JPS62214833A - 鍛造加工品の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は打抜きブランクの成形方法に係り、潤滑処理さ
れた板材からその潤滑処理された面を金型との摺動面と
して利用できるようした冷間鍛造加工用に好適なブラン
クの成形方法に関する。

〔背景技術とその問題点〕

打抜きブランク（素材）の形状は加工される製品の形状
、生産能率等から決定される。従って、コイル材あるい
は平板材（以下、併せて板材と言う。）からブランクを
打抜く場合も多い。

一般的に、冷間鍛造加工の場合、ブランクが鍛追加工用
金型に対して非常に大きな接触圧力で摺動するので潤滑
の良否が加工の成否を決する。ブランクの潤滑が良好で
ないときは、鍛造加工用金型との間に焼付きやかじりを
生じ、鍛造加工用金型の局部的な破損や急激な摩擦を引
き起こし、鍛造加工用金型の寿命を著しく低下する。ま
た、加工そのものが不可能な場合も生ずる。

また、成形に必要な荷重は、材料固有の変形強さと、鍛
造加工用金型とブランク間の摩擦抵抗との総和である。

従って、ブランクの潤滑をよくすれば、それだけ加工度
を高めることができる。

ここに、加工度の高い作業では、鉱物油等の液体潤滑に
よっていたのでは、潤滑強度が不足して、ブランクと鍛
造加工用金型とが直接接触し、潤滑不足におちいる。こ
のため、ブランクの表面に潤滑剤を保持する固体層、す
なわち処理の簡単なことや摩擦係数の小さな点から代表
例として挙げられるリン酸塩亜鉛皮膜等から形成される
潤滑保持層を積極的に設け、潤滑保持層に潤滑材を付着
した潤滑処理を施している。

従来のブランクの成形方法は板材からプレスで打抜く方
法であった。打抜き方法は第１３図に示すように、寸法
り、＜Ｄ２なる打抜用ダイ４と打抜用パンチ３によって
板材１からブランク１０を一気に打抜くものである。従
って、ブランク１０の外周面１１には、第１４図に見ら
れるように大きな剪断歪を受けた剪断面Ｓと、クラック
を生じて破断した部分で結晶粒面が現れ微小凹凸の著し
い破断面Ｂとが生じてしまった。これらをあわせて新生
面Ｎといい、この面は板材１に潤滑処理されても、潤滑
切れを起こす。このために、ブランク１０を第１５図（
Ａ）に示すように鍛造加工用金型２００の鍛造加工用ダ
イ４００に装着し第１５図（Ｂ）のように鍛造加工用パ
ンチ３００で後方押出し方法による加工をしたのでは、
その新生面Ｎがダイ４００の内壁面４０１に直接接触し
良好な加工ができない、そこで、従来は打抜きしたブラ
ンク１０を再度潤滑処理していたのである。

然して、従来のブランク１０の成形方法によると、再度
の潤滑処理に過大な労力、経済を費やし生産能率の悪い
ものであった。このことは、例えば、ボンデライト（商
品名）水溶液にブランク１０を浸漬して行う場合、その
前後の脱脂、水洗、酸性・・・中和処理等を考え併せる
とき、その潤滑保持層の形成だけをとってみてもその欠
点が容易に理解される。このように、板材■に潤滑処理
がされたとしてもブランク１０としては有効利用されて
いなかったのである。さらに、このことは板材１から、
ブランク１０の成形、冷間鍛造加工工程を一貫して行え
ず、結果として自動化、省力化を妨げるという問題も有
していた。

〔発明の目的〕

この発明は、上記問題点を除去し、ブランク成形から冷
間鍛造等の加工までの一貫作業を可能とする生産能率、
経済性を飛躍的に向上させることができる優れた打抜き
ブランクの成形方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕（手段） この発明は、従来の打抜きブランクの成形方法が板材を
一気に打抜いて行うものであるために、再潤滑処理を実
施しなければならないという不利不便に着目し、既に板
材になされた潤滑処理面を有効に利用できるようしたこ
とを特徴とする。

