JPH07100206B2 - プレス成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はプレス成形方法、とくには、中央フランジ
と、外周フランジとを有し、中央フランジの内周面を基
準面として回転軸に取り付けられるプレス成形品におい
て、両フランジを高い加工精度にて形成することができ
る方法に関するものである。

（従来の技術） 中央フランジおよび外周フランジを有するこの種のプレ
ス成形品としては、たとえば自動車用スチールホイール
のホイールディスクがあり、このホイールディスクは、
その外周フランジの外表面にリムを固着することにより
使用に供される。

ここで、かかるホイールディスクの従来の成形方法とし
ては、たとえば第３図に工程図で示す方法がある。

この成形方法では、はじめに、ブランキング工程で、コ
イル材から、第３図（ａ）に示すような八角形のブラン
ク１を打ち抜き、次いで、このブランク１を、第１の絞
り成形工程で、第３図（ｂ）に示すような皿状の全体予
備成形品２とし、また、第２の絞り成形工程では、その
全体予備成形品２に、第３図（ｃ）に示すように、断面
形状が山形をなす環状のハット部３の他、ナット座の予
備成形部４、ハブ穴の予備成形部５およびリブの予備成
形部６をそれぞれ形成し、そして、第３の絞り成形工程
では、第３図（ｄ）に示すように、ハット部３へのジョ
ッグル部７の形成と、予備成形部4,6の、ナット座およ
びリブの正規形状への成形と、ドラム当り面８の平坦形
状への成形とをそれぞれ行う。

このようにして各種の絞り成形工程を終えた後は、第３
図（ｅ）に示すように、絞り成形品であるワークｗに、
リムの嵌合部としての外周フランジ９を、所要の外径寸
法Ｄにて形成し、併せて、中央部のバーリング下穴10お
よびナット座のボルト穴11をそれぞれピアス加工し、引
き続く工程では、第３図（ｆ）に示すように、ジョッグ
ル部７に飾り穴12をピアス加工する。さらにその後は、
第３図（ｇ）に示すように、バーリング下穴10の周り
に、バーリング加工によって、所定内径の中央フランジ
13を形成し、最後に、ナット座および中央フランジ13
に、第３図（ｈ）に示すようなテーパ面14,15をそれぞ
れコイニング加工する。

なおここで、第３図（ｇ）に示す中央フランジ13の形成
についてより詳細に説明すると以下の通りとなる。

第４図（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ、中央フランジ13の形
成のためのバーリング加工の進行状態を、ワークｗの半
部について示す断面図であり、ここではまず、第４図
（ａ）に示すように、上ホルダ21の上昇状態において、
ダイ22とパッド23との間へワークｗを介装し、このワー
クｗの外周フランジ９の下面を、リフタ24にて支持する
一方、ワークｗの上面を、ダイ22から下方へ突出するオ
イルブレーカピン25によって下向きに押圧する。従っ
て、この状態では、ダイ22およびパッド23はもちろん、
ダイ22の半径方向内方および外方にそれぞれ位置するワ
ークノックアウト26およびダイリング27もワークｗには
接触しない。

そしてその後は、上ホルダ21を下降させることにより、
ダイ22、ワークノックアウト26およびダイリング27を同
時に下降させるとともに、上ホルダ21と一体的に下降す
るプッシャピン28によるリフタ24の下降をもたらし、こ
のことにて、ワークｗの下面とパッド23とを、第４図
（ｂ）に示すように、接触させ、そして、上ホルダ21の
引き続く下降によって、パッド23を支持する弾性体29の
ばね力によるオイルブレーカピン25の後退作動をもたら
すことにより、ワークｗの上面とダイ22とを、第４図
（ｃ）に示すように接触させ、ワークｗの外周フランジ
下面からのリフタ24の離間をもたらす。なおこのときに
は、ワークノックアウト26もまた、オイルブレーカピン
25の後退量相当分だけワークｗに接近し、この結果とし
て、そのワークノックアウト26は、ワークｗのバーリン
グ下穴10の縁部と接触することになるも、同様にしてワ
ークｗに接近されるダイリング27は、この状態にてはま
だ、ワークｗの外周フランジ９に接触しない。

また、上ホルダ21をさらに下降させた場合には、ダイ22
を圧下するプレッシャピン30の押圧力が、弾性体29のば
ね力に勝ることから、ワークｗは、ダイ22とパッド23と
に挟まれて下降し、そのバーリング下穴10の縁部にて、
第４図（ｄ）に示すように、バーリングポンチ31に接触
する。

