KR101637139B1 - 프레스 성형 방법 - Google Patents

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슈지 야마모토
야스히로 와다
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신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
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Abstract

컵 형상의 피가공재(B)의 저벽부에 있어서의 협압부(B1)를, 내측 펀치(11) 및 내측 다이(14)로 협압하여 중간 다이(15)로부터 이격되는 방향으로 이동시키면서, 내측 다이(14)를 내측 펀치(11)를 향해 압입함과 함께, 피가공재(B)의 직경 방향 외측 단부인 협압부(B2)를, 외측 펀치(13) 및 외측 다이(16)로 협압하여 중간 다이(15)에 접근하는 방향으로 이동시켜, 협압부(B2)에 있어서의 피가공재(B)가 중심축(10)으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 억제함으로써, 협압부(B1)의 두께 감소 처리와, 중간 펀치(12)와 내측 다이(15) 사이에 끼인 피가공재(B)의 종벽부(B3)와, 중간 펀치(12)와 외측 다이(16) 사이에 끼인 피가공재(B)의 종벽부(B4)의 두께 증가 처리를 실시한다.

Description

프레스 성형 방법 {PRESS MOLDING METHOD}
본 발명은, 컵 형상으로 형성된 피가공재에 사용되는 프레스 성형 방법에 관한 것이다.
차량의 트랜스미션 등에 사용되는 기어 부품으로서, 종벽부와, 저벽부(보스가 달린 저벽부를 포함함)를 갖는 컵 형상 부품이 알려져 있다. 종벽부는, 기어를 형성하기 위해 두껍게 형성할 필요가 있다. 종래, 두꺼운 종벽부를 갖는 컵 형상 부품은, 프레스 금형을 사용한 1회의 프레스 성형으로 제조할 수 없었다. 그로 인해, 두꺼운 판재와, 얇은 판재를 각각 개별로 제조하고, 이들을 용접에 의해 접합함으로써, 컵 형상 부품을 제조하고 있었다.
일본 특허 공개 평10-296377호 공보 일본 특허 공개 제2004-322104호 공보 일본 특허 공개 제2000-317565호 공보 일본 특허 공개 제2000-301284호 공보
그러나, 상술한 방법에서는, 서로 다른 부재를 용접해야 하기 때문에, 생산성이 나빴다. 따라서, 본원 발명은, 두꺼운 종벽부를 갖는 컵 형상의 피가공재를 효율적으로 제조하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본원 발명에 관한 제1 발명은, 각각의 중심축이 동축상에 배치된 내측 펀치, 상기 내측 펀치의 외주를 따라 배치된 중간 펀치 및 상기 중간 펀치의 외주를 따라 배치된 외측 펀치, 내측 다이, 상기 내측 다이의 외주를 따라 배치된 중간 다이, 상기 중간 다이의 외주를 따라 배치된 외측 다이를 갖고, 상기 내측 펀치, 상기 중간 펀치 및 상기 외측 펀치가 각각 상기 내측 다이, 상기 중간 다이 및 상기 외측 다이에 대향 배치된 프레스 금형을 사용한 프레스 성형 방법이며,
컵 형상으로 형성된 피가공재의 저벽부에 있어서의 제1 협압부를, 상기 내측 펀치 및 상기 내측 다이로 협압하여 상기 중간 다이로부터 이격되는 방향으로 이동시키면서, 상기 내측 다이를 상기 내측 펀치를 향해 압입함과 함께,
상기 피가공재의 직경 방향 외측 단부인 제2 협압부를, 상기 외측 펀치 및 상기 외측 다이로 협압하여 상기 중간 다이에 접근하는 방향으로 이동시켜, 상기 제2 협압부에 있어서의 상기 피가공재가 상기 중심축으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 억제함으로써,
