JP2003001337A - 打ち抜き加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粗抜き加工に連続してシェービン
グ加工を施すことにより切断面を高精度に加工でき、し
かも、ダイ及びポンチを研削して刃付けを行っても適正
なクリアランスを維持することができるようにする。 【解決手段】 第１および第２金型１，２の動作
により被加工板材３を打ち抜く加工装置において、第１
金型２は、先端側へ向かって漸次先細になるテーパ部１
６ａを形成したポンチ１６と、第１金型１の下死点の位
置をするストッパー１７とを備え、第２金型２は、粗抜
き用開口部を有する第１のダイ２１と、仕上げ用開口部
とこの仕上げ用開口部から奥側に向かって漸次口径が拡
がるテーパ孔部２２ｂを有する第２のダイ２２とを備
え、第１のダイ２１と第２のダイ２２は、ポンチ１６の
移動方向に重設され、第１金型１が下死点に達したと
き、ストッパー１７によりポンチの先端面と第２のダイ
２２の上面とをほぼ同一平面上として被加工素材３を打
ち抜き加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属板等の被加工
素材に対してポンチにより打ち抜き加工を施すための打
ち抜き加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、金属板等の被加工素材に対し
て打ち抜き加工を施す場合、プレス機にセットした加工
金型が用いられている。この加工金型は、概略、第１金
型としての上型および第２金型としての下型により構成
され、下型に設けたダイの上に搬送もしくは載置された
被加工素材に対し、上型に設けたポンチを昇降させてポ
ンチとダイの抜き穴との剪断作用により打ち抜き加工を
行っている。

【０００３】このような加工装置を用いて金属板を所定
形状に打ち抜いてプレス製品を作製すると、金属板が靱
性を備えていることに起因して、通常、プレス製品の上
部外周縁にダレが、中間部に剪断面が、下部に破断面が
現れる。ダレの発生を防止するためには、ダイとポンチ
との間隔を１０μｍ以下とした所謂ファインブランキン
グ加工といわれるプレス加工を行うことにより、切断面
の表面を均一な剪断面として、精度が良好なプレス製品
を得ることができることが知られている。ところが、フ
ァインブランキング加工は、大きな加圧力を必要とする
ため、プレス装置全体が大型化するとともに、ポンチ及
びダイの寿命が短くなる欠点があった。

【０００４】そこで、予め僅少の切断代（シェービング
代）を残して１回目の粗抜き加工を行い、しかる後、こ
の粗抜き加工したものを別の金型へ移動して、２回目の
仕上げ加工によってシェービング加工を施すプレス加工
が提案されている。かかる加工方法によれば、加圧力を
２回に分散することから小さな加圧力で加工が可能とな
り、しかも上部周縁のダレを無くすと共に、切断面の精
度が良好なプレス部品を得ることができる。

【０００５】しかしながら、上記従来のシェービング加
工を施す方法では、１回目の打抜き加工の後に２回目の
シェービング加工を施す際に、全周にわたって均一にシ
ェービングするためには、粗抜き加工品をシェービング
加工用のダイに正確に位置決めする必要がある。ところ
が、シェービング代が少ないため、実質的には正確な位
置決めが困難であり、切断面の精度にバラツキが生じて
しまう問題がある。

【０００６】一方、シェービング加工する方法として、
順送プレス装置を利用した方法が知られている。すなわ
ち、先ず、金属板等の連続した条材に予めパイロット孔
を穿設し、このパイロット孔を基準にして順次順送金型
内に搬送する。次に、条材に対してシェービング代を設
けて所定形状の打抜き加工を行い、しかる後、打抜き加
工部分を僅かにずらしてシェービング代をポンチとダイ
でシェービングしながら全抜きを行いプレス製品を完成
させている。ところが、このような順送プレス装置を利
用した加工方法によれば、パイロット孔によって位置決
め精度は高くなるが、パイロット孔を穿設する領域が必
要になる、この領域は後にスクラップとして廃棄される
部分であり、パイロット孔を設けることは必然的に材料
取りが悪くなり、コストアップに繋がる問題がある。特
に、高価な条材を使用する場合はコストに与える影響が
顕著になる。

【０００７】さらに、従来の打ち抜き加工装置において
は、ポンチによる打ち抜き回数が数万ショット乃至数百
万ショットに及ぶと、ポンチの先端縁部、及び、ダイの
抜き穴の縁部が摩耗することにより切れ味が悪化する。
その結果、被加工素材を打ち抜くときの剪断加工精度が
劣化する。そのため、従来から、ポンチやダイの切れ味
を回復させるために、各々の端面を研削して、摩耗箇所
を除去する刃付け作業を行っている。

【０００８】ところが、ダイの端面を研削すると、抜き
穴が所定の角度をもって傾斜し奥拡がりになっているた
め、抜き穴の開口径が徐々に大きくなる。一方、ポンチ
の有効刃部は、先端が昇降方向および水平方向に均一の
幅で形成されているため、研削を繰り返しても外形寸法
は変化しない。その結果、大きくなったダイの抜き穴と
ポンチとの間のクリアランスが徐々に大きくなる。