これがため、潤滑処理された板材を打抜いてブランクを
成形する方法であって、 前記板材の潤滑処理された裏面側を予備成形用ダイ側に
向けてその表面側から予備成形用ポンチを押し込んで該
裏面に起立面を成形する予備成形をした後、予備成形に
よって成形された起立面を該予備成形用ダイの寸法より
大きな寸法の打抜用ダイの穴に収容させ、続いて該表面
側から打抜用ポンチを押し込んで該板材からブランクを
打抜き成形するよう構成し、前記目的を達成しようとす
るのである。

（作用） この発明は、上述構成によるから、まず、潤滑処理され
た板材の裏面を予備成形用ダイにセントし、その表面側
から予備成形用ポンチを押し込んで、その裏面側に起立
面を成形する予備成形を行う。これにより起立面は裏面
側の潤滑処理面が延ばされたものであり、この潤滑剤も
同等に延び、効果が持続する。また、板材には、板材の
厚さより寸法が小さい寸法の新生面を形成するためくび
れ部分が成形される。

次に、予備成形された板材をその起立面が打抜用ダイの
穴の中に収容されるようセットしてその表面側から打抜
用ポンチを押し込んで打抜きブランクを成形する。

これにより、成形されたブランクの外周面は前記起立面
から形成されることになる。従って、ブランクは一部分
の新生面を除き全面的に潤滑処理面を有するものと取り
扱うことができる。すなわち、板材の潤滑処理面をブラ
ンクの鍛造加工用ダイの内壁面と接触する摺動面として
有効利用することができる。

ここに、起立面とは、板材のもとの平面に対しある角度
を有するよう成形された平面等をいう。

〔実施例〕

本発明に係る打抜きブランクの成形方法の実施例を図面
を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施例） 第１実施例は第１図ないし第５図に示され、板材１を予
備成形金型２０、打抜用金型２に連続的に移送しプラン
キング工程を行い、続いて、鍛造加工用金型２００によ
って冷間鍛造加工を行う場合である。そして、プランキ
ング工程は、予備成形工程と打抜き工程とから形成され
ている。その予備成形工程は、予備成形金型２０を形成
する予備成形用ポンチ３０と予備成形用ダイ４０とによ
るボス出し加工法によりて行われ、その詳細を主に第２
図を参照して説明する。予備成形用ポンチ３０は、バン
キングプレート３１から押し込み量ｔに等しいかあるい
は、それ以上の寸法の刃先部３２が設けられ、刃先部３
２の直径は寸法がり、。

とされている。予備成形用ダイ４０の直径はＤ２゜であ
る、ここに、予備成形はボス１５の潤滑面を維持するた
めにＤｌ。＞Ｄ、。とされ、また、予備成形用ダイ４０
の頂部４２が円弧形状とされている。

従って、板材１を予備成形用ダイ４０にセットし、板材
ｌの表面Ｆ１側から予備成形用ポンチ３０を押し込めば
予備成形用ダイ４０の穴の中にボス１５が成形され、ボ
ス１５の外周面１６は板材１の潤滑処理されている裏面
Ｆ２をもって成形される。

この実施例では、板材１の板厚がＴであり、予備成形用
ポンチ３０の刃先部３２の高さが押し出し量とほぼ等し
いｔであるから、予備成形が完了すると寸法ｎ（ｎ−Ｔ
−ｔ）のくびれ部１７が成形されることになる。ここに
、Ｔ＝６ｆｌ、ｔ−４゜５ｆｉとして、くびれ部１７の
寸法ｎを１．５龍としている。なお、ｎは１．５より小
さくすれば、効果はさらに上がる。

このようにして、板材１を直接的に打抜くことなく、板
材１の裏面Ｆ２をもって起立面５０となるボス１５の外
周面１６を成形する。すなわち、板材ｌの潤滑処理され
た面から延びた起立面５０を形成するのが本実施例の特
徴である。

次いで、起立面５０が成形された板材１を、寸法が直径
Ｄ２である打抜用ダイ４の穴の中にそのボス１５すなわ
ち起立面５０を収容させてセントし、寸法が直径Ｄ１で
ある打抜用ポンチ３で板材１の表面Ｆ１側から凹部１８
に押し込んでボス１５を切断する。この場合、ＤＩ　　
＜［）、。、Ｄｔ＞０２゜とじているのでボス１５の外
周面１６と打抜用ダイ４の内壁面５との間にはクリアラ
ンスＣ（Ｃ”Ｄ’５−Ｄｉ。）が生じる。従って板材１
からボス１５を打抜いて成形したブランク１０の外周面
１１は、その起立面５０から形成されているので潤滑処
理された状態にある。しかも、切断される部分はくびれ
部１７となるので新生面Ｎを狭範囲にすることができる
。

