JP4939458B2 - Drilling method - Google Patents
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Description
本発明は、比較的細く、かつ、曲がった孔を金属に形成する孔加工方法に関する。 The present invention relates to a hole machining method for forming a relatively thin and bent hole in a metal.
一端部が漸次縮径する略テーパ状となっている金属製の円柱状部材の内部の、中心軸線から外周寄りにずれた位置に、長手方向が外周面にほぼ沿った細長い曲がり孔を形成する場合がある。このような孔としては、例えば、自動車等の燃料噴射装置におけるインジェクタのボディの内部に形成され、噴射ノズルに燃料を導く燃料供給孔が挙げられる(特許文献1,2等参照)。金属に孔を形成するにはドリル加工が一般的であるが、細長い孔を形成する場合には、所望の径よりもやや大きな径の下孔をある程度の長さ形成してから、その奥を細い径のドリルで加工して、細い孔を形成する長さをなるべく短くする方法が採られる。そして曲がり孔とするには、一端側から途中まで孔を形成し、次いで他端側から角度を変えて孔を形成して貫通させている。
An elongated curved hole whose longitudinal direction is substantially along the outer peripheral surface is formed at a position shifted from the central axis toward the outer periphery in the substantially cylindrical metal member whose one end is gradually tapered. There is a case. Examples of such a hole include a fuel supply hole that is formed inside a body of an injector in a fuel injection device such as an automobile and guides fuel to an injection nozzle (see
ところがこのような方法では、下孔を形成することから、孔の径を全長にわたって所望の径で一定とすることができないという不満がある。また、下孔を形成するには、下孔の外周側に相応の肉厚を確保する必要があるため、部材全体の外径が必要以上に大きくなってしまう。肉厚の確保による部材の大径化は、例えば上記インジェクタのようなものであった場合、耐圧性の面から顕著となり、また、インジェクタの周囲のスペースに制約が生じて設計の自由度が低下するといった問題を招く。さらに、ドリルによる孔加工の工程が複数にわたるため生産性に劣るといった欠点もある。 However, in such a method, since the lower hole is formed, there is a complaint that the diameter of the hole cannot be made constant at a desired diameter over the entire length. Further, in order to form the pilot hole, it is necessary to ensure a corresponding thickness on the outer peripheral side of the pilot hole, so that the outer diameter of the entire member becomes larger than necessary. Increasing the diameter of the member by securing the wall thickness is remarkable from the viewpoint of pressure resistance when it is like the above-mentioned injector, for example, and the space around the injector is restricted and the degree of freedom in design is reduced. Cause problems such as Furthermore, there is a drawback that productivity is inferior because a plurality of drilling steps are performed.
よって本発明は、細長い曲がり孔を全長にわたって一定の径で形成することが比較的簡便な方法で達成することができ、部材周囲の設計の自由度や生産性等の向上が図られる孔加工方法を提供することを目的としている。 Therefore, according to the present invention, it is possible to achieve a long and narrow bent hole with a constant diameter over a whole length by a relatively simple method, and to improve the degree of freedom of design and productivity around the member. The purpose is to provide.
本発明の孔加工方法は、円柱状の金属素材の中心軸線から外周寄りにずれた位置に、該中心軸線と平行な直線状の一次孔を形成する一次孔形成工程と、一次孔に線状金属を挿入してその挿入状態を保持する線状金属挿入工程と、金属素材にスエージング加工を施すことによって、該金属素材を、元の外径よりも小径の円柱部と、この円柱部に連続して漸次外径が縮径する縮径部とを有する加工部材に成形し、さらにこれによって、一次孔を縮径し、かつ、線状金属とともに、成形された加工部材の外周面の軸線方向に沿って曲げて曲がり孔に変形させるスエージング工程と、線状金属を曲がり孔から引き抜いて、曲がり孔が形成された加工部材を得る線状金属引き抜き工程とを備えることを特徴としている。 The hole drilling method of the present invention includes a primary hole forming step of forming a linear primary hole parallel to the central axis at a position shifted from the central axis of the cylindrical metal material toward the outer periphery, and linear to the primary hole. A linear metal insertion process for inserting metal and maintaining the insertion state, and swaging the metal material, the metal material is placed in a cylindrical portion having a smaller diameter than the original outer diameter, and the cylindrical portion. An outer peripheral surface of the formed processing member is formed into a processed member having a reduced diameter portion where the outer diameter is continuously reduced, and further, the primary hole is reduced by this, and together with the linear metal, the axis of the outer peripheral surface of the formed processing member It is characterized by comprising a swaging step of bending along a direction to deform into a bent hole, and a linear metal drawing step of drawing a linear metal from the bent hole to obtain a processed member in which the bent hole is formed.
