WO2013008892A1 - プレス成形品と、その製造方法及び製造装置 - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
- B21D22/24—Deep-drawing involving two drawing operations having effects in opposite directions with respect to the blank
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- B21D22/26—Deep-drawing for making peculiarly, e.g. irregularly, shaped articles
Definitions
- the present invention relates to a press-formed product, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus.
- a plurality of structures such as an annular rib may be required.
- a plurality of structures such as an annular rib may be required.
- Casting and forging are often used. However, machining such as casting or forging is performed because tolerances such as surface roughness and contour degree may not satisfy the required values.
- annular rib is protruded from the bottom wall of a drum having a bottomed cylinder in order to slide a piston inside the part, and a cylinder is constituted by the side wall of the rib.
- Patent Document 1 A method not based on casting or forging is disclosed in Patent Document 1 below.
- the flange part of the front cover of the torque converter is press-molded using a thickening method to prevent the formation of an extra shape that causes an increase in the product weight, thereby reducing the weight of the product. Yes.
- Patent Document 1 in consideration of the forming limit of the blank material, a plurality of steps are performed in many stages so that the blank material does not break. For example, in the above process, a side wall portion to be a rib is formed by a roller, the side wall is brought close to each other, the shape is adjusted, and the tip part is adjusted. For this reason, the method according to Patent Document 1 has a problem that it takes time for processing and cannot be easily molded.
- the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a press-formed product having ribs that can be easily formed only by press forming while considering the forming limit, and a method and apparatus for manufacturing the same.
- the purpose is to do.
- the second side wall is molded to the position where the first side wall and the second side wall are opposed to each other through the space without immediately adhering the second side wall to the first side wall.
- the first side wall and the second side wall are in close contact with each other. For this reason, even if the molding limit of the press is taken into consideration, it is possible to easily and quickly manufacture a press-formed product having ribs with a small number of processes of the first drawing process, the second drawing process, and the adhesion process. . Moreover, it can contribute to the cost reduction of a press-molded product by being able to manufacture a press-molded product quickly with few processes.
- the press-formed product is manufactured using only a press die without using a roller. For this reason, even if it does not go through various processes with a roller, the press molded product which has a rib from a blank material can be manufactured simply and rapidly only with a press die.
- the rib is not a separate member but is formed from the same blank material. For this reason, it is possible to manufacture a press-formed product having ribs without welding a separate member, which can contribute to a reduction in component costs.
- the 180 degree bend guarantee value gap is the minimum gap that does not break even if the blank material is folded 180 degrees. The gap is provided.
- the applicable range of the parts can be expanded and the degree of freedom in design can be improved. Furthermore, since the rib formed by press molding does not include an extra shape due to the restriction of the construction method such as casting, the use of the press-formed product according to the present invention can contribute to weight reduction of parts. .
- FIG. 1 is a schematic sectional drawing before the 1st draw forming process in the manufacturing apparatus of the same Embodiment 1. It is a schematic sectional drawing after the 1st draw forming process in the manufacturing apparatus of the same Embodiment 1.
- FIG. 1 is a schematic sectional drawing before the 2nd draw forming process in the manufacturing apparatus of the same Embodiment 1. It is a schematic sectional drawing after the 2nd draw forming process in the manufacturing apparatus of the same Embodiment 1.
- FIG. 2 It is sectional drawing of the blank material at the time of the 1st contact
- FIG. 2 It is sectional drawing of the blank material at the time of the 3rd draw forming process of Embodiment 2.
- FIG. 2 It is sectional drawing of the blank material at the time of the 2nd contact
- adherence process completion of the same Embodiment 3 It is sectional drawing of the blank material which shows the state at the time of the 1st close_contact
- FIGS. 28A to 28C are cross-sectional views showing modifications of the press-formed product according to the fourth embodiment.
- FIG. 5 It is sectional drawing which shows the press-formed product which concerns on the same Embodiment 5. It is a schematic sectional drawing which shows the state before the 2nd draw forming process in the manufacturing apparatus of the press-formed product which concerns on the same Embodiment 5. FIG. It is a schematic sectional drawing which shows the state at the time of the 2nd draw forming process completion in the manufacturing apparatus of the press-molded product which concerns on the same Embodiment 5. FIG. It is a schematic sectional drawing which shows the state at the time of the close_contact
- FIG. It is a schematic sectional drawing which shows the state at the time of completion of the finishing process in the manufacturing apparatus of the press-formed product which concerns on the same Embodiment 5.
- FIG. It is sectional drawing which shows the press-formed product which concerns on the same Embodiment 6.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a specific use example of a press-formed product according to the present invention.
- This press-molded product is used, for example, for a clutch mechanism in a motor case of an electric vehicle.
- the clutch mechanism has a bottomed cylindrical drum 1 corresponding to a press-formed product W, and a drum-like structure (rib) 10 is provided inside the drum 1 in parallel to the central axis. .
- the tip of the rod 21 of the piston 2 that passes through and protrudes through the bottom wall 14 is attached to the clutch 3 so that the clutch 3 is intermittently connected.
- the drum 1 is formed with an annular rib 10 functioning as a cylinder side wall from the bottom wall 14, and the piston 2 is accommodated in a cylinder bore formed by the rib 10 and the peripheral wall 15.
- a proximal end of a rod 21 is attached to the piston 2, and a distal end of the rod 21 is attached to the clutch 3.
- the press-formed product W corresponding to the drum 1 is composed of two plate materials each having an annular rib 10 as a side wall, and is press-molded so that they are in close contact with each other.
- the annular rib 10 is formed from a blank made of a hot rolled steel sheet for automobile structure (hereinafter referred to as SAPH).
- the annular rib 10 forms an annular first side wall 11 that hangs down from the plate surface of the blank, and the U-shaped connecting portion 13 is formed by bending the annular second side wall 12 to a position facing the first side wall 11. It is molded integrally through
- the first side wall 11 and the second side wall 12 are not immediately brought into close contact with each other, and the second side wall 12 and the first side wall 11 and the space are prevented from breaking off from the U-shaped connecting portion 13. After being formed once to a position facing each other through the part, the proximity or close contact is performed.
- curvature radius r1 of the tip portion of the annular rib 10 and the curvature radii r2 and r3 of the base portion are both small radii of curvature as described later.
- the press-formed product W can be easily and quickly manufactured by only the normal pressing by the manufacturing method according to the present invention, the cost of manufactured parts can be reduced. Further, since the ribs 10 provided on the press-formed product W can be narrowed to such an extent that they can be in close contact with each other, the degree of design freedom can be improved in terms of space.
- the press-formed product according to the present invention can be widely used for various parts, thereby contributing to weight reduction of various parts.
- FIG. 2 is a schematic view showing a forming process of the press-formed product in the first embodiment.
- the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the press mold is omitted here, and only the press-formed product W is shown.
- the blank material B is deep-drawn in the first draw forming step to form the recess 16 having the first side wall 11 and the bottom wall 14 (FIG. 2A). reference). Then, in the second drawing step, the bottom wall 14 is raised from the opposite direction to the first drawing, and the first side wall 11 and the second side wall 12 are connected via the U-shaped connecting portion 13. (See FIG. 2B).
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state before the first draw forming process of the manufacturing apparatus used in Embodiment 1 of the manufacturing method according to the present invention
- FIG. 4 is a schematic cross section after the first draw forming process of the manufacturing apparatus.
- FIG. In the first embodiment a case where one rib 10 is formed will be described for simplification.
- the manufacturing apparatus 20 ⁇ / b> A (first press unit) according to the first embodiment is provided with a punch plate 23 attached to a slide so as to be movable up and down with respect to a die holder 21 attached to a bolster.
- An annular die 22 is placed on the die holder 21, and a die 27 a is provided at the center of the die 22.
- the punch plate 23 is provided with a first punch (first press die) 26a at a position corresponding to the die 27a.
- a blank holder 24 for pressing the blank material B installed on the upper surface of the die 22 is suspended from the punch plate 23 via a spring 25 around the first punch 26a.
- the heights of the die 22, the first punch 26a, and the die 27a are appropriately set according to the height h of the rib 10 to be molded (see FIG. 1).
- the manufacturing apparatus 20A first press portion
- the first punch 26a faces the die 27a as shown in FIG.
- the blank B is deep drawn.
- the blank 16 is formed with a recess 16 composed of the first side wall 11 and the bottom wall 14 as shown in FIG.
- the blank material B may be cracked due to the molding limit of the blank material B. Therefore, in order to prevent this crack, the first draw forming process is divided into multiple stages. You may go.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the manufacturing apparatus using the manufacturing method according to Embodiment 1 before the second drawing process
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the manufacturing apparatus after the second drawing process.
- symbol is attached
- a thin and cylindrical auxiliary die 28 and a die 27b are suspended from the punch plate 23, and the die holder 21 side corresponds to the die 27b.
- a second punch (second press die) 26b is provided at a position so as to be movable up and down.
- the U-shaped connecting portion 13 does not break even without using the auxiliary die 28.
- the rib 10 can be formed.
- the auxiliary mold 28 may be omitted.
- the outer diameter Db of the second punch 26b is smaller than the outer diameter Da of the first punch 26a, and the bottom wall 14 in the inner region of the auxiliary die 28 is pressure-molded.
- the auxiliary mold 28 is lowered as shown in FIG. to go into. Then, as shown in FIG. 6, the second punch 26b rises.
- the second punch 26b moves in the opposite direction to the first punch 26a at the time of the first drawing. Then, the bottom wall 14 of the blank material B is raised along the auxiliary mold 28 so that the first side wall 11 and the second side wall 12 are connected to each other via the U-shaped connecting portion 13. Bend 180 degrees.
- the blank material B is formed with a second side wall 12 that faces the first side wall 11 via the space S (see FIG. 2B), and the second side wall 12 passes through the U-shaped connecting portion 13.
- the first side wall 11 is formed integrally.
- the first side wall 11 and the second side wall 12 later become the annular rib 10.
- the second side wall 12 can be formed more quickly by closely contacting or approaching the first side wall 11 in the second draw forming step without going through a contact step described later.
- the press molding if the first side wall 11 and the second side wall 12 are brought into close contact with each other by the second drawing molding opposite to the first drawing molding as described above, the U-shaped connecting portion 13 that is a bending point is formed. In some cases, stress concentrates and breaks.
- the second side wall 12 is once formed in the second drawing step so that the first side wall 11 and the space S exist, and then the second side wall 12 is brought close to the first side wall 11 in the adhesion step described later. Or they are in close contact.
