JP2020006422A - インパクト成形方法及びそれにより製造されるインパクト成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】スラグに加工油を塗布して有底筒形状のインパクト成形品を成形する場合に、加工精度が高いものとすることができるインパクト成形方法を提供する。【解決手段】このインパクト成形方法は、加工油が塗布されたスラグ２を金型３に配置し、パンチ３１によりスラグ２に衝撃を与えて金属流動させることにより有底筒形状のインパクト成形品１を成形するインパクト成形方法において、金型３は、インパクト成形品１の外面に対応する形状の内面を有する凹部３ａが設けられており、パンチ３１は、インパクト成形品１の内面に対応する形状の端面３１ａ及び側面を有しており、スラグ２は、パンチ３１の端面３１ａが接する第１面において周縁近傍平坦部２２の内側に突起部２１が形成されている【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、有底筒形状のインパクト成形品を成形するインパクト成形方法及びそれにより製造されるインパクト成形品に関する。

従来より、プレス加工方法の一つとしてインパクト成形方法が知られている。インパクト成形方法は、スラグと呼ばれる平板状の金属材料のものを金型に配置し、パンチでスラグに衝撃を与えることにより、スラグが押し潰されて所定の形状のインパクト成形品に成形されるものである。スラグには、通常、成形時の焼き付きを防止するために加工油や潤滑剤などが塗布される。インパクト成形方法は、各種の形状の成形に用いられており、その形状に応じた様々な改良が提案されている。

例えば、特許文献１には、有底筒形状のインパクト成形品を成形するインパクト成形方法であって、スラグの下面中央に平底突起部を設けてスラグ下面に段部を形成しその段部と金型（型材）との間の一定容量の空間部分にグリース状の潤滑剤を保有させることで、その潤滑剤が適量となるようにするインパクト成形方法が開示されている。特許文献２には、金属チューブ状容器を成形するインパクト成形方法であって、その口部及び閉鎖膜近傍に亀裂や表面欠陥が発生しないように、スラグを、中心部とその周りに設けられた環状の外周部とから形成し、外周部の肉厚が外周部の端部から半径方向内側に向かって連続して徐々に厚くなるようにしたインパクト成形方法が開示されている。

実開昭５０−１９９４７号公報 特開２０１６−７８１２０号公報

しかし、スラグに加工油を塗布して有底筒形状のインパクト成形品を成形する場合、インパクト成形品の底部の内面の周縁に溜まった加工油により、図６に示すように、加工精度が損なわれ易い。なお、図６に示す符号１０１ａ、１０１ｂはそれぞれ、インパクト成形品の底部、筒形状側部を示している。

本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、スラグに加工油を塗布して有底筒形状のインパクト成形品を成形する場合に、加工精度が高いものとすることができるインパクト成形方法及びそれを用いて製造されるインパクト成形品を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のインパクト成形方法は、加工油が塗布されたスラグを金型に配置し、パンチにより該スラグに衝撃を与えて金属流動させることにより有底筒形状のインパクト成形品を成形するインパクト成形方法において、前記金型は、前記インパクト成形品の外面に対応する形状の内面を有する凹部が設けられており、前記パンチは、前記インパクト成形品の内面に対応する形状の端面及び側面を有しており、前記スラグは、前記パンチの端面が接する第１面において周縁近傍平坦部の内側に突起部が形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載のインパクト成形方法は、請求項１に記載のインパクト成形方法において、前記スラグの前記突起部の平面視の輪郭線は、前記パンチの前記端面の輪郭線と同じか、或いは相似形とされた又は差が輪郭線全体で一定であるようにされた拡大又は縮小した形状であることを特徴とする。

請求項３に記載のインパクト成形品は、請求項１又は２に記載のインパクト成形方法を用いて製造されることを特徴とする。

本発明に係るインパクト成形方法及びインパクト成形品によれば、スラグに加工油を塗布して有底筒形状のインパクト成形品を成形する場合に、加工精度が高いものとすることができる。