本発明によれば、線状金属が挿入された金属素材をスエージング加工した後に線状金属を引き抜くことにより曲がり孔を得るので、ドリル加工よりも簡便に曲がり孔を形成することができ、生産性が向上する。また、太さが均一な線状金属を用いることにより、曲がり孔を全長にわたって一定の径で形成することが容易に達成される。さらに、ドリル加工のように下孔を形成する必要がないため、加工後の部材のコンパクト化が図られ、部材周囲の設計の自由度の向上が図られる。 According to the present invention, since a bent hole is obtained by pulling out the linear metal after swaging the metal material into which the linear metal is inserted, the bent hole can be formed more easily than drilling, Improves. Further, by using a linear metal having a uniform thickness, it is easy to form the bent hole with a constant diameter over the entire length. Furthermore, since it is not necessary to form a pilot hole unlike drilling, the member after processing can be made compact, and the degree of freedom of design around the member can be improved.
本発明では、線状金属挿入工程において、金属素材の一次孔に線状金属を挿入する前に、一次孔の内周面と線状金属の外周面の少なくとも一方に潤滑処理を施しておくことを好ましい形態とする。この形態を採ると、線状金属引き抜き工程で線状金属を加工部材から引き抜きやすくなるといった効果を得る。なお、潤滑処理として潤滑油の塗布や、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤による皮膜形成などが挙げられる。固体潤滑剤による皮膜形成を施すと、線状金属を引き抜くときに固体潤滑剤の崩壊を招き、これによって線状金属と曲がり孔の内面との間に隙間が生じることによる引き抜きやすさの一層の向上が期待できる。 In the present invention, in the linear metal insertion step, at least one of the inner peripheral surface of the primary hole and the outer peripheral surface of the linear metal is lubricated before inserting the linear metal into the primary hole of the metal material. Is a preferred form. If this form is taken, the effect that it becomes easy to draw | extract a linear metal from a process member at a linear metal extraction process will be acquired. Examples of the lubricating treatment include application of lubricating oil and film formation with a solid lubricant such as molybdenum disulfide and graphite. When a film is formed with a solid lubricant, the solid lubricant is collapsed when the linear metal is pulled out, and thereby a gap is formed between the linear metal and the inner surface of the bent hole, which makes it easier to pull out. Improvement can be expected.
線状金属を引き抜きやすくするには、線状金属よりも金属素材の方が熱膨張率の大きい材料からなるものとするといった手段も有効である。この場合には、線状金属引き抜き工程において、線状金属が挿入されている加工部材を加熱した状態で、線状金属を引き抜く。金属素材(加工部材)の方が膨張度合いが大きいため、線状金属が挿入されている曲がり孔の内径が僅かに線状金属の外径よりも大きくなって弛みが生じ、線状金属を引き抜きやすくなる。 In order to make it easier to pull out the linear metal, a means that the metal material is made of a material having a higher coefficient of thermal expansion than the linear metal is also effective. In this case, in the linear metal drawing process, the linear metal is drawn in a state where the processed member in which the linear metal is inserted is heated. Since the degree of expansion of the metal material (processed member) is larger, the inner diameter of the bent hole into which the linear metal is inserted is slightly larger than the outer diameter of the linear metal, causing slack, and pulling out the linear metal It becomes easy.
