(57)【要約】【課題】アルミニウムなどの伸びの小さい材料でも、立ち上げ部に割れの発生がなく、厚さも均一な板材のバーリング加工方法を提供する。【解決手段】板材１の穴５のまわりに立ち上げ部８を成形する板材のバーリング加工方法において、プレス加工により、板材１のバーリング加工を行うべき箇所において、立ち上げ部８の立ち上げ方向に凸部４を成形する予備成形工程と；パンチング加工により、予備成形工程で成形した凸部４に、最終的に得る穴の直径より小さい直径の穴５を開けるパンチング工程と；プレス加工により、穴５の開いた凸部４を深絞りして立ち上げ部８を成形する本成形工程と；を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材の穴のまわりに立ち上げ部を成形する板材のバーリング加工方法において、プレス加工により、板材のバーリング加工を行うべき箇所において、立ち上げ部の立ち上げ方向に凸部を成形する予備成形工程と；パンチング加工により、予備成形工程で成形した凸部に、最終的に得る穴の直径より小さい直径の穴を開けるパンチング工程と；プレス加工により、穴の開いた凸部を深絞りして立ち上げ部を成形する本成形工程と；を備えることを特徴とする板材のバーリング加工方法。
【請求項２】
板材がアルミニウム合金からなる請求項１記載の板材のバーリング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板材の穴のまわりに立ち上げ部を成形する板材のバーリング加工方法に関し、特に、従来から行われているバーリング加工では良好な立ち上げ部を得ることのできない比較的軟らかい材料からなる板材に好適に適用できる板材のバーリング加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、板材の立ち上げ部にネジをきり、止めビスとして使用したり、板材の立ち上げ部の凹凸を利用してはめ込み式のボードとして使用したりするために、板材の穴のまわりに立ち上げ部を成形する板材のバーリング加工方法が実施されている。また、板材だけでなく、例えば、円筒形状の管に枝管を分岐して接続させるために、円筒形状の管についても同様なバーリング加工方法が実施されている。
【０００３】
図３（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ従来のバーリング加工方法の一連の工程を説明するための図である。以下、図３（ａ）〜（ｄ）に従って順に各工程を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、例えばスチールからなる板材５１を準備する。次に、図３（ｂ）に示すように、パンチング加工により、板材５１の立ち上げ部を設けたい箇所に、穴５２を開ける。この穴５２の直径は、最終的にそのまわりに立ち上げ部を設ける穴の直径よりは小さくする。次に、図３（ｃ）に示すように、上型５３と下型５４とからなるプレス装置を利用して、穴５２を中心にプレス加工する。上型５３の内径ｄ１は下型５４の外径ｄ２より大きく、このｄ１とｄ２との差が、ほぼ板材５１の厚さと同じ立ち上げ部の厚さとなる。プレス加工することにより、図３（ｄ）に示すような、穴５５のまわりに立ち上げ部５６を成形することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の板材のバーリング加工方法は、ある程度の硬さを有し、ある程度の伸びを有する例えばスチールなどの材料に適用した場合、割れもなく厚さも均一な立ち上げ部５６を成形することができる。しかしながら、軟らかく、しかも、伸びも大きい例えばアルミニウム合金などの材料に適用すると、図４にその一例を示すように、立ち上げ部５６に割れ５７が発生したり、立ち上げ部５６の高さがスチールで可能な高さまで高くできなかったり、立ち上げ部５６の厚みｄ３が均一とならないなどの問題が発生した。
【０００５】
本発明の目的は上述した課題を解消して、例えばアルミニウム合金などの軟らかくで伸びの大きい材料でも、立ち上げ部に割れの発生がなく、厚さも均一な板材のバーリング加工方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の板材のバーリング加工方法は、板材の穴のまわりに立ち上げ部を成形する板材のバーリング加工方法において、プレス加工により、板材のバーリング加工を行うべき箇所において、立ち上げ部の立ち上げ方向に凸部を成形する予備成形工程と；パンチング加工により、予備成形工程で成形した凸部に、最終的に得る穴の直径より小さい直径の穴を開けるパンチング工程と；プレス加工により、穴の開いた凸部を深絞りして立ち上げ部を成形する本成形工程と；を備えることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明では、穴のまわりを深絞りする本成形工程の前に予備成形工程で凸部を成形することで、例えばアルミニウム合金などの軟らかくで伸びの大きい材料でも、立ち上げ部に割れの発生がなく、厚さも均一な板材のバーリング加工方法をすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の板材のバーリング加工方法の一連の工程を説明するための図である。以下、図１（ａ）〜（ｅ）に従って順に各工程を説明する。まず、図１（ａ）に示すように、例えばアルミニウム合金からなる板材１を準備する。次に、図１（ｂ）に示すように、上型２と下型３とからなるプレス装置を利用して、板材１の立ち上げ部を設けたい箇所に凸部４を成形する予備成形工程を実施する。凸部４の形状はある程度窪んでいればどのような形状でも限定されるものではなく、例えば球形状や皿形状の断面とすることができる。また、上型２と下型３とからなるプレス装置は、後ほど本成形工程で使用するプレス装置と同じものを使用しても良いが、通常は、予備成形工程で成形する凸部４の形状が本成形工程で利用するプレス装置の下型と異なる場合が多いため、異なるプレス装置を利用する。
