JP2982494B2 - Press method for forming plate-like material into cylindrical container - Google Patents
Press method for forming plate-like material into cylindrical containerInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は板状の素材を円筒容器状
に成形するプレス法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressing method for forming a plate-like material into a cylindrical container.
【０００２】[0002]
【従来の技術】上記プレス法は一般に、絞り工程を含む
ように構成される。しかし、絞られた素材の肉厚は普
通、それの軸方向において十分には均一にならない。そ
のため、絞られた素材をそのまま製品とすることが不適
当な場合があり、この場合には上記プレス法が、絞り工
程の他に、絞られた素材の円筒部をしごく工程を含むも
のとされるのが一般的である。2. Description of the Related Art The above pressing method is generally configured to include a drawing step. However, the thickness of the squeezed material is usually not sufficiently uniform in its axial direction. Therefore, in some cases, it is inappropriate to use the squeezed material as it is as a product. In this case, in addition to the squeezing process, it is assumed that the pressing method includes a step of squeezing the cylindrical portion of the squeezed material. It is common to use
【０００３】そのしごき法の慣用例として次のものが広
く知られている。それは、図１８に示すように、円筒容
器状の素材Ｗをしごきポンチ３００の一端部に被せた
後、それら素材Ｗおよびしごきポンチ３００を一緒に、
素材Ｗの底部側からダイ３０２のしごき穴内に押し込む
ことにより、素材Ｗの円筒部をそれの底部側から開口部
側に向かってしごく方法である。The following are widely known as conventional examples of the ironing method. That is, as shown in FIG. 18, after covering a cylindrical container-shaped material W on one end of the ironing punch 300, the material W and the ironing punch 300 are put together,
This is a method in which the cylindrical portion of the raw material W is pressed from the bottom side toward the opening side by pushing the cylindrical portion of the raw material W into the ironing hole of the die 302 from the bottom side of the raw material W.
【０００４】そして、一般的には、絞り工程とそのしご
き工程とをそれらの順に行うものが前記プレス法とされ
る。しごき工程により、素材の肉厚を十分に均一化する
とともに、素材の内・外径寸法および内・外形状の精度
を向上させるプレス法とされるのである。[0004] Generally, the above-mentioned pressing method is one in which the drawing step and the ironing step are performed in that order. By the ironing step, the thickness of the material is made sufficiently uniform, and the press method is used to improve the accuracy of the inner and outer diameter dimensions and the inner and outer shapes of the material.
【０００５】しかし、このプレス法を実施する場合には
次のような問題が生じるおそれがある。それは、絞りの
強さ，しごきの強さ，素材の物性等によっては、加工に
より素材に過大な引張応力が残留し、加工後に素材が割
れる現象が起こってしまうという問題である。素材が割
れる現象には、素材がオーステナイト系ステンレス鋼，
黄銅，高張力鋼，高張力アルミニウム合金等から構成さ
れるときに起こる現象であって、加工後に数分から数日
間放置すると素材がそれの開口端から軸方向に自然に裂
けるいわゆる置き割れ（時期割れ，時効割れともいう）
があり、また、炭素鋼等の一般材から構成されかつ強い
加工硬化が発生させられたときに起こる現象であって、
加工力が除去されると直ちに素材がそれの開口端から軸
方向に自然に裂けるいわゆるたて割れもある。なお、オ
ーステナイト系ステンレス鋼製の素材であって置き割れ
が発生したもの一例を図１９に示す。However, when this press method is performed, the following problems may occur. This is a problem that, depending on the strength of the drawing, the strength of the ironing, the physical properties of the material, etc., an excessive tensile stress remains in the material due to the processing, and a phenomenon that the material is broken after the processing occurs. The phenomenon of material cracking is that the material is austenitic stainless steel,
This phenomenon occurs when brass, high-strength steel, high-strength aluminum alloy, etc. is used. When left for a few minutes to several days after processing, the material is spontaneously split in the axial direction from its open end. , Also called age cracking)
There is also a phenomenon that occurs when strong work hardening is generated from a general material such as carbon steel,
There is also a so-called vertical crack, in which the material spontaneously splits in the axial direction from its open end as soon as the working force is removed. FIG. 19 shows an example of a material made of austenitic stainless steel in which a placement crack has occurred.
【０００６】一方、本出願人は上記しごき法に対して、
次のようなしごき法を案出した。それは、本出願人の実
公昭５９−２９７７０号公報に記載されている逆しごき
法であって、図２０に示すように、円筒容器状の素材Ｗ
を円筒状のしごきポンチ３１０の一端部に被せた後、そ
の素材Ｗの底部にしごきポンチ３１０とは反対側から押
込ポンチ３１２を押し当てて素材Ｗをしごきポンチ３１
０と一緒にダイ３１４のしごき穴内に押し込むことによ
り、素材Ｗの円筒部をそれの開口部側から底部側に向か
ってしごく方法である。[0006] On the other hand, the present applicant has
The following ironing law was devised. This is a reverse ironing method described in Japanese Utility Model Publication No. 59-29770 of the present applicant, and as shown in FIG.
Is placed on one end of a cylindrical ironing punch 310, and a pressing punch 312 is pressed against the bottom of the material W from the side opposite to the ironing punch 310 to apply the material W to the ironing punch 31.
This is a method in which the cylindrical portion of the material W is pressed from the opening side to the bottom side by pushing the cylindrical portion of the raw material W into the ironing hole of the die 314 together with the zero.
【０００７】この逆しごきは先の正しごきとしごきであ
る点で共通するため、この逆しごきにも同様に、素材の
肉厚をそれの軸方向において均一化することができると
いう特徴がある。しかし、逆しごきには正しごきにはな
い特徴もある。すなわち、正しごきを実施する際には、
素材Ｗの円筒部に、円周方向には圧縮応力が、軸方向に
は引張応力がそれぞれ発生させられるのに対し、逆しご
きを実施する際には、円周方向にも軸方向にも圧縮応力
が発生させられることから、逆しごきを実施した場合の
方が正しごきを実施した場合より、素材に残留する応力
が圧縮応力となる傾向が強くなるという特徴があるので
ある。[0007] Since the reverse ironing is common in that it is the correct ironing and the ironing described above, the reverse ironing is also characterized in that the thickness of the material can be made uniform in the axial direction. However, reverse ironing has some features that are not right. In other words, when conducting correct ironing,
Compressive stress is generated in the cylindrical part of the material W in the circumferential direction, and tensile stress is generated in the axial direction. However, when performing reverse ironing, compression is performed in both the circumferential direction and the axial direction. Since the stress is generated, there is a feature that the stress remaining in the material is more likely to become a compressive stress in the case where the reverse ironing is performed than in the case where the correct ironing is performed.
【０００８】そこで、本出願人はさらに、前記絞り工程
とその逆しごき工程とをそれらの順に行うプレス法を案
出し、これについても前記公報に開示した。Accordingly, the present applicant has further devised a pressing method in which the drawing step and the reverse ironing step are performed in that order, and this was also disclosed in the above-mentioned publication.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかし、プレス法を絞
りと逆しごきとを順に行うものとする場合には次のよう
な問題があることが判明した。However, it has been found that the following problems arise when the pressing method is performed in the order of drawing and reverse and then ironing.
【００１０】絞られた素材の肉厚をそれの軸方向におい
て均一化するためには、ある程度大きなしごき率の下で
逆しごきを行う必要がある。しかし、逆しごきを実施す
る場合には、しごき率が大きいほど、素材の内面のう
ち、円筒部と底部とをつなぐ部分（以下、内周隅部とい
う。図７参照）にひけが発生する傾向が強くなるという
事実が判明し、その結果、しごき率を大きくするにも限
界があり、逆しごきにより十分な肉厚均一化効果が享受
できないという問題があることが判明したのである。逆
しごきを実施する場合には、素材円筒部における材料が
開口部側から底部側に次々に流動する結果、素材の外面
の、円筒部と底部とをつなぐ部分（以下、外周縁部とい
う。図７参照）が外側に座屈し、素材の内周隅部としご
きポンチの先端部との間に空間が発生してしまい、それ
がひけの原因となるのである。[0010] In order to make the thickness of the squeezed material uniform in the axial direction thereof, it is necessary to perform reverse ironing at a somewhat high ironing rate. However, when reverse ironing is performed, as the ironing rate increases, sinking tends to occur in a portion connecting the cylindrical portion and the bottom portion (hereinafter, referred to as an inner peripheral corner portion; see FIG. 7) on the inner surface of the material. It has been found that the ironing rate is increased, and as a result, there is a limit in increasing the ironing rate, and it has been found that there is a problem that a sufficient thickness uniforming effect cannot be obtained due to reverse ironing. When reverse ironing is performed, as a result of the material in the material cylindrical portion flowing from the opening portion side to the bottom portion one after another, a portion of the outer surface of the material connecting the cylindrical portion and the bottom portion (hereinafter referred to as an outer peripheral portion). 7) buckles outward, creating a space between the inner peripheral corner of the material and the tip of the ironing punch, which causes sink marks.
【００１１】このような事情に鑑み、請求項１の発明
は、絞り工程としごき工程とを含むプレス法において、
そのしごき工程を正しごき工程と逆しごき工程との双方
を含むものとすることにより、上記の問題を解決するこ
とを課題としてなされたものである。[0011] In view of such circumstances, the invention of claim 1 relates to a pressing method including a drawing step and an ironing step.
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problem by including both a correct ironing step and a reverse ironing step.
【００１２】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
の一利用態様であって、加工による素材のわれとひけと
の双方を確実に防止するのに好適なものを提供すること
を課題としてなされたものである。A second aspect of the present invention is an embodiment of the first aspect of the present invention, which is to provide a method suitable for reliably preventing both cracking and sinking of a material by processing. This was done as an issue.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】それぞれの課題を解決す
るために請求項１の発明は、板状の素材を円筒容器状に
絞る第１の工程と、その円筒容器状の素材の円筒部をそ
れの軸方向にしごく第２の工程とを含み、板状の素材を
円筒容器状に成形するプレス法において、第２の工程
を、(a) 円筒容器状の素材を円筒状の第１のしごきポン
チの一端部に被せた後、それら素材および第１のしごき
ポンチを一緒に、素材の底部側から第１のダイ穴内に押
し込むことにより、素材の円筒部をそれの底部側から開
口部側に向かってしごく正しごき工程と、(b) 円筒容器
状の素材を円筒状の第２のしごきポンチの一端部に被せ
た後、その素材の底部に前記第２のしごきポンチとは反
対側から円筒状の押込ポンチを押し当てて素材を第２の
しごきポンチと一緒に、素材の開口部側から第２のダイ
穴内に押し込むことにより、素材の円筒部をそれの開口
部側から底部側に向かってしごく逆しごき工程とを、正
しごき工程が先に、逆しごき工程が後になるか、また
は、逆しごき工程が先に、正しごき工程が後になる順序
で行うものとしたことを特徴とする。Means for Solving the Problems In order to solve each of the problems, the invention of claim 1 comprises a first step of squeezing a plate-like material into a cylindrical container, and a step of squeezing the cylindrical portion of the cylindrical container-like material. And a second step in the axial direction thereof. In the pressing method for forming the plate-like material into a cylindrical container, the second step includes: (a) converting the cylindrical container-like material into a cylindrical first material; After the ironing punch is covered on one end, the material and the first ironing punch are pushed together into the first die hole from the bottom side of the material, so that the cylindrical part of the material is moved from the bottom side to the opening side. And (b) after covering the cylindrical container-shaped material on one end of the cylindrical second ironing punch, and then on the bottom of the material from the side opposite to the second ironing punch. Press the cylindrical pressing punch and put the material together with the second ironing punch By pushing the opening side of the material to the second die hole, ironing reverse squeeze toward the bottom side cylindrical portion of the material from its opening side and a step, positive
Ironing process first, reverse ironing process later, or
Is the order in which the reverse ironing process is first and the correct ironing process is later
It is characterized in that it was performed in.
【００１４】なお、請求項１の発明における「第２の工
程」は、正しごき工程を先に、逆しごき工程を後に行う
場合には、逆しごき工程が、正しごき工程により正しご
きが施された円筒容器状の素材に対して逆しごきを施す
ものとなり、一方、逆しごき工程を先に、正しごき工程
を後に行う場合には、正しごき工程が、逆しごき工程に
より逆しごきが施された円筒容器状の素材に対して正し
ごきを施すものとなる。 The "second step" in the first aspect of the present invention is to perform the correct ironing step first and the reverse ironing step later.
