JP4319115B2 - 金属製成形体の成形方法 - Google Patents

Description

本発明は金属製成形体の成形方法に関する。

従来，相対向する第１および第２側壁と，それら両側壁の一方の対向両側縁間および他方の対向両側縁間をそれぞれ連結する第３および第４側壁とより角筒状に形成され，且つ全体に亘り肉厚が均一である金属製成形体の成形方法としては，管状金属素材に拡径加工を施して成形体と同じ（ほぼ同じ，を含む）周長を有する，断面ほぼ楕円形の筒状中間体を得る工程と，その中間体を角筒状に成形する工程とを用いる方法が公知である（特許文献１参照）。
特開平１１−４７８４２号公報（図２）

しかしながら従来法では，成形体の１つの側壁に凹部が存するようなものを均一な肉厚を有するように成形することはできない。

本発明は，１つの側壁に凹部が存する金属製成形体を均一な肉厚を有するように成形することが可能な前記成形方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため本発明によれば，相対向する第１および第２側壁と，それら両側壁の一方の対向両側縁間および他方の対向両側縁間をそれぞれ連結する第３および第４側壁とより角筒状に形成され，前記第１側壁が凹部を有する金属製成形体を成形するに当り，第１成形型を用い，管状金属素材に拡径加工を施して前記凹字状断面形状における周長と同じ周長を有する円筒状第１中間体を成形する第１工程と，前記円筒状第１中間体を第２成形型の両押圧部材間に配置し，次いでそれら押圧部材により前記円筒状第１中間体をそれの法線方向に押圧して塑性変形することにより，相対向し，且つ前記第３および第４側壁に対応する第１および第２偏平壁と，それら両偏平壁の一方の対向両側縁間および他方の対向両側縁間をそれぞれ連結する第１および第２湾曲壁とを有し，且つ前記第１中間体の周長と同じ周長を有する第２中間体を成形する第２工程と，前記第２中間体を，第３成形型における雌型のキャビティに，前記第２湾曲壁が第２側壁成形面に当接し，また第１および第２偏平壁が第３および第４側壁成形面にそれぞれ対向するように挿入し，次いで前記第１湾曲壁の一部分を，前記第３成形型における雄型の第１側壁成形面から突出する凹部成形用凸部により前記第２中間体内に没入させると共にその第１湾曲壁を前記第１側壁成形面により押動する型閉め過程を行うことにより，前記第１，第２，第３および第４側壁の成形を終了する第３工程とを用いる，金属製成形体の成形方法が提供される。

前記のような手段を採用すると，第１工程において肉厚の均一な第１中間体を得ることができ，また第１中間体から第２中間体を得る場合および第２中間体から成形体を得る場合において，第１，第２中間体の伸びを極力抑制して成形を行うことが可能である。これにより全体に亘り肉厚の均一な金属製成形体を得ることができる。

本発明によれば，側壁の一部に凹部を有する前記のような金属製成形体を，前記のような特定の手段を用いることによって，その肉厚を全体に亘り均一（ほぼ均一，を含む）にして成形することが可能な成形方法を提供することができる。

本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。

図１，２において，金属としてのＡｌ合金製成形体Ｆは，相対向する第１および第２側壁１，２と，それら両側壁１，２の一方の対向両側縁間および他方の対向両側縁間をそれぞれ連結する第３および第４側壁３，４とより角筒状に形成されており，第１側壁１は，その全長に亘る凹部５を有する。そして前記成形体Ｆの肉厚ｔは全体に亘って均一（ほぼ均一，を含む）である。

成形体Ｆの成形は次の各工程を経て行われる。

（１）第１工程：図３に示す管状金属素材としてのＡｌ合金製パイプ７を用意し，そのＡｌ合金製パイプ７の中間部成形領域８を図４に示すように２つ割の第１成形型９のキャビティ１０に設置し，次いでＡｌ合金製パイプ７内に流体圧を作用させる拡径加工を行って図２に示した凹字状断面形状における周長と同じ（ほぼ同じ，を含む）周長を有する円筒状第１中間体１１を成形する。この周長とは肉厚の２分の１位置における周長を言う。その後，図５，６に示すように，第１中間体１１の両側に存する端壁１２および素材部分１３よりなるスクラップ部を切除する。

（２）第２工程：図７，鎖線示のように，円筒状第１中間体１１を第２成形型１４の基台１５上に載せて第１および第２押圧部材１６，１７間に配置する。次いで両押圧部材１６，１７により円筒状第１中間体１１をそれの軸線方向に押圧して塑性変形することにより，図７，実線示および図８に示すごとく，相対向し，且つ第３および第４側壁３，４に対応する第１および第２偏平壁１８，１９と，それら両偏平壁１８，１９の一方の対向両側縁間および他方の対向両側縁間をそれぞれ連結する第１および第２湾曲壁２０，２１とを有し，且つ前記第１中間体１１の周長と同じ（ほぼ同じ，を含む）周長を有する第２中間体２２を成形する。

