JP3430785B2 - 管材のフランジ成形方法 - Google Patents
管材のフランジ成形方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、管材の端部を拡
げて鍔状に形成する管材のフランジ成形方法に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】円筒形粗材を、軸方向に圧縮することに
よって塑性変形させて円板状に形成する加工に、いわゆ
る据込み加工がある。一般的な据込み加工においては、
円筒形粗材の加工する部分の長さが、その円筒形粗材の
板厚の２倍以下であれば、座屈を生じることなく拡径さ
せて円板状等に形成することができる。ところが、図５
に示すように、円筒形粗材１の加工する部分の長さＬが
板厚Ｗの２倍を超える場合には、円筒形粗材１にマンド
レル２を嵌挿した状態でパンチ３とダイ４との間で圧縮
したとしても座屈を生じ、加工後の円筒形粗材１の内周
部に、折込みと呼ばれる欠陥５が生じるという問題があ
った。 【０００３】したがって、上記のように円筒形粗材１の
加工する部分の長さＬが板厚Ｗの２倍を超える場合のフ
ランジの成形方法として、円筒形粗材１の端部を拡径方
向に変形させて円板状に形成する方法が適している。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、円筒形粗材１
の端部を拡径方向に変形すると、外周端面が自由表面と
なり、この外周端面が円周方向に引張応力を受ける、い
わゆる伸びフランジ成形部となるため、フランジ外周部
に亀裂が生じるという問題があった。 【０００５】この発明は、上記の事情に鑑みなされたも
ので、管材の端部を拡径方向に変形させてフランジを形
成する伸びフランジ成形時におけるフランジ外周部の亀
裂の発生を防止することを目的としている。 【０００６】この目的は、管材の端部を伸びフランジ成
形する際に、フランジ外周部に金属材料を充分に供給す
るか、あるいは強く圧縮して外周部の延性を高めること
により達成される。 【０００７】 【課題を解決するための手段およびその作用】上記の課
題を解決するための手段として請求項１記載の発明は、
管材の一端側を押し拡げてこの管材の軸方向に対してほ
ぼ垂直な平面まで展開させる管材のフランジ成形方法に
おいて、前記管材の一端側を押し拡げる途中から、その
外周側が内周側より強く圧縮されるように前記押し拡げ
られる管材の板厚方向に圧縮力を付与しながら前記平面
まで展開させることを特徴としている。 【０００８】 【０００９】 【００１０】請求項１記載の発明の方法によれば、管材
の一端側を押し拡げる途中から、その外周側が内周側よ
り強く圧縮されるように、前記押し拡げられる管材の板
厚方向に圧縮力を付与しながら前記平面まで展開させる
ので、圧縮力の高い外周側から圧縮力の小さい内周側に
向けて材料の塑性流動が生じる結果、拡径が抑制される
とともに外周部の延性が高められることによって、フラ
ンジ外周部の亀裂の発生が防止される。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図１な
いし図４に基づいて説明する。 【００１２】図１および図２は、管材のフランジ成形方
法の一例を示すもので、端部をフランジ成形する管材１
１は、冷間フランジ加工する所定長さ部分をフランジ成
形部１１ａとして予め拡径処理しておく。この拡径処理
は、例えば、管材１１の端部に円錐形の工具を圧入して
行い、そのフランジ成形部１１ａと管材１１の軸線との
成す角度θ0 が約４５度となるように漏斗状に形成する
もので、拡径処理された管材１１は、その内空部にマン
ドレル１２を嵌挿した状態で、ポンチ１３とダイス１４
との互いに対向する面間において挟圧してフランジ状に
成形される。 【００１３】この実施例のフランジ成形方法を行う装置
としては、その一例を図１に示すように、鉛直方向に昇
降駆動されるポンチ１３と、このポンチ１３の下方に固
