JP2002336915A - アルミニウム缶成形用絞り金型 - Google Patents
アルミニウム缶成形用絞り金型Info
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Abstract
る絞り金型において、カッピングされたワークに肉厚偏
差を低減することができ、また溶着による偏摩耗なども
防いで寿命の長い絞り金型を提供する。 【解決手段】 アルミニウム缶の成形におけるカッピン
グ工程において用いられる絞り金型であって、円環状の
金型本体1の一方の円環面に、この円環面に対向して金
型本体1に離接可能に設けられたドローパッド7との間
でカッピングされるアルミニウム板Wを挟み込む挟持面
4を形成し、この挟持面4を、鏡面加工を施すことによ
って面粗度Ry0.05S〜0.1Sとする。
Description
成形する工程の1つであるカッピング工程において使用
されるアルミニウム缶成形用絞り金型(ドローダイとも
称する。以下、単に絞り金型と称する。)に関するもの
である。
は、有底円筒状の胴部と円板状の蓋部とから構成された
いわゆる2ピース構造をなすものであり、このうち胴部
は、ワークとしてのアルミニウム板をカッピング(剪断
絞り)工程において浅い有底円筒のカップ状に成形して
切り出した後、ドロウアンドアイオニング(絞りしご
き)工程において深い有底円筒状に成形し、さらにトリ
ミング工程やネッキング工程を経て所定の形状に成形さ
れる。そして、上記カッピング工程では円環状をなす金
型本体を備えた絞り金型が用いられており、この金型本
体の一方の円環面に設けられた挟持面と、この円環面に
対して離接可能に設けられた同じく円環状をなすドロー
パッドの挟持面との間に上記ワークを挟み込んで挟持
し、これらの挟持面の外周側をブランクダイによって切
断するとともに、内周側にはドローパッド側からダイセ
ンターを押し込んで、上述のようなカップ状にワークを
絞り加工するようにしている。
絞り金型の上記挟持面は、従来よりロータリー研削盤な
どの研削盤によって研磨加工されていたが、このような
研磨では挟持面が中凹となる傾向があり、このためドロ
ーパッドの挟持面との間でワークを挟み込んで押さえる
ときに均一に面圧が作用しなくなって、ダイセンターを
押し込んでワークを絞り加工する際に均一なワークの流
れ(変形)を得ることができず、カッピングされたワー
クに肉厚の偏差が発生するおそれがあった。しかして、
このように肉厚偏差の生じたワークでは、その後のドロ
ウアンドアイオニング工程において深絞りされたときに
薄肉部分で破断が生じたりしてしまい、製品歩留まりの
低下を招く結果となる。また、このようなロータリー研
削盤などによる通常の研磨では、仕上げられた挟持面の
面粗度もRy0.2程度までが限度であり、挟持面に微
小な段差が残されることが避けられない。そして、この
微小な段差によってワークの挟持面への接触抵抗が増大
して耐溶着性が低下する結果、絞り金型に偏摩耗などが
生じてその寿命の短縮を招くという問題もあった。
もので、上述のようにアルミニウム缶のカッピング工程
に用いられる絞り金型において、カッピングされたワー
クの肉厚偏差を低減することができ、また溶着による偏
摩耗なども防いで寿命の長い絞り金型を提供することを
目的としている。
のような目的を達成するために、本発明は、アルミニウ
ム缶の成形におけるカッピング工程において用いられる
絞り金型であって、円環状の金型本体の一方の円環面
に、この円環面に対向して上記金型本体に離接可能に設
けられたドローパッドとの間でカッピングされるアルミ
ニウム板を挟み込む挟持面を形成し、この挟持面を、鏡
面加工を施すことによって面粗度Ry0.05S〜0.
