JPH0739946A - 金属製管材の回転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】 金属製管材の回転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を回転させながら管材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
加工する回転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係り、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
２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１３及び図１４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１５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】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回転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回転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、このパンチ部材を回転させながら管材内から
外側へ直線移動させることにより、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
一体に形成してなる構成としたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】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、このパンチ部材を回転させながら管材内から外側
へ直線移動させることにより、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。

【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
形成すると共に、パンチ部材のしごき加工部を、軸方向
に連続しかつ回転方向に所定のピッチでスパイラル状に
傾斜する複数条のランドにて形成してなるために、パン
チ部材を回転させながら引き上げる際、ランドの傾斜に
より軸方向に分力が発生し、これによって、起し加工さ
れる立ち起し基部内周面の塑性変形が促進され、スプリ
ングバックの減少及び立ち起し口部の基部のコーナＲの
拡大化が図れる。

【００１４】しかも、パンチ部材のしごき加工部が軸方
向に連続するランドにてしごき加工を施すために、起し
加工部にて起された立ち起し口部内周面の真円度が高め
られるとともに、ランドのピッチを小さくすることが可
能になり、円周方向の波打ち現象が抑制される。

【００１５】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
形成すると共に、パンチ部材のしごき加工部を、軸方向
に連続しかつ回転方向に所定のピッチで直線状の複数条
のランドにて形成してなるために、パンチ部材を回転さ
せながら引き上げる際、ランドにより起し加工される立
ち起し基部内周面の塑性変形が促進され、スプリングバ
ックの減少が図れる。

【００１６】また、パンチ部材のしごき加工部の長さ
を、管材に起し加工される立ち起し口部内周面の直線部
の長さよりも長くすることにより、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
起し口部内周面全体が同時にしごき加工されるために、
スプリングバックが少なく、加工精度の向上が図れる。

【００１７】さらに、パンチ部材のしごき加工部を形成
するランドにオイルポケット部を設けてなるために、バ
ーリング加工具の回転移動が円滑に行なえる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図８に示
す図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の
実施例においては、例えば斜方回転方式によるバーリン
グ加工方法を例にして説明するが、本発明は垂直回転方
式にも適用可能である。

【００１９】図２に示すように、符号１は後述する斜方
回転方式のバーリング加工装置本体１０にてバーリング
加工された管材で、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。

【００２０】斜方回転方式のバーリング加工装置本体１
０は、図１に示すように、下部ダイ１１、上部ダイ１
２、型材１３及び引上げ回転機構１４により構成されて
いる。この引上げ回転機構１４は、図示しない駆動モー
タにて時計方向、反時計方向の両方に回転する引上げ棒
１５を備えるとともに、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１
２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。

【００２１】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、ホルダ部材１６が挿入されているとともに、この
ホルダ部材１６のガイド穴１７には、引上げ回転機構１
４の引上げ棒１５の先端部１５ａに螺合支持されて引上
げ回転自在なバーリング加工具２０が設けられている。

【００２２】このバーリング加工具２０は、図４及び図
５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、前段の起し加工部２２
と、この起し加工部２２の外径Ｄ1 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
れた後段のしごき加工部２３とが一体に形成されてい
る。そして、起し加工部２２及びしごき加工部２３は、
軸方向に連続しかつ回転方向に所定のピッチでスパイラ
ル状に傾斜する複数条のランド２２ａ，２３ａにて形成
されている。起し加工部２２は下孔３を立ち起し始める
導入部２２ｂと立ち起し口部２を張出し形成する拡大部
２２ｃにより形成されている。図４の一点鎖線はバーリ
ング加工具２０が回転した場合の外形を示す。

【００２３】また、パンチ部材２１のしごき加工部２３
の長さＬ1 は、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 よりも長く（Ｌ1 ＞Ｌ2 ）
なっている。また、しごき加工部２３には、図５に部分
拡大して示すように、オイルポケット部２４が設けられ
ている。

【００２４】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を型締めして、管材１が装着されたホ
ルダ部材１６を位置決め配置し、このホルダ部材１６の
ガイド穴１７内に設けたバーリング加工具２０のパンチ
部材２１に引上げ回転機構１４の引上げ棒１５の先端部
１５ａを螺合させて連結することにより、図６に示すよ
うに、管材１内の下孔３の対応位置にパンチ部材２１を
位置決め配置する。

【００２５】この状態で、前記引上げ回転機構１４の引
上げ棒１５を時計方向に回転させながらパンチ部材２１
をその軸方向に引上げ移動させることにより、パンチ部
材２１の起し加工部２２のランド２２ａを管材１の下孔
３の内周面に接触させ、図７に示すように、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を張
出し形成する。

【００２６】このとき、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
１３が設けられ、この型材１３より管材１の立ち起し口
部２の外周面が規制される。すなわち型材１３を配置す
ることにより、パンチ部材２１の外側への移動に伴う起
し加工と同時に立ち起し口部２の外周面を一次的に圧縮
変形させるようになっている。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。

【００２７】また、パンチ部材２１のしごき加工部２３
の長さＬ1 は、立ち起し口部２の内周面の直線部の長さ
Ｌ2 よりも長く（Ｌ1 ＞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。

