TWI694875B - 成形材製造方法 - Google Patents

Abstract

一種成形材製造方法，即便素材金屬板之板厚變動仍可以高精度地維持筒狀胴部之內徑正圓度，且可以防止素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模等之發生。對素材金屬板進行多段引伸加工，藉此製造具有筒狀之胴部和形成於該胴部之前端的凸緣部的成形材。在多段引伸加工中，係包含有：預備引伸加工，其用素材金屬板形成具有胴部基體的預備體；至少一次的壓縮引伸加工，其在預備引伸加工之後進行，且藉由一邊將能夠進行壓力調整的壓縮力施加於胴部基體一邊縮窄胴部基體來形成胴部；以及至少一次的精緻引縮加工，其用以確保尺寸精度。

Description

成形材製造方法

本發明係關於一種成形材製造方法，用以製造具有筒狀之胴部和形成於胴部之端部的凸緣(flange)部的成形材。

例如，如下述之非專利文獻1等所示，其進行如下步驟：藉由進行引伸加工(drawing)，來製造具有筒狀之胴部和形成於該胴部之端部的凸緣部的成形材。由於在引伸加工中係藉由拉長素材金屬板而形成有胴部，所以通常胴部之周壁的板厚係變得比素材金屬板之板厚更薄。

例如，作為下述之專利文獻1等所示的馬達殼體(motor case)，有的情況會使用藉由如上述之引伸加工所成形的成形材。在此情況下，胴部之周壁係被期待具有作為防止磁性往馬達殼體外洩漏的遮蔽材(shielding material)之性能。又，藉由馬達的構造，周壁亦被期待具有作為定子(stator)的後軛鐵(back yoke)之性能。

作為遮蔽材或後軛鐵之性能係周壁越厚就越優異。因 此，在如上述藉由引伸加工來製造成形材時，為了估計胴部之板厚減少，以獲得預定的胴部周壁之板厚，素材金屬板之板厚係選定比預定的胴部周壁之板厚更厚。但是，素材金屬板之板厚並非始終為固定，而是會在被稱為板厚公差的板厚之容許範圍內變動。又，有時引伸加工中的板厚減少量，亦會依模具(mold)狀態之變化或材料特性之偏差等而變動。

另一方面，為了減低馬達之震動或噪音，有時會對馬達殼體的內徑要求高精度的內徑正圓度。為此，通常是進行如下：在結束多段引伸加工之後的步驟中，對胴部進行精緻引縮加工(finish ironing)以改善內徑的正圓度。該精緻引縮加工係當使用二個模具從內側與外側之兩側包夾胴部之材料並施予引縮加工時，使用已將二個模具之間隙的間隔(餘隙(clearance))設定在未滿胴部之材料板厚的模具來進行。將該餘隙設定在未滿胴部之材料板厚，稱為負餘隙(negative clearance)。

此時，當素材金屬板之板厚比預定的板厚更薄，或是板厚減少率依素材金屬板的材料特性之偏差或引伸加工之步驟中的模具狀態之變化而增大時，引縮加工前的胴部之板厚，就成為預定的板厚以下。如此，在事先準備好的引縮加工模具中就會變成引縮加工量不足，且有時會使內徑正圓度之精度降低。反之，有時亦會使素材金屬板之板厚 比預定的板厚更厚，或是依素材金屬板的材料特性之偏差或引伸加工之步驟中的模具狀態之變化等，而使精緻引縮加工前的胴部之板厚比預定的板厚還過大。在如此的情況下，雖然精緻引縮加工後的內徑正圓度獲得滿足，但是會發生素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模(finish ironing die)上的其他問題。

藉由素材金屬板之板厚變動或引伸加工中的板厚減少率之變動，精緻引縮加工前的胴部周壁之板厚就會變動。另一方面，相對於此，因進行精緻引縮加工的模具之餘隙為固定，故而即便精緻引縮加工前的胴部周壁之板厚變動，仍無法在引伸加工之條件變更下吸收此變動，所以會發生上述的問題。

如此，由於即便精緻引縮加工前的胴部周壁之板厚較薄或較厚仍會造成問題，所以對於供多段引伸加工的素材金屬板之板厚公差的要求就變得較嚴格。

於是，如下述之專利文獻2等所示，已有揭示一種在多段引伸加工中進行壓縮引伸加工的模具，作為防止引伸加工構件的胴部之薄壁化的作法。

在該壓縮引伸模(drawing die)中，係將在前步驟所成形的圓筒構件，以使其開口凸緣部朝向的狀態，套嵌於已設置於下模的變形阻止構件，且使開口凸緣部位於已設置於下模的板件(plate)之凹部，並使其外周卡合於凹部。然後， 將圓筒構件之圓筒部壓入已設置於該上模的壓模(die)之孔內，藉此使壓縮力起作用以進行壓縮引伸加工。

