JPH10216893A - 管材のフランジ加工装置及びその方法 - Google Patents

管材のフランジ加工装置及びその方法

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JPH10216893A
JPH10216893A JP1806297A JP1806297A JPH10216893A JP H10216893 A JPH10216893 A JP H10216893A JP 1806297 A JP1806297 A JP 1806297A JP 1806297 A JP1806297 A JP 1806297A JP H10216893 A JPH10216893 A JP H10216893A
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JP
Japan
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indenter
tube
flange portion
pressing member
pressing
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JP1806297A
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English (en)
Inventor
Norifumi Yokota
田 典 史 横
Hiroyuki Ikuta
田 浩 之 生
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 管材の肉厚より厚い肉厚のフランジを管材の
端部に形成する際に、座屈が発生しないようにするこ
と。 【解決手段】 外型と心金との間に配設され、円筒形状
を呈する管材の端部にフランジ部を形成するフランジ加
工方法において、外型及び心金の軸線に対して所定の角
度だけ傾斜して回転する圧子と管材の一端を押圧する押
圧部材とは、それぞれ独立して管材に対する軸方向への
押付力を付与して、圧子及び押圧部材が管材を押し付け
る押付力を調整することにより、管材のフランジ部の厚
さを管材の円筒部分の厚さより厚くした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する分野】本発明は、回転鍛造等により円筒
状を呈する管材の端部にフランジを形成するときの加工
装置および加工方法に関するものであり、特に、円筒部
の肉厚に比してフランジ部の軸方向の肉厚が厚くなるよ
うに加工する場合に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、円筒形状の管材にフランジ部
を形成する場合のフランジ加工方法として、特公平2−
24619に開示される技術がある。図5にこの公報に
開示される加工方法を示す。この加工方法は、管材Wの
内壁を心金21で、外壁を外型26にて拘束し、この管
材Wを軸方向に一方から押し込むとともに、他方から軸
心に対して角度θだけ傾斜して回転する圧子10により
加圧し、この加圧時に外型26を加工方向に弾力付与手
段29の弾力に抗しながら移動させて管材Wの外壁を常
に案内するとともに心金先端の進入を許容する圧子10
先端の凹部12に心金21の先端部35を進入させて、
圧子により加圧される管材Wの他端を型彫凹部に据え込
んでフランジを成形する方法である。尚、外型26は、
弾力付与手段29および受圧板31を介してボルスタ3
4に固定されている。
【0003】
【本発明が解決しようとする課題】しかしながら上記公
報に開示される加工方法では、フランジの加工時におい
て圧子10の軸方向位置は固定されているので、管材W
の端部に形成されるフランジの軸方向厚みを管材より厚
く加工する場合には、図6に示すように圧子10による
加圧で凹部12内の管材Wに座屈W2 が発生してしま
う。このように座屈W2 が発生した箇所は一般的に強度
が弱くなるので、加工上好ましくない。
【0004】そこで本発明は、上記問題点を解決すべ
く、管材の肉厚より厚い肉厚のフランジを管材の端部に
形成する際に、座屈が発生しないようにすることを技術
的課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、円筒形状を呈する管材の外周面を
支持する外型と、外型内に配置され管材の内周面を支持
する心金と、管材の一端を押圧する押圧部材と、外型及
び心金の軸方向に関して所定の角度だけ傾斜して回転し
ながら管材の他端を押圧する圧子と、により管材の他端
に管材の半径より大径のフランジ部を形成する管材のフ
ランジ加工装置であって、圧子及び押圧部材は、管材に
対する軸方向への押付力と軸方向の位置がそれぞれ独立
しており、圧子及び押圧部材が管材を押し付ける押付
力、及び圧子と押圧部材の軸方向位置を調整することに
