JP7480403B1 - Manufacturing method of toothed cup-shaped part - Google Patents
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Abstract
【課題】環境に優しく、歯の形状が良好で且つ工具の長寿命化が図れるような歯付きカップ状部品の製造技術を提供する。【解決手段】絞り工程と傾斜壁形成工程と予備成形工程と本成形工程とからなる歯付きカップ状部品の製造方法であって、前記予備成形工程に用いる予備成形機構40は、第3パンチ41と第3ダイ42と第3パッド43とを備え、前記第3パンチ41は、前記第3パンチ41の中心軸41aに対して前記第1角度θ3で傾斜した第1円錐台面41bを有し、前記第1円錐台面41bには、歯形成用突条45が設けられており、前記歯形成用突条45は、図4(a)の5a矢視で、縦長の台形形状とされる。【選択図】図4[Problem] To provide a manufacturing technique for a toothed cup-shaped part that is environmentally friendly, has a good tooth shape, and can extend the life of tools. [Solution] A manufacturing method for a toothed cup-shaped part that includes a drawing process, an inclined wall forming process, a preforming process, and a main forming process, in which a preforming mechanism 40 used in the preforming process includes a third punch 41, a third die 42, and a third pad 43, the third punch 41 has a first truncated cone surface 41b that is inclined at the first angle θ3 with respect to a central axis 41a of the third punch 41, and the first truncated cone surface 41b is provided with a tooth-forming ridge 45, and the tooth-forming ridge 45 has a vertically elongated trapezoidal shape when viewed from the direction of arrow 5a in FIG. 4(a). [Selected Figure] FIG. 4
Description
本発明は、金属製カップの内周面と外周面の少なくとも一方に歯が設けられている歯付きカップ状部品の製造技術に関する。 The present invention relates to a manufacturing technology for toothed cup-shaped parts in which teeth are provided on at least one of the inner and outer peripheral surfaces of a metal cup.
スプライン加工されたカップ状部品の製造方法が、知られている(例えば、特許文献1(図12A、図12B)参照)。 A method for manufacturing a splined cup-shaped part is known (see, for example, Patent Document 1 (Figures 12A and 12B)).
特許文献1を次図に基づいて説明する。
図23(a)、(b)は従来の技術の基本原理を説明する図、図23(c)、(d)は基本原理を説明するための比較参考図である。
ワーク104には、予めステアリン酸ナトリウム石鹸が塗布されている(特許文献1、請求項6)。ステアリン酸ナトリウム石鹸は、代表的な塑性加工用潤滑剤であり、パンチ105とワーク104との間の滑りを促すと共に、ダイ孔102とワーク104との間の滑りを促すことで、いわゆる「カジリ現象」の発生を防止する役割を果たす。
The
23(a) and (b) are diagrams for explaining the basic principle of the conventional technology, and FIGS. 23(c) and (d) are comparative reference diagrams for explaining the basic principle.
Sodium stearate soap is applied to the
図23(a)に示すように、ダイ101は、ダイ孔102に縦に延びる突条103を有している。ダイ孔102へワーク104をセットする。次にパンチ105で下げる。
As shown in FIG. 23(a), the die 101 has a
すると、ワーク104はパンチ力Fで押し下げられ、突条103に接近する。
図23(b)に示すように、突条103で、ワーク104の外周面にスプラインが形成される。
Then, the
As shown in FIG. 23( b ), the
図23(c)は比較参考図であり、仮に、ダイ孔102の面が鉛直軸(パンチ105の中心軸)に対し角度θ1だけ傾いているとする。すると、パンチ力Fは、ダイ孔102の面に平行な分力Fv1とダイ孔102の面に直交する分力Fh1に分けられる。
直交する分力Fh1は十分に大きい。この大きい分力Fh1でワーク104が突条103に押しつけられる。結果、高い寸法精度のスプラインが得られる。
23(c) is a comparative reference diagram, in which it is assumed that the surface of the
The orthogonal component force Fh1 is sufficiently large. This large component force Fh1 presses the
図23(d)は、図23(b)の要部拡大図であるが、説明の便利のために、ダイ孔102の面は鉛直軸に対し小さな角度θ2だけ傾けた。
パンチ力Fは、ダイ孔102の面に平行な分力Fv2とダイ孔102の面に直交する分力Fh2に分けられる。
直交する分力Fh2は比較参考図である図23(c)のFh1より小さい。ワーク104が突条103に小さい分力Fh2で押しつけられるため、スプラインの仕上がり精度は低くなる。
FIG. 23(d) is an enlarged view of a main portion of FIG. 23(b), but for ease of explanation, the surface of the
The punch force F is divided into a component force Fv2 parallel to the surface of the
The orthogonal component force Fh2 is smaller than Fh1 in Fig. 23(c) which is a comparative reference diagram. Since the
図23(b)の場合は、パンチ力Fを高めて、仕上がり精度を高める必要がある。
その場合、パンチ105及びダイ101に過大な応力が発生し、パンチ105及びダイ101に「カジリ現象」が発生する。また、突条103の根元のせん断応力が過大となり、突条103、すなわちダイ101の寿命が短くなる。
In the case of FIG. 23(b), it is necessary to increase the punch force F to improve the finishing accuracy.
In this case, excessive stress is generated in the
また、高いパンチ力で塑性加工を行うときには、上述したステアリン酸ナトリウム石鹸の塗布が不可欠となる。加工後の洗浄液にステアリン酸ナトリウム石鹸が残存する。このステアリン酸ナトリウム石鹸が環境に影響する。洗浄液を、下水に流す前にステアリン酸ナトリウム石鹸を除去するなどの対策が望まれる。結果、洗浄液の処理コストが嵩む。 In addition, when performing plastic processing with a high punching force, it is essential to apply the sodium stearate soap mentioned above. Sodium stearate soap remains in the cleaning liquid after processing. This sodium stearate soap has an impact on the environment. It is desirable to take measures such as removing the sodium stearate soap from the cleaning liquid before disposing it in the sewer. As a result, the cost of disposing of the cleaning liquid increases.
環境保全と、スプラインの形状の安定化及び工具(パンチ105及びダイ101)の長寿命化が求められている中、環境に優しく、歯の形状が良好で且つ工具の長寿命化が図れる歯付きカップ状部品の製造技術が、求められている。
In light of the need for environmental conservation, stabilization of the spline shape, and extended tool life (
本発明は、環境に優しく、歯の形状が良好で且つ工具の長寿命化が図れるような歯付きカップ状部品の製造技術を提供することを課題とする。 The objective of the present invention is to provide a manufacturing technology for toothed cup-shaped parts that are environmentally friendly, have good tooth shapes, and extend the life of tools.
請求項1に係る発明は、少なくとも傾斜壁形成工程と予備成形工程と本成形工程とを含む歯付きカップ状部品の製造方法であって、
前記傾斜壁形成工程では、金属円板を、底とこの底から起立する起立壁に絞られ所定の第1角度に整えた傾斜壁を形成し、
前記予備成形工程は、下に突となる縦長の台形形状であって山の幅はWからW+2αに連続して変化し、前記αは製品の前記傾斜壁が本成形で円筒形になった場合、前記第1角度をθと定義するとtanθの分だけ周長が縮まる変化に追従できるような値に設定された歯形成用突条を用いて実施され、
前記予備成形工程では、前記傾斜壁に台形形状の仮の歯底を成形してなる予備成形品を製造し、
前記本成形工程は、縦に延びる長方形形状の本成形突条を用いて実施され、
前記本成形工程では、前記傾斜壁が本成形パンチの中心軸に平行になるまで曲げられ、この曲げにより台形形状の前記仮の歯底が縦長の長方形形状の歯底に変更された歯付きカップ状部品を製造することを特徴とする。
The invention according to
In the inclined wall forming step, a metal disk is drawn into a bottom and a wall standing upright from the bottom to form an inclined wall adjusted to a predetermined first angle;
the preforming step is performed using a tooth-forming protrusion having a downwardly elongated trapezoidal shape, the width of the protrusion continuously changing from W to W+2α, the α being set to a value that can follow the change in the circumferential length of the product when the inclined wall of the product becomes cylindrical in the main forming step, the first angle being defined as θ, and the tooth-forming protrusion being set to a value that can follow the change in the circumferential length of the product when the inclined wall of the product becomes cylindrical in the main forming step, the first angle being defined as θ,
In the preforming step, a preform is manufactured by forming a trapezoidal temporary tooth bottom on the inclined wall,
The forming step is carried out using a forming protrusion having a vertically extending rectangular shape,
The main forming process is characterized in that the inclined wall is bent until it becomes parallel to the central axis of the main forming punch, and this bending produces a toothed cup-shaped part in which the trapezoidal temporary tooth bottom is changed to a vertically elongated rectangular tooth bottom.