此時，因變形阻止構件係能夠相對於板件上下移動，故而圓筒構件之側壁幾乎不接受拉伸力，而能抑制板厚減少，能可說是能夠使板厚增加(增厚)。

再者，此時施加於胴部基體的壓縮力，係等於壓入壓模之孔內時的胴部基體之變形阻力。亦即，有助於板厚增加的主要是與變形阻力有關係的壓模與衝頭(punch)的模隙(die clearance)、壓模的肩部之曲率半徑、胴部基體的材料強度(降伏強度(yield strength)×截面積)。

[先前技術文獻]

[非專利文獻]

非專利文獻1：村川正夫及其他三名著「塑性加工的基礎」、初版、產業圖書股份有限公司、1990年1月16日、p. 104至107

[專利文獻]

專利文獻1：日本特開2013-51765號公報。

專利文獻2：日本實開平4-43415號公報。

專利文獻3：日本特許第5395301號公報。

然而，在上述的壓縮引伸加工方法中，圓筒構件係載置於已固定於下模的板件上，且在從上方下降而來的壓鑄模(dies)與板件之間夾入有圓筒構件。亦即，因是在所謂鋪底的狀態下使壓縮力作用於圓筒構件以使板厚增加，故而能夠使板厚增加，但是很難對應素材金屬板之板厚變動來調節壓縮力並控制板厚之增減。

本發明係為了解決如上述之課題而開發完成，其目的在於提供一種即便素材金屬板之板厚變動，或模具條件變動，仍能夠藉由控制板厚之增減並調節精緻引縮加工前的胴部基體之周壁板厚，來高精度地維持胴部之內徑正圓度的成形材製造方法。

更且，提供一種藉由規定用於精緻引縮加工的模具之餘隙，就能夠防止素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模等之發生的成形材製造方法。

本發明的成形材製造方法係包含：對素材金屬板進行多段引伸加工，藉此製造具有筒狀之胴部和形成於該胴部之端部的凸緣部的成形材的步驟；在多段引伸加工中，係包含有：預備引伸加工，其用素材金屬板形成具有胴部基體的預備體；至少一次的壓縮引伸加工，其使用包含壓模、衝頭及加壓手段的模具並在預備引伸加工之後進行，該壓模係具有壓入孔，該衝頭係插入胴部基體之內部並將胴部 基體壓入壓入孔，該加壓手段係將沿著胴部基體之深度方向的壓縮力施加於胴部基體之周壁，前述至少一次的壓縮引伸加工係藉由一邊將壓縮力施加於胴部基體一邊縮窄胴部基體來形成胴部；以及至少一次的精緻引縮加工，其在至少一次的壓縮引伸加工之後進行；加壓手段係具有具備襯墊部及彈壓部的升降襯墊(lifter pad)，該襯墊部係以與壓模對向的方式配置於衝頭之外周位置並可供胴部基體之周壁的下端載置，該彈壓部係從下方支撐襯墊部並且以可以調節支撐襯墊部之支撐力的方式所構成；至少一次的壓縮引伸加工係以在直至襯墊部到達下死點為止之期間完成的方式所進行；在進行胴部基體之壓縮引伸加工時，支撐力係作為壓縮力作用於胴部基體。

依據本發明的成形材製造方法，就能按照素材金屬板之板厚而調整壓縮力，且藉由一邊將壓縮力沿著胴部基體之深度方向施加於胴部基體一邊縮窄胴部基體來形成胴部。從而，即便素材金屬板之板厚在比假定更薄的此側變動，仍可以藉由增加壓縮力，來迴避在精緻引縮加工中造成引縮加工不足且內徑正圓度惡化。又，反之，即便素材金屬板之板厚在比假定更厚的此側變動，仍可以藉由減少壓縮力來一邊滿足內徑正圓度，一邊防止素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模等之發生。結果，能夠使用比習知更寬之板厚公差的素材金屬板，且能改善材料的調度性。

1:成形材

2:素材金屬板

3、4:模具

10:胴部

11:凸緣部

20:預備體

20a:胴部基體

30、40:壓模

30a、40a:壓入孔

31、41:衝頭

32:緩衝墊

42:升降襯墊

42a:壓縮力(支撐力)

