(57)【要約】【目的】最終絞り率の高い絞り製品を多段絞り工程を経て連続製造するに際して、安定した形状の絞り製品を得ることができる金属深絞り製品の製造方法を提供すること。【構成】金属半製品（ブランクを含む。）を、多段（３段以上）に配設されたダイス／ポンチ対間をトランスファ（移送）させて多段の絞り工程により金属深絞り製品を製造する方法。多段の絞り工程の最終後絞り工程の手前で、半製品内部に対する冷水を噴射して半製品を冷却して温度を常温付近以下として、最終段絞り工程へ移送させる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属半製品（ブランクを含む。）を、多段（３段以上）に配設されたダイス／ポンチ対間をトランスファ（移送）させて多段の絞り工程により金属深絞り製品を製造する方法において、
前記多段の絞り工程の後段絞り工程の手前に半製品冷却工程を１段又は複数段設け、該半製品冷却工程を半製品内部に対する噴射水冷により行うことを特徴とする金属深絞り製品の製造方法。
【請求項２】
前記後段絞り工程が最終絞り工程であることを特徴とする請求項１記載の金属深絞り製品の製造方法。
【請求項３】
前記ダイス／ポンチ対が、ダイス上タイプであることを特徴とする請求項１記載の金属深絞り製品の製造方法。
【請求項４】
前記半製品冷却工程を、噴射水冷とともに前記半製品の外部に対する型冷却を併用することを特徴とする請求項１記載の金属深絞り製品の製造方法。
【請求項５】
前記噴射液である水の温度が２０℃以下であることを特徴とする請求項１記載の金属深絞り製品の製造方法。
【請求項６】
ブランク径に対する最終段絞り径比率が、２５％以下である金属深絞り製品に適用することを特徴とする請求項１〜５記載の金属深絞り製品の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の金属深絞り製品の製造方法に使用する半製品冷却装置であって、
前記半製品に冷水を噴射する噴射ノズルと、噴射後の冷水を受ける受け槽とからなる噴射冷却手段を備えていることを特徴とする半製品冷却装置。
【請求項８】
前記噴射冷却手段が、受け槽からの冷水を循環して前記噴射ノズルに圧送可能に冷水貯留槽と接続されていることを特徴とする請求項７記載の半製品冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、金属半製品を、多段に配設されたダイス／ポンチ対間をトランスファ（移動）させて多段の絞り工程により金属深絞り製品（以下、単に「深絞り製品」という。）を製造する方法に関する。
【０００２】
ここでは、金属製品としては、先端Ｒ面の鋼板製の有底筒状製品を例に採り説明する。しかし、当該製品に限られるものではなく、アルミニウム板、チタニウム板等の展延性に乏しく、多段で絞り加工が要求されるとともに、加工精度も要求される深絞り製品を連続製造するのに好適である。
【０００３】
【背景技術】
深絞り製品は、多段で絞り加工をする必要があり、通常、トランスファプレス装置を使用して、多段に配設されたダイス／ポンチ対間をトランスファ（移動）させて行う。
【０００４】
この際、絞り加工において、半製品はダイスとポンチの成形隙間を摺動して摩擦熱により発熱するとともに内部歪によっても昇温する。また、同様にダイス／ポンチも昇温する。この昇温は後段側工程（特に最終段）において、塑性加工時の材料流れ（展伸性）に影響を与える程（レベル）となる。
【０００５】
そして、多数個の絞り製品を連続製造しようとする場合、所定以上の個数を製造した後は、上記半製品の昇温が顕著となり、安定した形状の、すなわち、精度の高い製品を製造することが困難となる。
【０００６】
このため、従来は、ダイス／ポンチ対の数を増大させることにより、絞り工程各段を浅絞りとして、昇温が可及的に発生しないようにして対処していた。
【０００７】
しかし、昨今、更なる深絞りの製品（ブランク径に対する最終段絞り径比率が２５％以下）を連続生産（製造）することが要求されるようになってきており、ダイス／ポンチ対の数を増大させるにも、生産性及びプレス設置面積の関係上、限度があった。なお、絞り径比率は、外径（Ｒ０）の板材から外径（Ｒｅ）の筒状体を絞り加工する場合に、１００×Ｒｅ／Ｒ０（％）で表される。
【０００８】
