(57)【要約】　　　（修正有）【課題】金属をプレス加工する時の振動を低減することによって、金型寿命の向上をもたらすプレス加工方法を提供する。【解決手段】固定フレーム１とスライダー２間の摺動部に潤滑油を用いないで、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）皮膜を被覆したプレス機械を提案する。また、ガイドとポスト間に潤滑油を用いないで、ガイドの内面およびポストの表面にＤＬＣ皮膜を被覆したダイセットを提案する。更に、固定フレームとスライダーの間およびガイドとポストの間に潤滑油を用いないことを特徴とする請求項１に記載のプレス機械及び請求項２に記載のダイセットを同時に用いるプレス加工方法を提案する。ＤＬＣを被覆することによって、これら摺動部分に潤滑油を用いなくても、凝着を防止することがでる。潤滑油を浸入させるために必要としていた隙間を小さくすることができ、その結果プレス加工時における振動を抑制され、金型寿命を向上させることができる。【選択図】図１
2004074192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定フレームとスライダーのいずれか一方あるいはその両者の互いに摺動する部分の表面に、ＤＬＣ皮膜を被覆したことを特徴とするプレス機械。
【請求項２】
ガイドとポストのいずれか一方あるいはその両者の互いに摺動する部分の表面に、ＤＬＣ皮膜を被覆したことを特徴とするダイセット。
【請求項３】
固定フレームとスライダーの間に潤滑油を用いないことを特徴とする請求項１に記載のプレス機械を用いるプレス加工方法。
【請求項４】
ガイドとポストの間に潤滑油を用いないことを特徴とする請求項２に記載のダイセットを用いるプレス加工方法。
【請求項５】
固定フレームとスライダーの間およびガイドとポストの間に潤滑油を用いないことを特徴とする請求項１に記載のプレス機械及び請求項２に記載のダイセットを用いるプレス加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は金属のプレス加工において、金型の寿命向上や製品品質の向上を可能にするプレス機械並びにダイセット及びプレス加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属を曲げたり切断したりする加工は、プレス機械が用いられ、必要に応じてダイセットをプレス機械に取り付けて行われている。プレス機械において、モーターの回転運動が２本の固定フレーム間をスライダーが上下に摺動することによって上下運動に変えられ、スライダーの下に取り付けたパンチ等の金型が上下に往復運動することによって金型の形状に応じた変形や剪断加工が行われる。
【０００３】
従来、固定フレームとスライダー間の摺動部には、摺動する際の摩擦熱で温度が上昇して、両部材間が焼きつくのを防ぐために潤滑油が用いられてきた。この潤滑油を摺動部材間に侵入させるためには、クリアランスと称される隙間が必要で、従来、数十μｍ以上の隙間がとられてきた。この隙間がプレス加工時に力を受けた際、いわゆる“ガタ”と呼ばれている振動の原因となり、金型や製品品質に悪影響を及ぼしてきた。
【０００４】
また、プレス加工時の振動を少なくする目的で、ガイドとポストを主要構成要素とするダイセットが使用されることも多い。ダイセットの上部をプレス機械のスライダーの下に取り付けて、ガイドに従って上下運動をさせるもので、ダイセット内にパンチやダイ等の金型を組み込んで加工される。この場合においても、摺動するガイドとポスト間が焼きつかないよう潤滑油が用いられ、潤滑油が摺動部分に浸入させる為の隙間を必要としてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
プレス機械の固定フレームとスライダー間の摺動部に潤滑油を浸入させるため設けてきた隙間が、プレス加工において変動する力を受けた際に、スライダーにいわゆる“ガタ”と呼ばれている振動を生じ、その下に取り付けられている金型が早期に摩耗したり破損する原因となってきた。この隙間を小さくできれば、スライダーの振動を低減でき、金型寿命の向上や製品品質の向上を図ることができる。
【０００６】
また、加工時の振動を低減する目的でダイセット内にパンチやダイ等の金型を組み込んで加工することも多いが、なお不十分で高価な金型の寿命を一層延ばしたい要求が存在してきた。その主な原因として、ダイセット内の摺動するガイドとポスト間に潤滑油を侵入させるために、数十μｍ以上の隙間が存在することが挙げられ、この隙間を小さくできれば、加工時の振動を低減でき、金型寿命の向上や製品品質の向上が期待できる。