43:衝頭座

100:頂壁

101:周壁

420:襯墊部

421:彈壓部

P:加工力

圖1係顯示藉由本發明之實施形態1的成形材製造方法所製造的成形材1的立體圖。

圖2係顯示製造圖1之成形材的成形材製造方法的說明圖。

圖3係顯示用於圖2之預備引伸加工的模具的說明圖。

圖4係顯示藉由圖3之模具所為的預備引伸加工的說明圖。

圖5係顯示用於圖2之第一壓縮引伸加工的模具的說明圖。

圖6係在比圖6之一點鏈線更靠左側顯示藉由圖5之模具所為的第一壓縮引伸加工，並且在比一點鏈線更靠右側顯示升降襯墊的襯墊部之鋪底的狀態作為比較例的說明圖。

圖7係顯示第一壓縮引伸加工步驟中的升降襯墊力與胴部周壁平均板厚之關係的曲線圖。

圖8係顯示第二壓縮引伸加工步驟中的升降襯墊力與胴部周壁平均板厚之關係的曲線圖。

圖9係顯示精緻引縮加工中的模隙與精緻引縮加工後的胴部周壁之內徑正圓度之關係的曲線圖。

圖10係顯示普通鋼冷軋鋼板中的引縮加工率(ironing rate)Y與X(=r/t_re)之關係的曲線圖。

圖11係顯示精緻引縮加工中的精緻引縮加工前的胴部基體之周壁平均板厚t_re、與精緻引縮中的模隙c_re之關係的說明圖。

以下，參照圖式來說明用以實施本發明的形態。

[實施形態1]

圖1係顯示藉由本發明之實施形態1的成形材製造方法所製造的成形材1的立體圖。如圖1所示，藉由本實施形態之成形材製造方法所製造的成形材1係具有胴部10和凸緣部11。胴部10係指具有頂壁100、以及從頂壁100之外緣延伸出的周壁101的筒狀之部分。頂壁100亦有依使用成形材1的方向而稱為底壁等之其他稱呼的情況。在圖1中，雖然胴部10係以具有剖面正圓形的方式來顯示，但是胴部10亦可形成為例如剖面橢圓形或角筒形等的其他形狀。例如，亦可以對頂壁100施加更進一步的加工，以形成從頂壁100更進一步突出的突部等。凸緣部11係指形成於胴部10之端部(周壁101之端部)的板部。

其次，圖2係顯示製造圖1之成形材1的成形材製造方法的說明圖。本發明之成形材製造方法係藉由對平板狀之素材金屬板2進行多段引伸加工和精緻引縮加工來製造成形材1。在多段引伸加工中係包含有預備引伸加工、以及在該預備引伸加工之後進行的至少一次的壓縮引伸加工。 在本實施形態之成形材製造方法中，係進行三次的壓縮(第一壓縮至第三壓縮)。作為素材金屬板2係可以使用表面並未施予鍍覆的金屬板。具體而言，可以使用不鏽鋼板、普通鋼冷軋鋼板、普通鋼熱軋鋼板等的鐵系材料或鋁等的非鐵系材料等。

預備引伸加工係指藉由對素材金屬板2施予加工，來形成具有胴部基體20a的預備體20的步驟。胴部基體20a係指直徑比圖1的胴部10更寬，且深度較淺的筒狀體。胴部基體20a之深度方向係藉由胴部基體20a之周壁的延伸方向所規定。在本實施形態中，預備體20的整體係構成胴部基體20a。但是，作為預備體20，亦可形成具有凸緣部。在此情況下，凸緣部係不構成胴部基體20a。

如後面所詳細說明般，第一壓縮引伸加工至第三壓縮引伸加工係指藉由一邊將沿著胴部基體20a之深度方向的壓縮力42a(參照圖5)施加於胴部基體20a一邊縮窄胴部基體20a來形成胴部10的步驟。所謂縮窄胴部基體20a係意指縮小胴部基體20a之直徑，並且更加深胴部基體20a之深度。

其次，圖3係顯示用於圖2之預備引伸加工的模具3的說明圖，圖4係顯示藉由圖3之模具3所為的預備引伸加工的說明圖。如圖3所示，在用於預備引伸加工的模具 3中，係包含有壓模30、衝頭31及緩衝墊(cushion pad)32。在壓模30係設置有可供衝頭31和素材金屬板2一起壓入的壓入孔20a。緩衝墊32係以與壓模20之端面對向的方式配置於衝頭31之外周位置。

如圖4所示，在預備引伸加工中，係不藉由壓模20及緩衝墊32而完全地拘束素材金屬板2之外緣部，而是引伸衝壓至素材金屬板2之外緣部能從壓模20及緩衝墊32之拘束中脫離之處為止。亦可將素材金屬板2的全部與衝頭31一起壓入於壓入孔20a而進行引伸衝壓。如上述般，在形成具有凸緣部的預備體20的情況下，只要以素材金屬板2之外緣部不能從壓模30及緩衝墊32之拘束中脫離的深度停止即可。

