JPH025490B2

JPH025490B2 -

Info

Publication number: JPH025490B2
Application number: JP4680086A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Nishikawa; Ichiro Hatsutori; Itsuki Shirasaki; Tatsuo Hayakawa
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 1986-03-03
Filing date: 1986-03-03
Publication date: 1990-02-02
Also published as: JPS62203621A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、板状素材に張り出し加工及びバーリ
ング加工を行うことにより鍔付き筒部材を形成す
る張り出し加工方法に関する。

従来の技術従来、塑性加工の一つとして、素材である金属
板の一部に穴を打ち抜き、この穴周縁部に張り出
し加工を行うことにより筒部を形成して鍔付き筒
部材を製造するようにしたバーリング加工が知ら
れている。例えば、第１１〜１３図に示す慣用バ
ーリング加工では、板厚t₀＝2.3mmの冷間圧延軟
鋼板（SPCC）４０に直径d₁＝５mmの穴４０ａを
明けたのち、この穴４０ａの周縁部を（パンチと
ダイのクリアランス）／板厚≧0.7及び板厚／内
径≧0.15の条件でバーリング加工を行い、鍔４１
ａと筒部４１ｂとが一体的に形成された鍔付き筒
部材４１を製造するようにしている。この慣用バ
ーリング加工では、筒部高さ（バーリング高さ）
hmax／筒部内径dp≒0.2が限界であり、この比が
0.2以上の大きなものは製造することができなか
つた。

また、第１４〜１７図に示す張り出しバーリン
グ加工では、板厚t₀＝2.3mmの素材としての金属
板４２に予め板厚方向に加工速度ｖ≒100mm／sec
で張り出し加工を行つて内径d₃＝12mm、外径d₄＝
14mm、高さh₁＝4.8mmの張り出し部４３を形成し
たのち、この張り出し部４３の底部４３ａに直径
8.5mmの穴４３ｂを明け、この穴周縁部をバーリ
ング加工して鍔４４ａに筒部４４ｂが一体的に形
成された鍔付き筒部材４４を製造するようにして
いる。この張り出しバーリング加工では、ブラン
ク比すなわち金属板外径D₀／筒部内径dp＝2.5の
場合、筒部高さ（バーリング高さ）hmax／筒部
内径dp≒0.4であり、金属板外径D₀／筒部内径dp
≧５の場合、バーリング高さhmax／筒部内径dp
≒0.25がほぼその限界とされていた。すなわち、
これ以上の値でバーリング加工を行うと筒部に亀
裂が入るのである。

そこで、従来は、上記限界以上の比率の鍔付き
筒部材４５を製造するときは、第１８図に示すよ
うに鍔を形成する金属板４６の穴４６ａの周縁部
に予め金属板４６とは別体に形成した金属製筒体
４７の一端を溶接などにより固定して製造するよ
うにしている。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記溶接により鍔付き筒部材を
製造する方法では、溶接により金属製筒体を金属
板に固定するとき熱歪みにより精度が不安定なも
のとなり、また、溶接不良などが生じて鍔と筒体
との間の取り付け強度が十分に得られないととも
に、溶接作業が煩雑でコストアツプの要因となる
いつた問題があつた。

そこで、本出願人は、従来の張り出しバーリン
グ加工方法では、最初に張り出し加工を行つたと
き、張り出し部分の肉厚が薄く、のちにバーリン
グ加工するとき、筒部として形成する材料が不足
するため上記限界以上の比率の鍔付き筒部材が得
られないことに着目し、張り出し部の肉厚を大き
くすれば、上記限界以上の比率の鍔付き筒部材が
製造できることを知見した。

従つて、本発明の目的は、上記問題を解決する
ことにあつて、筒部高さ（バーリング高さ）
hmax／筒部内径dpの比率が上記従来の比率以上
のものを確実に溶接することなく一体的に製造で
き、溶接作業が不要となり、製品の精度が向上
し、かつ鍔と筒部との連結部分の強度を十分に得
ることができ、さらにコストダウンを図ることが
できる張り出し加工方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段上記目的を達成するために、本発明は、まず素
材に予備的に張り出し加工を行つて張り出し部を
形成し、この張り出し部の張り出し方向とは逆方
向に２回目の張り出し加工を行つたのち、２回目
の張り出し加工で形成された張り出し部をバーリ
ング加工するように構成した。すなわち、板状素
材の所定部分を板厚方向一方側に張り出し加工し
て第１張り出し部を形成し、次いで、この第１張
り出し部を上記板厚方向一方側とは逆方向側に張
り出し加工して第２張り出し部を形成し、次い
で、この第２張り出し部の底部に穴を形成し、次
いで、上記穴の周囲を上記板厚方向逆方向側に該
穴が拡大するようにバーリング加工して鍔付き筒
部材を形成するように構成した。

