JP2002035853A - Forming method for overhanging part by means of hydroform process - Google Patents
Forming method for overhanging part by means of hydroform processInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、凹部が設けられた
型内に金属管などの中空の金属部材を入れ、金属部材内
に内圧をかけつつ軸方向に押し込んで、凹部の形状に合
致した張出部を成形するハイドロフォーム法による張出
部の成形方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method in which a hollow metal member such as a metal tube is placed in a mold provided with a concave portion, and is pressed in the axial direction while applying an internal pressure to the metal member so as to conform to the shape of the concave portion. The present invention relates to a method for forming an overhang portion by a hydroforming method for forming an overhang portion.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車部品の中には、中空の金属部材で
ある金属管に、ハイドロフォーム法により張出部を成形
した部品がある。ハイドロフォーム法による張出部の成
形は、周知のように、凹部が設けられた型内に金属管を
入れ、当該金属管内に液を導入して内圧をかけ、さらに
両側から管軸方向に圧縮荷重を付加して押し込むことに
よりなされる（例えば、特開平１０−１７５０２８号公
報を参照）。2. Description of the Related Art Among automotive parts, there is a part in which a projecting portion is formed by a hydroforming method on a metal tube which is a hollow metal member. As is well known, the forming of the overhang portion by the hydroforming method is performed by putting a metal tube in a mold provided with a concave portion, introducing a liquid into the metal tube, applying an internal pressure, and further compressing the tube axially from both sides. This is performed by applying a load and pushing in (see, for example, JP-A-10-175028).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ハイドロフォーム法に
よる張出部の成形においては、図１１に示すように、金
属管８１の一部は、内圧が均一に加えられながら凹部８
２内に向けて膨出する。この図において、凹部８２は下
に向けて開放され、凹部８２の底面８３は上側に示され
ている。また、凹部８２は、断面アール形状の底面角部
８２ａを備えている。金属管８１は、凹部８２の内側面
との間で生じる摩擦により、中央部８１ａが略円弧形状
を呈するように膨出する。金属管８１の膨出に伴い、ま
ず、中央部８１ａの先端が凹部８２の底面８３に接触す
ることになる。In forming the overhang by the hydroforming method, as shown in FIG. 11, a part of the metal tube 81 is formed in the recess 8 while the internal pressure is being applied uniformly.
2 swells inward. In this figure, the concave portion 82 is opened downward, and the bottom surface 83 of the concave portion 82 is shown on the upper side. In addition, the concave portion 82 includes a bottom corner portion 82a having a round cross section. The metal tube 81 swells so that the central portion 81a assumes a substantially arc shape due to friction generated between the metal tube 81 and the inner surface of the concave portion 82. As the metal tube 81 expands, first, the tip of the central portion 81a comes into contact with the bottom surface 83 of the concave portion 82.
【０００４】ここで、付加される内圧が比較的低いと、
金属管８１は、凹部８２との間の摩擦によりもはや膨出
しなくなる。このため、底面角部８２ａの曲率半径が金
属管８１の板厚に比して小さい場合には、張出部８４の
肩部８４ａが底面角部８２ａに接するまで膨出しなくな
る。この結果、底面角部８２ａのアール形状に合致した
アール形状の肩部８４ａが張出部８４に形成されず、凹
部８２の形状に合致した形状に張出部８４を成形できな
いという不具合がある。Here, if the applied internal pressure is relatively low,
The metal tube 81 no longer swells due to friction between the metal tube 81 and the concave portion 82. Therefore, when the radius of curvature of the bottom corner portion 82a is smaller than the thickness of the metal tube 81, the shoulder 84a of the overhang portion 84 does not bulge until it contacts the bottom corner portion 82a. As a result, there is a problem that the rounded shoulder portion 84a that matches the round shape of the bottom corner portion 82a is not formed on the overhang portion 84, and the overhang portion 84 cannot be formed into a shape that matches the shape of the concave portion 82.
【０００５】一方、底面角部８２ａのアール形状に合致
した小さい曲率半径の肩部を張出部８４に形成しようと
すると、凹部８２の内側面との間で生じる摩擦に抗して
金属管８１を膨出させ得るように、金属管８１内に付与
すべき内圧を高めなければならない。しかしながら、か
かる手法では、非常に高い内圧を発生させる設備が必要
であり、成形設備の大型化やコストの増加を招くという
問題がある。On the other hand, if it is attempted to form a shoulder having a small radius of curvature in conformity with the round shape of the bottom corner portion 82a on the overhang portion 84, the metal tube 81 resists friction generated between the overhang portion 84 and the inner surface of the recess portion 82. , The internal pressure to be applied in the metal tube 81 must be increased. However, such a method requires equipment for generating an extremely high internal pressure, and has a problem that the molding equipment is increased in size and cost is increased.
