(57)【要約】【課題】打抜き加工時に加工硬化を生じさせずに、打抜き部端面が滑らかで形状精度の高いプレス加工方法とそれに用いる金型装置を提供する。【解決手段】被加工体２２を金型１０、１４で挟持した後、この金型１０、１４の一方に設けた切断パンチ２３と、他方に設けた切断ダイ１６とで前記被加工体２２に打抜き部２３ｂを形成する打抜き工程と、前記切断パンチ２３に隣接して設けられ、先端部２４ａに第一の凸部２５を有する成形パンチ２４を、前記被加工体２２に押圧することでこの第一の凸部２５を埋没させて、前記打抜き部２３ｂの形状を修正する修正工程とからなるプレス加工方法であって、前記切断パンチ２３と成形パンチ２４とを連動して移動させるとともに、切断パンチ２３を被加工体２２に当接させた後に、成形パンチ２４を前記打抜き部２３ｂ周縁の被加工体２２に当接させる薄板のプレス加工方法とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工体を一対の金型で挟持した後、この一方の金型に設けた切断パンチと、他方の金型に設けた切断ダイとで前記被加工体に打抜き部を形成する打抜き工程と、前記切断パンチに隣接して設けられ、先端部に第一の凸部を有する成形パンチを、前記被加工体に押圧することでこの第一の凸部を埋没させて、前記打抜き部の形状を修正する修正工程とからなるプレス加工方法であって、前記切断パンチと成形パンチとを連動して移動させ、切断パンチを被加工体に当接させた後に、成形パンチを前記打抜き部周縁の被加工体に当接させる薄板のプレス加工方法。
【請求項２】
他方の金型に、第一の凸部と上下非対称な位置に第二の凸部を有する成形ダイを配置し、切断パンチを被加工体に当接させた後、これら成形ダイと前記成形パンチで打抜き部周縁の被加工体を挟持して、前記第一、第二の凸部を埋没させることで、前記打抜き部の形状を修正する請求項１に記載の薄板のプレス加工方法。
【請求項３】
一対の金型のうち一方の金型に設けた切断ダイと、前記金型の他方に設けられ、前記切断ダイ上に載置した被加工体を押圧して挟持する材料押さえプレートと、前記材料押さえプレートを貫通して前記切断ダイに挿通することで被加工体に打抜き部を形成する切断パンチと、前記切断パンチに隣接して設けられ、先端に形成した第一の凸部をこの被加工体に押圧して埋没させることで、前記打抜き部の形状を修正する成形パンチとからなる金型装置であって、前記成形パンチと切断パンチは連動して移動させ、前記切断パンチを被加工体に当接させた後に、成形パンチを前記打抜き部周縁の被加工体に当接させるプレス加工用金型装置。
【請求項４】
一対の金型の一方に、第一の凸部と非対称となるように第二の凸部を設けた成形ダイを、成形パンチと対向して設け、切断パンチを被加工体に当接させた後、これら第一、第二の凸部を、打抜き部周縁の前記被加工体に当接して埋没させることで、この打抜き部端部の形状を修正する請求項３に記載のプレス加工用金型装置。
【請求項５】
打抜き部に対して、第二の凸部を第一の凸部より外方に配置した請求項４に記載のプレス加工用金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属薄板のプレス加工に用いる加工方法とそれに用いる金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄板のプレス加工方法として、対向ダイスを用いた剪断加工がある。図８は、対向ダイスによる薄板の剪断加工を説明する工程の要部断面図である。まず初めに、図８（ａ）に示すごとく、穴１を設けた平ダイス２上に金属の薄板３を載置した後、底面に突起４を有する上ダイス５を上方より下降させる。次に、図８（ｂ）に示すごとく、この突起４を薄板３の表面に当接させた後、さらに下降させることで押圧して、この突起４を薄板３に埋没させる。突起４全体を埋没させることで、上下のダイス２、５で薄板３を挟持して固定した後、図８（ｃ）に示すごとく、打抜きポンチ６を薄板３に当接させる。この打抜きポンチ６と穴１により、薄板３は剪断加工されて、最後に図８（ｄ）に示すごとく打抜かれる。上ダイス５の突起４は、薄板３に埋没させることで、打抜きポンチ６の下降に伴う水平方向への材料の流動を阻止して、打抜かれた打抜き部の肩部に生じるダレを低減するものである。