【０００９】クリアランスが増加した場合には、一般に
知られているように、打ち抜き品にダレやバリが発生す
る。このため、打ち抜き品としての品質を著しく低下さ
せる問題が生ずる。また、抜き穴の開口径が大きくなっ
た場合には、その金型はもはや使用不能になり廃棄処分
にせざるを得ず、金型はここで寿命となる。したがっ
て、更に新たな金型に置き換えなくてはならず、この結
果、打ち抜き品のコストが高くなる問題が生ずる。

【００１０】このように、ポンチとダイとの間のクリア
ランスは、打ち抜き品の寸法精度や品質のために重要な
要素であるが、ダイの端面を研削して切れ味を回復させ
るための刃付け作業を行った場合は、そのクリアランス
を大きく変化させてしまい、また、クリアランスを大き
く変化させないように研削した場合には、刃付け作業が
不十分になるため、十分な切れ味を回復することができ
ないといった問題が生じていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のような実状に鑑
みて、本発明は、粗抜き加工に連続してシェービング加
工を施すことにより、素材の位置決めを簡略化して切断
面を高精度に加工するとともに、十分な切れ味を維持す
るためにダイ及びポンチを研削して刃付けを行っても適
正なクリアランスを維持することができ、長期間にわた
ってダレやバリの少ない高品質の加工品を得ることので
きる打ち抜き加工装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明における請求項１に係る発明は、相対的に移
動する第１金型と第２金型との間に被加工素材を挟持
し、前記第１および第２金型の動作により前記被加工板
材を打ち抜く加工装置において、前記第１金型は、先端
側へ向かって漸次先細になるテーパ部を形成したポンチ
と、当該第１金型が下死点に達したときの前記ポンチの
位置を所定位置に規制するストッパーとを備え、前記第
２金型は、仕上げ予定寸法よりもやや大きい粗抜き用開
口部を有する第１のダイと、前記仕上げ予定寸法にほぼ
等しい寸法の仕上げ用開口部とこの仕上げ用開口部から
奥側に向かって漸次口径が拡がるテーパ孔部を有する第
２のダイとを備え、前記第１のダイと前記第２のダイ
は、前記ポンチの移動方向と同一方向に重設され、前記
ポンチを移動させて前記被加工素材を前記第１のダイの
粗抜き用開口部で所定形状に打ち抜いた後、この打ち抜
き品の外周縁を前記第２のダイの仕上げ用開口部により
仕上げ寸法にシェービングし、前記第１金型が前記下死
点に達したとき、前記ストッパーにより前記ポンチの先
端面と前記第２のダイの上面とをほぼ同一平面上とし
て、前記被加工素材を打ち抜き加工することを特徴とし
ている。

【００１３】本発明の加工装置は、第１のダイと第２の
ダイをポンチの移動方向と同一方向に重設して、ポンチ
を降下させて被加工素材を粗抜き用開口部で所定形状に
打ち抜き、その後連続して当該所定形状の打ち抜き品の
外周縁を仕上げ用開口部で仕上げ予定寸法にシェービン
グするように構成したので、位置決めに要する手間が省
け、しかも確実に素材の外周を高精度にシェービングす
ることができる。さらに、位置決めのためのパイロット
孔を不要にすることもできるので、スクラップ量を最小
限に減少することができる。加えて、本発明の打ち抜き
加工装置によれば、先端側へ向かって漸次先細になるテ
ーパ部をポンチに形成するとともに、仕上げ用開口部か
ら奥側に向かって漸次口径が拡がるテーパ孔部を第２の
ダイに形成し、第１金型が下死点に達したときにストッ
パーによりポンチの先端面と第２のダイの上面とをほぼ
同一平面上として、素材を打ち抜き加工するように構成
したので、ポンチや第２のダイの摩耗に伴いこれらを研
削して刃付けを行う場合には、ポンチ、ストッパー、及
び第２のダイの各先端面を同量の研削代をもって研削す
ることにより、当初のクリアランス量を維持することが
できる。また、ポンチ及びストッパーの研削代と、ダイ
の研削代を異ならせることにより、任意のクリアランス
に設定することができる。したがって、当該打ち抜き加
工装置によれば長期間にわたってダレやバリの少ない高
品質の加工品を得ることができる。

【００１４】請求項２に係る発明は、請求項１におい
て、仕上げ用開口部でシェービングする際に生じる切屑
を収容する切屑収容部を、第１のダイと第２のダイとの
間に形成したことを特徴としている。この構成により、
素材の外周縁を仕上げ用開口部でシェービングする際に
生じる切屑を切屑収容部に収納するので、ポンチと粗抜
き用開口部との間隙に切屑が侵入されず、ポンチやダイ
を長寿命にすることができる。

【００１５】請求項３に係る発明は、請求項２におい
て、第２金型は、第１のダイと第２のダイとを分離可能
に保持し、前記第１金型が上死点側に移動する際、第１
のダイと前記第２のダイとが分離することを特徴として
いる。この構成により、第１のダイと第２のダイとが分
離したとき、切屑収容部に収納された切屑を容易に除去
することができ、切屑が切屑収容部に蓄積することがな
い。

【００１６】請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の
いずれかにおいて、前記ポンチのテーパ部における傾斜
角度と、前記第２のダイのテーパ孔部における傾斜角度
を前記第１金型の移動方向に対して同一の角度に形成し
たことを特徴としている。この構成によれば、ポンチ、
ストッパー、及び第２のダイの研削代を同量にすること
により、クリアランスを常に一定に保つことができる。