請求項2に係る発明は、請求項1記載の歯付きカップ状部品の製造方法であって、
前記傾斜壁形成工程では、前記本成形工程における曲げの基準となる基準曲部を形成することを特徴とする。
The invention according to
The inclined wall forming step is characterized in that a reference bent portion that serves as a reference for bending in the main forming step is formed.
請求項3に係る発明は、請求項2記載の歯付きカップ状部品の製造方法であって、
前記本成形工程では、前記基準曲部を中心に前記傾斜壁が前記基準曲部から開口端側へ順に曲げられることを特徴とする。
The invention according to
The main forming step is characterized in that the inclined wall is bent around the reference bending portion in sequence from the reference bending portion toward the opening end.
請求項4に係る発明は、請求項2記載の歯付きカップ状部品の製造方法であって、
前記予備成形工程及び前記本成形工程では、前記基準曲部より開口端側にて前記傾斜壁の肉を流動させることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is a method for producing a toothed cup-shaped part according to
The preforming step and the main forming step are characterized in that the material of the inclined wall is caused to flow on the opening end side from the reference bent portion.
請求項5に係る発明は、請求項2記載の歯付きカップ状部品の製造方法であって、
前記傾斜壁形成工程は、傾斜壁形成機構により実施され、
この傾斜壁形成機構は、第2パンチと第2ダイと第2パッドとを備え、
前記基準曲部は、前記第2パンチと前記第2ダイと前記第2パッドとからなる三つの型が合わさった部位に形成することを特徴とする。
The invention according to claim 5 is a method for producing a toothed cup-shaped part according to
The inclined wall forming step is carried out by an inclined wall forming mechanism,
The inclined wall forming mechanism includes a second punch, a second die, and a second pad;
The reference curved portion is formed at a portion where three dies including the second punch, the second die, and the second pad are joined together.
請求項6に係る発明は、請求項1記載の歯付きカップ状部品の製造方法であって、
前記予備成形工程は、予備成形機構により実施され、
この予備成形機構は、第3パンチと第3ダイと第3パッドとを備え、
前記第3パンチは、第1円錐台面を備え、
前記歯形成用突条は、前記第3パンチの前記第1円錐台面に設けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is a method for producing a toothed cup-shaped part according to
The preforming step is carried out by a preforming mechanism,
The preforming mechanism includes a third punch, a third die, and a third pad;
the third punch includes a first frustoconical surface;
The tooth-forming ridges are provided on the first truncated cone surface of the third punch.
請求項7に係る発明は、請求項1記載の歯付きカップ状部品の製造方法であって、
前記予備成形工程は、予備成形機構により実施され、
この予備成形機構は、第3パンチと第3ダイと第3パッドとを備え、
前記第3ダイは、第3ダイ孔を備え、
前記歯形成用突条は、前記第3ダイの前記第3ダイ孔に設けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 7 provides a method for producing a toothed cup-shaped part according to
The preforming step is carried out by a preforming mechanism,
The preforming mechanism includes a third punch, a third die, and a third pad;
the third die includes a third die hole;
The tooth-forming protrusions are provided in the third die holes of the third die.
請求項8に係る発明は、請求項1記載の歯付きカップ状部品の製造方法であって、
前記予備成形工程は、予備成形機構により実施され、
この予備成形機構は、第3パンチと第3ダイと第3パッドとを備え、
前記第3パンチは、第1円錐台面を備え、
前記第3ダイは、第3ダイ孔を備え、
前記歯形成用突条は、前記第3パンチの前記第1円錐台面と前記第3ダイの前記第3ダイ孔とに各々設けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is a method for producing a toothed cup-shaped part according to
The preforming step is carried out by a preforming mechanism,
The preforming mechanism includes a third punch, a third die, and a third pad;
the third punch includes a first frustoconical surface;
the third die includes a third die hole;
The tooth-forming protrusions are provided on the first truncated cone surface of the third punch and on the third die hole of the third die.
請求項9に係る発明は、請求項8記載の歯付きカップ状部品の製造方法であって、
前記第3ダイの前記第3ダイ孔に設けるダイ側の前記歯形成用突条は、前記傾斜壁の上端に未成形部が残るように丈が短くなっていることを特徴とする。
The invention according to claim 9 provides a method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 8, comprising the steps of:
The tooth-forming protrusions on the third die hole of the third die are shortened in length so that an unformed portion remains on the upper end of the inclined wall.
請求項10に係る発明は、請求項8又は請求項9記載の歯付きカップ状部品の製造方法であって、
前記予備成形工程は、第1予備成形工程とこの第1予備成形工程に続く第2予備成形工程とからなり、
前記第1予備成形工程に用いる第1予備成形機構は、前記第3パンチと、前記歯形成用突条を有する前記第3ダイと、前記第3パッドとを備え、
前記第2予備成形工程に用いる第2予備成形機構は、前記歯形成用突条を有する前記第3パンチと、前記第3ダイと、前記第3パッドとを備え、
前記第1予備成形工程では、外歯を有する第1予備成形品を製造し、
続く前記第2予備成形工程では、前記外歯に加えて内歯を有する第2予備成形品を製造することを特徴とする。
The invention according to
The preforming step includes a first preforming step and a second preforming step subsequent to the first preforming step,
a first preforming mechanism used in the first preforming step includes the third punch, the third die having the tooth-forming protrusions, and the third pad;
a second preforming mechanism used in the second preforming step includes the third punch having the tooth-forming protrusions, the third die, and the third pad;
In the first preforming step, a first preform having external teeth is manufactured,
In the subsequent second preforming step, a second preform having internal teeth in addition to the external teeth is manufactured.
請求項11に係る発明は、請求項1記載の歯付きカップ状部品の製造方法であって、
前記予備成形工程と前記本成形工程の間に、中間成形工程が追加され、
この中間成形工程で用いられる中間成形機構は、中間成形パンチと中間成形ダイと中間成形パッドとを備え、
前記中間成形パンチは、前記中間成形パンチの中心軸に対して前記所定の第1角度より小さな第2角度で傾斜した第2円錐台面を有し、前記中間成形パンチと前記中間成形ダイの少なくとも一方には、歯を予備的に整える中間成形突条が設けられており、前記中間成形突条は、縦長の台形形状とされ、
前記中間成形工程では、前記傾斜壁の傾斜を、前記第2角度になるように整えてなる中間成形品を製造することを特徴とする。
The invention according to
An intermediate molding step is added between the pre-molding step and the main molding step,
The intermediate forming mechanism used in the intermediate forming step includes an intermediate forming punch, an intermediate forming die, and an intermediate forming pad,
the intermediate forming punch has a second truncated cone surface inclined at a second angle smaller than the first predetermined angle with respect to a central axis of the intermediate forming punch, at least one of the intermediate forming punch and the intermediate forming die is provided with an intermediate forming protrusion for preliminarily arranging teeth, and the intermediate forming protrusion is formed into a vertically elongated trapezoidal shape;
The intermediate molding step is characterized in that an intermediate molded product is produced in which the inclination of the inclined wall is adjusted to the second angle.
請求項12に係る発明は、請求項6記載の歯付きカップ状部品の製造方法であって、
前記第3ダイに、前記第3パンチに設けた前記歯形成用突条に対峙する凸部が設けられていることを特徴とする。
The invention according to
The third die is characterized in that it is provided with a protrusion facing the tooth-forming protrusion provided on the third punch.
請求項13に係る発明は、請求項1記載の歯付きカップ状部品の製造方法であって、
前記予備成形工程を実施する予備成形機構と、前記本成形工程を実施する本成形機構とは、トランスファープレス装置にセットされていることを特徴とする。
The invention according to
The preforming mechanism for carrying out the preforming step and the main forming mechanism for carrying out the main forming step are set in a transfer press device.
請求項14に係る発明は、請求項1記載の歯付きカップ状部品の製造方法であって、
絞り工程を含み、この絞り工程に用いる絞り機構は、第1パンチと第1ダイと第1パッドとを備え、
傾斜壁形成工程に用いる傾斜壁形成機構は、第2パンチと第2ダイと第2パッドとを備え、前記第2パンチは、前記第2パンチの中心軸に対して所定の第1角度で傾斜した側面を有し、前記第2ダイは、前記第2パンチに対応する第2ダイ孔を有し、
前記絞り工程では、前記底と前記起立壁との間に、曲部を形成し、
前記傾斜壁形成工程では、前記曲部に局部的に、前記曲部より曲率半径が小さい基準曲部を形成することを特徴とする。
The invention according to
The method includes a drawing step, and a drawing mechanism used in the drawing step includes a first punch, a first die, and a first pad;
The inclined wall forming mechanism used in the inclined wall forming step includes a second punch, a second die, and a second pad, the second punch having a side surface inclined at a predetermined first angle with respect to a central axis of the second punch, and the second die having a second die hole corresponding to the second punch,
In the drawing step, a curved portion is formed between the bottom and the upright wall,
The inclined wall forming step is characterized in that a reference curved portion having a smaller radius of curvature than the curved portion is locally formed in the curved portion.
