JP3394332B2 - バーリング加工方法 - Google Patents

バーリング加工方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、管体の膨出部にバーリ
ング加工を行う方法に関し、とくに膨出部を形成する際
の管体の変形を防止することが可能なバーリング加工方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】管材にバーリング加工を行うには、予め
管材に外方に膨出する膨出部を形成することが必要であ
る。管材に、外方に膨出する膨出部を形成する技術の一
つとして、高圧の液圧を用いる液圧バルジ加工法が知ら
れている。また、液圧を用いることなく、管材の一部を
外方に膨出させる技術は、特開昭59−19025号公
報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の特開昭
59−19025号公報の加工方法の場合は、単に半球
状のプラグにより管体を内面から押圧して膨出部を形成
した後、バーリング加工を行うので、膨出部の成形時に
管体が変形し、管体の真円度等がくずれてしまうという
問題がある。
【0004】本発明の目的は、膨出部の成形の際に、膨
出部に起因する管体の変形を防止することが可能なバー
リング加工方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係るバーリング加工方法は、つぎのように構
成されている。 (1) 管体を、内周面に形成された横穴と該横穴と同
一円周上で周方向に延び両端が前記横穴に接続された拡
管溝とを有するダイスと、パンチガイドとの間にセット
する工程と、 カムと圧縮パンチを同時に下降させ、該圧
縮パンチで前記管体を軸方向に押圧し、前記管体を前記
拡管溝に向けて膨出させて拡径部を形成しながら、前記
カムによりパンチを移動させて前記管体を前記横穴に向
けて膨出させ、膨出部を形成する工程と、を有するバー
リング加工方法。 (2) 前記拡管溝の断面積と前記横穴の断面積とは
ぼ等し(1)記載のバーリング加工方法。
【0006】
【作用】上記(1)のバーリング加工方法においては、
管体を、内周面に形成された横穴と内周面の横穴と同一
円周上で周方向に延び両端が横穴に接続された拡管溝と
を有するダイスに挿入し、圧縮パンチで管体を軸方向に
押圧し拡径部を形成しながらカムによりパンチを移動さ
せて膨出部を形成するようにしたので、膨出部の成形時
には膨出部に起因する管体の変形を防止することができ
る。上記(2)のバーリング加工方法においては管体
の真円度ずれおよび中心ずれを防止することができる
【0007】
【実施例】図1ないし図7は、本発明の一実施例を示し
ている。まず、本発明を実施するための加工装置につい
て説明する。図1において、10は張り出し成形機を示
している。張り出し成形機10は、上部ダイス11aと
下部ダイス11bとからなるダイス11を有している。
上部ダイス11aと下部ダイス11bは、締結されてい
る。下部ダイス11bは、ベース13に固定されてい
る。ダイス11には、上下方向に延びる挿入穴14が形
成されている。挿入穴14の内周面には、外方に延びる
横穴15が形成されている。横穴15は、後述する膨出
部2を成形するものであり、径がDに設定され、深さが
1 に設定されている。横穴15は、上部ダイス11a
と下部ダイス11bの双方にまたがって形成されてい
る。
【0008】挿入穴14の内周面には、周方向に延びる
拡管溝16が形成されている。拡管溝16は、横穴15
と同一円周上に位置している。拡管溝16は、幅がWに
設定され深さがH2 に設定されている。拡管溝16は、
本実施例では周方向全周に延びているが、横穴15と対
向する位置のみに設ける構成としてもよい。拡管溝16
の両端は、横穴15に滑らかに接続されている。図1に
示す様に断面で見た場合、ダイス11の横穴15と拡管
溝16の面積は等しくなっている。挿入穴14には、パ
ンチガイド17が配置されている。パンチガイド17の
上半分は、円筒部17aに形成されている。パンチガイ
ド17の外周面と挿入穴14の内周面との間には、管体
1を挿入するための隙間が形成されている。
【0009】パンチガイド17の円筒部17aの内側に
は、半径方向に移動可能なパンチ18が配置されてい
る。パンチガイド17の円筒部17aには、パンチ18
が出入り可能な穴17bが形成されている。パンチ18
は、ダイス11の横穴15に対向して配置されている。
パンチ18には、横穴15内に進入可能な凸部18aが
形成されている。パンチ18の凸部18aと反対側に
は、傾斜面18bが形成されている。パンチガイド17
