(57)【要約】【課題】  カス上がりやカス詰まりの発生を抑えて打ち抜き製品の不良品発生率を低減することが可能なプレス打ち抜き用の金型を提供する。【解決手段】  抜き穴を有するダイと、この抜き穴に先端部を突入させて金属板の連続的な打ち抜きを行う往復動自在なパンチとからなるプレス打ち抜き用金型であって、前記ダイの抜き穴の内面には、該パンチの突入方向に延在する好適には算術平均粗さＲａが０.５≦Ｒａ＜１.０の複数の帯状の粗面部が形成されており、好適には隣接する２条の粗面部の間は算術平均粗さＲａが０＜Ｒａ＜０.５の表面粗さを有する平滑面部からなる。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
抜き穴を有するダイと、この抜き穴に先端部を突入させて金属板の連続的な打ち抜きを行う往復動自在なパンチとからなるプレス打ち抜き用金型であって、前記ダイの抜き穴の内面には、該パンチの突入方向に延在する複数の帯状の粗面部が形成されていることを特徴とする金型。
【請求項２】
前記粗面部の表面粗さは算術平均粗さＲａが０.５≦Ｒａ＜１.０であり、隣接する２条の粗面部の間は算術平均粗さＲａが０＜Ｒａ＜０.５の表面粗さを有する平滑面部からなることを特徴とする、請求項１に記載の金型。
【請求項３】
前記ダイは、その抜き穴のパンチ突入側開口部が略矩形形状を有しており、該矩形形状の抜き穴の各コーナー部に前記粗面部が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の金型。
【請求項４】
所定の形状の抜き穴を備えたダイと、該抜き穴に突入するパンチとで構成される金型を用いて金属板を打ち抜きくことでリードフレームを加工するリードフレームの製造方法であって、該抜き穴の内面に、該パンチの突入方向に延在する複数の帯状の粗面部が形成されていることを特徴とするリードフレームの製造方法。
【請求項５】
所定の形状の抜き穴を備えたダイと、該抜き穴に突入するパンチとで構成される金型の製造方法であって、該抜き穴の内面にワイヤカット放電加工によってパンチの突入方向に延在する複数の帯状の粗面部と隣接する２条の粗面部の間の平滑面部とを形成することを特徴とする金型の製造方法。
【請求項６】
前記粗面部は粗加工で形成し、前記平滑面部は粗加工及び仕上げ加工で形成することを特徴とする、請求項５に記載の金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス打ち抜き加工に用いる金型とその金型を用いたリードフレームの製造方法に関する
【背景技術】
【０００２】
ダイとパンチとからなる金型を取り付けたプレス機によるプレス打ち抜き加工では、一般に金型の下型内に組み込まれたダイの上に材料としての金属板を位置決めし、パンチが組み込まれた上型を降下させてパンチの先端部分をダイの抜き穴に突入させることで、材料を打ち抜くことが行われている。パンチにより打ち抜かれた打ち抜きカスは、ダイの抜き穴内面と打ち抜きカスとの摩擦力によりダイの抜き穴内部に保持され、次のダイストロークによって打ち抜かれた打ち抜きカスに押される形で、ダイの抜き穴内を下方に移動し、最終的に下型の下方から排出される。なお、上型には打ち抜きの際に材料を押えると共にパンチをガイドするストリッパーが設けられている。
【０００３】
上記の抜き穴内への突入により打ち抜きを終えたパンチは、次の打ち抜きのため上昇退避する。この時、打ち抜かれたカスがパンチの先端面に付着した状態でダイ面より上方に持ち上がるいわゆるカス上がり現象が生じることがある。カス上がりが生じると、打ち抜き製品に打痕状の傷をつけたり、材料とカスが重なって打ち抜き加工が行われることでパンチやダイの損傷を招いたりする問題が生ずる。
【０００４】
このカス上がり現象を防止するため、特許文献１や特許文献２には、ダイの抜き穴内面に溝を設ける技術が開示されている。また、特許文献３には、ダイの抜き穴内面に凹凸部を部分的に設ける技術が開示されている。更に特許文献４には、ダイの抜き穴内面を粗面化する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平０５−１３６１４号公報
【特許文献２】特開２００１−２１２６３０号公報
【特許文献３】特開２０１５−１６６１０２号公報
