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冲压成型方法
申请号	CN201380056426.2	申请日	2013-11-07	公开(公告)号	CN104768671B	公开(公告)日	2016-08-31
申请人	新日铁住金株式会社;			发明人	山形光晴; 山本修治; 和田康裕;
摘要	本发明涉及一种冲压成型方法。通过内冲头(11)以及内冲模(14)来夹压杯状的被加工件 (B)的底壁部的夹压部(B1)而使其朝从中冲模(15)离开的方向移动，并且将内冲模(14)朝向内冲头(11)压入，并且通过外冲头(13)以及外冲模(16)来夹压被加工件(B)的径向外侧端部即夹压部(B2)而使其朝接近中冲模(15)的方向移动，而抑制夹压部(B2)的被加工件(B)朝从中心轴 (10)离开的方向进行材料流动，由此实施夹压部(B1)的减薄处理、由中冲头(12)和内冲模(15)夹持的被加工件(B)的纵壁部(B3)、以及由中冲头(12)和外冲模(16)夹持的被加工件(B)的纵壁部(B4)的增厚处理。
权利要求	1.一种冲压成型方法，使用冲压模具，该冲压模具具有各自的中心轴配置在同轴上的内冲头、沿着上述内冲头的外周配置的中冲头、沿着上述中冲头的外周配置的外冲头、内冲模、沿着上述内冲模的外周配置的中冲模、以及沿着上述中冲模的外周配置的外冲模，上述内冲头、上述中冲头以及上述外冲头分别与上述内冲模、上述中冲模以及上述外冲模对置配置，该冲压成型方法的特征在于，通过上述内冲头以及上述内冲模来夹压形成为杯状的被加工件的底壁部的第一夹压部而使其朝从上述中冲模离开的方向移动，并且将上述内冲模朝向上述内冲头压入，并且，通过上述外冲头以及上述外冲模来夹压上述被加工件的径向外侧端部即第二夹压部而使其朝接近上述中冲模的方向移动，而在上述第二夹压部抑制上述被加工件朝从上述中心轴离开的方向进行材料流动，由此，实施上述第一夹压部的减薄处理、由上述中冲头和上述内冲模夹持的上述被加工件的纵壁部、以及由上述中冲头和上述外冲模夹持的上述被加工件的纵壁部的增厚处理。 2.如权利要求1所述的冲压成型方法，其特征在于，在外冲头或者外冲模上设置对形成为杯状的被加工件的外周部进行限制的凸部，在上述被加工件的径向外侧端部即第二夹压部，限制上述被加工件朝从上述中心轴离开的方向进行材料流动。 3.一种冲压成型方法，使用冲压模具，该冲压模具具有各自的中心轴配置在同轴上的内冲头、沿着上述内冲头的外周配置的中冲头、沿着上述中冲头的外周配置的外冲头、内冲模、沿着上述内冲模的外周配置的中冲模、以及沿着上述中冲模的外周配置的外冲模，上述内冲头、上述中冲头以及上述外冲头分别与上述内冲模、上述中冲模以及上述外冲模对置配置，该冲压成型方法的特征在于，通过上述内冲头以及上述内冲模来夹压形成为杯状的被加工件的底壁部的第一夹压部，由此实施减薄处理，通过上述内冲头以及上述内冲模来夹持被减薄后的上述第一夹压部而使其朝从上述中冲模离开的方向移动，并且，通过上述外冲头以及上述外冲模来夹压上述被加工件的径向外侧端部即第二夹压部而使其朝接近上述中冲模的方向移动，而抑制上述第二夹压部朝从上述中心轴离开的方向进行材料流动，由此，实施由上述中冲头和上述内冲模夹持的上述被加工件的纵壁部、以及由上述中冲头和上述外冲模夹持的上述被加工件的纵壁部的增厚处理。 4.如权利要求3所述的冲压成型方法，其特征在于，在外冲头或者外冲模上设置对形成为杯状的被加工件的外周部进行限制的凸部，在上述被加工件的径向外侧端部即第二夹压部，限制上述被加工件朝从上述中心轴离开的方向进行材料流动。
