JP6224620B2 - 大中型ホイールディスクの製造方法とその成形品 - Google Patents
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Description
本発明は、平板状ブランクから大中型ホイールディスクを製造する製造方法とその成形品に関する。
特許文献1は、平板状ブランクをしごき絞り加工して円筒状の立ち上がり部をもつカップ状の第1成形品を形成する工程と、第1成形品の円筒状の立ち上がり部を拡径加工して円錐状とした第2成形品を形成する工程と、を有する大中型ホイールディスクの製造方法を開示している。
しかし、従来の大中型ホイールディスクの製造方法には、つぎのような問題点がある。
特許文献1では、しごき絞り加工工程で、第1成形品の立ち上がり部に対応するブランクの部分の全体に対し、しごき絞り加工を行なっている。ところが、特許文献1には、次工程の拡径加工工程を考慮してしごき絞り加工することに関する記載がない。しごき加工後は、しごき加工を行なった部分の材料の伸びが著しく減少するため、第1成形品を第2成形品に拡径加工する工程で、材料割れが発生するおそれがある。
特許文献1では、しごき絞り加工工程で、第1成形品の立ち上がり部に対応するブランクの部分の全体に対し、しごき絞り加工を行なっている。ところが、特許文献1には、次工程の拡径加工工程を考慮してしごき絞り加工することに関する記載がない。しごき加工後は、しごき加工を行なった部分の材料の伸びが著しく減少するため、第1成形品を第2成形品に拡径加工する工程で、材料割れが発生するおそれがある。
本発明の目的は、従来に比べて材料割れが発生することを抑制することができる、大中型ホイールディスクの製造方法とその成形品を提供することにある。
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
(1) 平板状ブランクを素材とし、パンチとダイとを用いてしごき加工して、不等厚の円筒状の立ち上がり部をもつ第1成形品を形成する第1の工程を有し、前記第1成形品は、前記立ち上がり部の先端部に位置する厚肉部と、該厚肉部を除く前記立ち上がり部の部分である板厚減肉部と、を含んでおり、
前記第1の工程では、前記板厚減肉部に対応する前記ブランクの部分がしごき加工されることを特徴とする、大中型ホイールディスクの製造方法。
(2) 前記第1の工程の後に、
前記第1成形品の立ち上がり部を拡径加工して円錐状の立ち上がり部とした第2成形品を形成する第2の工程と、
前記第2成形品の立ち上がり部の先端部を加工して最終ディスクフランジ部形状とした第3成形品を形成する第3の工程と、
を有する、(1)記載の大中型ホイールディスクの製造方法。
(3) 前記第1の工程では、前記平板状ブランクを、皿状またはカップ状にプレス絞り成形した後に、前記パンチと前記ダイとを用いてしごき加工する、(1)または(2)記載の大中型ホイールディスクの製造方法。
(4) (1)記載の方法を用いて製造された、大中型ホイールディスク用の第1成形品。
(5) (3)記載の方法を用いて製造された、大中型ホイールディスク。
(1) 平板状ブランクを素材とし、パンチとダイとを用いてしごき加工して、不等厚の円筒状の立ち上がり部をもつ第1成形品を形成する第1の工程を有し、前記第1成形品は、前記立ち上がり部の先端部に位置する厚肉部と、該厚肉部を除く前記立ち上がり部の部分である板厚減肉部と、を含んでおり、
前記第1の工程では、前記板厚減肉部に対応する前記ブランクの部分がしごき加工されることを特徴とする、大中型ホイールディスクの製造方法。
(2) 前記第1の工程の後に、
前記第1成形品の立ち上がり部を拡径加工して円錐状の立ち上がり部とした第2成形品を形成する第2の工程と、
前記第2成形品の立ち上がり部の先端部を加工して最終ディスクフランジ部形状とした第3成形品を形成する第3の工程と、
を有する、(1)記載の大中型ホイールディスクの製造方法。
(3) 前記第1の工程では、前記平板状ブランクを、皿状またはカップ状にプレス絞り成形した後に、前記パンチと前記ダイとを用いてしごき加工する、(1)または(2)記載の大中型ホイールディスクの製造方法。
(4) (1)記載の方法を用いて製造された、大中型ホイールディスク用の第1成形品。
(5) (3)記載の方法を用いて製造された、大中型ホイールディスク。
上記(1)の大中型ホイールディスクの製造方法によれば、つぎの効果を得ることができる。
