JP6190658B2 - Press molding die, press molding method, and press molding apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、特定形状の金属部材をプレス成形する金型、方法、及び装置に関する。 The present invention relates to a mold, a method, and an apparatus for press-molding a metal member having a specific shape.
自動車部品などには、鋼板のプレス成形品が多数存在する。その中には、凹凸差が大きくて簡単には成形できない形状の部材も少なくない。 There are many press-formed products of steel plates in automobile parts and the like. Among them, there are many members having a shape that has a large unevenness difference and cannot be easily formed.
図1に、そのような成形部材の1つを示す(縦断面図)。図示の成形部材は、ドーム状のボス部101と、ボス部101の下側周縁から張り出した横フランジ部102と、横フランジ部102の外周縁から上方に張り出した円筒状の縦フランジ部103とを有している。
FIG. 1 shows one such molded member (longitudinal sectional view). The illustrated molded member includes a dome-
通常、このような成形部材の場合、破断を避けるために、絞り加工を複数回行って成形される(多段絞り加工)。具体的には、鋼板をカップ状に形成した後、その底面中央を下側から複数回突き上げて絞り加工し、徐々にボス部101を形成していく。従って、多段絞り加工は、工数が多く、成形に時間がかかるし、ボス部101の厚みが薄くなってしまう。
Usually, in the case of such a molded member, in order to avoid breakage, it is formed by performing drawing processing a plurality of times (multistage drawing processing). Specifically, after the steel plate is formed into a cup shape, the center of the bottom surface is pushed up from the lower side a plurality of times and drawn to form the
このような成形部材を、少ない工数で成形する方法も検討されている(特許文献1,2)。 A method of forming such a molded member with a small number of man-hours has also been studied (Patent Documents 1 and 2).
図2に、特許文献1の加工方法の概略を示す。そこでの金型は、ダイ202、押さえ用パンチ203、リングパンチ204などで構成されている。
In FIG. 2, the outline of the processing method of patent document 1 is shown. The mold there is composed of a
(a)に示すように、ダイ202のガイド部210に板状素材201が位置決めされる。押さえ用パンチ203及びリングパンチ204が下降し、板状素材201がカップ状部材に成形される。続いて、(b)に示すように、リングパンチ204が更に下降する。そうして、(c)に示すように、カップ状部材の底部を立ち上げ、ボス部を形成している。
As shown in (a), the plate-
図3に、特許文献2の加工方法の概略を示す。そこでの金型は、ダイス301、押さえパンチ302、インナーパンチ303、端面パンチ304などで構成されている。
In FIG. 3, the outline of the processing method of patent document 2 is shown. The mold there is composed of a
(a)に示すように、予め準備された有底筒状体310が、ダイス301に載置される。その後、(b)に示すように、ダイス301と押さえパンチ302とで有底筒状体310を挟持し、端面パンチ304で有底筒状体310の端面を加圧しながら、インナーパンチ303で有底筒状体310の底部を加圧し、ボス部340を形成している。
As shown to (a), the bottomed
特許文献1、2の方法によれば、多段絞り加工に比べて、少ない工数で成形することができる。 According to the methods of Patent Documents 1 and 2, it is possible to form with less man-hours than multistage drawing.
しかし、いずれも多軸プレスであるため、加工時間が長いという欠点がある。すなわち、特許文献1の方法では、押さえ用パンチ203とリングパンチ204とをタイミングをずらして作動させる必要があり、特許文献2の方法では、押さえパンチ302とインナーパンチ303及び端面パンチ304とをタイミングをずらして作動させる必要がある。
However, since both are multi-axis presses, there is a drawback that the processing time is long. That is, in the method of Patent Document 1, it is necessary to operate the
そのため、これら方法は、1軸のプレスと組み合わせるとタクトタイムの短縮の妨げになるし、設備投資や量産性に優れる単発プレスやトランスファープレスを用いることができないという問題がある。 For this reason, when combined with a uniaxial press, these methods hinder the reduction of tact time, and there is a problem that a single press or transfer press excellent in capital investment and mass productivity cannot be used.
そこで本発明の目的は、通常は絞り加工を要する特定形状の部材の成形に際して、タクトタイムの短縮が図れ、単発プレスやトランスファープレスを用いることができるプレス成形金型等を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a press mold or the like that can shorten tact time and can use a single press or a transfer press when forming a member having a specific shape that usually requires drawing.
開示するプレス成形金型は、円筒状の周壁部と、当該周壁部の一端を塞ぐ底壁部とを有する金属製の有底円筒体に対し、当該底壁部の中央部分からボス部を内向きに膨出させる成形に用いられる。 The disclosed press molding die has a boss portion from the center portion of the bottom wall portion with respect to a metal bottomed cylindrical body having a cylindrical peripheral wall portion and a bottom wall portion that closes one end of the peripheral wall portion. Used for molding to bulge in the direction.