【０００６】そこで、本発明は、金属部材内に付与すべ
き内圧を必要以上に高めることなく、小さい曲率半径の
肩部を張出部に形成することが可能なハイドロフォーム
法による張出部の成形方法を提供することを目的とす
る。Accordingly, the present invention is directed to a hydroforming method for forming a projecting portion having a small radius of curvature on a projecting portion without unnecessarily increasing the internal pressure to be applied to a metal member. It is an object to provide a molding method.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１に記載の発明は、断面アール形状をなす部分
を備える凹部が設けられた型内に中空の金属部材を入
れ、前記金属部材内に内圧をかけつつ軸方向に押し込ん
で、前記凹部の形状に合致した張出部を成形するハイド
ロフォーム法による張出部の成形方法において、前記金
属部材の一部に加工硬化を付与した後に、ハイドロフォ
ーム法により張出部を成形し、当該張出部に、前記アー
ル形状に合致した形状の肩部が形成されるようにしたこ
とを特徴とするハイドロフォーム法による張出部の成形
方法である。According to a first aspect of the present invention, a hollow metal member is placed in a mold provided with a concave portion having a portion having a round cross section. In the method of forming an overhang portion by a hydroforming method of forming an overhang portion conforming to the shape of the concave portion by pressing in the axial direction while applying internal pressure to the member, work hardening was applied to a part of the metal member. Forming the overhang by the hydroforming method, wherein the overhang is formed by a hydroforming method, and the overhanging portion is formed with a shoulder having a shape corresponding to the round shape. Is the way.
【０００８】また、請求項２に記載の発明は、前記金属
部材における加工硬化を付与する部位は、前記張出部の
頂面または側面をなす部分に相当することを特徴とす
る。[0008] The invention described in claim 2 is characterized in that the portion of the metal member to which work hardening is applied corresponds to a portion forming a top surface or a side surface of the overhang portion.
【０００９】[0009]
【発明の効果】上記のように構成した本発明は以下の効
果を奏する。The present invention configured as described above has the following effects.
【００１０】請求項１に記載の発明によれば、加工硬化
を金属部材の一部に付与することにより、この部分と他
の部分との間に強度差を持たせてあるので、金属部材の
板厚との比が比較的小さな小さい曲率半径の肩部を張出
部に形成することができる。According to the first aspect of the present invention, by imparting work hardening to a part of the metal member, a difference in strength is provided between this part and the other part. A shoulder with a small radius of curvature having a relatively small ratio to the plate thickness can be formed in the overhang.
【００１１】また、加工硬化を付与しない場合に比べ
て、低い内圧で、小さい曲率半径の肩部をハイドロフォ
ーム成形できるため、金属部材内に付与すべき内圧を必
要以上に高める必要がなく、成形設備の大型化やコスト
の増加を招くことがない。In addition, since the shoulder portion having a small radius of curvature can be hydroformed with a lower internal pressure as compared with a case where work hardening is not applied, it is not necessary to increase the internal pressure to be applied in the metal member more than necessary. There is no increase in equipment size and cost.
【００１２】さらに、比較的大きい曲率半径の肩部をハ
イドロフォーム成形しておき、その後に膨出部分を潰し
て、小さい曲率半径の肩部を形成するという後作業や、
これを実現する特殊な構造のハイドロフォーム成形型を
必要としないため、ハイドロフォーム成形工程が簡素に
なり、型の個数を削減することができる。[0012] Further, after forming a shoulder portion having a relatively large radius of curvature by hydroforming, and then squeezing the swelling portion to form a shoulder portion having a small radius of curvature,
Since a hydroform mold having a special structure for realizing this is not required, the hydroform molding process is simplified, and the number of molds can be reduced.
【００１３】請求項２に記載の発明によれば、加工硬化
を所望の位置に付与することにより、種々の形状をなす
張出部に、小さい曲率半径の肩部を形成することができ
る。また、張出部の形状が、金属部材の押込み方向に沿
って見て非対称な形状であっても、本発明を適用でき
る。According to the second aspect of the present invention, by giving work hardening to a desired position, a shoulder having a small radius of curvature can be formed on the overhanging portion having various shapes. Further, the present invention can be applied even if the shape of the overhanging portion is asymmetrical when viewed along the pushing direction of the metal member.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１５】図１（Ａ）および（Ｂ）は、前加工により
加工硬化を施した金属管をハイドロフォーム成形機に設
置した状態を示す図および要部断面図である。図２
（Ａ）および（Ｂ）は、ハイドロフォーム成形中の状態
を示す図および要部断面図である。図３（Ａ）および
（Ｂ）は、ハイドロフォーム成形が終了する直前の状態
を示す図および要部断面図である。FIGS. 1A and 1B are a diagram and a sectional view showing a state in which a metal tube subjected to work hardening by pre-processing is installed in a hydroform molding machine. FIG.
