专利名称：轴孔形成方法
技术领域：
本发明涉及一种轴孔形成方法。更详细地说，涉及通过冲压加工金属板，在金属板上直接形成带凸缘的轴孔的轴孔形成方法。
背景技术：
下面的专利文献1记载了通过冲压加工金属板，形成从金属板突出的中空轴的方法。根据专利文献1，通过第一工序和第二工序利用冲压加工在金属板上能够形成轴，所述第一工序通过冲压加工金属板进行半冲裁，所述第二工序将第一工序得到的突出部保持在模具中，在该突出部中推入冲头，沿与冲头的推入方向相反的方向向后推出突出部。
专利3475551号公报。
在使用这种金属加工制品的场合，希望在任意部件上安装该轴制品，或者在该轴上安装任意部件，而且希望它们不会脱落。然而，所述专利文献1记载的技术不过是形成直径一定的圆筒状的单个轴，存在着与其它部件组合使用的用途非常有限之类的问题。
发明内容
为了解决所述问题，本发明的第一实施方式形式为通过冲压加工金属板，在金属板上形成前端具有凸缘的轴孔的轴孔形成方法，提供如下的一种轴孔形成方法其包括使用钻孔冲头(burring punch)和钻孔模具(burring die)，将相对于金属板的表面直立的圆筒状圆筒部成形的立起加工工序；使用开口冲头和开口模具，使圆筒部的前端附近相对于圆筒部的中心轴放射状地开口的开口加工工序，形成相对于表面直立的直立部和从直立部前端放射状延伸的凸缘部。藉此，由金属板形成能够嵌合C环等扣件的构造。
而且，作为一种实施方式形式，对于所述轴孔形成方法来说，包括在立起加工工序之前，在包含钻孔冲头的接触部位的金属板的表面的区域形成圆形下孔(下孔)的下孔形成工序。藉此，立起加工工序在减少加工需要动力的同时提高了加工精度。
而且，作为一种实施方式形式，对于所述轴孔形成方法来说，开口加工工序进一步包括将直立部的前端部扩张到不满90°的中间角度的预备开口加工工序、将前端部开口到90°并作为凸缘部的精整开口加工工序。藉此，能够抑制单一工序的加工量，不破坏从轴的顶面供给限定的材料并进行弯曲。
而且，作为一种实施方式形式，对于所述轴孔形成方法来说，在开口加工工序中，开口模具的一部分从侧方接触，从而防止直立部的变形。藉此，能够防止直立部不对称地变形，形成大致圆筒状的直立部，较好地用作轴孔。
而且，作为一种实施方式，对于所述轴孔形成方法来说，在开口加工工序中，优选使开口支撑件从金属板的相对于圆筒部的背面接触，防止金属板的变形。藉此，能够防止被加工部件的不必要变形，高精度地制造制品。
而且，作为一种实施方式，对于所述轴孔形成方法来说，金属板的表面和凸缘部的间隔大致等于在直立部安装的C环的厚度。藉此，能够抑制单一工序的加工量，不破坏从轴的顶面供给限定的材料并进行弯曲。藉此，能够在成形部无间隙地安装用于防止安装部件的拔出的C环。
进一步，作为本发明第二实施方式，提供一种轴孔制品，其通过冲压加工方法加工金属板而形成，所述冲压加工方法包括使用钻孔冲头和钻孔模具，将相对于金属板的表面直立的圆筒状的圆筒部成形的立起加工工序；使用开口冲头和开口模具，使圆筒部的前端附近相对于圆筒部的中心轴放射状地开口的开口加工工序，并且该轴孔制品具有相对金属板表面直立的直立部和从直立部前端放射状延伸的凸缘部。藉此，相对由金属板形成的制品，能够直接地安装轴形或C夹具形的其它部件从而进行固定。而且，也能够作为如下场合的锚定件使用在其它部件上安装形成带有凸缘的轴孔的金属板。
另外，所述发明概述没有全部列举本发明的必要特征，而且这些特征的组合也构成本发明。
图1是表示冲压工序中使用的冲压模具210形状的立体图。
图2是表示冲压工序中使用的冲压冲头220形状的立体图。
图3是表示冲压工序中冲压加工的工件99形状的立体图。
图4是表示立起加工工序中使用的钻孔模具310形状的立体图。
