TWI717534B

TWI717534B - 成形材製造方法

Info

Publication number: TWI717534B
Application number: TW106122884A
Authority: TW
Inventors: 中村尚文; 山本雄大
Original assignee: 日商日新製鋼股份有限公司
Priority date: 2016-10-03
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2021-02-01
Also published as: US20190337038A1; EP3520919B1; TW201813736A; JP6787013B2; MY176107A; CN109789469B; JP2018058076A; CN109789469A; KR102022835B1; KR20190053928A; MX2019003786A; EP3520919A4; WO2018066181A1; EP3520919A1; US10786843B2

Abstract

本發明之成形材製造方法係包含藉由對素材金屬板進行多段壓伸及精飾延伸而製造具有筒狀之本體部及形成於該本體部之端部的凸緣部之成形材；並且於多段壓伸中包含：預備壓伸，係由素材金屬板形成具有本體部坯體之預備體；以及複數次壓縮壓伸，係於預備壓伸之後進行，且一邊對本體部坯體之周壁施加沿著本體部坯體之深度方向的壓縮力，一邊將本體部坯體壓伸；於至少一次精飾延伸中，使本體部坯體之上部之模具間隔窄於本體部坯體之下部之模具間隔。

Description

成形材製造方法

本發明係關於一種用以製造成形材之成形材製造方法，前述成形材具有筒狀之本體部及形成於本體部之端部的凸緣(flange)部。

例如，如下述非專利文獻1等所示般進行以下操作：藉由進行壓伸加工(drawing)，而製造具有筒狀之本體部及形成於該本體部之端部的凸緣部之成形材。於壓伸加工中藉由將素材金屬板抽拉而形成本體部，故通常本體部之周壁之板厚變得薄於素材板厚。

例如，有時使用藉由如上所述之壓伸加工所成形之成形材作為下述專利文獻1等所示之馬達外殼(motor case)。於該情形時，對本體部之周壁期待作為防止向馬達外殼外之漏磁的屏蔽材之性能。另外，視馬達之結構不同，亦對周壁期待作為定子(stator)之背軛(back yoke)之性能。

周壁越厚，作為屏蔽材或背軛之性能越變良好。因此，於如上述般藉由壓伸加工而製造成形材時，考慮到本體部之板厚減少，而以獲得預定之本體部周壁之板厚之方式使素材金屬板之板厚較預定之本體部周壁之板厚更厚而進行選定。然而，素材金屬板之板厚並非恆常一定，於被稱為板厚公差的板厚之容許範圍內變動。另外，有時壓伸加工中之板厚減少量亦因模具狀態之變化或材料特性之不均一等而變動。

另一方面，為了減少馬達之振動或噪音而對馬達外殼之內徑要求高精度之內徑精度。因此，通常進行以下操作：於完成壓伸加工後，對本體部進行精飾延伸(finish ironing)而提高內徑之精度。精飾延伸係使用兩個模具(沖頭(punch)及模頭(die))將本體部之材料自內側與外側兩側夾持並實施延伸，該等兩個模具之間隙(間隔(clearance))係設定為小於本體部之材料板厚。將間隔設定為小於本體部之材料板厚這一情況被稱為負間隔(minus clearance)。

於進行延伸加工時，若延伸加工前之本體部之板厚較預定之板厚更薄，則利用預先準備之延伸加工模具之情況下延伸加工量不足，內徑精度降低。反之，若延伸加工前之本體部之板厚較預定之板厚更厚，則雖然滿足精飾延伸後之內徑精度，但於素材金屬板為於該素材金屬板之表面具有鍍覆的表面處理鋼板之情形時，會出現產生鍍覆渣而自成形品之表面脫落等其他問題。該等問題係對於由素材金屬板之板厚變動或壓伸加工中之板厚減少率之變動所引起的精飾延伸前之本體部周壁之板厚變動，進行精飾延伸之模具之間隔係固定而於精飾延伸中無法吸收精飾延伸前之本體部周壁之板厚之變動所致。

因此，於下述專利文獻2提出有如下壓縮壓伸加工方法：於對本體部坯體實施壓伸加工時，對本體部坯體之周壁施加可調節之壓縮力，藉此控制本體部坯體的周壁之板厚的增減。

[先前技術文獻] [非專利文獻]