設されたダイス１４とで構成されており、ダイス１４の
上面１４ａは、水平な平滑面に形成されるとともに、こ
の上面１４ａの中央には、管材１１が密に嵌合する内径
の孔１４ｂが、上面１４ａに対して垂直に形成されてい
る。 【００１４】また、ポンチ１３の下面１３ａは、このポ
ンチ１３の下降限において前記ダイス１４の上面１４ａ
と密に接触する平滑面に形成されるとともに、下面１３
ａの中央には、予め拡径処理された前記管材１１のフラ
ンジ成形部１１ａの外径Ｄ2より大きい直径Ｄ3 で、か
つ完成時のフランジの厚さに等しい深さＴの円形凹部１
５が形成されている。また、フランジ成形部１１ａの外
径Ｄ2 と円形凹部１５の直径Ｄ3 との関係は、Ｄ2 ≦Ｄ
3 であれば良いが、Ｄ3 はフランジ成形部１１ａをポン
チ１３とダイス１４との間で挟圧した際に、段部１５ａ
にフランジ成形部１１ａの外周部が必ず接触できる径で
なければならない。 【００１５】また、円形凹部１５の中心には、フランジ
成形部１１ａに嵌挿されるマンドレル１２が摺動可能に
嵌合する内径の孔１３ｂが、前記ダイス１４に形成され
た孔１３ｂと同軸上に形成されている。また、前記円形
凹部１５の外周部の段部１５ａの鉛直方向を０度したと
きの傾きθ1 が、０≦θ1 ≦４５度の範囲に形成され、
フランジ成形部１１ａの拡径しようとする外周部と確実
に係合して、フランジ成形部１１ａに対して、板厚方向
と直交する方向に圧縮力が付与されるようになってい
る。 【００１６】次に、上記したポンチ１３とダイス１４を
用いて、予め拡径処理された管材１１をフランジ成形す
る場合について説明すると、先ず、一端を漏斗状に拡径
処理された管材１１にマンドレル１２を嵌挿し、このマ
ンドレル１２を嵌挿した状態の管材１１の他端側をダイ
ス１４の孔１４ｂに嵌挿する。したがって、拡径された
フランジ成形部１１ａとマンドレル１２の上端側が孔１
４ｂから延出した状態となり、漏斗状に形成されたフラ
ンジ成形部１１ａの基端部が、孔１４ｂとマンドレル１
２とによって固定される。次いで、ポンチ１３に形成さ
れている孔１３ｂに、前記マンドレル１２の上端側の部
分を嵌挿し、この状態でポンチ１３を下降させると、フ
ランジ成形部１１ａの外周部が円形凹部１５の内側に当
接する（図１の状態）。 【００１７】フランジ成形部１１ａは、最も大径となる
外周部を、円形凹部１５の底面に当接して垂直方向に押
圧される。その結果、フランジ成形部１１ａが予め約４
５度に拡径処理されているため、このフランジ成形部１
１ａが円滑に拡径される。そして、フランジ成形部１１
ａの外周部が、円形凹部１５の外周の段部１５ａに係合
した後は、拡径方向の変形が規制されるため、このフラ
ンジ成形部１１ａには、板厚方向と直交する方向に圧縮
力が加えられながら、ダイス１４とポンチ１３との間で
挟圧されて（図２の左半部参照）、ダイス１４の上面１
４ａに密着するまで、すなわち管材１１の軸線に対して
垂直となるまで挟圧して、フランジ成形を終了する（図
２の右半分を参照）。 【００１８】したがって、フランジ成形部１１ａの外周
部は、ポンチ１３の円形凹部１５の段部１５ａに拘束さ
れた状態、すなわち板厚方向と直交する方向に常時圧縮
力が付与された状態でダイス１３とポンチ１４との間で
挟圧されるため、成形が完了するまでフランジ成形部１
１ａの外周部へ材料が充分に供給され続けるため、この
外周部の延性が高められ、外周部の材料割れ等の成形不
良の発生を確実に防止することができる。 【００１９】したがって、亀裂等の成形不良のないフラ
ンジを形成できる。特に、据込み鍛造によるフランジ成
形および自由鍛造、ヘラ加工等によるフランジ成形では
成形不可能とされていた材料伸び率が１８％以上となる
管材のフランジ成形が可能となり、また、管材にフラン
ジを一体形成できるので、フランジを溶接等で管材に取
付けた場合より強度アップおよびコストダウンが図れ
る。なお、この実施例のフランジ成形方法によって成形
