JPH06210389A - 有底筒状部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 板状素材を用いてプレス加工により有底筒状
部品を製造する製造方法において、底部の外側の平面部
を充分に大きく確保しつつ安価に且つ能率良く製造でき
るようにする。 【構成】 予め絞り工程において板状素材から筒状部４
２の長さが最終成形品のワーク１０よりも長く且つ筒状
部４２と底部４４とのコーナー部４６の半径がワーク１
０よりも大きい有底筒形状に絞り加工された中間品２２
を製造するとともに、内外径寸法がワーク１０と等しい
ダイス５６およびポンチ６０により、中間品２２の外向
きフランジ４８をトリミングした後に鍛造加工を施し、
筒状部４２を軸方向に押圧して余肉Ａをコーナー部４６
側へ流動させ、目的とする形状に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は有底筒状部品の製造方法
に係り、特に、板状素材を用いてプレス加工により製造
する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】底部に円穴を有する有底筒状部品の製造
に際しては、例えば円穴の穴径と略等しい内径を有する
パイプ材を用意し、旋盤の中ぐり作業により筒状部の内
周面を所定寸法まで切削加工する方法がある。図９はそ
の一例を示す断面図であり、パイプ材における図中の格
子縞部分が切削により除かれて、有底筒状部品１００の
筒状部１０２および底部１０４が所定の寸法に形成され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにパイプ材を切削して製造する方法では、加工に時間
がかかるとともにパイプ材自体のコストが高いことと相
俟って製造コストが高くなり、特に大量生産を行う場合
には大きな問題となる。

【０００４】これに対し、板状素材にプレスによる絞り
加工を施して製造することが考えられるが、その場合に
は、図１０に示す有底筒状部品１１０のように、筒状部
１１２と底部１１４とのコーナー部１１６の半径が大き
くならざるを得ないため、その底部１１４の外側の平面
部１１８が、筒状部１１２の外径から上記半径分だけ全
周に亘って狭められる。このため、大きな平面部が要求
される場合には、図１１に示す有底筒状部品１２０のよ
うに筒状部１２２の外径を大きくする以外に平面部１２
４を充分に大きく確保することができなかった。また、
鍛造により有底筒状部品を製造することもできるが、そ
の場合には薄肉に成形することが困難で、所望する形状
のものを製造できないとともに部品重量が重くなる。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、底部の外側の平面部
を充分に大きく確保しつつ安価に且つ能率良く製造でき
る有底筒状部品の製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の要旨とするところは、板状素材から有底筒
状部品を製造する方法であって、（ａ）前記板状素材に
絞り加工を施し、筒状部の長さが前記有底筒状部品より
も長く且つその筒状部と底部とのコーナー部の半径が上
記有底筒状部品よりも大きい有底筒形状の中間品を製造
する絞り工程と、（ｂ）前記有底筒状部品の開口側端面
を除く外周面の形状に対応する形状の成形面を有するダ
イス内に前記中間品を底部側から嵌入するとともに、前
記有底筒状部品の内周面および開口側端面の形状に対応
する形状の成形面を有するポンチを前記中間品およびダ
イスに嵌入して、その中間品に鍛造加工を施し、中間品
の筒状部を軸方向に押圧して余肉を前記コーナー部側へ
流動させることにより目的とする形状に成形する形状出
し工程とを有することにある。

【０００７】また、好適には、前記絞り工程では、前記
筒状部の開口端に外向きフランジを有する中間品を製造
し、前記形状出し工程では、前記ポンチおよびダイスに
より前記外向きフランジをトリミングした後に前記鍛造
加工を行う。

【０００８】

【作用および発明の効果】かかる有底筒状部品の製造方
法では、先ず絞り工程において、板状素材に絞り加工が
施されて、筒状部の長さが前記有底筒状部品よりも長く
且つその筒状部と底部とのコーナー部の半径が上記有底
筒状部品よりも大きい有底筒形状の中間品が製造され
る。その後、形状出し工程において、目的とする有底筒
状部品の開口側端面を除く外周面の形状に対応する形状
の成形面を有するダイス内に前記中間品が底部側から嵌
入されるとともに、有底筒状部品の内周面および開口側
端面の形状に対応する形状の成形面を有するポンチが上
記中間品およびダイスに嵌入されて、その中間品に鍛造
加工が施され、中間品の筒状部が軸方向に押圧されて余
肉が前記コーナー部側へ流動させられることにより、目
的とする形状に成形される。