[非專利文獻1]村川正夫及另三人著『塑性加工之基礎』，初版，產業圖書股份有限公司，1990年1月16日，p.104至p.107。

[專利文獻]

專利文獻1：日本特開2013-51765號公報。

專利文獻2：日本特許第5697787號公報。

即便於藉由專利文獻2之壓縮壓伸加工方法而製造成形材之情形時，高度與直徑之比(高度/直徑)大之成形材係難以藉由一次壓伸加工而成形，必須藉由複數次壓伸加工而成形。於複數次壓伸加工中，使本體部坯體之高度逐漸變高。亦即，最終之成形材之本體部之上部之材料至少於初期之壓伸加工中位於本體部坯體之頂壁附近，未受到充分之壓縮力。因此，最終之成形材之本體部之上部無法獲得充分之增厚效果，有時延伸加工量於最終的成形材之本體部的上部中不足而導致內徑精度劣化。

本發明係為了解決如上所述之課題而成，本發明之目的在於提供一種可遍及成形材之整個本體部而獲得良好之內徑精度的成形材製造方法。

本發明之成形材製造方法係包含藉由對素材金屬板進行多段壓伸及精飾延伸而製造具有筒狀之本體部及形成於該本體部之端部的凸緣部之成形材；多段壓伸包含：預備壓伸，係由素材金屬板形成具有本體部坯體之預備體；以及複數次壓縮壓伸，係於預備壓伸之後進行，且一邊對本體部坯體之周壁施加沿著本體部坯體之深度方向的壓縮力一邊將本體部坯體壓伸；於至少一次精飾延伸中，使本體部坯體之上部之模具間隔窄於本體部坯體之下部之模具間隔。

根據本發明之成形材製造方法及其成形材，於至少一次精飾延伸中，使本體部坯體之上部之模具間隔窄於本體部坯體之下部之模具間隔，故而即便於壓縮壓伸中未將本體部坯體之上部充分增厚之情形時，亦可避免延伸加工量於本體部坯體之上部不足之情況。藉此，可遍及成形材之整個本體部而獲得良好之內徑精度。

1:成形材

2:素材金屬板

3、4:模具

10:本體部

11:凸緣部

20:預備體

20a:本體部坯體

30、40、51:模頭

30a、40a:壓入孔

31、41、50:沖頭

32:緩衝墊

42:頂件墊

42a:壓縮力

43:沖頭座

51a:第一分割模頭

51b:第二分割模頭

100:頂壁

101:周壁

102:肩部

103:線狀花紋

420:墊部

421:施壓部

圖1係表示藉由本發明之實施形態1之成形材製造方法所製造之成形材1的立體圖。

圖2係表示製造圖1之成形材之成形材製造方法的說明圖。

圖3係表示用於圖2之預備壓伸中之模具的說明圖。

圖4係表示利用圖3之模具進行之預備壓伸的說明圖。

圖5係表示用於圖2之第一壓縮壓伸中之模具的說明圖。

圖6係表示利用圖5之模具進行之第一壓縮壓伸的說明圖。

圖7係表示第三壓縮壓伸完成後之預備體中的本體部坯體之板厚分佈的圖表。

圖8係表示圖7之板厚測定位置的說明圖。

圖9係表示圖2之第一壓縮壓伸、第二壓縮壓伸、第三壓縮壓伸中之材料之移動的說明圖。

圖10係表示圖2之精飾延伸步驟中使用之精飾延伸用模具的說明圖。

圖11係表示第一壓縮壓伸中之頂件墊(lifter pad)力與本體部周壁平均板厚之關係的圖表。

圖12係表示第二壓縮壓伸中之頂件墊力與本體部周壁平均板厚之關係的圖表。

圖13係表示使用圖10中的(a)所示之直式(straight type)模具進行過精飾延伸的成形材中之精飾延伸前之周壁板厚與各測定位置之製品內徑之關係的圖表。

圖14係表示使用圖10中的(b)所示之間隔變化式模具進行過精飾延伸的成形材中之精飾延伸前之周壁板厚與各測定位置之製品內徑之關係的圖表。

圖15係表示圖13及圖14之內徑尺寸測定位置的說明圖。

圖16係表示藉由預備實驗所製作之成形材1之測定內徑與規格尺寸等之關係之一例的說明圖。

圖17係表示將間隔變化式模具中之本體部坯體上部之模具間隔變更時的成形材1之上部內徑變化的圖表。

以下，參照圖式對用以實施本發明之形態加以說明。

實施形態1.

