(57)【要約】【課題】凹部の周壁においてシャープなエッジを得ることができ、かつ、生産効率に優れたプレス加工品の製造方法の提供を目的とする。【解決手段】被加工材１に凹部２をプレス加工して製造されるプレス加工品の製造方法であって、  金型３の前記凹部２成型用の凸部４周りに形成された空隙部５内に前記凸部４による被加工材１の潰し加工に伴って生じる余肉６を逃がした後、  前記凸部４による潰し加工に伴って発生した凹部２周壁のダレ７を前記余肉６の潰し加工に伴う塑性流動によって埋めてプレス加工品の製造方法を構成する。【選択図】図１
2018099715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工材に凹部をプレス加工して製造されるプレス加工品の製造方法であって、
金型の前記凹部成型用の凸部周りに形成された空隙部内に前記凸部による被加工材の潰し加工に伴って生じる余肉を逃がした後、
前記凸部による潰し加工に伴って発生した凹部周壁のダレを前記余肉の潰し加工に伴う塑性流動によって埋めるプレス加工品の製造方法。
【請求項２】
前記凹部の複数が近接配置されるとともに、各凸部の先端には、凹部間の薄肉部への余肉の逃がしを促す傾斜面が形成される請求項１記載のプレス加工品の製造方法。
【請求項３】
前記傾斜面の高さ方向の寸法が、凹部の底面に設定される表面粗さの寸法公差範囲内にされる請求項２記載のプレス加工品の製造方法。
【請求項４】
前記被加工材が金属板材であり、
前記余肉の潰し加工後に、外周縁部に余肉を逃がすようにして被加工材を所定の板厚寸法になるまで潰し加工し、
次いで、前記外周縁部を剪断加工により除去する請求項１ないし３のいずれかに記載のプレス加工品の製造方法。
【請求項５】
順送加工によりなされる請求項１ないし４のいずれかに記載のプレス加工品の製造方法。
【請求項６】
略板状の被加工材をプレス加工して製造されるプレス加工品の製造方法であって、
金型に形成された板厚調整用の押圧面部により被加工材を所定の板厚寸法に潰し加工するとともに、該潰し加工に伴って発生する余肉を前記金型の外周縁部に形成された空隙部内に逃がした後、
被加工材の外周縁部を前記余肉とともに剪断加工により除去するプレス加工品の製造方法。
【請求項７】
被加工材に形成された凹部内に挿入、充填される押さえ部を金型に備え、前記潰し加工に際して余肉の凹部内への塑性流動が押さえ部により規制される請求項６記載のプレス加工品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレス加工品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被加工材に凹部をプレス加工して製造されるプレス加工品の製造方法としては、従来、特許文献１に記載されたものが知られている。この従来例において、配管用継手は、凸型が形成された金型によって厚板鋼板に凹状の座部や凹溝を潰し加工して製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６-３３５７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来例は、凸型による潰し加工に伴って座部等の周壁にダレが発生することから、エッジのシャープさが求められている場合には、これに応えることができないという問題がある。
【０００５】
この問題は、プレス加工において座部等をひとまわり小さく成形して加工代を確保しておいた上で、切削加工を施すことにより解決可能であるが、この場合には切削加工の追加によって生産効率が大きく低下してしまう。
【０００６】
本発明は以上の欠点を解消すべくなされたものであって、凹部の周壁においてシャープなエッジを得ることができ、かつ、生産効率に優れたプレス加工品の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、上記目的は、