本発明によれば、細長い曲がり孔を全長にわたって一定の径で形成することが比較的簡便な方法で達成することができ、部材周囲の設計の自由度や生産性等の向上が図られるといった効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to achieve a long and narrow bent hole with a constant diameter over the entire length by a relatively simple method, and the effect of improving the degree of freedom of design and productivity around the member can be achieved. Play.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
[1]一次孔形成工程
図1の符号1Aは、一実施形態の孔加工方法で加工が施されて、曲がり孔が形成された所定の加工部材に加工される円柱状の金属素材を示している。一実施形態の孔加工方法は、まず図1に示すように、金属素材1Aの中心軸線Oから外周寄りにずれた位置に、中心軸線Oと平行な直線状の一次孔11を形成する。一次孔11の径は均一であり、最終的に得るべき曲がり孔の径よりも大径である。一次孔11は、ピアス加工(打ち抜き加工)やドリル加工等の手段によって形成することができる。金属素材1Aの材料としては、例えば、一般機械部品や自動車部品の金属材料として一般的な低合金鋼(例えばSCM415等のクロムモリブデン鋼)や、ステンレス鋼等の各種鋼から適宜に選択される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] Primary
[2]ワイヤ挿入工程
金属素材1Aに一次孔11を形成したら、図2(a)に示すように、金属素材1Aの一次孔11に、得るべき曲がり孔の径と同じ外径を有するワイヤ(線状金属)21を挿入する。ワイヤ21は、例えばステンレス鋼線やピアノ線等の一般的なものが用いられる。ワイヤ21は、金属素材1Aの一次孔11の長さよりも十分に長いものが用いられ、両端部が一次孔11より出た状態で、次の工程に供される。なお、一次孔11とピアノ線の径寸法としては、例えば一次孔11がφ5〜10mm程度、ワイヤ21はφ2〜4mm程度とされる。
[2] Wire Insertion Step After the
[3]スエージング工程
一次孔11にワイヤ21が挿入された金属素材1Aに、図2(b)〜(c)に示すようにロータリー型のスエージング加工装置30でスエージング加工を施し、図2(d)および図4に示す加工部材1Bを成形する。スエージング加工装置30は、図3に示すように、環状に配列された複数のダイス31が周方向に回転しながら径方向に往復移動を繰り返すことにより、各ダイス31の内側に挿入した金属素材1Aに衝撃加圧を与えて、縮径するとともに軸線方向長さを伸張させるものである。金属素材1Aは、ガイドロッド32で支持されプッシャ33でダイス31内を一方向に押し込まれながら、外形がダイス31の内面に倣った形状に成形される。
[3] Swaging process The
この場合のスエージング加工は、第1段階として、図2(b)に示すように金属素材1Aを一定の外径に縮径して全体を円柱状に成形し、次の第2段階で、図2(c)に示すように一端側を漸次外径が縮径するテーパ状に成形する。第2段階を終了することにより、図2(d)に示す目的とする加工部材1Bを得る。加工部材1Bは、元の金属素材1Aの外径よりも小径の円柱部2と、この円柱部2の一端から連続して漸次外径が縮径するテーパ部3とを有する形状となる。スエージング加工によって一次孔11は内周面がワイヤ21に密接するまで縮径する。そして一次孔11は、ワイヤ21とともに加工部材1Bの外周面の軸線方向に沿って曲がり、曲がり孔4に形成される。
In the swaging process in this case, as a first stage, as shown in FIG. 2 (b), the
[4]ワイヤ引き抜き工程
目的の形状に加工部材1Bが成形されたら、次いで、ワイヤ21を曲がり孔4から引き抜く。これによって、曲がり孔4が形成された加工部材1Bを得る。曲がり孔4は、ワイヤ21の外径と同等で一定の径に形成されている。
[4] Wire Pulling Step After the processed
以上によって、円柱部2とテーパ部3とが連続した形状の加工部材1Bが成形され、この加工部材1B内の中心軸線から外周寄りにずれた位置には、外周面の軸線方向に沿って曲がる均一径の曲がり孔4が形成されている。このようにして曲がり孔4を形成する本実施形態の孔加工方法は、ワイヤ21を挿入した金属素材1Aをスエージング加工した後、ワイヤ21を引き抜くことにより曲がり孔4を得るといったものであるから、ドリル加工よりも簡便に曲がり孔4を形成することができる。また、太さが均一なワイヤ21を用いることにより、曲がり孔4を全長にわたって一定の径で形成することが容易に達成される。
As described above, the processed
また、ドリル加工の際には下孔を形成することから形成する曲がり孔の周囲の肉厚を厚くする必要があったが、本実施形態ではその必要がない。このため、加工部材1Bのコンパクト化が図られるとともに、加工部材1Bを所定の機器に装着した際、周囲の設計の自由度を向上させることができる。
