JPH07116746A - ダイレスバーリング加工方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バーリングパンチによって素材が引き込まれ
ることによる変形を防止して素材の平面精度を適正に維
持する。 【構成】 ダイレスバーリング加工方法において、穴抜
き加工により板状の素材１０に開けられた穴１４の内周
部分を予備曲げ加工によって曲げ成形した後、その曲げ
成形された部分に対して予備曲げ加工の曲げ成形方向と
は逆方向からバーリングパンチ２４を挿入するととも
に、このときの素材１０をバーリングパンチ２４の挿入
側とは反対側においてパット２２で支えた状態でバーリ
ングフランジ１６を曲げ加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属板などの素材を加
工対象とし、穴抜き加工によって開けられた穴の内周部
分をダイレスで曲げ成形するダイレスバーリング加工方
法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば実開昭５８−１０２２２２号公報
には、金属板に穴を開けるとともにその穴の内周部をの
バーリング加工によって曲げ成形する技術が開示されて
いる。この公報から明らかなように一般的なバーリング
加工は、ダイスの上にセットされた素材（金属板）の被
加工部（穴の内周部分）をバーリングパンチの挿入によ
りダイスに添わせながら曲げている。しかしバーリング
加工によって成形しようとする製品の形状によっては、
その素材の曲げ部を下側から支えるためのダイを配置で
きず、ダイレスバーリング加工となる場合がある。

【０００３】図１０は従来のダイレスバーリング加工装
置によるバーリング加工状態を表した断面図である。こ
の図面で示すように金属板などの素材１０は、下型（図
示外）に取付けられたダイス６０の上面にセットされ、
かつ上型（図示外）に取付けられたパット６２で押さえ
られている。なおこの素材１０には、バーリング加工に
先立って行われた穴抜き加工により穴が開けられ、その
穴の内周部分が予備曲げ加工によって曲げ形成されてい
る。そしてバーリング加工にあたっては予備曲げ加工に
よって曲げられた部分が、上型に取付けられて前記パッ
ト６２側から挿入されるバーリングパンチ６４によって
曲げられ、これによってバーリングフランジ１６が成形
されている。なおこの素材１０から成形される製品は、
素材１０の外周に前もって曲げ成形されている外側フラ
ンジ１２と前記バーリングフランジ１６との間隔が僅か
であるため、ここはダイレスとなっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１０で示すダイレス
バーリング加工装置においては、前記バーリングパンチ
６４の挿入時にこのバーリングパンチ６４と素材１０と
の摩擦力により、前記バーリングフランジ１６がダイレ
ス部において下方へ引き込まれてしまう。この結果は、
素材１０の全体形状が仮想線で示す本来の形状から実線
のように変形し、その平面精度が低下する。また前記バ
ーリングフランジ１６端面のコイニング加工は、コイニ
ングパンチ（図示外）を前記バーリングパンチ６４の挿
入方向とは逆方向から挿入させることによって行われ
る。したがってこのコイニングパンチは、前記バーリン
グパンチ６４やパット６２を作動させるための駆動源
（上型駆動用のシリンダーなど）とは別の駆動源を用い
て作動させる必要がある。