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２０００−２１０７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来例では、薄板３に上ダイス５の突起４を埋没させるために、過大な圧力が必要であり、さらに、打抜き時に生じる水平方向への材料の流動を阻止するので、特に打抜きポンチ６と穴１との近傍では応力が集中して、薄板３は加工硬化する。加工硬化が生じた場合、薄板３は硬くて脆くなるため、打抜きポンチ６で打抜いた端面は、切断面のような滑らかな端面が得られず、破断面となって荒れることとなる。この打抜き部は、他の部品を組み合わせる場合、位置合わせの基準面となったり、また部品どうしの摺動面となる。そのため、端面が荒れると位置ずれが生じたり、摺動によるダストや発熱の原因となる課題があった。
【０００５】
そこで本発明は、打抜き部の端面を滑らかにプレス加工することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、被加工体を一対の金型で挟持した後、この一方の金型に設けた切断パンチと、他方の金型に設けた切断ダイとで前記被加工体に打抜き部を形成する打抜き工程と、前記切断パンチに隣接して設けられ、先端部に第一の凸部を有する成形パンチを、前記被加工体に押圧することでこの第一の凸部を埋没させて、前記打抜き部の形状を修正する修正工程とからなるプレス加工方法であって、前記切断パンチと成形パンチとを連動して移動させ、切断パンチを被加工体に当接させた後に、成形パンチを前記打抜き部周縁の被加工体に当接させる薄板のプレス加工方法であるので、被加工体の材料を自由に流動させて打抜くことができる。そのため打抜き部に加工硬化が生じることがないので、打抜き部端面が滑らかなプレス加工を実現することができる。さらに、打抜き部の端面に生じるダレなどの形状不良を、この材料の流動で修正することができるので、形状精度の高いプレス加工を実現することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るプレス加工方法は、被加工体を剪断加工により打抜く切断パンチと切断ダイの周縁部に、打抜き部の形状を修正するための成形パンチと成形ダイを併設した金型装置を用いるものである。被加工体を切断パンチと切断ダイとで打抜きを開始した後に、その打抜き部周縁の被加工体に、成形パンチと成形ダイとを当接して押圧する。これら成形パンチと成形ダイの少なくとも一方には、その先端に凸部を設けており、この凸部を打抜き部周縁の被加工体に押圧して埋没させることで、材料を流動させて打抜き部の端部、例えば肩部に生じるダレなどの形状不良を修正する。このように、まず初めに打抜きを行い、または打抜きを開始した後で、この打抜き部周縁の被加工体に成形パンチと成形ダイとを押圧するので、比較的自由に材料を流動させることができる。そのため、打抜き部近傍で加工硬化が発生しないので、打抜き部端面の表面が滑らかで、かつ形状精度の高い精密なプレス加工を実現することができる作用効果を奏する。
【０００８】
また、成形パンチおよび成形ダイに設けた凸部は、非対称の位置となるように設けてあり、さらに打抜き部に対して、成形ダイの凸部が必ず外側に配置することで、打抜き部端部の成形ダイ側に生じる形状不良を修正することができる作用効果も同時に奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下本発明の詳細を、図を用いて説明する。
【００１０】
図１（ａ）は、本発明の一実施の形態における金型装置の要部断面図を示している。本実施の形態における金型装置は、上下一対の金型で構成されており、下方より、ダイホルダー７と、下バッキングプレート８と、ダイプレート９とを順に密着固定してなる下金型１０と、上方より、パンチホルダー１１と、上バッキングプレート１２と、パンチプレート１３とを順に密着固定してなる上金型１４とを、上下方向に対向させて構成したものである。
【００１１】
下金型１０を構成するダイプレート９には、貫通孔１５の内側面を鋼材などで形成した加工部とする切断ダイ１６が設けられており、この切断ダイ１６の下方は、下バッキングプレート８とダイホルダー７とを貫通している。また、ダイプレート９には上記切断ダイ１６に隣接して成形ダイ１７が併設されている。尚、この成形ダイ１７は、ダイプレート９に設けた貫通孔１８に鋼材などを嵌め込んだものであり、その天面はダイプレート９との天面と略同一になるように研削や研磨などを用いて加工、調整されている。
【００１２】
