(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチング金型において、該金型の先端のパンチ部から上方に向けて広がる斜めの切削工具部を設け、該切削工具部に上向きの切り刃と下向きの切り刃を備えた切削歯を階段状に設けるとともに、該切削工具部の上方に切り落としパンチを設けたことを特徴とする高速ニブリング金型。
【請求項２】
パンチング金型において、該金型の先端のパンチ部から上方に向けて広がる斜めの切削工具部を設け、該切削工具部に上向きの切り刃と下向きの切り刃を備えた切削歯を階段状に設けるとともに、該切削工具部の上方に切り落としパンチを設け、前記先端のパンチ部によるワークの打ち抜きに続いて、前記切削工具部でワークを下方へ切り起こしの後、該切断穴内において前記切削工具部を連続的に上下動させると同時に、前記ワークを前記切削工具部の切削歯に対して連続的に送材しながらニブリング加工を行い、最後に前記切り落としパンチで最後の切り屑を切断することを特徴とする高速ニブリング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高速ニブリング金型および同金型を用いた高速ニブリング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、パンチング加工用の金型においては、ワーク位置決め装置によりパンチとダイの間に板金材のワークを位置決めした後に打ち抜き加工を実施する。また、ニブリング金型を（例えば、円形パンチ）使用したニブリング加工においては、ワークの送り間隔を打ち抜き直径より小さく設定して、ワークを小刻みに送りながら追い抜き加工を行うものであり、打ち抜き工程は位置決め後に行うと言う点では本質的にパンチング金型の加工と同一である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来のニブリング金型においては、パンチング加工時にワークの送りを一時停止する必要があるので、ヒットレートをむやみに大きくすることはできない。
【０００４】
本発明は上述の如き問題を解決するために成されたものであり、本発明の課題は、ワークの送りを停止する必要のない高速ニブリング方法および高速ニブリング金型を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として請求項１に記載の高速ニブリング金型は、パンチング金型において、該金型の先端のパンチ部から上方に向けて広がる斜めの切削工具部を設け、該切削工具部に上向きの切り刃と下向きの切り刃を備えた切削歯を階段状に設けるとともに、該切削工具部の上方に切り落としパンチを設けたことを要旨とするものである。
【０００６】
請求項２に記載の高速ニブリング方法は、パンチング金型において、該金型の先端のパンチ部から上方に向けて広がる斜めの切削工具部を設け、該切削工具部に上向きの切り刃と下向きの切り刃を備えた切削歯を階段状に設けるとともに、該切削工具部の上方に切り落としパンチを設け、前記先端のパンチ部によるワークの打ち抜きに続いて、前記切削工具部でワークを下方へ切り起こしの後、該切断穴内において前記切削工具部を連続的に上下動させると同時に、前記ワークを前記切削工具部の切削歯に対して連続的に送材しながらニブリング加工を行い、最後に前記切り落としパンチで最後の切り屑を切断することを特徴とするとを要旨とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１０】
図１および図２は本発明に係る高速ニブリング金型の実施例を説明する図であり、図１は高速ニブリング金型の下部を一部破断して示してあり、図２は図１のII−II断面図である。
【００１１】
図１、図２に示す如く高速ニブリング金型１は、パンチボディ３、パンチガイド９、パンチヘッド２１、ストリッパスプリング２５、パンチチップ２７ａそのほかで構成してある。
【００１２】
上記パンチボディ３は胴部５と、胴部５より細径に形成した細径部７からなり、胴部５は中空円筒形のパンチガイド９に軸方向に摺動可能に嵌合してある。
【００１３】
また、前記パンチガイド９の上部の内径部には、軸方向（図１、２において上下方向）に切ったキー溝１１が設けてあり、このキー溝１１に前記パンチボディ３に打ち込んだピン１３が摺動自在に係合してある。従って、パンチボディ３はパンチガイドに対しての回転を規制され軸方向にのみ摺動可能となる。
