JPS63140727A - 多連円筒絞り加工用素材 - 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 この発明は深絞り成形によって同時に２個またはそれ以
上の数の円筒（円筒状容器）を鋼板等の同一の素材の近
接した位置において絞り出す多連円筒絞り力０工に使用
するための素材に関するものである。

従来の技術 一般に鋼板等の素材から深絞り加工によって有底円筒（
円筒状容器）を絞り出す際には、１組のポンチおよびダ
イスを用いて円筒を１個ずつ絞り出すのが通常で必るが
、最近では２組のポンチおよびダイスを用いて、同一素
材の近接した位置で２個の円筒を同時に絞り出す２連円
筒絞り加工が検討されており、その研究報告が例えば「
塑性と力ｌ工」第２７巻第３０１号（ｐ２９５〜Ｄ２９
９）に記載されている。

このような２連円筒絞り加工は、具体的には第５図に示
すように一対のポンチ１Ａ、１Ｂを平行に配設するとと
もに、ダイス２に前記ポンチ１Ａ。

１Ｂに対応するダイス穴２Ａ、２Ｂを形成しておぎ、素
材４を間に挟んでポンチ１Ａ、１Ｂを同時に下降させて
、第６図に示すように素材４の近接する位置に２個の円
筒５Ａ、５Ｂを形成するものでおる。なお第５図におい
て符号３はシワ押えで市る。

この２通円筒絞り加工を、通常の円筒絞り加工と同程度
の加工速度で実際に行なうことが可能となれば、量産工
程で円筒状の２つの部品を同時に冑ることが可能となっ
て、生産性が著しく向上するとともに、生産設備の削減
も可能となると考えられる。

なお上述のように２個の円筒を同時に絞り出す２Ｎ円筒
絞り加工に限らず、３個の円筒を同時に絞り゛出す３連
円筒絞り加工、おるいはそれ以上の多数の円筒を同時に
絞り出す加工も考えられ、これらを総称して多連円筒絞
り加工と称している。

発明が解決すべき問題点 前述のような多連円筒絞り加工は、通常の単円筒絞り加
工と比較して成形能が著しく劣り、そのため多連円筒絞
り加工を実際の量産工程に適用するためには次のような
問題がめった。すなわち例えば２連円筒絞り加工では、
第６図に示す円筒５Ａ、５Ｂの内側の位置６において割
れが著しく発生し易く、そのため加工速度と最大絞り深
さが通常の円筒絞り加工の場合よりも著しく制約される
。

例えば前記文献によれば、鋼板に対する２連円筒絞り加
工における最大絞り深さは実験７的な加工速度１　ｍｍ
　／　ｓｅｔでポンチ直径の５０％となっており、これ
を通常の量産時の加工速度３００ｍ／　ＳｅＣとすれば
最大絞り深さがポンチ直径の２８〜３５％程度に過ぎな
くなってしまう。したがって多連円筒絞りυ０工は未だ
実験７的なものにとどまり、量産には不適当とされてい
たのでおる。

この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、２
運円筒絞り、あるいは３運以上の多連円筒絞りにおいて
成形能を著しく向上ざぜて、高いカ０工速度で複数の深
い円筒を同時に絞り加工可能とし、これによって量産工
程での多連円筒絞りを実際に適用可能とすることを目的
とするものである。

問題点を解決するための手段 前述のように多連円筒絞り加工における成形能が低く、
円筒間の内側の位置で円＠壁に割れが発生し易い原因は
、絞り成形時に円筒間の中間部分にあける材料の流れが
拘束されることに必ると考えられる。すなわち深絞り加
工は張出し加工とは異なり、シワ押えの部分の材料が被
成形部分（円筒）へ流れ込むことによって、深い円筒を
成形可能としたもので必るが、円筒間の中間部分ではそ
の両側が互いに拘束されているため、両側の円筒に材料
が充分に流れ込み得ず、したがって成形能が低くなって
いたので必る。

そこでこの発明では、円筒間の中間の部分でも、材料が
円筒部分に充分に流れ込み得るように素材の円筒間中間
部分に相当する位置に予めスリットを形成しておくこと
によって、前述の問題を解決するようにした。