(A) and (B) are the figure and sectional drawing which show the state during hydroform molding. 3A and 3B are a diagram and a cross-sectional view illustrating a state immediately before the end of the hydroform molding.
【００１６】図示するように、ハイドロフォーム成形機
１０は、相対的に接近離反移動自在に設けられた上型１
１と下型１２とを有し、これら上型１１と下型１２との
間に、中空の金属部材としての金属管１３が入れられ
る。金属管１３の一部１４は、前加工により加工硬化が
施されている。上型１１および下型１２のそれぞれに
は、カップ形状の凹部１５が設けられている。凹部１５
は、断面アール形状をなす部分として、断面アール形状
の底面角部１５ａを備える。金属管１３の両端部には、
当該金属管１３を両側から軸方向に押し込むため、押込
み用シリンダ２０、２１が設けられている。各押込み用
シリンダ２０、２１には、金属管１３の内部に連通する
液導入通路２２が形成されている。液導入通路２２は、
図示しない圧力供給装置に接続されている。所定の圧力
に高められた液は、圧力供給装置から液導入通路２２を
通って金属管１３の内部に導入される。As shown in the figure, the hydroform molding machine 10 is provided with an upper mold 1 provided so as to be relatively movable toward and away from the upper mold.
1 and a lower mold 12, and a metal tube 13 as a hollow metal member is inserted between the upper mold 11 and the lower mold 12. The part 14 of the metal tube 13 has been subjected to work hardening by pre-processing. Each of the upper mold 11 and the lower mold 12 is provided with a cup-shaped recess 15. Recess 15
Is provided with a bottom corner 15a having a rounded cross section as a portion having a rounded cross section. At both ends of the metal tube 13,
Push cylinders 20 and 21 are provided to push the metal tube 13 axially from both sides. Each of the pushing cylinders 20 and 21 is formed with a liquid introduction passage 22 communicating with the inside of the metal tube 13. The liquid introduction passage 22 is
It is connected to a pressure supply device (not shown). The liquid raised to a predetermined pressure is introduced into the metal tube 13 from the pressure supply device through the liquid introduction passage 22.
【００１７】ハイドロフォーム法による張出部の成形手
順を説明する。The procedure for forming the overhang by the hydroforming method will be described.
【００１８】まず、図１（Ａ）および（Ｂ）に示すよう
に、前加工により加工硬化を施した金属管１３をハイド
ロフォーム成形機１０に設置する。加工硬化を付与する
部位１４は、張出部の頂面をなす部分に相当する。加工
硬化を付与する部位１４の長さは、底面角部１５ａ間の
長さにほぼ等しいのが好ましい。但し、加工硬化を付与
する最適長さは、凹部１５の深さ、金属管１３の板厚や
材質などで異なるため、最終的な長さはトライアンドエ
ラーにて決定されている。First, as shown in FIGS. 1A and 1B, a metal tube 13 which has been subjected to work hardening by pre-processing is installed in a hydroform molding machine 10. The portion 14 to which work hardening is applied corresponds to a portion forming the top surface of the overhang. The length of the portion 14 to which work hardening is applied is preferably substantially equal to the length between the bottom corners 15a. However, since the optimum length for imparting work hardening varies depending on the depth of the concave portion 15, the plate thickness and the material of the metal tube 13, the final length is determined by trial and error.
【００１９】次いで、図２（Ａ）および（Ｂ）に示すよ
うに、金属管１３の内部に所定の圧力に高められた液を
導入して内圧をかけつつ、各押込み用シリンダ２０、２
１を前進移動して金属管１３を両側から軸方向に押し込
んで圧縮する。すると、金属管１３の一部は、内圧が均
一に加えられ、かつ、押込み用シリンダ２０、２１の押
し込みに伴って材料が供給されながら、凹部１５内に向
けて膨出する。このとき、張出部の頂面をなす部分１４
に加工硬化が付与されているので、金属管１３の一部
は、中央部がそれほど膨らむことなく略まっすぐな状態
のままで、膨出する。Next, as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B), while the liquid which has been increased to a predetermined pressure is introduced into the metal tube 13 and the internal pressure is applied, each of the pushing cylinders 20, 2
1 is moved forward, and the metal tube 13 is pushed in from both sides in the axial direction to be compressed. Then, a part of the metal tube 13 swells toward the inside of the concave portion 15 while the internal pressure is uniformly applied and the material is supplied along with the pushing of the pushing cylinders 20 and 21. At this time, the portion 14 forming the top surface of the overhang portion
Since the work hardening is applied to the metal tube 13, a part of the metal tube 13 swells while the center portion is not so swelled and remains substantially straight.