【０００７】
本発明の目的は、こうした摺動部分の隙間を小さくしたプレス機械やダイセットを提供し、それを用いた振動の少ない精密なプレス加工方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、図１および図２に示すプレス機械の固定フレーム１とスライダー２のいずれか一方あるいはその両者の互いに摺動する部分の表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）皮膜を被覆することを提案する。また、図３に示すダイセットのガイド６とポスト７のいずれか一方あるいはその両者の互いに摺動する部分の表面に、ＤＬＣ皮膜を被覆することを提案する。また、固定フレーム１とスライダー２の間に潤滑油を用いないことを特徴とするプレス加工方法およびガイド６とポスト７の間に潤滑油を用いないことを特徴とするダイセットを用いるプレス加工方法を提供する。更に、固定フレームとスライダーの間およびガイドとポストの間に潤滑油を用いないことを特徴とする請求項１に記載のプレス機械及び請求項２に記載のダイセットを同時に用いるプレス加工方法を提供する。
【０００９】
ＤＬＣは炭素を主成分とし、Ｘ線回折でみると非晶質の物質で、高硬度であると同時に平滑で潤滑性があり摩擦係数が低い。最近、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法を用いて製造され、耐摩耗性に優れた皮膜として注目されている。このＤＬＣ皮膜をプレス機械の固定フレーム１とスライダー２のいずれか一方あるいはその両者の互いに摺動する部分の表面に被覆すると、潤滑油を用いないでプレス加工を行っても、温度上昇が少なく、摺動する材料間での焼き付きが生じないことを見出した。
プレス機械の固定フレーム１とスライダー２間に潤滑油が不要となれば潤滑油を浸入させるための隙間を必要とせず、両者間の隙間を小さく調整できる。その結果、プレス加工時の振動を軽減することができ、金型の寿命や製品品質の向上を図ることができる。
【００１０】
また、より安定な加工を得るために、プレス機械の固定フレーム１の下に図３に示すダイセットを取り付けてプレス加工されることも多いが、そのダイセットにおけるガイド６とポスト７のいずれか一方あるいはその両者の互いに摺動する部分の表面に、ＤＬＣ皮膜を被覆することによって、ガイド６とポスト７の間に潤滑油を用いなくても、プレス加工における往復摺動による温度上昇を抑えることができ、摺動する材料間で焼きつきが生じないことも見出した。潤滑油が不要となれば、ダイセットにおけるガイド６とポスト７間の隙間を小さく制御することが可能となり、金型の寿命や製品品質の向上を図ることができる。
【００１１】
固定フレーム１とスライダー２のいずれか一方あるいはその両者の互いに摺動する部分の表面にＤＬＣ皮膜を被覆した本発明のプレス機械を用い、更に、ガイドとポストのいずれか一方あるいはその両者の互いに摺動する部分の表面にＤＬＣ皮膜を被覆した本発明のダイセットを同時に用いることによって、一層振動の少ないプレス加工ができ、本発明のプレス機械あるいは本発明のダイセットを単独で使用する場合に比べて、より大きな金型寿命の向上効果が得られる。
【００１２】
プレス機械の固定フレーム１とスライダー２やダイセットのガイド６とポスト７が摺動する際のＤＬＣ皮膜は摩耗がほとんど生じないことから、　ＤＬＣ皮膜の厚さは０．５μｍ以上あれば十分その効果を発揮できる。一方、厚さが５μｍ以上と厚くなってくると皮膜の密着強度が低下してくるため、使用中に剥離する危険性が増えてくる。従って、ＤＬＣ皮膜の厚さは１μｍから５μｍの範囲が望ましい。
【００１３】
プレス機械の固定フレーム１とスライダー２間あるいはダイセットのガイド６とポスト７間の隙間は、部材間に何の潤滑剤をも必要としないことから原理的には０に調整することも可能である。機械部材を加工する際の寸法精度を考慮すると、若干の隙間が生じることは避けられないが、プレス加工時の振動を小さくするためには、隙間は小さくすることが肝要で、油潤滑以上の効果を得るためには、２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下とすることが望ましい。
【００１４】
【実施例】
プレス機械においては、モーターの回転運動が２本の固定フレーム１間をスライダー２が上下に摺動することによって上下運動に変えられる。この際、スライダー１ができるだけ振動が少なくなるように、固定フレームに案内溝が設けられており、溝に沿ってスライダー１が上下に摺動する。図１に示す本発明のプレス機械では、図２に示すように、この固定フレーム１とスライダー２の両者の互いに摺動する部分３の表面に、１．２μｍ厚さのＤＬＣ皮膜を被覆している。
