JP6316104B2

JP6316104B2 - ワッシャ製造方法

Info

Publication number: JP6316104B2
Application number: JP2014118097A
Authority: JP
Inventors: 一彦寺本
Original assignee: 永光精器株式会社
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2034-06-06
Also published as: JP2015229189A

Description

本発明は、プレスの順送り加工において、ワッシャを製造する方法に関し、詳しくは素材の金属板の板厚より厚いワッシャを製造する方法に関する。

従来、ワッシャ等の環状体の板厚を増厚する目的で、特開平６−２２６３９４号公報に、奥になるにつれて漸次小径となるダイと、根元になるにつれて漸次大径となるパンチを用い、前記ダイで環状体の外径を縮小させるとともに前記パンチで内径を拡大することで金属材料を板厚方向に移動させる、環状体の増厚成形方法が開示されている。

また、プレス加工により打ち抜かれた製品の分離面のだれ、バリ等の発生を抑制する目的で、特開２０００−１１７３４４号公報に、ブランクを金属板の板厚方向途中まで押し込むことで突出させる予備成形を行い、その後に完全に打ち抜く金属製品のプレス加工方法が開示されている。

また、順送り加工において、ブランクにその板厚方向を圧縮する力を加えて変形させるような圧縮加工を行うと、ブランクがその面に沿った方向に延びて変形し、この変形が周囲のキャリアに伝わることでキャリアが歪み、精密な材料送りができなくなる恐れがあった。このため、特開２００８−３００６５号公報に開示されているように、ブランクの周囲を予め打ち抜き、ブランクを細長状のブリッジで保持し、ブランクの変形を前記ブリッジで吸収する方法が用いられている。

特開平６−２２６３９４号公報特開２０００−１１７３４４号公報特開２００８−３００６５号公報

しかし、特許文献１に開示されている技術では、増厚自体には効果が有るものの、個々の環状体になった状態で加工する必要があり、生産性に優れた順送り加工を増厚に採用することができない。このため、環状体の製造工程と増厚工程が別々に必要となり、製造コストが増大してしまう恐れがあった。

また、特許文献２に開示されている技術では、製品の仕上がりの美しさを改善することが目的であり、板厚の増厚については触れられてはいない。

また、特許文献３に開示されている技術では、ブランクの周囲を打ち抜いてブリッジを形成するため、スクラップが増加する恐れがあるとともに、製造工程が複雑となり易く、製造コストが増大してしまう恐れがあった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、順送り加工をしながら板厚を増大させることができるとともに、ブランクの周囲にブリッジを形成する工程を不要としながらキャリアの変形を防止することができ、これらにより材料費及び製造時のコストダウンを図ることができるワッシャの製造方法を提供することを目的とする。

本発明のワッシャ製造方法は、
素材である金属板を順送り加工してワッシャを製造するワッシャ製造方法において、
ワッシャの外形であるブランクを前記金属板の板厚未満の厚さ分、半抜きすることで前記金属板から突出させる予備ブランク抜き工程と、
突出させた前記ブランクの板厚方向の面をダイで囲うとともに、ワッシャの中心孔に該当する部分を、前記ブランクの突出した方向からパンチで押し込み、押し込んだ金属材料を前記ブランクの外環部に移動させ増厚する増厚工程と、
前記中心孔を打ち抜く孔抜き工程と、
前記ブランクを完全に打ち抜くブランク抜き工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明のワッシャ製造方法によれば、予備ブランク抜き工程を行い、ブランクを金属板から突出させるとともに、残りの金属板であるキャリアにブランクを保持させたままの状態にするため、ブランクを保持するためのブリッジを形成する工程が不要となる。また、ブランクを金属板から突出させるとともに、突出させたブランクの板厚方向の面をダイで囲うため、ブランクをその板厚方向に圧縮する圧縮加工をしても、ブランクがその面に沿った方向に延びるのを抑制することができる。これにより、増厚工程でなされるパンチの押し込みによる金属材料の移動が、ブランクの外環部に向かってなされ、当該外環部の増厚がなされるとともに、ブランクの変形がキャリアに伝わらず、キャリアが歪むことがない。

また、ワッシャの増厚に用いる金属材料として、スクラップになるワッシャの中心孔に該当する部分を使用しているとともに、ブランクの周囲のブリッジが不要である。このため、スクラップの量を低減できるとともに製造工程の簡素化を図ることができ、上記の増厚作用ともあわせて、材料費及び製造時のコストを低減させることができる。