第1の工程では、第1成形品が厚肉部を有するため、第1の工程の後に第1成形品の立ち上がり部を拡径加工する場合に、従来に比べて材料割れが発生することを抑制できる。
第1の工程では、第1成形品が厚肉部を有するため、第1の工程の後に第1成形品の立ち上がり部を拡径加工する場合に、従来に比べて材料割れが発生することを抑制できる。
上記(2)の大中型ホイールディスクの製造方法によれば、つぎの効果を得ることができる。
第1の工程の後に、第2、第3の工程を有するため、材料割れのない第2、第3成形品をより確実に得ることができる。
第1の工程の後に、第2、第3の工程を有するため、材料割れのない第2、第3成形品をより確実に得ることができる。
上記(3)の大中型ホイールディスクの製造方法によれば、つぎの効果を得ることができる。
第1の工程では、平板状ブランクを、皿状またはカップ状にプレス絞り成形した後に、パンチとダイとを用いてしごき加工するため、平板状ブランクを直接しごき加工して第1成形品を形成する場合に比べて、第1成形品を安定して形成することができる。また、しごき機にかかる負荷を低減させることができる。
第1の工程では、平板状ブランクを、皿状またはカップ状にプレス絞り成形した後に、パンチとダイとを用いてしごき加工するため、平板状ブランクを直接しごき加工して第1成形品を形成する場合に比べて、第1成形品を安定して形成することができる。また、しごき機にかかる負荷を低減させることができる。
上記(4)の大中型ホイールディスク用の第1成形品によれば、つぎの効果を得ることができる。
第1成形品が厚肉部を有するため、第1の工程の後に第1成形品の立ち上がり部を拡径加工する場合に、従来に比べて材料割れを抑制することのできる第1成形品を得ることができる。
第1成形品が厚肉部を有するため、第1の工程の後に第1成形品の立ち上がり部を拡径加工する場合に、従来に比べて材料割れを抑制することのできる第1成形品を得ることができる。
上記(5)の大中型ホイールディスクによれば、材料割れのない大中型ホイールディスクを得ることができる。
以下に、図1〜図9を参照して、本発明実施例の大中型ホイールディスクの製造方法を説明する。
先ず、本発明実施例の製造方法によって製造される大中型ホイールディスク(以下、単にホイールディスクともいう)10について説明する。
ホイールディスク10は、トラック、バスなどの大中型ホイールディスクである。ただし、ホイールディスク10は、乗用車、商用車、産業車両などのホイールディスクであってもよい。ホイールディスク10は、図1に示すような平板状のディスク素材から製造されるディスクが対象である。ホイールディスク10は、鋳造品ではない。ホイールディスク10は、たとえばスチール製である。ただし、ホイールディスク10は、スチール製でなくてもよく、アルミ合金製、チタン合金製、マグネシウム合金製等であってもよい。ホイールディスク10は、図示略の環状のリム(図示略のタイヤを保持する部分)とは別に製造されており、リムと溶接されて、またはリベット、接着等で接合されてホイールになる。
ホイールディスク10は、トラック、バスなどの大中型ホイールディスクである。ただし、ホイールディスク10は、乗用車、商用車、産業車両などのホイールディスクであってもよい。ホイールディスク10は、図1に示すような平板状のディスク素材から製造されるディスクが対象である。ホイールディスク10は、鋳造品ではない。ホイールディスク10は、たとえばスチール製である。ただし、ホイールディスク10は、スチール製でなくてもよく、アルミ合金製、チタン合金製、マグネシウム合金製等であってもよい。ホイールディスク10は、図示略の環状のリム(図示略のタイヤを保持する部分)とは別に製造されており、リムと溶接されて、またはリベット、接着等で接合されてホイールになる。
ホイールディスク10は、図7に示すように、図示略のハブに取付けられるハブ取付け部20(平板部といってもよい)と、ハブ取付け部20の外周部からディスク軸方向(ホイール軸方向)に立ち上がる立ち上がり部(側壁部といってもよい)30と、を有する。
ハブ取付け部20は、通常、平板状(略平板状を含む)である。ハブ取付け部20は、平板状である場合、ディスク軸方向と直交(略直交を含む)する平面内にある。ハブ取付け部20は、しごき加工による薄肉化を行なわないので、平板状ブランク4の厚さと同じ(略同じを含む)である。
ハブ取付け部20には、ハブ穴21と、ハブ取付けボルト穴22と、が設けられている。
