JP3737976B2 - 円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、産業機械、工作機械等の一般機械器具や自動車、船舶等の運輸・運搬機械に用いられる金属製部品であって、所定厚み及び所定形状の金属板材からなり、この金属板材には円孔を開設すると共にその一側面の周縁に配管等を取り付けるための円筒フランジ部を一体に成形したものがある。
【0003】
この種の金属製部品は、一定厚みの金属板材を切削して一側面に短柱部を成形し、次に、前記短柱部の中心軸線を中心とする同心円状の円孔を切削して円筒フランジ部を成形するか、鋳型に湯を流して鋳物を製作し、この鋳物の所定個所を研削して円筒フランジ部を成形するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記円筒フランジ部を有する金属製部品を、前者のように切削して成形する方法または後者のように鋳型を使って成形する方法では、いずれも製作に多くの手間と時間を要するばかりでなく多くの工程を必要とし、生産能率が低く、製品コストも高くつくという課題がある。
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたもので、プレスによる打ち抜き又は曲げ加工により連続して成形できるようにして、生産能率の向上が図られると共に製品コストを低廉となし得る円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため本発明に係る円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法は、次の工程を具備するものである。
【0006】
金属板材に、その一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、芯円孔を成形すると共にその内周面にシェービング加工を施し、前記金属板材の他側であって前記芯円孔の他側周縁にアール面をとる前工程。
【0007】
前記金属板材の芯円孔を囲う周囲部全体に、その一側から複数回のプレス曲げ加工を加えることにより、前記芯円孔を同心円状に押し広げつつ前記周囲部全体を他側へ円錐台形状でありかつ筒状に曲げ、その間に前記筒状部の先端面を基端部側へ押し、次に、前記筒状部の側壁が前記金属板材に対し直角となるまでプレス曲げ加工を施して、前記金属板材の一側面が内周面となり、他側面が外周面となる所定高さの円筒フランジ部を成形する中間工程。
【0008】
前記金属板材の一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、金属製部品が成形される外周縁を切断する後工程。
【0009】
上記方法によると、まず、金属板材に、その一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、芯円孔を成形すると共にその内周面にシェービング加工を施す。次に、前記芯円孔を囲う周囲部全体に、その一側から複数回のプレス曲げ加工を加えることにより、前記芯円孔を同心円状に押し広げつつ前記周囲部全体を他側へ筒状に曲げる。はじめは、前記筒状部が円錐台形状になる。また、その間に前記筒状部の先端面を基端部側へ押す。このようにして、前記金属板材の一側面が内周面となり、他側面が外周面となる所定高さの円筒フランジ部を成形する。最後に、前記金属板材の一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、金属製部品が成形される外周縁を切断する。これら一連の工程は、プレス機械に帯板状の金属板材を順送りし連続して行われる。このように、プレスによる打ち抜き又は曲げ加工により金属製部品が連続して成形できるので、生産能率の向上が図られると共に製品コストの低廉が可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法の実施の形態を図面に基づき説明する。図1は、金属板材である帯板からプレスによる打ち抜き又は曲げ加工により連続して円筒フランジ部を有する金属製部品が成形できる過程を示すもので、図2(イ)乃至(ニ)及び図3(ホ)乃至(チ)は各工程における要部の断面図ある。本実施の形態では金属製部品として、例えば自動車のマフラーであって、排気ガス管を接続するための取付プランジャーについて説明するが、これに限定されるものではない。図中、1は金属板材である帯板であって、粘りのあるSPC鋼板が使用される。そして、図1に示すように第一工程(イ)乃至第四工程(ニ)からなる前工程と、第五工程(ホ)乃至第八工程(チ)からなる中間工程と、第九工程(リ)及び第十工程(ヌ)からなる後工程と、から成り立っている。なお、図2、図3に前記第一工程(イ)乃至第八工程(チ)時の要部の断面図を示す。
【0011】
