JP3866939B2 - バーリング加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板の一部に穴を打ち抜き、これに板の一部を張出す張出加工を加えて円筒部（ネック）を形成するバーリング加工方法に関し、特に、この円筒部にスプラインを形成するバーリング加工方法及び装置並びに部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内径部にスプラインの形成された円筒部を持つ板状部材は自動変速機の遊星ギヤの保持装置や各種駆動力伝達部品等に使われる。かかる板状部材の加工方法としては、従来、円筒部をプレス加工でバーリング成形した後、スプラインの切削加工を行うか、スプラインが形成された円筒部を別材で作成し板状部材に溶接するのが一般的であった。しかし、バーリング後に切削すると工数がかかるという問題があった。また、溶接による方法では板状部材と円筒部との溶接行程が必要であるため，生産性が低くなる問題があった。また、加工誤差も大きく精度も得にくいという問題があった。そこで、バーリング加工のみで円筒部でスプラインを形成すればよい。しかし、スプライン長さによっては、単に外周にスプラインが形成されたバーリングポンチによりバーリング加工を行っても、スプラインの溝底のコーナー部より亀裂が入ったり、成形刃物の強度が不足したりするなどの問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前述した問題点に鑑みて生産性が高く，かつワークに欠陥の発生しないバーリング加工方法を提供することである。さらには精度の高いスプライン円筒部を有する板状部材及びバーリング加工矯正方法および装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、本発明では、外周にスプライン加工部が形成されたバーリングポンチにより板状の部材に明けられた下穴を拡開して内径部にスプラインの形成された円筒部を立ち上げるバーリング加工方法であって、前記バーリング加工に先立ち、前記スプライン加工部の凸部に対応した溝を前記板状部材の下穴内側又は下穴縁から周辺に放射状に形成し、前記溝に前記スプライン加工部の凸部を対応させて下穴を拡開、かつ内径部にスプラインを形成しながら、円筒部を立ち上げる。即ち、バーリング加工に先立ち、スプラインに対応した溝を下穴内側又は下穴縁から周辺に放射状に形成し、スプライン加工部の凸部に対応した溝を形成する。次に溝にスプライン加工部の凸部を対応させて下穴を拡開、かつ内径部にスプラインを形成しながら円筒部を立ち上げる。スプラインが形成されたバーリングポンチで板材を張出す際に、スプラインの凹凸に応じて肉厚が異なるので、張出時の板材の凹凸部それぞれの厚みの変化率の差が小さくなり、極端な薄肉部が生じたり、亀裂が発生することが少ない。なお、溝は穴側は凹凸がそのまま穴端まで続くが、外方側はスプライン長さに応じて凹凸部を設けないようにしてもよい。
【０００５】
溝の形成は一般のプレス加工でもよいが、精度の高いプレス加工ができるコイニング加工で溝加工を行うのがよい（請求項２）また、溝形状は、平行でもよいが、板材は放射状に張り出すので、穴側が狭く、外方に行くに従って広がるような鳩の尾羽形状にし、溝深さは、形成されるスプラインと同深さにするとよい（請求項３）。
【０００６】
加工後に製品形状を拘束して荷重を与えることでスプライン精度を向上する事ができる。そこで、請求項４に記載の発明においては、外周及び外周端部がバーリングダイ穴に嵌合し、内周がバーリングポンチに嵌合する据え込みポンチを前記バーリングダイ穴内に配設し、バーリング加工された内径部にスプラインの形成された円筒部、即ち内径スプライン円筒部を有する板状のバーリング加工部品の円筒部をバーリングダイ穴内に挿入し、円筒部の板状部側を押圧部材で押圧し、円筒部を押圧部材とバーリングダイ穴とバーリングポンチと据え込みポンチとで形成する空間内で押圧成形することによって、スプライン精度を上げるようにした。
【０００７】
かかる矯正は、外周にスプライン加工部が形成されたバーリングポンチと、スプライン円筒部を有する板状のワークの円筒部が突入可能にされたバーリングダイ穴と、外周及び外周端部が前記バーリングダイ穴に嵌合し、内周が前記バーリングポンチに嵌合する据え込みポンチと、内周が前記バーリングポンチに嵌合し、バーリングダイ穴の上面を押圧可能にされた押圧部材と、を有し、押圧時位置での据え込みポンチの外周端部とバーリングダイ穴の上面との長さが円筒部の突出長さより大きくされたバーリング加工矯正装置を使用する。
【０００８】