ハブ取付け部20には、ハブ穴21と、ハブ取付けボルト穴22と、が設けられている。
ハブ穴21は、ホイールディスク10のディスク半径方向(ホイール半径方向)の中央部に設けられる。
ハブ取付けボルト穴22は、ホイールディスク10のディスク周方向(ホイール周方向)に同心円上等間隔に複数設けられる。
ハブ取付けボルト穴22は、ホイールディスク10のディスク周方向(ホイール周方向)に同心円上等間隔に複数設けられる。
車両のハブから延びてくるハブ取付けボルト(両方共に図示略)をハブ取付けボルト穴22に挿通し、ハブ取付けボルトに図示略のハブナットを螺合することにより、ホイールディスク10(ホイール)はハブに固定される。
立ち上がり部30は、円錐状部31と、ディスクフランジ部32と、を備える。
円錐状部31は、ハブ取付け部20の外周部に連なる。円錐状部31は、ハブ取付け部20の外周部から、ディスク半径方向外側かつ立ち上がり部30の立ち上がり量が大になる方向(ディスク軸方向に向かって)に、傾斜している。
円錐状部31の少なくとも一部は、しごき加工による薄肉化が行なわれており、平板状ブランク4の厚さより薄くなっている。円錐状部31には、飾り穴33が設けられている。
ディスクフランジ部32は、立ち上がり部30の立ち上がり方向(ディスク軸方向)の先端部(ディスク半径方向の外周部)にある。ディスクフランジ部32は、図示略のリムの内周面に対して嵌合するように、円筒状である。ディスクフランジ部32は、しごき加工等によって、平板状ブランク4の厚さよりも薄肉化が行なわれていてもよく行なわれていなくてもよい。ホイールディスク10は、ディスクフランジ部32で図示略のリムと溶接される。
円錐状部31は、ハブ取付け部20の外周部に連なる。円錐状部31は、ハブ取付け部20の外周部から、ディスク半径方向外側かつ立ち上がり部30の立ち上がり量が大になる方向(ディスク軸方向に向かって)に、傾斜している。
円錐状部31の少なくとも一部は、しごき加工による薄肉化が行なわれており、平板状ブランク4の厚さより薄くなっている。円錐状部31には、飾り穴33が設けられている。
ディスクフランジ部32は、立ち上がり部30の立ち上がり方向(ディスク軸方向)の先端部(ディスク半径方向の外周部)にある。ディスクフランジ部32は、図示略のリムの内周面に対して嵌合するように、円筒状である。ディスクフランジ部32は、しごき加工等によって、平板状ブランク4の厚さよりも薄肉化が行なわれていてもよく行なわれていなくてもよい。ホイールディスク10は、ディスクフランジ部32で図示略のリムと溶接される。
つぎに、ホイールディスク10の製造方法について説明する。
ホイールディスク10の製造方法は、図1に示すように、平板状ブランク4からホイールディスク10を製造する方法である。
ホイールディスク10の製造方法は、図1に示すように、平板状ブランク4からホイールディスク10を製造する方法である。
ブランク4は、図1(a)、図1(b)に示すように、正方形(略正方形を含む)の平板状のディスク素材2を、円形(略円形)にプレス打ち抜きして、または4隅を弧状にプレス打ち抜きして落として、作製される。
ホイールディスク10の製造方法は、
(i)図1(c)に示すように、平板状ブランク4を、パンチ51とダイ52とを用いてしごき加工して、不等厚の円筒状の立ち上がり部11aと平板部11bをもつ第1成形品11を形成する第1の工程(しごき加工工程)と、
(ii)図1(d)に示すように、第1成形品11の立ち上がり部11aを拡径加工して円錐状の立ち上がり部12aとした第2成形品12を形成する第2の工程(拡径工程)と、
(iii)図1(e)に示すように、第2成形品12の立ち上がり部12aの先端部12cを加工してディスクフランジ部32形状(図7参照)とした第3成形品13を形成する第3の工程(第2のしごき加工工程)と、
を有する。
(i)図1(c)に示すように、平板状ブランク4を、パンチ51とダイ52とを用いてしごき加工して、不等厚の円筒状の立ち上がり部11aと平板部11bをもつ第1成形品11を形成する第1の工程(しごき加工工程)と、
(ii)図1(d)に示すように、第1成形品11の立ち上がり部11aを拡径加工して円錐状の立ち上がり部12aとした第2成形品12を形成する第2の工程(拡径工程)と、
(iii)図1(e)に示すように、第2成形品12の立ち上がり部12aの先端部12cを加工してディスクフランジ部32形状(図7参照)とした第3成形品13を形成する第3の工程(第2のしごき加工工程)と、