圖1係表示藉由本發明之實施形態1之成形材製造方法所製造之成形材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之成形材1係具有本體部10及凸緣部11。本體部10係具有頂壁100、自頂壁100之外緣伸出的周壁101及將頂壁100與周壁101相連之由曲面所構成之肩部102的筒狀部分。視使用成形材1之朝向不同，頂壁100有時亦採用底壁等其他名稱。圖1中以本體部10具有剖面正圓形之方式表示，但本體部10亦可設為例如剖面橢圓形或角筒形等其他形狀。例如亦可形成自頂壁100進一步突出之突部等而對頂壁100進一步實施加工。凸緣部11係形成於本體部10之端部(周壁101之端部)的板部。

於本實施形態1之成形材1中，於本體部10之周壁101與肩部102之邊界位置形成有線狀花紋103。該線狀花紋103係由後述精飾延伸所致。

繼而，圖2係表示製造圖1之成形材1之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進行多段壓伸及精飾延伸而製造成形材1。於多段壓伸中，包含預備壓伸及於該預備壓伸之後進行的至少一次壓縮壓伸。於本實施形態之成形材製造方法中，進行3次壓縮(第一壓縮、第二壓縮、第三壓縮)。可使用各種鍍覆鋼板之金屬板作為素材金屬板2。

預備壓伸係藉由對素材金屬板2實施加工而形成具有本體部坯體20a之預備體20的步驟。本體部坯體20a係比起圖1之本體部直徑較寬且深度淺之筒狀體。本體部坯體20a 之深度方向係由本體部坯體20a之周壁之延伸方向所規定。於本實施形態中，預備體20整體構成本體部坯體20a。然而，亦可形成具有凸緣部者作為預備體20。於該情形時，凸緣部不構成本體部坯體20a。

如下文將詳細說明般，第一壓縮壓伸、第二壓縮壓伸、第三壓縮壓伸係一邊對本體部坯體20a施加沿著本體部坯體20a之深度方向的壓縮力42a(參照圖5)，一邊將本體部坯體20a壓伸的步驟。所謂將本體部坯體20a壓伸係指縮小本體部坯體20a之直徑，並且更加深本體部坯體20a之深度。

如下文將詳細說明般，精飾延伸係藉由沖頭及模頭將經過多段壓伸的預備體20之本體部坯體20a之周壁自內側及外側兩側夾持而延伸(減薄)，使本體部坯體20a之內徑及外徑與沖頭之外徑及模頭之內徑一致。藉由經過該精飾延伸，預備體20成為成形材1。

繼而，圖3係表示用於圖2之預備壓伸中之模具3的說明圖，圖4係表示利用圖3之模具3進行之預備壓伸的說明圖。如圖3所示，用於預備壓伸中之模具3中包含模頭30、沖頭31及緩衝墊(cushion pad)32。模頭30中設有將素材金屬板2與沖頭31一併壓入之壓入孔30a。緩衝墊32係以與模頭30之端面相對向之方式配置於沖頭31之外周位置。如圖4所示，於預備壓伸中並未藉由模頭30及緩衝墊32完全限制素材金屬板2之外緣部，進行拉拔直至素材金屬板2之外緣部脫離模頭30及緩衝墊32之限制為止。亦可將整個素材金屬板2與沖頭31一併壓入至壓入孔30a中而拉拔。於如上述般形成具有凸緣部之預備體20之情形時，只要以素材金屬板2之外緣部不脫離模頭30及緩衝墊32之限制的深度停止即可。

繼而，圖5係表示用於圖2之第一壓縮壓伸中之模具4的說明圖，圖6係表示利用圖5之模具4進行之第一壓縮壓伸的說明圖。如圖5所示，用於第一壓縮壓伸中之模具4中包含模頭40、沖頭41、頂件墊42及沖頭座(punch holder)43。模頭40係具有壓入孔40a之構件。沖頭41係插入至本體部坯體20a之內部並將本體部坯體20a壓入至壓入孔40a的圓柱體，由沖頭座43所支持。