1Sとしたことを特徴とする。従って、このように構成
された絞り金型においては、その挟持面が鏡面加工によ
って従来よりも滑らかに形成されているので、中凹とな
ったりすることなくその平面度(平坦度)が向上し、こ
のためドローパッドとの間でアルミニウム板(ワーク)
を挟持したときでも面圧を全体的に均一に作用させるこ
とができて、ワークの肉厚偏差を低減することが可能と
なる。また、挟持面の微小な段差もより小さく押さえら
れて滑り性が良くなるため、ワークへの耐溶着性や離型
性の向上を図ることができて、ダイセンターによりカッ
ピングを行う際にワークが全体的に均一に流れて変形す
るので、これによってもワークの肉厚偏差を抑えること
ができるとともに、金型自体の偏摩耗も防止することが
可能となる。ただし、鏡面加工を施してもこの挟持面の
面粗度がRy0.1Sを上回るとこのような作用を奏す
ることができなくなる一方、逆に面粗度がRy0.05
Sを下回るほど小さくなると、加工の際のワークの滑り
が大きくなりすぎてワークに縦スジが発生してしまうの
で、この挟持面の面粗度はRy0.05S〜0.1Sと
している。
に際しては、少なくともこの挟持面を含む上記金型本体
の一方の円環面側の部分を、WC粒径2μm以下の超硬
合金によって形成するのが望ましく、このように微粒の
超硬合金によって挟持面を形成することにより、鏡面加
工が容易となって挟持面の面粗度を確実に向上させるこ
とができる。なお、このような鏡面加工は、従来のロー
タリー研削盤などによる研磨に代えて、ラップ盤により
行うことが可能である。また、特にこのような超硬合金
によって挟持面を形成した場合には、該超硬合金は、バ
インダーとしてCoの他にNiおよびCrが添加されて
いるのが望ましく、これにより耐溶着性の一層の向上を
図ることができる。
形態を示す断面図であり、これらの図に示すように本実
施形態の絞り金型は、その金型本体1が円環状をなして
おり、この金型本体1の一方の円環面側(図において上
側)が超硬合金によって円環状に形成された加工部2と
されるとともに、他方の円環面側(図において下側)は
鋼材等によって加工部2よりも外径の一回り大きなやは
り円環状に形成された台金部3とされ、これら加工部2
と台金部3とが同軸に一体化させられた構成とされてい
て、図示されない加工機に取り付けられてアルミニウム
板よりなるワークWのカッピング工程に用いられる。そ
して、この金型本体1の加工部2に形成される上記一方
の円環面は、円環状の金型本体1の中心線Oに直交する
平面とされて挟持面4とされ、またこの加工部2の内周
は、挟持面4に滑らかに接して内周側に向かうに従い断
面1/4円弧を描きつつ台金部3側に向かう凸曲面状に
形成されて、カッピング工程の絞りの際にワークWに接
する加工面5とされている。なお、この加工面5におけ
る加工部2の内径は上記台金部3の内径よりも僅かに小
さくされるとともに、加工部2の外周面は挟持面4に直
交もしくは鋭角に交差するように形成されて、その交差
稜線部が切刃6をなしている。
体1に対して、その上記一方の円環面側には、この金型
本体1との間で上記ワークWを挟むようにして、上記挟
持面4に対向するように円環状もしくは円筒状のドロー
パッド7が、またその内周には、上記加工部2の内径よ
りも小さな外径を有する略円柱状もしくは略円板状のダ
イセンター8が、逆にドローパッド7の外周側には、上
記加工部2の外径よりも大きな内径を有する略円筒状を
なし、ただしその先端部は断面三角形状とされて切刃9
が形成されたブランクダイ10が、いずれも上記中心線
Oと同軸となるように、かつこの中心線Oに沿って絞り
金型の金型本体1側に向けて相対的に離接可能に取り付
けられている。なお、これらドローパッド7、ダイセン
ター8、およびブランクダイ10の金型本体1側への離
接のストロークは、図2に示すように金型本体1側への
接近時において、ドローパッド7については、その先端
の中心線Oに垂直な挟持面11が絞り金型の上記挟持面
4との間でワークWを挟み込んで所定の圧力で押圧可能
な大きさに、またダイセンター8については、その先端
が加工部2の内周を通り抜けてワークWを所定の深さの
カップ状に成形可能な大きさに、さらにブランクダイ1
0については、その先端の上記切刃9が台金部3に接触
しない範囲で加工部2外周の上記切刃6を通り越して両
切刃6,9の間でワークWを剪断可能な大きさに、それ
ぞれ設定されている。
挟持面4から加工面5にかけての部分に鏡面加工が施さ
れており、これによってその面粗度が、JIS B 06