まず、前工程について説明する。帯板1は、その厚さaが例えば8mmの寸法に設定してある。第一工程(イ)では、金属板材、すなわち帯板1の上側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、所定位置に芯円孔2を成形すると共に同じく所定位置に取付孔3を開設する。前記芯円孔2は、打ち抜き加工する関係上、上縁の内径bが例えば20mmであるのに対し、下縁の内径cが例えば21.6mmとなる。第二工程(ロ)では、前記芯円孔2の内周面2aにシェービング加工を施して表面仕上げし、その内周面2aが円筒状になるように成形し、その内径dを例えば23.8mmと大きくする。
【0012】
第三工程(ハ)では、前記芯円孔2の内周面2aに再びシェービング加工を施して、前記芯円孔2の内径eを例えば24.8mmと更に大きくする。第四工程(ニ)では、前記金属板材1の下側であって前記芯円孔2の下側周縁にアール面2bをとる。これは、後記プレス加工する際に、亀裂が生ずるのを防止するためである。
【0013】
次に、中間工程について説明する。第五工程(ホ)では、第四工程(ニ)の状態から、図4に示すように前記芯円孔2の上下位置に、前記芯円孔2と同軸状に漏斗状の型孔u1を有する下型U1と先端部が略円錐台形状の上型T1を配置し、上型T1により帯板1の上側から該帯板1に対しプレス加工を施す。これにより、前記芯円孔2を囲う周囲部4全体が下側へ押し広げられ、前記芯円孔2を同心円状に広げつつ前記周囲部4全体を他側へ円錐台形状でありかつ筒状に曲げる。芯円孔2が押し広げられて成形される円孔5にあっては、帯板1上面での内径fが例えば52mmとなり、筒状部6の側壁6aの長さ寸法gが例えば15.5mmとなる。また、前記筒状部6における下端部の側壁6aの厚さhは例えば6mmとなる。
【0014】
第六工程(ヘ)では、第五工程(ホ)の状態から、図5に示すように前記円孔5の上下位置に、前記円孔5と同軸状に漏斗状の型孔u2を有する下型U2と先端部が略円錐台形状の上型T2を配置する。この際、前記型孔u2の内周面には、前記筒状部6の先端面6bが当接する環状押圧面u3が周設されており、前記先端面6bが環状押圧面u3に当接している状態では、帯板1裏面と下型U2の上面との間には僅かな隙間Sが形成される。そして、上型T2により帯板1の上側から該帯板1に対し垂直にプレス加工を施す。この際、前記筒状部6の先端面6bが環状押圧面u3によりその基端部側へ押され、側壁6aの長さ寸法iが14mmと短くなる。これは、後記する円筒フランジ部8を所定の寸法に近づけるためである。また、筒状部6における側壁6a下端部の厚さjは例えば6.5mmとなる。
【0015】
そして、第七工程(ト)では、第六工程(ヘ)の状態から、図6に示すように前記円孔5の上下位置に、前記円孔5と同軸状に円形状の型孔u4を有する下型U3と下端部が略円錐台形状をなす円柱状の上型T3を配置する。そして、上型T3により帯板1の上側から該帯板1に対し垂直にプレス加工を施し、円孔5の内径kを例えば49.1mmとし、前記筒状部6の側壁6aが帯板1に対し直角となるまで曲げる。このとき、筒状部6における下端部の側壁6aの厚さlは例えば5.2mmとなる。また、帯板1の上面と筒状部6の先端面までの寸法mは例えば20mmとなる。
【0016】
第八工程(チ)では、第七工程(ト)の状態から、図7に示すように前記円孔5の上下位置に、前記円孔5と同軸状に円形状の型孔u5有する下型U4と円柱状の上型T4を配置する。この際、前記型孔u5の内周面には、前記筒状部6の先端面6bが当接する環状押圧面u6が周設されており、前記先端面6bが環状押圧面u6に当接している状態では、円孔5の周囲の帯板1の裏面と下型U4の上面との間には僅かな隙間Sが形成されている。また、前記上型T4の外周面には、前記円孔5の上側の外周縁に同心円状の環状凸部7が成形されるための環状凹部t4が設けられている。そして、上型T4により帯板1の上側から該帯板1に対し垂直にプレス加工を施す。これにより、前記円孔5の内径nが設定寸法である例えば49.2mmになると共に前記筒状部6の先端面6bを基端部側へ押して、帯板1の上面と筒状部6の先端面6bまでの寸法pが設定寸法である例えば16.4mmとなる。このようにして、円筒フランジ部8が成形され、その側壁8aの厚さoは、全体に均等となり、設定寸法である例えば6mmとなる。前記円孔5の上側の外周縁に環状凸部7を成形するのは、その部分に後に管(図示せず。)の先端部を溶接するためであって、その溶接が行い易くするためである。
【0017】
最後に、後工程に入り、図1に示すように第九工程(リ)では、プレス加工を施すことにより、金属製部品Aを成形するためにその外周縁9の一辺側を切断する。更に、第十工程(ヌ)では、同様にプレス加工を施すことにより、金属製部品Aを成形するためにその外周縁9の他辺側を切断する。これにより外形形状がほぼ出来あがり、帯板1の両縁部から互いに内側に伸びるつなぎ部10によりその中間品A1が支持される。そして、後加工が施され前記つなぎ部10が切断され、金属製部品Aが成形される。
【0018】