In some cases, the reverse ironing process is
Reverse ironing on cylindrical container material
On the other hand, reverse ironing process first, correct ironing process
If the ironing process is performed later, the correct ironing process
Correct for cylindrical container-shaped materials that have been more
It will give a fire.
【００１５】 一方、請求項２の発明は、請求項１の発明
に係るプレス法において、前記第１の工程を絞りをしご
きと共に行うものとし、かつ、前記第２の工程を正しご
き工程を先に、逆しごき工程を後に行うものとし、か
つ、正しごき工程における素材のしごき率を逆しごき工
程における素材のしごき率より大きくしたことを特徴と
する。[0015] On the other hand, the invention of claim 2 is the invention of claim 1
In the pressing method according to the above, the first step is performed by drawing a ladder.
And the second step is performed with a ladder.
The ironing process first, and the reverse ironing process later.
The ironing rate of the material in the correct ironing process
The feature is that it is larger than the ironing rate of the material in the process
I do.
【００１６】なお、それら請求項１および２の発明はい
ずれも、素材がオーステナイト系ステンレス鋼等の不安
定なオーステナイト相を持つステンレス材や、高張力鋼
等の高強度材から成るように、置き割れが発生し易い材
料から成る場合のみならず、素材が炭素鋼等の一般材か
ら成りかつ強い加工硬化を発生させられる場合のよう
に、たて割れが発生し易い材料から成る場合にも適用す
ることができる。In each of the first and second aspects of the present invention, the material is made of stainless steel having an unstable austenite phase such as austenitic stainless steel or high strength material such as high tensile steel. Applicable not only when the material is made of crack-prone material, but also when the material is made of general material such as carbon steel and strong work hardening is generated, and it is made of material that is easily cracked. can do.
【００１７】[0017]
【作用】正しごきを実施する場合には、素材円筒部にお
ける材料が底部側から開口部側に流動するため、素材の
内周隅部にひけが発生する心配はない。そのため、しご
き率を比較的自由に高めることができ、素材の肉厚をそ
れの軸方向において均一化するのに有効であるという利
点がある。しかし、素材の残留応力が引張応力側に移行
する（以下、単に「残留応力が増加する」という）傾向
があるという欠点がある。When the ironing operation is performed, since the material in the material cylindrical portion flows from the bottom to the opening, there is no fear that sink occurs at the inner peripheral corner of the material. Therefore, there is an advantage that the ironing rate can be increased relatively freely, and it is effective to make the thickness of the material uniform in its axial direction. However, there is a disadvantage that the residual stress of the material tends to shift to the tensile stress side (hereinafter, simply referred to as “residual stress increases”).
【００１８】これに対して、逆しごきを実施する場合に
は、しごき率が大きいほどひけが発生する可能性が高い
という欠点があるが、素材の残留応力が圧縮応力側に移
行する（以下、単に「残留応力が減少する」という）傾
向があり、逆しごき後に素材が割れる心配をせずに済む
という利点がある。On the other hand, when reverse ironing is carried out, there is a disadvantage that sinking is more likely to occur as the ironing rate increases, but the residual stress of the material shifts to the compressive stress side (hereinafter, referred to as the "stress"). There is an advantage that there is no need to worry about the material cracking after ironing.
【００１９】そこで、それら正しごきと逆しごきとの一
方の欠点を他方の利点で補うべく、請求項１の発明に係
るプレス法は、絞った素材に対して正しごきと逆しごき
との一方のみではなく、双方を行うものとされている。
正しごきは主として、素材の肉厚を均一化させるために
実施し、逆しごきは主として、素材の残留応力を減少さ
せるために実施することにより、素材内面へのひけ発生
を確実に防止しつつ、素材の肉厚均一化と圧縮応力の残
留とを一緒に達成するものとされているのである。Therefore, in order to compensate for one of the drawbacks of the correct ironing and the reverse ironing with the other advantage, the pressing method according to the invention of claim 1 uses only one of the correct ironing and the reverse ironing for the squeezed material. Rather, they do both.
Correcting ironing is mainly performed to make the thickness of the material uniform, and reverse ironing is mainly performed to reduce the residual stress of the material, thereby reliably preventing sink marks on the inner surface of the material, It is said that the material thickness uniformity and the residual compressive stress are achieved together.
【００２０】ところで、一般に、絞りのみを純粋に行う
場合に比べて、しごきと同時に行う場合の方が、素材の
円筒部における残留応力が減少し、絞り後に素材が割れ
る可能性が減少するという事実が既に知られている。ま
た、前述のように、正しごきを実施する場合には素材の
内周隅部にひけが発生しないのに対し、逆しごきを実施
する場合にはその可能性があり、また、その可能性は素
材のしごき率が大きいほど高い。したがって、素材の肉
厚をできる限り均一化しつつ素材へのひけ発生を確実に
防止するためには、例えば、正しごきにおけるしごき率
を逆しごきにおけるしごき率より大きくすることが望ま
しい。さらに、逆しごきによるひけの発生を確実に防止
するためには、その逆しごき前における素材の肉厚がそ
れの円周方向においても十分に均一化されていることが
望ましい。例えば、円周方向の一部において肉厚が他の
部分より極端に厚い場合には、逆しごきの際に局所的に
大きな余肉が発生してしごき荷重が増大し、素材に座屈
が発生する可能性が高いからである。By the way, in general, when ironing is performed purely, the residual stress in the cylindrical portion of the material is reduced, and the possibility that the material is cracked after the drawing is reduced as compared with the case where the drawing is performed purely. Is already known. In addition, as described above, when performing correct ironing, sink marks do not occur at the inner peripheral corners of the material, whereas when performing reverse ironing, there is a possibility that it is possible. The higher the ironing rate of the material, the higher. Therefore, in order to ensure that the thickness of the material is as uniform as possible and to prevent the occurrence of sink marks in the material, it is desirable, for example, to make the ironing rate in correct ironing greater than the ironing rate in reverse ironing. Further, in order to surely prevent the occurrence of sink marks due to reverse ironing, it is desirable that the thickness of the material before the reverse ironing is sufficiently uniform in the circumferential direction thereof. For example, when the wall thickness is extremely thick in one part in the circumferential direction, in the case of reverse ironing, a large excess thickness occurs locally, the ironing load increases, and the material buckles. This is because there is a high possibility of doing this.
【００２１】それらの事実に基づき、請求項２の発明に
係るプレス法は、絞り工程である第１の工程が絞りをし
ごきと共に、すなわち、しごき工程である第２の工程に
おけるしごきとは別のしごきと同時に行うものとされて
おり、かつ、その第２工程が、正しごき工程を先に、逆
しごき工程を後に行うものとされており、かつ、正しご
き工程におけるしごき率が逆しごき工程におけるしごき
率より大きくされている。Based on these facts, the pressing method according to the invention of claim 2 is characterized in that the first step, which is the drawing step, is performed together with the drawing, ie, different from the ironing in the second step, which is the drawing step. The ironing is performed at the same time as the ironing, and the second step is to be performed before the ironing step, and the ironing step is performed after the ironing step. It is larger than the ironing rate.
【００２２】[0022]
【発明の効果】このように、請求項１の発明によれば、
素材内面へのひけ発生を確実に防止しつつ、素材の肉厚
均一化と圧縮応力の残留とが一緒に達成され、これによ
り、素材の品質が向上するという効果が得られる。As described above, according to the first aspect of the present invention,
The uniform thickness of the material and the residual compressive stress are achieved at the same time while reliably preventing the occurrence of sink marks on the inner surface of the material, whereby the effect of improving the quality of the material is obtained.
【００２３】一方、請求項２の発明によれば、絞り後ま
たは正しごき後に素材が割れる可能性が高い場合でも、
割れが確実に防止されつつ、素材の肉厚の十分な均一化
とひけ防止とが一緒に達成され、これにより、素材の品
質が向上するという効果が得られる。On the other hand, according to the second aspect of the present invention, even if there is a high possibility that the material will crack after drawing or after ironing,
While ensuring that cracks are prevented, sufficient uniformity of the thickness of the material and prevention of sink marks are achieved together, thereby obtaining the effect of improving the quality of the material.
【００２４】[0024]
【実施例】以下、請求項１および２の発明に共通の一実
施例であるプレス法を図面に基づいて詳細に説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a pressing method according to a first embodiment of the present invention;
【００２５】このプレス法はトランスファプレスにおい
て実施されるものであって、概略的に説明すれば、図１
に示すように、まず、オーステナイト系ステンレス鋼と
類似した析出硬化系ステンレス鋼（ＳＵＳ６３０，６３
１等）製の平板（肉厚：１．５ｍｍ）から円形の素材を
打ち抜くブランキングを行い、その後、４回の絞り，１
回の正しごき，１回の逆しごきおよび１回のしごきコイ
ニングを順に行い、これにより、板状の素材を円筒容器
状に成形するものである。その素材の目標成形寸法は次
のとおりである。This press method is carried out in a transfer press.
As shown in FIG. 1, first, precipitation hardening stainless steel (SUS630, 63) similar to austenitic stainless steel.
Blanking is performed by punching out a circular material from a flat plate (thickness: 1.5 mm) made of
One round of ironing, one round of ironing and one round of ironing are performed in order, thereby forming a plate-like material into a cylindrical container. The target forming dimensions of the material are as follows.
【００２６】外径：８ｍｍ 素材の外周縁部の曲率半径：１．５ｍｍ 高さ：１２ｍｍOuter diameter: 8 mm Radius of curvature of outer peripheral edge of material: 1.5 mm Height: 12 mm
【００２７】そのため、トランスファプレス内において
は、ブランキング装置，絞り装置，正しごき装置，逆し
ごき装置およびしごきコイニング装置が順に一列に配置
されている。Therefore, in the transfer press, a blanking device, a squeezing device, a correct ironing device, a reverse ironing device, and an ironing coining device are sequentially arranged in a line.
【００２８】すなわち、本実施例においては、４回の絞
りから成る絞り工程が請求項１および２の各発明におけ
る「第１の工程」の一態様を構成し、１回の正しごきか
ら成る正しごき工程と１回の逆しごきから成る逆しごき
工程とが互いに共同して「第２の工程」の一態様を構成
し、さらに、その第２の工程は、正しごき工程を先に、
逆しごき工程を後に行うものとされているのである。That is, in the present embodiment, the drawing step consisting of four stops constitutes one embodiment of the "first step" in each of the first and second aspects of the present invention, and the drawing step consists of one correct ironing. The ironing step and the reverse ironing step consisting of one reverse ironing work together to form one embodiment of a “second step”, and the second step is performed before the correct ironing step.
The reverse ironing process is to be performed later.
【００２９】このトランスファプレスで成形が終了した
素材は切削装置に搬入され、そこで、素材の底部を平面
に切削される。さらにその後、素材に対して析出硬化の
ための熱処理が行われ、以上で図２に示す製品が完成す
ることになる。すなわち、この製品は、図３に示すよう
に、プレス工程，切削工程および熱処理工程を順に経て
完成するのである。The material which has been formed by the transfer press is carried into a cutting device, where the bottom of the material is cut into a flat surface. Thereafter, the material is subjected to heat treatment for precipitation hardening, and the product shown in FIG. 2 is completed as described above. That is, as shown in FIG. 3, this product is completed through a pressing step, a cutting step, and a heat treatment step in this order.
【００３０】なお付言すれば、この製品は、車両のエン
ジンの燃焼室内の圧力を検出する圧力センサの構成部品
であって、圧力に応じて変位するダイヤフラムと圧力セ
ンサのハウジングとが一体的に形成されたものとされ
る。すなわち、素材の円筒部と底部との間の部分がヒン
ジ部として機能して、底部がそれの面に直角な方向に弾
性変形可能とされるのである。そのため、そのヒンジ部
として機能する部分においてひけが発生すると、その部
分に応力が集中してダイヤフラムの破損につながるおそ
れがあるのであり、そのため、ひけの発生に特に留意し
つつ肉厚均一化および置き割れ防止を行わなければなら
ないのである。It should be noted that this product is a component of a pressure sensor for detecting a pressure in a combustion chamber of an engine of a vehicle, and a diaphragm displaced according to the pressure and a housing of the pressure sensor are integrally formed. It is assumed that it was done. That is, the portion between the cylindrical portion and the bottom portion of the material functions as a hinge portion, and the bottom portion is elastically deformable in a direction perpendicular to its surface. Therefore, if a sink occurs in a portion functioning as the hinge portion, stress may concentrate on the portion and lead to damage to the diaphragm. Cracking must be prevented.