プレス成形金型は、前記有底円筒体が嵌入される成形穴が形成された第1部材と、成形時に、前記成形穴に嵌入された前記有底円筒体に嵌入される第2部材と、を備える。前記第1部材は、前記成形穴の底面の周縁部分が凹んで形成された環状凹部を有している。 The press mold includes a first member in which a molding hole into which the bottomed cylindrical body is inserted, a second member to be inserted into the bottomed cylindrical body that is inserted into the molding hole at the time of molding, Is provided. The first member has an annular recess formed by recessing a peripheral portion of the bottom surface of the forming hole.
前記第2部材は、前記成形穴の周面に沿ってスライドし、前記周壁部の開口端に接する圧入部と、前記圧入部と一体に設けられ、前記周壁部の内面に接する円筒状の支持面部と、前記底壁部の周縁部分に接するとともに前記環状凹部に嵌入する環状凸部と、前記環状凸部の間が凹んで形成され、前記ボス部の受け入れが可能な成形空間と、を有している。 The second member slides along the peripheral surface of the molding hole, and a press-fit portion that contacts the opening end of the peripheral wall portion, and a cylindrical support that is provided integrally with the press-fit portion and contacts the inner surface of the peripheral wall portion A surface portion, an annular convex portion that is in contact with a peripheral portion of the bottom wall portion and is fitted into the annular concave portion, and a molding space that is formed with a recess between the annular convex portions and that can receive the boss portion. doing.
そして、成形時において、前記環状凸部が前記底壁部の周縁部分に接する前に、前記圧入部が前記周壁部の開口端に接するように構成されている。 And at the time of shaping | molding, before the said cyclic | annular convex part contacts the peripheral part of the said bottom wall part, it is comprised so that the said press-fit part may contact | connect the opening end of the said surrounding wall part.
このように構成されたプレス成形金型によれば、金属製の有底円筒体が第1部材の成形穴に嵌入され、その有底円筒体に第2部材が嵌入されることにより、ボス部の成形が行われる。その際、環状凸部が底壁部の周縁部分に接する前に、圧入部が周壁部の開口端に接するため、最初は、周壁部が圧入部によって押し込まれ、有底円筒体の、周壁部の下側部分及び底壁部の周辺部分が環状凹部に入り込んで変形する。 According to the press-molding die thus configured, the bottomed cylindrical body made of metal is inserted into the molding hole of the first member, and the second member is inserted into the bottomed cylindrical body, whereby the boss portion Is formed. At that time, since the press-fit portion contacts the opening end of the peripheral wall portion before the annular convex portion contacts the peripheral portion of the bottom wall portion, the peripheral wall portion is first pushed by the press-fit portion, and the peripheral wall portion of the bottomed cylindrical body The lower portion and the peripheral portion of the bottom wall portion enter the annular recess and deform.
このとき、環状凸部は環状凹部の上方に離れて位置しているため、底壁部の周辺部分を絞り方向に容易に変形させ、ボス部の成形を誘導することができる。更に周壁部が圧入部によって押し込まれると、底壁部の中央部分が盛り上がって成形空間で膨出するため、ボス部を成形することができる。 At this time, since the annular convex portion is located above the annular concave portion, the peripheral portion of the bottom wall portion can be easily deformed in the drawing direction, and the formation of the boss portion can be induced. Further, when the peripheral wall portion is pushed in by the press-fitting portion, the central portion of the bottom wall portion rises and swells in the forming space, so that the boss portion can be formed.
従って、このプレス成形金型によれば、第1部材に第2部材を突き合わせる1軸のプレス処理だけで、有底円筒体の底壁部の中央部分から内向きに大きく膨出したボス部の成形が可能になるので、タクトタイムの短縮が図れ、単発プレスやトランスファープレスを用いることができる。 Therefore, according to this press molding die, the boss portion that bulges greatly inward from the central portion of the bottom wall portion of the bottomed cylindrical body only by the uniaxial pressing process in which the second member is abutted against the first member. Therefore, the tact time can be shortened and a single press or transfer press can be used.
具体的には、前記環状凹部及び前記環状凸部の断面は、弧状に形成するのが好ましい。 Specifically, it is preferable that cross sections of the annular recess and the annular projection are formed in an arc shape.
そうすれば、ボス部の成形を円滑に誘導することができる。 If it does so, shaping | molding of a boss | hub part can be induced | guided | derived smoothly.
より具体的には、前記環状凸部から連なる、前記成形空間を区画している前記第2部材の内面に、奥に向かって窄まるテーパー面を形成するのが好ましい。 More specifically, it is preferable to form a tapered surface that narrows toward the back on the inner surface of the second member that defines the molding space and that continues from the annular convex portion.