可能なフランジの材料伸び率の限界は約６５％である。 【００２０】なお、この実施例においては、ダイス１４
の上面１４ａを平滑面に形成した場合について説明した
が、ポンチ１３側の円形凹部１５と対向する位置に、同
じ直径の凹部を形成して、上下の凹部を合わせた容積
が、成形しようとするフランジの体積と等しくなるよう
に形成しても同様の作用効果が得られる。 【００２１】また図３および図４はこの発明の実施例を
示すもので、前記一例における構成と同一の構成部分に
は同一の符号を付してその詳細な説明を省略して以下図
面に基づいて説明する。 【００２２】この実施例のフランジ成形方法においても
管材１１の端部のフランジ成形部１１ａを約４５度とな
るように漏斗状に拡径処理して用いるもので、この管材
１１ａの内空部にマンドレル１２を嵌挿した状態で、こ
のフランジ成形部１１ａをポンチ２３とダイス２４との
互いに対向する面間において挟圧してフランジ状に成形
する。 【００２３】この実施例の管材のフランジ成形方法を行
う装置は、その一例を図３および図４に示すように、鉛
直方向に昇降駆動されるポンチ２３と、このポンチ２３
の下方に固設されたダイス２４とで構成されている。 【００２４】そして、ポンチ２３の下面２３ａは、平面
に対する角度θ2 が約５度の浅いすり鉢状に形成され、
その中央には、マンドレル１２の上端側を嵌挿する孔２
３ｂが、このポンチ２３のストローク方向と平行に形成
されている。またダイス２４の上面２４ａは、平面に対
する角度θ3 が約１０度の浅いすり鉢状に形成され、そ
の中央には管材１１の下端側を嵌挿する孔２４ｂが、ポ
ンチ２３に形成された孔２３と同一軸線上、すなわち鉛
直方向に形成されている。そして、ポンチ２３がストロ
ークして下降限に達した状態では、ポンチ２３の下面２
３ａとダイス２４の上面２４ａとは、その外周部におい
て若干の間隙を残して対向するダイス２４の上面２４ａ
との間には、外周側の厚みが薄い円盤状の空間が形成さ
れ、この下面２３ａと上面２４ａとの間でフランジ成形
部１１ａを挟圧して円盤状のフランジに形成するように
なっている。 【００２５】次に、上記したポンチ２３とダイス２４を
用いて、予め拡径処理された管材１１をフランジ成形す
る場合について説明すると、先ず、一端を漏斗状に拡径
処理された管材１１にマンドレル１２を嵌挿し、このマ
ンドレル１２を嵌挿した状態の管材１１の他端側をダイ
ス２４の孔２４ｂに嵌挿する。したがって、拡径された
フランジ成形部１１ａとマンドレル１２の上端側が孔２
４ｂから上方へ延出した状態となり、漏斗状に形成され
たフランジ成形部１１ａの基端部が、孔２４ｂとマンド
レル１２とによって固定される。次いで、ポンチ２３に
形成されている孔２３ｂに、前記マンドレル１２の上端
側の部分を嵌挿し、この状態でポンチ２３を下降させる
と、先ず、フランジ成形部１１ａの外周部がポンチ２３
の下面２３ａに当接する（図３の状態）。 【００２６】フランジ成形部１１ａは、最も大径である
外周部を、ポンチ２３の下面２３ａに当接して垂直方向
に押圧される。その結果、約４５度に形成されているフ
ランジ成形部１１ａが円滑に拡径されるとともに、フラ
ンジ成形部１１ａの外周面だった面（図３において下側
の面）が、ダイス２４の上面２４ａに密着した後は、ポ
ンチ２３ａの下面とダイス２４の上面２４ａとの間で挟
圧されることにより、このフランジ成形部１１ａには、
板厚方向に圧縮力が加えられる。 【００２７】そして、板厚方向に圧縮力が加えられたフ
ランジ成形部１１ａは、上下両面２３ａ，２４ａ間に形
成された前記円盤状の空間内に充満するように塑性変形
する（図４の左半部参照）。このとき、上下両面２３
ａ，２４ａ間の間隙が、中心側が広くて外周側が狭く形
成されているため、板厚方向に圧縮された際に内周側よ
り外周側が強く圧縮されることとなり、外周に自由表面
が残っていても、圧縮された材料に、圧縮力の低い中心
方向に向う流れが生じてそれ以上の拡径が規制される
（図４の右半部参照）。 【００２８】したがって、フランジ成形部１１ａの外周
