JP4405034B2

JP4405034B2 - Molding method of rotating parts from plate material

Info

Publication number: JP4405034B2
Application number: JP2000105833A
Authority: JP
Inventors: 清二塩川
Original assignee: 株式会社幸伸技研
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: JP2001286961A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は数ミリメートルといった薄肉の板材よりプーリなどの回転部品のもととなるハブ、リブ、リムを有する素材を塑性加工により一体成形する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プーリなどの回転部材の一体成形は従来は鋳造や鍛造工法により行われていた。しかしながら、これらの工法は金属の圧延性、溶湯の流動性の限界により一般的には最低肉厚が７ミリメートル前後となる。これは、溝や歯車加工の施されるリム部やキー溝やスプライン加工が施されるハブ部に適した肉厚である。しかしながら、φ100 mmといった小物ないしはφ200 mmといった中物機械部品ではリブはその全周でトルクを受けるため２〜３ミリメートルの肉厚でも必要な強度は十分得ることができる。そのため、軽量化が優先条件のときは切削工程による減肉が行われる。切削を要するため工程数が増えるし、材料の資源的にも経済的にも不利となる。
【０００３】
鋳造や鍛造によらない工法として多数Ｖ溝プーリのための素材として、中央部の小径ハブ部をむく材より切削により形成し、リブ部とリム部とは平板から打抜き・穿孔・絞りの一連のプレス加工にて形成し、これらを溶接などにより接合するものがある。リブ部及びリム部が板材より作られ薄肉であるため軽量化は実現されうるがハブ部とリブ部とは溶接であるため工程が増えるため製造コストが嵩むし、またリム部はリブ部と同一肉厚の薄いものであるため、リム部に歯車などの深い凹凸は加工しえず、多数Ｖ溝プーリに成形した場合も溝の浅いものしかできない欠点があった。
【０００４】
リブ部の減肉についてはプレスによる鍛造によりできないことはないが、冷間鍛造による肉薄化においてはφ100 mmといった小物でも800 tf、φ200 mmといった中物機械部品では3,200 tfといった大型のプレス機械での作業となる。また、熱間鍛造によれば成形力は抑えうるが加熱エネルギと熱管理を必要とし、いずれにしてもコストが嵩むことになる。そのため、従来においては鍛造による薄肉化はコスト的にひきあわず行われていなかった。
【０００５】
この発明は以上述べた従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、板材より溶接を伴うことなくハブ部において増肉が可能であり、また、リブにおいてはその肉薄化を切削を伴うことなくまた鍛造のような高エネルギのプレス作業を必要とせず低圧力下の塑性加工にて行うことができるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によれば、板材から薄肉のリブを有した回転部品用素材を成形する方法であって、コーン形状の回転成形治具に対して成形ローラを半径方向に移動しながら押しつけることにより板材を回転成形軸のコーン形状面に添って横倒しさせ、これによりコーン形状面に接触する板材の部位の減肉を行い、この減肉の部位をリブ部となしたことを特徴とする板材からの回転部品用素材の成形方法が提供される。
【００１３】
第１の発明の作用・効果を説明すると、成形ローラにより板材を回転成形治具のコーン形状面に押し付けことにより板材を横倒しすることにより板材はコーン形状面への接触部が平行に横すべりするよう塑性変形されることにより、肉薄化されたリブとなすことができる。そして、せん断により横すべりさせることにより減肉しているため、加工時の圧力は鍛造による減肉と比較すると極めて小さくすることができ、設備として大掛かりなものが不用であり、更に非切削であるため材料の無駄もなく加工コストを低減することができる効果がある。
【００１４】
第１の発明において、リブの減肉に引き続き、減肉時に横倒しされた部位をスタンピング又はローラにより平坦化又は凹凸又は湾曲形状化等することができ、これにより減肉後に造形されたリブを有した回転部品用素材とすることができる。
【００１５】
第２の発明によれば、板材から厚肉ハブ、薄肉リブ及び厚肉リムを有した偏肉回転部品用素材を成形する方法であって、ハブの形成に先だって板材の中央部にハブの突出の方向と逆向きの凸形状を浅絞りによって付与し、その後浅絞りによって付与された凸形状の部位に対してピアスバーリング加工を施すことにより板材の中央部を筒状に突出させ、この筒状突出部を半径方向に間隙を設けつつ型にて保持すると共に背面をクランプしつつ筒状突出部の開放端面を強圧することにより前記筒状突出部を増肉させ、ハブとなし、更に、ハブより外周側を形成ローラにより回転成形治具に対し押しつけつつ成形ローラを半径方向に移動させることによりハブより外周側において横倒しさせ、これによりコーン形状面に接触する板材の部位の減肉を行い、この減肉の部位をリブとなし、リブの減肉に引き続き、減肉時に横倒しされた部位をスタンピング又はローラにより平坦化又は凹凸又は湾曲形状化等することを特徴とする板材からの回転部品用素材の成形方法が提供される。
