用する筒状部材で、図９および図１０に示すような形状をなすものの場合、その基板部２の外周縁を折曲げ成形する前の外形形状（図１０の鎖線）に対応する板状に打ち抜き形成される。
【００１８】
前記の板状の被加工物１０は、プレス成形装置の供給部に積み重ねられてセットされ、プレス成形動作に対応して一枚ずつ単品で送り出され、後述のように第１〜第７の各工程Ｐ1 〜Ｐ7 に順次送られて所定の加工がなされる。これにより、筒状部３が外側にカールしかつその開口端が属する平面が基板部２に対して傾斜した形状の、図９および図１０に示す成形品１が得られる。
【００１９】
プレス成形装置は、一組の上下動が可能な上型２１と下型２２とからなり、上型２１が油圧シリンダ等の押圧手段により降下し、下型２２に対しプレス可能に設けられる。このプレス成形装置には、所定の間隔毎にプレス成形加工の第１工程Ｐ1 〜第７工程Ｐ7 が設定されており、各工程でのプレス加工の内容に対応した加工手段や型、例えば絞り成形用のポンチや穴抜き用等のポンチ（パンチ）やパッド型、ダイ等のプレス型が配設されている。また、プレス成形動作に対応して、前記被加工物１０を、供給部から第１工程へ、あるいは各工程から次の工程へ順次送るためのロボット等による移送手段（図示せず）が設けられる。
【００２０】
前記プレス成形の第１〜第７の各工程Ｐ1 〜Ｐ7 での加工内容について、装置構成の概略とともに図面に基づいて順に説明する。
【００２１】
まず、第１工程Ｐ1 においては、前記のように供給部から一枚ずつ単品で送り出された板状の被加工物１０に対し、その中央部を片面側に膨出させる絞り成形を行う。この際、前記被加工物１０の中央部を片面側に膨出させるとともに、その膨出部１１の天板部１２を該膨出部外方に存する元の板状のままの基板部２に対して一方に傾斜させるように、天板周縁の突出寸法（高さ）を周方向で漸次変化させるように絞り成形を行う。好ましくは、被加工物１０を水平に保持して、前記膨出部１１の天板部１２を一方に傾斜させるように絞り成形する。この天板部１２の基板部２に対する傾斜角度は用途に応じて設定される。図の場合、天板部１２に連続する周側部１３がテーパ状をなしている。
【００２２】
第１工程Ｐ1 での絞り成形は、例えば図２に示すようにして行う。図２は上型２１が下型２２に対し降下したプレス成形時の断面図である。
【００２３】
図２において、該第１工程Ｐ1 における下型２２には、水平をなす上面における略中央部、特に適宜移送手段により供給される被加工物１０をセットする位置の略中央部に、絞り成形する前記膨出部１１の内面形状、つまり天板部１２が一方に傾斜した膨出部１１の内面形状に相応する形状の凸型２３が設けられている。また、この下型２２には、被加工物１０を前記凸型２３を有する所定の位置にセットするための位置決め用のガイドピン２４が配置されている。このガイドピン２４は、先端部が略円錐形をなし、被加工物１０をセットする位置の外周に沿って所要の個所、好ましくは３個所以上に配置されて、下型２２の前記上面より上方に突出せしめられており、１枚ずつ単品で供給される板状の被加工物１０を、設定された所定の位置に、一定の方向に位置決めしてセットできるようになっている。すなわち、前記凸型２３は前記ガイドピン２４により囲まれた部分の略中央部に位置している。
【００２４】
２５は図のように前記下型２２における前記ガイドピン２４のやや内方で、かつ前記凸型２３の外方において、前記のようにセットされる板状の被加工物１０を複数個所で受ける押し上げピンであり、図のようにスプリング等のバネ手段２６により付勢されて下型２２の上面より上向きにやや突出するように設けられている。そして被加工物１０を受支した状態での上型２１の降下によるプレス成形時に、前記バネ手段２６に抗して下型２２の上面と略面一の状態まで降下できるように設けられており（図２の状態）、成形後の上型２１の上昇時には、前記バネ手段２６の付勢力により被加工物１０を押し上げ凸型２３から離型させるようになっている。
