JPWO2017146019A1 - 成形材製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、絞り加工は、ダイと絞りスリーブとを含む金型を用いて行われ、絞り加工では、絞り抜け加工においてしごき加工が行われた前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域に対してダイと絞りスリーブとの金型隙間を一定としてしごき加工を行う成形材製造方法である。
または、絞り加工は、ダイと絞りスリーブとパンチとを含む金型を用いて行われ、フランジ径を縮小しない絞り加工にあっては、ダイと絞りスリーブとの金型隙間を開放して絞り加工を行い、フランジ径を縮小する絞り加工にあっては、ダイと絞りスリーブとの金型隙間を絞り加工前のフランジ部の平均板厚に対して1.0倍以上かつ1.35倍以下として行うことが好ましい。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による成形材製造方法によって製造される成形材1を示す斜視図である。図1に示すように、本実施の形態の成形材製造方法によって製造される成形材1は、胴部10とフランジ部11とを有するものである。胴部10は、頂壁100と、頂壁100の外縁から延出された周壁101とを有する筒状の部分である。頂壁100は、成形材1を用いる向きによっては底壁等の他の呼ばれ方をする場合もある。図1では胴部10は断面真円形を有するように示しているが、胴部10は、例えば断面楕円形や角筒形等の他の形状とされていてもよい。例えば頂壁100からさらに突出された突部を形成する等、頂壁100にさらに加工を加えることもできる。フランジ部11は、胴部10の端部(周壁101の端部)に形成された板部である。
また、ダイ40と絞りスリーブ42の間は開放されており、第1中間体20の胴部下部(図2のフランジ部11に相当する領域)がダイ40と絞りスリーブ42とによって挟み込まれていない。
・フランジ部11に相当する領域のしごき率:−20〜60%
・金型3の曲率半径Rd:6mm
・押込穴30aの直径:70mm
・パンチ31の先端側310の直径:65.7mm
・パンチ31の後端側311の直径:65.7〜68.6mm
・幅変化部31aの形状:傾斜面又は直角段差
・幅変化部31aの位置:下側肩部Rdに相当する領域、フランジ部11に相当する領域又は胴部10に相当する領域
・プレス油:TN−20
・ダイ及びパンチの材質:SKD11(HRC硬度:60)
しごき率が30%以下の場合(パンチ31の後端側311の直径が67.5mm以下の場合)には問題なく加工が行えた。一方で、しごき率が30%より大きくかつ50%以下の場合(パンチ31の後端側311の直径が67.5mmより大きくかつ68.2mm以下の場合)には、ダイ30との摺動部に軽いかじり傷が認められた。また、しごき率が50%を超える場合(パンチ31の後端側311の直径が68.2mmより大きい場合)には、ダイ30の内壁との焼き付きや割れが発生した。このことから、絞り抜け加工におけるフランジ部11に相当する領域のしごき率は、50%以下が好ましく、30%以下がさらに好ましいことが分かる。ただし、かじりについては、ダイやパンチへセラミックコーティング処理等を施すことによって改善できることから、大きな問題ではない。
図6で示したように、幅変化部31aを傾斜面により構成した場合、問題なく加工を行うことができた。一方で、幅変化部31aを直角段差により構成した場合、すなわちパンチ31の先端側310と後端側311とを一段の段差で構成した場合、直角段差に接触した箇所においてめっき滓が生じた。このことから、幅変化部31aを傾斜面により構成することが好ましいことが分かる。
下側肩部Rdに相当する領域に接するように幅変化部31aを設けた場合、フランジ部11に相当する領域のしごき加工を良好に行うことができた。一方、フランジ部11に相当する領域に接するように幅変化部31aを設けた場合、フランジ部11の一部が十分に減肉できなかった。また、胴部10に相当する領域に接するように幅変化部31aを設けた場合、胴部10の一部が目標板厚よりも薄くなってしまった。このことから、下側肩部Rdに相当する領域に接するように幅変化部31aを設けることが好ましいことが分かる。
なお、この幅変化部31aの位置は、量産時の金型条件が決定した後に、前もって再絞り加工を終えた成形材までの成形を実施し、その下側肩部Rdに相当する位置から逆算して決定する。
表1は、絞りスリーブを用いなかった場合の、しわや座屈の発生に及ぼす、絞り加工前のフランジ部平均板厚および絞り加工前後におけるフランジ径の関係を示す。t0は素材金属板の板厚、t1は絞り加工前のフランジ部の平均板厚、すなわち絞り抜け加工後のフランジ部の相当する領域の平均板厚である。D(n-1)は、第n−1絞り加工後のフランジ径、Dnは、第n絞り加工後のフランジ径である。しわや座屈が発生するのは、t1<t0と、Dn<0.93×D(n-1)である条件、すなわち、絞り加工前のフランジ部の平均板厚t1が素材金属板の板厚t0よりも薄く(t1<t0)、かつ、第n絞り加工後のフランジ径Dnが第n−1絞り加工後のフランジ径D(n-1)より大幅に小さくなる条件(Dn<0.93・D(n-1))であった。
