TW201641178A - 成形材製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種成形材製造方法，其藉由對素材金屬板進行多段引伸而製造成形材(1)，該成形材(1)係具有筒狀之胴部(10)以及形成於該胴部之端部的凸緣部(11)。在多段引伸中，係包含：預備引伸，其從素材金屬板(2)形成具有胴部基體(20a)的預備體(20)；至少一次之壓縮引伸，其在預備引伸之後所進行，藉由一邊將可調整壓力之壓縮力施加於胴部基體(20a)一邊引伸胴部基體(20a)來形成胴部(10)；以及至少一次之精緻引縮，其接續於至少一次之壓縮引伸之後，用以確保尺寸精度。
Description
本發明係關於一種用以製造成形材的成形材製造方法，該成形材係具有筒狀之胴部以及形成於胴部之端部的凸緣(flange)部。
例如下述之非專利文獻1等所示，其進行引伸加工(drawing)，藉此製造具有筒狀之胴部以及形成於該胴部之端部的凸緣部之成形材。由於在引伸加工中係能藉由引伸素材金屬板而形成胴部，所以一般胴部之外圍壁的板厚係成為比素材板厚更薄。
例如有使用藉由如上述之引伸加工所成形的成形材，作為下述專利文獻1等所示之馬達殼體(motor case)的情況。在此情況下，對胴部之外圍壁而言，被期待其具有作為遮蔽材(shielding material)以預防往馬達殼體外之漏磁的性能。又，藉由馬達之構造，外圍壁亦被期待具有作為定子(stator)之後軛鐵(back yoke)的性能。
作為遮蔽材或後軛鐵之性能係以外圍壁越厚越佳。因
此，在如上述地藉由引伸加工而製造成形材時係預料胴部之板厚減少，而以可獲得指定之胴部外圍壁的板厚的方式，而選定素材金屬板之板厚比指定之胴部外圍壁的板厚更厚。但是，素材金屬板之板厚並非經常為一定，而會在被稱為板厚公差的板厚之容許範圍內變動。又，有時引伸加工中的板厚減少量亦會因模具狀態之變化或材料特性之不均等而變動。
另一方面，為了降低馬達之震動或噪音，有時對馬達殼體之內徑要求高精度之內徑正圓度。為此，通常是在結束多段引伸加工之後的步驟中，對胴部進行精緻引縮(finish ironing)以提高內徑之正圓度。該精緻引縮係在使用二個模具從內側與外側之兩側包夾胴部之材料並施予引縮時，使用將二個模具之間隙(clearance：餘隙)設定成未滿胴部之材料板厚的模具來進行。將該餘隙設定成未滿胴部之材料板厚的方式被稱為負餘隙(negative clearance)。
此時，當素材金屬板之板厚比預定的板厚更薄、或是板厚減少率因素材金屬板之材料特性的不均或引伸加工之步驟中的模具狀態之變化而增大時，則引縮加工前的胴部之板厚就變成預定的板厚以下。如此，在事先準備好的引縮加工模具中有時就變得引縮加工量不足，且內徑正圓度會降低。反之，當素材金屬板之板厚比預定的板厚更厚、或是在引伸加工之步驟中因模具狀態之變化或材料特性之不均等，而使精緻引縮前的胴部之板厚比預定的板厚還過大時，則雖然滿
足精緻引縮後之內徑正圓度，但是在素材金屬板是一種於其表面具有電鍍的表面處理鋼板的情況時，則仍有引起產生電鍍殘渣並從成形品之表面脫落等的其他問題的情形。
此等問題係由以下所引起：精緻引縮前的胴部外圍壁之板厚會隨著素材金屬板之板厚變動或引伸加工中的板厚減少率之變動而變動，相對於此，因進行精緻引縮的模具之餘隙為固定，故而即便精緻引縮前的胴部外圍壁之板厚變動，仍無法利用引伸加工之條件變更來吸收此變動。