【００１６】
第２の発明の作用・効果を説明すると、板材の中央部にハブの突出方向と反対方向に浅絞りすることにより、中央部への肉の流動を起こしてからピアスバーリング加工することによりピアスバーリング時の減肉を押えた上、型との隙間を埋めるように開放端側からの強圧によって厚肉化されたハブとすることができ、また、リブの部位では成形ローラによって回転成形治具のテーパ面に対して横倒しすることにより、テーパ面に沿接する肉の流動が得られ、薄肉化が実現され、その後平坦化等の造形をすることにより素材肉厚より薄肉のリブを有した回転部品用素材を得ることができる。
【００１７】
この発明において、得られた素材にプレス又はスピンニング絞り等により絞り加工を施すことにより最終的な回転部品の形状を完成させることができる。
【００１８】
この発明において、得られた素材のリム部に裂開加工や回転ディスクローリング加工の成形加工を施すことにより滑車やＶプーリや多数Ｖ溝プーリや平プーリや歯車などの回転部品として完成させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施形態としての回転部品用素材の成形方法を順を追って説明する。この成形工程においては第１段階として板材にハブの突出方向と反対方向に浅絞りを行うことで板材の中央部に向けての肉の流れを形成しており、これにより第２段階としてのピアスバーリング加工による筒状突出部の形成の際の肉の巻き込みにより筒状突出部の肉厚の減少を押え、次に第３段階として素材ダイスとパンチにて保持しかつ背面をクランプしつつ開口端から強圧することにより筒状突出部を増肉することによりハブとなし、次に第４段階としてリブとなるハブの外側の部分をテーパコーン状の芯金に回転ローラにより押し付けることにより素材を横倒しとすることにより素材をテーパ面に押し付けて、素材の横すべりを行わせることにより減肉し、最後に第５段階として横倒しされた減肉されたリブをスタンピングなどにより真直ぐに又は湾曲形状等に造形し、増肉されたハブ及び減肉されたリブ及びリムを有する回転部品用素材としている。
【００２２】
図１は第１段階としての浅絞り加工のため板材１０は下型１２上に載置され、上型１４によって板材１０は下型１２に押えられる。上型１４は浅絞り工程において板材１０の中央における絞られた部分を収容するための空洞部１６を有している。上型１４による下型１２に対する板材１０の押し付け力は板材１０の絞り加工中における板材１０の後退は阻止するが、絞り加工における材料の自由な流動は許容するように設定されている。浅絞りの開始のため図１の状態からポンチ１８は矢印aのように板材１０の中央部に向けての上昇が開始される。
【００２３】
ポンチ１８が上昇を完了すると、図２に示すように板材１０の中央部10-1は空洞部１６に向けて持ち上げられる。中央部10-1の変位によるその周囲の部分は外周より中央部に向けて引き寄せられ、傾斜部分10-2となる。材料の自由な流動のため傾斜部分10-2においては減肉は殆ど起こらず、傾斜分だけ外周側より肉が中央部に向けて引き寄せられたことになる。このように外周から中央部に肉を引き寄せた後の次の段階としてのピアスバーリングによる筒状突出部の形成における肉厚の減少を抑えることができる。
【００２４】
図３は図２により得られた素材をピアス加工及びバーリング加工の実施のため準備した状態を示す。即ち、素材は下型２０上に絞り部分を上向きにして載置され、端面（素材中央部10-1）には開口２２が穿設（ピアス加工）されている。また、板材１０は傾斜部10-2の外周の平坦部において抑え部材２４によって下型２０に抑えつけられる。ポンチ２６は上型２８の下端面に設けられており、また抑え部材２４は上端側では上型２８のボア28-1に摺動自在に収容されており、ボア28-1には抑え部材２４を下向きに付勢するべく油圧又は空気圧が導入されかつ必要に応じスプリング圧がかけられている。ポンチ２６の直径は素材の張り出し端面における開口２２の直径より幾分大きくされ、ポンチ２６の加工時に素材の開口２２の周囲の部分が巻きこまれながらの変形が行われるようになっている。
【００２５】
図４はピアスバーリング加工中における素材の変形状態を説明している。即ち、ポンチ２６の下端は開口２２の周縁部に接触しており、そのため、ポンチ２６の加工につれて板材１０は開口２２の周囲の部分を10-3のように巻き込みながら変形してゆく。このような巻き込みながらの変形によりピアスバーリングにより筒状部を形成する際の肉厚の減少を抑えることができる。
【００２６】
図５は上型２８が最下端まで下降した状態を示しており、ポンチ２６により素材の中央部に後にハブとなる筒状突出部10-4が形成されている。この発明では、図２に示すようにハブ成形において、先ず、ハブの突出方向と反対方向に絞ることにより板材の周辺部の肉を中央に向けて引き寄せ増肉しており、次に、この増肉部分をポンチ２６により図４のように巻き込み裏返しながら筒状突出部10-4に成形しているため、図５に示すように最終的に得られる筒状突出部10-4の肉厚t₁の減少を抑えることができ、板材１０の最初の肉厚t₀に対して８５〜９０％（t₁=0.85〜0.9t₀）程度とすることができる。この発明と異なって反対方向の絞りを行わない単なるピアスバーリングによる筒状突出部の形成では板材の肉厚に対して筒状突出部の肉厚は５０〜７０％といわれており、この発明によりピアスバーリング完了後における筒状突出部10-4の肉厚の減肉を抑制することができるのは明らかである。
【００２７】
