JPH04258339A - フランジ部材の塑性加工方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フランジ部材の塑性加
工方法に係わり、特に、ボス部の肉厚がフランジ部の肉
厚より大きいフランジ部材を塑性加工により形成するた
めのフランジ部材の塑性加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボス部の肉厚がフランジ部の肉厚
より大きいフランジ部材を塑性加工により形成する方法
としては、例えば、図６あるいは図７に示すようなもの
が知られている。すなわち、図６の方法では、絞り成形
あるいはバーリング成形により、（ａ）に示すように、
ボス部１１の肉厚がフランジ部１３の肉厚とほぼ同様の
中間素材１５が形成され、（ｂ）に示すように、この中
間素材１５のボス部１１を、パンチ１７，１９とダイ２
１とにより圧縮成形することにより、ボス部２３の肉厚
がフランジ部２５の肉厚より大きいフランジ部材２７が
形成される。

【０００３】また、図７の方法では、（ａ）に示すよう
な丸棒状の素材２９が、鍛造により、（ｂ），（ｃ），
（ｄ）と順次薄くされ、（ｅ）に示すように、ボス部３
１の肉厚がフランジ部３３の肉厚より大きいフランジ部
材３５が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示した、圧縮成形によるフランジ部材の塑性加工方法で
は、ボス部１１の肉厚の増加量が大きい時、あるいは、
圧縮成形前のボス部１１の高さが高い時には、座屈が発
生し、ボス部２３の内壁または外壁に皺が寄る欠陥が発
生するため、極めて少ない肉厚増加率で、ボス部２３の
高さが低いフランジ部材にしか採用できないという問題
があった。

【０００５】また、ボス部１１を圧縮すると、フランジ
部２５に素材が流動しようとするため、これを防止する
ためには、かなり強い拘束力で、フランジ部２５を拘束
する等の対策が必要であった。一方、図７に示した、鍛
造によるフランジ部材の塑性加工方法では、丸棒状の素
材２９を潰してフランジ部３３を形成するため、鍛造に
膨大なエネルギが必要になるとともに、工程数が多く、
焼鈍回数も多く、コストが増大するという問題があった
。

【０００６】本発明は、上記のような問題を解決したも
ので、ボス部の肉厚がフランジ部の肉厚より大きいフラ
ンジ部材を、容易，確実に形成することのできるフラン
ジ部材の塑性加工方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１のフランジ部材
の塑性加工方法は、第１穴部の形成される第１押圧工具
と、穴部が形成されず、あるいは、前記第１穴部よりも
小さい径の第２穴部が前記第１穴部の内側となる位置に
形成される第２押圧工具との間に、前記第１穴部より小
さい貫通孔の形成される板状素材を配置し、前記第１押
圧工具と第２押圧工具により、板状素材の貫通孔の廻り
の内周部を残したフランジ部となる部分を据え込み成形
し、内周部の肉厚をフランジ部の肉厚より大とするとと
もに、前記第１押圧工具と第２押圧工具の成形部の面積
の違いにより板状素材の内周部を第１押圧工具側に立ち
上げる予備ボス成形を行う据え込み工程と、この据え込
み工程により得られた中間素材をバーリング成形または
サイジング成形し、板状素材の内周部により形成される
ボス部の肉厚が、フランジ部の肉厚よりも大きいフラン
ジ部材を得る成形工程とを有するものである。

【０００８】請求項２のフランジ部材の塑性加工方法は
、請求項１の据え込み工程において、板状素材の内周部
の内径方向への伸びを抑制する段部を形成した第２押圧
工具を使用し、板状素材の内周部の予備ボス成形による
立ち上げを大きくするものである。請求項３のフランジ
部材の塑性加工方法は、請求項１または２の据え込み工
程において、第１押圧工具の第１穴部に対応する部分に
凹部を形成した第２押圧工具を使用し、中間素材の内周
部のコーナー部の肉厚をフランジ部の肉厚よりも大きく
形成し、成形工程におけるコーナー部の剛性を増大する
とともに、コーナー部の逃げ空間を減少するものである
。

【０００９】

【作用】請求項１のフランジ部材の塑性加工方法では、
据え込み工程により、板状素材の内周部を残して、フラ
ンジ部となる部分が据え込み成形され、内周部の肉厚が
フランジ部の肉厚より大とされ、同時に、第１押圧工具
と第２押圧工具の成形部の面積の違いにより板状素材の
内周部を第１押圧工具側に立ち上げる予備ボス成形が行
われ、この後、成形工程において、板状素材の内周部に
より形成されるボス部の肉厚が、フランジ部の肉厚より
も大きいフランジ部材が成形される。