【特許文献４】特開平０９−２３４５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１〜３に示されているようにダイの抜き穴内面に溝や凹凸を設けることにより打ち抜かれたカスに大きなバリが形成され、これによりカスとダイの抜き穴内面との間の摩擦力が向上するので、カス上がりを効果的に防止できると考えられる。しかしながら、打ち抜き製品のダイ側の面に溝や凹凸の形状が跡として残りやすく、よって打ち抜き製品に局所的なバリが生じて不良品になるおそれがある。
【０００７】
また、特許文献２のように抜き穴内面にパンチの嵌入方向に対して傾斜した溝を設けるのは難しく、特に開口部が円形状の抜き穴の場合は一般的な加工法で溝加工を行うのは実質的に不可能であると思われる。また、特許文献４のように抜き穴内面全体を粗面化する場合は、摩擦力が大きくなりすぎて抜き穴の内部でカス詰りが発生しやすく、カス詰りが生じたまま打ち抜きを続けるとパンチが破損する事態に発展するおそれもある。
【０００８】
本発明は上記した従来の問題に鑑みてなされたものであり、カス上がりやカス詰まりの発生を抑えて打ち抜き製品の不良品発生率を低減することが可能なプレス打ち抜き用の金型とその金型を用いたリードフレームの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るプレス打ち抜き用金型は、抜き穴を有するダイと、この抜き穴に先端部を突入させて金属板の連続的な打ち抜きを行う往復動自在なパンチとからなる金型であって、前記ダイの抜き穴の内面には、該パンチの突入方向に延在する複数の帯状の粗面部が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プレス打ち抜きの際のカス上がりやカス詰まりの発生を抑えて打ち抜き製品の不良品発生率を低減することが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
先ず、本発明のプレス打ち抜き用金型の第１の実施形態について説明する。この第１の実施形態の金型は、抜き穴を有するダイと、この抜き穴に先端部を突入させて金属板の連続的な打ち抜きを行う往復動自在なパンチとからなり、該抜き穴のパンチ突入側開口部は略円形形状を有している。そして、ダイの抜き穴の内面には、該パンチの突入方向に延在する複数の帯状の粗面部が形成されている。これら複数の粗面部は、全て同じ巾であって且つ抜き穴の周方向に略均等な間隔をあけて設けられているのが好ましい。
【００１２】
各粗面部は、面粗さが算術平均粗さＲａで０.５≦Ｒａ＜１.０であるのが好ましく、抜き穴の内面のうち該粗面部以外の面は面粗さが算術平均粗さＲａで０＜Ｒａ＜０.５の平滑面部からなるのが好ましい。すなわち、抜き穴の周方向に粗面部と平滑面部とが交互に形成されているのが好ましい。これによりカス上がり及びカス詰まりの発生をほとんど生じなくすることができる。なお、粗面部の幅と平滑面部の幅は互いに異なっていてもよいし、同じでもよい。
【００１３】
上記した粗面部と平滑面部とはワイヤカット放電加工によって形成することができる。ワイヤカット放電加工とは、走行する極細のワイヤ電極と導電性の被加工部材との間の放電現象を利用して該被加工部材に二次元形状の加工を行う加工法であり、被加工部材全体を水や油等の加工液中に浸漬させるか、又は加工部に加工液を吹き付けながら該加工部をワイヤ電極とは非接触の状態で溶融することにより所望の形状に加工することができる。
【００１４】
このワイヤカット放電加工では、粗加工、中仕上げ加工及び仕上げ加工を使い分けることができ、これにより粗面部と平滑面部とを形成することができる。具体的に説明すると、一般的にワイヤカット放電加工で例えば直径５０μｍのワイヤを使用して開口部が円形の貫通孔を穿孔する場合は、先ず仕上がり寸法位置から３０〜５０μｍオフセットした位置で加工面に沿ってワイヤを１周させることで粗加工を行い、次に仕上がり寸法位置から１０〜３０μｍオフセットした位置で同様に加工面に沿ってワイヤを１周〜複数周移動させることで中仕上げ加工を行い、最後に仕上がり寸法位置で同様に加工面に沿ってワイヤを１周〜複数周移動させることで仕上げ加工を行う。
【００１５】
粗加工では、放電加工条件を調整することで加工面の面粗さをＲａで０.５〜１.０程度にできるので、粗面部を形成する部位では上記したオフセットを行わずに、仕上がり寸法の位置で粗加工のみを行えばよい。一方、平滑面部を形成する部位では仕上がり寸法の位置から３０〜５０μｍオフセットした位置で先ず粗加工し、この３０〜５０μｍオフセットして粗加工した部位で次に１０〜３０μｍオフセットして中仕上げ加工し、最後にオフセットしない仕上げ位置で仕上げ加工を行えばよい。これにより、帯状の粗面部と平滑面部とを周方向に交互に設けることができる。