を有する。
上記(i)の工程(第1の工程、しごき加工工程)について
(i−1)第1の工程は、図2、図3に示すように、平板状ブランク4を用いて、パンチ51とダイ52と使用するしごき加工を行なうことで、第1の成形品11を形成する工程である。
(i−2)第1成形品11は、図3に示すように、平板部11bと、不等厚の円筒状の立ち上がり部11aと、をもつカップ状の成形品である。第1成形品11は、立ち上がり部11aの先端部(平板部11bと反対側の端部)に位置する厚肉部(板厚保持部といってもよい)11cと、厚肉部11cを除く立ち上がり部11の部分である板厚減肉部11dと、を備える。厚肉部11cは、立ち上がり部11aの先端部の周方向の全周にわたって形成されている。
(i−3)第1の工程は、しごき加工とともに絞り加工も同時に行なう工程である。第1の工程における絞り加工は、ブランク4をプレス絞り成形してカップ状にする加工である。
(i−4)第1の工程は、プレスによって全周同時に行なわれる。しごき加工は1回に限らず、型交換を含めて複数回行なってもよい。
(i−1)第1の工程は、図2、図3に示すように、平板状ブランク4を用いて、パンチ51とダイ52と使用するしごき加工を行なうことで、第1の成形品11を形成する工程である。
(i−2)第1成形品11は、図3に示すように、平板部11bと、不等厚の円筒状の立ち上がり部11aと、をもつカップ状の成形品である。第1成形品11は、立ち上がり部11aの先端部(平板部11bと反対側の端部)に位置する厚肉部(板厚保持部といってもよい)11cと、厚肉部11cを除く立ち上がり部11の部分である板厚減肉部11dと、を備える。厚肉部11cは、立ち上がり部11aの先端部の周方向の全周にわたって形成されている。
(i−3)第1の工程は、しごき加工とともに絞り加工も同時に行なう工程である。第1の工程における絞り加工は、ブランク4をプレス絞り成形してカップ状にする加工である。
(i−4)第1の工程は、プレスによって全周同時に行なわれる。しごき加工は1回に限らず、型交換を含めて複数回行なってもよい。
(i−5)第1の工程では、図2に示すように、パンチ51とダイ52とを図示略のプレス機に組付けたしごき装置50を用いてしごき加工を行なう。図6に示す絞り加工を行なった後しごき加工を行なってもよい。
ダイ52は、筒状穴52aの内周側面の径方向内側に突出する突出部54を有し、突出部54でブランク4をしごく。
円柱状であるパンチ51の、ダイ52の突出部54に対向する側の側面が、凹凸面53とされている。凹凸面53は、ダイ52の突出部54との径方向の間隔が一様でなく異なる部分がある面である。ただし、凹凸面53は、図8に示すように、一様な面530であってもよい。また、凹凸面53は、図9に示すように、ダイ52の突出部54との径方向の間隔が徐々に(なだらかに)狭くなる(または広くなる)面531であってもよい。パンチ51の凹凸面53は、ダイ52の突出部54に対向する側の側面とダイ52の突出部54との間隔を一定厚のブランク4の板厚より狭くするために、パンチ51の側面の軸方向および/または周方向で、隣接する部分(凹部53b)に比べてダイ52の突出部54側に凸となる凸部53aが少なくとも1つ設けられることにより形成されている。凸部53aの突出量は、1つの凸部53aの中で一定とされていてもよく異なっていてもよい。また、複数の凸部53aが設けられる場合、それぞれの凸部53aの突出量は同一であってもよく異なっていてもよい。凸部53aは、パンチ51のダイ52の突出部54に対向する側の側面の少なくとも一部に形成されていてもよい。
パンチ51の側面の軸方向で、1つの凸部53aと、その1つの凸部53aに隣接する凹部53bとは、パンチ51の側面の軸方向と直交する面ではない傾斜面53cで接続されている。傾斜面53cの、パンチ51の側面の軸方向に対する角度は、60度以下に緩やかにされていることが望ましく、さらには45度以下に緩やかにされていることが望ましい。各傾斜面53cの傾斜角度は、一定であってもよく、徐々に変化していてもよい。
ダイ52は、筒状穴52aの内周側面の径方向内側に突出する突出部54を有し、突出部54でブランク4をしごく。