- the first side wall 11 and the second side wall 12 are molded so as to be in close contact with a small number of processes while considering the molding limit.
- the shape of the blank material B in the vicinity of the center of the bottom wall 14 is stretched by the punches 26a and 26b or the auxiliary die 28 to reduce the plate thickness.
- the portion around the bottom wall 14 is drawn into the first side wall 11 during the first draw molding. Therefore, the thickness of the second side wall 12 is thinner than that of the first side wall 11 at the stage where the first draw forming and the second draw forming are completed.
- the 180 degree bend guarantee value gap is set to 1 t which is the size of the plate thickness t.
- the first side wall 11 and the second side wall 12 have a difference in plate thickness as described above, compared to normal bending. Depending on the circumstances, breakage may occur even in a gap larger than usual.
- the distance of the space S between the first side wall 11 and the second side wall 12 is at least about twice the 180-degree bending guaranteed value gap of the blank material B, that is, 2 t, so that the tensile stress is increased. This prevents breakage of a portion where P is concentrated (Pc in FIG. 8).
- the 180 degree bend guarantee value gap varies depending on the material.
- FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a state of the manufacturing apparatus using the manufacturing method according to Embodiment 1 before the contact process
- FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 7
- FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 7, and FIG.
- a receiving die 29 is attached to the lower surface of the punch plate 23 via a spring 25, and a third punch (third press) is provided on the die holder 21 side.
- a mold 26c is provided so as to be movable up and down.
- the outer diameter Dc of the third punch 26c is set larger than the outer diameter Db of the second punch 26b so that the first side wall 11 and the second side wall 12 can be brought into close contact with each other.
- the tip shoulder portion of the third punch 26c is circular so as to come into contact with and pressurize the portion Pc where the tensile stress is concentrated in the tip bending portion of the U-shaped connecting portion 13 of the blank B as shown in FIG. It is arcuate.
- first side wall 11 and the second side wall 12 have the first side wall 11 made thicker and the second side wall 12 made thinner by the first drawing and second drawing.
- both tensile stresses at the stress concentration point Pc cannot be offset by simply pressing the U-shaped connecting portion 13 from below and bringing the second side wall 12 close to the first side wall 11.
- another punch for applying an external force to the stress concentration point Pc is required. If a separate punch is added, the cost of the manufacturing apparatus increases.
- the stress state at the portion Pc where the tensile stress is concentrated due to the rise of the punch 26c can be relaxed by applying an external force from the opposite direction to the tensile stress. Further, by relaxing the tensile stress, the first side wall 11 and the second side wall 12 are brought close to twice the above-mentioned 180-degree bending guaranteed value gap while preventing the occurrence of breakage, or as shown in FIG. It can be adhered.
- the curvature radius R1 of the tip shoulder portion of the third punch 26c that brings the first side wall 11 and the second side wall 12 close to each other is about four times the thickness t of the blank material B. This fourfold is because it is necessary to consider the positional deviation between the third punch 26c and the blank material B, the variation in shape of each, and the like. If the radius of curvature R1 of the tip shoulder is too small, even if the tip shoulder is pressed against the stress concentration point Pc, the stress concentration is transferred to the periphery of the stress concentration point Pc, thereby sufficiently preventing breakage. It is also because it becomes impossible.
- FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the main part at the completion of the finishing process of the manufacturing apparatus using the manufacturing method according to the first embodiment.
- the finishing step as shown in FIG. 11, with the blank B sandwiched between the die 22d and the receiving die 29, the radii of curvature r1, r2, r3 of the tip portion and the root portion of the rib 10 are set by the die 22d and the fourth punch 26d. Small ribs are formed to complete the rib 10.
- the final finishing step is a step for increasing the sliding distance when the piston 2 is slid as shown in FIG. 1 by reducing the radii of curvature r1, r2, r3 of the tip portion and the base portion of the rib 10. . Therefore, when the rib 10 is not used as a sliding portion of the piston, the radius of curvature of the tip end or the root portion of the rib does not have to be reduced as described above.
- Embodiment 1 described above has the following effects.
- the first side wall 11 is formed on the blank material B by the first drawing. To do.
- the 2nd side wall 12 which opposes the 1st side wall 11 via the space part S is shape
- the annular rib 10 is formed by bringing the second side wall 12 into close contact with the first side wall 11.
- a press-formed product having an annular rib can be manufactured easily and quickly with a small number of steps of three steps. Moreover, it can contribute to the cost reduction of a press-molded product by being able to manufacture a press-molded product quickly with few processes.
- ribs that have been conventionally formed through a number of steps using a roller or the like can be easily and quickly formed only by a press die, and the number of processing steps can be reduced.
- the first side wall 11 and the second side wall 12 can be brought close to each other.
- the side walls can be brought close to or in close contact with each other without additional mold parts. it can.
- the distance between the first side wall 11 and the second side wall 12 is set to be twice or more the 180-degree bending guaranteed value gap.
- the first side wall 11 and the second side wall 12 can be molded to such a degree that they are in close contact with each other.
- the annular rib is formed from the same blank material, not a separate member. For this reason, even if it does not weld another member, the press molded product which has an annular rib can be manufactured, and it can contribute to reduction of component cost.
- the distance between the first side wall 11 and the second side wall 12 is made close to twice the 180 degree bending guaranteed value gap of the material of the blank material B which cannot be normally performed. For this reason, it becomes possible to use the press-formed product according to Embodiment 1 more widely than before, and the degree of design freedom can be improved. Moreover, since the press-formed product according to the present invention can be widely used for various parts, it is possible to contribute to weight reduction of various parts.
- (Embodiment 2) 12-16 is sectional drawing which shows the shaping
- symbol uses the same code
- one rib 10 is formed on the blank material B.
- a plurality of ribs 10 are formed on one plate surface of the blank material B as follows.
- first drawing process In the first drawing process, the first drawing is performed from the top to the bottom as shown by the arrows in FIG. 12 to form the two first side walls 11a and 11b and the bottom walls 14a and 14b.
- the first side walls 11a and 11b may be formed at a time using a stepped mold or may be divided into two stages.
- the interval between the two first side walls 11a and 11b must be at least 8 times the thickness of the blank material B.
- the curvature radius R1 of the tip shoulder portion of the third punch 26c is 4 times the plate thickness t, the plate thickness for the second side wall, and the distance between the first side wall 11b and the second side wall 12b. This is because at least a distance obtained by adding twice the plate thickness and the plate thickness for the first side wall is necessary.
- the thickness of the first side wall 11b and the second side wall 12b is set for convenience. It is shown by 1t before drawing. As described above, the first side wall 11b is thickened and the second side wall 12b is thinned by drawing, so the distance between the first side walls 11a and 11b is at least 8 times the plate thickness of the blank material. It is necessary to.
- the second side wall 12a is formed by raising the bottom wall 14a upward from below as indicated by the arrow in FIG.
- first adhesion process In the first contact step, the punch is moved from the lower side to the upper side of the second side wall 12a as shown by the arrow in FIG. 14, and the second side wall 12a is brought into close contact with the first side wall 11a to form the first rib 10a.
- the punch is moved from the lower side to the upper side of the second side wall 12b as indicated by the arrow in FIG. 16, and the second side wall 12b is moved to the first side wall 11b so that the second side wall 12b is in close contact with the first side wall 11b.
- the second rib 10b is formed close to the side wall 11b.
- the curvature radii of the tips and roots of the first rib 10a and the second rib 10b are formed smaller than the curvature radii formed when the contact process is completed, as in the first embodiment.
- the molding order when molding a plurality of ribs may be from the inside or from the outside.
- the shape of the mold is matched to the molded shape as much as possible in consideration of dimensional stability and the already molded ribs are not crushed.
- FIG. 17 is a plan view when the annular rib is provided differently from the case where the center position is provided coaxially.
- the central axes of the plurality of annular ribs 10 may be coaxial as shown in FIG. 17A, or may be different axes as shown in FIG. Good.
- the annular rib is formed, if the pitch is set to be 8 times or more the plate thickness of the blank as described above, it can be formed even when the central axis is different, and the degree of freedom in design can be improved.
- the second embodiment described above has the following effects.
- a plurality of annular ribs can be formed by taking a pitch of 8 times or more the blank thickness as described above.
- a press-formed product having a plurality of annular ribs by the method according to the second embodiment can form a plurality of ribs in response to various requirements such as component strength and layout. Can be improved.
- (Embodiment 3) 18 to 22 are cross-sectional views showing the blank material B in the respective manufacturing steps according to the third embodiment.
- the ribs are formed on the lower surface of the blank material B, that is, on the same surface side, but can be formed on both upper and lower surfaces.
- first and second drawing process In the first draw forming, the first side wall 11c and the bottom wall 14c are formed by drawing from the bottom to the top as indicated by the arrows in FIG. In the second draw forming, the first side wall 11d and the bottom wall 14d are formed by drawing from the top to the bottom.
- the order of the first drawing and the second drawing may be reversed as long as the shape can be reproduced.
- first adhesion process In the first contact step, the punch is lowered from above the second side wall 12c as shown by the arrow in FIG. 20, and the second rib 12c is formed in close contact with the first side wall 11c.
- the punch is raised from the vicinity of the second side wall 12d as shown by the arrow in FIG. 22, and the second rib 10d is formed by bringing the second side wall 12d into close contact with the first side wall 11d.
- the ribs protruding on the upper and lower surfaces on the plate surface of the blank material B can be formed.
- the third embodiment described above has the following effects.
- the annular rib 10 is moved up and down by changing the direction in which a plurality of drawing processes are performed. It is possible to easily and quickly form a press-molded product that protrudes into the area.
- FIGS. 23 to 26 are cross-sectional views for explaining a method for manufacturing a press-formed product according to the fourth embodiment, and FIGS. 27 and 28A to 28C are modified examples of the press-formed product of the fourth embodiment. It is sectional drawing shown.
- the bottom wall 14 formed on the radially inner side of the annular rib 10 and the flange portions 18a and 18b formed on the radially outer side of the annular rib 10 are the same.
- the press-formed product that becomes the height has been described.
- the bottom wall 14 and the flange portions 18a and 18b from the annular rib 10 do not have to be formed at the same height as shown in FIG.
- the press-formed product according to the fourth embodiment is formed as follows.
- description is abbreviate
- the blank material B is carried between the first punch 26a and the die 22 shown in FIGS. 3 and 4, and the punch 26a is lowered toward the die 27a. And draw forming.
- the blank material B is formed with a flange portion 18c and a concave portion 16 composed of the first side wall 11e and the bottom wall 14e.
