JP6381090B1 - Forming method of flanged pipe material - Google Patents
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Abstract
【課題】パイプ材内側からの高圧のみに頼るのではなく、金型のプレスする力を利用してパイプ材を金型形状に沿わせることを可能とし、更にフランジ部を薄肉且つ高強度、高精度に成形できる成形方法を提供する。【解決手段】金型１００によって、パイプ材１２０にパイプ材１２０の長手方向に沿ったフランジ部１２２を形成し且つ金型１００で形成される第１のキャビティ（上型凹部１０２ａ、下型凹部１０４ａ）内でパイプ材１２０の本体部１２１を所望の形状に成形するフランジ付パイプ材の成形方法であって、金型１００が接近する過程においてパイプ材１２０の一部を金型１００によって押し潰して重ね合わせることによりフランジ部１２２を形成する押し潰し工程と、フランジ部１２２を更に圧縮することによりフランジ部１２２に塑性流動を引き起こさせ、当該流動の一部を第１のキャビティ（上型凹部１０２ａ、下型凹部１０４ａ）側に送り込む塑性流動工程とを経る。【選択図】図２[PROBLEMS] To make pipe material conform to the shape of a mold by utilizing the pressing force of a die, rather than relying only on the high pressure from the inside of the pipe material, and further to make the flange part thin and high in strength and high. A molding method capable of molding with high accuracy is provided. A flange portion 122 along a longitudinal direction of a pipe material 120 is formed on a pipe material 120 by a mold 100, and a first cavity (an upper mold concave portion 102a and a lower mold concave portion 104a is formed by the mold 100. ) Is a method for forming a flanged pipe material in which the main body 121 of the pipe material 120 is formed into a desired shape, and a part of the pipe material 120 is crushed by the mold 100 while the mold 100 approaches. A crushing step of forming the flange portion 122 by superimposing and causing the plastic flow in the flange portion 122 by further compressing the flange portion 122, and a part of the flow is transferred to the first cavity (the upper mold recess 102a, It passes through the plastic flow step of feeding to the lower mold recess 104a) side. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、金型による型押しによって、パイプ材に当該パイプ材の長手方向に沿ったフランジを成形する技術に関する。 The present invention relates to a technique for forming a flange along a longitudinal direction of a pipe material on a pipe material by stamping with a mold.
従来から、パイプ材に当該パイプ材の長手方向に沿ったフランジを形成する技術は存在する。例えば、特許文献１においては、上下金型を有してなるブロー成形金型と、金属製パイプを所定の温度にまで加熱する加熱機構と、加熱された金属製パイプの両端をシールすると共に、当該金属製パイプ内に高圧ガスを吹き込むブロー機構と、を備え、ブロー成形金型は、ブロー成形時の金型位置により形成されるキャビティの一部にフランジ形成用サブキャビティを有し、ブロー成型金型をブロー成形時の金型位置よりも更に閉じると、サブキャビティが、当該サブキャビティ内にブロー成形された金属製パイプ１４を押し潰してフランジ１４ａを形成するという技術である。 Conventionally, there is a technique for forming a flange along the longitudinal direction of the pipe material on the pipe material. For example, in Patent Document 1, a blow molding mold having upper and lower molds, a heating mechanism for heating a metal pipe to a predetermined temperature, and sealing both ends of the heated metal pipe, A blow mechanism for blowing high-pressure gas into the metal pipe, and the blow molding die has a flange forming subcavity in a part of the cavity formed by the die position at the time of blow molding, and blow molding This is a technique in which when the mold is further closed from the mold position at the time of blow molding, the subcavity crushes the metal pipe 14 blow-molded in the subcavity to form the flange 14a.
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、金属製パイプを金型に沿った所望の形状とするために、当該金属製パイプの内側から加える高い圧力のみに依存しているため、高圧を発生させるために必要となるコストが増大するという問題があった。 However, since the technique described in Patent Document 1 relies only on a high pressure applied from the inside of the metal pipe in order to make the metal pipe a desired shape along the mold, it generates a high pressure. Therefore, there is a problem that the cost required for the increase.
