(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のワークにバーリング加工を行う方法であって、雌型に備えたバーリング部成形凹部内へ、雄型に備えた加圧突出部によって前記ワークの一部を押圧挿入してワークに突出部を形成し、当該加圧突出部の先端面と前記バーリング部成形凹部の底部、又は前記雌型に上下動自在に備えた昇降体に備えられ、前記バーリング部成形凹部内へ挿入した加圧突出部の先端面との間によって前記突出部の先端部を押し潰して前記突出部の筒状部よりも薄肉の薄肉部を前記突出部の先端部に形成し、この先端部の薄肉部の打抜き加工を行うときに、前記突出部の内周面をシェービング加工することを特徴とするバーリング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属性の板状のワークにバーリング加工を行う方法及びバーリング加工を行うためにワークに突出部を形成するための突出部形成金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、板状のワークにバーリング加工を行う場合には、ワークに予め下穴を加工した後にバーリング加工を行っている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
また、ワークに下穴を予め加工することなくバーリング加工を行うことも行われている（例えば特許文献３，４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１６０７２７号公報
【特許文献２】特開２００２−３４６６８２号公報
【特許文献３】特開平１０−２２５７２９号公報
【特許文献４】特開２００５−２８３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１，２に記載のように、ワークに予め下穴を加工した後、バーリング加工を行う場合、次工程のタッピング加工時に必要なネジ山数が得られるようにバーリングの突出高さ寸法を大きくしようとすると、成形加工されたバーリングの先端側が薄肉になると共に先端面が粗面になり、ひび割れ等を生じることがある。
【０００６】
そこで、特許文献２に記載されているように、内部に備えたスリーブパンチによって前記バーリングの先端面をサイジング加工する必要があるものであり、金型の構成がより複雑になるという問題がある。
【０００７】
ワークに予め下穴を加工することなくバーリング加工を行う特許文献３に記載の方法は、板状のワークの上面に凸部を形成するとき（第１工程）、上記凸部の外径とほぼ等しい凹部をワークの下面に形成し、上記凸部の中央に凹部を形成することによって当該凹部の周囲に後方押し出しによって環状の凸部を形成した後（第２工程）、前記凹部の底を打抜いて穴を形成し（第３工程）、その後にバーリング加工（第４工程）を行うものである（特許文献３の図１（ａ）〜（ｅ）参照）。したがって、特許文献３に記載のバーリング加工を行うには、４工程毎に金型が必要であり、金型数が多くなるという問題があると共に、ワークの下面に凹部が存在することにより、バーリング加工を行った部分により多くのネジ山を形成することが難しいという問題がある。
【０００８】
特許文献４に記載の方法は、板状のワークに凹部を形成し、この凹部の底部を打抜く方法であるから、使用する金型は２種類でよいこととなり、使用する金型数が少なくなるものの、バーリング高さが板厚の３倍以下の場合を対象とするものであり、バーリング加工部分にネジを形成するとき、より多くのネジ山数を得ようとする上において問題がある。
【０００９】
また、従来において、板状のワークに下穴を加工してバーリング加工を行うに際し、例えば、板厚が約２ｍｍのステンレス板に、例えばＭ３のネジ穴を加工するために、下穴を加工してバーリング加工を行なおうとすると、下穴の打抜き加工を行うための直径が約１ｍｍの小径になる。このようにパンチ径がワークの板厚よりも小径になると、下穴の打抜き加工が極めて難しくなる。したがって、下穴加工にドリルを利用した加工や、レーザ光を利用した加工とならざるを得ず、板状のワークに対して打抜き加工を行うためのパンチプレスとは別個の加工機械を必要とするという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、板状のワークにバーリング加工を行う方法であって、雌型に備えたバーリング部成形凹部内へ、雄型に備えた加圧突出部によって前記ワークの一部を押圧挿入してワークに突出部を形成し、当該加圧突出部の先端面と前記バーリング部成形凹部の底部、又は前記雌型に上下動自在に備えた昇降体に備えられ、前記バーリング部成形凹部内へ挿入した加圧突出部の先端面との間によって前記突出部の先端部を押し潰して前記突出部の筒状部よりも薄肉の薄肉部を前記突出部の先端部に形成し、この先端部の薄肉部の打抜き加工を行うときに、前記突出部の内周面をシェービング加工することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、板状のワークに小径の下穴の加工を行うことなくバーリング加工を行うことができる。