專利名稱：薄板圓孔翻邊加工方法以及薄板內螺紋形成方法
技術領域：
本發明涉及通過圓孔翻邊加工在薄板中形成圓柱形升起部分的薄板圓孔翻邊加工(burring process)方法以及在升起部分的內壁表面上形成內螺紋的薄板內螺紋形成方法。
背景技術：
眾所周知在工件的螺紋連接部分上進行圓孔翻邊加工從而在螺紋連接部分中形成從工件的表面向外突的環形部分，并在通過螺釘將部件等固定在金屬板之類的工件上或者將工件固定在一定結構等上的時候在環形部分的內壁表面中形成內螺紋。按照傳統的技術，例如JP H08-257646A中所描述的，通過在執行圓孔翻邊加工之前的沖孔加工，在工件的目標部分預先形成圓形通孔，并且從工件的表面升起的環形部分是通過在通孔周圍執行圓孔翻邊加工從而使通孔周圍的壁擴張形成的。按照傳統的技術，例如JP 2004-223585A中也提出，通過對目標部分進行拉伸加工，工件的目標部分被塑造成凸形，通過沖孔加工在凸形的中央形成通孔，然后圓孔翻邊加工被執行。然而，在JP H08-257646A中螺紋連接部分強度差是一個問題。也就是說，近年來，已經有降低平板型金屬工件的厚度的需要從而通過縮減材料的使用量使生產成本降低。如果工件的厚度降低，那么環形部分的突出量就減小。如果突出量減小，螺紋連接部分的長度縮短，使得不能通過期望的緊固扭矩進行螺釘連接。在生產線中緊固扭矩可以在螺紋連接操作中被增大。然而，如果在螺紋連接部分的長度較短的狀態下緊固扭矩被增大，那么很容易發生螺釘損壞。JP 2004-223583A中所述的傳統的技術不經濟，因為厚的凸狀部分的獲得是僅通過利用拉伸加工形成凸狀部分，在厚的凸狀部分中的通孔的形成是通過沖孔加工，且沖孔后的圓的平板型部分被當做廢料處理掉。如果被當做廢料處理掉的部分留在工件中，它在圓孔翻邊加工中就變為環形部分的一部分，并促使環形部分的突出量增加。

發明內容
因此，本發明的一個目的是提供能夠通過圓孔翻邊加工增加環形部分的突出量的薄板圓孔翻邊加工方法，即使使用的是薄板工件，以及在升起部分的內壁表面上形成內螺紋薄板內螺紋形成方法。為了實現以上目的，本發明的一個實施例提供了一種薄板圓孔翻邊加工方法，包括:第一步驟，通過對平板型工件的目標部分進行壓潰加工從而在目標部分中形成比原始厚度更薄的薄的部分；第二步驟，通過沖孔加工在薄的部分中形成圓形通孔；以及第三步驟，通過結合在薄的部分中形成的通孔周圍的圓孔翻邊加工進行突出加工從而形成從工件表面升起的環形部分。本發明的一個實施例還提供了一種薄板內螺紋形成方法，包括:第一步驟，通過對平板型工件的目標位置進行壓潰加工從而在目標部分中形成比原始厚度更薄的薄的部分；第二步驟，通過沖孔加工在薄的部分中形成圓形通孔；第三步驟，通過結合在薄的部分中形成的通孔周圍的圓孔翻邊加工進行突出加工從而形成從工件表面升起的有環形部分；第四步驟，在環形部分的內壁表面中形成內螺紋。


包含的附圖有助于進一步理解本發明，且被合并并構成本說明書的一部分。附圖舉例說明了本發明的實施例并與說明書相結合，說明了本發明的原理。圖1是說明根據本發明的實施例1的薄板圓孔翻邊加工方法的視圖。圖2A是說明根據實施例1的薄板圓孔翻邊加工方法的視圖。圖2B是說明傳統的薄板圓孔翻邊加工方法的視圖。圖3A，3B是分別說明根據實施例1的薄板圓孔翻邊加工方法的一部分的視圖。圖3A是說明平板型成分的表面被塑造成凸形或者凹形處所在的區域的視圖，且圖3B是說明在由圓孔翻邊加工形成的環形部分的外徑內部的區域的視圖。