JP7417069B2 - Molded material manufacturing method - Google Patents
Molded material manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7417069B2 JP7417069B2 JP2020017211A JP2020017211A JP7417069B2 JP 7417069 B2 JP7417069 B2 JP 7417069B2 JP 2020017211 A JP2020017211 A JP 2020017211A JP 2020017211 A JP2020017211 A JP 2020017211A JP 7417069 B2 JP7417069 B2 JP 7417069B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- push
- hole
- compression
- preliminary
- compressive force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 52
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 24
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 66
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 66
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 13
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
本発明は、筒状の胴部と胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材を製造するための成形材製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a molded material having a cylindrical body and a flange formed at an end of the body.
従来、自動車電装用途としてインナーロータ型永久磁石サーボモータ(電動モータ)が広く用いられている。このような電動モータは、モータケースの内面に周方向に複数の永久磁石が固着され、モータケースの中心部にロータが配置された構造を有している。モータケースには、ハウジングとしての機能だけではなく、バックヨークとしての機能も期待される。このようなモータケースとしては、例えば下記の非特許文献1等に示されているような絞り加工により成形される円筒状又は小判筒状の金属製の成形材を使用することができる。 Conventionally, inner rotor type permanent magnet servo motors (electric motors) have been widely used for automotive electrical equipment applications. Such an electric motor has a structure in which a plurality of permanent magnets are fixed to the inner surface of a motor case in a circumferential direction, and a rotor is arranged at the center of the motor case. The motor case is expected to function not only as a housing but also as a back yoke. As such a motor case, it is possible to use a cylindrical or oval cylindrical metal molded material formed by drawing, as disclosed in, for example, Non-Patent Document 1 below.
モータの振動や騒音を低減するため、モータケースの胴部には高精度な内径真円度が求められることがある。しかし、金属材料には面内異方性が存在するため、圧延方向からの角度により材料の変形特性が異なるという性質がある。R値が大きい方向は板幅方向の変形が容易であり、板厚変化が小さいという特徴がある。そのため、軸対称の形状を有する円筒形状の成形品であっても、周方向においてフランジ径が変動することがある。円筒絞り加工では絞り方向に対して引張変形となるため、胴体側壁部はR値の大きい方向の肉厚が厚く、R値の小さい方向の肉厚が薄くなるという特徴がある。周方向に係る胴部肉厚の偏差が生じた場合には、胴部の内径精度の低下が懸念される。また、周方向に係るフランジ径の偏差が生じた場合には、トリム欠損が懸念される。 In order to reduce vibration and noise of the motor, the body of the motor case is sometimes required to have a highly accurate inner diameter roundness. However, since metal materials have in-plane anisotropy, the deformation characteristics of the material vary depending on the angle from the rolling direction. The direction in which the R value is large is characterized by easy deformation in the sheet width direction and small change in sheet thickness. Therefore, even in a cylindrical molded product having an axially symmetrical shape, the flange diameter may vary in the circumferential direction. In the cylindrical drawing process, tensile deformation occurs in the drawing direction, so the body side wall portion has a characteristic in that the wall thickness is thick in the direction where the R value is large and the wall thickness is thin in the direction where the R value is small. If a deviation occurs in the wall thickness of the body in the circumferential direction, there is a concern that the accuracy of the inner diameter of the body may decrease. Moreover, if a deviation in the flange diameter occurs in the circumferential direction, trim loss may occur.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、胴部の内径精度を向上できるとともに、トリム欠損の虞を低減できる成形材製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a method for manufacturing a molded material that can improve the accuracy of the inner diameter of the body and reduce the risk of trim damage. be.
本発明の成形材製造方法は、素材金属板に対して多段絞りを行うことで、筒状の胴部と該胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材を製造することを含む成形材製造方法であって、多段絞りには、胴部素体を有する予備体を素材金属板から形成する予備絞りと、予備絞りの後に、胴部素体の深さ方向に沿う圧縮力を胴部素体の周壁に加えながら胴部素体を絞ることで胴部を形成する少なくとも1回の圧縮絞りとが含まれており、少なくとも1回の圧縮絞りは、押込穴を有するダイと、胴部素体の内部に挿入されて胴部素体を押込穴に押込むパンチと、胴部素体の深さ方向に沿う圧縮力を胴部素体の周壁に加える加圧手段とを含む金型を用いて行われ、押込穴は、押込穴の入口において押込穴の周方向に延在されるとともに、押込穴の軸方向に対して傾斜して延在されたテーパ面を有し、テーパ面により圧縮力の分力が押込穴の径方向内方に向かうように構成されており、押込穴の入口内径は、該押込穴を有するダイを用いて行われる圧縮絞り前の胴部素体の周壁外径以上とされており、押込穴の軸方向に対するテーパ面の傾斜角度をθ(°)としたとき、以下の式(1)の関係を満たすようにθが決定されており、
20°≦θ≦60° ・・・・・式(1)
予備体には、端部が波形となるイヤリングが生じており、圧縮絞りにおいて、フランジ部の真円度が所定寸法以下となるように圧縮力を調整する。
The method for manufacturing a molded material of the present invention involves manufacturing a molded material having a cylindrical body and a flange formed at the end of the body by performing multi-stage drawing on a raw metal plate. A method for producing a molded material, the multi-stage drawing includes a preliminary drawing process in which a preliminary body having a body body is formed from a raw metal plate, and a compressive force along the depth direction of the body body body after the preliminary drawing. and at least one compression drawing for forming the body by squeezing the body while applying the same to the peripheral wall of the body, and the at least one compression drawing includes a die having a push-in hole and a die having a push-in hole. , a punch that is inserted into the interior of the body body to push the body body into the push hole, and a pressurizing means that applies compressive force along the depth direction of the body body to the peripheral wall of the body body. The push hole has a tapered surface extending in the circumferential direction of the push hole at the entrance of the push hole and extending at an angle with respect to the axial direction of the push hole. The tapered surface is configured such that the component of the compression force is directed inward in the radial direction of the push hole, and the inner diameter of the entrance of the push hole is the same as that of the body before compression drawing is performed using a die having the push hole. It is set to be equal to or larger than the outer diameter of the peripheral wall of the element body, and when the inclination angle of the tapered surface with respect to the axial direction of the push-in hole is θ (°), θ is determined so as to satisfy the relationship of the following formula (1). ,
20°≦θ≦60°・・・Formula (1)
The preliminary body has earrings with wave-shaped ends, and during compression drawing, the compression force is adjusted so that the roundness of the flange portion is equal to or less than a predetermined dimension.
