(57)【要約】【課題】金属板材から打ち抜き片をパンチによって打ち抜く際に、打ち抜き片にダレが発生することを抑制することができるとともに、ダレの発生を抑制するための加工を施す部材を頑強に構成することができるプレス加工方法及びプレス加工装置を提供する。【解決手段】ダイ１４とパンチ１５とからなる打ち抜き加工部１２によって、金属板材Ｗ１から打ち抜き片Ｗ２を打ち抜き成形する。この打ち抜きに先立って、打ち抜き加工部１２の前段に設けられた前段加工部１３により、パンチ１５の反対側における打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き位置の縁部に盛り上げ部Ｗ１２を形成する。金属板材Ｗ１からの打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き時に、打ち抜き片Ｗ２の縁部に発生するダレを、この盛り上げ部Ｗ１２によって相殺する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイとパンチとにより金属板材から打ち抜き片を打ち抜くプレス加工方法において、
前記打ち抜きに先立って、前記パンチの反対側における前記打ち抜き片の打ち抜き位置の縁部に盛り上げ部を形成するプレス加工方法。
【請求項２】
打ち抜きに際して前記金属板材の盛り上げ部を押圧する請求項１に記載のプレス加工方法。
【請求項３】
前記盛り上げ部の形成に際して前記金属板材の移動量が多い位置における盛り上げ部の盛り上げ量を、移動量の少ない位置の盛り上げ量より多くする請求項１または２に記載のプレス加工方法。
【請求項４】
ダイとパンチとにより金属板材から打ち抜き片を打ち抜くプレス加工装置において、
前記ダイ及びパンチの位置よりも工程の前段に、前記パンチの反対側における前記打ち抜き片の打ち抜き位置の縁部に盛り上げ部を加工する前段加工部を設けたプレス加工装置。
【請求項５】
前記前段加工部は、前記盛り上げ部を成形するための凹部を有する成形面と、金属板材をその成形面に向かって押圧する成形部材とを備えた請求項４に記載のプレス加工装置。
【請求項６】
前記盛り上げ部の形成に際して前記金属板材の移動量が多い位置における凹部の容積を、移動量の少ない位置における凹部の容積より大きくした請求項５に記載のプレス加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ダイとパンチとにより金属板材から打ち抜き片を打ち抜くためのプレス加工方法及びプレス加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の打ち抜きに関する技術としては、例えば図６に示す技術が知られている。この従来技術においては、成形孔３１１を有するダイ３１と、そのダイ３１の成形孔３１１に対して進退移動可能に対向配置されたパンチ３２とが備えられている。そして、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ダイ３１とパンチ３２との間に金属板材Ｗ１が介在された状態で、パンチ３２のパンチング動作によって、金属板材Ｗ１から打ち抜き片Ｗ２が剪断によって打ち抜き成形される。
【０００３】
ところが、この従来技術では、図６（ｂ）に示すように、打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き時に、特に剪断動作初期において、金属板材Ｗ１のパンチ３２の反対側に対して打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き位置の縁部に他の部分より高い引っ張り応力が作用する。これにより、図６（ｃ）に示すように、金属板材Ｗ１から打ち抜き片Ｗ２が打ち抜き成形されたとき、その打ち抜き片Ｗ２におけるパンチ３２と反対側の縁部の材料が大きく移動して、その縁部が円弧状になるいわゆるダレＷ２１が発生する。これとともに、パンチ３２側の縁部に小さな突起であるバリＷ２２が発生する。この場合、バリＷ２２は打ち抜き成形後に研磨等によって切除することが可能であるが、ダレＷ２１は修正することがきわめて困難である。そして、このダレＷ２１により、打ち抜き片Ｗ２を製品とした場合において製品機能が低下してしまうおそれがある。
【０００４】
このような問題に対応するために、例えば特許文献１及び特許文献２に開示される技術も従来から提案されている。