【００１７】請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の
いずれかにおいて、前記第１のダイの粗抜き用開口部
が、前記第２のダイ側に向けて同一内径もしくは徐々に
小径となるように形成されていることを特徴としてい
る。この構成により、ポンチの移動に伴い第１のダイで
粗抜き加工された素材が、同一内径もしくは徐々に小径
となる開口部の内壁面にガイドされながら、第２のダイ
の仕上げ用開口部側に移動することから、この素材が第
２のダイの仕上げ用開口部に対して正確に位置決めされ
る。したがって、１回のポンチの移動により、素材は正
確に位置決めされた状態でシェービング加工が施され
る。

【００１８】請求項６に係る発明は、請求項１乃至５の
いずれかにおいて、前記第１金型に前記ポンチと同時に
移動する第１のプレートと、この第１のプレートとの間
隔が可変するように取り付けられ前記ポンチによる打ち
抜き加工時に前記被加工素材を前記第１のダイとで挟持
する第２のプレートとを設け、前記ストッパーは、前記
第１のプレートと前記第２のプレートとの最小間隔を規
制する位置に着脱可能に装着されていることを特徴とし
ている。この構成により、ストッパーの先端面が第１ま
たは第２のプレートに当接したときに第１金型が下死点
に達し、ポンチの先端面と第２のダイの上面とがほぼ同
一平面上となって打ち抜き加工が完了するため、ポンチ
の先端面は第２のダイのテーパ孔部内に浸入するかじり
現象を未然に防止できる。また、ストッパーが着脱可能
に装着されているため、ストッパーを取り外す事により
ストッパーの先端面を容易に研削することが可能とな
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明に係る打ち抜き加工装置の実施の形態を説明する。

【００２０】図１は、本発明の一実施形態に係る打ち抜
き加工装置を示した断面図であり、図１（Ａ）は全体構
成、図１（Ｂ）は第２のダイの要部、図１（Ｃ）はポン
チの要部をそれぞれ示している。図１に例示する加工装
置は、上下動するプレス機に適用される。かかる加工装
置は、第１金型に対応する上金型１と、第２金型に対応
する下金型２を備え、これらの金型間に板状の被加工素
材３を挟持して、被加工素材３を打抜き加工する装置で
ある。下金型２は、ダイホルダ２３の上面に固定的に保
持された第２のダイ２２と、ダイホルダ２３と第２のダ
イ２２を貫通するスプリング２４及び案内支持ボルト２
５によって上下移動可能に保持された第１のダイ２１を
備えている。第１のダイ２１と第２のダイ２２は、後述
するポンチ１６の移動方向、すなわち上下方向に重設さ
れており、図１の状態において、第１のダイ２１はスプ
リング２４の付勢力により第２のダイ２２から離間させ
てフローティング状態に構成している。

【００２１】下金型２の中央部には上金型１に装設され
たポンチ１６と対向する位置に、打ち抜き品とほぼ同一
形状の開口部を形成した抜き穴２０が形成されている。
詳述すると、第１のダイ２１は、仕上げ予定寸法よりも
やや大きい粗抜き用開口部２１ａを有し、この粗抜き用
開口部２１ａは、第２のダイ２２側に向けて徐々に小径
となるようにテーパ状に形成されている。また、第２の
ダイ２２は、仕上げ予定寸法にほぼ等しい寸法の仕上げ
用開口部２２ａと、この仕上げ用開口部２２ａから奥側
すなわち図示下側に向かって漸次口径が拡がるテーパ孔
部２２ｂを有している。このテーパ孔部２２ｂは、図１
（Ｂ）に示すように、ポンチ１６の移動方向に対して、
例えば０．２〜１５度の角度θ２をもって傾斜し、開口
の縁部には鋭角な切刃２２ｃが形成されている。この第
２のダイ２２は、切刃２２ｃが形成された上端面２２ｅ
からその厚み方向に３〜５ｍｍ程度の有効刃部２２ｄを
有し、第２のダイ２２の上端面２２ｅを研削することで
切刃２２ｃの切れ味を維持することが可能なように構成
されている。そしてこの切刃２２ｃにより、後述のよう
に、打ち抜き品の外周縁がシェービングされる。

【００２２】また、下金型２のダイホルダ２３の所定位
置には複数本のガイドピン２８が立設されている。この
ガイドピン２８は、上金型１に設けられたガイド孔１８
に対して挿入可能に設置されているため、上金型１が降
下したとき上金型１と下金型２はそれぞれ水平方向にお
いて一義的に位置決めされる。

【００２３】一方、上金型１はプレス機の例えば油圧シ
リンダ装置（図示省略）等により上下方向に昇降し、プ
レートホルダ１３の下面側に固定された第１のプレート
１１と、案内支持ボルト１５とスプリング１４によって
第１のプレート１１との間隔が変動可能に保持された第
２のプレート１２と、第１のプレート１１および第２の
プレート１２の内部を通過すると共に、下金型２の抜き
穴２０の対応位置に設けられたポンチ１６と、第１のプ
レート１１の下面にボルト等によって着脱可能に取り付
けられたストッパー１７とを備えている。

