薄板圆孔翻边加工方法以及薄板内螺纹形成方法

摘要

一种薄板圆孔翻边加工方法以及薄板内螺纹形成方法。薄板圆孔翻边加工方法包括：第一步骤，通过对平板型工件的目标部分进行压溃加工从而在目标部分中形成比原始厚度更薄的薄的部分，第二步骤，通过冲孔加工在薄的部分中形成圆形通孔，以及第三步骤，通过进行突出加工并结合在薄的部分中形成的通孔周围的圆孔翻边加工形成从工件表面升起的环形部分。

说明书

技术领域

本发明涉及通过圆孔翻边加工在薄板中形成圆柱形升起部分的薄板圆孔翻边加工 （burring process）方法以及在升起部分的内壁表面上形成内螺纹的薄板内螺纹形成方 法。

背景技术

众所周知在工件的螺纹连接部分上进行圆孔翻边加工从而在螺纹连接部分中形成从 工件的表面向外突的环形部分，并在通过螺钉将部件等固定在金属板之类的工件上或者将 工件固定在一定结构等上的时候在环形部分的内壁表面中形成内螺纹。

按照传统的技术，例如JP H08-257646A中所描述的，通过在执行圆孔翻边加工之前 的冲孔加工，在工件的目标部分预先形成圆形通孔，并且从工件的表面升起的环形部分是 通过在通孔周围执行圆孔翻边加工从而使通孔周围的壁扩张形成的。

按照传统的技术，例如JP 2004-223585A中也提出，通过对目标部分进行拉伸加工， 工件的目标部分被塑造成凸形，通过冲孔加工在凸形的中央形成通孔，然后圆孔翻边加工 被执行。

然而，在JP H08-257646A中螺纹连接部分强度差是一个问题。也就是说，近年来， 已经有降低平板型金属工件的厚度的需要从而通过缩减材料的使用量使生产成本降低。如 果工件的厚度降低，那么环形部分的突出量就减小。如果突出量减小，螺纹连接部分的长 度缩短，使得不能通过期望的紧固扭矩进行螺钉连接。

在生产线中紧固扭矩可以在螺纹连接操作中被增大。然而，如果在螺纹连接部分的长 度较短的状态下紧固扭矩被增大，那么很容易发生螺钉损坏。

JP 2004-223583A中所述的传统的技术不经济，因为厚的凸状部分的获得是仅通过利 用拉伸加工形成凸状部分，在厚的凸状部分中的通孔的形成是通过冲孔加工，且冲孔后的 圆的平板型部分被当做废料处理掉。如果被当做废料处理掉的部分留在工件中，它在圆孔 翻边加工中就变为环形部分的一部分，并促使环形部分的突出量增加。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供能够通过圆孔翻边加工增加环形部分的突出量的薄板 圆孔翻边加工方法，即使使用的是薄板工件，以及在升起部分的内壁表面上形成内螺纹薄 板内螺纹形成方法。

为了实现以上目的，本发明的一个实施例提供了一种薄板圆孔翻边加工方法，包括： 第一步骤，通过对平板型工件的目标部分进行压溃加工从而在目标部分中形成比原始厚度 更薄的薄的部分；第二步骤，通过冲孔加工在薄的部分中形成圆形通孔；以及第三步骤， 通过结合在薄的部分中形成的通孔周围的圆孔翻边加工进行突出加工从而形成从工件表 面升起的环形部分。

本发明的一个实施例还提供了一种薄板内螺纹形成方法，包括：第一步骤，通过对平 板型工件的目标位置进行压溃加工从而在目标部分中形成比原始厚度更薄的薄的部分；第 二步骤，通过冲孔加工在薄的部分中形成圆形通孔；第三步骤，通过结合在薄的部分中形 成的通孔周围的圆孔翻边加工进行突出加工从而形成从工件表面升起的有环形部分；第四 步骤，在环形部分的内壁表面中形成内螺纹。

附图说明

包含的附图有助于进一步理解本发明，且被合并并构成本说明书的一部分。附图举例 说明了本发明的实施例并与说明书相结合，说明了本发明的原理。

图1是说明根据本发明的实施例1的薄板圆孔翻边加工方法的视图。

图2A是说明根据实施例1的薄板圆孔翻边加工方法的视图。

图2B是说明传统的薄板圆孔翻边加工方法的视图。

图3A，3B是分别说明根据实施例1的薄板圆孔翻边加工方法的一部分的视图。图3A 是说明平板型成分的表面被塑造成凸形或者凹形处所在的区域的视图，且图3B是说明在 由圆孔翻边加工形成的环形部分的外径内部的区域的视图。