상기 제1 협압부의 두께 감소 처리와, 상기 중간 펀치와 상기 내측 다이 사이에 끼인 상기 피가공재의 종벽부와, 상기 중간 펀치와 상기 외측 다이 사이에 끼인 상기 피가공재의 종벽부의 두께 증가 처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본원 발명에 관한 제2 발명은, 본원 발명에 관한 제1 프레스 성형 방법에 있어서, 컵 형상으로 형성된 피가공재의 외주부를 구속하는 볼록부를 외측 펀치, 혹은 외측 다이에 설치하고, 상기 피가공재의 직경 방향 외측 단부인 제2 협압부에 있어서, 상기 피가공재가 상기 중심축으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 구속하는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본원 발명에 관한 제3 발명은, 각각의 중심축이 동축상에 배치된 내측 펀치, 상기 내측 펀치의 외주를 따라 배치된 중간 펀치 및 상기 중간 펀치의 외주를 따라 배치된 외측 펀치, 내측 다이, 상기 내측 다이의 외주를 따라 배치된 중간 다이, 상기 중간 다이의 외주를 따라 배치된 외측 다이를 갖고, 상기 내측 펀치, 상기 중간 펀치 및 상기 외측 펀치가 각각 상기 내측 다이, 상기 중간 다이 및 상기 외측 다이에 대향 배치된 프레스 금형을 사용한 프레스 성형 방법이며,
컵 형상으로 형성된 피가공재의 저벽부에 있어서의 제1 협압부를 상기 내측 펀치 및 상기 내측 다이로 협압함으로써 두께 감소 처리를 실시하고,
두께 감소된 상기 제1 협압부를, 상기 내측 펀치 및 상기 내측 다이 사이에 끼워 상기 중간 다이로부터 이격되는 방향으로 이동시키면서,
상기 피가공재의 직경 방향 외측 단부인 제2 협압부를, 상기 외측 펀치 및 상기 외측 다이로 협압하여 상기 중간 다이에 접근하는 방향으로 이동시켜, 상기 제2 협압부가 상기 중심축으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 억제함으로써,
상기 중간 펀치와 상기 내측 다이 사이에 끼인 상기 피가공재의 종벽부와, 상기 중간 펀치와 상기 외측 다이 사이에 끼인 상기 피가공재의 종벽부의 두께 증가 처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본원 발명에 관한 제4 발명은, 본원 발명에 관한 제3 프레스 성형 방법에 있어서, 컵 형상으로 형성된 피가공재의 외주부를 구속하는 볼록부를 외측 펀치, 혹은 외측 다이에 설치하고, 상기 피가공재의 직경 방향 외측 단부인 제2 협압부에 있어서, 상기 피가공재가 상기 중심축으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 구속하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 두꺼운 종벽부를 갖는 컵 형상의 피가공재(컵 형상 성형품)를 효율적으로 제조할 수 있다.
도 1은 프레스 성형 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 프레스 성형 장치의 동작 설명도이다(프레 공정에 있어서의 초기 상태).
도 3은 프레스 성형 장치의 동작 설명도이다(프레 공정에 있어서의 드로잉 성형시의 상태).
도 4는 프레스 성형 장치의 동작 설명도이다(두께 감소 두께 증가 공정을 실시하기 직전의 상태).
도 5는 프레스 성형 장치의 동작 설명도이다(두께 감소 두께 증가 공정시의 상태).
도 6은 변형예 1의 컵 형상 피가공재를 도시하고 있다.
도 7은 제2 실시 형태의 프레스 성형 장치의 동작 설명도이다(두께 감소 공정시의 상태).
도 8은 제2 실시 형태의 프레스 성형 장치의 동작 설명도이다(두께 증가 공정시의 상태).
도 9는 제3 실시 형태의 프레스 성형 장치의 설명도이다[협압부(B2)의 협압 전 상태].
도 10은 제3 실시 형태의 프레스 성형 장치의 설명도이다[협압부(B2)의 협압 상태].
(제1 실시 형태)
도 1은 프레스 성형 장치의 개략 구성도이다. 본 실시 형태에서는, 컵 형상의 피가공재(이하, 컵 형상 피가공재라 함)에 대해 프레스 성형 장치(1)를 사용하여 프레스 가공을 행함으로써, 두께 감소 및 두께 증가 처리를 실시한다. 여기서, 컵 형상 피가공재라 함은, 저벽부와, 저벽부의 외측 테두리에 형성된 종벽부를 갖는 바닥이 있는 통 형상의 가공재를 말하며, 후술하는 바와 같이 저벽부에 보스 형상부가 형성된 보스가 달린 컵 형상 피가공재도 포함되는 것으로 한다.