このように成形されたブランク１０の外観は第４図（Ａ
）に示す通りである。ただし、潤滑処理層は図示省略し
ている。寸法Ｓの剪断面Ｓと寸法すの破断面Ｂとからな
る新生面Ｎは、寸法がｎとなりくびれ部１７の寸法と等
しく、板材ｌの板厚Ｔに対し非常に小さなものとするこ
とができる。

この関係、は、Ｔ　−ｔ　＝　ｓ　＋　ｂ　＝　ｎから
明らかである。また、破断面Ｂは第４図（Ｂ）に示す通
り上向側方向に傾斜している。

従って、第１５図に示す従来と同様の鍛造加工ダイ４０
０にブランク１０をセントし、鍛造加工用ポンチ３００
で後方押し出し加工をしても潤滑が保障される。すなわ
ち、第５図の鍛造加工品１００として示す通り、鍛造加
工用ダイ４００の内壁面４０１に接触するのは、板材１
のときに潤滑処理されていた裏面Ｆ！の延びた部分であ
り、また、新生面Ｎは全面的に接することなくその剪断
面Ｓの寸法Ｓ相当の寸法ｙで示した部分だけがタッチ部
分となるからである。

しかも、剪断面Ｓが内壁面４０１にタッチしたとしても
、その部分は後方押し出し開始時の応力作用域から外れ
るので焼付きに影響する程の抵抗とはならない。

さらに、鍛造加工用ダイ４００の内壁面４０１と接しな
い非タッチ部分は新生面Ｎの破断面Ｂの寸法すと略等し
く寸法２で示された部分である。

このことは、ｙ＋ｚ＃Ｔ−ｔ＝ｎ＝ｓ＋ｂの関係から理
解される。従って、破断面Ｂと剪断面Ｓの寸法比は打抜
き加工時の打抜用ダイ４の寸法Ｄ２と打抜用ポンチ３の
寸法Ｄ１　との比で定まるから、これらの選定によって
剪断面Ｓの寸法Ｓ（′４ｙ）を小さくすることができ、
零に近い寸法からｌ　ｎ＋の範囲にすることも可能であ
る。よって、新生面Ｎの存在をほとんど無視することが
できる。

なお、ブランク１０と打抜用ポンチ３との接触する部分
は、潤滑処理された板材１の表面Ｆ１側となるので従来
と同じく問題はない。

以上のように、第１実施例によれば、ボス出し加工法に
よって潤滑処理された板材１の裏面Ｆ２を延ばしてボス
１５を形成し、起立面５０の潤滑処理面をを効とすると
ともにくびれ部１７を設ける予備成形を行う。その後、
狭小のくびれ部１７を切断箇所として打抜いてブランク
１０を成形する。従って、ブランク１０の外周面１１を
ほとんど潤滑処理面として取り扱うことができるので、
従来の如く再潤滑処理をしたものでなくても、良好な冷
間鍛造加工をすることができる。また、予備成形用ダイ
４０と打抜用ダイ４との寸法ＯＶａとＤ２との比によっ
て新生面Ｎの剪断面Ｓを１ｆｌ以下とすることもできる
から鍛造加工用ダイ４００の内壁面４０１にタッチする
部分をさらに小さくすることができ、この点からも円滑
な鍛造加工を行うことができる。さらに、ブランク１０
の再潤滑処理を施さなくてよいので、プランキング工程
から冷間鍛造加工工程までを一貫して行え、自動化、省
力化することが容易となる。