圖4A、4B、4C是分別說明根據實施例1的薄板圓孔翻邊加工方法的一部分的視圖，圖4A是說明工件的下表面側被塑造成凸形從而形成厚的部分的狀態的視圖，圖4B是說明工件的上表面側被塑造成凸形從而形成厚的部分的狀態的視圖，以及圖4C是說明工件的上表面側和下表面側都被塑造成凸形從而形成厚的部分的狀態的視圖。圖5A、5B是分別說明傳統的實例的視圖。圖5A是說明由拉伸加工形成的薄的部分的狀態的視圖，且圖5B是說明通過圓孔翻邊加工在環形部分中形成的薄的部分的狀態的視圖。圖6A、6B是分別說明根據實施例1的薄板圓孔翻邊加工方法的一部分的視圖。圖6A是說明通過壓潰加工獲得的薄的區域的視圖且圖6B是說明圓形通孔通過沖孔加工被沖孔處所在的區域的視圖。圖7A、7B是分別說明實施例2的視圖。圖7A是說明內螺紋在環形部分的內壁表面中被形成的狀態的視圖且圖7B是說明工件通過螺釘與另一個部件固定的狀態的視圖。圖8是說明實施例2中的內螺紋的極限扭矩值的評估結果的視圖。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖描述本發明的實施例。[實施例][實施例1]圖1是說明根據實施例1的薄板圓孔翻邊加工方法的視圖。薄板圓孔翻邊加工方法包括通過對平板型工件的目標部分進行壓潰加工從而在目標部分中形成比原始厚度更薄的薄的部分的第一步驟，通過沖孔加工在薄的部分中形成圓形通孔的第二步驟，以及通過在薄的部分中形成的通孔周圍進行利用了圓孔翻邊加工的突出加工從而形成從工件的表面升起的環形部分的第三步驟。根據本實施例的薄板圓孔翻邊加工方法將被詳細地描述。根據本實施例的薄板圓孔翻邊加工方法，如圖1中所示，準備了平板型工件11，且這個工件11被放置在下模12上。在這種情況下，工件11上方具有上模13。下模12和上模13被用于壓潰加工。下模12包括具有窄深度的倒置的截頂錐凹形部分(invertedtruncated cone concave portion)12A且上模13包括向下突的倒置的截頂維(truncatedcone)突起 13A。通過使上模13下降，壓潰加工在工件11的目標部分上得以進行。倒置的截頂錐凹形部分IlA因此被形成在工件11的上表面上，且向下突的倒置的截頂錐凸形部分IlB因此被形成在工件11的下表面側上。凹形部分IlA的中心軸與凸形部分IlB的中心軸相一致。在本實施例中，倒置的截頂錐凹形部分IlA的底壁(凹形部分IlA的底面和凸形部分IlB的下表面之間的壁部分)通過壓潰加工被塑造得更薄，以便形成薄的部分11C，該薄的部分IlC的厚度比工件11的原始厚度tl更薄。薄的部分IlC的厚度是t2 (t2〈〈tl)。接下來，準備了用于沖孔加工的下模14和上模15，且經過壓潰之后的工件11被放置在下模14上。下模14包括凹形部分14A，其對應于用于壓潰加工的下模12的凹形部分12A。凹形部分14A的中央具有圓孔14B。上模15中具有向下突的有環形突出15A。工件11的薄的部分IlC被設置成適應下模14的孔14B和上模15的突起15A。然后，通過使上模15下降對工件11進行沖孔加工，并且在凹形部分IlA的底部中形成圓形通孔11D。在這種情況下，薄的部分IlC通過沖孔加工被切割，并且圓的平板型廢料11C’被產生出來。這個廢料11C’是被處理掉的。最后，準備了用于圓孔翻邊加工的下模16和上模17，且經過沖孔加工之后的工件11被放置在下模16上。下模16包括圓孔16A，該圓孔16A的尺寸是視工件11的凸形部分IlB的外徑而定的。工件11被安排為凸形部分IlB適合下模16的孔16A。上模17包括向下突的圓柱形突起17A。然后，通過使上模17下降，對工件11執行利用了圓孔翻邊加工的突出加工，以便增大工件11的凹形部分IlA的直徑，從而形成從工件11的表面升起的有環形部分11E。