特許文献１の技術においては、図６（ａ）に２点鎖線で示すように、金属板材Ｗ１をダイ３１の成形孔３１１の内形より大きな外形の加圧具３２１により加圧して成形孔３１１に所定量押し込む。このようにすれば、金属板材Ｗ１の押し込まれた部分の外側が加圧具３２１とダイ３１との間で薄肉化される。次いで、図６（ｂ）に２点鎖線で示すように、成形孔３１１の内形より小さな外形のパンチ３２２により薄肉部が剪断されて、打ち抜きが行なわれる。
【０００５】
このようにすれば、ダレやバリがほとんど生じないとしている。
特許文献２の従来技術では、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、ダイ３１とパンチ３２との間に金属板材Ｗ１が介在されて、金属板材Ｗ１から打ち抜き片Ｗ２が打ち抜き成形される。パンチ３２の外側には、中心部にパンチ３２を進退可能に収容するための孔３３１を有するとともに、孔３３１の周縁に突起３３２を有する突起付きダイ３３が、パンチ３２と同方向へ移動可能に配置されている。
【０００６】
そして、前記ダイ３１とパンチ３２とによる打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き成形に先立って、図７（ｂ）に示すように、突起付きダイ３３がダイ３１側に移動されて、突起３３２により金属板材Ｗ１における打ち抜き片Ｗ２の輪郭部分の外側が一部の板厚を残して剪断される。その後、図７（ｃ）に示すように、パンチ３２によって打ち抜き片Ｗ２が打ち抜かれる。
【０００７】
この特許文献２の技術においては、はじめに、突起３３２によって金属板材Ｗ１を剪断することにより、打ち抜き片Ｗ２の部分の材料の外側への移動を拘束し、これによって打ち抜き片Ｗ２の外縁のダレＷ２１を少なくできるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１１７３４４号公報
【特許文献２】特開２０００−２１０７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の従来技術においては、金属板材Ｗ１の押し込まれた部分の外側が加圧具３２１とダイ３１との間で薄肉化されたとしても、金属板材Ｗ１は大きな外形の加圧具３２１による加圧によって成形孔３１１内に押し込められるため、加圧具３２１の反対側において打ち抜き片Ｗ２の外周部の位置にはダレが形成される。
【００１０】
特許文献２に記載の従来技術においては、図７（ｃ）に示すように、突起３３２によって金属板材Ｗ１を剪断したとしても、パンチ３２により金属板材Ｗ１が孔３１１内に押し込まれるため、打ち抜き片Ｗ２におけるパンチ３２と反対側の縁部にダレＷ２１が発生することを抑制することはできない。また、特許文献２の従来技術においては、突起付きダイ３３の中心部にパンチ３２を相対移動可能に収容するための孔３３１が形成され、その周囲に剪断用の突起３３２が形成されているため、突起３３２により金属板材Ｗ１を剪断する際に、突起３３２の部分が脆弱になって破損しやすくなるという問題があった。
【００１１】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、金属板材から打ち抜き片を打ち抜く際に、打ち抜き片にダレが発生することを抑制することができるプレス加工方法及びプレス加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、このプレス加工方法では、ダイとパンチとにより金属板材から打ち抜き片を打ち抜くプレス加工方法において、前記打ち抜きに先立って、前記パンチの反対側における前記打ち抜き片の打ち抜き位置の縁部に、盛り上げ部を形成することを特徴としている。
【００１３】
従って、このプレス加工方法では、金属板材から打ち抜き片を打ち抜く際の引っ張り応力により、打ち抜き片のパンチと反対側の縁部にダレが発生しようとても、そのダレの発生が同部に予め形成された盛り上げ部によって相殺される。よって、金属板材からの打ち抜き片の打ち抜き時に、打ち抜き片の縁部にダレが発生することを効果的に抑制することができる。
【００１４】
また、このプレス加工装置においては、ダイとパンチとにより金属板材から打ち抜き片を打ち抜くプレス加工装置において、前記ダイ及びパンチの位置よりも工程の前段に、前記パンチの反対側における前記打ち抜き片の打ち抜き位置の縁部に盛り上げ部を加工する前段加工部を設けたことを特徴としている。
【００１５】
このプレス加工装置においては、盛り上げ部を加工する前段加工部が、ダイ及びパンチからなる打ち抜き加工部より前段側で、その打ち抜き加工部と別に設けられているため、前段加工部の構成部材に対して、従来技術とは異なり、パンチを収容するための孔等を形成する必要がない。よって、前段加工部の構成部材、つまりダレの発生を抑制するための加工を施す部材を頑強に形成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