프레스 성형 장치(1)는, 프레스 금형으로서, 내측 펀치(11), 중간 펀치(12), 외측 펀치(13), 내측 다이(14), 중간 다이(15) 및 외측 다이(16)를 갖는다. 이들 내측 펀치(11), 중간 펀치(12), 외측 펀치(13), 내측 다이(14), 중간 다이(15) 및 외측 다이(16)는 각각, 독립적으로 상방 이동 및 하방 이동시킬 수 있다. 또한, 예를 들어 중간 다이(15)를 고정하고, 내측 펀치(11), 중간 펀치(12), 외측 펀치(13), 내측 다이(14) 및 외측 다이(16)를 중간 다이(15)에 대해 상대적으로 이동시킴으로써도, 펀치(11∼13), 다이(14∼16)를 독립적으로 상방 이동 및 하방 이동시킨 경우와 마찬가지의 프레스 성형이 가능하다.
중간 펀치(12)는, 내측 펀치(11)의 외주를 따라 배치되어 있다. 외측 펀치(13)는, 중간 펀치(12)의 외주를 따라 배치되어 있다. 중간 다이(15)는, 내측 다이(14)의 외주를 따라 배치되어 있다. 외측 다이(16)는, 중간 다이(15)의 외주를 따라 배치되어 있다. 이들 내측 펀치(11), 중간 펀치(12), 외측 펀치(13), 내측 다이(14), 중간 다이(15) 및 외측 다이(16)는 일점 쇄선으로 나타내는 각각의 중심축(10)이 동축상에 설치되어 있다. 내측 펀치(11)는, 내측 다이(14)의 상방에 위치하고 있고, 내측 펀치(11) 및 내측 다이(14)는 대향 배치되어 있다. 중간 펀치(12)는 중간 다이(15)의 상방에 위치하고 있고, 중간 펀치(12) 및 중간 다이(15)는 대향 배치되어 있다. 외측 펀치(13)는 외측 다이(16)의 상방에 위치하고 있고, 외측 펀치(13) 및 외측 다이(16)는 대향 배치되어 있다.
내측 펀치(11)는 내측 다이(14)보다도 중심축(10)에 직교하는 방향(이하, 직경 방향이라 칭함)의 치수가 크게 설정되어 있다. 내측 펀치(11)의 선단부는, 직경 방향으로 연장되는 편평한 형상으로 형성되어 있다. 여기서, 내측 펀치(11)의 선단부라 함은, 내측 펀치(11)의 하단부를 말한다. 내측 다이(14)의 선단부에는, 중심축(10)으로부터 직경 방향으로 이격될수록 하측으로 만곡되는 다이 견부가 형성되어 있다. 내측 다이(14)의 선단부라 함은, 내측 다이(14)의 상단부를 말한다.
중간 펀치(12)의 선단부는, 그 단면 형상이 아래로 볼록해지는 호 형상으로 형성되어 있다. 중간 펀치(12)의 선단부라 함은, 중간 펀치(12)의 하단부를 말한다. 중간 다이(15)는, 직경 방향으로 연장되는 플랫 형상부와, 플랫 형상부의 단부로부터 연장됨과 함께, 중심축(10)으로부터 직경 방향으로 이격될수록 상측으로 만곡되는 다이 견부를 갖는다. 중간 다이(15)는, 직경 방향의 치수가 중간 펀치(12)보다도 크게 설정되어 있다. 그리고, 플랫 형상부는 내측 펀치(11)의 바로 아래 영역에 돌출되어 있고, 다이 견부는 외측 펀치(13)의 바로 아래 영역에 돌출되어 있다. 즉, 중간 다이(15)는 상하 방향에 있어서, 중간 펀치(12)의 선단부의 전부, 내측 펀치(11)의 선단부의 외주측의 일부 및 외측 펀치(13)의 선단부의 내주측의 일부에 대향 배치되어 있다. 또한, 중간 펀치(12)의 선단부는, 그 단면 형상이 상술한 호 형상에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 중간 펀치(12)의 선단부는, 그 단면 형상이 직경 방향으로 연장되는 플랫 형상의 중앙부와, 그 양단부에 상측으로 만곡되는 펀치 견부를 갖는 형상이어도 된다.
외측 펀치(13)의 선단부의 내주측은, 외측 다이(16)보다도 중심축(10)에 근접하는 측으로 돌출되어 있다. 외측 펀치(13)의 선단부에는, 중심축(10)에 접근할수록 하측으로 만곡되는 펀치 견부가 형성되어 있다. 여기서, 외측 펀치(13)의 선단부라 함은, 외측 펀치(13)의 하단부를 말한다. 외측 다이(16)의 선단부에는, 중심축(10)에 접근할수록 하측으로 만곡되는 다이 견부가 형성되어 있다. 외측 다이(16)의 선단부라 함은, 외측 다이(16)의 상단부를 말한다.