【００１４】
また、前記パンチボディ３の胴部５から細径部７に移行する部分には、外周部にフランジ１７を備えたスリーブ１９が挿入してある。そして、このスリーブ１９の下部は、スリーブ１９のフランジ１７が前記パンチガイド９のフランジ１５に当接する位置までパンチガイド９内径部に挿入してある。また、スリーブ１９とパンチガイド９とを適度の力で嵌合固定するために、上述のスリーブ１９の下部とパンチガイド９との間にＯリングが挿入してある。
【００１５】
前記パンチボディ３の細径部７の上端部には雄ねじが切ってあり、この雄ねじ部にパンチヘッド２１が螺合してある。このパンチヘッド２１のフランジ下面に設けたリング状のスプリング座２３と前記スリーブ１９のフランジ１７との間にストリッパスプリング２５が弾装してある。また、パンチガイド９の下面には、パンチガイド９とダイ５１との間に位置決めされた板金材のワークＷを押さえるためのフリーベアリング４９が埋設してある。
【００１６】
前記パンチボディ３の下端部のパンチチップ取付部２９には、パンチチップ２７ａがチップ押さえ板３１に設けた取付穴４１を介してボルト３３により着脱可能に取付てある。また、このパンチチップ２７ａは、パンチガイド９の下端部に開放する溝５３を経てパンチガイド９の下端部まで延伸して設けてある。
【００１７】
なお、上述のパンチチップ２７ａを交換するときに、取付けボルト３３を回すためのレンチ挿入穴５７がパンチボディ３の側部に設けてある。
【００１８】
図４〜図６に示すように、パンチチップ２７ａの下端は、断面形状が長方形の打抜用のパンチ刃先３５が形成してある。そして、長方形のパンチ刃先３５の短辺をなす切り刃の上部（図４〜図６において左側）には、切り刃の方向を上向きに設け、かつ歯高に段差を付けた第一グループの切削歯（３７Ｌ、３７Ｈ）と、切り刃の方向を下向きに設け、かつ歯高に段差を付けた第二グループの切削歯（３９Ｌ、３９Ｈ）とが設けてある。
【００１９】
上述のパンチチップ２７ａの上端（図４、図５において左端）には、前記パンチボディ３のパンチチップ取付部２９に設けた溝に嵌合するＬ字形の係止部４３が設けてある。
【００２０】
また、切削歯の高低は、切削歯の切削作動順に１番歯（３７Ｌ、３９Ｌ）、２番歯（３７Ｈ、３９Ｈ）とするとき、１番歯より２番歯の歯高を高く設けてある。
【００２１】
なお、実施例では上向きの切削歯と下向きの切削歯とを対向させて設けたが、逆向きに設けてもよい。また、１グループの歯数を２個にしたが、１グループに２個以上の切削歯を設けてもよい。さらに、パンチの形状を長方形として説明してあるが、正方形、円形または長丸などの形状にすることもできる。
【００２２】
前記パンチボディ３の軸心には、パンチボディ３の上端部に開放し、上端部から下端部近傍まで挿通する給油路４５が設けてある、この給油路４５からは前記パンチガイド９内径の摺動面と、前記パンチチップ２７ａの切削歯部とへ連通する複数の分岐油路４７が設けてある。
【００２３】
次に、本発明の高速ニブリング金型を用いた高速ニブリング方法について、図７〜図９を参照しながら説明する。
【００２４】
図７〜図９は、例えばプレスまたはパンチプレスなどのプレス機械を用いて、ニブリングを行ったときの、高速ニブリング金型１の刃先の部分の作動状況を示したものである。
【００２５】
図７は、上述の如きプレス機械（図示省略）のパンチホルダーに、リフタースプリングなどの金型支持体に弾性的に支持された高速ニブリング金型１のパンチヘッド２１がプレス機械のラムなどによって打撃され、パンチガイド９が下降して、フリーベアリング４９とダイ５１との間にワークＷを挟持し、そこから更にラムがストリッパスプリング２５の反発力に抗して下降して、パンチボディ３に取り付けたパンチチップ２７ａのパンチ刃先３５とダイ５１とによって、ワークＷが打抜かれた状態を示したものである。
【００２６】
上述のように、パンチチップ２７ａの最初の下降時には、通常のパンチング加工と同一の打ち抜き動作によって、パンチチップ２７ａのパンチ刃先３５と同一の形状の打ち抜き加工となる。なお、抜きかす５５はダイ５１の抜き穴から、下方に設けたスクラップ受け（図示省略）に落下する。
【００２７】
