本發(fā)明涉及制造成形材料的成形材料制造方法以及該成形材料，其中，該成形材料具有筒狀的軀干部和形成于該軀干部的端部的凸緣部。

背景技術(shù)：

例如，如下述的非專利文獻(xiàn)1等所示，通過進(jìn)行拉深加工，而進(jìn)行成形材料的制造，該成形材料具有筒狀的軀干部和形成于該軀干部的端部的凸緣部。由于在拉深加工中通過拉長原材料金屬板而形成軀干部，所以軀干部的板厚變得比原材料板厚更薄。另一方面，由于金屬板的相當(dāng)于凸緣部的區(qū)域隨著軀干部的形成而整體收縮，所以凸緣部的板厚變得比原材料板厚更厚。

例如作為下述的專利文獻(xiàn)1等中所示的電機(jī)殼體，有時會使用如上所述的成形材料。在這種情況下，軀干部作為防止向電機(jī)殼體外漏磁的屏蔽材料的性能受到期待。此外，根據(jù)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，軀干部作為定子的后磁軛的性能也受到期待。作為屏蔽材料或后磁軛的性能，軀干部越厚越好。因此，如上所述，在通過拉深加工制造成形材料時，考慮到因拉深加工而產(chǎn)生的板厚的減少量，要選定比軀干部的所需板厚更厚的原材料金屬板。另一方面，凸緣部多用于將電機(jī)殼體安裝到安裝對象上。因此，期待凸緣部具有一定的強(qiáng)度。

而且，在將成形材料安裝于底盤、控制板等對象構(gòu)件時，有時追求成形材料與對象構(gòu)件之間有良好的密接性(氣密性)。在這種情況下，對于成形材料的凸緣部，期待凸緣部的板厚均勻、具有高精度的平坦度。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-51765號公報

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：村川正夫、另外三人著“塑性加工的基礎(chǔ)”，初版，產(chǎn)業(yè)圖書株式會社，1990年1月16日，P.104～107

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

在如上所述的現(xiàn)有的成形材料制造方法中，由于通過進(jìn)行拉深加工來制造具有筒狀的軀干部和形成于該軀干部的端部的凸緣部的成形材料，所以凸緣部的板厚變得比原材料板厚更厚。因此，有時會超出滿足凸緣部的期望性能的板厚，使得凸緣部變得過厚。這意味著成形材料會變得過重，對于追求電機(jī)殼體等的輕量化的適用對象來說是無法忽視的。

此外，為了使凸緣部的板厚變得均勻，或者為了使凸緣部的平坦度為高精度，可以考慮通過沖壓加工來按壓凸緣部，從而進(jìn)行薄壁化。但是，通過現(xiàn)有的成形材料制造方法制造出的成形材料的凸緣部的板厚隨著朝向外周部而逐漸變厚，因此靠近板厚較厚的外周部一側(cè)優(yōu)先被薄壁化，難以使凸緣部整體的板厚均勻。此外，對于像這樣通過沖壓加工而使凸緣部薄壁化而言，需要大輸出的沖壓機(jī)，因此會受到所使用的沖壓機(jī)的制約。

本發(fā)明是為了解決上述的問題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種既能避免凸緣部變得過厚，并能實現(xiàn)成形材料的輕量化、原材料金屬板的縮小化，還能得到凸緣部的板厚均勻化、高精度的平坦度的成形材料制造方法以及該成形材料。

用于解決問題的方案

本發(fā)明的成形材料制造方法通過對原材料金屬板進(jìn)行至少三次成形加工，制造具有筒狀的軀干部和形成于該軀干部的端部的凸緣部的成形材料，在至少三次成形加工中，包括至少一次拔長加工、在該拔長加工之后進(jìn)行的至少一次拉深加工、以及在該拉深加工之后進(jìn)行的至少一次壓印加工，拔長加工使用包括具有壓凹孔的凹模和凸模的金屬模來進(jìn)行，通過使凸模的后端側(cè)的寬度比前端側(cè)的寬度寬，使得凸模壓入凹模的壓凹孔的狀態(tài)下，與前端側(cè)相比，后端側(cè)處的凹模與凸模之間的間隙窄，通過在拔長加工中將凸模與原材料金屬板一同壓入壓凹孔，對原材料金屬板的相當(dāng)于凸緣部的區(qū)域進(jìn)行減薄拉深加工，壓印加工將通過拉深加工而形成的凸緣部夾入壓模與承模之間進(jìn)行壓縮。

