JPH1190559A - Guide for press die - Google Patents
Guide for press dieInfo
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- JPH1190559A JPH1190559A JP25910997A JP25910997A JPH1190559A JP H1190559 A JPH1190559 A JP H1190559A JP 25910997 A JP25910997 A JP 25910997A JP 25910997 A JP25910997 A JP 25910997A JP H1190559 A JPH1190559 A JP H1190559A
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- Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プレス金型の上型
と下型との位置決めを行うためのポストとブッシュの組
み合わせからなるガイドに関する。The present invention relates to a guide comprising a combination of a post and a bush for positioning an upper die and a lower die of a press die.
【０００２】[0002]
【従来の技術】精密なプレス製品を得るためには、プレ
ス金型の上型と下型の正確な位置決めはきわめて重要で
あり、その正確な位置決めを長く持続するためにはガイ
ドを構成するポストとブッシュとの長期間の機能の維持
はきわめて重要である。2. Description of the Related Art Accurate positioning of an upper die and a lower die of a press die is extremely important to obtain a precise press product. To maintain the accurate positioning for a long time, a post constituting a guide is required. Maintaining the long-term function between the bush and the bush is extremely important.
【０００３】従来、ガイドを構成するポストとブッシュ
の材質は、ポストが、ＳＫＤ１１のような工具鋼、高炭
素クロム軸受け鋼のような鋼あるいは超硬合金、ブッシ
ュがポストと同種の鋼あるいは固体潤滑材入り黄銅から
なるものである。Conventionally, the material of the post and the bush constituting the guide is made of tool steel such as SKD11, steel or cemented carbide such as high carbon chromium bearing steel, and the bush is made of the same type of steel as the post or solid lubrication. It is made of brass with lumber.
【０００４】ところが、近年、プレスの速度が速くなる
と共に、連続加工時においてガイドのブレを生じ、その
ため、金型のパンチとダイとの間のクリアランスが絶え
ず変動し、プレス製品の品質の不安定、パンチとダイと
の間のクリアランスの変動に起因する切れ刃の摩耗によ
る切れ刃の短寿命化、成形の不確実性等のさまざまな問
題を生じている。とくに、高速運転では摺動性（トライ
ボロジー）について限界に達している。However, in recent years, the press speed has been increased, and the guide has been shaken during continuous machining. Therefore, the clearance between the punch and the die of the mold has been constantly fluctuating, and the quality of the press product has been unstable. In addition, there are various problems such as shortening of the life of the cutting edge due to wear of the cutting edge due to fluctuation of the clearance between the punch and the die, and uncertainty of molding. In particular, in high-speed operation, the slidability (tribology) has reached its limit.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、連続作業中
でも金型のパンチとダイとの間に一定のクリアランスの
維持の問題を位置決めガイドを構成するポストとブッシ
ュの材料面から解決しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problem of maintaining a constant clearance between a punch and a die of a mold even in a continuous operation from the viewpoint of the material of a post and a bush constituting a positioning guide. Things.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】連続作業中の金型のパン
チとダイとの間のクリアランスのバラツキは、このガイ
ドを構成するポストとブッシュの剛性強度不足に起因す
る弾性変形と、高速摺動による加熱による熱膨張の差に
よる両部材間のクリアランスの変動及び、両部材の耐摩
耗性不足による両部材の摩耗によって生じるもので、こ
のポストとブッシュの間のクリアランスの変動をなくす
ためには、それぞれの材質面から見た要求特性を満たす
ことが必要である。The variation in the clearance between the punch and the die of the mold during continuous operation is caused by elastic deformation caused by insufficient rigidity of the post and the bush constituting this guide, and high speed sliding. Fluctuation of the clearance between the two members due to the difference in thermal expansion due to heating, and wear of both members due to insufficient wear resistance of both members, in order to eliminate the fluctuation of the clearance between the post and the bush, It is necessary to satisfy the required characteristics from the viewpoint of each material.