次の工程として、図５の筒状突出部10-4をその開放端側から強圧することにより筒状突出部の肉厚を増加させる工程が実施される。即ち、図６に示すように筒状突出部10-4を形成した板材１０はその外周部が上型３０と下型３２との間に保持される。上型３０に設けられる芯金３４は筒状突出部10-4に挿通されており、下型３２の中心孔32-1と芯金３４との間の筒状空間３６に筒状突出部10-4が延びており、筒状突出部10-4 の内側に間隙が設けられている。先端が環状断面のポンチ４０は芯金３４と下型３２との間の筒状空間３６に押し込められ、その結果、筒状突出部10-4の肉は筒状空間３６における隙間を充填するように半径方向に向けて塑性流動せしめられ、図７に示すように増肉部分としてのハブ４２が円形板材１０の中央に得られる。図６に示すように増肉工程において筒状突出部10-4は図６に示すようにその外径が規制されている。このような外径規制時の冷間の押し込みによる増肉は一般に元の肉厚の約1.75〜1.9倍といわれている。一方、図５に関連して説明したようにこの発明におけるピアスバーリング後における筒状突出部10-4の肉厚はt₁=0.85〜0.9t₀であり、したがって、押し込みによる増肉後の肉厚をt₂とするとt₂=(0.85〜0.9)×(1.75〜1.9)t₀＝1.5〜1.7t₀となる。このように、この発明においてはハブ形成の第１段階としてのハブ突出方向と反対方向への絞り及びこれに継続する巻き込みながらのピアスバーリング加工によって素材の肉厚に対して５０〜７０％増肉されたハブ４２を得ることができる。
【００２８】
次の工程はハブ４２の外側におけるリブとなる部分の減肉工程である。この発明ではスピンニング絞りによる減肉を行っている。この減肉工程を図８によって説明すると、図７により得られた中央にハブ４２を有した板材１０はテーパ状の芯金４４上に装着される。ハブ４２は下端において芯金４４のテーパ部44-1の先端のスタブ軸44-2 に挿入され、ハブ４２の上端にはホルダ４６のセンタピン46-1が挿入され、板材１０は芯金４４とホルダ４６との間に保持される。この状態において芯金４４に矢印Ｃのように回転が加えられる。そして、成形ローラ４８がハブ４２の外側の板材の部分に押しつけられる。即ち、成形ローラ４８は板材にむけて前進され、そのため板材はテーパ面44-1に対して倒されて行く。そして、成形ローラ４８によって板材をテーパ面44-1に押し付けつつ成形ローラ４８をテーパ面44-1に沿って移動させてゆく。このとき材料はせん断を受け、テーパ面にそって横すべりしてゆき、横すべりした部分においては肉厚は減少される。図９はテーパ面44-1に板材１０を押しつけることによる横すべりにより減肉作用について模式的に説明するものである。即ち、直立状態の板材Мは矢印Ｃのように回転する芯金のテーパ面に押しつけられることにより塑性変形される。図中、М´は塑性変形後の材料を表す。押し付ける前の材料Мにおける正方形の領域Ｓは押し付け後の材料М´おいては菱形の領域Ｓ´となる。即ち、このとき材料はせん断力下で横すべりするのみであり、横方向の幅は押しつけ前Мも押しつけ後М´も同一でＬ（＝t₀）である。このとき塑性変形後の材料Ｍ´はその厚みТはＬ×sinαである。従って、テーパ面への押し付けによって円板の肉厚をテーパ角度の正弦倍だけ元の材料の肉厚t₀に対して減少せしめることができることが分かる。
【００２９】
図１０はテーパ面に沿った成形ローラ４８の移動が完了した状態を示しており、肉厚が減少した部分５０がリブとなる部分である。前述のように回転するテーパ面に素材を押しつけるスピンニング絞りにおいては素材がせん断を受け横すべりすることに減肉が行われ、この減肉は素材の厚み×テーパ角度αの正弦である。したがって、α＝４５°とすると減肉部分５０の厚みt₃は加工前の素材１０の厚み＝t₀×sin 45＝0.7×t₀となる。この減肉量で十分でない場合は、成形ローラ４８と芯金４４によるしごき圧延を追加的に付与することによりt₃＝0.3〜0.5×t₀に減肉しうる。図１０において42-1はこのようなしごき圧延を部分的に追加したとき得られる強減肉部を示している。この実施形態における減肉は、成形ローラ４８を芯金４４に押しつけることにより素材をせん断により横すべりさせることにより行われるものであり、加工時に成形ローラ４８に加えるべき圧力は鍛造による減肉と比較して極めて低くてすむため設備コストの大幅低減を図ることができる。
【００３０】
図１０において芯金４４のテーパ部44-1に押し付けられなかった板材の外周部分５２がリムとなる部分であり、材料の肉厚t₀のままである。
【００３１】
次の工程はスタンピングによってリブとなる減肉部分５０を真直ぐに戻すとともに凹凸加工を加えつつリムとなる板材の厚みのままである周辺部分５２を絞りによりカップ状に曲折する工程である。即ち、図１１において、素材は減肉されたテーパ状のリブとなる部分５０を上にしてハブとなる部分４２が下型５４に装着され、上型５６によってカップ形状などの所期の形状にスタンピングとドローイングが行われる。即ち、上型５６は下型５４に対して押しつけられ、その結果、図１２に示すようにリブとなる減肉部分５２は平坦となるように戻され、即ち、またリムとなる外周部分５２は絞りを受け減肉部分５０に対して直交するように曲折される。これにより増肉されたハブ４２と、減肉されたリブ５０と、材料の肉厚のままのリム５２とからなる回転部品用素材が得られる。
【００３２】
図１３は図１２の回転部品用素材より得られる多数Ｖ溝プーリの例を示している。即ち、図１２の素材を回転させながら、プーリ溝の断面形状と相補的な断面形状の成形ローラを図１２の回転部品用素材のリム５２に押し付けることにより、リム５２に多数Ｖ溝断面形状を形成することができる。