このようにして、図8及び図9に示すように前記帯板1の上面が内周面となり、下面が外周面となる所定高さの円筒フランジ部8を有する金属製部品Aが完成する。しかも、これら一連の工程は連続して行われる。
【0019】
本発明にあっては、特に、芯円孔2の内周面2aにシェービング加工をし、円筒フランジ部8をプレス成形する過程において、シェービング加工が施された筒状部6の先端面6bを下型U2,U4の環状押圧面u3,u6に当接させて押すようにしたので、後に表面加工を施す必要がない。すなわち、前記帯板1の上面と筒状部6である円筒フランジ部8の先端面6bまでの寸法pを設定寸法に仕上げるため、前記円筒フランジ部8の先端面8bを例えば切削するなどの余分な工程が不要となる。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法は、金属板材に、まず、その一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、芯円孔を成形すると共に該芯円孔の内周面にシェービング加工を施し、また、金属板材の他側であって前記芯円孔の他側周縁にアール面をとり、次に、前記芯円孔を囲う周囲部全体に、その一側からプレス曲げ加工を加えることにより、前記芯円孔を同心円状に広げつつ前記周囲部全体を他側へ円錐台形状でありかつ筒状に曲げ、また、その間に前記筒状部の先端面を基端部側へ押し、次に、前記筒状部の側壁が前記金属板材に対し直角となるまでプレス曲げ加工を施すことにより、前記金属板材の一側面が内周面となり、他側面が外周面となる所定高さの円筒フランジ部を成形し、金属製部品が形作られる外周縁を切断するようにしたので、この種の金属製部品が、一連の工程でもってプレスによる打ち抜き又は曲げ加工により連続して成形できることとなり、生産能率の向上が図られると共に製品コストの低廉が可能になるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 プレスによる打ち抜き又は曲げ加工により連続して円筒フランジ部を有する金属製部品が成形できる過程を示す帯板の斜視図。
【図2】 (イ)(ロ)(ハ)(ニ)は同第一乃至第四工程を示すもので、
(イ)はプレスによる打ち抜きにより芯円孔を成形する要部の断面図。
(ロ)芯円孔の内周面内週面にシェービング加工を施した要部の断面図。
(ハ)芯円孔の内周面にシェービング加工を施した要部の断面図。
(ニ)はプレスにより芯円孔の下側周縁にアール面を成形した要部の断面図。
【図3】 (ホ)(ヘ)(ト)(チ)は同第五乃至第八工程を示すもので、
(ホ)はプレスによる曲げ加工により筒状部を成形する要部の断面図。
(ヘ)はプレスによる曲げ加工により筒状部を成形する要部の断面図。
(ト)はプレスによる曲げ加工により筒状部を成形する要部の断面図。
(チ)はプレスによる曲げ加工により円筒フランジ部を成形する要部の断面図。
【図4】 第五工程(ホ)の説明図。
【図5】 第六工程(ヘ)の説明図。
【図6】 第七工程(ト)の説明図。
【図7】 第八工程(チ)の説明図。
【図8】 金属製部品の表面斜視図。
【図9】 同裏面斜視図。
【符号の説明】
1 金属板材(帯板)
2 芯円孔
2a 内周面
4 周囲部
6 筒状部
6a 側壁
6b 先端面
8 円筒フランジ部
9 外周縁
A 金属製部品
Claims (2)
- 次の工程を具備することを特徴とする円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法。
(a)金属板材に、その一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、芯円孔を成形すると共にその内周面にシェービング加工を施し、前記金属板材の他側であって前記芯円孔の他側周縁にアール面をとる前工程。
(b)前記金属板材の芯円孔を囲う周囲部全体に、その一側から複数回のプレス曲げ加工を加えることにより、前記芯円孔を同心円状に押し広げつつ前記周囲部全体を他側へ円錐台形状でありかつ筒状に曲げ、その間に前記筒状部の先端面を基端部側へ押し、次に、前記筒状部の側壁が前記金属板材に対し直角となるまでプレス曲げ加工を施して、前記金属板材の一側面が内周面となり、他側面が外周面となる所定高さの円筒フランジ部を成形する中間工程。
(c)前記金属板材の一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、金属製部品が成形される外周縁を切断する後工程。 - 前記筒状部の側壁が前記金属板材に対し直角となった金属板材に、その一側からプレス加工を施すと共に前記筒状部の先端面を基端部側へ押して、前記筒上部の内径及び前記金属板材の一側面と前記筒状部の先端面までの寸法がそれぞれ設定寸法となるようにした請求項 1 記載の円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法。
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