前記のプレス加工方法及びプレス加工装置によれば、打ち抜き片にダレが発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態のプレス加工装置を示す断面図。
【図２】図１のプレス加工装置により打ち抜かれる打ち抜き片を例示する平面図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は同プレス加工装置による打ち抜き片のプレス加工方法を順に示す部分断面図。
【図４】プレス加工装置の前段加工部を示す部分断面図。
【図５】変更例を示す部分断面図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は従来のプレス加工装置による打ち抜き片のプレス加工方法を順に示す部分断面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は特許文献１に記載された従来のプレス加工装置による打ち抜き片のプレス加工方法を順に示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、プレス加工装置の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、この実施形態のプレス加工装置の装置フレーム１１には、上下に間隔をおいて配置された上フレーム部１１１及び下フレーム部１１２が備えられている。装置フレーム１１の両フレーム部１１１，１１２間には、フープ状の厚さＴの金属板材Ｗ１が自身の長手方向（図１の矢印方向）へ間欠移送可能に配置される。装置フレーム１１における金属板材Ｗ１の移送方向の下流側の位置には、金属板材Ｗ１に例えば図２に示すような形状の打ち抜き片Ｗ２をパンチングによるプレス加工によって打ち抜き成形するための打ち抜き加工部１２が設けられている。装置フレーム１１における金属板材Ｗ１の移送方向の上流側の位置、つまり工程前段の位置には、打ち抜き片Ｗ２の打ち抜きに先立って、金属板材Ｗ１における打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き位置の内側の縁部に環状の盛り上げ部Ｗ１２を打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き方向に向かって突出形成するための前段加工部１３が設けられている。
【００１９】
図１に示すように、前記打ち抜き加工部１２においては、装置フレーム１１の上フレーム部１１１に打ち抜き用ダイ１４が固定配置されている。打ち抜き用ダイ１４のほぼ中心部には、成形孔１４１が形成されている。この成形孔１４１の内周形状は、図２に示す打ち抜き片Ｗ２の外周形状と一致するように形成されている。装置フレーム１１の下フレーム部１１２には、パンチ１５が打ち抜き用ダイ１４の成形孔１４１に対して進退移動可能に対向配置されている。パンチ１５の外周形状は、打ち抜き用ダイ１４の成形孔１４１の内周形状と相似で、内周形状よりもわずかに小さくなるように形成されている。そして、打ち抜き用ダイ１４とパンチ１５との間に金属板材Ｗ１が介在された状態で、パンチ１５が打ち抜き用ダイ１４の成形孔１４１側にパンチ動作されて、成形孔１４１内に進入されることによって、金属板材Ｗ１から打ち抜き片Ｗ２が打ち抜き成形される。
【００２０】
図１及び図４に示すように、前記打ち抜き加工部１２の工程前段側に配置された前段加工部１３においては、装置フレーム１１の上フレーム部１１１に成形用ダイ１６が固定配置されている。成形用ダイ１６の下面には、成形面１６１が形成されている。成形面１６１には、前記金属板材Ｗ１に盛り上げ部Ｗ１２を成形するための環状の凹部１６２が形成されている。この環状の凹部１６２の外周縁（図４の一点鎖線の位置）の形状は、打ち抜き片Ｗ２の外周形状と対応するように形成されている。
【００２１】
装置フレーム１１の下フレーム部１１２には、金属板材Ｗ１を成形用ダイ１６の成形面１６１に向かって押圧する成形部材１７が上下移動可能に配設されている。成形部材１７の外周形状は、凹部１６２と相似で、凹部１６２の外周縁の形状よりも大きくなるように形成されている。成形部材１７の上端外周縁には、環状の凸部１７１が形成されている。図４に示すように、この凸部１７１はその内周縁が凹部１６２の外周縁と対応するところに位置している。
【００２２】