より、管材のフランジ部の厚さを管材の円筒部分より厚
くなるようにした。
【0006】請求項1によると、押圧部材と圧子の両方
がそれぞれ独立して管材への押付力を付与するように構
成されているので、押圧部材及び圧子の押付力を調整す
ることで、座屈を発生させることなく軸方向の厚みが管
材の厚みよりも厚いフランジ部を形成することが可能に
なる。
【0007】請求項2の発明は、請求項1の構成に加え
て、外型の圧子側端部は圧子の回転半径と同一の内径を
呈し、圧子と外型の圧子側端部とで管材を加圧すること
により、管材の他端にフランジ部を形成するようにし
た。
【0008】請求項2によると、圧子は回転しながら外
型の端部に挿入される形になる。したがって、フランジ
部の加工の際に圧子の押付力及び軸方向位置を調整し
て、外型の圧子側端部内で圧子を管材の軸方向に移動さ
せる。これにより、加工されるフランジ部の厚さを徐々
に増していくように押付力及び軸方向位置の調整が可能
になり、フランジ部の厚さを任意に設定することができ
る。また、加工されるフランジの半径は圧子の回転半径
と同一になる。
【0009】請求項3の発明は、請求項1の構成に加
え、フランジ部の形成時において、圧子が押圧部材の押
圧方向に移動可能とした。
【0010】請求項3によると、押圧部材が管材を圧子
の方向に押圧することで、外型の端部と圧子の間でフラ
ンジ部が形成される。このとき、圧子が押圧部材の押圧
方向に移動すると、外型の端部と圧子との間に再び空間
が形成されて、更にフランジ部を形成することが可能に
なる。したがって、フランジ部の厚さを任意に設定する
ことができる。
【0011】請求項4の発明は、外型と心金との間に配
設され、円筒形状を呈する管材の端部にフランジ部を形
成するフランジ加工方法であって、外型及び心金の軸線
に対して所定の角度だけ傾斜して回転する圧子と管材の
一端を押圧する押圧部材とは、管材に対する軸方向への
押付力と軸方向の位置がそれぞれ独立しており、圧子及
び押圧部材が管材を押し付ける押付力、及び圧子と押圧
部材の軸方向位置を調整することにより、フランジ部の
軸方向の厚さを管材の円筒部分より厚くした。
【0012】請求項4の方法によると、押圧部材と圧子
それぞれの押付力及び軸方向位置を調整することで、管
材に座屈を発生させることなくフランジ部の軸方向長さ
を管材の厚みより厚く形成できる。
【0013】請求項5の発明は、請求項4の加工方法に
おいて、外型の圧子側端部が圧子の回転半径と同一の内
径を呈しており、圧子と外型の圧子側端部との間の空間
により管材にフランジ部を形成するようにした。
【0014】請求項5の方法によると、圧子は回転しな
がら外型の端部に挿入されており、圧子が押圧部材の押
圧方向に移動する際に、外型の端部と圧子との間に空間
が形成され、この空間にてフランジ部が形成される。し
たがって、フランジ部の厚さを任意に設定することがで
きる。
【0015】請求項6の発明は、請求項4或は請求項5
の加工方法において、圧子と外型の端部との間で第1フ
ランジ部を形成して、その後、圧子を押圧部材の押圧方
向に所定距離だけ移動させて、第1フランジ部より厚い
第2フランジ部を形成するようにした。
【0016】請求項7の発明は、請求項6の方法におい
て、圧子が押圧部材の押圧方向に移動する所定距離が、
管材の厚さ以下となるようにした。
【0017】請求項6及び請求項7によると、始めに形
成される第1フランジ部の厚さを管材の厚さ以下とする
ことで管材に座屈が発生せず、次から圧子を所定距離
(例えば管材の厚さ以下)だけ移動させることで、外型
の端部と圧子との間に再び空間ができる。この空間に形
成されるフランジ部は第1フランジ部と一体に形成さ
れ、これによって形成される第2フランジ部の厚さは管
材の厚さより厚く加工することができる、管材に座屈が
発生することがない。
【0018】
【実施の形態】本発明に係わる実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図1から図3は本実施の形態の加工装置
および加工方法を示した図である。
【0019】本実施の形態では、円筒形状を呈し、S4
5C等の金属材料よりなる管材Wの端部に、管材Wの円
筒径より大きいフランジ部W’を形成するための加工装
置および加工方法に関するものである。
【0020】管材Wの外周面は外型1に支持され、内周
面は外型1の孔内に配置される心金2に支持されてい
る。外型1及び心金2により径方向の変形を拘束される
管材Wの一端は押圧部材9により図面上方に押圧され、
他端は外型1及び心金2の軸方向に関して所定の角度θ
だけ傾斜して回転する円錐型の圧子4により図面下方に
押圧される。尚、この角度θは圧子4の円錐部分の一部
が外型1の軸心に対して垂直となるように設定されてい
る。
【0021】圧子4及び押圧部材9は、管材Wに対する
軸方向への押付力と軸方向の位置をそれぞれ独立して制