【０００７】表１は、ガイドを構成するポストとブッシ
ュの材質決定のプロセスを示すもので、ガイドセットを
構成するポストとブッシュの８項目の要求特性（以下パ
ラメータと呼ぶ）を挙げ、各々のパラメータ重要度を
「非常に重要」、「重要」、「さほど重要ではない」、
それに、「不要」の４段階評価を既存の構成材料も併せ
て行った。Table 1 shows the process of determining the material of the post and the bush constituting the guide. The required characteristics (hereinafter referred to as parameters) of eight items of the post and the bush constituting the guide set are listed. Ratings can be "very important", "important", "not very important"
In addition, a four-level evaluation of “unnecessary” was also performed for existing constituent materials.
【０００８】[0008]
【表１】 この結果、従来の構成材料は、放熱性の点を除いて殆ど
のパラメータを満たしてはおらず、これに対して、セラ
ミック材がポストとしてそれぞれのパラメータを満たし
ていることがわかった。その中でも、剛性が３２０ＧＰ
ａ以上のヤング率を有するセラミック材、とくに、Ｓｉ
3Ｎ4系、ＳｉＣ系、ＺｒＯ2系、Ａｌ2Ｏ3系、ＺｒＯ2−
金属炭化物系、Ａｌ2Ｏ3−金属炭化物系セラミック材が
好適である。表２に、これらのセラミック材の特性を示
す。ＺｒＯ2−金属炭化物系、Ａｌ2Ｏ3−金属炭化物系
セラミック材については、他の金属炭化物でも適用でき
るが、その代表的材料を揚げる。[Table 1] As a result, it was found that the conventional constituent material did not satisfy most of the parameters except for the heat radiation property, whereas the ceramic material satisfies each parameter as a post. Among them, rigidity is 320GP
a, a ceramic material having a Young's modulus of at least
3 N 4 system, SiC system, ZrO 2 system, Al 2 O 3 system, ZrO 2 -
Metal carbide and Al 2 O 3 -metal carbide ceramic materials are preferred. Table 2 shows the characteristics of these ceramic materials. As for the ZrO 2 -metal carbide-based and Al 2 O 3 -metal carbide-based ceramic materials, other metal carbides can be applied, but representative materials are listed below.
【０００９】また、ポストを構成するセラミック材と組
み合わすべきブッシュを構成する材料としては、比較的
高い剛性を有する硬質材料であって、セラミック材との
摺動性が良く、それ自体の熱変位と熱膨張率が小さい上
に熱放散性がよく、その上にポストに使用するセラミッ
ク材の熱膨張率の差が小さいことが必要である。The material constituting the bush to be combined with the ceramic material forming the post is a hard material having relatively high rigidity, has good sliding properties with the ceramic material, and has its own thermal displacement. It is necessary that the thermal expansion coefficient is small, the heat dissipation is good, and the difference in the thermal expansion coefficient of the ceramic material used for the post is small.
【００１０】具体的には、放熱性のよい２０Ｗ／ｍＫ以
上の熱伝導率を有し、ポストを形成するセラミック材と
の熱膨張率の差が３×１０-6／Ｋ以下であり、且つ、ポ
ストを形成するセラミック材との摩擦係数μが無潤滑時
０．５、固体潤滑時０．２、油（グリース）潤滑時０．
０４以下のものが望ましい。Specifically, it has a thermal conductivity of 20 W / mK or more, which has good heat dissipation, a difference in thermal expansion coefficient with a ceramic material forming the post is 3 × 10 −6 / K or less, and The coefficient of friction μ with the ceramic material forming the post is 0.5 when not lubricated, 0.2 when solid lubricated, and 0.2 when lubricated with oil (grease).
It is desirable that the number is 04 or less.