部は、高い圧力で圧縮されて延性が向上するとともに、
一定以上の拡径が規制されるため亀裂等の成形不良の発
生が防止される。 【００２９】なお、この実施例においては、予め拡径処
理された管材１１をフランジ加工する場合について説明
したが、事前に拡径処理を行わずに、拡径工程とフラン
ジ成形工程とを連続して行うこともできる。この場合に
は、管材の端部を拡径させる中空円錐形の金型を分割型
としてポンチの下面に設けておき、拡径工程が完了した
段階で分割除去した後、ポンチによってフランジ成形工
程を行うようにする。 【００３０】また、パンチ２３とダイス２４との互いに
対向する面２３ａ，２４ａの傾斜角度およびフランジ成
形部１１ａの長さを変えることによって、成形できるフ
ランジの大きさを任意に設定することができる。 【００３１】 【発明の効果】この発明の方法によれば、押し拡げられ
る管材の外周側が内周側より強く圧縮されるように管材
の板厚方向に圧縮力を付与しながら展開させるので、圧
縮力の小さい内周側に向けて材料の塑性流動が生じる結
果、拡径が抑制されるとともに外周部の延性が高められ
るため、フランジ外周部の亀裂の発生が防止され、材料
伸び率が１８％以上のフランジ成形も可能となる。 【００３２】
げて鍔状に形成する管材のフランジ成形方法に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】円筒形粗材を、軸方向に圧縮することに
よって塑性変形させて円板状に形成する加工に、いわゆ
る据込み加工がある。一般的な据込み加工においては、
円筒形粗材の加工する部分の長さが、その円筒形粗材の
板厚の２倍以下であれば、座屈を生じることなく拡径さ
せて円板状等に形成することができる。ところが、図５
に示すように、円筒形粗材１の加工する部分の長さＬが
板厚Ｗの２倍を超える場合には、円筒形粗材１にマンド
レル２を嵌挿した状態でパンチ３とダイ４との間で圧縮
したとしても座屈を生じ、加工後の円筒形粗材１の内周
部に、折込みと呼ばれる欠陥５が生じるという問題があ
った。 【０００３】したがって、上記のように円筒形粗材１の
加工する部分の長さＬが板厚Ｗの２倍を超える場合のフ
ランジの成形方法として、円筒形粗材１の端部を拡径方
向に変形させて円板状に形成する方法が適している。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、円筒形粗材１
の端部を拡径方向に変形すると、外周端面が自由表面と
なり、この外周端面が円周方向に引張応力を受ける、い
わゆる伸びフランジ成形部となるため、フランジ外周部
に亀裂が生じるという問題があった。 【０００５】この発明は、上記の事情に鑑みなされたも
ので、管材の端部を拡径方向に変形させてフランジを形
成する伸びフランジ成形時におけるフランジ外周部の亀
裂の発生を防止することを目的としている。 【０００６】この目的は、管材の端部を伸びフランジ成
形する際に、フランジ外周部に金属材料を充分に供給す
るか、あるいは強く圧縮して外周部の延性を高めること
により達成される。 【０００７】 【課題を解決するための手段およびその作用】上記の課
題を解決するための手段として請求項１記載の発明は、
管材の一端側を押し拡げてこの管材の軸方向に対してほ
ぼ垂直な平面まで展開させる管材のフランジ成形方法に
おいて、前記管材の一端側を押し拡げる途中から、その
外周側が内周側より強く圧縮されるように前記押し拡げ
られる管材の板厚方向に圧縮力を付与しながら前記平面
まで展開させることを特徴としている。 【０００８】 【０００９】 【００１０】請求項１記載の発明の方法によれば、管材
の一端側を押し拡げる途中から、その外周側が内周側よ
り強く圧縮されるように、前記押し拡げられる管材の板
厚方向に圧縮力を付与しながら前記平面まで展開させる
ので、圧縮力の高い外周側から圧縮力の小さい内周側に
向けて材料の塑性流動が生じる結果、拡径が抑制される
とともに外周部の延性が高められることによって、フラ
