JPS62203621A - 張り出し加工方法 - 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】 狐呆上座机朋分顆 本発明は、板状素材に張り出し加工及びバーリング加工
を行うことにより鍔付き筒部材を形成する張り出し加工
方法に関する。

従来旦抜■ 従来、塑性加工の一つとして、素材である金属板の一部
に穴を打ち抜き、この大円縁部に張り出し加工を行うこ
とにより筒部を形成して鍔付き筒部材を製造するように
したバーリング加工が知られている。例えば、第１１〜
１３図に示す慣用バーリング加工では、板厚し。＝２．
３ｍｍの冷間圧延軟鋼板（ＳＰＣＣ）４０に直径ｄｌ＝
５ｍｍの穴４０ａを明けたのち、この穴４０ａの周縁部
を（パンチとダイのクリアランス）／Ｉ厚≧０．７及び
板厚／内径≧０．Ｉ５の条件でバーリング加工を行い、
鍔４１ａと筒部４１ｂとが一体的に形成された鍔付き筒
部材４１を製造ずろようにしている。この慣用バーリン
グ加工では、筒部高さくバーリング高さ）　ｔ＋ｍａｘ
／筒部内径山泊０．２が限界であり、この比が０．２以
上の大きなものは製造することができなかった。

また、第１４〜１７図に示す張り出しバーリング加工で
は、板厚り。−２、３ｍ＋＋＋の素材としての金属板４
２に予め板厚方向に加工速度ｖ＃ｌｏＯｍｉ／ｓｅａで
張り出し加工を行って内径ｄｉ＝　ｌ　２　ａｍ。

外径（Ｌ＝　１４　ｍＩＩ＋、高さり、＝４．８ｎｕａ
の張り出し部４３を形成したのち、この張り出し部４３
の底部４３ａに直径８　、５　ｍｍの穴４３ｂを明け、
この大同縁部をバーリング加工して鍔４４ａに筒部４４
ｂが一体的に形成された鍔付き筒部材４４を製造するよ
うにしている。この張り出しバーリング加工では、ブラ
ンク比すなわち金属板外径り。／筒部内径ｄｐ＝−２、
５の場合、筒部高さくバーリング高さ）　ｈｍａｘ／筒
部内径ｄｐ＃　０　、４であり、金属板外径ＤＯ／筒部
内径ｄｐ≧５の場合、バーリング高さｈｍａｘ／筒部内
径ｄｐ＃０．２５がほぼその限界とされていた。すなわ
ち、これ以上の値でバーリング加工を行うと筒部に亀裂
が入るのである。

そこで、従来は、上記限界以上の比率の鍔付き筒部材４
５を製造ケるときは、第１８図に示すように鍔を形成す
る金属板４６の穴４Ｇａの周縁部に予め金属板４Ｇとは
別体に形成した金属製筒体４７の一端を溶接などにより
固定して製造するようにしている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記溶接により鍔付き筒部材を製造する
方法では、溶接により金属製筒体を金属板に固定すると
き熱歪みにより精度が不安定なものとなり、また、溶接
不良などが生じて鍔と筒体との間の取り付は強度が十分
に得られないとともに、溶接作業が煩雑でコストアップ
の要因となるいった問題があった。

そこで、本出願人は、従来の張り出しバーリング加工方
法では、最初に張り出し加工を行ったとき、張り出し部
分の肉厚が薄く、のちにバーリング加工するとき、筒部
として形成する材料が不足するため上記限界以上の比率
の鍔付き筒部材が得られないことに着目し、張り出し部
の肉厚を大きくすれば、上記限界以上の比率の鍔付き筒
部材が製造できることを知見した。

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあ
って、筒部高さくバーリング高さ）　ｂｓａｘ／筒部内
径ｄｐの比率が上記従来の比率以上のものを確実に溶接
することなく一体的に製造でき、溶接作業が不要となり
、製品の精度が向上し、かつ鍔と筒部との連結部分の強
度を十分に得ることができ、さらにコストダウンを図る
ことができる張り出し加工方法を提供することにある。