其次，圖5係顯示用於圖2之第一壓縮引伸加工的模具4的說明圖，圖6係顯示藉由圖5之模具4所為的第一壓縮引伸加工的說明圖。如圖5所示，在用於第一壓縮引伸加工的模具4係包含有壓模40、衝頭41及升降襯墊42。壓模40，係指具有壓入孔40a的構件。衝頭41係指插入胴部基體20a之內部並將胴部基體20a壓入壓入孔40a的圓柱體。

升降襯墊42係以與壓模40對向的方式配置於衝頭41之外周位置。具體而言，升降襯墊42係具有襯墊部420及彈壓部421。襯墊部420係指以與壓模40對向的方式配置 於衝頭41之外周位置的環狀構件。彈壓部421係配置於襯墊部420之下部，用以彈壓支撐襯墊部420。在襯墊部420之上方係載置有胴部基體20a。胴部基體20a之周壁係在壓模40已下降時藉由壓模40及襯墊部420所夾持。如此藉由壓模40及襯墊部420夾持胴部基體20a之周壁，藉此就能使彈壓部421之彈壓力(升降襯墊力)作為沿著胴部基體20a之深度方向的壓縮力42a施加於胴部基體20a。亦即，升降襯墊42係構成將沿著胴部基體20a之深度方向的壓縮力42a施加於胴部基體20a的加壓手段。

如比圖6之一點鏈線更靠左側所示，在第一壓縮引伸加工中，係能藉由壓模40下降使衝頭41和胴部基體20a一起壓入壓入孔40a，並縮窄胴部基體20a。此時，在胴部基體20a上，係在藉由壓模40及襯墊部420夾持胴部基體20a的周壁之後，藉由襯墊部420持續施加有沿著胴部基體20a之深度方向的壓縮力42a。亦即，在第一壓縮引伸加工中，係一邊施加壓縮力42a一邊縮窄胴部基體20a。如後面所詳細說明般，在壓縮力42a滿足預定之條件的情況下，不用使胴部基體20a減薄，就可以縮窄胴部基體20a。藉此，經過第一壓縮引伸加工後的胴部基體20a之板厚係成為第一壓縮引伸加工前的胴部基體20a之板厚以上。

加工中，不用使升降襯墊42的襯墊部420到達下死點，亦即，不用成為鋪底的狀態，就能進行第一壓縮引伸加工。 此時，襯墊部420係處於能夠相對於上下方向自如地移動的狀態。然後，在襯墊部420上係向下施加有壓模40的加工力P，並且向上施加有彈壓部421的支撐力42a。向上的支撐力42a係作為壓縮力作用於胴部基體20a，且以將胴部基體20a壓入於壓入孔40a之內側，亦即，將胴部基體20a壓入於壓模40與衝頭41之間的方式起作用。藉此，在第一壓縮引伸加工中係能獲得胴部基體20a的增厚功效。

在此，所謂壓模40的加工力P，係指抵抗胴部基體20a的變形阻力及彈壓部421的支撐力42a而使壓模40下降的向下之力。壓模40的加工力P，因是比胴部基體20a的變形阻力及彈壓部421的支撐力42a之合計更稍微大，亦即，比向上之力更稍微大，故而壓模40係一邊對胴部基體20a進行壓縮引伸加工一邊慢慢地下降。

再者，如比圖6之一點鏈線更靠右側所示，在已成為在胴部基體20a之加工中襯墊部420已到達下死點的狀態，亦即，襯墊部420已變成鋪底之狀態的情況下，不會發生彈壓部421之向上的支撐力。因而，在壓模40與襯墊部420之間的胴部基體20a，因彈壓部421的支撐力不起作為壓縮力的作用，故而不對胴部基體20a進行壓縮加工，而是成為單純進行引伸加工的狀態。從而，如此在胴部基體20a之壓縮引伸加工完成之前襯墊部420已變成鋪底之狀態的情況下，就無法獲得胴部基體20a的增厚功效。又，雖然除了彈壓部421的支撐力以外，其餘有助於增厚之功 效的主要是與變形阻力有關係的壓模40與衝頭41之模隙、壓模40的肩部之曲率半徑r、以及胴部基體20a之材料強度(降伏強度×截面積)，但是此等的條件係無法輕易地變更。為此，當在胴部基體20a之加工中襯墊部420已變成鋪底之狀態時，就很難對應素材金屬板的板厚變動來控制板厚的增減。