本発明の成形材製造方法によれば、圧縮絞りにおいて、フランジ部の真円度が所定寸法以下となるように圧縮力を調整するので、胴部の内径精度を向上できるとともに、トリム欠損の虞を低減できる。 According to the method for producing a molded material of the present invention, the compression force is adjusted during compression drawing so that the roundness of the flange portion is equal to or less than a predetermined dimension, so that the inner diameter accuracy of the body portion can be improved and the risk of trim loss is reduced. can be reduced.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings. The present invention is not limited to each embodiment, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the gist thereof. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in each embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiments. Furthermore, components of different embodiments may be combined as appropriate.
図1は、本発明の実施の形態1による成形材製造方法によって製造される成形材1を示す斜視図である。図1に示すように、本実施の形態の成形材製造方法によって製造される成形材1は、胴部10とフランジ部11とを有するものである。胴部10は、頂壁100と、頂壁100の外縁から延出された周壁101とを有する筒状部分である。頂壁100は、成形材1を用いる向きによっては底壁等の他の呼ばれ方をする場合もある。図1では胴部10は断面真円形を有するように示しているが、胴部10は、例えば断面楕円形や角筒形等の他の形状とされていてもよい。例えば頂壁100からさらに突出された突部を形成する等、頂壁100にさらに加工を加えることもできる。フランジ部11は、胴部10の端部(周壁101の端部)に形成された板部である。
FIG. 1 is a perspective view showing a molded material 1 manufactured by a molded material manufacturing method according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, a molded material 1 manufactured by the molded material manufacturing method of this embodiment has a
次に、図2は、図1の成形材1を製造する成形材製造方法を示す説明図である。本発明の成形材製造方法は、平板状の素材金属板2に対して多段絞りを行うことで成形材1を製造する。多段絞りには、予備絞りと、この予備絞りの後に行われる少なくとも1回の圧縮絞りが含まれている。本実施の形態の成形材製造方法では、2回の圧縮(第1及び第2圧縮絞り)が行われる。 Next, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a molding material manufacturing method for manufacturing the molding material 1 of FIG. 1. In the method for manufacturing a molded material of the present invention, a molded material 1 is manufactured by performing multistage drawing on a flat metal plate 2 as a raw material. The multistage throttling includes a preliminary throttling and at least one compression throttling performed after the preliminary throttling. In the molded material manufacturing method of this embodiment, compression is performed twice (first and second compression drawing).
素材金属板2としては、様々な金属板を用いることができる。金属板として、例えば冷間圧延鋼板又は表面処理鋼板等の鋼板を用いることができる。表面処理鋼板には、塗装鋼板及びめっき鋼板が含まれている。塗装鋼板としては、SPC+カチオン塗装鋼板が挙げられる。めっき鋼板としては、電気亜鉛めっき鋼板、及びZn-Al-Mg系合金めっき鋼板が挙げられる。 Various metal plates can be used as the raw metal plate 2. As the metal plate, for example, a steel plate such as a cold-rolled steel plate or a surface-treated steel plate can be used. Surface-treated steel sheets include painted steel sheets and plated steel sheets. Examples of the coated steel plate include SPC+cation coated steel plate. Examples of the plated steel sheet include electrogalvanized steel sheet and Zn-Al-Mg alloy plated steel sheet.