说明书全文	冲压成型方法技术领域 [0001] 本发明涉及一种用于形成为杯状的被加工件的冲压成型方法。背景技术 [0002] 作为车辆的传动装置等所使用的齿轮部件，已知有具有纵壁部以及底壁部(包括带凸台的底壁部)的杯状部件。纵壁部为了形成齿轮而需要形成为厚壁。以往，具有厚壁的纵壁部的杯状部件，无法通过使用了冲压模具的一次冲压成型来制造。因此，分别单独地制造厚壁的板材以及薄壁的板材，并通过焊接将它们进行接合，由此制造杯状部件。 [0003] 现有技术文献 [0004] 专利文献 [0005] 专利文献1：日本特开平10-296377号公报 [0006] 专利文献2：日本特开2004-322104号公报 [0007] 专利文献3：日本特开2000-317565号公报 [0008] 专利文献4：日本特开2000-301284号公报发明内容 [0009] 发明要解决的课题 [0010] 但是，在上述方法中，由于必须对不同的部件进行焊接，因此生产率较差。因此，本申请发明的目的在于，高效地制造具有厚壁的纵壁部的杯状的被加工件。 [0011] 用于解决课题的手段 [0012] 为了解决上述课题，本申请发明的第一发明为一种冲压成型方法，使用冲压模具，该冲压模具具有各自的中心轴配置在同轴上的内冲头、沿着上述内冲头的外周配置的中冲头、沿着上述中冲头的外周配置的外冲头、内冲模、沿着上述内冲模的外周配置的中冲模、以及沿着上述中冲模的外周配置的外冲模，上述内冲头、上述中冲头以及上述外冲头分别与上述内冲模、上述中冲模以及上述外冲模对置配置，该冲压成型方法的特征在于，[0013] 通过上述内冲头以及上述内冲模来夹压形成为杯状的被加工件的底壁部的第一夹压部而使其朝从上述中冲模离开的方向移动，并且将上述内冲模朝向上述内冲头压入，[0014] 并且，通过上述外冲头以及上述外冲模来夹压上述被加工件的径向外侧端部即第二夹压部而使其朝接近上述中冲模的方向移动，而抑制上述第二夹压部的上述被加工件朝从上述中心轴离开的方向进行材料流动， [0015] 由此，实施上述第一夹压部的减薄处理、由上述中冲头和上述内冲模夹持的上述被加工件的纵壁部、以及由上述中冲头和上述外冲模夹持的上述被加工件的纵壁部的增厚处理。 [0016] 为了解决上述课题，本申请发明的第二发明的特征在于，在本申请发明的第一冲压成型方法中，在外冲头或者外冲模上设置对形成为杯状的被加工件的外周部进行限制的凸部，在上述被加工件的径向外侧端部即第二夹压部，限制上述被加工件朝从上述中心轴离开的方向进行材料流动。 [0017] 为了解决上述课题，本申请发明的第三发明为一种冲压成型方法，使用冲压模具，该冲压模具具有各自的中心轴配置在同轴上的内冲头、沿着上述内冲头的外周配置的中冲头、沿着上述中冲头的外周配置的外冲头、内冲模、沿着上述内冲模的外周配置的中冲模、以及沿着上述中冲模的外周配置的外冲模，上述内冲头、上述中冲头以及上述外冲头分别与上述内冲模、上述中冲模以及上述外冲模对置配置，该冲压成型方法的特征在于，[0018] 通过上述内冲头以及上述内冲模来夹压形成为杯状的被加工件的底壁部的第一夹压部，由此实施减薄处理， [0019] 通过上述内冲头以及上述内冲模来夹持被减薄后的上述第一夹压部而使其朝从上述中冲模离开的方向移动， [0020] 并且，通过上述外冲头以及上述外冲模来夹压上述被加工件的径向外侧端部即第二夹压部而使其朝接近上述中冲模的方向移动，而抑制上述第二夹压部朝从上述中心轴离开的方向进行材料流动， [0021] 由此，实施由上述中冲头和上述内冲模夹持的上述被加工件的纵壁部、以及由上述中冲头和上述外冲模夹持的上述被加工件的纵壁部的增厚处理。 [0022] 为了解决上述课题，本申请发明的第四发明的特征在于，在本申请发明的第三冲压成型方法中，在外冲头或者外冲模上设置对形成为杯状的被加工件的外周部进行限制的凸部，在上述被加工件的径向外侧端部即第二夹压部，限制上述被加工件朝从上述中心轴离开的方向进行材料流动。 [0023] 发明的效果 [0024] 根据本发明，能够高效地制造具有厚壁的纵壁部的杯状的被加工件(杯状成型品)。附图说明 [0025] 图1是冲压成型装置的概要构成图。 [0026] 图2是冲压成型装置的动作说明图(预工序的初始状态)。 [0027] 图3是冲压成型装置的动作说明图(预工序的拉深成型时的状态)。 [0028] 图4是冲压成型装置的动作说明图(实施减薄增厚工序紧前的状态)。 [0029] 图5是冲压成型装置的动作说明图(减薄增厚工序时的状态)。 [0030] 图6表示变形例1的杯状被加工件。 [0031] 图7是第二实施方式的冲压成型装置的动作说明图(减薄工序时的状态)。 [0032] 图8是第二实施方式的冲压成型装置的动作说明图(增厚工序时的状态)。 [0033] 图9是第三实施方式的冲压成型装置的说明图(夹压部B2的夹压前状态)。 [0034] 图10是第三实施方式的冲压成型装置的说明图(夹压部B2的夹压状态)。具体实施方式 [0035] (第一实施方式) [0036] 图1是冲压成型装置的概要构成图。在本实施方式中，对于杯状的被加工件(以下，称作杯状被加工件)，通过使用冲压成型装置1来进行冲压加工，由此实施减薄以及增厚处理。此处，杯状被加工件是指具有底壁部、以及形成于底壁部的外缘的纵壁部的有底筒状的加工件，也包含如后述那样在底壁部形成有凸台形状部的带凸台杯状被加工件。 [0037] 冲压成型装置1作为冲压模具而具有内冲头11、中冲头12、外冲头13、内冲模14、中冲模15以及外冲模16。这些内冲头11、中冲头12、外冲头13、内冲模14、中冲模15以及外冲模16能够分别独立地向上移动以及向下移动。另外，例如，即便将中冲模15固定，并使内冲头 11、中冲头12、外冲头13、内冲模14以及外冲模16相对于中冲模15相对地移动，也能够进行与使冲头11～13、冲模14～16独立地向上移动以及向下移动的情况相同的冲压成型。 [0038] 中冲头12沿着内冲头11的外周配置。外冲头13沿着中冲头12的外周配置。中冲模15沿着内冲模14的外周配置。外冲模16沿着中冲模15的外周配置。这些内冲头11、中冲头 12、外冲头13、内冲模14、中冲模15以及外冲模16为，由点划线表示的各自的中心轴10设置在同轴上。内冲头11位于内冲模14的上方，内冲头11以及内冲模14对置配置。中冲头12位于中冲模15的上方，中冲头12以及中冲模15对置配置。外冲头13位于外冲模16的上方，外冲头 13以及外冲模16对置配置。 [0039] 内冲头11与内冲模14相比与中心轴10正交的方向(以下，称作径向)的尺寸被设定得更大。内冲头11的前端部形成为沿着径向延伸的平坦的形状。此处，内冲头11的前端部是指内冲头11的下端部。在内冲模14的前端部形成有越是从中心轴10向径向离开越朝下侧弯曲的冲模肩部。内冲模14的前端部是指内冲模14的上端部。 [0040] 中冲头12的前端部的截面形状形成为朝下凸出的弧形状。中冲头12的前端部是指中冲头12的下端部。中冲模15具有：沿着径向延伸的平坦形状部；以及冲模肩部，从平坦形状部的端部延伸，并且越是从中心轴10向径向离开越朝上侧弯曲。中冲模15的径向的尺寸被设定得大于中冲头12的径向的尺寸。并且，平坦形状部朝内冲头11的正下方区域伸出，冲模肩部朝外冲头13的正下方区域伸出。即，中冲模15在上下方向上与中冲头12的前端部的全部、内冲头11的前端部的外周侧的一部以及外冲头13的前端部的内周侧的一部分对置配置。此外，中冲头12的前端部的截面形状并不限定于上述弧形状，例如，中冲头12的前端部的截面形状也可以为具有沿径向延伸的平坦形状的中央部、以及从该中央部的两端朝上侧弯曲的冲头肩部的形状。 [0041] 外冲头13的前端部的内周侧比外冲模16更朝接近中心轴10的一侧突出。在外冲头13的前端部形成有越是接近中心轴10越朝下侧弯曲的冲头肩部。此处，外冲头13的前端部是指外冲头13的下端部。在外冲模16的前端部形成有越是接近中心轴10越朝下侧弯曲的冲模肩部。外冲模16的前端部是指外冲模16的上端部。 [0042] 接着，参照图2以及图3对将圆板状被加工件A加工成杯状被加工件B的加工方法(以下，称作预工序)进行说明。首先，如图2所示那样，将圆板状被加工件A设置在冲压成型装置1的外冲模16上，使内冲头11以及中冲头12朝圆板状被加工件A下降。