圖2之第二壓縮引伸加工及第三壓縮引伸加工，係使用具有與圖5及圖6所示的模具4同樣之構成的模具來進行。但是，壓模40或衝頭41的尺寸係能做適當變更。在第二壓縮引伸加工中，係一邊施加壓縮力42a，一邊縮窄第一壓縮引伸加工後的胴部基體20a。又，在第三壓縮引伸加工中，係一邊施加壓縮力42a，一邊縮窄第二壓縮引伸加工後的胴部基體20a。經過此等的第一壓縮引伸加工至第三壓縮引伸加工，並進行之後接著的精緻引縮加工，藉此就能使胴部基體20a形成為胴部10。在此，在本發明中重要的是調整第一壓縮引伸加工步驟至第三壓縮引伸加工步驟之壓縮力，以使相當於精緻引縮加工之前步驟的第三壓縮引伸加工步驟的胴部基體20a之板厚成為預定之厚度。結果，在精緻引縮加工中，係能以滿足內徑正圓度且沒有發生素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模等之適當的模隙來進行加工。

其次，顯示實施例。本發明人等係使用厚度1.60mm 至2.00mm之SUS304、SUS430、普通鋼冷軋鋼板、普通鋼熱軋鋼板、鋁板(A5052)，且將直徑116mm之圓形板作為素材金屬板2，並調查了壓縮時的升降襯墊力之大小、與胴部基體20a之胴部周壁平均板厚(mm)的關係。又，使用使壓縮步驟的升降襯墊力產生變化所製作成的各種胴部周壁板厚之精緻引縮加工前胴部基體20a，並調查了精緻引縮模隙與精緻引縮加工後之內徑正圓度的關係。

又，調查了在胴部基體之深度方向不提供壓縮力的通常減薄加工(比較例1)、作為習知壓縮加工法的鋪底增厚加工(比較例2)、以及本發明之升降襯墊力控制增厚加工中之能夠成形的素材金屬板之板厚範圍。更且，已針對滿足精緻引縮加工後之內徑正圓度，且亦未判斷出有發生素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模等之會影響到能夠成形範圍的精緻引縮加工步驟之壓模的肩部之曲率半徑(mm)與引縮加工率的關係進行了調查。

加工條件係如同以下所述。將結果顯示於圖7。

˙壓模的肩部之曲率半徑：0.45mm至10mm。

˙衝頭之直徑：預備引伸加工 66mm。

第一壓縮引伸加工 54mm。

第二壓縮引伸加工 43mm。

第三壓縮引伸加工 36mm。

精緻引縮加工 36mm。

˙壓模與衝頭之模隙(單側)：

預備引伸加工 2.20mm。

第一壓縮引伸加工 1.95mm。

第二壓縮引伸加工 1.95mm。

第三壓縮引伸加工 1.95mm。

精緻引縮加工 1.55mm。

˙升降襯墊力：0kN至100kN。

˙衝壓油：TN-20N。

圖7係使用板厚1.8mm之普通鋼冷軋鋼板作為素材金屬板，且顯示第一壓縮引伸加工步驟中的升降襯墊力與胴部周壁平均板厚之關係的曲線圖。在圖7中係將第一壓縮引伸加工後的胴部周壁平均板厚作為縱軸，將第一壓縮引伸加工升降襯墊力(kN)作為橫軸。再者，所謂胴部周壁平均板厚係指將從衝頭41的肩部之凸緣側的R切線端至壓模40的肩部之頂壁側的R切線端為止的周壁之板厚予以平均化所得的板厚。可明白胴部周壁平均板厚係隨著第一壓縮引伸加工升降襯墊力變高而大致直線地增加。又，可明白藉由將第一壓縮引伸加工升降襯墊力設為大約15kN以上，就能比預備引伸加工的胴部周壁平均板厚還增厚。

圖8係顯示第二壓縮引伸加工步驟中的升降襯墊力與胴部周壁平均板厚之關係的曲線圖。素材金屬板係與圖7同樣地使用板厚1.8mm的普通鋼冷軋鋼板。在圖8中係將 第二壓縮引伸加工後的胴部周壁平均板厚作為縱軸，將第二壓縮引伸加工升降襯墊力(kN)作為橫軸。在此，亦可明白與第一壓縮引伸加工步驟同樣，胴部周壁平均板厚係隨著第二壓縮引伸加工升降襯墊力變高而大致直線地增加。但是，有關以第一壓縮引伸加工之升降襯墊力50kN所成形的胴部基體，係以第二壓縮引伸加工升降襯墊力大約30kN來增厚至大致與模隙同等的板厚為止，且即便更進一步提升升降襯墊力，板厚仍顯示一定值。此係顯示能夠藉由調整(增加)升降襯墊力來使胴部基體之板厚增厚至與餘隙同等的板厚為止。可明白在第二壓縮引伸加工中，藉由將升降襯墊力設為大約10kN以上，就能比第一壓縮引伸加工的胴部周壁平均板厚還增厚。

