JPS6297719A - 金属厚板からのフランジ成形方法 - 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、加工時に於けるポンチと被加工材との接触界
面に焼付きを生じさせることなく、シごきを付加し乍ら
加工することによって製品精度のよいフランジを成形す
る金属厚板からのフランジ成形法に関するものである。

〈従来の技術及びその問題点〉 ポンチとダイスとを用いて金属板からフランジを成形す
る場合、ポンチとダイスとの間の片側クリアランスを板
厚とほぼ等しく設定して加工を行なうのが通常の方法で
ある。しかしこの場合に於いては、スプリングバックが
大きいこと及びフランジ部だれ深さが大きくなることの
為に、製品精度はよくない。製品精度を高める為には、
ポンチとダイスとの間の片側クリアランスを板厚よりも
小さく　（板厚の４０〜８５％）設定することによって
、しごきを付加し乍らフランジ成形を行なうとよい。

ところが、しごきを付加し乍らフランジ成形を行なう場
合には、加工時におけるポンチと被加工材との接触界面
に焼付きが発生し易い。

この焼付きは、ポンチとダイスとの間の片側クリアラン
スが板厚に対して小さければ小さい程、又被加工材の板
厚が大きければ大きい程激しく発生する。従ってしごき
を付加し乍ら加工することによって厚板から精度のよい
フランジを成形する金属厚板からのフランジ成形方法を
実用化するためには、加工時におけるポンチと被加工材
との接触界面に発生する焼付きの問題の解決を必要とし
ていた。

〈問題点を解決する為の手段〉 本発明は、上述の問題点を解決し、金属厚板から精度の
良い製品を得る方法を提供せんとするものであり、その
要旨は、ポンチとダイスとを用いしごきを付加し乍ら行
なうフランジ成形方法に於いて、ポンチとダイスとの間
の片側クリアランスを被加工材の板厚の４０〜８５％と
なし、ポンチ表面と加工時にポンチと接触する被加工材
表面との少なくとも一方と、更にダイス内壁とに潤滑剤
を塗布した状態で加工を開始し、ポンチ径が一定になる
所謂ポンチかど点が被加工材と接触するストローク時点
と、それよりも約２ｍｍ進んだストローク時点との間の
ストローク時点で加工を一時中断し、ポンチ表面とポン
チに接触している被加工材表面の少なくとも一方に潤滑
剤を再塗布した後、加工を続行することを特徴とする金
属厚板からのフランジ成形方法である。

本発明方゛法で用いるポンチは、円錐状ポンチ。

球状ポンチあるいは砲弾状ポンチのいずれでもよく、又
使用する潤滑剤は液体潤滑剤でも固体潤滑剤でもよい。

〈作用〉 本発明方法は、第１図に示す様に、その内壁に潤滑剤を
塗布したダイス（１）上に被加工材の金属厚板（２）を
載せ、ブランクホルダー（３）によって仮押え力Ｆｍを
負荷して、フランジが形成される個所へ周辺から材料が
流れ込む所謂フランジ流入を阻止する様にして実施され
る。この様な状態で被加工材の金属厚板（２）に予め開
けられた直径Ｄｍの穴の中心にポンチ（４）の中心が一
致する様に設定し、ポンチ（４）を下降して加工を行な
うが、加工開始前に上記ポンチ（４）と上記金属厚板（
２）のポンチに接触する側の表面との少なくとも一方に
潤滑剤を塗っておく。この場合本発明では、ダイス（１
）とポンチ（４）との間の片側クリアランスＣｒを金属
厚板（２）の４０〜８５％に設定することによって、し
ごきを付加する状態で加工を行なうのであるが、途中で
加工を一時中断して潤滑剤を再塗布した後に加工を続行
する。しごきを付加し乍らフランジ成形を行なう場合、
ポンチ径が一定になる所謂ポンチかど点（５）が被加工
材と接触するストローク時点よりも２ｍｍぐらいあとの
時点までの成形過程においては、加工時に於けるポンチ
（４）と被加工材との接触界面に焼付きは発生しない。

