JPH0739944A - 金属製管材のプレスバーリング加工方法並びにこの加工方法に用いられるバーリング加工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属製管材のプレスバーリング加工の作業性
及び量産性を高め、加工精度の向上を図る。 【構成】 管材１の所定位置に下孔３を開口させて設
け、この下孔３に対応する管材１内にパンチ部材２１か
らなるバーリング加工具２０を位置決め配置する。この
パンチ部材２１を管材１内から外側へ直線移動させ、パ
ンチ部材２１の起し加工部２２にて下孔３の周縁部３ａ
を外側に向け曲げ起して、立ち起し口部２を起し加工す
る。この起し加工後に連続して管材１の立ち起し口部２
の立ち起し基部２ａ内周面にパンチ部材２１のしごき加
工部２３によりしごき加工を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば水栓ケーシング
用管などの金属製管材に枝管を接合するための接合孔を
加工するプレスバーリング加工方法並びにこの加工方法
に用いられるバーリング加工具に関し、特に、管材の下
孔の周縁部を起し加工することにより形成される立ち起
し口部の加工精度の向上を図り、真円度を高め得るよう
にしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の金属製管材のバーリング
加工方法においては、管材に下孔を設け、この下孔に対
応する管材内にパンチ部材からなるバーリング加工具を
位置決め配置するとともに、このパンチ部材を管材の外
側に突上げまたは引抜き等により移動させ、これによっ
て、管材の下孔の周縁部を外側に向け曲げ起して、図１
７に示すように、管材ａの外側に立ち起し口部ｂを張出
し形成することにより行なわれている。

【０００３】ところが、このようなバーリング加工方法
にあっては、管材の下孔の周縁部を外側に起し加工する
場合、立ち起し加工部の曲げ角度（塑性変形量）が小さ
いほど、スプリングバック角度が大きくなる。

【０００４】また、スプリングバック角度が一定であれ
ば、スパンが大きいほど、スプリングバック量は大きく
現われるために、図１８及び図１９に示すように、起し
加工後の管材ａの立ち起し口部ｂの径方向Ｙの部位のス
プリングバック角度θ1 が、軸方向Ｘの部位のスプリン
グバック角度θ2 よりも大きくなり（θ1 ＞θ2 ）、こ
れによって、図２０に示すように、管材ａの立ち起し口
部ｂの形状が、径方向Ｙの部位の長さが軸方向Ｘの部位
の長さよりも短い楕円形となり、真円度不良が生じ易
い。

【０００５】そこで、例えば特公平３−２４２８６号公
報に開示されているように、管材の下孔の周縁部を起し
加工する際、回転バーリングにより一次加工を行ない、
非回転バーリング加工によりスプリングバックの大きい
部位を拡張して、二次加工を行なうことにより、真円度
の向上を図るようにしたものが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のバーリング加工方法では、非回転バーリング加
工により二次加工を行なう場合、スプリングバックの大
きい部位を拡張するように加工具の方向性を考慮する必
要があるために、作業性が悪くて量産性に劣る。

【０００７】しかも、非回転バーリング加工による二次
加工がスプリングバックの抑制を目的としているもので
はないために、加工精度が悪く、真円度が低いという問
題があった。

【０００８】

【発明の目的】本発明はこのような点を考慮してなされ
たものであり、その目的は、作業性及び量産性を高め、
加工精度の向上を図り所望の形状の寸法精度を向上さ
せ、特に円形においては真円度を向上させることができ
るようにした金属製管材のプレスバーリング加工方法並
びにこの加工方法に用いられるバーリング加工具を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は、管材に立ち起し口部をパンチ部材か
らなるバーリング加工具によるバーリング加工にて張出
し形成してなる金属製管材のプレスバーリング加工方法
において、管材の所定位置に下孔を開口させて設け、こ
の下孔に対応する管材内にパンチ部材を位置決め配置す
るとともに、このパンチ部材の管材内からの外側への直
線移動により、下孔の周縁部を外側に向け曲げ起して立
ち起し口部を起し加工する前工程と、この起し加工後に
連続させて管材の立ち起し口部の立ち起し基部内周面に
しごき加工を施す後工程とからなることを特徴とする。