【０００５】本発明の技術的課題は、つぎの目的を達成
することである。すなわちバーリング加工に先立って行
われる予備曲げ成形方向とは逆方向からバーリングパン
チを挿入し、これに伴って素材に加えられる圧縮負荷を
パットで支えることにより、バーリングパンチで素材が
引き込まれることによる変形を防止して素材の平面精度
を適正に維持する。またダイレスバーリング加工によっ
て曲げ加工されたバーリングフランジ端面の適正なコイ
ニング加工を可能とし、かつこのバーリングフランジの
内外径の寸法精度を保証する。コイニング加工のための
コイニングパンチをバーリングパンチの挿入方向と同方
向から挿入することで、コイニングパンチとバーリング
パンチとの駆動源の共用化を図る。さらにバーリングパ
ンチを挿入するだけでバーリング加工及びコイニング加
工を共に可能とし、作業性の向上を図る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のダイレスバーリ
ング加工方法は、穴抜き加工によって板状の素材に開け
られた穴の内周部分を予備曲げ加工によって曲げ成形し
た後、その曲げ成形された部分に対して予備曲げ加工の
曲げ成形方向とは逆方向からバーリングパンチを挿入す
るとともに、このときの素材をバーリングパンチの挿入
側とは反対側においてパットで支えた状態でバーリング
フランジを曲げ加工する。また前記バーリングパンチが
挿入された状態において、素材のバーリングフランジ端
面をコイニング加工してもよい。本発明のダイレスバー
リング加工装置は、穴抜き加工によって開けられた穴の
内周部分が予備曲げ加工によって曲げ成形された板状の
素材をセット可能なダイスと、この素材の曲げ成形され
た部分に対して予備曲げ加工の曲げ成形方向とは逆方向
から挿入可能に配置され、かつ所定の外径を有する軸部
及びこれに連続して先端が小径となるように傾斜させた
案内部からなるバーリングパンチと、このバーリングパ
ンチの挿入側とは反対側において前記ダイスと共に素材
を挟んで保持するように配置されたパットとを備えてい
る。さらに本発明のダイレスバーリング加工装置は、前
記バーリングパンチの挿入方向と同方向からこのバーリ
ングパンチの外周に沿って相対的に挿入動作させること
が可能なコイニングパンチと、このコイニングパンチの
先端において前記素材のバーリングフランジ端面をコイ
ニング加工するように形成されたコイニング部とを備え
ている。また前記バーリングパンチの軸部に対して前記
素材のバーリングフランジ端面をコイニング加工するた
めのコイニング部を設けてもよい。

【０００７】

【作用】この構成によれば、前記の予備曲げ加工によっ
て曲げ成形された部分に対し、この予備曲げ加工の曲げ
成形方向とは逆方向からバーリングパンチが挿入される
と、このバーリングパンチと素材との間の摩擦力によっ
て前記パットに素材が押付けられる。このためダイレス
バーリング加工により素材が引き込まれて変形すること
が回避される。またダイレスバーリング加工によって曲
げ加工された前記バーリングフランジ端面のコイニング
加工は、ここに前記バーリングパンチが挿入された状態
で行われるので、このコイニング加工が常に適正な状態
で行われる。しかもこのコイニング加工のための前記コ
イニングパンチは、前記バーリングパンチの挿入方向と
同方向から挿入され、これによってコイニングパンチと
バーリングパンチとを同一の駆動源で作動させることが
可能となる。さらに前記バーリングパンチの軸部に前記
コイニング部が設けられた構成においては、このバーリ
ングパンチの挿入によって前記バーリング加工と前記コ
イニング加工とが共に施され、これらの作業が簡素化さ
れる。

【０００８】

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。図２〜図５はダイレスバーリング加工による成
形例をその工程順に表したそれぞれの説明図である。こ
れらの図面において金属板である素材１０は、まずその
外周部がプレス加工によって曲げられて図２（Ａ）の平
面図及び図２（Ｂ）の断面図で示すように外側フランジ
１２が成形された後、穴抜き加工によって図３（Ａ）の
平面図及び図３（Ｂ）の断面図で示すように穴１４が開
けられる。つづいて前記穴１４の内周部分が予備曲げ加
工によって図４（Ａ）の平面図及び図４（Ｂ）の断面図
で示すように曲げ成形される。さらにこの予備曲げ加工
によって曲げられた部分（予備曲げ部分）１５は、つぎ
に説明するダイレスバーリング加工装置で曲げ加工され
て図５（Ａ）の平面図及び図５（Ｂ）の断面図で示すよ
うにバーリングフランジ１６が成形される。

【０００９】図１はダイレスバーリング加工装置を、そ
の加工工程順に表したそれぞれの断面図である。この加
工装置は下型（図示外）に取付けられたダイス２０、同
じく下型に取付けられたバーリングパンチ２４及び上型
（図示外）に取付けられたパット２２を備えている。そ
して図１（Ａ）で示すようにダイス２０の上には、予備
曲げ加工が施された状態（図４の状態）の素材１０がセ
ットされ、かつこの素材１０を前記パット２２によって
ダイス２０の側に押付けている。すなわち素材１０はダ
イス２０とパット２２とによって挟まれた状態で保持さ
れている。

【００１０】前記バーリングパンチ２４は、素材１０の
前記予備曲げ部分１５に向けて図１（Ａ）の状態から上
方向、つまりこの予備曲げ部分１５の曲げ成形方向とは
逆方向から挿入される。これによりバーリングパンチ２
４の先端部に形成されているテーパー状の案内部２４ａ
によって予備曲げ部分１５の先端縁（前記穴１４の内周
縁）が図１（Ｂ）で示すように押し曲げられる。その後
はバーリングパンチ２４の軸部２４ｂの挿入に伴って図
１（Ｃ）で示すように前記バーリングフランジ１６が成
形される。なおこのバーリングフランジ１６と前記外側
フランジ１２との間の寸法は僅かであるため、ここはダ
イレスバーリング加工となっている。