【００２０】そして、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すよ
うに、金属管１３の一部は、凹部１５の内側面との間で
生じる摩擦力に抗して、加工硬化を付与した中央部が略
まっすぐな状態のまま膨出し、凹部１５の内面に沿って
変形する。成形後の張出部３０は、凹部１５の底面角部
１５ａのアール形状に合致したアール形状の肩部３０ａ
が形成され、凹部１５の形状に合致した形状に成形され
ている。Then, as shown in FIGS. 3A and 3B, a part of the metal tube 13 has a work-hardened center against a frictional force generated between the metal tube 13 and the inner surface of the recess 15. The portion swells while being substantially straight, and deforms along the inner surface of the concave portion 15. The overhang 30 after molding has a rounded shoulder 30a that matches the rounded shape of the bottom corner 15a of the recess 15.
Is formed, and is formed into a shape that matches the shape of the concave portion 15.
【００２１】上記の加工手順によれば、加工硬化を張出
部３０の頂面をなす部位に付与することにより、この部
位と他の部分との間に強度差を持たせてあるので、金属
管１３の板厚との比が比較的小さな小さい曲率半径の肩
部３０ａを張出部３０に形成することができる。According to the above-described processing procedure, work hardening is applied to the portion forming the top surface of the overhang portion 30, so that a difference in strength is provided between this portion and the other portions. A shoulder 30 a having a small radius of curvature having a relatively small ratio to the plate thickness of the tube 13 can be formed in the overhang portion 30.
【００２２】また、加工硬化を付与しない場合に比べ
て、低い内圧で、小さい曲率半径の肩部３０ａをハイド
ロフォーム成形できる。これにより、金属管１３内に付
与すべき内圧を必要以上に高める必要がなく、成形設備
の大型化やコストの増加を招くことがない。Further, the shoulder portion 30a having a small radius of curvature can be formed by hydroforming at a lower internal pressure as compared with a case where work hardening is not applied. Accordingly, it is not necessary to increase the internal pressure to be applied in the metal tube 13 more than necessary, and there is no increase in size and cost of molding equipment.
【００２３】さらに、比較的大きい曲率半径の肩部をハ
イドロフォーム成形しておき、その後に膨出した部分を
潰して、小さい曲率半径の肩部を形成するという後作業
や、これを実現する特殊な構造のハイドロフォーム成形
型を必要としない。このため、ハイドロフォーム成形工
程が簡素になり、型の個数を削減することができる。Further, a shoulder portion having a relatively large radius of curvature is subjected to hydroforming, and then a swelled portion is crushed to form a shoulder portion having a small radius of curvature. It does not require a hydroform mold having a simple structure. For this reason, the hydroform molding process is simplified, and the number of molds can be reduced.
【００２４】なお、張出部３０が単純なカップ形状を有
する場合を図示したが、本発明は、この場合に限定され
るものではない。例えば、張出部３０は、階段状に突出
する形状を有していてもよい。また、小さい曲率半径の
肩部３０ａを張出部３０の縁部に形成した場合を図示し
たが、肩部３０ａの位置は限定されるものではなく、所
望の位置に設定できる。また、中空の金属部材は、金属
管１３に限定されず、２枚のプレートを付き合わせた形
態でもよい。Although the case where the projecting portion 30 has a simple cup shape is shown, the present invention is not limited to this case. For example, the overhang portion 30 may have a shape that protrudes in a stepped manner. Although the case where the shoulder portion 30a having a small radius of curvature is formed at the edge of the overhang portion 30 is illustrated, the position of the shoulder portion 30a is not limited and can be set to a desired position. Further, the hollow metal member is not limited to the metal tube 13, and may be a form in which two plates are attached to each other.
【００２５】図４（Ａ）および（Ｂ）は、スピニング工
法による縮管成形により加工硬化を施した金属管をハイ
ドロフォーム成形機に設置した状態を示す図および要部
断面図である。図５（Ａ）および（Ｂ）は、ハイドロフ
ォーム成形が終了する直前の状態を示す図および要部断
面図である。FIGS. 4 (A) and 4 (B) are a diagram and a sectional view showing a state where a metal tube which has been subjected to work hardening by tube forming by a spinning method is installed in a hydroform molding machine. 5 (A) and 5 (B) are a diagram showing a state immediately before the end of the hydroform molding and a cross-sectional view of a main part.
【００２６】図示するように、この実施形態のハイドロ
フォーム成形機４０は、前述した実施形態と同様に、相
対的に接近離反移動自在に設けられた上型４１と下型４
２とを有し、これら上型４１と下型４２との間に、中空
の金属部材としての金属管４３が入れられる。金属管４
３は、前加工にて、スピニング工法による縮管成形によ
り加工硬化が施されている。金属管４３の大径部側であ
る図中左端部には、当該金属管４３を片側から軸方向に
押し込むため、押込み用シリンダ５０が設けられてい
る。金属管４３の小径部側である図中右端部は、軸方向
に移動しないブロック５１が配置されている。押込み用
シリンダ５０に液導入通路５２が形成され、所定の圧力
に高められた液が金属管４３の内部に導入される点は、
前述した実施形態と同様である。As shown in the figure, the hydroform molding machine 40 of this embodiment has an upper mold 41 and a lower mold 4 which are provided so as to be relatively movable toward and away from each other, similarly to the above-described embodiment.