图5是表示立起加工工序中使用的钻孔冲头320形状的立体图。
图6是表示立起加工工序中立起加工的工件99形状的立体图。
图7是表示立起加工工序中立起加工的工件99形状的立体图。
图8是表示预备开口加工工序中使用的预备开口模具410形状的立体图。
图9是表示预备开口加工工序中使用的预备开口冲头420形状的立体图。
图10是表示预备开口加工工序和完成加工工序中使用的开口支撑件430形状的立体图。
图11是表示实施预备开口加工工序的成形装置120的布置的截面图。
图12是表示实施预备开口加工工序的成形装置120的中间操作的截面图。
图13是表示实施预备开口加工工序的成形装置120的最后操作的截面图。
图14是表示预备开口加工工序中预备开口加工的工件99的形状的立体图。
图15是表示精整开口加工工序中使用的精整开口模具510的形状的立体图。
图16是表示精整开口加工工序中使用的精整开口冲头520的形状的立体图。
图17是表示实施精整开口加工工序的成形装置130的布置的截面图。
图18是表示实施精整开口加工工序的成形装置130的中间操作的截面图。
图19是表示实施精整开口加工工序的成形装置130的最后操作的截面图。
图20是表示精整开口加工工序中精整开口加工的工件99的形状的立体图。
图中，10-轴，12-冲孔，14-直立部，17-凸缘部，20-金属板，214、314-通孔，99-工件，110、120、130-装置，210-冲压模具，212、312、432、532-金属块，220-冲压冲头，222-推压部，224-压部，226-端面，310-钻孔模具，320-孔冲头，322、422、434、522、534-直杆部，324-前端部，410-预备开口模具，411、412、511、512-拼合模具，416、516-支撑面，418、518、423、523-加工面，420-预备开口冲头，424、524-插入部，425、436、517、525、536-倒角部，430-开口支撑件，439-陷入部，510-精整开口模具，520-精整开口冲头。
具体实施例方式
以下虽然通过发明的实施方式来说明本发明，但是以下的实施方式并不限定专利请求范围中的发明，而且不限定本发明的解决手段必须具有实施方式中所说明特征的组合的全部。
图1是示出在立起加工工序之前实施的冲压工序中使用的冲压模具210的形状的视图。如同一图中所示，冲压模具210整体为立方体的实心金属块212，其中央具备从上面到底面贯通的通孔214。通孔214的水平截面形状为圆形。
另一方面，图2是示出与图1所示冲压模具210组合使用的冲压冲头220的形状的立体图。冲压冲头220具备四角柱状的推压部222；冲压部224，其具有与前述冲压模具210的通孔214互补的圆形截面形状。这里，冲压部224的端面226的边缘部加工为锐利的角。而且，冲压部224具有在插入通孔214时形成适合冲压加工的间隙的尺寸。
在成形装置上安装所述冲压模具210和冲压冲头220时，冲压冲头220的冲压部224圆滑地插入冲压模具210的通孔214内部，从而相互定位。而且，在冲压模具210的表面上放置形成目标轴孔的金属板。而且，调整金属板的板以便冲压模具210的通孔214的中心与轴孔的中心相一致。通过在该状态下使得冲压冲头220下降而插入通孔214的内部，金属板的一部分冲切成与冲压冲头220的端面226相同形状。
图3为示出通过所述冲压加工形成冲孔12的工件99的形状的立体图。相同图中示出，该阶段的工件99为中央形成冲孔12的金属板20。该阶段的冲孔12的内径比成为目标轴孔的直立部14的直径小。藉此，在后述的立起加工工序中，在形成直立部14时能够供应足够的材料。另外，作为金属板20例如能够使用例如厚度为1.2mm的冷轧钢板(SECC)。