【００１０】請求項２のフランジ部材の塑性加工方法で
は、段部により、板状素材の内周部の内径方向への伸び
が抑制され、板状素材の内周部の予備ボス成形による立
ち上げが大きくされる。請求項３のフランジ部材の塑性
加工方法では、中間素材の内周部のコーナー部の肉厚が
フランジ部の肉厚よりも大きく形成され、成形工程にお
けるコーナー部の剛性が増大され、また、コーナー部の
逃げ空間が減少される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の詳細を図面を用いて実施例に
ついて説明する。図１は、本発明のフランジ部材の塑性
加工方法の一実施例において、据え込み工程に使用され
る塑性加工装置を示すもので、図において、符号３７，
３９は、パンチからなる第１押圧工具と第２押圧工具を
示している。

【００１２】第１押圧工具３７には、直径ｄ１　の第１
穴部４１が形成されている。また、第２押圧工具３９に
は、第１穴部４１より小径の直径ｄ２　の第２穴部４３
が、第１穴部４１の内側となる位置に形成されている。 さらに、この実施例では、第１押圧工具３７の中心には
、板状素材４５の中心に形成される貫通孔４７に挿通さ
れるマンドレル４９が配置されている。

【００１３】図２は、据え込み工程後の成形工程に使用
される塑性加工装置を示すもので、図において、符号５
１はパンチを、符号５３はダイを示しており、符号５５
はバーリング成形用のパンチを示している。以上のよう
に構成された装置を使用して、本発明のフランジ部材の
塑性加工方法の一実施例が以下述べるようにして行われ
る。

【００１４】すなわち、本発明方法では、先ず、図１に
示したように、第１押圧工具３７と第２押圧工具３９と
の間に、予め貫通孔４７の形成された板状素材４５が配
置される。この後、第２押圧工具３９を第１押圧工具３
７側に移動し、第２押圧工具３９を板状素材４５に押圧
することにより、板状素材４５の貫通孔４７と、第１押
圧工具３７の第１穴部４１の内側との間に形成される内
周部５７を残して、フランジ部５９となる部分が据え込
み成形される。

【００１５】これにより、板状素材４５のフランジ部５
９の肉厚のみが、肉厚ｔ１　からｔ２　に減少され、内
周部５７の肉厚がフランジ部５９の肉厚より大とされる
。そして、この時同時に、第１押圧工具３７と第２押圧
工具３９の成形部の面積の違いにより板状素材４５の内
周部５７が第１押圧工具３７側に高さＨ立ち上げられ、
予備ボス成形が行われる。

【００１６】すなわち、板状素材４５における第１押圧
工具３７側の受圧部面積に対して、第２押圧工具３９側
の受圧部面積が大きくなり、この受圧部面積の差により
、支点の違いによる曲げ効果が生じ、据え込みにより内
周方向に排除された素材は、斜め下方へと流動し、この
結果、内周部５７が立ち上がり、内周部６１とフランジ
部５９に肉厚差が形成されると同時に、予備ボス成形が
行われる。

【００１７】この後、この据え込み工程により得られた
中間素材６３が、図２に示したように、ダイ５３とパン
チ５１との間に収容され、バーリング成形用のパンチ５
５を下方に向けて移動することにより、中間素材６３の
内周部６１が、バーリング成形され、内周部６１がパン
チ５５とダイ５３との間の間隙寸法ｔに成形され、ボス
部６５の肉厚ｔが、フランジ部５９の肉厚ｔ２　よりも
大きいフランジ部材６７がバーリング成形される。

【００１８】しかして、以上述べたフランジ部材の塑性
加工方法では、第１穴部４１の形成される第１押圧工具
３７と、第１穴部４１よりも小さい径の第２穴部４３が
第１穴部４１の内側となる位置に形成される第２押圧工
具３９との間に、第１穴部４１より小さい貫通孔４７の
形成される板状素材４５を配置し、第１押圧工具３７と
第２押圧工具３９により、板状素材４５の貫通孔４７の
廻りの内周部５７を残したフランジ部５９となる部分を
据え込み成形し、内周部６１の肉厚をフランジ部５９の
肉厚より大とするとともに、第１押圧工具３７と第２押
圧工具３９の成形部の面積の違いにより板状素材４５の
内周部５７を第１押圧工具３７側に立ち上げる予備ボス
成形を行う据え込み工程と、この据え込み工程により得
られた中間素材６３をバーリング成形し、板状素材４５
の内周部６１により形成されるボス部６５の肉厚が、フ
ランジ部５９の肉厚よりも大きいフランジ部材６７を得
る成形工程とにより、フランジ部材６７を塑性加工する
ようにしたので、ボス部６５の肉厚がフランジ部５９の
肉厚より大きいフランジ部材６７を、容易，確実に形成
することが可能となる。