【００１１】さて前記バーリングパンチ２４の挿入に伴
って素材１０に加えられる力は、その曲げ部を前記パッ
ト２２に押付ける方向の圧縮荷重となり、その荷重はパ
ット２２で支えられる。したがって素材１０の曲げ部の
うち、前記ダイス２０で支えられている箇所はもちろん
のこと、ダイレスバーリングの箇所においてもバーリン
グパンチ２４によって素材１０が引き込まれることは避
けられる。つまり本実施例のダイレスバーリング加工に
よれば、図１０によって先に説明した従来のダイレスバ
ーリング加工の場合と異なり、素材１０の引き込みによ
る変形がなくなる。また図１０の加工手段では、ダイレ
スバーリング箇所の曲げ部に引っ張り応力が発生するの
で、引っ張り強度が５９０Ｎ（ニュートン）級を超える
鋼板ではその伸びが低いことから曲げ部に割れが発生し
やすい。これに対して本実施例では素材１０の曲げ部に
圧縮応力を付加しつつダイレスバーリング加工が行われ
るので、引っ張り強さが７８０Ｎ級の高張力鋼板でも割
れを生じることなく曲げ加工を行うことが可能であり、
バーリング加工の引っ張り強さにおける成形限界が高め
られる。

【００１２】前記バーリングパンチ２４によってバーリ
ングフランジ１６が成形された後、このバーリングパン
チ２４を挿入したままで図１（Ｄ）に示すように筒形状
のコイニングパンチ２６をバーリングパンチ２４と同方
向から挿入する。このコイニングパンチ２６の先端（上
端）は所定のコイニング角を有するコイニング部２６ａ
となっており、このコイニング部２６ａによって前記バ
ーリングフランジ１６の端面がコイニング加工される。
したがってバーリングフランジ１６の内径（延いては外
径）の寸法精度が保証された状態で、このバーリングフ
ランジ１６の端面が要求精度に仕上げられる。またコイ
ニングパンチ２６はバーリングパンチ２４と同方向から
挿入されるので、これら両者はその駆動源（例えば下型
の駆動シリンダー）を共用することが可能である。

【００１３】図６に図１（Ａ）で表したバーリング開始
時におけるバーリングパンチ２４の前記案内部２４ａと
素材１０の予備曲げ部分１５との接触角θが示されてい
る。この接触角θは、バーリングパンチ２４を素材１０
の前記予備曲げ部分１５の曲げ成形方向とは逆方向から
挿入してバーリング加工を成立させるための一要因とな
る。つまりこの接触角θは９０°以下であることが必要
であり、９０°を超えると予備曲げ部分１５が逆方向
（上方向）へ曲げられる場合がある。そして実際のバー
リング加工にあたっての接触角θの数値は、バーリング
パンチ２４と素材１０との材料特性や接触部の面粗さ、
あるいは相互間の潤滑状態などに基づき、９０°以下の
範囲で実験的に求めればよい。

【００１４】図７は前記バーリングフランジ１６を成形
するための素材１０の曲げ部を、その全域にわたってダ
イレスバーリング加工する場合の装置を従来の装置と比
較して表した断面図である。このようなダイレスバーリ
ング加工であっても、本実施例では図７（Ａ）で示すよ
うにバーリングパンチ２４の挿入により、前述した場合
と同様に素材１０の曲げ部をパット２２に押付けて圧縮
応力を付加しながらバーリングフランジ１６を適正に成
形できる。ところが図７（Ｂ）で示す従来のダイレスバ
ーリング加工では、素材１０の曲げ部がダイス６０で拘
束されていないので、この曲げ部がバーリングパンチ６
４の挿入に伴って図示のように引き込まれて大きく変形
してしまう。