ンジ外周部の亀裂の発生が防止される。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図１な
いし図４に基づいて説明する。 【００１２】図１および図２は、管材のフランジ成形方
法の一例を示すもので、端部をフランジ成形する管材１
１は、冷間フランジ加工する所定長さ部分をフランジ成
形部１１ａとして予め拡径処理しておく。この拡径処理
は、例えば、管材１１の端部に円錐形の工具を圧入して
行い、そのフランジ成形部１１ａと管材１１の軸線との
成す角度θ0 が約４５度となるように漏斗状に形成する
もので、拡径処理された管材１１は、その内空部にマン
ドレル１２を嵌挿した状態で、ポンチ１３とダイス１４
との互いに対向する面間において挟圧してフランジ状に
成形される。 【００１３】この実施例のフランジ成形方法を行う装置
としては、その一例を図１に示すように、鉛直方向に昇
降駆動されるポンチ１３と、このポンチ１３の下方に固
設されたダイス１４とで構成されており、ダイス１４の
上面１４ａは、水平な平滑面に形成されるとともに、こ
の上面１４ａの中央には、管材１１が密に嵌合する内径
の孔１４ｂが、上面１４ａに対して垂直に形成されてい
る。 【００１４】また、ポンチ１３の下面１３ａは、このポ
ンチ１３の下降限において前記ダイス１４の上面１４ａ
と密に接触する平滑面に形成されるとともに、下面１３
ａの中央には、予め拡径処理された前記管材１１のフラ
ンジ成形部１１ａの外径Ｄ2より大きい直径Ｄ3 で、か
つ完成時のフランジの厚さに等しい深さＴの円形凹部１
５が形成されている。また、フランジ成形部１１ａの外
径Ｄ2 と円形凹部１５の直径Ｄ3 との関係は、Ｄ2 ≦Ｄ
3 であれば良いが、Ｄ3 はフランジ成形部１１ａをポン
チ１３とダイス１４との間で挟圧した際に、段部１５ａ
にフランジ成形部１１ａの外周部が必ず接触できる径で
なければならない。 【００１５】また、円形凹部１５の中心には、フランジ
成形部１１ａに嵌挿されるマンドレル１２が摺動可能に
嵌合する内径の孔１３ｂが、前記ダイス１４に形成され
た孔１３ｂと同軸上に形成されている。また、前記円形
凹部１５の外周部の段部１５ａの鉛直方向を０度したと
きの傾きθ1 が、０≦θ1 ≦４５度の範囲に形成され、
フランジ成形部１１ａの拡径しようとする外周部と確実
に係合して、フランジ成形部１１ａに対して、板厚方向
と直交する方向に圧縮力が付与されるようになってい
る。 【００１６】次に、上記したポンチ１３とダイス１４を
用いて、予め拡径処理された管材１１をフランジ成形す
る場合について説明すると、先ず、一端を漏斗状に拡径
処理された管材１１にマンドレル１２を嵌挿し、このマ
ンドレル１２を嵌挿した状態の管材１１の他端側をダイ
ス１４の孔１４ｂに嵌挿する。したがって、拡径された
フランジ成形部１１ａとマンドレル１２の上端側が孔１
４ｂから延出した状態となり、漏斗状に形成されたフラ
ンジ成形部１１ａの基端部が、孔１４ｂとマンドレル１
２とによって固定される。次いで、ポンチ１３に形成さ
れている孔１３ｂに、前記マンドレル１２の上端側の部
分を嵌挿し、この状態でポンチ１３を下降させると、フ
ランジ成形部１１ａの外周部が円形凹部１５の内側に当
接する（図１の状態）。 【００１７】フランジ成形部１１ａは、最も大径となる
外周部を、円形凹部１５の底面に当接して垂直方向に押
圧される。その結果、フランジ成形部１１ａが予め約４
５度に拡径処理されているため、このフランジ成形部１
１ａが円滑に拡径される。そして、フランジ成形部１１
ａの外周部が、円形凹部１５の外周の段部１５ａに係合
した後は、拡径方向の変形が規制されるため、このフラ
ンジ成形部１１ａには、板厚方向と直交する方向に圧縮
力が加えられながら、ダイス１４とポンチ１３との間で
挟圧されて（図２の左半部参照）、ダイス１４の上面１
４ａに密着するまで、すなわち管材１１の軸線に対して
垂直となるまで挟圧して、フランジ成形を終了する（図