A metal tube 43 as a hollow metal member is inserted between the upper die 41 and the lower die 42. Metal tube 4
In No. 3, work hardening is performed by pre-processing by contraction tube forming by a spinning method. A pushing cylinder 50 is provided at the left end in the drawing, which is the large-diameter portion side of the metal tube 43, to push the metal tube 43 axially from one side. A block 51 that does not move in the axial direction is disposed at the right end in the figure on the small diameter side of the metal tube 43. The point where the liquid introduction passage 52 is formed in the pushing cylinder 50 and the liquid raised to a predetermined pressure is introduced into the metal pipe 43 is as follows.
This is the same as the above-described embodiment.
【００２７】上型４１および下型４２のそれぞれには凹
部４５が設けられているが、この凹部４５は、金属管４
３の軸方向である押込み方向に沿って見れば、非対称な
形状となっている。押込み方向の上流側である凹部４５
の左内側面４６は、軸方向に対して傾いた傾斜面となっ
ている。傾斜した左内側面４６に連続する底面４７は、
軸方向と略平行に形成されている。底面４７に連続する
と共に押込み方向の下流側である右内側面４８は、軸方
向に対して略直交する垂直面となっている。凹部４５
は、断面アール形状をなす部分として、右内側面４８寄
りに、断面アール形状の底面角部４５ａを備える。Each of the upper die 41 and the lower die 42 is provided with a concave portion 45.
When viewed along the pushing direction which is the axial direction of No. 3, it has an asymmetric shape. Recess 45 on the upstream side in the pushing direction
Is formed as an inclined surface inclined with respect to the axial direction. The bottom surface 47 that is continuous with the inclined left inner surface 46 is
It is formed substantially parallel to the axial direction. A right inner side surface 48 which is continuous with the bottom surface 47 and is a downstream side in the pushing direction is a vertical surface substantially orthogonal to the axial direction. Recess 45
Is provided with a bottom corner 45a having a rounded cross section near the right inner side surface 48 as a portion having a rounded cross section.
【００２８】この実施形態のハイドロフォーム法による
張出部の成形手順を説明する。The procedure for forming the overhang portion by the hydroforming method of this embodiment will be described.
【００２９】まず、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すよう
に、前加工のスピニング工法による縮管成形により加工
硬化を施した金属管４３をハイドロフォーム成形機４０
に設置する。加工硬化を付与する部位４４は、張出部の
側面をなす部分に相当する。また、加工硬化を付与する
長さは、凹部４５の底面角部４５ａにまで及ぶ長さとし
てある。First, as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), a metal tube 43 which has been subjected to work hardening by tube forming by a pre-processing spinning method is used to form a hydroform molding machine 40.
Installed in The portion 44 to which work hardening is applied corresponds to a portion forming a side surface of the overhang portion. Further, the length to which the work hardening is applied is a length that reaches the bottom corner 45 a of the recess 45.
【００３０】次いで、金属管４３の内部に所定の圧力に
高められた液を導入して内圧をかけつつ、押込み用シリ
ンダ５０を前進移動して金属管４３を片側から軸方向に
押し込んで圧縮する。すると、金属管４３の一部は、内
圧が均一に加えられ、かつ、押込み用シリンダ５０の押
し込みに伴って材料が供給されながら、凹部４５内に向
けて膨出する。このとき、凹部４５の左内側面４６は傾
斜面であるので材料が滑らかに供給され、金属管４３
は，左内側面４６および底面４７の内面に沿って変形す
る。さらに、張出部の側面をなす部分に加工硬化が付与
されているので、この加工硬化が付与された部位は、座
屈することなく右内側面４８に向けて変形する。Next, the liquid cylinder raised to a predetermined pressure is introduced into the metal pipe 43 to apply the internal pressure, and the pushing cylinder 50 is moved forward to push the metal pipe 43 axially from one side to compress. . Then, a part of the metal tube 43 swells into the concave portion 45 while the internal pressure is uniformly applied and the material is supplied along with the pushing of the pushing cylinder 50. At this time, since the left inner side surface 46 of the concave portion 45 is an inclined surface, the material is supplied smoothly,
Is deformed along the inner surfaces of the left inner surface 46 and the bottom surface 47. Further, since the work hardening is applied to the portion forming the side surface of the overhang portion, the work hardened portion deforms toward the right inner side surface 48 without buckling.