御が可能であり、圧子4及び押圧部材9が管材Wを押し
付ける押付力と、圧子4と押圧部材9の軸方向位置は任
意に設定される。心金2の図面下側には、押圧部材9と
段差部6を介して下側パンチ10が設けられており、心
金2を図面上方に押圧するように構成される。
【0022】本発明によれば、圧子4と押圧部材9のそ
れぞれが独立して上下動するようにしたので、圧子4と
外型1の間の空間5の軸方向長さを調整しながらフラン
ジ部W’を成形することが可能になる。
【0023】次に管材Wにフランジ部W’を形成する方
法について説明する。図1は管材Wを加工装置にセッテ
ィングした状態を示しており、管材W及び心金2が外型
1の端面に対して突出している。管材Wの突出した箇所
が圧子4により回転鍛造されて、図2に示すように空間
5内で第1フランジ部W’が形成される。ここで、図2
における第1フランジ部W’の軸方向厚さは管材Wの円
筒部の厚さ以下となるように予め図1の突出した箇所を
設定しておく。次に、図2の状態から圧子4が所定距離
だけ軸方向上方に移動させる(図示は省略)。押圧部材
9及び心金2は常に上方に付勢されているので圧子4が
移動した分だけ自動的に上方に移動する。ここで、圧子
4が移動する所定距離は図1における突出した箇所の長
さと同じとするのが好ましい。この状態から管材Wの移
動分が圧子4により回転鍛造されて、図3に示されるよ
うな第1フランジ部と一体の第2フランジ部W’を形成
することが可能になる。
【0024】上記の方法を繰り返すことにより、空間5
の軸方向長さを徐々に大きくしながらフランジ部W’を
段階的に成形できるので、管材Wに座屈を発生させるこ
となく軸方向長さが管材Wの厚みより厚いフランジ部
W’の成形が可能になる。
【0025】尚、下側パンチ10の付勢力は、心金2を
図面上方に移動させるのに十分な力でよく、圧子4が管
材Wを図面下方に付勢する付勢力より小さくなければな
らない。
【0026】また、この実施の形態では、フランジ部
W’を加工し終えてから十分な高さまで圧子4を上方に
移動させ、押圧部材9のみを上昇させることにより外型
1及び心金2から分離させて管材Wを取出すようになっ
ている。
【0027】図4に本発明の別の実施の形態を示す。こ
の実施の形態で図1から図3と共通の構成は同一の符号
を付しており、説明は省略する。図4で第1の実施の形
態と異なるのは下側パンチの構成であり、第1の実施の
形態では下側パンチ10は図面上方向に任意の力を付与
するようになっているのに対して、図4では押圧部材3
の底部にスプリング7を配設し、下側パンチ8がスプリ
ング7のばね力によって常に心金2を図面上方に付勢す
るように構成されている。これにより、第1の実施の形
態に比べて心金2を付勢する構成が簡略化される。
【0028】本実施の形態では管材Wの材質については
特に言及しないが、本発明は金属材料よりなり、回転鍛
造が可能な材質とりなる管材であれば適用が可能であ
る。
【0029】
【効果】請求項1によると、押圧部材と圧子の両方がそ
れぞれ独立して管材への押付力を付与するように構成さ
れているので、押圧部材及び圧子の押付力を調整するこ
とで、座屈を発生させることなく管材の厚みより厚いフ
ランジ部を形成することが可能になる。
【0030】請求項2によると、圧子は回転しながら外
型の端部に挿入される形になる。したがって、フランジ
部の加工の際に圧子の押付力を調整することにより、外
型の圧子側端部内で圧子を管材の軸方向に移動させるこ
とができる。これにより、加工されるフランジ部の厚さ
を徐々に増していくように押付力の調整が可能になり、
フランジ部の厚さを任意に設定することができる。ま
た、加工されるフランジの半径は圧子の回転半径と同一
になる。
【0031】請求項3によると、押圧部材が管材を圧子
の方向に押圧することで、外型の端部と圧子の間でフラ
ンジ部が形成される。このとき、圧子が押圧部材の押圧
方向に移動すると、外型の端部と圧子との間に再び空間
が形成されて、更にフランジ部を形成することが可能に
なる。したがって、フランジ部の厚さを任意に設定する
ことができる。
【0032】請求項4の方法によると、押圧部材と圧子
の両方がそれぞれ独立して管材への押付力を付与するよ
うにしているので、押圧部材及び圧子の押付力を調整す
ることで、座屈を発生させることなく管材の厚みより厚
いフランジ部を形成できる。
【0033】請求項5の方法によると、圧子は回転しな
がら外型の端部に挿入されており、圧子が押圧部材の押
圧方向に移動する際に、外型の端部と圧子との間に空間
が形成され、この空間にてフランジ部が形成される。し
たがって、フランジ部の厚さを任意に設定することがで
きる。
【0034】請求項6及び請求項7によると、始めに形
成される第1フランジ部の厚さを管材の厚さ以下とする
ことで管材に座屈が発生せず、次から圧子を所定距離
(例えば管材の厚さ以下)だけ移動させることで、外型
の端部と圧子との間に再び空間ができる。この空間に形
