杯状部件的冲压成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种杯状部件的冲压成型方法。
【背景技术】
[0002]杯状部件是具有底部和从底部连续地立起的纵壁部的形状的部件，在容器以及旋转部件等的用途中被广泛用作为机械部件。关于这种杯状部件的底部以及纵壁部的壁厚，根据所使用的用途的不同而不是恒定的，对于特定的部位有时使壁厚局部地变化。关于使纵壁部的壁厚变化的方法，例如提出有专利文献I?8、非专利文献I所公开的较多方法。
[0003]另一方面，关于使底部的壁厚局部地变化的方法，例如在专利文献9中公开有从板状的原材料成型具有存在壁厚差的底部的杯状部件的成型方法，但是与上述的使纵壁部的壁厚变化的方法相比公开例较少。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开昭61-140327号公报
[0007]专利文献2:日本特开平07-155888号公报
[0008]专利文献3:日本特开平07-256377号公报
[0009]专利文献4:日本特开2000-24745号公报
[0010]专利文献5:日本特开2000-288642号公报
[0011]专利文献6:日本特开2000-317565号公报
[0012]专利文献7:日本特开2001-47175号公报
[0013]专利文献8:日本特开2009-248092号公报
[0014]专利文献9:日本特开2010-172916号公报
[0015]非专利文献
[0016]非专利文献1:《自动车技术》，社团法人自动车技术会，1996年，Vol.50，N0.12，P.31-37
【发明内容】
[0017]发明要解决的课题
[0018]专利文献9公开了一种成型方法，使用组合模从板状的原材料成型具有存在壁厚差的底部的杯状部件。但是，该成型方法具有5个工序，因此需要大量的模具，会导致模具成本的增加、与大量模具的更换作业相伴随的生产率的降低。
[0019]用于解决课题的手段
[0020]本发明的杯状部件的冲压成型方法为，在将平板状的原材料成型为杯状部件时，使上述杯状部件的底部厚度局部地增加，其特征在于，使用第一模具实施第一工序和第二工序，上述第一模具具有中心轴相互配置在同轴上的圆柱状的第一上工具、筒状的第二上工具、筒状的第三上工具以及第一下工具，上述第二上工具沿着上述第一上工具的外周配置、前端面由以随着朝向下方而接近上述中心轴的方式倾斜的上工具倾斜部形成，上述第三上工具沿着上述第二上工具的外周配置，上述第一下工具具有容许上述第一上工具、上述第二上工具以及上述第三上工具进入的孔部，该孔部包括:孔部纵壁部，沿着进入上述孔部内的上述第三上工具延伸；孔部倾斜部，与上述孔部纵壁部的下端部连续设置，以随着朝向下方而接近上述中心轴的方式倾斜；以及孔部底面部，与上述孔部倾斜部的下端部连续设置，沿着与上述中心轴正交的方向延伸；在上述第一工序中，通过使上述第一上工具以及上述第二上工具朝接近上述第一下工具的方向相对移动，由此将上述原材料压入上述第一下工具的上述孔部，将上述原材料折弯，在上述第二工序中，通过使上述第三上工具朝接近上述第一下工具的方向相对移动，而将上述原材料的上端部压入，由此使上述原材料的一部分向上述上工具倾斜部与上述孔部倾斜部之间所形成的间隙流动，使该部分增厚，使用与上述第一模具不同的第二模具实施第三工序，在第三工序中，将在上述第二工序中增厚的部分冲压成型为沿着相对于杯状部件的中心轴大致正交的方向延伸的形状。
[0021]发明的效果
[0022]根据本发明，能够简化具有存在壁厚差的底部的杯状部件的冲压成型方法。
【附图说明】
[0023]图1是在粗成型工序中使用的模具的概要图。
[0024]图2是在精成型工序中使用的模具的概要图。
[0025]图3A是在粗成型工序中使用的模具的动作说明图(待机状态)。
[0026]图3B是在粗成型工序中使用的模具的动作说明图(第一工序的夹压工序)。
[0027]图3C是在粗成型工序中使用的模具的动作说明图(第一工序的折弯工序)。
[0028]图3D是在粗成型工序中使用的模具的动作说明图(第二工序)。
[0029]图4A是在精成型工序中使用的模具的动作说明图(待机状态)。
[0030]图4B是在精成型工序中使用的模具的动作说明图(第三工序)。
[0031]图4C是在精成型工序中使用的模具的动作说明图(第三工序)。
[0032]图5A是在第二实施方式中使用的模具的概要图。
[0033]图5B是在第二实施方式中使用的模具的动作说明图(增厚工序)。
[0034]图6A是在第三实施方式中使用的模具的概要图(第η-l次增厚处理)。
