JPH0246932A - しごき加工方法およびしごき加工用ダイス - Google Patents

しごき加工方法およびしごき加工用ダイス

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JPH0246932A
JPH0246932A JP63197325A JP19732588A JPH0246932A JP H0246932 A JPH0246932 A JP H0246932A JP 63197325 A JP63197325 A JP 63197325A JP 19732588 A JP19732588 A JP 19732588A JP H0246932 A JPH0246932 A JP H0246932A
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Kunio Miyauchi
宮内 邦雄
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ツーピース缶等の薄肉円筒容器を製作する絞
りしごき(Drawn and Ironed)加工方
法および装置に係わり、特に、溝状起伏の形状を有する
外側、内側または両側のダイスおよびポンチを回転させ
て、しごき加工の仕事を円周方向力によるものに一部移
換することで、しごき方向の力を低減して、高しごき率
でしかも高速度、高精度にしごき加工するしごき加工方
法およびしごき加工用ダイスに関する。
(従来の技術および解決しようとする課題)現在、ツー
ピースのビール缶やジ二−ス缶などに用いられているD
I缶は、素材強度に対して非常に厳しい条件の下で深絞
り右よびしどき加工を行って製造されている。このDI
加工の成形工程における成形力と成形ストロークの関係
を第5図に模型的に示す。第1工程の深絞り加工では、
平らな素板(第6A図)がダイス大向へ縮み、フランジ
変形により絞り込まれ、半製品の円筒状の容器(第6B
図)が成形される。もし、ポンチ直径に比して、素板が
大きすぎると変形抵抗が増大し、ポンチの肩で破断が生
じ易くなる。反面、素板が小さいと、最終製品のカップ
(16c図)で満足な容器の深さが得難くなる。この深
絞り加工の後、しごき加工が行われるのだか、このしご
き加工を一回の工程で行おうとすると、しごき量(板厚
減少量)が大きくなり、ポンチ肩および荷重支持側壁部
に大きな力がかかり、容器は破断し易くなる。
また、容器縁部に近い程伸び変形量が大きく、著しく加
工硬化を生じ、延性も低下するため、しごき部隣接の荷
重支持部側壁において、亀裂の発生や破断が助長される
。このた於、第5図に示すようにしごき加工を多段工程
(第2および第3工程)化することにより、−回のしご
き量を減らしてしごき力の低減が図られている。第4図
に、この多段加工を行うための装置を図示すると共にそ
の作動を簡単に説明する。深絞り加工したカップ41(
第6C図)を第1役目のダイス42の上方から落とし、
潤滑油を流しながらポンチ44で第1、第2のダイス4
2.43、更に数段重ねて一気に押し出してカップ41
の外側を高しごき率で加工成形する。この方法では加工
工程が長くなり、時間もかかるようになる。また、ポン
チやダイスの保守管理を必要とすること、焼は付き防止
のための潤滑剤を絶やさないこと等、生産性、経済性の
点で好ましくないという問題があった。更に、加工硬化
性の高い材料等を用いて第4図に示すような多段しごき
加工を行う場合には、中間焼鈍が必要になる。また、第
3工程で高しごき率の加工を行った場合、板厚の円周方
向のばらつき(偏肉現象)が発生し、容器の耐圧性を失
う問題があった。
(課題を解決するための手段) 本発明のダイスの特徴は、被加工物の人口側から出口側
に向かって直径が徐々に小さくなる、すなわち、テーパ
ーがついていると同時に、らせん状またはしごき方向に
傾斜したなだらかな帯状起伏等の被加工物との当接面が
不均一な面を有していることである。また、本発明の方
法の特徴はこのダイスを、しごき加工中、外部から与え
られる力により、しごき方向の軸を中心として、被加工
物に対して回転することである。
(作 用) 本発明によると、不均一表面を有するダイスを回転する
と、しごき加工を円周方向の力により行い、しごき加工
を支えるポンチ肩部及び容器のしごき力支持側壁部にか
かる軸方向力を分散して、容器側壁部にかかる力を低減
して、均一な側壁板厚を得られる。更に、本発明は、し
ごき加工方向と違う方向へ力の方向転換を行うことによ
り、高しごき率における力の分散が実現される。これに
より、全成形ストロークおよび時間の短縮化を達成し、
生産性の向上が可能になる。更に、不均一表面ダイスの
回転による円周方向しごきという力の分散過程で、回転
ダイス表面に凹凸部を設けることにより同時に加工され
る部分を局所化し、成形力の低減化をさらに可能にする
。また、全体の均一なしごきはダイス回転速度を増加す
ることにより容易に実現できる。
(発明の効果) このように本発明は、しごき方向の力を円周方向の力に