【００３１】以下、プレス工程，切削工程および熱処理
工程を順に詳細に説明する。まず、プレス工程を説明す
るが、それを構成するブランキング工程，絞り工程，正
しごき工程，逆しごき工程およびしごきコイニング工程
ごとに順に説明する。Hereinafter, the pressing step, the cutting step, and the heat treatment step will be described in detail in order. First, the pressing process will be described. The blanking process, the drawing process, the correct ironing process, the reverse ironing process, and the ironing coining process, which constitute the pressing process, will be described in order.
【００３２】Ａ．ブランキング工程 この工程はブランキング装置において実施されるが、こ
の装置は構成が公知であるため、構成の説明は省略す
る。この工程においては、前述のように、平板から円形
の素材（直径：φＤ）が打ち抜かれる。このブランキン
グ工程も公知であるため、詳細な説明は省略する。A. Blanking Step This step is performed in a blanking apparatus, but since the configuration of this apparatus is known, a description of the configuration will be omitted. In this step, as described above, a circular material (diameter: φD) is punched from a flat plate. Since the blanking step is also known, a detailed description is omitted.
【００３３】Ｂ．絞り工程 この工程は絞り装置において実施されるが、この装置も
構成が公知であるため、構成の説明は省略する。この工
程は４回の絞りから構成されていて、各回の絞りにおけ
る型の片側クリアランス（ポンチとダイとの間の片側ク
リアランスであって、以下、型クリアランスという）は
次のように設定されている。B. Drawing Step This step is performed in a drawing device, but the configuration of this device is also publicly known, and a description of the configuration will be omitted. This step is composed of four times of drawing, and the one-side clearance of the mold (one-side clearance between the punch and the die, hereinafter, referred to as a mold clearance) at each time of drawing is set as follows. .
【００３４】 第１絞り：１．０８ｔ0 第２絞り：０．９１ｔ0 第３絞り：０．９４ｔ0 第４絞り：１．０４ｔ0 ここで、「ｔ0 」は素材のブランキング前の肉厚を示
す。The first diaphragm: 1.08t 0 second diaphragm: 0.91t 0 Third throttle: 0.94t 0 4th throttle: 1.04t 0 here, "t 0" is the material of blanking before the meat Indicates the thickness.
【００３５】ところで、文献『プレス加工と型技術（１
９９０年８月３０日 初版第１刷日刊工業新聞社 発
行）』の第８５頁には、第１絞り，再絞りおよび仕上げ
絞りから成る円筒絞りを軟鋼板に対して行う際の型クリ
アランスの慣用値が掲載されており、それは次の表（以
下、慣用値表という）で表される。By the way, in the literature “Press working and mold technology (1)
On page 85 of August 30, 990, the first edition of the first edition, published by Nikkan Kogyo Shimbun), the customary use of mold clearance when performing cylindrical drawing composed of first drawing, redrawing, and finishing drawing on mild steel sheet. The values are listed and are shown in the following table (hereinafter referred to as the conventional value table).
【００３６】[0036]
【表１】 [Table 1]
【００３７】また、同文献の同頁にはまた、「ステンレ
ス鋼板，ブリキ板，トタン板は上表に（１．１〜１．
３）倍」なる注記も掲載されている。このように、素材
がステンレス鋼等から構成される場合には、型クリアラ
ンスを軟鋼板用の慣用値より少し大きく設定するのが通
常であるとされているのであるが、本実施例において
は、今回の素材がステンレス鋼製であるにもかかわら
ず、軟鋼板用の慣用値より小さな値が採用されている。
素材の置き割れ発生率の実験結果であって次の表（以
下、置き割れ発生率表という）で表されるものに基づい
て採用されたのであり、以下、その採用の理由を詳細に
説明する。The same page of the document also states that “Stainless steel plate, tin plate, and galvanized plate are listed in the above table (1.1 to 1.
3) times ”. In this way, when the material is made of stainless steel or the like, it is generally assumed that the mold clearance is set slightly larger than the customary value for mild steel sheet, but in the present embodiment, Despite the fact that the material this time is made of stainless steel, a value smaller than the customary value for mild steel sheets is adopted.
It was adopted based on the experimental results of the rate of occurrence of cracks in the material and expressed in the following table (hereinafter referred to as the table of incidence of cracks). The reasons for the adoption will be described in detail below. .
【００３８】[0038]
【表２】 [Table 2]
【００３９】今回の素材の肉厚ｔ0 は１．５ｍｍである
ため、この前記慣用値表においては肉厚ｔが「１．３〜
３．２ｍｍ」の場合に該当し、その結果、型クリアラン
スの慣用値は、 第１絞り：１．１〜１．１２ｔ0 再絞り：１．１２〜１．１４ｔ0 仕上げ絞り：１．０７〜１．０９ｔ0 となる。Since the thickness t 0 of the material this time is 1.5 mm, the thickness t is set to “1.3 to
The case for 3.2mm "As a result, conventional value of type clearance, first diaphragm: 1.1～1.12T 0 redrawing: 1.12～1.14T 0 Finishing stop: 1.07～ 1.09t 0 .
【００４０】そこで、このような事実に基づき、本出願
人は次のような実験を行った。それは、それら各回の絞
りにおける慣用値の範囲の下限値を参考にして、本実施
例における第１〜第４絞りの各々における型クリアラン
スの具体的な値を、 第１絞り：１．１ｔ0 第２絞り：１．１２ｔ0 第３絞り：１．１２ｔ0 第４絞り：１．０７ｔ0 のように決定し、このような条件下で、素材を絞るとい
う実験である。Therefore, based on such a fact, the present applicant conducted the following experiment. It is to the lower limit of the range of conventional values in those each time the aperture send a specific value types clearance in each of the first to fourth throttle in the present embodiment, the first aperture: 1.1t 0 No. 2 stop: 1.12T 0 third stop: 1.12T 0 4th stop: determined as 1.07T 0, under such conditions, an experiment that squeeze the material.
【００４１】その結果、各回の絞り後素材を１週間放置
すると、前記置き割れ発生率表に示すように、置き割れ
が次のような率（全テストピースの数のうち置き割れが
発生したテストピースの数が占める割合）で発生した。 第１絞り：０％ 第２絞り：１００％ 第３絞り：１００％ 第４絞り：１００％As a result, when the material after each drawing was allowed to stand for one week, as shown in the above table, the rate of occurrence of standing cracks was as shown in the table below. Of the number of pieces). First stop: 0% Second stop: 100% Third stop: 100% Fourth stop: 100%
【００４２】なお、このように、第２〜第４絞りのいず
れについても、置き割れ発生率が１００％となっている
が、各絞りの直後に素材が割れるようなことはなく、し
かも、第３絞りは第２絞りの直後に、第４絞りに第３絞
りの直後にそれぞれ行われるようになっていて、いずれ
回の絞りも全テストピースに対して行うことができるか
らである。As described above, in all of the second to fourth apertures, the occurrence rate of the placement crack is 100%. However, the material does not crack immediately after each aperture, and This is because the three stops are performed immediately after the second stop and the fourth stop is performed immediately after the third stop, and any stop can be performed on all the test pieces.
【００４３】本出願人はまた、次のような実験も行っ
た。それは、前記置き割れ発生率表に示すように、型ク
リアランスの次の具体値を、先の具体値より小さい値で
あって、 第１絞り：１．０８ｔ0 第２絞り：０．９１ｔ0 第３絞り：０．９４ｔ0 第４絞り：１．０４ｔ0 のように決定し、このような条件下で、素材を絞るとい
う実験である。The applicant also conducted the following experiment. That is, as shown in the above table, the next specific value of the mold clearance is a value smaller than the previous specific value, and the first restriction: 1.08 t 0 the second restriction: 0.91 t 0 3 aperture: 0.94T 0 4th stop: determined as 1.04T 0, under such conditions, an experiment that squeeze the material.
【００４４】その結果、各回の絞り後の置き割れ発生率
は、前記置き割れ発生率表に示すように、 第１絞り：０％ 第２絞り：０％ 第３絞り：０％ 第４絞り：３０％ となり、先の実験結果に対して著しく減少した。As a result, as shown in the table above, the crack occurrence rate after each drawing was as follows: 1st drawing: 0%, 2nd drawing: 0%, 3rd drawing: 0%, 4th drawing: 30%, which is a remarkable decrease from the previous experimental result.
【００４５】このような結果が得られた理由は次のよう
に推定される。すなわち、型クリアランスが慣用値より
小さいため、この絞り工程においては、純粋な絞りのみ
ならず、正しごきも併せて行われることとなり、その結
果、素材円筒部における引張残留応力が減少し、素材の
置き割れの発生率が減少したものと推定されるのであ
る。この理由は次のような事実によって裏付けられる。
各回の絞り後の素材の外面における残留応力の軸方向分
布を測定すると、図４にグラフで表されるように、素材
開口端における残留応力が十分に０に近くなっているの
である。なお、グラフは、素材の開口端から底部に向か
うにつれて残留応力が変化する様子を示すものである。
他のグラフについても同じである。The reason why such a result is obtained is presumed as follows. That is, since the mold clearance is smaller than the conventional value, in this drawing step, not only pure drawing, but also correct ironing is performed. As a result, the tensile residual stress in the material cylindrical portion is reduced, and It is presumed that the incidence of cracks was reduced. This reason is supported by the following facts.
When the axial distribution of the residual stress on the outer surface of the material after each drawing is measured, the residual stress at the material open end is sufficiently close to zero as shown in the graph of FIG. Note that the graph shows how the residual stress changes from the opening end of the material to the bottom.
The same applies to other graphs.
【００４６】なお、型クリアランスの適正範囲は慣用値
の下限値の７５〜９９％であることが本出願人の実験に
よって確認されている。It has been confirmed by the applicant's experiment that the proper range of the mold clearance is 75 to 99% of the lower limit of the conventional value.
【００４７】Ｃ．正しごき工程 この工程は正しごき装置において実施されるが、この装
置の構成も公知であり、また、正しごきの原理について
は図１８に示されているため、構成の説明は省略する。C. Correction Ironing Step This step is performed in a correction ironing apparatus. The configuration of this apparatus is also known, and the principle of the correction ironing is shown in FIG.
【００４８】この工程におけるしごき率は、前記置き割
れ発生率表に示すように、８．９％に設定されている
が、その理由について詳細に説明する。The ironing rate in this step is set to 8.9% as shown in the table of occurrence of cracks, and the reason will be described in detail.
【００４９】本出願人は、絞り後の素材に対して次のよ
うな実験を行った。それは、その素材に対して、しごき
率を８．９％、図１８におけるダイ穴の素材導入角θを
１５度として正しごきを行うという実験である。The present applicant conducted the following experiment on the material after drawing. This is an experiment in which the ironing rate is 8.9% and the iron introduction angle θ of the die hole in FIG.
【００５０】その実験後の置き割れ発生率は、前記置き
割れ発生率表に示すように、３％であり、また、実験後
の素材の外面における残留応力の軸方向分布は、図５に
グラフで表されるものとなった。因みに、前記４回の絞
りを慣用値の下で行った素材に対して、上記と同じ条件
下で正しごきを行った場合には、同表に示すように、置
き割れ発生率が７０％であり、先の場合よりかなり大き
い。The occurrence rate of the post-crack after the experiment is 3% as shown in the table of the occurrence rate of the pre-crack, and the axial distribution of the residual stress on the outer surface of the material after the experiment is shown in FIG. It was represented by By the way, when a material which has been subjected to the four times of drawing under a conventional value is subjected to a correct ironing under the same conditions as described above, as shown in the table, the occurrence rate of the place crack is 70%. Yes, much larger than the previous case.