【０００９】ここで、上記形状出し工程において中間品
がダイスおよびポンチの成形面に圧縮されて成形される
際に、中間品の筒状部の余肉が底部側のコーナー部に充
当されることから、ダイスの成形面におけるコーナー部
の形状どおりに成形されるとともに、絞り加工時の肉厚
減少部分にも余肉が充当され、目的とする形状の有底筒
状部品が得られる。これにより、例えばダイス側のコー
ナー部の半径が略零とされていれば、有底筒状部品のコ
ーナー部もその半径が略零の状態に成形され、底部外側
の平面部の外径を筒状部の外径と略同じ大きさとするこ
とができるのである。したがって、本発明の製造方法に
よれば、筒状部を大径にすることなく底部の外側の平面
部を充分に確保することが可能となり、そのようなコー
ナー部の半径が小さい有底筒状部品を安価に且つ能率良
く製造することができるのである。

【００１０】また、絞り工程で筒状部の開口端に外向き
フランジを有する中間品を製造するとともに、形状出し
工程でポンチおよびダイスにより上記外向きフランジを
トリミングした後に前記鍛造加工が行われる場合には、
上記トリミングにより筒状部の余肉が周方向において略
均一に揃えられるため、外向きフランジを有しない中間
品のように絞り加工後に筒状部の開口端形状にばらつき
がある場合に比較して、鍛造加工時における余肉の流動
が中間品の全周において良好に行われ、形状出しの精度
が向上させられる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明方法が適用された一実施例を図
面に基づいて詳細に説明する。図２は、製造すべき最終
的なワーク８の斜視図で、これは図３に示す有底筒状部
品１０から得られる。有底筒状部品１０は、円筒形状を
成す筒状部１２と、その筒状部１２の一端部に設けられ
た底部１４とから成り、それ等の筒状部１２および底部
１４は略均一な肉厚を有している。筒状部１２と底部１
４とが接続するコーナー部１８の半径は略零であり、軸
心を含む断面形状において内側および外側共に略直角と
されている。上記ワーク８は、この有底筒状部品１０の
底部１４の中心部分に軸心方向に貫通する円穴１６を形
成したものである。

【００１２】上記有底筒状部品１０は、図４に示す板状
素材としてのブランク２０にプレス加工を施すことによ
って製造される。ブランク２０は、円板状を成すととも
に板厚が１.4〜３.2mm程度のもので、打抜きプレス装置
等により帯状の金属板から所定の大きさに外径抜きされ
たものである。

【００１３】図５および図６は、上記ブランク２０に所
定の絞り加工を施して中間品２２を製造する絞り工程を
それぞれ示す断面図である。この絞り工程においては、
先ず、ブランク２０が図５のプレス装置２４に供給さ
れ、図示しない保持部材によりダイス２６上に位置決め
されるとともにポンチ２８が下降させられると、ブラン
ク２０がそれらダイス２６およびポンチ２８の双方の間
に挟まれて所定のプレス圧で押圧され、その中央部が周
囲の部分よりも片面側へ突出した部分球面状を成すよう
に絞り成形される。図５の如く一次絞り加工が施された
ブランク２０は、次に図６のプレス装置３０に送られ、
二次絞り加工が施される。

【００１４】プレス装置３０では、図６（ａ）に示すよ
うに、ブランク２０は、しわ押え板３２により適度なし
わ押え力で周縁部を押さえ付けられた状態で、下降させ
られるポンチ３４によってその中央部がダイス３６側へ
押圧されることにより、前記図３の有底筒状部品１０と
略等しい外径の有底円筒形状となるように絞り加工が施
される。ここで、ポンチ３４の先端側コーナー部３８の
半径、およびダイス３６の開口側コーナー部４０の半径
は、それぞれ上記絞り加工における最適値に予め定めら
れており、ブランク２０は材料の破断やしわを生ずるこ
となく良好にダイス３６内へ絞り込まれる。同図（ｂ）
は完全に絞り込みが終了した状態を示しており、この二
次絞り加工によって、絞り工程における所定形状、すな
わちその筒状部４２の軸心方向の長さが有底筒状部品１
０の筒状部１２よりも長く且つその筒状部４２と底部４
４とのコーナー部４６の外側の半径が有底筒状部品１０
のコーナー部１８の半径（＝略零）よりも大きい有底筒
形状に成形され、中間品２２が得られる。また、この図
６から明らかなように、上記筒状部４２の開口端には、
ブランク２０の上記しわ押え板３２により押え付けられ
ていた部分が、外向きフランジ４８として残っている。
なお、本実施例では２段の絞り加工で中間品２２が成形
されるが、ブランク２０の材質やワーク８の形状等を考
慮して１段或いは３段以上の絞り加工で中間品２２を成
形することもできる。

