JP2831090B2 - 冷間塑性加工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ワークの加工面の必要部を精度良く仕上げ
加工する冷間塑性加工法に関するものである。

＜従来の技術＞ 一般に、ベーンポンプのサイドプレートのように側面
に設けられた複雑な形状の溝を高精度に形成する必要が
ある部品は、延性に富んだアルミ合金展伸材を用いて、
素材を熱間押出加工で成形した後、冷間塑性加工あるい
は切削加工によって高精度に仕上げ加工をしていた。

近年はコスト低減をはかるため、アルミ合金鋳物材の
ような脆性材料を用いて、側面に複雑な形状な溝が設け
られた部品を高精度に形成することが試みられている。
この場合は、ダイカスト等によって素材を鋳造形成した
後、切削加工によって仕上げていた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし、上記のように鋳造成形した素材を切削加工に
よって仕上げる方法は、高能率に加工することはでき
ず、コスト低減の点で十分ではない。しかし、高能率に
加工するため、鋳造成形した素材を冷間塑性加工によっ
て仕上げ加工をしようとすると、この素材は脆性材料で
あるので、割れや欠けが発生してしまい、不可能であっ
た。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は上述した課題を解決するためになされたもの
で、板状の素材の加工面を下型に押圧して、その加工面
を成形加工する冷間塑性加工法において、前記素材を上
方から押圧する押圧部材に対して保持部材により上下方
向に移動可能に保持し、さらに、前記素材を前記押圧部
材の下方に突出形成された位置決め部で前記押圧部材で
押圧することによって横方向の位置決めをし、その状態
で、前記素材を前記押圧部材により前記下型の側面に位
置する型板に形成された前記素材の外周形状より小さい
内周を有する素材拘束部に嵌合しつつ押し込み、その
後、前記押圧部材により前記下型上面の必要部だけに形
成された雄型に前記素材の加工面を押し付けることによ
り、前記加工面の必要部を塑性加工するようにしたもの
である。

＜作用＞ ダイカスト等によって鋳造形成された脆性材料からな
る素材は、保持部材で上下方向を保持され、位置決め部
で横方向の位置決めをされながら、押圧部材の下降によ
り型板の素材拘束部に嵌合されつつ押し込まれて、素材
拘束部により拘束状態にされる。その後、押圧部材がさ
らに下降して、下型上面の必要部だけに形成された雄型
に素材の加工面が押し付けられ、その加工面の必要な部
分が高精度に塑性変形される。

＜実施例＞ 本発明の冷間塑性加工を行うプレス機の全体構造を第
１図に基づいて説明する。１はベーンポンプのサイドプ
レートに使用される素材で、脆性材料であるアルミ合金
鋳物材からなっている。素材１の形状は、第２図、第３
図に示されるように、中心部に貫通孔1aが設けられた略
円板形状をしていて、一方の側面は塑性加工される加工
面1bであり、複数の複雑な形状の溝部1cが形成されて、
それら溝部1cの形状はベーンポンプの性能を確保する上
で高精度に形成する必要を有している。

前記素材１を上方から押圧する押圧部材５は、図略の
公知の機構により上下方向に摺動自在に保持され、とり
わけ下方向に摺動する際に大きな力が加わるようになっ
ている。その押圧部材５の下方には一体的に位置決め部
６が突出形成されている。位置決め部６は、先端にテー
パ部を有する略円柱形状をしていて、素材１の貫通孔1a
の内径に挿入して、押圧部材５の下端面に設けてある上
型5aに対して横方向の位置決めをする働きをする。ま
た、貫通孔1aの内径よりわずかに大きい外径からなり、
貫通孔1aに挿入することにより素材１に圧縮応力を生じ
される作用もする。さらに、位置決め部６の先端が押圧
部材５の下方に載置されている下型２に形成された案内
穴2cに挿入するようになっていて、素材１を下型２に対
して横方向の位置決めをしている。

また、押圧部材５には３本の棒状の保持部材７が、押
圧部材５に対して上下方向に摺動可能に貫通して設けら
れている。これら保持部材７の上端は押圧部材５内に設
けたシリンダ10内を摺動するピストン11に固定されて、
ピストン11の上部室にはスプリング14が介装されて、ピ
ストン11を下方向に押圧している。

前記下型２は、素材１の外周よりわずかに小さい外径
の略円柱形状をし、下型２の上面2aは、素材１の加工面
1bを押し付けることにより、その一部分を塑性変形させ
る雄型2bとなっている。また、下型２には、３本の棒状
の保持部材８が下型２に対して上下方向に摺動可能に貫
通して設けられ、この保持部材８の下端は下型２の下方
に設けたシリンダ12内を摺動するピストン13に固定され
て、油圧によるピストン13の上下動により上下方向に摺
動するようになっている。

