JP5151315B2

JP5151315B2 - 中空成形体の製造方法

Info

Publication number: JP5151315B2
Application number: JP2007217606A
Authority: JP
Inventors: 恵三辻野
Original assignee: 阪村産業株式会社
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2027-07-27
Also published as: JP2009028780A

Description

本発明は、主として自動車構成部品に用いられる中空成形体の圧造による製造方法に関するものである。

従来、自動車構成部品に用いられる中空成形体、つまり両端軸部と外膨らみの中間膨出部とを有し、かつこれら両端軸部と中間膨出部との中心部に貫通孔が形成されてなる中空成形体の製造方法として、例えばまず、中実素材を冷間で圧造加工して、両端部が内径の大きな薄肉部であって両端部の間に位置する中間部がその薄肉部よりも内径の小さい肉厚部である一次成形体を形成し、その後、両端部の薄肉部のみを冷間で中空絞り加工して、中間部に外膨らみの中間膨出部を形成すると共に、両端部の内径を中間部の内径と等しくなるように形成したものが知られている。
実公平７−５３７９２号公報

ところで、上記した製造方法にあっては、中空成形体の両端部の薄肉部のみを冷間で一気に中空絞り加工を施して所望の形状に成形するものであるから、塑性加工する際の加工量の限界値に左右されることになる。そのため、大きな設備が必要とされたり、大きな加工量と共に精度が要求される中空成形体についてはその製造が困難となるといった問題を有していた。

そこで、本発明は両端部に大径穴部を有しかつこれに続く小径穴部が貫通する同一外径の中間成形体をその長さ方向に圧縮加工すると同時に、小径穴部を拡径して大径穴部を中間部における長さ方向中央近くにまで延長して中間部を外側に膨出させる圧造成形を施すことにより、大きな加工量を容易に得ることができると共に、高精度に圧造成形できる中空体の製造方法の提供を課題とする。

上記問題を解決するため本発明は、両端軸部と外膨らみの球状中間膨出部とを有し、かつこれら両端軸部と中間膨出部との中心部に同一径状の貫通孔が形成されてなる中空成形体の製造方法として、まず、円柱状の中実素材を圧造成形して、中間部が中実で両端部に有底の大径穴部を有する同一外径の一次成形体を形成し、次いで、一次成形体の各大径穴部の底部中央に小径穴部が連続するように圧造成形して、中間部における長さ方向中央部分のみが中実で、両端部に大径穴部を有しかつこれに続く小径穴部を備えた同一外径の二次成形体を形成し、その後、二次成形体の中間部における中央中実部分のみを打ち抜き加工して、両端部に大径穴部を有しかつこれに続く小径穴部が貫通する同一外径の三次成形体を形成し、然る後、三次成形体をその長さ方向に圧縮加工すると同時に、小径穴部を拡径しながら大径穴部を中間部における長さ方向中央近くにまで延長して中間部を外側に膨出させる圧造成形を施して、中間部に外膨らみの球状中間膨出部を備え、かつ両端軸部に中間膨出部における長さ方向中央近くに至る大径穴部を有する四次成形体を形成し、さらに、最終工程で、四次成形体の中間膨出部における長さ方向中央に残された小径余り部を打ち抜き加工して、両端部と中間膨出部との中心部に同一径状の貫通孔が形成されてなる最終中空成形体を形成するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、円柱状の中実素材を圧造成形して、中間部が中実で両端部に有底の大径穴部を有する同一外径の一次成形体を形成し、次いで、一次成形体の各大径穴部の底部中央に小径穴部が連続するように圧造成形して、中間部における長さ方向中央部分のみが中実で、両端部に大径穴部を有しかつこれに続く小径穴部を備えた同一外径の二次成形体を形成し、その後、二次成形体の中間部における中央中実部分のみを打ち抜き加工して、両端部に大径穴部を有しかつこれに続く小径穴部が貫通する同一外径の三次成形体を形成するようにしたから、三次成形体を高精度に圧造成形することが可能となる。また、三次成形体をその長さ方向に圧縮加工すると同時に、小径穴部を拡径しながら大径穴部を中間部における長さ方向中央近くにまで延長して中間部を外側に膨出させる圧造成形を施して、中間部に外膨らみの球状中間膨出部を備え、かつ両端軸部に中間膨出部における長さ方向中央近くに至る大径穴部を有する四次成形体を形成するようにしたから、四次成形体を形成するにあたって大きな加工量を容易に得ることができると共に、高精度に圧造成形することができる。その後、高精度に圧造成形された四次成形体の中間膨出部における長さ方向中央に残された小径部分を打ち抜き加工することにより、四次成形体を形成するにあたって大きな加工量を容易に得ることができると共に、高精度に圧造加工することができる。つまり、中間部に外膨らみの球状中間膨出部を成形するに際して、小さな成形荷重で金型に大きな負担を与えることなく容易に成形でき、しかも、最終工程では、高精度に圧造成形された四次成形体の中間膨出部における長さ方向中央に残された内方に突出する僅かな小径部分のみを打ち抜き加工することにより、四次成形体の精度をそのまま維持した状態で両端軸部と中間膨出部との中心部が同一径状に貫通された最終中空成形体を高精度に仕上げ加工することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図は本発明に係る中空成形体の製造方法を示すもので、まず、図１に示すように中実の金属製丸棒を所定長さに切断し、円柱状の中空素材Ａを形成する。