そして、成形用ダイ１６と成形部材１７との間に金属板材Ｗ１が介在された状態で、成形部材１７が成形用ダイ１６側に移動されることにより、金属板材Ｗ１が成形用ダイ１６の成形面１６１に対して押圧される。このため、金属板材Ｗ１が成形部材１７上の凸部１７１により凹状の環状域が形成されるとともに、金属板材Ｗ１のパンチ１５と反対側の面における打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き位置の縁部に環状の盛り上げ部Ｗ１２が成形される。
【００２３】
打ち抜き片Ｗ２のダレの量は、その外周形状に起因して、位置によって差が生じることが多い。例えば、図２に示すように、円で囲った曲率が大きい外周部分Ｗ２３はパンチによる材料の移動量が多くなって、ダレの量が多く、直線のように曲率が小さい部分は、ダレの量が少ない。このため、成形用ダイ１６の凹部１６２の深さは、ダレの量が多い部分ほど深くして凹部１６２の容積を大きくし、成形部材１７の凸部１７１の高さは、ダレの量が多い部分ほど高く形成されている。
【００２４】
図１に示すように、前記打ち抜き加工部１２における打ち抜き用ダイ１４の成形孔１４１には、押圧部材１８が移動可能に挿入配置されている。この押圧部材１８は、バネ１９によりパンチ１５側に向かって付勢されている。そして、打ち抜き用ダイ１４とパンチ１５とにより、金属板材Ｗ１に打ち抜き片Ｗ２がパンチ加工されるとき、この押圧部材１８はバネ１９の付勢力に抗して後退されるが、押圧部材１８により打ち抜き片Ｗ２が受けられ、金属板材Ｗ１の盛り上げ部Ｗ１２及び打ち抜き片Ｗ２の底面が押圧される。その後、パンチ１５の後退にともない、バネ１９の付勢力により、押圧部材１８が前進し、打ち抜き片Ｗ２が金属板材Ｗ１に形成されている打ち抜き孔内に戻される。
【００２５】
次に、前記のように構成されたプレス加工装置を用いて、金属板材Ｗ１から打ち抜き片Ｗ２を打ち抜くプレス加工方法について説明する。
このプレス加工装置においては、図１に示すように、金属板材Ｗ１が装置フレーム１１の両フレーム部１１１，１１２間に配置された状態で、同図の矢印方向に間欠移送される。そして、金属板材Ｗ１の移送が休止された状態で、金属板材Ｗ１の移送方向の上流側に設けられた前段加工部１３において、図３（ａ）に示すように、成形部材１７が成形用ダイ１６側に前進移動される。これにより、金属板材Ｗ１が成形用ダイ１６の成形面１６１に押圧されて、成形面１６１の凹部１６２内に金属板材Ｗ１が移動される。その結果、金属板材Ｗ１のパンチ１５と反対側の面における打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き位置の縁部の内側に盛り上げ部Ｗ１２が成形される。
【００２６】
続いて、金属板材Ｗ１が所定量移送されて、図１に示すように、金属板材Ｗ１上の盛り上げ部Ｗ１２の位置が、金属板材Ｗ１の移送方向の下流側に設けられた打ち抜き加工部１２における打ち抜き用ダイ１４の成形孔１４１に対応するように配置される。
【００２７】
この状態で、図３（ｂ）に示すように、パンチ１５が打ち抜き用ダイ１４の成形孔１４１内に進入するようにパンチ動作されて、金属板材Ｗ１からの打ち抜き片Ｗ２の打ち抜きが実行される。この打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き時には、金属板材Ｗ１上における打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き位置における押圧部材１８側の外縁部に大きな引っ張り応力が作用して、その外縁部にダレＷ２１が発生するおそれがある。ところが、この外縁部には予め盛り上げ部Ｗ１２が形成されているため、前記引っ張り応力が盛り上げ部Ｗ１２に作用し、その盛り上げ部Ｗ１２によってダレＷ２１の発生が相殺される。
【００２８】
この打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き時には、押圧部材１８によって打ち抜き部のパンチ１５の反対側の面が押圧される。このため、盛り上げ部Ｗ１２によるダレＷ２１の発生の相殺後に、たとえ金属板材Ｗ１上に盛り上げ部Ｗ１２が残っている場合でも、その残った盛り上げ部Ｗ１２が押圧部材１８によって押し潰される。よって、図３（ｃ）に示すように、パンチ１５がさらに移動されて、金属板材Ｗ１から打ち抜き片Ｗ２が打ち抜かれたときにおけるダレＷ２１をより有効に防止できる。なお、打ち抜き片Ｗ２におけるパンチ３２側の縁部にバリＷ２２が発生しても、このバリＷ２２は打ち抜き加工後に切除して修正することができる。
【００２９】
打ち抜き加工後の打ち抜き片Ｗ２はバネ１９による押圧部材１８の前進によって打ち抜き孔内に戻される。そして、装置外において、打ち抜き片Ｗ２が金属板材Ｗ１から分離されて、次工程に送られる。