当使内冲头11以及中冲头12在与圆板状被加工件A接触之后进一步下降时，如图3所示那样，圆板状被加工件A被拉深加工成杯形状而形成杯状被加工件B。另外，在图3所示的状态下，对于由圆板状被加工件A形成的杯状被加工件B未实施减薄处理以及增厚处理。 [0043] 接着，参照图4以及图5说明对杯状被加工件B实施减薄以及增厚处理的减薄增厚工序。此处，将杯状被加工件B的底壁部中的包括中心轴10在内的区域称作第一夹压部B1，将从中心轴10离开一侧的端部(即，径向外侧端部)称作第二夹压部B2。此外，将位于中冲头12与内冲模14之间的杯状被加工件B的壁部称作纵壁部B3，将位于中冲头12与外冲模16之间的杯状被加工件B的壁部称作纵壁部B4。 [0044] 首先，如图4所示那样，在使外冲头13停止的状态下使外冲模16向上移动，使用外冲头13以及外冲模16夹压杯状被加工件B的第二夹压部B2。接着，如图5所示那样，以使第一夹压部B1朝从中冲模15离开的方向移动的方式，使对第一夹压部B1进行夹压的内冲头11以及内冲模14向上移动。在此期间，将内冲模14朝向内冲头11压入，由此实施使第一夹压部B1减薄的减薄处理。此外，在该减薄处理的同时，以使杯状被加工件B的第二夹压部B2朝接近中冲模15的方向移动的方式，使对第二夹压部B2进行夹压的外冲头13以及外冲模16向下移动。如此，抑制第二夹压部B2朝从中心轴10离开的方向进行材料流动，由此实施使杯状被加工件B的纵壁部B3以及纵壁部B4增厚的增厚处理。 [0045] 即，从中冲头12与中冲模15之间的间隙的圆周较大的部位朝纵壁部B3流入材料，由此该部位被缩径。因此，根据体积恒定的关系，纵壁部B3变长并且沿板厚方向增厚。并且，由内冲头11以及内冲模14夹压的第一夹压部B1被减薄，由此材料朝纵壁部B3流入，纵壁部B3增厚。纵壁部B4主要是由于高度方向的长度变短而被增厚。 [0046] 根据上述方法，仅通过对杯状被加工件B进行冲压成型，便能够使纵壁部B3以及纵壁部B4大幅度增厚。被减薄增厚处理后的杯状被加工件B，在被调整形状之后用于车辆的传动装置的部件等。对于调整形状的工序省略说明。 [0047] (变形例1) [0048] 在上述实施方式中，对杯状被加工件B的底壁部在径向上为平坦的情况进行了说明，但本发明并不限定于此。图6与图4对应，表示变形例1的杯状被加工件B’。如图6所示那样，本发明的杯状被加工件还包含具备凸台形状部B1’的带凸台杯状被加工件B’，该凸台形状部B1’形成于底壁部的径向中心侧，并且朝向杯内侧突出且高度低于第二夹压部B2。在该情况下，凸台形状部B1’相当于上述实施方式的第一夹压部B1。 [0049] (变形例2) [0050] 在上述实施方式中，将内冲头11、中冲头12以及外冲头13配置于上侧，将内冲模14、中冲模15以及外冲模16配置于下侧，但本发明并不限定于此，也可以使上下的配置相反。在该情况下，在使夹压第一夹压部B1的内冲头11以及内冲模14向下移动的同时，将内冲模14朝内冲头11压入。此外，使夹压第二夹压部B2的外冲头13以及外冲模16向上移动，而抑制第二夹压部B2的材料流动。由此，能够实施与上述实施方式相同的减薄增厚处理。 [0051] (第二实施方式) [0052] 在第一实施方式中，在杯状被加工件的减薄增厚处理时，在使内冲头11以及内冲模14朝从中冲模15离开的方向移动的同时，实施了第一夹压部B1的减薄处理，但在本实施方式中，在与第一实施方式不同的定时实施第一夹压部B1的减薄处理。在本实施方式中使用的冲压成型装置1的装置构成与第一实施方式相同，因此不重复进行说明。 [0053] 首先，与第一实施方式相同，按照图2至图4所示的工序对杯状被加工件B进行冲压成型。接着，参照图7，在使内冲头11停止的状态下使内冲模14向上移动，由此通过内冲头11以及内冲模14来夹压第一夹压部B1而进行减薄。但是，也可以是如下方法：在使内冲模14停止的状态下使内冲头11向下移动，由此通过内冲头11以及内冲模14来夹压第一夹压部B1而进行减薄。