【００３１】そして、図５（Ａ）および（Ｂ）に示すよ
うに、金属管４３の一部は、凹部４５の内側面４６、４
８との間で生じる摩擦力に抗して、加工硬化を付与した
部分４４が右内側面４８に沿って変形する。成形後の張
出部６０は、凹部４５の底面角部４５ａのアール形状に
合致したアール形状の肩部６０ａが形成され、凹部４５
の形状に合致した形状に成形されている。張出部６０の
形状は、凹部４５の形状に対応して、金属部材の押込み
方向に沿って見て非対称な形状となっている。本発明は
このような場合にも広く適用することができるものであ
る。As shown in FIGS. 5A and 5B, a part of the metal tube 43 is
The work-hardened portion 44 is deformed along the right inner side surface 48 against the frictional force generated between the portion 44 and the work hardening portion 8. The overhang portion 60 after molding has a rounded shoulder portion 60a that matches the round shape of the bottom corner portion 45a of the concave portion 45, and the concave portion 45
It is formed into a shape that matches the shape of. The shape of the overhang portion 60 has an asymmetric shape corresponding to the shape of the concave portion 45 when viewed along the pushing direction of the metal member. The present invention can be widely applied to such a case.
【００３２】この実施形態においても、前述した実施形
態と同様に、加工硬化を張出部６０の側面をなす部位に
付与することにより、この部位と他の部分との間に強度
差を持たせてあるので、金属管４３の板厚との比が比較
的小さな小さい曲率半径の肩部６０ａを張出部６０に形
成することができる。また、加工硬化を付与しない場合
に比べて、低い内圧で、小さい曲率半径の肩部６０ａを
ハイドロフォーム成形でき、成形設備の大型化やコスト
の増加を招くことがない。さらに、ハイドロフォーム成
形工程が簡素になり、型の個数を削減することができ
る。Also in this embodiment, similarly to the above-described embodiment, work hardening is applied to a portion forming the side surface of the overhang portion 60, so that a difference in strength is provided between this portion and another portion. Therefore, the shoulder portion 60 a having a small radius of curvature having a relatively small ratio to the plate thickness of the metal tube 43 can be formed in the overhang portion 60. Also, compared with the case where work hardening is not applied, the shoulder 60a having a small radius of curvature can be hydroformed with a lower internal pressure, and there is no increase in the size and cost of molding equipment. Further, the hydroforming step is simplified, and the number of molds can be reduced.
【００３３】図６（Ａ）および（Ｂ）は、図４および図
５に示した実施形態に対する対比例を示す断面図であ
る。FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views showing a comparative example with respect to the embodiment shown in FIGS.
【００３４】図６（Ａ）に示すように、対比例において
は、加工硬化を付与する部位４４の長さは、凹部４５の
底面角部４５ａにまで及ばない長さである。このように
加工硬化を付与する長さが凹部４５の底面角部４５ａに
まで及ばない程度に短い場合には、ハイドロフォーム法
により張出部７０を成形すると、同じ値の内圧の下で
は、張出部７０の肩部７０ａが底面角部４５ａに接する
まで膨出しなかった。これより、加工硬化を付与する長
さを、凹部４５の底面角部４５ａにまで及ぶ長さとする
効果を確認できた。As shown in FIG. 6A, in the comparative example, the length of the portion 44 to which work hardening is applied is a length that does not reach the bottom corner 45a of the concave portion 45. When the length of the work hardening is short enough not to reach the bottom corner 45a of the recess 45, the overhang 70 is formed by the hydroforming method. It did not bulge until the shoulder 70a of the protrusion 70 contacted the bottom corner 45a. From this, it was confirmed that the length of the work hardening was extended to the bottom corner 45a of the recess 45.
【００３５】図４および図５に示す実施形態において、
加工硬化を付与した部位４４の硬度Ｈ１は、加工硬化を
付与しない素材自体の硬度Ｈ０の１．４倍であった（Ｈ
１＝１．４×Ｈ０）。また、得られた肩部６０ａの曲率
半径ｒは、金属管４３の板厚ｔ０の１．２倍であり（ｒ
＝１．２×ｔ０）、板厚ｔ０との比が比較的小さい。In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5,
The hardness H1 of the portion 44 to which work hardening was applied was 1.4 times the hardness H0 of the material itself to which no work hardening was applied (H
1 = 1.4 × H0). The radius of curvature r of the obtained shoulder portion 60a is 1.2 times the plate thickness t0 of the metal tube 43 (r
= 1.2 × t0), and the ratio to the plate thickness t0 is relatively small.
【００３６】一方、図６に示す対比例においては、得ら
れた肩部７０ａの曲率半径Ｒは、金属管４３の板厚ｔ０
の３倍であり（ｒ＝３×ｔ０）、板厚ｔ０との比が大き
かった。On the other hand, in the comparative example shown in FIG. 6, the obtained radius of curvature R of the shoulder 70a is different from the thickness t0 of the metal tube 43.
(R = 3 × t0), and the ratio to the plate thickness t0 was large.
【００３７】図７〜図１０は、加工硬化を付与する例を
示す図である。FIGS. 7 to 10 are views showing examples of imparting work hardening.