円柱状であるパンチ51の、ダイ52の突出部54に対向する側の側面が、凹凸面53とされている。凹凸面53は、ダイ52の突出部54との径方向の間隔が一様でなく異なる部分がある面である。ただし、凹凸面53は、図8に示すように、一様な面530であってもよい。また、凹凸面53は、図9に示すように、ダイ52の突出部54との径方向の間隔が徐々に(なだらかに)狭くなる(または広くなる)面531であってもよい。パンチ51の凹凸面53は、ダイ52の突出部54に対向する側の側面とダイ52の突出部54との間隔を一定厚のブランク4の板厚より狭くするために、パンチ51の側面の軸方向および/または周方向で、隣接する部分(凹部53b)に比べてダイ52の突出部54側に凸となる凸部53aが少なくとも1つ設けられることにより形成されている。凸部53aの突出量は、1つの凸部53aの中で一定とされていてもよく異なっていてもよい。また、複数の凸部53aが設けられる場合、それぞれの凸部53aの突出量は同一であってもよく異なっていてもよい。凸部53aは、パンチ51のダイ52の突出部54に対向する側の側面の少なくとも一部に形成されていてもよい。
パンチ51の側面の軸方向で、1つの凸部53aと、その1つの凸部53aに隣接する凹部53bとは、パンチ51の側面の軸方向と直交する面ではない傾斜面53cで接続されている。傾斜面53cの、パンチ51の側面の軸方向に対する角度は、60度以下に緩やかにされていることが望ましく、さらには45度以下に緩やかにされていることが望ましい。各傾斜面53cの傾斜角度は、一定であってもよく、徐々に変化していてもよい。
(i−6)ダイ52が筒状穴52aをもつアウターダイからなる。また、パンチ51がアウターダイ52の筒状穴52aに筒状穴52aの軸方向に出入りするインナーパンチからなり、その外周側面が凹凸面53とされている。インナーパンチ51とアウターダイ52を用いてしごき加工を行なうことで、図3に示すように、第1成形品11の立ち上がり部11aの内径側のみに不等厚形状を得る。
(i−7)第1の工程では、パンチ51をダイ52に対してブランク4の軸方向(筒状穴52aの軸方向、ホイールディスク10の軸方向と同方向)にのみ相対動させてしごき加工する。なお、図3において、A1は、パンチ51の加工方向である。なお、図1(c)に示すように、パンチ51とダイ52との上下関係は図2、図3に示す上下関係と反対になっていてもよい。
(i−8)第1の工程では、図3に示すように、板厚減肉部11dに対応するブランク4の部分がしごき加工され、厚肉部11cに対しては、第1の工程の完了時において、厚肉部11cがブランク4の厚さの90%以上の厚さを有するようにしごき加工を行なうか、または、しごき加工は行なわない。これは、第1の工程において、一定以上の厚肉部11cの「材料の伸び」を確保しておくことによって、第2の工程で行われる拡径加工で、材料割れの発生を抑制することができるからである。このことから、材料割れの発生を抑制するためには、厚肉部11cに対してはしごき加工を行なわないことが最も望ましい。そして、厚肉部11cに対してしごき加工を行わない時は、厚肉部11cの厚さは、ハブ取り付け部20の厚さと同じ(略同じを含む)か、または、ハブ取り付け部20の厚さより厚くなる。
(i−8)第1の工程では、図3に示すように、板厚減肉部11dに対応するブランク4の部分がしごき加工され、厚肉部11cに対しては、第1の工程の完了時において、厚肉部11cがブランク4の厚さの90%以上の厚さを有するようにしごき加工を行なうか、または、しごき加工は行なわない。これは、第1の工程において、一定以上の厚肉部11cの「材料の伸び」を確保しておくことによって、第2の工程で行われる拡径加工で、材料割れの発生を抑制することができるからである。このことから、材料割れの発生を抑制するためには、厚肉部11cに対してはしごき加工を行なわないことが最も望ましい。そして、厚肉部11cに対してしごき加工を行わない時は、厚肉部11cの厚さは、ハブ取り付け部20の厚さと同じ(略同じを含む)か、または、ハブ取り付け部20の厚さより厚くなる。
(i−9)第1の工程は、平板状ブランク4を、皿状またはカップ状にプレス絞り成形した後に(予備成形した後に)、パンチ51とダイ52とを用いてしごき加工して第1成形品11を形成していてもよい。この予備成形は、たとえば、図6に示すように、パンチ61とダイ62とを図示略のプレス機に組付けたプレス絞り装置60を用いて行なわれるプレス絞り成形である。
上記(ii)の工程(第2の工程、拡径工程)について
(ii−1)第2の工程は、第1の工程の後に行なわれる。
(ii−2)図4に示すように、第2成形品12は、平板部12bと、不等厚の円錐状の立ち上がり部12aと、をもつ皿状の成形品である。