請求項1に係る発明では、少なくとも予備成形工程と本成形工程とからなる歯付きカップ状部品の製造方法を実施する際、予備成形工程では、第1角度で傾斜した傾斜壁に台形形状の仮の歯底を成形する。傾斜壁に塑性加工を施す形態は、図23(c)に相当し、パンチ力は小さくなる。続く本成形工程では、予備成形で歯形形状が付いた部分を、形状を整えながら曲げるため、パンチ力を大きくする必要が無い。
In the invention according to
予備成形工程で台形形状の仮の歯底を成形し、本成形工程で長方形形状の歯底に整える。歯底の両側に歯が成形される。本成形工程にて、形状が良好な歯底及び歯底を容易に成形することができる。 A trapezoidal temporary tooth base is formed in the preforming process, and then the actual forming process trims the tooth base into a rectangular shape. Teeth are formed on both sides of the tooth base. In the actual forming process, a tooth base and tooth base with a good shape can be easily formed.
少なくとも予備成形工程と本成形工程の全てにおいて、パンチ力を小さくすることができ、潤滑剤としてのステアリン酸ナトリウム石鹸は不要とできる。ステアリン酸ナトリウム石鹸の使用量が不要であれば、洗浄液が不要となり、また処理が容易となり、環境に優しい製造方法が提供される。
併せて、パンチ力が大きくないので、パンチ及びダイを主体とする工具の寿命を延ばすことができる
In at least the preliminary molding step and the main molding step, the punch force can be reduced, and sodium stearate soap as a lubricant can be eliminated. If the amount of sodium stearate soap used is not required, cleaning liquid is not required, and processing becomes easy, providing an environmentally friendly manufacturing method.
In addition, since the punching force is not large, the life of the tools, mainly the punch and die, can be extended.
結果、本発明により、環境に優しく、歯の形状が良好で且つ工具の長寿命化が図れるような歯付きカップ状部品の製造技術が提供される。 As a result, the present invention provides a manufacturing technology for toothed cup-shaped parts that are environmentally friendly, have good tooth shapes, and extend the life of the tools.
請求項2に係る発明では、傾斜壁形成工程で、基準曲部を形成する。この基準曲部を基準にすることで、以降の塑性加工が円滑に行える。
In the invention according to
請求項3に係る発明では、本成形工程で、基準曲部を中心に傾斜壁が基準曲部から開口端側へ順に曲げられる。曲げが順に行われるため、パンチやダイに加わる力を分散させることができ、基準曲部を基準とした傾斜壁の曲げ加工が円滑に行える。
In the invention according to
請求項4に係る発明では、予備成形工程及び本成形工程で、基準曲部より上部にて傾斜壁の肉を流動させるため、精度のよい歯底が形成でき、歯底の両側に精度のよい歯が形成できる。 In the invention according to claim 4, in the preliminary forming process and the main forming process, the material of the inclined wall is caused to flow above the reference curved portion, so that a highly accurate tooth bottom can be formed, and highly accurate teeth can be formed on both sides of the tooth bottom.
請求項5に係る発明では、基準曲部は、第2パンチと第2ダイと第2パッドとからなる三つの型が合わさった部位に形成する。別の型及び別の工程を用いることなく、傾斜壁形成と一緒に基準曲部を形成することができ、別の型及び別の工程を用いる場合に比較して型コストの低減と、製造方法の簡略化が図れる。 In the invention according to claim 5, the reference bend is formed at the location where three dies consisting of the second punch, the second die, and the second pad come together. The reference bend can be formed together with the formation of the inclined wall without using a separate die or separate process, which reduces die costs and simplifies the manufacturing method compared to when a separate die and separate process are used.
請求項6に係る発明では、歯形成用突条は、第3パンチに設けられており、内歯タイプの歯付きカップ状部品を製造することができる。 In the invention according to claim 6, the tooth-forming ridges are provided on the third punch, making it possible to manufacture cup-shaped parts with internal teeth.
請求項7に係る発明では、歯形成用突条は、第3ダイに設けられており、外歯タイプの歯付きカップ状部品を製造することができる。 In the invention according to claim 7, the tooth-forming ridges are provided on the third die, and a toothed cup-shaped part with external teeth can be manufactured.
請求項8に係る発明では、歯形成用突条は、第3パンチと第3ダイ各々設けられており、内外歯タイプの歯付きカップ状部品を製造することができる。 In the invention according to claim 8, the tooth-forming ridges are provided on the third punch and the third die, respectively, and a toothed cup-shaped part with internal and external teeth can be manufactured.
請求項9に係る発明では、ダイ側の歯形成用突条は丈が短いため、傾斜壁の上端に未成形部を残すことができ、特殊な形状の内外歯タイプの歯付きカップ状部品を製造することができる。 In the invention of claim 9, the tooth-forming protrusions on the die side are short in height, so that an unformed portion can be left at the upper end of the inclined wall, making it possible to manufacture a specially shaped cup-shaped part with internal and external teeth.
請求項10に係る発明では、予備成形工程を、第1予備成形工程と第2予備成形工程とに分けて実施するため、第3パンチや第3ダイに加わる力が低減できる。
In the invention according to
請求項11に係る発明では、予備成形工程と本成形工程の間に、中間成形工程を追加した。中間成形工程を追加することで、本成形工程での負担が大幅に軽減される。
In the invention according to
請求項12に係る発明では、第3ダイに、歯形成用突条に対峙する凸部を設けた。傾斜壁に仮の歯底を形成する際に、歯形成用突条に沿って傾斜壁の肉を流動させることに加えて凸部に沿って肉を流動させることができる。これらの流動により歯形成用突条に加わる力(反力)が低減できる。
In the invention according to
請求項13に係る発明では、予備成形機構及び本成形機構が、トランスファープレス装置にセットされている。
予備成形機構及び本成形機構でのパンチ力を小さくすることができるため、トランスファープレス装置への負荷を小さくすることができる。結果、トランスファープレス装置の製造コストを低減することができる。
In the invention according to
Since the punch force in the preforming mechanism and the main forming mechanism can be reduced, the load on the transfer press device can be reduced, and as a result, the manufacturing cost of the transfer press device can be reduced.
請求項14に係る発明では、傾斜壁形成機構で基準曲部を形成する。この基準曲部を基準にすることで、以降の塑性加工が円滑に行える。
In the invention according to
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
なお、ダイとパンチを用いた塑性加工法では、ダイを静止させパンチを下降させること、パンチを静止させダイを上昇させること、パンチを下降しつつダイを上昇させること、の何れにおいても実施が可能である。
便宜上、ダイを静止させてパンチを下降させる形態で、以下説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
In addition, in a plastic processing method using a die and a punch, the method can be carried out in any of the following ways: keeping the die stationary and lowering the punch, keeping the punch stationary and raising the die, or lowering the punch while raising the die.
For convenience, the following description will be given assuming that the die is stationary and the punch is lowered.
また、以下の説明で台形形状や長方形形状の用語を用いる。これらは、パンチを外から見たときの形状を指す。又は、ダイ孔を中心から見たときの形状を指す。又は、傾斜壁を内又は外から見たときの形状を指す。又は、周壁を内又は外から見たときの形状を指す。 In the following explanation, the terms trapezoidal shape and rectangular shape are used. These refer to the shape of the punch when viewed from the outside. Or the shape of the die hole when viewed from the center. Or the shape of the inclined wall when viewed from the inside or outside. Or the shape of the peripheral wall when viewed from the inside or outside.