一方加工を一時中断し潤滑剤を再塗布して加工を続行す
る場合、潤滑剤を再塗布して加工を続行したときポンチ
（４）と被加工材との接触界面に捕捉される潤滑剤の量
は、ポンチ径が一定になる所謂ポンチかど点（５）が被
加工材と接触したストローク時点とそれよりも若干後の
時点との間の時点で潤滑剤を再塗布したほうが多い。従
って加工を一時中断して潤滑剤を再塗布する時点は、ポ
ンチ径が一定になる所謂ポンチかど点（５）が被加工材
と接触するストローク時点とそれよりも２ｏ＋ｍぐらい
あとの時点との間に設定すべきである。なお加工を一時
中断して潤滑剤を再塗布して加工を続行したとき、加工
を続行した後の工程においてポンチ（４）と被加工材と
の接触界面に焼付きを生じさせないためには、ポンチ（
４）と被加工材との接触界面に比較的多量の潤滑剤が捕
捉されることが不可欠であるが、それだけでは十分では
なく、捕捉されている潤滑剤が加工工程にしたがってポ
ンチかど部から少量ながらしぼり出され続けることによ
って所謂ポンチかど点（５）及びポンチ径一定部分と被
加工材との接触界面での焼付きを防止しなくてはいけな
い。

そのためには、第２図（Ａ）に示す円錐ポンチの様にポ
ンチ径が一定になる所謂ポンチかど点（５）が尖ってい
るポンチを使用する場合には、所謂ポンチかど点（５）
には、約０．５ｍｍ以上のコーナー半径をつけるほうが
よい。また円錐ポンチを使用する場合には、頂角θは１
５°〜１２０°あたりまでの範囲にとることができるが
、頂角θが小さいと加工終了までのストロ２りが長くな
り、頂角θが大きいと成形力が太き（なることを按配し
て頂角θを決゛めるとよい。尚第２図（Ｂ）、　（Ｃ）
はそれぞれポンチの他の形状を示す。

以上の如き加工を行なうことにより、第３図に示す如き
フランジ製品（２′）が得られる。

〈実施例〉 次に本発明の実施例によって得られた各種結果を示す。

即ち、第４図はフランジ部だれ深さＨｓ　（第３図に示
す［（ｓ）に及ぼすしごき付加の影響について、又第５
図はフランジ内径寸法精度ΔＤ（第３図に示すフランジ
先端部の内径り４第１図に示す様に使用したポンチ直径
Ｄｐとの差Ｄｐ−Ｄｉ）に及ぼすしごき付加の影響を調
べた結果の例である。なおＲｅは、第１図のダイス（１
）とポンチ（４）との間の片側クリアランスＣ「と被加
工材（２）の板厚Ｔとの比Ｃｒ／Ｔである。第４図及び
第５図から判るように、しごきを付加し乍らフランジ成
形を行なうと、フランジ部だれ深さＨｓが小さくなり、
又内径寸法精度ΔＤが小さくなり、従って製品精度が向
上する。

第６図は、第１図のダイス（１）とポンチ（４）との間
の片側クリアランスＣｒを被加工材（２）の板厚Ｔの５
０％に設定し、第２図（Ａ）の円錐ポンチを使用した場
合において、加工前に予めポンチ表面とダイス内壁とに
潤滑剤を塗布して加工を中断することなく成形したとき
のストロークＳと成形荷重Ｆとの関係の一例を線図に表
わしたものである。ポンチが被加工材に接触して成形が
始まると、ストロークＳの進行とともに成形荷重Ｆは増
大する。

Ｓｔ点は、所謂ポンチかど点（５）が被加工材（こ接触
してのちストロークが１ｍｍ程度進行した時点である。

Ｓｉ点までの成形過程に於いては、ポンチと被加工材と
の接触界面に焼付きは発生してし）ない。Ｓｉ点から更
にストロークＳが進行すると、成形荷重Ｆはなお増大し
た後減少し始める。このようにＳｉ点よりも加工工程が
進行したときに成形荷重Ｆが比較的大きいのは、ポンチ
と被加工材との接触界面に焼付きが発生・成長している
ためである。

この発明による方法での基本操作は、第６図のＳｉ点近
傍のストローク時点で加工を一時中断し、ポンチ表面と
加工を一時中断した時点においてポンチに接触していた
被加工材表面との一方又は両者に潤滑剤を再塗布した後
に加工を続行することにある。

第７図は、第６図のＳｉ点で加工を一時中断し中途まで
成形されている被加工材と接触しない状態までポンチを
上昇させて、ポンチ表面と加工を一時中断した時点にお
いてポンチに接触していた被加工材表面との一方又は両
者に潤滑剤を再塗布した後に加工を続行した場合のスト
ロークＳと成形荷重Ｆとの関係を線図に表わしたもので
ある。