- Embodiment 1 the drawing was performed until the bottom wall 14 and the flange portions 18a and 18b shown in FIG.
- the height of the die 27b is adjusted, the die 27b is formed so as to enter the recess 16, the punch 26b is raised, and drawing is performed.
- the bottom wall 14e is drawn to a position lower than the flange portion 18c as shown in FIG.
- adhesion process, finishing process Since the adhesion process and the finishing process are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted, but in the adhesion process, the second side wall 12e is brought close to or in close contact with the first side wall 11e using a punch 26c as shown in FIG. Let Then, in the finishing step, as shown in FIG. 26, the curvature radius of the tip portion and the root portion of the annular rib 10e is formed to be smaller than the curvature radius formed in the contact step.
- the bottom wall 14e is formed to be lower than the flange portion 18c, but the die 27b may be formed at a height that is spaced upward from the upper surface of the flange portion 18c, and the second draw forming may be performed.
- the second draw forming may be performed.
- the end face 14f and the flange portion 18c have the same height as shown in FIG. 28B.
- a molded product can also be molded.
- punching blank material B in which bottom wall 14e shown in FIG. 27 is formed higher than flange portion 18c, as shown in FIG. 28C, a press-formed product in which end surface 14f is formed higher than flange portion 18c. Can also be molded.
- Embodiment 4 described above has the following effects.
- the press-formed product according to the fourth embodiment it is possible to attach a component having a bottom wall having a different height in the axial direction without using a spacer or the like.
- the degree of freedom in design is improved, and a press-molded product having annular ribs having different bottom wall heights is formed without welding separate parts. This can contribute to cost reduction.
- FIG. 29 is a cross-sectional view showing a press-formed product according to the fifth embodiment
- FIGS. 30 to 33 are cross-sectional views for explaining a method for manufacturing the press-formed product according to the fifth embodiment.
- the press-formed product having the flange portions 18a and 18b shown in FIG. However, it is also possible to form a press-molded product having no flange portion as shown in FIG. 29 by the method according to this embodiment.
- a blank material B is prepared in which the first side wall 11f is already formed by drawing and has no flange portion on the radially outer side than the first side wall 11f. Since the process of forming the first side wall 11f is the same as the first drawing process in the first embodiment, the description thereof is omitted. In addition, since trimming for trimming the flange portion is well-known, the description is omitted here, and the description starts from the second draw forming step.
- the die 27b that constitutes the press section 20B in the second draw forming step has a convex portion having an outer diameter similar to the inner diameter of the first side wall 11f as shown in FIG. Further, the blank holder 24 is formed so as to have an inner diameter comparable to the outer diameter of the first side wall 11f in order to prevent the first side wall 11f from being deformed outward when the drawing is performed.
- the blank material B is fixed by the die 27b and the blank holder 24, the punch 26b is lowered toward the die 27b, and drawing is performed.
- the second side wall 12f and the U-shaped connecting portion 13f are formed in the blank B as shown in FIG.
- the die 29 that constitutes the press part 20C in the adhesion process has a convex portion that is approximately the same as the inner diameter of the first side wall 11f, and the blank holder 24 is approximately the same as the outer diameter of the first side wall 11f. It is formed to have an inner diameter.
- the blank holder 24 is lowered to fix the blank material B.
- the punch 26c performs drawing while pressing the arc-shaped plate portion on the second side wall side of the U-shaped connecting portion 13f in the same manner as in the first embodiment, so that the second side wall 12f is the first side as shown in FIG. Adjacent to or in close contact with the side wall 11f.
- Embodiment 5 described above has the following effects.
- the second side wall 12f and the U-shaped connecting portion 13f are formed in a state where the blank material B without the flange portion is fixed by the die holder 24 and the die 29.
- the second side wall 12f is brought close to or in close contact with the first side wall 11f, and the finishing step is performed, whereby a press-molded product having no flange portion can be formed without casting or forging.
- the freedom degree of design can further be improved by being able to manufacture the press-molded product without a flange part by the method which concerns on this embodiment.
- FIG. 34 is a cross-sectional view showing a press-formed product according to the sixth embodiment
- FIGS. 35 to 39 are cross-sectional views for explaining a method for manufacturing the press-formed product according to the sixth embodiment
- FIG. It is sectional drawing which shows the modification of the press molded product which concerns.
- the punch 26c in the contact process, is brought into contact with the portion on the second side wall side of the U-shaped connecting portion 13 from the radially inner side of the press-formed product to perform drawing. It was.
- the annular rib is formed by stacking three or more side walls as shown in FIG. 34, it is also possible to perform the contact process by bringing the punch into contact with the outer side in the radial direction.
- a third side wall 19 is formed on the radially outer side of the first side wall 11g, and the first side wall 11g and the second side wall 12g.
- an annular rib 10g comprising the third side wall 19 is formed. Since the molding method up to the first side wall 11g and the second side wall 12g is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
- the process of forming the 3rd side wall 19 is called a 3rd draw forming process.
- the punch 26e constituting the press portion 20E in the third draw forming step has a recess so that the third side wall 19 can be formed on the radially outer side of the first side wall 11g.
- the diameter of the recess of the punch 26e is 2t, which is a 180 degree bend guarantee value gap, and a newly formed plate of the third side wall 19 so that the blank material B does not break during drawing as described above. It is separated from the outer diameter of the first side wall 11g by 3t or more including the thickness.
- the die 29 has a convex portion having an outer diameter similar to the inner diameter of the second side wall 12g, and the height of the convex portion is configured to be approximately the same as the height of the blank material B.
- the blank B is placed and fixed on the die 29 as shown in FIG. 35, the punch 26e is lowered, and drawing is performed.
- the third side wall 19 and the U-shaped connecting portion 13g are formed outside the first side wall 11g as shown in FIG.
- the die 29 constituting the press part 20C in the adhesion step has a convex part having an inner diameter comparable to that of the second side wall 12g so that the blank material B can be fixed.
- the height of the convex portion is formed to be approximately the same as the height of the blank material B as in the fifth embodiment.
- the punch 26c has a recess having an inner diameter that is obtained by adding the plate thickness of the blank material B to the outer diameter of the first side wall 11g so that the third side wall 19 can be in close contact with the first side wall 11g. Have.
- the third side wall 19 When the third side wall 19 is brought close to or in close contact with the first side wall 11g and the second side wall 12g, the first side wall 11g and the second side wall 12g are not brought close to the third side wall 19 in the close contact step, but the third side wall 19 Is drawn so as to be close to the first side wall 11g and the second side wall 12g.
- the second side wall 12 is formed to be thinner than the first side wall 11, so that the portion on the second side wall which is inside the U-shaped connecting portion 13 shown in FIG. It has been explained that stress concentrates on Pc.
- the first side wall 11g and the second side wall 12g are already in close contact during the close contact process, and the first side wall 11g and the second side wall 12g are integrated. . If the plate thickness of the third side wall 19 is compared with that in which the first side wall 11g and the second side wall 12g are integrated, the plate thickness of the third side wall 19 is thinner. Therefore, when trying to bring the first side wall 11g and the second side wall 12g closer to the third side wall 19, the part Pc on the third side wall 19 side in the U-shaped connecting portion 13g is formed relatively thin. There is a possibility that stress concentrates on Pc and breaks.
- the tip shoulder portion R2 of the punch 26c is brought into contact with the portion Pc on the third side wall side where stress is concentrated in the U-shaped connecting portion 13g. Then, the punch 26c is lowered to perform drawing, and the annular rib 10g is formed by bringing the third side wall 19 into close contact with the first side wall 11g as shown in FIG.
- the punching described in the fourth embodiment may be performed from the lower side to the upper side in the drawing on the press-formed product in which three or more side walls according to this embodiment are stacked. Further, the number of laminated side walls in the annular rib 10g may not be three.
- the sixth embodiment described above has the following effects.
- the third side wall 19 is formed on the outer side in the radial direction of the first side wall 11g, and the punch 26c is brought into contact with the portion Pc on the third side wall 19 side in the U-shaped connecting portion 13g from the outer side in the radial direction to perform drawing.
- the annular rib 10g can be formed by laminating three or more side walls without causing cracks in the newly formed third side wall 19.
- the press-molded product comprising three or more side walls can be expanded through the bottom wall portion in the same manner as in the fourth embodiment, thereby expanding the application range of the manufacturing method according to the present embodiment, reducing the weight and cost of parts. It can contribute to reduction.