【００２４】ポンチ１６には、図１（Ｃ）に示すよう
に、先端側すなわち下金型２側に向かって漸次先細にな
るテーパ部１６ａが形成されている。本形態において、
テーパ部１６ａの傾斜角度θ１は、前述した第２のダイ
２２のテーパ孔部２２ｂの傾斜角度θ２と同じ角度に設
定されている。ポンチ１６の先端面１６ｂの外形は、第
１のダイ２１の開口部の形状より僅かに小さくされてお
り、ポンチ１６の先端縁部に形成した刃部１６ｃと第１
のダイ２１の粗抜き用開口２１との間には、水平方向に
おいて一定幅のクリアランスが設けられている。このク
リアランスは、例えば被加工素材３の板厚ｔに対して５
％程度の値に設定される。また、ポンチ１６の先端部に
は、所定の領域に有効刃部１６ｄが設けられている。し
たがって、この有効刃部１６ｄを徐々に研削することに
より、先端面１６ｂは刃部１６ｃの切れ味を良好に維持
しつつ相似形で漸次大きくなる。

【００２５】なお、上金型１及び下金型２は、下金型２
に固定されたガイドポスト（図示せず）と、このガイド
ポストが摺動自在に嵌合するように上金型１に設けられ
たガイドブッシュ（図示せず）とによって、相互に接離
自在にガイドされている。

【００２６】図２は本発明の一実施形態における上金型
１および下金型２の主要部分を拡大した部分断面図であ
る。第１のダイ２１に形成された粗抜き用開口部２１ａ
は、最終製品３０の仕上げ予定寸法ｗよりも２０〜５０
μｍ程度大きく形成され、その内径が下方に至るに従っ
て徐々に小径となるように形成されている。そして、ポ
ンチ１６が降下した際、ポンチ１６が粗抜き用開口部２
１ａに干渉しないようにポンチ１６の進入を許容する口
径に形成されている。

【００２７】さらに、粗抜き用開口部２１ａの上部開口
端の全周には、鋭角に形成された楔部２１ｃが形成さ
れ、上金型１の第２のプレート１２とともに被加工素材
３を挟持したとき、この楔部２１ｃを被加工素材３にく
い込ませるようにしている。また、第１のダイ２１は、
粗抜き用開口部２１ａの下部開口端の全周にわたって第
２のダイ２２との間に空隙を形成する切屑収容部２１ｂ
を備えている。この切屑収容部２１ｂには、後述する打
抜き加工工程において生じる切屑が収容される。

【００２８】第２のダイ２２の仕上げ用開口部２２ａに
おける切刃２２ｃの内径寸法は、仕上げ予定寸法ｗと等
しい寸法に設定されている。この切刃２２ｃの内径とポ
ンチ１６の先端部外径とをほぼ等しくすることが望まし
いが、本実施形態では、両者の間隙を１０μｍ以下に設
定している。さらに、仕上げ用開口部２２ａにおける切
刃２２ｃよりも図示下方には、前述の通り徐々に大径と
なるテーパ孔部２２ｂを形成している。

【００２９】また、図２において、第２のプレート１２
は、ポンチ１６の進入を許容する大きさのプレート穴１
２ａと、被加工素材３側の開口部に設けられた楔部１２
ｂを有している。なお、本実施形態においては、第２の
プレート１２のプレート穴１２ａの内径を下方に至るに
従って徐々に小径となるテーパ状に形成しているが、ス
トレート状に形成してもよい。

【００３０】次に、このように構成された打抜き加工装
置を用いて被加工素材を加工する工程について説明す
る。

【００３１】図１に戻り、上金型１全体が上死点にある
状態において、プレートホルダ１３と第１のプレート１
１は、上金型１のストローク長だけ持ち上げられてい
る。また、スプリング１４と案内支持ボルト１５によっ
て下向きに付勢された第２のプレート１２の下端面とポ
ンチ１６の端面は、ほぼ同じ高さで保持されている。一
方、下金型２の第１のダイ２１はフローティング状態で
保持されており、この第１のダイと第２のプレート１２
との間に帯板状の被加工素材３が挿入される。被加工素
材３としては、例えば、鉄、銅、ステンレス等の単体も
しくはパーマロイ等の合金からなる金属板である。

【００３２】つぎに、上金型１が上死点から下死点に向
かって降下する途中で、図２に示すように、第２のプレ
ート１２と第１のダイ２１との間に被加工素材３が挟持
される。この時、第２のプレート１２に設けた楔部１２
ｂと第１のダイ２１に設けた楔部２１ｃを、仕上げ予定
寸法ｗよりも僅かに大きめの位置で被加工素材３にくい
込ませている。この仕上げ予定寸法ｗの外周部から粗抜
き用開口部（ここでは楔部２１ｃの先端部）までの寸法
をシェービング代３２としている。

【００３３】第２のプレート１２で被加工素材３を挟持
した状態で、第１のプレート１１を降下させることによ
り、上金型１側のスプリング１４が収縮し、第２のプレ
ート１２と第１のプレート１１の間隔は狭まるが、この
時点では第１のプレートに装着したストッパー１７は第
２のプレート１２に当接していない。そして、ストッパ
ー１７の先端面１７ａから第２のプレート１２のまでの
距離ｄ１とポンチ１６の先端面から第２のダイ２２の上
面までの距離ｄ１は同一寸法とされている。一方、下金
型２側のスプリング２４は収縮して、第１のダイ２１と
第２のダイ２２とは互いに当接している。この状態から
さらにポンチ１６が降下し、下金型２に設けられた抜き
穴２０に挿入していく。