係るバーリング加工方法、矯正装置によって、板材より張出した円筒部にスプライン穴を有し、さらに精度の高いバーリング加工部品を提供するものとなった。また、バーリング加工前の部品は位置決めピン穴と、下穴とを有する板状部材であって、下穴を中心にしてコイニング加工にて下穴内側又は下穴縁から周辺に放射状に鳩の尾羽形状の溝が形成されたバーリング加工用部品である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明のバーリング加工を行うためのプレス装置の断面図、図２は下穴の明いた素材の（ａ）は平面図（ｂ）は側面図、図３はコイニング加工された半製品の（ａ）は平面図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図４は完成した製品の（ａ）は平面図（ｂ）は（ａ）Ａ−Ａ線断面図ある。図１は本発明のバーリング加工用のプレス装置であり、左側図はバーリング加工開始時、右側図はバーリング加工完了時を示し、プレス装置としては一般的なものである。図示しない架台に固定された下ダイセット１１上に下バーリングプレート１２を介してバーリングダイ１３が固定されている。バーリングダイ１３の上面１４はワーク１が載置できるように平面にされ、中央にバーリング加工時の図４に示すワーク１の円筒部２の外側２ａを形成するためのバーリングダイ穴１５が明けられ、バーリングダイ穴に続いて逃げ穴１６が設けられている。バーリングダイ穴１５を中心にして位置決めピン１７が２ヶ所バーリングダイ上面１４より突出して設けられている。バーリング加工中にワーク１の加工部周辺を挟持固定するための板押え１８が設けられている。板押え１８は図示しないスプリング、ゴム、油圧又は空圧シリンダ等により上下方向に移動可能、下方向に押圧可能にされ、バーリングダイ穴１５と対応する位置に貫通穴１９が設けられている。
【００１０】
貫通穴１９、バーリングダイ穴１５に突入可能にバーリングポンチ２０が上バッキングプレート２１を介して上ダイセット２２にボルト２３、ワッシャ２４で取付けられている。上ダイセット２２の四隅にはガイドブッシュ２５が取り付けられ、下ダイセット１１に固定された四本のガイドポスト２６に沿って上ダイセットが上下移動可能にされている。バーリングポンチ２０の先端は円錐上にされ先端に続く外周にはスプライン加工部２７が設けられている。係るバーリング加工装置において、例えば図１に示す板状の素材（ワーク）１をピン穴３と位置決めピン１７により位置決めし、板押え１８で挟持し、ワーク１に明けられた下穴２８を拡開して円筒部を形成する。
【００１１】
本発明においては、このバーリング加工をするに先立ち、図２に示す下穴２８が明けられた板状の部材１の下穴の周辺にコイニング加工により、図３に示すような、スプラインに対応した溝４を放射状に形成する。溝４の深さ５は、図４に示す最終的に得られるスプライン６の溝深さ７とほぼ同じ深さとするのがよい。また、溝形状は、下穴２８側が狭く、外方に行くに従って広がるような鳩の尾羽形状とするとよい。なお、溝４はほぼ扇状に３６０°に形成されているが、キースプラインのような場合は一部のみに設けられるのはいうまでもない。また、符号８は溝４のコイニング加工によって生じる余肉部であり、溝４は下穴の内側あるいは下穴縁まで延在している。係る図３に示す下穴２８の周辺に放射状の溝４を設けたワーク１を用いて、前述の図１に示すようなバーリング加工装置により、下穴２８を拡開して図４に示す内径部にスプライン６の形成された円筒部２を立ち上げることができ、スプラインの溝底コーナー部に亀裂がなく精度も高いバーリング加工部品を得られる。
【００１２】
次に、バーリング加工後のスプライン精度をさらに向上させる実施の形態について説明する。図５は精度向上のためのバーリング加工矯正装置の（ａ）は矯正前の部分断面図、（ｂ）は矯正中の部分断面図である。図５に示すように、前述した図１と同様な装置であり、図１とは、バーリングダイ穴１５に、外周３１及び外周端部３２が勘合し、内周３３がバーリングポンチ２０のスプライン加工部２７に嵌合する据え込みポンチ３０が設けられている点。内周４１がバーリングポンチ２０のスプライン加工部２７に嵌合し、バーリングダイ穴の上面１４を押圧する面４２からなる押圧部材４０が設けられている点。バーリングダイ１３と下バッキングプレート１２の間にスプリング３５が設けられている点が異なる。据え込みポンチ３０の大径部（下部）３４は逃げ穴１６で大径となっており、下バッキングプレート１２に固定されている。押圧部材４０はバーリングポンチ２０及び上バッキングプレート２１に固定されている。スプリング３５によりバーリングダイ１３は上方に浮いており、図５の（ｂ）に示す押圧位置では、据え込みポンチ３０の外周端部３２とバーリングダイ穴の上面１４との長さが円筒部２の突出長さＬより大きくされている。
【００１３】