【００３８】図７（Ａ）および（Ｂ）は、スピニング工
法により加工硬化を付与する例を示す図である。スピニ
ング装置１００は、回転駆動されると共に金属管１０１
の軸方向に沿って移動自在なリング部１０２と、当該リ
ング部１０２に径方向に沿って移動自在に取り付けられ
た３個のスライド部１０３と、各スライド部１０３に回
転自在に取り付けられた加工用ローラ１０４と、を有す
る。スライド部１０３を径方向内方に押し付けながら、
リング部１０２を回転駆動すると共に金属管１０１の軸
方向に沿って移動することにより、金属管１０１に加工
硬化部位１０５が形成される。FIGS. 7A and 7B are views showing an example of imparting work hardening by a spinning method. The spinning device 100 is rotatably driven and has a metal tube 101.
A ring portion 102 movable along the axial direction of the above, three slide portions 103 movably attached to the ring portion 102 along the radial direction, and a process rotatably attached to each slide portion 103 Roller 104. While pressing the slide part 103 inward in the radial direction,
By rotating and driving the ring portion 102 and moving along the axial direction of the metal tube 101, a work hardened portion 105 is formed in the metal tube 101.
【００３９】図８（Ａ）および（Ｂ）は、スウェージン
グにより加工硬化を付与する例を示す図である。スウェ
ージング装置１１０は、回転駆動されるリング部１１１
と、当該リング部１１１に径方向に沿って移動自在に取
り付けられた４個の加工用ダイ１１２と、加工用ダイ１
１２の径方向位置を規制するスライドカム１１３と、ス
ライドカム１１３を保持する多数のローラ１１４と、を
有する。加工用ダイ１１２およびスライドカム１１３
は、それぞれに形成されたカム面１１２ａ、１１３ａを
介して、当接している。スライドカム１１３を金属管１
１５の軸方向に沿って移動させることにより、加工用ダ
イ１１２が径方向に沿って移動する。スライドカム１１
３により加工用ダイ１１２を径方向内方に押し付けなが
ら、リング部１１１を回転駆動することにより、金属管
１１５に加工硬化部位１１６が形成される。FIGS. 8A and 8B are diagrams showing an example of applying work hardening by swaging. The swaging device 110 includes a ring portion 111 that is rotationally driven.
And four processing dies 112 movably attached to the ring portion 111 along the radial direction.
A slide cam 113 that regulates the radial position of the slide cam 12 and a number of rollers 114 that hold the slide cam 113 are provided. Processing die 112 and slide cam 113
Are in contact with each other via cam surfaces 112a and 113a formed respectively. Slide cam 113 to metal tube 1
By moving the processing die 112 along the axial direction 15, the processing die 112 moves along the radial direction. Slide cam 11
By rotating the ring portion 111 while pressing the processing die 112 inward in the radial direction by the step 3, a work hardened portion 116 is formed in the metal tube 115.
【００４０】図９は、ショットピーニングにより加工硬
化を付与する例を示す図である。ショットピーニング装
置１２０は、ショット１２１を収納するショットタンク
１２２と、圧縮空気１２３によりショット１２１を高速
で噴射するノズル１２４と、を有する。圧縮空気１２３
を用いてショット１２１をノズル１２４から噴射しなが
ら、金属管１２５を回転駆動すると共に軸方向に沿って
移動することにより、金属管１２５に加工硬化部位１２
６が形成される。FIG. 9 is a diagram showing an example in which work hardening is imparted by shot peening. The shot peening apparatus 120 has a shot tank 122 for storing a shot 121 and a nozzle 124 for jetting the shot 121 at high speed by compressed air 123. Compressed air 123
The metal pipe 125 is driven to rotate and moved along the axial direction while injecting the shot 121 from the nozzle 124 using the
6 are formed.
【００４１】図１０は、焼入れにより加工硬化を付与す
る例を示す図である。高周波加熱装置１３０により金属
管１３１を加熱し、冷却装置１３２により冷却すること
により、金属管１３１に加工硬化部位１３３が形成され
る。FIG. 10 is a diagram showing an example in which work hardening is imparted by quenching. The metal tube 131 is heated by the high-frequency heating device 130 and cooled by the cooling device 132, so that a work hardened portion 133 is formed in the metal tube 131.
【図１】 図１（Ａ）および（Ｂ）は、前加工により加
工硬化を施した金属管をハイドロフォーム成形機に設置
した状態を示す図および要部断面図である。FIGS. 1 (A) and 1 (B) are a diagram and a cross-sectional view of a main part showing a state in which a metal tube subjected to work hardening by pre-processing is installed in a hydroform molding machine.
【図２】 図２（Ａ）および（Ｂ）は、ハイドロフォー
ム成形中の状態を示す図および要部断面図である。FIGS. 2A and 2B are a diagram showing a state during hydroform molding and a cross-sectional view of a main part.
