冲压零件的成形方法、冲压零件的制造方法及冲压零件的成形用模具

摘要

本发明提供一种对于筒状凸起部的一边端部形成有突缘部的金属制冲压零件可以提高制造效率及材料产率的冲压零件的成形方法、冲压零件的制造方法及冲压零件的成形用模具。在冲压零件90的成形中使用了冲孔模110、冲孔冲头120及支承台130。冲孔模110由：用来使凸起部91成形的筒状第1成形部；及具有用来一边将预备成形品90'的一部分切断一边进行推压的切刃112b和突出部112a的第2成形部所构成。此外，冲孔冲头120的前端部形成有和切刃112b成对的切刃120a。冲压零件90成形时，在用切刃112b及切刃120a将胚料80拉深加工后的预备成形品90'的突端部93断离后，藉由突出部112a推压并镦锻预备凸起部91'。

说明书

技术领域

本发明关于在筒状凸起部的一边端部形成有由该凸起部突出的突缘部的 金属制冲压零件的成形方法、冲压零件的制造方法及冲压零件的成形用模具。

背景技术

一般而言，载设于汽车或自动两轮车等的离合器装置中，使用了离合器 导件、端板、离合器活塞、轮毂齿轮及皮带轮等零件，亦即，在筒状凸毂部 的一边端部形成有自该凸毂部突出有突缘部的金属制冲压制零件。一般而言， 这些冲压制零件藉由拉深加工、凸出成形加工、冲孔加工及切削加工来成形。

例如，下述专利文献1就揭示了藉由在平板状胚料的中央部成形有突出 成凸状的预备凸起部进行拉深加工而制得预备成形品，对该预备成形品使其 预备凸起部的壁厚増加后，将该预备凸起部的突端部除去，以完成冲压零件 的冲压零件成形方法。在此情况中，使预备凸起部的壁厚增加的程序，是为 了使因预备凸起部的拉深加工而薄壁化的预备凸起部的壁厚增加的所谓镦锻 加工。具体而言，是以上模、下模及下冲头使材料流动受限制的模具内配置 预备成形品的状态下，以上冲头从外侧推压预备凸起部的角部，来进行预备 凸起部的壁厚增加。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000－317565号公报

然而，上述专利文献1所记载的冲压零件的成形方法中，由于使预备凸 起部增加壁厚的镦锻加工程序与突端部除去加工程序为分开的程序，所以有 冲压零件的制造效率较低的问题。而且，使用一般的冲制成形法对高张力钢 等高强度材料来成形预备凸起部时，藉其后续的凸出成形加工所成形的凸起 部有容易产生破裂或龟裂等成形缺失的问题。

本发明为了解决上述问题而研发，其目的是在筒状凸起部的一边端部形 成有由该凸起部突出的突缘部的金属制冲压零件中，提供得以提升制造效率， 同时对于高强度材料也能以优异精度进行成形加工的冲压零件的成形方法、 冲压零件的制造方法、及冲压零件的成形用模具。

发明内容

为了达成上述目的，权利要求1涉及的本发明特征为在筒状凸起部的一 边端部形成有由该凸起部突出的突缘部的金属制冲压零件的成形方法，先备 妥：冲压零件的预备成形品，藉由拉深加工而在平板状胚料的中央部成形有 突出成凸状的预备凸起部；冲孔模，具有筒状的第1成形部及第2成形部， 该第1成形部形成为与冲压零件的凸起部的外形对应的形状，而该第2成形 部则具有相对于该第1成形部以凸起部的厚度向内侧突出的突出部，同时在 该突出部的前端部形成有切刃；冲孔冲头，具有和第2成形部的切刃成对的 切刃，同时进入冲孔模内藉以使冲压零件的凸起部内部形状成形；及支承台， 和冲孔模相对向地配置在冲孔冲头的外侧，用以支持冲压零件的突缘部；且 包括下列步骤：突端部除去步骤，藉由使分别配置于预备成形品的预备凸起 部的外侧与内侧的冲孔模与冲孔冲头相对位移，使冲孔冲头从冲孔模的第1 成形部侧进入，利用冲孔冲头与冲孔模的第2成形部，将预备成形品的预备 凸起部的突端部施以断离加工；及镦锻步骤，藉由使冲孔模与支承台相对位 移，且以冲孔模的第2成形部的突出部推压并镦锻预备凸起部。