【００５１】なお付言すれば、正しごきであると逆しご
きであるとを問わず、素材に対してしごきを行う場合に
は、素材と型との芯ずれ，材料の物性の異方性等が原因
となって、素材の開口面が軸方向に直角な平面となら
ず、いわゆる耳という波打ちを生ずるのが普通である。
このような耳の存在により、素材の開口端部における残
留応力がそれの全周において均一にならず、普通、それ
の最低部における方が最高部におけるより引張応力側と
なる。ダイが素材の開口端部のうち最高部をしごく際に
は、ダイと素材の開口端部のうちその最高部を除く部分
との間に材料が存在せず、ダイがその開口部に予定通り
の円周方向圧縮応力を付与することができないからであ
る。そのような事情から、本実施例においては、しごき
に係る残留応力分布のグラフはいずれも、素材の開口端
面のうち最も低い部分を通り、かつそれの軸方向に平行
に延びる直線を想定した場合の、円筒部のうちのその想
定した直線上における残留応力の分布を表している。開
口端部のうち引張応力が大きくなる最低部に係る残留応
力の分布のみを代表的に表しているのである。In addition, when ironing is performed on a material regardless of whether it is correct or not, when the material is ironed, misalignment between the material and the mold, anisotropy of the physical properties of the material, and the like are considered. Usually, as a cause, the opening surface of the material does not become a plane perpendicular to the axial direction, and a so-called ear wavy is usually generated.
Due to the presence of such an ear, the residual stress at the open end of the material is not uniform over its entire circumference, and usually the lowest part thereof is on the tensile stress side than the highest part. When the die squeezes the highest part of the open end of the material, there is no material between the die and the part of the open end of the material other than the highest part, and the die enters the opening as expected. This is because the circumferential compressive stress cannot be applied. Under such circumstances, in this embodiment, the graph of the residual stress distribution related to the ironing is assumed to be a straight line that passes through the lowest part of the opening end face of the material and extends parallel to the axial direction thereof. 5 shows the distribution of the residual stress on the assumed straight line of the cylindrical portion. Only the distribution of the residual stress relating to the lowest part where the tensile stress becomes large among the open ends is representatively shown.
【００５２】なお、上記実験においては、素材導入角θ
が１５度とされていたが、通常の正しごきにおいては、
１２度前後であるから、通常値よりやや大きな値が採用
されたことになる。これは、本実施例における正しごき
においては、素材の円筒部にできる限り引張応力を付与
しないようにすることが目的である点と、しごき率が
８．９％というように通常より小さいという点とから、
ダイ穴の、素材との接触面積が小さく、しごき力が小さ
くて済むように、そのように設定されていたのである。In the above experiment, the material introduction angle θ
Was set to 15 degrees, but in normal correctness,
Since it is about 12 degrees, a value slightly larger than the normal value is adopted. This is because the purpose of the ironing in the present embodiment is to minimize the tensile stress applied to the cylindrical portion of the material as much as possible, and that the ironing rate is smaller than usual, such as 8.9%. And from
This was set so that the contact area of the die hole with the material was small and the ironing force was small.
【００５３】なお、素材導入角θの適正範囲は１２〜２
０℃である。The appropriate range of the material introduction angle θ is 12 to 2
0 ° C.
【００５４】Ｄ．逆しごき工程 この工程は逆しごき装置において実施されるが、この装
置の構成は新規であるため、図６に基づいて詳細に説明
する（ただし、逆しごきの原理については図２０で既に
説明した）。なお、同図の左半分は逆しごき開始直後の
状態を示し、一方、右半分は逆しごき終了直後の状態を
示している。D. Reverse Ironing Step This step is performed in an inverse ironing apparatus, but since the configuration of this apparatus is novel, it will be described in detail with reference to FIG. 6 (however, the principle of the ironing reverse has already been described in FIG. 20). . In addition, the left half of the figure shows the state immediately after the start of the reverse ironing, while the right half shows the state immediately after the end of the reverse ironing.
【００５５】この逆しごき装置は同図に示すように、押
込ポンチ１０とダイ１２とを備えている。押込ポンチ１
０は図示しない駆動装置より上下動させられ、一方、ダ
イ１２はベース１４に固定されている。押込ポンチ１０
の先端面には図７（図６におけるＡ部の拡大図である）
に示すように、素材Ｗの底部に密着する凹部１８が形成
されている。凹部１８は、中央の円形の平面部とそれの
円周に沿って配置された突起２２とから構成されてい
る。なお、凹部１８の諸寸法は素材Ｗの底部の加工前諸
寸法との関係において、凹部１８の中央部と素材Ｗの底
部の中央部とが必ず密着するように、凹部１８と素材Ｗ
との間に適当な径方向クリアランスが確保されるように
設定されている。The reverse ironing device includes a pushing punch 10 and a die 12 as shown in FIG. Push punch 1
0 is moved up and down by a driving device (not shown), while the die 12 is fixed to the base 14. Pressing punch 10
7 (an enlarged view of the portion A in FIG. 6)
As shown in FIG. 5, a concave portion 18 is formed in close contact with the bottom of the material W. The concave portion 18 is composed of a central circular flat portion and a protrusion 22 arranged along the circumference thereof. The various dimensions of the concave portion 18 are related to the various dimensions of the bottom of the raw material W before processing so that the central portion of the concave portion 18 and the central portion of the bottom of the raw material W always adhere to each other.
Is set so that an appropriate radial clearance is ensured between them.
【００５６】ダイ１２には、図６に示すように、段付の
ダイ穴２４が貫通させられている。このダイ穴２４は、
上側から下側に向かって順に、導入穴２５，小径穴２
６，中径穴２８および大径穴３０とされている。導入穴
２５は、図８（図６におけるＢ部の拡大図である）に示
すように、軸線に沿って下降するにつれてその軸線に漸
近する曲面とされている。一方、小径穴２６，中径穴２
８および大径穴３０はいずれも、円筒面とされている。
そのダイ穴２４内にはしごきポンチ３４が押込ポンチ１
０に対向し、かつ上下動可能に配置されている。図６に
示すように、しごきポンチ３４はフランジ部３８を有し
ていて、それがダイ穴２４の、大径穴３０と中径穴２８
との間の肩面に当接することによって上端位置が規定さ
れている。このしごきポンチ３４の先端部には素材Ｗが
被せられ、この状態でしごきポンチ３４が小径穴２６と
共同して素材Ｗの円筒部をしごくようになっており、小
径穴２６の円筒面はしごき面２７として機能するように
なっている。しごきポンチ３４の下方には、クッション
ピン４６が上下動可能に配置されており、常にしごきポ
ンチ３４を上端位置（図の左半分に示す位置）に向かっ
て付勢している。As shown in FIG. 6, the die 12 has a stepped die hole 24 penetrating therethrough. This die hole 24
Introducing hole 25, small-diameter hole 2 in order from the upper side to the lower side
6, a medium diameter hole 28 and a large diameter hole 30. As shown in FIG. 8 (an enlarged view of a portion B in FIG. 6), the introduction hole 25 has a curved surface that gradually approaches the axis as it descends along the axis. On the other hand, small diameter hole 26, medium diameter hole 2
8 and the large-diameter hole 30 are both cylindrical surfaces.
An ironing punch 34 is inserted into the die hole 24.
0, and is arranged to be able to move up and down. As shown in FIG. 6, the ironing punch 34 has a flange portion 38, which is a large hole 30 and a medium hole 28 of the die hole 24.
The upper end position is defined by abutting the shoulder between them. The tip of the ironing punch 34 is covered with a material W, and in this state, the ironing punch 34 works together with the small-diameter hole 26 so as to squeeze the cylindrical portion of the material W, and the cylindrical surface of the small-diameter hole 26 is ironed. It functions as the surface 27. A cushion pin 46 is arranged below the ironing punch 34 so as to be vertically movable, and constantly urges the ironing punch 34 toward an upper end position (a position shown in the left half of the drawing).
【００５７】しごきポンチ３４の外周にはスリーブ状の
ストリッパ５０が摺動可能に嵌合されている。このスト
リッパ５０もフランジ部５２を有していて、それとしご
きポンチ３４のフランジ部３８とが当接可能に配置され
ている。ストリッパ５０の下方には複数本のノックアウ
トピン５６が上下動可能に配置されている。それらノッ
クアウトピン５６はそれぞれ、しごきポンチ３４のフラ
ンジ部３８を貫通させられている。それらノックアウト
ピン５６は常には、しごきポンチ３４に対して図の左半
分に示す位置である非作用位置にあるが、この状態から
しごきポンチ３４に対して上昇させられてそれのフラン
ジ部３８から突出させられれば、ストリッパ５０を介し
て素材Ｗをしごきポンチ３４から払い出す。ストリッパ
５０はそれのフランジ部５２において、ダイ穴２４の小
径穴２６と中径穴２８との間の肩面に当接することによ
って上端位置が規定されている。A sleeve-shaped stripper 50 is slidably fitted on the outer periphery of the ironing punch 34. The stripper 50 also has a flange portion 52, and the stripper 50 and the flange portion 38 of the ironing punch 34 are arranged so as to be in contact with each other. A plurality of knockout pins 56 are disposed below the stripper 50 so as to be vertically movable. Each of the knockout pins 56 passes through the flange portion 38 of the ironing punch 34. The knockout pins 56 are always in the inoperative position, which is the position shown in the left half of the figure with respect to the ironing punch 34, but from this state, they are raised with respect to the ironing punch 34 and project from their flanges 38. If so, the material W is discharged from the ironing punch 34 via the stripper 50. The upper end position of the stripper 50 is defined by abutting the shoulder portion between the small diameter hole 26 and the medium diameter hole 28 of the die hole 24 at the flange portion 52 thereof.
【００５８】次にこの逆しごき工程を逆しごき装置の作
動と共に説明する。Next, the reverse ironing process will be described together with the operation of the reverse ironing device.
【００５９】なお、素材Ｗに対して逆しごきが行われる
際には、２個の基本工程、すなわちトランスファプレ
スの送り装置のグリップフィンガによりしごきポンチ３
４に対する所定位置に位置決めされた素材Ｗを押込ポン
チ１０によりしごきポンチ３４と共にダイ穴２４に押し
込んで素材Ｗの円筒部全域をしごく第１の基本工程と、
図の右半分に示す下端位置にある押込ポンチ１０，し
ごきポンチ３４等を上昇させて、素材Ｗをしごきポンチ
３４から払い出す第２の基本工程とが順に行われること
になるが、それら基本工程の集合を単に「加工」という
のに対し、第１の基本工程を「逆しごき」ということに
する。When reverse ironing is performed on the material W, the ironing punch 3 is moved by two basic steps, namely, grip fingers of a transfer press feeder.
A first basic process in which the material W positioned at a predetermined position with respect to 4 is pushed into the die hole 24 together with the ironing punch 34 by the pushing punch 10 and the entire cylindrical portion of the material W is ironed;
The pressing punch 10, the ironing punch 34 and the like at the lower end position shown in the right half of the figure are raised, and the second basic process of discharging the material W from the ironing punch 34 is sequentially performed. Is simply referred to as “machining”, while the first basic process is referred to as “reverse ironing”.
【００６０】一回の加工の開始前においては、押込ポン
チ１０は図の左半分に示す位置から上方に退避させられ
ており、一方、しごきポンチ３４もストリッパ５０も上
端位置にある。このとき、ストリッパ５０の上端面はし
ごきポンチ３４の上端面と一致するか、またはそれより
高い位置に位置している。トランスファプレスの送り装
置は素材Ｗを把持するグリップフィンガを有し、それを
水平移動させることによって素材Ｗを次工程に送るもの
であるため、素材Ｗが水平移動させられる際にそれの下
端面がしごきポンチ３４の先端面に当たらないように、
しごきポンチ３４の上端面がストリッパ５０の上端面か
ら突出しないようにされているのである。この状態で、
絞り装置から払い出された素材Ｗがグリップフィンガに
より把持されて、しごきポンチ３４の真上の加工開始位
置に位置決めされる。素材Ｗの下端面がストリッパ５０
の上端面に一致して、素材Ｗがストリッパ５０の上に乗
せられるのである。Prior to the start of one process, the pushing punch 10 has been retracted upward from the position shown in the left half of the figure, while the ironing punch 34 and the stripper 50 are at the upper end position. At this time, the upper end surface of the stripper 50 coincides with the upper end surface of the ironing punch 34 or is located at a higher position. The transfer device of the transfer press has a grip finger for gripping the material W, and the material W is sent to the next process by moving the material horizontally, so that when the material W is moved horizontally, the lower end surface thereof moves. In order not to hit the tip of ironing punch 34,
The upper end surface of the ironing punch 34 does not protrude from the upper end surface of the stripper 50. In this state,
The material W paid out from the drawing device is gripped by the grip fingers and positioned at the processing start position immediately above the ironing punch 34. The lower end of material W is stripper 50
The raw material W is placed on the stripper 50 in conformity with the upper end surface of the stripper 50.