(ii−3)第2の工程では、円錐状の部位を有するパンチ71を第1成形品11に押し込むことで拡径加工を行う。第2の工程では、拡径加工と同時にパンチ71のストロークエンドにて鍛造成形を行なってもよい。
(ii−4)第2の工程では、パンチ71とダイ72とを図示略のプレス機に組付けた拡径装置70を用いて拡径加工を行なう。
(ii−5)ダイ72が円錐状穴72aをもつアウターダイからなる。また、パンチ71がアウターダイ72の円錐状穴72aに円錐状穴72aの軸方向(ホイールディスク10の軸方向と同方向)に出入りするインナーパンチからなる。
(ii−6)第2の工程では、第1の工程で内径側のみに付与されていた不等厚形状を外径側に押し出し、狙いとする形状と板厚分布を得る。
(ii−7)第2の工程は、プレスによって全周同時に行なわれる。
(ii−8)第2の工程では、パンチ71をダイ72に対して第1成形品11の立ち上がり部11aの軸方向(ホイールディスク10の軸方向と同方向)にのみ相対動させて拡径加工する。なお、図4において、A2は、パンチ71の加工方向である。なお、図1(d)に示すように、パンチ71とダイ72との上下関係は図4に示す上下関係と反対になっていてもよい。
(ii−9)第2の工程の加工方法は、上記に限らず、その他図示略のエクスパンダー等を用いた加工方法であってもよい。
(ii−1)第2の工程は、第1の工程の後に行なわれる。
(ii−2)図4に示すように、第2成形品12は、平板部12bと、不等厚の円錐状の立ち上がり部12aと、をもつ皿状の成形品である。
(ii−3)第2の工程では、円錐状の部位を有するパンチ71を第1成形品11に押し込むことで拡径加工を行う。第2の工程では、拡径加工と同時にパンチ71のストロークエンドにて鍛造成形を行なってもよい。
(ii−4)第2の工程では、パンチ71とダイ72とを図示略のプレス機に組付けた拡径装置70を用いて拡径加工を行なう。
(ii−5)ダイ72が円錐状穴72aをもつアウターダイからなる。また、パンチ71がアウターダイ72の円錐状穴72aに円錐状穴72aの軸方向(ホイールディスク10の軸方向と同方向)に出入りするインナーパンチからなる。
(ii−6)第2の工程では、第1の工程で内径側のみに付与されていた不等厚形状を外径側に押し出し、狙いとする形状と板厚分布を得る。
(ii−7)第2の工程は、プレスによって全周同時に行なわれる。
(ii−8)第2の工程では、パンチ71をダイ72に対して第1成形品11の立ち上がり部11aの軸方向(ホイールディスク10の軸方向と同方向)にのみ相対動させて拡径加工する。なお、図4において、A2は、パンチ71の加工方向である。なお、図1(d)に示すように、パンチ71とダイ72との上下関係は図4に示す上下関係と反対になっていてもよい。
(ii−9)第2の工程の加工方法は、上記に限らず、その他図示略のエクスパンダー等を用いた加工方法であってもよい。
上記(iii)の工程(第3の工程)について
(iii−1)第3の工程は、第2の工程の後に行なわれる。
(iii−2)図5に示すように、第3成形品13は、平板部13bと、不等厚の立ち上がり部13aと、をもつ皿状(略皿状を含む)の成形品である。
(iii−3)第3の工程は、絞り加工を行なう工程である。ただし、図5のように、絞り加工としごき加工を同時に行なってもよい。さらにしごき加工のみでもよい。
(iii−4)第3の工程では、第2成形品12の立ち上がり部12aの先端部12cをしごき加工して、先端部12cをディスクフランジ部32形状にする。第3の工程では、第2成形品12の立ち上がり部12aの先端部12cをしごき加工して立ち上げ、狙いとする外径と板厚を得る。
(iii−5)第3の工程では、パンチ81とダイ82とを図示略のプレス機に組付けた第2の装置80を用いてしごき加工を行なう。
(iii−6)ダイ82が、開口部近傍が筒状とされた穴82aをもつアウターダイからなる。また、パンチ81がアウターダイ82の穴82aに該穴82aの軸方向(ホイールディスク10の軸方向と同方向)に出入りするインナーパンチからなる。
(iii−7)ダイ82は、穴82aの開口縁部82bで、第2成形品12の立ち上がり部12aの先端部12cをしごく。
(iii−8)第3の工程は、プレスによって全周同時に行なわれる。
(iii−9)第3の工程では、パンチ81をダイ82に対して第2成形品12の立ち上がり部12aの軸方向(ホイールディスク10の軸方向と同方向)にのみ相対動させてしごき加工する。なお、図5において、A3は、パンチ81の加工方向である。なお、図1(e)に示すように、パンチ81とダイ82との上下関係は図5に示す上下関係と反対になっていてもよい。