予備絞りは、素材金属板2に加工を施すことで、胴部素体20aを有する予備体20を形成する工程である。胴部素体20aは、図1の胴部10よりも直径が広く、かつ深さが浅い筒状体である。胴部素体20aの深さ方向は、胴部素体20aの周壁の延在方向(高さ方向)によって規定される。本実施の形態では、予備体20の全体が胴部素体20aを構成している。但し、予備体20として、フランジを有するものを形成してもよい。この場合、予備体20のフランジは胴部素体20aを構成しない。
Preliminary drawing is a process of processing the raw metal plate 2 to form the
第1及び第2圧縮絞りは、後に詳しく説明するように、胴部素体20aの深さ方向に沿う圧縮力42a(図6参照)を胴部素体20aの周壁に加えながら胴部素体20aを絞ることで胴部10を形成する工程である。胴部素体20aを絞るとは、胴部素体20aの直径を縮めるとともに、胴部素体20aの深さをより深くすることを意味する。
As will be described in detail later, the first and second compression apertures apply compressive force 42a (see FIG. 6) along the depth direction of the
各圧縮絞り後の予備体20は、胴部素体20aの径方向に対して傾斜して延在されたフランジ部素体20bを有している。フランジ部素体20bは、後に詳しく説明するように各圧縮絞りに用いられるダイ40に設けられたテーパ面44に沿って延在されている。本実施の形態の成形材製造方法では、第2圧縮絞り後に予備体20にリストライク加工が行われる。リストライク加工は、胴部素体20a又は胴部10の径方向に沿ってフランジ部素体20bが延在するように、平坦状にフランジ部素体20bを矯正する工程である。リストライク加工は後述のテーパ面44を有しないダイと、ダイと対向するよう配置されるリフターパッドとでフランジ部素体20bを挟み込むことで実施され得る。リストライク加工では、胴部10又は胴部素体20aの周壁径及び高さが同一のまま、フランジ部素体20bの加工が行われる。
Each compressed and drawn
本実施の形態の成形材製造方法では、リストライク加工を経ることで予備体20が成形材1となる。しかしながら、例えばフランジ部11が胴部10の径方向に沿って傾斜して延在されていてもよい態様においては、リストライクが省略されて、第2圧縮絞りにより成形材1が得られてもよい。
In the molded material manufacturing method of this embodiment, the
次に、図3は図2の予備絞りに用いる金型3を示す説明図であり、図4は図3の金型3による予備絞りを示す説明図である。図3に示すように、予備絞りに用いる金型3には、ダイ30、パンチ31及びクッションパッド32が含まれている。ダイ30には、パンチ31とともに素材金属板2が押し込まれる押込穴30aが設けられている。押込穴30aの周壁面とダイ30の下面とは互いに直交して延在されており、これら押込穴30aの周壁面とダイ30の下面とは所定の曲率半径を有する曲面状のダイ肩部により接続され得る。ダイ肩部は、90度円弧面により構成され得る。また、ダイ肩部は、押込穴30aの入口外縁を画定する。クッションパッド32は、ダイ30の端面に対向するようにパンチ31の外周位置に配置されている。 Next, FIG. 3 is an explanatory diagram showing the mold 3 used for the preliminary drawing in FIG. 2, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing the preliminary drawing by the mold 3 in FIG. As shown in FIG. 3, the mold 3 used for preliminary drawing includes a die 30, a punch 31, and a cushion pad 32. The die 30 is provided with a push-in hole 30a into which the raw metal plate 2 is pushed together with the punch 31. The peripheral wall surface of the push-in hole 30a and the lower surface of the die 30 extend perpendicularly to each other, and the peripheral wall surface of the push-in hole 30a and the lower surface of the die 30 are connected to each other by a curved die shoulder having a predetermined radius of curvature. can be connected. The die shoulder portion may be configured with a 90 degree circular arc surface. The die shoulder also defines the outer edge of the entrance of the push-in hole 30a. The cushion pad 32 is arranged at the outer periphery of the punch 31 so as to face the end surface of the die 30.
図4に示すように、予備絞りでは、ダイ30及びクッションパッド32により素材金属板2の外縁部を完全には拘束せず、素材金属板2の外縁部がダイ30及びクッションパッド32の拘束から外れるところまで絞り抜く。素材金属板2のすべてをパンチ31とともに押込穴30aに押し込んで抜いてもよい。上述のようにフランジ部を有する予備体20を形成する場合には、素材金属板2の外縁部がダイ30及びクッションパッド32の拘束から外れない深さで絞りを止めればよい。
As shown in FIG. 4, in the preliminary drawing, the outer edge of the raw metal plate 2 is not completely restrained by the die 30 and the cushion pad 32, and the outer edge of the raw metal plate 2 is not restrained by the die 30 and the cushion pad 32. Squeeze until it comes off. The entire material metal plate 2 may be pushed into the push-in hole 30a together with the punch 31 and then pulled out. When forming the
次に、図5は、図4の予備絞りで得られる予備体20を示す斜視図である。周知のように、金属材料には異方性が存在する。異方性が小さくない素材金属板2を用いた場合、素材金属板2の圧延方向からの角度により、押込穴30a内への材料(素材金属板2)の流入量が異なる。このため、異方性が小さくない素材金属板2を用いた場合、図5に示すように、予備体20には、端部20cが波形となるイヤリングが生じる。本実施の形態では、予備体20の全体が胴部素体20aを構成するように説明しており、イヤリングが生じる端部20cは胴部素体20aの周壁の先端である。仮に、フランジを有する予備体20を予備絞りで形成する場合には、そのフランジの先端にイヤリングが生じる。
Next, FIG. 5 is a perspective view showing the