此外，本發(fā)明的成形材料通過對原材料金屬板進(jìn)行至少三次成形加工而制得，該成形材料具有筒狀的軀干部和形成于該軀干部的端部的凸緣部，該成形材料在至少三次成形加工中，進(jìn)行至少一次拔長加工、在該拔長加工之后進(jìn)行的至少一次拉深加工、以及在該拉深加工之后進(jìn)行的至少一次壓印加工而制成，在拔長加工中對原材料金屬板的相當(dāng)于凸緣部的區(qū)域進(jìn)行減薄拉深加工，并且在壓印加工中使凸緣部被壓縮于壓模與承模之間，由此使得凸緣部的板厚比軀干部的周壁的板厚薄。

此外，本發(fā)明的成形材料通過對原材料金屬板進(jìn)行至少三次成形加工而制得，該成形材料具有筒狀的軀干部和形成于該軀干部的端部的凸緣部，該成形材料在至少三次成形加工中，進(jìn)行至少一次拔長加工、在該拔長加工之后進(jìn)行的至少一次拉深加工、以及在該拉深加工之后進(jìn)行的至少一次壓印加工而制成，在拔長加工中對原材料金屬板的相當(dāng)于凸緣部的區(qū)域進(jìn)行減薄拉深加工，并且在壓印加工中使凸緣部被壓縮于壓模與承模之間，由此使得凸緣部的板厚比原材料金屬板的板厚薄。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的成形材料制造方法以及該成形材料，由于通過在拔長加工中將凸模與原材料金屬板一同壓入壓凹孔，從而對原材料金屬板的相當(dāng)于凸緣部的區(qū)域進(jìn)行減薄拉深加工，并且進(jìn)行將凸緣部夾入壓模與承模之間進(jìn)行壓縮的壓印加工，因此能避免凸緣部變得過厚，能使成形材料輕量化，并且能得到凸緣部的板厚均勻化、高精度的平坦度。此外，由于通過進(jìn)行減薄拉深加工而使凸緣部的板厚變薄，因此能大幅降低壓印加工所需要的沖壓能力，能期待以比現(xiàn)有的沖壓機(jī)更小輸出的沖壓機(jī)進(jìn)行加工。本方案對追求電機(jī)殼體等的輕量化的適用對象而言尤其有用。

附圖說明

圖1是表示通過基于本發(fā)明的實施方式1的成形材料制造方法制造的成形材料的立體圖。

圖2是沿著圖1的II-II線的剖面圖。

圖3是表示制造圖1的成形材料的成形材料制造方法的說明圖。

圖4是表示圖3的拔長加工中使用的金屬模的說明。

圖5是表示基于圖4的金屬模的拔長加工的說明圖。

圖6是更詳細(xì)地表示圖4的凸模的說明圖。

圖7是表示圖3的第一拉深加工中使用的金屬模的說明圖。

圖8是表示基于圖7的金屬模的第一拉深加工的說明圖。

圖9是表示圖3的壓印加工中使用的金屬模的說明圖。

圖10是表示改變了減薄拉深率的情況下第一中間體的板厚的差異的圖表。

圖11是表示圖10的板厚測定位置的說明圖。

圖12是表示由圖10的各個第一中間體制成的成形材料的板厚的圖表。

圖13是表示圖12的板厚測定位置的說明圖。

具體實施方式

以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。

實施方式1

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的成形材料制造方法而制造的成形材料1的立體圖。如圖1所示，通過本實施方式的成形材料制造方法制造的成形材料1具有軀干部10和凸緣部11。軀干部10是具有頂壁100、以及從頂壁100的外緣延伸出來的周壁101的筒狀的部分。頂壁100根據(jù)使用成形材料1的朝向有時也稱為底壁等的其它稱呼。雖然圖1中示出了軀干部10具有剖面正圓形，但軀干部10例如也可以設(shè)計成剖面橢圓形或方筒形等其它的形狀。還能對頂壁100進(jìn)一步施加加工，形成例如從頂壁100進(jìn)一步凸出的凸起部等。凸緣部11為形成于軀干部10的端部(周壁101的端部)的板部。

接著，圖2為沿著圖1的II-II線的剖面圖。如圖2所示，凸緣部11的板厚t₁₁設(shè)計成比軀干部10的周壁101的板厚t₁₀₁薄。這是由于如下面詳細(xì)說明的那樣，會對原材料金屬板2(參照圖3)的相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域進(jìn)行減薄拉深加工。需要說明的是，凸緣部11的板厚t₁₁是指從周壁101與凸緣部11之間的下側(cè)臺肩部Rd的下端到凸緣部11的外端之間的凸緣部11的板厚的平均值。同樣，周壁101的板厚t₁₀₁是指從下側(cè)臺肩部Rd的上端到上側(cè)臺肩部Rp的下端之間的周壁101的板厚的平均值。