被加工材１に凹部２をプレス加工して製造されるプレス加工品の製造方法であって、
金型３の前記凹部２成型用の凸部４周りに形成された空隙部５内に前記凸部４による被加工材１の潰し加工に伴って生じる余肉６を逃がした後、
前記凸部４による潰し加工に伴って発生した凹部２周壁のダレ７を前記余肉６の潰し加工に伴う塑性流動によって埋めるプレス加工品の製造方法を提供することにより達成される。
【０００８】
本発明によれば、被加工材１に凹部２を潰し加工する工程において生じた余肉６を、後工程において塑性流動させてダレ７が埋められる。前工程の金型３には凹部２成型用の凸部４に加えて空隙部５が形成されており、凸部４によって被加工材１に潰し加工が加えられると、凸部４に押し出された被加工材１の余肉６が空隙部５内へと逃げ込む。空隙部５が金型３において凸部４周りに配置されることにより、この凸部４によって成型され、また、成型に伴ってダレ７の発生する凹部２の周りに余肉６が配置されることから、この余肉６を後工程において潰し加工して塑性流動させれば、ダレ７を良好に埋めることができる。
【０００９】
したがって、本発明によれば、プレス加工により凹部２の周壁にシャープなエッジを得ることができる。また、切削加工した場合に比べて製造コスト、時間を格段に減少させることができ、生産効率を飛躍的に向上させることができる。
【００１０】
上記空隙部５は、ダレ７が凹部２の周壁に全周に渡ってほぼ均等に発生することを考慮すれば、凸部４周りに全周に渡ってほぼ均等な大きさで形成することが望ましい。また、被加工材１に複数の凹部２、２、・・がある場合には、空隙部５は、各々の凸部４の周りに形成すれば足りる。さらに、凹部２、２同士が近接配置されているときには、凸部４周りの空隙部５、５同士を複合させ、それぞれの内部空間を連通させて構成することも可能である。この場合において、各凸部４の先端に、凹部２、２間の薄肉部８への余肉６の逃がしを促す傾斜面９を形成した場合には、断面積が小さいために塑性流動量が少なくなりやすい薄肉部８への余肉６の逃げ量をより増加させることができる。
【００１１】
上記傾斜面９は、薄肉部８の断面積を考慮して傾斜角等を決定することが可能であるが、その高さ方向の寸法ｈを凹部２の底面に設定される表面粗さの寸法公差範囲内にした場合には、プレス加工後の切削加工が不要になるために、良好な生産効率を維持することができる。なお、上記傾斜面９は、薄肉部８に近づくに従って漸次凸部４の基端側に近接する方向に傾斜して構成することができる。また、凹部２の周壁に発生するダレ７の大きさは、凹部２の深さなどに応じて変わることから、空隙部５も凹部２の深さなどに応じてその容積を決定することが可能である。さらに、上述した空隙部５あるいは余肉６の大きさは、ダレ７を埋めることができる程度の体積があれば足りるが、やや大きく設定しておくことにより、シャープなエッジをより確実に得ることができる。この場合、残余の余肉６は抜き加工により落とせば足りる。
【００１２】
上記被加工材１は、加圧により塑性変形可能なものであれば足りる。この場合において、被加工材１を金属板材とした上で、上記余肉６の潰し加工後に、外周縁部１０に余肉６を逃がすようにして被加工材１を所定の板厚寸法ｔになるまで潰し加工し、次いで、上記外周縁部１０を剪断加工により除去した場合には、板厚寸法ｔの精度を容易に高めることができる。すなわち、板厚寸法ｔに高い寸法精度が要求される場合には、加工前の金属板材に板厚寸法ｔの寸法精度が高いものを採用したり、プレス加工後に板厚調整のための切削加工を施したりすることが考えられるが、プレス加工によって板厚寸法ｔを調整した場合には、より生産効率を向上させることが可能になる。
【００１３】
上述した板厚調整のための余肉６の逃がしは、余肉６を被加工材１の外周縁よりもさらに外側に向かって押し出すようにしても足りるが、被加工材１の外周縁部１０において表裏いずれかの方向に押し出すようにした場合には、後工程の剪断加工において余肉６を削る際の削り取り幅を小さくできるために、後述する実施の形態のように、外周面をきれいな剪断面にするためのシェービング加工を利用して除去することが可能になり、生産効率をさらに向上させることが可能になる。