２の右半分を参照）。 【００１８】したがって、フランジ成形部１１ａの外周
部は、ポンチ１３の円形凹部１５の段部１５ａに拘束さ
れた状態、すなわち板厚方向と直交する方向に常時圧縮
力が付与された状態でダイス１３とポンチ１４との間で
挟圧されるため、成形が完了するまでフランジ成形部１
１ａの外周部へ材料が充分に供給され続けるため、この
外周部の延性が高められ、外周部の材料割れ等の成形不
良の発生を確実に防止することができる。 【００１９】したがって、亀裂等の成形不良のないフラ
ンジを形成できる。特に、据込み鍛造によるフランジ成
形および自由鍛造、ヘラ加工等によるフランジ成形では
成形不可能とされていた材料伸び率が１８％以上となる
管材のフランジ成形が可能となり、また、管材にフラン
ジを一体形成できるので、フランジを溶接等で管材に取
付けた場合より強度アップおよびコストダウンが図れ
る。なお、この実施例のフランジ成形方法によって成形
可能なフランジの材料伸び率の限界は約６５％である。 【００２０】なお、この実施例においては、ダイス１４
の上面１４ａを平滑面に形成した場合について説明した
が、ポンチ１３側の円形凹部１５と対向する位置に、同
じ直径の凹部を形成して、上下の凹部を合わせた容積
が、成形しようとするフランジの体積と等しくなるよう
に形成しても同様の作用効果が得られる。 【００２１】また図３および図４はこの発明の実施例を
示すもので、前記一例における構成と同一の構成部分に
は同一の符号を付してその詳細な説明を省略して以下図
面に基づいて説明する。 【００２２】この実施例のフランジ成形方法においても
管材１１の端部のフランジ成形部１１ａを約４５度とな
るように漏斗状に拡径処理して用いるもので、この管材
１１ａの内空部にマンドレル１２を嵌挿した状態で、こ
のフランジ成形部１１ａをポンチ２３とダイス２４との
互いに対向する面間において挟圧してフランジ状に成形
する。 【００２３】この実施例の管材のフランジ成形方法を行
う装置は、その一例を図３および図４に示すように、鉛
直方向に昇降駆動されるポンチ２３と、このポンチ２３
の下方に固設されたダイス２４とで構成されている。 【００２４】そして、ポンチ２３の下面２３ａは、平面
に対する角度θ2 が約５度の浅いすり鉢状に形成され、
その中央には、マンドレル１２の上端側を嵌挿する孔２
３ｂが、このポンチ２３のストローク方向と平行に形成
されている。またダイス２４の上面２４ａは、平面に対
する角度θ3 が約１０度の浅いすり鉢状に形成され、そ
の中央には管材１１の下端側を嵌挿する孔２４ｂが、ポ
ンチ２３に形成された孔２３と同一軸線上、すなわち鉛
直方向に形成されている。そして、ポンチ２３がストロ
ークして下降限に達した状態では、ポンチ２３の下面２
３ａとダイス２４の上面２４ａとは、その外周部におい
て若干の間隙を残して対向するダイス２４の上面２４ａ
との間には、外周側の厚みが薄い円盤状の空間が形成さ
れ、この下面２３ａと上面２４ａとの間でフランジ成形
部１１ａを挟圧して円盤状のフランジに形成するように
なっている。 【００２５】次に、上記したポンチ２３とダイス２４を
用いて、予め拡径処理された管材１１をフランジ成形す
る場合について説明すると、先ず、一端を漏斗状に拡径
処理された管材１１にマンドレル１２を嵌挿し、このマ
ンドレル１２を嵌挿した状態の管材１１の他端側をダイ
ス２４の孔２４ｂに嵌挿する。したがって、拡径された
フランジ成形部１１ａとマンドレル１２の上端側が孔２
４ｂから上方へ延出した状態となり、漏斗状に形成され
たフランジ成形部１１ａの基端部が、孔２４ｂとマンド
レル１２とによって固定される。次いで、ポンチ２３に
形成されている孔２３ｂに、前記マンドレル１２の上端
側の部分を嵌挿し、この状態でポンチ２３を下降させる
と、先ず、フランジ成形部１１ａの外周部がポンチ２３
の下面２３ａに当接する（図３の状態）。 【００２６】フランジ成形部１１ａは、最も大径である
外周部を、ポンチ２３の下面２３ａに当接して垂直方向