【００１６】
上記した粗面部を形成する時の放電加工条件としては、中仕上げ加工と仕上げ加工の放電加工条件に比べて電圧を高めに設定したり加工面に沿ってワイヤを高速で移動させたりすることが考えられる。これら電圧や移動速度の具体的な値はあらかじめこれら条件を様々に変えて放電加工を行い、得られた加工面の面粗さと放電加工条件との関係から適宜選択すればよい。なお、上記の平滑面部の形成では場合によっては中仕上げ加工を省いてもよい。
【００１７】
次に、本発明のプレス打ち抜き用金型の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態の金型は、ダイの有する抜き穴のパンチ突入側開口部が略矩形形状を有しており、この抜き穴内面にパンチの突入方向に延在する複数の帯状の粗面部が形成されている。これにより打ち抜きカスが矩形の場合でもカス上がりやカス詰まりの発生を抑えることができる。
【００１８】
これら複数の粗面部は矩形形状の抜き穴の各コーナー部に設けられているのが好ましく、この場合はコーナー部以外の４ヶ所の平面部が平滑面部となる。また、粗面部及び平滑面部の面粗さは、前述した第１の実施形態と同様に粗面部が算術平均粗さＲａで０.５≦Ｒａ＜１.０、平滑面部が算術平均粗さＲａで０＜Ｒａ＜０.５であるのが好ましい。
【００１９】
上記した第１の実施形態や第２の実施形態の金型は、リードフレームのプレス打ち抜きに好適に用いることができる。すなわち、リードフレームのプレス打ち抜き時は打ち抜き油が使用されており、よってパンチの先端面に密着したカスがダイの抜き穴内に留まらず、パンチの上昇退避の際にパンチと共にダイの上まで持ち上げられやすい。
【００２０】
従来の抜き穴の内面が全て平滑面のダイの場合は、このカス上がり現象の発生が頻繁に発生しており、カスがダイと材料の間に落下して打痕となることが多かった。その対策として抜き穴の内面を全て粗面にすると、カス上がり現象は生じにくくなるものの、ダイの抜き穴内部には通常１５〜２０層のカスが溜り、上からパンチが押し下げてカスの下側の層の部分を落下させるが、この下側のカスが落ちにくくなる。その結果、上から次のカスが押し込まれても、抜き穴内部のカスの層が下がらない事態が生じ、パンチ折れが発生するおそれがあった。
【００２１】
これに対して、粗面部と平滑面部とが交互に複数形成された抜き穴内面を有するダイ及びその抜き穴に突入するパンチを用いてリードフレームの基材である金属板をプレス打ち抜きすることで、カス上がりやカス詰まりがほとんど生じないので、高い歩溜まりでリードフレームを作製することができる。
【実施例】
【００２２】
［実施例１］
Ｓｏｄｉｃｋ社製のワイヤカット放電加工機（型番：ＡＰ２００ＬＮ１Ｗ）を用いて直径２ｍｍの円形の抜き穴を有するダイを作成した。その際、直径５０μｍのワイヤを使用し、４条の帯状の粗面部とこれよりも倍の幅を有する平滑面部とが周方向に交互に形成されるように、粗面部では直径２ｍｍの位置で粗加工を行い、平滑面部では直径２ｍｍの位置から内側に５０μｍオフセットした位置で粗加工してから、直径２ｍｍの位置から内側に３０μｍオフセットした位置で中仕上げ加工し、最後にオフセットを行わずに直径２ｍｍの位置で仕上げ加工を行った。
【００２３】
上記の粗加工、中仕上げ加工及び仕上げ加工の際、電圧と周方向の移動速度を変えて粗面部及び平滑面部の粗さが異なる試料１〜４のダイを作製した。これらダイの抜き穴内面の算術平均粗さＲａをＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に基づいて測定したところ下記表１の通りであった。
【００２４】
【表１】
2017154153.tif 000002
【００２５】
これら試料１〜４のダイを各々組み込んだ金型をプレス機にセットし、厚さ０.１５ｍｍの銅材をプレス回転数２００〜３００ｒｐｍで６０,０００ショット連続で打ち抜いた。試料１〜４のダイで打ち抜いた後の各銅材にカス上がりによる打痕が生じていないか調べたところ、いずれにも打痕がなかったのでカス上がり現象は生じなかったと判断した。
【００２６】