圖9係顯示精緻引縮加工步驟中的模隙與精緻引縮加工後的胴部周壁之內徑正圓度之關係的曲線圖。在此係使用板厚1.60mm至1.95mm之SUS304、SUS430、普通鋼冷軋鋼板、普通鋼熱軋鋼板、鋁板(A5052)，作為素材金屬板。在圖9中係將精緻引縮加工後的內徑正圓度(mm)作為縱軸，將精緻引縮模隙作為橫軸。在此，精緻引縮模隙係如同以下的數學式1所示。

c_re：精緻引縮模隙。

t_re：精緻引縮加工前的胴部基體之周壁平均板厚。

可明白內徑正圓度係隨著精緻引縮模隙變大而急遽地變大。又，為了滿足內徑正圓度規格0.05mm以下，已判明可以藉由精緻引縮模隙為負的區域，換言之進行減少胴部基體之板厚的引縮加工來實現。

表1係顯示通常減薄加工(比較例1)中之能夠成形的素材金屬板之板厚範圍的實驗結果。表2係顯示屬於習知增厚壓縮加工方法之鋪底增厚加工(比較例2)中之能夠成形的素材金屬板之板厚範圍的實驗結果。表3係顯示升降控制增厚加工(本發明例)中之能夠成形的素材金屬板之板厚範圍的實驗結果。無論是哪一個實驗結果，皆是使用普通鋼冷軋鋼板作為素材金屬板。又，顯示分別根據以下之狀況所評估後的結果，該狀況係包含：相對於供實驗的素材金屬板之板厚的精緻引縮加工前板厚與精緻引縮加工餘隙、及精緻引縮加工後的胴部周壁之內徑正圓度與素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模等的發生狀況；以及內徑正圓度與素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模等的發生狀況。再者，僅有升降控制增厚加工(本發明例)的表3，表記第一壓縮引伸加工時的升降襯墊力之賦予的有無來作為參考。

[表1]

在表1所示的比較例1之通常減薄加工中，因未對胴部基體施加壓縮力，故而精緻引縮加工前的板厚係不受素材金屬板之板厚影響，而都能減少板厚。

在素材金屬板之板厚1.60mm至1.70mm時，由於精緻引縮加工步驟的餘隙成為正的，所以不會成為引縮加工，而內徑正圓度則已超過規格的0.05mm。又，在素材金屬板的板厚為2.00mm時，精緻引縮加工步驟的餘隙成為-13.4%，精緻引縮加工後的內徑正圓度已滿足。又，可判明在精緻引縮加工步驟中沒有發生素材金屬板黏附或凝結於壓模等情形。根據此結果，通常減薄加工(比較例1)中之能夠成形的素材金屬板之板厚係在1.75mm至2.00之範圍內，而其寬度為0.25mm。

在表2所示的比較例2之鋪底增厚加工中，因有對胴部基體施加壓縮力，故而精緻引縮加工前的板厚不受素材金屬板之板厚影響，而都會減少板厚，但是當與比較例1(通常減薄加工)相較時，其程度會變小。

僅有素材金屬板之板厚為1.60mm的內徑正圓度已超過規格的0.05mm。又，可判明在素材金屬板之板厚為1.95mm以上的情況下，在精緻引縮加工步驟中，有發生素材金屬板黏附或凝結於壓模等情形。

根據此結果，鋪底增厚加工(比較例2)中之能夠成形的素材金屬板之板厚係在1.65mm至1.90之範圍內，而其寬度為0.25mm。與比較例1的通常減薄加工相較，可明白雖然能夠成形的素材金屬板之板厚會變小，但是其寬度則沒有改變。