如此，在素材金屬板使用表面處理鋼板的情況下，由於無論精緻引縮前的胴部外圍壁之板厚較薄或較厚皆會造成問題，所以對於供多段引伸加工的素材金屬板之板厚公差的要求就變得嚴格。
於是，如下述專利文獻2等所示，作為防止引伸加工構件的胴部之薄壁化的作法，揭示了一種在多段引伸步驟中進行壓縮引伸的模具。
在該壓縮引伸模具中係將在前置步驟中所成形的圓筒構件，在將其開口凸緣部朝下的狀態下，套嵌於下模中所設置的變形阻止構件內，且使開口凸緣部位於下模中所設置的板件(plate)之凹部內，並使其外周卡合於凹部。然後，使上模下降，並藉由將圓筒構件之圓筒部持續壓入該上模中所設置的模子(die)之孔內以使壓縮力起作用而進行壓縮引伸加工。
此時，因變形阻止構件係能夠對板件進行上下移動，故而圓筒構件之側壁幾乎不接受拉伸力，而能抑制板厚減少，甚至能夠增加板厚(增厚)。
另外，此時施加於胴部基體的壓縮力係等於被壓入模子之孔內時的胴部基體之變形阻力。亦即，有助於板厚增加的，主要是對於變形阻力有關係的模子與衝頭(punch)之模具餘隙、模子肩部半徑、胴部基體之材料強度(耐力×截面積)。
〔先前技術文獻〕
〔非專利文獻〕
非專利文獻1：村川正夫及其他三名著「塑性加工的基礎」，初版，產業圖書股份有限公司，1990年1月16日，第104至107頁。
〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開2013-51765號公報。
專利文獻2：日本實開平4-43415號公報。
專利文獻3：日本特許第5395301號公報。
然而，在上述之壓縮引伸方法中，圓筒構件係載置於下模中所固定的板件上，且在從上方下降而來的模子與板
件之間夾入圓筒構件。亦即，因是在所謂觸底之狀態下使壓縮力起作用於圓筒構件以使板厚增加，故而能夠使板厚增加，但是難以對應素材金屬板之板厚變動而調節壓縮力以控制板厚之增減。
本發明係為了解決如上述之課題而開發完成者，其目的係在於提供一種即便素材金屬板之板厚變動、或模具條件變動，仍能夠藉由控制板厚之增減並調節精緻引縮前的胴部基體之外圍壁板厚，來將胴部之內徑正圓度維持於高精度的成形材製造方法。
更且，其目的亦在於提供一種藉由規定用於精緻引縮的模具之餘隙，則即便是在使用對鋼板之表面施有電鍍的表面處理鋼板作為素材金屬板的情況下，仍能夠防止產生電鍍皮膜之殘渣的成形材製造方法。
本發明之成形材製造方法，係包含藉由對素材金屬板進行多段引伸而製造成形材的步驟，該成形材係具有筒狀之胴部以及形成於該胴部之端部的凸緣部；在前述多段引伸中，係包含有：預備引伸，其從前述素材金屬板形成具有胴部基體的預備體；至少一次之壓縮引伸，其使用包含模子、衝頭及加壓手段的模具並在前述預備引伸之後所進行，該模子係具有壓入孔，該衝頭係被插入前述胴部基體之內部並將前述胴部基體壓入於前述壓入孔，該加壓手段係將沿著前述
胴部基體之深度方向的壓縮力施加於前述胴部基體之外圍壁，藉由一邊將前述壓縮力施加於前述胴部基體一邊引伸前述胴部基體來形成前述胴部；以及至少一次之精緻引縮，其在前述至少一次之壓縮引伸之後所進行；前述加壓手段，為具有襯墊部及支承部的升降襯墊(lifter pad)，該襯墊部係以與前述模子對向之方式配置於前述衝頭之外圍位置並可供前述胴部基體之外圍壁的下端載置，該支承部係從下方支承前述襯墊部並且以可以調節支承前述襯墊部之支承力的方式所構成；前述至少一次之壓縮引伸係以在前述襯墊部到達下死點為止之間完成的方式所進行；在前述胴部基體之壓縮引伸被進行時，前述支承力係作為前述壓縮力作用於前述胴部基體。