に押圧される。その結果、約４５度に形成されているフ
ランジ成形部１１ａが円滑に拡径されるとともに、フラ
ンジ成形部１１ａの外周面だった面（図３において下側
の面）が、ダイス２４の上面２４ａに密着した後は、ポ
ンチ２３ａの下面とダイス２４の上面２４ａとの間で挟
圧されることにより、このフランジ成形部１１ａには、
板厚方向に圧縮力が加えられる。 【００２７】そして、板厚方向に圧縮力が加えられたフ
ランジ成形部１１ａは、上下両面２３ａ，２４ａ間に形
成された前記円盤状の空間内に充満するように塑性変形
する（図４の左半部参照）。このとき、上下両面２３
ａ，２４ａ間の間隙が、中心側が広くて外周側が狭く形
成されているため、板厚方向に圧縮された際に内周側よ
り外周側が強く圧縮されることとなり、外周に自由表面
が残っていても、圧縮された材料に、圧縮力の低い中心
方向に向う流れが生じてそれ以上の拡径が規制される
（図４の右半部参照）。 【００２８】したがって、フランジ成形部１１ａの外周
部は、高い圧力で圧縮されて延性が向上するとともに、
一定以上の拡径が規制されるため亀裂等の成形不良の発
生が防止される。 【００２９】なお、この実施例においては、予め拡径処
理された管材１１をフランジ加工する場合について説明
したが、事前に拡径処理を行わずに、拡径工程とフラン
ジ成形工程とを連続して行うこともできる。この場合に
は、管材の端部を拡径させる中空円錐形の金型を分割型
としてポンチの下面に設けておき、拡径工程が完了した
段階で分割除去した後、ポンチによってフランジ成形工
程を行うようにする。 【００３０】また、パンチ２３とダイス２４との互いに
対向する面２３ａ，２４ａの傾斜角度およびフランジ成
形部１１ａの長さを変えることによって、成形できるフ
ランジの大きさを任意に設定することができる。 【００３１】 【発明の効果】この発明の方法によれば、押し拡げられ
る管材の外周側が内周側より強く圧縮されるように管材
の板厚方向に圧縮力を付与しながら展開させるので、圧
縮力の小さい内周側に向けて材料の塑性流動が生じる結
果、拡径が抑制されるとともに外周部の延性が高められ
るため、フランジ外周部の亀裂の発生が防止され、材料
伸び率が１８％以上のフランジ成形も可能となる。 【００３２】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例の成形方法における管材
のフランジ成形部とポンチおよびダイスとの関係を示す
断面側面図である。 【図２】同じくポンチが下降途中（左半部）および下死
点（右半部）のときのフランジ成形部の状態を示す断面
側面図である。 【図３】この発明の第２実施例の成形方法における管材
のフランジ成形部とポンチおよびダイスの関係を示す断
面側面図である。 【図４】同じくポンチが下降途中（左半部）および下死
点（右半部）のときのフランジ成形部の状態を示す断面
側面図である。 【図５】座屈限界を超えた粗材長さの据込み加工となる
場合を示す断面側面図である。 【図６】同じく座屈限界を超えた粗材長さの据込み加工
によって発生した折込み欠陥を示す断面側面図である。 【符号の説明】 １１ 管材 １１ａ フランジ成形部 １２ マンドレル １３ ポンチ １３ａ ポンチの下面 １４ ダイス １４ａ ダイスの上面 １５ 円形凹部 ２３ ポンチ ２３ａ ポンチの傾斜した下面 ２４ ダイス ２４ａ ダイスの傾斜した上面
のフランジ成形部とポンチおよびダイスとの関係を示す
断面側面図である。 【図２】同じくポンチが下降途中（左半部）および下死
点（右半部）のときのフランジ成形部の状態を示す断面
側面図である。 【図３】この発明の第２実施例の成形方法における管材
のフランジ成形部とポンチおよびダイスの関係を示す断
面側面図である。 【図４】同じくポンチが下降途中（左半部）および下死
点（右半部）のときのフランジ成形部の状態を示す断面
側面図である。 【図５】座屈限界を超えた粗材長さの据込み加工となる
場合を示す断面側面図である。 【図６】同じく座屈限界を超えた粗材長さの据込み加工