本明細書では、波形の端部20cのうち高くなっている部分(胴部素体20aの深さ方向に長くなっている部分)を耳20dと呼び、耳20d間の低くなっている部分を低部20eと呼ぶ。低部20eは、素材金属板2の圧延方向に対して45°の角度位置に生じることがある。耳20dの部分では、押込穴30a内への材料(素材金属板2)の流入量が少なくなっている。
In this specification, the higher portion of the
次に、図6は図2の第1圧縮絞りに用いる金型4を示す説明図であり、図7は図6の金型4による第1圧縮絞りを示す説明図である。図6に示すように、第1圧縮絞りに用いる金型4には、ダイ40、パンチ41及びリフターパッド42が含まれている。ダイ40は、押込穴40aを有する部材である。パンチ41は、胴部素体20aの内部に挿入されて胴部素体20aを押込穴40aに押込む円柱体である。
Next, FIG. 6 is an explanatory view showing the mold 4 used for the first compression drawing shown in FIG. 2, and FIG. 7 is an explanatory view showing the first compression drawing using the mold 4 shown in FIG. As shown in FIG. 6, the mold 4 used for the first compression drawing includes a die 40, a punch 41, and a lifter pad 42. The die 40 is a member having a push-in hole 40a. The punch 41 is a cylindrical body that is inserted into the
押込穴40aは、テーパ面44を有している。テーパ面44は、押込穴40aの入口において押込穴40aの周方向に延在されるとともに、押込穴40aの軸方向に対して傾斜して延在された面である。テーパ面44は、押込穴40aの入口に底面が配置された円錐台の周面と理解することができる。ダイ40の軸方向に直交する方向の断面において、テーパ面44はダイ40の軸方向に対して傾斜して延在された平面を構成する。テーパ面44は、押込穴40aの入口から奥に向かって先細り状となるように設けられている。押込穴40aの入口は、パンチ41側の押込穴40aの開口である。図6に示すように、ダイ40の下方にパンチ41が配置される態様では、押込穴40aの入口は押込穴40aの下部開口と理解することができる。 The push-in hole 40a has a tapered surface 44. The tapered surface 44 is a surface that extends in the circumferential direction of the push-in hole 40a at the entrance of the push-in hole 40a, and extends at an angle with respect to the axial direction of the push-in hole 40a. The tapered surface 44 can be understood as the peripheral surface of a truncated cone whose bottom surface is located at the entrance of the push-in hole 40a. In a cross section taken in a direction perpendicular to the axial direction of the die 40, the tapered surface 44 constitutes a plane extending obliquely to the axial direction of the die 40. The tapered surface 44 is provided so as to taper toward the back from the entrance of the push-in hole 40a. The entrance of the push-in hole 40a is the opening of the push-in hole 40a on the punch 41 side. As shown in FIG. 6, in an embodiment in which the punch 41 is arranged below the die 40, the entrance of the push hole 40a can be understood as the lower opening of the push hole 40a.
押込穴40aの入口内径40bは、その押込穴40aを有するダイ40を用いて行われる圧縮絞り前の胴部素体20aの周壁外径以上とされている。すなわち、図6に示す第1圧縮絞りに用いる金型4では、押込穴40aの入口内径40bは、予備絞り後であって、第1圧縮絞り前の胴部素体20aの周壁外径以上とされている。
The inlet inner diameter 40b of the push-in hole 40a is greater than or equal to the outer diameter of the peripheral wall of the
入口内径40bと胴部素体20aの周壁外径との差は、その胴部素体20aの板厚の3倍以上であることが好ましい。このような寸法差を採ることで、付与される圧縮力により胴部素体20aの周壁が座屈する虞を低減できる。また、押込穴40aの入口内径40bは、各絞り加工終了後に必要とされるフランジ部素体20bの外径以下が好ましい。
The difference between the inlet inner diameter 40b and the outer diameter of the peripheral wall of the
リフターパッド42は、ダイ40に対向するようにパンチ41の外周位置に配置されている。具体的には、リフターパッド42は、パッド部420及び付勢部421を有している。パッド部420は、ダイ40に対向するようにパンチ41の外周位置に配置された環状部材である。付勢部421は、パッド部420の下部に配置されており、パッド部420を付勢支持している。パッド部420の上には、胴部素体20aが載置される。胴部素体20aの周壁は、ダイ40が降下した際にダイ40及びパッド部420によって挟持される。胴部素体20aの周壁の先端は、パッド部420の表面に当接される。このようにダイ40及びパッド部420によって胴部素体20aの周壁が挟持されることで、付勢部421の付勢力(リフターパッドによる圧縮力)が胴部素体20aの深さ方向に沿う圧縮力42aとして胴部素体20aに加えられる。すなわち、リフターパッド42は、胴部素体20aの深さ方向に沿う圧縮力42aを胴部素体20aに加える加圧手段を構成する。
The lifter pad 42 is arranged at the outer periphery of the punch 41 so as to face the die 40. Specifically, the lifter pad 42 has a pad portion 420 and a biasing portion 421. The pad portion 420 is an annular member disposed on the outer periphery of the punch 41 so as to face the die 40 . The biasing section 421 is disposed below the pad section 420 and biases and supports the pad section 420. The
