JP2013202690A

JP2013202690A - 管状部品の塑性加工方法

Info

Publication number: JP2013202690A
Application number: JP2012093379A
Authority: JP
Inventors: Yoshiichi Sakamura; 芳一阪村
Original assignee: Sakamura Machinery Co Ltd
Current assignee: Sakamura Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-07

Abstract

【課題】多角形管本体の端部に該本体の貫通孔よりも小径の内面を有する小径管部が一体に形成された管状部品を塑性加工により成形する。
【解決手段】まず、貫通孔を有する断面多角形状の管状素材を、これと同一断面の成形孔３ａを有するダイス３内に挿入し、次に、外周がダイス３の成形孔３ａと同形状で先端にラッパ状のテーパ面を有する絞り筒状部４１と、絞り筒状部４１の中心に配置される成形軸部４２とを一体的に備えたパンチ４を、管状素材の端部から長さ方向中間部位置まで圧入して、貫通孔よりも小径の内面を有する小径管部１４を成形して、多角形管本体１１とその端部にテーパ部１２を介して多角形管本体１１の貫通孔１１ａよりも内径が小径となる小径管部１４が一体に形成された管状部品１を成形するようにした。
【選択図】図６

Description

本発明は、主として自動車の継手部分或いは取付部分などに用いられる管状部品の塑性加工方法、詳しくは多角形状の金属管の端部にテーパ部を介して金属管の中空部よりも内径が小径となる小径管部が一体に形成された管状部品を成形する塑性加工方法に関するものである。

従来、たとえば、金属管の中間部にその内径よりも大径の中空部を有する大径部が一体に形成された管状部品を成形する場合、実開平５−９７３４号公報に示されているような多段色の圧造成形機を使用して、成形素材を圧造加工することにより、まず、円筒管の中間部に、円筒管杆よりも大径の大径部を有する半成形品を成形し、その後、大径部の内面を切削加工することにより大径軸部の内面に、円筒管の内径よりも大径の中空部を一体に形成するようにしたものが知られている。

実開平５−９７３４号公報

ところが、上記したように管状部品を製造する場合、圧造成形機を使用し手中間部に大径部を有する筒状の半成形品を成形する圧造加工の他、切削機を用いて上記半成形品に置ける大径部の内面に円筒管の内径よりも大径な中空部を形成する切削加工が必要となる。そのため、生産性が非常に悪いばかりか材料ロスも多くなり、コスト的にも高く付く問題があった。
また、この他たとえばチューブ管の端部側を小径に加工する方法として、加工ローラを管端に当接することにより縮径化を計るようにしたものも知られているが、断面多角形の管状素材からその端部にテーパ部を介して管状素材の中空部よりも内径が小径となる小径管部を一体に形成するといったことは困難であった。

そこで本発明は、断面多角形の管状素材からその一端又は両端に管状素材の貫通孔よりも小径の内面を有する小径管部が一体に形成された管状部品を成形する管状部品の塑性加工方法の提供を課題とする。

上記した問題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、まず、貫通孔を有する断面多角形状の管状素材を、これと同一断面の成形孔を有するダイス内に挿入し、次に、外周がダイスの成形孔と同形状で先端にラッパ状のテーパ面を有する絞り筒状部と、絞り筒状部の中心に配置される成形軸部とを一体的に備えたパンチを、管状素材の端部から長さ方向中間部位置まで圧入して、管状素材の端部外周を絞り筒状部により縮径すると共に、絞り筒状部の内周面と成形軸部の外周面と底壁とにより形成される成形用空間部空間部により所望する厚みで、かつ貫通孔よりも小径の内面を有する小径管部を成形して、多角形管本体とその端部にテーパ部を介して多角形管本体の貫通孔よりも内径が小径となる小径管部が一体に形成された管状部品を成形するようにしたことを特徴とする。

