JP4884915B2 - 円形基板の打抜きプレス用金型及び磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造装置 - Google Patents
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Description
下型はダイスとホールパンチ及びノックアウトとを備え、上型はダイスとホールパンチとの間に下降するように配置されたパンチと、その外周へダイスと相対するように配置されたストリッパとを備えている。
下型と上型の間にアルミニウム合金からなる金属素条を一定方向から供給し、ダイスとストリッパにより素条を挟んで保持し、パンチを所定の圧力でダイスとホールパンチの間に先端部が突入するように下降させることにより、ダイスとパンチとにより外縁が規定され、ホールパンチとパンチとにより内縁が規定されたドーナツ状の基板を打抜く。
製品基板よりやや大きな寸法に打抜かれた基板は、打抜きによる歪みを除くため加圧焼鈍を行った後、サブストレート加工(内外周部の研削、表面研削)→メッキ加工→研磨加工による仕上げの工程をへて製品基板とされる。
打抜き時の外径側のクリアランスは、内径側のクリアランスより設計上大きくする必要があり、外縁部の端面ダレの方が内縁部のそれよりも大きくなるので、加工上外縁部の端面ダレが問題となる。
このような端面ダレを小さくするために、基板の外縁を打抜くためのダイスの打抜き面に、刃先に連続して外周方向へ下り傾斜する傾斜部(傾斜角度0.1〜15°)を形成することが提案されている(後記特許文献1を参照)。
しかしながら、ダイスの刃先に連続して外周方向に下り傾斜する傾斜部を形成すると、基板外縁部のダレ幅をある程度小さくすることはできるが、ダレ深さの改善にはあまり効果がなく、しかも金型寿命を低下させる。
また、クリアランスを小さくして端面ダレを改善することはできるが、金型の寿命に悪影響を与えるので量産性に適しない。
本発明の他の目的は、端面ダレを抑制してサブストレート加工時の研削代をより小さくすることができる磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造装置を提供することにある。
すなわち、打抜き時のパンチの打抜き圧力は、従来の方法のようにパンチ刃先の全周へ分散して作用するのではなく、打抜き開始時はパンチ刃先の直径方向の一箇所に集中して作用し、その後はパンチの刃先が形成する円周の二ヶ所へ順次集中して作用し、打抜き終了時はパンチ刃先の直径方向における反対側の一箇所に集中して作用する。
このように、パンチの打抜き圧力が金属素条に対して、打抜かれる円形基板の輪郭に沿ってその直径方向の一方から他方へ順次集中して作用するから、パンチの刃先とダイスの刃先による切れ味が向上し、その結果端面ダレがダレ幅,ダレ深さともに顕著に小さくなる。
したがって、本発明により磁気ディスク用アルミニウム合金基板を打抜けば、サブストレート加工時の研削代をより小さくすることができ、基板のコストダウンを達成することができる。
第1実施形態
図1は本発明に係る打抜きプレス用金型を、磁気ディスク用アルミニウム合金基板の打抜きプレス用金型(プッシュバック方式)に応用した第1実施形態を示す概断面略図である。
下型2と上型3の間へ間歇的に供給される金属(アルミニウム合金)素条1の間歇供給に同調して、金属素条1をダイス20とストリッパ31で挟み、パンチ30を所定の圧力でダイス20内へ下降させて、ドーナツ状の円形基板10を打抜く。打抜かれた基板10は、ノックアウトにより金型の外部へノックアウトされる。
パンチ30が所定の圧力でダイス20内へ下降するとき、ダイス20の刃先20aの内側に対してパンチ30の刃先30aが突入するが、当該突入位置は、ダイス20とパンチ30の各刃先20a,30aの直径方向の一方(図1の左側)から他方(同右側)へ、すなわち図1の矢印aに沿って順次移動する状態に構成されている(請求項4)。
この構成により、金属素条1から円形基板10を打抜く過程において、ダイス20とパンチ30の刃先20a,30aにより打抜かれる円形基板10の切断位置が、当該円形基板10の直径方向の一方から他方へ図1及び図4の矢印aのように順次移動する(請求項1)。
このように、パンチ30の打抜き圧力が、金属素条1に対して打抜かれる円形基板10の輪郭に沿ってその直径方向の一方から他方へ順次集中して作用するから、パンチ30の刃先30aとダイス20の刃先20aによる切れ味が向上し、その結果図5に示す基板1の端面ダレ10aがダレ幅w,ダレ深さhともに顕著に小さくなる。
したがって、第1実施形態の打抜きプレス用金型により磁気ディスク用アルミニウム合金基板を打抜けば、サブストレート加工時の研削代をより小さくすることができ、基板のコストダウンを達成することができる。
なお、第1実施形態の打抜きプレス用金型では、ホールパンチ21の外周の刃先(図示しない)の全周が形成する面も同様に傾斜しているので、ドーナツ状の円形基板における内縁部のダレも小さくなる。
前記傾斜角度θが0.3゜未満ではその効果が小さく(傾斜させない場合に比べて端面ダレがさほど小さくならない)、他方当該傾斜角度θが10゜を超えると板落ちし易くなる(プッシュバックし難くなる)。
