JPH0710409B2

JPH0710409B2 - 凸部の成形方法

Info

Publication number: JPH0710409B2
Application number: JP15837988A
Authority: JP
Inventors: 隆昭井村
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPH026034A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、塑性加工により板材に凸部を形成するための
凸部の成形方法に関する。

〔従来の技術〕

第９図および第10図は、板材11の一部に、比較的小さい
サイズの凸部13を形成する凸部の成形方法の一例を示す
もので、この方法では、対向して配置されるパンチ15と
ダイ17との間に板材11が配置され、パンチ15の対向面
を、ダイ17の対向面に押圧することにより、ダイ17の対
向面に形成される凹部19に、板材11の一部が塑性流動さ
れ、板材11に所定形状の凸部13が形成される。

第11図および第12図は、凸部の成形方法の他の例を示す
もので、この方法では、パンチ15の対向面には、ダイ17
の対向面に形成される凹部19に対応する位置に、凹部19
と同一形状のパンチ側凸部21が形成され、このパンチ側
凸部21を板材11に押圧することにより板材11に所定形状
の凸部13が形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第９図に示した凸部の成形方法では、板
材11の凸部13の形状を、ダイ17の凹部19の形状と同一形
状にするためには、第13図に示すように、凹部19内に充
分な材料を塑性流動する必要がある。

このため、塑性加工時に、ダイ17の凹部19が密閉状態と
なり、局部的に非常に大きな成形圧力が発生し、金型寿
命が短くなり、また、局部的な成形圧力の上昇により全
体としての成形荷重が増大するという問題がある。

また、第14図に示すように、凹部19の深さを増大し、先
端部非拘束の状態で、成形加工する場合には、材料の板
材11方向への流れの影響により、凸部13の高さが部分的
に異なり、平面形状の先端部を得ることができないとい
う問題がある。

そこで、第15図および第16図に示すように、パンチ15に
おけるダイ17の凹部19に対応する位置に、凹部19より小
形状のパンチ側凸部23を形成し、このパンチ側凸部23を
板材11に押圧することにより板材11に所定形状の凸部13
を形成することが考えられるが、この場合にも、前述し
たと同様な問題が生ずる。

一方、第11図に示した凸部の成形方法では、パンチ15に
パンチ側凸部21が形成されているため、半抜き加工とな
り、先端部非拘束で均一高さを有する凸部13を得ること
ができるが、抜き加工であるため、パンチ側凸部21の形
状が、ダイ17の凹部19の形状と同一となり、形成すべき
凸部21が小さい場合には、金型の製造が非常に困難とな
り、また、金型寿命が短くなるという問題がある。

さらに、抜き加工であるため、パンチ側凸部21の高さ
が、形成すべき凸部13の高さとほぼ同一の高さとなり、
製品強度上、最小板厚（第12図のt₃寸法）に規制がある
場合には、形成できる凸部13の高さが制限されるという
問題がある。

本発明は、上記のような問題を解決したもので、凸部の
先端部を非拘束の状態で成形するにもかかわらず、所定
形状の凸部を容易に形成することのできる凸部の成形方
法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかわる凸部の成形方法は、対向して配置され
るパンチとダイとの間に板材を配置し、前記パンチの対
向面を前記ダイの対向面に押圧することにより、前記ダ
イの対向面に形成される凹部に前記板材の一部を塑性流
動し、板材に所定形状の凸部を形成する凸部の成形方法
において、前記パンチにおける前記ダイの凹部に対向す
る位置から偏心してパンチ側凸部を形成し、このパンチ
側凸部により、前記板材に板材方向および板厚方向への
塑性流動を与え、板材に所定形状の凸部を形成するもの
である。

〔作用〕

本発明の凸部の成形方法では、パンチにおけるダイの凹
部に対向する位置から偏心してパンチ側凸部が形成さ
れ、このパンチ側凸部により、板材に板材方向および板
厚方向への塑性流動が与えられ、板材に所定形状の凸部
が形成される。