【００２５】
他方、上型２１には、その下面における前記被加工物１０のセット位置の中央部に、前記凸型２３に対応して、前記膨出部１１の外面形状に相応する形状の凹型２７が設けられている。すなわち、この上型２１の降下によるプレス作用により、前記のようにセットされる被加工物１０を、上下両型２１，２２間に挟圧して、前記凸型２３と凹型２７とに対応する膨出部１１を成形できる。
【００２６】
また、前記凹型２７の略中央部には、スプリング等のバネ手段２８により付勢されて下方向きにやや突出する押さえピン２９が設けられており、絞り成形された被加工物１０の膨出部１１を弾力的に押さえるように設けられている。さらに前記凹型２７のやや外方における所要の個所にスプリング等のバネ手段３０により下方向きに付勢された押さえピン３１が設けられている。
【００２７】
この上型２１の押さえピン２９，３１は、前記のプレス成形後の上型２１の上昇の際に、バネ手段２８，３０の付勢力で前記被加工物１０を上型２１の凹型２７から離型させる役目を果たす。
【００２８】
次の第２工程Ｐ2 においては、前記第１工程Ｐ1 から送られてくる絞り成形後の被加工物１０を、前記膨出部１１の天板部１２が水平をなすように基板部２を含む全体を傾斜姿勢に保持し、該天板部１２にその周縁部を残すようにせん断作用で穴を打ち抜く穴抜き加工を行なう。１４はその抜き穴を示す。
【００２９】
この第２工程Ｐ2 における穴抜き加工は、例えば図３に示すようにして行う。この図３は上型２１が降下した穴抜き加工状態の断面図である。
【００３０】
図３において、この第２工程の下型２２には、その上面における被加工物１０をセットする位置の略中央部に、前記被加工物１０の膨出部１１に嵌合する受け型３２が上方に突出して設けられている。この受け型３２は、膨出部１１のテーパ状の周側部１３に嵌合するテーパ状部３３を有するとともに、天板部１２に対応する頂面３４が水平をなしており、これに前記膨出部１１が嵌合することにより、被加工物１０の全体を傾斜姿勢に保持できるようになっている。また前記受け型３２は環状をなしており、その内周には、後述するポンチと対応する穴抜き用のダイ３５が設けられている。
【００３１】
他方、上型２１には、前記の受け型３２により受支される被加工物１０のセット位置の略中央部において、前記ダイ３５と相対応して下方に突出しかつ前記ダイ３５に挿入できる穴抜き用のポンチ３６が設けられている。このポンチ３６は、上型２１の下面の型部、例えばパッド型部等の下面に対して所要長さ分突出自在であり、上型２１の降下によるプレス成形時に、上型２１の下面（パッド型部等の下面）より突出することにより、前記受け型３２に嵌合して水平に保持される膨出部１１の天板部１２に対して、前記ダイ３５との間でのせん断作用により所定の穴を打ち抜き形成できるようになっている。３７は、前記ポンチ３６が貫通する口金であり、前記被加工物１０の天板部１２を前記受け型３２の頂面３４との間に挟着できるようになっている。
【００３２】
図の３８は下型２２に設けたストッパ用の突起で、前記上型２１の降下時に、該上型２１の下面の一部が前記突起３８に当接して、それ以上の降下を規制できるようになっている。
【００３３】
なお、この第２工程Ｐ2 においても、第１工程Ｐ1 の場合と同様に、前記下型２２の上面には、該被加工物１０を設定された所定の位置に一定の方向に位置決めしてセットできるように、被加工物１０の位置決め用のガイドピン３９が、該被加工物１０をセットする位置の外周に沿って所要の個所、好ましくは３個所以上に配置されている。また、上型２１の下面には、上型２１の降下時に前記ガイドピン３９の先端部が嵌入する穴４０が設けられている。
【００３４】
４１はスプリング等のバネ手段４２により押下可能に下型２２の上面より突出する受支用ピンであって、前記受け型３２に嵌合してセットされる被加工物１０を基板部２の部分で受支し、穴抜き加工後の上型２１の上昇の際に、前記バネ手段４２により被加工物１０を押し上げ、受け型３２から離脱させることができるように設けられている。４３は被加工物１０の基板部２を押さえる凸部、４４はバネ手段４５の付勢力により上型２１の下面より突出する押さえピンである。