【００１１】また、このポストを構成するセラミック材
と組み合わせるためのブッシュの硬質材としては、上記
の特性を有するものであれば、任意のものが使用できる
が、ＷＣ−Ｃｏ系もしくはＷＣ−Ｎｉ系超硬合金、ＷＣ
−ＴｉＣ−ＴａＣ系バインダーレス超硬合金が特に適し
ている。同じく表２に、これらの超硬合金の特性を示
す。さらには、これに、ＭｏＳ2，Ｃ，ＢＮなどの自己
潤滑物質を分散してポストとの摺動性を高めたものも好
適に使用できる。As the hard material of the bush to be combined with the ceramic material constituting the post, any material can be used as long as it has the above-mentioned characteristics, but it is possible to use a WC-Co or WC-Ni material. Cemented carbide, WC
-TiC-TaC binderless cemented carbide is particularly suitable. Table 2 also shows the properties of these cemented carbides. Further, a material in which a self-lubricating substance such as MoS 2 , C, or BN is dispersed to improve the sliding property with the post can be suitably used.
【００１２】[0012]
【表２】 さらに、ポストを構成するセラミック材は、その表面粗
度をＲｍａｘ０．４あるいはそれ以下にすることによっ
て、ブッシュを構成する超硬合金との摺動特性は、金型
の作動中の６０℃程度の比較的高温下でも優れた摺動性
を示す。[Table 2] Further, the ceramic material constituting the post has a surface roughness of Rmax 0.4 or less, so that the sliding property with the cemented carbide constituting the bush is about 60 ° C. during the operation of the mold. Excellent sliding properties even at relatively high temperatures.
【００１３】また、ポストを構成するセラミック材とブ
ッシュを構成するセラミック材又は超硬合金を組み合わ
せたとき、それぞれの作動状態の温度条件下の熱膨張率
の差はきわめて小さくし、焼き付き防止のためにブッシ
ュを構成する材種の熱膨張率がポスト材のそれより若干
大きくすると、ポストとブッシュとの間のクリアランス
はほとんど変わらず、作業開始前のクリアランスは作業
中変わらないものとなる。Further, when a ceramic material forming the post and a ceramic material or cemented carbide forming the bush are combined, the difference in the coefficient of thermal expansion under the temperature condition in each operating state is extremely small, and in order to prevent seizure. If the thermal expansion coefficient of the material constituting the bush is slightly larger than that of the post material, the clearance between the post and the bush hardly changes, and the clearance before the start of the operation does not change during the operation.
【００１４】表３にポストを構成するセラミック材とブ
ッシュを構成するセラミック材又は超硬合金との好適な
組み合わせの例を示す。Table 3 shows an example of a suitable combination of the ceramic material forming the post and the ceramic material or cemented carbide forming the bush.
【００１５】[0015]
【表３】 [Table 3]
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施の形態をプ
レス金型のサブガイドに適用した実施例によって示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific embodiment of the present invention will be described with reference to an example in which the present invention is applied to a sub-guide of a press die.
【００１７】図１はプレス金型の側面断面図を示し、図
２は、図１のII−II線から見た図を示すが、説明の都合
上、それぞれの主ガイドとサブガイドの位置関係は対応
させていない。FIG. 1 is a side sectional view of a press die, and FIG. 2 is a view taken along line II-II in FIG. 1. For convenience of explanation, the positional relationship between the main guide and the sub guide is shown. Does not correspond.
【００１８】これらの図に示すように、プレス金型は上
ダイセットＡと下ダイセットＢを有し、上ダイセットＡ
にはパンチプレートａとその下に位置するストリッパ−
プレートｂが配置され、これに加工用のパンチｃが固定
されている。また、下ダイセットＢには、ダイｄを配置
したダイプレートｅが配置され、ダイプレートｅ上に載
置されたワーク材ｗをパンチｃのダイｄへの下降によっ
て加工するようになっている。この金型プレスのパンチ
ｃの稼働に際してダイｄに案内するためのガイドとし
て、上ダイセットＡと下ダイセットＢの間に設けられた
メインガイドＣと、パンチプレートａとダイプレートｄ
との間に配置されたサブガイドＤが設けられている。こ
のサブガイドＤは、ピンｆによってパンチプレートａに
固定したポストｇと、ストリッパ−プレートｂとダイプ
レートｅにそれぞれ設けらたブッシュｈ、ｉを有する。As shown in these figures, the press die has an upper die set A and a lower die set B, and the upper die set A
Has a punch plate a and a stripper located thereunder.