そうすれば、テーパー面により、ボス部の成形をより円滑に誘導することができる。 If it does so, shaping | molding of a boss | hub part can be induced | guided | derived more smoothly by a taper surface.
更に具体的には、前記第1部材は、前記有底円筒体を変位させるスライド部材を更に備え、前記第2部材が、前記第1部材から離れた待避位置に待避することにより、当該第1部材と当該第2部材との間に、前記有底円筒体の出入りを可能にする開放スペースが形成され、前記スライド部材により、前記金属部材が、前記開放スペース内の移送位置と、前記成形穴内の成形位置とに変位するようにするのが好ましい。 More specifically, the first member further includes a slide member for displacing the bottomed cylindrical body, and the second member retracts to a retracted position away from the first member, whereby the first member An open space that allows the bottomed cylindrical body to enter and exit is formed between the member and the second member, and the slide member causes the metal member to move between the transfer position in the open space and the molding hole. It is preferable to be displaced to the molding position.
そうすれば、成形の前後で、有底円筒体が、常に、出入りが可能な開放スペース内の移送位置にセットされるため、有底円筒体の搬入、搬出が容易にできる。 If it does so, since a bottomed cylindrical body is always set in the transfer position in the open space which can enter / exit before and after shaping | molding, carrying in and carrying out of a bottomed cylindrical body can be performed easily.
例えば、成形面を保護膜でコーティングし、前記保護膜が、Ti系、Al系、Cr系、及びV系のセラミックス膜の少なくともいずれか1つを含むようにするのが好ましい。 For example, it is preferable that the molding surface is coated with a protective film, and the protective film includes at least one of Ti-based, Al-based, Cr-based, and V-based ceramic films.
そうすれば、耐摩耗性や離型性が著しく向上し、長期にわたって安定した成形が可能になる。 By doing so, the wear resistance and releasability are remarkably improved, and stable molding over a long period of time becomes possible.
これらプレス成形金型を用いたプレス成形方法は、前記有底円筒体をセットする準備工程と、前記ボス部を成形する成形工程とを含む。そして、前記成形工程が、前記圧入部で前記周壁部の開口端を圧入することにより、前記底壁部の周縁部分を前記環状凹部に入れ込んで変形させ、前記ボス部への変形を誘導する第1段階と、前記圧入部で前記周壁部の開口端を圧入しながら、前記環状凸部で、前記周壁部から前記底壁部に至る部分を前記環状凹部に圧入することにより、前記成形空間に前記底壁部の中央部分を受け入れて、前記ボス部を形成する第2段階と、を含む。 The press molding method using these press molding dies includes a preparation step for setting the bottomed cylindrical body and a molding step for molding the boss portion. And the said formation process inserts the peripheral part of the said bottom wall part in the said annular recessed part by press-fitting the opening end of the said surrounding wall part in the said press-fit part, and induces the deformation | transformation to the said boss | hub part. The molding space is formed by press-fitting a portion from the peripheral wall portion to the bottom wall portion with the annular convex portion while pressing the opening end of the peripheral wall portion with the first insertion portion. And receiving a central portion of the bottom wall portion to form the boss portion.
開示するプレス成形装置は、上述したプレス成形金型を用いた本成形装置と、鋼板をプレスして前記有底円筒体を成形する予備成形装置とを備え、前記本成形装置及び前記予備成形装置が、同期して作動することを特徴とする。 A press forming apparatus disclosed includes a main forming apparatus using the above-described press forming mold, and a pre-forming apparatus that presses a steel plate to form the bottomed cylindrical body, and the main forming apparatus and the pre-forming apparatus. Are operated synchronously.
このプレス成形装置であれば、鋼板からボス部の成形まで、効率的に連続成形できるので、量産性に優れる。 This press forming apparatus is excellent in mass productivity because it can be efficiently continuously formed from the steel plate to the boss.
上述したスライド部材を備えるプレス成形金型が前記本成形装置に用いられる場合には、前記本成形装置の前記移送位置が、前記予備成形装置における前記有底円筒体の移送位置と、同一平面上に位置するように設けられ、前記有底円筒体を前記平面に沿って移送する移送装置を更に備えるようにするのが好ましい。 When a press molding die having the above-described slide member is used in the main molding apparatus, the transfer position of the main molding apparatus is flush with the transfer position of the bottomed cylindrical body in the preforming apparatus. It is preferable to further include a transfer device that is provided to be positioned at the position and transfers the bottomed cylindrical body along the plane.
そうすれば、装置間の移送が容易になり、生産性の向上が図れる。 If it does so, transfer between apparatuses becomes easy and improvement in productivity can be aimed at.