[歯付きカップ状部品]
図1(a)に示すように、歯付きカップ状部品10は、底11と、この底11から立ち上がる周壁12とからなる部品である。
図1(b)に示すように、周壁12の内周面に歯13を有する。隣り合う歯13と歯13の間は、歯底14と呼ばれる。
図1(c)に示すように、歯付きカップ状部品10は、内歯タイプの部品である。
[Toothed cup-shaped part]
As shown in FIG. 1( a ), a toothed cup-shaped
1B,
As shown in FIG. 1(c), the toothed cup-shaped
図1(a)において、歯13の下端で周壁12が中心側に折り曲げてなる段部15とされ、この段部15の内端から小径部16が立下り、この小径部16の下端が底11に繋がっている。
ただし、以下の説明では、説明を簡単にするために、段部15や小径部16は省いて説明する。
In FIG. 1( a ), the
However, in the following description, for the sake of simplicity, the
周壁12と段部15とが交わる箇所に小さな曲率半径の基準曲部17が形成されている。なお、曲率半径は、曲率の逆数であって半径と同意である。
A reference curved
このような形態の歯付きカップ状部品10は、絞り機構による絞り工程と、傾斜壁形成機構による傾斜壁形成工程と、予備成形機構による予備成形工程と、本成形機構による本成形工程により製造される。以下、各機構及び各工程の具体例を順に説明する。
The toothed cup-shaped
[絞り機構]
図2(a)に示すように、絞り機構20は、金属円板21を第1パンチ22へ付勢する(押す)第1パッド23と、この第1パッド23及び第1パンチ22の通過を許容する第1ダイ孔24を有する第1ダイ25とを備える。
[Aperture mechanism]
As shown in FIG. 2( a ), the
なお、絞り機構20には、第1パンチ22を昇降するパンチ昇降機構や、第1ダイ25を支えるダイホルダーや、第1パッド23を弾性的に支えるスプリング機構などが含まれるが、これらは省略する(以下、他の機構についても同様)。
The squeezing
[絞り工程]
図2(a)において、第1パンチ22を下げると、金属円板21は第1ダイ孔24に沿って、絞られる。
結果、図2(b)に示すように、底11とこの底11から起立する起立壁27とからなる第1中間品28が製造される。底11と起立壁27の間は、適当な曲率半径R1の曲部29となる。この曲部29の曲率半径R1が大きいほど絞り成形は容易になる。
[Squeezing process]
In FIG. 2( a ), when the
2B, a first
[傾斜壁形成機構]
図3(a)に示すように、傾斜壁形成機構30は、第2パンチ31と、ダイベース32と、このダイベース32から上に延びる圧縮ばね33と、この圧縮ばね33で昇降可能に支持される第2ダイ34と、第2パッド35とを備える。
第2パンチ31は、第2パンチ31の中心軸31aに平行な軸(以下、単に中心軸と記す。)に対して所定の第1角度θ3で傾斜した側面31bを有する。第1角度θ3は、例えば15°である。
第2ダイ34は、第2パンチ31に対応する第2ダイ孔36を有する。
[Inclined wall formation mechanism]
As shown in Figure 3 (a), the inclined
The
The
[傾斜壁形成工程]
図3(a)の傾斜壁形成機構30に、前工程(絞り工程)で製造された第1中間品28がセットされる。第1中間品28の起立壁27は、第2パンチ31と第2ダイ34で緩く挟まれる。
この状態で、第2パンチ31を下げると、第2ダイ34が連動して下げる。これらの下降中に第2パンチ31と第2ダイ34との距離が狭まり、この狭まりにより、起立壁27が第1角度θ3に整えられる。
[Inclined wall forming process]
3A, a first
In this state, when the
結果、図3(b)に示すように、底11と傾斜壁38からなる第2中間品39が製造される。
好ましくは、曲部(図3(a)、符号29)に局部的に、この曲部29より小さな曲率半径の基準曲部17を形成する。この基準曲部17は、第2パンチ31と、第2ダイ34と、第2パッド35からなる三つの型が合わさった部位に形成される。
As a result, a second
Preferably, a reference
なお、基準曲部17は別の型を用いて別の工程で形成することは差し支えない。しかし、本実施例のように、傾斜壁形成機構30で傾斜壁38を整えるときに、一緒に基準曲部17を形成すると、製造コストの圧縮と製造時間の短縮とが図れて好ましい。
The
詳しくは後述するが、基準曲部17より開口端側に、主たる塑性加工を施す。基準曲部17により塑性加工領域が確定するため、以降の塑性加工が集中的に行え、塑性加工が円滑に行える。
As will be described in more detail later, the main plastic processing is performed on the opening end side of the
[予備成形機構]
図4(a)に示すように、予備成形機構40は、第3パンチ41と、第3ダイ42と、第3パッド43とを備える。
第3パンチ41は、第3パンチ41の中心軸41aに対して第1角度θ3で傾斜した第1円錐台面41bを有する。
第3ダイ42は、第3パンチ41に対応する第3ダイ孔44を有する。
第1円錐台面41bと第3ダイ孔44の少なくとも一方(この例では、第1円錐台面41b)に、歯形成用突条45が設けられている。
[Preforming mechanism]
As shown in FIG. 4A , the
The
The
At least one of the first
なお、円錐台面は円錐台の斜辺が形成する面である。
また、歯形成用突条45は、仮の歯底を形成する部分であるが、仮の歯底の両側に仮の歯を形成する役割をも果たすため、便宜的に歯形成用突条と呼ぶ。
The truncated cone surface is the surface formed by the hypotenuse of a truncated cone.
The tooth-forming
図5(a)は図4(a)の5a矢視図である。
図5(a)に示すように、歯形成用突条45は、下に突となる縦長の台形形状を呈する。
図5(c)に示す山(先端)の幅がWであり、図5(b)に示す山の幅はW+2αである。
FIG. 5(a) is a view taken along the
As shown in FIG. 5( a ), the tooth-forming
The width of the peak (tip) shown in FIG. 5(c) is W, and the width of the peak shown in FIG. 5(b) is W+2α.
製品の傾斜壁38が本成形で円筒形になった場合、tanθの分だけ周長が縮まる。前記αは、その変化に追従できるような値に設定される。αが過大だと成形に大きなパンチ力が必要となり、αが過小だと歯が形成できず、いずれの場合も製品形状に成形することができない。
なお、塑性加工に係る条件(肉の流動傾向)によっては、歯形成用突条45は、上に突となる縦長の台形形状にしてもよい。
When the
Depending on the conditions of the plastic working (the tendency of material to flow), the teeth-forming
[予備成形工程]
図4(a)に示すように、予備成形機構40に、前工程で製造した第2中間品39をセットする。次に、第3パンチ41を下げる。
すると、図5(d)に示す傾斜壁38の裏面に、図5(a)に示す歯形成用突条45が矢印(1)のように進入する。
すると、図4(b)に示すように、予備成形品47が製造される。
[Preforming process]
4A, the second
Then, the teeth-forming
As a result, a
矢印(1)で示す歯形成用突条45の作用を、図21(b)を用いて補足する。
図21(b)に示すように、傾斜壁38は、第3ダイ42で受けられつつ、歯形成用突条45で強く押される。結果、歯形成用突条45が傾斜壁38に食い込む。この食い込みにより、矢印(2)のように、傾斜壁38内の肉が流動する。
The function of the tooth-forming
21(b), the
図6(a)は図4(b)の6a矢視図である。
図6(a)に示すように、傾斜壁38に、縦長の台形形状の仮の歯底48が形成され、この仮の歯底48の両側に仮の歯49が形成される。
図6(c)に示すように、仮の歯底48の下端における幅は概ねWとなる。
FIG. 6(a) is a view taken along the
As shown in FIG. 6A , a temporary tooth bottom 48 having a vertically long trapezoidal shape is formed on the
As shown in FIG. 6C, the provisional tooth bottom 48 has a width of approximately W at its lower end.
図6(b)に示すように、仮の歯底48の上端における幅はW+2βとなる。なお、図5(a)に示す第3パンチ41(正確には第1円錐台面41b)の高さ寸法より、図6(a)に示す傾斜壁38の高さ寸法が小さいため、β<αとなる。
以上に述べた予備成形工程により、傾斜壁38に、下底に対して上底が広い台形形状の仮の歯底48が成形された予備成形品(図4(b)、符号47)が得られる。
As shown in Fig. 6(b), the width of the provisional tooth bottom 48 at the upper end is W+2β. Note that, since the height dimension of the
By the above-mentioned preforming process, a preform (FIG. 4(b), reference numeral 47) is obtained in which a temporary tooth bottom 48 having a trapezoidal shape with an upper base wider than a lower base is formed on the
[本成形機構]
図7(a)に示すように、本成形機構50は、本成形パンチ51と、本成形ダイ52と、本成形パッド53とを備えている。
本成形パンチ51は、本成形パンチ51の中心軸51aに平行に延びる円筒面51bを有する。
本成形パンチ51と本成形ダイ52の少なくとも一方(この例では本成形パンチ51)に、歯を整える本成形突条55が設けられている。
[Main molding mechanism]
As shown in FIG. 7( a ), the final forming
The final forming
At least one of the final forming
図7(a)の8a矢視図が、図8(a)である。
図8(a)に示すように、本成形パンチ51に設けられる本成形突条55は、縦に延びる長方形形状とされる。
図8(c)に示すように、本成形突条55の下端における山の幅はWである。
図8(b)に示すように、歯を整える本成形突条55の上端における山の幅はWである。
すなわち、歯を整える本成形突条55は、縦に延びる長方形形状とされる。
FIG. 8(a) is a view taken along the
As shown in FIG. 8( a ), the final forming
As shown in FIG. 8( c ), the width of the ridge at the lower end of the fully formed
As shown in FIG. 8B, the width of the peak at the upper end of the final forming
That is, the final forming
[本成形工程]
図7(a)に示すように、本成形機構50に、前工程で得た予備成形品47をセットする。次に、本成形パンチ51を下げる。
図7(b)に示すように、傾斜壁38は、基準曲部17を起点にして、本成形ダイ52により、図面反時計方向へ曲げが開始される。
[Main molding process]
7A, the
As shown in FIG. 7B, the
図7(c)に示すように、傾斜壁38は、本成形パンチ51と本成形ダイ52により、図面反時計方向へさらに曲げられる。
図7(d)に示すように、本成形パンチ51が下死点に達した時点で、傾斜壁38は、本成形パンチ51の中心軸51aに平行に延びる周壁12に変わる。
As shown in FIG. 7C, the
As shown in FIG. 7( d ), when the final forming
図7(a)~(d)において、傾斜壁38内での肉の流動が生じる(図21(b)も参照)。この現象を、図9(a)~(d)に基づいて説明する。
図9(a)は図7(a)における傾斜壁38の抜粋図である。
図9(d)は図7(d)における周壁12の抜粋図である。
7(a) to (d), a flow of meat occurs within the inclined wall 38 (see also FIG. 21(b)). This phenomenon will be explained with reference to FIGS. 9(a) to (d).