本発明の実施形態に係るインパクト成形方法により成形されるインパクト成形品の一例を示すものであって、（ａ）が平面図、（ｂ）が底面図である。 同上のインパクト成形方法により成形される図１Ａで示したインパクト成形品を示すものであって、（ａ）が図１Ａ（ａ）のＡ−Ａで示す第１の方向で切断した端面図、（ｂ）が図１Ａ（ａ）のＢ−Ｂで示す第２の方向で切断した端面図である。 同上のインパクト成形方法に用いられるスラグの一例を示すものであって、（ａ）が平面図、（ｂ）が底面図である。 同上のインパクト成形方法に用いられる図２Ａで示したスラグを示すものであって、（ａ）が図２Ａ（ａ）のＣ−Ｃで示す第１の方向で切断した端面図、（ｂ）が図２Ａ（ａ）のＤ−Ｄで示す第２の方向で切断した端面図である。 同上のインパクト成形方法における成形装置を第１の方向で切断した端面図であって、（ａ）がパンチの端面がスラグに当たる前の状態のもの、（ｂ）がパンチがスラグを押し潰してインパクト成形品を成形した状態のものである。 同上のインパクト成形方法における成形装置を第２の方向で切断した端面図であって、（ａ）がパンチの端面がスラグに当たる前の状態のもの、（ｂ）がパンチがスラグを押し潰してインパクト成形品を成形した状態のものである。 同上のインパクト成形方法における図３Ａのスラグ又はインパクト成形品の近傍を拡大して示す端面図であって、（ａ）がパンチの端面がスラグに当たる前の状態のもの、（ｂ）がパンチがスラグを押し潰してインパクト成形品を成形した状態のものである。 同上のインパクト成形方法における図３Ｂのスラグ又はインパクト成形品の近傍を拡大して示す端面図であって、（ａ）がパンチの端面がスラグに当たる前の状態のもの、（ｂ）がパンチがスラグを押し潰してインパクト成形品を成形した状態のものである。 同上のインパクト成形方法により成形されたインパクト成形品の試作品を第１の方向で切断した断面写真であって、（ａ）が全体を示すもの、（ｂ）が底部の内面の周縁近傍を拡大して示すものである。 従来の有底筒形状のインパクト成形品の底部の内面の周縁近傍を示す拡大断面写真である。

本発明の実施形態を、以下説明する。本発明の実施形態に係るインパクト成形方法は、図１Ａ（ａ）、（ｂ）及び図１Ｂ（ａ）、（ｂ）に例示するようなインパクト成形品１を成形するものである。インパクト成形品１は、有底筒形状であって、底部１ａとそれに垂直になるように形成される筒形状側部１ｂを有するものである。インパクト成形品１は、後述するように、パンチ３１よりスラグ２に衝撃を与えて金属流動させることにより成形して製造するものなので、製造上の一般的な制約は有るが、底部１ａ及び筒形状側部１ｂにおいて様々な形状が可能である。

底部１ａは、例えば、内面（底面）を、周縁（輪郭線）１ａａがトラック形状、つまり一対の対辺同士が線対称で直線状であり他の一対の対辺同士が線対称で弧状であるようにすることができ（図１Ａ（ａ）参照）る。また、内面（底面）に段差（例えば、図１Ａ（ａ）及び図１Ｂ（ｂ）に示す段差１ａｂなど）を設けることも可能である。底部１ａの外面は、平坦で周縁（輪郭線）が円形状であるようにすることができる（図１Ａ（ｂ）参照）。

筒形状側部１ｂの内面及び外面はそれぞれ、底部１ａの内面、外面の周縁においてそれに垂直になるように形成される面であるが、段差（例えば、図１Ａ（ａ）及び図１Ｂ（ａ）に示す段差１ｂａなど）を設けることも可能である。

本発明の実施形態に係るインパクト成形方法は、図２Ａ（ａ）、（ｂ）及び図２Ｂ（ａ）、（ｂ）に示すようなスラグ２を用いるものである。スラグ２は、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属材料のものであり、円板状のものとすることができる。スラグ２は、その第１面（インパクト成形時に後述するパンチ３１の端面３１ａが接する面）に突起部２１が形成されている。突起部２１は、周縁近傍平坦部（スラグ２の第１面の周縁近傍の平坦部）２２の内側に形成されている。

突起部２１の平面視の輪郭線（立ち上がりの輪郭線）２１ａは、パンチ３１の端面３１ａの周縁（輪郭線）３１ａａと同じか或いは拡大又は縮小した形状とする（図４Ａ（ａ）及び図４Ｂ（ａ）参照）。そうすると、後述するようにスラグ２がインパクト成形時に押し潰されるとき、パンチ３１の端面３１ａの輪郭線３１ａａ近傍において、突起部２１を形成していた金属材料が確実に底部１ａとなる部分から筒形状側部１ｂとなる部分に流動するようにし易い。また、そのため、拡大又は縮小の場合は、好ましくは、相似形とするか、或いは、両者の差が輪郭線全体で一定であるようにする。また、そのため、拡大の場合は、好ましくは、突起部２１は、パンチ３１の端面３１ａの輪郭線３１ａａと同じ位置（図４Ａ（ａ）及び図４Ｂ（ａ）において破線で示す位置）では、斜面とする。