本発明によれば、生産性に優れたプレス成形金型等を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a press mold having excellent productivity.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the following description is merely illustrative in nature and does not limit the present invention, its application, or its use.
<成形部材>
図4に、本実施形態のプレス成形金型等によって成形される成形部材(ボス部材10)を示す。
<Molded member>
FIG. 4 shows a molding member (boss member 10) molded by the press molding die of this embodiment.
ボス部材10は、変速機のカバーに用いられる部材であり、肉厚が3mm程度の鋼板を圧縮変形して成形される。鋼板の材質は、ダイス鋼や高速度鋼、合金工具鋼などからなり、本実施形態ではSKD11が使用されている。
The
ボス部材10は、ドーム状に膨出したボス部12と、ボス部12の周囲に離れて位置する円筒状の縦フランジ部13と、ボス部12の下側周縁と縦フランジ部13の下端とに連なる断面が円弧状の横フランジ部14とを有している。
The
ボス部材10の外径は、約150mm程度である。縦フランジ部13の内径φ1に対するボス部12の内径φ2の比(絞り率:φ2/φ1)は、0.4〜0.7、より具体的には、0.5〜0.6となっている。ボス部材10の縦断面は、いずれの位置でも中心線に対して線対称である。
The outer diameter of the
ボス部12の周壁12aは、突端側に向かって窄んだ形状をしており、その断面は急勾配で傾斜している。ボス部12の頂部12bは、その中心から周壁12aの上端縁に向かって緩やかに下り傾斜しながら広がっており、縦フランジ部13の上端13aの縁よりも上方に突出している。
The
<プレス成形装置>
図5に、本実施形態のプレス成形装置1を示す。プレス成形装置1は、予備成形装置3や本成形装置5、移送装置7などで構成されており、圧延鋼板11からボス部材10を連続成形することができる。
<Press molding equipment>
In FIG. 5, the press molding apparatus 1 of this embodiment is shown. The press forming apparatus 1 includes a preliminary forming
予備成形装置3は、1軸のプレス加工により、鋼板11から中間体20を成形する。中間体20は、円筒状の周壁部21と、周壁部21の一端を塞ぐ平坦な底壁部22とを有しており、底壁部22の対向面は開放されている(有底円筒体)。周壁部21と底壁部22との境界部分は、丸く形成され、断面が円弧状になっている(R加工)。
The preforming
本成形装置5は、1軸のプレス加工により、中間体20からボス部材10を成形する。具体的には、本成形装置5は、中間体20の底壁部22から周壁部21に至る部分を変形させて、底壁部22の中央部分からボス部12を内向きに膨出させる。
The main forming
中間体20やボス部材10は、移送装置7で移送される。各移送装置7は、複数の挟持アーム7aや、これら挟持アーム7aを駆動制御する駆動制御部7bなどで構成されている。
The
鋼板11、中間体20、及びボス部材10は、同一高さの水平面Sに沿って移送できるように構成されている。
The
各挟持アーム7aは、水平面Sに沿った縦横2軸方向に変位可能であり、その動作は、予めプログラミングされた制御プログラムに基づき、駆動制御部7bによって制御されている。
Each clamping
例えば、各挟持アーム7aは、中間体20の底部を外周側から挟持し、予備成形装置3から中間体20をスライドさせながら移送し、本成形装置5に中間体20をセットする。また、各挟持アーム7aは、ボス部材10の底部を外周側から挟持し、本成形装置5から図示しない次の工程に向かってボス部材10をスライドさせながら移送する。
For example, each clamping
予備成形装置3と本成形装置5は、同期して作動する。
The preforming
すなわち、中間体20を1つ成形する時間とボス部材10を1つ成形する時間の、長さ及びタイミングが一致するように設定されている。また、中間体20の移送時間とボス部材10の移送時間の長さ及びタイミングもまた、一致するように設定されている。
That is, the length and timing of the time for forming one intermediate 20 and the time for forming one
従って、このプレス成形装置1では、予備成形装置3に一定の時間及びタイミングで鋼板11を供給することにより、鋼板11からボス部材10まで、連続的かつ効率的に成形することができる。予備成形装置3と本成形装置5とが、複雑な多軸でなく1軸で構成されているうえに、同期して作動するので、タクトタイムの短縮が容易に図れる。
Therefore, in this press forming apparatus 1, the
(予備成形装置)
図6に、予備成形装置3での成形過程を示す。予備成形装置3には、1軸で作動する予備成形金型30が組み付けられている。なお、予備成形装置3には、予備成形金型30以外にも、一軸制御が可能なプレス機構や制御装置等が装備されているが、公知であるため、その説明は省略する。
(Preliminary molding equipment)
FIG. 6 shows a molding process in the
予備成形金型30は、メス型31やオス型32などで構成されている。メス型31には、オス型32の作動方向である鉛直方向に中心線A1が延びる有底円筒状の予備成形穴33が形成されている。メス型31における予備成形穴33の底部には、昇降する円筒状の昇降部材34が設けられている。