接著，圖3是表示制造圖1的成形材料1的成形材料制造方法的說明圖。本發(fā)明的成形材料制造方法通過對平板狀的原材料金屬板2進(jìn)行至少三次成形加工來制造成形材料1。在至少三次成形加工中，包括至少一次拔長加工、在該拔長加工之后進(jìn)行的至少一次拉深加工、和在拉深加工之后進(jìn)行的至少一次壓印加工。本實施方式的成形材料制造方法通過一次拔長加工、三次拉深加工(第一～第三拉深加工)和一次壓印加工來制造成形材料1。作為原材料金屬板2能使用冷軋鋼板、不銹鋼鋼板、以及電鍍鋼板等各種金屬板。

接著，圖4是表示圖3的拔長加工中使用的金屬模3的說明圖，圖5是表示基于圖4的金屬模3的拔長加工的說明圖。如圖4所示，拔長加工中使用的金屬模3包括凹模30、凸模31以及緩沖墊32。在凹模30中設(shè)置有一同壓入凸模31和原材料金屬板2的壓凹孔30a。緩沖墊32以與凹模30的外端面對置的方式配置于凸模31的外周位置。如圖5所示，在拔長加工中，原材料金屬板2的外緣部沒有被凹模30以及緩沖墊32完全限制，原材料金屬板2的外緣部拔長至脫離凹模30和緩沖墊片32的限制的位置。也可以將整個原材料金屬板2與凸模31一同壓入壓凹孔30a進(jìn)行拔長。

接著，圖6是更詳細(xì)地表示圖4的凸模31的說明圖。如圖6所示，拔長加工中使用的凸模31的后端側(cè)311的寬度w₃₁₁設(shè)計成比凸模31的前端側(cè)310的寬度w₃₁₀寬。另一方面，使壓凹孔30a的寬度沿著凸模31插入壓凹孔30a的方向?qū)嶋H均勻。換句話說，凹模30的內(nèi)壁實際上與凸模31的插入方向平行地延伸。

即，如圖6所示，在凸模31壓入壓凹孔30a的狀態(tài)下，比起凸模31的前端側(cè)310，凸模31的后端側(cè)311處的凹模30與凸模31之間的間隙c_30-31窄。凸模31的后端側(cè)311處的間隙c_30-31設(shè)定為比進(jìn)行拔長加工之前的原材料金屬板2的板厚還窄。由此，通過在拔長加工中將凸模31與原材料金屬板2一同壓入壓凹孔30a，從而對原材料金屬板2的外緣部即相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域進(jìn)行減薄拉深加工。通過減薄拉深加工，減少相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域的板厚(降低壁厚)。

需要說明的是，在凸模31的前端側(cè)310與后端側(cè)311之間，設(shè)置有由凸模31的寬度連續(xù)變化的傾斜面構(gòu)成的寬度變化部31a。寬度變化部31a配置成在拔長加工中將凸模31與原材料金屬板2一同壓入壓凹孔30a時，在寬度變化部31a與凹模30的內(nèi)壁之間，與原材料金屬板2的相當(dāng)于下側(cè)臺肩部Rd(參照圖2)的區(qū)域相接觸。

接著，圖7是表示圖3的第一拉深加工中使用的金屬模4的說明圖，圖8是表示基于圖7的金屬模4的第一拉深加工的說明圖。如圖7所示，第一拉深加工中使用的金屬模4包括凹模40、凸模41以及拉深隔離片42。在凹模40中，設(shè)置有供通過上述的拔長加工而形成的第一中間體20連同凸模41一并壓入的壓凹孔40a。拉深隔離片42以與凹模40的外端面對置的方式配置于凸模41的外周位置。如圖8所示，在第一拉深加工中，對第一中間體20的相當(dāng)于軀干部10的區(qū)域進(jìn)行拉深加工，并且由凹模40以及拉深隔離片42限制第一中間體20的外緣部，從而形成凸緣部11。需要說明的是，隔離片42的目的是用于防止產(chǎn)生拉深褶皺，在不產(chǎn)生褶皺的情況下也可以省略。

