JP5970345B2 - 追抜き加工用金型及び追抜き加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、板状のワークに追抜き加工を行う追抜き加工用金型及び追抜き加工方法に係り、さらに詳細には、ワークの追抜き加工時にワークから切断分離された部分（スクラップ）を短く剪断することができる追抜き加工用金型及び追い抜き加工方法に関する。

従来、板状のワークの追抜き加工を行うとき、ワークの打抜き加工を行う毎に、ワークの表面に微細な塑性変形が生じるので、外観向上において問題があった。そこで、パンチ刃部が傾斜したパンチを用いて、前記パンチ刃部の途中までの打抜き加工を繰り返すことにより、前記塑性変形の発生を抑制する追抜き加工方法が提案されている。

上記追抜き加工方法においては、ワークから切断分離されてスクラップとなる部分が長く生じるという新たな問題がある。このような問題を解決するために、ワークの追抜き加工を行う度に生じたスクラップを短く切断する追抜き加工用金型が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開平６−２９７０５３号公報

前記特許文献１に記載の追抜き加工用金型は、図５に示すごとき構成である。すなわち、追抜き加工用金型は、パンチ１０１とダイ１０３とを備えている。前記パンチ１０１は断面形状が長方形状の刃部本体１０５を備えており、この刃部本体１０５の先端部（下端部）には、共に傾斜した打抜刃部１０５Ａと切込刃部１０５Ｂとを備えている。そして、前記打抜刃部１０５Ａと切込刃部１０５Ｂの幅寸法Ａ，Ｂはほぼ等しい寸法であり、前記打抜刃部１０５Ａと切込刃部１０５Ｂとの間には段差部１０７が形成してある。

前記ダイ１０３は、前記パンチ１０１の打抜刃部１０５Ａに対応した打抜用貫通孔１０３Ａに隣合ってスリット状の切込用凹部１０３Ｂを備えている。上記切込用凹部１０３Ｂは、前記パンチ１０１の切込刃部１０５Ｂに対応する部分であるが、切込刃部１０５Ｂの幅寸法Ｂよりも十分に長く構成してある。そして、前記切込用凹部１０３Ｂの底壁１０９には、前記段差部１０７に対応する切断エッジ１０９Ａを備えた構成である。

前記構成において、図５（Ａ）に示すように、ダイ１０３上にワークＷを位置決めした後、図５（Ｂ）に示すように、パンチ１０１を下降してワークＷの打抜き加工を行うと、パンチ１０１における打抜刃部１０５ＡによってスクラップＳ１が打抜かれ、切断エッジ１０９Ａと段差部１０７との協働によって切断分離される。また、前記スクラップＳ１に連続した連続部分Ｓ２は、前記パンチ１０１の切込刃部１０５Ｂによって打抜かれるものの、ワークＷから切断分離されることなく、ダイ１０３の切込用凹部１０３Ｂ内において傾斜した状態にある（図５（Ｂ），（Ｃ）参照）。

その後、前記ワークＷの連続部分Ｓ２がダイ１０３の打抜用貫通孔１０３Ａに位置するようにワークＷを移動した後（図５（Ｄ）参照）、パンチ１０１を下降してワークＷの打抜き加工を行うことにより、新たなスクラップＳ１及び連続部分Ｓ２が加工されることになる（図５（Ｅ）参照）。すなわち、ワークＷからスクラップＳ１、連続部分Ｓ２を次々に打抜くことを繰り返すことによって、ワークＷの追抜き加工を行うものである。

したがって、上記構成のパンチ１０１，ダイ１０３においては、図５（Ｆ）に示すように、最終工程に連続部分Ｓ２が残るという問題があると共に、ダイ１０３における切断用凹部１０３Ｂの底に、切断エッジ１０９Ａを備えた底壁１０９を必要とするものであり、ダイ１０３の構成が複雑になる、という問題がある。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、パンチ金型とダイ金型とを備えた追抜き加工用金型であって、前記パンチ金型は、パンチ本体の下部に断面形状が長方形状のパンチ刃部を下方向へ突出して備え、前記ダイ金型は、前記パンチ刃部の断面形状に対応した長方形状のダイ孔を備えており、前記パンチ刃部の先端部に、上下方向の段差部を備えることによって突出剪断刃と予備成形剪断刃とを備え、前記予備成形剪断刃に、前記突出剪断刃によって剪断分離される分離位置を形成するための成形剪断刃を下方向に突出して備えていることを特徴とするものである。

また、前記追抜き加工用金型において、前記成形剪断刃は下方向へ突出した三角形状に形成してあり、前記三角形状部の頂角は鈍角であって前記突出剪断刃の下面よりも高位置に位置してあることを特徴とするものである。

