(57)【要約】【課題】不均一なかえりの発生や大きなかえりの発生を抑制し、外周縁部の全せん断面を得ること。【解決手段】本発明では分離した製品の外周縁部に全せん断面を確保するため、少なくとも２工程で行うものである。第１行程で、外周縁部の全せん断面の中間部材を作り、続く第２工程で第１工程のパンチ先端角部成形部と第２行程ダイスの所にクラックの起点を発生させ、製品を分離する。【効果】本発明によれば、板材等から打抜かれた抜き屑側を製品とする物で、製品の外周縁部の全せん断面を得る方法として、打抜き工程を２回以上に分けて行い、中間部材を作り、製品外周縁部に全せん断面を容易にし、さらに製品上面に発生するかえりを最小限に抑えるものである。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に２段以上の段付き凹部を、反対向面に凸部を形成した中間部材、該中間部材の凸部の付け根部をテーパもしくはＲなどの傾斜面にしてダイスで保持し、前記凹部の底面に外圧を加えて、前記凸部を分離加工したことを特徴とした曲面を有する部材の成形方法。
【請求項２】
請求項１記載において、前記中間部材の凹部底面の位置が、凸部の付け根のテーパもしくはＲ部に位置していることを特徴とした曲面を有する部材の成形方法。
【請求項３】
請求項１もしくは２記載において、中間部材を２段以上の段付パンチと、アールもしくはテーパ等の傾斜面を有したダイスにより成形し、凸部側の外周縁部の全周がせん断面となること特徴とした曲面を有する部材の成形方法。
【請求項４】
請求項１もしくは２もしくは３記載のいずれかにおいて、中間部材は板材からなることを特徴とした曲面を有する部材の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は板材などからプレス加工によって所望の部材を分離する方法で、とくに外周縁部に全せん断面で寸法精度が必要な製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、板材等から分離された側を製品とする物で、製品の外径縁部にせん断面を得る方法としては、特許公報第２７０７５０７号が知られている。
【０００３】
上記特許公報の［００１１］項には段付きパンチを用いる平滑せん断加工法が［０００７］項には精密打抜き法（ファインブランキング）が紹介されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２７０７５０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許公報第２７０７５０７の手法では、材料の伸びが少ない場合ではクラックが発生し、分離面に破断面が生じてしまう可能性がある。
【０００６】
そして、外形凸部の先端角度が所定値以下の部分では、分離された製品外径形状凸部分の製品上面には不均一なかえりが発生してしまう。
【０００７】
これは、段付きパンチが製品外径部分離面に対し、せん断面を確保することには非常に有効であるが分離の際、材料がダイスに対し正クリアランスの段付きパンチ刃先部とダイス寸法の隙間部分に挟み込まれた状態となり、分離の最中に、引っ張られ、引きち切られた部分がかえりとなり、製品上面に材料が残ってしまい、これが不均一なかえりとなってしまう。
【０００８】
本発明は、簡易なプレス加工にて製品の外周縁部に発生するかえりを最小限に抑えて全せん断面を得ることができる曲面を有する部材の成形方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一方の面に２段以上の段付き凹部を、反対向面に凸部を形成した中間部材、該中間部材の凸部の付け根部をテーパもしくはＲなどの傾斜面にしてダイスで保持し、前記凹部の底面に外圧を加えて、前記凸部を分離加工することにより達成される。
【００１０】
本発明は、好ましい実施の形態は、中間部材の凹部底面の位置が、凸部の付け根のテーパもしくはＲ部に位置することにある。
【００１１】
本発明の好まい実施形態は、中間部材を２段以上の段付パンチと、アールもしくはテーパ等の傾斜面を有したダイスにより成形することにより達成される。凸部側の外周縁部の全周がせん断面となることを特徴とした曲面を有する部材の成形方法である。
【００１２】
本発明の好ましくは中間部材が板材からなることにより達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１、本発明の分離工程の加工手順を示している。
【００１４】