吐題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は、まず素材に予備
的に張り出し加工を行って張り出し部を形成し、この張
り出し部の張り出し方向とは逆方向に２回目の張り出し
加工を行ったのち、２回目の張り出し加工で形成された
張り出し部をバーリング加工するように構成した。すな
わち、板状素材の所定部分を板厚方向一方側に張り出し
加工して第１張り出し部を形成し、次いで、この第１張
り出し部を上記板厚方向一方側とは逆方向側に張り出し
加工して第２張り出し部を形成し、次いで、この第２張
り出し部の底部に穴を形成し、次いで、上記穴の周囲を
上記板厚方向逆方向側に紋穴が拡大するようにバーリン
グ加工して鰐付き筒部材を形成するように構成した。

発明の作用 上記構成においては、まず、素材を板厚方向に張り出し
加工して第１張り出し部を形成したのら、上記第１張り
出し部を上記とは逆方向に張り出し加工して第２張り出
し部を形成し、次いで、この第２張り出し部の底部に穴
を形成し、次いで、この大同縁部をバーリング加工して
筒部を形成し、鍔付き筒部材を製造する。

叉胤桝 以下に、本発明にかかる実施例を第１〜１０図に基づい
て詳細に説明４−る。

本実施例にかかる張り出し加工方法は、第１〜５図に示
すように、第１工程で素材としての金属板ｉの所定部分
を板厚方向一方向に張り出し加工して第１張り出し部２
ａを形成したのち、第２工程で上記第１張り出し部２ａ
を上記一方向とけ逆方向に張り出し加工して第２張り出
し部３ａを形成し、次いで第３工程でこの第２張り出し
部３ａの底部に穴３ｃを形成し、第４工程でこの穴３Ｃ
の周囲をバーリング加工して筒部４ａを形成して鍔付き
円筒部材４を形成する。

上記第１工程では、第１．２図に示すように、所定板厚
し。、直径り。の円形板状金属板ｌの中央所定部分を板
厚方向に湾曲させて断面略コ字状に円形第１張り出し部
２ａを形成する張り出し加工を行う。このときの上記第
１張り出し部２ａの高さをｈｌとし、第１張り出し部２
ａの内径をＤＩとする。上記所定部分の範囲は、この後
の工程で所定形状でかつ所定高さｈ４の筒部４ａが形成
できるように決められている。

上記第２工程では、第３図に示すように、上記第１張り
出し部２ａを上記一方向とは逆方向に湾曲さＵて断面略
コ字状に円形第２張り出し部３ａを形成する張り出し加
工を行う。このときの第２張り出し部３ａの高さをｂｔ
とし、第２張り出し部３ａの外径をＩ）ｔ、内径をり、
とする。この第２張り出し部３ａの外径１）、は」二元
第１張り出し部２ａの外径Ｄ１よりも小さい径となる。

上記第３工程では、第４図に示°４゛ように、上記第２
張り出し部３ａの底部３ｄの端面に所定の直径Ｄ４の穴
３ｃをあける。このときの第２張り出し部３ａの高さを
ｈ３とずろ。上記穴３Ｃは第４工程でバーリング加工す
るときに必要なしのである。また、上記高さ１１３は上
記高さ１１．と略等しくなるように保つ。