图4A、4B、4C是分别说明根据实施例1的薄板圆孔翻边加工方法的一部分的视图， 图4A是说明工件的下表面侧被塑造成凸形从而形成厚的部分的状态的视图，图4B是说明 工件的上表面侧被塑造成凸形从而形成厚的部分的状态的视图，以及图4C是说明工件的 上表面侧和下表面侧都被塑造成凸形从而形成厚的部分的状态的视图。

图5A、5B是分别说明传统的实例的视图。图5A是说明由拉伸加工形成的薄的部分的 状态的视图，且图5B是说明通过圆孔翻边加工在环形部分中形成的薄的部分的状态的视 图。

图6A、6B是分别说明根据实施例1的薄板圆孔翻边加工方法的一部分的视图。图6A 是说明通过压溃加工获得的薄的区域的视图且图6B是说明圆形通孔通过冲孔加工被冲孔 处所在的区域的视图。

图7A、7B是分别说明实施例2的视图。图7A是说明内螺纹在环形部分的内壁表面中 被形成的状态的视图且图7B是说明工件通过螺钉与另一个部件固定的状态的视图。

图8是说明实施例2中的内螺纹的极限扭矩值的评估结果的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。

[实施例]

[实施例1]

图1是说明根据实施例1的薄板圆孔翻边加工方法的视图。薄板圆孔翻边加工方法包 括通过对平板型工件的目标部分进行压溃加工从而在目标部分中形成比原始厚度更薄的 薄的部分的第一步骤，通过冲孔加工在薄的部分中形成圆形通孔的第二步骤，以及通过在 薄的部分中形成的通孔周围进行利用了圆孔翻边加工的突出加工从而形成从工件的表面 升起的环形部分的第三步骤。

根据本实施例的薄板圆孔翻边加工方法将被详细地描述。

根据本实施例的薄板圆孔翻边加工方法，如图1中所示，准备了平板型工件11，且这 个工件11被放置在下模12上。在这种情况下，工件11上方具有上模13。下模12和上模 13被用于压溃加工。下模12包括具有窄深度的倒置的截顶锥凹形部分（inverted  truncated cone concave portion）12A且上模13包括向下突的倒置的截顶锥(truncated  cone)突起13A。

通过使上模13下降，压溃加工在工件11的目标部分上得以进行。倒置的截顶锥凹形 部分11A因此被形成在工件11的上表面上，且向下突的倒置的截顶锥凸形部分11B因此 被形成在工件11的下表面侧上。凹形部分11A的中心轴与凸形部分11B的中心轴相一致。

在本实施例中，倒置的截顶锥凹形部分11A的底壁（凹形部分11A的底面和凸形部分 11B的下表面之间的壁部分）通过压溃加工被塑造得更薄，以便形成薄的部分11C，该薄 的部分11C的厚度比工件11的原始厚度t1更薄。薄的部分11C的厚度是t2（t2<<t1）。

接下来，准备了用于冲孔加工的下模14和上模15，且经过压溃之后的工件11被放置 在下模14上。下模14包括凹形部分14A，其对应于用于压溃加工的下模12的凹形部分 12A。凹形部分14A的中央具有圆孔14B。上模15中具有向下突的有环形突出15A。工件 11的薄的部分11C被设置成适应下模14的孔14B和上模15的突起15A。

然后，通过使上模15下降对工件11进行冲孔加工，并且在凹形部分11A的底部中形 成圆形通孔11D。在这种情况下，薄的部分11C通过冲孔加工被切割，并且圆的平板型废 料11C’被产生出来。这个废料11C’是被处理掉的。

最后，准备了用于圆孔翻边加工的下模16和上模17，且经过冲孔加工之后的工件11 被放置在下模16上。下模16包括圆孔16A，该圆孔16A的尺寸是视工件11的凸形部分 11B的外径而定的。工件11被安排为凸形部分11B适合下模16的孔16A。上模17包括向 下突的圆柱形突起17A。

然后，通过使上模17下降，对工件11执行利用了圆孔翻边加工的突出加工，以便增 大工件11的凹形部分11A的直径，从而形成从工件11的表面升起的有环形部分11E。在 图中，环形部分11E面朝下，但是通过颠倒地（upside down）进行圆孔翻边加工，环形 部分11E变为从工件11的表面升起的形状。

图2A是说明根据本实施例的薄板圆孔翻边加工方法的视图。图2B是说明传统的薄板 圆孔翻边加工方法的视图。

在本实施例的薄板圆孔翻边加工方法中，如图2A中所示，对工件11进行压溃加工从 而在凹形部分11A的底部中形成薄的部分11C。在那之后，薄的部分11C通过冲孔加工被 冲孔。因此，本实施例的薄板圆孔翻边加工方法具有减少当做废料11C’被处理掉的材料 的量的效果。