(iii−10)第3の工程の加工方法は、図5に示すようなプレスによる絞り加工に限定されず、たとえばフローフォーミング等であってもよい。
(iii−11)第3の工程では、プレスによる絞り加工(またはフローフォーミング等)の後に、寸法出しのための機械加工を施してもよい。
(iii−12)第3の工程の加工(先端部12cをディスクフランジ部32形状にする)は、第2の工程で行なわれていてもよい。
(iii−1)第3の工程は、第2の工程の後に行なわれる。
(iii−2)図5に示すように、第3成形品13は、平板部13bと、不等厚の立ち上がり部13aと、をもつ皿状(略皿状を含む)の成形品である。
(iii−3)第3の工程は、絞り加工を行なう工程である。ただし、図5のように、絞り加工としごき加工を同時に行なってもよい。さらにしごき加工のみでもよい。
(iii−4)第3の工程では、第2成形品12の立ち上がり部12aの先端部12cをしごき加工して、先端部12cをディスクフランジ部32形状にする。第3の工程では、第2成形品12の立ち上がり部12aの先端部12cをしごき加工して立ち上げ、狙いとする外径と板厚を得る。
(iii−5)第3の工程では、パンチ81とダイ82とを図示略のプレス機に組付けた第2の装置80を用いてしごき加工を行なう。
(iii−6)ダイ82が、開口部近傍が筒状とされた穴82aをもつアウターダイからなる。また、パンチ81がアウターダイ82の穴82aに該穴82aの軸方向(ホイールディスク10の軸方向と同方向)に出入りするインナーパンチからなる。
(iii−7)ダイ82は、穴82aの開口縁部82bで、第2成形品12の立ち上がり部12aの先端部12cをしごく。
(iii−8)第3の工程は、プレスによって全周同時に行なわれる。
(iii−9)第3の工程では、パンチ81をダイ82に対して第2成形品12の立ち上がり部12aの軸方向(ホイールディスク10の軸方向と同方向)にのみ相対動させてしごき加工する。なお、図5において、A3は、パンチ81の加工方向である。なお、図1(e)に示すように、パンチ81とダイ82との上下関係は図5に示す上下関係と反対になっていてもよい。
(iii−10)第3の工程の加工方法は、図5に示すようなプレスによる絞り加工に限定されず、たとえばフローフォーミング等であってもよい。
(iii−11)第3の工程では、プレスによる絞り加工(またはフローフォーミング等)の後に、寸法出しのための機械加工を施してもよい。
(iii−12)第3の工程の加工(先端部12cをディスクフランジ部32形状にする)は、第2の工程で行なわれていてもよい。
ホイールディスク10は、第3の工程の後、図1(f)、図1(g)、図1(h)および図1(i)に示すように、ハブ穴21、ハブ取付けボルト穴22、飾り穴33を打ち抜き、製造される。
つぎに、本発明実施例の効果を説明する。
本発明実施例では、第1の工程では、板厚減肉部11dに対応するブランク4の部分がしごき加工され、厚肉部11cに対してはブランク4の厚さの90%以上の厚さを有するようにしごき加工を行なうか、または、しごき加工を行なわないため、第1の工程の後に第1成形品11の立ち上がり部11aを拡径加工する場合に、従来に比べて材料割れが発生することを抑制できる。
本発明実施例では、第1の工程では、板厚減肉部11dに対応するブランク4の部分がしごき加工され、厚肉部11cに対してはブランク4の厚さの90%以上の厚さを有するようにしごき加工を行なうか、または、しごき加工を行なわないため、第1の工程の後に第1成形品11の立ち上がり部11aを拡径加工する場合に、従来に比べて材料割れが発生することを抑制できる。
第1の工程において、平板状ブランク4を、皿状またはカップ状にプレス絞り成形した後に、パンチ51とダイ52とを用いてしごき加工した場合、平板状ブランク4を直接しごき加工して第1成形品11を形成する場合に比べて、第1成形品11を安定して形成することができる。また、しごき装置50にかかる負荷を低減させることができる。
第1の工程の後に、第2、第3の工程を有するため、材料割れのない第2、第3成形品12,13および大中型ホイールディスク10をより確実に得ることができる。
また、第1の工程では、しごき加工によって第1成形品11が成形されるため、たとえばフローフォーミングによって第1成形品11が成形される場合と異なり、第1成形品11、第2成形品12、第3成形品13、さらにはホイールディスク10の表面に成形痕が残ることを抑制できる。