本願の請求項２記載の発明は、まず、貫通孔を有する断面多角形状の管状素材を、これと同一断面の成形孔を有するダイス内に挿入し、次に、外周がダイスの成形孔と同形状で先端にラッパ状のテーパ面を有する絞り筒状部と、絞り筒状部の中心に配置される成形軸部とを一体的に備え、かつ絞り筒状部の内周面と成形軸部の外周面と底壁とで形成される成形用空間部を有する一対のパンチを、管状素材の両端からそれぞれ長さ方向中間部位置まで圧入して、管状素材の両端部外周を絞り筒状部により縮径すると共に、絞り筒状部の内周面と成形軸部の外周面と底壁とによる成形用空間部空間部により所望する厚みで、かつ貫通孔よりも小径の内面を有する小径管部を成形して、多角形管本体とその両端部にテーパ部を介して多角形管本体の中空部よりも内径が小径となる小径管部が一体に形成された管状部品を成形するようにしたことを特徴とする。

本発明の管状部品の塑性加工方法によれば、断面多角形の管状素材からその一端又は両端に多角形管本体の貫通孔（中空部）よりも小径の内面を有する小径管部が一体に形成された管状部品を塑性加工により成形することができる。したがって、上記した多角形管本体と小径管部が一体に形成された管状部品を切削加工などに比べて簡単かつ容易に量産製造でき、かつ材料ロスなく低コストで供給することができる。しかも、断面多角形の管状素材の一端又は両端を塑性加工により縮径して小径管部を成形するので、管状部品全体の剛性を高めることができる。さらに、多角形管本体の両端に小径管部を成形する場合にあっては、一度の成形で両小径管部を同時に簡単かつ迅速容易に製造できる。

本発明に係る塑性加工方法で成形される管状部品の一部切欠正面図である。同側面図である。本発明に係る塑性加工方法で用いる管状素材Ａの正面図である。同側面図である。同塑性加工方法で用いる圧造成形機の縦断面図である。同圧造成形機による塑性加工状態の縦断面図である。本発明に係る塑性加工方法で成形される別の管状部品の一部切欠正面図である。同側面図である。本発明に係る塑性加工方法で用いる管状素材Ａの正面図である。同側面図である。同塑性加工方法で用いる圧造成形機の縦断面図である。同圧造成形機による塑性加工状態の縦断面図である。

以下本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１及び図２は、本発明に係る塑性加工方法で製造した管状部品１を示す。この管状部品１は、多角形管本体（図では６角形）１１の両端部に、テーパ絞り部１２，１３を介して多角形管本体１１の貫通孔（中空部）１１ａよりも内径が小径となる小径管部１４，１５が一体に形成されたものである。

次に、この管状部品１の塑性加工方法について説明する。
管状部品１を成形するに際し、図３及び図４に示すような貫通孔ａを有する断面多角形状（図では６角形）の金属製管状素材Ａを用いる。そして、この管状素材Ａを図５に示すようなダイス３とパンチ４，５とからなる圧造成形機２により塑性加工して上記した形状の管状部品１を成形する。なお、管状素材Ａとしては、たとえば鋳鉄、鋼、銅合金、アルミ製などの金属素材を用いる。また、管状素材Ａは、多段式圧造成形により前工程で線材やブランクから段階的に圧造成形したものを使用したり、或いは断面多角形状の金属製パイプを所定寸法に切断したものを使用したりすればよい。

管状素材Ａを管状部品１に塑性加工する圧造成形機２としては、図５に示すように、管状素材Ａの断面形状と同一断面の成形孔３ａを有し、管状素材Ａの成形孔３ａ内への挿通を許すダイス３と、ダイス３の成形孔３ａの前後にそれぞれ配置されかつダイス３に対して進退動する一対のパンチ４，５とを備える。パンチ４，５は、外周がダイス３の成形孔３ａと同形状で先端にラッパ状のテーパ面４１ａ，５１ａを有する絞り筒状部４１，５１と、各絞り筒状部４１，５１の中心に配置される成形軸部４２，５２とを一体的に備え、かつ、絞り筒状部４１，５１の内周面と成形軸部４２，５２の外周面と底壁とで形成される成形用空間部４ａ，５ａを有している。そして、これらパンチ４，５は、それぞれラムなどの適宜移動手段（図示せず）に支持され、各移動手段より両パンチ４，５はダイス３の成形孔３ａ内に同時に入り込むように進退移動される。つまり、図６に示すように成形孔３ａ内に位置する管状素材Ａの両端部から両パンチ４，５の先端部分が管状素材Ａの長さ方向中間部位置まで前進移動して塑性加工を行うように構成されている。