また、前記追抜き加工用金型を使用しての追抜き加工方法であって、板状のワークから切断分離する部分を前記突出剪断刃に対応した位置に位置決めする（ａ）工程と、前記パンチ金型におけるパンチ刃部を前記ダイ金型におけるダイ孔に浅く係合して、前記切断分離する部分を切断分離する（ｂ）工程と、上記（ｂ）工程時に、パンチ金型における前記予備成形剪断刃に対応しワーク部分を半抜き加工すると共に下方向に突出した形状に成形する（ｃ）工程と、前記半抜き加工された部分を前記突出剪断刃に対応した位置に位置決めし、下方向へ突出成形した部分を前記突出剪断刃によって剪断する（ｄ）工程と、前記（ｂ）工程〜（ｄ）工程を複数回繰り返す（ｅ）工程と、最終工程において、前記ダイ孔に対して前記パンチ刃部をより深く係合して前記予備成形剪断刃によってワークの切断分離を行う（ｆ）工程、の各工程を備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、パンチ金型とダイ金型との協働によって板状のワークに追抜き加工を行うとき、ワークから半抜き加工された部分の先端側をワークから切断分離することができ、スクラップを短く剪断することができると共に、最終工程においては、半抜き加工された部分を残すことなく加工することができる。

パンチ金型の構成を示す説明図である。 ダイ金型の構成を示す説明図である。 パンチ金型とダイ金型との協働による追抜き加工の作用説明図である。 打抜き加工時に生じる微細な塑性変形発生位置の説明図である。 従来のパンチ，ダイの構成及び作用の説明図である。

図１を参照するに、本発明の実施形態に係るパンチ金型１は断面形状が円形状のパンチ本体（パンチボディ）３を備えている。このパンチ本体３は、例えばタレットパンチプレスなどのパンチプレスにおける上型ホルダ（例えば上部タレット）に装着される上金型における筒状のパンチガイド内に上下動自在に嵌合されるものである。なお、上記上金型の構成はよく知られた構成であるから、理解を容易にするために、上金型の全体的な構成の説明は省略し、主要な構成のみについて説明することとする。

前記パンチ本体３の下部中央部には、断面形状が長方形状でパンチ本体３の径方向に長いパンチ刃部５が下方向へ突出して備えられている。そして、このパンチ刃部５の先端部（下端部）には、上下方向の段差部７をほぼ中央部に備えることによって下方向へ突出した突出剪断刃９と予備成形剪断刃１１とが区画して備えられている。

前記突出剪断刃９の下面９Ｆは、前記段差部７側が低くなるように僅かに傾斜してあって、前記段差部７と下面９Ｆとが交差した角部９Ｃの角度は９０°以下の鋭角に形成してある。そして、段差部７は、図１（Ｂ）に示すように、ほぼ円弧状の曲面に形成してある。なお、前記角部９Ｃの角度は９０°であってもよいものである。前記予備成形剪断刃１１は、前記段差部７から離反した位置に、下方向に突出した二等辺三角形状の成形剪断刃１３が備えられている。この成形剪断刃１３の最下端部の頂点１３Ｔは前記突出剪断刃９の下面９Ｆよりも高位置に位置してあり、上記頂点１３Ｔの頂角は鈍角に形成してある。

前記パンチ金型１と協働してワークＷの追抜き加工を行うダイ金型１５は、図２に示すように、円盤形状のダイ本体１７を備えており、このダイ本体１７の上面には、前記パンチ刃部５の断面形状に対応した長方形状のダイ孔１９が備えられている。

以上のごとき構成において、ダイ本体１７上に板状のワークＷを載置位置決めした後、パンチ本体３を下降してダイ本体１７のダイ孔１９内に突出剪断刃９を挿入し係合すると、図３（Ａ）に示すように、スクラップＳがワークＷから剪断分離される。そして、前記成形剪断刃１３の頂点１３ＴがワークＷの下面にほぼ一致した位置でパンチ本体３の下降を停止する（すなわちダイ孔１９にパンチ刃部５を浅く係合する）と、前記成形剪断刃１３によって下方向へ突出した三角形状の突出成形部２１が形成されることになる。

前記突出成形部２１において、前記成形剪断刃１３における頂点１３Ｔに対応した頂部２１Ｔを間にした両側の傾斜面部２１Ｓは、半抜き加工された部分であってワークＷから切断分離されることなくワークＷと接続した関係にある。そして、前記突出成形部２１は、成形加工を受けることによって加工硬化を生じた状態にある。

ところで、前述のごとく、突出剪断刃９によってスクラップＳを打抜き加工するとき、上記スクラップＳとなる部分の周囲はワークＷと一体である。

そして、パンチ刃部５における突出剪断刃９の段差部７に対応する部分以外の３方向は、ダイ本体１７におけるダイ孔１９の周縁部によって支持された状態にあり、剛性が大きいので、前述した従来の切断エッジ１０９Ａに相当する構成がない場合であってもスクラップＳの部分を切断分離できるものである。

ところで、前述のごとく、初回にスクラップＳを打抜くとき、前記突出剪断刃９の角部９Ｅ（図４参照）でワークＷの打抜きを行うことになる。上記角部９Ｅで打抜き加工された部分に近接したワークの表面には、微細な塑性変形部分２３（図４参照）が生じることになる。しかし、前記突出剪断刃９における前記段差部７は、ほぼ円弧状の曲面に形成してあって角部が存在しないので、前記段差部７によって打抜き加工される部分には、前述した塑性変形部分２３を生じることはないものである。