- an annular rib may also be shape
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Abstract
【課題】成形限界を考慮しつつプレス成形のみにより簡単に成形可能なリブを有するプレス成形品と、その製造方法及び製造装置を提供する。 【解決手段】本発明は、ブランク材Bに第1側壁11及び底壁14を有する凹部16を第1絞り成形により成形し、底壁14を第1絞り成形とは逆の方向から立ち上げて第1側壁11と空間部Sを介して対向し一体に連結された第2側壁12を第2絞り成形により成形し、第1側壁11と第2側壁12とを密着工程にて近接させ、リブ10を成形することを特徴とする。
Description
本発明は、プレス成形品と、その製造方法及び製造装置に関する。
例えば、自動変速機やモーター等のように、高速回転し複雑なクラッチ機構を有するユニットにおいては、環状リブのような複数の構造体が必要になることがあり、成形性や強度等の観点から鋳造や鍛造が用いられることが多い。しかし、鋳造や鍛造による成形だけでは表面粗さや、輪郭度等の公差が要求値を満たさない場合があるため、機械加工がなされる。
例えば、環状構造体を有する部品には、部品内部でピストンを摺動させるために有底円筒状をしたドラムの底壁から環状のリブを突出させ、当該リブの側壁でシリンダを構成し、このシリンダ内でピストンを摺動させるものがある。
当該リブを限られたドラム空間内部に複数成形しようとすると、リブ相互の間隔が狭くなり、かつ側壁の高さが高い場合には鋳造や鍛造の型抜きが困難になり、またカジリにより製品の品質が低下するおそれがある。
このような場合には、鋳造品又は鍛造品を機械加工により丸ごと削りだすという方法が採用されるが、製品コストは高額になってしまう。また、鋳造品や鍛造品に存在する強度上不要な部分は製品重量の増大につながる。
鋳造や鍛造によらない方法が、下記特許文献1に開示されている。
ここでは、トルクコンバーターのフロントカバーのフランジ部において、増肉工法を用いてフランジ形状等をプレス成形し、製品重量増加の要因となる余分な形状の発生を防止し、製品の軽量化を図っている。
しかし、特許文献1ではブランク材の成形限界を考慮して、ブランク材に破断が発生しないように何段階にも亘る複数の工程を経ている。例えば上記工程はローラによってリブとなる側壁部分を成形し、当該側壁を近接させ、形を整え、密着させ、先端部を整える、といった工程を経ている。このため、上記特許文献1に係る方法では加工に時間がかかり、簡単に成形することができないという問題がある。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、成形限界を考慮しつつプレス成形のみにより簡単に成形可能なリブを有するプレス成形品と、その製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明では、ブランク材に第1側壁及び底壁を有する凹部を第1絞り成形により成形する第1絞り成形工程と、底壁を第1絞り成形とは逆の方向から立ち上げて第1側壁と空間部を介して対向し連結された第2側壁を第2絞り成形により成形する第2絞り成形工程と、さらに第2側壁を第1側壁に近接させ、リブを成形する密着工程を有することを特徴とする。
本発明に係る製造方法によれば、第2側壁を第1側壁に即座に密着させず、空間部を介して第1側壁と第2側壁が対向する位置まで第2側壁を成形して、その後に第1側壁と第2側壁とを密着させている。このため、プレスの成形限界を考慮しても第1絞り成形工程、第2絞り成形工程、密着工程の3工程という少ない工程数でリブを有するプレス成形品を簡単かつ迅速に製造することができる。また、少ない工程で迅速にプレス成形品が製造できることでプレス成形品のコスト低減にも貢献できる。
また、本発明に係る製造装置によれば、ローラを使用せずプレス金型のみを使用して上記プレス成形品を製造している。このため、ローラにより多岐に亘る工程を経なくてもプレス金型のみでブランク材からリブを有するプレス成形品を簡単かつ迅速に製造できる。
また、本発明に係るプレス成形品は、リブが別部材ではなく、同一のブランク材から成形されている。このため、別部材を溶接しなくてもリブを有するプレス成形品を製造でき、部品コストの低減に貢献することができる。
また、ブランク材に絞り成形を行うことで成形された第1側壁と第2側壁の間にはブランク材を180度折り曲げても破断しない最小の隙間である180度曲げ保証値隙間の2倍以下の隙間が設けられている。
このため、当該部品の適用範囲が広がり、設計の自由度を向上させることができる。さらに、プレス成形により成形されたリブは鋳造等のように工法の制約による余分な形状を含んでいないため、本発明に係るプレス成形品を使用することで部品の軽量化に貢献することもできる。
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の記載は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
(実施の形態1)
(プレス成形品)
図1は本発明に係るプレス成形品の具体的使用例を示す概略断面図である。このプレス成形品は、例えば、電気自動車のモーターケースの中のクラッチ機構に使用されるものである。図1において、クラッチ機構は、プレス成形品Wに相当する有底円筒状のドラム1を有し、ドラム1は内部にシリンダ状の構造体(リブ)10が中心軸に平行に設けられている。底壁14を貫通しかつ突出したピストン2のロッド21の先端はクラッチ3に取付けられ、クラッチ3を断続するようになっている。
(プレス成形品)
図1は本発明に係るプレス成形品の具体的使用例を示す概略断面図である。このプレス成形品は、例えば、電気自動車のモーターケースの中のクラッチ機構に使用されるものである。図1において、クラッチ機構は、プレス成形品Wに相当する有底円筒状のドラム1を有し、ドラム1は内部にシリンダ状の構造体(リブ)10が中心軸に平行に設けられている。底壁14を貫通しかつ突出したピストン2のロッド21の先端はクラッチ3に取付けられ、クラッチ3を断続するようになっている。
ドラム1には、底壁14からシリンダの側壁として機能する環状のリブ10が成形され、このリブ10や周壁15により形成されるシリンダボア内にピストン2が収容されている。ピストン2には、ロッド21の基端が取り付けられ、ロッド21の先端はクラッチ3に取り付けられている。
本実施の形態1においてドラム1にあたるプレス成形品Wは、環状のリブ10が側壁となる2枚の板材から構成され、これらが相互に密着状態となるようにプレス成形されている。環状のリブ10は、自動車構造用熱間圧延鋼板(以下、SAPHと称する)からなるブランク材から成形される。
環状のリブ10はブランク材の板面から垂下した環状の第1側壁11を成形し、環状の第2側壁12を第1側壁11と対向する所まで曲げを施すことによりU字状連結部13を介して一体に成形している。
特に本実施の形態1では、第1側壁11と第2側壁12とを即座に密着させずに、U字状連結部13から破断が起こらないように第2側壁12を第1側壁11と空間部を介して対向する位置まで一度成形した上で近接又は密着を行っている。
なお、環状のリブ10の先端部分の曲率半径r1及び根元部分の曲率半径r2、r3については、後述するがいずれも小さな曲率半径としている。
このためプレス成形品Wは、本発明に係る製造方法により通常のプレス加工のみで簡単かつ迅速に製造できるため、製造部品の低コスト化を図ることができる。また、プレス成形品Wに設けられたリブ10を密着できる程度にまで狭くできることからスペース的にも設計の自由度を向上させることができる。
また、本発明に係るプレス成形品が種々の部品に幅広く使用されることで、各種部品の軽量化に貢献することもできる。
(プレス成形品の製造方法と製造装置)
まず上記プレス成形品Wの製造方法を、図2を用いて概説する。図2は実施の形態1におけるプレス成形品の成形過程を示す概略図である。なお、図2において図1に示す部材と同一部材には同一符号を付しており、ここではプレス金型は省略し、プレス成形品Wのみを示す。
まず上記プレス成形品Wの製造方法を、図2を用いて概説する。図2は実施の形態1におけるプレス成形品の成形過程を示す概略図である。なお、図2において図1に示す部材と同一部材には同一符号を付しており、ここではプレス金型は省略し、プレス成形品Wのみを示す。
実施の形態1に係るプレス成形品Wの製造方法は、第1絞り成形工程においてブランク材Bを深絞りし、第1側壁11及び底壁14を有する凹部16を成形する(図2(A)参照)。そして、第2絞り成形工程において底壁14を第1絞り成形とは逆の方向から立ち上がらせ、第1側壁11と第2側壁12がU字状連結部13を介して連結された状態にする(図2(B)参照)。
そして、密着工程においてU字状連結部13に外力を付与し、第2側壁12を第1側壁11に密着させる(図2(C)参照)。そして、仕上げ工程においてリブ10の先端部分及び根元部分を所定形状に仕上げる(図2(D)参照)。以下、各工程別に詳述する。
(第1絞り成形工程)
図3は本発明に係る製造方法の実施の形態1において使用する製造装置の第1絞り成形工程前の状態を示す概略断面図、図4は同製造装置の第1絞り成形工程後の概略断面図である。なお、実施の形態1では簡素化のためリブ10を1つ成形する場合について説明する。
図3は本発明に係る製造方法の実施の形態1において使用する製造装置の第1絞り成形工程前の状態を示す概略断面図、図4は同製造装置の第1絞り成形工程後の概略断面図である。なお、実施の形態1では簡素化のためリブ10を1つ成形する場合について説明する。
実施の形態1の製造装置20A(第1プレス部)は、図3に示すように、ボルスタに取り付けられたダイホルダ21に対し、スライドに取り付けられたパンチプレート23が昇降可能に設けられている。ダイホルダ21上には環状のダイ22が載置され、このダイ22の中心部分にダイ27aが設けられている。
パンチプレート23には、ダイ27aに対応する位置に第1パンチ(第1プレス金型)26aが設けられている。第1パンチ26aの周囲には、ダイ22の上面に設置されるブランク材Bを押圧するブランクホルダ24が、パンチプレート23からスプリング25を介して垂下されている。
なお、ダイ22、第1パンチ26a、ダイ27aの各高さは、成形するリブ10の高さh(図1参照)に応じて適宜設定される。
製造装置20A(第1プレス部)では、離間した状態の第1パンチ26aとダイ22との間にブランク材Bが搬入されると、図4に示すように第1パンチ26aがダイ27aに向かって下降し、ブランク材Bを深絞り成形する。これによりブランク材Bには、図2(A)のように第1側壁11及び底壁14からなる凹部16が成形される。
なお、第1側壁11の高さによっては、ブランク材Bの成形限界により、ブランク材Bに割れが発生するおそれがあるため、この割れを防止するために第1絞り成形工程を多段階に分けて行ってもよい。
(第2絞り成形工程)
図5は実施の形態1に係る製造方法を使用する製造装置の第2絞り成形工程前の概略断面図、図6は同製造装置の第2絞り成形工程後の概略断面図である。なお、図3,4と共通する構成には、同一符号を付し説明は省略する。