雖未做圖示，但圖3的第二以及第三拉深加工能用公知的金屬模來實施。在第二拉深加工中，進(jìn)一步對通過第一拉深加工而形成的第二中間體21(參照圖3)的相當(dāng)于軀干部10的區(qū)域進(jìn)行拉深加工。第三拉深加工相當(dāng)于精加工工序，對通過第二拉深加工而形成的第三中間體22(參照圖3)的相當(dāng)于軀干部10的區(qū)域進(jìn)行減薄拉深加工。

在第一～第三拉深加工中，在相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域產(chǎn)生收縮，在該區(qū)域產(chǎn)生增厚。但是，通過在拔長加工中預(yù)先充分減少相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域的板厚，能在最終的成形材料1中，使凸緣部11的板厚t₁₁比軀干部10的周壁101的板厚t₁₀₁薄。拔長加工中，相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域的板厚的減少量能通過變更拔長加工中使用的金屬模3的凸模31的后端側(cè)311處的間隙c_30-31而適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。

圖9是表示圖3所示的凸緣部的壓印加工中使用的金屬模的說明圖。需要說明的是，在圖9中，隔著中央的點劃線示出了壓印加工的前后的狀態(tài)。如圖9所示，金屬模含有用于壓印的壓模50(上模)和承受該壓模50的承模51(下模)。壓模50設(shè)有與最終制品的凸緣形狀對應(yīng)的臺階。通過拉深加工而形成的第四中間體23的凸緣部11被夾入壓模50與承模51之間接受按壓，由此，作為制品所需的凸緣區(qū)域被壓縮，被薄壁化。需要說明的是，凸緣部11中未通過壓印加工被壓縮的部分在壓印加工之后被切料。

凸緣部11為通過拉深加工而形成自原材料金屬板2的外緣部的部位。由于通過本發(fā)明的成形材料制造方法而制造出的中間體20～22在對原材料金屬板2進(jìn)行拔長加工時，相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域就通過減薄拉伸加工而減少了板厚，因此通過本發(fā)明的成形體制造方法制造出的成形體1的凸緣部11比通常的成形體的凸緣部的板厚薄。因此，即使使用與現(xiàn)有的沖壓機(jī)相比輸出小的沖壓機(jī)，也能進(jìn)行壓印加工。需要說明的是，壓印加工是指，將從幾噸到根據(jù)情況為超過100噸的高壓施加于被加工材料的壓縮加工。一般來說，有時也通過壓印加工而在被加工材料上附加圖案，但本實施方式的壓印加工可以不在凸緣部11上附加圖案。

接著，列舉實施例。本發(fā)明人以對普通鋼的冷軋鋼板實施了Zn-Al-Mg電鍍的厚度1.8mm、直徑116mm的圓形板為原材料金屬板2，在以下的加工條件下進(jìn)行了拔長加工。在此，使用了在鋼板的兩面實施了Zn-Al-Mg合金電鍍，并且電鍍的附著量為每一面90g/m²的鋼板。

·相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域的減薄拉深率：-20～60％

·金屬模3的曲率半徑：6mm

·壓凹孔30a的直徑：70mm

·凸模31的前端側(cè)310的直徑：65.7mm

·凸模31的后端側(cè)311的直徑：65.7～68.6mm

·寬度變化部31a的形狀：傾斜面

·寬度變化部31a的位置：相當(dāng)于下側(cè)臺肩部Rd的區(qū)域

·壓印加工：無、有(500kN)

·沖壓油：TN-20

(減薄拉深率的評價)

在減薄拉深率為30％以下的情況(凸模31的后端側(cè)311的直徑為67.5mm以下的情況)下，毫無問題地進(jìn)行了加工。另一方面，減薄拉深率大于30％且為50％以下的情況(凸模31的后端側(cè)311的直徑大于67.5mm且為68.2mm以下的情況)下，發(fā)現(xiàn)與凹模30的滑動部有輕微劃痕。此外，在減薄拉深率超過50％的情況(凸模31的后端側(cè)311的直徑大于67.9mm的情況)下，產(chǎn)生了與凹模30的內(nèi)壁的粘連、裂紋。由此可知，拔長加工中，相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域的減薄拉深率優(yōu)選為50％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為30％以下。需要說明的是，減薄拉深率定義為{(減薄拉深加工前的板厚-減薄拉深加工后的板厚)/減薄拉深加工前的板厚}×100。此處，作為減薄拉深加工前的板厚，能使用原材料金屬板的板厚的值。