若依以此方式构成的权利要求1所涉及的本发明特征，冲压零件的成形 方法藉由使冲孔冲头与冲孔模隔着预备成形品相对位移，利用冲孔冲头与冲 孔模对预备成形品的预备凸起部的突端部进行冲孔，同时在将该突端部施以 冲孔之后接着施行使预备凸起部增厚的镦锻加工。亦即，本发明所涉及的冲 压零件的成形方法以连续的一个程序对预备凸起部进行突端部的除去加工程 序及增加壁厚的镦锻加工程序。藉此方式，本发明所涉及的冲压零件的成形 方法，在筒状凸起部的一边端部形成有由该凸起部突出的突缘部的金属制冲 压零件中，可以提升制造效率，同时可对高强度材料以优异精度进行成形加 工。

再者，本发明不只可作为冲压零件成形方法的发明来实施，也可作为冲 压零件制造方法及冲压零件成形用模具的发明来实施。

具体而言，如权利要求2所示，在筒状凸起部的一边端部形成有由该凸 起部突出的突缘部的金属制冲压零件的制造方法中，先备妥：冲压零件的预 备成形品，藉由拉深加工在平板状胚料的中央部成形有突出成凸状的预备凸 起部；冲孔模，具有筒状的第1成形部及第2成形部，该第1成形部形成为 与冲压零件的凸起部的外形对应的形状，而该第2成形部则具有相对于该第 1成形部以凸起部的厚度向内侧突出的突出部，同时在该突出部的前端部形 成有切刃；冲孔冲头，具有和第2成形部的切刃成对的切刃，同时进入冲孔 模内藉以使冲压零件的前述凸起部内部形状成形；及支承台，和冲孔模相对 向地配置在冲孔冲头的外侧，用以支持冲压零件的突缘部，且包括下列步骤： 突端部除去步骤，藉由使分别配置于预备成形品的预备凸起部的外侧与内侧 的冲孔模与冲孔冲头相对位移，使冲孔冲头从冲孔模的第1成形部侧进入， 利用冲孔冲头与冲孔模的第2成形部，将预备成形品的预备凸起部的突端部 施以断离加工；及镦锻步骤，藉由使冲孔模与支承台相对位移，且以冲孔模 的第2成形部的突出部推压并镦锻预备凸起部。藉此制造方法，也可期待具 备和上述冲压零件的成形方法同样的作用功效。

又，如权利要求3所示，为在筒状凸起部的一边端部形成有由该凸起部 突出的突缘部的金属制冲压零件的成形模具，具备：冲孔模，具有筒状的第 1成形部及第2成形部，该第1成形部形成为与冲压零件的凸起部的外形对 应的形状，而该第2成形部则具有相对于该第1成形部以凸起部的厚度向内 侧突出的突出部，同时在该突出部的前端部形成有切刃；冲孔冲头，具有和 第2成形部的切刃成对的切刃，同时进入冲孔模内藉以使冲压零件的前述凸 起部内部形状成形；及支承台，和冲孔模相对向地配置在冲孔冲头的外侧， 用以支持冲压零件的突缘部。藉此构成，即可期待具备和上述冲压零件的成 形方法同样的作用功效。

附图说明

图1的(A)、(B)为本发明一实施形态所涉及的冲压零件成形方法中所成 形的冲压零件的外观示意构成，其中，(A)为冲压零件的顶视图；(B)为从(A) 所示A－A线观看的冲压零件断面图。

图2的(A)、(B)为用以说明本发明一实施形态所涉及的冲压零件成形方 法的加工程序说明图，其中，(A)为预备成形品安置于模具上的状态的断面图； (B)为冲孔模接近于预备成形品的状态的断面图。

图3的(A)、(B)为用以说明本发明一实施形态所涉及的冲压零件成形方 法的加工程序说明图，其中，(A)为冲孔模与冲孔冲头开始对预备成形品进行 预备成形品断离的状态的断面图；(B)为冲孔模与冲孔冲头将预备成形品的突 端部断离后将预备凸起部施以镦锻的状态的断面图。