【００１５】図１は、上記中間品２２に更にプレス加工
を加えて、前記有底筒状部品１０を成形する形状出し工
程、およびそれを行うプレス装置５０を示す断面図であ
る。プレス装置５０は、図３の有底筒状部品１０の開口
側端面５２を除く外周面の形状に対応する形状の成形面
５４を有するダイス５６と、有底筒状部品１０の内周面
および上記端面５２の形状に対応する形状の成形面５８
を有する段付き状のポンチ６０とを備えて構成されてい
る。ダイス５６の成形面５４における円筒状内周面６２
と底面６４とのコーナー部６６は、目的とする有底筒状
部品１０のコーナー部１８と同様に半径が略零の所謂ピ
ン角状に形成されているとともに、ポンチ６０の小径部
６０ａの先端側におけるコーナー部６８も、半径が略零
のピン角状に形成されている。ポンチ６０の大径部６０
ｂの外径は、ダイス５６の内周面６２の内径と略等しく
されており、小径部６０ａと大径部６０ｂとの段部の外
周端７０、および上記内周面６２の開口端７２は、それ
ぞれ切れ刃として機能するようになっている。

【００１６】形状出し工程では、図１（ａ）に示すよう
に、ダイス５６内に中間品２２を底部４４側から嵌入さ
せた状態でポンチ６０をダイス５６側へ下降させると、
筒状部４２の外向きフランジ４８にポンチ６０の外周端
７０が当接した状態で中間品２２がダイス５６側に押し
下げられ、それらの下降に伴ってその外周端７０および
ダイス５６の開口端７２により外向きフランジ４８が剪
断されて、同図（ｂ）に示すように中間品２２のトリミ
ングが行われる。このトリミングにより筒状部４２の開
口端側における余肉Ａが周方向において略均一に揃えら
れる。そして、ポンチ６０が更に押し込まれて底部４４
がダイス５６の底面６４に当接した中間品２２に所定の
プレス圧が加えられると、同図（ｃ）に示すように目的
とする形状の有底筒状部品１０が得られる。

【００１７】具体的には、ポンチ６０により筒状部４２
が軸方向に押圧されると、その開口端側の余肉Ａがコー
ナー部４６側へ流動させられ、その余肉Ａの相当分が当
初の比較的大きな半径のコーナー部４６とダイス５６の
成形面５４におけるピン角のコーナー部６６との隙間に
充当されることにより、そのコーナー部６６の形状どお
りに中間品２２のコーナー部４６が成形されて、目的と
する形状、すなわち有底筒状部品１０のコーナー部１８
と同様に半径が略零の状態となる。なお、僅かではある
が、ポンチ６０の成形面５８、より具体的には小径部６
０ａのコーナー部６８に押圧されるコーナー部４６の内
側部分からも余肉Ｂが外側へ流動させられる。また、中
間品２２の筒状部４２の肉厚は絞り加工で薄くなってい
るが、これも上記余肉Ａによって所望する肉厚まで復帰
させられる。中間品２２の筒状部４２の長さ寸法、すな
わち前記ダイス３６の深さ寸法は、必要な余肉量に応じ
て設定されている。これにより、図３に示す有底筒状部
品１０が製造される。

【００１８】そして、上記有底筒状部品１０は、図７に
示す穴抜き装置８０に移されて穴抜き加工が施される。
穴抜き装置８０は、有底筒状部品１０がダイス８２内に
底部１４側から嵌入させられた状態で、下降するポンチ
８４によりその底部１４に前記円穴１６が穴抜きされ
る。この穴抜き加工までの工程により最終的な形状の前
記図２に示すワーク８が製造される。

【００１９】ここで、本実施例では、ダイス５６側のコ
ーナー部６６の半径を略零とすることにより、有底筒状
部品１０のコーナー部１８を半径が略零の状態に成形で
き、図７に示す底部１４の外側の平面部８６の外径を筒
状部１２の外径と略同じ大きさに確保することができ
る。したがって、本実施例の有底筒状部品１０の製造方
法によれば、絞り加工のみにより有底筒状部品１０を製
造しようとする場合のように、底部の外側の平面部を充
分に確保するために筒状部を大径にする必要がなく、コ
ーナー部１８の半径が小さい有底筒状部品１０更にはワ
ーク８を安価に且つ能率良く製造することができるので
ある。

【００２０】また、前記絞り工程では、筒状部４２の開
口端に外向きフランジ４８を有する中間品２２を製造す
るとともに、形状出し工程では、ポンチ６０の外周端７
０およびダイス５６の開口端７２によりその外向きフラ
ンジ４８をトリミングした後に前記鍛造加工を行うよう
になっており、外向きフランジ４８のトリミングにより
筒状部４２の余肉Ａが周方向において略均一に揃えられ
ることから、外向きフランジを有しない中間品のように
絞り加工後に筒状部の開口端形状にばらつきがある場合
に比較して、鍛造加工時における余肉Ａの流動が中間品
２２の全周において良好に行われ、形状出しの精度が向
上させられる。

