トップ :: B 処理操作 運輸 :: B21 本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き

【発明の名称】 ダイおよび製品の製造方法
【発明者】 【氏名】中島 良次

【要約】 【課題】厚さ方向に押し出し加工された板状のワークの所定の部位に、パンチとダイとの協働によってシェービング加工を施し、前記押し出し加工された部位から所定の厚さを備えた所定の形状の製品を分離する製品の製造方法において、製品への傷付きを従来よりも低減する。

【構成】板状のワークの所定の部位を、前記ワークの厚さ方向に押し出し加工する押し出し加工工程と、前記押し出し加工工程で押し出された部位を、パンチと正のすくい角を備えたダイとの協働によって、シェービング加工し、製品を前記所定の部位から分離するシェービング加工工程とを有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
板状のワークの所定の部位を、前記ワークの厚さ方向に押し出し加工する押し出し加工工程と;
前記押し出し加工工程で押し出された部位を、パンチと正のすくい角を備えたダイとの協働によって、シェービング加工し、製品を前記所定の部位から分離するシェービング加工工程と;
を有することを特徴とする製品の製造方法。
【請求項2】
厚さ方向に押し出し加工された板状のワークの所定の部位に、パンチとの協働によってシェービング加工を施し、前記押し出し加工された部位から所定の厚さを備えた所定の形状の製品を分離するためのダイにおいて、
前記製品の形状とほぼ同形状の開口部と;
前記開口部の周縁に正のすくい角を備えて形成された切刃と;
を有することを特徴とするダイ。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、製品の製造方法およびこの製造方法に使用されるダイに係り、特に、シェービングによって製品を製造するものに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、プレス機による抜き加工において、精密な切断面を得る方法として、ファインブランキング加工やシェービング加工が知られている。
【0003】
また、被削材(ワーク)から所定の形状の製品を得るためのシェービングダイスとして、正のすくい角を備えたものが知られている。(たとえば特許文献1参照)。
【特許文献1】特開平5−228729号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、前記ファインブランキング加工では、高度な金型製作技術を必要とし、生産性が悪く、金型の寿命が短いという欠点がある。
【0005】
また、従来のシェービング加工では、生産性は高いが、切り粉(切削屑)による打痕が発生しやすく、また、より高品質な切断面が要求される場合には、1回の切削量(取り代)を少なくして多数回のシェービングを行う必要がある。また、シェービングの取り代が微細になるにしたがって、高度な金型加工技術が必要とされる。さらに、僅かな金型の磨耗が加工面に悪影響をおよぼし、僅かな磨耗の発生で金型を交換等しなければならず、金型の寿命が短くなる。また、ワークの材質によってはシェービング加工が困難になる。特に、硬い材料では、シェービング加工が難しい。
【0006】
加工面の悪化についてより詳しく説明すると、すくい角が「0°」であるパンチを用いた加工では、たとえば、取り代が大きすぎると、加工を行うパンチの下面につもるスクラップ量(切削屑の量)が大きくなって抵抗が大きくなる。そして、切削屑がパンチの面に沿って動かなくなり、やがては、切削屑がパンチの面からめくれるように回転し、この回転によって、製品の切断面にクラック等の傷がつくのである。このような現象は、すくい角が「0°」であるダイを用いてシェービング加工を行った場合にも同様に発生する。
【0007】
そこで、前記特許文献1に記載の方法のように、正のすくい角を備えたダイス用いて、シェービング加工を行う方法が提案されている。
【0008】
しかしながら、特許文献1に記載の加工では、ダイスを用いてワークを削り製品を得ているので、換言すれば、ワークを切り粉と製品とにダイスを用いて分離しているので、細かくなった切り粉が、たとえば、製品の切削面に貼りつきこの後に押圧される等して、製品に傷がつくおそれがあるという問題がある。
【0009】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、厚さ方向に押し出し加工された板状のワークの所定の部位に、パンチとダイとの協働によってシェービング加工を施し、前記押し出し加工された部位から所定の厚さを備えた所定の形状の製品を分離する製品の製造方法および前記ダイにおいて、製品への傷付きを従来よりも低減させることができるもの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】
【0010】
請求項1に記載の発明は、板状のワークの所定の部位を、前記ワークの厚さ方向に押し出し加工する押し出し加工工程と、前記押し出し加工工程で押し出された部位を、パンチと正のすくい角を備えたダイとの協働によって、シェービング加工し、製品を前記所定の部位から分離するシェービング加工工程とを有する製品の製造方法である。
【0011】