【００１５】前記バーリングパンチ２４の案内部２４ａ
は通常のテーパーコーン形状から図８で示す円弧面形状
のコーン面に代えてもよい。また図９で示すバーリング
パンチ２４は、その軸部２４ｂの外周にコイニングパン
チ２８が一体的に組付けられている。このコイニングパ
ンチ２８の先端（上端）も、図１（Ｄ）で示す前記コイ
ニングパンチ２６のコイニング部２６ａと同じ形状のコ
イニング部２８ａとなっている。つまり図９ではバーリ
ングパンチ２４がコイニング部２８ａを備えていること
となるので、このバーリングパンチ２４を前述したよう
に素材１０の予備曲げ部分１５に挿入するだけで、バー
リングフランジ１６が成形され、かつその端面がコイニ
ング加工される。なおバーリングパンチ２４の軸部２４
ｂにコイニング部を直接形成することも可能であるが、
個別につくられたバーリングパンチ２４とコイニングパ
ンチ２８とを一体化した方が製造が容易である。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、バーリングパンチの挿入によ
り素材が引き込まれて変形することが防止され、ダイレ
スバーリング加工後における素材の平面精度が適正に維
持される。またダイレスバーリング加工によって曲げ加
工されたバーリングフランジ端面をコイニング加工する
ときの内外径の寸法精度が保証されるとともに、このコ
イニング加工のためのコイニングパンチとバーリングパ
ンチとの駆動源の共用化を図ることができ、さらにはバ
ーリング加工及びコイニング加工をバーリングパンチの
挿入だけで行うことができ、その作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダイレスバーリング加工装置をその加工工程順
に表した断面図である。

【図２】素材の外曲げ加工を平面と断面とで表した工程
図である。

【図３】素材の穴抜き加工を平面と断面とで表した工程
図である。

【図４】素材の予備曲げ加工を平面と断面とで表した工
程図である。

【図５】素材のダイレスバーリング加工を平面と断面と
で表した工程図である。

【図６】バーリング開始時におけるバーリングパンチと
素材の予備曲げ部分との接触部を表した断面図である。

【図７】異なる形式のダイレスバーリング加工を従来と
の比較によって表した断面図である。

【図８】形状の異なるバーリングパンチの一部を表した
平面図である。

【図９】コイニング部を備えたバーリングパンチの一部
を表した平面図である。

【図１０】従来のダイレスバーリング加工装置を表した
断面図である。

【符号の説明】

１０ 素材 １４ 穴 １６ バーリングフランジ ２０ ダイス ２２ パット ２４ バーリングパンチ ２４ａ 案内部 ２４ｂ 軸部 ２６ コイニングパンチ ２６ａ コイニング部 ２８ａ コイニング部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 穴抜き加工によって板状の素材に開けら
   れた穴の内周部分を予備曲げ加工によって曲げ成形した
   後、その曲げ成形された部分に対して予備曲げ加工の曲
   げ成形方向とは逆方向からバーリングパンチを挿入する
   とともに、このときの素材をバーリングパンチの挿入側
   とは反対側においてパットで支えた状態でバーリングフ
   ランジを曲げ加工することを特徴としたダイレスバーリ
   ング加工方法。
2. 【請求項２】 前記バーリングパンチが挿入された状態
   において、素材のバーリングフランジ端面をコイニング
   加工することを特徴とした請求項１記載のダイレスバー
   リング加工方法。
3. 【請求項３】 穴抜き加工によって開けられた穴の内周
   部分が予備曲げ加工によって曲げ成形された板状の素材
   をセット可能なダイスと、この素材の曲げ成形された部
   分に対して予備曲げ加工の曲げ成形方向とは逆方向から
   挿入可能に配置され、かつ所定の外径を有する軸部及び
   これに連続して先端が小径となるように傾斜させた案内
   部からなるバーリングパンチと、このバーリングパンチ
   の挿入側とは反対側において前記ダイスと共に素材を挟
   んで保持するように配置されたパットとを備えているこ
   とを特徴としたダイレスバーリング加工装置。
4. 【請求項４】 前記バーリングパンチの挿入方向と同方
   向からこのバーリングパンチの外周に沿って相対的に挿
   入動作させることが可能なコイニングパンチと、このコ
   イニングパンチの先端において前記素材のバーリングフ
   ランジ端面をコイニング加工するように形成されたコイ
   ニング部とを備えていることを特徴とした請求項３記載
   のダイレスバーリング加工装置。
5. 【請求項５】 前記バーリングパンチの軸部に対して前
   記素材のバーリングフランジ端面をコイニング加工する
   ためのコイニング部が設けられていることを特徴とした
   請求項３記載のダイレスバーリング加工装置。