このため、特許文献１における如く、パンチの壁面からＮ２ガス等の冷却ガスを噴出させて半製品を冷却する技術を適用することが考えられる。
【０００９】
しかし、当該文献においては、冷却ガス源として、液体Ｎ２を使用する必要があり、多段の絞り加工（特許文献１の実施例では２段）を予定しておらず、それぞれのパンチに適用しようとすると、液体窒素の使用量も相当なものとなり、さらには、換気の必要もでてくると予測されて、実際的ではない。
【００１０】
なお、特許文献１においては、従来においては、絞り工程間にブランク（半製品）を冷却する工程を設ける旨の記載があるが、具体的には、何ら開示されていない。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１０−１８０３６６号公報
【００１２】
【発明の開示】
本発明は、上記にかんがみて、ブランク径に対する最終絞り径比率が小さい絞り製品を多段絞り工程を経て連続製造するに際して、安定した形状の絞り製品を得ることができる金属深絞り製品の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明に係る金属深絞り製品の製造方法は、上記課題
（目的）を解決するために、鋭意開発に努力をした結果、後段側絞り工程において、半製品の内面から噴射水冷すれば、安定した形状の絞り製品を連続製造できることを見出して、下記各構成の金属深絞り製品の製造方法に想到した。
【００１４】
金属半製品（ブランクを含む。）を、多段（３段以上）に配設されたダイス／ポンチ対間をトランスファ（移送）させて多段の絞り工程により金属深絞り製品を製造する方法において、
前記多段の絞り工程の後段絞り工程の手前に半製品冷却工程を１段又は複数段設け、該半製品冷却工程を半製品内部に対する噴射水冷により行うことを特徴とする。
【００１５】
後段絞り工程の手前で、半製品内部に対して噴射水冷することにより、蒸発効率が良好で冷却効果が高くて（浸漬水冷に比して蒸発潜熱を利用し易い。）、金属材料流れ（展伸性）が安定化して、精度高い絞り製品を得ることができる。すなわち、前段絞り工程で、多少の形状バラツキがあっても（前段側では昇温が大きくなく形状バラツキは発生し難い。）、後段絞り工程で当該バラツキを吸収できるためである。
【００１６】
通常、噴射水冷は、最終段絞り工程の手前で行うことが望ましい。上記理由による。
【００１７】
通常、ダイス／ポンチ対が、ダイス上配置タイプであることが望ましい。噴射水冷する場合に、水の回収が容易である。有底筒状の半製品が底部に孔を有すれば、ポンチ上タイプでも余り問題が発生しない。
【００１８】
半製品冷却工程を、噴射水冷とともに、半製品外部に対する型冷却を併用することが望ましい。より後段絞り工程前の被絞り部位の温度が安定化して、より精度の高い絞り製品の製造の要望に応え易くなる。
【００１９】
噴射液である水温は、通常、２０℃以下、望ましくは１５℃以下、さらに望ましくは１０〜４℃とする。水温が高すぎると、充分な冷却効果を得難く、水温が低すぎると、噴射水を冷却するための冷凍機として大能力のものを使用する必要があり、エネルギー効率が良好でない。
【００２０】
本発明の製造方法は、ブランク径に対する最終段絞り径比率が２５％以下である金属深絞り製品に適用することが、効果が顕著となる。最終絞り率の高い深絞り製品においては、ダイス／ポンチ対の数を多く必要とし、しかも、形状安定し難いためである。
【００２１】
上記各構成の金属深絞り製品の製造方法に使用する半製品冷却装置は、半製品の内部に冷水を噴射する噴射ノズルと、噴射後の冷水を受ける受け槽とからなる噴射冷却手段を備えている構成とする。
【００２２】
上記構成の半製品冷却装置における噴射冷却手段は、受け槽からの冷水を循環して前記噴射ノズルに圧送可能に冷水貯留槽と接続されていることが望ましい。水冷用の水の循環使用が可能となり、省エネルギー、節水に寄与する。
【００２３】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の実施形態を図例に基づいて説明する。
【００２４】
図２は、本発明の金属深絞り製品の製造方法を示すフロー図である。
【００２５】
ここでは、第１工程（打ち抜き工程）で、ダイス／ポンチ対を使用してブランク（半製品）１２を調製し、次の、それぞれ、ダイス／ポンチ対を備えた、第２〜５工程及び第９工程の５段からなる絞り工程群Ｄ１〜Ｄ５に順次移動させる。なお、ダイス／ポンチ対は、ダイス上のものを使用する。