The preforming
予備成形穴33の内法は、深さを除き、中間体20の外法に合わせて形成されており、オス型32の外法は、中間体20の内法に合わせて形成されている。メス型31は、その平坦な上面を所定高さの水平面Sに一致させた状態で予備成形装置3に固定されている。
The inner method of the preforming
成形時には、まず図6の(a)に示すように、所定寸法にカットされた円板状の鋼板11が、メス型31の上面の所定位置(中心が一致する位置)にセットされる。そうして、オス型32が、下降し、鋼板11を予備成形穴33に圧入しながら、予備成形穴33に嵌入する。
At the time of forming, first, as shown in FIG. 6A, the disk-shaped
なお、オス型32の周囲に円筒状のカット型を取り付け、メス型31の上面に帯状の鋼板11を供給することにより、予備成形穴33に圧入する直前に、鋼板11を所定形状にカットしてもよい。
In addition, by attaching a cylindrical cut mold around the
それにより、図6の(b)に示すように、鋼板11がオス型32とメス型31とで挟まれて変形し、中間体20が成形される。続いて、オス型32が予備成形穴33から抜け出て昇降部材34が上昇し、図6の(c)に示すように、中間体20が、押し出されて底壁部22の下面が水平面Sと一致する位置(移送位置)に位置決めされる。
Thereby, as shown in FIG. 6B, the
その後、中間体20は、直ちに挟持アーム7aで挟持され、水平面S上を側方にスライドすることによって本成形装置5に向けて移送される。
Thereafter, the
(本成形装置の構成)
図7に、本成形装置5に組み付けられている本成形金型50(プレス成形金型)を示す。なお、本成形装置5もまた、本成形金型50以外に、一軸制御が可能なプレス機構や制御装置等が装備されているが、その説明は省略する。
(Configuration of this molding device)
FIG. 7 shows a main molding die 50 (press molding die) assembled in the
本成形金型50は、本成形装置5に固定される第1部材51と、鉛直な軸方向にスライドする第2部材52とで構成されている。
The main molding die 50 includes a
第1部材51は、上面が平坦な円柱状の鋼材からなり、その上面に、中間体20が嵌入される有底円筒状の成形穴53が形成されている。第1部材51は、その上面が水平面Sと高さが一致するように本成形装置5に設置されている。成形穴53の中心線A2は鉛直方向に延びている。
The
成形穴53は、中間体20の外径よりも僅かに大きな内径の円筒状の内周面53aと、内周面53aの内隅に連なる底面53bとを有している。底面53bの周縁部分には、内周面53aと円滑に連なる、断面が円弧状の環状凹部53cが全周にわたって形成されている。
The
底面53bの中央部分には、相対的に台状に突出する載置部53dが形成されている。具体的には、載置部53dは、環状凹部53cから滑らかに連なって上向きに窄まる傾斜面と、傾斜面の上縁に連なる平坦な上面とを有する、裁頭円錐形状をしている。
A mounting
環状凹部53cの最深部には、鉛直方向に延びる円筒状のスライド孔54が形成されており、そこに円筒状のスライド部材55がスライド自在に組み付けられている。スライド部材55は、スライド孔54に入り込む下降位置と、上部が成形穴53に突き出る上昇位置とに変位するように制御されている。
A
第2部材52は、成形時に、成形穴53に嵌入された中間体20に嵌入される略円柱状の部材からなり、略円柱状の本体部57と、円筒状の圧入部58とを有している。第2部材52は、待機時には、第1部材51から上方に離れた待避位置に待避しており、成形時に1回の上下動を行う。
The
圧入部58は、成形穴53の内径に合わせてその外径が形成されており、本体部57の外周面に密着した状態で固定されている。圧入部58は、本体部57と一体に形成してもよいが、本実施形態では、成形誤差に対して固定位置が微調整できるように別部材で構成されている。圧入部58の厚みは、鋼板11の厚み以下である。
The press-
圧入部58は、本体部57の上部に固定されており、圧入部58の下端は、鉛直方向に面するリング状の平坦面となっている。圧入部58から露出した本体部57の下部には、支持面部59や環状凸部60、成形空間61などが形成されている。
The press-
支持面部59は、本体部57の圧入部58の下端に連なる円筒状の部分である。支持面部59の外径は、中間体20の内径に合わせて形成されている。環状凸部60は、支持面部59の下方に連なって環状に突出している。環状凸部60の突端は、環状凹部53cよりも鋼板11の厚み分だけ小さな断面円弧状に形成されている。
The
環状凸部60の間は上向きに凹んで、ボス部12の受け入れが可能な空間になっている(成形空間61)。成形空間61を区画している本体部57の内面のうち、環状凸部60から連なる成形空間61の開口側の部分には、成形空間61の奥に向かって窄まるテーパー面61aが形成されている。
The space between the annular
図7に拡大して示したように、第1部材51及び第2部材52の成形に用いられる成形面(成形穴53や本体部57の下部の表面等、中間体20が接し得る部分)は、鏡面加工された1〜10μm程度の厚みの保護膜63でコーティングされている。
As shown in an enlarged view in FIG. 7, the molding surfaces used for molding the
本実施形態の保護膜63は、3層構造の複合膜であり、Ti系の、つまりはTi元素を含む化合物のセラミックス膜で構成されている。具体的には、保護膜63は、母材の表面側から順に積層された、窒化チタン層63a、窒炭化チタン層63b及び炭化チタン層63cで構成されており、物理蒸着(PVD:Physical Vapor Deposition)法を用いて形成されている。
The
この保護膜63でコーティングしておくことで、耐摩耗性や離型性が著しく向上するため、長期にわたる、安定したボス部材10の成形が可能になる。