また、第n絞り加工後のフランジ径が第(n−1)絞り加工後のフランジ径より大幅に小さい条件(Dn<0.93×D(n-1))で実施した。
次に、図9は、第1中間体から製造された成形材の板厚分布を示すグラフである。図10は、図9の板厚測定位置を示す説明図である。
絞り加工に先立って、しごき加工を行う絞り抜け加工を行うことで、最終の成形材においてフランジ部11の板厚を、素材金属板の板厚(1.8mm)よりも、また胴部の周壁の板厚(1.6mm前後)よりも薄くすることができた。また、両方の成形材の外形寸法を同一とした場合、絞り加工に先立ってしごき加工を行う絞り抜け加工を行った成形材(本発明)は、従来の普通絞り方法による成形材よりも、10%ほど重量が軽かった。
Claims (9)
- 素材金属板に対して少なくとも2回の成形加工を行うことで、筒状の胴部と該胴部の端
部に形成されたフランジ部とを有する成形材を製造する成形材製造方法であって、
前記少なくとも2回の成形加工には、少なくとも1回の絞り抜け加工と、該絞り抜け加
工の後に行われる少なくとも1回の絞り加工とが含まれており、
前記絞り抜け加工は、押込穴を有するダイとパンチとを含む金型を用いて行われ、
前記パンチの後端側の幅が先端側の幅よりも広くされることで、前記パンチが前記ダイの押込穴に押込まれた状態における前記ダイと前記パンチとの間のクリアランスが前記先端側に比べて前記後端側において狭くされており、
前記絞り抜け加工において前記パンチとともに前記素材金属板が前記押込穴に押込まれることで、前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域のみに対してしごき加工が行われ、
前記絞り加工は、ダイと絞りスリーブとを含む金型を用いて行われ、
前記絞り加工では、前記絞り抜け加工においてしごき加工が行われた前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域に対してダイと絞りスリーブとの金型隙間と一定としてしごき加工を行う、
成形材製造方法。 - 前記絞り抜け加工の際のしごき加工のしごき率は50%以下である、
請求項1に記載の成形材製造方法。 - 前記パンチの先端側と後端側との間には、前記パンチの幅が連続的に変化する傾斜面からなる幅変化部が設けられている、
請求項1または請求項2に記載の成形材製造方法。 - 前記幅変化部は、前記胴部の周壁と前記フランジ部との間に形成される肩部に相当する領域に接するように配置されている、
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の成形材製造方法。 - 前記ダイと絞りスリーブとの金型隙間は、前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域の平均板厚に対して1.0倍以上かつ1.35倍以下である、
請求項1に記載の成形材製造方法。 - 前記絞り加工は、
前記成形材の筒状の胴部に対する絞り加工にあっては、ダイと絞りスリーブとの金型隙間を開放して絞り加工を行い、
前記成形材のフランジ部に相当する領域の絞り加工にあっては、ダイと絞りスリーブとの金型隙間を絞り加工前のフランジ部の平均板厚に対して1.0倍以上かつ1.35倍以下である、
請求項1に記載の成形材製造方法。 - 素材金属板に対して少なくとも2回の成形加工を行うことで製造された成形材であって、筒状の胴部と該胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材であり、前記少なくとも2回の成形加工には、少なくとも1回の絞り抜け加工と、該絞り抜け加工の後に行われる少なくとも1回の絞り加工とが含まれており、
前記絞り抜け加工において前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域に対してしごき加工が行われ、
前記絞り加工においても前記フランジ部に相当する領域のみに対してしごき加工が行われることによって、前記フランジ部の板厚が前記胴部の周壁の板厚よりも薄くされている、
成形材。 - 素材金属板に対して少なくとも2回の成形加工を行うことで製造された成形材であって、筒状の胴部と該胴部の端部に形成されたフランジ部とを有する成形材であり、前記少なくとも2回の成形加工には、少なくとも1回の絞り抜け加工と、該絞り抜け加工の後に行われる少なくとも1回の絞り加工とが含まれており、
前記絞り抜け加工において前記素材金属板の前記フランジ部に相当する領域に対してしごき加工が行われ、
前記絞り加工においても前記フランジ部に相当する領域のみに対してしごき加工が行われることによって、前記フランジ部の板厚が前記素材金属板の板厚よりも薄くされている、
成形材。 - 前記成形材のフランジ部の板厚が前記素材金属板の板厚よりも小さくされている、
請求項7または請求項8に記載の成形材。
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