そこで本発明は、この問題点を解決するべくなされたものであって、金属製パイプを金型に沿った所望の形状とするためにパイプ材の内側からの高圧のみに頼るのではなく、金型のプレスする力を利用してパイプ材を金型形状に沿わせることを可能とし、更にフランジ部を薄肉且つ高強度、高精度に成形できるフランジ付パイプ材の成形方法を提供する事をその課題としている。 Therefore, the present invention has been made to solve this problem, and does not rely only on the high pressure from the inside of the pipe material in order to make the metal pipe into a desired shape along the mold. It is possible to provide a method for forming a flanged pipe material that makes it possible to conform the pipe material to the mold shape by using the pressing force of the mold, and to form the flange portion thinly, with high strength and high accuracy. It is an issue.
上記課題を解決するべく、本願発明は、接近・離間する金型によって、パイプ材に当該パイプ材の長手方向に沿ったフランジ部を成形し且つ前記金型で形成される第１のキャビティ内で当該パイプ材の本体部を所望の形状に成形するフランジ付パイプ材の成形方法であって、前記金型が接近する過程において前記パイプ材の一部を前記金型によって押し潰して重ね合わせることによりフランジ部を成形する押し潰し工程と、当該フランジ部を更に圧縮することにより当該フランジ部に塑性流動を引き起こさせ、当該流動の一部を前記第１のキャビティ側に送り込む塑性流動工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention forms a flange portion along the longitudinal direction of the pipe material with a mold that approaches and separates, and within the first cavity formed by the mold. A flanged pipe material molding method for molding the pipe body body into a desired shape, wherein a part of the pipe material is crushed and overlapped by the mold in the process of approaching the mold. A crushing step of forming the flange portion, and a plastic flow step of causing the flange portion to cause a plastic flow by further compressing the flange portion and feeding a part of the flow to the first cavity side. It is characterized by that.
このような方法により成形することにより、パイプ材の本体部を金型に沿わせることが可能となった。即ち、塑性流動が生じる程にフランジ部を押し潰すことにより、当該塑性流動が第１のキャビティ内に流れ込み、この流れ込みによってパイプ材の本体部が金型に沿うような動きをすることを発明者は知得したのである。特に、パイプ材の本体部の形状が角型断面形状となるような場合の角部への追従性を大きく改善することが可能となった。また、フランジ部に塑性流動が生じる程の圧力を印加しているので、フランジ部を薄肉に成形でき、他部材との結合において自由度が向上する。更に、フランジ部に塑性流動が生じる程の圧力を印加したことによって、互いに押しつけられた材料に材料同士の接合（圧接）が生じ、フランジ部全体の強度が向上することに加えて、例えばフランジ部の先端面を切り落とす等の加工を事後的に行った場合でも、フランジ部分から分割してしまうことがない。 By molding by such a method, the main body of the pipe material can be placed along the mold. In other words, the inventors invented that the plastic flow flows into the first cavity by crushing the flange portion to the extent that plastic flow occurs, and that the main body portion of the pipe material moves along the mold by this flow. Knew. In particular, it has become possible to greatly improve the followability to the corner when the shape of the main body of the pipe material has a square cross-sectional shape. In addition, since a pressure that causes plastic flow is applied to the flange portion, the flange portion can be formed thin, and the degree of freedom in connection with other members is improved. Further, by applying a pressure that causes plastic flow to the flange portion, the materials pressed against each other are joined (pressure contact), and the strength of the entire flange portion is improved. For example, the flange portion Even when the processing such as cutting off the tip end surface is performed afterwards, it is not divided from the flange portion.
また、前記押し潰し工程に先立ち、前記金型が前記パイプ材の一部を摘まみ出す摘まみ出し工程を有することを特徴とする。 Moreover, prior to the crushing step, the mold has a picking step for picking out a part of the pipe material.
このように、金型自体がパイプ材をキャビティ外に摘まみ出すという構成を採用しているため、必ずしもパイプ材の内側から圧力を加えなくともフランジ部を成形することができる。 Thus, since the mold itself employs a configuration in which the pipe material is picked out of the cavity, the flange portion can be formed without necessarily applying pressure from the inside of the pipe material.
なお、この摘まみ出し工程では、具体的には、前記金型における前記第１のキャビティと当該第１のキャビティ以外の部分を区画する段差部が前記パイプ材に接触して当該パイプ材を内側に屈曲させて進行する。 In this picking step, specifically, a step portion that divides the first cavity and the portion other than the first cavity in the mold comes into contact with the pipe material, and the pipe material is placed inside. Bend to progress.
また、前記フランジ部を更に圧縮する際、前記フランジ部の先端側には塑性流動を制限するための制限部材が配置されていることを特徴とする。 Further, when the flange portion is further compressed, a restricting member for restricting plastic flow is disposed on the distal end side of the flange portion.