頂件墊42係以與模頭40相對向之方式配置於沖頭41之外周位置。具體而言，頂件墊42具有墊部420及施壓部421。墊部420係以與模頭40相對向之方式配置於沖頭41之外周位置的環狀構件。施壓部421係配置於墊部420之下部，施壓支持墊部420。另外，施壓部421係由沖頭座43所支持。將本體部坯體20a之周壁之下端載置於墊部420之上。本體部坯體20a之周壁係於模頭40下降時由模頭40及墊部420所夾持。藉由如此般藉由模頭40及墊部420夾持本體部坯體20a之周壁，而對本體部坯體20a施加施壓部421之施壓力(頂件墊力)作為沿著本體部坯體20a之深度方向的壓縮力42a。亦即，頂件墊42係構成對本體部坯體20a施加沿著本體部坯體20a之深度方向的壓縮力42a之加壓機構。

如圖6所示，於第一壓縮壓伸中模頭40下降，藉此將本體部坯體20a與沖頭41一併壓入至壓入孔40a，將本體部坯體20a壓伸。此時，對於本體部坯體20a，藉由模頭40及墊部420夾持本體部坯體20a之周壁後，持續施加沿著本體部坯體20a之深度方向的壓縮力42a。亦即，於第一壓縮中，一邊施加壓縮力42a一邊將本體部坯體20a壓伸。如下文將詳細說明般，於壓縮力42a滿足預定之條件之情形時，可於不使本體部坯體20a減薄之情況下將本體部坯體20a壓伸。藉此，經過第一壓縮之本體部坯體20a之板厚成為第一壓縮壓伸之前的本體部坯體20a之板厚以上。

加工中，頂件墊42之下表面並未與沖頭座43之上表面抵接，而處於可上下移動之狀態。這一情況並未產生所謂之觸底，而是於加工中，正在下降之模頭40與因施壓部421之施壓力(頂件墊力)而欲上升之頂件墊42經由本體部坯體20a而平衡的狀態。

再者，所謂頂件墊42觸底之結構係指施壓部421之施壓力(頂件墊力)小於本體部坯體20a受到變形而縮徑時之變形阻抗力的構成。於該構成中，於正在下降之模頭40與沖頭座43之間成形力達到平衡，故而施加於本體部坯體20a之施壓力(頂件墊力)之主體僅成為使本體部坯體20a縮徑而向模頭40內壓入時之變形阻抗。因此，有助於增厚的主要是與變形阻抗有關的模頭40與沖頭之模具間隔、模頭R、本體部坯體20a之材料強度(耐力×剖面積)，該等條件係一旦決定則無法輕易地變更。亦即，對於觸底突結構之壓縮模具而言，可謂難以對應於素材金屬板之板厚變動而控制板厚之增減。

圖2之第二壓縮壓伸及第三壓縮壓伸係使用具有與圖5及圖6所示之模具4相同的構成之模具而進行。然而，模頭40或沖頭41之尺寸係適當變更。於第二壓縮壓伸中係一邊施加壓縮力42a，一邊將第一壓縮壓伸後之本體部坯體20a壓伸。另外，於第三壓縮壓伸中係一邊施加壓縮力42a，一邊將第二壓縮壓伸後之本體部坯體20a壓伸。藉由在該等第一壓縮壓伸、第二壓縮壓伸、第三壓縮壓伸之後進行精飾延伸而將本體部坯體20a製成本體部10。

第一壓縮壓伸、第二壓縮壓伸、第三壓縮壓伸之壓縮力係以第三壓縮壓伸完成後之本體部坯體20a之板厚(即將精飾延伸之前的板厚)成為預定厚度之方式調整。結果，於精飾延伸中以滿足內徑精度且不產生鍍覆渣之適當之模具間隔進行加工。

繼而，圖7係表示第三壓縮壓伸完成後之預備體中之本體部坯體20a之板厚分佈的圖表，圖8係表示圖7之板厚測定位置的說明圖。將對普通鋼之冷軋鋼板實施了Zn-Al-Mg鍍覆而成之厚度1.8mm、鍍覆附著量90g/m²、直徑116mm之圓形板作為素材金屬板2，進行圖2之預備壓伸以及第一壓縮壓伸、第二壓縮壓伸、第三壓縮壓伸。再者，加工條件係與後述實施例相同。如圖7中以■所示，第三壓縮壓伸完成後之本體部坯體20a之周壁之板厚係除了上部(肩部附近，測定位置：5mm位置)以外厚於素材板厚。另一方面，上部(肩部附近，測定位置：5mm位置)係變得薄於其他部分之板厚。