図５の（ａ）に示すごとく、図４に示すバーリング加工が終わった内径スプライン円筒部２を有するワーク１のピン穴３と位置決めピン１７とで位置決めし円筒部２をバーリングダイ穴１５に嵌挿する。円筒部２の板状部側２ｂを押圧部材４０で押圧する。バーリングダイ１３はスプリング３５で上方に付勢されているが押圧部材４０の押圧により下方に下がり、図５の（ｂ）に示すように、円筒部の先端２ｃと据え込みポンチ３０の外周端部３２が当接し、円筒部２が押圧部材４０とバーリングダイ穴１５とバーリングポンチ２０と据え込みポンチ３０とで形成する空間内で押圧成形、即ち矯正される。つまり、製品形状を拘束して荷重を与えることでスプライン精度を向上する事ができる。なお、バーリングに先立つ溝の加工方法および形状、及びバーリング加工矯正装置について、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に応用できることは勿論である。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、バーリング加工に先立ち，スプラインに対応した溝を下穴内側又は下穴縁から周辺に放射状に形成しておき、溝にスプライン加工部の凸部を対応させて下穴を拡開、かつ内径部にスプラインを形成しながら、円筒部を立ち上げるようにしたので、スプラインの形成された円筒部を有する板状部材等のワークを亀裂等の欠陥を生じることなくバーリングで加工できるようになった。従って、バーリング後切削加工でスプラインを形成したり，内径部にスプラインを形成した部材を溶接したりする必要もなくまた，一体物から削り出し材料費と加工費を無駄にすることもない。
【００１５】
また、溝をコイニング加工でおこなうので、精度も高く、プレス装置で連続加工が出来生産性が向上する。さらに、溝の溝形状を鳩の尾羽形状としたので、材料の流れもよくより精度のよいスプライン円筒部を有する板状部材を提供するものとなった。さらには、バーリング加工後、製品形状を拘束して荷重を加えて円筒部を矯正するので、スプライン精度を向上することができる等の効果を奏するものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すバーリング加工を行うためのプレス装置の断面図である。
【図２】下穴の明いた素材の（ａ）は平面図（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示すコイニング加工された半製品の（ａ）は平面図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示すバーリング加工後及び矯正加工後の完成した製品の（ａ）は平面図（ｂ）は（ａ）Ａ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の実施の形態を示すバーリング加工後の精度向上のためのバーリング加工矯正装置の（ａ）は矯正前の部分断面図、（ｂ）は矯正中の部分断面図である。
【符号の説明】
１ 板状部材（ワーク）
２ 円筒部
２ａ 円筒部外周
２ｂ 円筒部の板状部側
２ｃ 円筒部の先端
２ｄ 内径部
４ 溝
５ 溝の深さ
６ スプライン
７ スプラインの溝深さ
１５ バーリングダイ穴
２０ バーリングポンチ
２７ スプライン加工部（外周）
２８ 下穴
３０ 据え込みポンチ
４０ 押圧部材

Claims (4)

1. 外周にスプライン加工部が形成されたバーリングポンチにより板状の部材に明けられた下穴を拡開して内径部にスプラインの形成された円筒部を立ち上げるバーリング加工方法であって、前記バーリング加工に先立ち、前記スプライン加工部の凸部に対応した溝を前記板状部材の下穴内側又は下穴縁から周辺に放射状に形成し、前記溝に前記スプライン加工部の凸部を対応させて下穴を拡開、かつ内径部にスプラインを形成しながら、円筒部を立ち上げることを特徴とするバーリング加工方法。
2. 前記溝は前記下穴周辺にコイニング加工で設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバーリング加工方法。
3. 前記溝の溝形状は鳩の尾羽形状であって、前記溝深さは、形成されるスプラインと同深さであることを特徴とする請求項１又は２に記載のバーリング加工方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一に記載のバーリング加工の後、外周及び外周端部がバーリングダイ穴に嵌合し、内周がバーリングポンチに嵌合する据え込みポンチを前記バーリングダイ穴内に配設し、内径スプライン円筒部を有する板状のバーリング加工部品の円筒部を前記バーリングダイ穴内に挿入し、前記円筒部の板状部側を押圧部材で押圧し、前記円筒部を前記押圧部材と前記バーリングダイ穴と前記バーリングポンチと前記据え込みポンチとで形成する空間内で押圧成形することを特徴とするバーリング加工方法。

Images