の円筒部17aの内側には、パンチ18の傾斜面18b
と摺接可能な傾斜面19aを有するカム19が配置され
ている。円筒部17aの底面には、カム19の先端部を
逃がすための凹部17cが形成されている。
【0010】パンチガイド17の円筒部17aの底面側
には、パンチリターンスプリング20が固定されてい
る。パンチリターンスプリング20は、例えば板ばねか
ら構成されている。パンチリターンスプリング20の自
由端は、パンチ18の下面側と連結されている。円筒部
17aの底面側には、パンチリターンスプリング20が
変位するための逃げ穴17dが形成されている。パンチ
18は、カム19の押圧により傾斜面18bがカム19
の傾斜面19aと摺接し、ダイス11の横穴15に向っ
て移動するようになっている。パンチリターンスプリン
グ20は、横穴15側に移動したパンチ18を円筒部1
7a内に戻す機能を有する。
【0011】パンチガイド17の外周には、圧縮パンチ
21が設けられている。圧縮パンチ21は、圧縮スプリ
ング22を介してダイス11の上方に位置する昇降ベー
ス23に支持されている。昇降ベース23には、油圧シ
リンダ等の駆動手段(図示略)か連結されている。圧縮
パンチ21の一方は、ダイス11の挿入穴14の内周面
とパンチガイド17の円筒部17aの外周面との間の隙
間に進入可能となっている。カム19の他方は、ベース
23に固定されている。昇降ベース23の移動により、
カム19によってパンチ18が押圧される際には、ダイ
ス11の挿入穴14に挿入された管体1が同時に圧縮パ
ンチ21によって軸方向に押圧されるようになってい
る。
【0012】図4は、バーリング成形機30を示してい
る。バーリング成形機30は、バーリングコレット31
とテーパコーン32を有している。バーリングコレット
31とテーパコーン32は、ダイス33の成形穴33a
内に配置されている。バーリングコレット31は、先端
部が周方向に複数に分割されている。バーリングコレッ
ト31の内周面の先端部は、テーパ面31aに形成され
ている。テーパコーン32は、バーリングコレット31
の内側に配置されている。テーパコーン32には、バー
リングコレット31のテーパ面31aと摺接可能なテー
パ面32aが形成されている。バーリングコレット31
の先端部は、テーパコーン32を軸方向に移動させるこ
とにより、半径方向に変位するようになっている。
【0013】つぎに、本発明に係るバーリング加工方法
について説明する。図2に示すように、金属材料からな
る管体(素管)1の張り出し成形を行う前の状態では、
昇降ベース23が上昇している。この状態では、カム1
9はパンチガイド17から抜け出ており、圧縮パンチ2
1の先端もダイス11から抜け出ている。カム19およ
び圧縮パンチ21が上昇している状態では、ダイス11
の挿入穴14に管体1が挿入される。管体1がダイス1
1に挿入された状態では、管体1はダイス11とパンチ
ガイド17の間の隙間に位置することになる。
【0014】管体1のダイス11へのセットが完了する
と、上昇ベース23が下降し、カム19がパンチガイド
17の円筒部17a内に進入する。さらに、昇降ベース
23が下降すると、カム19の傾斜面19aがパンチ1
8の傾斜面18bに接触し、パンチ18はカム19の傾
斜面19aとの摺接によりダイス11の横穴15に向っ
て移動する。これと同時に、圧縮パンチ21の先端部が
ダイス11の挿入穴13に進入し、管体1が圧縮パンチ
21により軸方向に押圧される。パンチ18が横穴15
に向って移動した際には、管体1の内側がパンチ18に
よって外方に押圧される。これにより、管体1には、図
2に示すようにダイス11の横穴15とパンチ18の凸
部18aによって外方に膨出する膨出部2が形成され
る。
【0015】ダイス11には、周方向に延びる拡管溝1
6が形成されているので、管体1が圧縮パンチ21によ
って軸方向に押圧された際には、管体1の一部が拡管溝
16に向けて膨出し、図2に示すように、拡径部3が形
成される。ま、変形量のバランスがとれ、管体1の中
心ずれおよび真円度ずれが防止される。
【0016】管体1に膨出部2と拡径部3が形成される
と、昇降ベース23が上昇し、パンチ18はリターンス
プリング20によって元の位置に戻される。つぎに、例
えばダイス11の型開きにより、管体1はパンチガイド
17から引き抜かれ、管体1の張り出し成形機10から
の取り出しが行われる。管体1が張り出し成形機10か
ら取り出されると、管体1の膨出部2の頂部には、パン
チ(図示略)によるプレス加工またはドリル(図示略)
による機械加工により、図3に示す下穴4が加工され
る。
【0017】図4は、膨出部2のバーリング成形を示し
ている。管体1の膨出部2の下穴4には、バーリング成