一部変換し、さらに円周方向の加工力を同時的には部分
化し、回転速度上昇による加工距離の増加が同じ全体仕
事量を達成する。この結果、しごき加工中を減少させる
ことなくしごきポンチの移動量を最小にし、しごきポン
チ力を効果的に低下させ破断の危険を回避し、成形限界
の向上を可能にする。さらに、付随的効果として、従来
のポンチ軸方向しごきに円周方向しごき成分を加えるた
め、容器径を僅かに増加させるスプリングバックが可能
になり、従来、生産性向上のネックのひとつであったポ
ンチからの取り外し易さ(ストリッパビリティ)を著し
く改善させることができる。
本発明によって、DI加工法による缶は、高しごき率で
しかも高速度、高精度に製作することができるようにな
り、生産性、経済性に多大な効果をもたらすことができ
る。
(実施例) 以下に、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。
第1A図および第1B図は、本発明のダイスの形状の一
例を示すそれぞれ斜視図と断面図である。
第1B図において、本実施例のダイス1は、その内側面
の形状により上方から3段部分に分けて説明することが
できる。第1段目は、被加工物の入口側からダイス高さ
の273程度の部分まで内径がゆるやかに小さくなって
いる上部テーパ一部2であり、第2段目は、このテーパ
一部から連続して中心軸と平行な内径のベアリング部3
であり、第3段目は、このベアリング部3から出口に向
かって内径が大きくなり、下端において開口する下部テ
ーパーB4である。この様な前記内側面を有するダイス
において、第1段目のテーパ一部分20人口側から第2
段目のベアリング部3に到る箇所に、それ自体の肉厚も
ゆるやかに薄くなるテーパー状の帯状起伏部5が、ダイ
ス内側面に複数個設けられている。この帯状起伏部5の
形状は、被加工物と滑らかに接するように当接部をR形
状に加工する。深絞り容器が本しごきダイス穴人口に達
したとき、上記起伏部5に接触し、ポンチの進行及びダ
イスの回転の両方によるしごき加工が接触する帯状起伏
部5により行われる。ダイスの所要回転力に対応する円
周方向しごき力は傾斜角θ=0°のとき、最も大きくな
り、傾斜角が増加するに伴い減少する。帯状起伏部の傾
斜により、−旦しごかれた材料がポンチ進行方向に逆行
する場合、ポンチ力増加成分を生じ、順方向の場合、ポ
ンチ力に付加釣魚の効果をもたらす。
本ダイスによる部分化しごき量が大の場合に生じ易くな
ると思われる座屈の抑制手段としては、帯状起伏の途中
に短い平行ペアリイング部を設ける。
第2A図及び第2B図は、本発明のダイス形状の他の実
施例を示す形状のものであり、第1A図およず第1B図
との相異点は、上記帯状起伏形状に対して、本ダイスで
は帯状溝形状を内側面に複数個で第1B図第1役のテー
パ一部分に設けたことを特徴とする。
本発明のダイスは、上記実施例の他に、被加工物との当
接部が突起あるいは溝からなる不均一形状であれば可能
である。
以下に、本発明の1mとなるダイスの回転駆動を実施す
るための具体的な装置について説明する。
第3図は、本発明を実施するための装置を正面から見た
断面図である。この装置は万能深絞り試験機等の加工機
械の作業台に据え付けてしごき絞り加工を行うことがで
きる。本加工機械は、同一中心軸上で独立して上下移動
が可能な上方スピンドル11と下方スピンドル12を有
している。その上方スピンドル11の先端には凹型のポ
ンチ14を、下方のスピンドル12には凸型のポンチ1
3をネジで取り付ける。上方および下方スピンドル11
.12は、機械的あるいは油空圧駆動によって中心軸上
の任意の位置で両ポンチの凹凸が高精度に出会って接触
し、しかも、高圧力で圧接したまま上下に移動すること
ができる。まず、スピンドル11.12は各々のシリン
ダー15゜15′内に収納されている。第6C図に示す
深絞り加工で成形したカップ16がカップ案内具17と
シリンダー15の間隙から落とされて、本発明のダイス
18の位置で停留する。始めに下方のスピンドル12が
駆動を開始して上昇し、次いで上方のスピンドル11が
下降する。両スピンドル先端のに設けられた凸形状のポ
ンチ13と凹形状のポンチ14は、カップ1日を停留し
た位置から10止程度押し上げた位置で出会い、カップ
の底部を両シリンダーの圧縮力によって成形する。底部
加工が終了した直後、ダイス18が回転を始める。ダイ
ス18は、2個のラジアル軸受28゜29と1個のスラ
スト軸受30によって支持されたハウジング19にボル
トで固定され、モーターと連動するタイミングベルト2
0からプーリー21に駆動力が伝達されて回転する。こ
れと同時に、カップ案内具17に取り付けられたスェー
ジロック22から外部より潤滑油が供給される。カップ
16はポンチ13.14の圧縮力によってしっかり把握
されたまま下降してしごき絞り加工が開始される。スピ
ンドル11と12は一体化して所定のストロークを下降
しながらダイス18の回転によって高速にしごき絞り加
工が行われる。所定位置まで加工工程を終えると位置セ
ンサーが作動し、潤滑油の供給が停止する。次いでモー