01に規定される最大高さRyにおいて0.05S〜
0.1Sの範囲となるようにされている。なお、このよ
うな鏡面加工を施すには、加工部2の上記挟持面4から
加工面5にかけてラップ盤によってラップ加工を行えば
よい。また、本実施形態においてこの加工部2を形成す
る超硬合金は、その主成分となるWC(炭化タングステ
ン)の粒子の粒径が2μm以下の微粒系超硬合金とされ
ており、さらに当該超硬合金に含まれるバインダーとし
て、一般的なCoの他に、NiおよびCrが添加された
ものとされている。また、この加工部2の硬度は、本実
施形態では87〜89HRAとされている。一方、これ
に対して、本実施形態では、ドローパッド7の挟持面1
1が形成されるその先端部と、ブランクダイ10の上記
切刃9が形成される先端周辺部も超硬合金によって形成
されているが、このうちドローパッド7の挟持面11
は、ロータリー研削盤などによって研磨されることによ
り、その面粗度がRy0.2S〜0.4Sと、金型本体
1の挟持面4における面粗度よりも粗くされており、ま
たこの挟持面11には加工油を保持する複数条の溝12
…が形成されている。
おいては、その挟持面4が鏡面加工を施されることによ
って面粗度Ry0.05S〜0.1Sときわめて滑らか
に形成されていることにより、まずこの挟持面4の平面
度(平坦度)が向上して従来のように中凹となったりす
ることがなく、ドローパッド7の挟持面11との間でワ
ークWを挟持する際にワークWに全面的に均一な面圧を
作用させることができる。しかも、このように挟持面4
が平滑に鏡面加工されることにより、該挟持面4の微小
な段差も上記面粗度に合わせて低減させられ、これによ
ってワークWとの接触抵抗も低減させられてワークWの
滑り性が良くなり、アルミニウムよりなるワークWへの
耐溶着性や離型性が向上させられるため、これら挟持面
4,11によって挟持されたワークWの中央部をダイセ
ンター8によって押圧してカップ状に絞り加工する際
に、ワークWを均等に変形させて加工後のワークWの肉
厚に部分的な偏り、すなわち肉厚偏差が生じるのを防ぐ
ことができる。このため、上記構成の絞り金型によれ
ば、このような肉厚偏差によってワークWの薄肉となっ
た部分が、その後のドロウアンドアイオニング工程など
において破断したりするようなこともなく、ワークWを
確実に所定の寸法・形状の缶胴部に成形することが可能
となって製品歩留まりの向上を図ることが可能となる。
均一な面圧が作用させられるとともに、ワークWの滑り
性や耐溶着性、離型性が向上させられることにより、金
型本体1の加工部2においても、その挟持面4が偏って
摩耗したり溶着が生じたりするのを防ぐことができ、金
型寿命の延長を図ることができる。ここで、図3は、こ
のような絞り金型の挟持面4の面粗度とその寿命との関
係を示すものであるが、この図3に示すように両者の関
係は概ね反比例する関係にあって面粗度が大きくなるほ
ど寿命は短縮されることとなり、従来のロータリー研削
盤で研磨した挟持面のように面粗度Ryが0.2S程度
であると、金型寿命は6ヶ月に満たない。ところが、こ
れに対して挟持面4に鏡面加工を施して面粗度Ryを
0.1S以下とした上記絞り金型では略10ヶ月以上の
金型寿命の延長を図ることができ、しかも面粗度が向上
するほどより大きな割合で金型寿命も延長される。ただ
し、面粗度Ryが0.05Sを下回るほど平滑な挟持面
4を得るにはラップ盤等による鏡面加工に多大な時間と
労力とを費やすことになるとともに、そうして得られた
挟持面4では逆にワークWの滑りが良くなりすぎてワー
クWに縦スジが発生してしまい、却って製品精度を損な
うことにもなる。このため、本実施形態ではこの挟持面
4の面粗度をRy0.05S〜0.1Sの範囲としてい
る。
形成される金型本体1の加工部2がWC粒径2μm以下
の微粒系超硬合金によって形成されており、上述のよう
にラップ盤などによる鏡面加工によって比較的容易にこ
のような面粗度の挟持面4を得ることが可能となる。し
かも、このような微粒系の超硬合金を用いることによ
り、加工部2の挟持面4外周に形成される上記切刃6を
より鋭利に形成することが可能となってその切れ味を向
上させることができるので、ブランクダイ10の切刃9
との間でワークWを確実に剪断して打ち抜くことがで
き、また切刃6,9の摩耗も抑えてその寿命の延長を図
ることもできる。ただし、このように微粒系の超硬合金
を用いるにしても、そのWC粒径を小さくしすぎると挟
持面4の鏡面加工の際にその面粗度がRy0.05Sを