【００３５】
次の第３工程Ｐ3 においては、前記第２工程Ｐ2 から送られてくる穴抜き後の被加工物１０を、前記同様に前記天板部１２が水平をなすように全体を傾斜させた姿勢に保持し、前記天板部１２の前記抜き穴１４の面取り加工を行ない、せん断作用による破断端のバリを除去し傷等のない状態にする。14ａは面取りされた穴の周縁を示す。
【００３６】
この第３工程Ｐ3 における面取り加工は、例えば図４に示すようにして行う。この図４は、上型２１が降下した面取り加工時の状態を示している。
【００３７】
図４において、この第３工程の下型２２には、その上面における被加工物１０をセットする位置の略中央部に、前記被加工物１０をその膨出部１１に嵌合して天板部１２で受ける受け型４６が設けられており、特に前記天板部１２を水平に保持できるように、つまり基板部２を含む全体を一方に傾斜させて受支できるように設けられている。そして、前記受け型４６を貫通して上方に突出自在な面取り用のポンチ４７が設けられており、前記上型２１の降下によるプレス成形時に、ポンチ４７の上端部47ａにより抜き穴１４の周縁を膨出部１１の内側で面取りできるようになっている。
【００３８】
他方、上型２１の下面には、前記ポンチ４７に対応する環状のダイ４８が設けられ、このダイ４８の下端と前記受け型４６の上面との間に前記天板部１２の周縁部を挟着できるようになっている。
【００３９】
この第３工程Ｐ3 においても、第１工程Ｐ1 等の場合と同様に、前記下型２２の上面には、該被加工物１０を設定された所定の位置に一定の方向に位置決めしてセットできるように、被加工物１０の位置決め用のガイドピン（図示省略）が、該被加工物１０をセットする位置の外周に沿って所要の個所、好ましくは３個所以上に配置される。また、下型２２には、スプリング等のバネ手段５０により下型２２の上面より押下可能に突出する受支用ピン５１が設けられている。この受支用ピン５１は、セットされる前記被加工物１０を基板部２の部分で受支するとともに、面取り加工後の上型２１の上昇の際には、前記バネ手段５０により被加工物１０を押し上げることができるようになっている。
【００４０】
次の第４工程Ｐ4 においては、前記第３工程Ｐ3 から送られてくる面取り加工後の被加工物１０を、前記同様に全体を傾斜させた姿勢に保持して、テーパ状の周側部１３より内側の天板周縁部を、天板面に対し直角の直筒状に成形するバーリング加工を行なう。１５はバーリング加工された筒状部を示す。
【００４１】
この第４工程Ｐ4 におけるバーリング加工は、例えば図５に示すようにして行う。この図５は、上型２１が降下したバーリング加工時の状態を示している。
【００４２】
図５において、該第４工程の下型２２には、その上面における被加工物１０をセットする位置の略中央部に、前記被加工物１０をその膨出部１１に嵌合してテーパ状の周側部１３で受ける環状の受け型５３が設けられており、特に前記天板部１２を水平に保持できるように、つまり基板部２を含む全体を一方に傾斜させて受支できるように設けられている。そして、前記受け型５３を貫通して上方に突出するバーリング用のポンチ５４が設けられている。
【００４３】
また、前記下型２２の上面には、該被加工物１０を設定された所定の位置に一定の方向に位置決めしてセットできるように、被加工物１０の位置決め用のガイドピン５５が、該被加工物１０をセットする位置の外周に沿って所要の個所、好ましくは３個所以上に配置されている。また、下型２２には、スプリング等のバネ手段５６により押下可能に下型上面より突出する受支用ピン５７が設けられ、前記受け型５３に嵌合してセットされる被加工物１０を基板部２の部分で受支して、前記傾斜姿勢を保持でき、かつバーリング加工後の上型２１の上昇の際には前記バネ手段５６の付勢力で被加工物１０を押し上げることができるようになっている。