繼而，圖9係表示圖2之第一壓縮壓伸、第二壓縮壓伸、第三壓縮壓伸中之材料之移動的說明圖。於圖9中係以圓形記號來表示第三壓縮壓伸完成後之預備體中的位於本體部坯體20a之上部的材料，更具體而言位於肩部附近之材料。另外，以塗黑來表示於各壓縮壓伸中藉由壓縮力42a(參照圖6)之作用而增厚效果遍及之區域。如圖9所示，第三壓縮壓伸完成後之位於本體部坯體20a之上部的材料係於第一壓縮壓伸及第二壓縮壓伸中位於頂壁100或頂壁100附近。因此可認為，本體部坯體20a之上部於第一壓縮壓伸及第二壓縮壓伸中無法獲得充分之增厚效果，而成為如圖7所示般本體部坯體20a之上部之板厚局部地變薄之板厚分佈。

再者，如圖7中以▲所示，於不賦予壓縮力42a而進行壓伸加工之情形時，雖然本體部坯體20a之板厚變得薄於素材板厚，但本體部坯體20a之板厚分佈幾乎變得均勻。可認為本體部坯體20a之上部之板厚局部地變薄係進行複數次壓縮壓伸時所特有之現象。

繼而，圖10係表示圖2之精飾延伸步驟中使用之精飾延伸用模具的說明圖，圖10中的(a)表示成為比較對象之一般之精飾延伸用模具，圖10中的(b)表示本實施形態之成形材製造方法中使用之精飾延伸用模具。

如圖10中的(a)及圖10中的(b)所示，於精飾延伸用模具中設有沖頭50及模頭51。以沖頭50經預備體20被覆之狀態將預備體20與沖頭50一併插入至模頭51之壓入孔。

如圖10中的(a)所示，於一般之精飾延伸用模具中，模頭51之內壁係相對於本體部坯體20a之深度方向而平行地延伸，且遍及本體部坯體20a之整個深度方向而將沖頭50與模頭51之間的模具間隔設為一定。於使用此種一般之精飾延伸用模具進行本體部坯體20a之上部之板厚局部地薄的預備體20之延伸加工之情形時，有延伸量於本體部坯體20a之上部變得不充分之虞。以下，將該圖10中的(a)所示般之模具稱為直式。

如圖10中的(b)所示，於本實施形態之成形材製造方法中使用之精飾延伸用模具中，模頭51係由第一分割模頭51a及第二分割模頭51b所構成。第一分割模頭51a係以進行本體部坯體20a之上部之延伸加工之方式配置於第二分割模頭51b之上方。第二分割模頭51b係以進行本體部坯體20a之下部之延伸加工之方式配置於第一分割模頭51a之下方。換言之，於圖10中的(b)之模具中，以預備體20之肩部附近為界而將模頭51於本體部坯體20a之深度方向上一分為二。進行上部之延伸加工的第一分割模頭51a之壓入孔之內徑係設定為窄於進行下部之延伸加工的第二分割模頭51b之壓入孔之內徑。亦即，於本實施形態之成形材製造方法中所使用之模具中，本體部坯體20a之上部之模具間隔係設定為窄於本體部坯體20a之下部之模具間隔。藉由使用此種模具，即便於本體部坯體20a之上部之板厚局部地薄之情形時，亦可於本體部坯體20a之上部確保充分之延伸量。以下，將該圖10中的(b)所示般之模具稱為間隔變化式。

再者，圖1所示之線狀花紋103係藉由將第一分割模頭51a之下端按壓於本體部坯體20a之外周面而形成，可謂使用間隔變化式模具所製造之成形材1之特徵事項。

繼而示出實施例。本發明者等人將對普通鋼之冷軋鋼板實施了Zn-Al-Mg鍍覆而成的厚度1.8mm、鍍覆附著量90g/m²、直徑116mm之圓形板作為素材金屬板2，對壓縮時之頂件墊之支持力(頂件墊力)之大小與本體部坯體20a之本體部周壁平均板厚(mm)之關係進行了調查(圖11及圖12)。