図１の（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ），（ＩＶ），（Ｖ）を用いて説明する。
【００１５】
図１の（Ｉ）は加工行程初期の段階を示している。
【００１６】
図示していないプレスの下降により、板押え５が２段以上の段付き凹部１３ｂと対向する面に凸部１３ａを形成した中間部材１３に当たり、さらに下降し、中間部材１３は板押え５によりダイス８内に入り、ダイスアール８ａは凸部１３ａの付け根のアール１３ｃを保持する。この時、ダイスアール８ａは中間部材１３の導入部となり、挿入性が確保される。
【００１７】
分離パンチ７は中間部材１３にはまだ接していない。
【００１８】
図１の（ＩＩ）は加工行程中期の段階を示している。
【００１９】
分離パンチ７は中間部材１３の凹部底面９ａに当たり、分離行程が開始される。ダイスアール８ａは凸部１３ａの付け根のアール１３ｃを保持しているため、クラック１０が中間部材１３のパンチ先端成形角部６ａとダイス内径アール起点８ｂとの間に発生する。
【００２０】
分離パンチ７とダイス８の寸法関係は分離パンチ寸法Ｄ４＜ダイス寸法Ｄ５であり、正のクリアランスの関係である。
【００２１】
図１の（ＩＩＩ）は加工行程終期の段階を示している。
【００２２】
図示していないプレスが下死点に到達し、分離パンチ７が中間部材１３を分離し、加工が完了する。凸部分離品９が下に落ち、取り出される。
【００２３】
図１の（ＩＶ）に中期行程の状態を詳細に示す。
【００２４】
分離パンチ７が中間部材１３に当たる。中間部材１３は２段以上の段付き凹部１３ｂと対向する面に凸部１３ａの形状であり、ダイスアール８ａが凸部１３ａの付け根のアール１３ｃを保持しているため、クラック１０が中間部材１３のパンチ先端成形角部６ａ付近とダイス内径アール起点８ｂとの間に発生する。パンチ先端成形角部６ａ付近は打抜きの際、応力が集中するため、クラック１０のパンチ側の起点となる。また、分離パンチ７とダイス８の切れ刃の寸法になるところがダイス内径アール起点８ｂとなるため、ダイス内径アール起点８ｂがクラック１０のダイス側の起点となる。
【００２５】
このことから、クラック１０の両側の起点が決まるため、不均一なかえりや大きなかえりなどは発生せず、かえりの抑制が可能となる。
【００２６】
図１の（Ｖ）に終期行程の状態を詳細に示す。
【００２７】
分離パンチ７により中間部材１３から凸部分離品９が分離し、加工が終了となる。
【００２８】
以上により、凹部底面９ａには破断面９ｂができることで、不均一なかえりや大きなかえりなどは発生せず、かえりの抑制が可能となる。
【００２９】
図示では、破断面９ｂは大きく書かれているが、実際は、凹部底面９ａ側の破断面９ｂの長さＬ１は段付きパンチ寸法Ｄ２とダイス寸法Ｄ３で決まり、Ｌ１＝（Ｄ３−Ｄ２）／２となり、数から数十ミクロンの長さとなる。
【００３０】
また、ダイス３もしくはダイス８にアール３ａ又はアール８ａを用いているが、クラック１０の起点となれば良いため、テーパなどの傾斜面の方がかえり抑制には条件が良くなる。このためアールに限定するものではない。
【００３１】
図２は、本発明の中間部材を成形する手順を示している。
【００３２】
図２の（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ），（ＩＶ），（Ｖ），（ＶＩ）を用いて説明する。
【００３３】
図２の（Ｉ）は加工行程の初期の段階を示している。図示していないプレスの下降が始まり、板押え５はブランク６をアール３ａの付いたダイス３で挟む。板押え５により側面１ａをガイドされている段付きパンチ１はブランク６には接触していない。段付きパンチ１とダイス３の寸法関係はＤ１≧Ｄ３＞Ｄ２である。図示していないプレスの下降にともない、段付きパンチ１はブランク６の押出しを開始する。ノックアウト４はダイス３の内部に配置され、成形された中間部材１３の取出しの際に使用する。
【００３４】
図２の（ＩＩ）は加工行程の中期の段階を示している。図示していないプレスが下死点に到達し、段付きパンチ１の下降が止まる。この時のパンチ先端１ｂの位置はアール３ａのある範囲である。
【００３５】
図２の（ＩＩＩ）は加工行程の終期の段階を示している。図示していないプレスが上死点に行き、段付きパンチ１は上端に戻る。ブランク６は２段以上の段付き凹部１３ｂと対向する面に凸部１３ａの形状をした中間部材１３に成形され、ノックアウト４によりダイス３の中から取出される。そして、図示されていない、搬送装置により分離工程へと中間部材１３は移動する。
【００３６】