このように構成したことによって、第１のキャビティ側への塑性流動量を増加させることができ、また、フランジ先端部の成型精度を向上させることができる。 With this configuration, the amount of plastic flow toward the first cavity can be increased, and the molding accuracy of the flange tip can be improved.
また、前記フランジ部を更に圧縮する際、圧縮前の前記フランジ部を形成する材料の体積が減少する程度にまで圧縮することを特徴とする。 Moreover, when the said flange part is further compressed, it compresses to such an extent that the volume of the material which forms the said flange part before compression reduces.
このように、フランジ部を形成する材料の体積が減少する程の圧力（鍛圧）を印加したことによって、例えばパイプ材が金属材料であるような場合は組織密度が向上し、フランジ部自体の強度が向上する。 Thus, by applying a pressure (forging pressure) that reduces the volume of the material forming the flange portion, for example, when the pipe material is a metal material, the tissue density is improved and the strength of the flange portion itself is increased. Will improve.
本発明を適用することで、金属製パイプを金型に沿った所望の形状とするためにパイプ材の内側からの高圧のみに頼るのではなく、金型のプレスする力を利用してパイプ材を金型形状に沿わせることを可能とし、更にフランジ部を薄肉且つ高強度、高精度に成形できるフランジ付パイプ材の成形方法を提供することができる。 By applying the present invention, in order to make a metal pipe into a desired shape along the mold, the pipe material is utilized not by relying only on the high pressure from the inside of the pipe material but by using the pressing force of the mold. It is possible to provide a method for forming a flanged pipe material in which the flange portion can be formed with a thin wall, high strength, and high accuracy.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例であるにフランジ付パイプ材の成形方法ついて説明を加える。なお、図面理解容易の為、各部の大きさや寸法を誇張して表現している部分があり、実際の製品と必ずしも一致しない部分があることを付記しておく。また各図面は符号の向きに見るものとし、当該向きを基本に上下左右、手前、奥と表現する。 Hereinafter, a method for forming a flanged pipe material will be described as an example of an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. For easy understanding of the drawings, it should be noted that there are portions where the size and dimensions of each portion are exaggerated and there are portions that do not necessarily match the actual product. In addition, each drawing is viewed in the direction of the reference sign, and is expressed as upper, lower, left, right, near, and back based on the direction.
〈フランジ付パイプ材の成形方法の流れ〉
本発明の実施形態の一例として示すフランジ付パイプ材の成形方法は、図１に示した通り、接近・離間する金型１００によって、被加工材となるパイプ材１２０を型押しすることにより行われる。なお、図面上は金型１００とパイプ材１２０しか図示していないが、当然ながら、金型を作動させるための油圧装置等の周辺機構が備わっている。
<Flow of molding method for flanged pipe material>
The flanged pipe material forming method shown as an example of the embodiment of the present invention is performed by embossing a pipe material 120 to be processed by a mold 100 approaching / separating as shown in FIG. . Although only the mold 100 and the pipe material 120 are shown in the drawing, naturally, peripheral mechanisms such as a hydraulic device for operating the mold are provided.
金型１００は、上型１０２と下型１０４とを有した構成とされ、それぞれに凹部１０２ａ、１０４ａを有する。この２つの凹部１０２ａ、１０４ａによって第１のキャビティが形成される。また、上型１０２における上型凹部１０２ａと当該上型凹部１０２ａ以外の部分、即ち上型凹部１０２ａと上型表面とを区画する部分は段差部１０２ｂ、１０２ｃである。同様に、下型１０４における下型凹部１０４ａと当該下型凹部１０４ａ以外の部分、即ち下型凹部１０４ａと下型表面とを区画する部分は段差部１０４ｂ、１０４ｃである。図１（ａ）では、パイプ材１２０にフランジ部は未だ成形されていないが、型押しを経て、図１（ｂ）に示したようにパイプ材１２０の両側面にフランジ部１２２が成形される。なお、フランジ部１２２形成後における当該フランジ部１２２以外の部分を、パイプ材１２０の本体部（以下単に「本体部」という場合がある。）１２１と表現する。 The mold 100 is configured to have an upper mold 102 and a lower mold 104, and each has a recess 102a, 104a. A first cavity is formed by the two recesses 102a and 104a. Further, the portions other than the upper mold recess 102a and the upper mold recess 102a in the upper mold 102, that is, the portions that partition the upper mold recess 102a and the upper mold surface are stepped portions 102b and 102c. Similarly, the portions other than the lower mold recess 104a and the lower mold recess 104a in the lower mold 104, that is, the portions that partition the lower mold recess 104a and the lower mold surface are stepped portions 104b and 104c. In FIG. 1A, the flange portion is not yet formed on the pipe member 120, but the flange portion 122 is formed on both side surfaces of the pipe member 120 as shown in FIG. . A portion other than the flange portion 122 after the flange portion 122 is formed is expressed as a main body portion (hereinafter sometimes simply referred to as “main body portion”) 121 of the pipe material 120.