图4为示出随后立起加工工序使用的钻孔模具310的形状的立体图。如同一图中所示，钻孔模具310也由立方体金属块312形成并且在其中央具备具有圆筒状里面的通孔314。该通孔314的内径与目标轴孔的直立部的外径大致相等。
图5为示出与图4所示钻孔模具310组合使用的钻孔冲头320的形状的立体图。如同一图中所示，钻孔冲头320具备直径一定的圆柱状直杆部322、在直杆部322的一端形成的炮弹型前端部324。直杆部322的外径大致等于目标轴孔的直立部的内径。
图6是示出由安装所述钻孔模具310和钻孔冲头320的成形装置110加工工件99的状态的截面图。如同一图中所示，通过使得钻孔冲头320插入钻孔模具310的通孔314，对工件99的冲孔12周围的材料进行加工，最终形成成为轴孔的直立部14。
图7是示出所述被加工工件99的形状的立体图。如同一图中所示，相对金属板20的表面形成直立的圆筒状的直立部14。另外，在该实施方式中，分为预备开口加工工序和精整开口加工工序来实施继续的开口加工工序。
图8为预备开口加工工序使用的预备开口模具410的形状的立体图。如同一图中所示，预备开口模具410由每个均具有半圆形加工面418的一对拼合模具411、412形成。当这些拼合模具411、412由具有加工面418的侧方端面相对面并接触时，形成相对水平面45°倾斜的环状加工面418。而且，加工面418的正下方形成与加工面418邻接的支撑面416。另外，一对支撑面416包围形成的圆内径与图7所示工件99的直立部14的外径相等。
图9是示出与所述预备开口模具410组合使用的预备开口冲头420的形状的立体图。如同一图中所示，预备开口冲头420具有整体圆形的水平截面形状，并且具备圆筒状的直杆部422和在直杆部422前端形成的比直杆部422小直径的插入部424。在插入部424形成侧的直杆部422的端部上形成相当两者直径差的台阶。该台阶相对于直杆部422的侧面倾斜45°，成为用于后述预备开口加工的加工面423。另一方面，插入部424的前端周缘部上也形成倾斜面，其为插入部424圆滑地插入直立部14内侧而形成的倒角部425。即，插入部424的外径等于在工件99上形成的直立部14的内径。
图10是开口支撑件430形状的立体图，表示当使用图8和图9所示预备开口模具410和预备开口冲头420实施预备开口加工时，所述开口支撑件430用于防止金属板20产生不想要的变形。如同一图中所示，开口支撑件430具有立方体的金属块432、在金属块432中央形成的陷入部439。陷入部439的内径等于预备开口冲头420的插入部424的外径。
图11是说明安装了图8至图10所示预备开口模具410、预备开口冲头420和开口支撑件430的成形装置120的操作的截面图。如同一图中所示，工件99的直立部14朝下，并且工件99配置在开口支撑件430的下面。此时，调整工件99的水平方向的位置，以便开口支撑件430的陷入部439与直立部14的内部连接。从而金属板20的直立部14以外的区域紧靠开口支撑件430，从而在图中的上方没有变形。
而且，成形装置120中形成预备开口模具410的拼合模具411、412相互对向地配置在直立部14的侧方。进一步，预备开口冲头420从直立部14的下方与开口支撑件430对向地进行配置。此时，预备开口冲头420的插入部424与开口支撑件430的陷入部439相互设置在同一轴上。
图12示出了在图11所示成形装置120中一对拼合模具411、412相互接近并相互接触的同时由直立部14接触该支撑面416的状态。藉此，直立部14由支撑面416接触的部分防止向外侧变形。但是，该阶段还没有实施预备开口加工，工件99未产生变形。