図7に示すように、第1圧縮絞りでは、ダイ40が降下することによりパンチ41とともに胴部素体20aが押込穴40aに押込まれて、胴部素体20aが絞られる。このとき、胴部素体20aの周壁には、ダイ40及びパッド部420によって胴部素体20aの周壁が挟持された後に、胴部素体20aの深さ方向に沿う圧縮力42aが加えられ続ける。すなわち、第1圧縮絞りでは、圧縮力42aを加えながら胴部素体20aを絞る。
As shown in FIG. 7, in the first compression drawing, the die 40 descends and the
圧縮力42aが所定の条件を満たす場合、胴部素体20aに減肉を生じさせることなく、胴部素体20aを絞ることができる。圧縮力42aを変化させることによって、第1圧縮絞りを経た胴部素体20aの板厚を調整することができる。また、第1圧縮絞りでは、胴部素体20aの周壁は、テーパ面44に押し当てられるとともに、テーパ面44に沿って押込穴40aの奥に押し込まれる。
When the compressive force 42a satisfies a predetermined condition, the
加工中、リフターパッド42の下面は、パンチホルダー43の上面に当接することなく、上下方向に対して上下自在に移動可能な状態にある。これは、リフターパッド42がいわゆる底突きしておらず、加工中、下降してきたダイ40と付勢部421の付勢力(リフターパッドによる圧縮力)により上昇しようとしているリフターパッド42が胴部素体20aを介してバランスしている状態である。
During processing, the lower surface of the lifter pad 42 is in a state where it can freely move up and down in the vertical direction without contacting the upper surface of the punch holder 43. This is because the lifter pad 42 does not bottom out, and during processing, the lifter pad 42 that is about to rise due to the descending die 40 and the urging force of the urging section 421 (compressive force by the lifter pad) It is in a state of balance via the
上述のように、本実施の形態の予備体20には端部20cが波形となるイヤリングが生じる。パッド部420の上に予備体20を載置したとき、耳20dがパッド部420の表面に当接し、低部20eはパッド部420から浮いた状態となる。このため、耳20dを起点として胴部素体20aの周壁に圧縮力42aが作用することになり、耳20dの部分により大きな圧縮力42aが作用する。換言すると、胴部素体20aの周壁に作用する圧縮力42aの大きさには、胴部素体20aの周方向に偏りが生じる。このような圧縮力42aの偏りは、押込穴40a内に耳20dの部分をより大きく押し込むように作用する。
As described above, the
圧縮力42aを調整することにより、圧縮絞り後のフランジ部11の形状を制御することができる。本実施の形態の成形材製造方法では、フランジ部11の真円度が所定寸法以下となるように圧縮力42aを調整する。フランジ部11の真円度を所定寸法以下とすることで、圧縮絞り後の成形材1において、周方向に係る胴部肉厚及びフランジ径の偏差を小さく抑えることができ、胴部10の内径精度を向上できるとともに、トリム欠損の虞を低減できる。
By adjusting the compression force 42a, the shape of the
限定はされないが、フランジ部11の真円度が0.1mm以下となるように圧縮力42aを調整することが好ましい。より確実に胴部10の内径精度を向上できるとともに、トリム欠損の虞を低減できる。なお、真円度はJISB0621-1984で定義され、測定には接触式三次元形状測定装置を用いた。高さ方向の3水準に対して、胴部内径を10°ピッチで36点測定し、真円度を導出した。
Although not limited, it is preferable to adjust the compressive force 42a so that the roundness of the
フランジ部11の真円度を所定寸法以下とする圧縮力42aの大きさは、例えば、異方性及び硬度等の素材金属板2の物性、及び/又は素材金属板2若しくは成形材1の寸法等により異なる。特定の素材金属板2により特定の成形材1を製造する際に、その特定の素材金属板2を用いてその特定の成形材1の試作を行う試作工程を経ることにより、その特定の成形材1におけるフランジ部11の真円度を所定寸法以下とすることができる圧縮力42aの大きさを得ることができる。
The magnitude of the compressive force 42a that makes the roundness of the
仮に、フランジを有する予備体20を予備絞りで形成する場合には、そのフランジの先端に生じた耳20dがパッド部420の表面に当接するように、胴部素体20aの径方向に対してフランジを傾斜させておけばよい。
If the
図2の第2圧縮絞りは、図6及び図7に示す金型4と同様の構成を有する金型を用いて行われる。但し、ダイ40、パンチ41及びテーパ面44の傾斜角度θ等の寸法は適宜変更される。第2圧縮絞りでは、圧縮力42aを加えながら、第1圧縮絞り後の胴部素体20aを絞る。これらの第1及び第2圧縮絞りを経て、胴部素体20aが胴部10とされる。第2圧縮絞りに用いる金型4では、押込穴40aの入口径は、第1圧縮絞り後であって、第2圧縮絞り前の胴部素体20aの周壁外径以上とされている。
The second compression drawing shown in FIG. 2 is performed using a mold having the same configuration as the mold 4 shown in FIGS. 6 and 7. However, dimensions such as the inclination angle θ of the die 40, the punch 41, and the tapered surface 44 may be changed as appropriate. In the second compression drawing, the
図8は、第1及び第2圧縮絞り時に胴部素体20aの周壁に作用する圧縮力を示した模式図である。第1及び第2圧縮絞り中に、リフターパッド42から付与される圧縮力42aは、縮径前の部分46については胴部素体20aの深さ方向に作用する。その一方、胴部素体20aの周壁がテーパ面44に押し当てられている部分では、テーパ面44に沿った圧縮力42bが発生する。この圧縮力42bは、押込穴40aの軸方向に直交する方向の成分を有する。すなわち、圧縮力42bの分力は、押込穴40aの径方向内方に向かう。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the compressive force acting on the peripheral wall of the
径方向内方に向かう圧縮力42aの分力により、テーパ面44を通過した後の胴部素体20a又は胴部10の内周壁は、テーパ面44の延長線上に位置するパンチ41の外側面に押し当てられる。これにより、胴部素体20a又は胴部10の内周壁がパンチ41の外側面と隙間なく成形され、胴部素体20a又は胴部10の内側の寸法はパンチ41の形状を転写した形状となる。その結果、胴部10の内径真円度をより確実に満足させることができる。
Due to the component force of the compressive force 42a directed inward in the radial direction, the inner circumferential wall of the