図5は実施の形態1に係る製造方法を使用する製造装置の第2絞り成形工程前の概略断面図、図6は同製造装置の第2絞り成形工程後の概略断面図である。なお、図3,4と共通する構成には、同一符号を付し説明は省略する。
製造装置20B(第2プレス部)は、図5に示すようにパンチプレート23から薄肉で円筒状をした補助型28及びダイ27bが垂下されており、ダイホルダ21側には、ダイ27bに対応する位置に第2パンチ(第2プレス金型)26bが昇降可能に設けられている。補助型28を取り付けることにより、リブ10の高さhが必要以上に減少することを防止することができる。
なお、成形するU字状連結部13の曲率半径の大きさあるいはブランク材B自体の材質などによっては、補助型28を使用しなくてもU字状連結部13から破断が発生せずに環状のリブ10を成形できる場合がある。この場合には補助型28を省略してもよい。
また、第2パンチ26bの外径Dbは、第1パンチ26aの外径Daより小径とされ、補助型28の内方領域の底壁14を加圧成形するようになっている。
製造装置20Bでは、離間した状態の補助型28とダイ22との間に第1絞り成形後のブランク材Bが搬入されると、図5に示すように補助型28が下降し、凹部16内に入る。そして、図6に示すように第2パンチ26bが上昇する。
つまり、第2パンチ26bは第1絞り成形時の第1パンチ26aとは逆の方向に移動する。そしてブランク材Bの底壁14を補助型28に沿って立ち上げ、第1側壁11と第2側壁12とがU字状連結部13を介して連結状態となるように、第1側壁11に180度曲げを行う。
これによりブランク材Bには、第1側壁11と空間部S(図2(B)参照)を介して対向する第2側壁12が成形され、第2側壁12はU字状連結部13を介して第1側壁11と一体的に成形される。第1側壁11及び第2側壁12は後に環状のリブ10となる。
環状のリブを成形する場合、第2側壁12は後述する密着工程を経ずに第2絞り成形工程において第1側壁11に密着又は近接させる方がより迅速にリブを成形できるとも考えられる。しかし、プレス成形では上記のように第1絞り成形とは逆の第2絞り成形により第1側壁11と第2側壁12とを密着させようとすると、曲げ点であるU字状連結部13には応力が集中し、破断に至る場合がある。
そこで本発明では第2絞り成形工程で一度第2側壁12を第1側壁11と空間部Sが存在する状態に成形した上で、後述の密着工程において第2側壁12を第1側壁11に近接又は密着させている。これにより、成形限界を考慮しつつも少ない工程で第1側壁11と第2側壁12とを密着する程度にまで成形している。
また、第1絞り成形、第2絞り成形工程においてブランク材Bの底壁14中心付近の形状は、パンチ26a、26bあるいは補助型28によって引き伸ばされて板厚が減少している。一方で、U字状連結部13より外側部分は、第1絞り成形の際に底壁14周辺の部分が第1側壁11に引き込まれる。従って第1絞り成形と第2絞り成形を終えた段階では、第2側壁12は第1側壁11より板厚が薄くなっている。
また、本出願人が設計基準としてJISと同様に規定する14mm以下のSAPHでは、ブランク材Bを約180度まで曲げた際の第1側壁11と第2側壁12との間の空間部Sの180度曲げ保証値隙間を板厚tの大きさである1tまでとしている。
しかし、実施の形態1のように深絞り成形において180度曲げを行う場合には、通常の曲げ加工よりも上述のように第1側壁11と第2側壁12とで板厚に差が生じる等の事情により、通常より大きな隙間でも破断に至る場合がある。
そこで、実施の形態1では、第1側壁11と第2側壁12との空間部Sの距離は、ブランク材Bの180度曲げ保証値隙間の少なくとも2倍程度、つまり2tとすることで引っ張り応力が集中する部位(図8のPc)の破断を防止している。なお、180度曲げ保証値隙間は材料により変わるものである。
(密着工程)
図7は実施の形態1に係る製造方法を使用する製造装置の密着工程前の状態を示す概略断面図、図8は図7の要部拡大断面図、図9は密着工程時の状態を示す図7の要部拡大断面図、図10は密着工程後の状態を示す要部拡大断面図である。
図7は実施の形態1に係る製造方法を使用する製造装置の密着工程前の状態を示す概略断面図、図8は図7の要部拡大断面図、図9は密着工程時の状態を示す図7の要部拡大断面図、図10は密着工程後の状態を示す要部拡大断面図である。
製造装置20C(第3プレス部)は、図7に示すようにパンチプレート23の下面に受け型29がスプリング25を介して取り付けられており、ダイホルダ21側には、第3パンチ(第3プレス金型)26cが昇降可能に設けられている。なお、第3パンチ26cの外径Dcは、第1側壁11と第2側壁12とを密着させることができるように第2パンチ26bの外径Dbより大きく設定されている。
製造装置20Cでは、図7に示すように、離間した状態の受け型29とダイ22との間に第2絞り成形された後のブランク材Bが搬入されると、第3パンチ26cが上昇する。
ここにおいて第3パンチ26cの先端肩部は、図8に示すようにブランク材BのU字状連結部13の先端湾曲部の中でも引っ張り応力が集中する部分Pcに接触して加圧するように円弧状とされている。
この点に関しさらに詳述する。上述のように第1側壁11と第2側壁12は、第1絞り成形、第2絞り成形により第1側壁11が厚肉に、第2側壁12が薄肉になっている。
この状況で特別の措置を講じずに第1側壁11と第2側壁12とを近接させるプレス成形を行うと、図8のようにU字状連結部13の先端よりも第2側壁側に変位した位置(例えば、点Pc)には引っ張り応力が発生して集中し、破断するおそれがある。
この場合に図8において引っ張り応力は応力集中点Pcから径方向の時計回り及び反時計回り(図8の矢印参照)に発生しているため、破断を防止するためには両方の引っ張り応力を相殺することが望ましい。
しかし、下方からU字状連結部13を単純にプレスし、第2側壁12を第1側壁11に近接させるだけでは、応力集中点Pcにおける両引っ張り応力を相殺することはできない。当該引っ張り応力を相殺するためには応力集中点Pcに外力を作用させる別のパンチが必要となり、別途パンチを追加すれば製造装置のコストアップとなってしまう。
そこで、実施の形態1では、図8及び図9のように引っ張り応力が高くなる部位Pcに第3パンチ26cの先端肩部が圧接するように、第3パンチ26cを軸方向に移動させるのみで密着成形を可能にしている。
この結果、パンチ26cの上昇により引っ張り応力が集中している部位Pcでの応力状態を、引っ張り応力と反対方向から外力を作用させることで緩和させることができる。また当該引っ張り応力の緩和により、破断の発生を防止しつつ、第1側壁11と第2側壁12とを上述した180度曲げ保証値隙間の2倍以下にまで近接させ、又は図10のように密着させることができる。
この際に第1側壁11と第2側壁12とを近接させる第3パンチ26cの先端肩部の曲率半径R1は、ブランク材Bの板厚tの4倍程度とすることが望ましい。この4倍は、第3パンチ26cとブランク材Bとの位置ズレや、各々の形状バラつき等を考慮する必要があるためである。また、先端肩部の曲率半径R1が小さすぎれば、応力集中点Pcに先端肩部を圧接させたとしても、応力集中点Pcの周辺に応力集中が転移してしまい、破断を十分に防止することが出来なくなるためでもある。
(仕上げ工程)
図11は実施の形態1に係る製造方法を使用する製造装置の仕上げ工程完了時の要部拡大断面図である。
図11は実施の形態1に係る製造方法を使用する製造装置の仕上げ工程完了時の要部拡大断面図である。
仕上げ工程では、図11のようにブランク材Bをダイ22d及び受け型29により挟持した状態で、リブ10の先端部分及び根元部分の曲率半径r1、r2、r3をダイ22d及び第4パンチ26dによって小さく成形し、リブ10を完成させる。
本仕上げ工程は、リブ10の先端部分及び根元部分の曲率半径r1、r2、r3を小さくすることで図1のようにピストン2を摺動させる場合の摺動距離を拡大させるための工程である。従って、リブ10をピストンの摺動部分として使用しない場合には、上記のようにリブの先端や根元部分の曲率半径をあえて小さくしなくてもよい。
上述した実施の形態1は、以下の効果を奏する。
(a)実施の形態1に係る環状のリブ10を有するプレス成形品Wの製造方法及び当該製造方法を使用する製造装置によれば、ブランク材Bに第1絞り成形により第1側壁11を成形する。そして、第1絞り成形と方向が異なる第2絞り成形により第1側壁11と空間部Sを介して対向する第2側壁12を成形する。
そして、第2側壁12を第1側壁11に密着させることで環状のリブ10を成形している。
このため、プレスの成形限界を考慮しても3工程という少ない工程数で環状のリブを有するプレス成形品を簡単かつ迅速に製造することができる。また、少ない工程で迅速にプレス成形品が製造できることでプレス成形品のコスト低減にも貢献できる。
また、従来ではローラ等を使用し、何段階にも亘る工程を経て成形していたリブをプレス金型のみにより簡単かつ迅速に成形でき、加工工数を低減することができる。
(b)密着工程において使用するプレス金型はU字状連結部の中でも破断が起こるU字状連結部13の第2側壁側の部分に圧接させている。
このため、単純にプレス金型により絞り成形を行えば応力集中部位から破断が生じる所を、応力集中部位にプレス金型を当接させて外力をかけ、応力集中を緩和させることで破断の発生を防止することができる。
また、当該部分の破断の発生を防止することで第1側壁11と第2側壁12とを密着する程度に近接させることができる。
また、第1側壁11と第2側壁12との密着は、第3パンチ26cの軸方向移動によって可能にしたため、製造装置に別途金型部品を追加することなく側壁同士を近接又は密着させることができる。
(c)実施の形態1に係る密着工程前の第2絞り成形工程において、第1側壁11と第2側壁12との距離は180度曲げ保証値隙間の2倍以上としている。
このため、通常の180度曲げとは異なり、第1側壁11と第2側壁12に肉厚の差が生じるような場合であっても、U字状連結部13から破断が生じることなく、安定して第1側壁11と第2側壁12とを密着する程度にまで成形することができる。
(d)密着工程において使用する第3パンチ26cの先端肩部の曲率半径R1は、ブランク材の板厚の4倍程度確保するようにしている。このため、バラつきを考慮しても引っ張り応力集中部位に第3パンチ26cの先端肩部を圧接させることができ、また周辺部位に応力が転移することを防止することもできる。
(e)密着工程では破断が生じるU字状連結部13の付近である第2側壁12から第3パンチ26cにより第1側壁11に近接させるようにしている。このため、引っ張り応力により破断の生じる部位に当該引っ張り応力を緩和させる外力を付与することができ、第1側壁11と第2側壁12とを密着する程度に近接させることができる。
(f)環状のリブ10の側壁をシリンダとして利用し、内部でピストンを摺動させる場合には、リブ先端および根元部分の曲率半径の大きさを仕上げ工程にて密着工程完了時より小さく成形することで摺動部分をより拡大させることができる。
(g)実施の形態1に係る製造方法により製造したプレス成形品は、環状のリブが別部材ではなく、同一のブランク材から成形されている。このため、別部材を溶接しなくても環状のリブを有するプレス成形品を製造でき、部品コストの低減に貢献することができる。