By coating with the
なお、図示とは異なり、各層の境界が明確でなく、組成が厚み方向に沿って次第に移り変わるように窒炭化チタン層63bのCとNとの比率が徐々に変化するように構成してもよい。そうすれば、保護膜63の密着性を向上させることができる。また、保護膜63は、Ti系に限らず、アルミニウム(Al)系、クロム(Cr)系、バナジウム(V)系のセラミックス膜でもよいし、これら各系の複合膜でもよい。
Unlike the illustration, the boundaries between the layers are not clear, and the ratio of C and N in the titanium
(本成形装置の動作)
図8〜図11を参照しながら、本成形装置5での成形動作について具体的に説明する。
(Operation of this molding device)
The molding operation in the
図8は、中間体20を本成形装置5にセットする準備工程を表している。図8の(a)に示すように、準備工程の初期状態では、スライド部材55は、上昇位置にあり、その先端は、水平面Sの上に位置決めされている。
FIG. 8 shows a preparation step for setting the
また、第2部材52は、待機状態にあり、待避位置に待避している。それにより、第2部材52と第1部材51との間には、中間体20が横から支障無く出入りできる大きさの開放スペースが形成されている。
Further, the
挟持アーム7aで挟持された中間体20は、スライドしながら開放スペースに入り込み、底壁部22がスライド部材55の先端に支持された状態で、その中心が中心線A2と一致する所定位置(移送位置)に位置決めされる。
The
そうして、図8の(b)に矢印で示すように、挟持アーム7aが中間体20から離れた後、スライド部材55が下降位置まで下降する。中間体20の下隅はR加工されているので、多少中心がずれていても、中間体20は安定して成形穴53に嵌まり込む。それにより、中間体20は、成形穴53に嵌入し、図9の(a)に示す成形位置に変位する。
Then, as indicated by an arrow in FIG. 8B, after the holding
成形位置にある中間体20は、底壁部22の中央部分が載置部53dの上面に載置され、環状凹部53cに接した底壁部22の周辺部分以外は、ほとんど成形穴53の内面に接している。
The
図9及び図10は、底壁部22にボス部12を成形する成形工程を表している。成形工程では、底壁部22の周縁部分を環状凹部53cに入れ込んで変形させ、ボス部12への変形を誘導する第1段階と、成形空間61に底壁部22の中央部分を受け入れて、ボス部12を形成する第2段階の、2段階の成形が、成形穴53に第2部材52が嵌入する過程で連続して行われる。
9 and 10 show a molding process for molding the
図9の(a)に示すように、第2部材52が下降すると、まず最初に、環状凸部60が周壁部21の内側に入り込む。その際、環状凸部60の突端は曲面になっているので、多少ずれていても、環状凸部60は安定して周壁部21の内側に入り込む。
As shown in FIG. 9A, when the
そうすると、支持面部59が周壁部21の内面に接した状態で、環状凸部60が更に奥に入り込み、圧入部58の下端が周壁部21の開口端21aに突き当たる。更に第2部材52が下降すると、周壁部21に下向き荷重が加わるため、中間体20は成形穴53に圧入される。それにより、図9の(b)に示すように、周壁部21の下側部分及び底壁部22の周辺部分が環状凹部53cに入り込んで変形する。
Then, in a state where the
このとき、環状凹部53cは断面円弧状の曲面であり、環状凸部60は環状凹部53cの上方に離れて位置しているため、底壁部22の周辺部分を絞り方向に容易に変形させることができる。
At this time, the
更に、第2部材52が下降すると、周壁部21は更に圧入部58によって押し込まれるため、それに伴い、底壁部22の中央部分が、環状凹部53cに誘導されて盛り上がり、成形空間61に膨出する。続いて、図10の(a)に示すように、膨出した部分(膨出部)が環状凸部60に接触する。成形空間61を区画している本体部57の内面にはテーパー面61aが形成されているため、膨出部がボス部12に変形するのを円滑に誘導することができる。
Further, when the
更に、図10の(b)に示すように、第2部材52が最下点まで下降すると、ボス部材10が成形される。すなわち、圧入部58が周壁部21の上部を所定位置まで押し込むことにより、縦フランジ部13が形成される。環状凸部60が環状凹部53cに嵌入し、環状凸部60と環状凹部53cとで挟まれた周壁部21の一部が断面円弧状に変形し、横フランジ部14が形成される。
Further, as shown in FIG. 10B, when the
そして、膨出部の側方への膨出がテーパー面61aによって阻止されることにより、ボス部12の周壁12aが形成される。膨出部の上面は、成形空間61の空間内に位置しており、自然に湾曲してボス部12の頂部12bが形成される。
And the
図11は、成形されたボス部材10を本成形金型50から払い出す払出工程を表している。ボス部材10が成形されると、図11の(a)に示すように、第2部材52は待機位置に上昇する。スライド部材55も上昇し、ボス部材10は、スライド部材55によって成形穴53から移送位置まで押し出される。
FIG. 11 shows a payout process for paying out the molded
移送位置に押し出されたボス部材10は、挟持アーム7aによって挟持され、図11の(b)に示すように、水平面Sに沿って移送位置から横にスライド移送される。ボス部材10の移送と同時に、図8の(a)に示したように、次に成形される中間体20が新たに移送位置に移送され、次の成形が開始する。
The
その後は、これら一連の動作が繰り返し行われ、ボス部材10が連続して成形される。
