JP4954921B2 - プレス加工製品の製造方法 - Google Patents
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しかしながらワークの板厚が例えば数mm程度と比較的厚い小物部品の場合、周縁部は、ブランク取りされる場合に、材料の引けにより平滑に仕上がらず、平面度が要求される部品では、いわゆるプレス加工では困難なものとの認識が支配的であった。加えて、その部品の形状の中で板厚以下の薄壁部を形成するような形状仕様の場合には、薄壁部においては、更に顕著に材料の引けが現れてしまい正確な寸法仕様を得ることができない。
このプレス加工製品を加工するにあたっては、ファインブランキングプレスではない一般の機械プレス装置が適用され、抜きプレス工程と、予備開孔プレス工程と、コイニングプレス工程と、仕上げプレス工程とを順次経るものであり、
前記抜きプレス工程は、平板状の出発素材から最終製品の形状を考慮して、必要な周壁マージンを有する形状の粗取りブランクとしてのワークを打ち抜くものであり、
また前記予備開孔プレス工程は、必要な開孔を最終形状において求められる孔形状より内周マージンを確保して小さく孔開けを行うものであり、
また前記コイニングプレス工程は、目的形状とすべく本体部の周壁マージンと抜き孔における内周マージンとをしごき除けるものであって、このしごき除けは、同一の金型により同一方向に向かって同時に行われるものであり、
また仕上げプレス工程で前記コイニングプレス工程においてしごき除けられた各マージンをプレス打ち抜きするものであることを特徴として成るものである。
まず本発明に係る製造方法によって製造されるプレス加工製品1について説明する。このものは、図1に示すように例えば、流体配管の端部等にフランジ状に固定されて、他の部品との接続に寄与する接続フランジとして作用するものである。
即ちプレス加工製品1は、平面視で長円状をなすものであり、このものに対して、大径のジョイント孔となる抜き孔11及び小径のジョイント孔となる抜き孔12とが開孔状態に形成されるとともに、更に両端にボルト受孔13が形成されている。このうち大径の抜き孔11の内周面110と、前記本体部10の周壁部100との間の壁厚寸法wは、最薄壁部Zにおいて少なくとも本体部10の板厚寸法tに対してそれよりも小さな壁厚寸法wとなっている。
具体的に本発明者が実用的に製造可能なものの場合、壁厚寸法wは3分の1tの厚さに設定されている製品であり、この板厚寸法tは、およそ6mmである。なお、小径の抜き孔12にあっても、その内周面120と前記本体部10の周壁部100との壁厚寸法wは、板厚寸法tよりも小さな壁厚寸法wとなっている。
以下、本願発明のプレス加工製品の製造方法について説明する。
以下本願発明の製造方法の製造工程について順次説明するが、説明ないしは図示した各製造工程においては、必ずしも厳格な寸法が再現されていないものの、例えば図1におけるg−g断面即ち大径の抜き孔11の部位における断面形状を一例として例示しながら説明するものである。
抜きプレス工程i)では、プレス加工製品1の最終的な製品形状を考慮して、それより一回り大きな形状のブランク取りをするものである。
なお図7は、プレス加工製品1の各工程ごとの塑性変形の様子を骨格的に図示しているものであり、線L1が粗取りブランク線となるものである。もちろんこのような抜き加工については、一般的な機械プレスで行うものであり、上型21Pと下型21Dとによりその加工がなされる。
この抜きプレス工程は、その後必要に応じて粗取りブランクであるワークW1の整形のために、ならし工程(図2 i)-a 、図3 i)-a )を採る場合もある。即ち図3 i)-a に示すように、上型21P(a)と下型21D(a)とに挟み込んでその平面度を現出させたワークW1aを得るものである。
この予備開孔プレス工程(ii)では、前工程で得られた粗取りブランクであるワークW1a(W1)に対して、まず前記抜き孔11と抜き孔12等を形成するための穴あけ作業を行う。この作業は、図2 ii)、図4、図7 ii)に示すように、穴あけ用のピン状部221を有する上型22Pと、この受け型である下型22Dとにより機械プレスにより行われる。この工程では、一例として抜き孔11と抜き孔12とボルト受孔13とを一気に打ち抜く。
この際、図7に示すように例えば抜き孔11についてみれば、内周粗取り線L5で示すように製品状態の抜き孔11より幾分か小さい内周マージン110Mを確保した状態とした穿孔がされる。なお、この抜き孔11以外の各開孔についても幾分か内径が小さい穿孔が予備開孔として形成される。このような開孔作業により、抜き孔11についてみれば、予備孔スクラップ11Mがスクラップとして排除される。
更に言えば、順送加工等を行う場合には、予備開孔プレス工程が先行することもあり得る。特許請求の範囲にいう抜きプレス工程から仕上げプレス工程までを順次経るということは、実質的にこれらの加工が全工程の中でなされるという技術的意味であり、可能な範囲で工程順序の入れ替えは可能である。
このコイニングプレス工程(iii) では、前工程の予備開孔プレス工程(ii)によって穿孔されたワークW2を受け入れて、一定の中間素材としてのワークW3を得る。基本的には、図2 iii) 、図5 iii)Gに示すように上型23Pと下型23Dとを用いて、ワークW2の周壁部100の周壁マージン100Mを下方にしごき下ろす。一方、抜き孔11においては、予備開孔より内径を拡げるように内周マージン110Mをしごき下ろすようなプレス加工がなされる。これにより中間素材のワークW3は、周壁マージン100Mが周壁部100下方外側に張り出すように塑性変形した状態となり、一方内周マージン110Mは、周壁部100下方内側に張り出すようにしごき除けられた状態となっている。