【００６１】以上のようにして素材Ｗの位置決めが終了
したならば、一回の逆しごきが開始され、まず、押込ポ
ンチ１０が下降させられる。やがて押込ポンチ１０は素
材Ｗの底部に係合し、さらに下降させられれば、それと
一体的に素材Ｗが下降させられ、その結果、素材Ｗはし
ごきポンチ３４の先端部に被せられることになる。な
お、しごきポンチ３４の外周面と素材Ｗの内周面との間
には、図７に示すように、必ずクリアランスＳが存在す
るように設計されているため、素材Ｗはしごきポンチ３
４の先端部にスムーズに被せられることになる。When the positioning of the material W is completed as described above, one reverse ironing is started, and first, the pushing punch 10 is lowered. Eventually, the pushing punch 10 engages with the bottom of the material W, and if further lowered, the material W is lowered integrally therewith. As a result, the material W is put on the tip of the ironing punch 34. Since the clearance S is always designed to exist between the outer peripheral surface of the ironing punch 34 and the inner peripheral surface of the material W as shown in FIG.
4 can be covered smoothly.
【００６２】押込ポンチ１０がさらに下降させられれ
ば、押込ポンチ１０は素材Ｗを介してしごきポンチ３４
の先端面に係合する。その後、押込ポンチ１０の加工力
がクッションピン４６の上昇力およびノックアウトピン
５６の弱い反力の和に打ち勝つに至れば、押込ポンチ１
０が素材Ｗ，しごきポンチ３４，ストリッパ５０，クッ
ションピン４６およびノックアウトピン５６を一体的に
下降させる。なお、クッションピン４６の上昇力は、し
ごきポンチ３４の先端が素材Ｗの底部の内面に密着する
のに必要な大きさとされている。When the press punch 10 is further lowered, the press punch 10 is pressed through the material W and the punch 34
With the tip surface of Thereafter, if the working force of the punch 10 overcomes the sum of the lifting force of the cushion pin 46 and the weak reaction force of the knockout pin 56, the pressing punch 1
0 lowers the material W, the ironing punch 34, the stripper 50, the cushion pin 46, and the knockout pin 56 integrally. The lifting force of the cushion pin 46 is set to a magnitude necessary for the tip of the ironing punch 34 to be in close contact with the inner surface of the bottom of the material W.
【００６３】素材Ｗおよびしごきポンチ３４が固定部材
としてのダイ１２に対して下降させられる結果、図６に
示すように、素材Ｗはそれの円筒部がしごきポンチ３４
としごき面２７とに挟まれつつ、素材Ｗの開口部側から
底部側に向かってしごかれ、この際、円筒部において
は、材料が素材Ｗの開口部側から底部側に向かって流れ
ることになる。この逆しごき装置においては、前述のよ
うに、押込ポンチ１０の先端面には図７に示すように凹
部１８が形成されている。そのため、素材Ｗにおいて材
料が開口部側から底部側に向かって流れる際、その材料
の流れが押込ポンチ１０の凹部１８に拘束されてそれに
沿って材料が流れ、その結果、円筒部と底部とをつなぐ
部分が逆しごきによる軸圧縮力により座屈することが防
止される。As a result of the material W and the ironing punch 34 being lowered with respect to the die 12 as a fixing member, as shown in FIG.
The material W is squeezed from the opening side to the bottom side while being sandwiched between the ironing surface 27 and the material flows from the opening side of the material W to the bottom side in the cylindrical portion. become. In this reverse ironing apparatus, as described above, the concave portion 18 is formed on the distal end surface of the pushing punch 10 as shown in FIG. Therefore, when the material flows from the opening side to the bottom side in the raw material W, the flow of the material is constrained by the concave portion 18 of the pushing punch 10 and flows along the material. As a result, the cylindrical portion and the bottom portion are separated from each other. The connecting portion is prevented from buckling due to the axial compression force due to reverse ironing.
【００６４】押込ポンチ１０がさらに下降させられたた
め、しごきポンチ３４の下端面がベース１４の上面に当
接すると、一回の逆しごきが終了する。上述のように、
逆しごきの際には、素材Ｗの材料の流れが押込ポンチ１
０の凹部１８に拘束されるため、素材Ｗの座屈が生じ難
くなり、素材Ｗの内周隅部にひけが生じ難くなって、素
材Ｗは最終的には、図８に示すように、それの底部の外
面が押込ポンチ１０の先端面に対応する形状となる。Since the pushing punch 10 is further lowered, when the lower end surface of the ironing punch 34 comes into contact with the upper surface of the base 14, one reverse ironing is completed. As mentioned above,
In the case of reverse ironing, the flow of the material of the material W is caused by the pushing punch 1
0, the buckling of the material W is less likely to occur, and the inner peripheral corners of the material W are less likely to sink, so that the material W finally becomes as shown in FIG. The outer surface of the bottom has a shape corresponding to the distal end surface of the pressing punch 10.
【００６５】なお、しごきポンチ３４の下端面がベース
１４の上面に当接したときには、素材Ｗの円筒部の平行
部の底部側の端（図７，８において「ＰW 」で示す）が
しごき面２７の素材導入側の端（図８において「ＰD 」
で示す）に一致するか、またはそれより少し下方に位置
に一致するようになっている。なお、図８は、それら端
ＰW とＰD とが一致する場合の例を示す。すなわち、こ
の逆しごき装置においては、一回の逆しごきが素材Ｗの
円筒部の平行部全域がしごき面２７によりしごかれた後
に終了するようになっているのである。When the lower end surface of the ironing punch 34 comes into contact with the upper surface of the base 14, the bottom end (indicated by “P W ” in FIGS. 7 and 8) of the parallel portion of the cylindrical portion of the material W is ironed. material inlet side end surface 27 (in FIG. 8, "P D"
) Or a position slightly below. FIG. 8 shows an example in which the ends P W and P D match. In other words, in this reverse ironing apparatus, one reverse ironing is finished after the entire parallel portion of the cylindrical portion of the material W has been ironed by the ironing surface 27.
【００６６】以上のようにして一回の逆しごきが終了す
ると、押込ポンチ１０が上昇させられ、これに伴ってし
ごきポンチ３４，素材Ｗ等がクッションピン４６の上昇
力により一体的に上昇させられる。この上昇中、まず、
図６の左半分に示すように、しごきポンチ３４がフラン
ジ部３８においてダイ穴２４の下側の肩面に当接して上
端位置に残され、その後、ノックアウトピン５６が図示
しない駆動装置により上昇力を付与されて、ストリッパ
５０がしごきポンチ３４に対して相対的に上昇させら
れ、その結果、素材Ｗがしごきポンチ３４から払い出さ
れる。以上で一回の加工が終了する。When one reverse ironing operation is completed as described above, the pushing punch 10 is raised, and accordingly, the ironing punch 34, the material W and the like are integrally raised by the lifting force of the cushion pin 46. . During this rise,
As shown in the left half of FIG. 6, the ironing punch 34 abuts on the lower shoulder surface of the die hole 24 at the flange portion 38 and is left at the upper end position, and then the knockout pin 56 is raised by a driving device (not shown). Is given, the stripper 50 is raised relatively to the ironing punch 34, and as a result, the material W is paid out from the ironing punch 34. This completes one process.
【００６７】逆しごき後の置き割れ発生率は、前記置き
割れ発生率表に示すように、０％であり、また、逆しご
き後の素材の円筒部の外面には、図９にグラフで表され
るように、置き割れ発生の起点となる素材開口端におい
てかなり大きな圧縮応力が残留するとともに、素材円筒
部のほぼ全域において十分な圧縮応力が残留している。The percentage of standing cracks after reverse ironing is 0%, as shown in the above table, and the outer surface of the cylindrical portion of the material after reverse ironing is shown in a graph in FIG. As described above, a considerably large compressive stress remains at the opening end of the material, which is a starting point of the occurrence of the placement crack, and a sufficient compressive stress remains in almost the entire region of the material cylindrical portion.
【００６８】Ｅ．しごきコイニング工程 この工程はしごきコイニング装置において実施され、こ
の装置の構成は新規であるため、図１０に基づいて詳細
に説明する。E. Ironing Coining Step This step is performed in an ironing coining apparatus, and since the configuration of this apparatus is novel, it will be described in detail with reference to FIG.
【００６９】このしごきコイニング装置は、逆しごき終
了後の素材Ｗに対して正しごきをコイニングと一緒に行
うものである。このしごきコイニング装置は、上下動さ
せられるしごきポンチ７０と、固定部材としてのダイ７
２と、固定部材としてのコイニングポンチ７４とを備え
ている。そして、このしごきコイニング装置は、しごき
ポンチ７０の一端部に被せられた素材Ｗをダイ７２に形
成されたダイ穴７６内に押し込むことにより、素材Ｗの
円筒部をそれの底部側から開口部側に向かってしごきポ
ンチ７０の外周面とダイ穴７６のしごき面とで互いに共
同してしごく。さらに、そのしごきが終了する間際にな
ると、しごきポンチ７０を介して素材Ｗの底部をコイニ
ングポンチ７４の先端面に押し付けることにより、しご
きポンチ７０の先端面に形成された凹部８０とコイニン
グポンチ７４の先端面に形成された凸部８２とで互いに
共同して素材Ｗの底部を挟んで、そこに凹凸形状を形成
する。This ironing coining device is to perform ironing together with coining on the material W after the reverse ironing. This ironing coining apparatus includes an ironing punch 70 that can be moved up and down and a die 7 as a fixing member.
2 and a coining punch 74 as a fixing member. Then, the ironing coining device pushes the material W covered on one end of the ironing punch 70 into a die hole 76 formed in the die 72, thereby moving the cylindrical portion of the material W from the bottom side to the opening side. The outer peripheral surface of the punch 70 and the ironing surface of the die hole 76 cooperate with each other. Further, immediately before the ironing is completed, the bottom of the raw material W is pressed against the tip end surface of the coining punch 74 via the ironing punch 70, so that the concave portion 80 formed on the tip end surface of the ironing punch 70 and the coining punch 74. The protrusions 82 formed on the front end surface cooperate with each other to sandwich the bottom of the material W to form an uneven shape thereon.
【００７０】以上のようなしごきコイニング装置で、し
ごき率を８．３％としてしごきコイニングを行うと、置
き割れ発生率は、前記置き割れ発生率表に示すように、
０％であり、また、素材Ｗの円筒部の外面には、図１１
にグラフで表されるような残留応力が発生している。し
ごきコイニングは残留応力を増加させてしまうという欠
点を持つ正しごきを含んでいるものであるにもかかわら
ず、グラフから明らかなように、円筒部のほぼ全域にお
いて残留応力が圧縮応力である状態に維持されている。
しかも、同グラフから明らかなように、、素材Ｗの外面
における残留応力の応力分布差が、しごきコイニング前
には約８０kg／mm2 というように比較的大きかったにも
かからわず、しごきコイニングにより５０kg／mm2 に低
減される。この場合、素材Ｗのうち剛性が高く、熱処理
等による寸法変化が小さい底部を除いて考えると、応力
分布差が２０kg／mm2 というようにしごきコイニング前
の１／４に低減されることになる。When ironing is performed by setting the ironing rate to 8.3% with the ironing coining apparatus as described above, the crack occurrence rate becomes as shown in the table above.
0%, and on the outer surface of the cylindrical portion of the material W, FIG.
A residual stress is generated as shown in FIG. Ironing coining includes correct ironing, which has the disadvantage of increasing the residual stress.However, as is clear from the graph, almost all of the cylindrical portion has a residual stress of compressive stress. Has been maintained.
Moreover, as is clear from the graph, even though the stress distribution difference of the residual stress on the outer surface of the material W was relatively large before the ironing coining, such as about 80 kg / mm 2 , the ironing coining was performed. To 50 kg / mm 2 . In this case, when considering the material W except for the bottom having a high rigidity and a small dimensional change due to heat treatment or the like, the difference in stress distribution is reduced to 20 kg / mm 2, which is reduced to ４ before ironing. .