另一方面，在传统的薄板圆孔翻边加工方法中，如图2B中所示，对工件11进行冲孔 加工而不进行压溃加工等。也就是说，通过利用未显示的模具（下模及上模）对工件11 的目标部分直接进行冲孔加工以便在工件11中形成圆形通孔llF。由于这个原因，废料 11F’的厚度与工件11的原始厚度相等，因此，传统的薄板圆孔翻边加工方法是不经济的， 因为当做废料11F’被处理掉的材料的量是较大的。

此外，因为当做废料11F’被处理掉的材料的量较大，所以当对工件11进行圆孔翻边 加工时，从工件11的表面向下突的环形部分11G的高度较低。

在本实施例中，环形部分11E的高度比传统的环形部分11G的高度高h（=h1-h2），其 中，在本实施例中环形部分11E的高度为h1且传统的环形部分11G的高度为h2（<h1）。

图3A、3B分别是说明根据本实施例的薄板圆孔翻边加工方法的一部分的视图。图3A 是说明工件11的表面被塑造成凸形或者凹形处所在的区域的视图。图3B是说明由圆孔翻 边加工形成的环形部分的外径内部的区域的视图。

图3A说明经过压溃加工之后的工件11。在图3A中，S1说明工件11的表面被形成为 凹形或者凸形处所在的区域。也就是说，当对工件11进行压溃加工时，通过工件11的被 压溃的材料的流动（flow），倒置的截顶锥凹形部分11A在工件11的上表面侧上被形成并 且倒置的截顶锥凸形部分11B在工件11的下表面侧上被形成。在这种情况下，S1是P1和 P1之间的区域，这里凸形部分11B的最大直径被定位。这个区域S1包含了从下看工件11 所看到的圆形形状。

图3B说明经过圆孔翻边加工之后的工件11。在图3B中，S2说明了由圆孔翻边加工 形成的环形部分11E的外径内部的区域。

在本实施例中，区域S1被预先设定为与区域S2相等或小于区域S2。也就是说，用于 压溃加工的下模12的凹形部分12A的最大直径被设为等于或者小于用于圆孔翻边加工的 下模16的孔16A的内径。

借助这种构造，通过材料的流动并结合压溃加工而将工件的表面11塑造成凹形和/或 者凸形处所在的区域被缩小为小于，例如，由圆孔翻边加工形成的有环形部分11E的外径 内部的区域，以使得通过圆孔翻边加工突出的环形部分11E的材料被有效地利用；因此突 出的高度可以进一步增加。

图4A、4B、4C是分别说明比工件11的原始厚度更厚的厚的部分在工件11的表面通 过11的被压溃的材料的流动被塑造成凹形和/或者凸形处所在的区域中被形成的实例的视 图。图4A是说明在工件11的下表面侧上的凸形的视图。图4B是说明在工件11的上表面 侧上的凸形的视图。图4C是说明在工件11的上表面侧和下表面侧上的凸形的视图。

在图4A中，S3是位置P2和位置P3之间的区域，凸形部分11B的最大直径位于位置 P2，凹形部分11A的最大直径位于位置P3。整个S3区域包含环形形状。

在图4B中，与图4A相类似，工件11的上表面侧上具有凹形部分11A，且工件11的 上表面侧上具有凸形部分11H。在图4B中，位置P4和位置P5之间具有区域S4，凸形部 分11H的最大直径位于位置P4，凹形部分11A的最大直径位于位置P5。整个S4区域包含 环形形状。

在图4C中，工件11的上表面侧上具有凸形部分11J和凹形部分11K，且工件11的下 表面侧上具有凸形部分11L和凹形部分11M。在图4C中，位置P6和位置P7之间以及位置 P8和位置P9之间具有区域S5，凸形部分11J的最大直径位于位置P6，凹形部分11K的最 大直径位于位置P7，凸形部分11L的最大直径位于位置P8，且凹形部分11M的最大直径 位于位置P9。整个S5区域包含环形形状。

图5A、5B说明了传统的实例。图5A是说明由拉伸加工形成的薄的部分的视图。图5B 是说明通过圆孔翻边加工在环形部分中形成的薄的部分的视图。

如图5A中所示，如果通过对工件11进行拉伸加工使得在工件11中形成向下突出的 倒置的截顶锥凸形部分21，那么凸形部分21的倾斜壁21A的厚度近似相等于工件11在顶 部的原始厚度t1，但是厚度朝向底部逐渐降低至比原始厚度t1更薄。

如果在图5A中所示的状态下对工件11进行圆孔翻边加工，通常来说环形部分22的 厚度从底部朝着前端逐渐降低。如果环形部分22的厚度降低了，那么当工件11通过形成 在环形部分22的内壁表面上的内螺纹被固定在另一个板等上时的紧固强度也降低了。