続いて、図２を参照しつつ、本発明の実施形態の一例として示すフランジ付パイプ材の成形方法の流れを説明する。 Next, a flow of a method for forming a flanged pipe material shown as an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図２（ａ）に示しているように、金型１００（上型１０２と下型１０４）間に、被加工品であるパイプ材１２０を載置する。必要に応じて、パイプ材１２０を加熱処理した上で載置してもよい。 As shown in FIG. 2A, a pipe material 120, which is a workpiece, is placed between the molds 100 (the upper mold 102 and the lower mold 104). If necessary, the pipe member 120 may be placed after being heat-treated.
次に、上型１０２と下型１０４が接近し、図２（ｂ）に示しているように、パイプ材１２０の表面に、４つの段差部１０２ｂ、１０２ｃ、１０４ｂ、１０４ｃが接触し、当該パイプ材１２０の両側面の一部を恰も摘まみ出しながら更に接近する（摘まみ出し工程）。この時、パイプ材１２０自体は、段差部１０２ｂ、１０２ｃ、１０４ｂ、１０４ｃによって、内側に（谷折りに）折り曲げられるに変形すると同時に、上型１０２と下型１０４の間に挟み込まれるように（換言すると、第１のキャビティの外にはみ出すように）山折りに変形する。 Next, the upper mold 102 and the lower mold 104 approach each other, and as shown in FIG. 2B, the four step portions 102b, 102c, 104b, 104c come into contact with the surface of the pipe material 120, and the pipe It further approaches while picking up a part of both sides of the material 120 (plucking process). At this time, the pipe material 120 itself is deformed so as to be bent inward (valley-folded) by the step portions 102b, 102c, 104b, and 104c, and at the same time, sandwiched between the upper mold 102 and the lower mold 104 (in other words, Then, it is transformed into a mountain fold so that it protrudes out of the first cavity.
次に、上型１０２と下型１０４が更に接近すると、図２（ｃ）乃至（ｄ）に示しているように、上型１０２の表面と下型１０４の表面によって、上型１０２と下型１０４の間に挟み込まれるように（第１のキャビティの外にはみ出すように）変形した部分を、押し潰して重ね合わせが行われる（押し潰し工程）。この工程により、第一段階としてのフランジ部１２２が形成される。 Next, when the upper mold 102 and the lower mold 104 come closer, as shown in FIGS. 2C to 2D, the upper mold 102 and the lower mold 104 are formed by the surface of the upper mold 102 and the surface of the lower mold 104. The deformed portions are sandwiched between 104 (so as to protrude outside the first cavity) and are superposed to perform superposition (crushing step). By this process, the flange portion 122 as the first stage is formed.
本発明では、この段階で終了せず、更に上型１０２と下型１０４を接近させる。即ち、図２（ｅ）乃至（ｆ）に示しているように、パイプ材１２０が二重に重ね合わせられた第一段階のフランジ部１２０を、更に塑性流動が生じる程に押し潰すのである（塑性流動工程）。この時、塑性流動の一部が第１のキャビティ（上型凹部１０２ａ、下型凹部１０４ａ）側へと流れ込む作用によって、第１のキャビティ（上型凹部１０２ａ、下型凹部１０４ａ）内に位置する本体部１２１が、第１のキャビティの形状に沿うような動きをみせるのである。特に、第１のキャビティ（上型凹部１０２ａ、下型凹部１０４ａ）の四隅方向に沿うように変形しているのが把握できる。 In the present invention, the process does not end at this stage, and the upper mold 102 and the lower mold 104 are brought closer to each other. That is, as shown in FIGS. 2 (e) to 2 (f), the first-stage flange portion 120 in which the pipe materials 120 are overlapped is crushed so as to cause further plastic flow ( Plastic flow process). At this time, a part of the plastic flow is located in the first cavity (upper mold recess 102a, lower mold recess 104a) by the action of flowing into the first cavity (upper mold recess 102a, lower mold recess 104a). The main body 121 moves so as to follow the shape of the first cavity. In particular, it can be seen that the first cavity (the upper mold recess 102a and the lower mold recess 104a) is deformed along the four corner directions.