依據本發明之成形材製造方法，則由於是按照素材金屬板之板厚來調整壓縮力，且一邊將壓縮力沿著胴部基體之深度方向施加於胴部基體一邊引伸胴部基體，藉此形成胴部，所以即便素材金屬板之板厚是朝向比假定更薄側變動，仍可以藉由增加壓縮力來迴避在精緻引縮中造成的引縮不足導致內徑正圓度惡化的情形，又，反之即便素材金屬板之板厚是朝向比假定更厚側變動，則仍可以藉由減少壓縮力來一邊滿足內徑正圓度，一邊防止產生電鍍殘渣。結果，能夠使用比以往更寬之板厚公差的素材金屬板，且提高材料之調度性。
1‧‧‧成形材
2‧‧‧素材金屬板
3、4‧‧‧模具
10‧‧‧胴部
11‧‧‧凸緣部
20‧‧‧預備體
20a‧‧‧胴部基體
30、40‧‧‧模子
30a、40a‧‧‧壓入孔
31、41‧‧‧衝頭
32‧‧‧緩衝墊
42‧‧‧升降襯墊
42a‧‧‧壓縮力
43‧‧‧衝頭保持具
100‧‧‧頂壁
101‧‧‧外圍壁
420‧‧‧襯墊部
421‧‧‧彈壓部
圖1係顯示藉由本發明之實施形態1的成形材製造方法所製造的成形材1之立體圖。
圖2係顯示製造圖1之成形材的成形材製造方法之說明圖。
圖3係顯示用於圖2之預備引伸的模具之說明圖。
圖4係顯示取決於圖3之模具的預備引伸之說明圖。
圖5係顯示用於圖2之第一壓縮引伸的模具之說明圖。
圖6係顯示取決於圖5之模具的第一壓縮引伸的說明圖。
圖7係顯示第一壓縮引伸步驟中的升降襯墊力與胴部外圍壁平均板厚之關係的圖形。
圖8係顯示第二壓縮引伸步驟中的升降襯墊力與胴部外圍壁平均板厚之關係的圖形。
圖9係顯示精緻引縮中的模具餘隙與精緻引縮後的胴部外圍壁之內徑正圓度之關係的圖形。
圖10係顯示Zn(鋅)-Al(鋁)-Mg(鎂)系合金電鍍鋼板中的引縮率Y與X(=r/tre)之關係的圖形。
圖11係顯示精緻引縮加工中的精緻引縮前之胴部基體的外圍壁平均板厚tre、與精緻引縮模具餘隙cre之關係的說明圖。
以下，有關用以實施本發明之形態係參照圖式加以說明。
圖1係顯示藉由本發明之實施形態1的成形材製造方法所製造的成形材1之立體圖。如圖1所示，藉由本實施形態之成形材製造方法所製造的成形材1係具有胴部10和凸緣部11。胴部10為筒狀之部分，且具有：頂壁100；以及從頂壁100之外緣延伸出的外圍壁101。頂壁100亦有因使用成形材1之方向而使用底壁等其他稱呼的情況。在圖1中，雖然胴部10係顯示具有剖面圓形，但是胴部10亦可形成為例如剖面橢圓形或角筒形等的其他形狀。例如亦可對形成從頂壁100更進一步突出之突部等的頂壁100更進一步施予加工。凸緣部11為形成於胴部10之端部(外圍壁101之端部)的板部。
其次，圖2係顯示製造圖1之成形材1的成形材製造方法之說明圖。本發明之成形材製造方法係藉由對平板狀之素材金屬板2進行多段引伸和精緻引縮而製造成形材1。在多段引伸中係包含有：預備引伸；以及該預備引伸之後所進行的至少一次之壓縮引伸。在本實施形態之成形材製造方法中係進行三次的壓縮(第一至第三壓縮)。作為素材金屬板2係可以使用各式各樣之電鍍鋼板的金屬板。