在本实施例中，图4A、4B、4C中所示的压溃加工被预先在工件11上进行，以使环形 部分从底部到环形部分的前端部分之前的部分包含期望的厚度，即使当进行圆孔翻边加工 时环形部分的前端部分包含薄的部分。然后，通过切割薄的前端部分，具有均匀厚度和高 突出的环形部分11E可以被获得。因此，当工件11通过利用在环形部分11E的内壁表面 中形成的内螺纹固定在另一个板上时，紧固强度可以被改善。

图6A、6B是分别说明根据本实施例的薄板圆孔翻边加工方法的一部分的视图。图6A 是说明通过压溃加工获得的薄的区域的视图。图6B是说明圆形通孔通过冲孔加工被冲孔 所在的区域的视图。

通过压溃加工，薄的部分11C被形成在工件11的倒置的截顶锥凹形部分11A的底部 中。这个薄的部分11C通过冲孔加工被冲孔，以使通孔11D以及废料11C’被形成。

在本实施例中，薄的部分区域S6被设为等于或者小于由冲孔加工形成的通孔11D的 区域。

借助这种构造，当做废料11C’被除去的材料被减少，且在环形部分11E中使用的由 下一步骤的圆孔翻边加工所加工的材料增加，以使突出的高度可以进一步增加。

[实施例2]

接下来，根据实施例2的薄板内螺纹形成方法将被描述。本实施例的薄板内螺纹形成 方法包括：第一步骤，通过对工件的目标部分进行压溃加工从而在目标部分中形成比原始 厚度更薄的薄的部分，第二步骤，通过冲孔加工在薄的部分中形成圆形通孔，第三步骤， 通过进行突出加工并结合在薄的部分中形成的通孔周围的圆孔翻边加工形成从工件的表 面升起的环形部分，以及第四步骤，在环形部分的内壁表面中形成内螺纹。

图7A、7B是分别说明实施例2的视图。图7A是说明内螺纹在工件的环形部分的内壁 表面中被形成所在的状态的视图。图7B是说明工件通过螺钉被固定在另一个部件上所在 的状态的视图。

如图7A中所示，内螺纹31被形成在由实施例1的薄板圆孔翻边加工方法制造出的环 形部分11E的内壁表面上。

然后，如图7B中所示，准备了具有通孔32的板33，且外螺纹34被插入通孔32中， 且外螺纹34的螺钉部分34A被固定在环形部分11E的内螺纹31上。工件11可以因此牢 固地固定在板33上。

根据以上构造，具有高突出的环形部分11E可以在薄板中被获得，且通过将环形部分 11E的内壁表面作为内螺纹使用，强的紧固扭矩限度内螺纹可以被实现。

图8是说明根据本实施例的.对内螺纹的极限扭矩值的评估结果的图表。在图8中， 淡阴影说明内螺纹被形成在由传统的薄板圆孔翻边加工方法制造出的环形部分中的情况， 且深阴影说明内螺纹被形成在由本实施例的薄板圆孔翻边加工方法制造出的环形部分中 的情况。

更具体地说，测试目标成分#1、#2由传统的薄板圆孔翻边加工方法制造且测试目标成 分#1、#2由本实施例的薄板圆孔翻边加工方法制造。由本实施例的薄板圆孔翻边加工方法 制造出的测试目标成分#1、#2的尺寸和材料与由传统的薄板圆孔翻边加工方法制造出的一 样。

如图8中所示，在.测试目标成分#1、#2两个情况下，由本实施例的薄板圆孔翻边加 工方法制造出的内螺纹极限扭矩大于由传统的薄板圆孔翻边加工方法制造出的内螺纹极 限扭矩，且本实施例的薄板内螺纹形成方法的效果可以被确定。

根据在本发明的本实施例中所述的构造，经过第一步骤的压溃加工得到的压溃部分的 厚度被缩小，并对压溃部分进行第二步骤的冲孔加工，以使通过冲孔加工被冲孔的圆形废 料的量（体积）为非常小。也就是说，在技术中通常被处理掉的废料的一部分通过圆孔翻 边加工被包含在环形部分中。因此，环形部分的突出量（升起部分的高度）可以增加。因 此，当通过螺钉固定工件时，可以容易地获得期望的紧固扭矩。

根据本发明的实施例，可以提供一种即使在工件的厚度被降低时也能够通过圆孔翻边 加工增加环形部分的突出量的薄板圆孔翻边加工方法。

此外，可以提供一种在环形部分的升起部分的内壁表面上形成内螺纹的薄板内螺纹形 成方法。

尽管如以上所描述的本发明的实施例，但本发明不局限于此。可以理解，在不超出本 发明的范围之内，本领域的技术人员可以对所述的实施例进行改进。