【００７１】以上でトランスファプレス内における一回
の成形が終了するが、その後、素材Ｗはトランスファプ
レスから搬出され、次工程である図示しない切削装置に
搬入される。この切削装置において素材Ｗは、図２に示
すように、素材Ｗの底部の外面が平面に切削され、これ
により、素材Ｗの底部は、その中央部において凸部とさ
れるとともに、その外周部において薄肉化されることと
なる。One molding in the transfer press is completed as described above. Thereafter, the raw material W is carried out of the transfer press and carried into the next step, a cutting device (not shown). In this cutting device, as shown in FIG. 2, the outer surface of the bottom of the raw material W is cut into a flat surface, so that the bottom of the raw material W is formed as a convex portion at the center and the outer peripheral portion thereof. In this case, the thickness is reduced.
【００７２】素材Ｗに対して切削が行われることにより
素材Ｗの剛性が変化し、素材Ｗは弾性変形範囲で部分的
な変形をする。この変形が素材Ｗの表面における圧縮残
留応力を減少させる（圧縮残留応力が変形により解放さ
れる）ため、素材Ｗが割れる場合がある。しかし、本実
施例においては、切削前の素材Ｗに十分な大きさの圧縮
応力が残留させられているため、切削後の置き割れ発生
率は、前記置き割れ発生率表に示すように、０％であっ
た。When the raw material W is cut, the rigidity of the raw material W changes, and the raw material W is partially deformed within the elastic deformation range. Since this deformation reduces the compressive residual stress on the surface of the material W (the compressive residual stress is released by the deformation), the material W may be cracked. However, in the present embodiment, since a sufficiently large compressive stress is left in the material W before cutting, the rate of occurrence of the crack after cutting is 0% as shown in the table of incidence of cracking. %Met.
【００７３】因みに、各回の絞りを慣用値の下で行い、
その後、正しごきを８．９％のしごき率で行い、続い
て、切削加工を行った場合には、同表に示すように、置
き割れ発生率が８０％であった。なお、この場合には、
正しごき直後に素材Ｗに割れが発生する場合が多いた
め、正しごき直後にすべてのテストピースを切削装置で
切削することができず、そのため、ここで「８０％」と
は、正しごき直後に割れなかった素材Ｗの８０％という
意味である。By the way, each stop is performed under a common value,
Thereafter, the correct ironing was performed at an ironing rate of 8.9%, and subsequently, when cutting was performed, as shown in the same table, the occurrence rate of the placement crack was 80%. In this case,
Since the material W often cracks immediately after the correct ironing, all the test pieces cannot be cut by the cutting device immediately after the correct ironing. Therefore, “80%” here means that immediately after the correct ironing This means that 80% of the unbroken material W is used.
【００７４】以上のようにして切削が終了すると、素材
Ｗに対して析出硬化のための熱処理が行われる。具体的
には、素材Ｗが約５００℃に保温された炉内に搬入され
た後、そこで１時間放置され、これにより、素材Ｗの硬
度および強度が改善されて所期の機械的性質が得られ
る。以上で１個の製品が完成する。When the cutting is completed as described above, the material W is subjected to a heat treatment for precipitation hardening. Specifically, after the material W is carried into a furnace kept at about 500 ° C., it is left there for one hour, whereby the hardness and strength of the material W are improved and the desired mechanical properties are obtained. Can be Thus, one product is completed.
【００７５】以上、請求項１および２の発明に共通の一
実施例であるプレス法ならびに切削法および熱処理法の
それぞれの内容を説明したが、次に効果を説明する。The contents of the pressing method, the cutting method, and the heat treatment method, which are one embodiment common to the first and second aspects of the present invention, have been described above. Next, the effects will be described.
【００７６】Ａ．まず、絞り工程においては次のような
効果が得られる。 この工程においては、型クリアランスの採用値が慣用値
より小さくされて絞りがしごきと同時に行われるように
されているため、素材Ｗの肉厚が均一化されるととも
に、素材Ｗの内・外径の精度が向上し、かつ、置き割れ
の心配がなくなるという効果が得られる。A. First, the following effects are obtained in the drawing step. In this step, since the adopted value of the mold clearance is made smaller than the customary value and the drawing is performed simultaneously with the drawing, the thickness of the material W is made uniform and the inner and outer diameters of the material W are reduced. And the effect of improving the accuracy of the process and eliminating the risk of placing cracks is obtained.
【００７７】通常、絞りによって素材Ｗが加工硬化する
とともに素材Ｗに引張残留応力が発生し、この加工硬化
は素材Ｗの開口端近傍が大きくなるため、置き割れが開
口端から発生することがほとんどである。そのため、従
来、絞り工程においては、素材Ｗのブランク形状をそれ
の最終形状に対して大きく設定しておき、絞りごとに素
材Ｗの開口端部に発生する加工硬化部分を絞りが終了す
るごとに除去すべく、ある回の絞りと次の回の絞りとの
間に、素材Ｗの開口端を少しずつトリミングする工程を
余分に追加しなければならない。素材Ｗのうち加工し難
く、かつ、置き割れの発生の原因となる加工硬化部分を
トリミングにより除去するのである。しかし、本実施例
においては、そのようなトリミングが不可欠ではなくな
るため、高価な析出硬化系ステンレス鋼から成る素材Ｗ
の歩留りが向上し、また、絞り全体の工程数が節減さ
れ、設備費の節減も可能となる。なお、本実施例におい
ては、絞りを慣用値より小さな値で行うため、型にかか
る負担が大きくなり、その分、型の寿命が短くなるが、
歩留り向上，工程数節減，製造時間短縮等に基づく製品
コスト低減量は、その型寿命短縮に基づく経費増大量を
補っても十分に余りある。Normally, the material W is work-hardened by the drawing, and a tensile residual stress is generated in the material W. Since the work hardening becomes large near the opening end of the material W, a placement crack almost always occurs from the opening end. It is. For this reason, conventionally, in the drawing step, the blank shape of the material W is set to be larger than its final shape, and the work hardened portion generated at the opening end of the material W for each drawing is set every time the drawing is completed. In order to remove it, an additional step of trimming the opening end of the material W little by little must be added between one stop and the next stop. The work hardened portion of the raw material W, which is difficult to process and causes cracks, is removed by trimming. However, in this embodiment, since such trimming is not indispensable, the material W made of expensive precipitation hardening stainless steel is used.
And the number of processes of the entire drawing can be reduced, and the equipment cost can be reduced. In the present embodiment, since the aperture is set to a value smaller than the customary value, the load on the mold increases, and the life of the mold decreases accordingly.
The product cost reduction based on the yield improvement, the reduction of the number of processes, the reduction of the manufacturing time, etc., is more than enough to compensate for the increase in cost due to the shortening of the mold life.
【００７８】Ｂ．次に、正しごき工程においては次のよ
うな効果が得られる。 この工程においては、素材Ｗの内周隅部へのひけ発生を
心配することなく、十分な大きさのしごき率で素材Ｗが
しごかれるため、肉厚が均一化されるとともに、素材Ｗ
の内・外径精度も面粗さも向上し、さらに、加工硬化に
より強度も向上するという効果が得られる。B. Next, the following effects can be obtained in the correct ironing process. In this step, the material W is squeezed at a sufficiently large ironing rate without worrying about sinkage of the material W at the inner peripheral corners.
This has the effect of improving the inner / outer diameter accuracy and surface roughness, and also improving the strength by work hardening.
【００７９】Ｃ．逆しごき工程においては次のような効
果が得られる。 この工程においては、しごき率が先の正しごき工程にお
けるしごき率より小さくされて、素材円筒部における材
料の、開口部側から底部側への流動量が減少させられて
いることと、押込ポンチ１０の先端面に凹部１８を形成
して材料の座屈を抑制することとが互いに共同して、素
材の内周隅部へのひけ発生が確実に防止されつつ、素材
円筒部に圧縮応力が残留させられて置き割れが確実に防
止されるという効果が得られる。すなわち、素材Ｗがオ
ーステナイト系ステンレス鋼に類似した析出硬化系ステ
ンレス鋼製でありながら、置き割れが確実に防止される
上に、素材Ｗの肉厚の十分な均一化が達成されるという
効果が得られるのである。C. The following effects are obtained in the reverse ironing process. In this step, the ironing rate is made smaller than the ironing rate in the previous ironing step, so that the flow rate of the material in the material cylindrical portion from the opening side to the bottom side is reduced. The formation of a concave portion 18 on the tip end surface of the material and the suppression of buckling of the material cooperate with each other, so that the occurrence of sinkage at the inner peripheral corner of the material is reliably prevented, and the compressive stress remains in the cylindrical portion of the material. This has the effect of reliably preventing placement cracks. That is, although the material W is made of precipitation hardening stainless steel similar to austenitic stainless steel, cracks are reliably prevented, and the effect of achieving a sufficiently uniform thickness of the material W is achieved. You get it.
【００８０】Ｄ．しごきコイニング工程においては次の
ような効果が得られる。 この工程においては、前述のように、素材Ｗの外面にお
ける残留応力がそれの軸方向において十分に均一化され
るため、その後に行われる切削工程においても熱処理工
程においても、素材Ｗの残留応力解放による素材Ｗの内
・外径寸法の変化が小さく抑制されるという効果が得ら
れる。D. The following effects are obtained in the ironing coining process. In this step, as described above, since the residual stress on the outer surface of the raw material W is sufficiently uniform in the axial direction thereof, the residual stress of the raw material W can be released both in the cutting process and the heat treatment process performed thereafter. Therefore, the effect that the change in the inner and outer diameter dimensions of the material W due to the above is suppressed to be small can be obtained.
【００８１】さらにまた、このしごきコイニング工程に
おいては、ダイ穴７６にランド部がなく、素材Ｗの円筒
部全域がダイ穴７６に拘束された状態でコイニングされ
ることとなるため、外径しごきと底面コイニングとが同
時に行われることとなり、コイニングによる材料の塑性
流動により素材の外径が変化せずに済み、素材Ｗの内・
外径の精度も底部の内・外形状も精度が向上するという
効果も得られる。Further, in this ironing coining step, since there is no land portion in the die hole 76 and the entire cylindrical portion of the material W is coined in a state of being restrained by the die hole 76, the outer diameter ironing is performed. Bottom coining is performed at the same time, and the outer diameter of the material does not change due to plastic flow of the material due to coining.
The effect of improving the accuracy of the outer diameter and the accuracy of the inner and outer shapes of the bottom is also obtained.
【００８２】Ｅ．切削工程においては次のような効果が
得られる。 この工程においては、プレス直後に素材Ｗを切削して
も、切削後の素材Ｗに割れが発生せずに済むから、プレ
ス工程と切削工程との間に、素材Ｗに対して歪み取り焼
鈍（一般的には、真空中で行う溶体化焼鈍）を行うこと
が不要となり、それにかかる時間が省略できるため、生
産能率が向上するという効果が得られる。なお、素材Ｗ
は析出硬化性であるから、この歪み取り焼鈍を行うと、
せっかく絞り工程で素材Ｗに与えられた加工度が消滅し
てしまい、素材Ｗの機械的性質を所期のものとするため
に余分に加工を加える必要が生じるという問題が生じる
が、本実施例においては、プレス工程と切削工程との間
にそのような歪み取り焼鈍工程を設けなくても済むた
め、上記の問題は生じない。E. The following effects can be obtained in the cutting process. In this step, even if the raw material W is cut immediately after the pressing, the raw material W after the cutting does not need to be cracked. Generally, it is not necessary to perform solution annealing performed in a vacuum, and the time required for the solution annealing can be omitted, so that the effect of improving production efficiency can be obtained. The material W
Is precipitation hardening, so when performing this strain relief annealing,
Although the working degree given to the material W in the drawing process disappears in a long time, there is a problem that it is necessary to perform extra processing in order to obtain the desired mechanical properties of the material W. In the above, the above problem does not occur because it is not necessary to provide such a strain relief annealing step between the pressing step and the cutting step.
【００８３】Ｆ．熱処理工程においては次のような効果
が得られる。 この工程においては、プレス工程により内・外径の精度
を向上させられた素材Ｗが切削されたものに対して熱処
理が行われることとなるため、熱処理に基づいて素材Ｗ
に発生する歪が極僅かで済み、また、そのばらつきも少
なくなるため、直ちに製品としての使用が可能となると
いう効果が得られる。F. The following effects can be obtained in the heat treatment step. In this step, a heat treatment is performed on the cut material W whose inner and outer diameters have been improved in accuracy by the pressing step.
Is very small and the variation is small, so that an effect that the product can be used immediately is obtained.