【００２１】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施することも
できる。

【００２２】例えば、前述の実施例における図１のプレ
ス装置５０は、段付き状のポンチ６０を備えて中間品２
２の筒状部４２および底部４４を同時に鍛造加工するよ
うになっていたが、例えば図８に示すプレス装置９０の
ように、タイミングをずらして駆動される第１ポンチ９
２および第２ポンチ９４を備えることにより、内側の第
１ポンチ９２により中間品２２の底部４４を先にダイス
９６の底面９８に押圧しておいてから、外側の第２ポン
チ９４により筒状部４２を押圧するようにして鍛造加工
を施すようにしても良い。

【００２３】また、前述の実施例においては、図７の穴
抜き装置８０による穴抜き加工が図１のプレス装置５０
による形状出し工程とは別個に行われていたが、プレス
装置５０の前記ポンチ６０に図７のポンチ８４と同様な
打抜き用のポンチを組み込んで鍛造加工と同時に穴抜き
加工を行うように構成することも可能である。

【００２４】また、前述の実施例においては、図１のプ
レス装置５０による形状出し工程において中間品２２の
外向きフランジ４８のトリミングが行われる場合であっ
たが、トリミングを鍛造加工とは別工程で行うようにし
ても差し支えない。

【００２５】また、前述の実施例におけるワーク８は、
円筒形状を成す筒状部１２と、その筒状部１２の一端部
に設けられた底部１４とから成り、底部１４の中心部分
に円穴１６を備えていたが、軸心方向と直角な横断面形
状が円形以外であったり、底部に円穴を有していなかっ
たりする他の有底筒状部品を製造する場合においても、
本発明方法が適用され得る。

【００２６】また、前述の実施例においては、絞り工程
で筒状部４２の開口端に外向きフランジ４８を有する中
間品２２を製造するとともに、形状出し工程でその外向
きフランジ４８をトリミングした後に鍛造加工を行うよ
うになっていたが、絞り加工でフランジが無くなるまで
ブランク２０を絞り加工し、トリミングを行うことなく
そのまま鍛造加工されても差し支えなく、外向きフラン
ジを必ずしも設ける必要はない。

【００２７】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図３の有底筒状部品を本発明方法に従って製造
する際の形状出し工程を説明する断面図で、（ａ），
（ｂ），（ｃ）の順に工程の流れを示す図である。

【図２】図３の有底筒状部品から製造されるワークの一
例を示す斜視図である。

【図３】本発明方法に従って製造された有底筒状部品を
示す斜視図である。

【図４】図３の有底筒状部品を製造するための板状素材
を示す斜視図である。

【図５】図４の板状素材を用いて図３の有底筒状部品を
本発明方法に従って製造する際の絞り工程における一次
絞り加工を説明する断面図である。

【図６】図５の一次絞り加工に続いて行われる二次絞り
加工を説明する断面図で、（ａ），（ｂ）の順に工程の
流れを示す図である。

【図７】図３の有底筒状部品から図２のワークを製造す
る際の穴抜き工程を説明する断面図である。

【図８】本発明方法における形状出し工程の他の態様を
示す断面図である。

【図９】底部に円穴を有する有底筒状部品を切削加工に
よって製造する従来の製造方法の一例を説明する断面図
である。

【図１０】絞り加工によって製造される従来の有底筒状
部品の一例を説明する断面図である。

【図１１】絞り加工によって製造される有底筒状部品の
別の例を説明する断面図である。

【符号の説明】

１０：有底筒状部品 １２，４２：筒状部 １４，４４：底部 １８，４６：コーナー部 ２０：ブランク（板状素材） ２２：中間品 ４８：外向きフランジ ５２：開口側端面 ５４：成形面 ５６，９６：ダイス ５８：成形面 ６０，９２，９４：ポンチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状素材から有底筒状部品を製造する方
   法であって、 前記板状素材に絞り加工を施し、筒状部の長さが前記有
   底筒状部品よりも長く且つ該筒状部と底部とのコーナー
   部の半径が該有底筒状部品よりも大きい有底筒形状の中
   間品を製造する絞り工程と、 前記有底筒状部品の開口側端面を除く外周面の形状に対
   応する形状の成形面を有するダイス内に前記中間品を底
   部側から嵌入するとともに、前記有底筒状部品の内周面
   および開口側端面の形状に対応する形状の成形面を有す
   るポンチを前記中間品およびダイスに嵌入して、該中間
   品に鍛造加工を施し、該中間品の筒状部を軸方向に押圧
   して余肉を前記コーナー部側へ流動させることにより目
   的とする形状に成形する形状出し工程とを有することを
   特徴とする有底筒状部品の製造方法。
2. 【請求項２】 前記絞り工程では、前記筒状部の開口端
   に外向きフランジを有する中間品を製造し、前記形状出
   し工程では、前記ポンチおよびダイスにより前記外向き
   フランジをトリミングした後に前記鍛造加工を行う請求
   項１に記載の有底筒状部品の製造方法。