【００４４】
他方、上型２１には、前記ポンチ５４に対応する環状のダイ５８が設けられ、該ダイ５８の下端と前記受け型５４の上面との間に前記膨出部１１のテーパ状周側部１３を挟着できるようになっている。また前記ダイ５８の内側に、スプリング等のバネ手段５９により下方向きに付勢された退入自在な押さえ部材６０が配されている。
【００４５】
したがって、前記上型２１の降下によるプレス成形時に、ポンチ５４とダイ５８との間で、前記天板周縁部を直筒状に成形加工できることになる。またこの際、前記押さえ部材６０はバネ手段に抗して退入する。
【００４６】
なお、前記上型２１の下面における前記ダイ５８の外方部分は、前記被加工物１０の傾斜姿勢に対応した斜面をなすとともに、その所要の個所に、スプリング等のバネ手段６１により下方に突出する押さえピン６２が設けられている。
【００４７】
次の第５工程Ｐ5 においては、前記第４工程Ｐ4 から送られてくるバーリング加工後の被加工物１０を、前記テーパ状の周側部１３より延びる筒状部分の開口端の属する平面が水平をなすように、前記同様に全体を傾斜させた姿勢に保持して、テーパ状の周側部１３より延びる筒状部１５を外側にカールさせるカール付け加工を行う。
【００４８】
この第５工程Ｐ5 におけるカール付けのための絞り加工は、例えば図６に示すようにして行う。この図６は、上型２１が降下したカール付け加工状態を示している。
【００４９】
図６において、該第５工程の下型２２には、その上面における被加工物１０をセットする位置の略中央部に、前記被加工物１０をその膨出部１１のテーパ状周側部１３の内側に嵌合して該周側部１３で受ける受け型６３が設けられている。特にこの受支状態において、前記筒状部１５の開口端を水平に保持できるように、つまり基板部２を含む全体を一方に傾斜させて受支できるように設けられている。またこの下型２２の上面には、該被加工物１０を設定された所定の位置に一定の方向に位置決めしてセットできるように、位置決め用のガイドピン６４が、該被加工物１０をセットする位置の外周に沿って所要の個所、好ましくは３個所以上の個所に配置されている。また、下型２２には、スプリング等のバネ手段６５により押下可能に下型上面より突出する受支用ピン６６が設けられ、前記受け型６３に嵌合してセットされる被加工物１０を、基板部２の部分で受支して、前記の傾斜姿勢を保持できるとともに、カール付け加工後の上型２１の上昇の際には前記バネ手段６５により被加工物１０を押し上げることができるようになっている。
【００５０】
他方、上型２１の下面には、前記受け型６３と対応してカール付け型６７が設けられている。このカール付け型６７の下端部67ａは、前記バーリング加工された前記筒状部１５に嵌入できる外径で、かつ周側面に向かって前記筒状部１５のカール形状に対応するアール曲面状をなすように凹設されてなり、前記上型２１の降下によるプレス成形時に、該カール付け型６７の下端部67ａの外周がバーリング加工された筒状部１５に嵌合して、該筒状部１５を図のように外側へアール曲面状にカールさせることができるようになっている。
【００５１】
なお、前記上型２１の下面における前記カール付け型６７の外方の所要の個所に、スプリング等のバネ手段６８により下方に突出する押さえピン６９が設けられている。
【００５２】
次の第６工程Ｐ6 においては、前記第５工程Ｐ5 から送られてくるカール付け加工後の被加工物１０を、前記基板部２が水平をなすように保持して、該基板部２の所要個所に穴開け加工を行う。１６はその穴を示す。
【００５３】
この第６工程Ｐ6 における穴開け加工は、例えば図７に示すようにして行う。この図７は、上型２１が降下した穴開け加工の状態を示している。
【００５４】
図７において、該第６工程の下型２２には、その上面における被加工物１０をセットする位置に、前記被加工物１０を水平状態に載置できる台部７０を有し、該台部７０の中央部に前記カール付けされた筒状部１５に嵌入できる突起７１が設けられており、該突起７１が前記筒状部１５に嵌入することにより被加工物１０を位置決めできるようになっている。上型２１の下面には、前記突起７１およびこれに嵌合する被加工物１０の前記筒状部１５が嵌まり込む凹部７２を有する断面逆凹形の型部材７３が、スプリング等のバネ手段７４により弾力的に上下に変位可能に支持され、上型２１の降下による穴開け加工の際に、台部７０上の被加工物１０の基板部２を台部７０との間で弾力的に挟着保持できるようになっている。
【００５５】
また前記上型２１には、前記筒状部１５の外方の基板部２における穴開けを要する個所に、下方向きに突出する穴開け用のポンチ７５が設けられている。図の場合、前記型部材７３を貫通して設けられている。下型２２には、前記ポンチ７５に対応するダイ７６が設けられており、上型２２の降下によるプレス成形時に、前記ポンチ７５とダイ７６とにより、基板部２の所定の個所に穴１６を開けることができるようになっている。
【００５６】
図の70ａは穴開けにより打ち抜かれた部分を回収するシュート、７７は前記台部７０の個所においてスプリング等のバネ手段７８により押下可能に台部上面より突出する受支用ピンであり、穴開け加工後の上型２１の上昇の際、被加工物１０を前記バネ手段７８により押し上げ、前記突起７１からの離脱を助けるように設けられている。７９は上型２１の下面において、下方に突出する押さえピンであり、バネ手段８０の付勢力に抗して退入可能に設けられており、上型２１の降下の際に、被加工物１０の基板部２を予め弾力的に押さえ、最終的に前記型部材７３と台部７０との間に被加工物１０を挟着できるようになっている。８１は上型２１の下面に突出するガイドピンであり、上型２１の降下時に上下両型２１，２２を位置合わせできるように設けられている。
【００５７】
さらに、次の第７工程Ｐ7 においては、第６工程Ｐ6 から送られてくる被加工物１０を、前記同様に基板部２が水平をなすように保持して、該基板部２の外周縁部を上側に折曲げ成形する曲げ加工を行う。１７は折り曲げ成形した外周縁部を示す。
【００５８】
この第７工程Ｐ7 における曲げ加工は、例えば図８に示すようにして行う。この図８は上型２１が降下した曲げ加工状態を示している。
【００５９】
図８において、該第７工程の下型２２の上面には、被加工物１０をセットする位置に、被加工物１０を水平に載置できる台型８２が設けられている。この台型８２は、載置される前記被加工物１０の外形に沿ってやや内側に開口８３を有する環状をなしており、該開口８３に台型８２よりやや低い受け台８４が配置されるとともに、その中央部に上方に突出して被加工物１０のカール付けされた筒状部１５に嵌合し得る突起８５が設けられている。前記被加工物１０は、前記筒状部１５が前記突起８５に嵌合して位置決めされた状態で前記台型８２上に載置できるようになっている。
【００６０】
他方、上型２１の下面には、前記開口８３に対応する位置に、前記突起８５および被加工物１０の前記筒状部１５が嵌まり込む凹部８６を下面に有する型部材８７が設けられている。この型部材８７の下端部８８の外形は、被加工物１０の板厚に略相当する分だけ前記開口８３より一回り小さく形成され、上型２１の降下によるプレス成形時に、前記凹部８６の外周の型部材８７の下端部８８が前記開口８３に対し被加工物１０の基板部２を押さえつつ受け台８４に当接する位置まで押入されることにより、該下端部８８と前記台型８２の内周端部との間で被加工物１０の外周縁部を上側に折り曲げ成形できるようになっている。
【００６１】
したがって、前記台型８２の開口８３の形状、受け台８４の高さ、型部材８７の下端部８８の外形等は、曲げ加工する被加工物１０の外形形状や折曲する寸法等に応じて設定する。
【００６２】
図の８９は前記上型２１の下面に設けた当接部材であり、スプリング等のバネ手段９０を介して上下に変位可能に設けられており、上型２１の降下時に下型２２に対して弾力的に当接できるようになっている。９１は前記当接部材８９より下方に突出する位置決め用のガイドピンであり、これに対応する下型２２の台型８２の位置に嵌合穴９２が設けられており、上型２１の降下時に上下両型２１，２２を位置合わせできるようになっている。９３は前記受け台８４の個所においてスプリング等のバネ手段９４により押下可能に上方向きに突出する受支用ピンであり、曲げ加工後の上型２１の上昇の際、被加工物１０をバネ手段９４の付勢力により押し上げ、前記突起８５からの離脱を助けるように設けられている。
【００６３】
上記したように、予め、別の工程において所定の形状に打ち抜き形成された被加工物１０を、プレス成形装置２０の供給部から一枚ずつ単品で送り出しながら、第１〜第７の各工程Ｐ1 〜Ｐ7 に順次送り、それぞれの工程での加工を施す。
【００６４】
すなわち、第１工程Ｐ1 では、板状の被加工物１０を水平に保持して、その中央部に天板部１２を基板部２に対して一方に傾斜させた膨出部１１を絞り成形を行い、次の第２工程Ｐ2 においては、絞り成形後の被加工物１０を前記膨出部１１の天板部１２が水平をなす傾斜姿勢に保持して該天板部１２に穴抜き加工を行い、次の第３工程Ｐ3 においては被加工物１０を前記傾斜姿勢に保持して穴周縁14ａの面取り加工を行い、さらに第４工程Ｐ4 および第５工程Ｐ5 において、被加工物１０を前記同様の傾斜姿勢に保持してバーリング加工、カール成形を行なう。さらに第６工程Ｐ6 において、前記被加工物１０の基板部２を略水平に保持して該基板部２の所要個所に穴開け加工を行い、さらに次の第７工程Ｐ7 において前記同様に水平に保持して前記基板部２の外周縁部を上側に折曲げ成形する加工を行う。
【００６５】
これにより、バーリング加工された筒状部１５が周囲の基板部２に対して一方に傾斜しかつ外側にカールしたカール付筒状部３として成形された、図９および図１０に示す特異な形態の成形品１を得ることができる。特に、各工程での加工面を水平に保持することにより、いずれの工程においても上下方向のプレス動作により成形加工でき、以て各工程の加工動作を同時に行え、プレス成形装置における各工程の組み合わせ構成が容易になり、プレス成形効率を高めることができる。
【００６６】
なお、上記の各工程は、一つのプレス成形装置に構成して実施する。
【００６７】
いずれにしても、本発明のプレス成形方法では、膨出部１１の天板部１２に対して穴抜き加工を行った後、この抜き穴１４の周縁に対して面取り加工を行うこととして、せん断作用による破断端のバリ等を除いて傷がない状態に整形するので、その後のバーリング加工や外側へのカール付け加工の際に亀裂が生じず、割れ不良の発生を防止できる。しかも、前記の面取り加工により亀裂の発生を防止できるので、比較的大きな変形を伴う絞り加工も可能になり、穴抜き加工の後の筒状部を外側にカール付け加工するための工程が１回ですみ、加工効率を大幅に向上できる。
【００６８】
【発明の効果】
上記したように本発明のプレス成形方法によれば、特に開口端が属する平面が基板部に対し傾斜しているカール付筒状部を有する成形品の成形において、穴抜き加工後の抜き穴周縁を面取り加工することにより、後のバーリング加工及び外側へのカール付けのための絞り加工を亀裂や割れを生じさせることなく行える。その上、いずれの工程においても、上下方向のプレス動作により成形加工でき、各工程の加工動作を同時に行え、プレス成形装置における各工程の組み合わせ構成が容易になることもあって、カール付筒状部を有する成形品の順送によるプレス成形効率を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施例におけるプレス成形の各工程での加工物の変化状態を順に示す断面図である。
【図２】 同上の第１工程の絞り成形状態を示す断面図である。
【図３】 同上の第２工程の穴抜き加工の状態を示す断面図である。
【図４】 同上の第３工程の面取り加工状態を示す断面図である。
【図５】 同上の第４工程のバーリング加工の状態を示す断面図である。
【図６】 同上の第５工程のカール成形状態の断面図である。
【図７】 同上の第６工程の基板部に対する穴抜き加工の状態を示す断面図である。
【図８】 同上の第７工程の外周縁の曲げ加工の状態を示す断面図である。
【図９】 成形対象のカール付筒状部を有する成形品の平面図である。
【図１０】 同成形品の断面図である。
【符号の説明】
Ｐ1 〜Ｐ7 第１工程〜第７工程
１ 成形品
２ 基板部
３ カール付筒状部
１０ 被加工物
１１ 膨出部
１２ 天板部
１３ テーパ状の周側部
１４ 抜き穴
14ａ 穴の周縁
１５ 筒状部
１６ 穴
１７ 外周縁
２１ 上型
２２ 下型
２３ 凸型
２７ 凹型
３２ 受け型
３３ テーパ状部
３５ 穴抜き用のダイ
３６ 穴抜き用のポンチ
４３ 凸部
４６ 受け型
４７ 面取り用のポンチ
47ａ 上端部
４８ ダイ
５３ 受け型
５４ バーリング用のポンチ
５８ ダイ
６０ 押さえ部材
６３ 受け型
６７ カール付け型
67ａ 下端部
７０ 台部
７１ 突起
７２ 凹部
７３ 型部材
７５ 穴開け用のポンチ
７６ ダイ
８２ 台型
８３ 開口
８４ 受け台
８５ 突起
８６ 凹部
８７ 型部材
８８ 下端部
Claims (1)
- 金属板材から所定の形状に打抜かれた板状の被加工物を単品で順次送り、該被加工物の中央部を所要高さの膨出状に成形する絞り成形、絞り成形された膨出部の天板部にせん断作用で穴を開ける穴抜き加工、穴抜き後の天板周縁部を天板面に対し直角の直筒状に成形するバーリング加工、バーリング加工された筒状部を外側にカールさせるカール成形、前記被加工物の基板部に穴を開ける穴開け加工、前記基板部の外周縁部を上側に折り曲げる折曲げ成形の各加工を順次行って、開口端が属する平面が基板部に対して一方に傾斜したカール付筒状部を有する成形品をプレス成形する方法であって、
上下動可能な上型と下型とからなる一つのプレス成形装置で、前記被加工物の中央部を絞り成形する第１工程、前記穴抜き加工を行う第２工程、穴抜き後の抜き穴周縁の面取り加工を行う第３工程、前記バーリング加工を行う第４工程、前記カール成形を行う第５工程、前記基板部に穴開け加工を行う第６工程、前記基板部の外周縁部を折曲げ成形する第７工程の各工程が設定されてなるプレス成形装置により、前記被加工物を前記第１工程から順次各工程に移送しながら、該プレス成形装置のプレス動作により、前記各工程の加工動作を同時に行うこととし、
第１工程においては、前記板状の被加工物を水平に保持して、該被加工物の中央部を片面側に膨出させるとともに、該膨出部の天板部を該膨出部より外方の基板部に対して一方に傾斜させるように絞り成形を行い、
第２工程においては、絞り成形後の被加工物を、前記基板部を含む全体が傾斜しかつ前記膨出部の天板部が水平をなす傾斜姿勢に保持して該天板部の穴抜き加工を行い、
第３工程においては、被加工物を前記同様の傾斜姿勢に保持して抜き穴周縁の面取り加工を行い、
第４工程においては、被加工物を前記同様の傾斜姿勢に保持してバーリング加工を行い、
第５工程においては、被加工物の前記基板部を含む全体を、バネ手段により押下可能に下型上面より突出する受支用ピンにより前記基板部の部分で受支して前記傾斜姿勢に保持してカール成形を行い、成形後の上型の上昇の際には前記バネ手段により被加工物を押し上げ、
第６工程においては、上型の下面に、前記被加工物の筒状部が嵌まり込む断面逆凹形の型部材がバネ手段により弾力的に上下に変位可能に支持されており、前記被加工物を下型上面の台部上に水平状態に載置するとともに、前記上型の降下により、前記型部材が前記被加工物を前記台部との間に弾力的に挟着して前記基板部を水平に保持した状態で、該基板部の所要個所に穴開け加工を行い、
さらに、次の第７工程においては、前記基板部を水平に保持して前記基板部の外周縁部を上側に折曲げ成形する
ことを特徴とするカール付筒状部を有する成形品のプレス成形方法。
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