すなわちこの発明は、一枚の素材から深絞りによって同
時に複数の円筒を絞り出す多連円筒絞り加工用の素材に
おいて、絞り出すべき複数の円筒の間の中間位置に、円
筒の中心間を結ぶ直線に対して直交するスリットが形成
され、かつそのスリットの両端に丸孔が形成されている
ことを特徴とするものである。

ここで、スリットの長さは、絞り出すべき円筒の直径の
７０％以上が望ましく、より望ましくは円筒の直径の８
０〜１００％の範囲内どする。またスリン１〜両端の丸
穴の径は、３〜１Ｇ端程度とすることが望ましい。

作　　　用 先ずスリットを特に形成していない長方形の素材に対し
２連円筒絞りを行なった場合について、第７図に示すよ
うに成形後の円筒５Ａ、５Ｂの中心を結ぶ直線をＸ＠と
じ、またそのＸ！ＩＩＩに対し直交しかつ円筒５Ａ、５
８間の中間点Ｏを通る直線をｙｌＦｌｌＩとして、ｘ−
ｙ直交座標系を定め、その場合の材料の流れを調べた結
果を第８図に模式的に示し、同じくスリットを形成して
いない素材について２運円筒絞りを行なった場合の円筒
間のｙｌＮｌ上の位置での歪のＸ方向の成分εＸおよび
ｙ方向の成分εｙの分布を調べた結果を第９図に示す。

なおここで第８図の材料の流れの試験は、厚さ２、Ｏ，
ｎの鋼板について、ポンチ径φＱ　＝　７　ｌ　、６ｍ
ｇ、絞り深さ２３履、加工速度３００ｍｍ　／　Ｓｅｃ
として円筒中心間距離（ポンチ中心間距離）　　１３０
＃で２連円筒絞りを行なったものである。また第９図の
歪分布の試験は、同じく厚さ２．０ｍの鋼板について、
ポンチ径φＤ＝７１．６ｍ、加工速度３００ｍ／Ｓｅｃ
、円筒中心間距離１３０ｍとし、絞り深ざは２３履、２
１＃、１４ｍの３条件で２連円筒絞りを行なったもので
おる。

第８図から明らかなようにスリットを形成していない従
来の素材の場合、円筒間の位置（ｙ軸近辺）では、両側
の円筒により拘束されて材料の流れのＸ方向成分が著し
く少なくなっている。一方正の分布は、第９図に示すよ
うに円筒の中間のｙ軸上の特にＯ点位置付近でＸ方向歪
成分εｘ、Ｖ方向歪成分εｙともに著しく大きくなって
いる。

すなわち円筒間の中間部分から円筒へ向っての材料の流
れ込みが少ない結果、特にその中間部分のうちＸ軸に近
い部分でのＸ方向、ｙ方向の両方向の歪が著しく大きく
なり、円筒間の内側で割れが発生し易かったのでおる。

これに対し、この発明の素材では、円筒間の中間位置、
すなわちｙ＠上の位置に、そのｙ＠に沿ってスリットを
形成しているため、そのスリットにより材料のＸ方向へ
の拘束が解放されて、円筒間の材料が円筒に沿って流れ
込むことができる結果、円筒間での歪量が小さくなり、
単独の円筒絞りの場合に近い状況となって円筒間の内側
での割れ発生を防止して成形能を高めることができるの
である。

ここで、円筒間のｙ軸上での歪は、第９図から明らかな
ようにＸ方向、ｙ方向ともに、ｙ軸上の０点付近では著
しく大きいのに対し、材料端側では零に近くなる。待に
ｙ＠上の位置が円筒の半径Ｄ／２に対し７０％以上とな
れば歪は数％以下となり、８０〜８５％以上となれば実
質的に歪が零とみなし１ｑる状態となる。すなわち、ス
リットの全長が円筒の直径の７０％以上、望ましくは８
０％以上でスリット形成による成形能向上を充分に図り
得ることになる。またスリットの長さが短か過ぎれば、
Ｘ方向の歪によってスリットの両端から亀裂が入り、製
品として不安定となるおそれがおる。歪が零となる位置
は加工速度によって変化するから、正確にはスリットの
長さは加工速度に応じた長さを選択することが望ましい
が、前述の観点から、スリットの全長は通常は円筒の直
径の７０％以上が望ましく、特に８０％以上が望ましい
。一方スリットが長過ぎれば、その分、材料端（幅方向
端部）からスリット端部までの非スリット形成部分の幅
が小ざくなって、板の剛性が低くなり、素材や製品の搬
送、取扱いに支障を来たすおそれがある。