図2は本発明に係る打抜きプレス用金型を、磁気ディスク用アルミニウム合金基板の打抜きプレス用金型に応用した第2実施形態を示す概断面略図である。
この実施形態では、パンチ30が垂直方向に沿って作動する状態において、パンチ30の刃先30a全周が形成する面が、ダイス20の刃先20aの全周が形成する面(この場合も水平面)と所定角度θを有するように形成する(請求項5の他の形態)ことにより、打抜き時にダイス20の刃先20aの内側に対するパンチ30の刃先30aの突入位置が、前記各刃20a,30aの直径方向の一方から他方(図の左側から右方向)へ順次移動するように構成されている。
この実施形態における他の構成や作用効果、及び円形基板1が通常の3.5インチ磁気ディスク用アルミニウム合金ブランク材である場合における、好ましい前記傾斜角度θ等は、第1実施形態の金型と同様であるのでそれらの説明は省略する。
図3は本発明に係る打抜きプレス用金型を、磁気ディスク用アルミニウム合金基板の打抜きプレス用金型に応用した第3実施形態を示す概断面略図である。
この実施形態では、パンチ30が垂直方向に沿って作動する状態において、ダイス20の刃先20aの全周が形成する面、及びパンチ30の刃先30a全周が形成する面を、水平面に対して所定角度θ1,θ2ずつ傾斜するように形成することにより、打抜き時にダイス20の刃先20aの内側に対するパンチ30の刃先30aの突入位置が、前記各刃20a,30aの直径方向の一方から他方(図の左側から右方向)へ順次移動するように構成されている。
この実施形態において、ダイス20の刃先20a全周が形成する面とパンチ30の刃先30a全周が形成する面との角度θは、前記角度θ1とθ2を加えた角度である(請求項5のさらに他の実施形態)。したがって、前記角度θも0.3〜10゜であるのが好ましい。
この実施形態における他の構成や作用効果、及び円形基板1が通常の3.5インチ磁気ディスク用アルミニウム合金ブランク材である場合における、好ましい前記傾斜角度θ等は、第1実施形態の金型と同様であるのでそれらの説明は省略する。
それらの各基板の端面ダレ(ダレ幅w及びダレ深さh)サイズを測定した。その測定結果を表1に示した。
金型寸法
ダイス内径: 96.0mm
パンチ外径: 95.8mm
ノックアウト外径:95.8mm
アルミニウム合金素条
材質:JIS5086
板厚t:1.84mm、1.3mm
打抜条件
プッシュバック方式による連続打抜
200tonプレス
ダレ測定方法
測定器:輪郭形状測定器(フォームコーダ EF−12),株式会社小坂研究所
触針先端の曲率半径:25μm
印加荷重:30mN
走査速度:0.05mm/s
ダレ幅w及びダレ深さh:図5のように、水平姿勢の基板裏面にダレ幅の二倍以上の距離間隔で基準点A,Bを設定し、基準点A,Bを結んだ外周方向への延長線を水平基準線とし、基板外周縁の突端であるダレ深さ開始点から下方ヘの垂直な延長線を垂直基準線とする。基板下面の水平基準線から離れ始めるダレ幅開始点から両基準線の交点までをダレ幅wとし、ダレ深さ開始点から両基準線の交点までをダレ深さhとした。表1におけるダレ幅w及びダレ深さhの数値は、基板50枚につき各1箇所(基板周方向でダレが最大の箇所)でそれぞれダレ幅とダレ深さとを測定した測定値の平均値である。
例えば、Aグループ(板厚1.84mm)では、ダレ幅が比較例1(傾斜なし)に対して最大約19.5%(実施例4)、ダレ深さが比較例1に対して最大約35.5%(実施例2)それぞれ減少した。また、Bグループ(板厚1.3mm)では、ダレ幅が比較例2(傾斜なし)に対して最大約17.6%(実施例11)、ダレ深さが比較例2に対して最大約29.2%(実施例10)それぞれ減少した。
特に、端面ダレの影響が大きいダレ深さについての抑制効果が顕著である。
また、本発明はプッシュバック方式の金型のほか、ダイスとパンチを使用する他の方式の打抜きプレス用金型にも実施することができる。
10 基板
10a ダレ
10b バリ
11 サブストレート
2 下型
20 ダイス
20a,30a 刃先
21 ホールパンチ
3 上型
30 パンチ
31 ストリッパ
Claims (3)
- 金属素条から円形基板を打抜くためのダイスとパンチとを備え、打抜き時におけるダイスの刃先の内側に対するパンチの刃先の突入位置が、前記各刃先の直径方向の一方から他方へ順次移動する状態に構成され、ダイスの刃先全周が形成する面を水平面に対して所定角度θ1傾斜させるとともに、パンチの刃先全周が形成する面を水平面に対して反対側に所定角度θ2傾斜させることにより、前記ダイスの刃先全周が形成する面と、前記パンチの刃先全周が形成する面との角度θが、上記2つの所定角度θ1,θ2を足し合わせた角度になることを特徴とする円形基板の打抜きプレス用金型。
- 前記ダイスの刃先全周が形成する面と前記パンチの刃先全周が形成する面との角度θが0.3〜10゜であることを特徴とする請求項1に記載の円形基板の打抜きプレス用金型。
- 請求項1〜2のいずれかに記載の円形基板の打抜きプレス用金型を含むこと特徴とする、磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造装置。
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