此是意指通常減薄加工(比較例1)或鋪底增厚加工(比 較例2)在素材金屬板之板厚已變動的情況下之成形餘裕度都是相同的。

在表3所示的本發明例之升降襯墊力控制增厚加工中，因可以按照素材金屬板之板厚以升降襯墊力自如地控制施加於胴部基體的壓縮力，故而可以減小精緻引縮加工前步驟的板厚之變動幅度。例如，如表3，在素材金屬板之板厚為較薄的1.60mm至1.75mm時，係在第一壓縮引伸加工時賦予升降襯墊力並使其增厚，而在素材金屬板之板厚為較厚的1.80mm以上時，係不賦予升降襯墊力地使其減薄並進行壓縮引伸加工，藉此就可以減小精緻引縮加工前的板厚之變動幅度。在此，不賦予升降襯墊力的條件係相當於比較例1的通常減薄加工，即便在素材金屬板之板厚2.00mm中，仍沒有發生素材金屬板黏附或燒結於壓模等，而精緻引縮加工後的正圓度，即便是在其中任一個素材金屬板厚中仍已滿足規格的0.05mm以下。根據此結果，升降襯墊力控制增厚加工(本發明)中之能夠成形的素材金屬板之板厚係在1.60mm至2.00mm之範圍內，而其寬度為0.40mm。此是意指本發明例的升降襯墊力控制增厚加工，與通常減薄加工(比較例1)或鋪底增厚加工(比較例2)相較，素材金屬板之板厚已變動的情況下之成形餘裕度較寬。亦即，可明白本發明的成形材製造方法，與比較例1的通常減薄加工或比較例2之屬於習知增厚壓縮加工方法的鋪底增厚加工相較，能夠成形的素材金屬板之板厚範圍較寬。

圖10係顯示使用普通鋼冷軋鋼板作為素材金屬板的情況之引縮加工率Y與X(=r/t_re)之關係的曲線圖。在圖10中係將引縮加工率Y作為縱軸，將精緻引縮模之壓模的肩部之曲率半徑r與精緻引縮加工前胴部基體之周壁平均板厚t_re的比X作為橫軸。在此，引縮加工率Y的定義係如同前述般。

圖中之記號○(白色圈標記)係顯示可以抑制素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模等之發生的評估，×(打叉標記)係顯示無法抑制素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模等之發生的評估。又，記號●(黑色圈標記)係顯示內徑正圓度已超過0.05mm。如圖10所示，在普通鋼冷軋鋼板的情況下，已能確認可以在以Y=19.8X-5.2所示的直線之下方的區域抑制素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模等之發生。

亦即，已能確認藉由升降襯墊力控制增厚加工，以滿足下述之條件式(數學式2)的方式來決定精緻引縮加工前胴部基體之周壁平均板厚t_re，藉此就可以抑制素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模等之發生。再者，在下述之條件式(數學式2)中，之所以規定為0<Y係因在引縮加工率Y為0%以下的情況下就不會成為引縮加工之故。

[數學式2]0<Y≦19.8X-5.2

再者，針對不鏽鋼板之SUS304或SUS430、還有普通鋼熱軋鋼板、鋁板(A5052)的材料，作為素材金屬板，並實施同樣之實驗後的結果，雖然有程度的大小，但是在精緻引縮加工步驟中，設為超過Y=19.8X-5.2的引縮加工率的情況下，無法抑制素材金屬板黏附或燒結於壓模等之發生。又同樣地，在引縮加工率為0%以下的情況下已能確認內徑正圓度超過0.05mm。

依據該成形材製造方法，能藉由一邊將與素材金屬板之板厚相應的壓縮力沿著胴部基體之深度方向施加於胴部基體一邊縮窄胴部基體來形成胴部。從而，即便是在素材金屬板之板厚較薄的此側變動，仍可以藉由增加升降襯墊力，來迴避在精緻引縮加工中造成引縮加工不足且內精度惡化。又，反之，即便在素材金屬板之板厚較厚的此側變動，仍可以藉由減少升降襯墊力來一邊防止素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模等之發生，一邊滿足內徑正圓度。結果，能夠使用比習知更寬之板厚公差的素材金屬板，且能改善材料的調度性。

本構成係在被要求馬達殼體等成形材之高精度內徑正圓度的應用對象中特別有用。

又，由於在加工中未成為鋪底之狀態的升降襯墊42係構成加壓手段，所以可以更確實地一邊將沿著胴部基體20a之深度方向的壓縮力42a施加於胴部基體20a一邊縮窄 胴部基體20a。

由於可以按照素材金屬板之板厚來調整壓縮引伸加工步驟的升降襯墊力，所以不受素材金屬板之板厚影響而可以使精緻引縮加工前的胴部基體之周壁平均板厚一致於適當板厚範圍內，且可以始終以固定的引縮加工餘隙進行穩定的引縮加工。

又，由於本發明之成形材的製造方法係在將引縮加工率設為Y，將精緻引縮模之壓模的肩部之曲率半徑r與精緻引縮加工前胴部基體之周壁平均板厚t_re的比設為X時，滿足數學式2，所以滿足精緻引縮加工後的內徑正圓度，且不會發生素材金屬板黏附或燒結於精緻引縮模等而可以縮窄胴部基體20a。