（第２実施例） 第２実施例は第６ないし第９図に示され、この実施例は
予備成形工程を第１実施例のボス出し加工法に変えて、
絞り成形法とした場合である。従って、刃先部３２に角
度αのテーパー面３３を有する予備成形用パンチ３０と
、角度βのテーパー面とされた内壁面４１が設けられた
予備成形用ダイ４０とから構成される予備成形用金型２
０によって予備成形が行われる。この実施例では、予備
成形用ポンチ３０の直径り、。と予備成形用ダイ４０の
穴の直径り、。とは等しり（Ｄｌ。”　Ｄ　２゜）、角
度αとβとを等しく　（α−β）して、かつ押し込み量
むと板材１の板厚Ｔとを等しく　　（ｔ−Ｔ）すること
によって成形される突出部２７が体積変化のないよう構
成している。また、予備成形用パンチ３０の直径ＤＩＯ
は鍛造加工用パンチ３００の直径Ｄ１゜。より太きく　
　（Ｄ＋ｅ＞Ｄ＋ａ。）、予備成形用パンチ３０の外直
径Ｄ２゜と打抜用ダイ３の直径Ｄｚとはほぼ等しく　（
Ｄ！。ζＤｉ）されている。

従って、板材１の裏面Ｆ２を予備成形用ダイ４０に向け
て、表面Ｆ１から予備成形用パンチ３０を押し込めば、
絞り部２５を介した体積不変の突出部２７が成形される
。この突出部２７の予備成形用ダイ４０の角度βに対応
する側壁面が起立面５０となる。起立面５０は板材１の
裏面Ｆｔが延ばされた滑処理面となり、潤滑効果も持続
する。

このようにして、予備成形を行った後、第７図に示すよ
うにその突出部２７すなわち起立面５０を打抜用ダイ４
の穴の中に収容させた状態でその凹部１８から打抜用バ
ンチ３を押し込んでブランク１０を成形する。この場合
、起立面５０は角度βの傾斜面とされ、Ｄ２゜＃Ｄ２と
されているから起立面５０が打抜用ダイ４の内壁面６に
当接することがないので、潤滑処理面はそのまま維持さ
れる。

そして、ブランク１０の外観は、第８図に見るように、
絞り部２５で切断された箇所が新生面Ｎとなるが、この
新生面Ｎは外側面１１から内側に向かう傾斜面上に現れ
外側面１１には生じない。

従って、この狭小の新生面Ｎの部分を除き、全面的に潤
滑処理されたブランク１０が成形されたことになる。

そこで、従来と同様に第１５図に示される鍛造加工用金
型２００で加工された鍛造加工品１００は第９図に示す
ものとなる。この鍛造加工工程では、ブランク１０の新
生面Ｎが鍛造加工用ダイ４００の内壁面４０１に全く触
れることがない、ゆえに、円滑な鍛造加工ができる。な
お、新生面Ｎは鍛造加工品１００の頂部１０１の水平面
に現れることになる。

この第２実施例によれば、第１実施例と同様にプランキ
ング工程から冷間鍛造加工工程までを−１して行なえる
ブランク１０を得ることができる。

さらに、起立１１ｉｊ　５０は傾斜面とされるから打抜
き工程において完全な潤滑処理面の保護が保障される。

また、予備成形工程は絞り成形法によるから新生面Ｎは
ブランク１０の外周面１１に全く生じないので極めて潤
滑のよい鍛造加工の実効が保障される。

なお、この実施例では、上記の条件にかかわらず、ｔ≧
Ｔが理想であり、また、Ｄｌ。≧Ｄ１゜。、Ｄよ。≦Ｄ
２なら有効である。また、α〉βとすることも可能であ
る。

（第３実施例） 第３実施例は、第１０図ないし第１２図に示され、予備
成形工程については、第２実施例の場合と同じく第６図
の態様によっているのでその図示および説明を省略する
。

第３実施例の打抜き工程では第１０図に示した通り、刃
先部３２に段部５を有する打抜用バンチ３によってブラ
ンク１０を成形する。その他の手順、条件等は第２実施
例の場合と変わらないので説明を省略する。

従って、この第３実施例によれば、第１１図に示す形態
のブランク１０となり、雨上端部が立ち上がったものと
されている。その結果、鍛造加工品１００において、新
生面Ｎは頂部１０１において起立する形となる。