発明の作用上記構成においては、まず、素材を板厚方向に
張り出し加工して第１張り出し部を形成したの
ち、上記第１張り出し部を上記とは逆方向に張り
出し加工して第２張り出し部を形成し、次いで、
この第２張り出し部の底部に穴を形成し、次い
で、この穴周縁部をバーリング加工して筒部を形
成し、鍔付き筒部材を製造する。

実施例以下に、本発明にかかる実施例を第１〜１０図
に基づいて詳細に説明する。

本実施例にかかる張り出し加工方法は、第１〜
５図に示すように、第１工程で素材としての金属
板１の所定部分を板厚方向一方向に張り出し加工
して第１張り出し部２ａを形成したのち、第２工
程で上記第１張り出し部２ａを上記一方向とは逆
方向に張り出し加工して第２張り出し部３ａを形
成し、次いで第３工程でこの第２張り出し部３ａ
の底部に穴３ｃを形成し、第４工程でこの穴３ｃ
の周囲をバーリング加工して筒部４ａを形成して
鍔付き円筒部材４を形成する。

上記第１工程では、第１，２図に示すように、
所定板厚t₀、直径D₀の円形板状金属板１の中央所
定部分を板厚方向に湾曲させて断面略コ字状に円
形第１張り出し部２ａを形成する張り出し加工を
行う。このときの上記第１張り出し部２ａの高さ
をh₁とし、第１張り出し部２ａの内径をD₁とす
る。上記所定部分の範囲は、この後の工程で所定
形状でかつ所定高さh₄の筒部４ａが形成できるよ
うに決められている。

上記第２工程では、第３図に示すように、上記
第１張り出し部２ａを上記一方向とは逆方向に湾
曲させて断面略コ字状に円形第２張り出し部３ａ
を形成する張り出し加工を行う。このときの第２
張り出し部３ａの高さをh₂とし、第２張り出し部
３ａの外径をD₂、内径をD₃とする。この第２張
り出し部３ａの外径D₂は上記第１張り出し部２
ａの外径D₁よりも小さい径となる。

上記第３工程では、第４図に示すように、上記
第２張り出し部３ａの底部３ｄの端面に所定の直
径D₄の穴３ｃをあける。このときの第２張り出
し部３ａの高さをh₃とする。上記穴３ｃは第４工
程でバーリング加工するときに必要なものであ
る。また、上記高さh₃は上記高さh₂と略等しくな
るように保つ。

上記第４工程では、第５図に示すように、上記
第２張り出し部３ａの穴３ｃ周囲の端面を上記逆
方向にバーリング加工して円筒部４ａを形成す
る。この円筒部４ａの高さをh₄とする。

上記第１、第２工程について、以下に、一例と
して具体的な素材についての加工可能領域を示
す。

すなわち、まず、上記第１工程で一例として板
厚t₀＝2.3mmの冷間圧延軟鋼板（SPCC）を用い
て、加工速度ｖ≒100mm／secで行つた場合の加工
可能な領域を第６図に示す。ここで、D₀は素材
としての金属板１の外径、D₁は第１張り出し部
２ａの外径、h₁maxは第１張り出し部２ａの最大
高さである。上記第６図において、横軸はD₀／
D₁、縦軸はh₁max／D₁であり、図中直線L₁の左
側の領域すなわちD₀／D₁≦約1.7では深絞りす
なわちカツプ状の形状となる。この領域のもの
を上記第１工程で張り出し加工しても、第２〜４
工程に至つたとき所定高さの筒部４ａが得られな
いので、この領域は不可である。さらに、
D₀／D₁≧約1.7の領域において、右下がりの曲線
L₂より上方の領域では第１張り出し部２ａの
肉厚が変化して破断が生じたりして該第１張り出
し部２ａに欠陥が生じるので、この領域も不可
である。上記曲線L₂は各D₀／D₁における
h₁max／D₁を実験的に行つたもの及び理論的に
求めたものを結合したものである。従つて、上記
鋼板の場合にはこの曲線L₂より下方の領域でか
つD₀／D₁≧約1.7の領域が張り出し加工可能な
領域となる。