によって発生した折込み欠陥を示す断面側面図である。 【符号の説明】 １１ 管材 １１ａ フランジ成形部 １２ マンドレル １３ ポンチ １３ａ ポンチの下面 １４ ダイス １４ａ ダイスの上面 １５ 円形凹部 ２３ ポンチ ２３ａ ポンチの傾斜した下面 ２４ ダイス ２４ａ ダイスの傾斜した上面
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 管材の一端側を押し拡げてこの管材の軸
方向に対してほぼ垂直な平面まで展開させる管材のフラ
ンジ成形方法において、 前記管材の一端側を押し拡げる途中から、その外周側が
内周側より強く圧縮されるように前記押し拡げられる管
材の板厚方向に圧縮力を付与しながら前記平面まで展開
させることを特徴とする管材のフランジ成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09910896A JP3430785B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 管材のフランジ成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09910896A JP3430785B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 管材のフランジ成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09262623A JPH09262623A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3430785B2 true JP3430785B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=14238642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09910896A Expired - Fee Related JP3430785B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 管材のフランジ成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3430785B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4450447B2 (ja) * | 1999-02-23 | 2010-04-14 | プレス工業株式会社 | センサリングのフランジ部加工方法 |
| DE502007006195D1 (de) * | 2007-08-03 | 2011-02-17 | Ifutec Ingenieurbuero Fuer Umformtechnik Gmbh | Verfahren zum Umformen eines Rohrelements |
| CN115647226B (zh) * | 2022-12-03 | 2024-03-26 | 苏州市越海拉伸机械有限公司 | 一种薄壁管的扩孔装置及扩孔工艺 |
| CN117884533A (zh) * | 2024-03-15 | 2024-04-16 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 盖板装配成型工艺及盖板 |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP09910896A patent/JP3430785B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09262623A (ja) | 1997-10-07 |
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