然して、第３実施例においても第２実施例の場合と同様
に板材１の潤滑処理面を十分に利用した再潤滑処理の不
要なブランク１０を成形することができる。

なお、第２実施例の場合と同様に、Ｔ　＝　６　ｍ、α
　−β　　−１５’、Ｄ、　　。　−２７、７會■　、
　　Ｄ　８゜　−２５寵置まで良好な実験結果を確認し
ている。

以上に説明した実施例では、ボス出し加工または絞り成
形法により予備成形を行ったが、要は、板材の潤滑処理
面を延ばして起立面とするように成形すれシよいからそ
の方式は不問である。また、予備成形用金型、打抜用金
型の種別、形状、大きさにかかわらず本発明は適用され
るものである。

さらに、後段の鍛造加工方法は後方押し出し加工に限定
されず前方押し出し加工に使用するブランクの成形の場
合にも適用されること明らかである。

もとより加工度によって鍛造加工中潤滑剤を補助的に与
えることを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明は板材の潤滑処理面を有効利
用して、打抜き工程による新生面がほとんど鍛造加工用
金型と直接接触しないようできるブランクを成形できる
から鍛造加工の生産能率と経済とを飛躍的に向上させる
ことができる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る打抜きブランクの成形方法を実施
するための工程説明図、第２図は同じく第１実施例を実
施するために好適な予備成形用金型の要部の側面断面図
、第３図は同じく第１実施例を実施するために好適な打
抜用金型の要部の側面断面図、第４図は同じく第１実施
例により成形されたブランクを示し、（Ａ）は外観を示
す断面図、（Ｂ）は一部破断した拡大図である。第５図
は第１実施例により成形したブランクを加工した鍛造加
工品の断面図、第６図は本発明に係る打抜きブランクの
成形方法の第２実施例を実施するための予備成形金型の
要部の側面断面図、第７図は同じく第２実施例の打抜用
金型の要部の側面断面図、第８図は同じく第２実施例に
より成形されたブランクの外観を示す断面図、第９図は
同じく第２実施例により成形したブランクを加工した鍛
造加工品の断面図、第１０図は本発明に係る打抜きブラ
ンクの成形方法の第３実施例を実施するための打抜用金
型の要部の側面断面図、第１１図は同じく第３実施例に
より成形したブランクの外観を示す断面図、第１２図は
同じく第３実施例により成形したブランクを加工した鍛
造加工品の断面図、第１３図は従来のブランクの成形方
法を実施するための金型の要部断面図、第１４図は従来
の成形方法によるブランクの外観図および第１５図は鍛
造加工用金型の断面図であり（Ａ）は従来成形方法によ
るブランクをセントした状態を示し、（Ｂ）は鍛造加工
終了時を示す、ものである。 １・・・板材、２・・・打抜用金型、３・・・打抜用バ
ンチ、４・・・打抜用ダイ、１０・・・ブランク、２０
・・・予備成形用金型、３０・・・予備成形用パンチ、
４０・・・予備成形用グイ、５０・・・起立面、２００
・・・鍛造加工用金型。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）潤滑処理された板材を打抜いてブランクを成形す
   る方法であって、 前記板材の潤滑処理された裏面側を予備成形用ダイ側に
   向けてその表面側から予備成形用ポンチを押し込んで該
   裏面に起立面を成形する予備成形をした後、予備成形に
   よって成形された起立面を該予備成形用ダイの寸法より
   大きな寸法の打抜用ダイの穴に収容させ、続いて該表面
   側から打抜用ポンチを押し込んで該板材からブランクを
   打抜き成形するようしたことを特徴とする打抜きブラン
   クの成形方法。
2. （２）前記特許請求の範囲第１項において、前記予備成
   形が、予備成形用ダイの寸法よりも寸法の大きな予備成
   形用ポンチを前記板材の表面側から押し込んでその裏面
   側に外周面が起立面とされたボスを成形するボス出し加
   工によって、行われることを特徴とした打抜きブランク
   の成形方法。
3. （３）前記特許請求の範囲第１項において、前記予備成
   形が、予備成形用ダイのテーパー形状と対応するテーパ
   ー形状の予備成形用ポンチを前記板材の表面側から押し
   込んでその表面側に該テーパー形状と同じ形状の起立面
   を成形するよう絞り出し加工によって、行われることを
   特徴とした打抜きブランクの成形方法。