この、塑性流動工程の前後によって、被加工品であるパイプ材１２０（の特にフランジ部１２２周辺）がどのように変化したのかについて、図３及び図４を参照しつつ説明する。 It will be described with reference to FIGS. 3 and 4 how the pipe material 120 (particularly around the flange portion 122), which is a workpiece, has changed before and after the plastic flow process.
図３は（ａ）は押し潰し工程完了時点でのパイプ材１２０の断面写真、（ｂ）は塑性流動工程を経たパイプ材１２０の断面写真である。一見して理解できる通り、塑性流動工程後のパイプ材１２０におけるフランジ部１２２は薄肉となっている。具体的には、押し潰し工程完了時点でのパイプ材１２０におけるフランジ部１２２の厚みＴ１は約６ｍｍであるのに対して、塑性流動工程を経たパイプ材１２０におけるフランジ部１２２の厚みＴ２は約３ｍｍとなっており、本体部１２１の厚みと略同じレベルに薄肉化されている。 3A is a cross-sectional photograph of the pipe material 120 at the time when the crushing process is completed, and FIG. 3B is a cross-sectional photograph of the pipe material 120 that has undergone the plastic flow process. As can be understood at a glance, the flange portion 122 of the pipe material 120 after the plastic flow process is thin. Specifically, the thickness T1 of the flange portion 122 in the pipe material 120 at the time of completion of the crushing process is about 6 mm, whereas the thickness T2 of the flange portion 122 in the pipe material 120 that has undergone the plastic flow process is about 3 mm. The thickness of the main body 121 is reduced to approximately the same level.
また、図４は、塑性流動工程の前後における、フランジ部１２２断面形状の比較写真である。上側に配置されている写真が押し潰し工程完了時点（即ち塑性流動工程の前）でのフランジ部１２２を中心とした断面形状を示しており、下側に配置されている写真が塑性流動工程後のフランジ部１２２を中心とした断面形状を示している。 FIG. 4 is a comparative photograph of the cross-sectional shape of the flange 122 before and after the plastic flow process. The photograph arranged on the upper side shows a cross-sectional shape centering on the flange 122 at the time when the crushing process is completed (that is, before the plastic flow process), and the photograph arranged on the lower side is after the plastic flow process. The cross-sectional shape centering on the flange part 122 is shown.
ここで、簡易的な方法であるが、それぞれの断面に対して同じ面積の仮想ブロック（縦横それぞれ３ｍｍのブロック）を配置して、塑性流動工程の前後における断面積の変化を計測してみる。塑性流動工程前においては、フランジ部１２２に１０個の仮想ブロックを配置でき、及び、本体部１２１（フランジ部１２２よりも上方且つパイプ材の中心までの部分）に１１個の仮想ブロックを配置することができる。一方、塑性流動工程後においては、同様に計測すると、フランジ部１２２に７個の仮想ブロックを配置でき、相当する本体部１２１に１２個の仮想ブロックを配置することができる。 Here, although it is a simple method, the virtual area (3 mm in length and breadth) of the same area is arrange | positioned with respect to each cross section, and the change of the cross-sectional area before and behind a plastic flow process will be measured. Prior to the plastic flow process, 10 virtual blocks can be arranged on the flange portion 122, and 11 virtual blocks are arranged on the main body 121 (a portion above the flange portion 122 and to the center of the pipe material). be able to. On the other hand, after the plastic flow process, when measured in the same manner, seven virtual blocks can be arranged in the flange portion 122 and twelve virtual blocks can be arranged in the corresponding main body portion 121.
上記計測の結果から、以下の２つの結果を導くことができる。１つは、塑性流動によって本体部１２１の断面形状が大きく変化していることに加えて、本体部１２１の断面積が、仮想ブロック１１個分→１２個分へと増加している。この増加した仮想ブロック１つ分は、フランジ部１２１からの塑性流動によって第１のキャビティ側に流動の一部が送り込まれたものであると判断できる。この送り込まれた仮想ブロック１つ分によって、本体部１２１の形状が第１のキャビティの形状に沿うように変化しているのである。 The following two results can be derived from the measurement results. One is that the cross-sectional shape of the main body 121 is greatly changed by plastic flow, and the cross-sectional area of the main body 121 is increased from 11 virtual blocks to 12 virtual blocks. It can be determined that this increased virtual block is a part of the flow fed to the first cavity side by the plastic flow from the flange portion 121. The shape of the main body 121 is changed so as to follow the shape of the first cavity by one virtual block sent in.