また、第1側壁11と第2側壁12との距離を通常では出来ないブランク材Bの材料の180度曲げ保証値隙間の2倍以下にまで近接させている。このため、実施の形態1に係るプレス成形品を従来よりも幅広く使用することが可能となり、設計の自由度を向上させることができる。また、本発明に係るプレス成形品が種々の部品に幅広く使用できることで、各種部品の軽量化に貢献することもできる。
(実施の形態2)
図12から図16は実施の形態2に係る各製造工程におけるブランク材Bの成形状態を示す断面図である。なお、符号は実施の形態1と共通する部材は同一符号とし、実施の形態2に係るプレス成形品の製造装置は、基本的に実施の形態1と同様であるため省略する。
図12から図16は実施の形態2に係る各製造工程におけるブランク材Bの成形状態を示す断面図である。なお、符号は実施の形態1と共通する部材は同一符号とし、実施の形態2に係るプレス成形品の製造装置は、基本的に実施の形態1と同様であるため省略する。
実施の形態1ではリブ10をブランク材Bに1つ成形したが、実施の形態2では、以下のようにブランク材Bの一方の板面に複数成形するようにしている。
(第1絞り成形工程)
第1絞り成形工程では、図12の矢印のように上方から下方に第1絞り成形を行って2つの第1側壁11a、11bと、底壁14a,14bを成形する。第1側壁11a、11bは段差付の金型を使用して1度に成形してもよく、2段階に分けて行ってもよい。
第1絞り成形工程では、図12の矢印のように上方から下方に第1絞り成形を行って2つの第1側壁11a、11bと、底壁14a,14bを成形する。第1側壁11a、11bは段差付の金型を使用して1度に成形してもよく、2段階に分けて行ってもよい。
ここで、2つの第1側壁11a、11bの間隔は、少なくともブランク材Bの板厚の8倍以上確保する必要がある。
図15のように第3パンチ26cの先端肩部の曲率半径R1として板厚tの4倍と、第2側壁分の板厚と、第1側壁11bと第2側壁12bとの間の距離として板厚の2倍と、第1側壁分の板厚とを加えた間隔が少なくとも必要になるためである。
なお、図15では板厚や絞り成形の際の絞り深さにより第1側壁11bと第2側壁12bの板厚が変動するため、第1側壁11bと第2側壁12bの板厚を便宜的に絞り成形前の1tで図示している。上述のように絞り成形により第1側壁11bは厚肉に、第2側壁12bは薄肉になるため、その点も考慮して第1側壁11a、11bの間隔はブランク材の板厚の8倍以上とする必要がある。
(第2絞り成形工程)
第2絞り成形工程では、図13の矢印のように底壁14aを下方から上方に立ち上げて第2側壁12aを成形する。
第2絞り成形工程では、図13の矢印のように底壁14aを下方から上方に立ち上げて第2側壁12aを成形する。
(第1密着工程)
第1密着工程では、図14の矢印のようにパンチを第2側壁12aの下方から上方に向かって移動させ、第2側壁12aを第1側壁11aに密着させて第1リブ10aを成形する。
第1密着工程では、図14の矢印のようにパンチを第2側壁12aの下方から上方に向かって移動させ、第2側壁12aを第1側壁11aに密着させて第1リブ10aを成形する。
(第3絞り成形工程)
第3絞り成形工程では、図15の矢印のように底壁14bを下方から上方に絞り成形を行い、第2側壁12bを成形する。その際に使用するパンチ及びそれ以外の金型部品は、既に成形された第1リブ10aを潰さないために、形状が複雑になってもできるだけブランク材の形状と一致させる必要がある。
第3絞り成形工程では、図15の矢印のように底壁14bを下方から上方に絞り成形を行い、第2側壁12bを成形する。その際に使用するパンチ及びそれ以外の金型部品は、既に成形された第1リブ10aを潰さないために、形状が複雑になってもできるだけブランク材の形状と一致させる必要がある。
(第2密着工程)
第2密着工程では、図16の矢印のようにパンチを第2側壁12bの下方から上方に向かって移動させ、第2側壁12bが第1側壁11bに密着するように第2側壁12bを第1側壁11bに近接させて第2リブ10bを成形する。
第2密着工程では、図16の矢印のようにパンチを第2側壁12bの下方から上方に向かって移動させ、第2側壁12bが第1側壁11bに密着するように第2側壁12bを第1側壁11bに近接させて第2リブ10bを成形する。
(仕上げ工程)
仕上げ工程は図示しないが、実施の形態1と同様に第1リブ10a及び第2リブ10bの先端及び根元部分の曲率半径を密着工程完了時に成形された曲率半径より小さく成形する。
仕上げ工程は図示しないが、実施の形態1と同様に第1リブ10a及び第2リブ10bの先端及び根元部分の曲率半径を密着工程完了時に成形された曲率半径より小さく成形する。
なお、リブを複数成形する場合の成形順序は内側からであっても外側からであってもよい。但し、型の形状は寸法安定性を考慮してできるだけ成形形状に一致させ、既に成形されたリブを潰さない点に留意する必要がある。
図17は環状のリブを中心位置が同軸で設けた場合と異なって設けた場合の平面図である。環状のリブ10を複数設ける場合に、複数の環状のリブ10の中心軸線は図17(A)のように同軸であってもよく、また図17(B)のように異軸であってもよい。環状リブを成形する場合、ピッチを上述のようにブランク材の板厚の8倍以上設定すれば、中心軸線が異軸の場合でも成形でき、設計の自由度を向上させることができる。
上述した実施の形態2は、以下の効果を奏する。
(a)実施の形態2に係る環状のリブ10a、10bを有するプレス成形品Wの製造方法及び当該製造方法を使用する製造装置によれば、既に成形したリブ10aを潰さずに成形形状に一致したパンチ及び金型部品を使用して成形を行っている。このため、環状のリブ10が複数突出するプレス成形品を、簡単かつ迅速に成形することができる。
(b)隣接する第1側壁11a、11bのピッチとして、上述のようにブランク材の板厚の8倍以上のピッチを取ることにより、環状のリブを複数成形することができる。
(c)環状のリブを実施の形態2に係る方法により複数有するプレス成形品は、部品強度やレイアウト等の様々な要求に対応してリブを複数成形することができるため、設計の自由度を向上させることができる。
(d)上記方法によりプレス成形品の複数のリブを、中心軸線と同軸又は異軸に成形できることで、様々な位置にリブが配置されたプレス成形品ができるため、設計の自由度をさらに向上させることができる。
(実施の形態3)
図18から図22は実施の形態3に係る各製造工程におけるブランク材Bの成形状態を示す断面図である。実施の形態2ではリブをブランク材Bの下面、つまり同一面側に成形したが、上下両面に成形することも可能である。
図18から図22は実施の形態3に係る各製造工程におけるブランク材Bの成形状態を示す断面図である。実施の形態2ではリブをブランク材Bの下面、つまり同一面側に成形したが、上下両面に成形することも可能である。
(第1、第2絞り成形工程)
第1絞り成形では、図18の矢印のように下方から上方に絞り成形を行い、第1側壁11c及び底壁14cを成形する。第2絞り成形では上方から下方に絞り成形を行い、第1側壁11d及び底壁14dを成形する。第1絞り成形と第2絞り成形は形状が再現できれば順序が逆転してもよい。
第1絞り成形では、図18の矢印のように下方から上方に絞り成形を行い、第1側壁11c及び底壁14cを成形する。第2絞り成形では上方から下方に絞り成形を行い、第1側壁11d及び底壁14dを成形する。第1絞り成形と第2絞り成形は形状が再現できれば順序が逆転してもよい。
(第3絞り成形工程)
第3絞り成形工程では、図19の矢印のように底壁14cを上方から下方に押し下げて、空間部Sを介して第1側壁11cと対向する第2側壁12cを成形する。
第3絞り成形工程では、図19の矢印のように底壁14cを上方から下方に押し下げて、空間部Sを介して第1側壁11cと対向する第2側壁12cを成形する。
(第1密着工程)
第1密着工程では、図20の矢印のように第2側壁12cの上方からパンチを下降させ、第2側壁12cを第1側壁11cに密着させて第1リブ10cを成形する。
第1密着工程では、図20の矢印のように第2側壁12cの上方からパンチを下降させ、第2側壁12cを第1側壁11cに密着させて第1リブ10cを成形する。
(第4絞り成形工程)
第4絞り成形工程では、図21の矢印のように底壁14dを下方から上方に立ち上げて、空間部Sを介して第1側壁11dと対向する第2側壁12dを成形する。
第4絞り成形工程では、図21の矢印のように底壁14dを下方から上方に立ち上げて、空間部Sを介して第1側壁11dと対向する第2側壁12dを成形する。
(第2密着工程)
第2密着工程では、図22の矢印のように第2側壁12d付近からパンチを上昇させ、第2側壁12dを第1側壁11dに密着させて第2リブ10dを成形する。
第2密着工程では、図22の矢印のように第2側壁12d付近からパンチを上昇させ、第2側壁12dを第1側壁11dに密着させて第2リブ10dを成形する。
実施の形態3に係るプレス成形品の製造方法によれば、ブランク材Bの板面において上下両面に突出するリブを成形することができる。
上述した実施の形態3は、以下の効果を奏する。
(a)実施の形態3に係る環状のリブ10を有するプレス成形品Wの製造方法及び当該製造方法による製造装置によれば、複数の絞り成形を行う方向を変えることで環状のリブ10が上下に突出したプレス成形品を簡単かつ迅速に成形することができる。
(b)実施の形態3に係る製造方法により成形されたプレス成形品は、平板部の両面からリブを配置できるため、強度やレイアウト等の様々な要求に対応でき、使用範囲が拡大し、設計の自由度を向上させることができる。
(実施の形態4)
図23~図26は実施の形態4に係るプレス成形品の製造方法の説明に供する断面図、図27及び図28(A)~(C)は実施の形態4のプレス成形品の変形例を示す断面図である。実施の形態2では、図2(D)に示すように環状のリブ10の径方向内側に形成された底壁14と環状リブ10の径方向外側に形成されたフランジ部18a、18bとが同一高さとなるプレス成形品について説明した。しかしながら、環状リブ10から底壁14とフランジ部18a、18bとは、図26に示すように同一高さに形成されなくてもよい。
図23~図26は実施の形態4に係るプレス成形品の製造方法の説明に供する断面図、図27及び図28(A)~(C)は実施の形態4のプレス成形品の変形例を示す断面図である。実施の形態2では、図2(D)に示すように環状のリブ10の径方向内側に形成された底壁14と環状リブ10の径方向外側に形成されたフランジ部18a、18bとが同一高さとなるプレス成形品について説明した。しかしながら、環状リブ10から底壁14とフランジ部18a、18bとは、図26に示すように同一高さに形成されなくてもよい。
(第1絞り成形工程)
実施の形態4に係るプレス成形品は以下のように成形する。なお、実施の形態4に係るプレス成形品の製造装置の構成は実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
実施の形態4に係るプレス成形品は以下のように成形する。なお、実施の形態4に係るプレス成形品の製造装置の構成は実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