[數學式2]0<Y≦19.8X-5.2

再者，雖然在實施形態中係已說明進行三次的壓縮，但是壓縮的次數亦可相應於成形材1的大小或被要求的尺寸精度做適當變更。

1‧‧‧成形材

2‧‧‧素材金屬板

10‧‧‧胴部

20‧‧‧預備體

20a‧‧‧胴部元件

Claims (3)

1. 一種成形材製造方法，係包含：對素材金屬板進行多段引伸加工，藉此製造具有筒狀之胴部和形成於前述胴部之端部的凸緣部的成形材的步驟；在前述多段引伸加工中係包含有：預備引伸加工，係由前述素材金屬板形成具有胴部基體的預備體；至少一次的壓縮引伸加工，係使用包含壓模、衝頭及加壓手段的模具並在前述預備引伸加工之後進行，前述壓模係具有壓入孔，前述衝頭係插入前述胴部基體之內部並將前述胴部基體壓入前述壓入孔，前述加壓手段係將沿著前述胴部基體之深度方向的壓縮力施加於前述胴部基體之周壁，前述至少一次的壓縮引伸加工係藉由一邊將前述壓縮力施加於前述胴部基體一邊縮窄前述胴部基體來形成前述胴部；以及至少一次的精緻引縮加工，係在前述至少一次的壓縮引伸加工之後進行；前述加壓手段係具有具備襯墊部及彈壓部的升降襯墊，前述襯墊部係以與前述壓模對向的方式配置於前述衝頭之外周位置並可供前述胴部基體之周壁的下端載置，前述彈壓部係從下方支撐前述襯墊部並且以能夠調節將前述襯墊部予以支撐之支撐力的方式所構成； 前述至少一次的壓縮引伸加工係以在前述襯墊部到達下死點為止之期間完成的方式所進行；在進行前述胴部基體之壓縮引伸加工時，前述支撐力係作為前述壓縮力作用於前述胴部基體；前述至少一次的壓縮引伸加工係按照前述素材金屬板之板厚來調節將前述襯墊部予以支撐之支撐力，藉此調節前述精緻引縮加工前的胴部基體之周壁平均板厚，俾使在前述精緻引縮加工中的引縮加工率成為預定的範圍。
2. 一種成形材製造方法，係包含：對素材金屬板進行多段引伸加工，藉此製造具有筒狀之胴部和形成於前述胴部之端部的凸緣部的成形材的步驟；在前述多段引伸加工中係包含有：預備引伸加工，係由前述素材金屬板形成具有胴部基體的預備體；至少一次的壓縮引伸加工，係使用包含壓模、衝頭及加壓手段的模具並在前述預備引伸加工之後進行，前述壓模係具有壓入孔，前述衝頭係插入前述胴部基體之內部並將前述胴部基體壓入前述壓入孔，前述加壓手段係將沿著前述胴部基體之深度方向的壓縮力施加於前述胴部基體之周壁，前述至少一次的壓縮引伸加工係藉由一邊將前述壓縮力施加於前述胴部基體一邊縮窄前述胴部基體來形成前述胴部；以及 至少一次的精緻引縮加工，係在前述至少一次的壓縮引伸加工之後進行；前述加壓手段係具有具備襯墊部及彈壓部的升降襯墊，前述襯墊部係以與前述壓模對向的方式配置於前述衝頭之外周位置並可供前述胴部基體之周壁的下端載置，前述彈壓部係從下方支撐前述襯墊部並且以能夠調節將前述襯墊部予以支撐之支撐力的方式所構成；前述至少一次的壓縮引伸加工係以在前述襯墊部到達下死點為止之期間完成的方式所進行；在進行前述胴部基體之壓縮引伸加工時，前述支撐力係作為前述壓縮力作用於前述胴部基體；其中前述至少一次的精緻引縮加工之引縮加工率Y係以用於前述精緻引縮加工的模具之餘隙c_re、與前述精緻引縮加工前的胴部基體之周壁平均板厚t_re的關係定義為：

   

   用於前述精緻引縮加工的模具之壓模的肩部之曲率半徑r、與前述精緻引縮加工前的胴部基體之周壁平均板厚t_re的比X係定義為：

   

   前述引縮加工率Y係相對於前述比X以滿足下式之關係的方式所決定：0<Y≦19.8X-5.2。
3. 如請求項1或2所記載之成形材製造方法，其中前述素材金屬板為表面並未施予鍍覆的金屬板。

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