设有环形周壁的板金件及其环形周壁的厚壁化方法

摘要

本发明涉及一种设有环形周壁的板金件及其环形周壁的厚壁化方法。在该发明中，将环形周壁厚壁化成底盘壁厚的2倍以上、3倍以上。在厚壁化的环形周壁铣出同步皮带和齿轮用的齿。本发明环形周壁的厚壁化方法是把在帽边形部分成一体的底盘保持在旋转上模和旋转下模之间，把外伸在外侧的帽边形部分用多种旋转压滚的环形成型面按顺序向径向内侧推压，把帽边形部分厚壁化，制成与底盘同心的圆筒壁。根据这一方法，不必分别制作周壁和底盘再将两者焊接，可以在周壁获得铣齿时必要的强度。

说明书

本发明涉及一种驱动圆盘等设有环形周壁的板金件及其环形周壁的厚壁化方法。更具体地说，涉及一种用壁薄的圆盘形金属板材料，制成具有壁厚为其数倍的环形周壁的方法。本发明的厚壁化的环形周壁适合形成与同步皮带、齿轮等配合的齿，这样铣出的齿有充分的强度和齿厚，特别适合于汽车零件。

驱动圆盘(ドラズプレ-ト)是用于起动汽车发动机的起动机中的一个构件，它在圆盘形底盘外周部分的周壁上设有齿。图15是简略表示的现有驱动圆盘的剖面图。如图所示，现有驱动圆盘具有成一体的底盘1和在底盘1的外周部分拉深成形的大约与底盘同厚的圆筒部2；把这圆筒部2嵌入在外周铣有齿3的圆筒状周壁部件4中，用焊接5接合两个部件。

然而，这样的驱动圆盘，即使在周壁部件4自身上铣齿3可获得足够的强度和壁厚，但也容易出现焊接不好造成的缺陷，存在需要高价自动焊接机器人等问题。

本发明是根据以上情况产生的。本发明的目的在于提供一种板金件及其环形周壁的厚壁化方法。该板金件是这样的，如从驱动圆盘可见，在底盘设有环形周壁的部件中，底盘和环形周壁成一体，并能直接铣齿而该环形周壁不出现强度不足。

为了达到上述目的，本发明的板金件把底和从该底盘外周侧沿垂直方向延伸的环形周壁形成为一体，且将环形周壁厚壁化成底盘壁厚的2倍以上或3倍以上。

即本发明的板金件，由于后述的厚壁化方法的成功，使上述环形周壁可厚壁化成为2倍以上或3倍以上的迄今为止不可想象的厚度，从而使得在现有驱动圆盘的周壁部件上铣的齿，可在上述环形周壁的外面直接铣有齿。因此，现有驱动圆盘制作中的两个工序，即把金属板圆筒部2嵌入已经铣齿的周壁部件4的工序以及焊接周壁部件4和圆筒部2的工序，可以不进行。且底盘可用相对环形周壁薄的金属板材料，所以不会有重量增加和材料费高的问题。

把上述环形周壁2倍以上，3倍以上地厚壁化的方法，是将具有底盘和在它外侧一体形成的帽边形部分的圆盘形材料中的上述底盘保持在旋转上模和旋转下模之间，把外伸在旋转下模和旋转上模外侧的上述帽边形部分用设有凹状环形成形面的多种旋转压滚的上述环形成形面顺序地向径向内侧推压，把帽边形部分的里侧按顺序厚壁化，将该厚壁化的帽边形部分制成与底盘同心的筒状，形成厚壁化的环形周壁，这样，可以使环形周壁厚壁化，成为底盘壁厚的2倍、3倍以上。