まず、第1絞り成形工程では実施の形態1と同様に、図3及び図4に示す第1パンチ26aとダイ22との間にブランク材Bを搬入し、パンチ26aをダイ27aに向かって下降させ、絞り成形を行う。これによってブランク材Bには図23に示すようにフランジ部18cと、第1側壁11e及び底壁14eからなる凹部16と、が形成される。
(第2絞り成形工程)
次に、第2絞り成形工程において、図5に示すように補助型28とダイ22との間に第1絞り成形後のブランク材Bを搬入し、補助型28を下降させ、凹部16内に進入させる。そして、パンチ26bを上昇させ、第1側壁11eと第2側壁12eとがU字状連結部13eを介して連結状態となるように第1側壁11eに180度曲げを行う。
次に、第2絞り成形工程において、図5に示すように補助型28とダイ22との間に第1絞り成形後のブランク材Bを搬入し、補助型28を下降させ、凹部16内に進入させる。そして、パンチ26bを上昇させ、第1側壁11eと第2側壁12eとがU字状連結部13eを介して連結状態となるように第1側壁11eに180度曲げを行う。
実施の形態1では、図2(D)に示す底壁14とフランジ部18a、18bとが同一高さになるまで絞り成形を行った。これに対し、実施の形態4ではダイ27bの高さを調整し、ダイ27bを凹部16内に進入する高さに形成してパンチ26bを上昇させ、絞り成形を行う。これによって底壁14eは図24に示すようにフランジ部18cよりも低い高さの位置にまで絞り成形が行なわれる。
(密着工程、仕上げ工程)
密着工程及び仕上げ工程は実施の形態1と同様であるため詳細な説明は省略するが、密着工程では図25に示すようにパンチ26cを用いて第2側壁12eを第1側壁11eに近接乃至密着させる。そして、仕上げ工程において図26に示すように環状リブ10eの先端部分及び根元部分の曲率半径を密着工程時に成形された曲率半径よりも小さく成形する。
密着工程及び仕上げ工程は実施の形態1と同様であるため詳細な説明は省略するが、密着工程では図25に示すようにパンチ26cを用いて第2側壁12eを第1側壁11eに近接乃至密着させる。そして、仕上げ工程において図26に示すように環状リブ10eの先端部分及び根元部分の曲率半径を密着工程時に成形された曲率半径よりも小さく成形する。
図26では底壁14eがフランジ部18cよりも低くなるように形成されるが、ダイ27bをフランジ部18cの上面から上方に離間する高さに形成し、第2絞り成形を行ってもよい。これによって、図27に示すように底壁14eがフランジ部18cよりも高いプレス成形品を成形することもできる。
さらにプレス成形品の底壁14eの部分を打ち抜くことも可能である。つまり、図25に示す密着工程後のブランク材Bに第2側壁12eと同径の打ち抜きパンチを用いて打ち抜き加工を行う。これによって、図28(A)に示すように打ち抜き加工により形成された端面14fがフランジ部18cよりも低く形成されたプレス成形品を成形することができる。
また、打ち抜き加工前の底壁14eの高さを図25よりも高く形成し、打ち抜き加工を行うことによって、図28(B)に示すように端面14fとフランジ部18cとが同一高さとなるプレス成形品を成形することもできる。さらに図27に示す底壁14eがフランジ部18cよりも高く形成されたブランク材Bを打ち抜くことによって、図28(C)に示すように端面14fがフランジ部18cよりも高く形成されたプレス成形品を成形することもできる。
上述した実施の形態4は以下の効果を奏する。
第2絞り成形工程においてダイ27bの高さを調整することによって底壁14eとフランジ部18cの高さが異なるプレス成形品を成形することができる。
このように実施の形態4に係るプレス成形品を用いることによって、軸方向に高さの異なる底壁が形成された部品にもスペーサー等を用いることなく取り付けが可能になる。上述のように底壁14eとフランジ部18cの高さを調整できることによって設計の自由度が向上し、別部品を溶接しなくても底壁の高さが異なる環状リブを有するプレス成形品を成形できることによってコスト低減にも寄与することができる。
また、プレス成形品の底壁14eの部分を打ち抜くことによって、相手部品を挿通させて取付けるようなプレス成形品であっても本実施形態に係る方法により成形が可能となり、設計の自由度をさらに向上させることができる。
(実施の形態5)
図29は実施の形態5に係るプレス成形品を示す断面図、図30~図33は実施の形態5に係るプレス成形品の製造方法の説明に供する断面図である。実施の形態1~4では環状のリブ10の径方向外側に図2に示すフランジ部18a、18bを有するプレス成形品について説明した。しかしながら、本実施形態に係る方法によって図29に示すようなフランジ部を有さないプレス成形品を成形することも可能である。
図29は実施の形態5に係るプレス成形品を示す断面図、図30~図33は実施の形態5に係るプレス成形品の製造方法の説明に供する断面図である。実施の形態1~4では環状のリブ10の径方向外側に図2に示すフランジ部18a、18bを有するプレス成形品について説明した。しかしながら、本実施形態に係る方法によって図29に示すようなフランジ部を有さないプレス成形品を成形することも可能である。
(第2絞り成形工程)
本実施形態では、図30に示すように、既に絞り成形が行われて第1側壁11fが成形され、第1側壁11fよりも径方向外側にフランジ部を有さないブランク材Bを用意する。第1側壁11fを成形する工程は実施の形態1における第1絞り成形工程と同様であるため説明を省略する。また、フランジ部をトリムするトリミング加工は公知に属するため、ここでは説明を省略し、第2絞り成形工程から説明を行うこととする。
本実施形態では、図30に示すように、既に絞り成形が行われて第1側壁11fが成形され、第1側壁11fよりも径方向外側にフランジ部を有さないブランク材Bを用意する。第1側壁11fを成形する工程は実施の形態1における第1絞り成形工程と同様であるため説明を省略する。また、フランジ部をトリムするトリミング加工は公知に属するため、ここでは説明を省略し、第2絞り成形工程から説明を行うこととする。
第2絞り成形工程のプレス部20Bを構成するダイ27bは、図30に示すように第1側壁11fの内径と同程度の外径の凸部を有する。また、ブランクホルダ24は絞り成形を行った際に第1側壁11fが外側に変形することを防止するために、第1側壁11fの外径と同程度の内径を有するように形成されている。
このようにダイ27b及びブランクホルダ24が構成されることによって、プレス成形品にフランジ部が形成されなくてもブランク材Bを固定した状態で絞り成形を行うことができる。
第2絞り成形工程では、図30に示すようにダイ27b及びブランクホルダ24によってブランク材Bを固定し、パンチ26bをダイ27bに向けて下降させ、絞り成形を行う。これによって、図31に示すようにブランク材Bに第2側壁12f及びU字状連結部13fが形成される。
(密着工程)
密着工程におけるプレス部20Cを構成するダイ29は、図32に示すように第1側壁11fの内径と同程度の凸部を有し、ブランクホルダ24は第1側壁11fの外径と同程度の内径を有するように形成されている。
密着工程におけるプレス部20Cを構成するダイ29は、図32に示すように第1側壁11fの内径と同程度の凸部を有し、ブランクホルダ24は第1側壁11fの外径と同程度の内径を有するように形成されている。
このような状態でダイ29にブランク材Bが載置されると、ブランクホルダ24が下降してブランク材Bを固定する。そしてパンチ26cが実施の形態1と同様にU字状連結部13fにおける第2側壁側の円弧状板部を押しながら絞り成形を行うことによって、図32に示すように第2側壁12fが第1側壁11fに近接乃至密着する。
(仕上げ工程)
仕上げ工程では、図33に示すようにブランク材Bをブランクホルダ24及びダイ29によって固定した状態で、環状リブ10の先端部分及び根元部分の曲率半径をパンチ26dによって密着工程時よりも小さい曲率半径に成形する。
仕上げ工程では、図33に示すようにブランク材Bをブランクホルダ24及びダイ29によって固定した状態で、環状リブ10の先端部分及び根元部分の曲率半径をパンチ26dによって密着工程時よりも小さい曲率半径に成形する。
上述した実施の形態5は以下の効果を奏する。
フランジ部のないブランク材Bをダイホルダ24及びダイ29によって固定した状態で第2絞り成形工程において第2側壁12f及びU字状連結部13fを成形する。
そして、密着工程において第2側壁12fを第1側壁11fに近接乃至密着させ、仕上げ工程を行うことによって、フランジ部を有さないプレス成形品を鋳造や鍛造によらずに成形することができる。このように本実施形態に係る方法によってフランジ部のないプレス成形品を製造できることによって設計の自由度をさらに向上させることができる。
(実施の形態6)
図34は実施の形態6に係るプレス成形品を示す断面図、図35~図39は実施の形態6に係るプレス成形品の製造方法の説明に供する断面図、図40は実施の形態6に係るプレス成形品の変形例を示す断面図である。実施の形態1~5では、図8に示すように密着工程においてプレス成形品における径方向内側からパンチ26cをU字状連結部13の第2側壁側の部位に当接させて絞り成形を行った。しかしながら、図34に示すように側壁を3枚以上積層して環状リブを形成する場合、径方向外側からパンチを当接させて密着工程を行うことも可能である。
図34は実施の形態6に係るプレス成形品を示す断面図、図35~図39は実施の形態6に係るプレス成形品の製造方法の説明に供する断面図、図40は実施の形態6に係るプレス成形品の変形例を示す断面図である。実施の形態1~5では、図8に示すように密着工程においてプレス成形品における径方向内側からパンチ26cをU字状連結部13の第2側壁側の部位に当接させて絞り成形を行った。しかしながら、図34に示すように側壁を3枚以上積層して環状リブを形成する場合、径方向外側からパンチを当接させて密着工程を行うことも可能である。
本実施形態においては、図34に示すように第1側壁11g、第2側壁12gに加えて第1側壁11gの径方向外側に第3側壁19を形成し、第1側壁11g、第2側壁12g、及び第3側壁19からなる環状リブ10gを成形する。第1側壁11g及び第2側壁12gまでの成形方法は実施の形態1と同様であるため説明を省略する。また、第3側壁19を形成する工程を第3絞り成形工程と称する。
(第3絞り成形工程)
第3絞り成形工程におけるプレス部20Eを構成するパンチ26eは、図35に示すように第1側壁11gの径方向外側に第3側壁19を形成できるように凹部を有する。パンチ26eの凹部の径は、上述のように絞り成形を行う際にブランク材Bに破断が生じないように、180度曲げ保証値隙間である2tと新たに形成される第3側壁19の板厚とを加えた3t以上第1側壁11gの外径から離間している。
第3絞り成形工程におけるプレス部20Eを構成するパンチ26eは、図35に示すように第1側壁11gの径方向外側に第3側壁19を形成できるように凹部を有する。パンチ26eの凹部の径は、上述のように絞り成形を行う際にブランク材Bに破断が生じないように、180度曲げ保証値隙間である2tと新たに形成される第3側壁19の板厚とを加えた3t以上第1側壁11gの外径から離間している。