【００３４】図３は、図２に示す状態からポンチ１６が
降下する状態を示した部分拡大図である。すなわち、ポ
ンチ１６を降下させ、被加工素材３を押圧することによ
り、に被加工素材３が第１のダイ２１の粗抜き用開口部
２１ａ内に押し込まれる。このとき、第１のダイ２１に
形成した楔部２１ｃによって被加工素材３にクラックを
発生させて剪断が始める。その後、さらにポンチ１６が
降下すると、粗抜き用開口部２１ａの形状に倣って、一
次加工品３１が被加工素材３から切断される。この一次
加工品３１の外周縁には僅かなダレ３１ａが生じ、ダレ
３１ａから中間部付近にかけて剪断面３１ｂが形成され
る。また、剪断面３１ｂよりも上方は破断面３１ｃとな
り、この一次加工品３１は、外周部に仕上げ予定寸法ｗ
よりも大きめの寸法をなすシェービング代３２が残され
ている。

【００３５】また、本実施形態は、図３のように第１の
ダイ２１の粗抜き用開口部２１ａが下方に至るに従って
徐々に小径になるように形成されているので、一次加工
品３１は、外周面が第１のダイ２１の内周面に摺接しな
がら押し下げられ、第１のダイ２１の下方に用意された
第２のダイ２２の仕上げ用開口部２２ａに対して必然的
に位置決めされていく。

【００３６】なお、図３に示す時点において、ポンチ１
６と同時に降下するストッパー１７は、依然として第２
のプレート１２に当接ぜす、ポンチ１６の降下を規制し
ていない。

【００３７】図４は、一次加工品３１を第２のダイ２２
によりシェービングする工程を示した部分拡大図であ
る。第２のダイ２２の仕上げ用開口部２２ａの上部開口
端の内径寸法は仕上げ予定寸法ｗと一致するように形成
され、ポンチ１６の外周面とのクリアランスを１０μｍ
以下に設定している。したがって、一次加工品３１が第
２のダイ２２を通過しながらポンチ１６によって押し下
げられると、一次加工品３１の外周部に設けられたシェ
ービング代３２が、仕上げ用開口部２２ａの刃部２２ｃ
により切除される。しかも、このシェービング加工の際
はシェービング代３２が小さいので、新たなダレは殆ど
発生しない。なお、仕上げ用開口部２２ａは、上端側か
ら下方端に至るに従って徐々に大径となるようにテーパ
孔部２２ｂが形成されているので、エッジが鋭角になり
効率的にシェービング加工を施すことができると共に、
第２のダイ２２の下方から最終製品をスムーズに排出す
ることができる。

【００３８】なお、第１のダイ２１の下部開口端には予
め切欠きが設けられ、第２のダイ２２の上端面との間に
環状の空隙を形成している。この空隙は、第２のダイ２
２でシェービング加工する際に発生した切屑３２’を収
容するための切屑収容部２１ｂである。切屑収容部２１
ｂの大きさは、１回のシェービング加工で生じる切屑３
２’を収容できる大きさであれば良く、適宜の大きさに
に設定可能である。なお、この切屑収容部２１ｂを設け
ることにより、切屑３２’がポンチ１６と第１のダイ２
１との間に進入することを未然に防止するものである。

【００３９】図４の状態において、第１のプレート１１
に装着したストッパー１７（図示せず）は第２のプレー
ト１２に未だ当接していない。すなわち、本実施形態に
おいて、ストッパー１７の先端面１７ａから第２のプレ
ート１２のまでの距離ｄ１とポンチ１６の先端面から第
２のダイ２２の上面までの距離ｄ２は同一寸法とされて
いるため、ポンチ１６の先端面は第２のダイ２２の上面
と同一平面上に位置していない。

【００４０】図５は、本実施形態にかかる打ち抜き加工
装置の上金型１が下死点に達した状態を示す断面図であ
る。図４に示した状態からポンチ１６が更に降下する
と、図５に示すように、ストッパー１７の先端１７ａが
第２のプレート１２の上面に当接して、上金型１が下死
点に達する。この下死点においてポンチ１６の先端面１
６ｂと第２のダイ２２の上面２２ｅはほぼ同一平面上と
なり、被加工素材３は仕上げ寸法通りの所定形状に打ち
抜かれる。本装置において、ストッパー１７は、ポンチ
１６の先端面１６ｂが第２のダイ２２の上面２２ｅとほ
ぼ同一の仮想平面上になった時点で第２のプレート１２
に当接するため、ポンチ１６が下死点にあるとき、その
先端面１６ｂは第２のダイ２２の仕上げ用開口部２２ａ
内に進入することはない。したがって、ポンチ１６と第
２のダイ２２とが干渉することがなく、所謂かじり現象
を未然に防止できる。