また、第１張り出し部２ａの高さh₁を13mmに形
成したものを第２工程で逆方向に張り出し加工す
るときの加工可能な領域を第７図に示す。張り出
し加工条件は板厚t₀＝2.3mmの冷間圧延軟鋼板で
加工速度ｖ≒100mm／secである。ここで、D₁は
第１張り出し部２ａの内径、D₃は第２張り出し
部３ａの内径、h₂maxは第２張り出し部３ａの最
大高さである。同図において、縦軸はh₂max／
D₃、横軸はD₀／D₃である。図中、直線L₁より上
方の領域では、第２張り出し部３ａの形状は深
絞り形状すなわち筒部４ａのみからなり、筒部４
ａの基端から張り出した鍔が無いものが形成され
るので、この領域は使用不可となる。曲線L₃
すなわちD₁／D₃＝０（つまり、D₁＝０ということ
は、第２張り出し部３ａが全く形成されないこと
を意味する。）を示す曲線より下方の領域では
第１工程で第１張り出し部２ａを形成したのち第
２工程で第２張り出し部３ａを形成するという条
件に合わないので、本実施例の方法を実施するこ
とができない領域である。そこで、上記D₁／D₃
の値を順次変化させて第１工程で第１張り出し部
２ａの成形が可能か否かを調べた。その結果、図
中、D₁／D₃＝2.0の場合及びD₁／D₃＝2.5の場合
には夫々曲線L₁よりも下方の領域では成形可能
であつたが、曲線L₂（D₁／D₃＝2.7の場合）より
上方の領域では満足できるような第２張り出し
部３ａを形成することができなかつた。従つて、
第２工程を行うことができる領域は、L₁より下
方でL₃より上方でかつD₁／D₃＝2.5以下の領域で
ある。

次に、上記張り出し方法を実施する加工装置を
第８〜１０図に示す。第８図から順に第１工程を
行う第１加工装置５、第２工程を行う第２加工装
置６、第４工程を行う第３加工装置７である。

上記第１加工装置５は、上型８と下型９から構
成され、下型９の上面の載置台９ａの中央部には
湾曲突出部９ｂを形成する。一方、上型８の下部
には上記下型９の中央突出部９ｂに対応する中央
部に素材支持部１０を上型本体１１に固定すると
ともに、該支持部１０の周囲に支持枠１１ａを介
して上記本体１１に押圧パンチ１３を吊り支持し
てなる。従つて、予め所定寸法に切り出された板
状素材１を下型９の中央突出部９ｂの上面に図中
点線で示すように載置したのち、上型８が下降し
て上型８の素材支持部１０が上記素材１の中央部
に接触してこの素材１の中央部を上記素材支持部
１０と上記中央突出部９ｂとの間で挾持するとと
もに、上記押圧パンチ１３で素材１の中央部の周
囲１ａを下方に押圧して、素材１の周囲１ａを上
記突出部９ｂの形状に沿うように変形させて、上
方向きに第１張り出し部２ａを突出させる張り出
し加工を行う。このとき、同時に、上記下型９の
載置台９ａ上に円環状に形成された突起９ｃが第
１張り出し部２ａの周囲部分２ｂの所定箇所に食
い込み、上向きに凹んだ円環状位置決め用凹部２
ｃを形成する。該位置決め用凹部２ｃは材料の流
動を制御する機能も有する。この加工が終了すれ
ば、上型８を上昇させて、下型９のエジエクトピ
ン１４，１４により下型９から第１張り出し部２
ａが形成された第１次中間品２を排出する。