图13是示出成形装置120从如图12所示状态升高预备开口冲头420从而实施预备开口加工的状态的截面图。如同一图中所示，直立部14的与金属板20相对的根部附近夹持在预备开口模具410的支撑面416和预备开口冲头420的插入部424的侧面中，并保持直立。与此相对，直立部14的前端附近，经由预备开口冲头420的加工面423推压预备开口模具410的加工面418，朝向外侧进行开口直到相对于直立部14成为45°角度为止，得到凸缘部17。另外，正如已述，直立部14的前端附近以外的部分夹持在开口支撑件430和预备开口模具410中。从而，即使由所述预备开口加工添加外力，直立部14的前端以外的部分也完全没有变形。
图14是示出由所述预备开口加工成形的工件99的外形的立体图。如同一图中所示，直立部14的前端附近扩张，最终形成作为凸缘部17的部分。
图15是相对工件99在随后工序中使用的精整开口模具510的形状的立体图。如同一图中所示，精整开口模具510由每个均具有半圆形的支撑面516的一对拼合模具511、512形成。这些拼合模具511、512将具有支撑面516的侧方端面相对并结合时，与小支撑面516邻接的上面的一部分区域成为加工面518。支撑面516的内径大致等于工件99的直立部14的外径。
图16是示出与所述精整开口加工模具510组合使用的精整开口冲头520的形状的立体图。如同一图中所示，精整开口冲头520整体具有圆形水平截面形状，具备圆柱状的直杆部522和在直杆部522前端形成的比直杆部522小直径的插入部524。在插入部524形成侧的直杆部522的端面上形成相当两者直径差的台阶。该台阶成为用于后述预备开口加工的加工面523。另一方面，插入部524的前端周缘部上也形成倾斜面，其为插入部524圆滑地插入直立部14内侧而形成的倒角部525。即，插入部524的外径等于直立部14的内径。
图17是说明安装图10、图15和图16所示精整开口模具510、精整开口冲头520以及图10所示开口支撑件430的成形装置130的操作的截面图。如同一图中所示，工件99的直立部14朝下，并且工件99配置在开口支撑件430的下面。此时，开口支撑件430的陷入部439与直立部14连接。而且，在直立部14以外的部分，工件99紧靠开口支撑件430。从而，即使进行后述的精整开口加工，工件99也朝向图中的上方没有变形。
而且，成形装置130中形成精整开口模具510的拼合模具511、512相互对向地配置在直立部14的侧方。进一步地，精整开口冲头520从直立部14的下方与开口支撑件430对向地进行配置。此时，精整开口冲头520的插入部524与开口支撑件430的陷入部439相互设置在同一轴上。
图18示出了在图17所示成形装置130中一对拼合模具511、512相互接近并由直立部14接触该支撑面516的同时，拼合模具511、512自身也相互接触的状态。此时，拼合模具511、512的支撑面516从侧方紧靠直立部14的直立的部分。该阶段相对工件99未产生变形，还没有实施精整开口加工。
图19是示出成形装置130从如图18所示状态升高精整开口冲头520从而实施精整开口加工的状态的截面图。如同一图中所示，直立部14的根部附近夹持在精整开口模具510的支撑面516和精整开口冲头520的插入部524的侧面中，并相对金属板20的表面保持直立。与此相对，直立部14的前端附近，经由精整开口冲头520的加工面523推压精整开口模具510的加工面518，朝向直立部14的外侧进行张开，直到相对于直立部14成为直角为止。另外，正如已述的，工件99的直立部14的前端附近以外的部分夹持在开口支撑件430和精整开口模具510中。从而，即使由所述精整开口加工添加外力，直立部14的前端以外的部分也完全没有变形。