다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하면서, 원판 형상 피가공재(A)를 컵 형상 피가공재(B)로 가공하는 가공 방법(이하, 프레 공정이라 함)에 대해 설명한다. 우선, 도 2에 도시하는 바와 같이, 원판 형상 피가공재(A)를 프레스 성형 장치(1)의 외측 다이(16) 상에 세트하고, 내측 펀치(11) 및 중간 펀치(12)를 원판 형상 피가공재(A)를 향해 하강시킨다. 내측 펀치(11) 및 중간 펀치(12)를 원판 형상 피가공재(A)에 접촉시키고 나서도 더욱 하강시키면, 도 3에 도시하는 바와 같이, 원판 형상 피가공재(A)가 컵 형상으로 드로잉 가공되어 컵 형상 피가공재(B)가 형성된다. 또한, 도 3에 도시하는 상태에서는, 원판 형상 피가공재(A)로부터 형성된 컵 형상 피가공재(B)에 대한 두께 감소 처리 및 두께 증가 처리는 실시되어 있지 않다.
다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하면서, 컵 형상 피가공재(B)에 대해 두께 감소 및 두께 증가 처리를 실시하는 두께 감소 두께 증가 공정에 대해 설명한다. 여기서, 컵 형상 피가공재(B)의 저벽부에 있어서의 중심축(10)을 포함하는 영역을 제1 협압부(B1)라 칭하고, 중심축(10)으로부터 이격된 측의 단부(즉, 직경 방향 외측 단부)를 제2 협압부(B2)라 칭하는 것으로 한다. 또한, 중간 펀치(12)와 내측 다이(14) 사이에 위치하는 컵 형상 피가공재(B)의 벽부를 종벽부(B3)라 칭하고, 중간 펀치(12)와 외측 다이(16) 사이에 위치하는 컵 형상 피가공재(B)의 벽부를 종벽부(B4)라 칭하는 것으로 한다.
우선, 도 4에 도시하는 바와 같이, 외측 펀치(13)를 정지한 상태에서 외측 다이(16)를 상방 이동시켜, 외측 펀치(13) 및 외측 다이(16)를 사용하여 컵 형상 피가공재(B)의 제2 협압부(B2)를 협압한다. 계속해서, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제1 협압부(B1)가 중간 다이(15)로부터 이격되는 방향으로 이동하도록, 제1 협압부(B1)를 협압하고 있는 내측 펀치(11) 및 내측 다이(14)를 상방 이동시킨다. 이 사이에, 내측 다이(14)를 내측 펀치(11)를 향해 압입함으로써, 제1 협압부(B1)를 두께를 감소시키는 두께 감소 처리를 실시한다. 또한, 이 두께 감소 처리와 함께, 컵 형상 피가공재(B)의 제2 협압부(B2)가 중간 다이(15)에 접근하는 방향으로 이동하도록, 제2 협압부(B2)를 협압하고 있는 외측 펀치(13) 및 외측 다이(16)를 하방 이동시킨다. 이와 같이 하여, 제2 협압부(B2)가 중심축(10)으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 억제함으로써, 컵 형상 피가공재(B)의 종벽부(B3) 및 종벽부(B4)를 두께 증가시키는 두께 증가 처리를 실시한다.
즉, 종벽부(B3)에는, 중간 펀치(12)와 중간 다이(15)의 간극의 원주가 큰 부위로부터 재료가 유입됨으로써, 직경 축소된다. 이로 인해, 체적 일정의 관계로부터, 종벽부(B3)가 길어짐과 함께 판 두께 방향으로 두께가 증가한다. 또한, 내측 펀치(11) 및 내측 다이(14)에 협압된 제1 협압부(B1)가 두께 감소됨으로써, 재료가 종벽부(B3)로 유입되어, 종벽부(B3)가 두께가 증가한다. 종벽부(B4)는, 주로 높이 방향의 길이가 짧아지므로 두께가 증가한다.
상술한 방법에 의하면, 컵 형상 피가공재(B)를 프레스 성형하는 것만으로, 종벽부(B3) 및 종벽부(B4)를 대폭 두께를 증가시킬 수 있다. 두께 감소 두께 증가 처리된 컵 형상 피가공재(B)는, 형상이 조정된 후, 차량의 트랜스미션 부품 등에 사용된다. 형상을 조정하는 공정에 대해서는, 설명을 생략한다.