（３）第３工程：図９に示すように，第２中間体２２を，第３成形型２３における雌型２４のキャビティ２５に，第２湾曲壁２１が第２側壁成形面２６に当接し，また第１および第２偏平壁１８，１９が第３および第４側壁成形面２７，２８にそれぞれ対向するように挿入し，次いで図１０に示すように第１湾曲壁２０の一部分を，第３成形型２３における雄型２９の第１側壁成形面３０から突出する凹部成形用凸部３１により第２中間体２２内に没入させると共にその第１湾曲壁２０を第１側壁成形面３０により押動する型閉め過程を行うことにより，図１１に示すように第１，第２，第３および第４側壁１，２，３，４の成形を終了する。

第３工程において，前記第２中間体２２内に流体圧を作用させると，第２中間体２２の全体を雌，雄型２４，２９に密着させて寸法精度の向上を図ることができる。

具体例を挙げれば次の通りである。Ａｌ合金製パイプ７：材質 ５０００系Ａｌ合金；外径９０mm，肉厚３．０mm，加熱温度約５００℃；第１工程における流体圧：１．０ＭＰａ，第１成形型９の温度約５００℃，第１中間体１１の外径１４０mm；第２工程における流体圧：０．５ＭＰａ，第２成形型１４の温度約５００℃，第１，第２偏平壁１８，１９間の距離７３mm；第３工程における流体圧：１．５ＭＰａ，第３成形型２３の温度約５００℃，第３，第４側壁成形面２７，．２８間の距離７５mm；成形体Ｆの平均肉厚２．５mm．
本発明は，図１２に示すように，例えばフレーム部材３２の一部に前記のような成形体Ｆに相当する部分が含まれている場合において，その部分の成形にも適用される。また本発明は冷間加工として実施することが可能である。

Ａｌ合金製成形体の斜視図である。 図１の２−２線断面図である。 Ａｌ合金製パイプの斜視図である。 第１工程の説明図である。 スクラップ部を有する第１中間体の斜視図である。 第１中間体の斜視図である。 第２工程の説明図である。 第２中間体の斜視図である。 第３工程開始前の説明図である。 第３工程の中間段階の説明図である。 第３工程終了時の説明図である。 フレーム部材の斜視図である。

符号の説明

１………第１側壁
２………第２側壁
３………第３側壁
４………第４側壁
５………凹部
６………稜
７………Ａｌ合金製パイプ（管状金属素材）
９………第１成形型
１１……第１中間体
１４……第２成形型
１６……第１押圧部材
１７……第２押圧部材
１８……第１偏平壁
１９……第２偏平壁
２０……第１湾曲壁
２１……第２湾曲壁
２２……第２中間体
２３……第３成形型
２４……雌型
２５……キャビティ
２６……第２側壁成形面
２７……第３側壁成形面
２８……第４側壁成形面
２９……雄型
３０……第１側壁成形面
３１……凹部成形用凸部
Ｆ………Ａｌ合金製成形体（金属製成形体）
ｔ………肉厚

Claims (2)

1. 相対向する第１および第２側壁（１，２）と，それら両側壁（１，２）の一方の対向両側縁間および他方の対向両側縁間をそれぞれ連結する第３および第４側壁（３，４）とより角筒状に形成され，前記第１側壁（１）が凹部（５）を有する金属製成形体（Ｆ）を成形するに当り，第１成形型（９）を用い，管状金属素材（７）に拡径加工を施して前記凹字状断面形状における周長と同じ周長を有する円筒状第１中間体（１１）を成形する第１工程と，前記円筒状第１中間体（１１）を第２成形型（１４）の両押圧部材（１６，１７）間に配置し，次いでそれら押圧部材（１６，１７）により前記円筒状第１中間体（１１）をそれの法線方向に押圧して塑性変形することにより，相対向し，且つ前記第３および第４側壁（３，４）に対応する第１および第２偏平壁（１８，１９）と，それら両偏平壁（１８，１９）の一方の対向両側縁間および他方の対向両側縁間をそれぞれ連結する第１および第２湾曲壁（２０，２１）とを有し，且つ前記第１中間体（１１）の周長と同じ周長を有する第２中間体（２２）を成形する第２工程と，前記第２中間体（２２）を，第３成形型（２３）における雌型（２４）のキャビティ（２５）に，前記第２湾曲壁（２１）が第２側壁成形面（２６）に当接し，また第１および第２偏平壁（１８，１９）が第３および第４側壁成形面（２７，２８）にそれぞれ対向するように挿入し，次いで前記第１湾曲壁（２０）の一部分を，前記第３成形型（２３）における雄型（２９）の第１側壁成形面（３０）から突出する凹部成形用凸部（３１）により前記第２中間体（２２）内に没入させると共にその第１湾曲壁（２０）を前記第１側壁成形面（３０）により押動する型閉め過程を行うことにより，前記第１，第２，第３および第４側壁（１，２，３，４）の成形を終了する第３工程とを用いることを特徴とする金属製成形体の成形方法。
2. 前記第３工程において，前記第２中間体（２２）内に流体圧を作用させる，請求項１記載の金属製成形体の成形方法。
   

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