【００１４】
以上のプレス加工は、上述した各プレス加工工程の各々を単発加工により実現しても足りるが、順送加工にした場合には、上述のように工程数がやや多くても生産効率を良好にすることができる。
【００１５】
また、上述したプレス加工による板厚調整は、
略板状の被加工材１をプレス加工して製造されるプレス加工品の製造方法であって、
金型３に形成された板厚調整用の押圧面部１１により被加工材１を所定の板厚寸法ｔに潰し加工するとともに、該潰し加工に伴って発生する余肉６'を前記金型３の外周縁部１０に形成された空隙部５'内に逃がした後、
被加工材１の外周縁部１０を前記余肉６'とともに剪断加工により除去するプレス加工品の製造方法により実現することもできる。
【００１６】
すなわち、板厚寸法ｔに高い寸法精度が求められている場合には、従来においては例えば特開２００９-２０２２１９号公報においても示唆されているように、上述したエッジのシャープさを実現するときと同様に、プレス加工において板厚をひとまわり大きく成形して加工代を確保しておいた上で、切削加工を施すことがなされていたが、この場合には切削加工の追加によって生産効率が大きく低下してしまう。この発明は、かかる問題を解決すべくなされたもので、板厚寸法の寸法精度を高めることができ、かつ、生産効率に優れたプレス加工品の製造方法の提供を目的とするものである。
【００１７】
この発明によれば、略板状の被加工材１は、潰し加工により所定の板厚寸法ｔに成型される。また、この潰し加工において発生する余肉６'は、被加工材１の外周縁部１０形成される空隙部５'内に逃がされ、後工程のトリム加工において外周縁部１０とともに除去される。すなわち、この発明においては、余肉６'の塑性流動先が被加工材１の外周縁部１０にされることにより、後工程における除去をしやすくされる。
【００１８】
したがって、本発明によれば、プレス加工により板厚寸法ｔの寸法精度を高めることができる。また、切削加工した場合に比べて製造コスト、時間を格段に減少させることができ、生産効率が飛躍的に向上する。
【００１９】
また、略板状の被加工材１に凹部２が形成されている場合には、
被加工材１に形成された凹部２内に挿入、充填される押さえ部１２を金型３に備え、上記潰し加工に際して余肉６'の凹部２内への塑性流動を押さえ部１２により規制して構成すれば、凹部２の寸法精度を良好に維持することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、凹部の周壁においてシャープなエッジを得ることができ、かつ、生産効率に優れたプレス加工品の製造方法を提供することができるために、切削加工品からプレス加工品への切り替えによるコストダウン等に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】順送加工におけるストリップレイアウトを示す図である。
【図２】プレス加工品を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の２Ｂ-２Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）の２Ｃ-２Ｃ線断面図である。
【図３】凹溝の潰し加工工程を説明する図で、（ａ）はプレス加工前である上死点における状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の３Ｂ-３Ｂ線断面図、（ｃ）は（ｂ）の３Ｃ部分拡大図、（ｄ）は（ｂ）の３Ｄ部分拡大図である。
【図４】凹溝の潰し加工工程を説明する図で、（ａ）はプレス加工時である下死点における状態を図３（ｂ）に対応して示した図、（ｂ）は（ａ）の４Ｂ部分拡大図、（ｃ）は（ａ）の４Ｃ部分拡大図である。