图4为利用预备成形品的成形加工所成形的预备成形品断面的断面图。

图5为利用本发明一实施形态所涉及的冲压零件成形方法的冲压零件冲 制成形的加工程序流程图。

图6为本发明一实施形态所涉及的冲压零件成形方法中所使用的预备成 形品成形前材料的胚料的外观示意构成斜视图。

图7为本发明一实施形态所涉及的冲压零件成形方法中所使用的预备成 形品的成形状态断面图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边就本发明所涉及的冲压零件成形方法的一实 施形态加以说明。图1的(A)、(B)显示藉由本发明所涉及的冲压零件的成形 方法所成形的冲压零件90的示意构造，其中，(A)为冲压零件90的顶视图， (B)为自(A)所示A－A线观看的冲压零件90的断面图。其次，图2的(A)、(B) 及图3的(A)、(B)为藉由本发明所涉及的冲压零件的成形方法来成形加工冲 压零件90状态的示意性断面图。另外，本说明书中所参照各图，为了容易理 解本发明，而将一部分构成要素以夸示表现作示意性表示。因此，各构成要 素间的尺寸或比例等有不相同的情形。

首先，就利用本发明所涉及的冲压零件成形方法所成形的冲压零件90予 以简单说明。该冲压零件90为用作汽车或自动两轮车等车辆上的离合器装置 的离合器导件、端板、离合器活塞、中心齿轮及皮带轮等零件，其筒状凸起 部91的一边端部形成有自凸起部91突出的突缘部92的钢板制(例如，SPCC、 SPCD、SPCE、S35C等碳钢及高张力钢等)成形品。

(模具100的构成)

接着，就利用本发明所涉及的冲压零件成形方法冲制成形冲压零件90所 需的模具100加以说明。该模具100主要是由冲孔模110、冲孔冲头120及 支承台130所构成。

冲孔模110为通过和冲孔冲头120及支承台130配合动作将冲压零件90 的半加工品的预备成形品90’实施切断及推压以使冲压零件90成形所需的 模具，其为由冲孔模钢形成为大致圆筒状所构成。在此情况中，形成为大致 圆筒状的冲孔模110的内周面与外周面的径向宽度(换言之，即为壁厚)，形成 得比冲压零件90的突缘部92的径向宽度还大。再者，形成在该冲孔模110 中央部的贯穿孔为用以使预备成形品90’成形的部分，其藉由2个内径彼此 相异的第1成形部111及第2成形部112所构成。

第1成形部111为用以使冲压零件90的凸起部91成形的部分，在开口 于冲孔模110的附图下端面的同时，从该下端面朝附图上方形成为圆筒状。 在此情况中，第1成形部111形成为内径和冲压零件90的凸起部91外径大 致相同，同时，开口于冲孔模110的附图下端面部分的内径形成扩开状。而 且，第1成形部111的形成长度和从冲压零件90的突缘部92上面到凸起部 91上面的高度对应。亦即，第1成形部111为了使冲压零件90的凸起部91 外形成形，而形成为形状和该外形对应的圆筒状。在该第1成形部111的附 图上方，形成有第2成形部112。

第2成形部112为用以使冲压零件90的凸起部91成形的部分，其从第 1成形部111的图标上端部向图标上方连续地形成。更具体而言，相对于第1 成形部111，第2成形部112按照冲压零件90的凸起部91的厚度，形成突出 于冲孔模110内侧的筒状。在此情况中，第2成形部112从第1成形部111 突出的部分，由对第1筒状成形部111以大致垂直(图中为水平方向)方式延伸 的突出部112a、及以该突出部112a的前端部朝向附图上方形成直角的切刃 112b所构成。

接着，比第2成形部112的切刃112b靠附图上侧部分的孔部113，以相 同的内径形成到冲孔模110的附图上端面，并开口在该附图上端面。亦即， 孔部113的内径形成为和冲压零件90的凸起部91的内径大致相同。

