(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の工程を具備することを特徴とする円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法。
（ａ）金属板材に、その一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、芯円孔を成形すると共にその内周面にシェービング加工を施し、前記金属板材の他側であって前記芯円孔の他側周縁にアール面をとる前工程。
（ｂ）前記金属板材の芯円孔を囲う周囲部全体に、その一側から複数回のプレス曲げ加工を加えることにより、前記芯円孔を同心円状に押し広げつつ前記周囲部全体を他側へ円錐台形状でありかつ筒状に曲げ、その間に前記筒状部の先端面を基端部側へ押し、次に、前記筒状部の側壁が前記金属板材に対し直角となるまでプレス曲げ加工を施して、前記金属板材の一側面が内周面となり、他側面が外周面となる所定高さの円筒フランジ部を成形する中間工程。
（ｃ）前記金属板材の一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、金属製部品が成形される外周縁を切断する後工程。
【請求項２】
前記筒状部の側壁が前記金属板材に対し直角となった金属板材に、その一側からプレス加工を施すと共に前記筒状部の先端面を基端部側へ押して、前記筒上部の内径及び前記金属板材の一側面と前記筒状部の先端面までの寸法がそれぞれ設定寸法となるようにした請求項1記載の円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、産業機械、工作機械等の一般機械器具や自動車、船舶等の運輸・運搬機械に用いられる金属製部品であって、所定厚み及び所定形状の金属板材からなり、この金属板材には円孔を開設すると共にその一側面の周縁に配管等を取り付けるための円筒フランジ部を一体に成形したものがある。
【０００３】
この種の金属製部品は、一定厚みの金属板材を切削して一側面に短柱部を成形し、次に、前記短柱部の中心軸線を中心とする同心円状の円孔を切削して円筒フランジ部を成形するか、鋳型に湯を流して鋳物を製作し、この鋳物の所定個所を研削して円筒フランジ部を成形するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記円筒フランジ部を有する金属製部品を、前者のように切削して成形する方法または後者のように鋳型を使って成形する方法では、いずれも製作に多くの手間と時間を要するばかりでなく多くの工程を必要とし、生産能率が低く、製品コストも高くつくという課題がある。
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたもので、プレスによる打ち抜き又は曲げ加工により連続して成形できるようにして、生産能率の向上が図られると共に製品コストを低廉となし得る円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため本発明に係る円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法は、次の工程を具備するものである。
【０００６】
金属板材に、その一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、芯円孔を成形すると共にその内周面にシェービング加工を施し、前記金属板材の他側であって前記芯円孔の他側周縁にアール面をとる前工程。
【０００７】
前記金属板材の芯円孔を囲う周囲部全体に、その一側から複数回のプレス曲げ加工を加えることにより、前記芯円孔を同心円状に押し広げつつ前記周囲部全体を他側へ円錐台形状でありかつ筒状に曲げ、その間に前記筒状部の先端面を基端部側へ押し、次に、前記筒状部の側壁が前記金属板材に対し直角となるまでプレス曲げ加工を施して、前記金属板材の一側面が内周面となり、他側面が外周面となる所定高さの円筒フランジ部を成形する中間工程。
【０００８】
前記金属板材の一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、金属製部品が成形される外周縁を切断する後工程。
【０００９】
上記方法によると、まず、金属板材に、その一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、芯円孔を成形すると共にその内周面にシェービング加工を施す。次に、前記芯円孔を囲う周囲部全体に、その一側から複数回のプレス曲げ加工を加えることにより、前記芯円孔を同心円状に押し広げつつ前記周囲部全体を他側へ筒状に曲げる。はじめは、前記筒状部が円錐台形状になる。また、その間に前記筒状部の先端面を基端部側へ押す。このようにして、前記金属板材の一側面が内周面となり、他側面が外周面となる所定高さの円筒フランジ部を成形する。最後に、前記金属板材の一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、金属製部品が成形される外周縁を切断する。