預備引伸為藉由對素材金屬板2施予加工而形成具有胴部基體20a之預備體20的步驟。胴部基體20a之直徑係比圖1之胴部10的直徑更寬，且為深度較淺的筒狀體。胴部基體20a之深度方向係藉由胴部基體20a之外圍壁的延伸方向所規定。在本實施形態中，預備體20之整體係構成胴部基體20a。但是，作為預備體20，亦可形成具有凸緣部者。在此情況下，凸緣部係不構成胴部基體20a。
第一至第三壓縮引伸係如後面所詳細說明，為藉由一邊將沿著胴部基體20a之深度方向的壓縮力42a(參照圖5)施加於胴部基體20a一邊引伸胴部基體20a而形成胴部10的步驟。所謂引伸胴部基體20a係指縮小胴部基體20a之直徑，並且將胴部基體20a之深度形成更深之意。
其次，圖3係顯示用於圖2之預備引伸的模具3之說明圖；圖4係顯示取決於圖3之模具3的預備引伸之說明圖。如圖3所示，在用於預備引伸的模具3中係包含有：模子30、衝頭31及緩衝墊(cushion pad)32。在模子30中係設置有可供素材金屬板2與衝頭31一起壓入的壓入孔30a。緩衝墊32係以與模子30之端面對向的方式配置於衝頭31之外圍位置。如圖4所示，在預備中係使素材金屬板2之外緣部完全不受模子30及緩衝墊32拘束，而使素材金屬板2之外緣部拔出至脫離模子30及緩衝墊32之拘束的位置為止。亦可將素材金屬板2之全部與衝頭31一起壓
入於壓入孔30a並拔出。在如上述地形成具有凸緣部之預備體20的情況時，只要使素材金屬板2之外緣部在不脫離模子30及緩衝墊32之拘束的深度停止即可。
其次，圖5係顯示用於圖2之第一壓縮引伸的模具4之說明圖；圖6係顯示取決於圖5之模具4的第一壓縮引伸的說明圖。如圖5所示，在用於第一壓縮引伸的模具4中係包含有模子40、衝頭41及升降襯墊42。模子40為具有壓入孔40a的構件。衝頭41為被插入胴部基體20a之內部且將胴部基體20a壓入於壓入孔40a的圓柱體。
升降襯墊42係以與模子40對向的方式配置於衝頭41之外圍位置。具體而言，升降襯墊42係具有襯墊部420及彈壓部421。襯墊部420為以與模子40對向的方式配置於衝頭41之外圍位置的環狀構件。彈壓部421係配置於襯墊部420之下部，用以彈壓支承襯墊部420。在襯墊部420之上方係載置有胴部基體20a。胴部基體20a之外圍壁係在模子40下降時由模子40及襯墊部420所夾持。如此藉由以模子40及襯墊部420來夾持胴部基體20a之外圍壁，藉此彈壓部421之彈壓力(升降襯墊力)就能作為沿著胴部基體20a之深度方向的壓縮力42a來施加於胴部基體20a。亦即，升降襯墊42係構成將沿著胴部基體20a之深度方向的壓縮力42a施加於胴部基體20a的施加手段。
如圖6所示，在第一壓縮引伸中係藉由模子40下降而使胴部基體20a與衝頭41一起被壓入於壓入孔40a，並引伸胴部基體20a。此時，在胴部基體20a係在藉由模子40及襯墊部420夾持胴部基體20a之外圍壁之後，持續施加有沿著胴部基體20a之深度方向的壓縮力42a。亦即，在第一壓縮中係一邊施加壓縮力42a一邊引伸胴部基體20a。如後面所詳細說明般，在壓縮力42a滿足指定條件的情況下，不用使胴部基體20a減薄，就可以引伸胴部基體20a。藉此，經第一壓縮後的胴部基體20a之板厚，就成為第一壓縮引伸前的胴部基體20a之板厚以上。