【図５】余肉の潰し加工工程を説明する図で、（ａ）は図３（ｂ）に対応して示した図、（ｂ）は（ａ）の５Ｂ部分拡大図、（ｃ）は（ａ）の５Ｃ部分拡大図である。
【図６】余肉の潰し加工工程を説明する図で、プレス加工時である下死点における状態を図５（ａ）に対応して示した図である。
【図７】余肉の潰し加工工程を説明する図で、（ａ）は図６の７Ａ部分拡大図、（ｂ）は図６の７Ｂ部分拡大図である。
【図８】板厚の調整加工工程を説明する図で、プレス加工前である上死点における状態を図３（ｂ）に対応して示した図である。
【図９】板厚の調整加工工程を説明する図で、図８の９Ａ部分拡大図である。
【図１０】板厚の調整加工工程を説明する図で、（ａ）はプレス加工時である下死点における状態を図８に対応して示した図、（ｂ）は（ａ）の１０Ｂ部分拡大図である。
【図１１】凹溝の潰し加工工程の変形例を示す図で、（ａ）はプレス加工前である上死点における状態を図３（ｂ）に対応して示した図、（ｂ）は（ａ）の１１Ｂ部分拡大図、（ｃ）はプレス加工時である下死点における状態を図４（ａ）に対応して示した図、（ｄ）は（ｃ）の１１Ｄ部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１ないし図１０にオイルクーラー用部品２０のプレス加工による製造に係る本発明の実施の形態を示す。この実施の形態において、上記オイルクーラー用部品２０の製造は、２０００-３０００ｋＮ程度の加圧能力を備えた１台の順送型の汎用プレス機を用いてなされ、板厚５ｍｍのアルミニウム合金の板材、より正確には、板厚に少しバラツキのある２０００番台のアルミニウム合金板を被加工材１としたいわゆる板鍛造によりなされる。
【００２３】
プレス加工品としての上記オイルクーラー用部品２０は、図２（ａ）ないし（ｃ）に示すように、略板状をなし、図外の配管を挿入するための配管挿入孔２０ａの複数が中央部分に開設されるとともに、各配管挿入孔２０ａを囲むようにしてパッキン嵌合用の凹溝（凹部２）が凹設され、また、取り付けのためのボルト穴２０ｂの適数が周縁部に穿孔される。上記凹溝２は長円形状をなし、凹溝２、２同士は、それぞれの直線部２ａ、２ａ同士をほぼ平行に並べた姿勢で近接配置され、これにより凹溝２、２間には薄肉部８が形成される。
【００２４】
また、その製作上、設計上の要求として、上記凹溝２の肩部にはエッジのシャープさが求められるとともに、板厚に関しても高い寸法精度が要求される。なお、上記オイルクーラー用部品２０の大きさは１０センチ角に収まる程度であり、上記配管挿入孔２０ａは、ボルト穴２０ｂよりもやや大きいサイズに形成される。
【００２５】
以上のオイルクーラー用部品２０の製造は、パイロット穴抜き工程（Ｓ-１）、第１の外形抜き工程（Ｓ-２）、第２の外形抜き工程（Ｓ-３）、凹溝２の潰し工程（Ｓ-４）、ダレ埋め工程（Ｓ-５）、穴抜き工程（Ｓ-６）、板厚調整工程（Ｓ-７）、シェービング加工工程（Ｓ-８）、および切り離し工程（Ｓ-９）により構成され、図１に示すように、各工程に対応してステージが設定される。上述のように完成品はあまり大きくないサイズのために、金型３は返し抜きの２個取りに設計される。なお、図１においては、被加工箇所をハッチングにより示している。
【００２６】
上記パイロット穴抜き工程（Ｓ-１）は、図外のパイロットピンの挿入穴２１を抜き加工するものであり、この挿入穴２１は、ステージの４隅に配置されるものと、配管挿入孔２０ａの配置に合わせて形成されるものからなる。配管挿入孔２０ａに対応する挿入穴２１は、パイロットピンの挿入に伴う歪みを考慮して配管挿入孔２０ａよりもひとまわり小さく形成される。
【００２７】
上記第１の外形抜き工程（Ｓ-２）は、被加工材１の送り方向に対する直交方向における中心部分を、また、第２の外形抜き工程（Ｓ-３）は、その周縁部分をそれぞれブランク材２２の外形形状に合わせて打抜き加工するものである。これにより被加工材１は、ブランク材２２同士を連結部２３、この実施の形態においては具体的にはセンターキャリアにより連結した状態にされる。なお、上記ブランク材２２の外形寸法は、シェービング加工工程を考慮してプレス加工品（プレス完成品）よりもひとまわり大きく設定される。また、上記第２の外形抜き工程においては、幅広く形成された連結部２３の内部を穴抜きする打抜き加工もなされる。
