(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有頭筒体の内径を成形するパンチ、外径を成形するダイ、ダイに嵌挿されて可動し天面部を成形する可動ピン、被加工材をダイに押えつけるストリッパと、ダイを配置したバッキングプレートと、を有するプレス金型において、
可動ピンに設けた挿通孔に嵌挿され、スプリングにより付勢されて前記可動ピンと同一成形面を形成し、ストリッパとバッキングプレートが近接し前記可動ピンが前記バッキングプレートの前記ダイを配置した面に接触した位置で加工荷重により前記可動ピンの成形面より下降可能な副可動ピンを設けたことを特徴とするプレス金型。
【請求項２】
可動ピンに副可動ピンの下端に設けた頭部を係止する停止面を設けたことを特徴とする請求項１記載のプレス金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
近年、被加工材に大きな塑性変形を与える前方・後方押し出し加工法、据え込み加工法等の冷間鍛造技術を取り入れたプレス加工が多く用いられてきている。
本発明は、プレス加工において、有頭筒体形状等の据え込み加工を行うプレス金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プレス加工にて有頭筒体形状を成形する場合、従来は図３（ａ）（ｂ）に示すように、絞り加工または張り出し加工を数工程行い、その後、図３（ｃ）に示す据え込み加工で、内径、外径、高さをサイジングして有頭筒体形状を形成し、据え込み加工後、図３（ｄ）に示す穴あけ加工を行い有頭筒体の成形を行っていた。
【０００３】
図４は、従来の有頭筒体形状を成形する据え込み加工工程のプレス金型構造を示している。図４において、９は据え込み加工が行われる被加工材、１０は有頭筒体内径部を成形するパンチ、１１は有頭筒体外径部を成形するダイ、１２は被加工材９をダイ１１に押し下げるストリッパ、１３は有頭筒体部、１４はスプリング、１５は可動ピン、１６はバッキングプレートを示す。有頭筒体を成形する過程では、初めにストリッパ１２が成形しようとする有頭筒体部１３をダイ１１中に押入する。それとともにスプリング１４等により押し上げられていた可動ピン１５が被加工材９によりバッキングプレート１６の位置まで押し下げられる。その後、パンチ１０が下降し、完全に密閉された金型工具内で据え込み加工が行われる。
【０００４】
図５は、前記加工過程が終了した状態の図である。図５の状態では、据え込みが行われている有頭筒体部１３は金型工具により完全に密閉されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の据え込み加工により、密閉されている空間に被加工材１３を完全に充填させるためには、理論上無限大の加工荷重が必要となる。このため、金型工具に大きな負荷がかかり、例えばパンチ径が２ｍｍのような細いパンチの場合、パンチ１０が座屈を起こすという問題が生じる。また、量産加工の状態では、被加工材９の厚みや前工程での有頭筒体部１３のばらつきが生じ、被加工材を充填させる空間よりも有頭筒体部１３の体積が多い場合が発生しうるため、工具、例えばパンチ１０が破損するという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、例えば直径が２ｍｍのような細いパンチを用いて有頭筒体形状を成形する場合でも、パンチが座屈を生じることなく安定した据え込み加工が行えるプレス金型を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、有頭筒体の内径を成形するパンチ、外径を成形するダイ、ダイに嵌挿されて可動し天面部を成形する可動ピン、被加工材をダイに押えつけるストリッパと、ダイを配置したバッキングプレートと、を有するプレス金型において、可動ピンに設けた挿通孔に嵌挿され、スプリングにより付勢されて前記可動ピンと同一成形面を形成し、ストリッパとバッキングプレートが近接し前記可動ピンが前記バッキングプレートの前記ダイを配置した面に接触した位置で加工荷重により前記可動ピンの成形面より下降可能な副可動ピンを設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
これにより、据え込み加工にて有頭筒体形状等を成形する場合に、必要以上に金型工具に荷重が作用した場合のみ、可動ピンに内蔵された副可動ピンがスプリング等に抗して下降し、加工荷重が低減されて所定の有頭筒体形状を成形することができる。また、本発明の金型構造によれば、量産加工時において被加工材の厚みや材料にばらつきが生じても、これを吸収することができ、量産加工でも安定した生産が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、有頭筒体の内径を成形するパンチ、外径を成形するダイ、ダイに嵌挿されて可動し、天面部を成形する可動ピンを有するプレス金型において、可動ピンに設けた挿通孔に嵌挿され、スプリング等により上方に付勢されて、常時可動ピンと同一成形面を形成し、加工荷重により可動ピンの成形面より下降可能な副可動ピンを設けたことを特徴とするもので、可動ピンに設けた挿通孔にスプリング力等が作用する副可動ピンを内蔵することにより、被加工材の厚みや材料のばらつき等が発生する不安定な加工状態において、金型工具に必要以上の加工荷重が作