FIG. 9(a) is an excerpt of the
FIG. 9D is an excerpt of the
図9(b)は図9(a)に示す傾斜壁38の展開図である。
図9(b)に示すように、展開後の傾斜壁38は、下辺に対して上辺が長い扇形となる。
図9(b)において、下辺を2倍のγ1だけ圧縮し、上限を2倍のγ2(ただし、γ1<γ2)だけ圧縮したとする。
FIG. 9B is a development view of the
As shown in FIG. 9B, the
In FIG. 9B, assume that the lower side is compressed by twice the size, γ1, and the upper side is compressed by twice the size, γ2 (where γ1<γ2).
結果、扇形は図9(c)に示すような横長の矩形になる。
横長の矩形を丸めると、図9(d)の周壁12となる。
すなわち、図7(a)~(d)において、傾斜壁38を、傾斜が第1角度θ3(例えば15°)から0になるまで曲げることで肉の流動が発生した。
As a result, the sector becomes a horizontally long rectangle as shown in FIG.
When the horizontally long rectangle is rounded, the
That is, in FIGS. 7(a) to 7(d), the
肉の流動に伴って、傾斜壁38は、高さが変化し、厚さが変化するが、周長が著しく変化するため、本実施例では変化量が特に大きい「周長の変化」について重点的に説明する。
As the meat flows, the height and thickness of the
図7(d)の10a矢視図が、図10(a)である。
図10(a)に示すように、周壁12においては、歯底14は、想像線で示す台形状(図6(a)、符号48)から、実線で示す縦長の長方形状に変化した。すなわち、仮の歯底48は、肉の流動により片側βだけ幅が縮まって、歯底14に変化した。並行して、仮の歯(図6(a)、符号49)は、肉の流動により、縦長長方形の歯13に変化した。
FIG. 10(a) is a view taken along the
As shown in Fig. 10(a), in the
図10(b)及び図10(c)に示すように、歯底17の幅は一様にWとなる。
結果、図9にて周壁12の周長は上辺と下辺で一定となり、図7(d)にて、歯付きカップ状部品10が製造された。つまり、型カジリをなくすために周壁を傾斜させたものの、傾斜させてから最終形状に成形すると周長が上辺と下辺で一定とならず、歯としての機能が出せない。本発明は型カジリを抑えつつ周壁の上辺と下辺の周長を一定に成形する製造方法を発明した。なお、肉の流動については図21(b)のように、周方向のほか、半径方向や歯長手方向にも流動させている。
As shown in FIGS. 10(b) and 10(c), the width of the tooth bottom 17 is uniformly W.
As a result, the circumferential length of the
なお、図7(a)~(d)では、主に傾斜壁38の曲げが行われため、前工程での歯形成用突条(図5、矢印(1))に加わる加工反力に比較して、歯を整える本成形突条55に加わる加工反力は格段に小さくなる。
In addition, in Figures 7(a) to (d), mainly bending of the
[歯付きカップ状部品の製造方法]
本発明に係る歯付きカップ状部品の製造方法は、次に示す図11のフロー図のように纏めることができる。
図11のステップ(以下、STと略記する。)01の絞り工程により、底と起立壁とからなる第1中間品を得る。
ST02の傾斜壁形成工程で、起立壁を所定の第1角度に整えることで、底と傾斜壁からなる第2中間品を得る。
[Method of manufacturing toothed cup-shaped part]
The method for manufacturing a toothed cup-shaped part according to the present invention can be summarized as shown in the flow chart of FIG.
A first intermediate product consisting of a bottom and an upright wall is obtained by the drawing process in step (hereinafter abbreviated as ST) 01 in FIG.
In the inclined wall forming step ST02, the standing wall is adjusted to a predetermined first angle to obtain a second intermediate product consisting of a bottom and an inclined wall.
ST03の予備成形工程で、傾斜壁に縦長で台形形状の仮の歯底を成形することで、予備成形品を得る。
ST04の本成形工程で、傾斜壁を立てて肉を寄せることで、仮の歯底を長方形形状の歯底に修正する。以上により、図1(a)~(c)に示す内周に歯が付いた内歯タイプの歯付きカップ状部品10を得ることができる。
In the preforming step ST03, a provisional tooth bottom having a vertically long trapezoidal shape is formed on the inclined wall to obtain a preform.
In the main forming process in ST04, the inclined wall is erected and the material is brought together to modify the temporary tooth bottom into a rectangular tooth bottom. In this manner, the cup-shaped
図7(a)~(d)で説明したように、本成形工程では、基準曲部17を中心(起点)にして、傾斜壁38が基準曲部17から開口端側へ順に曲げられる。曲げが順に行われるため、本成形パンチ51や本成形ダイ52に加わる力を分散させることができる。結果、基準曲部17を基準とした傾斜壁38の曲げ加工が円滑に行える。
As explained in Figures 7(a) to (d), in the main forming process, the
また、図4(a)、(b)で説明した傾斜壁形成工程でも、基準曲部17より上部にて傾斜壁38の肉を流動させるため、精度のよい仮の歯底が形成でき、仮の歯底の両側に精度のよい仮の歯が形成できる。本成形工程も同様に、精度のよい歯底が形成でき、歯底の両側に精度のよい歯が形成できる。
In addition, in the inclined wall forming process described in Figures 4(a) and (b), the material of the
[別の形態の歯付きカップ状部品]
図12(a)に示すように、歯付きカップ状部品10は、底11と、この底11から立ち上がる周壁12とからなる部品である。
図12(b)に示すように、周壁12の外周面に歯13を有する。
したがって、図12(a)に示す歯付きカップ状部品10は、外歯タイプの部品である。
[Another form of toothed cup-shaped part]
As shown in FIG. 12( a ), the toothed cup-shaped
As shown in FIG. 12( b ), the
The toothed cup-shaped
この形態の歯付きカップ状部品10は、図4(a)において、歯形成用突条45を、第3ダイ42に設け、図7(a)において、本成形突条55を、本成形ダイ52に設けることで製造することができる。その他は変更がないのでさらなる説明は省略する。
This type of toothed cup-shaped
[さらに別の形態の歯付きカップ状部品]
図13(a)に示すように、歯付きカップ状部品10は、底11と、この底11から立ち上がる周壁12とからなる部品である。
図13(b)に示すように、周壁12の内面及び外面に歯13を有する。
したがって、図13(a)に示す歯付きカップ状部品10は、内外歯タイプの部品である。
[Yet another form of toothed cup-shaped part]
As shown in FIG. 13( a ), the toothed cup-shaped
As shown in FIG. 13( b ), the
Thus, the toothed cup-shaped
この形態の歯付きカップ状部品10は、図4(a)において、歯形成用突条45を、第3パンチ41と第3ダイ42とに設け、図7(a)において、本成形突条55を、本成形パンチ51と本成形ダイ52とに設けることで製造することができる。その他は変更がないのでさらなる説明は省略する。
This form of toothed cup-shaped
図13(a)で説明した内外歯タイプの歯付きカップ状部品10は、さらに別の形態の物でもよい。
The toothed cup-shaped
[さらに別の形態の歯付きカップ状部品]
図14(a)に示すように、この内外歯タイプの歯付きカップ状部品10は、底11と、この底11から立ち上がる周壁12とからなる部品である。
図14(b)に示すように、外周における歯底14の先端(図では上端)が、未成形部56により閉じている。
[Yet another form of toothed cup-shaped part]
As shown in FIG. 14( a ), this cup-shaped
As shown in FIG. 14B , the tip (upper end in the drawing) of the tooth bottom 14 on the outer periphery is closed by an
先端が閉じている形態の内外歯タイプの歯付きカップ状部品10の製造機構及び製造方法を図15(a)~(c)と図16(a)、(b)に基づいて説明する。
The manufacturing mechanism and method for a cup-shaped
[予備成形機構の変更例]
図15(a)に示すように、予備成形機構40は、第1円錐台面41bに歯形成用突条45を有する第3パンチ41と、第3ダイ孔44に歯形成用突条45を有する第3ダイ42と、第3パッド43とからなる。ただし、ダイ側の歯形成用突条45は傾斜壁38の丈(高さ)より丈が短い。
[Modification of preforming mechanism]
15(a), the
図15(b)に示すように、第3パンチ41を下げることで、傾斜壁38の内周と外周とに塑性加工を施す。
図15(c)に示すように、傾斜壁38の上端に未成形部56が残る。
すなわち、第3ダイ42の第3ダイ孔44に設けるダイ側の歯形成用突条45は、傾斜壁38の上端に未成形部56が残るように丈が短くなっている。
As shown in FIG. 15B, the
As shown in FIG. 15( c ), an
That is, the tooth-forming
[本成形機構の変更例]
図16(a)に示すように、本成形機構50は、本成形突条55を有する本成形パンチ51と、本成形突条55を有する本成形ダイ52と、本成形パッド53とからなる。ただし、ダイ側の本成形突条55は、傾斜壁38の丈(高さ)より丈が短い。
[Modifications of this molding mechanism]
16A, the final forming
図16(b)に示すように、本成形パンチ51を下げることで、傾斜壁38の内周と外周とに塑性加工を施す。
以上により、図14(a)、(b)に示す特殊な形態の歯付きカップ状部品10が、製造される。
As shown in FIG. 16B, the main forming
In this manner, a toothed cup-shaped
ところで、図15(a)~(c)に示す予備成形工程では、内周の仮の歯底と外周の仮の歯底を1工程、すなわち同時に成形するため、パンチ力は不可避的に大きくなる。このような大きなパンチ力を低減することが望まれるときには、次に述べる対策が推奨される。 However, in the preforming process shown in Figures 15(a) to (c), the inner and outer temporary tooth bottoms are formed in one process, i.e., simultaneously, so the punch force is inevitably large. When it is desired to reduce such a large punch force, the following measures are recommended.