【００１９】すなわち、以上述べたフランジ部材の塑性
加工方法では、第１押圧工具３７と第２押圧工具３９と
を使用して、板状素材４５を据え込み成形して、フラン
ジ部５９と内周部６１との肉厚差を形成するようにした
ので、非常に容易にボス部６５の肉厚がフランジ部５９
の肉厚より大きいフランジ部材６７を形成することがで
きる。

【００２０】また、据え込み工程において、予備ボス成
形が行われるため、次工程のバーリング成形が非常に容
易となる。さらに、この実施例では、板状素材４５から
の据え込みによりフランジ部材６７を形成するため、棒
材を鍛造する場合に比較して、非常に少ないエネルギで
加工することができ、また、据え込み率も小さいため、
荷重も低くなる。

【００２１】図３は、本発明のフランジ部材の塑性加工
方法の他の実施例を示すもので、このフランジ部材の塑
性加工方法では、据え込み工程において、板状素材４５
の内周部５７の内径方向への伸びを抑制する段部６９を
形成した第２押圧工具３９が使用されている。また、段
部６９はテーパ状をしており、段部６９の位置は、第１
穴部４１の位置よりも内側に形成されている。

【００２２】そして、段部６９により、板状素材４５の
内周部５７の内径方向への伸びを抑制することにより、
板状素材４５の内周部５７の予備ボス成形による立ち上
げが大きくされている。なお、図３において、（ａ）は
据え込み成形前の状態を、（ｂ）は据え込み成形途中の
状態を、（ｃ）は第１押圧工具３７が下死点にある時の
状態を示している。

【００２３】この実施例においても図１に示した実施例
とほぼ同様の効果を得ることができるが、この実施例で
は、板状素材４５の内周部５７の予備ボス成形による立
ち上げを容易に大きくすることができる。図４および図
５は、本発明のフランジ部材の塑性加工方法のさらに他
の実施例を示すもので、このフランジ部材の塑性加工方
法では、図４に示すように、据え込み工程において、中
間素材６３のフランジ部５９と内周部６１とのコーナー
部７１に相当する部分に凹部７３を形成した第２押圧工
具３９が使用され、据え込み成形時に、凹部７３に素材
を埋めることにより、中間素材６３のコーナー部７１の
肉厚がフランジ部５５の肉厚よりも大きく形成される。

【００２４】そして、この凹部７３による中間素材６３
の肉厚増加部７５は、図５に示すように、バーリング成
形後のフランジ部材６７のフランジ部５９とボス部６５
とのコーナー部７７となるため、バーリング成形におけ
るコーナー部７７の剛性を容易に増大することができる
。また、この実施例では、コーナー部７７の肉厚が増大
するため、バーリング成形によるコーナー部７７の逃げ
空間を容易に減少することができる。

【００２５】なお、以上述べた実施例では、第１穴部４
１を円形にし、円形のボス部６５を形成した例について
説明したが、本発明はかかる実施例に限定されるもので
はなく、例えば、第１穴部を四角形等にし、四角形状等
のボス部を形成しても良いことは勿論である。また、以
上述べた実施例では、第１押圧工具３７を第２押圧工具
３９の下方に配置した例について説明したが、本発明は
かかる実施例に限定されるものではなく、第２押圧工具
を第１押圧工具の下方に配置しても良いことは勿論であ
る。