そして、バーリング加工を行うために形成した突出部の先端部に、当該突出部の筒状部の厚さよりも薄い薄肉部を形成し、この薄肉部を打抜き加工するものであるから、予め下穴を加工してバーリング加工を行う場合に比較して突出部の長さをより長くできるものである。また、薄肉部を打抜き加工するものであるから、突出部を貫通するための打抜き加工をより容易に行い得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のバーリング加工方法に使用する第１の実施形態に係る金型の構成を示す断面説明図である。
【図２】バーリング加工時の金属の流動状態を示す作用説明図である。
【図３】本発明のバーリング加工方法に使用する第２の実施形態に係る金型の構成を示す断面説明図である。
【図４】突出部に残った薄肉部を打抜き加工する場合の説明図である。
【図５】ダイ金型における加圧突出部の変形形態を示す説明図である。
【図６】パンチ金型における加圧突出部の変形形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１を参照するに、図１には、板状のワークＷに予め下穴を形成することなくバーリング加工を行うバーリング加工方法に使用する金型１が示されている。上記金型１は、上下に対向した雌型としてのパンチ金型３と雄型としてのダイ金型５とを備えた構成であり、図１は、上記パンチ金型３とダイ金型５によってワークＷの上面にバーリング部（筒状の突出部）ＢＵを成形した状態を示している。
【００１７】
上記パンチ金型３は、例えばタレットパンチプレスにおける上部タレットなどのごときパンチホルダ７に備えたパンチ装着孔内に上下動自在に備えられており、上記パンチホルダ７に備えた複数のリフタースプリング９によって上下動自在に支持されている。より詳細には、前記パンチ金型３は前記パンチ装着孔に上下動自在に嵌入した筒状のパンチガイド１１を備えており、このパンチガイド１１の上部には、上端部にパンチヘッド１３を上下位置調節可能に螺着したパンチドライバ１５がボルト等のごとき固定具でもって着脱可能かつ一体的に固定してある。
【００１８】
なお、前記パンチガイド１１とパンチドライバ１５は、予め一体として構成することも可能である。したがって、前記パンチガイド１１の上端部にはパンチドライバ１５を介してパンチヘッド１３が一体的に備えられているものである。
【００１９】
前記パンチガイド１１の下端部には、ボルトや位置決めピンなどの固定具を介して板押え部材１７が着脱可能かつ一体的に取付けてある。この板押え部材１７の下面中央部には、ワークＷの上面にバーリング部ＢＵを形成するためのバーリング部成形凹部１９が形成してあり、このバーリング部成形凹部１９は上下方向に貫通した貫通孔２１に形成してある。
【００２０】
前記パンチガイド１１内には、加圧突出部２３を備えた昇降体２５が上下動自在かつ下方向へ付勢して備えられている。より詳細には、前記パンチガイド１１内で前記昇降体２５の上側に上下動自在かつ最上昇したときに前記パンチドライバ１５の下面に当接自在に内装した有低筒状のスペーサ２７と前記パンチドライバ１５の下面との間には、例えばコイルスプリング、ウレタンゴムなどのごとき弾性部材２９が弾装してあり、前記スペーサ２７を介して前記昇降体２５を常に下方向へ付勢してある。
【００２１】
前記昇降体２５の下面に下方向へ突出して備えたロッド状の前記加圧突出部２３は、前記板押え部材１７の前記貫通孔２１に上下動自在に挿入してある。そして、前記加圧突出部２３の先端面２３Ｆは、前記バーリング部成形凹部１９すなわち前記貫通孔２１の軸心に対して直交する方向の平面部を備えた構成である。
【００２２】
ところで、パンチ金型３がリフタースプリング９によって上昇された状態にあるときには、前記昇降体２５は前記板押え部材１７の上面に当接した状態にあり、この昇降体２５の下面に設けた前記加圧突出部２３の下端面（先端面）の高さ位置は、前記板押え部材１７の下面とほぼ同一高さ又は下面よりも上方位置に没入した状態にある。
【００２３】