本発明の実施形態に係るインパクト成形方法は、スラグ２に加工油を全面に塗布し、図３Ａ（ａ）、図３Ｂ（ａ）及び図４Ａ（ａ）、図４Ｂ（ａ）に示すように、スラグ２を金型３に配置し、図３Ａ（ｂ）、図３Ｂ（ｂ）及び図４Ａ（ｂ）、図４Ｂ（ｂ）に示すように、パンチ３１によりスラグ２に衝撃を与えることによりインパクト成形品１を成形する。

金型３は、凹部３ａが設けられている。凹部３ａは、インパクト成形時にインパクト成形品１の外面、つまり底部１ａの外面及び筒形状側部１ｂの外面の型枠となるように、インパクト成形品１の外面に対応する内面、つまり底面３ａａ及び側面を有する。

パンチ３１は、インパクト成形時にインパクト成形品１の内面、つまり底部１ａの内面及び筒形状側部１ｂの内面の型枠となるように、インパクト成形品１の内面に対応する外面、つまり、端面（底面）３１ａ及び側面を有する。例えば、上記のようにインパクト成形品１の底部１ａの内面の周縁（輪郭線）１ａａがトラック形状であるならば、パンチ３１の端面３１ａの周縁（輪郭線）３１ａａがトラック形状である。なお、図４Ａ（ａ）、図４Ｂ（ａ）で示す周縁（輪郭線）３１ａａから垂下する破線は、上述したように、スラグ２の突起部２１の輪郭線２１ａとの位置関係を示すためのものである。

インパクト成形時には、スラグ２を、その第２面（第１面の反対側の面）を金型３の凹部３ａの底面３ａａに接させて、凹部３ａに位置固定して配置する（図３Ａ（ａ）、図３Ｂ（ａ）及び図４Ａ（ａ）、図４Ｂ（ａ）参照）。それから、スラグ２の第１面にパンチ３１の端面３１ａを当てて、スラグ２に衝撃を与える。その衝撃により、スラグ２は押し潰され、全体的には、インパクト成形品１の底部１ａと筒形状側部１ｂを形成するように、底部１ａとなる部分から筒形状側部１ｂとなる部分に向かって金属材料が流動する。このとき、突起部２１は、押し潰され、突起部２１の金属材料は、底部１ａとなる部分において中央部から周辺部に向かって広がりながら加工油とともに流動し、それから、筒形状側部１ｂとなる部分に加工油とともに流動する。従って、成形されたインパクト成形品１の底部１ａの内面の周縁には、加工油が溜まり難くなり、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、加工精度、すなわち底部１ａの内面と筒形状側部１ｂの内面とが形成する垂直部分の加工精度が高いものとなる。

以上、本発明の実施形態に係るインパクト成形方法について説明したが、本発明は、上述の実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな変更が可能である。例えば、スラグ２の第２面については平坦に限らなくてもよい。

１ インパクト成形品
１ａ インパクト成形品の底部
１ａａ インパクト成形品の底部の内面の周縁（輪郭線）
１ａｂ インパクト成形品の底部の内面の段差
１ｂ インパクト成形品の筒形状側部
１ｂａ インパクト成形品の筒形状側部の外面の段差
２ スラグ
２１ スラグの突起部
２１ａ スラグの突起部の輪郭線
２２ スラグ周縁近傍平坦部
３ 金型
３ａ 金型の凹部
３ａａ 金型の凹部の底面
３１ パンチ
３１ａ パンチの端面（底面）
３１ａａ パンチの端面の周縁（輪郭線）
１０１ａ インパクト成形品の底部
１０１ｂ インパクト成形品の筒形状側部

Claims (3)

1. 加工油が塗布されたスラグを金型に配置し、パンチにより該スラグに衝撃を与えて金属流動させることにより有底筒形状のインパクト成形品を成形するインパクト成形方法において、
   前記金型は、前記インパクト成形品の外面に対応する形状の内面を有する凹部が設けられており、
   前記パンチは、前記インパクト成形品の内面に対応する形状の端面及び側面を有しており、
   前記スラグは、前記パンチの端面が接する第１面において周縁近傍平坦部の内側に突起部が形成されていることを特徴とするインパクト成形方法。
2. 請求項１に記載のインパクト成形方法において、
   前記スラグの前記突起部の平面視の輪郭線は、前記パンチの前記端面の輪郭線と同じか、或いは相似形とされた又は差が輪郭線全体で一定であるようにされた拡大又は縮小した形状であることを特徴とするインパクト成形方法。
3. 請求項１又は２に記載のインパクト成形方法を用いて製造されることを特徴とするインパクト成形品。