A plate b is arranged, and a processing punch c is fixed to the plate b. In the lower die set B, a die plate e on which a die d is disposed is arranged, and the work material w placed on the die plate e is processed by lowering the punch c to the die d. . A main guide C provided between an upper die set A and a lower die set B, and a punch plate a and a die plate d are provided as guides for guiding the die d when the punch c of the die press is operated.
And a sub-guide D arranged between them. The sub-guide D has a post g fixed to a punch plate a by a pin f, and bushes h and i provided on a stripper plate b and a die plate e, respectively.
【００１９】このサブガイドを構成するポストｇとブッ
シュｈ、ｉに本発明の素材を組み合わせて使用し、表４
に示す条件の下でプレス加工試験を行った。The material of the present invention was used in combination with the post g and the bushes h and i constituting this sub-guide.
A press working test was performed under the conditions shown in (1).
【００２０】[0020]
【表４】 表５に供試した材質の組み合わせを示す。試料１から試
料１０は、本発明の実施例を示し、試料１１から試料１
７は比較例を示す。これらの比較例において、試料１１
と１２にポスト材として超硬合金を使用した例を、試料
１３から１７に従来の材料からなるブッシュとポストを
用いた例をそれぞれ示す。[Table 4] Table 5 shows combinations of the tested materials. Samples 1 to 10 show examples of the present invention, and samples 11 to 1
7 shows a comparative example. In these comparative examples, sample 11
And 12 show examples using a cemented carbide as a post material, and samples 13 to 17 show examples using a bush and a post made of a conventional material.
【００２１】[0021]
【表５】 その試験結果を「熱変位＝温度上昇に伴うクリアランス
の変動評価」、「パンチの摩耗量＝切れ刃の寿命評
価」、「寿命＝ガイドセットの寿命評価」の３つの項目
について評価した。その結果を表５に示している。同表
において、熱変位は、１００万回プレス直後、ガイドセ
ットが昇温しているときのブッシュとポストの径の差を
意味する。パンチの摩耗量は１００万回プレス加工後の
パンチ面とパンチ側面（図１におけるパンチｃの加工面
と側面）の摩耗量を示す。寿命は１００万回プレス加工
後、充分に冷却したときのポストとブッシュの広がりを
示す。なお、ポストとブッシュの初期の径の差は、一律
３ミクロン（クリアランスは、１．５ミクロン）とし
た。[Table 5] The test results were evaluated for three items: “thermal displacement = evaluation of variation in clearance due to temperature rise”, “amount of punch wear = evaluation of life of cutting edge”, and “life = evaluation of life of guide set”. Table 5 shows the results. In the same table, the thermal displacement means a difference between the diameter of the bush and the diameter of the post when the temperature of the guide set is increased immediately after the pressing of 1 million times. The amount of abrasion of the punch indicates the amount of abrasion of the punch surface and the side surface of the punch (the processed surface and the side surface of the punch c in FIG. 1) after one million times of press working. The service life indicates the spread of the post and the bush when sufficiently cooled after 1 million times of press working. The difference between the initial diameter of the post and that of the bush was uniformly 3 microns (the clearance was 1.5 microns).
【００２２】図３は、表５の試料１（実施例）の場合の
パンチ面ｘとその側面ｙの摩耗量を、同じく試料１３
（従来品）の場合と対比して示す。同図の下図は、摩耗
量の測定個所を図１に示すパンチｃとダイｄの関係で示
すもので、先端角部のパンチ面の水平方向をｘとし、そ
れに対応する側面をｙとしている。この摩耗量を測定し
た結果、以下のことが明らかとなった。FIG. 3 shows the amount of wear on the punch surface x and the side surface y thereof in the case of the sample 1 (Example) in Table 5 and the amount of wear on the punch surface x.
It is shown in comparison with the case of (conventional product). The lower part of the figure shows the measurement point of the wear amount in the relationship between the punch c and the die d shown in FIG. 1, where the horizontal direction of the punch face at the tip corner is x and the corresponding side face is y. As a result of measuring the amount of wear, the following became clear.