図８は、図７の状態からさらに、パンチチップ２７ａが下降した状態を示したものであり、図７の打ち抜き加工の後に、ワークＷは右側から左側方向に連続的に送材され、先に打ち抜かれた長方形の穴の右側短辺が前記パンチチップの短辺に設けた下向きの切削歯３９Ｌ、３９Ｈによって、高速度（打ち抜き速度と同一速度）で切削される。
【００２８】
図９は、前述のラムが下死点を過ぎて上昇過程にある状態を示したものである。
【００２９】
パンチチップ２７ａは、ラムの上昇に伴って、前記ストリッパスプリング２５の弾発力によって上方に戻され、上向きの切削歯３７Ｌおよび３７Ｈによって、前述の長方形の穴の右側短辺が同様に高速度で切削される。
【００３０】
なお、ワークＷの送り速度は、パンチのヒットレートに対応した適宜な送り速度に設定すると共に、始めの打ち抜き以後のニブリング加工中のラムのストローク位置をパンチガイドとワークとの間の間隙ΔＨが０．５ｍｍ程度になるように設定するのが望ましい。また、実施例ではパンチボディ３にパンチチップ２７ａを着脱可能に設けてあるが、パンチチップ２７ａはパンチボディ３と一体的に形成することも可能である。
【００３１】
図１０、図１１は高速ニブリング金型の第二の実施形態で、前述のパンチチップ２７ａの刃先部の形状が相違するパンチチップ２７ｂを高速ニブリング金型１に装着してワークＷを切断している状態を示したものである。
【００３２】
図１１によく示されているように、パンチチップ２７ｂには右上方から左下方に傾斜する切削工具部５９が設けてある。この切削工具部５９には上向きの切り刃６１と下向きの切り刃６３とを備えた切削歯６５が階段状に複数個設けてある。
【００３３】
また、上述の切削工具部５９の上方右側には、ヒール状の切り落としパンチ６９が形成してあり、下方左側には打ち抜きパンチ６７が形成してある。なお、パンチチップ２７ｂの横断面は実施例では、切削歯側（図１１の右側）を長辺（底辺）とする台形に形成してあるが、長方形、円形、三角形、長丸、菱形などの断面にしても構わない。
【００３４】
次に、上記構成のパンチチップ２７ｂを装着した前記ニブリング金型１による高速ニブリング方法について、図１２ａ〜図１２ｄを参照しながら説明する。
【００３５】
図１２ａは、打ち抜き開始位置に位置決めされたワークＷに対し、パンチチップ２７ｂの先端がダイ５１の抜き穴７１の少し下方位置まで下降し、パンチチップ２７ｂのパンチ６７とダイ５１とによって、ワークＷの一部が打抜かれた状態を示したものである。
【００３６】
上述の行程においては、通常のパンチング加工と同一の打ち抜き動作による打ち抜き加工となる。抜きかすＳ１はダイ５１の抜き穴７１の下方に設けたスクラップ受け（図示省略）に落下する。
【００３７】
図１２ｂは、図１２ａの状態からさらに、パンチチップ２７ｂがニブリング加工における下降限まで下降した状態を示したものである。なお、下降限の位置は、パンチチップ２７ｂの切り落としパンチ６９がワークＷに接触しない直上の位置にあり、かつ切削工具部５９の最上部とワークＷの上面とが一致する位置に設定してある。
【００３８】
図１２ａの打ち抜き加工の後に、ワークＷは右側から左側方向に連続的に送材され、先に打ち抜かれた長方形穴の右側短辺がパンチチップ２７ｂの切削工具部５９に設けた切削歯６５の下向きの切り刃６３によって、高速度（打ち抜き速度と同一速度）で次々に切断される。
【００３９】
なお、切り刃６３による切断過程は剪断加工よりも切削加工に近いものとなる。また、発生する切り屑は、抜きかすとは違い切削加工時の切粉に近く、短くつながった切り屑Ｓ２となる。
【００４０】
図１２ｃは、パンチチップ２７ｂが前記下降限から図１２ａに示す位置、すなわち、ニブリング加工中の上昇限まで上昇した状態を示したものである。パンチチップ２７ｂが上昇する過程においてもワークＷの送材は連続的に行われ、切削工具部部５９に設けた上向きの切り刃６１により微少量の切削加工が行われる。
【００４１】
なお、パンチチップ２７ｂの上昇速度はワークＷの送材速度に較べて十分に大きいので、上昇限においてはパンチチップ２７ｂとワークＷの切断面とは離れている。また、ワークＷのバタツキは前述のパンチガイド９の下面に設けたフリーベアリング４９により押さえることができる。
【００４２】
上述の如く、パンチチップ２７ｂを高速に昇降させると同時にワークＷを連続的に送材し、パンチチップ２７ｂの横断面の短辺の長さを切断幅とする長い溝を連続的に切断する。
【００４３】
図１２ｄに示す如く、切断加工の最後は、パンチチップ２７ｂを前述の下降限よりさらに下降させて、切り落としパンチ６９とダイ５１とで最後の切り屑Ｓ３を切断分離する。