另外，使用使壓縮步驟之頂件墊力變化而製作的具有各種本體部周壁板厚之精飾延伸前之本體部坯體20a，調查了與精飾延伸後之成形材中之內徑尺寸的關係(圖13及圖14)。於精飾延伸加工中使用直式與間隔變化式兩種模具。

首先，加工條件如以下所述。

．模頭肩部之曲率半徑：0.45mm至10mm

．沖頭之直徑：預備壓伸 66mm

第一壓縮壓伸 54mm

第二壓縮壓伸 43mm

第三壓縮壓伸 36.16mm

精飾延伸 36.16mm

．模頭與沖頭之模具間隔(單側)：預備壓伸 2.00mm

第一壓縮壓伸 1.95mm

第二壓縮壓伸 1.95mm

第三壓縮壓伸 1.95mm

精飾延伸 1.85mm

．頂件墊之支持力：0kN至100kN

．衝壓油(press forming oil)：TN-20N

圖11係表示第一壓縮壓伸中之頂件墊力與本體部周壁平均板厚之關係的圖表。於圖11中以第一壓縮壓伸後之本體部周壁平均板厚作為縱軸，以第一壓縮壓伸頂件墊力(kN)作為橫軸。再者，所謂本體部周壁平均板厚係將自沖頭肩半徑之凸緣側之切點(tangent point)起至模頭肩半徑之頂壁側之切點為止的周壁之板厚加以平均化而得。得知本體部周壁平均板厚係隨著第一壓縮壓伸時之頂件墊力變高而幾乎直線性地增加。另外得知，藉由將第一壓縮壓伸時之頂件墊力設為大致15kN以上，可將預備壓伸之本體部周壁平均板厚更增厚。

圖12係表示第二壓縮壓伸中之頂件墊力與本體部周壁平均板厚之關係的圖表。於圖12中以第二壓縮壓伸後之本體部周壁平均板厚作為縱軸，以第二壓縮壓伸時之頂件墊力(kN)作為橫軸。此處亦得知，與第一壓縮壓伸同樣地隨著第二壓縮壓伸時之頂件墊力變高而本體部周壁平均板厚直線性地增加。只是，對於將第一壓縮壓伸時之頂件墊力設為50kN之本體部坯體而言，第二壓縮壓伸時之頂件墊力為大致30kN之情況下增厚至與模具間隔同等之板厚，即便進一步增大頂件墊力板厚亦顯示一定值。這一情況表示可藉由調整(增加)頂件墊力而使本體部坯體之板厚增厚至與模具間隔同等之板厚。於第二壓縮壓伸中，得知藉由將頂件墊力設為大致10kN以上，可較第一壓縮壓伸之本體部周壁平均板厚增厚。

圖13係表示使用圖10中的(a)所示之直式模具進行精飾延伸之成形材中的精飾延伸前之周壁板厚與各測定位置之製品內徑之關係的圖表(比較例)，圖14係表示使用圖10中的(b)所示之間隔變化式模具進行精飾延伸之成形材中的精飾延伸前之周壁板厚與各測定位置之製品內徑之關係的圖表(本發明例)，圖15係表示圖13及圖14之內徑尺寸測定位置的說明圖。

對於使用直式模具之成形材及使用間隔變化式模具之成形材而言，如圖15所示般，於在本體部10之深度方向上距頂壁100之頂部5mm之位置、30mm之位置及55mm之位置三處實施內徑測定。如圖7所示，製品肩部附近(H=5)係板厚局部地變薄，故於使用直式模具之情形時，認為有如圖13所示般H=5mm位置變得延伸不足而內徑變大，容易偏離內徑規格之上限值的傾向。

另一方面，使用間隔變化式模具之情形時，因減小局部地變薄之肩部附近之模頭51之內徑(模具間隔)，故得知如圖14所示般H=5mm位置之內徑變小而被改善至與本體部周壁中央部之H=30mm幾乎同等水準。另外，可確認越增強壓縮壓伸之頂件墊力(延伸前之周壁板厚越厚)，高度方向之內徑尺寸精度越提高，可更顯著地表現出本發明之效果。這一情況之原因在於：越增強頂件墊力，則延伸前之周壁板厚越變厚而材料更容易被沖頭按壓；另外，藉由製成分割模頭並根據周壁板厚使模具間隔值適當化，而使製品內徑接近作為基準之沖頭徑。