此外，也可以是如下方法：使内冲模14向上移动并且使内冲头11向下移动，由此通过内冲头11以及内冲模14来夹压第一夹压部B1而进行减薄。 [0054] 接着，参照图8，以使第一夹压部B1朝从中冲模15离开的方向移动的方式，使对第一夹压部B1进行夹压的内冲头11以及内冲模14向上移动。与此同时，以使杯状被加工件B的第二夹压部B2朝接近中冲模15的方向移动的方式，使对第二夹压部B2进行夹压的外冲头13以及外冲模16向下移动，而抑制第二夹压部B2朝从中心轴10离开的方向进行材料流动。由此，实施使杯状被加工件B的纵壁部B3以及纵壁部B4增厚的增厚处理。但是，第一实施方式的减薄处理、即通过将内冲模14朝向内冲头11压入来使第一夹压部B1减薄的减薄处理，由于在图7所示的工序中完成，因此在图8的工序中不重复实施。即，在本实施方式中，在实施了第一夹压部B1的减薄处理之后，实施纵壁部B3以及纵壁部B4的增厚处理。 [0055] 根据上述方法，仅通过对杯状被加工件B进行冲压成型，便能够使纵壁部B3以及纵壁部B4大幅度增厚。被减薄增厚处理后的杯状被加工件B，在被调整形状之后用于车辆的传动装置的部件等。对于调整形状的工序省略说明。 [0056] (变形例3) [0057] 在本实施方式中，在实施图8所示的增厚工序之前，实施了使第一夹压部B1减薄的减薄处理，但本发明并不限定于此，也可以与第一实施方式相同，包含在实施增厚工序的同时使第一夹压部B1减薄的减薄工序。在该情况下，减薄处理通过增厚工序前、增厚工序中这两个阶段来实施。 [0058] (变形例4) [0059] 在上述实施方式中，在将圆板状被加工件A成型为杯状被加工件B时使用了冲压成型装置1，但本发明并不限定于此，也能够使用其他冲压成型装置。即，在将圆板状被加工件A成型为杯状被加工件B的工序和减薄增厚工序中使用的冲压成型装置也可以不同。 [0060] (变形例5) [0061] 在上述实施方式中，在外冲头13的前端部形成有越是接近中心轴10越朝下侧弯曲的冲头肩部。相对于此，外冲头13的前端部也可以形成为沿径向延伸的平坦的形状。在该情况下，也同样能够进行减薄增厚处理。并且，通过使外冲头13的前端部不成为弯曲形状而成为平坦形状，由此材料的流动阻力增大，能够进一步抑制第二夹压部B2朝从中心轴10离开的方向进行材料流动。 [0062] (第三实施方式) [0063] 在第一实施方式或者第二实施方式中，为了进一步抑制第二夹压部B2朝从中心轴10离开的方向进行材料流动，需要提高摩擦阻力。为了提高摩擦阻力，存在改变润滑状态而提高摩擦系数、或者提高外冲头13以及外冲模16对杯状被加工件B进行夹压的载荷的方法。另一方面，摩擦系数是载荷的函数，由于冲压成型装置1的最大载荷、第二夹压部B2的成型板厚等的制约条件，而能够取得的值存在限制。相对于此，在图9所示的第三实施方式中，在通过设置于外冲模26的外冲模凸部28如图10所示那样夹压第二夹压部B2时，对杯状被加工件B的外周部即第二夹压部B2进行限制，并限制朝从中心轴10离开的方向进行材料流动。结果，向杯状被加工件B的纵壁部B3以及B4(参照图5、图8)的材料流动增加，能够提高增厚率。 [0064] (变形例6) [0065] 在上述实施方式中，在外冲模26上设置外冲模凸部28，并在与其对置的外冲头23上设置收纳外冲模凸部28的外冲头凹部27。与此相对，在冲压成型装置1的载荷容量足够高、在成型中外冲头23和外冲模26不会打开的情况下，也可以不设置外冲头凹部27，而使用图1所示的外冲头13。 [0066] (变形例7) [0067] 在上述实施方式中，在外冲头23上配置凹部，在外冲模26上配置凸部，但本发明并不限定于此，也可以使上下的配置相反。在该情况下，通过在外冲头23上配置凸部、在外冲模26上配置凹部的模具构成，能够进行与上述实施方式相同的成型。

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