【図３】 図３（Ａ）および（Ｂ）は、ハイドロフォー
ム成形が終了する直前の状態を示す図および要部断面図
である。FIGS. 3 (A) and 3 (B) are a view showing a state immediately before the completion of hydroforming and a sectional view of a main part.
【図４】 図４（Ａ）および（Ｂ）は、スピニング工法
による縮管成形により加工硬化を施した金属管をハイド
ロフォーム成形機に設置した状態を示す図および要部断
面図である。FIGS. 4 (A) and 4 (B) are a diagram and a cross-sectional view showing a state where a metal tube which has been subjected to work hardening by tube forming by a spinning method is installed in a hydroform molding machine.
【図５】 図５（Ａ）および（Ｂ）は、ハイドロフォー
ム成形が終了する直前の状態を示す図および要部断面図
である。5 (A) and 5 (B) are a diagram and a sectional view showing a state immediately before the end of hydroform molding.
【図６】 図６（Ａ）および（Ｂ）は、図４および図５
に示した実施形態に対する対比例を示す断面図である。6 (A) and 6 (B) show FIGS. 4 and 5 respectively.
FIG. 4 is a sectional view showing a comparative example with respect to the embodiment shown in FIG.
【図７】 図７（Ａ）および（Ｂ）は、スピニング工法
により加工硬化を付与する例を示す図である。FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an example in which work hardening is imparted by a spinning method.
【図８】 図８（Ａ）および（Ｂ）は、スウェージング
により加工硬化を付与する例を示す図である。FIGS. 8A and 8B are diagrams showing an example of applying work hardening by swaging.
【図９】 ショットピーニングにより加工硬化を付与す
る例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example in which work hardening is imparted by shot peening.
【図１０】 焼入れにより加工硬化を付与する例を示す
図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of imparting work hardening by quenching.
【図１１】 一般的なハイドロフォーム法による張出部
の成形状態の説明に供する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a molding state of an overhang portion by a general hydroforming method.
１０、４０…ハイドロフォーム成形機 １１、１２、４１、４２…型 １３、４３…金属管（中空の金属部材） １４、４４…加工硬化を付与する部位 １５、４５…凹部 １５ａ、４５ａ…底面角部（断面アール形状をなす部
分） ３０、６０…張出部 ３０ａ、６０ａ…肩部10, 40 ... hydroform molding machine 11, 12, 41, 42 ... mold 13, 43 ... metal tube (hollow metal member) 14, 44 ... part to give work hardening 15, 45 ... recess 15a, 45a ... bottom angle Portions (portions forming a rounded cross section) 30, 60 ... overhang portions 30a, 60a ... shoulder portions
Claims (2)
が設けられた型内に中空の金属部材を入れ、前記金属部
材内に内圧をかけつつ軸方向に押し込んで、前記凹部の
形状に合致した張出部を成形するハイドロフォーム法に
よる張出部の成形方法において、 前記金属部材の一部に加工硬化を付与した後に、ハイド
ロフォーム法により張出部を成形し、当該張出部に、前
記アール形状に合致した形状の肩部が形成されるように
したことを特徴とするハイドロフォーム法による張出部
の成形方法。1. A hollow metal member is placed in a mold provided with a concave portion having a portion having a round cross section, and is pressed in the axial direction while applying an internal pressure to the metal member so as to conform to the shape of the concave portion. In the method for forming an overhang portion by a hydroforming method of forming an overhang portion, after imparting work hardening to a part of the metal member, an overhang portion is formed by a hydroforming method, and the overhang portion is formed on the overhang portion. A method for forming an overhang portion by a hydroforming method, wherein a shoulder having a shape conforming to a round shape is formed.
る部位は、前記張出部の頂面または側面をなす部分に相
当することを特徴とする請求項１に記載のハイドロフォ
ーム法による張出部の成形方法。2. The overhang portion according to claim 1, wherein the portion of the metal member to which work hardening is applied corresponds to a portion forming a top surface or a side surface of the overhang portion. Molding method.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000217970A JP3680711B2 (en) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | Method of forming overhang by hydrofoam method |
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|---|---|
| JP2002035853A true JP2002035853A (en) | 2002-02-05 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005000978A (en) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Nissan Motor Co Ltd | Hydraulic forming method and metallic plate for hydraulic forming |
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| CN102319790A (en) * | 2011-07-16 | 2012-01-18 | 陈国强 | A kind of processing method of valve body |
| CN117681478A (en) * | 2024-02-04 | 2024-03-12 | 西南石油大学 | Hydraulic forming integrated device for bipolar plate of hydrogen fuel cell |
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| CN117681478B (en) * | 2024-02-04 | 2024-04-26 | 西南石油大学 | Hydraulic forming integrated device for bipolar plate of hydrogen fuel cell |
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