【００３３】
図１４は図１２の回転部品素材においてリム５２に断面Ｖ型の成形ローラを押し当てることによりリムを裂開せしめ、Ｖ型プーリを得るようにした例を示す。
【００３４】
図１５は図１２の回転部品用素材においてリム５２にディスクローリングをかけることにより平プーリとした例を示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は円形板材を浅絞り用の上型と下型との間に保持した状態を示す断面図であり、ハブの突出方向と反対方向に予め浅絞りを施すための工程の最初を示している。
【図２】図２は浅絞りの完了を示し、上下の型間に保持された円形板材はポンチによってハブの突出方向と反対方向に予め浅絞りをかけられる。
【図３】図３は浅絞りを受けた板材をピアスバーリング工程の実施のため上下の型間に保持した状態を示す断面図である。
【図４】図４はピアスバーリング工程の途中において板材の開口部の周囲の肉を巻込ませた状態を示す図である。
【図５】図５はピアスバーリング工程の完了を示しており、板材の中央に筒状突出部が形成されている。
【図６】図６はピアスバーリングにより得られた筒状突出部を増肉する工程に先だって板材を上下の型間に保持した状態を示す。
【図７】図７は筒状突出部をその開放端側から強圧することによりピアスバーリングにより得られた筒状突出部を増肉する工程を示している。
【図８】図８は増肉されたハブの外周側の部分を減肉するためハブが増肉を受けた素材をテーパ型に保持した状態を示す図である。
【図９】図９は素材をテーパ面に押し付けせん断により肉を横移動させることにより減肉を行う原理を示す図である。
【図１０】図１０は素材をテーパ面に押し付け減肉する工程が完了した状態を示す図である。
【図１１】図１１はスタンピングによる減肉後の素材のリブとなる部分を平坦に押し戻すため素材をテーパ面を上向きにして下型に保持した状態を示す。
【図１２】図１２はスタンピングによりリブとなる減肉部分を平坦化しかつ外周部を曲折させることによりカップ状の回転部品用素材として完成させた状態を示している。
【図１３】図１３は図１２の素材より得られる多数Ｖ型溝プーリを示す断面図である。
【図１４】図１４は図１２の素材のリム部を裂開することにより得られるＶプーリを示す。
【図１５】図１５は図１２により得られた素材の外周ハブ部にディスクローリングを施すとにより得られた平プーリを示す断面図である。
【符号の説明】
１０…板材
１２…下型
１４…上型
１６…空洞部
１８…ポンチ
２０…下型
２４…抑え部材
２６…ポンチ
２８…上型
３０…上型
３２…下型
３４…芯金
３６…筒状空間
10-4…筒状突出部
４２…ハブ
４４…芯金
４６…ホルダ
４８…成形ローラ
44-1…テーパ面
５０…リブ
５２…リム
５４…下型
５６…上型[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of integrally forming a material having hubs, ribs, and rims, which are the basis of rotating parts such as pulleys, from a thin plate material of several millimeters by plastic working.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, integral molding of rotating members such as pulleys has been performed by casting or forging. However, these methods generally have a minimum wall thickness of about 7 millimeters due to the limitations of metal rollability and melt fluidity. This is a wall thickness suitable for a rim portion subjected to groove or gear machining, a key groove or a hub portion subjected to spline machining. However, in small parts such as φ100 mm or medium-sized machine parts such as φ200 mm, the rib receives torque on the entire circumference, so that the necessary strength can be sufficiently obtained even with a thickness of 2 to 3 mm. Therefore, when weight reduction is a priority condition, the thickness is reduced by the cutting process. Since cutting is required, the number of processes is increased, which is disadvantageous in terms of material resources and economy.