加工中升降襯墊42之下表面並未抵接於衝頭保持具43之上表面，而是處於能夠對方向上下自如地移動的狀態。此是指：並未形成所謂的觸底，而是在加工中，下降而來的模子40、和藉由彈壓部421之彈壓力(升降襯墊力)而上升的升降襯墊42透過胴部基體20a而取得平衡的狀態。
另外，所謂升降墊42形成觸底的構造，亦即係指彈壓部421之彈壓力(升降襯墊力)，比胴部基體20a接受變形而縮徑時的變形阻力更小之意。在此情況下，因胴部基體20a之成形力係透過下降而來的模子40和升降襯墊42在與衝頭保持具43之間取得平衡，故而施加於胴部基體20a的彈壓力(升降襯墊力)之主體係成為僅有胴部基體20a被縮徑並壓入於模子40內時的變形阻力。從而，有助於增厚
的，主要是對變形阻力具有關係的模子40與衝頭的模具餘隙、模子R、胴部基體20a之材料強度(耐力×截面積)，且因此等的條件一旦決定就無法輕易地變更，故而可謂在觸底構造之壓縮模具中難以對應素材金屬板之板厚變動而控制板厚之增減。
圖2之第二及第三壓縮係使用具有與圖5及圖6之模具4同樣構成的模具所進行。但是，模子40或衝頭41之尺寸係能適當變更。在第二壓縮中係一邊施加壓縮力42a，一邊引伸第一壓縮後的胴部基體20a。又，在第三壓縮中係一邊施加壓縮力42a，一邊引伸第二壓縮後的胴部基體20a。經過此等的第一至第三壓縮，並進行接續於此後的精緻引縮，胴部基體20a就能藉此而形成為胴部10。在此，於本發明中重要的是調整第一壓縮步驟至第三壓縮步驟之壓縮力，以使正在精緻引縮之前置步驟中的第三壓縮步驟的胴部基體20a之板厚成為指定的厚度。結果，在精緻引縮中係以滿足內徑正圓度且不產生電鍍殘渣之適當的模具餘隙進行加工。
其次，顯示實施例。本發明人等係將對普通鋼之冷軋鋼板施予Zn-Al-Mg電鍍後的厚度1.60mm至1.95mm、電鍍附著量90g/m2、直徑116mm的圓形板作為素材金屬板2，並調查了壓縮時的升降襯墊力之大小、與胴部基體20a之胴部外圍壁平均板厚(mm)的關係。又，使用使壓縮步驟
之升降襯墊力產生變化而製作成的各種胴部外圍壁板厚之精緻引縮前胴部基體20a，調查了精緻引縮模具餘隙與精緻引縮後的內徑正圓度之關係。又，調查了不對方向提供壓縮力的一般減薄加工(比較例1)、和作為以往之壓縮加工法的觸底增厚加工(比較例2)、和本發明之升降襯墊力控制增厚加工中的可成形素材板厚範圍。更且，針對滿足精緻引縮後之內徑正圓度且亦不被認為有產生電鍍殘渣之及於可成形範圍的精緻引縮步驟之模子肩部半徑(mm)與引縮率的關係進行了調查。當時的加工條件係如同以下所述。將結果顯示於圖7。
˙模子肩部之曲率半徑：0.45mm至10mm。
˙衝頭之直徑：預備引伸66mm、第一壓縮引伸54mm、第二壓縮引伸43mm、第三壓縮引伸36mm、精緻引縮36mm。
˙模子與衝頭之模具間隙(單側)：預備引伸2.00mm、第一壓縮引伸1.95mm、第二壓縮引伸1.95mm、第三壓縮引伸1.95mm、精緻引縮1.55mm。
˙升降襯墊力：0kN至100kN。
˙壓機用油：TN-20N。
圖7係使用板厚1.8mm之Zn-Al-Mg電鍍鋼板作為素材金屬板，且顯示第一壓縮引伸步驟中的升降襯墊力與胴部外圍壁平均板厚之關係的圖形。在圖7中係將第一壓縮引伸後的胴部外圍壁平均板厚作為縱軸，將第一壓縮引伸