【００２６】さらに、以上述べた実施例では、第２押圧
工具３９に第２穴部４３を形成した例について説明した
が、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、
必ずしも第２穴部を形成する必要がないことは勿論であ
る。また、以上述べた実施例では、中間素材６３をバー
リング成形してボス部６５を形成した例について説明し
たが、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく
、サイジング成形してボス部を形成しても良いことは勿
論である。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１のフランジ
部材の塑性加工方法では、第１穴部の形成される第１押
圧工具と、穴部が形成されず、あるいは、第１穴部より
も小さい径の第２穴部が前記第１穴部の内側となる位置
に形成される第２押圧工具との間に、第１穴部より小さ
い貫通孔の形成される板状素材を配置し、第１押圧工具
と第２押圧工具により、板状素材の貫通孔の廻りの内周
部を残したフランジ部となる部分を据え込み成形し、内
周部の肉厚をフランジ部の肉厚より大とするとともに、
第１押圧工具と第２押圧工具の成形部の面積の違いによ
り板状素材の内周部を第１押圧工具側に立ち上げる予備
ボス成形を行う据え込み工程と、この据え込み工程によ
り得られた中間素材をバーリング成形またはサイジング
成形し、板状素材の内周部により形成されるボス部の肉
厚が、フランジ部の肉厚よりも大きいフランジ部材を得
る成形工程とにより、フランジ部材を塑性加工するよう
にしたので、ボス部の肉厚がフランジ部の肉厚より大き
いフランジ部材を、容易，確実に形成することが可能と
なる。

【００２８】請求項２のフランジ部材の塑性加工方法で
は、請求項１の据え込み工程において、板状素材の内周
部の径方向への伸びを抑制する段部を形成した第２押圧
工具を使用したので、板状素材の内周部の予備ボス成形
による立ち上げを容易に大きくすることができる。請求
項３のフランジ部材の塑性加工方法では、請求項１また
は２のフランジ部材の塑性加工方法における据え込み工
程において、第１押圧工具の第１穴部に対応する部分に
凹部を形成した第２押圧工具を使用し、中間素材の内周
部のコーナー部の肉厚をフランジ部の肉厚よりも大きく
形成したので、成形工程におけるコーナー部の剛性を増
大するとともに、コーナー部の逃げ空間を減少すること
が容易に可能になるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフランジ部材の塑性加工方法の一実施
例の据え込み工程で使用される塑性加工装置を示す断面
図である。

【図２】本発明のフランジ部材の塑性加工方法の一実施
例のバーリング成形で使用される塑性加工装置を示す断
面図である。

【図３】本発明のフランジ部材の塑性加工方法の他の実
施例の据え込み工程を示す説明図である。

【図４】本発明のフランジ部材の塑性加工方法のさらに
他の実施例の据え込み工程を示す説明図である。

【図５】本発明のフランジ部材の塑性加工方法の他の実
施例のバーリング成形を示す説明図である。

【図６】従来のフランジ部材の塑性加工方法を示す説明
図である。

【図７】従来のフランジ部材の塑性加工方法を示す説明
図である。

【符号の説明】

３７　　第１押圧工具 ３９　　第２押圧工具 ４１　　第１穴部 ４３　　第２穴部 ４５　　板状素材 ４７　　貫通孔 ５９　　フランジ部 ６３　　中間素材 ６５　　ボス部 ６７　　フランジ部材 ６９　　段部 ７１，７７　　コーナー部 ７３　　凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１穴部の形成される第１押圧工具と
   、穴部が形成されず、あるいは、前記第１穴部よりも小
   さい径の第２穴部が前記第１穴部の内側となる位置に形
   成される第２押圧工具との間に、前記第１穴部より小さ
   い貫通孔の形成される板状素材を配置し、前記第１押圧
   工具と第２押圧工具により、板状素材の貫通孔の廻りの
   内周部を残したフランジ部となる部分を据え込み成形し
   、内周部の肉厚をフランジ部の肉厚より大とするととも
   に、前記第１押圧工具と第２押圧工具の成形部の面積の
   違いにより板状素材の内周部を第１押圧工具側に立ち上
   げる予備ボス成形を行う据え込み工程と、この据え込み
   工程により得られた中間素材をバーリング成形またはサ
   イジング成形し、板状素材の内周部により形成されるボ
   ス部の肉厚が、フランジ部の肉厚よりも大きいフランジ
   部材を得る成形工程とを有することを特徴とするフラン
   ジ部材の塑性加工方法。
2. 【請求項２】　　据え込み工程において、板状素材の内
   周部の内径方向への伸びを抑制する段部を形成した第２
   押圧工具を使用し、板状素材の内周部の予備ボス成形に
   よる立ち上げを大きくすることを特徴とする請求項１記
   載のフランジ部材の塑性加工方法。
3. 【請求項３】　　据え込み工程において、第１押圧工具
   の第１穴部に対応する部分に凹部を形成した第２押圧工
   具を使用し、中間素材の内周部のコーナー部の肉厚をフ
   ランジ部の肉厚よりも大きく形成し、成形工程における
   コーナー部の剛性を増大するとともに、コーナー部の逃
   げ空間を減少することを特徴とする請求項１または２記
   載のフランジ部材の塑性加工方法。