[0035]图6B是在第三实施方式中使用的模具的概要图(第η次增厚处理)。
[0036]图7是在第五实施方式的粗成型工序中使用的模具的动作说明图。
[0037]图8Α是作为比较例的一例使用的模具的动作说明图(成型前)。
[0038]图SB是作为比较例的一例使用的模具的动作说明图(成型后)。
【具体实施方式】
[0039]首先，对比较例进行说明。图8Α以及图SB是比较例的模具的动作说明图。图8Α表示成型前的状态，图SB表示成型后的状态。如图8Α所示，比较例的模具具有第一上工具37、第二上工具38、第三上工具39以及下工具40。
[0040]作为从平板状的原材料成型使底部的壁厚(底部厚度)局部地变化的杯状部件的成型方法，较少工序且简单的方法如下所述。首先，在下工具40的上部设置平板状的原材料I。接着，如图8B所示，使第一上工具37、第二上工具38以及第三上工具39下降，由此在下工具40的孔部40a内成型杯状部件。此时，通过第三上工具39压入纵壁上端部，由此能够使材料朝使底部的壁厚变化的部分流动。如此，使材料充满在第二上工具38与下工具40的孔部40a之间形成的间隙，而使规定的底部的壁厚局部地变化。但是，在该情况下，如图SB所示，纵壁下端部与底部之间的连接部P为大致直角形状，因此材料通过该部分时的阻力变大。即，通过第三上工具39压入纵壁上缘部并使材料朝使底部的壁厚变化的部分流动所需要的载荷变得过大，产生冲压成型装置的载荷容量成为限制而在实用上无法成型的情况。
[0041]本发明对于所述课题，提供一种成型方法，能够使冲压载荷降低至在实用上没有问题的程度，且能够通过尽可能少的工序从平板状的原材料成型使底部的壁厚局部地变化的杯状部件。
[0042]参照附图对用于解决上述课题的本发明的实施方式进行详细说明。
[0043](第一实施方式)
[0044]本实施方式的冲压成型方法包括粗成型工序以及精成型工序。粗成型工序具有技术方案I所记载的第一工序以及第二工序。精成型工序具有技术方案I所记载的第三工序。
[0045]图1是用于有效地实施粗成型工序的模具的概要截面图。粗成型工序所使用的模具(相当于第一模具)包括第一上工具2、第二上工具3、第三上工具4以及第一下工具5。工具2?5的中心轴相互位于同轴上，且工具2?5相对于中心轴LI轴对称地配置。第一下工具5具有相对于中心轴LI轴对称的脱模(knock out)部件6。
[0046]此外，工具2?5以及脱模部件6为，分别与未图示的驱动机构(例如，马达、液压装置)连结，通过各驱动机构进行动作而沿中心轴LI方向独立地进行升降移动。未图示的控制器对各驱动机构的驱动进行控制，由此对工具2?5以及脱模部件6的升降动作进行控制。控制器能够使用CPU、MPU。通过模具、驱动机构以及控制器构成冲压成型装置。
[0047]另外，脱模部件6也可以是不能移动的固定形式。此外，在后述的其他工具中也设置有与第一模具相同的驱动机构。
[0048]第一上工具2形成为圆柱状。第二上工具3形成为筒状，其内周面沿着第一上工具2的外周配置。第二上工具3的前端面(下端面)由以随着朝向下方而接近中心轴LI的方式倾斜的上工具倾斜部3a形成。第三上工具4形成为筒状，沿着第二上工具3的外周配置。
[0049]第一下工具5具有容许第一上工具2、第二上工具3以及第三上工具4进入的下工具孔部5a。下工具孔部5a包括:孔部纵壁部5b，沿着进入下工具孔部5a的第三上工具4的外周面延伸；孔部倾斜部5c，与孔部纵壁部5b的下端部连续设置，以随着朝向下方而接近中心轴LI的方式倾斜；以及孔部底面部5d，与孔部倾斜部5c的下端部连续设置，沿着与中心轴LI正交的方向延伸。围绕孔部底面部5d的中心轴LI形成有沿着中心轴LI方向延伸的底面孔部5e。在底面孔部5e的内侧配置有脱模部件6。脱模部件6的前端面(上端面)被配置在相对于孔部底面部5d成为大致齐平面的位置。另外，通过孔部底面部5d以及脱模部件6的前端面形成技术方案I所记载的“孔部底面部”。另外，脱模部件6也可以与第一下工具5 —体地构成。
[0050]此处，如图1所示，在将孔部底面部5d与孔部倾斜部5c所成的角度(锐角侧)设为Al时，角度Al优选设定为20°以上60°以下。角度Al的限定理由将后述。此外，如图1所示，上工具倾斜部3a与水平面所成的角度也优选成为与角度Al大致相同。
[0051]图2是用于有效地实施精成型工序的模具的概要图。在精成型工序中使用的模具(相当于第二模具)包括第一精加工上工具7、第二精加工上工具8、第三精加工上工具9以及第一精加工下工具10。工具7?10的中心轴相互位于同轴上，该工具7?10相对于中心轴L2轴对称地配置。第一精加工下工具10具有相对于中心轴L2轴对称的脱模部件11。