Thereafter, a series of these operations are repeated, and the
なお、本発明にかかるプレス成形装置等は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。 In addition, the press molding apparatus etc. concerning this invention are not limited to embodiment mentioned above, The other various structure is included.
例えば、予備成形装置や本成形装置は、1つの装置に組み込んでもよいし、個別の装置を連ねてシステム化してもよい。金型の交換により、予備成形と本成形を1つの1軸プレス機で行ってもよい。 For example, the preforming apparatus and the main forming apparatus may be incorporated into one apparatus or may be systematized by connecting individual apparatuses. The preforming and the main forming may be performed by one single-screw press by exchanging the mold.
1 プレス成形装置
3 予備成形装置
5 本成形装置
7 移送装置
10 成形部材(ボス部材)
11 鋼板
12 ボス部
20 中間体(有底円筒体)
21 周壁部
21a 開口端
22 底壁部
50 本成形金型(プレス成形金型)
51 第1部材
52 第2部材
53 成形穴
53c 環状凹部
55 スライド部材
57 本体部
58 圧入部
59 支持面部
60 環状凸部
61 成形空間
61a テーパー面
63 保護膜
S 水平面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
21
51
Claims (8)
円筒状の周壁部と、当該周壁部の一端を塞ぐ底壁部とを有する金属製の有底円筒体に対し、当該底壁部の中央部分からボス部を内向きに膨出させる成形に用いられ、
前記有底円筒体が嵌入される成形穴が形成された第1部材と、
成形時に、前記成形穴に嵌入された前記有底円筒体に嵌入される第2部材と、
を備え、
前記第1部材は、前記成形穴の底面の周縁部分が凹んで形成された環状凹部を有し、
前記第2部材は、
前記成形穴の周面に沿ってスライドし、前記周壁部の開口端に接する圧入部と、
前記圧入部と一体に設けられ、前記周壁部の内面に接する円筒状の支持面部と、
前記底壁部の周縁部分に接するとともに前記環状凹部に嵌入する環状凸部と、
前記環状凸部の間が凹んで形成され、前記ボス部の受け入れが可能な成形空間と、
を有し、
成形時において、前記環状凸部が前記底壁部の周縁部分に接する前に、前記圧入部が前記周壁部の開口端に接するように構成されているプレス成形金型。 A press mold,
Used for forming a metal bottomed cylindrical body having a cylindrical peripheral wall portion and a bottom wall portion that closes one end of the peripheral wall portion, so that the boss portion bulges inward from the center portion of the bottom wall portion. And
A first member formed with a molding hole into which the bottomed cylindrical body is inserted;
A second member fitted into the bottomed cylindrical body fitted into the molding hole during molding;
With
The first member has an annular recess formed by recessing a peripheral portion of the bottom surface of the molding hole,
The second member is
A press-fit portion that slides along the peripheral surface of the molding hole and is in contact with the open end of the peripheral wall portion;
A cylindrical support surface provided integrally with the press-fit portion and in contact with the inner surface of the peripheral wall;
An annular convex portion that contacts the peripheral portion of the bottom wall portion and fits into the annular concave portion,
A space formed between the annular convex portions is recessed, and a molding space capable of receiving the boss portion;
Have
A press-molding die configured so that the press-fitting portion is in contact with the opening end of the peripheral wall portion before the annular convex portion is in contact with the peripheral portion of the bottom wall portion during molding.