また、ダイの抜き穴内に留まっていたカスの詰り具合をピンで押し下げてこれらカスが下がるか否かを確認したところ、試料１〜３のダイではピンをハンマーで軽く１〜２回たたくことでカスが落下し、試料４のダイではピンをハンマーで軽く３〜４回たたくことでカスが落下したのでカス詰りも発生しなかったと判断した。なお、銅材の粗面部に該当する部分には微小なバリが確認されたが、平滑面部に該当する部分にはバリの発生はなかった。
【００２７】
比較のため、直径２ｍｍの円形の抜き穴の内面が全面に亘って算術平均粗さＲａで０.５＜Ｒａ＜０.７の粗面部からなる試料５のダイと、内径２ｍｍの円形の抜き穴の内面が全面に亘って算術平均粗さＲａでＲａ＜０.３の平滑面部からなる試料６のダイとを作製し、各々、上記と同様に厚さ０.１５ｍｍの銅材をプレス回転数２００〜３００ｒｐｍで６０,０００ショット連続で打ち抜いた。
【００２８】
その結果、試料５ではダイで打ち抜いた後の銅材にカス上がりによる打痕が生じていなかったが、試料６ではカス上がりによる打痕が数多く発生していた。逆に、試料６ではダイの抜き穴内に留まっていたカスの詰り具合をピンで押し下げる時、ハンマーでピンを軽く１〜２回たたくことでカスが落下したが、試料５のダイではプレス打ち抜きの途中でカスが落下しない現象が生じたので６０,０００ショットの途中で打ち抜きを中止した。なお、試料６ではバリの発生はなかったが、試料５ではダイの抜き穴側の端部にほぼ全周に亘って微小なバリが確認された。
【００２９】
［実施例２］
実施例１と同様のワイヤカット放電加工機を用いて、Ｒ０.１５（ｍｍ）のコーナーを四隅に有する縦０.７ｍｍ、横２.０ｍｍの長方形の抜き穴を有するダイを作製した。その際、粗加工、中仕上げ加工及び仕上げ加工を使い分けて粗面部と平滑面部の位置がそれぞれ異なる試料７〜９のダイを作製した。
【００３０】
即ち、試料７のダイはコーナーＲ部のみが粗面部で、それ以外の部分は平滑面部とし、試料８のダイはコーナーＲ部と長辺の中央付近に０.５ｍｍの幅で粗面部を形成し、それ以外の部分は平滑面部とし、試料９のダイは長辺の中央付近のみに０.５ｍｍの幅で粗面部を形成し、それ以外の部分は平滑面部とした。これらダイの抜き穴内面の算術平均粗さＲａをＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に基づいて測定したところ下記表２の通りであった。
【００３１】
【表２】
2017154153.tif 000003
【００３２】
次に、これら試料７〜８のダイに対して実施例１の場合と同様に厚さ０.１５ｍｍの銅材をプレス回転数２００〜３００ｒｐｍで６０,０００ショット連続で打ち抜き、銅材にカス上がりによる打痕の有無及びダイの穴内にあるカスの詰り具合をピンで押し下げてカスが下がるか否かを確認した。試料７〜９のダイで打ち抜いた各銅材を調べたところ、いずれにも打痕がなかったので、カス上がり現象は生じなかったと判断した。
【００３３】
カスの詰り具合は、試料７のダイは、ピンを軽くハンマーで１〜２回たたくことでカスが落下し、試料８のダイは、ハンマーで３〜４回ピンをたたくことでカスが落下し、試料９のダイは、ハンマーを使用せずピンを挿入することでカスが落下したことから、試料７〜９のダイはいずれもカス上がりの発生がなく、カス詰りも発生しない結果が得られた。なお、バリの発生状況は、銅材の粗面部に該当する部分には微小なバリが確認され、平滑面部に該当する部分には、バリの発生はなかった。
【００３４】
比較のため、Ｒ０.１５（ｍｍ）のコーナーを四隅に有する縦０.７ｍｍ、横２.０ｍｍの長方形の抜き穴の内面が全面に亘って算術平均粗さＲａで０.５＜Ｒａ＜１.０の粗面部からなる試料１０のダイと、Ｒ０.１５（ｍｍ）のコーナーを四隅に有する縦０.７ｍｍ、横２.０ｍｍの長方形の抜き穴の内面が全面に亘って算術平均粗さＲａでＲａ＜０.３の平滑面部からなる試料１１のダイとを作製し、各々、上記と同様に厚さ０.１５ｍｍの銅材をプレス回転数２００〜３００ｒｐｍで６０,０００ショット連続で打ち抜いた。
【００３５】
その結果、試料１０ではダイで打ち抜いた後の銅材にカス上がりによる打痕が生じていなかったが、試料１１ではカス上がりによる打痕が数多く発生していた。逆に、試料１１ではダイの抜き穴内に留まっていたカスの詰り具合をピンで押し下げる時、ハンマーでピンを軽く１〜２回たたくことでカスが落下したが、試料１０のダイではプレス打ち抜きの途中でカスが落下しない現象が生じたので６０,０００ショットの途中で打ち抜きを中止した。なお、試料１１ではバリの発生はなかったが、試料１０ではダイの抜き穴側の端部にほぼ全周に亘って微小なバリが確認された。