板の剛性は板厚や幅によっても異なるからスリットの長
さの上限は一概には定められないが、通常は円筒の直径
の１００％以下とすることが望ましい。

そしてこれらの兼ね合せから最も望ましいスリット長さ
は、円筒の直径の８５％程度で市る。

またこの発明の素材ではスリットの両端に丸穴が形成さ
れている。この丸穴はスリットの加工を行なう際の加工
端部の逃がしの役割を果たすと同時に、多連円筒絞り加
工時におけるスリット端部からの亀裂の発生を防止する
役割を果たす。すなわちスリットの両端が切込まれたま
まの場合、絞り加工時にその部分に生じる歪がわずかで
あっても切欠き効果によってその部分から亀裂が生じ、
安Ｔした絞り加工か困難となるおそれがおり、そこでス
リット両端に丸穴を形成しておくことによって切欠き効
果を低減し、亀裂の発生を防止することが可能となるの
である。なおこの丸穴の径は、上記の効果を得るために
は３＃程度以上が好ましく、また１０ｓを越える大きな
穴とすることも無意味でおるから、３〜１０ｓ程度とす
ることが好ましく、５＃程度が最も望ましい。

以上のように、絞り出すべき複数の円筒の位置の中間に
、その円筒の中心間を結ぶ直線（Ｘ軸）に対し直交する
方向（ｙ軸方向）に沿ってスリットを形成しておき、か
つスリットの両端に丸穴を形成しておくことによって、
多連円筒絞り加工において割れや亀裂の発生を招くこと
なく、通常の単円筒絞り加工に近い成形能を得ることが
可能となり、量産時に適用されるような高い加工速度で
も最大絞り深さをダイス直径の５０％程度以上と大きく
することが可能となったのである。

実施例 第１図にこの発明の多連円筒絞り加工用素材４の一例を
示す。

第１図において、鋼板からなる長方形の索材４の長ざ方
向（Ｌ方向）の中央部には、幅方向（Ｐ方向）に沿って
スリット１０が形成されており、そのスリット１０の両
端には直径５！ｎｍ程度の丸穴１１Ａ、１１Ｂが形成さ
れている。ここで第１図中における仮想線１２Ａ、１２
Ｂの位置、すなわちスリット１０を間に挟んでその両側
の位置１２Ａ、１２Ｂが円筒を絞り出すべき位置でおる
。そして前記スリット１０の長ざＳは、絞り出すべき円
筒の直径の８５％程度の長さとされている。

第２図には、第１図に示すような索材４を用いて２連円
筒絞り７Ｊ１１工を行なった直後の状況を示す。

第２図に示すように、絞り出された円筒５Ａ、５Ｂの間
の中間部分の材料が円筒５Ａ、５Ｂに流れ込むことによ
って、スリブ１〜１０は拡開された状態となる。

次に第１図のような素材を用いて実際に２連円筒絞り加
工を行なった例を示す。

素材の鋼板としては厚さ２．０ｍ、長ざＬが４００調、
幅Ｐが１３０＃１のＧＡＨＤ材を用い、スリットはその
長ざＳを約６１．とじ、両端の丸穴の径は約５Ｍとした
。その素材に対し、ポンチ径φＤは７１．６！ｎＩｒ１
、ポンチの中心間距離（成形すべき２円筒の中心間距離
）は１３０馴とし、また加工速度は３００ｓ／ＳｅＣと
して、種々の絞り深さで２連円筒絞りを実施した。また
比較のため、スリットを形成しなかった従来の素材（同
一寸法、同一材質）についても、同じ条件で２連円筒絞
り加工を行なった。