【００１０】また、本発明は、パンチ部材に前段の起し
加工部と、この起し加工部より小径の小径部と起し加工
部に対して少なくとも同径かそれよりもやや大径に形成
された後段のしごき加工部とを連続して一体に形成して
なる構成としたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】すなわち、本発明は、上記の構成を採用するこ
とによって、管材の所定位置に下孔を開口させて設け、
この下孔に対応する管材内にパンチ部材を位置決め配置
するとともに、このパンチ部材の管材内からの外側への
直線移動により、下孔の周縁部を外側に向け曲げ起し
て、立ち起し口部を起し加工する前工程と、この起し加
工後に連続させて管材の立ち起し口部の立ち起し基部内
周面にしごき加工を施す後工程とからなるために、立ち
起し基部のスプリングバック量が低減し、加工精度の向
上が図れるので、所望の形状の寸法精度を向上させるこ
とができ、特に円形においては、真円度を向上させるこ
とができる。

【００１２】また、立ち起し口部が張出し形成される管
材の外側の起し加工相当部の外周面に型材を設け、この
型材にて管材の立ち起し口部をパンチ部材の外側への移
動に伴う前段の起し加工及び後段のしごき加工と同時に
圧縮変形させてなるために、型材により管材の立ち起し
口部の外側が規制され、これによって、加工精度の向上
が図れる。

【００１３】さらに、パンチ部材に前段の起し加工部
と、この起し加工部より小径の小径部と起し加工部に対
して少なくとも同径かそれよりもやや大径に形成された
後段のしごき加工部とを連続して一体に形成することに
より、一つの加工具にて前段の起し加工と後段のしごき
加工とが同時に行なえるために、作業性及び量産性の向
上が図れる。

【００１５】さらにまた、パンチ部材に形成されるしご
き加工部を円周方向に連続させてなるために、起し加工
部にて起された立ち起し口部内周面の面粗度が高められ
る。

【００１６】また、パンチ部材に一体形成される起し加
工部の後端としごき加工部の前端との間の距離を、管材
に起し加工される立ち起し口部内周面の直線部の長さよ
りも短くすることにより、起し加工中にしごき加工が行
なわれるために、起し加工部にて起された立ち起し口部
の肉厚の減少が少なく、立ち起し口部の強度の低下が防
止されるとともに、加工精度の向上が図れる。

【００１７】さらに、パンチ部材の起し加工部としごき
加工部との間の小径部をオイルポケットとしたために、
バーリング加工具の移動が円滑に行なえる。

【００１８】下孔が形成される管材の内周面に対応する
パンチ部材の起し加工部側の端面を、管材の内周面形状
に沿わせて形成してなるために、管材の下孔周面にパン
チ部材の起し加工部側の全端面が接触し、下孔周縁部の
起し加工の開始が同時に行なえ、加工精度の向上が図れ
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図１から図１６に
示す図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２０】図１から図１１は本発明に係る金属製管材
のプレスバーリング加工方法の垂直プレス方式による第
１実施例を示すもので、図２に示すように、符号１は加
工後の管材で、その外周面には、立ち起し口部２が張出
し形成されている。

【００２１】また、図１に示すように、符号１０は垂直
プレス方式のバーリング加工装置本体で、この加工装置
本体１０は、下部ダイ１１、上部ダイ１２、型材１３、
ノックアウト部材１４及び押上げ機構１５により構成さ
れている。この押上げ機構１５は、パンチホルダ１６
と、このホルダ１６内を摺動するカムスライダ１７と、
このカムスライダ１７を往復動させる駆動シリンダ１８
とからなっている。型材１３は、立ち起し口部２が張出
し形成される管材１の外側に配置された上部ダイ１２に
よる起し加工相当部の外周面に位置するように設けられ
ている。

【００２２】すなわち、加工装置本体１０の下部ダイ１
１と上部ダイ１２との間には、管材１が位置決め配置さ
れている。この管材１には、図３に示すように、下孔３
が所定位置に形成され、この下孔３に対応する管材１内
には、押上げ機構１５のホルダ１６に案内支持されたバ
ーリング加工具２０が設けられている。

【００２３】このバーリング加工具２０は、図４から図
６に示すように、例えば円柱状のパンチ部材２１からな
り、このパンチ部材２１には、図４に示すように、前段
の起し加工部２２と、この起し加工部２２の外径Ｄ1 よ
り小径の小径部２５と、起し加工部２２に対して少なく
とも同径かそれよりもやや大径Ｄ2 （Ｄ1 ≦Ｄ2 ）に形
成された円周方向に連続する後段のしごき加工部２３と
が一体に形成されている。起し加工部２２は、下孔３を
立ち起し始める直線状の導入部２２ｂと立ち起すと共に
孔径を広げる拡大部２２ａとから形成されている。導入
部２２ｂを設けることにより銅合金製等の比較的軟質な
材料の立ち起しも破損することなく行える。