次に、上記した圧造成形機２を用いて管状素材Ａから管状部品１に塑性加工する場合の動作について説明する。

まず、図５に示すように、多角形状の管状素材Ａを、これと同一断面のダイス３における成形孔３ａ内に挿入する。次に、一対のパンチ４，５を移動手段によりダイス３の成形孔３ａ内にその両端から同時に前進移動させる。そして、図６に示すように、絞り筒状部４１，５１と成形軸部４２，５２とを一体的に備えた一対のパンチ４，５を、それぞれ管状素材Ａの両端から長さ方向中間位置まで圧入することにより、管状素材Ａの両端外周部分を、絞り筒状部４１，５１のテーパ面４１ａ，５１ａにより縮径すると共に、絞り筒状部４１，５１の内周面と成形軸部４２，５２の外周面と底壁４３，５３で形成される成形用空間部４ａ，５ａにより所望する厚みを有する小径管部１４，１５を成形する。これにより、長さ方向中間に貫通孔（中空部）１１ａを有する多角形管本体１１とその両端にテーパ絞り部１２，１３を介して小径管部１４，１５が一体に連通連設された管状部品１を成形することができる。

その後は、パンチ４，５がダイスから離れるように後退移動し、管状部品１が図示しないストリッパーなどの適宜押し出し部材を介してダイス３内から排出される。

以上の管状部品１の塑性加工方法によれば、上記した多角形管本体１１と小径管部１４，１５が一体に形成された管状部品１を、従来の切削加工などによる方法に比べて簡単かつ容易に量産製造でき、かつ材料ロスなく低コストで供給することができる。しかも、断面多角形の管状素材の両端を塑性加工により縮径して小径管部を成形するので、管状部品１全体の剛性を高めることができる。特に、多角形管本体１１の両端に小径管部１４，１５を成形する際に、一度の成形で両小径管部１４，１５を同時に簡単かつ迅速容易に製造できる。

なお、上記ダイス３とパンチ４，５による成形時、ピアススクラップは通常発生しないが、仮に発生した時には、パンチ４，５の後退後にピアススクラップをダイス３の外部に排出するため高圧エアーなどの排除手段（図示せず）をダイス３側に配備しておく。また、管状部品１は、主として自動車の継手部分或いは取付部分などに用いるのであるが、その他のパーツ部品にも広く使用できること勿論である。

また、図７及び図８は、本発明に係る塑性加工方法で製造した別の管状部品１Ｘを示す。この管状部品１Ｘは、多角形（図では６角形）管本体１１の一端部のみに、テーパ絞り部１２を介して多角形管本体１１の貫通孔１１ａよりも内径が小径となる小径管部１４が一体に形成されたものである。

次に、この管状部品１Ｘの塑性加工方法について説明する。
まず、管状部品１Ｘを成形するに際し、図９及び図１０に示すように上述の実施の形態で説明した金属製管状素材Ａと同様のもので、その長さをやや短寸とした貫通孔ａを有する多角形状（図では６角形）の金属製管状素材Ａを用いる。そして、この管状素材Ａを図１１に示すダイス３と一つのパンチ４とからなる圧造成形機２Ｘにより塑性加工して上記した形状の管状部品１Ｘを成形する。

圧造成形機２Ｘとしては、図１１に示すように、先の実施の形態で説明した圧造成形機２とほぼ同様のもので、つまりダイス３の一端側に設けるパンチ５に代え受圧部材６をダイス３の一端部に固設する他は、同じ構成のものであるので、同じ符号をそのまま付し、その具体的な構造並びに作用の説明については省略する。