【０００９】
次に、図１（ｃ）に示すように、パンチング加工により、凸部４に穴５を開けるパンチング工程を実施する。この穴５の直径は、最終的にそのまわりに立ち上げ部を設ける穴の直径よりは小さくする。次に、図１（ｄ）に示すように、上型６と下型７とからなるプレス装置を利用して、穴５を中心にプレス加工する本成形工程を実施する。この際、上型６の内径ｄ１は下型７の外径ｄ２より大きく、このｄ１とｄ２の差が、ほぼ板材１の厚さと同じ立ち上げ部の厚さとなる。本成形工程を実施することで、図１（ｅ）に示すようにな、穴５のまわりに立ち上げ部８を成形することができる。
【００１０】
本発明では、バーリング加工のなかで予め凸部４を設ける予備成形工程を実施することで、予備成形工程のない従来のバーリング加工方法と比較して、伸びの小さい材料にバーリング加工方法を適用しても、立ち上げ部の先端に割れは発生せず、また、厚みも均一となる。その理由は、凸型、凹型の形状に添わしてプレスをしないため（上点付近のみ、凸型、プレス材、凹型が接触）、均一の伸びとなるためと考えられる。
【００１１】
従来のバーリング加工方法では割れなどが発生しバーリング加工方法を適用できないが、本発明のバーリング加工方法では割れなどが発生しない材料としては、アルミニウム合金がある。以下、本発明のバーリング加工方法を好適に適用できるアルミニウム合金について説明する。
【００１２】
以下の表１に、アルミニウム合金材料の一般的な特性を、強度、伸び、成形性（張り出し、絞り）、耐食性（一般耐食性、耐ＳＣＣ性）、溶接性の観点で比較して示す。比較は定性的に行い、◎は最良を、○は良を、△は可を、×は不可を表している。アルミニウム合金材料は、熱処理等の調質や板厚等の製造条件によって、その特性が若干変わる。そのため、単なるアルミニウム合金材料としての特性比較表を作成する事は非常に難しく、開発の目的や用途によってどういった材料が必要かを先ず考え、その結果から各材料の特性比較をする事が重要である。そこで本発明では、アルミプレス製の構造体を想定して成形性に主眼を置き、展伸材として最も軟らかい状態を得る事ができる「焼き鈍し」の「Ｏ材」で、各材料の特性を検討して以下の表１の結果を得ている。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
表１の結果を参照して、構成材として必要な強度を有している事、又、成形性・耐食性・溶接性に優れた材料を適用する事などの観点から、本発明が好適に適用できるアルミニウム合金を選択することができる。
【００１５】
次に、本発明の板材のバーリング加工方法を実施する際使用する、予備成形工程で用いる下型３の一例、プレス速度の一例、プレス加圧力の一例について説明する。なお、以下の条件は、板材として、溶接構造用として開発された５０００系高Ｍｇ材に分類される「５０８３−Ｏ」を使用した場合の条件である。予備成形工程で用いる下型３の一例を図２に示す。図２の下型３は、最終的に得られる立ち上げ部８の内径が８０ｍｍφの例を示している。また、プレス速度については、予備成形時及び本成形時とも９．３〜８．６ｍｍ／ｓｅｃが好ましい。さらに、プレス加圧力については、予備成形時及び本成形時とも２０ｔ程度が好ましい。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、穴のまわりを深絞りする本成形工程の前に予備成形工程で凸部を成形しているため、例えばアルミニウム合金などの軟らかくで伸びの大きい材料でも、立ち上げ部に割れの発生がなく、厚さも均一な板材のバーリング加工方法をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の板材のバーリング加工方法の一連の工程を説明するための図である。
【図２】本発明の板材のバーリング加工方法における予備成形工程で用いる下型の一例を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ従来のバーリング加工方法の一連の工程を説明するための図である。
【図４】従来のバーリング加工方法の問題を説明するための図である。
【符号の説明】
１  板材
２、６  上型
３、７  下型
４  凸部
５  穴
８  立ち上げ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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