上記第４工程では、第５図に示すように、上記第２張り
出し部３ａの穴３Ｃ周囲の端面を上記逆方向にバーリン
グ加工して円筒部４ａを形成ずろ。

この円筒部４ａの高さをｈ４とする。

上記第１．第２工程について、以下に、−例として具体
的な素材についての加工可能領域を示す。

すなわち、まず、上記第１工程で一例として板厚ｔｏ＝
２．３１の冷間圧延軟鋼板（Ｓ　Ｐ　ＣＣ）を用いて、
加工速度ｖ　＃　Ｉ　００　ｍｍ／　ｓｅｃ　で行った
場合の加工可能な領域を第６図に示す。ここで、Ｄｏは
素材としての金属板ｌの外径、■）、は第１張り出し部
２ａの外径、ｈ、ｍａｘは第１張り出し部２ａの最大高
さである。上記第６図において、横軸はＤｏ／ＤＩ、縦
軸はｂ＋ｍａｘ／　Ｉ）　Ｉであり、図中直線ｌ１．の
左側の領域■ずなわらり。／Ｄ、≦約１゜７では深絞り
すなわちカップ状の形状となる。この領域■のものを上
記第１工程で張り出し加工して乙、第２〜４工程に至っ
たとき所定高さの筒部４ａが得られないので、この領域
■は不可である。さらに、Ｄ、／Ｄ、≧約１．７の領域
において、右下がりの曲線し、より上方の領域■では第
１張り出し部２ａの肉厚が変化して破断が生じたりして
該第１張り出し部２ａに欠陥が生じるので、この領域■
も不可である。上記曲線Ｌｘは各１）。

／ｌ）１における１１劃ａｘ／Ｄ＋を実験的に行ったも
の及び理論的に求めたものを結合したものである。

従って、上記鋼板の場合にはこの曲線Ｌｘより下方の領
域でかつり。／Ｄ、≧約１．７の領域■が張り出し加工
可能な領域となる。

また、第１張り出し部２ａの高さり、を１３ｍｍに形成
したものを第２工程て逆方向に張り出し加工するときの
加工可能な領域を第７図に示す。張り出し加工条件は板
１”；［Ｌ、＝　２　、３　ｍｍの冷間圧延軟鋼板で加
工速度ｖ　＝　１００　ｍｍ／ｓｅｅである。ここで、
Ｄｌは第１張り出し部２ａの内径、Ｄ、は第２張り出し
部３ａの内径、ｈｔｍａｘは第２張り出し部３ａの最大
高さである。同図において、縦軸は１１２ｍａｘ／Ｄ８
、横軸はＤ　ｏ　／　Ｄ　ａである。図中、直線Ｌｌよ
り上方の領域■ては、第２張り出し部３ａの形状は深絞
り形状すなわち筒部４ａのみからなり、筒部４ａの基端
から張り出した鍔が無いしのが形成されるので、この領
域■は使用不可となる。

曲線り、ずなわらり、１０ｓ＝０　　（つまり、Ｄｌ−
０ということは、第２張り出し部３ａが全く形成されな
いことを意味する。）を示す曲線より下方の領域■では
第１工程で第１張り出し部２ａを形成したのち第２工程
で第２張り出し部３ａを形成するという条件に合わない
ので、本実施例の方法を実施することができない領域で
ある。そこで、上記Ｄ１／Ｄ、の値を順次変化さＵ・て
第１工程で第１張り出し部２ａの成形が可能か否かを調
べた。

その結果、図中、Ｄ、／Ｄ、＝２．０の場合及びり。

／Ｄ、＝２．５の場合には夫々曲線ｌ、１よりら下方の
領域では成形可能であったが、曲線１．ｙ（１）、１０
ｉ＝２．７の場合）より上方の領域■では満足できろよ
うな第２張り出し部３ａを形成４°ることがてきなかっ
た。従って、第２工程を行うことができる領域は、Ｌ、
より下方でり、より」ニガでかつり、／Ｉ）、＝２．５
以下の領域である。

次に、上記張り出し方法を実施する加工装置を第８〜１
０図に示す。第８図から順に第１工程を行う第１加工装
置５、第２工程を行う第２加工装置６、第４工程を行う
第３加工装置７である。