(변형예 1)
상술한 실시 형태에서는, 컵 형상 피가공재(B)의 저벽부가 직경 방향으로 편평한 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 6은 도 4에 대응하고 있고, 변형예 1의 컵 형상 피가공재(B')를 나타내고 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 컵 형상 피가공재에는, 저벽부의 직경 방향 중심측에 형성됨과 함께, 컵 내측을 향해 돌출되고, 또한 제2 협압부(B2)보다도 높이가 낮은 보스 형상부(B1')를 구비한 보스가 달린 컵 형상 피가공재(B')도 포함된다. 이 경우, 보스 형상부(B1')가, 상술한 실시 형태에 있어서의 제1 협압부(B1)에 상당한다.
(변형예 2)
상술한 실시 형태에서는, 내측 펀치(11), 중간 펀치(12) 및 외측 펀치(13)를 상측에 배치하고, 내측 다이(14), 중간 다이(15) 및 외측 다이(16)를 하측에 배치하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 상하의 배치를 반대로 해도 된다. 이 경우, 제1 협압부(B1)를 협압하는 내측 펀치(11) 및 내측 다이(14)를 하방 이동시키면서, 내측 다이(14)를 내측 펀치(11)를 향해 압입한다. 또한, 제2 협압부(B2)를 협압하는 외측 펀치(13) 및 외측 다이(16)를 상방 이동시켜, 제2 협압부(B2)에 있어서의 재료 유동을 억제한다. 이에 의해, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 두께 감소 두께 증가 처리를 실시할 수 있다.
(제2 실시 형태)
제1 실시 형태에서는, 컵 형상 피가공재의 두께 감소 두께 증가 처리시에, 내측 펀치(11) 및 내측 다이(14)를 중간 다이(15)로부터 이격되는 방향으로 움직이게 하면서, 제1 협압부(B1)의 두께 감소 처리를 실시하였지만, 본 실시 형태에서는, 제1 협압부(B1)의 두께 감소 처리를 제1 실시 형태와는 다른 타이밍에 실시한다. 본 실시 형태에 있어서 사용되는 프레스 성형 장치(1)의 장치 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 반복하지 않는다.
우선, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 도 2 내지 도 4에 도시하는 공정에 따라서 컵 형상 피가공재(B)를 프레스 성형한다. 다음으로, 도 7을 참조하여, 내측 펀치(11)를 정지한 상태에서 내측 다이(14)를 상방 이동시킴으로써, 제1 협압부(B1)를 내측 펀치(11) 및 내측 다이(14)로 협압하여, 두께를 감소시킨다. 단, 내측 다이(14)를 정지한 상태에서 내측 펀치(11)를 하방 이동시킴으로써, 제1 협압부(B1)를 내측 펀치(11) 및 내측 다이(14)로 협압하여, 두께를 감소시키는 방법이어도 된다. 또한, 내측 다이(14)를 상방 이동시킴과 함께, 내측 펀치(11)를 하방 이동시킴으로써, 제1 협압부(B1)를 내측 펀치(11) 및 내측 다이(14)로 협압하여, 두께를 감소시키는 방법이어도 된다.
계속해서, 도 8을 참조하여, 제1 협압부(B1)가 중간 다이(15)로부터 이격되는 방향으로 이동하도록, 제1 협압부(B1)를 협압하고 있는 내측 펀치(11) 및 내측 다이(14)를 상방 이동시킨다. 그것과 함께, 컵 형상 피가공재(B)의 제2 협압부(B2)가 중간 다이(15)에 접근하는 방향으로 이동하도록, 제2 협압부(B2)를 협압하고 있는 외측 펀치(13) 및 외측 다이(16)를 하방 이동시켜, 제2 협압부(B2)가 중심축(10)으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 억제한다. 이에 의해, 컵 형상 피가공재(B)의 종벽부(B3) 및 종벽부(B4)를 두께를 증가시키는 두께 증가 처리를 실시한다. 단, 제1 실시 형태의 두께 감소 처리, 즉, 내측 다이(14)를 내측 펀치(11)를 향해 압입함으로써 제1 협압부(B1)를 두께를 감소시키는 두께 감소 처리는, 도 7에 도시하는 공정에서 완료되어 있으므로, 도 8의 공정에서는 반복하여 실시하지 않는다. 즉, 본 실시 형태에서는, 제1 협압부(B1)의 두께 감소 처리를 실시한 후에, 종벽부(B3) 및 종벽부(B4)의 두께 증가 처리가 실시된다.