升降襯墊力(kN)作為橫軸。另外，所謂胴部外圍壁平均板厚係指將從衝頭肩部半徑之凸緣側的R切線端至模子肩部半徑之頂壁側的R切線端為止之外圍壁的板厚予以平均化所得者。可明白胴部外圍壁平均板厚係隨著第一壓縮升降襯墊力變高而大致直線地增加。又，可明白藉由將第一壓縮升降襯墊力設為大約15kN以上，就能比預備引伸的胴部外圍壁平均板厚更為增厚。
圖8係顯示第二壓縮引伸步驟中的升降襯墊力與胴部外圍壁平均板厚之關係的圖形。素材金屬板係與圖7同樣地使用板厚1.8mm的Zn-Al-Mg電鍍鋼板。在圖8中係將第二壓縮引伸後的胴部外圍壁平均板厚作為縱軸，將第二壓縮引伸升降襯墊力(kN)作為橫軸。在此，可明白胴部外圍壁平均板厚亦與第一壓縮引伸步驟同樣地隨著第二壓縮升降襯墊力變高而直線地增加。但是，關於以第一壓縮引伸之升降襯墊力50kN所成形的胴部基體，係在第二壓縮引伸升降襯墊力為大約30kN時則已增厚至大致與模具間隙同等的板厚，且即便更進一步提升升降襯墊力其板厚仍顯示固定值。此表示能夠藉由調整(增加)升降襯墊力來使胴部基體板厚增厚至與模具間隙同等的板厚為止。可明白在第二壓縮引伸中係藉由將升降襯墊力設為大約10kN以上，而能比第一壓縮引伸步驟之胴部外圍壁平均板厚更為增厚。
圖9係顯示精緻引縮中的模具餘隙與精緻引縮後的胴部外圍壁之內徑正圓度之關係的圖形。在此，作為素材金屬板係使用板厚1.60mm至1.95mm的Zn-Al-Mg電鍍鋼板。在圖9中係將精緻引縮後的內徑正圓度(mm)作為縱軸，將精緻引縮模具餘隙作為橫軸。在此，精緻引縮模具餘隙係如同以下所述：精緻引縮模具餘隙={(cre-tre)/tre}×100
在此，cre：精緻引縮模具間隙；tre：精緻引縮前胴部基體之外圍壁平均板厚。
可明白內徑正圓度會隨著精緻引縮模具餘隙變大而急遽地變大。又，為了滿足內徑正圓度規格0.05mm以下，已判明可以藉由使精緻引縮模具餘隙在負的區域來實現；換言之可以藉由進行減少胴部基體之板厚的引縮加工來實現。
表1係顯示一般減薄加工(比較例1)中的可成形素材板厚範圍之實驗結果。表2係顯示作為以往之增厚壓縮加工方法的觸底增厚加工(比較例2)中的可成形素材板厚範圍之實驗結果。表3係顯示升降機控制增厚加工(本發明例)中的可成形素材板厚範圍之實驗結果。分別顯示根據與供實驗的素材金屬板之板厚相對的精緻引縮前板厚和精緻引縮餘隙及精緻引縮後之胴部外圍壁的內徑正圓度與產生電鍍殘渣狀況、加上依據內徑正圓度與產生電鍍殘渣狀況所
評價出的結果。另外，僅根據升降機控制增厚加工(本發明例)之表3，作為參考而表記在第一壓縮引伸時的有無賦予升降襯墊力。
因在表1所示的比較例1之一般減薄加工中，並未對胴部基體施加壓縮力，故而精緻引縮前的板厚相較於素材金屬板之板厚一律減少了板厚。
因在素材金屬板之板厚1.60mm至1.75mm中精緻引縮步驟之餘隙成為正的，所以不會成為引縮加工，而內徑正圓度超過了規格的0.05mm。又，已判明雖然在素材金屬板之板厚為1.95mm中，精緻引縮步驟之餘隙成為-10.9%，且滿足精緻引縮後的內徑正圓度，但是會從已在精緻引縮步驟中與模子滑動的部位產生電鍍殘渣。根據此結果，一般減薄加工(比較例1)中之可成形的素材板厚為1.75mm至1.90mm之範圍，且其寬度為0.15mm。
因在表2所示的比較例2之觸底增厚加工中係對胴部基體施加壓縮力，故而精緻引縮前的板厚係比素材金屬板之板厚還一律減少了板厚，但是當與比較例1(一般減薄加工)相較時，該程度就會變小。