ターによるダイス18の回転駆動がクラッチを離脱する
こと等によって停止する。しごき絞り加工された缶は、
その開放端で傷や割れを生じ易くなるためあらかじめ所
望長さより長い成形品を得られるように探しぼり加工の
カップを設定しであるので、しごき絞り加工した後、チ
ャック23が作動し、適当な圧力もしくは除圧空気によ
る吸着によって不要部分をくわえて、缶を所望長さに切
断するトリミング処理が施される。トリミング装置は、
摺動が可能なベース24にラジアル軸受で回転するプー
リー25、このプーリーに固定され回転可能で、また外
周に刃物を有するカッター26、及びベース24に設け
られた大歯車とカッター26の軸に設けられた小歯車か
ら成る遊星歯車機構によって構成されている。ベース2
4は、しごき絞りした缶口筒の外径に向かって徐々に摺
動して近づく。また、モーターからタイハングベルト2
7を介してプーリー25が駆動すると、カッター26は
缶口筒の外周を公転しながらその軸上の歯車とベース2
4の歯車伝動によって高速で自転する。
ベース24の摺動は、カッター26の先端がスピンドル
12の外径寸法位置まで切り込んで、缶の長さを所望寸
法に切断してトリミングを完了する。
カッター26が、自転しながら缶口筒を数回公転して缶
の肉厚を切削して切断を柊えると、位置センサーが働き
、停止する。ベース24は摺動して缶口筒から離れ停止
する。このトリミング処理期間中、チャック23は缶口
筒をくわえたままである。トリミングが終了すると、ス
ピンドル12および凸ポンチ13が下降する。次に、ス
ピンドル11および凹ポンチ14が上昇し、チャック2
3でくわえた不要部分が成形された缶製品を押し出して
ポンチから脱ぎ取る。次にチャック23が開きあるいは
除圧空気の弁が開放されて不要部分も落下する。以上の
工程によって一個の缶の製作が完結する。
なふ、本発明においては必要により複数段の回転ダイス
を用いることができる。この場合、最終段ダイスの回転
方向を他のダイスと逆にしく第1A図、負方向回転)、
且つ回転速度をポンチ移行速度より早くして容器を取り
出すようにすることにより、さらに迅速な取り出しが可
能である。
【図面の簡単な説明】
第1A図および第1B図は、本発明の帯状配状形状を有
するダイスのそれぞれ斜視図および断面図、 第2A図および第2B図は、本発明の他の形状を有する
ダイスのそれぞれ斜視図および断面図、第3図は、本発
明を実施するためのしごき加工装置の正面から見た断面
図、 第4図は、従来行われている多段式しごき加工を示す断
面図、 第5図は、従来法に基づく、成形力と成形ストロークの
関係を示す模型図、 第6A図から第6C図は、従来法による成形の手順を示
す図。 (符号の説明) ■ ・・・帯状起伏ダイス 1′ ・・・不均一表面ダイス 2 ・・・被加工物入口側テーパ一部 3 ・・・ベアリング部 4 ・・・被加工物出口側テーパ一部 5 ・・・帯状形状 11・・・上方スピンドル 12・・・下方スピンドル 13・・・凸型ポンチ 14・・・凹型ポンチ 15・・・シリンダー 16・・・カップ 17・・・カップ案内具 18・・・本発明のダイス 19・・・ハウジング 20・・・タイミングベルト 2 1  ・  ・  ・  ブ − リ −22・・
・スエージロツク 23 ・ 24 ・ 25 ・ 26 ・ 27 ・ ・チャック ・ベース ・プーリー ・カッター ・タイミングベルト 第1A図 第1B図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)不均一表面を有するダイスを被加工物に対して回
    転しつつしごき加工を行うしごき加工方法。
  2. (2)被加工物との当接面が不均一でありかつテーパー
    を有するしごき加工用ダイス。
JP63197325A 1988-08-08 1988-08-08 しごき加工方法およびしごき加工用ダイス Expired - Fee Related JP2663150B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6755068B2 (en) 2000-12-28 2004-06-29 Riken Ironing-deep drawing process
US6860134B2 (en) 2000-12-28 2005-03-01 Riken Ironing dies
JP2007029992A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 金型及びその製造方法

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JPS50137863A (ja) * 1974-04-23 1975-11-01
JPS5871402U (ja) * 1981-11-06 1983-05-14 株式会社神戸製鋼所 内面溝付管の加工装置

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