【００８４】Ｇ．それら工程全体においては次のような
効果が得られる。 すなわち、プレス工程中，プレス工程後，切削加工後の
いずれにおいても、置き割れの発生がないため、プレ
ス，機械加工，熱処理等の各工程を時間的・距離的に離
れた別々の工場や、同じ工場内での互いに異なる場所で
実施することが可能となるという効果が得られる。G. The following effects can be obtained in the entire process. In other words, since there is no break during the pressing process, after the pressing process, and after the cutting process, each factory such as pressing, machining, heat treatment, etc. is separated in time and distance from a separate factory, The effect that it can be implemented in mutually different places in the same factory is acquired.
【００８５】また、プレス加工の途中工程で、プレス機
械・型等の異常によって長時間停止しても、停止時間中
に生じる置き割れ品がないことから、不良品（置き割れ
品）の混入の心配や、停止中の加工品（置き割れの心配
から）を廃棄する等の配慮は不要となるという効果も得
られる。また、プレス工程を別々のプレスで時間を置い
て行うことも可能となるという効果も得られる。Further, even if the press is stopped for a long time due to an abnormality in the press machine, mold, or the like in the middle of the press working, there is no cracked product that occurs during the stop time. There is also an effect that it is not necessary to take care such as worrying or discarding a stopped work product (from fear of cracking). Further, there is also obtained an effect that the pressing step can be performed with a time interval using different presses.
【００８６】以上、請求項１および２の発明に共通の一
実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、それら各発
明はその他の態様で実施することができる。While the embodiments common to the first and second aspects of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the inventions can be implemented in other forms.
【００８７】例えば、逆しごき法は図１２に示す逆しご
き装置を用いて実施することができる。For example, the reverse ironing method can be carried out using the reverse ironing apparatus shown in FIG.
【００８８】この逆しごき装置は同図に示すように、図
６に示すものと基本的な構成については共通するが、押
込ポンチの先端面の形状とダイのダイ穴の形状とについ
てはそれぞれ異なっている。As shown in the same drawing, this reverse ironing device has the same basic configuration as that shown in FIG. 6, but differs in the shape of the tip end face of the pressing punch and the shape of the die hole of the die. ing.
【００８９】この逆しごき装置においては、押込ポンチ
１５０の先端面は図１３（図１２におけるＡ部の拡大図
であり、逆しごき終了直後の状態を示す図である）に示
すように、平面とされ、一方、ダイ１５２のダイ穴１５
４は同図および図１２に示すように、上テーパ穴１５
６，円筒穴であるランド部１５８，下テーパ穴１６０，
中径穴２８および大径穴３０から構成されたものとされ
ている。In this reverse ironing apparatus, the distal end face of the pushing punch 150 has a flat surface as shown in FIG. 13 (an enlarged view of a portion A in FIG. 12 showing a state immediately after the reverse ironing is completed). On the other hand, the die hole 15 of the die 152
4 is an upper tapered hole 15 as shown in FIG.
6, a land portion 158 which is a cylindrical hole, a lower tapered hole 160,
It is configured by a medium diameter hole 28 and a large diameter hole 30.
【００９０】図６に示す逆しごき装置による逆しごき法
においては、素材Ｗの円筒部の平行部の底部側の端（以
下、素材Ｗの曲がり開始線という。図１３において「Ｐ
W 」で示す）がしごき面の素材導入側の端、すなわち、
本実施例におけるランド部１５８の素材導入側の端（以
下、ランド部１５８の入口端という。図において
「ＰD 」で示す）に到達するか（このときの状態を図に
おいて二点鎖線で示す）、またはランド部１５８の入口
端より下方の位置に到達したときに一回の逆しごきが終
了するようにされていた。しかし、本実施例である逆し
ごき法においては、素材Ｗの曲がり開始線の位置より一
定距離（図において「Ｌ」で示す）手前の位置が逆しご
き終了位置とされ、それがランド部１５８の入口端に到
達したときに一回の逆しごきが終了する。この距離Ｌ
は、逆しごきにより素材Ｗの内周隅部にひけが発生し始
めないと実験的に確認された長さとされている。In the reverse ironing method using the reverse ironing device shown in FIG. 6, the bottom end of the parallel portion of the cylindrical portion of the raw material W (hereinafter, referred to as a bending start line of the raw material W. In FIG.
W ")) on the material introduction side of the ironing surface,
The end of the land portion 158 in the present embodiment on the material introduction side (hereinafter, referred to as an entrance end of the land portion 158; indicated by “P D ” in the drawing) (the state at this time is indicated by a two-dot chain line in the drawing). ), Or when it reaches a position below the entrance end of the land portion 158, one reverse ironing operation is terminated. However, in the reverse ironing method according to the present embodiment, a position that is a predetermined distance (indicated by “L” in the drawing) in front of the position of the bending start line of the material W is set as the reverse ironing end position, which is the land portion 158. One reverse ironing ends when it reaches the entrance end. This distance L
Is a length that has been experimentally confirmed that sink marks do not start to occur at the inner peripheral corners of the material W due to reverse ironing.
【００９１】このように、本実施例においては、先の実
施例のように、押込ポンチ１０の先端面に凹部１８を形
成して素材Ｗにおける材料の流れを拘束することによっ
て素材Ｗの内周隅部へのひけ発生を防止するのではな
く、その内周隅部にひけが発生すると予想される時期よ
り前の時期に一回の逆しごきを終了させることによって
ひけ発生を確実に防止するのである。As described above, in the present embodiment, as in the previous embodiment, the concave portion 18 is formed in the tip end surface of the pushing punch 10 to restrict the flow of the material in the material W, so that the inner periphery of the material W Instead of preventing sink marks from forming at the corners, the sink marks are reliably prevented by terminating one reverse ironing at a time prior to the time when the sink marks are expected to occur at the inner peripheral corners. is there.
【００９２】また、前記実施例におけるしごきコイニン
グ工程は図１４に示すしごきコイニング装置を用いて実
施するものとすることができる。Further, the ironing coining step in the above embodiment can be carried out using an ironing coining apparatus shown in FIG.
【００９３】このしごきコイニング装置も、図１０のし
ごきコイニング装置と同様に、しごきポンチ２００，コ
イニングポンチ２０２およびダイ２０４を備えている。
ただし、ダイ２０２のダイ穴２０６は、先のしごきコイ
ニング装置とは異なり、正しごき専用のランド部２０８
と、コイニング時に素材Ｗの外径を拘束して素材Ｗの歪
みを防止するための外径拘束部２１０とがそれぞれ独立
して設けられたものとされている。外径拘束部２１０
は、コイニングポンチ２０２により素材底部が成形され
るのに先立って素材円筒部の底部側の部分（素材円筒部
のうちコイニングによる影響が及ぶ部分）に接触する
（素材外径の変化を拘束する）ものとされている。This ironing coining apparatus also includes an ironing punch 200, a coining punch 202, and a die 204, like the ironing coining apparatus of FIG.
However, unlike the ironing coining device described above, the die hole 206 of the die 202 has a land portion 208 dedicated for correct ironing.
And an outer diameter restricting portion 210 for restricting the outer diameter of the material W during coining to prevent distortion of the material W, are provided independently of each other. Outer diameter constraint part 210
Contacts the bottom portion of the material cylinder (the portion of the material cylinder affected by coining) before the material bottom is formed by the coining punch 202 (constrains the change in the material outer diameter). It is assumed.
【００９４】したがって、このしごきコイニング装置を
用いれば、正しごきにおける素材Ｗとダイ穴２０６との
接触面積が減少するため、正しごきに必要な加工力が減
少し、ひいては型かじり，焼き付き等が防止されるとい
う効果が得られる。Therefore, when the ironing coining device is used, the contact area between the material W and the die hole 206 in the correct ironing is reduced, so that the working force required for the correct ironing is reduced, and furthermore, the seizure of the mold and the seizure are prevented. Is obtained.
【００９５】なお、外径拘束部２１０の内形状は、ラン
ド部２０８の径寸法と同じかまたはそれよりやや小さな
径寸法を持つものとすることができ、また、円筒面では
なくテーパ面を持つものとすることもできる。また、外
径拘束部２１０は、ダイ２０４に一体的に形成すること
は不可欠ではなく、別部品としてダイ２０４に固定され
るものとすることもできる。The inner shape of the outer diameter restricting portion 210 can be the same as or slightly smaller than the diameter of the land 208, and has a tapered surface instead of a cylindrical surface. It can also be. Further, it is not essential that the outer diameter restricting portion 210 is formed integrally with the die 204, and the outer diameter restricting portion 210 may be fixed to the die 204 as a separate component.
【００９６】また、前記実施例におけるしごきコイニン
グ工程は図１５に示すしごきコイニング装置を用いて実
施するものとすることもできる。Further, the ironing coining step in the above embodiment can be carried out using an ironing coining apparatus shown in FIG.
【００９７】このしごきコイニング装置においては、図
１４のしごきコイニング装置とは異なり、外径拘束部２
１０を備えておらず、ランド部２０８のみを備えてい
る。この場合、コイニングによる素材Ｗの外径歪みを防
止するため、素材Ｗの円筒部の底部近傍部がランド部２
０８によりしごき始められる頃には、コイニングポンチ
２０２によりしごきポンチ２００と共同して素材Ｗの底
部に凹凸形状を形成し始め、その後素材Ｗが下降させら
れるにつれて、コイニングポンチ２０２としごきポンチ
２００とが互いに押し合う力、すなわち素材Ｗの底部を
成形する力を増加させ、素材Ｗの円筒部全域についてし
ごきが終了する頃に、素材Ｗの底部のコイニングが終了
する（目標形状が得られる）ようにすることができる。In this ironing coining device, unlike the ironing coining device of FIG.
10 are provided, but only the land 208 is provided. In this case, in order to prevent outer diameter distortion of the material W due to coining, the vicinity of the bottom of the cylindrical portion of the material W is
08, the ironing is started by the coining punch 202 together with the ironing punch 200 to form an uneven shape on the bottom of the material W, and thereafter, as the material W is lowered, the coining punch 202 and the ironing punch 200 are formed. The force of pressing each other, that is, the force for forming the bottom of the raw material W is increased so that coining of the bottom of the raw material W is completed (a target shape is obtained) by the time ironing is completed for the entire cylindrical portion of the raw material W. can do.
【００９８】また、前記実施例においては、正しごき工
程および逆しごき工程は正しごきおよび逆しごきをそれ
ぞれ１回だけ行うものとされていたが、複数回行うもの
とすることができる。In the above-described embodiment, the correct ironing step and the reverse ironing step are performed only once each. However, the ironing step and the reverse ironing step may be performed a plurality of times.
【００９９】また、前記実施例においては、絞り工程，
正しごき工程および逆しごき工程がそれらの順に行われ
るようになっていたが、例えば、絞り工程と正しごき工
程との間に、先の逆しごき工程とは別の逆しごき工程で
あって素材Ｗへのひけ発生の可能性がほとんどないもの
（例えば、しごき率がかなり小さいものや、素材Ｗの開
口端部についてのみ逆しごきを行うもの）を追加するこ
とができる。このようにすれば、素材Ｗの肉厚の一層の
均一化を達成すべく正しごき工程におけるしごき率を前
記実施例におけるより大きくしても、置き割れを確実に
防止することが可能となる。なお、その別の逆しごき工
程を設ける場合には、本来の逆しごき工程を省略しても
十分な置き割れ防止効果が得られる場合もある。In the above embodiment, the drawing step,
The correct ironing process and the reverse ironing process were performed in that order. For example, between the drawing process and the correct ironing process, the material W is a reverse ironing process different from the previous reverse ironing process. It is possible to add a material that hardly causes sink marks (for example, a material having a considerably small ironing rate or a material that performs reverse ironing only at the opening end of the material W). In this way, even if the ironing rate in the correct ironing step is made larger than that in the above-described embodiment in order to achieve a more uniform thickness of the material W, it is possible to reliably prevent the placing cracks. In the case where the separate reverse ironing step is provided, there may be a case where a sufficient effect of preventing cracks is obtained even if the original reverse ironing step is omitted.
