JP6648624B2 - バーリング加工方法及びプレス成形装置 - Google Patents
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Description
(1−1.バーリング加工装置の動作)
まず、図1〜図7に基づいて、本発明の第1の実施形態に係るバーリング加工装置100を用いたバーリング加工について説明する。図1〜図4は、本実施形態に係るバーリング加工装置の構成をバーリング加工時の動作とともに示す概略的な断面図である。図5〜図7は、図2〜図4の領域Aにおける被加工材10の加工状態を示す部分拡大図である。
図8および図9は、本発明の第1の実施形態に係るバーリング加工装置によって成形された成形品の断面におけるコーナー部の形状の一例を示す説明図である。図8は、コーナー部18が、伸びフランジ部13及び被加工材10(フランジ辺縁領域15b及び外辺領域15)よりも板厚が大きくなるように成形された例である。図9は、コーナー部18の外側が略直角に成形された例である。
以上で説明した本発明の第1の実施形態では、バーリング加工装置100を用いた被加工材10のバーリング加工において、内側可動パンチ127が外側可動パンチ123よりも遅れて固定ダイ111の基台部111b側に押し込まれることによって、伸びフランジ部13と被加工材10の外辺領域15aとの間にテーパー部17が形成される。テーパー部17の長さは最終的に形成されるフランジ周囲部15及びコーナー部18を合わせた長さよりも長い。したがって、テーパー部17を押し広げてコーナー部18を成形することによって、伸びフランジ部13と被加工材10の外辺領域15aとの間で材料を流動させなくてもコーナー部18を増肉させることができる。それゆえ、本実施形態では、従来技術に比べてコーナー部18の外側の曲率半径を小さくする、またはコーナー部18の外側を略直角にすることができる。また、伸びフランジ部13及びフランジ周囲部15を増肉させることなく、コーナー部18だけを増肉させることもできる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、上述の第1の実施形態に係るバーリング加工方法により成形されたバーリング成形品をさらにプレス加工して、伸びフランジ部が肉厚である成形品を成形する工程を追加している。第1の実施形態に係るバーリング加工方法により成形されたバーリング成形品を用いて伸びフランジ部が増肉された成形品をプレス成形することで、内部のコーナー面が重なり合うことがなく伸びフランジ部を増肉することができる。以下では、第1の実施形態に係るバーリング加工方法により成形されたバーリング成形品を用いることを前提として、伸びフランジ部を増肉する工程について説明する。
(3−1.伸びフランジ部の押出し)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態では、上述の第1の実施形態のバーリング加工方法により成形されたバーリング成形品をさらにプレス加工して、伸びフランジ部が延設された成形品を成形する工程を追加している。第1の実施形態により成形されたバーリング成形品をプレス成形することで、内部のコーナー面が重なり合うことがなく伸びフランジ部を押出し、伸びフランジ部を延設することができる。以下では、第1の実施形態により成形されたバーリング成形品を用いることを前提として、伸びフランジ部を延設する工程について説明する。
固定パンチ321の嵌合部321aの端面321cによって伸びフランジ部23の端面29が押し込まれ、被加工材20の伸びフランジ部23を構成している材料が、可動ダイ315を押し込み、クッション317を収縮させながら、可動ダイ315の代わりに伸びフランジ固定ダイ311とフランジ周囲固定ダイ313との間の空間を埋めるように移動する。こうして、図16に示すように、被加工材20の伸びフランジ部23をプレス加工前よりも延設させることができる。
図15及び図16に示した本実施形態に係るプレス加工装置300では、バーリング成形品の伸びフランジ部23を、フランジ周囲部25と反対側に押し出し、フランジ延設部27を成形したが、例えば、図17に示すように、バーリング成形品のフランジ周囲部25をバーリング穴64側に押し出して、内方延設部69を形成することも可能である。この場合、例えば、図12に示した第2の実施形態に係るプレス加工装置200について、突起部211の外径をバーリング穴24と略同一とし、さらに、突起部211にフランジ周囲部25を延長した凹部を形成する。そして、プレス加工装置200のパンチ220をダイ210側へ押し込むと、固定パンチ221の端面221cが伸びフランジ部23の端面29を押し、コーナー部の材料が流動し、フランジ周囲部25に形成された凹部を埋め、図17に示すような成形品60Cを成形することができる。