ここにおいて、中央フランジ13の初期成形に必要とされ
るバーリング力は、プレッシャピン30のダイ押圧力より
も十分小さいので、ワークｗとバーリングポンチ31との
接触後における上ホルダ21の下降により、ダイ22ととも
に下降するワークｗには、バーリングポンチ31による、
中央フランジ13の初期成形が施されることになる。とこ
ろで、このような初期成形に続くフランジ成形のために
必要となるバーリング力は、プレッシャピン30のダイ押
圧力よりも大きくなるため、上ホルダ21はその後も引き
続いて下降するにもかかわらず、ダイ22およびパッド2
3、ひいてはワークｗはそれ以上は下降せず、この結果
として、上ホルダ21と一体的に下降するダイリング27
と、外周フランジ９の外周面との接触が開始されること
になる。

ここで、上ホルダ21がより一層下降された場合には、ダ
イリング27は、第４図（ｅ）に示すように、外周フラン
ジ９のスプリングバックに打ち勝つネスト力にて下降
し、ダイリング27のこの下降は、ネスト力が所要のバー
リング力と釣合うまで継続される。この一方において、
ワークｗは、その釣り合い状態がもたらされるまで下降
せず、中央フランジ13の初期成形の終了状態に維持され
る。

そして、ダイリング27のネスト力が、所要バーリング力
を越えたときには、そのネスト力に基づき、ダイ22およ
びパッド23に挟持されたワークｗの下降がもたらされ、
バーリングポンチ31による中央フランジ13の形成が進行
されることになる。なおここにおいて、所要のバーリン
グ力はフランジ13の形成度合に応じて徐々に高まり、ま
た、所要のネスト力もダイリング27の下降量に比例して
増加するので、その後における中央フランジ13の形成お
よび外周フランジ９のネストは、互いの力のバランスの
下で、徐々に進行することになり、ダイ22とパッド23と
に挟持されたワークｗは、ダイリング27の下降速度より
も遅い速度にて下降する。

第４図（ｆ）は、中央フランジ13の形成終了状態を示す
断面図であり、この状態においては、パッド23がパッド
リテーナ32に、ダイ22が上ホルダ21にそれぞれ当接す
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、かかる従来技術にあっては、外周フランジ９
の形成を、一の成形工程にて行っていることから、その
外周フランジ外表面の凹凸量が大きくなり、かつ、その
周方向でのスプリングバック量のばらつきが大きくなる
という成形精度上の問題があり、しかも、中央フランジ
13の形成を、加工精度の低いその外周フランジ９を基準
にして進行させていることに加え、外周フランジ９のネ
ストが不十分なまゝ中央フランジ13のバーリング加工を
行っていることから、中央フランジ13の内表面を基準と
して、外周フランジ９の真円度をみる振れ精度が低く、
中央フランジ13に対する外周フランジ13の偏心量ならび
にそのばらつきが大きくなるので、その修正作業が大変
であった。

この発明は、従来技術のかかる問題を有利に解決するも
のであり、外周フランジ外周面の凹凸量を十分小ならし
めるとともに、その外周フランジのスプリングバック量
を十分均一ならしめ、また、外周フランジの、中央フラ
ンジに対する振れ精度を高めるプレス成形方法を提供す
るものである。

（問題点を解決するための手段） この発明のプレス成形方法は、とくに、絞り成形を終了
したワークに対し、外周フランジの所要寸法より、たと
えば数mm大径の予備フランジを形成した後、中央フラン
ジの形成と、前記予備フランジの、所要の外周フランジ
への縮径成形とを順次に行うことによりなる。

（作 用） このプレス成形方法では、予備フランジの成形と、この
予備フランジに対する縮径成形との二工程の成形によっ
て外周フランジを形成することにより、外周フランジ外
周面の凹凸量を十分小さくすることができるとともに、
その外周フランジのスプリングバック量を、その全周に
わたってほぼ均一ならしめることができるので、外周フ
ランジそれ自体の成形精度が大幅に向上されることにな
り、しかもここでは、中央フランジの成形終了後に、そ
の中央フランジを基準として予備フランジの縮径成形を
行うので、外周のフランジの、中央フランジに対する偏
心量およびそのばらつき量が著しく減少されることにな
る。