ダイ29は第2側壁12gの内径と同程度の外径の凸部を有し、凸部の高さはブランク材Bの高さと同程度となるように構成されている。
第3絞り成形工程では、ブランク材Bを図35に示すようにダイ29に載置して固定し、パンチ26eを下降させ、絞り成形を行う。これによって第1側壁11gよりも外側には図36に示すように第3側壁19及びU字状連結部13gが形成される。
(密着工程)
密着工程におけるプレス部20Cを構成するダイ29は、図37に示すように、ブランク材Bを固定できるように第2側壁12gと同程度の内径を有する凸部を有する。凸部の高さは実施の形態5と同様にブランク材Bの高さと同程度に形成されている。また、パンチ26cは、図38に示すように、第3側壁19を第1側壁11gに密着できるように第1側壁11gの外径にブランク材Bの板厚を加えた程度の内径の凹部を有する。
密着工程におけるプレス部20Cを構成するダイ29は、図37に示すように、ブランク材Bを固定できるように第2側壁12gと同程度の内径を有する凸部を有する。凸部の高さは実施の形態5と同様にブランク材Bの高さと同程度に形成されている。また、パンチ26cは、図38に示すように、第3側壁19を第1側壁11gに密着できるように第1側壁11gの外径にブランク材Bの板厚を加えた程度の内径の凹部を有する。
第3側壁19を第1側壁11g及び第2側壁12gに近接乃至密着させる場合、本密着工程では第1側壁11g及び第2側壁12gを第3側壁19に近接させるのではなく、第3側壁19を第1側壁11g及び第2側壁12gに近接させるように絞り成形を行う。
実施の形態1では、第1側壁11よりも第2側壁12の方が板厚が薄く形成されることによって、図8に示すU字状連結部13よりも内側である第2側壁側の部位Pcに応力が集中すると説明した。
これに対し、本実施形態において密着工程時には第1側壁11gと第2側壁12gとが既に密着しており、第1側壁11gと第2側壁12gとは一体化されているものと考えることができる。第1側壁11gと第2側壁12gとが一体化されたものと第3側壁19の板厚を比較すれば第3側壁19の板厚の方が薄い。そのため、第1側壁11g及び第2側壁12gを第3側壁19に近接させようとすると、U字状連結部13gにおける第3側壁19側の部位Pcが相対的に薄く形成されているため、部位Pcに応力が集中して破断してしまうおそれがある。
そこで、本実施形態では図37に示すように、パンチ26cの先端肩部R2をU字状連結部13gの中でも応力が集中する第3側壁側の部位Pcに当接させる。そしてパンチ26cを下降させて絞り成形を行い、図38に示すように第3側壁19を第1側壁11gに密着させることによって環状リブ10gを成形する。
(仕上げ工程)
仕上げ工程では、図39に示すようにブランク材Bをダイ29により固定した状態で、上記実施の形態と同様に環状リブ10gの先端部分及び根元部分の曲率半径をパンチ26dによって密着工程時よりも小さく成形する。
仕上げ工程では、図39に示すようにブランク材Bをダイ29により固定した状態で、上記実施の形態と同様に環状リブ10gの先端部分及び根元部分の曲率半径をパンチ26dによって密着工程時よりも小さく成形する。
なお、本実施形態に係る側壁が3枚以上積層されたプレス成形品に、図40に示すように、実施の形態4において説明した打ち抜き加工を図中下方から上方に向けて行ってもよい。また、環状リブ10gにおける側壁の積層枚数は3枚でなくてもよい。
上述した実施の形態6は以下の効果を奏する。
第1側壁11gの径方向外側に第3側壁19を形成し、U字状連結部13gにおける第3側壁19側の部位Pcに径方向外側からパンチ26cを当接させ、絞り成形を行う。これによって新たに成形された第3側壁19に亀裂を生じさせることなく、側壁を3枚以上積層させて環状リブ10gを形成することができる。このように本実施形態に係る製造方法を用いれば、ブランク材の板厚より十分に大きい厚さのリブを有するプレス成形品であっても製造することができ、他の部品を溶接等する必要がない分、コスト低減に寄与することができる。
また、3枚以上の側壁からなるプレス成形品についても実施の形態4と同様に底壁部分を打ち抜けることによって、本実施形態に係る製造方法の適用範囲を拡大でき、部品の軽量化、コスト低減に寄与することができる。
なお、実施の形態1から6に係る製造方法は、回転体形状の部品に利用する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、回転体形状でない部品に環状のリブを成形することも可能である。また、多角形状、直線状、円弧状など、環状ではないリブを成形する際にも、本発明を適用することができる。
本出願は、2011年7月14日に出願された日本特許出願番号2011-156130号及び2012年3月12日に出願された日本特許出願番号2012-055122号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。
1 ドラム、
10 環状のリブ、
11 第1側壁、
12 第2側壁、
13 U字状連結部、
14 底壁、
14f 端面、
16 凹部、
17 開口部、
18a~18c フランジ部、
19 第3側壁
20A 第1プレス部、
20B 第2プレス部、
20C 第3プレス部、
22 ダイ、
22d (仕上げ工程時に使用する)ダイ、
26a 第1のパンチ(第1プレス金型)、
26b 第2のパンチ(第2プレス金型)、
26c 第3のパンチ(第3プレス金型)、
27a ダイ、
29 受け型、
B ブランク材、
R1 第3パンチ先端部分の曲率半径、
r1 環状のリブ先端部分の曲率半径、
r2 環状のリブ根元部分の曲率半径、
r3 環状のリブ根元部分の曲率半径、
S 空間部、
t ブランク材の板厚。
10 環状のリブ、
11 第1側壁、
12 第2側壁、
13 U字状連結部、
14 底壁、
14f 端面、
16 凹部、
17 開口部、
18a~18c フランジ部、
19 第3側壁
20A 第1プレス部、
20B 第2プレス部、
20C 第3プレス部、
22 ダイ、
22d (仕上げ工程時に使用する)ダイ、
26a 第1のパンチ(第1プレス金型)、
26b 第2のパンチ(第2プレス金型)、
26c 第3のパンチ(第3プレス金型)、
27a ダイ、
29 受け型、
B ブランク材、
R1 第3パンチ先端部分の曲率半径、
r1 環状のリブ先端部分の曲率半径、
r2 環状のリブ根元部分の曲率半径、
r3 環状のリブ根元部分の曲率半径、
S 空間部、
t ブランク材の板厚。
Claims (13)
- ブランク材に第1側壁及び底壁からなる凹部を成形する第1絞り成形工程と、
前記底壁を前記第1絞り成形とは逆の方向から立ち上がらせることで、前記第1側壁と空間部を介して対向し一体に連結された環状の第2側壁を成形する第2絞り成形工程と、
前記第1側壁と前記第2側壁とを近接させてリブを成形する密着工程と、
を有するプレス成形品の製造方法。 - 前記密着工程では、前記第1側壁の端部と前記第2側壁の端部とを連結するU字状連結部の前記第2側壁側の円弧状板部に外力を付与することを特徴とする請求項1に記載のプレス成形品の製造方法。
- 前記第2絞り成形工程における、前記第1側壁と前記第2側壁との間の空間部の距離は、前記ブランク材を180度折り曲げても破断しない最小の隙間である180度曲げ保証値隙間の少なくとも2倍の距離としたことを特徴とする請求項1または2に記載のプレス成形品の製造方法。
- 前記密着工程で使用するプレス金型の先端肩部の曲率半径は、前記ブランク材の板厚の少なくとも4倍の曲率半径を有することを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のプレス成形品の製造方法。
- 前記密着工程では、前記第2側壁を前記第1側壁に近接させることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のプレス成形品の製造方法。
- 前記プレス成形品の前記リブ先端及び根元部分の曲率半径は、前記密着工程後のリブ先端及び根元部分の曲率半径より小さく成形したことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のプレス成形品の製造方法。
- 前記リブを複数成形する場合は、隣接する前記第1側壁同士のピッチを前記ブランク材の板厚の8倍以上としたことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のプレス成形品の製造方法。
- 相対的に近接離間する第1プレス金型とダイとを有し、当該第1プレス金型を前記ダイに向かって移動し、ブランク材に第1側壁及び底壁からなる凹部を第1絞り成形により成形する第1プレス部と、
相対的に近接離間する補助型と第2プレス金型とを有し、前記補助型を前記凹部内に収容した状態で前記第2プレス金型により前記底壁を前記第1絞り成形とは逆の方向から立ち上がらせ、前記第1側壁と空間部を介して対向する第2側壁を第2絞り成形により成形する第2プレス部と、
相対的に近接離間する受け型と第3プレス金型とを有し、前記第1側壁と前記第2側壁とを連結するU字状連結部の第2側壁側の円弧状板部に前記第3プレス金型を圧接させると共に、前記受け型に向かって移動することで、前記第1側壁と前記第2側壁とを近接させてリブを成形する第3プレス部と、
を有することを特徴とするプレス成形品の製造装置。 - 前記第3プレス金型の先端部分の曲率半径は、前記ブランク材の板厚の少なくとも4倍としたことを特徴とする請求項8に記載のプレス成形品の製造装置。
- ブランク材の板面から垂下した環状の第1側壁と、
U字状連結部を介して成形され、前記第1側壁と対向するように設けられた第2側壁と、を有し、
前記U字状連結部の先端から前記第1側壁と前記第2側壁の根元までが近接され、
前記第1側壁と前記第2側壁との間には、前記ブランク材を180度折り曲げても破断しない最小の隙間である180度曲げ保証値隙間の2倍以下の隙間が設けられていることを特徴とするプレス成形品。 - 前記リブは、前記ブランク材の平板部分から前記プレス成形品の軸線方向に略平行に伸延するように複数個成形したことを特徴とする請求項10に記載のプレス成形品。
- 前記リブが複数成形された前記プレス成形品において、前記リブは環状のリブであり、前記環状のリブの中心軸線が同軸又は異軸となるように成形されたことを特徴とする請求項11に記載のプレス成形品。
- 前記リブは、前記ブランク材の板面の上下両面に設けられたことを特徴とする請求項11又は12に記載のプレス成形品。
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2012
- 2012-03-12 JP JP2012055122A patent/JP5974554B2/ja active Active
- 2012-07-12 WO PCT/JP2012/067861 patent/WO2013008892A1/ja active Application Filing
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