【００４４】
なお、切り屑Ｓ３をダイ５１から確実に落下させるためには、切り落としパンチ６９の下面がダイ５１の切り刃７１より若干下方まで突っ込むことが必要である。
【００４５】
図１３は、本発明に係る高速ニブリング金型を使用して自由曲線を切断する方法の説明図である。
【００４６】
例えば、図１３に示す様に、ワークＷに切断幅がＤ、曲率半径Ｒの溝を切断する場合は、前記パンチチップ２７ｂの横断面を下底（長辺）７３の長さがＤ、上底７５の長さがｄ（ｄ＜Ｄ）とする台形に形成し、下底７３側に切削歯６５を形成したパンチチップ２７ｂ’を高速ニブリング金型１に装着し、金型の角度を切断方向に向かう様に連続的に変更すると同時に、ワークＷを円弧を描く様に送ることにより曲率半径Ｒの円弧曲線の切断を行うことができる。
【００４７】
なお、台形の上底（短辺）７５の幅は曲率半径Ｒの大きさにより適当に設定する。また、金型の角度を連続的に変更するには、例えば、本願出願人の発明である特公平３−５８８８号公報に開示される如き金型インデックス機構を備えたパンチプレスを使用することができる。
【００４８】
請求項１、２の発明によれば、ラムを上死点で一時停止させることなく連続的に上下させると同時に、ワークの送りを連続的に行いながらニブリング加工を行えるので、高速度でニブリング加工ができる。また、ニブリング加工中にパンチボディの摺動部およびパンチ刃先部にパンチボディに設けた給油路を介して潤滑油を供給することが可能である。
また、段差を有する複数個の上向き切削歯と段差を有する複数個の下向き切削歯とを設けたので、１ストローク当たりの切削抵抗を小さくすることができる。
【００４９】
また、段差を有する複数個の上向き切削歯と段差を有する複数個の下向き切削歯とを設けたので、１ストローク当たりの切削抵抗を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高速ニブリング金型の説明図。
【図２】図１のII−II線にそった断面図。
【図３】図１のIII−III線矢視図。
【図４】本発明に係る高速ニブリング金型に使用するパンチチップの詳細正面図。
【図５】図４の下面図。
【図６】図５におけるＡ部詳細図。
【図７】本発明の高速ニブリング方法とニブリング動作の説明図。
【図８】本発明の高速ニブリング方法とニブリング動作の説明図。
【図９】本発明の高速ニブリング方法とニブリング動作の説明図。
【図１０】本発明に係る高速ニブリング金型の第二の実施形態の説明図。
【図１１】図１０のパンチチップ部分の拡大説明図。
【図１２】第二の実施形態の高速ニブリング金型の動作説明図。
【図１３】本発明に係る高速ニブリング金型を使用して自由曲線を切断する方法の説明図。
【符号の説明】
１  高速ニブリング金型
３  パンチボディ
５  胴部
７  細径部
９  パンチガイド
１１  キー溝
１３  ピン
１５，１７  フランジ
１９  スリーブ
２１  パンチヘッド
２３  スプリング座
２５  ストリッパスプリング
２７ａ，２７ｂ  パンチチップ
２９  パンチチップ取付部
３１  チップ押さえ板
３３  ボルト
３５  パンチ刃先
３７Ｌ，３７Ｈ  切削歯
３９Ｌ，３９Ｈ  切削歯
４１  取付穴
４３  係止部
４５  給油路
４７  分岐油路
４９  フリーベアリング
５１  ダイ
５３  溝
５５  抜きかす
５７  レンチ挿入穴
５９  切削工具部
６１  上向きの切り刃
６３  下向きの切り刃
６５  切削歯
６７  打ち抜きパンチ
６９  切り落としパンチ
７１  抜き穴（ダイ）
Ｓ１  抜きかす
Ｓ２，Ｓ３  切り屑
Ｗ  ワーク
【図１】
0004361992.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004361992.tif 000006
【図６】
0004361992.tif 000007
【図７】
0004361992.tif 000008
【図８】
0004361992.tif 000009
【図９】
0004361992.tif 000010
【図１０】
0004361992.tif 000011
【図１１】
0004361992.tif 000012
【図１２】
0004361992.tif 000013
【図１３】
0004361992.tif 000014