図２の（ＩＶ）に初期行程の状態を詳細に示す。段付きパンチ先端１ｂがブランク６に当たり、成形が始まる。段付きパンチ先端寸法Ｄ２＜ダイス寸法Ｄ３であるため、加工は正のクリアランスの条件で行われるが、ダイスアール３ａにより応力集中が緩和されクラック１０の発生は抑制される。
【００３７】
図２の（Ｖ）に行程中期の状態を詳細に示す。段付きパンチ１が下降を続け、段付きパンチ段部１ｃがブランク６に当たる。ここから、段付きパンチ寸法Ｄ１＞ダイス寸法Ｄ３であるから、負のクリアランスとなり、圧縮応力が発生し、静水圧効果によりクラックの発生が抑制される。
【００３８】
この行程中期は、材料の変形により、加工硬化が進み、クラックが発生しやすい状況にある。この時期に段付きパンチ段部１ｃにより圧縮応力場を発生させて、クラックを抑制し、せん断面を確保する。
【００３９】
図２の（ＶＩ）に行程終期の状態を示す。段付きパンチ先端１ｂがダイスアール３ａのある範囲に着いた時、段付きパンチ１は下降を停止する。段付きパンチ段部１ｃの静水圧効果とダイスアール３ａによる応力集中の緩和により、クラックは発生せず、せん断面１１ａを確保し、ブランク６は中間部材１３に成形され、第１行程は完了する。
【００４０】
ここで、段付きパンチ先端１ｂをダイスアール３ａのある範囲より、上で止めた場合、第２工程において、分離する際、外周縁部１１に破断面が発生する。
【００４１】
ダイス内径アール起点８ｂの距離が離れて、外周縁部１１まで延びてしまうため、外周縁部１１に破断面９ｂが発生する。パンチ成形角部６ａとダイスアール３ａの距離が大きくなるにつれて破断面９ｂの長さは長くなる。
【００４２】
また、段付きパンチ先端１ｂをダイスアール３ａのある範囲より、下で止めた場合、凹部底面９ａには大きなかえりが発生する。
【００４３】
これはパンチ先端成形角部６ａの位置がダイス内径アール起点８ｂ位置より下となってしまうため、クラック１０がパンチ先端成形角部６ａ付近から発生しなくなり、クラック１０の起点が決まらなくなるため、かえり高さは不均一になる。また、凹部底面９ａにはパンチ成形角部６ａとダイスアール３ａの距離が離れる分だけ、かえりが大きく発生する。
【００４４】
本発明に使用する板押え５は突起や別の圧力発生装置などが必要ないため、特別なプレスが必要とならないため、板状のブランク６を用いて、連続的に加工することができる。
【００４５】
図３は本発明において、ブランク６を板状にした時の加工工程である。
【００４６】
このように、板状のブランク６を中間部材１３に成形し、凸部分離品９まで連続的に加工が行うことができ、生産性が非常に良い。
【００４７】
図４に本発明のプレス加工法で得られたワーク１９を示す。
【００４８】
ワーク９の外周縁部１１はせん断面１１ａとワーク１９の外周縁部１１からワーク上面７ａにかけて、面取りのように破断面１２ａがある。
【００４９】
この破断面１２ａの大きさは段付きパンチ７やダイス３のクリアランスであるため、実際は、数〜数十μｍの大きさである。
【００５０】
本発明は、このようにかえり１４の発生を最小限に抑え、ワーク１９の外周縁部１１にせん断面１１ａを確保する加工法である。
【００５１】
図５には歯車など外周縁部１１にせん断面が必要なものに本発明を利用したものである。
【００５２】
本発明の実施例によれば、分離面の外周縁部で全せん断面が得られない外径凸部の先端角度が所定値以下の部分やマルテンサイト系ステンレス材などの伸びが小さい材料などの加工を行い、分離された製品の外周縁部を全せん断面にし、なおかつ、製品上面に不均一なかえりを発生させることなく、最小限にかえりを抑制することのできる曲面を有する部材の成形方法となる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、簡易なプレス加工にて製品の外周縁部に発生するかえりを最小限に抑えて全せん断面を得ることができる曲面を有する部材の成形方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分離工程の手順。
【図２】中間部材の成形工程。
【図３】板状のブランクを使用して時の加工工程。
【図４】本発明により加工されたワーク。
【図５】本発明の適用例。
【符号の説明】
１…段付きパンチ、３，８…ダイス、３ａ，８ａ…ダイスアール、９…凸部分離品、９ａ…凹部底面、９ｂ…破断面、１１…外周縁部、１１ａ…せん断面、
１３…中間部材、１３ａ…凸部、１３ｂ…凹部、１３ｃ…アール、１９…ワーク、Ｌ３…距離。
【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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