以上の絞りカロエ時における割れ発生の有無を調べた結
果を、各絞り深さに対応して第３図に示す。

第３図から明らかなようにスリットを形成しない索材を
用いた従来技術の場合は、最大絞り深さが３３％でおり
、それを越える絞り深さでは割れが発生したのに対し、
この発明の素材を用いた場合は、絞り深さ５３％までは
成形可能であった。

なお従来の素材を用いた場合は円筒間の内側の位置にお
いて割れが発生したのに対し、この発明の素材を用いた
場合は円筒間の外側の位置に発生しており、このことか
ら、この発明の素材を用いた場合は２連円筒絞りの円筒
間材料拘束の特性を解消することができたと判断できる
。

また前述の実施例では２連円筒絞り加工用素材について
示したが、３連以上の円筒絞り加工用素材にもこの発明
を適用できることは勿論で必り、第４図に３連円筒絞り
加工用素材に適用した例を示す。第４図において、絞り
出すべき３つの円筒の位＠１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのそ
れぞれの中間に前記同様なスリット１０が形成されてお
り、各スリット１０の両端にそれぞれ丸穴１１Ａ、’１
１Ｂが形成されている。

発明の効果 前述の説明で明らかなようにこの発明の多連円筒絞り７
ＪＯ工用累材によれば、多連円筒絞り加工における成形
能が著しく改善されて、通常の単円筒絞り７Ｊ［ｌ工の
量産時と同等のｈＯ工速度で絞り深さがポンチ直径の５
０％以上の深い円筒を絞り出すことが可能となった。し
たがってこの発明の木材を用いることによって多連円筒
絞り力Ｏ工を量産ベースで実施することが可能となり、
そのため多連円筒絞り加工を実際に量産ベースで実施す
ることにより、円筒容器状部品の製造のための生産性を
従来よりも格段に向上させるとともに、設備の削減を図
ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の多連円筒絞り加工用素材の一例を示
す斜視図、第２図は第１図に示す索材を用いて２連円筒
絞りカ■工を行なった場合の加工直後の状況を示す斜視
図、第３図はこの発明の索材および従来の索材を用いて
実際に２連円筒絞りカロ工を行なった結果を絞り深さに
対応して示す線図、第４図はこの発明の多連円筒絞り加
工用素材の他の例を示す斜視図である。第５図は２連円
筒絞り加工の東側状況の一般的な例を示す縦断面図、第
６図は従来の通常の素材を用いて２連円筒絞り加工を行
なった製品を示す斜視図、第７図は第８図および第９図
におけるＸ軸、ｙ軸の定義を示すもので、２連円筒絞り
加工用素材上の位置を示すための線図、第８図は従来の
素材を用いた２連円筒絞り力０工における材料の流れを
模式的に示す線図、第９図は同じ〈従来の素材を用いた
２連円筒絞り加工におけるｙ９Ｉｉｌ上の歪の分布を示
すグラフでおる。 ４・・・素材、　５Ａ、５Ｂ・・・円筒、　１０・・・
スリット、　１１Ａ、１１Ｂ・・・丸穴、　１２Ａ、１
２８１１２Ｃ・・・円筒形成位置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一枚の素材から深絞りによって同時に複数の円筒
   を絞り出す多連円筒絞り加工用の素材において、 絞り出すべき複数の円筒の間の中間位置に、円筒の中心
   間を結ぶ直線に対して直交するスリットが形成され、か
   つそのスリットの両端に丸孔が形成されていることを特
   徴とする多連円筒絞り加工用素材。
2. （２）前記スリットの長さが、絞り出すべき円筒の直径
   の７０％以上とされている特許請求の範囲第１項記載の
   多連円筒絞り加工用素材。
3. （３）前記スリットの長さが、絞り出すべき円筒の直径
   の８０％以上１００％以下とされている特許請求の範囲
   第１項記載の多連円筒絞り加工用素材。
4. （４）前記スリット両端の丸穴の径が３ｍｍ〜１０ｍｍ
   の範囲内とされている特許請求の範囲第１項記載の多連
   円筒絞り加工用素材。