[0003]
As a material for many V-groove pulleys as a construction method that does not depend on casting or forging, it is formed by cutting from the material that peels the small-diameter hub part at the center, and the rib part and rim part are a series of punching, drilling and drawing from a flat plate Some are formed by press working and are joined by welding or the like. The rib part and rim part are made of sheet material and are thin, so weight reduction can be realized, but the hub part and rib part are welded, so the manufacturing cost increases because the process is increased, and the rim part is the same as the rib part Since the wall thickness is thin, deep irregularities such as gears cannot be processed in the rim portion, and even when a large number of V-groove pulleys are formed, there are disadvantages that only shallow grooves can be formed.
[0004]
The thickness reduction of the ribs is not impossible by forging with a press, but in the case of thinning by cold forging, even small items such as φ100 mm are used in large press machines such as 3,200 tf for medium-sized machine parts such as 800 tf and φ200 mm. It becomes work. Further, although hot forging can suppress the forming force, it requires heating energy and thermal management, and in any case, the cost increases. For this reason, conventionally, thinning by forging has not been performed in terms of cost.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and it is possible to increase the thickness of the hub portion without welding than the plate material, and the rib is accompanied by cutting the thinning. It is another object of the present invention to be able to perform plastic working under low pressure without requiring high energy press work such as forging.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the first invention, there is provided a method for forming a rotating part material having thin ribs from a plate material, wherein the forming roller is pressed against a cone-shaped rotary forming jig while moving in a radial direction. From the plate material characterized in that the plate material is laid down along the cone-shaped surface of the rotational molding shaft, thereby reducing the thickness of the portion of the plate material that contacts the cone-shaped surface, and this thinned portion is made into a rib part. A method for forming a material for a rotating part is provided.
[0013]
The operation and effect of the first invention will be explained. By pressing the plate material against the cone-shaped surface of the rotary forming jig by the forming roller, the plate material is laid sideways so that the contact portion with the cone-shaped surface slides in parallel. By being plastically deformed, a thinned rib can be obtained. And since the thickness is reduced by sliding sideways by shearing, the pressure at the time of processing can be made extremely small compared to the thickness reduction by forging, and large-scale equipment is unnecessary and further non-cutting. There is an effect that processing costs can be reduced without wasting materials.
[0014]
In the first aspect of the invention, following the rib thinning, the portion that has been laid down during the thinning can be flattened, uneven, or curved by stamping or rollers. It can be set as the material for rotating parts.
[0015]
According to the second invention, there is provided a method of forming a material for an eccentric rotating part having a thick hub, a thin rib and a thick rim from a plate material, wherein the hub protrudes from the central portion of the plate material before the hub is formed. A convex shape in the opposite direction to the direction of is provided by a shallow drawing, and then the central part of the plate material is projected into a cylindrical shape by performing a piercing burring process on the convex shaped portion provided by the shallow drawing. Holding the protrusion in the mold while providing a gap in the radial direction, and clamping the back surface, the open end surface of the cylindrical protrusion is strongly pressed to increase the thickness of the cylindrical protrusion, thereby forming a hub. While the outer peripheral side is pressed against the rotary forming jig by the forming roller, the forming roller is moved in the radial direction to lie down on the outer peripheral side from the hub, thereby reducing the thickness of the portion of the plate material that contacts the cone-shaped surface. This thinning part is made into a rib, and following the thinning of the rib, the part that was laid down at the time of thinning is flattened or uneven or curved by stamping or rollers. A method of forming a component material is provided.
[0016]
Explaining the operation and effect of the second invention, the pierce burring is performed by performing the pierce burring process after causing the flow of meat to the central portion by shallow drawing in the central portion of the plate material in the direction opposite to the protruding direction of the hub. The hub can be made thicker by strong pressure from the open end side so as to fill the gap with the mold while holding down the thinning of the time, and at the rib part of the rotary molding jig By rotating over the taper surface, the flow of meat along the taper surface is obtained, thinning is realized, and after that, the rotating part has ribs thinner than the material thickness by shaping, such as flattening The material for use can be obtained.
[0017]
In the invention of this, the final rotation unitary shape by performing drawing processing by such resulting materials in drawing press or spinning can be completed.
[0018]
In the invention of this, it is completed as rotating parts such as pulleys and V pulleys and multiple V groove pulley and flat pulley or gear by performing molding of parting processing and rotation disk rolling process rim portion of the resulting material Can do.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a method for forming a rotating part material as an embodiment of the present invention will be described in order. In this molding process, as a first stage, the plate material is shallow-drawn in the direction opposite to the protruding direction of the hub to form a flow of meat toward the center part of the board material. In the formation of the cylindrical protrusion by burring, the reduction of the thickness of the cylindrical protrusion is suppressed by the entrainment of the meat. Next, as the third stage, the opening end is held while holding the material die and punch and clamping the back surface. The hub is formed by thickening the cylindrical projecting portion by applying strong pressure from the side, and then, as a fourth stage, the outer portion of the hub, which becomes the rib, is pressed against the tapered cone-shaped metal core by a rotating roller, and the material is laid sideways. By pressing the material against the taper surface, the material is slipped sideways, and finally the thinned rib that was laid down as the fifth stage is stamped. And shaped into immediately or curved shape, and a rotating component material having a thickening hubs and thinning the ribs and the rim.