【００２８】次いで、パンチ部材２１を更に引上げ回転
させると、図８に示すように、その後段のしごき加工部
２３により管材１の立ち起し口部２の立ち起し基部２ａ
の内周面がしごき加工され、管材１の立ち起し口部２の
内周面を二次的に圧縮変形させるようになっている。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。

【００２９】このように、管材１への回転バーリング加
工が終了すると、加工装置本体１０の引上げ回転機構１
４の引上げ棒１５をパンチ部材２１から取外した後、上
下両ダイ１１，１２を開放することにより、管材１を取
り出すことができる。

【００３０】図９にバーリング加工具２０の別の実施例
を示す。起し加工部２２及びしごき加工部２３は、軸方
向に連続し、かつ回転方向に所定のピッチで直線状の複
数のランド２２ａ，２３ａにて形成されている。図１０
にバーリング加工２０の更に別の実施例を示す。起し加
工部２２及びしごき加工部の前部は、軸方向に連続し、
かつ回転方向に所定のピッチでスパイラル状に傾斜する
複数状のランド２２ａ，２３ａにて形成し、しごき加工
部の後部は、軸方向に連続し、かつ回転方向に所定のピ
ッチで直線状の複数のランド２３ｂにて形成されてい
る。スパイラル状のランド２２ａ，２３ａにより軸方向
に分力が発生し、立ち起し基部のコーナＲの拡大化が図
れ、直線状のランド２３ｂによって立ち起し基部内周面
の面精度と面粗度を向上させることができる。図１１に
バーリング加工具２０の別の実施例を示す。起し加工部
２２としごき加工部２３の間に起し加工部２２の外径Ｄ
1 に対して小径Ｄ3 （Ｄ3 ＜Ｄ1 ）に形成された小径部
２４が設けられている。この小径部２４を設けると加工
が瞬間的に中断することになり潤滑剤を管材１に拡散さ
せて潤滑性を向上させることができる。バーリング加工
具２０の耐久性を向上させ、又立ち起し口部２の内周面
の面粗度を向上させる。又加工を瞬間的に中断させ、バ
ーリング加工具２０と管材１の接触面を変更させること
により、局部的な変形が過大にならず、立ち起し口部２
の局部肉厚減少を抑制することができる。

【００３１】

【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、このパンチ部材を回転させながら管材内から外側
へ直線移動させることにより、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れ、
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。

【００３２】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
るために、加工精度を一層高めることができる。

【００３３】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と共に、しごき加工部を
軸方向に連続しかつ回転方向に所定のピッチでスパイラ
ル状に傾斜する複数条のランドにて形成してなるため
に、パンチ部材を回転させながら引き上げる際、ランド
の傾斜により軸方向に分力が発生し、これによって、起
し加工される立ち起し口部内周面の基部の塑性変形を促
進させることができ、スプリングバックの減少及び立ち
起し口部の基部のコーナＲの拡大化を図ることができ
る。

【００３４】しかも、パンチ部材のしごき加工部が軸方
向に連続するランドによりしごき加工を施してなること
から、起し加工部により起された立ち起し口部内周面の
真円度が高められるとともに、ランドのピッチを小さく
することができ、円周方向の波打ち現象を抑制すること
ができる。

【００３５】さらに、請求項４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と共に、しごき加工部
を、軸方向に連続しかつ回転方向に所定のピッチで直線
状の複数条のランドにて形成してなるために、パンチ部
材を回転させながら引き上げる際、ランドにより起し加
工される立ち起し口部内周面の基部の塑性変形を促進さ
せることができ、スプリングバックの減少を図ることが
できる。また、請求項５において、パンチ部材のしごき
加工部の長さを、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長くすることにより、起し加
工中にしごき加工が行なわれることから、起し加工部に
て起された立ち起し口部内周面全体を同時にしごき加工
することができ、スプリングバックを少なくし、加工精
度の向上を図ることができる。

【００３６】さらに、請求項６において、パンチ部材の
しごき加工部を形成するランドにオイルポケット部を設
けてなるために、バーリング加工具の回転移動を円滑に
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金属製管材の回転バーリング加工
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
平面図。

【図６】同じく加工工程の概略的説明図。

【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】同じくバーリング加工具としてのパンチ部材の
説明図。

【図１０】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１１】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１２】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１３】同じく概略的断面図。

【図１４】同じく概略的断面図。

【図１５】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 １４ 引上げ機構 １５ 引上げ棒 ２０ バーリング加工具 ２１ パンチ部材 ２２ 起し加工部 ２２ａ ランド ２３ しごき加工部 ２３ａ ランド ２４ オイルポケット部 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 松 尾 祐 二 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 (6)

【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回転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、このパンチ部材を回転させながら前記管材内
   から外側へ直線移動させることにより、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回転バーリング加工方
   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
   属製管材の回転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
   すると共にしごき加工部を、軸方向に連続しかつ回転方
   向に所定のピッチでスパイラル状に傾斜する複数条のラ
   ンドにて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】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
   すると共に、しごき加工部を軸方向に連続しかつ回転方
   向に所定のピッチで直線状の複数条のランドにて形成し
   たことを特徴とする金属製管材のバーリング加工具。
5. 【請求項５】パンチ部材のしごき加工部の軸方向の長さ
   を、管材に起し加工される立ち起し口部内周面の直線部
   の長さよりも長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】パンチ部材のしごき加工部を形成するラン
   ドにオイルポケット部を設け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。