成されるフランジ部は第1フランジ部と一体に形成さ
れ、これによって形成される第2フランジ部の厚さは管
材の厚さより厚く加工することができる、管材に座屈が
発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図2】図1の続きを示す図である。
【図3】図2の続きを示す図である。
【図4】本発明の別の実施の形態を示す図である。
【図5】従来のフランジ加工方法を示す図である。
【図6】フランジ加工時における座屈の発生を示す図で
ある。
【符号の説明】
1・・・外型 2・・・心金 3、9・・・押圧部材 4・・・圧子 5・・・空間 6・・・段差部 7・・・スプリング 8、10・・・下
側パンチ W・・・管材 W’・・・フラン
ジ部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒形状を呈する管材の外周面を支持す
    る外型と、 該外型内に配置され前記管材の内周面を支持する心金
    と、 前記管材の一端を押圧する押圧部材と、 前記外型及び心金の軸方向に関して所定の角度だけ傾斜
    して回転しながら前記管材の他端を押圧する圧子と、 により前記管材の他端に管材の半径より大径のフランジ
    部を形成する管材のフランジ加工装置であって、 前記圧子及び押圧部材は、前記管材に対する軸方向への
    押付力と軸方向の位置がそれぞれ独立しており、前記圧
    子及び押圧部材が管材を押し付ける押付力、及び圧子と
    押圧部材の軸方向位置を調整することにより、前記管材
    のフランジ部の厚さを前記管材の円筒部分より厚くする
    ことを特徴とする管材のフランジ加工装置。
  2. 【請求項2】 前記外型の圧子側端部は前記圧子の回転
    半径と同一の内径を呈し、前記圧子と外型の圧子側端部
    とで管材を加圧することにより、前記管材の他端にフラ
    ンジ部を形成することを特徴とする、請求項1の管材の
    フランジ加工装置。
  3. 【請求項3】 前記フランジ部の形成時において、前記
    圧子が前記押圧部材の押圧方向に移動可能であることを
    特徴とする、請求項2の管材のフランジ加工装置。
  4. 【請求項4】 外型と心金との間に配設され、円筒形状
    を呈する管材の端部にフランジ部を形成するフランジ加
    工方法であって、 前記外型及び心金の軸線に対して所定の角度だけ傾斜し
    て回転する圧子と前記管材の一端を押圧する押圧部材と
    は、前記管材に対する軸方向への押付力と軸方向の位置
    がそれぞれ独立しており、前記圧子及び押圧部材が管材
    を押し付ける押付力、及び圧子と押圧部材の軸方向位置
    を調整することにより、前記フランジ部の軸方向の厚さ
    を前記管材の円筒部分より厚くすることを特徴とする管
    材のフランジ加工方法。
  5. 【請求項5】 前記外型の圧子側端部は前記圧子の回転
    半径と同一の内径を呈しており、前記圧子と外型の圧子
    側端部との間の空間により管材のフランジ部を形成する
    ことを特徴とする、請求項4の管材のフランジ加工方
    法。
  6. 【請求項6】 前記圧子と外型の端部との間で第1フラ
    ンジ部を形成して、その後、圧子を押圧部材の押圧方向
    に所定距離だけ移動させて、前記第1フランジ部より厚
    い第2フランジ部を形成することを特徴とする、請求項
    4或は請求項5の管材のフランジ加工方法。
  7. 【請求項7】 前記圧子が押圧部材の押圧方向に移動す
    る所定距離は、前記管材の厚さ以下であることを特徴と
    する、請求項6の管材のフランジ加工方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2020267A1 (de) * 2007-08-03 2009-02-04 Knieper, Ursula Verfahren zum Umformen eines Rohrelements
JP2009056494A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Hitachi Ltd シリンダ装置の製造方法及び製造装置
JP2010142821A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Ck Metals Co Ltd 内径座屈防止治具
CN103736825A (zh) * 2013-12-26 2014-04-23 柳州正菱集团有限公司 一种带法兰盘的半轴冲孔摆辗模具
KR20230047834A (ko) 2021-10-01 2023-04-10 주식회사 포스코 성형품의 성형방법 및 성형품

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