以上説明した、本発明の第1の実施形態によれば、バーリング加工装置を用いた被加工材のバーリング加工において、伸びフランジ部とフランジ周囲部との間にテーパー部が形成した後、テーパー部を押し広げてコーナー部を成形する。これにより、伸びフランジ部とフランジ周囲部との間で材料を流動させなくてもコーナー部を増肉させることができる。それゆえ、従来技術に比べてコーナー部の外側の曲率半径を小さくする、またはコーナー部の外側を略直角にすることができる。また、本発明の第1の実施形態によれば、1工程で平板から、コーナー部の外側の曲率半径を小さく、あるいは略直角に成形するのではなく、段階的に押し込みコーナー部の外側の形状を成形していくことで、従来技術よりも小さな荷重でバーリング成形することが可能である。したがって、強度の高い鉄鋼材料のバーリング成形も、成形時に割れ等を発生させることなく加工することが可能となる。なお、本発明の第1の実施形態に係るバーリング成形方法により成形可能な材料は、鉄鋼以外にも、アルミニウム等も含まれる。
12 下穴
13、23 伸びフランジ部
14、24 バーリング穴
15、25 フランジ周囲部
15a 外辺領域
15b フランジ辺縁領域
17 テーパー部
18、28 コーナー部
19、29 端面
27 フランジ延設部
50 バーリング成形品
53 伸びフランジ部
54 バーリング穴
55 フランジ周囲部
58 コーナー部
60A、60B、60C 成形品
63 伸びフランジ部
64 バーリング穴
65 フランジ周囲部
67 フランジ延設部
69 内方延設部
100 バーリング加工装置
110 ダイ
111 固定ダイ
113 可動ダイ
115、125、129 クッション
120 パンチ
121 固定パンチ
121a 嵌合部
123 外側可動パンチ
127 内側可動パンチ
200、300 プレス加工装置
210、310 ダイ
211 突起部
213 基台部
220、320 パンチ
221、321 固定パンチ
221a、321a 嵌合部
221b、321b 凹部
223、323 可動パンチ
225、317、325 クッション
311 フランジ固定ダイ
313 フランジ周囲固定ダイ
315 可動ダイ
Claims (2)
- 被加工材をバーリング加工して筒状の伸びフランジ部を有する成形品を得るためのバーリング加工方法であって、
前記伸びフランジ部に対応する部分を固定ダイの平面部から突出した突起部に対応させ、前記伸びフランジ部の周囲のフランジ周囲部を前記固定ダイに対して前記突起部の突出方向に移動可能な可動ダイに対応させるように、前記被加工材をダイに載置する工程と、
第1のパンチと前記可動ダイとの間で前記フランジ周囲部のうち前記伸びフランジ部の辺縁にあるフランジ辺縁領域よりも外辺にある外辺領域を挟持した状態で、前記第1のパンチ、及び前記突起部の側面との間で前記伸びフランジ部を拘束する第2のパンチを、前記可動ダイが前記固定ダイの平面部に当接するまで押し込む工程と、
前記固定ダイの平面部に当接した前記可動ダイと前記第1のパンチとによって前記外辺領域を挟持した状態で、前記第2のパンチを前記第1のパンチよりも遅れて前記可動ダイに対して押し込み、前記フランジ辺縁領域と前記伸びフランジ部とにより形成されるコーナー部を成形する工程と、
前記第2のパンチによる前記コーナー部の成形後に、前記コーナー部と反対側の前記伸びフランジ部の端面に当接された第3のパンチを、前記固定ダイの前記平面部に向かって押し込む工程と、
を含み、
前記バーリング加工により得られた筒状の前記伸びフランジ部を有する成形品を第2の被加工材として、
第2の成形品の形状に対応した形状であって、前記伸びフランジ部の中空部分が挿入される第2の突起部と、前記伸びフランジの周囲の前記フランジ周囲部を支持する第2の平面部とを有する第2のダイと、前記第2のダイの前記第2の平面部とともに前記フランジ周囲部を挟持する第4のパンチと、前記伸びフランジ部の端面を押し込み、前記第2の成形品を成形する第5のパンチとを有し、前記第2のダイのうち、前記フランジ周囲部を支持する前記第2の平面部は、前記フランジ周囲部のコーナー部以外の領域を支持する固定ダイと、前記コーナー部を支持し、前記伸びフランジ部の伸び方向に移動可能な可動ダイと、を有するプレス成形装置を用いて、
前記フランジ周囲部を前記第2の平面部の前記固定ダイ及び前記第4のパンチで挟持した状態で、前記第5のパンチにより前記伸びフランジ部の端面を押し込んで、前記可動ダイを移動させることにより、前記伸びフランジ部に延設されるフランジ延設部を有する前記第2の成形品を成形する、バーリング加工方法。 - 筒状の伸びフランジ部を有するバーリング成形品を被加工材として、前記伸びフランジ部にフランジ延設部が延設されたプレス成形品を得るためのプレス成形装置であって、
前記プレス成形品の形状に対応した形状であって、前記伸びフランジ部の中空部分が挿入される第2の突起部と、前記伸びフランジの周囲のフランジ周囲部を支持する第2の平面部と、を有する第2のダイと、
前記第2のダイの前記第2の平面部とともに前記フランジ周囲部を挟持する第4のパンチと、
前記伸びフランジ部の端面を押し込み、前記プレス成形品を成形する第5のパンチと、
を有し、
前記第2のダイのうち、前記フランジ周囲部を支持する前記第2の平面部は、
前記フランジ周囲部のコーナー部以外の領域を支持する固定ダイと、
前記コーナー部を支持し、前記伸びフランジ部の伸び方向に移動可能な可動ダイと、を有する、プレス成形装置。
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