本発明のワッシャ製造方法の好ましい例は、
前記予備ブランク抜き工程と前記増厚工程とを複数回繰り返すことを特徴とする。

本発明のワッシャ製造方法の好ましい例によれば、予備ブランク抜き工程と増厚工程とを複数回繰り返すため、予備ブランク抜き工程と増厚工程とを１回で済ませるときと比較して、ブランクの変形がキャリアに伝わることをより防止することができるとともに、ワッシャの増厚の度合いをより高めることができる。また、ブランクの反り等の歪みが発生するのを防止することができる。

本発明のワッシャ製造方法の好ましい例は、
前記予備ブランク抜き工程と前記増厚工程とを同時に行うことを特徴とする。

本発明のワッシャ製造方法の好ましい例によれば、予備ブランク抜き工程と増厚工程とを同時に行うため、予備ブランク抜き工程と増厚工程とを別々のステージで行うときと比較して、製造速度の改善と、金型の小型化とを図ることができる。なお、ここで同時とは、同じステージで予備ブランク抜き工程と増厚工程とを行うことを意図し、予備ブランク抜き工程と増厚工程のなされる時間の完全な一致まで要求するものではない。

以上述べたように、本発明のワッシャ製造方法によれば、順送り加工をしながら板厚を増大させることができるとともに、ブランクの周囲にブリッジを形成する工程を不要としながらキャリアの変形を防止することができ、これらにより材料費及び製造時のコストダウンを図ることができる。

本発明の一実施形態に係るワッシャ製造方法の工程を説明する図である。予備ブランク抜き工程と増厚工程を説明する図である。本発明のワッシャ製造方法の多数個取りを説明する図である。

以下、本発明のワッシャ製造方法の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の一実施形態に係るワッシャ製造方法の工程を説明する図であり、図１（Ａ）は各ステージにおける金属板１０の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）において打ち抜かれたスクラップ及びワッシャ１を示す図である。また、図２（Ａ）〜（Ｄ）は予備ブランク抜き工程と増厚工程の詳細を説明する図、図３は本発明のワッシャ製造方法の多数個取りを説明する図である。

図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本実施形態のワッシャ製造方法は、パイロット孔穿孔工程Ｐ１００と、第１予備ブランク抜き工程Ｐ１０１と、第１増厚工程Ｐ１０２と、第２予備ブランク抜き工程Ｐ１０３と、第２増厚工程Ｐ１０４と、第１孔抜き工程Ｐ１０５と、上面押し工程Ｐ１０６と、第２孔抜き工程Ｐ１０７と、下面押し工程Ｐ１０８と、ブランク抜き工程Ｐ１０９とを備える。

パイロット孔穿孔工程Ｐ１００は、金属板１０の幅方向の両端近傍に所定のピッチで、金属板１０を位置決めし材料送りするためのパイロット孔１２を穿孔する工程である。パイロット孔１２には、各ステージにおいて図示しないパイロットピンが挿入され、精密な位置決めがなされる。また、パイロット孔１２に代えて、材料送り及び位置決めのための切り欠き部や折曲げ部を設けてもよい。

次に第１予備ブランク抜き工程Ｐ１０１がなされる。第１予備ブランク抜き工程Ｐ１０１は、図２（Ａ）（Ｂ）にも示すように、ワッシャ１の外形であるブランク１３を、素材である金属板１０の板厚未満の厚さ分、半抜きすることで、前記金属板１０の下面から突出させる工程である。先ず、図２（Ａ）に示すように、上流側から金属板１０が送られるとともに、当該金属板１０が、上材料押さえ２０ａ、ダイ２１ａ、下ブランク押さえ２２ａで挟まれる。

次に、図２（Ｂ）に示すように、上パンチ２３ａが下降し、ブランク１３を金属板１０の板厚の２０〜４５％程度、下方向に半抜きをして、金属板１０の下面から突出させる。このとき、下ブランク押さえ２２ａは、上パンチ２３ａが下降する力より弱い力で保持されており、ブランク１３を上パンチ２３ａとで挟みながら下降する。

次に、第１増厚工程Ｐ１０２がなされる。第１増厚工程Ｐ１０２は、図２（Ｃ）にも示すように、ワッシャ１の中心孔２に該当する部分を、ブランク１３の突出した方向から下パンチ２４ａで押し込み、押し込んだ金属材料をブランク１３の外環部１４に移動させ、増厚する工程である。ここで、下パンチ２４ａが上昇しブランク１３を押し込む際、上パンチ２３ａは動かないように固定されており、下ブランク押さえ２２ａは下パンチ２４ａの上昇する力より弱い力で保持されている。また、突出したブランク１３の板厚方向の面１５ａは、その周囲をダイ２１ａによって囲まれている。そのため、下パンチ２４ａで押し込まれた金属材料は比較的流動しやすいブランク１３の外環部１４に移動し、当該部分の板厚が増厚される。