【００４１】これまで説明した打ち抜き用のポンチ１６
を１回降下させる動作によって、第１のダイ２１で粗抜
き加工した素材（一次加工品）は、漸次小径となる粗抜
き用開口部２１ａを経て正確に位置決めされながら第２
のダイ２２側に移動し、続けて第２のダイ２２の仕上げ
用開口部２２ａで一次加工品の外周縁をシェービング加
工する。その結果、特別な位置決め手段を設けなくと
も、正確に位置決めされた状態で連続して素材に対する
加工が施され、しかも、切断面にダレが生じることなく
高精度に仕上げることができる。さらには、位置決めの
ためのパイロット孔が不要になるので、その分スクラッ
プの量を最小限に抑止することができる。

【００４２】図６は、以上説明した打抜き加工が終了し
た後、上金型１が再び上死点に向かう状態を示した断面
図である。図６において、スプリング２４の付勢力によ
り、第１のダイ２１と第２のダイ２２とが離間すると
き、切屑収容部２１ｂに収容されていた切屑３２’が当
該切屑収容部２１ｂから開放される。この時点で例えば
エアを吹き付ける等の手段で切屑３２’が取り除かれ
る。従って、次の打抜き加工時には、切屑収容部２１ｂ
には切屑３２’が排除され、ポンチ１６と第１のダイ２
１との間に進入することはない。そして、上金型１が上
死点に達したのち、再び上述の打ち抜き加工動作が繰り
返される。

【００４３】ところで、以上のような打ち抜き加工を数
十万〜数百万ショット繰り返すことにより、ポンチ１６
の刃部１６ｃと、第２のダイ２２の切刃２２ｃの摩耗が
進行する。そこで、切れ味を回復させるために各々の先
端面１６ｂ，２２ｅを研削して、摩耗箇所を取り除く刃
付けを行う必要が生じる。本実施形態において、ポンチ
１６の先端面１６ｂとストッパー１７の端面１７ａはそ
れぞれ同じ研削量をもって研削される。研削作業は、着
脱可能に装着されたストッパー１７およびポンチ１６を
取り外し、それぞれの端面を同一面上にセットした状態
でこれらを同時に研削しても良いし、両者を個別に同量
ずつ研削しても良い。

【００４４】一方、第２のダイ２１の上面２１ｅもポン
チ１６及びストッパー１７の研削量と同じ厚さだけ研削
することが好ましい。これは、図１（Ｂ），（Ｃ）で示
したように、ポンチ１６のテーパ部１６ａの傾斜角度θ
１と、第２のダイ２２のテーパ孔部２２ｂの内壁面の傾
斜角度θ２とをほぼ同一角度に形成した場合、第２のダ
イ２２の上面２２ｅとポンチ１６及びストッパー１７の
先端面とを同量ずつ研削すれば、ポンチ１６と第２のダ
イ２２との水平方向のクリアランスが変化しないからで
ある。

【００４５】たとえば、傾斜角度θ１、θ２をともに１
５分（０．２５度）とし、ポンチ１６、ストッパー１
７、及び第２のダイ２２の各端面をそれぞれ２．０ｍｍ
研削すると、第２のダイ２２のテーパ孔部２２ｂの開口
は全周にわたり約８．７μｍ水平方向に拡がる。ところ
が、ポンチ１６のテーパ部１６ａも約８．７μｍ水平方
向に拡がるので、ポンチ１６と第２のダイ２２のクリア
ランスｇは実質的に変化しない。したがって、本実施形
態によれば、刃付けを目的とした研削を行ってもクリア
ランスｇの増加がなくなり、ポンチ１６と第２のダイ２
２の有効刃部１６ｄ，２２ｄの領域を十分利用して、金
型寿命に至るまでの良質な製品を打ち抜き加工すること
ができる。なお、金型寿命に至るまで研削を繰り返した
としても、製品の寸法が許容範囲内から外れないように
設定しておく必要がある。

【００４６】図７は、本発明に係る他の実施形態を示し
た打抜き装置の半断面図である。この実施態様におい
て、図１に示した実施形態とが相違する点は、第１のダ
イの機能を果たすダイが２台重設されている点である。
便宜上、符号２１０を第１のダイ、符号２３０を第３の
ダイとし、その他の構造については同一の構造であるの
で、同一記号を付しその説明は省略する。

【００４７】図７において、第１のダイ２１０と第３の
ダイ２３０は、それぞれ仕上げ予定寸法よりもやや大き
い寸法に形成された粗抜き用開口部２１１，２３１が形
成されている。さらに、第３のダイ２３０の粗抜き用開
口部２３１は、第１のダイ２１０粗抜き用開口部２１１
よりも若干小さい寸法に形成されている。第２のダイは
ダイホルダ２３に固定的に取り付けられており、第３の
ダイ２３０の粗抜き用開口部２３１よりも小さい寸法で
下げ予定寸法にほぼ等しい寸法の仕上げ用開口部２２ａ
と、この仕上げ用開口部２２ａから奥側に向かって漸次
口径が拡がるテーパ孔部２２ｂを有している。また、第
１のダイ２１０の出口側には第１の切屑収納部２１２が
設けられ、第３のダイ２３０のは出口側には第２の切屑
収納部２３２が設けられている。さらに、第１のダイ２
１０と第３のダイ２３０は、それぞれスプリングと案内
支持ボルトからなる第１の付勢手段２６および第２の付
勢手段２７によって、互いに独立して第２のダイ２２か
ら離間可能に保持されている。