上金型１４を構成するパンチホルダー１１には、上バッキングプレート１２とパンチプレート１３を挿通して上下に移動可能な吊ボルト１９が支持されており、その下端には材料押さえプレート２０が固定されている。この吊ボルト１９の上端は、パンチホルダー１１内に有するバネ２１により常に下方に付勢されている。したがって、上金型１４を下降させることにより、材料押さえプレート２０を、ダイプレート９上に搬送、載置された被加工体２２へ押圧して、バネ２１の弾性力で挟持するものである。
【００１３】
また、切断ダイ１６と対向する位置には、材料押さえプレート２０を挿通して、鋼材などからなる切断パンチ２３を設けている。材料押さえプレート２０とダイプレート９とで挟持、固定された被加工体２２は、この切断パンチ２３の先端２３ａ、すなわち下端を被加工体２２に当接させて打抜くことで切断ダイ１６へ挿通する。これら切断パンチ２３と切断ダイ１６とは、必ず一定のクリアランスが設けられており、このクリアランスにより、両者の端部で被加工体２２を剪断して打抜き部を形成するものである。尚、このクリアランスは小さいほど、材料のかえりによるバリや端部のダレが小さい精密な加工が可能となるが、型かじりなどを考慮して、被加工体２２の厚みＡの数％程度となるように設定する。
【００１４】
また、切断ダイ２３と隣接して、成形ダイ１７と対向する位置に鋼材などからなる成形パンチ２４を併設している。これら、切断パンチ２３と成形パンチ２４は、ともに上バッキングプレート１２の下面を基準面として、パンチプレート１３に挿通して保持、固定されており、上金型１４と同期して上下動する。
【００１５】
本実施の形態では、図１（ｂ）（図１（ａ）のＢ部拡大図）に示したように、被加工体２２に当接する成形パンチ２４の下端２４ａ（先端）に、断面形状が矩形で、突き出し量Ｃの第一の凸部２５を設け、さらにこの第一の凸部２５の先端を、隣接する切断用パンチ２３の先端２３ａよりも必ず上方に位置するように上バッキングプレート１２に保持、固定した。こうすることで、少なくとも切断パンチ２３で被加工体２２の打抜きを開始した後に、この第一の凸部２５を被加工体２２に当接させて埋没させることができる。
【００１６】
次に、本実施の形態の金型装置を用いたプレス加工方法について説明する。
【００１７】
先ず初めに、図２に示すごとく下金型１０すなわちダイプレート９の上に被加工体２２を搬送して、切断ダイ１６および成形ダイ１７を覆うようにダイプレート９上に載置した後、上金型１４を下降させて、材料押さえプレート２０を被加工体２２に当接させる。このとき、材料押さえプレート２０は、吊ボルト１９を介してパンチホルダー１１にバネ２１で常に下方に付勢された状態で支持されているので、上金型１４をさらに下降させることにより、バネ２１の弾性力で被加工体２２は、材料押さえプレート２０とダイプレート９とで挟持、固定されることとなる。
【００１８】
次に図３に示すごとく、上金型１４をさらに下降させることで、被加工体２２は、バネ２１が圧縮されることでさらに強い圧力で挟持されるとともに、切断パンチ２３の先端部２３ａは被加工体２２を剪断して打抜き、切断ダイ１６に挿通される。この切断パンチ２３と切断ダイ１６とは、図３（ｂ）の打抜き部拡大図に示すように、被加工体２２の厚みの数％に相当するクリアランスＤを設けてあり、このクリアランスＤにより、切断パンチ２３の下端部２３ａと、切断ダイ１６の上端部１６ａとで被加工体２２を剪断して打抜き部２３ｂを形成するものである。このとき、打抜き部２３ｂの近傍では、被加工体２２の材料はまず初めに水平方向へ、その後切断パンチ２３の下降に伴い下方（矢印Ｅ方向）に引きずられて流動する。そのため、打抜き部２３ｂの上端部には、図に示す形状不良であるダレ２６が生じることとなる。
【００１９】
そして最後に図４に示すごとく、上金型１４をさらに下降させて成形パンチ２４の下端２４ａ（先端）を被加工体２２に当接して押圧する。この成形パンチ２４の先端２４ａには、上述したように、断面形状が矩形の第一の凸部２５を設けてある。成形ダイ１７と挟持して押圧することで、この成形パンチ２４の先端２４ａの全面を被加工体２２に当接させて、第一の凸部２５を埋没させる。このように第一の凸部２５を押圧して埋没させることで、図４（ｂ）の拡大図に示すように、被加工体２２の材料は切断パンチ２３に向かい矢印Ｆの方向に略水平に流動し、切断パンチ２３の側面に押付けられることで、上端部２６のダレを修正した後プレス加工を完了する。
【００２０】