次に、中実素材Ａを冷間のもとで多段式の圧造成形機で連続的に圧造成形する。

圧造成形機の１段目では、図２及び図３に示すようにダイ１０とパンチ１１とにより中実素材Ａを据え込み加工して、成形体Ｂを形成する。

圧造成形機の２段目では、図４及び図５に示すように成形ピン２０ａをもつダイ２０とパンチ２１とによる圧造成形により成形体Ｂの両端部に大径穴Ｃ１，Ｃ２を中心軸上に設けて、中間部Ｃ３が中実で両端部に有底の大径穴部Ｃ１，Ｃ２を有する同一外径の円筒状一次成形体Ｃを形成する。

圧造成形機の３段目では、図６及び図７に示すように段付き成形ピン３０ａをもつダイ３０と段付きパンチ３１とにより一次成形体Ｃの各大径穴部Ｃ１，Ｃ２の底部中央に小径穴部Ｄ３，Ｄ４が連続するように圧造成形して、中間部における長さ方向中央部分Ｄ５のみが中実で、両端部に大径穴部Ｄ１，Ｄ２を有しかつこれに続く小径穴部Ｄ３，Ｄ４を備えた同一外径の二次成形体Ｄを形成する。

圧造成形機の４段目では、図８及び図９に示すように打抜ピン４０ａをもつダイ４０と筒状パンチ４１とにより、二次成形体Ｄの中間部における中央中実部分Ｄ５のみを打ち抜き加工して、両端部に大径穴部Ｅ１，Ｅ２を有しかつこれに続く小径穴部Ｅ３，Ｅ４が貫通する同一外径の三次成形体Ｅを形成する。なお、打抜ピン４０ａにより打ち抜かれた打抜カスＥ５はパンチ５１側に設けられた排出通路４１ａを介して外部に排出される。

圧造成形機の５段目では、図１０及び１１に示すように成形部５０ａと成形ピン５０ｂをもつダイ５０と、筒状の成形部５１ａとセンターパンチ５１ｂとからなる筒状パンチ５１とにより、三次成形体Ｅをその長さ方向に圧縮加工すると同時に、小径穴部Ｅ３，Ｅ４を拡径しながら大径穴部Ｅ１，Ｅ２を中間部における長さ方向中央近くにまで延長して中間部を外側に膨出させる圧造成形を施し、中間部に外膨らみの球状中間膨出部Ｆ３を備え、かつ両端軸部に中間膨出部Ｆ３における長さ方向中央近くに至る大径穴部Ｆ１，Ｆ２を有する四次成形体Ｆを形成する。この場合、中間膨出部Ｆ３における長さ方向中央に小径余り部Ｆ４が残ることになる。

圧造成形機の６段目（最終段）では、図１２及び図１３に示すように打抜ピン６０ａをもつダイ６０と筒状パンチ６１とにより、四次成形体Ｆの中間膨出部Ｆ３における長さ方向中央に残された小径部Ｆ４を打ち抜き加工して、両端軸部Ｇ１，Ｇ２と中間膨出部Ｇ３との中心部に同一径又はほぼ同一径の貫通孔Ｇ４が形成されてなる最終中空成形体Ｇを形成する。なお、打抜ピン６０ａにより打ち抜かれた打抜カスＧ４はパンチ６１側に設けられた排出通路６１ａを介して外部に排出される。