前述のごとく、初回のスクラップＳを打抜き加工した後、前記突出成形部２１における頂部２１Ｔが前記パンチ刃部５における段差部７に対応するように位置決めする。その後、パンチ本体３を下降すると、図３（Ｂ）に示すように、前記突出剪断刃９に対応した部分が次のスクラップＳ１として切断分離されると共に、前記成形剪断刃１３に対応した部分が次の突出成形部２１として下方向へ突出成形されることになる。

前述のごとく、スクラップＳ１となる部分をワークＷから切断分離するとき、予め突出成形された突出成形部２１はワークＷに対して半抜き加工された部分であって、前記突出成形部２１における頂部２１Ｔの両側は予め傾斜面２１Ｓに形成してあるので、塑性変形部分２３Ｅを生じることなく切断分離することができるものである。この際、前記突出成形部２１はワークＷに接続した状態にあり、かつ加工硬化した状態にあるので、パンチ刃部５の段差部７に対応した部分の剛性は保持されており、初期のスクラップＳと同様にスクラップＳ１の切断分離を行うことができるものである。

前述のごとく、次のスクラップＳ１を切断分離すると共に、突出成形部２１を形成することを複数回繰り返すことにより、ワークＷに塑性変形部分２３を生じることなく追抜き加工が行われることになる。そして、最終工程においては、図３（Ｃ）に示すように、パンチ刃部５における前記成形剪断刃１３がダイ本体１７のダイ孔１９に深く入り込むように係合することにより、スクラップＳ１と同時に別個のスクラップＳ２がワークＷから切断分離されることになる。この際、予備成形剪断刃１１における前記成形剪断刃１３の角部に対応した部分には、図４に示すように、微小の塑性変形部分２３を生じることになる。

以上のごとき説明より理解されるように、ワークＷに追い抜き加工を行うとき、生じるスクラップＳ、Ｓ１、Ｓ２を短くすることができる。また、ワークＷの打抜き加工を行うとき、微小の塑性変形部分２３は、ワークＷに対する初期の打抜き加工時と最終工程の打抜き加工時であって、追抜き加工の途中には前記塑性変形部分２３を生じるようなことがなく、外観の向上を図ることができるものである。

また、ダイ金型１５は、パンチ金型１におけるパンチ刃部５の断面形状に対応したダイ孔１９を備えていればよいものであり、ダイ金型１５の構成の簡素化を図ることができるものである。

１ パンチ金型
３ パンチ本体（パンチボディ）
５ パンチ刃部
７ 段差部
９ 突出剪断刃
１１ 予備成形剪断刃
１３ 成形剪断刃
１５ ダイ金型
１７ ダイ本体
１９ ダイ孔
２１ 突出成形部

Claims (3)

1. パンチ金型とダイ金型とを備えた追抜き加工用金型であって、前記パンチ金型は、パンチ本体の下部に断面形状が長方形状のパンチ刃部を下方向へ突出して備え、前記ダイ金型は、前記パンチ刃部の断面形状に対応した長方形状のダイ孔を備えており、前記パンチ刃部の先端部に、上下方向の段差部を備えることによって突出剪断刃と予備成形剪断刃とを備え、前記予備成形剪断刃に、前記突出剪断刃によって剪断分離される分離位置を形成するための成形剪断刃を下方向に突出して備えていることを特徴とする追抜き加工用金型。
2. 請求項１に記載の追抜き加工用金型において、前記成形剪断刃は下方向へ突出した三角形状に形成してあり、前記三角形状部の頂角は鈍角であって前記突出剪断刃の下面よりも高位置に位置してあることを特徴とする追抜き加工用金型。
3. 請求項１又は２に記載の追抜き加工用金型を使用しての追抜き加工方法であって、
   （ａ）板状のワークから切断分離する部分を前記突出剪断刃に対応した位置に位置決めする工程、
   （ｂ）前記パンチ金型におけるパンチ刃部を前記ダイ金型におけるダイ孔に浅く係合して、前記切断分離する部分を切断分離する工程、
   （ｃ）上記（ｂ）工程時に、パンチ金型における前記予備成形剪断刃に対応しワーク部分を半抜き加工すると共に下方向に突出した形状に成形する工程、
   （ｄ）前記半抜き加工された部分を前記突出剪断刃に対応した位置に位置決めし、下方向へ突出成形した部分を前記突出剪断刃によって剪断する工程、
   （ｅ）前記（ｂ）工程〜（ｄ）工程を複数回繰り返す工程、
   （ｆ）最終工程において、前記ダイ孔に対して前記パンチ刃部をより深く係合して前記予備成形剪断刃によってワークの切断分離を行う工程、
   の各工程を備えていることを特徴とする追抜き加工方法。

Images