潤滑剤を再塗布した後に加工を続行すると、加工を一時
中断した時点の成形荷重ＦＬよりも小さい成形荷重Ｆ２
で加工が続行される。このようにより小さい成形荷重Ｆ
２で加工が続行されるのは、潤滑剤を塗布しなおすこと
により、加工を続行したときポンチと被加工材との接触
界面に比較的多量の潤滑剤が捕捉されたために生じたも
のである。

Ｓｔ点からポンチストロークが続行するに従って成形荷
重Ｆは減少し続け、８２点以降の成形荷重Ｆはほぼ一定
になった。８２点は、実質的に成形が終了する時点即ち
成形されたフランジの内壁先端を所謂ポンチかど点（５
）が通過する時点である。

８２点以降の成形荷重Ｆは、成形を終了したフランジ内
壁とポンチ径一定部分とのすべり抵抗であり、加工時に
おけるポンチと被加工材との接触界面に焼付きが生じて
いないためにほぼ一定の小さな値になった。このように
、第６図の８１点で加工を一時中断し中途まで成形され
ている被加工材と接触しない状態までポンチを上昇させ
て、ポンチ表面と加工を一時中断した時点においてポン
チに接触していた被加工材表面との一方又は両者に潤滑
剤を再塗布したのち加工を続行することによって、加工
時におけるポンチと被加工材との接触界面に焼付きを生
じさせることなく金属厚板からフランジを成形すること
ができた。なお、上記方法では第６図の８１点で加工を
中断し潤滑剤を再塗布して加工を続行したが、ポンチ径
が一定になる所謂ポンチかど点（５）が被加工材と接触
するストローク時点とそれよれも２ｍｍぐらいあとのス
トローク時点との間の時点で加工を中断し潤滑剤を再塗
布して加工を続行するとよい。第２図（Ｂ）の球状ポン
チや第２図（Ｃ）の砲弾状ポンチを使用した場合には、
第６図と第７図に相当するストロークＳと成形筒ｉＦと
の関係の線図は若干具なるが、ポンチ径が一定になる所
謂ポンチかど点（５）が被加工材と接触するストローク
時点とそれよりも２ＩＩＩｍぐらい後のストローク時点
との間の時点で加工を一時中断して、ポンチ表面と加工
を中断した時点においてポンチに接触していた被加工材
表面との一方又は両者に潤滑剤を再塗布した後に加工を
続行すると、加工を一時中断した時点の成形荷重よりも
小さい成形荷重で加工が続行され、円錐ポンチを使用し
た場合と同様に加工時におけるポンチ表面と被加工材と
の接触界面に焼付きを生じさせることなく金属厚板から
フランジを成形することができた。

〈発明の効果〉 以上述べて来た様に、本発明方法によれば、加工途中の
潤滑剤が十分に捕捉される様な時点で加工を一時中断し
、潤滑剤を再塗布する事により、加工時におけるポンチ
と被加工材との接触界面に焼付きを生じさせることなく
、板厚が３〜１２ｍｍの厚板から製品精度の良いフラン
ジ製品を成形する事が可能である。

なお本発明方法は軸対称以外のフランジ製品の成形にも
適用可能である。また、トランスファー加工、順送り加
工にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加工方法の説明図、第２図（人）、　
（Ｂ）、　（Ｃ）はそれぞれ本発明で用いるポンチ形状
を示す要部説明図、第３図は本発明で得られる製品の断
面図、第４図は本発明に於けるフランジ部深さＨｓの特
性曲線を示すグラフ、第５図は本発明に於けるフランジ
内径寸法精度ΔＤの特性曲線を示すグラフ、第６図は加
工を中断することなく成形を完了した場合の成形荷重線
図、第７図は本発明に従って加工を行なった場合の成形
荷重線図。 図中、　　（１）：ダイス （２）、被成形金属厚板 （３）ニブランクホルダー （４）・ポンチ （５）ポンチかど点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ポンチとダイスとを用い、しごきを付加し乍ら行な
   うフランジ成形方法に於いて、ポンチとダイスとの間の
   片側クリアランスを被加工材の板厚の４０〜８５％とな
   し、ポンチ表面と加工時にポンチに接触する被加工材表
   面との少なくとも一方と、更にダイス内壁とに潤滑剤を
   塗布した状態で加工を開始し、ポンチ径が一定になるポ
   ンチかど点が被加工材と接触するストローク時点と、そ
   れよりも約２ｍｍ進んだストローク時点との間のストロ
   ーク時点で加工を一時中断し、ポンチ表面とポンチに接
   触している被加工材表面との少なくとも一方に潤滑剤を
   再塗布した後、加工を続行することを特徴とする金属厚
   板からのフランジ成形方法。