なお、テーパ面44の傾斜角度θが小さく、テーパ面44が急峻であるほど、押込穴40aの奥側への胴部素体20aの流入は促進される。しかしながら、テーパ面44の傾斜角度θが小さいとき、押込穴40aの入口内径40bを圧縮絞り前の胴部素体20aの周壁外径以上とするためには、ダイ40を上下に長く設計する必要があり長大となる。一方、テーパ面44の傾斜角度θが大きいとき、押込穴40aの奥側への胴部素体20aの流入が阻害され、寸法精度が低下する可能性がある。
Note that the smaller the inclination angle θ of the tapered surface 44 and the steeper the tapered surface 44 are, the more the
押込穴40aの軸方向に対するテーパ面44の傾斜角度をθ(°)としたとき、以下の式(1)の関係を満たすようにθが決定されていることが好ましい。
20°≦θ≦60° ・・・・・式(1)
20°≦θであることで、リフターパッド42による圧縮力が大きくなったとしても、胴部周壁の板厚が過度に厚くなることを回避することができる。一方、θ≦60°であることで、リフターパッド42による圧縮力が小さい場合でも、内径寸法及び内径真円度の精度を向上できる。なお、押込穴40aの軸方向は、胴部素体20aの押込み方向、又はパンチ41の進退方向と理解することができる。
When the angle of inclination of the tapered surface 44 with respect to the axial direction of the push-in hole 40a is defined as θ (°), it is preferable that θ is determined so as to satisfy the following equation (1).
20°≦θ≦60°・・・Formula (1)
By satisfying 20°≦θ, even if the compressive force by the lifter pad 42 becomes large, it is possible to prevent the thickness of the trunk peripheral wall from becoming excessively thick. On the other hand, since θ≦60°, even when the compressive force by the lifter pad 42 is small, the accuracy of the inner diameter dimension and inner diameter roundness can be improved. Note that the axial direction of the push-in hole 40a can be understood as the push-in direction of the
また、胴部素体20aに付加される圧縮力42aを胴部素体20aの周壁の断面積で除した値を圧縮圧力P(単位:N/mm2)とし、押込穴40aの軸方向に対するテーパ面44の傾斜角度をθ(°)としたとき、θに応じて、以下の式(2)又は式(3)の関係を満たすようにPが決定されていることが好ましい。なお、胴部素体20aの周壁の断面積は、任意の方法により算出することができるが、各圧縮絞り前の高さ方向に係る胴部素体20aの周壁の平均板厚を用いて算出してよい。
55≦P≦0.99θ+123(20°≦θ≦45°) ・・・・・式(2)
2.47θ-56≦P≦0.99θ+123 (45°<θ≦60°) ・・・・・式(3)
このようにPが決定されていることにより、破断又はめっき滓等の不具合の発生をより確実に回避できる。
Further, the value obtained by dividing the compressive force 42a applied to the
55≦P≦0.99θ+123 (20°≦θ≦45°) ...Formula (2)
2.47θ-56≦P≦0.99θ+123 (45°<θ≦60°) ...Formula (3)
By determining P in this manner, occurrence of defects such as breakage or plating slag can be more reliably avoided.
次に、実施例を示す。本発明者らは、異方性ΔRが互いに異なるめっき鋼板からなる2種の素材金属板2を準備した。異方性ΔRが小さな素材金属板2を材料Aと呼び、異方性ΔRが大きな素材金属板2を材料Bと呼ぶ。材料A,Bともに、普通鋼の冷延鋼板にZn-Al-Mgめっきが施された厚さ1.8mmのめっき鋼板である。めっき付着量90g/m2であった。また、材料A,Bの外形は、直径232mmの円形であった。 Next, examples will be shown. The present inventors prepared two types of raw metal plates 2 made of plated steel plates having different anisotropies ΔR. The raw metal plate 2 with a small anisotropy ΔR is called a material A, and the raw metal plate 2 with a large anisotropy ΔR is called a material B. Both materials A and B are plated steel sheets with a thickness of 1.8 mm, which are made by applying Zn-Al-Mg plating to cold-rolled ordinary steel sheets. The amount of plating deposited was 90 g/m 2 . Moreover, the outer shape of materials A and B was circular with a diameter of 232 mm.
材料A,Bの具体的な特性を以下の表1,2に示す。また、予備絞り及び圧縮絞りに用いたダイ30,40及びパンチ31,41の寸法を以下の表3に示す。なお、各絞りにおいて、プレス油としてTP-20(東京石油製)を使用した。 Specific characteristics of materials A and B are shown in Tables 1 and 2 below. Further, the dimensions of the dies 30, 40 and punches 31, 41 used for preliminary drawing and compression drawing are shown in Table 3 below. In each drawing, TP-20 (manufactured by Tokyo Oil Co., Ltd.) was used as press oil.
第2圧縮絞りにおける圧縮力42aを一定値としつつ、第1圧縮絞りにおける圧縮力42aを0ton又は4ton(39.0kN)に変更し、成形材1のサンプルを製造した。下方から撮影した各サンプルを図9に示す。 Samples of molded material 1 were manufactured by changing the compression force 42a in the first compression reduction to 0 ton or 4 ton (39.0 kN) while keeping the compression force 42a in the second compression reduction to a constant value. Figure 9 shows each sample photographed from below.