图20为示出由所述精整开口加工成形的工件99的外形的立体图。如同一图中所示，相对金属板20的根部附近在直立部14形成圆筒15后残留，并且形成作为轴孔的冲孔12。另一方面，直立部14的前端附近形成与金属板20的表面平行的凸缘部17。
所述加工的工件99在直立部14的内侧形成具有比金属板20的厚度大的长度的冲孔12。从而，当其它部件插过该孔时良好地进行支撑。而且，由于形成冲孔12的直立部14的外侧也为圆筒形，因此能够在其上安装C夹具、E夹具等其它部件。进一步，由于形成凸缘部17，在直立部14的外侧安装的部件也不会脱落。更进一步，在相对其它部件安装工件99的情况下，也能够将凸缘部17作为锚定件(anchor)使用。
另外，所述实施方式在图4到图7所示立起加工工序之前实施对工件99形成下孔的冲压加工。然而，如果材料的加工性、厚度等十分大的话，也可以省略该工序。
而且，在所述实施形中，虽然将形成凸缘部17的开口加工分为预备开口加工工序和精整开口加工工序来实施，但是也能够省略预备开口加工工序并且由一次开口加工工序形成凸缘。
以上，虽然使用实施本发明的实施方式进行了说明，但本发明的范围不限定于所述实施方式记载的范围。本领域技术人员可以明白对所述实施方式添加多种变化或改进得到的方案。从专利请求范围的记载可以明白添加了该种变化或改进的实施方式也包含在本发明的范围内。
权利要求
1.一种轴孔形成方法，其为通过冲压加工金属板，在所述金属板形成前端具有凸缘的轴孔的轴孔形成方法，包括使用钻孔冲头和钻孔模具，将相对于所述金属板的表面直立的圆筒状的圆筒部成形的立起加工工序；使用开口冲头和开口模具，使所述圆筒部的前端附近相对于所述圆筒部的中心轴放射状地开口的开口加工工序，形成相对于所述表面直立的直立部和从所述直立部前端放射状延伸的凸缘部。
2.如权利要求1所述的轴孔形成方法，其中，包括在所述立起加工工序之前，在包含所述钻孔冲头的接触部位的所述金属板的表面的区域形成圆形下孔的下孔形成工序。
3.如权利要求1所述的轴孔形成方法，其中，所述开口加工工序还包括将所述直立部的前端部扩张到不满90°的中间角度的预备开口加工工序、将所述前端部开口到90°并作为凸缘部的精整开口加工工序。
4.如权利要求1所述的轴孔形成方法，其中，在所述开口加工工序中，所述开口模具的一部分从侧方接触，以防止所述直立部的变形。
5.如权利要求1所述的轴孔形成方法，其中，在所述开口加工工序中，使开口支撑件从所述金属板的相对于所述圆筒部的背面与所述金属板接触，以防止所述金属板的变形。
6.如权利要求1所述的轴孔形成方法，其中，所述金属板的表面和所述凸缘部的间隔大致与在所述直立部安装的C环的厚度相等。
7.一种轴孔制品，其通过冲压加工方法加工金属板而形成，所述冲压加工方法包括使用钻孔冲头和钻孔模具，将相对于所述金属板的表面直立的圆筒状的圆筒部成形的立起加工工序；使用开口冲头和开口模具，使所述圆筒部的前端附近相对于所述圆筒部的中心轴放射状地开口的开口加工工序，所述轴孔制品具有相对于所述金属板的表面直立的直立部和从所述直立部前端放射状延伸的凸缘部。
全文摘要
一种在金属板上直接形成带有凸缘的轴孔的方法，通过冲压加工金属板(20)，形成前端具有凸缘(17)的轴孔的轴孔形成方法，包括使用钻孔冲头(320)和钻孔模具(310)，使相对金属板(20)的表面直立的直立部(14)成形的立起加工工序；使用开口冲头和开口模具，使直立部(14)的前端附近相对于圆筒部的中心轴放射状地开口的开口加工工序，形成相对表面直立的直立部(14)和从直立部前端放射状延伸的凸缘部(17)。
文档编号B21D28/26GK101032729SQ20061013093
公开日2007年9月12日 申请日期2006年12月28日 优先权日2005年12月28日
发明者织田至孝 申请人:精工爱普生株式会社