상술한 방법에 의하면, 컵 형상 피가공재(B)를 프레스 성형하는 것만으로, 종벽부(B3) 및 종벽부(B4)를 대폭 두께를 증가시킬 수 있다. 두께 감소 두께 증가 처리된 컵 형상 피가공재(B)는, 형상이 조정된 후, 차량의 트랜스미션 부품 등에 사용된다. 형상을 조정하는 공정에 대해서는, 설명을 생략한다.
(변형예 3)
본 실시 형태에서는, 도 8에 도시하는 두께 증가 공정을 실시하기 전에, 제1 협압부(B1)를 두께를 감소시키는 두께 감소 처리를 실시하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 두께 증가 공정을 실시하면서 제1 협압부(B1)를 두께를 감소시키는 두께 감소 공정을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 두께 감소 처리는, 두께 증가 공정 전과, 두께 증가 공정 중의 2단계에서 실시된다.
(변형예 4)
상술한 실시 형태에서는, 원판 형상 피가공재(A)를 컵 형상 피가공재(B)로 성형할 때에 프레스 성형 장치(1)를 사용하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 다른 프레스 성형 장치를 사용할 수도 있다. 즉, 원판 형상 피가공재(A)를 컵 형상 피가공재(B)로 성형하는 공정과, 두께 감소 두께 증가 공정에 있어서 사용되는 프레스 성형 장치는 달라도 된다.
(변형예 5)
상술한 실시 형태에서는, 외측 펀치(13)의 선단부에는, 중심축(10)에 접근할수록 하측으로 만곡되는 펀치 견부가 형성되어 있다. 이에 대해, 외측 펀치(13)의 선단부가, 직경 방향으로 연장되는 편평한 형상으로 형성되고 있어도 된다. 이 경우에서도 마찬가지로, 두께 감소 두께 증가 처리가 가능하다. 또한, 외측 펀치(13)의 선단부를, 만곡 형상이 아닌 플랫 형상으로 함으로써, 재료의 유동 저항이 증가하여, 제2 협압부(B2)가 중심축(10)으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 보다 억제할 수 있다.
(제3 실시 형태)
제1 또는 제2 실시 형태에 있어서, 제2 협압부(B2)가 중심축(10)으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 더욱 억제하기 위해서는, 마찰 저항을 높일 필요가 있다. 마찰 저항을 높이기 위해서는, 윤활 상태를 바꾸어 마찰 계수를 높이거나, 혹은 외측 펀치(13) 및 외측 다이(16)의 컵 형상 피가공재(B)를 협압하는 하중을 높이는 방법이 있다. 한편, 마찰 계수는 하중의 함수이며, 프레스 성형 장치(1)의 최대 하중이나, 제2 협압부(B2)의 성형 판 두께 등의 제약 조건에 의해 취할 수 있는 값에 제한이 있다. 이에 대해, 도 9에 나타낸 제3 실시 형태에서는, 외측 다이(26)에 설치한 외측 다이 볼록부(28)에 의해, 도 10과 같이 제2 협압부(B2)를 협압할 때, 컵 형상 피가공재(B)의 외주부인 제2 협압부(B2)를 구속하고, 중심축(10)으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 구속한다. 그 결과, 컵 형상 피가공재(B)의 종벽부(B3 및 B4)(도 5, 도 8 참조)에의 재료 유동이 증가하여, 두께 증가율을 높일 수 있다.
(변형예 6)
상술한 실시 형태에서는 외측 다이(26)에 외측 다이 볼록부(28)를 설치하고, 그것에 대향하는 외측 펀치(23)에 외측 다이 볼록부(28)가 수용되는 외측 펀치 오목부(27)를 설치하고 있다. 이에 대해, 프레스 성형 장치(1)의 하중 용량이 충분히 높아, 성형 중에 외측 펀치(23)와 외측 다이(26)가 개방되어 버리는 일이 없는 경우는, 외측 펀치 오목부(27)를 설치하지 않고, 도 1에 도시한 외측 펀치(13)를 사용해도 된다.