各サンプルにおいて、フランジ径を測定した。図10はサンプルにおける圧延方向からの角度とフランジ径との関係を示すグラフであり、図11は図10の各サンプルのフランジ部11の最大径と最小径との差を示すグラフである。図10に示すように、圧縮力42aを付与することで、耳部2dの径が小さくなることが分る。また、図11に示すように、圧縮力42aの付与によってフランジ部11の最大径と最小径との差が小さくなることが分る。これらの結果から、圧縮力42aを調整することにより、フランジ部11の真円度を制御できることが理解できる。
The flange diameter was measured for each sample. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the angle from the rolling direction and the flange diameter in the samples, and FIG. 11 is a graph showing the difference between the maximum diameter and the minimum diameter of the
また、各サンプルにおいて、フランジ径を測定した。周方向における胴部10の肉厚分布を調査した。
図12は圧縮力を0tonとしたときの材料Aの各高さにおける周方向肉厚分布を示すグラフであり、図13は圧縮力を4tonとしたときの材料Aの各高さにおける周方向肉厚分布を示すグラフである。
同様に、図14は圧縮力を0tonとしたときの材料Bの各高さにおける周方向肉厚分布を示すグラフであり、図15は圧縮力を4tonとしたときの材料Bの各高さにおける周方向肉厚分布を示すグラフである。
図16は、周方向肉厚分布を測定した高さ位置を示す説明図である。
また、図17は図12~図15の各サンプルの胴部10における肉厚偏差を示すグラフであり、図18は図17の肉厚偏差の測定位置を示す説明図である。
In addition, the flange diameter of each sample was measured. The wall thickness distribution of the
FIG. 12 is a graph showing the circumferential thickness distribution of material A at each height when the compression force is 0 tons, and FIG. 13 is a graph showing the circumferential thickness distribution at each height of material A when the compression force is 4 tons. It is a graph showing thickness distribution.
Similarly, FIG. 14 is a graph showing the circumferential thickness distribution of material B at each height when the compression force is 0 tons, and FIG. 15 is a graph showing the circumferential wall thickness distribution at each height of material B when the compression force is 4 tons. It is a graph showing circumferential wall thickness distribution.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing the height positions at which the circumferential wall thickness distribution was measured.
Further, FIG. 17 is a graph showing the wall thickness deviation in the
図17に特に表れているように、圧縮力を付与しないとき(0tonとしたとき)には周方向の肉厚偏差が大きいが、圧縮力を付与することで肉厚偏差が低減される。周方向の肉厚差が大きい場合、内径・外径精度を低下させる要因となる。これらの結果から、圧縮力42aを調整し、フランジ部11の真円度を制御することで、胴部10の内径・外径精度を向上できることが理解できる。
As particularly shown in FIG. 17, the wall thickness deviation in the circumferential direction is large when no compressive force is applied (0 ton), but the wall thickness deviation is reduced by applying a compressive force. If the wall thickness difference in the circumferential direction is large, it becomes a factor that reduces the accuracy of the inner diameter and outer diameter. From these results, it can be understood that by adjusting the compressive force 42a and controlling the roundness of the
このような成形材製造方法では、圧縮絞りにおいて、フランジ部の真円度が所定寸法以下となるように圧縮力を調整するので、胴部の内径精度を向上できるとともに、トリム欠損の虞を低減できる。 In this type of molded material manufacturing method, the compression force is adjusted during compression drawing so that the roundness of the flange part is less than a predetermined dimension, so it is possible to improve the accuracy of the inner diameter of the body part and reduce the risk of trim loss. can.
また、前記フランジ部の真円度が0.1mm以下となるように圧縮力を調整するので、より確実に胴部の内径精度を向上できるとともに、トリム欠損の虞を低減できる。 Further, since the compression force is adjusted so that the roundness of the flange portion is 0.1 mm or less, it is possible to more reliably improve the inner diameter accuracy of the body portion and reduce the possibility of trim loss.
なお、実施の形態では、テーパ面44を有するダイ40が圧縮絞りに用いられるように説明したが、図4に示す予備絞りのダイ30のようにテーパ面を有しないダイが圧縮絞りに用いられていてもよい。 In the embodiment, the die 40 having the tapered surface 44 is used for compression drawing, but a die without a tapered surface, such as the pre-drawing die 30 shown in FIG. 4, may be used for compression drawing. You can leave it there.