なおこのコイニングプレス工程(iii) は、基本的なプロセスのほか、更に2段階に分けて行うことが好ましい。即ち図2 iii) 、図5、図7に示すように、まず第一コイニングプレス工程(図5 iii)U-1 )のように上型23P(a)と下型23D(a)とにより、受け入れたワークW2の周壁部100のみを周壁一次マージン線L2においてしごき下ろすようにして周壁一次マージン100M(a)を一部除去するものである。なおこのとき、抜き孔11における内周面110については、加工を行わない。
このような状態のワークW3(a)を続いて第二コイニングプレス工程(図5 iii)U-2 )において、上型23P(b)と下型23D(b)とを用い、既にしごき下ろされていた周壁一次マージン100M(a)よりも内側の周壁二次マージン線L3において周壁二次マージン100M(b)をしごき下ろすようにするとともに、抜き孔11においては、内周マージン線L4において内周マージン110Mをしごき下ろすように形成するものである。即ち、少なくとも周壁マージン100Mを一挙にしごき除けず、二段階にわたって設けるものである。勿論内周マージン110Mについても、一段階のほか2段階にわたってしごき下ろす形態ももとより差し支えない。
この仕上げプレス工程(iv)の基本的な態様は、図6 iv)G に示すように前記コイニングプレス工程(iii) によってしごき下ろされた周壁マージン100Mと内周マージン110Mとを排除したワークW4を得るものであり、ワークW4は実質的にプレス加工製品1の完成形状である。
即ち上型24Pと下型24Dとを用い、前記周壁マージン100Mをシェアリングに類する作業で打ち抜いて除去するとともに、内周マージン110Mのスクラップ部になる内周マージンスクラップ110M(b)を内周スクラップ線L6において除去するものである。
なお、抜き孔11における残留した内周マージン110Mは、実質的に内フランジ111を形成するものである。
このような仕上げプレス工程(iv)を経ることにより、プレス加工製品1の製造がなされる。
10 本体部
100 周壁部
100M 周壁マージン
100M(a) 周壁一次マージン
100M(b) 周壁二次マージン
11 抜き孔
11M 予備孔スクラップ
110 内周面
110M 内周マージン
110M(b) 内周マージンスクラップ
111 内フランジ
12 抜き孔
120 内周面
121 内フランジ
13 ボルト受孔
21P 上型
21D 下型
22P 上型
22D 下型
221 ピン状部
23P 上型
23D 下型
23P(a) 上型
23D(a) 下型
23P(b) 上型
23D(b) 下型
24P 上型
24D 下型
24P(a) 上型
24D(a) 下型
24P(b) 上型
24D(b) 下型
W0 出発素材
W1 ワーク
W1a ワーク
W2 ワーク
W3 ワーク
W3(a) ワーク
W3(b) ワーク
W4 ワーク
W4(a) ワーク
W4(b) ワーク
Z 最薄壁部
t 板厚寸法
Δt 平滑ギャップ
w 壁厚寸法
B ボルト
P1 パイプ
P2 パイプ
(i) 抜きプレス工程
(ii) 予備開孔プレス工程
(iii) コイニングプレス工程
(iv) 仕上げプレス工程
L1 粗取りブランク線
L2 周壁一次マージン線
L3 周壁二次マージン線
L4 内周マージン線
L5 内周粗取り線
L6 内周スクラップ線
Claims (3)
- 平板状鋼板を打ち抜き加工したプレス加工製品の製造法であって、前記プレス加工製品は、平板状の本体部に抜き孔を具え、その抜き孔の内周面と本体部の外壁面との間の壁厚寸法が最薄壁部において板厚と同寸法以下であり、且つ最薄壁部を含む本体部は、平面度が0.2mm以下であるものであり、
このプレス加工製品を加工するにあたっては、ファインブランキングプレスではない一般の機械プレス装置が適用され、抜きプレス工程と、予備開孔プレス工程と、コイニングプレス工程と、仕上げプレス工程とを順次経るものであり、
前記抜きプレス工程は、平板状の出発素材から最終製品の形状を考慮して、必要な周壁マージンを有する形状の粗取りブランクとしてのワークを打ち抜くものであり、
また前記予備開孔プレス工程は、必要な開孔を最終形状において求められる孔形状より内周マージンを確保して小さく孔開けを行うものであり、
また前記コイニングプレス工程は、目的形状とすべく本体部の周壁マージンと抜き孔における内周マージンとをしごき除けるものであって、このしごき除けは、同一の金型により同一方向に向かって同時に行われるものであり、
また仕上げプレス工程で前記コイニングプレス工程においてしごき除けられた各マージンをプレス打ち抜きするものであることを特徴とするプレス加工製品の製造方法。
- 前記コイニングプレス工程は、更に2段階以上に設定されるものであって、周壁マージンと内周マージンとを目的形状とするための同一方向に向かって同時に行われるしごき除けに先立ち、周壁マージンをしごき除けるコイニングプレス加工と、抜き孔部内周マージンをしごき除けるコイニングプレス加工とのいずれか一方または双方が行われることを特徴とする前記請求項1記載のプレス加工製品の製造方法。
- 前記仕上げプレス工程は、更に2段階に分けられ、第1の仕上げ工程において周壁部にしごき下ろされた周壁マージンを排除するものであり、第2の仕上げ工程において抜き孔部の内周マージンを所定範囲にわたって排除するものであることを特徴とする前記請求項1または2記載のプレス加工製品の製造方法。
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