冲孔冲头120为藉由和前述冲孔模110及支承台130配合动作而将冲压 零件90半加工品的预备成形品90’切断并推压，而使冲压零件90成形的模 具，由冲孔模钢形成为大致圆柱状所构成。更具体而言，冲孔冲头120用以 使冲压零件90上的凸起部91成形的部分，且形成圆柱状，其外径和冲压零 件90的凸起部91内径大致相同，长度值则大于等于在该凸起部91的高度值。 再者，在冲孔冲头120的附图上端的前端部形成有和前述第2成形部112的 切刃112b成对的切刃120a。亦即，冲孔冲头120和冲孔模110为将预备成形 品90’施行断离加工的所谓公模与母模等模具，而冲孔冲头120的外径及冲 孔模110的第2成形部112的内径为隔着预定余隙分别设定的直径。

支承台130为配合前述冲孔模110及前述冲孔冲头120的动作，将冲压 零件90半加工品的预备成形品90’推压，藉以使冲压零件90成形的模具， 由模具钢形成大致圆筒状所构成。更具体而言，支承台130为用以从附图下 方支持被前述冲孔模110推压的预备成形品90’的台座，具有让冲孔冲头120 贯穿的贯穿孔，同时，形成为该贯穿孔的内周面与支承台130的外周面的径 向宽度大于冲压零件90的突缘部92径向的宽度。亦即，在和前述冲孔模110 的关系上，支承台130相对于推压预备成形品90’的公模模具的冲孔模110 发挥所谓母模的模具作用。

构成模具100的这些冲孔模110、冲孔冲头120及支承台130安装到未 图示的冲制加工机来使用，而该冲制加工机则藉由将图4所示的预备成形品 90’进行冲制加工而使冲压零件90成形。

在此情况中，冲孔冲头120及支承台130在支承台130配置于冲孔冲头 120外侧的状态下设置固定于冲制加工机。另一方面，在冲制加工机内，冲 孔模110以可朝接近及离开所述冲孔冲头120及支承台130的方向位移的状 态，而设置于相对于冲孔冲头120为在同轴上且和支承台130相对的位置。

(冲压零件90的成形)

接着，一边参照图5所示的程序流程图，一边就使用上述构成的模具100 进行冲压零件成形方法的动作加以说明。图5为显示冲压零件90的冲制成形 加工作业程序的流程图。

首先，在第1程序中，作业人员先准备胚料80。具体而言，如图6所示， 作业人员对由钢板(例如，SPCC、SPCD、SPCE、S35C等的碳钢及高张力钢 等)材料形成的圆形平板的中央部，使用未图示的冲制加工机使定位用贯穿孔 81成形，而获得胚料80。另外，形成于胚料80的贯穿孔81，由于用在将预 备成形品90’冲制成形的各加工机上作为定位孔，故在该加工机不需要定位 孔的情况中可以省略。

接着，在第2程序中，作业人员将预备成形品90’成形。在此情况中， 如图4所示，预备成形品90’藉由模具100成形为冲压零件90的材料，预 备成形品90’为通过对前述胚料80施以拉深加工而使中央部突出成凸状的 预备凸起部91’成形的半加工品。具体而言，作业人员将胚料80安置在例 如具备如图7所示模具200的拉深加工机(未图示)上，并使预备成形品90’ 成形。

在此情况中，模具200为藉由将平板状胚料80进行塑性加工而形成预备 成形品90’的模具，主要由冲头210、冲孔模220、胚料承座230及喷射杆 240构成。其中，冲头210为藉由推压胚料80的中央部来使预备凸起部91’ 成形的可动型模具。另外，冲孔模220为和冲头210相对配置以支持被该冲 头210推压的胚料80的模具。而且，胚料承座230为用以将被冲头210推压 的胚料周缘部压抵于冲孔模220以抑制因预备凸起部91’的成形加工而产生 的皱折缺失的模具。此外，喷射杆240为用以将成形有预备凸起部91’的预 备成形品90’从冲孔模220内推出的模具。