本実施の形態では、上下型としたので、第一の凸部２５の先端は、必ず切断パンチ２３の先端２３ａよりも上方になるように配置しておく。こうすることで、少なくとも切断パンチ２３で打抜きを開始した後、成形パンチ２４を被加工体２２に当接させることができる。また、第一の凸部２５を除く成形パンチの先端２４ａと、切断パンチ２３の先端との差Ｇは、被加工体２２の厚みＡや、打抜きや半抜きなどの加工する形状により適宜設定する。例えば、Ｇを被加工体２２の厚みＡ以上とすることで打抜き加工が可能となり、少なくとも切断パンチ２３で被加工体２２の打抜きを開始した後に、成形パンチ２４を被加工体２２に当接させることができる。尚、Ｇを、Ａ＋Ｃ以上とすることで、被加工体２２を完全に打抜いた後に成形パンチ２４を当接させることができるので、打抜きおよび修正時に、より自由に材料を流動させることができる。
【００２１】
また、ＧをＡ以下とすることで、半抜き加工が可能となり、上記と同様に少なくとも打抜き部２３ｂの上端部のダレ２６を修正することができる。
【００２２】
上述したように本発明は、打抜き時および修正時に生じる材料が流動するタイミングをずらすことで、比較的自由に材料を流動させることができるので、打抜き部２３ｂの端面には加工硬化が発生せず、その結果、打抜き部２３ｂの端面は滑らかで、ダレなどの形状不良の小さい高精度なプレス加工を実現することができる。
【００２３】
（実施の形態２）
次に、本発明の別の実施の形態について図を用いて説明する。
【００２４】
ここでは、実施の形態１との相違点のみを説明して、同等の箇所に関しては説明を簡略化する。
【００２５】
図５は、本発明の別の実施の形態を説明する金型装置の要部拡大断面図である。図１（ａ）のＢ部とほぼ同じ箇所の拡大断面図を示したものである。
【００２６】
実施の形態１との相違点は、成形パンチ２４に対向する成形ダイ１７の天面部に、第一の凸部２５と上下非対称な位置に第二の凸部２７を設け、さらにこの第二の凸部２７を、打抜き部２３ｂに対して必ず第一の凸部２５よりも外側に設けた点である。
【００２７】
図５に示すように、第二の凸部２７を有する成形ダイ１７と、切断ダイ１６を覆うように搬送した被加工体２２を、材料押さえプレート２０で押圧して挟持、固定する。このとき、第二の凸部２７はまだ完全に被加工体２２に埋没しておらず、この第二の凸部２７の近傍には若干の空隙２８が存在する状態にある。
【００２８】
次に、図６に示すごとく、上金型１４（図１）を下降させることで、切断パンチ２３を被加工体２２に当接させて打抜き、切断ダイ１６へ挿通させる。このとき、第一の凸部２５はまだ被加工体２２の上面に当接していない状態にあり、また打抜き部２３ｂの端部では、その上端部にはダレ２６を、下面側には形状不良２９が形成される。
【００２９】
そして図７に示すごとく、さらに上金型１４を下降させることで、まず初めに成形パンチ２４の第一の凸部２５を埋没させて先端部２４ａの全面を被加工体２２に当接させる。この状態でさらに上金型１４を下降させることで、次に被加工体２２を押圧してその下面に、第二の凸部２７を埋没させる。このとき、材料は、矢印ＨおよびＩ方向に流動することで切断パンチ２３の側面に押付けられて、打抜き部２３ｂの上端部のダレ２６を修正した後、続いて下面側の形状不良２９を修正するものである。このように、まず初めに打抜き加工、次に打抜き部２３ｂの上端部のダレ２６の修正、そして最後に打抜き部下面側の形状不良２９の修正と、順次行うので、これらの工程において材料の流動を阻害することがなく、その結果、打抜き部２３ｂの端部に加工硬化を生じることがない。
【００３０】
尚、第二の凸部２７を、打抜き部２３ｂに対して第一の凸部２５より外側に設けるのは、流動させる材料の体積を増大させるためである。通常、剪断加工を行う際、打抜き部２３ｂの端部で材料は、水平方向に流動した後、続いて切断パンチ２３の下降とともに下方に流動する。そのため、打抜き部２３ｂの上端側は、材料が下方に流動することでダレ２６が、また打抜き部の下面側には、材料の下方への流動が追いつかず、形状不良２９が生じることとなる。本実施の形態では、この下面側の形状不良２９を、成形ダイ１７側に設けた第二の凸部２７を埋没させることにより、打抜き部周縁の、特に下面側の材料を切断パンチ２３側へ流動させることで修正するものである。この下面側の形状不良２９は、通常上端部のダレ２６より大きいため、第二の凸部２７を打抜き部２３ｂに対して第一の凸部２５よりも外側へ設けることで、流動させる材料の体積を上面側より増大させて確実に形状を修正するものである。また、第二の凸部２７の断面積を第一の凸部２５の断面積より大きくすることで、さらに流動させる材料の体積を増大させることができる。