Further, since the pilot hole is formed at the time of drilling, it is necessary to increase the thickness around the bent hole, but this is not necessary in the present embodiment. For this reason, the
なお、ワイヤ引き抜き工程において加工部材1Bからワイヤ21を引き抜きやすいようにするために、ワイヤ挿入工程において、一次孔11の内周面とワイヤ21の外周面のいずれか一方、もしくは双方に、潤滑処理を施してから、一次孔11にワイヤ21を挿入することは好ましい方法である。潤滑処理としては、グリス等の潤滑油の塗布が簡便である。また、二硫化モリブデンやグラファイト等の固体潤滑剤で皮膜を形成する手法は、ワイヤ21を引き抜くときに固体潤滑剤の崩壊を招き、これによってワイヤ21と曲がり孔4の内面との間に隙間が生じることによる引き抜きやすさの一層の向上が期待できる。
In addition, in order to make it easy to pull out the
また、加工部材1Bからワイヤ21を引き抜きやすくするには、ワイヤ21よりも金属素材1Aの方が熱膨張率の大きい材料を用いることも有効である。この場合、ワイヤ引き抜き工程において、ワイヤ21が挿入されている加工部材1Bを加熱した状態でワイヤ21を引き抜く。すると金属素材1A(加工部材1B)の方が膨張度合いが大きいため、ワイヤ21が挿入されている曲がり孔4の内径が僅かにワイヤ21の外径よりも大きくなって弛みが生じ、ワイヤ21を引き抜きやすくなる。材料例としては、例えば金属素材1Aが前述のSCM415であった場合、ワイヤ21はそれよりも熱膨張率の低い鋼線が選択される。また、金属素材1Aにアルミニウムを用いたり、SUS303等のオーステナイト系ステンレス鋼を用いると、これらは比較的熱膨張率が大きいため、ワイヤ21にピアノ線を用いることができる。
In order to easily pull out the
本発明は、自動車等のエンジンに装備される燃料噴射装置におけるインジェクタのボディを製造する場合に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used when manufacturing a body of an injector in a fuel injection device installed in an engine such as an automobile.
1A…金属素材
1B…加工部材
2…円柱部
3…テーパ部(縮径部)
4…曲がり孔
11…一次孔
21…ワイヤ(線状金属)
O…中心軸線
DESCRIPTION OF
4 ... Bending
O ... Center axis
Claims (3)
前記一次孔に線状金属を挿入してその挿入状態を保持する線状金属挿入工程と、
前記金属素材にスエージング加工を施すことによって、該金属素材を、元の外径よりも小径の円柱部と、この円柱部に連続して外径が縮径する縮径部とを有する加工部材に成形し、さらにこれによって、前記一次孔を縮径し、かつ、前記線状金属とともに、成形された前記加工部材の外周面の軸線方向に沿って曲げて曲がり孔に変形させるスエージング工程と、
前記線状金属を前記曲がり孔から引き抜いて、曲がり孔が形成された加工部材を得る線状金属引き抜き工程と
を備えることを特徴とする孔加工方法。 A primary hole forming step of forming a linear primary hole parallel to the central axis at a position shifted from the central axis of the cylindrical metal material toward the outer periphery;
A linear metal insertion step of inserting a linear metal into the primary hole and holding the inserted state;
By subjecting the metal material to swaging processing, the metal material is processed into a cylindrical portion having a smaller diameter than the original outer diameter, and a reduced diameter portion whose outer diameter is continuously reduced to the cylindrical portion. A swaging step in which the diameter of the primary hole is further reduced, and along with the linear metal, the step is bent along the axial direction of the outer peripheral surface of the processed member to be transformed into a bent hole; ,
A drilling method comprising: a linear metal drawing step of drawing the linear metal from the bent hole to obtain a processed member in which the bent hole is formed.
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