[0022]
In FIG. 1, the plate material 10 is placed on the lower mold 12 for shallow drawing as the first stage, and the plate material 10 is pressed against the lower mold 12 by the upper mold 14. The upper die 14 has a hollow portion 16 for accommodating a portion that has been squeezed at the center of the plate 10 in the shallow drawing step. The pressing force of the plate member 10 against the lower die 12 by the upper die 14 is set so as to prevent the plate member 10 from retreating during the drawing process of the plate member 10 but to allow the free flow of the material in the drawing process. In order to start shallow drawing, the punch 18 starts to rise toward the center of the plate 10 as indicated by an arrow a from the state of FIG.
[0023]
When the punch 18 completes raising, the central portion 10-1 of the plate member 10 is lifted toward the cavity portion 16 as shown in FIG. The peripheral portion due to the displacement of the central portion 10-1 is drawn toward the central portion from the outer periphery to become an inclined portion 10-2. Due to the free flow of the material, there is almost no thinning in the inclined portion 10-2, and the meat is drawn toward the center from the outer peripheral side by the amount of inclination. In this way, it is possible to suppress a reduction in wall thickness in the formation of the cylindrical protrusion by piercing burring as the next stage after drawing the meat from the outer periphery to the center.
[0024]
FIG. 3 shows a state in which the material obtained in FIG. 2 is prepared for piercing and burring. That is, the material is placed on the lower mold 20 with the throttle portion facing upward, and an opening 22 is formed (pierced) on the end surface (material central portion 10-1). Further, the plate member 10 is held down by the lower mold 20 by the holding member 24 in the flat portion on the outer periphery of the inclined portion 10-2. The punch 26 is provided on the lower end surface of the upper die 28, and the restraining member 24 is slidably received in the bore 28-1 of the upper die 28 on the upper end side, and the restraining member 24 is accommodated in the bore 28-1. Oil pressure or air pressure is introduced to bias the valve downward, and spring pressure is applied as necessary. The diameter of the punch 26 is somewhat larger than the diameter of the opening 22 in the projecting end surface of the material, and deformation is performed while the portion around the material opening 22 is wound when the punch 26 is processed.
[0025]
FIG. 4 illustrates the deformation state of the material during the piercing burring process. That is, the lower end of the punch 26 is in contact with the peripheral edge portion of the opening 22, so that the plate 10 is deformed while winding the portion around the opening 22 like 10-3 as the punch 26 is processed. Due to such deformation while being rolled in, it is possible to suppress a reduction in wall thickness when forming the cylindrical portion by piercing burring.
[0026]
FIG. 5 shows a state in which the upper die 28 is lowered to the lowermost end, and the punch 26 forms a cylindrical projecting portion 10-4 to be a hub later at the center of the material. In the present invention, as shown in FIG. 2, in the hub molding, the thickness of the peripheral portion of the plate material is first drawn toward the center by squeezing in the direction opposite to the protruding direction of the hub. Since the meat portion is rolled up by the punch 26 as shown in FIG. 4 and formed into the cylindrical protruding portion 10-4, the thickness t of the cylindrical protruding portion 10-4 finally obtained as shown in FIG. ₁ can be suppressed, and can be about 85 to 90% (t ₁ = 0.85 to 0.9 t ₀ ) with respect to the initial thickness t ₀ of the plate 10. Unlike the present invention, in the formation of the cylindrical protrusion by mere piercing burring that does not squeeze in the opposite direction, the thickness of the cylindrical protrusion is said to be 50 to 70% with respect to the thickness of the plate material. It is clear that the thickness reduction of the cylindrical protrusion 10-4 after completion of the piercing burring can be suppressed.
[0027]
As the next step, a step of increasing the thickness of the cylindrical protrusion by pressing the cylindrical protrusion 10-4 of FIG. 5 from the open end side is performed. That is, as shown in FIG. 6, the outer peripheral portion of the plate member 10 formed with the cylindrical protruding portion 10-4 is held between the upper mold 30 and the lower mold 32. A cored bar 34 provided in the upper mold 30 is inserted into the cylindrical protruding part 10-4, and the cylindrical protruding part 10 is inserted into a cylindrical space 36 between the center hole 32-1 of the lower mold 32 and the cored bar 34. -4 extends, and a gap is provided inside the cylindrical protrusion 10-4. The punch 40 having an annular cross-section at the tip is pushed into the cylindrical space 36 between the cored bar 34 and the lower mold 32, and as a result, the meat of the cylindrical protruding portion 10-4 fills the gap in the cylindrical space 36. Then, the hub 42 as a thickened portion is obtained at the center of the circular plate member 10 as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the outer diameter of the cylindrical protrusion 10-4 is regulated as shown in FIG. It is generally said that the increase in thickness due to the cold indentation during the outer diameter regulation is about 1.75 to 1.9 times the original thickness. On the other hand, as described with reference to FIG. 5, the thickness of the cylindrical protrusion 10-4 after piercing burring in the present invention is t ₁ = 0.85 to 0.9t ₀ , and therefore the thickness after the increase in thickness by pushing and the thickness and t ₂ becomes _{t 2 = (0.85~0.9) × (} 1.75~1.9) t 0 = 1.5~1.7t 0. As described above, in the present invention, the thickness is increased by 50 to 70% with respect to the thickness of the material by the squeezing in the direction opposite to the hub protruding direction and the piercing burring process while continuing the winding as the first stage of the hub formation. Hub 42 can be obtained.