繼而，對間隔變化式模具中之本體部坯體上部之模具間隔(將肩部附近延伸的模頭之內徑尺寸)之設定方法進行說明。模具間隔之設定係對使用直式模具(參照圖10中的(a))所製作之成形材1之上部內徑(H=5mm位置之內徑)進行測定，根據該測定上部內徑、內徑之規格上限值及規格下限值以及與沖頭徑之關係而決定適當值。

於以下之說明中，將使用直式模具(參照圖10中的(a))製作成形材1稱為預備實驗，將該預備實驗之模具間隔稱為標準值，將製品內徑與規格上限值之差稱為上限值偏離量，將製品內徑與規格下限值之差稱為下限值偏離量，將精飾延伸模具之沖頭50(參照圖10)之直徑稱為沖頭徑，將製品內徑與沖頭徑之差稱為沖頭徑偏離量。圖16係表示預備實驗中製作之成形材1之製品內徑與規格尺寸等之關係之一例的說明圖。

圖17係表示將間隔變化式模具中之本體部坯體上部之模具間隔變更時的成形材1之上部內徑變化的圖表。圖17之實施例1至實施例5係表示如以下般設定間隔變化式模具中之本體部坯體上部之模具間隔時的成形材1之測定上部內徑。

實施例1：標準值-(上限值偏離量/2)

實施例2：標準值-(上限值偏離量+沖頭徑偏離量)/4

實施例3：標準值-(沖頭徑偏離量/2)

實施例4：標準值-(沖頭徑偏離量+下限值偏離量)/4

實施例5：標準值-(下限值偏離量/2)

圖17所示之實施例1中之本體部坯體上部之模具間隔之大小係設定為製品內徑與規格上限值相等。然而實際上，將精飾延伸加工後之成形材自精飾模具中取出後之製品內徑係因回彈(spring back)而變大，超過規格上限值。另一方面，實施例5中之本體部坯體上部之模具間隔之大小係設定為製品內徑與規格下限值相等。然而，將精飾延伸加工後之成形材自精飾延伸加工之模具中取出後之製品內徑係因進彈(spring go)而變大，超過規格下限值。

另外，實施例3中之本體部坯體上部之模具間隔之大小係設定為製品內徑與沖頭徑相等。然而，將精飾延伸加工後之成形材自精飾模具中取出後之製品內徑係因進彈而變大，經加工成小於作為沖頭徑之36.16mm之內徑。雖加工成小於沖頭徑之內徑，但控制於尺寸規格內。

如圖17所示，於實施例2至實施例4中成形材1之製品上部內徑係控制於尺寸規格內。由此得知，較佳為對預備實驗(將此時之模具間隔作為標準值)中製作之製品之內徑進行測定，將間隔變化式模具中之本體部坯體上部之模具間隔設定於標準值-(上限值偏離量+沖頭徑偏離量)/4以下且標準值-(沖頭徑偏離量+下限值偏離量)/4以上之範圍內。亦即，實施例2及實施例4中之本體部坯體上部之模具間隔之設定係預想因回彈或進彈而製品內徑偏離目標內徑之量並設定為小的間隔，藉此可使自精飾延伸加工之模具中取出後之製品內徑與規格上限值或規格下限值相等。

再者，於該預備實驗中係以H=5mm位置之上部內徑分別超過各規格值(規格上限值、沖頭徑、規格下限值)作為前提。即便於上部內徑之測定結果小於或等於任一規格值之情形時，亦只要使用負值或0作為前述關係式之偏離量即可。

此處，使用具體例對各偏離量之求出方法加以說明。如圖16所示，各規格值如下。

規格上限值：36.35mm

沖頭徑：36.16mm

規格下限值：36.05mm

假設於使用直式模具(圖10中的(a))所製作之成形材1之上部內徑為36.45mm之情形時，亦即於上部內徑分別超過各規格值之情形時，各偏離量如下。

上限值偏離量：36.45-36.35(規格上限值)=0.10mm

沖頭徑偏離量：36.45-36.16(沖頭徑)=0.29mm

下限值偏離量：36.45-36.05(規格下限值)=0.40mm

因此，於上部內徑分別超過各規格值(規格上限值、沖頭徑、規格下限值)之情形時，於設定間隔變化式模具中之本體部坯體上部之模具間隔時，使用正值作為上述關係式之各偏離量。