また、第1の工程では、しごき加工によって第1成形品11が成形されるため、たとえばフローフォーミングによって第1成形品11が成形される場合と異なり、第1成形品11、第2成形品12、第3成形品13、さらにはホイールディスク10の表面に成形痕が残ることを抑制できる。
板厚減肉部11dに対応するブランク4の部分がしごき加工され、厚肉部11cに対しては、ブランク4の厚さの90%以上の厚さを有するようにしごき加工を行なうか、または、しごき加工を行なわないため、第1の工程の後に第1成形品11の立ち上がり部11aを拡径加工する場合に、従来に比べて材料割れを抑制することのできる第1成形品11を得ることができる。
鍛造成形のみで不等厚形状を得るためには非常に大きな加工荷重が必要となるためイニシャルコストが増加するが、しごき加工の併用を可能とすることで加工荷重を大幅に低減でき、イニシャルコストを抑えることができる。
本発明実施例では、第1、第2、第3の工程をこの順に行なう場合を説明したが、第3の工程を第2の工程と同時に行なう等、第1〜第3の工程の順は特に限定するものではない。
2 平板状のディスク素材
4 ブランク
10 ホイールディスク
11 第1成形品
11a 第1成形品の立ち上がり部
11b 第1成形品の平板部
11c 第1成形品の厚肉部
11d 第1成形品の板厚減肉部
12 第2成形品
12a 第2成形品の立ち上がり部
12b 第2成形品の平板部
12c 第2成形品の立ち上がり部の先端部
13 第3成形品
13a 第3成形品の立ち上がり部
13b 第3成形品の平板部
20 ハブ取付け部
21 ハブ穴
22 ハブ取付けボルト穴
30 立ち上がり部
31 円錐状部
32 ディスクフランジ部
33 飾り穴
50 しごき装置
51 パンチ
52 ダイ
53,530,531 凹凸面
54 突出部
60 プレス絞り装置
61 プレス絞り装置のパンチ
62 プレス絞り装置のダイ
70 拡径装置
71 拡径装置のパンチ
72 拡径装置のダイ
80 第2の装置
81 第2の装置のパンチ
82 第2の装置のダイ
4 ブランク
10 ホイールディスク
11 第1成形品
11a 第1成形品の立ち上がり部
11b 第1成形品の平板部
11c 第1成形品の厚肉部
11d 第1成形品の板厚減肉部
12 第2成形品
12a 第2成形品の立ち上がり部
12b 第2成形品の平板部
12c 第2成形品の立ち上がり部の先端部
13 第3成形品
13a 第3成形品の立ち上がり部
13b 第3成形品の平板部
20 ハブ取付け部
21 ハブ穴
22 ハブ取付けボルト穴
30 立ち上がり部
31 円錐状部
32 ディスクフランジ部
33 飾り穴
50 しごき装置
51 パンチ
52 ダイ
53,530,531 凹凸面
54 突出部
60 プレス絞り装置
61 プレス絞り装置のパンチ
62 プレス絞り装置のダイ
70 拡径装置
71 拡径装置のパンチ
72 拡径装置のダイ
80 第2の装置
81 第2の装置のパンチ
82 第2の装置のダイ
Claims (5)
- 平板状ブランクを素材とし、パンチとダイとを用いてしごき加工して、不等厚の円筒状の立ち上がり部をもつ第1成形品を形成する第1の工程を有し、前記第1成形品は、前記立ち上がり部の先端部に位置する厚肉部と、該厚肉部を除く前記立ち上がり部の部分である板厚減肉部と、を含んでおり、
前記第1の工程では、前記板厚減肉部に対応する前記ブランクの部分がしごき加工されることを特徴とする、大中型ホイールディスクの製造方法。 - 前記第1の工程の後に、
前記第1成形品の立ち上がり部を拡径加工して円錐状の立ち上がり部とした第2成形品を形成する第2の工程と、
前記第2成形品の立ち上がり部の先端部を加工して最終ディスクフランジ部形状とした第3成形品を形成する第3の工程と、
を有する、請求項1記載の大中型ホイールディスクの製造方法。 - 前記第1の工程では、前記平板状ブランクを、皿状またはカップ状にプレス絞り成形した後に、前記パンチと前記ダイとを用いてしごき加工する、請求項1または請求項2記載の大中型ホイールディスクの製造方法。
- 請求項1記載の方法を用いて製造された、大中型ホイールディスク用の第1成形品。
- 請求項3記載の方法を用いて製造された、大中型ホイールディスク。
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