[0028]
The next process is a process of reducing the thickness of the ribs on the outside of the hub 42. In the present invention, thinning is performed by a spinning diaphragm. This thinning process will be described with reference to FIG. 8. The plate member 10 having the hub 42 at the center obtained in FIG. 7 is mounted on a tapered metal core 44. The hub 42 is inserted into the stub shaft 44-2 at the tip of the taper portion 44-1 of the core metal 44 at the lower end, and the center pin 46-1 of the holder 46 is inserted into the upper end of the hub 42. It is held between the holder 46. In this state, the core metal 44 is rotated as indicated by an arrow C. Then, the forming roller 48 is pressed against the portion of the plate material outside the hub 42. That is, the forming roller 48 is moved forward toward the plate material, so that the plate material is brought down against the tapered surface 44-1. Then, the forming roller 48 is moved along the tapered surface 44-1 while pressing the plate material against the tapered surface 44-1 by the forming roller 48. At this time, the material is sheared and slides sideways along the tapered surface, and the thickness is reduced in the side slipped portion. FIG. 9 schematically illustrates the thinning action due to the side slip caused by pressing the plate member 10 against the tapered surface 44-1. That is, the upright plate material М is plastically deformed by being pressed against the tapered surface of the rotating core metal as indicated by the arrow C. In the figure, М ′ represents the material after plastic deformation. A square area S in the material М before pressing becomes a rhombic area S ′ in the material М ′ after pressing. That is, at this time, the material only slides under a shearing force, and the lateral width is the same for both М before pressing and М ′ after pressing, and is L (= t ₀ ). At this time, the thickness M of the material M ′ after plastic deformation is L × sin α. Accordingly, it can be seen that the thickness of the disk can be reduced by the sine multiple of the taper angle with respect to the thickness t ₀ of the original material by pressing against the tapered surface.
[0029]
FIG. 10 shows a state where the movement of the forming roller 48 along the tapered surface is completed, and the portion 50 where the thickness is reduced is a portion that becomes a rib. As described above, in a spinning diaphragm that presses a material against a rotating taper surface, the material is sheared and slips due to shear, and this thinning is a sine of the material thickness × taper angle α. Therefore, when α = 45 °, the thickness t ₃ of the thinned portion 50 is the thickness of the material 10 before processing = t ₀ × sin 45 = 0.7 × t ₀ . If this thinning amount is not sufficient, the thickness can be reduced to t ₃ = 0.3 to 0.5 × t ₀ by additionally applying ironing with the forming roller 48 and the cored bar 44. In FIG. 10, 42-1 indicates a strong thinning portion obtained when such ironing rolling is partially added. The thinning in this embodiment is performed by pressing the forming roller 48 against the core metal 44 to cause the material to slide sideways by shearing, and the pressure to be applied to the forming roller 48 at the time of processing is compared with the thinning by forging. Therefore, the equipment cost can be greatly reduced.
[0030]
In FIG. 10, the outer peripheral portion 52 of the plate material that has not been pressed against the tapered portion 44-1 of the core metal 44 is a portion that becomes a rim, and the material thickness t ₀ remains as it is.
[0031]
The next step is to return the thinned portion 50 to be a rib straight by stamping and to bend the peripheral portion 52 which is the thickness of the plate material to be a rim while adding a concavo-convex process to a cup shape by drawing. That is, in FIG. 11, a material 42 is mounted on a lower die 54 with a portion 50 serving as a tapered rib being thinned up, and a hub 42 is mounted on the lower die 54. Stamping and drawing are performed. That is, the upper die 56 is pressed against the lower die 54. As a result, as shown in FIG. 12, the thinned portion 52 to be a rib is returned to be flat, that is, the outer peripheral portion 52 to be a rim is The diaphragm is bent so as to be orthogonal to the thinned portion 50. As a result, a rotating part material including the hub 42 with increased thickness, the rib 50 with reduced thickness, and the rim 52 with the thickness of the material is obtained.
[0032]
FIG. 13 shows an example of a large number of V-groove pulleys obtained from the rotating part material of FIG. That is, while rotating the material shown in FIG. 12, a forming roller having a cross-sectional shape complementary to the cross-sectional shape of the pulley groove is pressed against the rim 52 of the rotating part material shown in FIG. Can be formed.