【０１００】また、前記実施例においては、素材Ｗが析
出硬化性であるため、析出硬化のための熱処理が行われ
るようになっていた。一方、図２に示す製品は、前述の
ように、エンジンの燃焼室内で使用され、常時約３００
〜５００℃付近の下で使用されるものである。このよう
な使用状態に基づき、本出願人は、使用状態をもって熱
処理に代えることの可能性の存在に気付き、本出願人は
その可能性の存在を立証すべく、熱処理の有無によって
製品の耐久性がどのように変化するのかを実験した。In the above-described embodiment, since the material W is precipitation hardening, heat treatment for precipitation hardening is performed. On the other hand, the product shown in FIG. 2 is used in the combustion chamber of the engine,
It is used at about 500 ° C. On the basis of such use conditions, the applicant has noticed the possibility of replacing the heat treatment with the use condition, and the applicant has determined the durability of the product by the presence or absence of heat treatment in order to prove the possibility. We experimented how it changes.
【０１０１】この実験は、熱処理を行ったテストピース
Ａと、それを省略したテストピースＢとのそれぞれにつ
き、実際の使用状態を再現するものである。具体的に
は、各テストピースＡ，Ｂを空気中で３５０℃（使用状
態における最低温度）と５００℃（使用状態における最
高温度）とにそれぞれ放置した状態で、図１６に示すよ
うに、各テストピースＡ，Ｂの開口穴に固定具３００を
嵌合することによって各テストピースＡ，Ｂを固定的に
保持する一方、それの底部の外面の中央にボール３０２
を介して、振動装置の振動子３０４を係合させ、その振
動子３０４を上下に振動させることによって、各テスト
ピースＡ，Ｂの底部の片振り繰返し試験を行うものであ
る。In this experiment, the actual use condition is reproduced for each of the test piece A subjected to the heat treatment and the test piece B in which the test piece A is omitted. Specifically, as shown in FIG. 16, each of the test pieces A and B was left in air at 350 ° C. (minimum temperature in the use state) and 500 ° C. (maximum temperature in the use state). Each of the test pieces A and B is fixedly held by fitting the fixture 300 into the opening hole of each of the test pieces A and B, and a ball 302 is provided at the center of the outer surface of the bottom of each test piece.
The vibrator 304 of the vibrating device is engaged with the vibrator through the above, and the vibrator 304 is vibrated up and down.
【０１０２】この試験結果を図１７にグラフで表す。グ
ラフから明らかなように、熱処理の有無によってはほと
んど差がない。このように、当初の予測通り、製造段階
での熱処理を省略しても製品として十分機能することが
確認されたのであり、このようにすれば、製造段階のう
ち最も長い時間を要する工程が省略できるため、生産性
が一層向上し、製品コストの一層の低減を図り得る。FIG. 17 is a graph showing the test results. As is clear from the graph, there is almost no difference depending on the presence or absence of the heat treatment. As described above, it was confirmed that, as initially predicted, even if the heat treatment in the manufacturing stage was omitted, the product could function satisfactorily, and thus the process requiring the longest time in the manufacturing stage was omitted. Therefore, productivity can be further improved and product cost can be further reduced.
【０１０３】また、前記実施例においては、図３に示す
ように、プレス工程，切削工程および熱処理工程が順に
行われることによって１個の製品が完成するようになっ
ていたが、上述のように、熱処理工程を省略する場合に
は、図にの破線で示すように、プレス工程および切削
工程を順に行うことによって１個の製品を完成させるこ
とになる。また、図にの破線で示すように、切削工程
の後にプレス工程に戻り、再び切削工程を行った後に熱
処理工程に移行するようにすることができる。プレス工
程に戻ることが可能となるのは、それの逆しごき工程に
おいて素材に十分な圧縮応力が残留していて置き割れが
確実に防止されるからであり、そのプレス工程のうち正
しごき工程まで戻ることも、逆しごき工程まで戻ること
もできる。ただし、絞り工程においては残留応力が増加
する傾向が他の工程に比べて強いため、絞り工程まで戻
ることは適当でないと推定される。Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 3, one product is completed by sequentially performing the pressing step, the cutting step, and the heat treatment step. In the case where the heat treatment step is omitted, one product is completed by sequentially performing the pressing step and the cutting step as shown by the broken line in the figure. Further, as shown by a broken line in the drawing, it is possible to return to the pressing step after the cutting step, and to shift to the heat treatment step after performing the cutting step again. The reason why it is possible to return to the pressing process is because sufficient compressive stress remains in the material in the reverse ironing process and cracks in place are reliably prevented, and until the correct ironing process in the pressing process It can return, or return to the reverse ironing process. However, since the tendency of the residual stress to increase in the drawing process is stronger than in other processes, it is estimated that returning to the drawing process is not appropriate.
【０１０４】また、前記実施例は、プレス後の切削およ
び実質的な熱処理が不可欠な製品を製造するためのもの
であったが、そのような製品に対して本発明を実施する
ことは不可欠ではなく、例えば、図３にの破線で示す
ように、プレス後に直ちに熱処理を行うことが可能な素
材に対して適用することもでき、また、プレス工程にお
いて、絞り工程，正しごき工程および逆しごき工程を行
うのみで、しごきコイニング工程が不要な素材に対して
適用することもできる。要するに、本発明は絞り工程と
しごき工程とを不可欠とする製品であれば、いかなるも
のでも適用することができるのである。Although the above-described embodiment is for manufacturing a product in which cutting after press and substantial heat treatment are indispensable, it is indispensable to carry out the present invention on such a product. For example, as shown by a broken line in FIG. 3, the present invention can be applied to a material that can be subjected to a heat treatment immediately after pressing. Also, in a pressing process, a drawing process, a correct ironing process, and a reverse ironing process are performed. And ironing can be applied to a material that does not require the ironing coining step. In short, the present invention can be applied to any products that require the drawing step and the ironing step.
【０１０５】以上、本発明のいくつかの実施例を図面に
基づいて詳細に説明したが、これらの他にも、当業者の
知識に基づいて種々の変形，改良を施した態様で本発明
を実施することができる。Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the present invention may be modified in various other ways based on the knowledge of those skilled in the art. Can be implemented.
【図１】請求項１および２の発明に共通の一実施例であ
るプレス工程を概略的に示す図である。FIG. 1 is a view schematically showing a pressing step which is an embodiment common to the first and second aspects of the present invention.
【図２】そのプレス工程を用いて製作すべき製品を示す
正面断面図である。FIG. 2 is a front sectional view showing a product to be manufactured by using the pressing process.
【図３】そのプレス工程とそれに後続する切削工程およ
び熱処理工程であって、図２に示す製品を完成させるの
に必要なものを示す図である。FIG. 3 is a view showing a pressing step, a subsequent cutting step, and a heat treatment step, which are necessary for completing the product shown in FIG. 2;
【図４】図１における各回の絞り後の素材に発生する残
留応力分布の一例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of a distribution of residual stress generated in a material after each drawing in FIG.
【図５】図１における正しごき後の素材に発生する残留
応力分布の一例を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing an example of a distribution of residual stress generated in the material after the ironing in FIG.
【図６】図１における逆しごきを実施する装置を示す正
面断面図である。FIG. 6 is a front sectional view showing an apparatus for performing the reverse ironing in FIG. 1;
【図７】図６におけるＡ部の拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of a portion A in FIG. 6;
【図８】図６におけるＢ部の拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view of a portion B in FIG. 6;
【図９】逆しごき後の素材に発生する残留応力分布の一
例を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing an example of a distribution of residual stress generated in a material after reverse ironing.
【図１０】図１におけるしごきコイニングを実施する装
置を示す正面断面図である。FIG. 10 is a front sectional view showing an apparatus for performing ironing coining in FIG. 1;
【図１１】しごきコイニング後の素材に発生する残留応
力分布の一例を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing an example of a distribution of residual stress generated in a material after ironing and coining.
【図１２】別の逆しごき装置を示す正面断面図である。FIG. 12 is a front sectional view showing another inverted ironing device.
【図１３】図１２におけるＡ部の拡大図である。FIG. 13 is an enlarged view of a portion A in FIG.
【図１４】別のしごきコイニング装置を示す正面断面図
である。FIG. 14 is a front sectional view showing another ironing coining device.
【図１５】さらに別のしごきコイニング装置を示す正面
断面図である。FIG. 15 is a front sectional view showing still another ironing coining device.
【図１６】製品の耐久試験の条件を概略的に示す部分正
面断面図である。FIG. 16 is a partial front sectional view schematically showing conditions of a durability test of a product.
【図１７】その耐久試験の結果を示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing the results of the durability test.
【図１８】正しごきの原理を説明するための正面断面図
である。FIG. 18 is a front sectional view for explaining the principle of correct ironing.
【図１９】オーステナイト系ステンレス鋼製の円筒容器
状の素材であって置き割れが発生したものの一例を示す
斜視図である。FIG. 19 is a perspective view showing an example of a cylindrical container-shaped material made of austenitic stainless steel, which has cracks in place.
【図２０】逆しごきの原理を説明するための正面断面図
である。FIG. 20 is a front sectional view for explaining the principle of reverse ironing.
１０ １５０ 押込ポンチ １２，１５２ ダイ １８ 凹部 ２４，１５４ ダイ穴 ２７ しごき面 ３４ しごきポンチ １５８ ランド部 10 150 Indentation punch 12, 152 Die 18 Recess 24, 154 Die hole 27 Ironing surface 34 Ironing punch 158 Land part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21D 22/28 B21D 22/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B21D 22/28 B21D 22/30
Claims (2)
程と、その円筒容器状の素材の円筒部をそれの軸方向に
しごく第２の工程とを含み、板状の素材を円筒容器状に
成形するプレス法において、 前記第２の工程を、 円筒容器状の素材を円筒状の第１のしごきポンチの一端
部に被せた後、それら素材および第１のしごきポンチを
一緒に、素材の底部側から第１のダイ穴内に押し込むこ
とにより、素材の円筒部をそれの底部側から開口部側に
向かってしごく正しごき工程と、 円筒容器状の素材を円筒状の第２のしごきポンチの一端
部に被せた後、その素材の底部に前記第２のしごきポン
チとは反対側から円筒状の押込ポンチを押し当てて素材
を第２のしごきポンチと一緒に、素材の開口部側から第
２のダイ穴内に押し込むことにより、素材の円筒部をそ
れの開口部側から底部側に向かってしごく逆しごき工程
とを、正しごき工程が先に、逆しごき工程が後になる
か、または、逆しごき工程が先に、正しごき工程が後に
なる順序で行うものとしたことを特徴とするプレス法。1. A first step of squeezing a plate-like material into a cylindrical container, and a second step of squeezing a cylindrical portion of the cylindrical container-like material in the axial direction thereof. In the pressing method for forming into a cylindrical container, the second step is to cover the material of the cylindrical container on one end of a first ironing punch having a cylindrical shape, and then combine the material and the first ironing punch together. Pressing the cylindrical portion of the raw material from the bottom side toward the opening side of the raw material by pressing the raw material into the first die hole from the bottom side of the raw material; After covering one end of the ironing punch, a cylindrical pushing punch is pressed against the bottom of the material from the side opposite to the second ironing punch, and the material is opened with the second ironing punch together with the opening of the material. The material circle is pushed into the second die hole from the side. From the opening side to the bottom side of the cylindrical part , the ironing process is performed in reverse, and the ironing process is performed first, and the ironing process is performed later.
Or reverse ironing process first, correct ironing process later
A press method characterized in that the steps are performed in a certain order .
うものとされ、かつ、前記第２の工程が前記正しごき工
程を先に、前記逆しごき工程を後に行うものとされ、か
つ、前記正しごき工程における素材のしごき率が前記逆
しごき工程における素材のしごき率より大きくされてい
る請求項１記載のプレス法。2. The method according to claim 1, wherein the first step is to perform the drawing together with the ironing, and the second step is to perform the reverse ironing step after the correct ironing step, and 2. The pressing method according to claim 1, wherein the ironing rate of the material in the correct ironing step is larger than the ironing rate of the material in the reverse ironing step.
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|---|---|---|---|
| JP4163522A JP2982494B2 (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Press method for forming plate-like material into cylindrical container |
| US08/067,050 US5329799A (en) | 1992-05-29 | 1993-05-25 | Process and apparatus for press-forming tubular container-like article from strip, including forward and backward ironing steps |
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| JP6050912B1 (en) * | 2016-06-24 | 2016-12-21 | 東洋スチール株式会社 | How to prevent cracks in drawn products of high-strength steel sheets |
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1992
- 1992-05-29 JP JP4163522A patent/JP2982494B2/en not_active Expired - Fee Related
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