さらに下型２の外周部には、型板３が載置されてい
る。型板３の下型２に接する面は、下型２の上面2aより
上方に位置して、素材拘束部４を形成している。下型２
の外径と等しい素材拘束部４の内径は、素材１の外径よ
りわずかに小さく、塑性加工時に素材１の横方向を拘束
する作用をする。

上記の構成のプレス機によって行われる冷間塑性加工
を、第４図〜第７図により順に説明する。まず、鋳造に
より形成された素材１は、第４図に示されるように、上
方向から保持部材７で、また下方向から保持部材８で、
下型２の上方に離間された位置にある状態で、保持され
る。

その後、押圧部材５が図略の公知の機構により下方向
に移動する。押圧部材５が下降する途中、位置決め部６
が素材１の貫通孔1aに挿入して、素材１を押圧部材５に
対して横方向の位置決めをさせるとともに素材１に圧縮
応力を生じさせる。素材１の上面が押圧部材５の上型5a
に当接する位置まで、押圧部材５が下方向に移動する
と、シリンダ12（第１図）に油圧が作用して押圧部材５
の移動速度と同じ速度で保持部材８が下降するように制
御される。保持部材８の下降に伴い、保持部材７もスプ
リング14の弾性力により追従して下降する。そして、第
５図に示されるように、素材１の加工面1bが型板３の上
面に当接され、さらに位置決め部６は案内穴2cに挿入れ
る。

第５図の状態から、押圧部材５がさらに下方向に移動
すると、素材１の外径寸法Ｄ（第４図）は、素材拘束部
４の内径寸法D0（第４図）より大きいため、第６図に示
されるように、素材１は素材拘束部４に嵌合されて押し
込まれた状態になる。この状態では、素材１は位置決め
部６と素材拘束部４により拘束された状態となり、素材
１には圧縮応力が生じている。

その後、押圧部材５がさらに下降して、第７図に示さ
れるように、下型２の上面2aの高精度に形成する必要が
ある部分だけに設けられた雄型2bに、素材１の加工面1b
が押し付けられて、加工面1bに形成された溝部1cが塑性
変形され、高精度に成形される。

以上のように、脆性材料であるアルミ合金鋳物材から
なる素材の加工面の必要部分だけを、位置決め部３と素
材拘束部４により拘束して素材１に圧縮応力が生じてい
る状態で、下型に押圧して冷間塑性加工を行うことによ
り、脆性材料を使用したことによる割れや欠けの発生を
防止することができ、要求された高い精度を確保しつ
つ、高能率で加工することが可能となった。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明は、素材の加工面の必要部分
だけを、素材拘束部により拘束して素材に圧縮応力が生
じている状態で、下型に押圧して冷間塑性加工を行うよ
うにしたので、素材としてアルミ合金鋳物材等の脆性材
料を使用した場合であっても、割れや欠けの発生を防止
することができ、要求された高い精度を確保しつつ、高
能率で加工することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

図面は、第１図は本発明の冷間塑性加工を行うプレス機
の全体構造を示した図、第２図は素材の全体図、第３図
は第２図においてIII−III線で断面した断面図、第４図
〜第７図は本発明の冷間塑性加工の工程を示した図で、
第４図は素材保持状態の図、第５図は加工開始図、第６
図は加工途中図、第７図は加工完了図である。 １……素材、1b……加工面、２……下型、2a……上面、
2b……雄型、３……型板、４……素材拘束部、５……押
圧部材、６……位置決め部、7,8……保持部材。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板状の素材の加工面を下型に押圧して、そ
   の加工面を成形加工する冷間塑性加工法において、前記
   素材を上方から押圧する押圧部材に対して保持部材によ
   り上下方向に移動可能に保持し、さらに、前記素材を前
   記押圧部材の下方に突出形成された位置決め部で前記押
   圧部材で押圧することによって横方向の位置決めをし、
   その状態で、前記素材を前記押圧部材により前記下型の
   側面に位置する型板に形成された前記素材の外周形状よ
   り小さい内周を有する素材拘束部に嵌合しつつ押し込
   み、その後、前記押圧部材により前記下型上面の必要部
   だけに形成された雄型に前記素材の加工面を押し付ける
   ことにより、前記加工面の必要部を塑性加工するように
   した冷間塑性加工法。