２つ目は、フランジ部１２２自体の仮想ブロックが、１０個→７個に減少している。塑性流動によって第１のキャビティ側に送り込まれた分が本体部１２１の上下方向にそれぞれ仮想ブロック１つ分、計仮想ブロック２つ分としても、仮想ブロック１つ分足らないことになる。この仮想ブロック１つ分は、フランジ部１２２を形成する材料自体の体積が減少したと考える事ができ、それ程にまで圧縮（鍛圧）された結果であると推察できる。 Second, the number of virtual blocks of the flange portion 122 itself is reduced from 10 to 7. Even if the amount sent to the first cavity side by plastic flow is one virtual block and two total virtual blocks in the vertical direction of the main body 121, one virtual block is not enough. This one virtual block can be considered to be a result of the volume of the material itself forming the flange portion 122 being reduced, and it can be inferred that it is a result of being compressed (forging pressure) to that extent.
上記説明した通り、本願発明は、接近・離間する金型１００によって、パイプ材１２０に当該パイプ材１２０の長手方向に沿ったフランジ部１２２を成形し且つ前記金型１００で形成される第１のキャビティ（上型凹部１０２ａ、下型凹部１０４ａ）内で当該パイプ材１２０の本体部１２１を所望の形状に成形するフランジ付パイプ材の成形方法であって、前記金型１００が接近する過程において前記パイプ材１２０の一部を前記金型１００によって押し潰して重ね合わせることによりフランジ部１２２を成形する押し潰し工程と、当該フランジ部１２２を更に圧縮することにより当該フランジ部１２２に塑性流動を引き起こさせ、当該流動の一部を前記第１のキャビティ（上型凹部１０２ａ、下型凹部１０４ａ）側に送り込む塑性流動工程と、を含むことを特徴とする。 As described above, the present invention forms the flange portion 122 along the longitudinal direction of the pipe material 120 on the pipe material 120 by the mold 100 approaching / separating, and is formed by the mold 100. A flanged pipe material molding method for molding the main body portion 121 of the pipe material 120 into a desired shape within a cavity (upper mold recess 102a, lower mold recess 104a), and in the process in which the mold 100 approaches A crushing process for forming the flange portion 122 by crushing and overlapping a part of the pipe material 120 with the mold 100, and further compressing the flange portion 122 to cause the flange portion 122 to cause plastic flow. , A plastic flow step of feeding a part of the flow to the first cavity (the upper mold recess 102a and the lower mold recess 104a) side , Characterized in that it comprises a.
このような方法により成形することにより、パイプ材１２０の本体部１２１を金型１００に沿わせることが可能となった。即ち、塑性流動が生じる程にフランジ部１２２を押し潰すことにより、当該塑性流動が第１のキャビティ（上型凹部１０２ａ、下型凹部１０４ａ）内に流れ込み、この流れ込みによってパイプ材１２０の本体部１２１が金型１００に沿うような動きをするのである。特に、パイプ材１２０の本体部１２１の形状が角型断面形状となるような場合の角部への追従性を大きく改善することが可能となった。なお、金型に完全に沿わせる段階までには至らなくとも、近い段階まで沿わせることができることによって、その後の加工処理の負担が軽減されるため、十分な技術的意義を有するものである。また、フランジ部１２２に塑性流動が生じる程の圧力を印加しているので、フランジ部１２２を薄肉に成形でき、他部材との結合において自由度が向上する。更に、フランジ部１２２に塑性流動が生じる程の圧力を印加したことによって、互いに押しつけられた材料に材料同士の接合（圧接）が生じ、フランジ部１２２全体の強度が向上することに加えて、例えばフランジ部１２２の先端を切り落とす等の加工を事後的に行った場合でも、フランジ部１２２から分割してしまうこともない。 By molding by such a method, the main body 121 of the pipe material 120 can be fitted along the mold 100. That is, by crushing the flange portion 122 to the extent that plastic flow occurs, the plastic flow flows into the first cavity (the upper mold concave portion 102a and the lower mold concave portion 104a). Moves along the mold 100. In particular, it is possible to greatly improve the followability to the corner when the shape of the main body 121 of the pipe material 120 has a square cross-sectional shape. In addition, even if it does not reach the stage where it is completely along the mold, it is possible to follow it to a near stage, thereby reducing the burden of subsequent processing, and thus has sufficient technical significance. Moreover, since the pressure which produces the plastic flow in the flange part 122 is applied, the flange part 122 can be shape | molded thinly and a freedom degree improves in a coupling | bonding with another member. Furthermore, by applying a pressure that causes plastic flow to the flange portion 122, the materials pressed against each other are joined (pressure contact), and the strength of the entire flange portion 122 is improved. Even when processing such as cutting off the front end of the flange portion 122 is performed afterwards, the flange portion 122 is not divided.