また、ここで下パンチ２４ａを押し込む距離は、ブランク１３が金属板１０の下面から突出した距離以下にすることが好ましい。これは、下パンチ２４ａをダイ２１ａの上面より奥に押込むと、押し込まれた金属材料がキャリア１１に移動し、キャリア１１が変形してしまう恐れがあるためである。

次に、第２予備ブランク抜き工程Ｐ１０３と第２増厚工程Ｐ１０４がなされるが、これは図２（Ｄ）に示すように、上パンチ２３ｂの下降位置をさらに下げ、下パンチ２４ｂの押し込む距離をより深くさせることでなされる。このときも、下パンチ２４ｂの押し込む距離は、ブランク１３が金属板１０の下面から突出した距離以下、すなわち下パンチ２４ｂの上面がダイ２１ｂの上面以下になるようにすることが好ましい。

なお、この第２予備ブランク抜き工程Ｐ１０３では、さらに板厚の２０〜４５％程度、ブランク１３を金属板１０の下面から突出させることができ、上記の第１予備ブランク抜き工程Ｐ１０１とあわせて、ブランク１３は板厚の４０〜９０％程度、金属板１０の下面から突出することとなる。また、第１増厚工程Ｐ１０２と第２増厚工程Ｐ１０４とで増厚される板厚は、ブランク１３の突出させた距離と、下パンチ２４ａ，２４ｂの径と押し込む距離に左右されるが、それぞれ元の板厚の５〜２０％程度が期待でき、第１増厚工程Ｐ１０２と第２増厚工程Ｐ１０４とであわせて１０〜４０％程度の増厚が見込まれる。

この、ブランク１３を金属板１０の下面から突出させる距離であるが、上記の例に限られず、合計で板厚の９０％以下、好ましくは２０〜９０％を任意に選択できる。これは、ブランク１３を金属板１０の下面から突出させる距離は、板厚の０％を超えれば如何なる距離でも増厚の効果はあるが、材料費の低減という目的からして板厚の２０〜９０％の範囲とすることが好ましいためである。なお、ブランク１３を金属板１０の下面から突出させる距離が板厚の９０％を超えると、ブランク１３がキャリア１１から破断してしまう恐れがある。

また、本実施形態では予備ブランク抜き工程と増厚工程とを２回に分けて行なっているが、加工性に優れた金属であれば１回にしてもよく、加工し難い金属であれば３回以上にわけてもよい。また、予備ブランク抜き工程と増厚工程とを本実施形態のように同じステージで行なってもよいし、別々のステージで行なってもよい、また、先に下パンチ２４ａ，２４ｂを上昇させておき、後から上パンチ２３ａ，２３ｂを下降させてもよいし、下パンチ２４ａ，２４ｂの上昇と、上パンチ２３ａ，２３ｂの下降を同時に行なってもよい。

図１に戻り、次に、第１孔抜き工程Ｐ１０５がなされる。これは、下パンチ２４ａ，２４ｂで押し込まれ、薄くなったワッシャ１の中心孔２に該当する部分を、本来の中心孔２の寸法より小さめに打ち抜く工程である。

次に、上面押し工程Ｐ１０６がなされる。これは、ワッシャ１の中心孔２にボルト等を通し易くするために、中心孔２の縁をテーパー状に加工するためのものであり、上方向からテーパー面に対応した図示しないパンチが下降することにより、第１孔抜き工程Ｐ１０５で設けられた孔の上側の縁にテーパー面３ａが設けられる。なお、この上面押し工程Ｐ１０６もブランク１３に対する圧縮加工であるが、金属材料が第１孔抜き工程Ｐ１０５で設けられた孔に向かって移動することと、ブランク１３を金属板１０から突出させ、ブランク１３の周囲をダイで囲っていることにより、ブランク１３が外側に広がる変形が発生せず、キャリア１１が変形することもない。

次に、第２孔抜き工程Ｐ１０７がなされる。これは、ワッシャ１の中心孔２を、その本来の寸法で打ち抜く工程である。このとき、上面押し工程Ｐ１０６で設けられたテーパー面３ａの一部が残るように、テーパー面３ａの外径より小さなパンチで孔抜きされる。

次に、下面押し工程Ｐ１０８がなされる。これは上記の上面押し工程Ｐ１０６同様にワッシャ１の中心孔２にボルト等を通し易くするために、中心孔２の縁をテーパー加工する工程であり、下方向からテーパー面に対応した図示しないパンチが上昇することにより、第２孔抜き工程Ｐ１０７で設けられた孔の下側の縁にテーパー面３ｂが設けられる。なお、この下面押し工程Ｐ１０８も、ブランク１３に対する圧縮加工であるが、圧縮の程度が僅かであることと、既に述べているようにブランク１３が金属板１０から突出し、ブランク１３の周囲がダイで囲まれているため、ブランク１３が外側に広がる変形は発生しない。