另一方面，於上部內徑為36.16mm之情形時，亦即於上部內徑超過規格上限值且與沖頭徑相等之情形時，各偏離量如下。

上限值偏離量：36.16-36.35(規格上限值)=-0.29mm

沖頭徑偏離量：36.16-36.16(沖頭徑)=0mm

下限值偏離量：36.16-36.05(規格下限值)=0.11mm

因此，於上部內徑小於規格上限值且與沖頭徑相等之情形時，於設定間隔變化式模具中之本體部坯體上部之模具間隔時，使用負值及0作為上述關係式之上限值偏離量及沖頭徑偏離量。

根據此種成形材製造方法，於至少一次精飾延伸中，使本體部坯體20a之上部之模具間隔窄於本體部坯體20a之下部之模具間隔，故而即便於壓縮壓伸中本體部坯體20a之上部未經充分增厚之情形時，亦可避免延伸加工量於該上部不足之情況。藉此，可遍及成形材1之整個本體部10而獲得良好之內徑精度。本構成係對於馬達外殼等要求成形材之高精度之內徑精度的應用對象特別有用。

另外，於至少一次精飾延伸中，使用包含沿著本體部坯體20a之壓伸方向具有互不相同之內徑的至少兩個分割模頭51a、51b之模頭，使本體部坯體20a之上部之模具間隔窄於本體部坯體20a之下部之模具間隔，故而可容易地進行模具間隔之變更及調整，可更確實地獲得良好之內徑精度。

進一步地，本體部坯體之上部之模具間隔係對預備實驗(將此時之模具間隔作為標準值)中製作之製品之內徑進行測定，並設定於標準值-(上限值偏離量+沖頭徑偏離量)/4以下且標準值-(沖頭徑偏離量+下限值偏離量)/4以上之範圍內，故而可更確實地獲得良好之內徑精度。

此外，在複數次壓縮壓伸中之壓縮力42a係可調整，故而即便於素材金屬板之板厚等條件存在不均一之情形時，亦可使壓縮壓伸後之本體部坯體20a之周壁之板厚更確實地接近目標值，從而可更確實地獲得良好之內徑精度。

再者，於實施形態中以將模頭51分割成兩個分割模頭51a、51b之方式進行了說明，但亦可將模頭51分割成三個以上之分割模頭。另外，只要本體部坯體20a之上部之模具間隔窄於本體部坯體20a之下部之模具間隔，則例如亦可使用使第一分割模頭51a及第二分割模頭51b一體化等的非分割之模頭。亦可藉由傾斜面而非階差來構成模具間隔變化之部分。

另外，於實施形態中以進行3次壓縮之方式進行了說明，但壓縮之次數只要根據成形材1之大小或所要求之尺寸精度而適當變更即可。

1:成形材

2:素材金屬板

10:本體部

20:預備體

20a:本體部坯體

Claims

一種成形材製造方法，係包含藉由對素材金屬板進行多段壓伸及精飾延伸而製造具有筒狀之本體部及形成於該本體部之端部的凸緣部之成形材；前述多段壓伸包含：預備壓伸，係由前述素材金屬板形成具有本體部坯體之預備體；以及複數次壓縮壓伸，係於前述預備壓伸之後進行，一邊對前述本體部坯體之周壁施加沿著前述本體部坯體之深度方向的壓縮力，一邊將前述本體部坯體壓伸；於至少一次前述精飾延伸中，使前述本體部坯體之上部之模具間隔窄於前述本體部坯體之下部之模具間隔。
如請求項1所記載之成形材製造方法，其中於至少一次前述精飾延伸中，使用包含沿著前述本體部坯體之壓伸方向具有互不相同之內徑的至少兩個分割模頭之模頭，使前述本體部坯體之上部之模具間隔窄於前述本體部坯體之下部之模具間隔。
如請求項1或2所記載之成形材製造方法，其中前述本體部坯體之上部之模具間隔係對在預備實驗時將模具間隔作為標準值之預備實驗中製作之製品之內徑進行測定，設定於標準值-(上限值偏離量+沖頭徑偏離量)/4以下且標準值-(沖頭徑偏離量+下限值偏離量)/4以上之範圍內。
如請求項1或2所記載之成形材製造方法，其中前述複數次壓縮壓伸中之前述壓縮力係可調整。