附图的简单说明：

图1：圆形金属板材的拉深工序说明图。

图2：经过拉深工序形成的帽边形部分渐渐厚壁化的初期阶段说明图。

图3：把帽边形部分渐渐厚壁化的工序的中间阶段说明图。

图4：把帽边形部分渐渐厚壁化的工序的其它中间阶段说明图。

图5：把帽边形部分渐渐厚壁化的工序的最终阶段说明图。

图6：环形周壁形成工序的说明图。

图7：表示经过拉深工序得到的部件正确形状的部分剖面图。

图8：表示经过图2的阶段得到的部件正确形状的部分剖面图。

图9：表示经过图3的阶段得到的部件正确形状的剖分剖面图。

图10：表示经过图4的阶段得到的部件正确形状的部分剖面图。

图11：表示经过图5的阶段得到的部件正确形状的剖面图。

图12：表示经过图6的阶段得到的部件正确形状的剖面图。

图13：作为实施例中设有环形周壁的板金件的一个例子的驱动圆盘的主视图。

图14：沿图13的XIV-XIV线的剖面图。

图15：现有驱动圆盘的简略剖面图。

实施例：

图1～图6示出采用本发明的环形周壁厚壁化方法将以钢板作为板金材料制作的薄壁圆盘形材料制作成用于汽车发动机起动机的驱动圆盘的实施例。作为原材料使用的圆盘形材料11的壁厚t1为2mm，对该圆盘形材料11使用本发明的环形周壁厚壁化方法。该圆盘形材料11设有底盘12和在它外侧形成为一体的帽边形部分13，帽边形部分13与底盘12不论是平整连接还是通过阶梯部分连接都可以。如图1所示，用上模32冲压固定在下模31上的平整的圆盘形材料11，把该圆盘形材料11拉深成形。在本实施例中采用由此形成的圆板形材料11，即具有底盘12和在该底盘12通过阶梯部分14形成的帽边形部分13的圆盘形材料11。

在图1的拉深工序中，帽边形部分13稍微向往下倾斜。如图所示，底盘12和帽边形部分13的夹角角度用符号θ1表示，例如该倾斜角度θ1是5度。另外，在进行图1的拉深工序的同时，在底盘12的中心开设用冲孔加工穿通的圆孔15。标号16是冲孔加工生成的废料。

图2-图5表示把上述圆盘形材料11保持在旋转下模33和旋转上模34之间，用多种旋转压滚35～38将上述帽边形部分渐渐厚壁化的工序的各阶段。

在图2的工序中用的旋转压滚35设有凹入状环形成形面42，环形成形面42还设有朝外侧向上倾斜θ2角度的上接触面39和稍微朝外侧向下倾斜的下接触面41。在旋转下模33、旋转上模34以及外伸到该旋转上模34外侧的上述帽边形部分13旋转的同时，用向图2中箭头a所示方向水平移动的上述旋转压滚35的环形成形成面42向径向内侧推压；上述帽边形部分13的剖面略成形状。即在图2的阶段，帽边形部分13被成形面42的上接触面39向下方推压，帽边形部分13倾斜到对底盘12的倾斜角为θ2为止。在这里，倾斜角θ2比图1所示的倾斜角度θ1大。例如该倾斜角是21度。在这一阶段，通过越往里越窄的环形成形面42的作用，帽边形部分13在其里侧凸起(换句话说，材料在里面侧发生塑性流动)厚壁化到厚度为t2为止(t2＞t1)。

在图3的工序中所用的旋转压滚36设有凹入状环形成形面45。环形成形面45设有朝外侧向上倾斜的角度为θ3的上接触面43和朝外侧向下倾斜的下接触面44。经过图2阶段、外周部分厚壁化3的上述帽边形部分13被两模33、34旋转，同时受到向图3中箭头b所示方向水平移动的上述旋转压滚36的环形成形面45向径向内侧的推压，上述帽边形部分13的外周部分的剖面图大体成为状。即在图3的阶段，上述帽边形部分13的外周部分下面被成形面45的下接触面44向上方推，帽边形部分13倾斜到对底盘12的倾斜角为θ3的位置。在这里，倾斜角度θ3比图2所示的θ2小。例如这倾斜角θ3是5度。在这一阶段，仅仅是帽边形部分13的倾斜角由θ2变化到θ3，而帽边形部分13的厚壁化实质上并没有进行。因此，帽边形部分13的外周部分的壁厚t3与图2的阶段相比没有实质变化(t3＝t2)。

图4工序上用的旋转压滚37设有凹入状环形成形面48。环形成形面48设有朝外向上的倾斜角为θ4的上接触面46和朝外向下倾斜的下接触面47。且经过图3阶段的倾斜角为θ3的上述帽边形部分13由两模33、34旋转，同时受到向图4中箭头C所示方向水平移动的上述旋转压滚37的环形成形面48向径向内侧的推压，上述帽边形部分13的剖面大体为形状。即在图4的阶段，帽边形部分13被成形面48的上接触面46向下方推，帽边形部分倾斜到相对底盘12的倾斜角为θ4的位置。在这里，倾斜角θ4比图3所示的倾斜角θ3大。例如这倾斜角度θ4是10度。且在这阶段通过越往里越窄的环形成形面48的推压作用，帽边形部分13已经厚壁化的外周部分进一步向里侧凸起(换句话说，在里面侧材料发生塑性流动)厚壁化到厚度t4(t4＞t3)。