前記ダイ金型５は、例えばタレットパンチプレスにおける下部タレットなどのごときダイホルダ３１に備えたダイ装着孔内に装着してある。上記ダイ金型５は、前記ダイ装着孔内に装着したダイ本体３３を備えており、このダイ本体３３の中央部には、前記パンチ金型３における前記加圧突出部２３と対向した加圧突出部３５が上方向へ突出して備えられている。この加圧突出部３５の直径は、前記バーリング部成形凹部１９の直径より小さく形成してある。そして、この加圧突出部３５の先端面（上端面）３５Ｆは、前記パンチ金型３における前記加圧突出部２３の下端面２３Ｆと平行な平面又は前記バーリング部成形凹部１９内方向へ突出した凸状の曲面に形成してある。
【００２４】
前記ダイ本体３３の上面には、前記加圧突出部３５を囲繞した環状のエジェクタプレート３７が上下動自在かつ上方向へ付勢して備えられている。より詳細には、前記ダイ本体３３の下面に備えた上下方向のガイドピン３９に上下動自在に備えた昇降プレート４１とガイドピン３９の下端部に備えたスプリング座４３との間に、例えばコイルスプリングなどのごとき弾性部材４５が弾装してある。そして、前記ダイ本体３３を上下動自在に貫通して上端部を前記エジェクタプレート３７に取付けたピン４７の下端部が前記昇降プレート４１の上面に当接してある。
【００２５】
したがって、前記エジェクタプレート３７は、前記昇降プレート４１、ピン４７を介することにより、前記弾性部材４５によって常に上方向へ付勢されているものである。そして、前記エジェクタプレート３７の上昇を規制するために、前記エジェクタプレート３７の下面には、前記ダイ本体３３を上下動自在に貫通したストッパーボルト４９の上端部が取付けてある。なお、前記弾性部材４５の付勢力によって前記エジェクタプレート３７が上昇され、かつ前記ストッパーボルト４９によって上昇を規制された状態（ワークＷにバーリング加工を行っていない状態）においては、前記エジェクタプレート３７の上面は前記加圧突出部３５の上端部より僅かに高位置、又は等しい高さ位置に位置するものである。
【００２６】
以上のごとき構成において、ワークＷのバーリング加工を行うべき位置をダイ金型５上に移動位置決めすると、ワークＷは、弾性部材４５によって上方向へ付勢され、かつストッパーボルト４９によって上昇を規制された状態にあるエジェクタプレート３７に支持された状態にある。この状態において、パンチプレスに上下動自在に備えたストライカ（ラム）ＳＴによってパンチ金型３のパンチヘッド１３を打圧し、リフタースプリング９の付勢力に抗してパンチ金型３を下降すると、当該パンチ金型３に備えた板押え部材１７の下面がワークＷの上面に当接する。
【００２７】
上述のように、板押え部材１７の下端面がワークＷに当接すると、ワークＷは、パンチ金型３における板押え部材１７とダイ金型５におけるエジェクタプレート３７によって挟圧されると共に、パンチ金型３における加圧突出部２３とダイ金型５における加圧突出部３５によって挟圧されることになる。その後、ストライカＳＴをさらに下降すると、ダイ金型５における弾性部材４５の付勢力に抗してエジェクタプレート３７及び板押え部材１７は、ワークＷを挟圧した状態において下降される。したがって、ダイ金型５における加圧突出部３５が相対的に上昇することとなり、ワークＷの一部を、バーリング成形凹部１９内へ押圧挿入することになる。
【００２８】
すなわち、ワークＷにおいて、パンチ金型３における板押え部材１７とダイ金型５におけるエジェクタプレート３７によって挟圧されている部分は、パンチ金型３における加圧突出部２３とダイ金型５における加圧突出部３５によって挟圧されている部分に対して相対的に下降することになる。換言すれば、ワークＷにおいて、パンチ金型３とダイ金型５の加圧突出部２３，３５によって挟圧された部分は、周辺部に対して相対的に上昇されることになる（図２（Ａ）参照）。
【００２９】
前述のように、ワークＷにおいて、パンチ金型３における加圧突出部２３とダイ金型５における加圧突出部３５によって挟圧された部分が相対的に上昇されると、ワークＷの前記挟圧された部分は、図２（Ａ）に示すように、前記板押え部材１７におけるバーリング部成形凹部１９内へ僅かに突出されることになる。この際、前記挟圧された部分の周囲の金属は、図２（Ａ）に矢印Ａで示すように、前記挟圧された部分方向へ引張られ、同方向へ流動することになる。
【００３０】
そして、スペーサ２７の上部がパンチドライバ１５の下面に当接すると、昇降体２５の相対的な上昇は停止される。このように、昇降体２５の相対的な上昇を停止した状態においては、前記加圧突出部２３の先端面（下端面）２３Ｆは、前記板押え部材１７の下面よりも上昇した状態にあって、板押え部材１７の下面に形成したバーリング部成形凹部１９内に没入した状態にある。
【００３１】