【００１５】
図３に本発明に係わるダイセットの概略図を示す。ポスト７の表面に１．２μｍ厚さのＤＬＣ皮膜を被覆している。このポスト７がガイド６に沿って上下運動を行う。
【００１６】
表１に、幅１０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのステンレス鋼、ＳＵＳ３０４を冷間で９０°折り曲げる加工を行う際の金型寿命を示す。プレス機械の固定フレームとスライダー間に潤滑油を用いる従来技術においては、３，０００から５，０００ストロークの加工において、曲げ加工用金型が摩耗して使用できなくなっていた。　　また、プレス機械のスライダーの下に、ガイドとポスト間を潤滑油で潤滑する従来のダイセットを取り付け、その中に金型を組み入れて加工を行うと、ダイセットを用いない場合に比べて金型寿命は向上するが、４，５００から７，０００ストロークで寿命となっていた。
【００１７】
これに対し、摺動する固定フレーム１とスライダー２の両表面に、１．２μｍ厚さのＤＬＣ皮膜を被覆し、固定フレーム１を押し付けることによって、両者間の隙間を実質上ゼロとしたプレス機械を用いて、同様の加工を行ったところ、金型寿命は１８，０００ストロークと、数倍の向上が得られた。また、従来の油潤滑を行うプレス機械を用いて、これにガイド６とポスト７の両方に２．５μｍ厚さのＤＬＣ皮膜を被覆し、両者間の隙間を約８μｍとしたダイセットを取り付けて加工を行うと、２５，０００ストロークの金型寿命が得られた。
【００１８】
更に、固定フレーム１とスライダー２の表面にＤＬＣを被覆したプレス機械を用い、そのスライダーの下に、ガイド６とポスト７の表面にＤＬＣを被覆したダイセットを取り付けて同様の加工を行うと３５，０００ストロークと大幅な金型寿命の向上が達成された。
【表１】
表１
2004074192.tif 000003
【００１９】
表２に、厚さ２ｍｍのＣｕ板に、３ｍｍφの穴をあける打ち抜き加工を行ったときの、穴あけパンチの寿命を示す。従来の油潤滑を行うプレス機械と油潤滑を行うダイセットを用いて行う場合には、１，０００ストローク前後でパンチが使用不能となっていた。
【００２０】
これに対し、従来の油潤滑を行うプレス機械を用いて、これにガイド６とポスト７に１．５μｍ厚さのＤＬＣ皮膜を被覆したダイセットを取り付けて加工を行うと、８，０００ストローク前後の金型寿命が得られた。また、固定フレーム１とスライダー２の表面にＤＬＣを被覆したプレス機械を用い、そのスライダーの下に、ガイド６とポスト７の表面にＤＬＣを被覆したダイセットを取り付けて同様の穴あけ加工を行うと、３０，０００ストローク前後の使用可能となった。
【表２】
表２
2004074192.tif 000004
【００２１】
【発明の効果】
プレス加工における固定フレーム１とスライダー２の摺動面を摩擦係数の低いＤＬＣ皮膜で被覆する本発明によれば、従来使用されてきた潤滑油を両者間に侵入させるための隙間を特に必要としない。本発明によって、固定フレーム１とスライダー２間の隙間を小さくすることができ、このためプレス加工時の振動を小さく抑制することができる。その結果、金型が受ける負荷の変動が小さくなり金型の寿命が大幅に改善される。
【００２２】
また、同様にダイセットのガイド６とポスト７の摺動面をＤＬＣ皮膜で被覆することにより、潤滑油を不要とし、両者間の隙間を小さくできることから、プレス加工時の振動を小さくでき、金型寿命を向上させることができる。
金型の寿命が延びることによって、より安定した製品寸法や表面品質が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプレス機械を示す概略図
【図２】本発明に係るプレス機械の図１におけるＡ−Ａ線断面図
【図３】本発明に係るダイセットを示す概略図
【００２３】
【符号の説明】
１　固定フレーム
２　スライダー
３　固定フレームとスライダー間摺動部分のスライダー側表面
３’　固定フレームとスライダー間摺動部分の固定フレーム側表面
４　金型（パンチ）
５　金型（ダイス）
６　ガイド
７　ポスト
８　ガイドとポスト間摺動部分のガイド側表面
８’　ガイドとポスト間摺動部分のポスト側表面
【図１】
2004074192.tif 000005
【図２】
2004074192.tif 000006
【図３】
2004074192.tif 000007