用した場合であっても、副可動ピンがスプリングに抗して下降し、加工荷重を低減するので、金型工具の破損を起こすことなく、簡単な機構で安定した有頭筒体形状等の据え込み加工が可能となり、また、スプリング力を調整することにより、有頭筒体形状の材料の流れをコントロールでき、所望の材料充填を行うことも可能となり、また、安定した据え込み加工の条件が得られるため、高精度な有頭筒体内径、外径および有頭筒体高さを得ることができるという作用を有する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、可動ピンに副可動ピンの下端に設けた頭部を係止する停止面を設けたことを特徴とするもので、請求項１に記載の発明が有する作用に加えて、常時副可動ピンの作用面と可動ピンの作用面を同一作用面とする作用を有する。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態）
図１、２は、本発明の据え込み加工工程で用いられる金型構造を示す断面図で、図１は、通常の有頭筒体形状の据え込み加工を行っている場合の状態を示し、図２は、金型工具に必要以上の加工荷重が作用した場合の状態を示す。図において、１は可動ピン２に設けた挿通孔に嵌挿され、スプリング８により上方に付勢され、常時可動ピン２と同一作用面を形成する副可動ピン、２は副可動ピン１により上方に付勢される可動ピン、３はバッキングプレート、４は被加工材、４ａは有頭筒体部、５は有頭筒体天面部の突起、６は有頭筒体内径を成形するパンチ、７は有頭筒体外径を成形するダイ、８は可動ピン１を上方に付勢するスプリング、９はストリッパである。
【００１１】
上記した通り、本発明のプレス金型は、有頭筒体形状の天面部分を成形する可動ピン２の中にさらにスプリング力８等により上方に付勢され可動する副可動ピン１を設けたことを特徴とするものである。
本発明のプレス金型により有頭筒体を成形する過程では、初めにストリッパ９が下降して、成形しようとする有頭筒体部４ａをダイ７に押入すると、スプリング８によって押し上げられていた可動ピン２及び副可動ピン１はバッキングプレート３の位置まで押し下げられ、その後、パンチ６が下降して、密閉された金型工具内で据え込み加工が行われる。
【００１２】
図１に示す通常の有頭筒体形状等の据え込み加工を行う場合は、金型工具内に必要以上の荷重が生じていないので、可動ピン２に内蔵されてスプリング８により上方に付勢されている副可動ピン１は、荷重によって動作しない。
図２に示す量産加工中で被加工材の厚みや材料にばらつきが生じ、金型工具に必要以上の加工荷重が作用した場合は、加工の過程では副可動ピン１、可動ピン２は、図１に示すように一体で可動しているが、両可動ピン１、２がバッキングプレート３の位置まで押し下げられ、加工荷重が必要以上に作用した時点で、可動ピン２に内蔵されている副可動ピン１がスプリング８に抗して下方に可動する。これにより、被加工材４が下方に流動し、加工荷重が低減されて有頭筒体の成形が行われる。この場合、被加工材４が下方に流動し加工荷重を緩和するために有頭筒体天面部に余分な突起５が生じるが、この部分は後工程にて除去される部分であり、最終製品には影響を与えない。
【００１３】
また、本実施の形態によれば、スプリング力を調整することにより、有頭筒体形状の材料の流れをコントロールでき、所望の材料充填を行うことができ、また、安定した据え込み加工の条件が得られるため、高精度な有頭筒体内径、外径および有頭筒体高さを得ることも可能となる。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、可動ピンに設けた挿通孔にさらにスプリング力等が作用する副可動ピンを内蔵することにより、複雑な機構を用いることなく、被加工材の厚みや材料のばらつき等が発生する不安定な加工状態において、金型工具に必要以上の加工荷重が作用した場合であっても、副可動ピンがスプリングに抗して下降し、加工荷重を低減するので、金型工具の破損を起こすことなく、安定した有頭筒体形状等の据え込み加工が可能となる。また、スプリング力を調整することにより、有頭筒体形状の材料の流れをコントロールでき、所望の材料充填を行うことも可能となる。
【００１５】
また、本発明の金型構造にて有頭筒体成形することにより、安定した据え込み加工後の条件が得られるため、高精度な有頭筒体内径、外径および有頭筒体高さを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す据え込み加工工程の金型構造図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す据え込み加工工程の金型構造図である。
【図３】従来の有頭筒体形状成形加工の工程図である。
【図４】従来の据え込み加工工程の金型工程図である。
【図５】従来の据え込み加工工程の金型構造図である。
【符号の説明】
１  副可動ピン
２  可動ピン
３  バッキングプレート
４  被加工材
４ａ  有頭筒体部
５  有頭筒体天面部の突起
６  有頭筒体内径を成形するパンチ
７  有頭筒体外径を成形するダイ
８  スプリング
９  ストリッパ
【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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