【００４８】第１金型１の中央部には、先端側へ向かっ
て徐々に先細になるテーパ部１６ａを形成したポンチ１
６が固定され、第１のプレート１１には、第２のプレー
ト１２側に突出したストッパー１７が装着されている。
このストッパー１７は、第１金型１が下死点に達したと
きにポンチ１６の先端面１６ｂと第２のダイ２２の上端
面２２ｅとがほぼ同一平面上となるように、第１のプレ
ート１１と第２のプレート１２の間隔を規制している。

【００４９】次に、このように構成された打抜き加工装
置を用いて被加工素材３を加工する工程を説明する。

【００５０】ポンチ１６の降下に伴って、先ず、被加工
素材３は第１のダイ２１０の粗抜き用開口部２１１によ
って、仕上げ予定寸法よりもやや大きい寸法に打ち抜き
加工が施される。このとき打ち抜かれた一次加工品（図
示せず）の外周縁にはダレ、および剪断面、破断面が形
成されている。次に、一次加工品がポンチ１６に押され
て第３のダイ２３０の粗抜き用開口部２３１を通過する
際、粗抜き用開口部２３１のエッジで外周部が切除され
て、二次加工品（図示せず）が形成される。このときの
切除量は僅かであるため、二次加工品の外周縁にはダレ
が殆ど発生せず、外周面の大半が剪断面となる。なお、
このとき生じる切屑は切屑収納部２１２に収容される。

【００５１】さらに、ポンチ１６が降下し続けると、第
２のダイ２２の仕上げ用開口部２２ａにおいて二次加工
品の外周部にシェービング加工が施されて最終製品３０
が完成する。その際、二次加工品は第３のダイ２３０に
より、ある程度高精度に加工されていることから、シェ
ービング加工時には極めて精度良く加工される。従っ
て、最終製品３０の外側面は両端面に対してほぼ垂直な
側面となり、周縁にダレが生じることはない。

【００５２】やがて、上金型１が降下して下死点に達し
たとき、ストッパー１７が第２のプレート１２に当接
し、ポンチ１６の先端面１６ｂと第２のダイ２２の上面
２２ｅとがほぼ同一平面上となる。したがって、ポンチ
１６はこれ以上第２のダイ２２の開口内に進入すること
はなく、かじり現象を未然に防止することができる。

【００５３】なお、シェービング加工時に生じる切屑は
切屑収納部２３２に収容される。そして、ポンチ１６お
よび上金型１が上昇するに伴い、第１のダイ２１０，第
３のダイ２３０，第２のダイ２２がそれぞれ付勢手段２
６，２７によって離間する。この時点で、切屑収納部２
１２，２３２に溜まった切屑をエア等で除去する。これ
により、高精度の打抜き加工を繰り返し行うことができ
る。

【００５４】図７に示す実施形態において、ポンチ１６
や第２のダイ２２の摩耗に伴いこれらを研削して刃付け
を行う場合、ポンチ１６、ストッパー１７、及び第２の
ダイの各先端面を同量の研削代をもって研削することに
より、当初のクリアランス量を維持することができる。
また、ポンチ１６及びストッパー１７の研削代と、第２
のダイ２２の研削代を異ならせることにより、任意のク
リアランスに設定することができる。したがって、当該
打ち抜き加工装置によれば長期間にわたってダレやバリ
の少ない高品質の加工品を得ることができる。

【００５５】以上、本発明を実施形態に基づいて具体的
に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能で
あることは言うまでもない。例えば、上記実施形態にお
いて、ストッパー１７は第１のプレート１１に装着し、
その先端面１７ａを第２のプレート１２に当接させてポ
ンチ１６の下死点における位置を規制していたが、必ず
しも第１のプレート１１に装着する必要はなく、第１の
プレート１１側に突出するように第２のプレート１２に
装着してもよいし、プレートホルダ１３に装着してもよ
い。

【００５６】また、第１のダイ２１の粗抜き用開口部２
１ａの入口側、および第２のプレート１２の開口部出口
側にそれぞれ楔部２１ｃ，１２ｂを設けた形態を示した
が、これらの楔部２１ｃ，１２ｂは必ずしも設ける必要
はない。また、何れか一方側のみに設けておいてもよ
い。さらに、ポンチ１６の進入を許容できる大きさであ
れば第１のダイ２１の粗抜き用開口部２１ａをストレー
ト状に形成してもよい。