上記第２加工装置６は、上型１５と下型１６か
ら構成され、下型１６の上面の第１次中間品載置
台１６ａの中央に凹部１６ｂを形成しかつ該凹部
１６ｂ内にウレタンゴム製スプリング１７を備え
る。一方、上型１５の下部には上記下型１６の凹
部１６ｂに入り込む張り出し部押圧パンチ１８を
上型本体１９に固定するとともに、該パンチ１８
の周囲に上記第１次中間品２の第１張り出し部２
ａの周囲部分２ｂに接触する支持部２０を上型本
体１９に吊り支持する。すなわち、この支持部２
０はその外側面に係合突部２０ａを備えて、該係
合突部２０ａが上型本体１９の支持部支持枠１９
ａの係合突部１９ｂに対して下端位置で抜け止め
保持され、支持部２０の下端位置では押圧パンチ
１８の下端よりも支持部下面が下方に位置するよ
うにする。従つて、第１次中間品２の第１張り出
し部２ａの周囲部分２ｂの円環状位置決め用凹部
２ｃを下型１６に円環状に形成された位置決め用
突起１６ｃに嵌合させて第１次中間品２を載置台
１６ａに対して位置決めをし、第１張り出し部２
ａが下型１６の凹部１６ｂに対向しかつ第１張り
出し部２ａが上方に張り出すようにする。そし
て、上記支持部２０が第１次中間品２の第１張り
出し部２ａの周囲部分２ｂに接触して支持部２０
と載置台１６ａとの間で上記周囲部分２ｂを挾持
したのち、押圧パンチ１８で第１張り出し部２ａ
を板厚方向下向きに押圧して、第１張り出し部２
ａを凹部１６ｂ内に張り出させて第２張り出し部
３ａを形成して、この第２張り出し部３ａにより
上記凹部１６ｂ内のスプリング１７を圧縮する。
第２張り出し部３ａが形成されると、上型１５を
上昇させ、弾性力により上記スプリング１７が元
の寸法に復帰するとき、第２次中間品３を下型１
６の凹部１６ｂから上方に押圧して下型１６から
第２次中間品３を取り出す。この取り出された第
２次中間品３はその第２張り出し部３ａの底部３
ｄに穴明け加工装置（図示せず）で穴３ｃを明け
たのち、第３加工装置７へ搬送する。

上記第３加工装置７は、上型２２と下型３から
構成され、下型２３の上面の載置台２３ａの中央
に凹部２３ｂを形成する。一方、上型２２の下部
には上記下型２３の凹部２３ｂ入り込むバーリン
グ加工用押圧パンチ２４を上型本体２５に固定
し、該押圧パンチ２４の先端に先窄まり状に湾曲
した湾曲部２４ａを介して小径部２４ｂを備え
る。また、上記パンチ２４の周囲には上記第２次
中間品３の第２張り出し部３ａの周囲部分３ｂに
接触する支持部２６を上型本体２５に吊り支持し
てなる。すなわち、この支持部２６はその外側面
に係合突部２６ａを備えて、該係合突部２６ａが
上型本体２５の支持部支持枠２５ａの係合突部２
５ｂに対して下端位置で抜け止め保持され、この
支持部２６の下端位置では押圧パンチ２４の下端
が支持部下面より下方に位置するようにする。従
つて、第２張り出し部３ａが上記下型２３の載置
台２３ａの凹部２３ｂ内に入り込むように第２次
中間品３を下型２３に載置して、上型２２を下降
させる。そして、押圧パンチ２４の小径部２４ｂ
を第２次中間品３の第２張り出し３ａの穴３ｃ内
に挿入するとともに、上型２２の支持部２６が第
２次中間品３の第２張り出し部３ａの周囲部分３
ｂに接触して該周囲部分３ｂを支持部２６と載置
台２３ａとの間で挾持する。この状態で、押圧パ
ンチ２４の湾曲部、２４ａにより上記第２次中間
品３の穴３ｃを拡大しつつ凹部２３ｂ内で上記穴
３ｃの周囲を円筒部４ａに形成するバーリング加
工を行う。この結果、製品としての鍔付き円筒部
材４が形成され、上型２２を上昇させて下型２３
から上記製品４を取り出す。

なお、上記１２，２１，２７はいずれもウレタ
ンゴム製スプリングであつて、しわ板押えであ
る。

上記実施例によれば、筒部４ａを形成する方向
とは逆方向に第１張り出し部２ａを形成し、この
第１張り出部２ａを上記とは逆方向に張り出させ
て第１張り出し部２ａの径D₁よりも小さい径D₂，
D₃を有する第２張り出し部３ａを形成すること
により、第２張り出し部３ａの張り出し高さh₃を
大きくすることができ、バーリング加工により筒
部４ａの高さを大きくすることができる。従つ
て、バーリング高さの大きなものでも溶接作業が
不要となり、製品の精度が向上し、かつ鍔４ｂと
筒部４ａとの連結部分の強度が十分なものとなり
コストダウンを図ることができる。また、位置決
め用凹部２ｃを第１次中間品２に形成することに
より、第２工程において上記凹部２ｃで第２張り
出し部３ａを形成するとき、第１張り出し部２ａ
の材料が下型２３の載置台２３ａ沿いに流動する
のを防止するので、所定の第２張り出し部３ａを
確実に形成できる。