これら一連の工程は、プレス機械に帯板状の金属板材を順送りし連続して行われる。このように、プレスによる打ち抜き又は曲げ加工により金属製部品が連続して成形できるので、生産能率の向上が図られると共に製品コストの低廉が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は、金属板材である帯板からプレスによる打ち抜き又は曲げ加工により連続して円筒フランジ部を有する金属製部品が成形できる過程を示すもので、図２（イ）乃至（ニ）及び図３（ホ）乃至（チ）は各工程における要部の断面図ある。本実施の形態では金属製部品として、例えば自動車のマフラーであって、排気ガス管を接続するための取付プランジャーについて説明するが、これに限定されるものではない。図中、１は金属板材である帯板であって、粘りのあるＳＰＣ鋼板が使用される。そして、図１に示すように第一工程（イ）乃至第四工程（ニ）からなる前工程と、第五工程（ホ）乃至第八工程（チ）からなる中間工程と、第九工程（リ）及び第十工程（ヌ）からなる後工程と、から成り立っている。なお、図２、図３に前記第一工程（イ）乃至第八工程（チ）時の要部の断面図を示す。
【００１１】
まず、前工程について説明する。帯板１は、その厚さａが例えば８ｍｍの寸法に設定してある。第一工程（イ）では、金属板材、すなわち帯板１の上側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、所定位置に芯円孔２を成形すると共に同じく所定位置に取付孔３を開設する。前記芯円孔２は、打ち抜き加工する関係上、上縁の内径ｂが例えば２０ｍｍであるのに対し、下縁の内径ｃが例えば２１．６ｍｍとなる。第二工程（ロ）では、前記芯円孔２の内周面２ａにシェービング加工を施して表面仕上げし、その内周面２ａが円筒状になるように成形し、その内径ｄを例えば２３．８ｍｍと大きくする。
【００１２】
第三工程（ハ）では、前記芯円孔２の内周面２ａに再びシェービング加工を施して、前記芯円孔２の内径ｅを例えば２４．８ｍｍと更に大きくする。第四工程（ニ）では、前記金属板材１の下側であって前記芯円孔２の下側周縁にアール面２ｂをとる。これは、後記プレス加工する際に、亀裂が生ずるのを防止するためである。
【００１３】
次に、中間工程について説明する。第五工程（ホ）では、第四工程（ニ）の状態から、図４に示すように前記芯円孔２の上下位置に、前記芯円孔２と同軸状に漏斗状の型孔ｕ１を有する下型Ｕ１と先端部が略円錐台形状の上型Ｔ１を配置し、上型Ｔ１により帯板１の上側から該帯板１に対しプレス加工を施す。これにより、前記芯円孔２を囲う周囲部４全体が下側へ押し広げられ、前記芯円孔２を同心円状に広げつつ前記周囲部４全体を他側へ円錐台形状でありかつ筒状に曲げる。芯円孔２が押し広げられて成形される円孔５にあっては、帯板１上面での内径ｆが例えば５２ｍｍとなり、筒状部６の側壁６ａの長さ寸法ｇが例えば１５．５ｍｍとなる。また、前記筒状部６における下端部の側壁６ａの厚さｈは例えば６ｍｍとなる。
【００１４】
第六工程（ヘ）では、第五工程（ホ）の状態から、図５に示すように前記円孔５の上下位置に、前記円孔５と同軸状に漏斗状の型孔ｕ２を有する下型Ｕ２と先端部が略円錐台形状の上型Ｔ２を配置する。この際、前記型孔ｕ２の内周面には、前記筒状部６の先端面６ｂが当接する環状押圧面ｕ３が周設されており、前記先端面６ｂが環状押圧面ｕ３に当接している状態では、帯板１裏面と下型Ｕ２の上面との間には僅かな隙間Ｓが形成される。そして、上型Ｔ２により帯板１の上側から該帯板１に対し垂直にプレス加工を施す。この際、前記筒状部６の先端面６ｂが環状押圧面ｕ３によりその基端部側へ押され、側壁６ａの長さ寸法ｉが１４ｍｍと短くなる。これは、後記する円筒フランジ部８を所定の寸法に近づけるためである。また、筒状部６における側壁６ａ下端部の厚さｊは例えば６．５ｍｍとなる。
【００１５】
そして、第七工程（ト）では、第六工程（ヘ）の状態から、図６に示すように前記円孔５の上下位置に、前記円孔５と同軸状に円形状の型孔ｕ４を有する下型Ｕ３と下端部が略円錐台形状をなす円柱状の上型Ｔ３を配置する。そして、上型Ｔ３により帯板１の上側から該帯板１に対し垂直にプレス加工を施し、円孔５の内径ｋを例えば４９．１ｍｍとし、前記筒状部６の側壁６ａが帯板１に対し直角となるまで曲げる。このとき、筒状部６における下端部の側壁６ａの厚さｌは例えば５．２ｍｍとなる。また、帯板１の上面と筒状部６の先端面までの寸法ｍは例えば２０ｍｍとなる。
【００１６】