次に、ブランク抜き工程Ｐ１０９がなされる。これは、金属板１０の下面から突出しているブランク１３を完全に打ち抜く工程であり、このブランク抜き工程Ｐ１０９をもって、ワッシャ１が金属板１０より切り離され、完成する。その後は、必要に応じて、ワッシャ１の研磨やめっき等の表面加工を施せばよい。

また、図３に示すように、上述の各工程を並列に複数行う多数個取りの順送り加工とすることもできる。ここでは、各工程を２列ずつ、加工する位置を前後にずらすことで合計４列の多数個取りとしている。この多数個取りにおいても、ブランク１３に圧縮加工を施す通常の順送り加工であれば、ブランク１３がその面方向の外側に広がる変形が起こり、その変形がキャリア１１に伝わることでパイロット孔１２の位置が変化し、精密な順送り加工ができなくなるが、本実施形態のワッシャ製造方法では、これらの変形が発生せず、精密な順送り加工をすることができる。

以上述べたように、本発明に係るワッシャ製造方法によれば、順送り加工をしながらブランクの中のスクラップとなる部分を押し込むことで、当該部分の金属材料をブランクの外縁部に移動させ、板厚を増大させることができる。これにより、特に高価な素材において、材料費を抑えることができる。

また、ブランクのスクラップとなる部分を押し込む加工は、ブランクをその厚み方向に圧縮加工することであり、このような圧縮加工をすると、通常はブランクの外形がその面に沿った方向に伸びて変形するが、ブランクを金属板から突出させ、さらにブランクの突出させた周囲をダイで囲っているため、上記ブランクの変形が発生しない。このため、ブランクの周囲を予め打ち抜き、ブリッジを形成する工程が不要となり、製造工程と金型の簡素化を図ることができる。また、ブランクの面方向の変形が発生しないため、ワッシャの外径寸法のバラツキが少なく、寸法精度を向上させることができる。

また、キャリアが変形しないため、キャリアに設けられたパイロット孔の位置も変化せず、精密な材料送りをすることができる。さらに、キャリアの変形がないため、製造工程を並列に複数行う多数個取りをし易くなり、係る場合、材料の歩留りが向上し、さらなるコストダウンを図ることができる。

なお、上述したワッシャ製造方法は、本発明の例示であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、その構成及び工程を適宜変更することができる。例えば、ワッシャの中心孔を設ける孔抜き工程は１つにしてもよいし、上面押し工程と下面押し工程を省略することもできる。また、その他のワッシャの加工に必要な様々な工程を付加することもできる。

１・・ワッシャ、２・・中心孔、３ａ，３ｂ・・テーパー面、
１０・・金属板、１１・・キャリア、１２・・パイロット孔、１３・・ブランク、１４・・外環部、１５ａ，１５ｂ・・板厚方向の面
２０ａ，２０ｂ・・上材料押さえ、２１ａ，２１ｂ・・ダイ、２２ａ，２２ｂ・・下ブランク押さえ、２３ａ，２３ｂ・・上パンチ、２４ａ，２４ｂ・・下パンチ、
Ｐ１００・・パイロット孔穿孔工程、Ｐ１０１・・第１予備ブランク抜き工程、Ｐ１０２・・第１増厚工程、Ｐ１０３・・第２予備ブランク抜き工程、Ｐ１０４・・第２増厚工程、Ｐ１０５・・第１孔抜き工程、Ｐ１０６・・上面押し工程、Ｐ１０７・・第２孔抜き工程、Ｐ１０８・・面押し工程、Ｐ１０９・・ブランク抜き工程、

Claims

素材である金属板を順送り加工してワッシャを製造するワッシャ製造方法において、
ワッシャの外形であるブランクを前記金属板の板厚未満の厚さ分、半抜きすることで前記金属板から突出させる予備ブランク抜き工程と、
突出させた前記ブランクの板厚方向の面をダイで囲うとともに、ワッシャの中心孔に該当する部分を、前記ブランクの突出した方向からパンチで押し込み、押し込んだ金属材料を前記ブランクの外環部に移動させ増厚する増厚工程と、
前記中心孔を打ち抜く孔抜き工程と、
前記ブランクを完全に打ち抜くブランク抜き工程と、
を含むことを特徴とするワッシャ製造方法。
前記予備ブランク抜き工程と前記増厚工程とを複数回繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のワッシャ製造方法。
前記予備ブランク抜き工程と前記増厚工程とを同時に行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のワッシャ製造方法。