形機30のバーリングコレット31およびテーパコーン
32が挿入される。バーリングコレット31およびテー
パコーン32を下穴4に挿入する際には、図4の中心線
の上半分に示すように、バーリングコレット31はテー
パコーン32の移動により縮径している。バーリングコ
レット31の先端部が管体1内に完全に挿入されると、
テーパコーン32の軸方向の移動により、バーリングコ
レット31は図4の中心線の下半分に示すように、下穴
4よりも大に拡径する。
【0018】バーリングコレット31が拡径した状態
で、バーリングコレット31およびテーパコーン32を
外方に引張ると、膨出部2がダイス33の成形穴33a
に沿って外方に延び、膨出部2はバーリングコレット3
1により下穴4が拡大されるとともに、内周面がバーリ
ングコレット31との摺接により所定の内径に仕上げら
れる。これにより、膨出部2は図5に示すようにバーリ
ング部5に成形される。
【0019】本実施例では、管体1を、内周面に横穴1
5と拡管溝16とが形成されたダイス11に挿入し、ダ
イス11に挿入された管体1の内側に配置されるパンチ
18により管体1の内側を横穴に向けて押圧することに
より膨出部2を形成し、管体1を軸方向に押圧すること
により膨出部2と同一円周部の少なくとも一部を膨出部
2と同時に拡管溝16に向けて膨出させて拡径部3を形
成するので、液圧を用いることなく管体に膨出部2と拡
径部3を形成することが可能となる。また、膨出部2お
よび拡径部3は、パンチ18および圧縮パンチ21の押
圧によりそれぞれ形成されるので、液圧バルジ加工法に
比べて装置のシール部材の消耗等の厳密な管理が不要と
なり、加工装置を簡素化することができ、設備費の低減
およびランニングコストの低減が可能となる。また、パ
ンチによる高荷重での押圧が可能となるため、液圧バル
ジ加工法では成形困難な厚肉パイプにも、容易に適用す
ることができる。
【0020】なお、本発明は液圧を用いて管材の一部を
膨出させる場合にも適用可能であり、膨出部の成形の際
に、膨出部に起因する管体の変形を防止することができ
る。
【0021】
【発明の効果】(1)請求項1のバーリング加工方法に
よれば、管体を、内周面に形成された横穴と内周面の横
穴と同一円周上で周方向に延び両端が横穴に接続された
拡管溝とを有するダイスに挿入し、圧縮パンチで管体を
軸方向に押圧し拡径部を形成しながらカムによりパンチ
を移動させて膨出部を形成するようにしたので、膨出部
の成形時には膨出部に起因する管体の変形を防止するこ
とができる。 (2)請求項2のバーリング加工方法によれば、管体の
真円度ずれおよび中心ずれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るバーリング加工方法に
よる膨出部の成形状態を示す断面図である。
【図2】図1の方法によって成形された管体の部分拡大
断面図である。
【図3】図2の管体の膨出部に下穴加工を施した状態を
示す拡大断面図である。
【図4】図3の管体のバーリング成形状態を示す拡大断
面図である。
【図5】図4のバーリング成形後における管体の部分拡
大断面図である。
【符号の説明】 1 管体 2 膨出部 3 拡径部 4 下穴 5 バーリング部 10 張り出し成形機 11 ダイス 15 横穴 16 拡管溝 18 パンチ 21 圧縮パンチ 30 バーリング成形機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−89144(JP,A) 特開 昭59−19025(JP,A) 実開 昭63−4234(JP,U) 実開 昭56−34627(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21D 51/16 B21D 39/20 B21D 19/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管体を、内周面に形成された横穴と該横
    穴と同一円周上で周方向に延び両端が前記横穴に接続さ
    れた拡管溝とを有するダイスと、パンチガイドとの間に
    セットする工程と、 カムと圧縮パンチを同時に下降させ、該圧縮パンチで前
    記管体を軸方向に押圧し、前記管体を前記拡管溝に向け
    て膨出させて拡径部を形成しながら、前記カムによりパ
    ンチを移動させて前記管体を前記横穴に向けて膨出さ
    せ、膨出部を形成する工程と、を有する バーリング加工
    方法。
  2. 【請求項2】 前記拡管溝の断面積と前記横穴の断面積
    とはほぼ等し請求項1記載のバーリング加工方法。
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