上述のように、ワークＷにおいて、パンチ金型３における加圧突出部２３とダイ金型５における加圧突出部３５によって挟圧された部分が板押え部材１７のバーリング部成形凹部１９内へ僅かに突出された状態にあるとき（図２（Ａ）に示す状態）、さらにストライカＳＴを下降すると、ワークＷにおいて、板押え部材１７とエジェクタプレート３７に挟圧された部分はさらに下方向へ移動されると共に、ワークＷにおいて、上下の加圧突出部２３，３５によって挟圧された部分は、肉厚が薄くなるように強力に加圧されることになる。したがって、上下の加圧突出部２３，３５によって挟圧された部分の金属は、強力に挟圧加圧されることにより、図２（Ｃ）に矢印Ｂで示すように、放射外方向へ流動されることになる。
【００３２】
この際、パンチ金型３における加圧突出部２３の下端面２３Ｆが平面に形成してあり、またダイ金型５における加圧突出部３５の上端面が凸状の曲面に形成してあることにより、前記挟圧された部分の金属は、図２（Ｃ）に矢印Ｂで示すように、パンチ金型３における加圧突出部２３の下端面（先端面）２３Ｆに沿って放射外方向へ効果的に指向されて流動されることになる。
【００３３】
その後、ダイ金型５におけるエジェクタプレート３７がダイ本体３３に当接し下降を停止すると（図２（Ｃ）参照）、ワークＷにおいて、前記板押え部材１７とエジェクタプレート３７に挟圧された部分もより強力に挟圧加圧されることになる。したがって、ワークＷにおいて前記板押え部材１７とエジェクタプレート３７によって挟圧加圧された部分の１部の金属は放射内方向へ流動され（矢印Ａ）、前記上下の加圧突出部２３，３５の間から放射外方向へ流動される金属と合流して前記バーリング部成形凹部１９の上方向へ指向して流動される。
【００３４】
そして、前記バーリング部成形凹部１９内に金属が充填されると、ワークＷの上面には、上方向へ突出した筒状のバーリング部ＢＵが形成されることになる。この際、上記バーリング部ＢＵの外表面は、前記バーリング部成形凹部１９の内周面を転写された状態にあり、円滑な表面である。そして、前記バーリング部ＢＵの上端部内部には、上下の前記加圧突出部２３，３５によって押し潰された薄肉部分ＷＡが残ることになる（図２（Ｄ）参照）。
【００３５】
前述のごとく、バーリング部ＢＵを形成するとき、バーリング部ＢＵの筒状部はワークＷより薄肉に形成されるものであり、突出寸法を大きく形成することができるものである。そして、前記薄肉部ＷＡは、バーリング部ＢＵの筒状部よりも極めて薄く形成されるものである。
【００３６】
前述のごとく、ワークＷにバーリング加工を行った後、前記ストライカＳＴを元の上昇位置に復帰し、パンチ金型３とダイ金型５の間からワークＷを取り外し、前記パンチ金型３，ダイ金型５とは別個の打抜き加工用のパンチ、ダイによって前記薄肉部分の打抜き加工を行うことにより、ワークＷの上面に所望形状のバーリング部ＢＵが形成されるものである（図２（Ｅ）参照）。
【００３７】
以上のごとき説明より理解されるように、ワークＷの上面にバーリング部ＢＵを成形加工する金型としては、前述したパンチ金型３及びダイ金型５を備えた金型１と、成形されたバーリング部ＢＵ内の薄肉部分を打抜くための打抜き加工用のパンチ，ダイを備えた金型との２種類の金型でよいこととなり、金型数が少なくなるものである。また、前記構成によれば、バーリング部ＢＵの穴は、ワークＷの下面からバーリング部ＢＵの先端（上端）まで同径とすることができ、ネジ山を形成するための穴の有効長をより長くすることができる。よってバーリング部ＢＵにより多くのネジ山を形成することができることになり、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。
【００３８】
ところで、前記説明は、ワークＷの上面にバーリング部ＢＵを形成する場合について説明したが、ワークＷの下面にバーリング部ＢＵを形成することも可能である。そこで、次に、ワークＷの下面にバーリング部ＢＵを形成するための金型について説明する。
【００３９】
図３を参照するに、ワークＷの下面にバーリング部ＢＵを形成するための金型５１は雄型としてのパンチ金型５３と雌型としてのダイ金型５５を備えている。
【００４０】
上記パンチ金型５３は、パンチプレスにおけるパンチホルダ（図３には図示省略）に上下動自在に支持される筒状のパンチガイド５７を備えている。このパンチガイド５７の下部には、ワークＷを押圧するための板押え部５７Ａが備えられている。そして、前記パンチガイド５７内に上下動自在に備えたパンチボディ５９の上部には、前記パンチガイド５７の上部に備えたリテーナカラー６１を上下動自在に貫通したパンチドライバ６３が一体的に備えられており、このパンチドライバ６３の上端部に上下動可能に螺着したパンチヘッド６５と前記リテーナカラー６１との間には、例えば皿バネなどのごとき強力なストリッパースプリング６７が弾装してある。そして、前記パンチボディ５９の下部には、前記板押え部５７Ａを貫通して下方向へ突出自在な加圧突出部６９が一体に備えられている。この加圧突出部６９は、前記ダイ金型５における前記加圧突出部３５に相当するものである。