上記第１加工装置５は、上型８と下型９から構成され、
下型９のｔ面の載置台９ａの中央部には湾曲突出部９ｂ
を形成する。一方、上型８の下部には上記下型９の中央
突出部９ｂに対応４゛る中央１πりに木材支持部１０を
上型本体１１に固定ケるとと乙に、該支Ｆ１ｒ部１０の
周囲に支持枠１１ａを介して上記本体１１に押圧パンチ
１３を吊り支持してなる。従って、Ｐめ所定寸法に切り
出された板状素材ｌを下！？２９の中央突出部９ｂの上
面に図中点線で示すように載置したのち、上型８が下降
して上型８のＸ材支持部１０が上記素材ｌの中央部に接
触してこの素（オｌの中央部を上記素材支［１を部１０
と上記中央突出部９ｂとの間で挟持するとともに、上記
押圧パンチ１３で素材ｌの中央部の同所ｌ　１　ａを下
方に押圧して、素材１の周囲１ａを」二足突出部９ｂの
形状に沿うように変形させて、上方向きに第１張り出し
部２ａを突出させる張り出し加工を行う。このとき、同
時に、上記下型９の載置台９ａ上に円環状に形成された
突起９Ｃが第１張り出し部２ａの周囲部分２ｂの所定箇
所に食い込み、上向きに凹んだ円環状位置決め用凹部２
Ｃを形成する。該位置決め用凹部２ｃは材料の流動を制
御する機能も有する。この加工が終了すれば、」−型８
を１胃さＵ・て、下型９のエジェクトピン１４゜１４に
より下ｉ！ｉ９から第１張り出し部２ａが形成された第
１次中間品２を排出ずろ。

上記第２加工装置６は、上型１５と下型ｌＧから構成さ
れ、下）ｆｆｉｌ＋Ｉｆの上面の第を次中間品載置台１
６ａの中央に凹部１６ｂを形成しかつ該凹部１６ｂ内に
ウレタンゴム製スプリング１７を備える。

一方、上型！５の下部には上記下型１６の四部１６ｂに
入り込む張り出し部押圧パンヂ１８を上型本体１９に固
定するととらに、該パンチ＋８の周囲に上記第１次中間
品２の第１張り出し部２ａの周囲部分２ｂに接触する支
持部２０を上型本体１９に吊り支持する。すなわち、こ
の支持部２０はその外側面に係合突部２０ｇを備えて、
該係合突部２０ａが上型本体１９の支持部支持枠＋９ａ
の係合突部１９ｂに対して下端位置で抜は止め保持され
、支１１？部２０の下端位置では押圧パンチ１８の下端
よりら支持部下面が下方に位置ずろようにずろ。従って
、第１次中間品２の第１張り出し部２ａの周囲部分２１
）の円環状位置決め用凹部２Ｃを下型ｌＯに円環状に形
成された位置決め用突起１６Ｃに嵌合さＵ・て第１次中
間品２を載置台１６ａに対して位置決めをし、第１張り
出し部２ａか下型１６の凹部１６Ｉ、に対向しかつ第１
Ｉ逼り出し部２ａが上方に１１しり出−４”ようにする
。そして、上記支Ｆν部２０が第１次中間品２の第１張
り出し部２ａの周囲部分２ｂに接触して支持部２０と載
置台１ｔ３ａとの間で上記周囲部分２ｂを挟持したのち
、抑圧パンチ１８で第１張り出し部２ａを板厚方向下向
きに押圧して、第ト脹り出し部２ａを凹部１６ｂ内に張
り出さＵ・て第２張り出し部３ａを形成して、この第２
張り出し部３ａにより上記四部ｔＧｂ内のスプリング１
７を圧縮する。第２張り出し部３ａが形成されると、上
型１５を上昇させ、弾性力により上記スプリング１７が
元の寸法に復帰するとき、第２次中間品３を下型Ｉ６の
凹ｆｉＮ６ｂから上方に押圧して下型ＩＧから第２次中
間品３を取り出す。この取り出された第２次中間品３は
その第２張り出し部３ａの底部３ｄに穴明は加工装置（
図示せず）で穴３ｃを明はノこのち、第３加工装置７へ
搬送する。