〔実施例〕

以下、本発明方法の詳細を図面を用いて説明する。

第１図および第２図は、本発明の凸部の成形方法により
製造された成形品の一例を示すもので、この成形品は、
金属製のドーナツ状の板材31の一面に、同心状に多数の
凸部33が形成されており、板材31の外周は、板材31の他
面に向けて湾曲されている。

この成形品は、本発明方法により、以下述べるようにし
て製造される。

すなわち、第３図に示すように、対向して配置されるパ
ンチ35とダイ37との間に、中心に貫通孔39を有するドー
ナツ状の板材31が配置され、パンチ35の対向面をダイ37
の対向面に押圧することにより、ダイ37の対向面に形成
される凹部41に板材31の一部が塑性流動され、板材31に
所定形状の凸部33が形成される。

しかして、この凸部の成形方法では、パンチ35には、パ
ンチ35におけるダイ37の凹部41に対向する位置から所定
距離Ｌ偏心してパンチ側凸部43が形成され、このパンチ
側凸部43により、板材31に板材31方向および板厚方向へ
の塑性流動が与えられ、板材31に所定形状の凸部33が形
成される。

すなわち、本発明方法では、第４図に示すように、パン
チ35に形成されるパンチ側凸部43の中心軸Ａを、ダイ37
に形成される凹部33の中心軸Ｂより外側に距離Ｌ偏心し
て位置させることにより、板材31の内径側への均一な材
料の塑性流動により板材31に凸部33が形成される。

すなわち、このような位置にパンチ側凸部43を形成する
場合には、材料の塑性流動は、第４図に矢符で示すよう
に、板材31の厚み方向だけでなく、板材31方向にも生じ
る。そして、この板材31方向への材料の塑性流動の分水
嶺は、パンチ側凸部43の形状の中心軸Ａと考えられる。

換言すると、この分水嶺を中心にして、左右方向への板
材の塑性流動のバランスが異なると、凸部33の左右で高
さが異なることとなる。

そこで、第４図に示すようにパンチ側凸部43の形状の中
心位置Ａを、成形すべき製品の凸部33の位置に対して偏
心して位置させることにより、材料の流れのバランスを
変化させて、第５図に示すように、均一高さの凸部33
を、先端部非拘束状態で、板材31に形成することが可能
となる。

なお、この実施例においては、板材31の中心に貫通孔39
が形成されており、貫通孔39側への材料の流れが必然的
に大きくなるため、パンチ35に形成されるパンチ側凸部
43の中心軸Ａが、ダイ37に形成される凹部41の中心軸Ｂ
より距離Ｌだけ外側に偏心して位置されている。この距
離Ｋは以下のようにして決められることになる。第３
図、第４図において、h₀とh₁とを等しくする場合は、凹
部41上部の材料が凹部41の中心近傍で左右（製品の半径
方向）に均等に流動させれば良い。換言すれば、パンチ
側凸部43で排除されることによってへこみが成形される
が、その際、材料は流動抵抗の大きさによって左右に別
れて流動する。左右どちらに流動するかは当然に流動抵
抗のバランスによって左右される。流動抵抗は、主にパ
ンチ35と板材31とが、パンチ側凸部43を除く部分（パン
チ側凸部43の回りの部分）で接触する接触面の摩擦によ
って発生する。そこで材料は、流動すべき側に存在する
前記接触面積の大きさに反比例して左右わかれて流動す
る。従って、前記へこみのダイ37上面に投影された図形
内には、材料が左右（製品の半径方向）に均等に流動す
る位置が存在する。その位置に凹部41が来るようにパン
チ側凸部を設ければ良い。

すなわち、パンチ側凸部43と形成すべき凸部33との相対
位置関係は、成形すべき製品形状により異なることとな
り、また、パンチ側凸部43の大きさ，形状により形成さ
れる凸部33の大きさ，形状が異なることとなる。