【００２８】
上記凹溝２の潰し工程（Ｓ-４）は、上述した凹溝２を潰し加工するもので、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、凹溝２の位置、形状に合わせて金型３の上型３ａ（パンチ）には凸部４が突設される。また、この上型３ａの凸部４の周りには、図３（ｃ）に示すように、凸部４によって押し出された余肉６を逃がすための空隙部５が形成される。この空隙部５は、凸部４周りを全周に渡って凹設して形成され、その容積は、凹溝２の内部の容積よりもやや大きく設定される。余肉６が空隙部５へと逃げるように、金型３には、上述した凸部４や空隙部５を除いてブランク材２２とほぼ同じサイズの内部空間３ｃ（キャビティ）が形成され、言い換えればブランク材２２をほぼ密閉状に包み込むようにして構成される。なお、空隙部５の底面は、余肉６の盛り上がり形状に合わせて円弧面により構成される。また、図３（ｂ）等に示す３ｂは下型である。
【００２９】
また、上記凸部４の頂部には、上述した薄肉部８への余肉６の逃がしを促す傾斜面９が形成される。図３（ａ）ないし（ｄ）に示すように、凸部４は、凹部２と同様に長円形状の直線部４ａ同士をほぼ平行に並べた姿勢でその一対が近接配置されており、上記傾斜面９は、近接配置される直線部４ａＡの頂部を近接方向、すなわち外側に行くに従って漸次突出量が小さくなるように傾斜して形成される。一方、反対に凸部４において離隔配置される側の直線部４ａＢおよびその近傍に位置する円弧部４ｂの頂部は平坦面２５であり、円弧部４ｂの残余の頂部は、近接配置される直線部４ａＡに近づくに従って平坦面２５から上述の傾斜面９へと漸次変形するように構成される。なお、図３（ａ）において、凸部４の周りに記載された矢印は、傾斜面９の形成領域、平坦面２５の形成領域、および平坦面２５と傾斜面９との間の変形領域のそれぞれの範囲を示すものである。
【００３０】
さらに、この実施の形態において、上記凹溝２の底面には製作上、設計上の要求として所定の表面粗さが設定されており、図３（ｃ）に示す傾斜面９の高さ寸法ｈは、この表面粗さの寸法公差範囲内となるように設定される。
【００３１】
上記ダレ埋め工程（Ｓ-５）は、上述の凹溝２の潰し工程（Ｓ-４）において発生したダレ７を塑性流動を利用して埋めることにより解消させるもので、図５（ａ）ないし（ｃ）に示すように、上型３ａには後述する余肉６を潰し加工するための押圧部２６が形成される。また、塑性流動に伴って凹溝２が変形するおそれを防ぐために、上型３ａには、上述した凸部４と同じサイズに形成されて凹溝２内に挿入、充填される押さえ部２７が形成される。同様の変形を防ぐために、金型３はブランク材２２の上下面にほぼ密着するように構成される。
【００３２】
上記穴抜き工程（Ｓ-６）は、上述した配管挿入孔２０ａとボルト穴２０ｂを穴抜き加工するものである。配管挿入孔２０ａの穴抜きは、パイロットピンの挿入穴２１を下穴として、穴径を拡大するようにしてなされる。
【００３３】
上記板厚調整工程（Ｓ-７）は、上述したように板厚のバラツキがある被加工材１を潰し加工により所定の板厚寸法ｔ、表面粗さに矯正するもので、図８および図９に示すように、上型３ａにはブランク材２２の上面を全面に渡って押圧する押圧面部１１が形成される。また、上型３ａの周縁部には、押圧面部１１による圧縮加工により押し出された余肉６'を逃がすための空隙部５'が形成され、さらに上述同様、余肉６'の塑性流動によって凹溝２が変形するおそれを防ぐために押さえ部１２も形成される。
【００３４】