[第1予備成形機構]
図17(a)に示すように、第1予備成形機構40Bは、第3パンチ41と、歯形成用突条45を有する第3ダイ42と、第3パッド43とを備える。
[First preforming mechanism]
As shown in FIG. 17( a ), the
[第1予備成形工程]
第1予備成形工程では、傾斜壁38の外周に仮の歯を形成することで、第1予備成形品(図17(b)、符号47B)を製造する。
[First preforming step]
In the first preforming step, temporary teeth are formed on the outer periphery of the
[第2予備成形機構]
図17(b)に示すように、第2予備成形機構40Cは、歯形成用突条45を有する第3パンチ41と、第3ダイ42と、第3パッド43とを備える。
[Second preforming mechanism]
As shown in FIG. 17( b ), the
[第2予備成形工程]
第2予備成形工程では、傾斜壁38の内周に仮の歯を形成することで、第2予備成形品47Cを製造する。
[Second preforming step]
In the second preforming step, temporary teeth are formed on the inner periphery of the
[別の歯付きカップ状部品の製造方法]
図18のST11の絞り工程により、底と起立壁とからなる第1中間品を得る。
ST12の傾斜壁形成工程で、起立壁を所定の第1角度に整えることで、底と傾斜壁からなる第2中間品を得る。
[Method of manufacturing another toothed cup-shaped part]
A first intermediate product consisting of a bottom and an upright wall is obtained by the drawing step ST11 in FIG.
In the inclined wall forming step ST12, the upright wall is adjusted to a predetermined first angle to obtain a second intermediate product consisting of a bottom and an inclined wall.
ST13の第1予備成形工程で、傾斜壁の外周に縦長で台形形状の仮の歯底を成形することで、第1予備成形品を得る。
ST14の第2予備成形工程で、外周の仮の歯底に加えて、傾斜壁の内周に縦長で台形形状の仮の歯底を成形することで、第2予備成形品を得る。
ST15の本成形工程で、傾斜壁を立てて肉を寄せることで、長方形形状の歯底及び歯に修正することで、歯付きカップ状部品を得る。
In a first preforming step ST13, a temporary tooth bottom having a vertically long trapezoidal shape is formed on the outer periphery of the inclined wall to obtain a first preform.
In the second preforming step ST14, a temporary tooth bottom having a vertically long trapezoidal shape is formed on the inner circumference of the inclined wall in addition to the temporary tooth bottom on the outer circumference, thereby obtaining a second preform.
In the main forming process in ST15, the inclined walls are erected and the material is brought together to modify the tooth base and teeth into a rectangular shape, thereby obtaining a cup-shaped part with teeth.
予備成形工程を、第1予備成形工程と第2予備成形工程との2工程にすることにより、各工程におけるパンチ力を半分程度に軽減することができ、第3パンチ41及び第3ダイ42の寿命を延ばすことができる。
By dividing the preforming process into two steps, the first preforming process and the second preforming process, the punch force in each process can be reduced by about half, and the life of the
ところで、図11で述べた歯付きカップ状部品の製造方法では、絞り工程→傾斜壁形成工程→予備成形工程→本成形工程の工程群からなり、本成形工程で、傾斜角を、例えば15°から0°に修正する。
歯付きカップ状部品の条件(例えば肉厚が大きいときなど)によっては、本成形工程を実施するときに、本成形パンチ51や、本成形ダイ52に無理が掛かることが予想される。このときには、次に述べる中間成形機構及び中間成形工程が有効となる。
Incidentally, the manufacturing method for a toothed cup-shaped part described with reference to FIG. 11 comprises a group of steps: drawing step → inclined wall forming step → preforming step → main forming step, and in the main forming step, the inclination angle is corrected, for example, from 15° to 0°.
Depending on the conditions of the toothed cup-shaped part (for example, when the wall thickness is large), it is expected that the main forming
[中間成形機構]
図19(a)に示す中間成形機構60を準備する。
図19(a)に示すように中間成形機構60は、中間成形パンチ61と、中間成形ダイ62と、中間成形パッド63とで構成される。
[Intermediate molding mechanism]
An intermediate forming
As shown in FIG. 19( a ), the intermediate forming
中間成形パンチ61は、中間成形パンチ61の中心軸61aに対して第1角度(図4、符号θ3)より小さな第2角度θ4(図(a)の下部に図示。)で傾斜した第2円錐台面61bを有する。
The intermediate forming
第2角度θ4の上、すなわち中間成形ダイ62の入口に、第1角度θ3の導入面を設けることが好ましい。中間成形パンチ61の導入をより円滑にすることができる。
第1角度θ3が15°であれば、第2角度θ4は5°程度に設定する。
It is preferable to provide an introduction surface with the first angle θ3 above the second angle θ4, i.e., at the inlet of the intermediate forming
If the first angle θ3 is 15°, the second angle θ4 is set to about 5°.
中間成形パンチ61と中間成形ダイ62の少なくとも一方(この例では中間成形パンチ61)に、歯を予備的に整える中間成形突条65が設けられている。
図示は省略するが、中間成形突条65は、歯形成用突条(図5(a)、符号45)と本成形突条(図7(a)、符号55)との中間に相当する縦長の台形形状とされる。
At least one of the intermediate forming
Although not shown, the intermediate forming
[中間成形工程]
図19(a)において、中間成形機構60に、第2中間品39をセットする。次に、中間成形パンチ61を下げる。
すると、図19(b)に示す中間成形品67が得られる。この中間成形品67では、傾斜壁38の傾斜角が第2角度θ4に整えられている。
[Intermediate molding process]
19A, the second
As a result, an intermediate molded
変更例における本成形機構50は、図7で説明した本成形機構50で差し支えない。
図19(c)に示すように、本成形機構50に中間成形品67をセットする。次に、本成形パンチ51を下げる。
すると、図19(d)に示すように、歯付きカップ状部品10が得られる。
The main forming
19(c), the intermediate formed
As a result, a toothed cup-shaped
[中間成形工程を含む歯付きカップ状部品の製造方法]
中間成形工程を含む歯付きカップ状部品の製造方法は、図20で説明される。
図20のST21の絞り工程により、底と起立壁とからなる第1中間品を得る。
ST22の傾斜壁形成工程で、起立壁を所定の第1角度に整えることで、底と傾斜壁からなる第2中間品を得る。
[Method of manufacturing a toothed cup-shaped part including an intermediate forming step]
A method for manufacturing a toothed cup-shaped part including an intermediate forming step is illustrated in FIG.
A first intermediate product consisting of a bottom and an upright wall is obtained by the drawing step ST21 in FIG.
In the inclined wall forming step ST22, the upright wall is adjusted to a predetermined first angle to obtain a second intermediate product consisting of a bottom and an inclined wall.
ST23の予備成形工程で、傾斜壁に縦長で台形形状の仮の歯底を成形することで、予備成形品を得る。
ST24の中間成形工程で、傾斜壁を半分程度立てて肉を寄せることで、仮の歯底を台形形状に修正することで、中間成形品を得る。
ST25の本成形工程で、傾斜壁を完全に立てて肉を寄せることで、長方形形状の歯底及び歯を有する歯付きカップ状部品を得る。
In the preforming step ST23, a provisional tooth bottom having a vertically long trapezoidal shape is formed on the inclined wall to obtain a preform.