1 成形材
2 素材金属板
10 胴部
11 フランジ部
20 予備体
20a 胴部素体
42a 圧縮力
1 Molding material 2
Claims (1)
前記多段絞りには、
胴部素体を有する予備体を前記素材金属板から形成する予備絞りと、前記予備絞りの後に、前記胴部素体の深さ方向に沿う圧縮力を前記胴部素体の周壁に加えながら前記胴部素体を絞ることで前記胴部を形成する少なくとも1回の圧縮絞りとが含まれており、
前記少なくとも1回の圧縮絞りは、押込穴を有するダイと、前記胴部素体の内部に挿入されて前記胴部素体を前記押込穴に押込むパンチと、前記胴部素体の深さ方向に沿う圧縮力を前記胴部素体の周壁に加える加圧手段とを含む金型を用いて行われ、
前記押込穴は、前記押込穴の入口において前記押込穴の周方向に延在されるとともに、前記押込穴の軸方向に対して傾斜して延在されたテーパ面を有し、前記テーパ面により前記圧縮力の分力が前記押込穴の径方向内方に向かうように構成されており、
前記押込穴の入口内径は、該押込穴を有する前記ダイを用いて行われる圧縮絞り前の前記胴部素体の周壁外径以上とされており、
前記押込穴の軸方向に対する前記テーパ面の傾斜角度をθ(°)としたとき、以下の式(1)の関係を満たすようにθが決定されており、
20°≦θ≦60° ・・・・・式(1)
前記予備体には、端部が波形となるイヤリングが生じており、
前記圧縮絞りにおいて、前記フランジ部の真円度が所定寸法以下となるように前記圧縮力を調整する、
成形材製造方法。 A method for manufacturing a molded material, the method comprising manufacturing a molded material having a cylindrical body and a flange formed at an end of the body by performing multi-stage drawing on a raw metal plate,
The multi-stage aperture includes:
Preliminary drawing for forming a preliminary body having a body body from the raw metal plate; and after the preliminary drawing, applying a compressive force along the depth direction of the body body to the peripheral wall of the body body; and at least one compression drawing to form the trunk by squeezing the trunk element,
The at least one compression drawing includes a die having a push-in hole, a punch inserted into the inside of the body body to push the body body into the push-in hole, and a depth of the body body. It is carried out using a mold including a pressurizing means that applies a compressive force along the direction to the peripheral wall of the body element body,
The push-in hole has a tapered surface extending in the circumferential direction of the push-in hole at an entrance of the push-in hole and extending at an angle with respect to the axial direction of the push-in hole, and the tapered surface A component of the compressive force is configured to be directed inward in the radial direction of the push-in hole,
The inlet inner diameter of the push-in hole is greater than or equal to the outer diameter of the peripheral wall of the body body before compression drawing is performed using the die having the push-in hole,
When the inclination angle of the tapered surface with respect to the axial direction of the push-in hole is θ (°), θ is determined so as to satisfy the relationship of the following formula (1),
20°≦θ≦60°・・・Formula (1)
The preliminary body has an earring having a corrugated end,
In the compression drawing, the compression force is adjusted so that the roundness of the flange portion is equal to or less than a predetermined dimension.
Molded material manufacturing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020017211A JP7417069B2 (en) | 2020-02-04 | 2020-02-04 | Molded material manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020017211A JP7417069B2 (en) | 2020-02-04 | 2020-02-04 | Molded material manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021122838A JP2021122838A (en) | 2021-08-30 |
JP7417069B2 true JP7417069B2 (en) | 2024-01-18 |
Family
ID=77458691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020017211A Active JP7417069B2 (en) | 2020-02-04 | 2020-02-04 | Molded material manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7417069B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014109263A1 (en) | 2013-01-09 | 2014-07-17 | 新日鐵住金株式会社 | Press-forming method |
JP2016000427A (en) | 2014-05-19 | 2016-01-07 | 日新製鋼株式会社 | Molding material manufacturing method |
JP2016190245A (en) | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 日新製鋼株式会社 | Molding material manufacturing method |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52121439U (en) * | 1976-03-12 | 1977-09-16 | ||
JPS62142033A (en) * | 1985-12-16 | 1987-06-25 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Pressing method for metal and plastic composite material |
-
2020
- 2020-02-04 JP JP2020017211A patent/JP7417069B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014109263A1 (en) | 2013-01-09 | 2014-07-17 | 新日鐵住金株式会社 | Press-forming method |
JP2016000427A (en) | 2014-05-19 | 2016-01-07 | 日新製鋼株式会社 | Molding material manufacturing method |
JP2016190245A (en) | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 日新製鋼株式会社 | Molding material manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021122838A (en) | 2021-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101581652B1 (en) | Formed material manufacturing method | |
KR101920609B1 (en) | Molding material manufacturing method | |
WO2017145856A1 (en) | Molding material production method and molding material thereof | |
KR102268395B1 (en) | Molded material production method and molded material | |
KR102320520B1 (en) | Molding method | |
JP7417069B2 (en) | Molded material manufacturing method | |
JP4923597B2 (en) | Method for forming cylindrical shaft product and mold | |
JP7164009B2 (en) | Molding material manufacturing method and mold for molding | |
EP3520919B1 (en) | Method of manufacturing molded material, and said molded material | |
JP2000042635A (en) | Method and device for press forming | |
JP2005177790A (en) | Method for bending metallic sheet | |
JP4706521B2 (en) | U press apparatus and U press method | |
JP4924653B2 (en) | Manufacturing method of cylindrical shaft | |
JP2023035336A (en) | Manufacturing method of formed part and transfer press device | |
JP5332925B2 (en) | Press molding method with excellent dimensional accuracy of molded products | |
RU2644209C2 (en) | Method for forming conical parts from flat round parts | |
JPH0687031A (en) | Method for bulging, drawing amorphous metallic foil | |
JP6532258B2 (en) | Molding apparatus and molding method | |
JP2019502557A (en) | Method for producing tooth part by molding, and tool device for calibrating tooth part inlet and / or tooth part outlet |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20200901 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221006 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230710 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230711 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230904 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231218 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7417069 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |