JP4325515B2 - カップ状部品の成形方法及び成形装置 - Google Patents
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特に、図13(d)に示すごとく、環状の側壁部が、底面部91側に位置する環状の小径側壁部92と、段差部93を介して小径側壁部92よりも拡径した大径側壁部94とを備えた段差側壁形状を有している場合には、小径側壁部92において、素材部分が不足し、部分的にヒケ(薄肉部分)等が発生するおそれがあり、以下のようにしてカップ状部品9を成形している。
こうして、上記予備小径側壁部96に小径側壁部92を成形するための素材部分を余分に確保し、その後、予備小径側壁部96に縮径成形及び圧縮成形を行って目標深さの小径側壁部92を成形することにより、小径側壁部92における肉厚を確保し、この小径側壁部92において、素材部分の肉厚不足に伴うヒケ等の発生を抑制している。
平板素材に絞り成形を行い、上記底面部よりも小さな外径の予備底面部と、該予備底面部から環状に傾斜立設する予備傾斜側壁部とを形成して、予備成形体を得る予備成形工程と、
上記予備成形体に成形を行い、上記予備傾斜側壁部の基端側部分と上記予備底面部とから上記底面部を形成すると共に、当該予備傾斜側壁部の先端側部分から予備大径側壁部を形成し、かつ上記基端側部分と上記先端側部分との間の中間部分から上記小径側壁部及び上記段差部を形成して、中間成形体を得る中間成形工程と、
上記予備大径側壁部にしごき成形を行って上記大径側壁部を形成して、上記カップ状部品を得る仕上成形工程とを含むことを特徴とするカップ状部品の成形方法にある(請求項1)。
すなわち、本発明においては、上記予備成形工程において、成形しようとするカップ状部品の底面部よりも小さな外径の予備底面部と、これから環状に傾斜立設する予備傾斜側壁部とを有する予備成形体を成形する。そして、予備傾斜側壁部は、予備底面部よりも外周側のほぼ全体の素材部分を傾斜立設するまで絞り成形して形成する。そのため、予備傾斜側壁部の肉厚が大幅に薄くなってしまうことを抑制することができる。
そのため、小径側壁部は、薄肉化が抑制された予備傾斜側壁部から素材部分を供給して形成することができ、小径側壁部における肉厚を十分に確保することができる。
そのため、本発明によれば、カップ状部品における小径側壁部において、ヒケ等が生ずることを抑制することができ、強度及び寸法精度に優れた段差側壁形状を有するカップ状部品を成形することができる。
そのため、複数の成形プレス装置を備えたトランスファープレス装置によって順次各成形工程を行うのではなく、1つの成形プレス装置によって、上記各成形工程を行うことができる。そのため、各成形工程を行う成形プレス装置の設備能力は、各成形工程において最も大きな荷重を伴う成形工程の所要荷重とすることができ、成形設備の小型化を図ることができる。
それ故、本発明のカップ状部品の成形方法によれば、成形設備の小型化を図ることができると共に、強度及び寸法精度の優れた段差側壁形状を有するカップ状部品を成形することができる。
該成形装置は、成形穴を備えたダイスと、該ダイスの上記成形穴内をスライドするよう互いに対向配設された第1パンチ及び第2パンチとを有しており、
上記第1パンチは、パンチ外周部とその略中心部に位置するパンチコア部とに分割形成されており、上記パンチ外周部は、上記底面部の一部、上記小径側壁部及び上記段差部を成形するための段付環状加圧面を備えており、上記パンチコア部は、上記底面部の残部を成形するための平坦加圧面を備えており、該平坦加圧面の外径は、上記底面部の外径よりも小さくなっており、
上記第2パンチは、上記パンチ外周部における上記段付環状加圧面の一部と上記パンチコア部における上記平坦加圧面とが略同一面を形成したときの形状に沿った形状の凸環状対向面を備えており、
上記成形装置は、上記ダイスに対して上記第1パンチにおける上記パンチコア部を前進させ、次いで、上記ダイス及び上記第2パンチに対して上記第1パンチにおける上記パンチ外周部を前進させ、その後、上記ダイスに対して上記第1パンチにおける上記パンチ外周部及び上記第2パンチを前進させるよう構成されていることを特徴とするカップ状部品の成形装置にある(請求項5)。
すなわち、本発明の成形装置においては、上記ダイスの成形穴内をスライドする第1パンチ及び第2パンチに工夫を行っている。そして、第1パンチは、パンチ外周部とパンチコア部とに分割形成し、これらが別々に前進できるよう構成している。
こうして、上記成形装置は、パンチコア部を前進させた後に、パンチ外周部を前進させ、その後、パンチ外周部及び第2パンチを前進させる構成にしたことにより、以下のように強度及び寸法精度に優れたカップ状部品を効率的に成形することができる。
そのため、予備傾斜側壁部は、予備底面部よりも外周側のほぼ全体の素材部分を傾斜立設するまで絞り成形されるのみであり、予備傾斜側壁部の肉厚が大幅に薄くなってしまうことを抑制することができる。また、このパンチコア部による成形を行ったときには、ワークの予備底面部は、パンチコア部と第2パンチとの間に挟持される。
このとき、パンチ外周部における段付環状加圧面が第2パンチにおける凸環状対向面との間に予備傾斜側壁部を挟み込むようにして、この予備傾斜側壁部を加圧する。これにより、予備傾斜側壁部が段付環状加圧面及び凸環状対向面の形状に沿って変形し、予備傾斜側壁部の一部と予備底面部とからカップ状部品の底面部が形成されると共に、予備傾斜側壁部の他の一部からカップ状部品の小径側壁部及び段差部が形成され、残部から環状の予備大径側壁部が形成される。
このとき、ダイスとパンチ外周部とによって、上記予備大径側壁部にしごき成形が行われて、カップ状部品の大径側壁部が形成される。
それ故、本発明のカップ状部品の成形装置を採用することにより、成形設備(装置)の小型化を図ることができると共に、強度及び寸法精度の優れたカップ状部品を成形することができる。
上記第1の発明においては、上記仕上成形工程においては、上記予備大径側壁部にしごき成形を行うと共に歯型成形を行い、上記大径側壁部に歯面を形成することが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記小径側壁部におけるヒケ等の発生を抑制して、大径側壁部に歯面を備えたカップ状部品を強度を確保し寸法精度よく成形することができる。
この場合には、上記小径側壁部におけるヒケ等の発生を抑制して、クラッチドラムを強度を確保し寸法精度よく成形することができる。
なお、クラッチドラムは、例えば、トランスミッション等の動力伝達用の部品とすることができる。
そして、予備成形工程において上記予備成形体を成形した後には、この予備成形体をパンチコア部と第2パンチとの間に挟持し、この挟持状態を維持して、中間成形工程において上記中間成形体を成形する。また、中間成形体を成形した後には、この中間成形体をパンチ外周部と第2パンチとの間に挟持し、この挟持状態を維持して、上記仕上げ成形工程において上記カップ状部品を成形する。
そのため、カップ状部品の成形は、第1パンチと第2パンチとの間に予備成形体及び中間成形体を挟持した状態で行うことができ、各成形工程を連続的に行うことができる。そのため、上記強度及び寸法精度に優れたカップ状部品の成形を短時間に行うことができる。
図1〜図6に示すごとく、本例のカップ状部品の成形装置1(以下、単に成形装置1という。)は、底面部81と、この底面部81の外周端部から立設した環状の小径側壁部82と、この小径側壁部82の端部から外方に向けて形成された環状の段差部83と、この段差部83の外周端部から立設した環状の大径側壁部84とを有するカップ状部品8を成形するものである。
上記第1パンチ3は、パンチ外周部5とその略中心部に位置するパンチコア部4とに分割形成されている。パンチ外周部5は、カップ状部品8の底面部81の一部、上記小径側壁部82及び上記段差部83を成形するための段付環状加圧面51を備えており、パンチコア部4は、底面部81の残部を成形するための平坦加圧面41を備えている。また、平坦加圧面41の外径は、底面部81の外径よりも小さくなっている。
また、上記ダイス2における成形穴21の内壁面には、カップ状部品8の大径側壁部84に歯面を成形するためのダイス側歯型成形面22が形成されている。また、上記第1パンチ3におけるパンチ外周部5の外周面には、ダイス側歯型成形面22と共に大径側壁部84に歯面を成形するためのパンチ側歯型成形面52が形成されている。
以下に、これを詳説する。
本例では、第2パンチ6の凸環状対向面61に、上記貫通穴800に挿入配置可能な突出ピン62を形成し、パンチコア部4の平坦加圧面41に上記突出ピン62を挿入配置可能なピン挿入凹部42を形成している。
また、本例の成形装置1は、油圧によってカップ状部品8の成形を行う油圧式の成形装置1である。そして、第1パンチ3におけるパンチコア部4及びパンチ外周部5と、第2パンチ6とは、油圧による加圧力を受けて動作する。
このカップ状部品8を成形するに当たっては、まず、図3、図7に示すごとく、予備成形工程として、ワーク80としての平板素材80Aを第1パンチ3とダイス2及び第2パンチ6との間に配置する。また、第1パンチ3においては、パンチ外周部5の段付環状加圧面51に対してパンチコア部4の平坦加圧面41を突出させておく。
このとき、平板素材80Aは、その外周側部分がダイス2に引っ掛かった状態で、その中心側部分が、成形しようとするカップ状部品8の底面部81の外径よりも小さな平坦加圧面41によって加圧される。そして、平板素材80Aの外周側部分が傾斜状に絞り成形され、第2パンチ6における突出ピン62が、ワーク80の貫通穴800に挿入されると共にパンチコア部4におけるピン挿入凹部42に挿入される。
このように、予備傾斜側壁部86は、予備底面部85よりも外周側のほぼ全体の素材部分を傾斜立設するまで絞り成形されるのみであり、予備傾斜側壁部86は、開口部側に向けて拡径するよう傾斜立設するまで絞り成形されるのみである。そのため、予備傾斜側壁部86に加わる引張荷重を小さく維持することができ、予備傾斜側壁部86の肉厚が大幅に薄くなってしまうことを抑制することができる。
なお、図12に示すごとく、予備傾斜側壁部86は、予備底面部85に対して形成される外角(外側の角度)が30〜50°の傾斜角度θを有する状態まで絞り成形することが好ましい。
このとき、パンチ外周部5における段付環状加圧面51が第2パンチ6における凸環状対向面61との間に予備傾斜側壁部86を挟み込むようにして、この予備傾斜側壁部86を加圧する。これにより、予備傾斜側壁部86が段付環状加圧面51及び凸環状対向面61の形状に沿って変形する。
そのため、段付環状加圧面51の中間加圧面部512と、凸環状対向面61の中間対向面部612との隙間に、カップ状部品8の小径側壁部82を成形する際には、この小径側壁部82に十分な量の素材部分を供給することができる。また、小径側壁部82は、上記のごとく薄肉化が抑制された予備傾斜側壁部86から素材部分を供給して成形することができる。
こうして、予備傾斜側壁部86の基端側部分861と予備底面部85とからカップ状部品8の底面部81が形成され、予備傾斜側壁部86の先端側部分863から予備大径側壁部87が形成され、かつ予備傾斜側壁部86の中間部分862から小径側壁部82及び段差部83が形成される。そして、底面部81、小径側壁部82、段差部83及び予備大径側壁部87を有する中間成形体80Cが成形される。
また、図9に示すごとく、中間成形体80Cの成形を行ったときには、この中間成形体80Cは、底面部81が、パンチコア部4と第2パンチ6との間に挟持され、小径側壁部82及び段差部83が、パンチ外周部5と第2パンチ6との間に挟持される。
なお、図10は、しごき成形及び歯型成形を行う前の状態の成形装置1を示し、図11は、しごき成形及び歯型成形を行った後の状態の成形装置1を示す。
また、カップ状部品8の成形は、第1パンチ3と第2パンチ6との間に予備成形体80B及び中間成形体80Cを挟持した状態で行うことができ、各成形工程を連続的に行うことができる。そのため、強度及び寸法精度に優れたカップ状部品8の成形を短時間に行うことができる。
そのため、複数の成形装置1によって順次各成形工程を行うのではなく、1つの成形装置1によって、上記各成形工程を行うことができる。そのため、各成形工程を行う成形装置1の設備能力は、各成形工程において最も大きな荷重を伴う成形工程の所要荷重とすることができ、成形装置1の小型化を図ることができる。
2 ダイス
21 成形穴
22 ダイス側歯型成形面
3 第1パンチ
4 パンチコア部
41 平坦加圧面
5 パンチ外周部
51 段付環状加圧面
52 パンチ側歯型成形面
6 第2パンチ
61 凸環状対向面
8 カップ状部品
80A 平板素材
80B 予備成形体
80C 中間成形体
81 底面部
82 小径側壁部
83 段差部
84 大径側壁部
85 予備底面部
86 予備傾斜側壁部
861 基端側部分
862 中間部分
863 先端側部分