以上のように、円柱状の中実素材を圧造成形して、中間部が中実で両端部に有底の大径穴部を有する同一外径の一次成形体を形成し、次いで、一次成形体の各大径穴部の底部中央に小径穴部が連続するように圧造成形して、中間部における長さ方向中央部分のみが中実で、両端部に大径穴部を有しかつこれに続く小径穴部を備えた同一外径の二次成形体を形成し、その後、二次成形体の中間部における中央中実部分のみを打ち抜き加工して、両端部に大径穴部を有しかつこれに続く小径穴部が貫通する同一外径の三次成形体を形成するようにしたから、三次成形体を高精度に圧造成形することが可能となる。また、三次成形体をその長さ方向に圧縮加工すると同時に、小径穴部を拡径しながら大径穴部を中間部における長さ方向中央近くにまで延長して中間部を外側に膨出させる圧造成形を施して、中間部に外膨らみの球状中間膨出部を備え、かつ両端軸部に中間膨出部における長さ方向中央近くに至る大径穴部を有する四次成形体を形成するようにしたから、四次成形体を形成するにあたって大きな加工量を容易に得ることができると共に、高精度に圧造成形することができる。その後、高精度に圧造成形された四次成形体の中間膨出部における長さ方向中央に残された小径部分を打ち抜き加工することにより、四次成形体を形成するにあたって大きな加工量を容易に得ることができると共に、高精度に圧造加工することができる。つまり、中間部に外膨らみの球状中間膨出部を成形するに際して、小さな成形荷重で金型に大きな負担を与えることなく容易に成形でき、しかも、最終工程では、高精度に圧造成形された四次成形体の中間膨出部における長さ方向中央に残された内方に突出する僅かな小径部分のみを打ち抜き加工することにより、四次成形体の精度をそのまま維持した状態で両端軸部と中間膨出部との中心部が同一径状に貫通された最終中空成形体を高精度に仕上げ加工することができる。

本発明の製造方法で用いる中実素材の正面図である。同製造方法における１段目で成形された成形体の正面図である。同１段目における圧造状態の説明図である。同製造方法における２段目で成形された成形体の正面図である。同２段目における圧造状態の説明図である。同製造方法における３段目で成形された成形体の正面図である。同３段目における圧造状態の説明図である。同製造方法における４段目で成形された成形体の正面図である。同４段目における打抜状態の説明図である。同製造方法における５段目で成形された成形体の正面図である。同５段目における圧造状態の説明図である。同製造方法における６段目で成形された成形体の正面図である。同６段目における打抜状態の説明図である。

符号の説明

Ａ中実素材
Ｃ一次成形体
Ｃ１，Ｃ２大径穴部
Ｄ二次成形体
Ｄ１，Ｄ２大径穴部
Ｄ３，Ｄ４小径穴部
Ｄ５中央中実部分
Ｅ三次成形体
Ｅ１，Ｅ２大径穴部
Ｅ３，Ｅ４小径穴部
Ｆ四次成形体
Ｆ１，Ｆ２大径穴部
Ｆ３中間膨出部
Ｆ４小径余り部
Ｇ最終中空成形体
Ｇ１，Ｇ２両端軸部
Ｇ３中間膨出部
Ｇ４貫通孔

Claims

両端軸部と外膨らみの球状中間膨出部とを有し、かつこれら両端軸部と中間膨出部との中心部に同一径状の貫通孔が形成されてなる中空成形体の製造方法として、まず、円柱状の中実素材を圧造成形して、中間部が中実で両端部に有底の大径穴部を有する同一外径の一次成形体を形成し、次いで、一次成形体の各大径穴部の底部中央に小径穴部が連続するように圧造成形して、中間部における長さ方向中央部分のみが中実で、両端部に大径穴部を有しかつこれに続く小径穴部を備えた同一外径の二次成形体を形成し、その後、二次成形体の中間部における中央中実部分のみを打ち抜き加工して、両端部に大径穴部を有しかつこれに続く小径穴部が貫通する同一外径の三次成形体を形成し、然る後、三次成形体をその長さ方向に圧縮加工すると同時に、小径穴部を拡径しながら大径穴部を中間部における長さ方向中央近くにまで延長して中間部を外側に膨出させる圧造成形を施して、中間部に外膨らみの球状中間膨出部を備え、かつ両端軸部に中間膨出部における長さ方向中央近くに至る大径穴部を有する四次成形体を形成し、さらに、最終工程で、四次成形体の中間膨出部における長さ方向中央に残された小径余り部を打ち抜き加工して、両端部と中間膨出部との中心部に同一径状の貫通孔が形成されてなる最終中空成形体を形成するようにしたことを特徴とする中空成形体の製造方法。