また、押し潰し工程に先立ち、金型１００がパイプ材１２０の一部を摘まみ出す摘まみ出し工程を有していた。 Further, prior to the crushing process, the mold 100 had a picking process in which a part of the pipe material 120 was picked up.
このように、金型１００自体がパイプ材１２０をキャビティ（上型凹部１０２ａ、下型凹部１０４ａ）外に摘まみ出すという構成を採用しているため、必ずしもパイプ材１２０の内側から圧力を加えなくともフランジ部１２２を成形することができる。 In this way, the mold 100 itself employs a configuration in which the pipe material 120 is picked out of the cavity (the upper mold recess 102a and the lower mold recess 104a), and therefore pressure is not necessarily applied from the inside of the pipe material 120. In both cases, the flange portion 122 can be formed.
なお、この摘まみ出し工程では、具体的には、金型１００における前記第１のキャビティ（上型凹部１０２ａ、下型凹部１０４ａ）と当該第１のキャビティ（上型凹部１０２ａ、下型凹部１０４ａ）以外の部分を区画する段差部１０２ｂ、１０２ｃ、１０４ｂ、１０４ｃがパイプ材１２０に接触して当該パイプ材を内側に屈曲させて進行する。 In this picking step, specifically, the first cavity (upper mold recess 102a, lower mold recess 104a) and the first cavity (upper mold recess 102a, lower mold recess 104a) in the mold 100 are used. Steps 102b, 102c, 104b, and 104c that define portions other than () are in contact with the pipe member 120, and the pipe member is bent inward to advance.
また、フランジ部１２２を更に圧縮する際、圧縮前のフランジ部１２２を形成する材料の体積が減少する程度にまで圧縮することを特徴としていた。 Further, when the flange portion 122 is further compressed, the flange portion 122 is compressed to such an extent that the volume of the material forming the flange portion 122 before compression is reduced.
このように、フランジ部１２２を形成する材料の体積が減少する程の圧力（鍛圧）を印加したことによって、例えばパイプ材１２０が金属材料であるような場合は組織密度が向上し、フランジ部１２２自体の強度向上を図ることが可能となっている。 Thus, by applying a pressure (forging pressure) that reduces the volume of the material forming the flange portion 122, for example, when the pipe material 120 is a metal material, the tissue density is improved, and the flange portion 122 is increased. It is possible to improve the strength of itself.
〈その他の構成例〉
上記では、パイプ材１２０の両側面にフランジを成形する例として説明していたが、場合によっては片方側だけにフランジ部を成形してもよいし、その場合においても本発明を適用可能である。
<Other configuration examples>
In the above description, the flanges are formed on both side surfaces of the pipe material 120 as an example. However, in some cases, the flange portion may be formed only on one side, and the present invention is applicable also in that case. .
また、フランジ部１２２を更に圧縮する際、図５に示しているように、フランジ部１２２の先端側の位置に塑性流動を制限するための制限部材１０３を配置してもよい。 Further, when the flange portion 122 is further compressed, as shown in FIG. 5, a restricting member 103 for restricting plastic flow may be disposed at a position on the distal end side of the flange portion 122.