下回って上述のようにワークWに縦スジが生じるおそれ
があるとともに、加工部2の製造コストの増大を招いた
りするおそれも生じる。このため、このような微粒系の
超硬合金を用いるにしても、そのWC粒径は1〜2μm
の範囲とされるのが望ましい。
加工部2を微粒系の超硬合金によって形成するに際し、
そのバインダーとして、一般的な超硬合金のバインダー
に用いられるCoの他に、NiおよびCrが添加されて
いる。しかるに、これらNiやCrは、Coに比べてワ
ークWを形成するアルミニウムとの親和性が低く、この
ためワークWとの溶着を一層確実に防止することが可能
となるので、本実施形態によればこれによってもワーク
Wの成形精度の向上を図るとともに金型寿命の延長を促
すことが可能となる。ただし、これらNiやCrも含め
たバインダーの添加量、すなわち加工部2を形成する超
硬合金における結合相量が多くなりすぎると、このよう
な溶着防止効果が十分に得られなくなるおそれがあるの
で、この結合相量は15%以下に抑えられるのが望まし
い。
絞り金型の挟持面を面粗度Ry0.05S〜0.1Sに
鏡面加工することにより、ワークを全体的に均一な面圧
で挟持して絞り加工の際に均等に変形させることがで
き、これによってワークに肉厚偏差が生じるのを防いで
所定の形状・寸法に確実にワークを成形することがで
き、製品歩留まりの向上を図ることができるとともに、
挟持面に偏摩耗や溶着が生じたりするのも防いで金型寿
命の大幅な延長を促すことが可能となる。
絞り加工前の断面図である。
絞り加工時の断面図である。
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 アルミニウム缶の成形におけるカッピン
グ工程において用いられるアルミニウム缶成形用絞り金
型であって、円環状の金型本体の一方の円環面に、この
円環面に対向して上記金型本体に離接可能に設けられた
ドローパッドとの間でカッピングされるアルミニウム板
を挟み込む挟持面が形成されており、この挟持面が、鏡
面加工を施されることによって面粗度Ry0.05S〜
0.1Sとされていることを特徴とするアルミニウム缶
成形用絞り金型。 - 【請求項2】 少なくとも上記挟持面を含む上記金型本
体の一方の円環面側の部分が、WC粒径2μm以下の超
硬合金によって形成されていることを特徴とする請求項
1に記載のアルミニウム缶成形用絞り金型。 - 【請求項3】 上記超硬合金は、バインダーとしてCo
の他にNiおよびCrが添加されていることを特徴とす
る請求項2に記載のアルミニウム缶成形用絞り金型。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001143816A JP2002336915A (ja) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | アルミニウム缶成形用絞り金型 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001143816A JP2002336915A (ja) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | アルミニウム缶成形用絞り金型 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002336915A true JP2002336915A (ja) | 2002-11-26 |
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ID=18989893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001143816A Pending JP2002336915A (ja) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | アルミニウム缶成形用絞り金型 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002336915A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-05-14 JP JP2001143816A patent/JP2002336915A/ja active Pending
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