次に、上記した圧造成形機２Ｘを用いて管状素材Ａから管状部品１Ｘに塑性加工する場合の動作について説明する。

まず、図１１に示すように、多角形状の管状素材Ａを、これと同一断面のダイス３における成形孔３ａ内に挿入する。このとき、管状素材Ａは成形孔３ａの奥部に位置する受圧部材６に当接する。次に、パンチ４を移動手段によりダイス３の成形孔３ａ内に開口端を介して進入させる。そして、図１２に示すように、絞り筒状部４１と成形軸部４２とを一体的に備えたパンチ４を、管状素材Ａの管端から長さ方向中間位置まで圧入することにより、管状素材Ａの一端外周部分を、絞り筒状部４１のテーパ面４１ａにより縮径すると共に、絞り筒状部４１の内周面と成形軸部４２の外周面と底壁４３で形成される成形用空間部４ａにより所望する厚みを有する小径管部１４を成形する。これにより、長さ方向中間に貫通孔１１ａを有する多角形管本体１１とその一端にテーパ絞り部１２を介して小径管部１４が一体に連通連設された管状部品１Ｘを成形することができる。

その後は、パンチ４がダイス３から離れるように後退移動し、管状部品１Ｘがダイス側に設けるストリッパー（図示せず）などの適宜押し出し部材を介してダイス３内から排出される。

以上の管状部品１Ｘの塑性加工方法によれば、上記した多角形管本体１１と小径管部１４が一体に形成された管状部品１Ｘを、従来の切削加工などによる方法に比べて簡単かつ容易に量産製造でき、かつ材料ロスなく低コストで供給することができる。しかも、断面多角形の管状素材Ａの一端を塑性加工により縮径して小径管部１４を成形するので、管状部品１Ｘ全体の剛性を高めることができる。

なお、この実施の形態の場合も、先の実施の形態の場合と同様上記ダイス３とパンチ４による成形時、ピアススクラップは通常発生しないが、仮に発生した時には、パンチ４の後退後にピアススクラップをダイス３の外部に排出するため高圧エアーなどの排除手段（図示せず）をダイス３側に配備しておく。さらに、管状部品１Ｘは、主として自動車の継手部分或いは取付部分などに用いるのであるが、その他のパーツ部品にも広く使用できること勿論である。

１管状部品
１Ｘ管状部品
１１多角形管本体
１１ａ貫通孔（中空部）
１２テーパ絞り部
１３テーパ絞り部
１４小径管部
１５小径管部
３ダイス
３ａ成形孔
４パンチ
４ａ成形用空間部
４１絞り筒状部
４１ａテーパ面
４２成形軸部
４３底壁
５パンチ
５ａ成形用空間部
５１絞り筒状部
５１ａテーパ面
５２成形軸部
５３底壁
Ａ管状素材
ａ貫通孔

Claims

まず、貫通孔を有する断面多角形状の管状素材を、これと同一断面の成形孔を有するダイス内に挿入し、次に、外周がダイスの成形孔と同形状で先端にラッパ状のテーパ面を有する絞り筒状部と、絞り筒状部の中心に配置される成形軸部とを一体的に備えたパンチを、管状素材の端部から長さ方向中間部位置まで圧入して、管状素材の端部外周を絞り筒状部により縮径すると共に、絞り筒状部の内周面と成形軸部の外周面と底壁とにより形成される成形用空間部空間部により所望する厚みで、かつ貫通孔よりも小径の内面を有する小径管部を成形して、多角形管本体とその端部にテーパ部を介して多角形管本体の貫通孔よりも内径が小径となる小径管部が一体に形成された管状部品を成形するようにしたことを特徴とする管状部品の塑性加工方法。
まず、貫通孔を有する断面多角形状の管状素材を、これと同一断面の成形孔を有するダイス内に挿入し、次に、外周がダイスの成形孔と同形状で先端にラッパ状のテーパ面を有する絞り筒状部と、絞り筒状部の中心に配置される成形軸部とを一体的に備え、かつ絞り筒状部の内周面と成形軸部の外周面と底壁とで形成される成形用空間部を有する一対のパンチを、管状素材の両端からそれぞれ長さ方向中間部位置まで圧入して、管状素材の両端部外周を絞り筒状部により縮径すると共に、絞り筒状部の内周面と成形軸部の外周面と底壁とによる成形用空間部空間部により所望する厚みで、かつ貫通孔よりも小径の内面を有する小径管部を成形して、多角形管本体とその両端部にテーパ部を介して多角形管本体の貫通孔よりも内径が小径となる小径管部が一体に形成された管状部品を成形するようにしたことを特徴とする管状部品の塑性加工方法。