僅有素材金屬板之板厚為1.60mm的內徑正圓度超過了規格的0.05mm。又，已判明在素材金屬板之板厚為1.85mm的情況，會從已在精緻引縮步驟中與模子滑動的部位產生電鍍殘渣。
根據此結果，觸底增厚加工(比較例2)中之可成形的素材板厚為1.65mm至1.80mm之範圍，且其幅度為0.15mm。與比較例1之一般減薄加工相較可明白，雖然可成形素材板厚係往薄板側推移(shift)，但是其幅度並未改變。此係意謂在一般減薄加工(比較例1)或觸底增厚加工(比較例2)中，素材金屬板之板厚變動的情況下之成形餘裕度皆為相同之意。
因在表3所示的本發明例之升降襯墊力控制增厚加工中，係可以按照素材金屬板之板厚而以升降襯墊力自由地控制施加於胴部基體的壓縮力，故而可以縮小精緻引縮前步驟之板厚的變動幅度。例如，如表3，在素材金屬板之板厚為較薄的1.60mm至1.75mm中係在第一壓縮引伸時賦予升降襯墊力使其增厚，而在素材金屬板之板厚為較厚的1.80mm以上中，則不賦予升降襯墊力使其減薄以進行壓縮引伸加工，藉此就可以縮小精緻引縮前的板厚之變動幅度。在此，不賦予升降襯墊力的條件係相當於比較例1之一般減薄加工，雖然僅在素材金屬板之板厚為1.95mm之情況下會從在精緻引縮步驟中與模子滑動的部位產生電鍍殘渣，但是精緻引縮後的正圓度係無論素材金屬板之板厚在何種情況下都會滿足規格的0.05mm以下。根據此結果可知，升降襯墊力控制增厚加工(本發明)中之可成形素材板厚為1.60mm至1.90mm之範圍，且其幅度為0.30mm。此是指本發明例之升降襯墊力控制增厚加工，與一般減薄
加工(比較例1)或觸底增厚加工(比較例2)相較，素材金屬板之板厚已變動的情況之成形餘裕度較寬之意。亦即，可明白本發明之成形材製造方法，與比較例1之一般減薄加工或比較例2之作為以往之增厚壓縮加工方法的觸底增厚加工相較，可成形的素材金屬板之板厚範圍較廣。
圖10係顯示使用Zn-Al-Mg系合金電鍍鋼板作為素材金屬板之情況中的引縮率Y與X(=r/tre)之關係的圖形。在圖10中係將引縮率Y作為縱軸，將精緻引縮模具的模子肩部之曲率半徑r與精緻引縮前胴部基體之外圍壁平均板厚tre之比X作為橫軸。
引縮率Y之定義係如同以下所述。
Y(%)={(tre-cre)/tre}×100
在此，cre：精緻引縮模具間隙；tre：精緻引縮前胴部基體之外圍壁平均板厚。
圖中的○係顯示可以抑制產生電鍍殘渣的評價，×係顯示無法抑制產生電鍍殘渣的評價。又，●係顯示內徑正圓度已超過0.05mm。如圖10所示，在Zn-Al-Mg系合金電鍍鋼板的情況，已確認在以Y=11.7X-3.1所表示的直線之下方的區域可以抑制產生電鍍殘渣。亦即，已確認藉由升降襯墊力控制增厚加工，以滿足0<Y≦11.7X-3.1之方式決定精緻引縮前胴部基體之外圍壁平均板厚tre，藉此就可以
抑制產生電鍍殘渣。另外，在上述之條件式中，之所以規定0<Y，係因在引縮率Y為0%以下的情況下不會成為引縮加工之故。
依據該成形材製造方法，由於是一邊將與素材金屬板之板厚相應的壓縮力沿著胴部基體之深度方向施加於胴部基體一邊引伸胴部基體，藉此形成胴部，所以即便素材金屬板之板厚朝向比以往更薄側變動，仍可以藉由增加升降襯墊力，來迴避在精緻引縮加工中造成引縮不足且使內徑正圓度惡化的情形，又，反之即便素材金屬板之板厚朝向比以往更厚側變動，仍可以藉由減少升降襯墊力來一邊防止產生電鍍殘渣，一邊滿足內徑正圓度。結果，能夠使用比以往更寬的板厚公差之素材金屬板，且提高素材之調度性。