【００４１】
前記ダイ金型５５はダイベース７１を備えており、このダイベース７１には、前記パンチ金型３における前記バーリング成形凹部１９に相当するバーリング成形凹部（貫通孔）７３を備えた筒状のダイ本体７５が一体的に取付けてある。このダイ本体７５内には、前記パンチ金型３における昇降体２５に相当する昇降体７７が上下動自在かつ前記ダイベース７１に当接自在に備えられている。この昇降体７７には、前記加圧突出部２３に相当する加圧突出部７９が備えられている。そして、前記昇降体７７は、前記弾性部材２９に相当する弾性部材８１によって上方向へ付勢されている。
【００４２】
上記構成において、ダイ金型５５上にワークＷを位置決めした後、パンチプレスに備えたストライカ（図３には図示省略）によってパンチヘッド６５を打圧し、パンチ金型５３を下降すると、前述した金型１の動作と同様に、ワークＷの一部が加圧突出部６９によってバーリング成形凹部７３内へ押圧挿入される。そして、ワークＷにおいて上下の加圧突出部６９，７９によって挟圧された部分が押し潰されると共にワークＷの下面にバーリング部ＢＵが形成されるものである。
【００４３】
ところで、前述のごとく、ワークＷにバーリング部ＢＵを突出成形するとき、前述したように、バーリング部ＢＵの先端部に薄肉部分ＷＡが残ることになる。この薄肉部分ＷＡは、上下の加圧突出部２３，３５によって強力に押し潰されるので、バーリング部ＢＵの筒状部分に比較して極めて薄く形成されるものである。したがって、前記薄肉部分ＷＡを打抜く加工は、バーリング部ＢＵの内周面をシェービング加工することになるものである。よって、タッピング加工を行うバーリング部ＢＵの内周面を高精度に仕上げ加工することができるものである。
【００４４】
なお、前記バーリング部ＢＵにおける前記薄肉部分ＷＡを打抜く（シェービング加工する）場合は、軽負荷でもって行うことができる。したがって、金型としてはシェービング金型８３におけるパンチ金型８５によって、図４（Ａ），（Ｂ）又は図４（Ｃ），（Ｄ）に示すように、ワークＷのバーリング部ＢＵをダイ金型８７と間に直接挟み込んだ状態、又はバーリング部ＢＵの周囲部分（周囲付近）を挟み込んだ状態、又はバーリング部ＢＵの周囲部分をダイ金型８７へ押圧した状態に保持して、パンチ刃部８５Ｂを下降してシェービング加工を行うことができるものである。
【００４５】
ところで、本発明は、前述したごとき実施形態に限ることなく、種々の形態でもって実施可能なものである。すなわち、ダイ金型（雄型）５における加圧突出部３５の形態としては、例えば図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すごとき形態とすることも可能であり、かつ加圧突出部３５の先端面は、図６（Ｄ）の（ａ）に示すように、円錐形状とすることや、図６（Ｄ）の（ｂ）に示すように、球状とすることも可能である。また、図６（Ｄ）の（ｃ）に示すように、周縁をＣ面又はＲ面に面取りを行って端面を平面に形成することも可能である。この場合、面取り部分を含むことによって凸曲面となるものである。
【００４６】
また、前記パンチ金型５３における加圧突出部６９の形態としては、図６（Ａ），（Ｂ）に示すごとき形態とすることも可能である。そして、加圧突出部６９の先端面は、図５（Ｄ）の（ａ），（ｂ），（ｃ）と同様に、図６（Ｃ）の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、円錐形状、球状、周縁に面取り部を含む形状とすることも可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１    金型
３    パンチ金型（雌型）
５    ダイ金型（雄型）
１７    板押え部材
１９    バーリング成形凹部
２１    貫通孔
２３，３５    加圧突出部
２３Ｆ，３５Ｆ    先端面
２５    昇降体
２９    弾性部材
３３    ダイ本体
５１    金型
５３    パンチ金型（雄型）
５５    ダイ金型（雌型）
５９    パンチボディ
６９    加圧突出部
７３    バーリング成形凹部
７５    ダイ本体
７９    加圧突出部
８３    シェービング金型
【図１】
0005632673.tif 000002
【図２】
0005632673.tif 000003
【図３】
0005632673.tif 000004
【図４】
0005632673.tif 000005
【図５】
0005632673.tif 000006
【図６】
0005632673.tif 000007