JPS62183916A - フランジ付き穴あき円筒の成形法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフランジ付き穴あき円筒の成形法に関するもの
である。

〔従来の技術とその問題点〕

フランジの付いた薄板穴あき円筒の一体成形品を得る方
法として、従来下記のような方法が知られている。

■穴あき素材からのバーリング加工法。

■円管を素材とした伸びフランジ成形法。

■張出し加工と穴あけ加工（打ち抜き、切削）とバーリ
ング加工の組合せ成形法。

■深絞り加工と穴あけ加工とバーリング加工の組合せ成
形法。

■深絞り加工と縁切り加工の組合せ成形法。

■穴あき素板および円管のスピニング加工法。

しかしながら、これらの方法は、成形高さやフランジ面
積の制約や、工程数１作業性、生産性の面で問題がある
。

このようなことから、本発明者らは、特許第１０８２４
３５号において対向液圧を利用した筒体の成形法を提案
した。この方法は、穴あき素板をパンチで液圧室に押し
込むことで深絞りを行い。

ついで対向液圧を減じてパンチを更に押し込むことでバ
ーリング加工を行う方法であり、前記各方法に較べ、成
形高さを大きくとることができ、また−行程で能率良く
成形を行える特徴が１１）られた。

しかして、この方法は、対向液圧により素板をパンチ肩
およびパンチ底部に押しつけることでその部分に発生す
る摩擦力で伸びフランジ変形を抑制するものである。そ
のため、ポンチ肩半径ｒｐをできるだけ小さくシ１行程
初期における単位行程当りのパンチ押し込み面積を大き
くすることで創成される液圧勾配を急にし、また、パン
チ肩半径を小さくすることで、パンチ肩部での曲げ・曲
げ戻し変形に要する抵抗増大により、穴拡がりを抑制す
るようにしていた。

しかし、このようにパンチ肩半径を小さくした場合には
、次行程のバーリング加工の際に形状不良（側壁部の真
直度）が生じ、成形品の形状精度が低下する問題があっ
た。

すなわち、パンチ肩半径を小さくした場合には。

酵段の深絞り加工時にきつい角度の曲げ変形部が生じ、
後段のバーリング加工でパンチ底部での半径方向張力が
小さいためパンチ肩で曲げ変形を受けた部分を曲げ戻す
ための引張り力が不足する。

そのため、伸びフランジ変形によって成形された側壁部
にパンチ肩部での曲げ変形による１影らみが残り、ある
いはさらに、側壁部外面にリンク状の幅広いくびれが呪
われるのを避けられないのである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記のような問題点を解消するために研究して
創案されたもので、その目的とするところは、形状精度
が良好で、しかも成形高さを穴無し素板と同等のきわめ
て高いものとすることができるフランジ付き穴あき円筒
の成形法を提供することにある。

この目的を達成するため本発明は、大きな肩半径のパン
チを用いてしかも深絞り行程における伸びフランジ変形
を阻止することができるようにしたもので、すなわち、
中央部に穴を設けた素板を直接対向液圧成形法で円筒ｌ
こ成形する方法において、液圧室中にポンチと対峙する
カウンタープレートを位置させ、該カウンタープレート
で素板をパンチ底部に押し付け、さらにパンチを押し込
むことにより素板画面に圧縮力を加えて伸びフランジ変
形抵抗を増加させつつ深絞りを行う行程と、カウンター
プレートを下げるとともに対向液圧を除去してパンチを
押し込む行程とで成形を行うようにしたものである。

本発明においては、パンチのパンチ肩半径は好ましくは
素板板厚の約１０倍以上にとるもので、これにより限界
絞り比と形状精度の双方をバランス良く向上することが
できる。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図ａないしｄと第２図は本発明によるフランジ付き
穴あき円筒の成形法の原理を示すもので。

図面中、１はダイスであり、内部には液圧室２が設けら
れ、油や水などの圧力媒体用液３が満たされる。４は液
圧室２に対向するパンチ、５はダイス上面に対向するし
わ押え板、９は素板、１０は素板と同心円状に形成した
穴である。

本発明において、パンチ４は、肩半径ｒｐの大きなもの
を用いることが望ましく、一般的には板厚の約７倍以上
、好ましくは１０〜２０倍の範囲にとるものである。

６は液圧室２にパンチ４と対峙する関係で配されるカウ
ンタープレートである。該カウンタープレート６は、素
板の穴１０の外側に相当する上面部分に○リングなどの
シール材７が取付けられる。