【００３１】
さらに、これら第一、第二の凸部２５、２７を上下非対称な位置に配置することで、これらにより生じる凹部を上下非対称な位置に設けることができるので、局所的に被加工体２２の厚みを極端に薄くすることがなく、その結果、この凹部近傍での被加工体２２の破断を防止することができる。
【００３２】
上述したように、本発明の実施の形態は、被加工体２２の打抜き加工と、その打抜き部２３ｂの形状の修正加工とを、順次行うことで、これら加工に伴う材料の流動を阻害しないので、打抜き部２３ｂの近傍に加工硬化が生じない。その結果、打抜き部２３ｂの端面が滑らかで、形状精度の高いプレス加工を実現することができる。
【００３３】
尚、上記実施の形態では、第一、第二の凸部２５、２７の断面形状を矩形としたが、三角形形状とすることで流動させる材料の体積をさらに増大させることができる。
【００３４】
また、上記実施の形態では、上下型として上金型１４を下降させることでプレス加工を行っているが、上金型１４を固定して、下金型１０を上昇させることで同様の効果が得られるものである。また、金型を左右に設けた場合でも同様の効果が得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係るプレス加工方法は、被加工体を剪断加工により打抜く切断パンチと切断ダイの周縁部に、打抜き部の形状を修正するための成形パンチと成形ダイを併設した金型装置を用いるものである。被加工体を切断パンチと切断ダイとで打抜きを開始した後に、その打抜き部周縁の被加工体に、成形パンチと成形ダイとを当接して押圧する。これら成形パンチと成形ダイの少なくとも一方には、その先端に凸部を設けており、この凸部を打抜き部周縁の被加工体に押圧して埋没させることで、材料を流動させて打抜き部の端部、例えば肩部に生じるダレなどの形状不良を修正する。このように、まず初めに打抜きを行い、または打抜きを開始した後で、この打抜き部周縁の被加工体に成形パンチと成形ダイとを押圧するので、比較的自由に材料を流動させることができる。そのため、打抜き部近傍で加工硬化が発生しないので、打抜き部端面の表面が滑らかで、かつ形状精度の高い精密なプレス加工を実現することができる作用効果を奏する。
【００３６】
また、成形パンチおよび成形ダイに設けた凸部は、非対称の位置となるように設けてあり、さらに打抜き部に対して、成形ダイの凸部が必ず外側に配置することで、打抜き部端部の成形ダイ側に生じる形状不良を修正することができる作用効果も同時に奏するので、金属薄板のプレス加工に用いる加工方法とそれに用いる金型装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態を説明する金型装置の要部断面図、（ｂ）図１（ａ）のＢ部における拡大断面図
【図２】実施の形態１の金型装置を用いたプレス加工方法を説明する工程の断面図
【図３】（ａ）実施の形態１の金型装置を用いたプレス加工方法を説明する工程の断面図、（ｂ）図３（ａ）の打抜き加工部の拡大断面図
【図４】（ａ）実施の形態１の金型装置を用いたプレス加工方法を説明する工程の断面図、（ｂ）図４（ａ）の打抜き加工部の拡大断面図
【図５】実施の形態２の金型装置を用いたプレス加工方法を説明する工程の断面図
【図６】実施の形態２の金型装置を用いたプレス加工方法を説明する工程の断面図
【図７】実施の形態２の金型装置を用いたプレス加工方法を説明する工程の断面図
【図８】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ従来のプレス加工方法を説明する工程の要部断面図
【符号の説明】
【００３８】
１０  下金型
１４  上金型
１６  切断ダイ
１７  成形ダイ
２０  材料押さえプレート
２２  被加工体
２３  切断パンチ
２４  成形パンチ
２５  第一の凸部
２７  第二の凸部
【図１】
2008137045.tif 000003
【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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【図８】
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