【００２６】
ここで絞り工程の最終段（第１０工程）の手前で、第７〜９工程の３段からなる冷却工程群Ｃ１〜Ｃ３を設けてある。
【００２７】
各段の冷却工程は、半製品内部に対する噴射水冷と、型冷却とを併用するものである。なお、噴射水冷のみでもよいが、型冷却を併用することが、最終段絞り工程における半製品の被加工部の温度が安定して、結果的に形状精度の良好な深絞り製品を得ることができる。
【００２８】
そして、最終段の絞り工程に半製品を移送するに際して、半製品の被加工部位の温度が、常温付近以下（例えば、３０℃以下）になっていることが望ましい。
【００２９】
ここで、噴射水冷の冷却水（冷水）の温度は、最終段２０℃以下、望ましくは１５℃以下、さらに望ましくは１０〜４℃とする。型冷却の型温も、通常、型冷却に同じ冷却水を使用して近似温度とする。
【００３０】
半製品の製造速度が遅いときは、本実施形態の如く、３段も冷却工程を設ける必要はなく、１段でもよい。
【００３１】
第１０工程である最終段の絞り工程（先端側のみ絞り）の後は、先端を丸くする第１１工程の曲面フォーミング工程を行ない、最終段の第１２工程では、トリミング（外周取り）をして完成製品とする。
【００３２】
次に、上記深絞り製品の製造方法に使用する、すなわち半製品冷却工程に使用する半製品冷却装置について、図３〜４に基づいて説明する。
【００３３】
半製品１２に冷却水１４を噴射する噴射ノズル１６と、噴射後の冷却水１４を受ける受け槽（受けタンク）１８とからなる噴射冷却装置（噴射冷却手段）２０を備えている。
【００３４】
そして噴射冷却装置（噴射冷却手段）２０が、受け槽１８からの冷却水を循環して噴射ノズル１６に圧送可能に冷却水貯留槽２２と接続されている。ここで、冷却水貯留槽２２は、冷却パイプ（チラー）２４を内設している。そして、冷却水貯留槽２２は、噴射ノズル１６に冷却水を圧送ポンプ２６を介して圧送可能に往路配管２８で接続され、受け槽１８からの冷却水は、必然的でないが、バキュームポンプ３０を介して復路配管３２で接続されている。
【００３５】
そして、型冷却は、半製品１２と嵌合する冷却型３４を用いて行う。なお、冷却型３４には、冷却水通路３６が複数本形成されて、冷却水を導通可能とされている。
【００３６】
【実施例】
上記深絞り製品の製造方法の効果を確認するために行った実施例について説明をする。
【００３７】
使用材料は、深絞り用鋼板（ＳＰＭ１６：板厚１．６ｍｍｔ）を使用して、第１工程で得たブランクの径は、１０３．８ｍｍφとした。
【００３８】
そして、下記絞り率で順次、絞り加工を行って、最終径１９．５ｍｍφ、全長１１５ｍｍの絞り工程終了製品を１６個／ｍｉｎの製造速度で得た。
【００３９】
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ここで、冷却工程における冷却水は、噴射冷却、型冷却ともに、温度は７℃のものを使用し、水噴射量は、１６Ｌ／ｍｉｎとした。
【００４０】
上記において、４０個製造後における、冷却工程前の温度及び冷却工程後の温度をそれぞれ測定したが、下記結果を得た。
【００４１】
ダイス内面温度：１９３℃に対し、冷却工程前の半製品表面温度：１６３℃、冷却工程後の半製品表面温度：１０℃と、半製品は十分に冷却されて最終絞り工程に移送されることが確認できた。なお、水冷を行なわない場合は、半製品表面温度：１９３℃であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブランクに対する最終段絞りの絞り率を説明用図
【図２】本発明の絞り製品の製造方法における一例を示す流れ図
【図３】本発明の半製品冷却工程に使用する冷却装置の概略図
【図４】図３の４−４線端面図
【符号の説明】
１２    半製品
１４    冷却水
１６    噴射ノズル
１８    受け槽
２０    噴射冷却装置
２２    冷却水貯留槽
２４    冷却パイプ（チラー）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004322111.tif 000006
【図４】
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