上面形状は図示するものでは水平状であるが、パンチ径
やパンチ肩半径に応じて球状の凹入部としてもよい。

また、カウンタープレート６の背部にはこれよりも断面
積の小さな支持部材８が設けられ、この支持部材８は液
圧室２の底を貫き、流体圧シリンダやスプリングなどの
加力手段１１に結ばれている。

成形に当っては、まず第１図ａのように、中心にパンチ
と同心円状の穴１０を加工した素板９をダイス上面に乗
せる。このときには、加力手段１１により支持部材８を
介してカウンタープレート６を液圧室２のダイス面また
はその近傍位置まで上昇させておく。

次いでプレスを作動し、しわ押え板５を下降して素板９
をダイス上面との間で挟圧した後パンチ４を下降させ、
第１図ａの仮想線のように、パンチ底部４０が素板９と
接触すると同時かまたはその寸前に加力手段１１により
カウンタープレート６に押圧力ｆを与え、素板９をパン
チ底部４０とカウンタープレート６とで挟み込む。

上記押圧力ｆは素板の穴１０の外周にシール材７が密接
する程度でよく、シたがってせいぜい数百Ｋｇから多く
ても１トン程度の力で足りる。

この状態でパンチ４をさらに液圧室２中に押し込んでゆ
く。第１図すと第２図はこのときの状態を示しており、
パンチ４の押し込みにより液圧室２には対向液圧（１が
発生し、この対向液圧により素板９はパンチ肩４１およ
びパンチ側壁部分に巻き付けられ、摩擦保持効果が発生
する。それと同時に、対向液圧ｑでカウンタープレート
６の下面が強圧されるため、カウンタープレート６をと
おして素板９の下面に圧縮力Ｆが加わり、これが創成液
圧の増加とともに自動的に増加する。したがって、加力
手段１１の作動は、対向液圧の発生時点から停止させて
もよい。

そして、素板９は上下両面をパンチ底部４０とカウンタ
ープレート６により挟圧されながらパンチ４の下降によ
り液圧室２内に引き込まれ、第１図す、ｃのように行程
初期から深絞り成形が行われる。

本発明は、単にパンチ押し込みに伴う対向液圧を利用し
たパンチ肩と側壁部の摩擦保持により穴１０の拡がりを
抑制するのでなく、素板の穴付き底部にカウンタープレ
ート６で行程初期から圧縮力を付加し、パンチ底部４０
の素板両面に摩擦拘束力を与えつつ成形するので、パン
チ肩半径を素板板ノヴの１０倍以上に大きくとっている
にもかかわらず、伸びフランジ変形抵抗を増加すること
ができ、そのため深絞り限界が著しく向上する。

所定の成形高さが得られたならば、その時点で第１図ｄ
のように、カウンタープレート６を液圧室下部に後退さ
せ、それとともに液圧を抜きこの状態でさらにパンチ４
を押し込み、伸びフランジ成形を行う。

パンチ肩半径ｒｐが板厚の１０倍以上と大きく。

前段深絞り行程でのパンチ肩４１による曲げ変形がゆる
やかであり、したがって曲げ変形部分を曲げ戻すための
引張り力が不足せず、スムースな伸びフランジ成形が行
われる。そのため、成形側壁部に膨らみが生じず、真直
度がきわめて良好となる。

以上で成形が終了しユバンチ４としわ押え板５を上昇さ
せた後、加力手段１１を作動すれば、カウンタープレー
ト６が上昇して成形品（フランジ付き穴あき円筒）１２
がノックアウトされる。カウンタープレート６はそのま
まの位置に停止させることで次のサイクルに備えさせら
れる。

第３図は本発明の実施に用いる装置の一例を示すもので
、ダイス１の下部にドーム１３が設けられ、これの底部
にシールリング１５を有する底蓋１４が取付けられ、底
蓋１４の周りには液圧導路】６が設けられ、補助ポンプ
１７とリリーフ弁１８を有する回路に接続されている。

対向液圧の付加方法は、第３図のように補助ポンプ１６
により初期から加圧する強制加圧法が好ましいが、勿論
パンチ押し込みのみによる自然増圧法も採用し得る。

次に本発明の具体的な実施結果を説明する。

実施例１ ！、索素板して中心に同心円の穴をあけた板厚０゜６ｍ
ｍの５ＰＣＥ材を用いた。その機械的性質を下記第１表
に示す。

第１表 ■、パンチは直径５０．０ｍｍ、肩半径ｒｐ６，１０の
２種とし、ダイスは直径５２．３ｍｍ、肩半径４ＩＩＩ
ＩＩ、シわ押え板は直径５０．５ｍｍ、肩半径６ｍｍ、
カウンタープートは直径５１．５ｍｍ、厚さ１５ｍｍで
、同真円状に０リング（Ｇ３０）を取付け、背部に直径
２０ｍｍのバーを取付け、バーを油圧シリンダで押し上
げる機構とした。対向液圧の付力■方法は強制加圧法と
した。