（実施例） 以下にこの発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す成形工程図であり、
第１図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、第３図（ａ）〜
（ｄ）に示す工程に対応する工程を示す。

すなわち、第１図（ａ）に示す工程では、コイル材から
八角形のブランク41を打ち抜くブランキングを、第１図
（ｂ）に示す工程では、ブランク41を、皿状の全体予備
成形品42とする第１の絞り成形をそれぞれ行い、また、
第１図（ｃ）に示す工程では、全体予備成形品42に、断
面形状が山形をなすハット部43と、ナット座の予備成形
部44と、ハブ穴の予備成形部45と、リブの予備成形部46
とをそれぞれ成形する第２の絞り成形を、そして第１図
（ｄ）に示す工程では、ハット部３にジョッグル部47を
形成するとともに、それぞれの予備成形部44,46をナッ
ト座およびリブの正規形状に成形し、またドラム当り面
48を平坦形状に成形する第３の絞り成形をそれぞれ行
う。

さらにこの実施例では、上述したようなそれぞれの絞り
成形工程を終了したワークｗに、第１図（ｅ）に示す工
程において、外周フランジの所要外形より数mm大きい外
径Ｄ＋αの予備フランジ49を形成するとともに、中央部
のバーリング下穴50およびナット座のボルト穴51をそれ
ぞれピアス加工し、そして、第１図（ｆ）に示す工程で
は、これもまた従来例と同様に、ジョッグル部47に飾り
穴52をピアス加工する。次いで、第１図（ｇ）に示す工
程では、バーリング下穴50の周りで、所定の内径の中央
フランジ53をバーリング加工するとともに、これに続い
て、予備フランジ49を、中央フランジ53を基準として所
要の外径Ｄの外周フランジ54に縮径成形し、第１図
（ｈ）に示す最後の工程では、中央フランジ53およびナ
ット座に、テーパ面55,56をそれぞれコイニング加工す
る。

ここにおいて、第１図（ｇ）に示す中央フランジ13およ
び外周フランジ54の形成態様を、第２図に基づいて詳述
すると以下の通りとなる。

なお、第２図に縦断面にて示す上下型およびワークｗは
それぞれ、型構造およびワーク寸法の点において、第４
図に示したそれとは若干相違するが、本発明は第４図
（ａ）〜（ｃ）について述べた上下型のそれぞれの作用
と実質的に同一の作用に継続して行われるので、ここで
は、重複を避けるため、第４図（ａ）〜（ｃ）に相当す
る上下型の作用の説明を省略し、第４図（ｄ）〜（ｆ）
に対応するものについて説明する。

第２図（ａ）に示すところにおいて、ダイ22とパッド23
とに挟持されるワークｗは、所要寸法の外周フランジ54
より、外径がαだけ大きい予備フランジ49を有してお
り、ワークｗに対するこの挟持力は、弾性手段によっ
て、上ホルダ21に対して下向きに附勢されるプレッシャ
ピン30をダイ22の上面に当接させるとともに、弾性体29
により、下ホルダ57に対して上向きに附勢される保持ピ
ン58をパッド23の下面に当接させることによりもたらさ
さる。

またここにおいては、上ホルダ21に対して下向きに押圧
されるワークノックアウト26および下ホルダ上に直立さ
せて設けたバーリングポンチ31はともに、ワークｗのバ
ーリング下穴10の縁部に、上下方向から当接しており、
そして、上ホルダ21に、アダプタ59およびリテーナ60を
介して取り付けたダイリング27は、予備フランジ49の縁
部に当接している。

これがためここでは、アダプタ59に固定したプッシャピ
ン28が、リフタ24を、クッション61の押圧力に抗して幾
分下降させており、リフタ24の上面は、予備フランジ49
の下端面の下方へ離間している。

なお図中62は、弾性体29によって上向きに附勢されるパ
ッド23の上限位置を特定すべく機能するストッパを示
す。

このような上下型の相対関係において、ダイ22の内周面
は、中央フランジ53のバーリング加工に際するダイ穴と
して機能し、また、そのダイ22の外周部分およびワーク
ノックアウト26の外周部分はそれぞれ、ダイリング27お
よびダイ22へのワークｗの喰い付きを引き剥すべく機能
する。