因而，作业人员可藉由将胚料80安置在模具200内，并操作未图示的拉 深加工机，而将预备成形品90’成形。该预备成形品90’的成形程序是使用 以阶段性(例如，4阶段)少量逐次地对平板状胚料80进行加工以使预备凸起 部91’成形的多组模具200(未图示)。藉此方式，如图4所示，即得以使胚料 80的中央部朝垂直方向形成有圆筒状隆起的预备凸起部91’的成形预备成形 品90’成形。而且，在此情况中，预备成形品90’会因拉深加工而使预备凸 起部91’的壁厚朝预备凸起部91’的突端部93侧变得较薄。另外，该预备 成形品90’的拉深加工本身为公知技术。

接着，作业人员在第3程序将冲压零件90成形。具体而言，如图2的(A) 所示，作业人员将在前述第2程序成形的预备成形品90’安置在模具100内， 并藉由操作未图示的冲制加工机开始对预备成形品90’进行冲制加工。在此 情况中，作业人员配置预备成形品90’，使预备成形品90’的预备凸起部91’ 覆盖在冲孔冲头120的外侧。然后，如图2的(A)、(B)所示，在冲制加工机 开始将冲孔模110往冲孔冲头120及支承台130侧移动(参照虚线箭号)后，经 由如下的次步骤1、2的各程序进行该冲压零件90的成形加工。

次步骤1：首先，将突端部93从预备成形品90’断离。具体而言，如图 2的(B)及图3的(A)所示，随着冲孔模110往冲孔冲头120及支承台130侧移 动(参照虚线箭号)，保持有预备成形品90’的冲孔冲头120会进入冲孔模110 内侧，使第2成形部112的切刃112b接触突端部93上面。接着，藉由冲孔 模11的再继续前进，使冲孔冲头120持续进入冲孔模110内，并藉由第2成 形部112的切刃112b与冲孔冲头120的切刃120a使突端部93从预备凸起部 91’断离。藉此方式，突端部93就可从预备成形品90’除去。亦即，该突 端部93从预备凸起部91’断离的程序相当于本发明所涉及的突端部除去步 骤。

该突端部93的断离程序中，在突端部93断离的瞬间之前，预备成形品 90’的预备凸起部91’会因突端部93而在预备成形品90’的径向上受到限 制。亦即，预备凸起部91’由于形成往前述径向外侧的偏移受到限制的状态， 而使预备成形品90’的突缘部92不需要固定，同时可防止构成预备凸起部 91’的材料朝前述的径向外侧脱离，且得以防止因和冲孔模110的第1成形 部111接触而产生材料的所谓卷入缺失及所谓收缩缺失。

次步骤2：接着，预备成形品90’使预备凸起部91’受到镦锻而形成凸 起部91。具体而言，如图3的(B)所示，预备成形品90’的突端部93断离后， 藉由冲孔模110的持续行进(参照虚线箭号)，而在冲孔模110、冲孔冲头120 及支承台130包围的区域内，使突端部93已断离的预备凸起部91’因冲孔 模110的第2成形部112的突出部112a而受到推压。

在此情况中，预备凸起部91’的突端部93侧的壁厚因为前述第2程序 的拉深加工而变得比凸起部91的最终厚度尺寸还薄，而在冲孔模110的第2 成形部112的突出部112a正下方区域产生间隙S。所以，因冲孔模110的突 出部112a而受到推压的预备凸起部91’会朝前述间隙S流动。藉此动作， 通过预备凸起部91’的高度及厚度分别重新成形并镦锻，使凸起部91及突 缘92得以最终成形。亦即，将该预备凸起部91’镦锻的程序相当于本发明 所涉及的镦锻步骤。

在该预备凸起部91’的镦锻程序中，因为压缩预备凸起部91’时确保了 材料流动到突出部112a和第1成形部110间的前述间隙S的流动空间余裕度， 故在凸起部91成形时可防止所谓卷入缺失，同时可以抑制压缩负荷。再者， 在压缩预备凸起部91’时，由于是一起施以压缩成形含有保留在预备凸起部 91’的断离面(附图上端面)的突端部93与预备凸起部91’的交界部分材料， 故可有效活用材料，使产率提升。

藉由预备凸起部91’的镦锻程序，预备成形品90’得以成形为冲压零件 90。因而，在该预备凸起部91’的镦锻程序后，冲制加工机会使该冲孔模110 朝离开冲孔冲头120及支承台130的方向移动。藉此动作，已成形的冲压零 件90就形成为可从模具100取出的状态。因此，藉由作业人员从打开的模具 100内将冲压零件90取出，冲压零件90的成形加工作业就告结束。