在圖中，環形部分IlE面朝下,但是通過顛倒地(upside down)進行圓孔翻邊加工,環形部分IlE變為從工件11的表面升起的形狀。圖2A是說明根據本實施例的薄板圓孔翻邊加工方法的視圖。圖2B是說明傳統的薄板圓孔翻邊加工方法的視圖。在本實施例的薄板圓孔翻邊加工方法中，如圖2A中所示，對工件11進行壓潰加工從而在凹形部分IlA的底部中形成薄的部分11C。在那之后，薄的部分IlC通過沖孔加工被沖孔。因此，本實施例的薄板圓孔翻邊加工方法具有減少當做廢料11C’被處理掉的材料的量的效果。另一方面，在傳統的薄板圓孔翻邊加工方法中，如圖2B中所示，對工件11進行沖孔加工而不進行壓潰加工等。也就是說，通過利用未顯示的模具(下模及上模)對工件11的目標部分直接進行沖孔加工以便在工件11中形成圓形通孔11F。由于這個原因，廢料11F’的厚度與工件11的原始厚度相等，因此，傳統的薄板圓孔翻邊加工方法是不經濟的，因為當做廢料HF’被處理掉的材料的量是較大的。此外，因為當做廢料11F’被處理掉的材料的量較大，所以當對工件11進行圓孔翻邊加工時，從工件11的表面向下突的環形部分IlG的高度較低。
在本實施例中，環形部分IlE的高度比傳統的環形部分IlG的高度高h(=hl_h2)，其中，在本實施例中環形部分IlE的高度為hi且傳統的環形部分IlG的高度為h2 (〈hi)。圖3A、3B分別是說明根據本實施例的薄板圓孔翻邊加工方法的一部分的視圖。圖3A是說明工件11的表面被塑造成凸形或者凹形處所在的區域的視圖。圖3B是說明由圓孔翻邊加工形成的環形部分的外徑內部的區域的視圖。圖3A說明經過壓潰加工之后的工件11。在圖3A中，SI說明工件11的表面被形成為凹形或者凸形處所在的區域。也就是說，當對工件11進行壓潰加工時，通過工件11的被壓潰的材料的流動(flow)，倒置的截頂錐凹形部分IlA在工件11的上表面側上被形成并且倒置的截頂錐凸形部分IlB在工件11的下表面側上被形成。在這種情況下，SI是Pl和Pl之間的區域，這里凸形部分IlB的最大直徑被定位。這個區域SI包含了從下看工件11所看到的圓形形狀。圖3B說明經過圓孔翻邊加工之后的工件11。在圖3B中，S2說明了由圓孔翻邊加工形成的環形部分IlE的外徑內部的區域。在本實施例中，區域SI被預先設定為與區域S2相等或小于區域S2。也就是說，用于壓潰加工的下模12的凹形部分12A的最大直徑被設為等于或者小于用于圓孔翻邊加工的下模16的孔16A的內徑。借助這種構造，通過材料的流動并結合壓潰加工而將工件的表面11塑造成凹形和/或者凸形處所在的區域被縮小為小于，例如，由圓孔翻邊加工形成的有環形部分IlE的外徑內部的區域，以使得通過圓孔翻邊加工突出的環形部分IlE的材料被有效地利用；因此突出的高度可以進一步增加。圖4A、4B、4C是分別說明比工件11的原始厚度更厚的厚的部分在工件11的表面通過11的被壓潰的材料的流動被塑造成凹形和/或者凸形處所在的區域中被形成的實例的視圖。圖4A是說明在工件11的下表面側上的凸形的視圖。圖4B是說明在工件11的上表面側上的凸形的視圖。圖4C是說明在工件11的上表面側和下表面側上的凸形的視圖。在圖4A中，S3是位置P2和位置P3之間的區域，凸形部分IlB的最大直徑位于位置P2，凹形部分IlA的最大直徑位于位置P3。整個S3區域包含環形形狀。在圖4B中，與圖4A相類似，工件11的上表面側上具有凹形部分11A，且工件11的上表面側上具有凸形部分11H。在圖4B中，位置P4和位置P5之間具有區域S4，凸形部分IlH的最大直徑位于位置P4，凹形部分IlA的最大直徑位于位置P5。