第八工程（チ）では、第七工程（ト）の状態から、図７に示すように前記円孔５の上下位置に、前記円孔５と同軸状に円形状の型孔ｕ５有する下型Ｕ４と円柱状の上型Ｔ４を配置する。この際、前記型孔ｕ５の内周面には、前記筒状部６の先端面６ｂが当接する環状押圧面ｕ６が周設されており、前記先端面６ｂが環状押圧面ｕ６に当接している状態では、円孔５の周囲の帯板１の裏面と下型Ｕ４の上面との間には僅かな隙間Ｓが形成されている。また、前記上型Ｔ４の外周面には、前記円孔５の上側の外周縁に同心円状の環状凸部７が成形されるための環状凹部ｔ４が設けられている。そして、上型Ｔ４により帯板１の上側から該帯板１に対し垂直にプレス加工を施す。これにより、前記円孔５の内径ｎが設定寸法である例えば４９．２ｍｍになると共に前記筒状部６の先端面６ｂを基端部側へ押して、帯板１の上面と筒状部６の先端面６ｂまでの寸法ｐが設定寸法である例えば１６．４ｍｍとなる。このようにして、円筒フランジ部８が成形され、その側壁８ａの厚さｏは、全体に均等となり、設定寸法である例えば６ｍｍとなる。前記円孔５の上側の外周縁に環状凸部７を成形するのは、その部分に後に管（図示せず。）の先端部を溶接するためであって、その溶接が行い易くするためである。
【００１７】
最後に、後工程に入り、図１に示すように第九工程（リ）では、プレス加工を施すことにより、金属製部品Ａを成形するためにその外周縁９の一辺側を切断する。更に、第十工程（ヌ）では、同様にプレス加工を施すことにより、金属製部品Ａを成形するためにその外周縁９の他辺側を切断する。これにより外形形状がほぼ出来あがり、帯板１の両縁部から互いに内側に伸びるつなぎ部１０によりその中間品Ａ１が支持される。そして、後加工が施され前記つなぎ部１０が切断され、金属製部品Ａが成形される。
【００１８】
このようにして、図８及び図９に示すように前記帯板１の上面が内周面となり、下面が外周面となる所定高さの円筒フランジ部８を有する金属製部品Ａが完成する。しかも、これら一連の工程は連続して行われる。
【００１９】
本発明にあっては、特に、芯円孔２の内周面２ａにシェービング加工をし、円筒フランジ部８をプレス成形する過程において、シェービング加工が施された筒状部６の先端面６ｂを下型Ｕ２，Ｕ４の環状押圧面ｕ３，ｕ６に当接させて押すようにしたので、後に表面加工を施す必要がない。すなわち、前記帯板１の上面と筒状部６である円筒フランジ部８の先端面６ｂまでの寸法ｐを設定寸法に仕上げるため、前記円筒フランジ部８の先端面８ｂを例えば切削するなどの余分な工程が不要となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る円筒フランジ部を有する金属製部品の成形方法は、金属板材に、まず、その一側から垂直にプレス打ち抜き加工を加えることにより、芯円孔を成形すると共に該芯円孔の内周面にシェービング加工を施し、また、金属板材の他側であって前記芯円孔の他側周縁にアール面をとり、次に、前記芯円孔を囲う周囲部全体に、その一側からプレス曲げ加工を加えることにより、前記芯円孔を同心円状に広げつつ前記周囲部全体を他側へ円錐台形状でありかつ筒状に曲げ、また、その間に前記筒状部の先端面を基端部側へ押し、次に、前記筒状部の側壁が前記金属板材に対し直角となるまでプレス曲げ加工を施すことにより、前記金属板材の一側面が内周面となり、他側面が外周面となる所定高さの円筒フランジ部を成形し、金属製部品が形作られる外周縁を切断するようにしたので、この種の金属製部品が、一連の工程でもってプレスによる打ち抜き又は曲げ加工により連続して成形できることとなり、生産能率の向上が図られると共に製品コストの低廉が可能になるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  プレスによる打ち抜き又は曲げ加工により連続して円筒フランジ部を有する金属製部品が成形できる過程を示す帯板の斜視図。
【図２】  （イ）（ロ）（ハ）（ニ）は同第一乃至第四工程を示すもので、
（イ）はプレスによる打ち抜きにより芯円孔を成形する要部の断面図。
（ロ）芯円孔の内周面内週面にシェービング加工を施した要部の断面図。
（ハ）芯円孔の内周面にシェービング加工を施した要部の断面図。
（ニ）はプレスにより芯円孔の下側周縁にアール面を成形した要部の断面図。
【図３】  （ホ）（ヘ）（ト）（チ）は同第五乃至第八工程を示すもので、
（ホ）はプレスによる曲げ加工により筒状部を成形する要部の断面図。
（ヘ）はプレスによる曲げ加工により筒状部を成形する要部の断面図。
（ト）はプレスによる曲げ加工により筒状部を成形する要部の断面図。
（チ）はプレスによる曲げ加工により円筒フランジ部を成形する要部の断面図。
【図４】  第五工程（ホ）の説明図。
【図５】  第六工程（ヘ）の説明図。
【図６】  第七工程（ト）の説明図。
【図７】  第八工程（チ）の説明図。
【図８】  金属製部品の表面斜視図。
【図９】  同裏面斜視図。
【符号の説明】
１                金属板材（帯板）
２                芯円孔
２ａ              内周面
４                周囲部
６                筒状部
６ａ              側壁
６ｂ              先端面
８                円筒フランジ部
９                外周縁
Ａ                金属製部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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