87 予備大径側壁部
Claims (6)
- 底面部と、該底面部の外周端部から立設した環状の小径側壁部と、該小径側壁部の端部から外方に向けて形成された環状の段差部と、該段差部の外周端部から立設した環状の大径側壁部とを有するカップ状部品を成形する方法において、
平板素材に絞り成形を行い、上記底面部よりも小さな外径の予備底面部と、該予備底面部から環状に傾斜立設する予備傾斜側壁部とを形成して、予備成形体を得る予備成形工程と、
上記予備成形体に成形を行い、上記予備傾斜側壁部の基端側部分と上記予備底面部とから上記底面部を形成すると共に、当該予備傾斜側壁部の先端側部分から予備大径側壁部を形成し、かつ上記基端側部分と上記先端側部分との間の中間部分から上記小径側壁部及び上記段差部を形成して、中間成形体を得る中間成形工程と、
上記予備大径側壁部にしごき成形を行って上記大径側壁部を形成して、上記カップ状部品を得る仕上成形工程とを含むことを特徴とするカップ状部品の成形方法。 - 請求項1において、上記仕上成形工程においては、上記予備大径側壁部にしごき成形を行うと共に歯型成形を行い、上記大径側壁部に歯面を形成することを特徴とするカップ状部品の成形方法。
- 請求項2において、上記カップ状部品は、上記大径側壁部に歯面を有するクラッチドラムであることを特徴とするカップ状部品の成形方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項において、上記カップ状部品を成形するに当たっては、成形穴を備えたダイスと、該ダイスの上記成形穴内をスライドするよう互いに対向配設された第1パンチ及び第2パンチとを準備すると共に、上記第1パンチは、パンチ外周部とその略中心部に位置するパンチコア部とに分割形成しておき、
上記平板素材を上記第1パンチと上記ダイス及び上記第2パンチとの間に配置し、上記ダイスに対して上記第1パンチにおける上記パンチコア部を前進させて、上記予備成形工程を行い、
次いで、上記パンチコア部と上記第2パンチとの間に上記予備成形体を挟持した状態を維持し、上記ダイス及び上記第2パンチに対して上記第1パンチにおける上記パンチ外周部を前進させて、上記中間成形工程を行い、
次いで、上記パンチ外周部と上記第2パンチとの間に上記中間成形体を挟持した状態を維持し、上記ダイスに対して上記パンチ外周部及び上記第2パンチを前進させて、上記仕上成形工程を行うことを特徴とするカップ状部品の成形方法。 - 底面部と、該底面部の外周端部から立設した環状の小径側壁部と、該小径側壁部の端部から外方に向けて形成された環状の段差部と、該段差部の外周端部から立設した環状の大径側壁部とを有するカップ状部品を成形する成形装置において、
該成形装置は、成形穴を備えたダイスと、該ダイスの上記成形穴内をスライドするよう互いに対向配設された第1パンチ及び第2パンチとを有しており、
上記第1パンチは、パンチ外周部とその略中心部に位置するパンチコア部とに分割形成されており、上記パンチ外周部は、上記底面部の一部、上記小径側壁部及び上記段差部を成形するための段付環状加圧面を備えており、上記パンチコア部は、上記底面部の残部を成形するための平坦加圧面を備えており、該平坦加圧面の外径は、上記底面部の外径よりも小さくなっており、
上記第2パンチは、上記パンチ外周部における上記段付環状加圧面の一部と上記パンチコア部における上記平坦加圧面とが略同一面を形成したときの形状に沿った形状の凸環状対向面を備えており、
上記成形装置は、上記ダイスに対して上記第1パンチにおける上記パンチコア部を前進させ、次いで、上記ダイス及び上記第2パンチに対して上記第1パンチにおける上記パンチ外周部を前進させ、その後、上記ダイスに対して上記第1パンチにおける上記パンチ外周部及び上記第2パンチを前進させるよう構成されていることを特徴とするカップ状部品の成形装置。 - 請求項5において、上記ダイスにおける上記成形穴の内壁面には、上記大径側壁部に歯面を成形するためのダイス側歯型成形面が形成されており、
上記第1パンチにおける上記パンチ外周部の外周面には、上記ダイス側歯型成形面と共に上記大径側壁部に歯面を成形するためのパンチ側歯型成形面が形成されていることを特徴とするカップ状部品の成形装置。
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