(변형예 7)
상술한 실시 형태에서는, 외측 펀치(23)에 오목부를, 외측 다이(26)에 볼록부를 배치하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 상하의 배치를 반대로 해도 된다. 이 경우, 외측 펀치(23)에 볼록부를, 외측 다이(26)에 오목부를 배치한 금형 구성으로, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 성형을 행할 수 있다.

Claims (4)

  1. 각각의 중심축이 동축상에 배치된 내측 펀치, 상기 내측 펀치의 외주를 따라 배치된 중간 펀치 및 상기 중간 펀치의 외주를 따라 배치된 외측 펀치, 내측 다이, 상기 내측 다이의 외주를 따라 배치된 중간 다이, 상기 중간 다이의 외주를 따라 배치된 외측 다이를 갖고, 상기 내측 펀치, 상기 중간 펀치 및 상기 외측 펀치가 각각 상기 내측 다이, 상기 중간 다이 및 상기 외측 다이에 대향 배치된 프레스 금형을 사용한 프레스 성형 방법이며,
    컵 형상으로 형성된 피가공재의 저벽부에 있어서의 제1 협압부를, 상기 내측 펀치 및 상기 내측 다이로 협압하여 상기 중간 다이로부터 이격되는 방향으로 이동시키면서, 상기 내측 다이를 상기 내측 펀치를 향해 압입함과 함께,
    상기 피가공재의 직경 방향 외측 단부인 제2 협압부를, 상기 외측 펀치 및 상기 외측 다이로 협압하여 상기 중간 다이에 접근하는 방향으로 이동시켜, 상기 제2 협압부에 있어서의 상기 피가공재가 상기 중심축으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 억제함으로써,
    상기 제1 협압부의 두께 감소 처리와, 상기 중간 펀치와 상기 내측 다이 사이에 끼인 상기 피가공재의 종벽부와, 상기 중간 펀치와 상기 외측 다이 사이에 끼인 상기 피가공재의 종벽부의 두께 증가 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는, 프레스 성형 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    컵 형상으로 형성된 피가공재의 외주부를 구속하는 볼록부를 외측 펀치, 혹은 외측 다이에 설치하고, 상기 피가공재의 직경 방향 외측 단부인 제2 협압부에 있어서, 상기 피가공재가 상기 중심축으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 구속하는 것을 특징으로 하는, 프레스 성형 방법.
  3. 각각의 중심축이 동축상에 배치된 내측 펀치, 상기 내측 펀치의 외주를 따라 배치된 중간 펀치 및 상기 중간 펀치의 외주를 따라 배치된 외측 펀치, 내측 다이, 상기 내측 다이의 외주를 따라 배치된 중간 다이, 상기 중간 다이의 외주를 따라 배치된 외측 다이를 갖고, 상기 내측 펀치, 상기 중간 펀치 및 상기 외측 펀치가 각각 상기 내측 다이, 상기 중간 다이 및 상기 외측 다이에 대향 배치된 프레스 금형을 사용한 프레스 성형 방법이며,
    컵 형상으로 형성된 피가공재의 저벽부에 있어서의 제1 협압부를 상기 내측 펀치 및 상기 내측 다이로 협압함으로써 두께 감소 처리를 실시하고,
    두께 감소된 상기 제1 협압부를, 상기 내측 펀치 및 상기 내측 다이 사이에 끼워 상기 중간 다이로부터 이격되는 방향으로 이동시키면서,
    상기 피가공재의 직경 방향 외측 단부인 제2 협압부를, 상기 외측 펀치 및 상기 외측 다이로 협압하여 상기 중간 다이에 접근하는 방향으로 이동시켜, 상기 제2 협압부가 상기 중심축으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 억제함으로써,
    상기 중간 펀치와 상기 내측 다이 사이에 끼인 상기 피가공재의 종벽부와, 상기 중간 펀치와 상기 외측 다이 사이에 끼인 상기 피가공재의 종벽부의 두께 증가 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는, 프레스 성형 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    컵 형상으로 형성된 피가공재의 외주부를 구속하는 볼록부를 외측 펀치, 혹은 외측 다이에 설치하고, 상기 피가공재의 직경 방향 외측 단부인 제2 협압부에 있어서, 상기 피가공재가 상기 중심축으로부터 이격되는 방향으로 재료 유동하는 것을 구속하는 것을 특징으로 하는, 프레스 성형 방법.
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