前記環状凹部及び前記環状凸部の断面が、弧状に形成されているプレス成形金型。 In the press-molding die according to claim 1,
A press molding die in which a cross section of the annular recess and the annular projection is formed in an arc shape.
前記環状凸部から連なる、前記成形空間を区画している前記第2部材の内面に、奥に向かって窄まるテーパー面が形成されているプレス成形金型。 In the press-molding die according to claim 1 or 2,
A press-molding die in which a tapered surface that is constricted toward the back is formed on the inner surface of the second member that is continuous from the annular convex portion and defines the molding space.
前記第1部材は、前記有底円筒体を変位させるスライド部材を更に備え、
前記第2部材が、前記第1部材から離れた待避位置に待避することにより、当該第1部材と当該第2部材との間に、前記有底円筒体の出入りを可能にする開放スペースが形成され、
前記スライド部材により、前記金属部材が、前記開放スペース内の移送位置と、前記成形穴内の成形位置とに変位するプレス成形金型。 In the press-molding die according to any one of claims 1 to 3,
The first member further includes a slide member that displaces the bottomed cylindrical body,
The second member retracts to a retracted position away from the first member, thereby forming an open space that allows the bottomed cylindrical body to enter and exit between the first member and the second member. And
A press molding die in which the metal member is displaced by the slide member between a transfer position in the open space and a molding position in the molding hole.
成形面が保護膜でコーティングされており、
前記保護膜が、Ti系、Al系、Cr系、及びV系のセラミックス膜の少なくともいずれか1つを含むプレス成形金型。 In the press-molding die according to any one of claims 1 to 4,
The molding surface is coated with a protective film,
A press mold in which the protective film includes at least one of a Ti-based, Al-based, Cr-based, and V-based ceramic film.
請求項1〜5のいずれか一つに記載のプレス成形金型を用い、
前記有底円筒体をセットする準備工程と、
前記ボス部を成形する成形工程と、
を含み、
前記成形工程が、
前記圧入部で前記周壁部の開口端を圧入することにより、前記底壁部の周縁部分を前記環状凹部に入れ込んで変形させ、前記ボス部への変形を誘導する第1段階と、
前記圧入部で前記周壁部の開口端を圧入しながら、前記環状凸部で、前記周壁部から前記底壁部に至る部分を前記環状凹部に圧入することにより、前記成形空間に前記底壁部の中央部分を受け入れて、前記ボス部を形成する第2段階と、
を含むプレス成形方法。 A press molding method,
Using the press-molding die according to any one of claims 1 to 5,
A preparation step for setting the bottomed cylindrical body;
A molding step of molding the boss part;
Including
The molding step is
A first stage in which a peripheral edge portion of the bottom wall portion is inserted into the annular recess and deformed by press-fitting an opening end of the peripheral wall portion with the press-fitting portion, and the deformation to the boss portion is induced;
While pressing the opening end of the peripheral wall portion with the press-fit portion, the bottom wall portion is inserted into the molding space by press-fitting a portion from the peripheral wall portion to the bottom wall portion with the annular convex portion. A second step of receiving the central portion of the boss and forming the boss portion;
A press molding method including:
請求項1〜5のいずれか一つに記載のプレス成形金型、を用いた本成形装置と、
鋼板をプレスして前記有底円筒体を成形する予備成形装置と、
を備え、
前記本成形装置及び前記予備成形装置が、同期して作動するプレス成形装置。 A press molding apparatus,
A main molding apparatus using the press molding die according to any one of claims 1 to 5,
A preforming device for pressing the steel plate to form the bottomed cylindrical body;
With
A press forming apparatus in which the main forming apparatus and the pre-forming apparatus operate synchronously.
請求項4に記載のプレス成形金型が前記本成形装置に用いられ、
前記本成形装置の前記移送位置が、前記予備成形装置における前記有底円筒体の移送位置と、同一平面上に位置するように設けられ、
前記有底円筒体を前記平面に沿って移送する移送装置を更に備えるプレス成形装置。 The press molding apparatus according to claim 7,
The press molding die according to claim 4 is used in the main molding apparatus,
The transfer position of the main forming apparatus is provided so as to be located on the same plane as the transfer position of the bottomed cylindrical body in the preforming apparatus,
A press molding apparatus further comprising a transfer device for transferring the bottomed cylindrical body along the plane.
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