一例として、上記実施例にかかる方法を板厚t₀
＝2.3mmの冷間圧延軟鋼板（SPCC）を用いて加工
速度ｖ≒100mm／secで行つた場合、筒部最大高さ
hmax／筒部内径dp≒1.1の製品が製造できた。

なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、その他種々の態様で実施できる。例え
ば、素材としては円形のものに限らず、任意形状
のものでよい。また、素材としての材料は鋼に限
らず他のものでもよい。また、第１、第２張り出
し部２ａ，３ａ及び筒部４ａの形状は、円形に必
ずしも限定することなく、正８角形、正10角形等
角数が多くて円形に近い正多角形でもよい。

発明の効果上記発明によれば、筒部を形成する方向とは逆
方向に第１張り出し部を形成し、この第１張り出
し部を上記とは逆方向の筒部を形成する方向に張
り出させて第２張り出し部を形成することによ
り、第２張り出し部の張り出し高さを大きく、す
なわち、筒部高さ（バーリング高さ）hmax／筒
部内径dpの比率が上記従来の比率以上である製
品を確実にかつ筒部と鍔を溶接することなく一体
的に製造することができ、溶接作業が不要とな
る。すなわち、従来、張り出し加工を一回行い、
この加工により形成された張り出し部にバーリン
グ加工を続いて行う張り出しバーリング加工方法
の場合よりも、一旦、筒部形成方向とは逆方向に
張り出し加工を行つて第１張り出し部を形成する
ので、該第１張り出し部を形成した部分の材料が
塑性流動しやすくなつて第２張り出し部の体積を
大きくすることができ、外径は小さいが高さが大
きい第２張り出し部を形成しやすくなり、筒部の
高さ（バーリング高さ）を大きくでき、製品の精
度が向上し、かつ鍔と筒部との連結部分の強度を
十分に得ることができ、コストダウンを図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は夫々本発明の一実施例にかかる張
り出し加工方法の加工工程における素材または中
間品の縦断面図、第６，７図は夫々第１工程、第
２工程における上記方法の実施可能領域を示す説
明図、第８〜１０図は夫々第１、第２、第４工程
における加工装置の縦断面図、第１１〜１３図は
従来の慣用バーリング加工方法の工程説明図、第
１４〜１７図は従来の張り出し加工したのちバー
リング加工を行う方法の工程説明図、第１８図は
従来の鍔付き筒部材の縦断面図である。１……金属板、２……第１次中間品、２ａ……
第１張り出し部、２ｂ……周囲部分、３……第２
次中間品、３ａ……第２張り出し部、３ｂ……周
囲部分、３ｃ……穴、３ｄ……底部、４……製
品、４ａ……筒部、４ｂ……鍔、５，６，７……
第１、第２、第３加工装置、８，１５，２２……
上型、９，１６，２３……下型、１０，２０，２
６……支持部、１１，１９，２５……上型本体、
１２，１７，２１，２７……スプリング、１３，
１８，２４……パンチ、１４……エジエクトピ
ン。

Claims

【特許請求の範囲】１板状素材１の所定部分を板厚方向一方側に張
り出し加工して第１張り出し部２を形成し、次い
で、この第１張り出し部２を上記板厚方向一方側
とは逆方向側に張り出し加工して第２張り出し部
３を形成し、次いで、この第２張り出し部３の底
部３ｄに穴３ｃを形成し、次いで、上記穴３ｃの
周囲を上記板厚方向逆方向側に該穴３ｃが拡大す
るようにバーリング加工して鍔付き筒部材４を形
成するようにしたことを特徴とする張り出し加工
方法。２上記第２張り出し部３ａの外径は上記第１張
り出し部２ａの外径よりも小さく、かつ上記第２
張り出し部３ａの張り出し高さh₂は上記第１張り
出し部２ａの張り出し高さh₁よりも大きくなるよ
うに張り出し加工する特許請求の範囲第１項記載
の張り出し加工方法。