【００２３】（１）実施例の組み合わせに於いては熱変
位は最大０．０００８ｍｍであり、従来品の ０．００
３４〜０．００２２ｍｍに比し、大幅に減少している。
これは、連続作業中のパンチとダイのクリアランス変動
の大幅な抑制をもたらす。(1) In the combination of the embodiments, the thermal displacement is 0.0008 mm at the maximum, and the thermal displacement of the conventional product is 0.0008 mm.
Compared with 34 to 0.0022 mm, it is greatly reduced.
This results in significant suppression of punch and die clearance variations during continuous operation.
【００２４】（２）実施例に於いて、パンチの摩耗量
は、いずれの組み合わせにおいても従来品に比して１／
２程度の減少傾向にある。これにより切れ刃の寿命を２
倍程度向上させることができると推測される。(2) In the embodiment, the amount of abrasion of the punch is 1 / l less than that of the conventional product in any combination.
There is a tendency to decrease about 2. This increases the life of the cutting edge by 2
It is presumed that it can be improved about twice.
【００２５】（３）実施例に於いて、ガイドセットの摩
耗量の平均は０．０００６９ｍｍ、従来品のそれは０．
００１２３ｍｍである。つまりガイドセットの寿命は従
来品より１．５倍程アップすることが確認された。(3) In the embodiment, the average wear amount of the guide set is 0.00069 mm, and that of the conventional product is 0.06 mm.
00123 mm. That is, it was confirmed that the life of the guide set was increased by about 1.5 times as compared with the conventional product.
【００２６】（４）比較例に於いて、ＷＣ−５〜２０％
（Ｃｏ，Ｎｉ）同士の組み合わせに於いて焼き付きが発
生した。これについて原因を追及した結果、バインダー
同士（ＣｏもしくはＮｉ）が凝着しているのが確認され
た。(4) WC-5 to 20% in Comparative Example
Burn-in occurred in the combination of (Co, Ni). As a result of investigating the cause, it was confirmed that the binders (Co or Ni) adhered to each other.
【００２７】（５）ブッシュがＳｉ3Ｎ4とポストがＷＣ
−５〜２０％（Ｃｏ，Ｎｉ）が焼き付いた原因は、熱膨
張係数がボストの方がブッシュのそれより大きいため、
連続作業に於ける温度上昇に伴って、ポストとブッシュ
のクリアランスが狭くなっていき、油膜切れを生じたた
め焼き付いたものと考えられる。(5) The bush is Si 3 N 4 and the post is WC
The cause of the seizure of -5 to 20% (Co, Ni) is that the coefficient of thermal expansion is larger for the bost than for the bush.
It is probable that the clearance between the post and the bush narrowed as the temperature increased in the continuous operation, and the oil film ran out.
【００２８】[0028]
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。According to the present invention, the following effects can be obtained.
【００２９】（１） ポスト材としてセラミック材を、
ブッシュ材として超硬合金又はセラミック材を組み合わ
せ使用することによって、プレス加工に際してのパンチ
とダイの間のクリアランスの変動を抑え、摩耗解消によ
る切刃の寿命を向上できる。(1) A ceramic material is used as a post material.
By using a combination of a cemented carbide or a ceramic material as the bush material, fluctuations in the clearance between the punch and the die during press working can be suppressed, and the life of the cutting blade can be improved by eliminating wear.
【００３０】（２） ポストとブッシュとの連続摺動に
よって生じるガイドの温度上昇時においても、ポストと
ブッシュの熱変位によるクリアランスの変動を大幅に低
減できるので、金型の上型と下型の位置関係（パンチと
ダイのクリアランス）が常時一定に保たれる。(2) Even when the temperature of the guide rises due to continuous sliding between the post and the bush, fluctuations in clearance due to thermal displacement of the post and the bush can be greatly reduced. The positional relationship (the clearance between the punch and the die) is always kept constant.