上記シェービング加工工程（Ｓ-８）は、ブランク材２２の外周縁部１０を全周に渡ってシェービング加工をするものである。このシェービング加工による削り落とし寸法は、上述した空隙部５'の寸法と同じか、あるいはやや大きく設定される。以上のシェービング加工を終えたら、上記切り離し工程（Ｓ-９）において連結部２３が抜かれることにより、完成品を得ることができる。
【００３５】
したがって、被加工材１は、パイロット穴抜き工程（Ｓ-１）を経てなされる第１、第２の外形抜き工程（Ｓ-２、Ｓ３）においてブランク材２２としての外形が形作られると、図３および図４に示すように、凹溝２の潰し工程（Ｓ-４）において、外形の変形を規制された上で、凸部４によって凹溝２内の肉が空隙部５内、すなわち凹溝２周りに余肉６として塑性流動させられる。この際には、凸部４間の薄肉部８への塑性流動が傾斜面９によって促され、これにより余肉６が凸部４周りにほぼ均等に逃がされる。
【００３６】
また、この凹溝２の潰し工程（Ｓ-４）において、被加工材１には、板厚方向の圧縮応力および板面方向の引張応力が凹溝２の底面側において発生するほか、凹溝２の肩部の表層側においては、凹溝２の底面に向かって巻き込む方向の引張応力が発生し、これにより肩ダレ７が生じる。なお、図４（ｂ）および（ｃ）に記載の２点鎖線は、凹溝２の潰し加工をする前の被加工材１の外形形状を示すものである。
【００３７】
次のダレ埋め工程（Ｓ-５）においては、図５ないし図７に示すように、押さえ部１２周りに配置される押圧部２６により凹溝２周りの余肉６が潰し加工され、これにより、近傍に位置する上述の肩ダレ７を埋めるように余肉６が塑性流動する。なお、図７に示す矢印は塑性流動の方向を示すものであり、肩ダレ７を埋めた上で残った余肉６は、ブランク材２２の周縁部などに適宜逃がされる。
【００３８】
続いて、穴抜き工程（Ｓ-６）を経た上で、板厚調整工程（Ｓ-７）においては、図８ないし図１０に示すように、押圧面部１１によりブランク材２２を上下方向に圧縮して板厚寸法ｔが調整される。この際に生じた余肉６'は、空隙部５'、すなわちブランク材２２の周縁部へと塑性流動させられる。
【００３９】
この後、シェービング加工工程（Ｓ-７）において、ブランク材２２の外周縁部１０が削り落とされて外周縁面がきれいな剪断面にされ、また、これに伴って余肉６'も切り離される。最後に、切り離し工程（Ｓ-９）において連結部２３を打ち抜けばプレス加工品を得ることができる。
【００４０】
なお、以上の実施の形態においては、凹溝２の潰し工程（Ｓ-４）において外形の変形を規制する場合を示したが、余肉６の発生量に応じて、図１１（ａ）ないし（ｄ）に示すように金型３の周縁部に第３の空隙部５"を追加して設けることも可能である。この場合において、第３の空隙部５"に逃げた余肉６"は、シェービング加工工程（Ｓ-７）において削り落とせば足りる。また、ダレ埋め工程（Ｓ-５）において使用する金型３において、頂部が傾斜面９ではなく平坦面２５である凸部４を備えて構成することも可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１      被加工材
２      凹部
３      金型
４      凸部
５、５'  空隙部
６、６'  余肉
７      ダレ
８      薄肉部
９      傾斜面
１０      外周縁部
１１      押圧面部
１２      押さえ部
ｈ      傾斜面の高さ方向の寸法
ｔ      板厚寸法
【図１】
2018099715.tif 000003
【図２】
2018099715.tif 000004
【図３】
2018099715.tif 000005
【図４】
2018099715.tif 000006
【図５】
2018099715.tif 000007
【図６】
2018099715.tif 000008
【図７】
2018099715.tif 000009
【図８】
2018099715.tif 000010
【図９】
2018099715.tif 000011
【図１０】
2018099715.tif 000012
【図１１】
2018099715.tif 000013