[0033]
FIG. 14 shows an example in which a V-shaped pulley is obtained by cleaving the rim by pressing a V-shaped forming roller against the rim 52 in the rotating part material of FIG.
[0034]
FIG. 15 shows an example in which a flat pulley is formed by subjecting the rim 52 to disc rolling in the rotating part material of FIG.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a circular plate material is held between an upper die and a lower die for shallow drawing, and a process for applying shallow drawing in advance in a direction opposite to a protruding direction of a hub. Shows the first.
FIG. 2 shows the completion of shallow drawing, and the circular plate material held between the upper and lower molds is preliminarily drawn in a direction opposite to the protruding direction of the hub by a punch.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a plate material subjected to shallow drawing is held between upper and lower molds for performing a piercing burring process.
FIG. 4 is a diagram showing a state in which meat around the opening of the plate material is caught in the middle of the piercing burring process.
FIG. 5 shows the completion of the piercing burring process, in which a cylindrical protrusion is formed at the center of the plate.
FIG. 6 shows a state in which the plate material is held between the upper and lower molds prior to the step of increasing the thickness of the cylindrical protrusion obtained by piercing burring.
FIG. 7 shows a step of increasing the thickness of a cylindrical protrusion obtained by piercing burring by strongly pressing the cylindrical protrusion from its open end side.
FIG. 8 is a view showing a state in which the hub is held in a taper shape in order to reduce the thickness of the outer peripheral portion of the increased hub.
FIG. 9 is a diagram showing the principle of reducing the thickness by pressing the material against the tapered surface and moving the meat laterally by shearing.
FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which a process of reducing the thickness by pressing the material against the tapered surface is completed.
FIG. 11 shows a state in which the material is held in the lower mold with the taper surface facing upward in order to push back the portion to be a rib of the material after thickness reduction by stamping.
FIG. 12 shows a state in which the thinned portion to be a rib is flattened by stamping and the outer peripheral portion is bent to complete a cup-shaped rotating part material.
13 is a cross-sectional view showing a large number of V-shaped groove pulleys obtained from the material of FIG. 12. FIG.
14 shows a V pulley obtained by cleaving the rim portion of the material of FIG.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a flat pulley obtained by subjecting the outer peripheral hub portion of the material obtained in FIG. 12 to disc rolling.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | plate material 12 ... Lower mold | type 14 ... Upper mold | type 16 ... Hollow part 18 ... Punch 20 ... Lower mold | type 24 ... Holding member 26 ... Punch 28 ... Upper mold | type 30 ... Upper mold | type 32 ... Lower mold | type 34 ... Core metal 36 ... Cylindrical space
10-4 ... cylindrical protrusion 42 ... hub 44 ... cored bar 46 ... holder 48 ... molding roller
44-1 ... Tapered surface 50 ... Rib 52 ... Rim 54 ... Lower die 56 ... Upper die

Claims

A method for forming a material for a rotating part having a thin rib from a plate material, wherein the plate material is pressed against a cone-shaped rotation molding jig while moving in the radial direction, thereby pressing the plate material into a cone shape of a rotation molding shaft. A method of forming a material for a rotating part from a plate material, characterized in that the portion of the plate material that contacts the cone-shaped surface is laid down along the surface, thereby reducing the thickness of the portion of the plate material into a rib portion. .

In the invention described in claim 1 , following the rib thinning, the portion laid down at the time of the thinning is flattened or uneven or curved with a press or a roller. Molding method.

A method of forming a rotating part material having thick hubs, thin ribs and thick rims from a plate material. Prior to forming the hub, a convex shape opposite to the protruding direction of the hub is shallowly formed in the center of the plate material. The central part of the plate material is projected into a cylindrical shape by applying a piercing burring process to the convex portion provided by the drawing and then the shallow drawing, and the cylindrical protruding part is provided with a gap in the radial direction. While holding the mold and clamping the back surface, the open end surface of the cylindrical protruding portion is strongly pressed to increase the thickness of the cylindrical protruding portion, forming a hub, and rotating the outer peripheral side of the hub with a forming roller. By moving the forming roller in the radial direction while pressing against the tool, it is laid down on the outer peripheral side from the hub, thereby reducing the thickness of the portion of the plate material that contacts the cone-shaped surface. Ungated, following the thinning of the ribs, forming method of the rotating component material from the plate material, characterized in that flattening or uneven or curved shape by a press or roller sideways by site during thinning.

In the invention of claims 1 to 3, the rotating component of a plate material, characterized in that shaping processed by such as a press or spinning aperture or ironing or Panchin instrument for the sequentially applies contour to the contour of the rotating component material Material forming method.

A rim portion of the material according to any one of claims 1 to 4 is formed into a rotating part such as a pulley, a V pulley, a large number of V groove pulleys, a flat belt wheel, or the like by subjecting the rim portion to a forming process such as a tearing process or a rotating disk rolling process. A method for manufacturing a rotating part.