In the intermediate forming step ST24, the inclined wall is raised about halfway and the material is brought together to modify the temporary tooth bottom into a trapezoidal shape, thereby obtaining an intermediate formed product.
In the main forming process in ST25, the inclined wall is completely erected and the material is pushed in, thereby obtaining a toothed cup-shaped part having a rectangular tooth bottom and teeth.
[歯形成用突条に対峙する凸部]
図21(b)は説明済みであるが、傾斜壁38内で、肉が矢印(2)のように流動する。
対して、図21(a)に示すように、第3ダイ42側に歯形成用突条45に対峙する凸部69を設けてもよい。凸部69を設けることにより、矢印(2)で示す流動に加えて、矢印(3)で示す流動が得られる。矢印(2)は、歯形成用突条45に沿った流れであり、矢印(3)は凸部69に沿った流れとなる。
[Convex portion facing the tooth-forming ridge]
As already explained in FIG. 21( b ), the meat flows within the
21(a), a
図21(b)では、歯形成用突条45が反力F3を受ける。
図21(a)では、歯形成用突条45が反力F4を受けるが、この反力F4は反力F3より十分に小さくなる。すなわち、肉の流動が盛んになるため、反力F4が小さくなった。
結果、凸部69を設けたことにより、第3パンチ41及び第3ダイ42での応力が低減され、傾斜壁形成機構30の長寿命化を図ることができる。
In FIG. 21(b), the teeth-forming
21A, the teeth-forming
As a result, by providing the
[トランスファープレス装置]
図22は本発明方法を実施する上で好適なトランスファープレス装置70の原理図である。
図22に示すように、トランスファープレス装置70は、ベース71と昇降盤72と第1~第5ハンドリングロボット73~77を主要素とする。第1~第5ハンドリングロボット73~77は、ワークを挟み、移動し、離し、元の位置に戻るフィンガーであってもよいが、この例では、便宜的にロボットとした。
[Transfer press device]
FIG. 22 is a diagram showing the principle of a
22, the main elements of a
トランスファープレス装置70には、第1パンチ22及び第1ダイ25を備える絞り機構20と、第2パンチ31及び第2ダイ34を備える傾斜壁形成機構30と、第3パンチ41及び第3ダイ42を備える予備成形機構40と、本成形パンチ51及び本成形ダイ52を備える本成形機構50とが、この順に配置されている。
The
第1ハンドリングロボット73が、金属円板21を絞り機構20へ投入する。
第2ハンドリングロボット74が、絞り機構20から第1中間品28を取り出し、隣の傾斜壁形成機構30へ投入する。
第3ハンドリングロボット75が、傾斜壁形成機構30から第2中間品39を取り出し、隣の予備成形機構40へ投入する。
The
The
The
第4ハンドリングロボット76が、予備成形機構40から予備成形品47を取り出し、隣の本成形機構50へ投入する。
第5ハンドリングロボット77が、本成形機構50から歯付きカップ状部品10を取り出す。
The
The
トランスファープレス装置70を構成する機構20、30、40、60のうち、予備成形機構40でのパンチ力が最も大きくなる。そこで、第3パンチ41及び第3ダイ42に注目する。
第3パンチ41及び第3ダイ42は、図23(c)に示すパンチ力Fの反力を受けるが、このパンチ力Fは、角度θ1の傾斜により、十分に小さくなる。本成形パンチ51は主として傾斜壁を曲げるだけであるから受ける反力は小さくなる。
Among the
The
すなわち、第3パンチ41及び本成形パンチ51でのパンチ力を小さくすることができる。結果、トランスファープレス装置70に加わる力(負荷)を小さくすることができる。結果、トランスファープレス装置70の製造コストを低減することができる。
In other words, the punching force of the
なお、中間成形機構(図19、符号60)が加わるときには、この中間成形機構は、予備成形機構40と本成形機構50との間に配置される。
When the intermediate molding mechanism (Figure 19, reference number 60) is added, the intermediate molding mechanism is disposed between the
本発明は、底と周壁からなり、周壁の内と外の少なくとも一方に歯が付いている歯付きカップ状部品の製造に好適である。 The present invention is suitable for manufacturing toothed cup-shaped parts consisting of a bottom and a peripheral wall, with teeth on at least one of the inside and outside of the peripheral wall.
10…歯付きカップ状部品、11…底、12…周壁、13…歯、14…歯底、17…基準曲部、20…絞り機構、21…金属円板、22…第1パンチ、23…第1パッド、25…第1ダイ、27…起立壁、28…第1中間品、29…曲部、30…傾斜壁形成機構、31…第2パンチ、31a…第2パンチの中心軸、31b…第2パンチの側面、34…第2ダイ、35…第2パッド、36…第2ダイ孔、38…傾斜壁、39…第2中間品、40…予備成形機構、40B…第1予備成形機構、40C…第2予備成形機構、41…第3パンチ、41a…第3パンチの中心軸、41b…第1円錐台面、42…第3ダイ、43…第3パッド、44…第3ダイ孔、45…歯形成用突条、47…予備成形品、47B…第1予備成形品、47C…第2予備成形品、48…仮の歯底、49…仮の歯、50…本成形機構、51…本成形パンチ、51a…本成形パンチの中心軸、51b…円筒面、52…本成形ダイ、53…本成形パッド、55…本成形突条、56…未成形部、60…中間成形機構、61…中間成形パンチ、61a…中間成形パンチの中心軸、61b…第2円錐台面、62…中間成形ダイ、63…中間成形パッド、65…中間成形突条、67…中間成形品、69…凸部、70…トランスファープレス装置、θ3…第1角度、θ4…第2角度。 10...toothed cup-shaped part, 11...bottom, 12...circumferential wall, 13...teeth, 14...tooth bottom, 17...reference curved portion, 20...drawing mechanism, 21...metal disk, 22...first punch, 23...first pad, 25...first die, 27...standing wall, 28...first intermediate product, 29...curved portion, 30...inclined wall forming mechanism, 31...second punch, 31a...center axis of second punch, 31b...side surface of second punch, 34...second die, 35...second pad, 36...second die hole, 38...inclined wall, 39...second intermediate product, 40...preforming mechanism, 40B...first preforming mechanism, 40C...second preforming mechanism, 41...third punch, 41a...center axis of third punch, 41b...first truncated cone surface, 42...third die, 43... Third pad, 44...third die hole, 45...tooth forming ridge, 47...preformed product, 47B...first preformed product, 47C...second preformed product, 48...temporary tooth bottom, 49...temporary tooth, 50...main forming mechanism, 51...main forming punch, 51a...center axis of main forming punch, 51b...cylindrical surface, 52...main forming die, 53...main forming pad, 55...main forming ridge, 56...unformed portion, 60...intermediate forming mechanism, 61...intermediate forming punch, 61a...center axis of intermediate forming punch, 61b...second truncated cone surface, 62...intermediate forming die, 63...intermediate forming pad, 65...intermediate forming ridge, 67...intermediate formed product, 69...projection, 70...transfer press device, θ3...first angle, θ4...second angle.
Claims (14)
前記傾斜壁形成工程では、金属円板を、底とこの底から起立する起立壁に絞られ所定の第1角度に整えた傾斜壁を形成し、
前記予備成形工程は、下に突となる縦長の台形形状であって山の幅はWからW+2αに連続して変化し、前記αは製品の前記傾斜壁が本成形で円筒形になった場合、前記第1角度をθと定義するとtanθの分だけ周長が縮まる変化に追従できるような値に設定された歯形成用突条を用いて実施され、
前記予備成形工程では、前記傾斜壁に台形形状の仮の歯底を成形してなる予備成形品を製造し、
前記本成形工程は、縦に延びる長方形形状の本成形突条を用いて実施され、
前記本成形工程では、前記傾斜壁が本成形パンチの中心軸に平行になるまで曲げられ、この曲げにより台形形状の前記仮の歯底が縦長の長方形形状の歯底に変更された歯付きカップ状部品を製造することを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。
A method for manufacturing a toothed cup-shaped part, comprising at least an inclined wall forming step, a preforming step, and a main forming step,
In the inclined wall forming step, a metal disk is drawn into a bottom and a wall standing upright from the bottom to form an inclined wall adjusted to a predetermined first angle;
the preforming step is performed using a tooth-forming protrusion having a downwardly elongated trapezoidal shape, the width of the protrusion continuously changing from W to W+2α, the α being set to a value that can follow the change in the circumferential length of the product when the inclined wall of the product becomes cylindrical in the main forming step, the first angle being defined as θ, and the tooth-forming protrusion being set to a value that can follow the change in the circumferential length of the product when the inclined wall of the product becomes cylindrical in the main forming step, the first angle being defined as θ,
In the preforming step, a preform is manufactured by forming a trapezoidal temporary tooth bottom on the inclined wall,
The forming step is carried out using a forming protrusion having a vertically extending rectangular shape,
The method for manufacturing a toothed cup-shaped part is characterized in that in the main forming process, the inclined wall is bent until it becomes parallel to the central axis of the main forming punch, and this bending produces a toothed cup-shaped part in which the trapezoidal temporary tooth bottom is changed to a vertically elongated rectangular tooth bottom.