上記第３加工装置７は、上２Ｗ２２と下型３から手、■
成され、下型２３の上面の載置台２３ａの中央に凹部２
３ｂを形成ずろ。一方、上型２２の下部には上記下型２
３の凹部２３ｂに入り込むバーリング加工用押圧パンヂ
２４を上型本体２５に固定し、該抑圧パンチ２４の先端
に先窄まり状に湾曲した湾曲部２４ａを介して小径部２
４ｂを備える。

また、上記パンチ２４の周囲には上記第２次中間品３の
第２張り出し部３ａの周囲部分３ｂに接触する支持部２
６を上型本体２５に吊り支持してなる。

すなわち、この支持部２６はその外側面に係合突部２Ｇ
ａを備えて、該係合突部２（ｉａが上型本体２５の支持
部支持枠２５ａの係合突部２５１１に対して下端位置で
抜は止め保持され、この支持部２Ｇの下端位置では抑圧
バンチ２４の下端が支持部下面より下方に位置するよう
にする。従って、第２張り出し部３ａが上記下型２３の
１戟置台２３ａの凹部２３ｂ内に入り込むように第２次
中間品３を下型２３に載置して、上型２２を下降させる
。そして、抑圧パンチ２４の小径部２４ｂを第２次中間
品３の第２張り出し部３ａの穴３ｃ内に挿入するとと乙
に、」二型２２の支持部２６が第２次中間品３の第２張
り出し部３ａの周囲部分３ｂに接触して該周囲部分３ｂ
を支持部２６と載置台２３ａとの間で挟持する。この状
態で、抑圧パンチ２４の湾曲部、２４ａににり上記第２
次中間品３の穴３ｃを拡大しつつ凹部２３ｂ内で上記穴
３ｃの周囲を円筒部４ａに形成ずろバーリング加工を行
う。この結果、製品としての鍔付き円筒Ｎ杯４が形成さ
れ、上型２２を上昇させて下型２３から上記製品４を取
り出す。

なお、上記１２．２１．２７はいずれもウレタンゴム製
スプリングであって、しわ仮押えである。

上記実施例によれば、筒部４ａを形成する方向とは逆方
向に第１張り出し部２ａを形成し、この第１張り山部２
ａを上記とは逆方向に張り出さＵ。

て第１張り出し部２ａの径ＤＩよりも小さい径Ｄａ。

Ｄ、を有する第２張り出し部３ａを形成することにより
、第２張り出し部３ａの張り出し高さり、を大きくする
ことができ、バーリング加工により筒部４ａの高さを大
きくすることができる。従って、バーリング高さの大き
な乙のでし溶接作業が不要となり、製品の精度が向上し
、かつ鍔４ｂと筒部４ａとの連結部分の強度が十分なも
のとなりコストダウンを図ることができる。また、位置
決め用凹部２ｃを第１次中間品２に形成することにより
、第２工程において上記凹部２ｃで第２張り出し部３ａ
を形成するとき、第１張り出し部２ａの材料か下型２３
の載置台２３ａ沿いに流動するのを防止するので、所定
の第２張り出し部３ａを確実に形成できる。

一例として、上記実施例にかかる方法を板厚ｔ０＝２３
■の冷間圧延軟鋼ＩｔＬ（ＳＰＣＣ）を用いて加工速度
ｖ　＝　１００　ｍｍ／ｓｅｃで行った場合、筒部最大
高さｌ＋ｎａｘ／筒部内径ａｐ＝ｔ、＋の製品が製造で
きた。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
そのｌｉｔ！種々の態様で実施できろ。例えば、素材と
しては円形のものに限らず、任意形状のものでよい。ま
た、素材としての材料は鋼に限らず他のらのでもよい。

また、第１１第２張り出し部２　ａ、　３　ａ及び筒＋
ｉ（４ａの形状は、円形に必ずしも限定することな（、
正８角形、正１０角形等角数が多くて円形に近い正多角
形でもよい。