整個S4區域包含環形形狀。在圖4C中，工件11的上表面側上具有凸形部分IlJ和凹形部分11K，且工件11的下表面側上具有凸形部分IlL和凹形部分11M。在圖4C中，位置P6和位置P7之間以及位置P8和位置P9之間具有區域S5，凸形部分IlJ的最大直徑位于位置P6，凹形部分IlK的最大直徑位于位置P7，凸形部分IlL的最大直徑位于位置P8，且凹形部分IlM的最大直徑位于位置P9。整個S5區域包含環形形狀。圖5A、5B說明了傳統的實例。圖5A是說明由拉伸加工形成的薄的部分的視圖。圖5B是說明通過圓孔翻邊加工在環形部分中形成的薄的部分的視圖。如圖5A中所示，如果通過對工件11進行拉伸加工使得在工件11中形成向下突出的倒置的截頂錐凸形部分21，那么凸形部分21的傾斜壁21A的厚度近似相等于工件11在頂部的原始厚度tl，但是厚度朝向底部逐漸降低至比原始厚度tl更薄。如果在圖5A中所示的狀態下對工件11進行圓孔翻邊加工，通常來說環形部分22的厚度從底部朝著前端逐漸降低。如果環形部分22的厚度降低了，那么當工件11通過形成在環形部分22的內壁表面上的內螺紋被固定在另一個板等上時的緊固強度也降低了。在本實施例中，圖4A、4B、4C中所示的壓潰加工被預先在工件11上進行，以使環形部分從底部到環形部分的前端部分之前的部分包含期望的厚度，即使當進行圓孔翻邊加工時環形部分的前端部分包含薄的部分。然后，通過切割薄的前端部分，具有均勻厚度和高突出的環形部分HE可以被獲得。因此，當工件11通過利用在環形部分IlE的內壁表面中形成的內螺紋固定在另一個板上時，緊固強度可以被改善。圖6A、6B是分別說明根據本實施例的薄板圓孔翻邊加工方法的一部分的視圖。圖6A是說明通過壓潰加工獲得的薄的區域的視圖。圖6B是說明圓形通孔通過沖孔加工被沖孔所在的區域的視圖。通過壓潰加工，薄的部分IlC被形成在工件11的倒置的截頂錐凹形部分IlA的底部中。這個薄的部分Iic通過沖孔加工被沖孔，以使通孔IlD以及廢料11C’被形成。在本實施例中，薄的部分區域S6被設為等于或者小于由沖孔加工形成的通孔IlD的區域。借助這種構造，當做廢料11C’被除去的材料被減少，且在環形部分IlE中使用的由下一步驟的圓孔翻邊加工所加工的材料增加，以使突出的高度可以進一步增加。[實施例2]接下來，根據實施例2的薄板內螺紋形成方法將被描述。本實施例的薄板內螺紋形成方法包括:第一步驟，通過對工件的目標部分進行壓潰加工從而在目標部分中形成比原始厚度更薄的薄的部分，第二步驟，通過沖孔加工在薄的部分中形成圓形通孔，第三步驟，通過進行突出加工并結合在薄的部分中形成的通孔周圍的圓孔翻邊加工形成從工件的表面升起的環形部分，以及第四步驟，在環形部分的內壁表面中形成內螺紋。圖7A、7B是分別說明實施例2的視圖。圖7A是說明內螺紋在工件的環形部分的內壁表面中被形成所在的狀態的視圖。圖7B是說明工件通過螺釘被固定在另一個部件上所在的狀態的視圖。如圖7A中所示，內螺紋31被形成在由實施例1的薄板圓孔翻邊加工方法制造出的環形部分IlE的內壁表面上。然后，如圖7B中所示，準備了具有通孔32的板33，且外螺紋34被插入通孔32中，且外螺紋34的螺釘部分34A被固定在環形部分IlE的內螺紋31上。工件11可以因此牢固地固定在板33上。根據以上構造，具有高突出的環形部分IlE可以在薄板中被獲得，且通過將環形部分HE的內壁表面作為內螺紋使用，強的緊固扭矩限度內螺紋可以被實現。圖8是說明根據本實施例的.對內螺紋的極限扭矩值的評估結果的圖表。在圖8中，淡陰影說明內螺紋被形成在由傳統的薄板圓孔翻邊加工方法制造出的環形部分中的情況，且深陰影說明內螺紋被形成在由本實施例的薄板圓孔翻邊加工方法制造出的環形部分中的情況。更具體地說，測試目標成分#1、#2由傳統的薄板圓孔翻邊加工方法制造且測試目標成分#1、#2由本實施例的薄板圓孔翻邊加工方法制造。由本實施例的薄板圓孔翻邊加工方法制造出的測試目標成分#1、#2的尺寸和材料與由傳統的薄板圓孔翻邊加工方法制造