１１、成形条件は、ｄｉ　（穴直径）　／ｄｐ（パンチ
直径）＝０．５、しわ押え力Ｈ＝　２０　ｋ　Ｎ、初期
のカウンタープレートの圧縮力Ｆ＝２０ｋＮとしてパン
チ肩半径ｒｐ６，１０の各パンチを用いて深絞りを行い
、引き続きカウンタープレートを下げ、対向液圧を抜い
てパンチを押し込んだ。

また、比較のため、パンチ肩半径ｒｐｌ、３゜６ＩｎＩ
１１のパンチでカウンタープレートを用いない従来法に
より成形を行った。

■、このときの液圧−パンチ行程を示すと第４図のとお
りである。

本発明の場合には、パンチ肩半径ｒ　ｐ３，６．１０の
いずれの場合も、穴無し素板の対向液圧絞り限界である
り。／ｄｐ＝２．８まで深絞りできた。

これに対し、従来法ではｒｐ６では穴拡がりを抑制でき
ず（穴拡がりのため深絞り不能）、パンチ肩半径はｒｐ
３が限界であったが、この場合の絞り比はり。／ｄｐ＝
２．０にとどまった。

第５図ａはパンチ肩半径ｒｐ６のときの本発明によるバ
ーリング加工前の成形品を、第５図すはバーリング加工
後の成形品を示し、第６図はｒｐｌの従来法の製品を示
すものである。

■、得られた成形品について側壁真直度の測定した。第
７図ａはパンチ肩半径ｒｐ６バーリング後の側壁真直度
を示し、第７図すはｒｐｌｏのそれを示すものである。

前者はΔｙ　ｔ　（内面）＝０．１４ｎｖ＋、Δｙｚ（
外面）＝０、ｌＯ＋＋＋ｍであり、後者はΔｙ　ｌ　（
内面）＝０．０８１１ＩＩ１１、Δｙｚ（外面）＝０．
０７ｍ１１であり、いずれも高精度が得られている。

第８図ａは従来法によるパンチ肩半径ｒｐｌでの側壁真
直度を、第８図すはｒｐ３のそれを示すものである。

前者はΔｙユ（内面）コ０．６０鵬ｍ、Δｙ　２　（外
面）：Ｑ、５６ｍｍであり、後者はΔｙ　１（内面）＝
０．２９ｍｍ、Δｙｚ（外面）＝０．２８＋ａｍであり
、バーリング加工前のパンチ肩に相当した部分から穴縁
にかけてリング状の大きなくびれが発生しており、これ
と較べ、本発明は形状精度の改善に著しい効果のあるこ
とがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によるときには、穴無し素板の深絞
り限界と同じな極めて成形高さの大きな、しかもそれで
いて側壁部真直度の良好な形状精度に優れたフランジ付
き穴あき円筒を、−行程で簡単に成形することができ、
さらに、成形品の取り出しも容易であるなどのすぐれた
れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフランジ付き穴あき円筒の成形法
の成形行程をしめず説明図、第２図は第１図における成
形初期の拡大図、第３図は本発明の実施に使用する装置
の一例を示す断面図、第４図は本発明と従来法の液圧−
パンチストローク線図、第５図ａ、ｂは本発明により得
られた成形品の斜視図、第６図は従来法による成形品の
斜視図、第７図ａ、ｂは本発明の成形品の側壁真直度の
測定結果を示す拡大線図、第８図ａ、ｂは従来法の成形
品の側壁真直度の測定結果を示す拡大線図である。 ｌ・・・ダイス、２・・・液圧室、４・・・パンチ、５
・・・しわ押え板、６・・・カウンタープレート、８・
・・支持部材、ｒｐ・・・パンチ肩半径

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中央部に穴を設けた素板を直接対向液圧成形法で円筒に
   成形する方法において、液圧室中にカウンタープレート
   を位置させ、該カウンタープレートで素板をパンチ底部
   に押し付け、さらにパンチを押し込むことにより素板両
   面に圧縮力を加えて伸びフランジ変形抵抗を増加させつ
   つ深絞りを行う行程と、カウンタープレートを下げると
   ともに対向液圧を除去してパンチを押し込むバーリング
   行程とからなるフランジ付き穴あき円筒の成形法。