発明の効果 上記発明によれば、筒部を形成する方向とは逆方向に第
１張り出し部を形成し、この第１張り山部を上記とは逆
方向の筒部を形成する方向に張り出さＵ゛て第２張り出
し部を形成することにより、第２張り出し部の張り出し
高さを大きく、すなわち、筒部高さくバーリング高さ）
　ｈｍａｘ／筒部内径ｄｐの比率か上記従来の比率以上
である製品を確実にかつ筒部と鍔を溶接することなく一
体的に製造することができ、溶接作業が不要となる。ず
なわら、従来、張り出し加工を一回行い、この加工によ
り形成された張り出し部にバーリング加工を続いて行う
張り出しバーリング加工方法の場合よりも、一旦、筒部
形成方向とは逆方向に張り出し加工を行って第１張り出
し部を形成するので、該第１張り出し部を形成した部分
の材料が塑性流動しやすくなって第２張り出し部の体積
を太き（４′ることかでき、外径は小さいが高さが大き
い第２張り出し部を形成しやすくなり、筒部の高さくバ
ーリング高さ）を大きくでき、製品の精度が向上し、か
つ鍔と筒部との連結部分の強度を（−分に得ることかで
き、コストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は夫々本発明の一実施例にかかる張り出し加
工方法の加工工程における素材または中間品の縦断面図
、第６，７図は夫々第を工程、第２工程における上記方
法の実施可能領域を示す説明図、第８〜ＩＯ図は夫々第
１．第２．第４工程における加工装置の縦断面図、第１
１〜１３図は従来の慣用パーリング加工方法の工程説明
図、第１４〜１７図は従来の張り出し加工したのちバー
リング加工を行う方法の工程説明図、第１８図は従来の
鍔付き筒部材の縦断面図である。 ｌ・・・金属板、２・・・第１次中間品、２ａ・・・第
１張り出し部、２ｂ・・・周囲部分、３・・・第２次中
間品、３ａ・・・第２張り出し部、３ｂ・・・周囲部分
、３ｃ・・・穴、３ｄ・・・底部、４・・・製品、４ａ
・・・筒部、４ｂ・・・鍔、５゜６．７・・・第１．第
２．第３加工装置、８．１５゜２２・・・上型、’ｌ、
１６．２３・・・下型、１０，２０゜２６・・・支持部
、１１，１９．２５・・・上型本体、１２．１７．２１
．２７・・・スプリング、１３．１８゜２４・・・ベン
チ、１４・・・エジェクトピン。 特許出願人　株式会社東海理化電機製作所代理人　弁理
士　青　山　　葆　ほか２名ＯＳ２図 第４６ｉ 第３ス 第５Ｓ →Ｏ ＠１３図 第６図 １．５　　　＋、７　　　２０　　　　　　２．５　　
　　　　３．ＯＤｏ／　Ｄｌ １８図 第１０図 第１４図 第１６図 第旧図 ４１５図 ４１７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）板状素材（１）の所定部分を板厚方向一方側に張
   り出し加工して第１張り出し部（２）を形成し、次いで
   、この第１張り出し部（２）を上記板厚方向一方側とは
   逆方向側に張り出し加工して第２張り出し部（３）を形
   成し、次いで、この第２張り出し部（３）の底部（３ｄ
   ）に穴（３ｃ）を形成し、次いで、上記穴（３ｃ）の周
   囲を上記板厚方向逆方向側に該穴（３ｃ）が拡大するよ
   うにバーリング加工して鍔付き筒部材（４）を形成する
   ようにしたことを特徴とする張り出し加工方法。
2. （２）上記第２張り出し部（３ａ）の外径は上記第１張
   り出し部（２ａ）の外径よりも小さく、かつ上記第２張
   り出し部（３ａ）の張り出し高さ（ｈ＿２）は上記第１
   張り出し部（２ａ）の張り出し高さ（ｈ＿１）よりも大
   きくなるように張り出し加工する特許請求の範囲第１項
   記載の張り出し加工方法。