ここで、第４図（ｃ）に示す状態から、第２図（ａ）に
示す状態まで上ホルダ21が下降する場合の上下型の作用
は次の通りとなる。

上ホルダ21のかかる下降に際し、プッシャピン30による
ダイ押圧力は、中央フランジ53の初期成形に必要なバー
リング力よりも大きいことから、ワークｗは、そのプッ
シャピン30の押圧力に基づき、ダイ22とパッド23とに挟
持されてバーリングポンチ31に対して下降し、このこと
にて、ワークｗのバーリング下穴50の周りに、第２図
（ａ）に示すような、中央フランジ53の初期成形が行わ
れることになる。

そして、このような初期成形の終了後における上ホルダ
21の一層の下降においては、中央フランジ53のそれ以上
の成形に必要なバーリング力が、プレッシャピン30の押
圧力よりも大きくなるため、ダイ22およびパッド23、ひ
いてはワークｗの下降は停止され、それらに対するダイ
リング27の相対下降がもたらされる。このことより、ダ
イリング27は、リフタ24の、予備フランジ49の下方への
離間状態下で、予備フランジ49の上縁部に、第２図
（ａ）に示すように接触する。

なおここで、ダイリング27が予備フランジ49に接触する
タイミングは、その外径が、外周フランジ54の所要外径
より大きい分だけ、従来技術に比して早まることにな
る。

次いで、ダイリング27と予備フランジ49との接触状態下
で、上ホルダ21がさらに下降した場合には、ダイリング
27で予備フランジ49を縮径成形するために要する力が、
中央フランジ53の所要バーリング力よりもはるかに大き
くなることから、その縮径成形に先だち、もしくは若干
の縮径成形の開始の後に、ワークｗは、ダイ22およびパ
ッド23とともに、バーリングポンチ31に対して下限位置
まで下降し、この結果として、ワークｗの中央部に、第
２図（ｂ）に示すように、所要の寸法および形状を有す
る中央フランジ53が形成されることになる。

このようにして中央フランジ53の形成を終了した後は、
パッド23はパッドリテーナ32に当接し、パッド23および
ワークｗのそれ以上の下降は全く不可能になることか
ら、上ホルダをそのワークｗに対してより一層下降させ
た場合には、ダイリング27による予備フランジ49の縮径
成形が、既に形成されている中央フランジ53を基準とし
て行われることになり、ダイリング27の下限位置への到
達により、予備フランジ49は、第２図（ｃ）に示すよう
に、中央フランジ53と同心の外周フランジ54となる。

以上この発明の成形方法を図示例に基づいて説明した
が、この発明によれば、外周フランジの所要寸法より幾
分大径の予備フランジを形成した後、中央フランジの形
成と、予備フランジの、所要の外周フランジへの縮径成
形とを順次に行う方法である限りにおいて、工程数を所
要に応じて増減することもでき、また、両フランジの形
成態様、いいかえれば上下型の作動様式を適宜に変更す
ることもできる。

（発明の効果） 従って、この発明によれば、所要の外周フランジを、二
工程のプレス成形にて形成することにより、外周フラン
ジの成形精度を高めてその外周面の凹凸量を十分に低減
することができる。加えてここでは，中央フランジの成
形終了後に、その中央フランジを基準として予備フラン
ジの縮径成形を行うので、外周フランジの、中央フラン
ジに対する偏心量およびそのばらつき量が著しく低減さ
れることになる。これがため、この成形方法を、自動車
用ホイールディスクの製造に適用した場合には、高精度
の製品を簡単に得ることができ、事後的なバランス修正
を不要ならしめて車両への乗り心地を著しく向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の成形工程を例示する図、 第２図は中央フランジおよび外周フランジの形成態様を
例示する拡大断面図、 第３図は従来例を示す成形工程図、 第４図は従来例における中央フランジおよび外周フラン
ジの形成対応を例示する拡大断面図である。 ｗ……ワーク、49……予備フランジ 50……バーリング下穴、53……中央フランジ 54……外周フランジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央フランジと、外周フランジとを有し、
   中央フランジの内周面を基準面として回転軸に取り付け
   られるプレス成形品を製造するに際し、 前記外周フランジ（54）の所要寸法より幾分大径の予備
   フランジ（49）を形成した後、前記中央フランジ（53）
   の形成と、前記予備フランジの、所要の外周フランジへ
   の縮径成形とを順次に行うことを特徴とするプレス成形
   方法。