图5的工序用的旋转压滚38设有凹入状环形成形面52。环形成形面52还设有以倾斜角θ5朝外向上倾斜的上接触面49和朝外向下稍微倾斜的下接触面51。经过图4阶段的倾斜角为θ4的上述帽边形部分13由两模33、34旋转，同时受到向图5中箭头所示方向水平移动的上述旋转压滚38的环形成形面52向径向内侧的推压，上述帽边形部分13的剖面大体形成为状。即在图5阶段帽边形部分13的外周部分下面被成形面52的下接触面51向上推，帽边形部分13倾斜到相对底盘的倾斜角为θ5的位置。在这里倾斜角θ5比图4所示的倾斜角θ4小。例如这倾斜角θ5是5度。且在这阶段，帽边形部分13已经进行了相当程度的厚度化的外周部分，被环形成形面52进一步推压，进一步向里面侧凸起(换句话说在里面侧材料发生塑性流动)进一步厚壁化。在这一阶段的厚壁化中，从底盘外伸的帽边形部分13大体上全都厚壁化到厚度t5(t5＞t4)。如图5所示，剖面大体形成为形的块状。

经过图2～图5说明的各阶段被厚壁化的帽边形部分13处于很好的周壁形成状态，该帽边形部分13(周壁)的壁厚尺寸(径向的壁厚尺寸)可以为底盘12壁厚尺寸的3倍以上。

图6是图2～图5说明的各阶段的最终阶段，即表示进行图5的阶段后把厚壁化的帽边形部分13制成规定剖面形状的工序。在这一工序中帽边形部分13进一步厚壁化。即在这工序中用旋转压滚53，该旋转压滚53设有形成周壁外形的凹入状环形形成面54。经过图5阶段的帽边形部分13与两模33、34一起旋转，同时受到向图6中箭头e所示方向水平移动的上述旋转压滚53的环形成形面54向径向内侧的推压，上述帽边形部分13形成与底盘12同心的筒状，形成剖面成形状(外周面和内周面光滑)的环形周壁17。

在图1～图6说明的实施例中，最终形成的厚壁化的环形周壁17的壁厚成为7mm程度，可形成底盘12(壁厚2mm)3.5倍壁厚的环形周壁17。用变更旋转压滚35、36、37、38、53的环形成形面42、45、48、52、54的角度等设定条件的方法，可将环形周壁17的壁厚设定为底盘12的3.5倍以下(例如2倍，3倍)或3.5倍以上。

图7～图12为示出经过图1～图6说明的各阶段或工序得到的部件正确形状的部分剖面图。即图7为示出经过图1的拉深工序得到的圆盘材料11正确形状的部分剖面图，图8为示出经过图2阶段得到的部件正确形状的部分剖面图，图9为示出经过图3的阶段得到的部件正确形状的部分剖面图，图10为示出经过图4的阶段得到的部件正确形状的部分剖面图，图11为示出经过图5阶段得到的部件正确形状的部分剖面图，图12为示出经过图6的阶段得到的部件正确形状的部分剖面图。从这些图可知，实际上可用作环形周壁17的帽边形部分13的厚度尺寸，成为底盘12的厚度尺寸即作为原材料的圆盘形材料11的厚度尺寸的3倍以上。

图13表示设有环形周壁的板金件的一例，表示在用于汽车发动机起动的起动机中使用的驱动圆盘61的主视图。图14表示沿图13的XIV-XIV线的剖面图。在该驱动圆盘61中，与从环形周壁17的外周侧沿垂直方向延伸的底盘12设成一体的环形周壁17，虽然与作为原材料的圆盘形材料11的壁厚有关，但由上述方法厚壁化到2倍以上，更好一点是3倍以上，最好是3.5倍以上，在该环形周壁17的外周面铣有齿62，在这驱动圆盘61里没有焊接的地方。通过环形周壁17的厚壁化其外周面具有可铣齿62的强度。63是安装孔。

根据本发明的设有环形周壁的板金件及其环形周壁的厚壁化方法，把与底盘成一体的环形周壁厚壁化到底盘厚度的2倍以上、3倍以上的程度，因此通过例如在该厚壁化的环形周壁的外周面铣齿，可制作驱动圆盘。且这时不用焊接，不会有重量增加或材料费高的问题。因此，在希望排除焊接和降低成本的场合特别有用。