【００２４】そして、パンチ部材２１に形成された起し
加工部２２の拡大部２２ａと、しごき加工部２３の前端
２３ａとの間の距離Ｌ1 は、図５に部分拡大して示すよ
うに、管材１に起し加工される立ち起し口部２の内周面
の直線部の長さＬ2 よりも短く（Ｌ1 ＜Ｌ2 ）なってい
る。また前記起し加工部２２としごき加工部２３間の小
径部２５は、オイルポケット部となる。しごき加工部２
３の後端を図５の一点鎖線で示すように小径２６にし
て、しごき加工部２３と立ち起し口部２の内周面との接
触時間を短くしオイル切れ等を防止するようにしても良
い。又、図４の２点鎖線で示すように第２の小径部２７
を設けても良い。

【００２５】さらに、パンチ部材２１の起し加工部２２
側の端面２１ａは、図６に示すように、管材１の内周面
形状に沿わせて径方向Ｙに円弧状に形成され、これによ
って、管材１の下孔３の周面にパンチ部材２１の全端面
が接触可能となる。

【００２６】また、パンチ部材２１の下端面２１ｂは、
カム面２４にカットされ、このパンチ部材２１のカム面
２４には、図１に示すように、加工装置本体１０に組み
込まれた押上げ機構１５のカムスライダ１７のカム面１
７ａが当接摺動し、このカムスライダ１７の軸方向Ｘの
移動により、パンチ部材２１を管材１の径方向Ｙの外側
垂直方向に向け押上げ移動させるようになっている。

【００２７】上記の構成からなる加工装置本体１０を用
いて、管材１にバーリング加工を施すには、まず、上下
両ダイ１１，１２の開放により、管材１及び押上げ機構
１５を配置した後、上下両ダイ１１，１２を型締めし、
図７に示すように、管材１内の下孔３の対応位置にバー
リング加工具２０としてのパンチ部材２１を位置決め配
置する。

【００２８】この状態で、押上げ機構１５のカムスライ
ダ１７を軸方向Ｘに直線移動させ、パンチ部材２１を押
上げ駆動させることにより、パンチ部材２１の端面２１
ａを管材１の下孔３の内周面に接触させ、図８に示すよ
うに、下孔３の周縁部３ａを外側に向け曲げ起しする。

【００２９】そして、パンチ部材２１が更に押上げ駆動
されると、図９に示すように、パンチ部材２１の起し加
工部２２により下孔３の周縁部３ａが立ち起され、立ち
起し口部２が張出し形成される。

【００３０】この時、立ち起し口部２が張出し形成され
る管材１の外側の起し加工相当部の外周面には、型材１
３が設けられ、この型材１３により管材１の立ち起し口
部２の外周面が規制されるとともに、パンチ部材２１の
外側への直線移動に伴う起し加工と同時に一次的に圧縮
変形させられる。この圧縮変形によって、管材１の立ち
起し口部２が塑性変形するため、スプリングバック量の
低減化が可能となる。

【００３１】また、パンチ部材２１に形成される起し加
工部２２としごき加工部２３との間の距離Ｌ1 が、立ち
起し口部２の内周面の直線部の長さＬ2 よりも短く（Ｌ
1 ＜Ｌ2 ）なっているために、立ち起し口部２の起し加
工中に、パンチ部材２１のしごき加工部２３が、立ち起
し口部２の基部２ａの内周面に位置し、これによって、
立ち起し口部２の起し加工に連続してしごき加工部２３
によるしごき加工が行なわれる。起し加工部２２としご
き加工部２３の間に小径部２５を設けているため瞬間的
に加工が中断さると共に、小径部２５がオイルポケット
となるため加工がスムーズに行なわれる。

【００３２】次いで、パンチ部材２１の前段の起し加工
部２２による起し加工後に、図１０に示すように、パン
チ部材２１を更に押上げて、その後段のしごき加工部２
３により管材１の立ち起し口部２の立ち起し基部２ａの
内周面にしごき加工を施しながら、管材１の立ち起し口
部２内周面を二次的に圧縮変形させる。この圧縮変形に
よる立ち起し基部２ａの塑性変形により、スプリングバ
ック量の低減化が助長される。