さらに、パンチ側凸部43により、塑性流動のバランスを
積極的に破壊することにより、例えば、第６図に示すよ
うに、なだらかに高さの変化した形状の凸部45を先端部
非拘束状態で形成することが可能となる。

しかして、本発明方法では、パンチ35におけるダイ37の
凹部41に対向する位置から偏心してパンチ側凸部43を形
成し、このパンチ側凸部43により、板材31に板材方向お
よび板厚方向への塑性流動を与え、板材31に所定形状の
凸部33を形成するようにしたので、凸部33の先端部を非
拘束の状態で成形するにもかかわらず、所定形状の凸部
33を容易に形成することが可能となる。

そして、先端部非拘束状態で成形できるため、ダイ37の
凹部41内において局部的な成形圧力が生じることがな
く、比較的低荷重で成形加工が可能となり、金型寿命を
延長することができる。

第７図は、ダイに形成される凹部と、パンチに形成され
るパンチ側凸部とを同一線上に位置して、先端部非拘束
状態で凸部47を形成した例を示すもので、この例では、
図に矢符で示すように、内側方向への塑性流動が大きい
ため、凸部47の外側の高さh₀より内側の凸部の高さh
₁が、例えば、0.15mm程高くなり、また、成形のための
加工荷重は、120tfであった。

一方、第４図に示した実施例では、第７図に示した製品
と同一製品を成形した場合に、外側方向への塑性流動
が、第７図の場合に比較して大きくなるため、先端部非
拘束状態で凸部33を形成しても、外側の凸部の高さh₀と
内側の凸部の高さh₁との差を、例えば、0.02〜0.04mm程
度にすることができ、また、成形のための加工荷重は、
80tfであった。

なお、以上述べた実施例では、比較的面積の小さい板材
31の成形加工に本発明を適用した例について述べたが、
本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、非常
に板材の面積が大きい板材の一部に凸部を成形する成形
加工にも同様に適用できることは勿論である。この場合
には、第８図に示すように、板材に形成される凸部49あ
るいはこの近傍に、材料の塑性流動を生じさせるための
孔51あるいはスリット53等を形成することが望ましい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の凸部の成形方法では、パンチ
におけるダイの凹部に対向する位置から偏心してパンチ
側凸部を形成し、このパンチ側凹部により、板材に板材
方向および板厚方向への塑性流動を与え、板材に所定形
状の凸部を形成するようにしたので、凸部の先端部を非
拘束の状態で成形するにもかかわらず、所定形状の凸部
を容易に形成することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の板材の成形方法により製造された成形
品の一例を示す縦断面図である。第２図は第１図の成形品を示す側面図である。第３図および第４図は本発明の凸部の成形方法の一実施
例を示す説明図である。第５図および第６図は本発明の凸部の成形方法により形
成される凸部を示す説明図である。第７図は従来の凸部の成形方法の一例を示す説明図であ
る。第８図は本発明の板材の成形方法の他の実施例を示す説
明図である。第９図ないし第16図は従来の板材の成形方法を示す説明
図である。〔主要な部分の符号の説明〕 31……板材 33……凸部 35……パンチ 37……ダイ 41……凹部 43……パンチ側凸部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対抗して配置されるパンチ（35）とダイ
（37）との間に板材（31）を配置し、前記パンチ（35）
の対抗面を前記ダイ（37）の対抗面に押圧することによ
り、前記ダイの対抗面に形成される凹部（41）に前記板
材（31）の一部を塑性流動し、板材（31）に所定形状の
凸部（33）を形成する凸部の成形方法において、前記パ
ンチにおける前記ダイの凹部（41）に対抗する位置か
ら、凸部の所定の形状に見合った量だけ偏心させた位置
にパンチ側凸部（43）を形成し、このパンチ側凸部（4
3）により、前記板材（31）に板材方向及び板厚方向へ
の塑性流動を与え、板材に所定形状の凸部（33）を成形
することを特徴とする凸部の成形方法。