从上述动作说明可以了解，若依上述实施形态，冲压零件的成形方法藉 由冲孔冲头120和冲孔模110隔着预备成形品90’相对位移，而以冲孔冲头 120和冲孔模110将预备成形品90’的预备凸起部91’的突端部93进行冲 孔，同时在将该突端部93冲孔后接着进行预备凸起部91’的增厚镦锻加工。 亦即，本发明所涉及的冲压零件的成形方法用连续的一个程序进行对预备凸 起部91’的突端部93的除去加工程序及增加壁厚的镦锻加工程序。藉此方 式，本发明所涉及的冲压零件的成形方法为在筒状凸起部91的一边端部形成 有从该凸起部91突出突缘部92的金属制冲压零件中，可使制造效率提升的 同时，即使对高强度材料也可进行高精度的成形加工。再者，若依本发明所 涉及的冲压零件的成形方法，相较于现有技术，可以使用厚度较薄的材料， 同时，可以形成近乎净形体形状(加工裕度最低限度形状)的形状，且由于可让 车床加工的加工余裕量达最小限度，而可使产率提升。

此外，在实施本发明时，并不限定于上述实施形态，在不逸离本发明目 的的范围内，可作种种的变更。

例如，上述实施形态中，以使冲孔模110相对于冲孔冲头120及支承台 130移动的方式构成。但，由于冲孔模110、冲孔冲头120及支承台130的移 动为相对型，当然其中任一个均可为移动侧及固定侧。例如，也可构成为冲 孔冲头120及支承台130相对于冲孔模110移动的方式。

再者，上述实施形态中，在预备成形品90’的成形加工程序(第2程序) 中，使用多组模具200对胚料80以阶段方式使预备成形品90’成形。但， 预备成形品90’成形的次数并不一定限定于上述实施形态，也可以藉1次拉 深加工将预备成形90’成形，或藉5次以上拉深加工将预备成形90’成形。

此外，上述实施形态中，冲压零件90虽假想为使用在载设于汽车或自动 两轮车等的构成离合器装置的离合器导件、端板、离合器活塞、中心齿轮及 皮带轮等零件，但也可为除此之外的零件。亦即，本发明所涉及的冲压零件 成形方法可以广泛使用在筒状凸起部91的一边端部形成有从该凸起部91突 出突缘部92的冲压零件。在此情况中，冲压零件90并不限于圆筒状，也可 为圆形之外的椭圆形、三角形或四角形等多角形的所谓相异形状。再者，冲 压零件90也可为凸起部91的外周部或内周部形成有齿形(例如，内旋齿形、 花键形、或锯齿形等)的零件。在该情况中，当然要配合冲压零件90的形状 来设定模具100、200的形状。

再者，构成冲压零件90的材料也可以采用SPCC、SPCD及SPCE等特 别适于拉深加工的钢板之外的金属材料。特别是，即使以不适于一般拉深加 工或凸出成形加工的高碳钢或高张力钢作为材料，也不会产生破裂或龟裂等 成形缺失，可以优异精度进行成形加工。

再者，上述实施形态中，模具100在冲压零件90的突缘部92的周缘部 呈开放的状态进行预备成形品90’的成形加工。藉此方式，在对预备成形品 90’进行成形加工时，为了确保材料的逸退空间，可用较低压力使预备成形 品90’塑性变形。但，模具100也可以在冲压零件90的突缘部92的周缘部 封闭的密闭状态下进行预备成形品90’的成形加工。若是此种情况，连冲压 零件90的突缘部92形状也可进行高精度的成形。

附图标记说明如下：

S    间隙

80   胚料

81   贯穿孔

90   冲压零件

91   凸起部

92   突缘部

93   突端部

90’ 预备成形品

91’ 预备凸起部

100  模具

110  冲孔模

111  第1成形部

112  第2成形部

112a 突出部

112b 切刃

113  孔部

120  冲孔冲头

120a 切刃

130  支承台

200  模具

210  冲头

220  冲孔模

230  胚料承座

240  喷射杆