出的一樣。如圖8中所示，在.測試目標成分#1、#2兩個情況下，由本實施例的薄板圓孔翻邊加工方法制造出的內螺紋極限扭矩大于由傳統的薄板圓孔翻邊加工方法制造出的內螺紋極限扭矩，且本實施例的薄板內螺紋形成方法的效果可以被確定。根據在本發明的本實施例中所述的構造，經過第一步驟的壓潰加工得到的壓潰部分的厚度被縮小，并對壓潰部分進行第二步驟的沖孔加工，以使通過沖孔加工被沖孔的圓形廢料的量(體積)為非常小。也就是說，在技術中通常被處理掉的廢料的一部分通過圓孔翻邊加工被包含在環形部分中。因此，環形部分的突出量(升起部分的高度)可以增加。因此，當通過螺釘固定工件時，可以容易地獲得期望的緊固扭矩。根據本發明的實施例，可以提供一種即使在工件的厚度被降低時也能夠通過圓孔翻邊加工增加環形部分的突出量的薄板圓孔翻邊加工方法。此外，可以提供一種在環形部分的升起部分的內壁表面上形成內螺紋的薄板內螺紋形成方法。盡管如以上所描述的本發明的實施例，但本發明不局限于此。可以理解，在不超出本發明的范圍之內，本領域的技術人員可以對所述的實施例進行改進。
權利要求
1.一種薄板圓孔翻邊加工方法，其特征在于，包括: 第一步驟，通過對平板型工件的目標部分進行壓潰加工從而在目標部分中形成比原始厚度更薄的薄的部分； 第二步驟，通過沖孔加工在所述薄的部分中形成圓形通孔；以及 第三步驟，通過在所述薄的部分中形成的通孔周圍進行利用了圓孔翻邊加工的突出加工來形成從工件表面升起的環形部分。
2.如權利要求1所述的薄板圓孔翻邊加工方法，其特征在于，所述工件表面通過工件的被壓潰的材料的流動而被形成為凹形和/或者凸形處所在的區域被預先設為等于或者小于由所述圓孔翻邊加工形成的所述環形部分的外徑內部的區域。
3.如權利要求1或2所述的薄板圓孔翻邊加工方法，其特征在于，比所述工件的所述原始厚度更厚的厚的部分被形成在所述工件表面通過所述工件的被壓潰的材料的流動而被形成為凹形和/或者凸形處所在的區域中。
4.如權利要求1-3中任一項所述的薄板圓孔翻邊加工方法，其特征在于，由所述壓潰加工形成的所述薄的部分的區域被預先設為等于或者小于由所述沖孔加工形成的所述通孔的區域。
5.一種薄板內螺紋形成方法，其特征在于，包括: 第一步驟，通過對平板型工件的目標位置進行壓潰加工在目標部分中形成比原始厚度更薄的薄的部分； 第二步驟，通過沖孔加工在所述薄的部分中形成圓形通孔； 第三步驟，通過在所述薄的部分中形成的通孔周圍進行利用了圓孔翻邊加工的突出加工來形成從工件表面升起的環形部分； 第四步驟，在所述環形部分的內壁表面上形成內螺紋。
全文摘要
一種薄板圓孔翻邊加工方法以及薄板內螺紋形成方法。薄板圓孔翻邊加工方法包括第一步驟，通過對平板型工件的目標部分進行壓潰加工從而在目標部分中形成比原始厚度更薄的薄的部分，第二步驟，通過沖孔加工在薄的部分中形成圓形通孔，以及第三步驟，通過進行突出加工并結合在薄的部分中形成的通孔周圍的圓孔翻邊加工形成從工件表面升起的環形部分。
文檔編號B21D19/08GK103157712SQ20121055565
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者前田大樹, 栗原弘和 申請人:株式會社理光