接著，圖10是表示改變了減薄拉深率的情況下第一中間體20的板厚的差異的圖表。此外，圖11是表示圖10的板厚測定位置的說明圖。在圖10中示出了進(jìn)行了減薄拉深率-20％的拔長加工的情況下的第一中間體20的板厚(試驗體A、比較例)和進(jìn)行了減薄拉深率30％的拔長加工的情況下的第一中間體20的板厚(試驗體B)。如圖10所示，在進(jìn)行了減薄拉深率30％的拔長加工的情況下(試驗體B)，相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域(測定位置50～70)的板厚變得比原材料金屬板2的板厚(1.8mm)更薄。另一方面，在減薄拉深率-20％的拔長加工的情況下(試驗體A)，相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域(測定位置50～70)的板厚變得比原材料金屬板2的板厚(1.8mm)更厚。

接著，圖12是表示由圖10的各個第一中間體20(試驗體A和試驗體B)制造出的成形材料1的板厚的圖表，圖13是表示圖12的板厚測定位置的說明圖。

對于圖12的試驗體A(比較例)，對進(jìn)行了不伴隨減薄拉伸的拔長加工的第一中間體20(圖10的試驗體A)進(jìn)行了拉深加工，并且未對凸緣部11進(jìn)行壓印加工。

對于圖12的試驗體B1(比較例)，對進(jìn)行了伴隨減薄拉伸的拔長加工的第一中間體20(圖10的試驗體B)進(jìn)行了拉深加工，并且未對凸緣部11進(jìn)行壓印加工。

對于圖12的試驗體B2(發(fā)明例)，對進(jìn)行了伴隨減薄拉伸的拔長加工的第一中間體20(圖10的試驗體B)進(jìn)行了拉深加工，并且對凸緣部11進(jìn)行了壓印加工。

如圖12所示，第一中間體20的階段的板厚的差異也原封不動地表現(xiàn)在成形材料1上。即，試驗體A(比較例)在最終的成形材料1中，凸緣部11的板厚比成形材料的軀干部的板厚更大。

試驗體B1(比較例)在最終的成形材料1中使凸緣部11的厚度薄。但是，凸緣部11的板厚并不均勻。

另一方面，可知試驗體B2(發(fā)明例)的凸緣部11的板厚是均勻的。

需要說明的是，在使進(jìn)行了伴隨減薄拉深的拔長加工的成形材料1(試驗體B1或試驗體B2)和未進(jìn)行伴隨減薄拉深的拔長加工的成形材料1(試驗體A)為同尺寸的情況下，試驗體B1或B2的重量比試驗體A的重量輕10％左右。

需要說明的是，當(dāng)進(jìn)行伴隨減薄拉深的拔長加工時，原材料金屬板2的相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域被拉長。對于使進(jìn)行了伴隨減薄拉深的拔長加工的成形材料1(發(fā)明例)和未進(jìn)行伴隨減薄拉深的拔長加工的成形材料1(比較例)為同尺寸的處理，可以預(yù)先考慮到相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域被拉長的量而使用小的原材料金屬板2，或者將凸緣部11的多余部分切料。

這樣的成形材料制造方法以及該成形材料1由于通過在拔長加工中將凸模31與原材料金屬板2一同壓入壓凹孔30a中，從而對原材料金屬板2的相當(dāng)于凸緣部11的區(qū)域進(jìn)行減薄拉深加工，所以能避免凸緣部11變得過厚，能使成形材料1輕量化。而且，在拉深加工后對凸緣部11進(jìn)行壓印加工，由此能得到高精度的薄壁板厚以及平坦度的凸緣部。本方案對于追求電機(jī)殼體等的成形材料的輕量化、原材料金屬板的縮小化、高精度的薄壁凸緣部的適用對象而言尤其有用。

此外，由于拔長加工中的減薄拉深加工的減薄拉深率為50％以下，所以能避免粘連、裂紋的產(chǎn)生。

需要說明的是，雖然在實施方式中以只進(jìn)行一次拔長加工為例進(jìn)行了說明，但也可以在拉深加工之前進(jìn)行二次以上拔長加工。通過進(jìn)行多次拔長加工，能更可靠地使凸緣部11變薄。多次拔長加工在原材料金屬板2較厚的情況下尤其有效。需要說明的是，即使在進(jìn)行多次拔長加工的情況下，也優(yōu)選使各次的減薄拉深率為50％以下，以避免粘連等。此外，通過使減薄拉深率為30％以下，還能避免劃痕的產(chǎn)生。

此外，在實施方式中以進(jìn)行三次拉深加工為例進(jìn)行了說明，但拉深加工的次數(shù)也可以根據(jù)成形材料1的大小、所需的尺寸精度而適當(dāng)?shù)刈兏?/p>