【００３１】（３） ポストとブッシュの耐摩耗性が大
幅に向上することにより、ガイドの寿命が向上するので
精密なプレス加工を長時間持続できる。(3) The abrasion resistance of the post and the bush is greatly improved, so that the service life of the guide is improved, so that precise press working can be continued for a long time.
【図１】 本発明を適用した金型の断面構造を示す。FIG. 1 shows a sectional structure of a mold to which the present invention is applied.
【図２】 図１のII−II線から見た平面図を示す。FIG. 2 is a plan view as seen from the line II-II in FIG.
【図３】 本発明の素材使用した実施例の場合のガイド
の摩耗量を、従来品の場合と対比して示す。FIG. 3 shows the amount of wear of the guide in the case of the embodiment using the material of the present invention, in comparison with the case of the conventional product.
Ａ 上ダイセット Ｂ 下ダイセット Ｃ メイン
ガイド Ｄ サブガイド ａ パンチプレート ｂ ストリ
ッパ−プレート ｃ パンチ ｄ ダイ ｅ ダイプレート ｇ ポ
スト ｈ、ｉ ブッシュ ｗ ワーク材A Upper die set B Lower die set C Main guide D Sub guide a Punch plate b Stripper plate c Punch d Die e Die plate g Post h, i Bush w Work material
Claims (7)
イドであって、ポストを剛性が３２０ＧＰａ以上のヤン
グ率を有するセラミック材から形成したことを特徴とす
るプレス金型用ガイド。1. A guide for a press die comprising a post and a bush, wherein the post is formed from a ceramic material having a Young's modulus of at least 320 GPa.
Ｎ4系、ＳｉＣ系、ＺｒＯ2系、Ａｌ2Ｏ3系、ＺｒＯ2−
金属炭化物系、Ａｌ2Ｏ3−金属炭化物系のなかの何れか
であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
のプレス金型用ガイド。2. The ceramic material forming the post is made of Si 3
N 4 system, SiC system, ZrO 2 system, Al 2 O 3 system, ZrO 2 −
The guide for a press die according to claim 1, wherein the guide is one of a metal carbide type and an Al 2 O 3 -metal carbide type.
を有する硬質材料からなることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２の何れかに記載のプレス金型用ガイド。3. The guide for a press die according to claim 1, wherein the bush is made of a hard material having a thermal conductivity of 20 W / mk or more.
ク材または超硬合金であることを特徴とする請求項３に
記載のプレス金型用ガイド。4. The guide for a press die according to claim 3, wherein the hard material forming the bush is a ceramic material or a cemented carbide.
ことを特徴とする請求項４に記載のプレス金型用ガイ
ド。5. The guide according to claim 4, wherein the cemented carbide is a binderless cemented carbide.
特徴とする請求項４から請求項５の何れかに記載のプレ
ス金型用ガイド。6. The guide according to claim 4, wherein the cemented carbide has a self-lubricating substance dispersed therein.
ＢＮであることを特徴とする請求項６に記載の金型用ガ
イド。7. The mold guide according to claim 6, wherein the self-lubricating substance is MoS 2 , C, or BN.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25910997A JPH1190559A (en) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Guide for press die |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25910997A JPH1190559A (en) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Guide for press die |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1190559A true JPH1190559A (en) | 1999-04-06 |
Family
ID=17329449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25910997A Pending JPH1190559A (en) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Guide for press die |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1190559A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001191132A (en) * | 2000-01-07 | 2001-07-17 | Tyco Electronics Amp Kk | Die guide |
| CN104117589A (en) * | 2014-07-24 | 2014-10-29 | 湖南农业大学 | Automatic-lubricating drawing die |
| CN104384307A (en) * | 2014-12-06 | 2015-03-04 | 漳州永裕隆精密五金有限公司 | Punch forming die for heat-dissipating holes of cabinet side plates |
| CN108555215A (en) * | 2018-05-10 | 2018-09-21 | 嘉兴市乍浦杭湾重型机械有限公司 | A kind of heat safe flange forge piece mold |
-
1997
- 1997-09-24 JP JP25910997A patent/JPH1190559A/en active Pending
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