【００３３】このようにして、管材１へのプレスバーリ
ング加工が終了すると、加工装置本体１０の上部ダイ１
２に設けたノックアウト部材１４を下降させて、図１１
に示すように、パンチ部材２１をホルダ１６内に下降さ
せると同時に、押上げ機構１５のカムスライダ１７を軸
方向Ｘに移動させ、パンチ部材２１及びカムスライダ１
７を元の待機位置に復帰させる。続いて上下両ダイ１
１，１２を開放することにより、管材１を取り出す。

【００３４】また、図１２から図１６は本発明に係る第
２実施例を示し、この実施例は、図１２に示すように、
管材１の立ち起し口部２を斜方プレス方式によるバーリ
ング加工方法にて加工してなるものである。この場合に
は、図１３から図１５に示すようなバーリング加工具２
０としてのパンチ部材２１が用いられる。

【００３５】すなわち、このパンチ部材２１は、図１３
及び図１４に示すように、前段の起し加工部２２側の軸
方向Ｘの端面２１ａが斜方プレス角度に応じて傾斜され
ている。また、その径方向Ｙの端面２１ａは、図１５に
示すように、管材１の内周面形状に沿わせて径方向Ｙに
円弧状に形成され、これによって、管材１の下孔３周面
にパンチ部材２１の全端面２１ａが接触可能になってい
る。

【００３６】このような斜方プレス方式によるバーリン
グ加工装置は、図１６に示すように、上記第１実施例に
おける加工装置本体１０と基本的に同様な構成を有し、
図７から図１０に示す垂直プレス方式によるバーリング
加工工程を斜方プレス方式に代えて行なわれるもので、
同一構成部材には第１実施例と同一の符号を付し、その
詳細図は省略する。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、管材の所定位置に下孔を開口させて設け、この下孔
に対応する管材内にパンチ部材を位置決め配置するとと
もに、このパンチ部材の管材内からの外側への直線移動
により、下孔の周縁部を外側に向け曲げ起して、立ち起
し口部を起し加工する前工程と、この起し加工後に連続
させて管材の立ち起し口部の立ち起し基部内周面にしご
き加工を施す後工程とからなることから、立ち起し基部
のスプリングバック量を低減させることができ、これに
よって、加工精度の向上を図ることができるとともに、
所望の形状の寸法精度を向上させ、特に円形においては
真円度の向上を図ることができる。

【００３８】また、請求項２において、立ち起し口部が
張出し形成される管材の外側の起し加工相当部の外周面
に型材を設け、この型材により管材の立ち起し口部をパ
ンチ部材の外側への移動に伴う前段の起し加工及び後段
のしごき加工と同時に圧縮変形させてなることから、型
材により管材の立ち起し口部の外側を規制することがで
き、加工精度を一層高めることができる。

【００３９】さらに、請求項３において、パンチ部材
は、前段の起し加工部と、この起し加工部より小径の小
径部と起し加工部に対して少なくとも同径かそれよりも
やや大径に形成された後段のしごき加工部とを一体に形
成することにより、一つの加工具にて前段の起し加工と
後段のしごき加工とが同時に行なえ、作業性及び量産性
の向上を図ることができる。

【００４０】さらにまた、請求項４において、パンチ部
材に形成されるしごき加工部を円周方向に連続させてな
るために、起し加工部により起された立ち起し口部内周
面の面精度を高めることができる。

【００４１】また、請求項５において、パンチ部材に一
体形成される起し加工部の後端と、しごき加工部の前端
との間の距離を、管材に起し加工される立ち起し口部内
周面の直線部の長さよりも短くすることにより、起し加
工中にしごき加工が行なわれ、起し加工部により起され
た立ち起し口部の肉厚の減少を少なくすることができ、
立ち起し口部の強度の低下を防止することができるとと
もに、加工精度の向上を図ることができる。

【００４２】さらに、請求項６において、パンチ部材の
起し加工部としごき加工部との間の小径部をオイルポケ
ット部としたことにより、バーリング加工具の移動を円
滑に行なうことができる。

【００４３】また、請求項７において、下孔が形成され
る管材の内周面に対応するパンチ部材の起し加工部側の
端面を、管材の内周面形状に沿わせて形成したので、管
材の下孔周面にパンチ部材の起し加工部側の全端面が接
触し、下孔周縁部の起し加工の開始を同時に行なうこと
ができ、加工精度のより一層の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金属製管材のプレスバーリング加
工方法における加工装置の全体構成を示す説明図。