前記傾斜壁形成工程では、前記本成形工程における曲げの基準となる基準曲部を形成することを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。 A method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 1, comprising the steps of:
A method for manufacturing a cup-shaped part with teeth, wherein in the inclined wall forming step, a reference curved portion that serves as a reference for bending in the main forming step is formed.
前記本成形工程では、前記基準曲部を中心に前記傾斜壁が前記基準曲部から開口端側へ順に曲げられることを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。 A method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 2, comprising the steps of:
A method for manufacturing a cup-shaped part with teeth, wherein in the main forming step, the inclined wall is bent in sequence from the reference bend portion toward the opening end side, the inclined wall being centered around the reference bend portion.
前記予備成形工程及び前記本成形工程では、前記基準曲部より開口端側にて前記傾斜壁の肉を流動させることを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。 A method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 2, comprising the steps of:
A method for manufacturing a cup-shaped part with teeth, characterized in that in the preforming step and the main forming step, the material of the inclined wall is caused to flow on the opening end side from the reference bent portion.
前記傾斜壁形成工程は、傾斜壁形成機構により実施され、
この傾斜壁形成機構は、第2パンチと第2ダイと第2パッドとを備え、
前記基準曲部は、前記第2パンチと前記第2ダイと前記第2パッドとからなる三つの型が合わさった部位に形成することを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。 A method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 2, comprising the steps of:
The inclined wall forming step is carried out by an inclined wall forming mechanism,
The inclined wall forming mechanism includes a second punch, a second die, and a second pad;
A manufacturing method for a toothed cup-shaped part, characterized in that the reference bending portion is formed at a portion where three dies consisting of the second punch, the second die, and the second pad are joined together.
前記予備成形工程は、予備成形機構により実施され、
この予備成形機構は、第3パンチと第3ダイと第3パッドとを備え、
前記第3パンチは、第1円錐台面を備え、
前記歯形成用突条は、前記第3パンチの前記第1円錐台面に設けられていることを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。
A method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 1, comprising the steps of:
The preforming step is carried out by a preforming mechanism,
The preforming mechanism includes a third punch, a third die, and a third pad;
the third punch includes a first frustoconical surface;
A method for manufacturing a cup-shaped part with teeth, wherein the tooth-forming protrusions are provided on the first truncated cone surface of the third punch.
前記予備成形工程は、予備成形機構により実施され、
この予備成形機構は、第3パンチと第3ダイと第3パッドとを備え、
前記第3ダイは、第3ダイ孔を備え、
前記歯形成用突条は、前記第3ダイの前記第3ダイ孔に設けられていることを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。
A method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 1, comprising the steps of:
The preforming step is carried out by a preforming mechanism,
The preforming mechanism includes a third punch, a third die, and a third pad;
the third die includes a third die hole;
A method for manufacturing a cup-shaped part with teeth, characterized in that the tooth-forming protrusions are provided in the third die hole of the third die.
前記予備成形工程は、予備成形機構により実施され、
この予備成形機構は、第3パンチと第3ダイと第3パッドとを備え、
前記第3パンチは、第1円錐台面を備え、
前記第3ダイは、第3ダイ孔を備え、
前記歯形成用突条は、前記第3パンチの前記第1円錐台面と前記第3ダイの前記第3ダイ孔とに各々設けられていることを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。
A method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 1, comprising the steps of:
The preforming step is carried out by a preforming mechanism,
The preforming mechanism includes a third punch, a third die, and a third pad;
the third punch includes a first frustoconical surface;
the third die includes a third die hole;
a tooth-forming protrusion is provided on the first truncated cone surface of the third punch and on the third die hole of the third die,
前記第3ダイの前記第3ダイ孔に設けるダイ側の前記歯形成用突条は、前記傾斜壁の上端に未成形部が残るように丈が短くなっていることを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。 A method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 8, comprising the steps of:
A method for manufacturing a toothed cup-shaped part, characterized in that the tooth-forming protrusion on the die side provided in the third die hole of the third die is shortened in length so that an unformed portion remains at the upper end of the inclined wall.
前記予備成形工程は、第1予備成形工程とこの第1予備成形工程に続く第2予備成形工程とからなり、
前記第1予備成形工程に用いる第1予備成形機構は、前記第3パンチと、前記歯形成用突条を有する前記第3ダイと、前記第3パッドとを備え、
前記第2予備成形工程に用いる第2予備成形機構は、前記歯形成用突条を有する前記第3パンチと、前記第3ダイと、前記第3パッドとを備え、
前記第1予備成形工程では、外歯を有する第1予備成形品を製造し、
続く前記第2予備成形工程では、前記外歯に加えて内歯を有する第2予備成形品を製造することを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。 A method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 8 or 9, comprising the steps of:
The preforming step includes a first preforming step and a second preforming step subsequent to the first preforming step,
a first preforming mechanism used in the first preforming step includes the third punch, the third die having the tooth-forming protrusions, and the third pad;
a second preforming mechanism used in the second preforming step includes the third punch having the tooth-forming protrusions, the third die, and the third pad;
In the first preforming step, a first preform having external teeth is manufactured,
A method for manufacturing a toothed cup-shaped part, characterized in that in the subsequent second preforming step, a second preform having internal teeth in addition to the external teeth is produced.
前記予備成形工程と前記本成形工程の間に、中間成形工程が追加され、
この中間成形工程で用いられる中間成形機構は、中間成形パンチと中間成形ダイと中間成形パッドとを備え、
前記中間成形パンチは、前記中間成形パンチの中心軸に対して前記所定の第1角度より小さな第2角度で傾斜した第2円錐台面を有し、前記中間成形パンチと前記中間成形ダイの少なくとも一方には、歯を予備的に整える中間成形突条が設けられており、前記中間成形突条は、縦長の台形形状とされ、
前記中間成形工程では、前記傾斜壁の傾斜を、前記第2角度になるように整えてなる中間成形品を製造することを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。 A method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 1, comprising the steps of:
An intermediate molding step is added between the pre-molding step and the main molding step,
The intermediate forming mechanism used in the intermediate forming step includes an intermediate forming punch, an intermediate forming die, and an intermediate forming pad,
the intermediate forming punch has a second truncated cone surface inclined at a second angle smaller than the first predetermined angle with respect to a central axis of the intermediate forming punch, at least one of the intermediate forming punch and the intermediate forming die is provided with an intermediate forming protrusion for preliminarily arranging teeth, and the intermediate forming protrusion is formed into a vertically elongated trapezoidal shape;
A method for manufacturing a cup-shaped part with teeth, wherein in the intermediate forming step, an intermediate formed product is produced in which the inclination of the inclined wall is adjusted to the second angle.
前記第3ダイに、前記第3パンチに設けた前記歯形成用突条に対峙する凸部が設けられていることを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。 A method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 6, comprising the steps of:
a third die provided with a protrusion facing the tooth-forming protrusion provided on the third punch;
前記予備成形工程を実施する予備成形機構と、前記本成形工程を実施する本成形機構とは、トランスファープレス装置にセットされていることを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。 A method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 1, comprising the steps of:
A method for manufacturing a toothed cup-shaped part, characterized in that a pre-forming mechanism for performing the pre-forming step and a main forming mechanism for performing the main forming step are set in a transfer press device.
絞り工程を含み、この絞り工程に用いる絞り機構は、第1パンチと第1ダイと第1パッドとを備え、
傾斜壁形成工程に用いる傾斜壁形成機構は、第2パンチと第2ダイと第2パッドとを備え、前記第2パンチは、前記第2パンチの中心軸に対して所定の第1角度で傾斜した側面を有し、前記第2ダイは、前記第2パンチに対応する第2ダイ孔を有し、
前記絞り工程では、前記底と前記起立壁との間に、曲部を形成し、
前記傾斜壁形成工程では、前記曲部に局部的に、前記曲部より曲率半径が小さい基準曲部を形成することを特徴とする歯付きカップ状部品の製造方法。 A method for producing a toothed cup-shaped part according to claim 1, comprising the steps of:
The method includes a drawing step, and a drawing mechanism used in the drawing step includes a first punch, a first die, and a first pad;
The inclined wall forming mechanism used in the inclined wall forming step includes a second punch, a second die, and a second pad, the second punch having a side surface inclined at a predetermined first angle with respect to a central axis of the second punch, and the second die having a second die hole corresponding to the second punch;
In the drawing step, a curved portion is formed between the bottom and the upright wall,
A method for manufacturing a cup-shaped part with teeth, wherein in the inclined wall forming step, a reference curved portion having a smaller radius of curvature than the curved portion is locally formed in the curved portion.
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