【００５７】なお、前述した各実施形態は、上下動する
プレス機に適用した例を示したが、ポンチ等の可動部が
左右に移動する等、他の形式に適用しても良く、姿勢
差、移動方法について限定されるものではないことは勿
論である。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る打抜
き加工装置は、第１のダイと第２のダイをポンチの移動
方向と同一方向に重設して、ポンチを降下させて被加工
素材を粗抜き用開口部で所定形状に打ち抜き、その後連
続して当該所定形状の打ち抜き品の外周縁を仕上げ用開
口部で仕上げ予定寸法にシェービングするように構成し
たので、位置決めに要する手間が省け、しかも確実に素
材の外周を高精度にシェービングすることができる。さ
らに、位置決めのためのパイロット孔を不要にすること
もできるので、スクラップ量を最小限に減少することが
できる。加えて、本発明の打ち抜き加工装置によれば、
先端側へ向かって漸次先細になるテーパ部をポンチに形
成するとともに、仕上げ用開口部から奥側に向かって漸
次口径が拡がるテーパ孔部を第２のダイに形成し、第１
金型が下死点に達したときにストッパーによりポンチの
先端面と第２のダイの上面とをほぼ同一平面上として、
素材を打ち抜き加工するように構成したので、ポンチや
第２のダイの摩耗に伴いこれらを研削して刃付けを行う
場合には、ポンチ、ストッパー、及び第２のダイの各先
端面を同量の研削代をもって研削することにより、当初
のクリアランス量を維持することができる。また、ポン
チ及びストッパーの研削代と、ダイの研削代を異ならせ
ることにより、任意のクリアランスに設定することがで
きる。したがって、当該打ち抜き加工装置によれば長期
間にわたってダレやバリの少ない高品質の加工品を得る
ことができる。

【００５９】また、仕上げ用開口部でシェービングする
際に生じる切屑を収容する切屑収容部を第１のダイと第
２のダイとの間に形成することにより、切屑がポンチと
第１のダイとの間隙に侵入することが防止され、ポンチ
やダイを長寿命にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる打抜き加工装置の一実施形態を
示す断面図である。

【図２】本発明の実施形態における主要部分を拡大した
断面図である。

【図３】本発明にかかる打抜き加工装置の動作途中を示
す部分断面図である。

【図４】本発明にかかる打抜き加工装置の動作途中を示
す部分断面図である。

【図５】本発明にかかる打抜き加工装置の下死点状態を
示す断面図である。

【図６】本発明にかかる打抜き加工装置の動作途中を示
す半断面図である。

【図７】本発明にかかる打抜き加工装置の別の実施形態
を示す半断面図である。

【符号の説明】

１ 第１金型（上金型） ２ 第２金型（上金型） ３ 被加工素材 １１ 第１のプレート １２ 第２のプレート １６ ポンチ １６ａ ポンチのテーパ部 ２１ 第１のダイ ２１ａ 粗抜き開口部 ２１ｂ 切屑収納部 ２２ 第２のダイ ２２ａ 仕上げ用開口部 ２２ｂ テーパ孔部 ｗ 仕上げ予定寸法

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対的に移動する第１金型と第２金型と
   の間に被加工素材を挟持し、前記第１および第２金型の
   動作により前記被加工板材を打ち抜く加工装置におい
   て、 前記第１金型は、先端側へ向かって漸次先細になるテー
   パ部を形成したポンチと、当該第１金型が下死点に達し
   たときの前記ポンチの位置を所定位置に規制するストッ
   パーとを備え、 前記第２金型は、仕上げ予定寸法よりもやや大きい粗抜
   き用開口部を有する第１のダイと、前記仕上げ予定寸法
   にほぼ等しい寸法の仕上げ用開口部とこの仕上げ用開口
   部から奥側に向かって漸次口径が拡がるテーパ孔部を有
   する第２のダイとを備え、前記第１のダイと前記第２の
   ダイは、前記ポンチの移動方向と同一方向に重設され、 前記ポンチを移動させて前記被加工素材を前記第１のダ
   イの粗抜き用開口部で所定形状に打ち抜いた後、この打
   ち抜き品の外周縁を前記第２のダイの仕上げ用開口部に
   より仕上げ寸法にシェービングし、前記第１金型が前記
   下死点に達したとき、前記ストッパーにより前記ポンチ
   の先端面と前記第２のダイの上面とをほぼ同一平面上と
   して、前記被加工素材を打ち抜き加工することを特徴と
   する打ち抜き加工装置。
2. 【請求項２】 前記仕上げ用開口部でシェービングする
   際に生じる切屑を収容する切屑収容部を、前記第１のダ
   イと前記第２のダイとの間に形成したことを特徴とする
   請求項１記載の打ち抜き加工装置。
3. 【請求項３】 前記第２金型は、前記第１のダイと前記
   第２のダイとを分離可能に保持し、前記第１金型が上死
   点側に移動する際、前記第１のダイと前記第２のダイと
   が分離することを特徴とする請求項２記載の打ち抜き加
   工装置。
4. 【請求項４】 前記ポンチのテーパ部における傾斜角度
   と、前記第２のダイのテーパ孔部における傾斜角度を前
   記第１金型の移動方向に対して同一の角度に形成したこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の
   打ち抜き加工装置。
5. 【請求項５】 前記第１のダイの粗抜き用開口部は、前
   記第２のダイ側に向けて同一内径もしくは徐々に小径と
   なるように形成されていることを特徴とする請求項１乃
   至請求項４の何れかに記載の打ち抜き加工装置。
6. 【請求項６】 前記第１金型は、前記ポンチと同時に移
   動する第１のプレートと、この第１のプレートとの間隔
   が可変するように取り付けられ前記ポンチによる打ち抜
   き加工時に前記被加工素材を前記第１のダイとで挟持す
   る第２のプレートとを備え、前記ストッパーは、前記第
   １のプレートと前記第２のプレートとの最小間隔を規制
   する位置に着脱可能に装着されていることを特徴とする
   請求項１乃至請求項５の何れかに記載の打ち抜き加工装
   置。