本構成係在馬達殼體等之成形材之被要求高精度之內徑正圓度的應用對象中特別有幫助。
又，由於加工中不觸底的升降襯墊42係構成加壓手段，所以可以一邊更確實地將沿著胴部基體20a之深度方向的壓縮力42a施加於胴部基體20a一邊引伸胴部基體20a。
由於可以按照素材金屬板之板厚，來調整壓縮引伸步驟之升降襯墊力，所以可以不受素材金屬板之板厚影響地
使精緻引縮前的胴部基體之外圍壁平均板厚與適當板厚範圍一致，且可以始終以固定的引縮加工餘隙進行穩定的引縮加工。
又，由於本發明之成形材的製造方法，係在將引縮率設為Y，將精緻引縮模具的模子肩部之曲率半徑r與精緻引縮前胴部基體之外圍壁平均板厚tre之比設為X時，滿足0<Y≦11.7X-3.1，所以可以滿足精緻引縮後的內徑正圓度且不產生電鍍殘渣地引伸胴部基體20a。
另外，雖然在本實施形態中係以進行三次壓縮的方式來加以說明，但是壓縮之次數亦可按照成形材1之大小或所要求的尺寸精度來適當變更。
1‧‧‧成形材
2‧‧‧素材金屬板
10‧‧‧胴部
20‧‧‧預備體
20a‧‧‧胴部基體
Claims (4)
- 一種成形材製造方法，係包含藉由對素材金屬板進行多段引伸而製造成形材的步驟，該成形材係具有筒狀之胴部以及形成於該胴部之端部的凸緣部；在前述多段引伸中，係包含有：預備引伸，其從前述素材金屬板形成具有胴部基體的預備體；至少一次之壓縮引伸，其使用包含模子、衝頭及加壓手段的模具並在前述預備引伸之後所進行，該模子係具有壓入孔，該衝頭係被插入前述胴部基體之內部並將前述胴部基體壓入於前述壓入孔，該加壓手段係將沿著前述胴部基體之深度方向的壓縮力施加於前述胴部基體之外圍壁，藉由一邊將前述壓縮力施加於前述胴部基體一邊引伸前述胴部基體來形成前述胴部；以及至少一次之精緻引縮，其在前述至少一次之壓縮引伸之後所進行；前述加壓手段為具有襯墊部及支承部的升降襯墊，該襯墊部係以與前述模子對向之方式配置於前述衝頭之外圍位置並可供前述胴部基體之外圍壁的下端載置，該支承部係從下方支承前述襯墊部並且以可以調節支承前述襯墊部之支承力的方式所構成； 前述至少一次之壓縮引伸係以在前述襯墊部到達下死點為止之間完成的方式所進行；在前述胴部基體之壓縮引伸被進行時，前述支承力係作為前述壓縮力作用於前述胴部基體。
- 如請求項1所記載之成形材製造方法，其中前述至少一次之壓縮引伸係按照前述素材金屬板之板厚而調整支承前述襯墊部的支承力，藉此調節前述精緻引縮之前的胴部基體之外圍壁平均板厚。
- 如請求項1或2所記載之成形材製造方法，其中前述至少一次之精緻引縮係在將用於前述精緻引縮的模具之模子肩部的曲率半徑r與前述精緻引縮前的胴部基體之外圍壁平均板厚tre之比設為X，將{(tre-cre)/tre}×100所表示的引縮率設為Y的情況時，以滿足下述數式(1)之關係的方式，來決定用於該精緻引縮的模具之餘隙cre，0<Y≦11.7X-3.1…數式(1)。
- 如請求項1所記載之成形材製造方法，其中前述素材金屬板為在鋼板之表面施有鋅(Zn)系電鍍的鋅系電鍍鋼板。
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