【図２】同じくバーリング加工後の管材の断面図。

【図３】同じくバーリング加工前の管材の断面図。

【図４】同じくバーリング加工具としてのパンチ部材の
説明図。

【図５】同じくバーリング加工具としてのパンチ部材の
断面図。

【図６】同じくバーリング加工具としてのパンチ部材の
図４の右側面図。

【図７】同じく加工工程の概略的説明図。

【図８】同じく加工工程の概略的説明図。

【図９】同じく加工工程の概略的説明図。

【図１０】同じく加工工程の概略的説明図。

【図１１】同じく加工工程の概略的説明図。

【図１２】本発明に係る第２実施例を示す斜方プレス方
式によるバーリング加工後の管材の断面図。

【図１３】同じくバーリング加工具としてのパンチ部材
の説明図。

【図１４】同じくバーリング加工具としてのパンチ部材
の断面図。

【図１５】同じくバーリング加工具としてのパンチ部材
の図１３の左側面図。

【図１６】同じく斜方プレス方式によるバーリング加工
装置の全体構成を示す断面図。

【図１７】従来のバーリング加工方法による金属製管材
の概略的説明図。

【図１８】同じく概略的断面図。

【図１９】同じく概略的断面図。

【図２０】同じく概略的平面図。

【符号の説明】

１ 管材 ２ 立ち起し口部 ２ａ 立ち起し基部 ３ 下孔 ３ａ 周縁部 １０ 加工装置本体 １１ 下部ダイ １２ 上部ダイ １３ 型材 １５ 押上げ機構 １６ ホルダ １７ カムスライダ ２０ バーリング加工具 ２１ パンチ部材 ２２ 起し加工部 ２３ しごき加工部 ２４ 小径部 Ｘ 軸方向 Ｙ 径方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大久保 二 也 福岡県北九州市小倉北区中島二丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 指 吸 晃 福岡県北九州市小倉北区中島二丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 柳 田 孝 悦 福岡県北九州市小倉北区中島二丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 加田平 浩 美 福岡県北九州市小倉北区中島二丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管材に立ち起し口部をパンチ部材からなる
   バーリング加工具によるバーリング加工にて張出し形成
   してなる金属製管材のプレスバーリング加工方法におい
   て、 前記管材の所定位置に下孔を開口させて設け、この下孔
   に対応する管材内に前記パンチ部材を位置決め配置する
   とともに、このパンチ部材の前記管材内からの外側への
   直線移動により、前記下孔の周縁部を外側に向け曲げ起
   して、前記立ち起し口部を起し加工する前工程と、 この起し加工後に連続させて前記管材の立ち起し口部の
   立ち起し基部内周面にしごき加工を施す後工程とからな
   ることを特徴とする金属製管材のプレスバーリング加工
   方法。
2. 【請求項２】立ち起し口部が張出し形成される管材の外
   側の起し加工相当部の外周面に型材を設け、この型材に
   より前記管材の立ち起し口部をパンチ部材の外側への直
   線移動に伴う前段の起し加工及び後段のしごき加工と同
   時に圧縮変形させてなることを特徴とする請求項１記載
   の金属製管材のプレスバーリング加工方法。
3. 【請求項３】管材内の下孔に対応する位置に位置決め配
   置されるパンチ部材からなる金属製管材のバーリング加
   工具において、 前記パンチ部材は、前段の起し加工部と、この起し加工
   部より小径の小径部と起し加工部に対して少なくとも同
   径かそれよりもやや大径に形成された後段のしごき加工
   部とを連続して一体に形成したことを特徴とする金属製
   管材のバーリング加工具。
4. 【請求項４】パンチ部材に形成されるしごき加工部を円
   周方向に連続させたことを特徴とする請求項３記載の金
   属製管材のバーリング加工具。
5. 【請求項５】パンチ部材に一体形成される起し加工部の
   後端としごき加工部の前端との間の距離を、管材に起し
   加工される立ち起し口部内周面の直線部の長さよりも短
   くしたことを特徴とする請求項３または４記載の金属製
   管材のバーリング加工具。
6. 【請求項６】パンチ部材の起し加工部としごき加工部と
   の間の小径部をオイルポケット部としたことを特徴とす
   る請求項３または４記載の金属製管材のバーリング加工
   具。
7. 【請求項７】下孔が形成される管材の内周面に対応する
   パンチ部材の起し加工部側の端面を、管材の内周面形状
   に沿わせて形成したことを特徴とする請求項３，４また
   は５記載の金属製管材のバーリング加工具。