このように構成すれば、第１のキャビティ（上型凹部１０２ａ、下型凹部１０４ａ）側への塑性流動量を増加させることができ、また、フランジ１２２先端部の成型精度を向上させることができる。図６（ａ）は押し潰し工程完了時点でのパイプ材の断面写真、（ｂ）は塑性流動工程を経たパイプ材の断面写真、（ｃ）は制限部材１０３を配置した上での塑性流動工程を経たパイプ材の断面写真である。図６（ｂ）と（ｃ）を比べれば一目瞭然であるが、フランジ部１２２の先端側への塑性流動が制限されたことによって、フランジ部１２２の先端から先端までの長さ（矢視部分）は（ｃ）の方が短くなっている。更にフランジ部１２２先端側への塑性流動が制限されたことによって、先端部分の断面が略直角になるように綺麗に且つ精度のよい仕上げとなっている点が見て取れる。 If comprised in this way, the amount of plastic flows to the 1st cavity (upper mold | type recessed part 102a, lower mold | type recessed part 104a) side can be increased, and the shaping | molding precision of the flange 122 front-end | tip part can be improved. . 6A is a cross-sectional photograph of the pipe material at the time when the crushing process is completed, FIG. 6B is a cross-sectional photograph of the pipe material that has undergone the plastic flow process, and FIG. 6C is a plastic flow process after the restricting member 103 is disposed. It is the cross-sectional photograph of the pipe material which passed through. 6B and 6C, it is obvious that the length of the flange 122 from the tip to the tip (arrow portion) is limited by the plastic flow to the tip of the flange 122 being restricted. (C) is shorter. Further, it can be seen that the plastic flow toward the distal end side of the flange portion 122 is restricted, so that the section of the distal end portion has a clean and accurate finish so as to have a substantially right angle.
また上記では、金属製のパイプ材を前提に説明をしているが、それ以外にも、例えばＣＦＲＰといった繊維強化樹脂性のパイプ材にも本発明を適用することが可能である。 In the above description, the pipe material made of metal is used as a premise. However, the present invention can be applied to a fiber reinforced resin pipe material such as CFRP.
１００・・・金型
１０２・・・上型
１０２ａ・・・上型凹部
１０２ｂ、１０２ｃ・・・段差部
１０３・・・制限部材
１０４・・・下型
１０４ａ・・・下型凹部
１０４ｂ、１０４ｄ・・・段差部
１２０・・・パイプ材
１２１・・・本体部
１２２・・・フランジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Mold 102 ... Upper mold 102a ... Upper mold recessed part 102b, 102c ... Step part 103 ... Limiting member 104 ... Lower mold 104a ... Lower mold recessed part 104b, 104d ..Step portion 120 ... pipe material 121 ... main body portion 122 ... flange
Claims (4)
前記金型が接近する過程において前記パイプ材の一部を前記金型によって押し潰して重ね合わせることによりフランジ部を形成する押し潰し工程と、
当該フランジ部を更に少なくとも前記所定の厚み程度にまで圧縮することにより押し潰された前記フランジを構成する材料の一部が塑性流動によって前記第１のキャビティ側に流れ込み且つ前記本体部が前記第１のキャビティの形状に沿うように移動する程度の塑性流動を引き起こさせる塑性流動工程と、を含む
ことを特徴とするフランジ付パイプ材の成形方法。 A flange portion along the longitudinal direction of the pipe material is formed in the pipe material formed with a predetermined thickness by a mold that approaches and separates, and the pipe material is formed in the first cavity formed by the mold. A method for forming a flanged pipe material for forming a main body into a desired shape,
A crushing step of forming a flange portion by crushing and overlapping a part of the pipe material with the mold in the process of approaching the mold,
Part of the material constituting the flange, which is crushed by further compressing the flange portion to at least the predetermined thickness , flows into the first cavity side by plastic flow, and the body portion is the first portion. A plastic flow step of causing a plastic flow to move along the shape of the cavity of the pipe.
前記塑性流動工程では、更に、前記フランジ部の重ね合わされた材料同士に接合が生じる程度にまで圧縮される
ことを特徴とするフランジ付パイプ材の成形方法。 In claim 1,
In the plastic flow process, the flanged pipe material is further compressed to such an extent that the overlapping materials of the flange portions are joined to each other.
前記押し潰し工程に先立ち、前記金型が前記パイプ材の一部を摘まみ出す摘まみ出し工程を有する
ことを特徴とするフランジ付パイプ材の成形方法。 In claim 1 or 2,
Prior to the crushing step, the mold has a picking step for picking out a part of the pipe material. A method for forming a flanged pipe material.
前記摘まみ出し工程では、前記金型における前記第１のキャビティと当該第１のキャビティ以外の部分を区画する段差部が前記パイプ材に接触して当該パイプ材を内側に屈曲させて進行する
ことを特徴とするフランジ付パイプ材の成形方法。 In claim 3 ,
In the picking step, a stepped portion that separates the first cavity and the portion other than the first cavity in the mold is in contact with the pipe material, and the pipe material is bent inward to proceed. A method for forming a flanged pipe material.
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