【００３０】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）この実施形態においては、ダイ１４とパンチ１５とによる金属板材Ｗ１からの打ち抜き片Ｗ２の打ち抜きに先立って、打ち抜き加工部１２の前段に設けられた前段加工部１３により、パンチ１５の反対側における打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き位置の縁部に、盛り上げ部Ｗ１２が形成される。
【００３１】
このため、このプレス加工方法によれば、金属板材Ｗ１から打ち抜き片Ｗ２を打ち抜く際に作用する引っ張り応力により、打ち抜き片Ｗ２の縁部にダレＷ２１が発生される状況であっても、そのダレＷ２１の発生が同部に予め形成された盛り上げ部Ｗ１２によって相殺される。よって、金属板材Ｗ１からの打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き時に、打ち抜き片Ｗ２の縁部にダレＷ２１が発生することを効果的に抑制することができて、高精度な打ち抜き片Ｗ２を得ることができる。
【００３２】
（２）この実施形態のプレス加工装置によれば、盛り上げ部Ｗ１２を加工する前段加工部１３の成形用ダイ１６には、環状の凹部１６２が形成され、成形部材１７には、環状の凸部１７１が形成されているが、特許文献２の従来技術とは異なり、パンチを収容するための孔は形成されていない。従って、前段加工部１３の構成部材１６，１７を頑強に形成することができる。しかも、前段加工部１３には、装置フレーム１１に加えて単純構成の成形用ダイ１６を設ければよいため、部品点数が少なく、構成が簡単である。
【００３３】
（３）金属板材Ｗ１からの打ち抜き片Ｗ２の打ち抜きに際して、金属板材Ｗ１の盛り上げ部Ｗ１２が押圧部材１８によって押圧される。このため、打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き時に、盛り上げ部Ｗ１２によりダレＷ２１の発生が相殺された後にも、金属板材Ｗ１上に盛り上げ部Ｗ１２が残っている場合には、その残った盛り上げ部Ｗ１２を押圧部材１８によって平坦化することができる。
【００３４】
（４）前記前段加工部１３には、金属板材Ｗ１に盛り上げ部Ｗ１２を成形するための凹部１６２に向かって、金属板材Ｗ１を押圧する成形部材１７が備えられ、成形部材１７には金属板材Ｗ１を凹部１６２に向かって押圧するための凸部１７１が形成されている。このため、成形部材１７によって金属板材Ｗ１を成形面１６１側に押圧することにより、金属板材Ｗ１が成形面１６１の凹部１６２内に移動されて、金属板材Ｗ１上に盛り上げ部Ｗ１２を適切に形成することができる。しかも、凸部１７１は打ち抜き片Ｗ２の打ち抜き位置の外側に位置しているため、凸部１７１の押圧によって打ち抜き片Ｗ２に変形箇所が残ることはなく、高精度の打ち抜き片Ｗ２を得ることができる。
【００３５】
（５）成形用ダイ１６の凹部１６２において、打ち抜き片Ｗ２の外周に大きなダレが生じやすい箇所は、盛り上げ部の盛り上げ量が多くなるように、深く形成されている。このため、打ち抜き片Ｗ２の外周形状に起因してダレＷ２１の発生の相殺効果に差が生じることを抑制することができる。
【００３６】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図５に示すように、成形部材１７の先端全体で金属板材Ｗ１を成形用ダイ１６の凹部１６２に対して押圧できるようにすること。
【００３７】
・打ち抜き片Ｗ２の外周形状が円形等になっていて、ダレが全周一様に形成される場合には、成形用ダイ１６の成形面１６１上における凹部１６２の容積を均一となるように形成して、金属板材Ｗ１上に盛り上げ量の等しい盛り上げ部Ｗ１２が成形されるようにすること。
【００３８】
・前記実施形態では、盛り上げ部Ｗ１２の盛り上げ量を多くするために、凹部１６２の深さを深くしたが、凹部１６２の幅を広くして盛り上げ量を増やすようにすること。
【符号の説明】
【００３９】
１１…装置フレーム、１２…打ち抜き加工部、１３…前段加工部、１４…打ち抜き用ダイ、１５…パンチ、１６…成形用ダイ、１６１…成形面、１６２…凹部、１７…成形部材、１８…押圧部材、Ｗ１…金属板材、Ｗ１２…盛り上げ部、Ｗ２…打ち抜き片。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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