請求項2に記載の発明は、厚さ方向に押し出し加工された板状のワークの所定の部位に、パンチとの協働によってシェービング加工を施し、前記押し出し加工された部位から所定の厚さを備えた所定の形状の製品を分離するためのダイにおいて、前記製品の形状とほぼ同形状の開口部と、前記開口部の周縁に正のすくい角を備えて形成された切刃とを有するダイである。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、厚さ方向に押し出し加工された板状のワークの所定の部位に、パンチとダイとの協働によってシェービング加工を施し、前記押し出し加工された部位から所定の厚さを備えた所定の形状の製品を分離する製品の製造方法および前記ダイにおいて、製品への傷付きを従来よりも低減させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
図1、図2は、本発明の実施形態に係る、製品の製造を行うための金型100の要部の概略構成を示す図である。なお、図1は、押し出し加工後であってシェービング加工を行う前における金型100等の状態を示し、図2は、シェービング加工後における金型100等の状態を示す。
【0014】
金型100は、ワークWの所定の部位W1に対して、シェービング加工を行って製品W7を得るためのものである。
【0015】
また、金型100は、パンチ1とダイ3とこのダイ3を保持するためのダイホルダ5とを備えて構成されている。金型100を、たとえばサーボプレスに設置することで、パンチ1とワークWとに対して、ダイ3が図1や図2の上下方向に相対的に、あるいはダイ3に対してパンチ1とワークWが図1や図2の上下方向に移動し、シェービング加工がなされるようになっている。なお、シェービング加工を行う際ワークWはワーク押さえ15により保持されている。
【0016】
前述したシェービング加工をする前になされる押し出し加工は、金型100とは別の金型(図示せず)でなされるようになっているが、金型100と前記別の金型とが順送り金型の中に組み込まれていてもよい。
【0017】
ここで、押し出し加工について詳しく説明する。
【0018】
前記シェービング加工の前になされる押し出し加工は、板状のワークWの所定の部位を、ワークWの厚さt1方向に押し出し加工(塑性加工)して、所定の部位W1を得るものである。
【0019】
押し出し加工された所定の部位W1は、この厚さt3方向がワークWの他の部位W3の厚さt1方向とほぼ一致するようにして、ワークWの他の部位W3からこの厚さt1方向の一方の方向(図1の下方向)に突出している。また、押し出し加工された所定の部位W1は、ワークWの他の部位W3に、押し出し加工された部位W1の周辺の全周で、薄い連結部W5を介してつながっている。
【0020】
前記押し出し加工は、製品W7の大きさよりも僅かに大きい形状(製品W7を厚さ方向から眺めた場合の形状の全周に、所定のわずかな幅の縁を設けた形状)のパンチ(図示せず)とダイ(図示せず)とで(たとえばパンチとダイとでワークWをこの厚さt1方向で挟み込んだ状態で)行われる。したがって、ワークWの厚さt1方向から眺めると、前記押し出し加工された所定の部位W1は、製品W7の大きさよりも僅かに大きい形状(製品W7を厚さ方向から眺めた場合の形状のほぼ全周に、所定のわずかな幅ΔC1の縁を設けた形状)に形成されている。
【0021】
次に、シェービング加工について詳しく説明する。
【0022】
シェービング加工は、押し出し加工で押し出された部位W1を、パンチ1と正のすくい角αおよび「0°」の逃げ角を備えたダイ3との協働によって加工するものである。すなわち、図1に示す状態(部位W1の上面がパンチ1の下面7に当接し部位W1の下面がダイ3の切刃9の先端に当接している状態)において、パンチ1を下降させ、部位W1の厚さt3方向でシェービング加工し、製品W7を所定の部位W1から抜き加工して分離する。
【0023】
なお、パンチ1はこの軸(シェービング加工するときにワークWの厚さt1方向に延びている軸)CL1に垂直な平面による断面が、製品W7の大きさよりも僅かに小さい形状(製品W7を厚さ方向から眺めた場合の形状のほぼ全周で、所定のわずかな幅ΔC5の縁を削除した形状)に形成されている。また、パンチ1の端部(押し出し加工された所定の部位W1に当接する下面)7はパンチ1の前記断面と同一の平面形状に形成されている。
【0024】
ダイ3の孔(開口部)11は、このダイ3の軸(シェービング加工するときにワークWの厚さt1方向に延びている軸)CL1の方向から眺めると、製品W7とほぼ同じ形状(製品W7を厚さ方向から眺めた場合の形状)に形成されている。また、ダイ3の孔11の周縁であってダイ3の軸CL1方向の一方の側(図1の上側)には、正のすくい角αを備えた切刃9が形成されている。
【0025】
切刃9の逃げ角は、「0°」になっている。逃げ角を「0°」にすることで、ダイ3の再研削での使用が容易になる。また、ダイ3の軸CL1方向の一方の側(図1の下側)には、孔11よりも大きな孔(逃げ部)13が形成されている。孔13は、製品W7(孔11)の大きさよりも僅かに大きい形状(軸CL1の方向から眺めた場合、孔11の形状のほぼ全周に、所定のわずかな幅ΔC3の縁を設けた形状)に形成されている。
【0026】
また、シェービング加工を行う場合には、押し出し加工された所定の部位W1の厚さt3方向(パンチ1やダイ3の軸CL1方向、ワークWの厚さt1の方向)から眺めると、押し出し加工された所定の部位W1の内側にダイ3の孔11が存在しており、ダイ3の孔11の内側にパンチ1が存在している。
【0027】
なお、図3(シェービング加工途中の状態を示す図)で示すように、ダイ3の切刃9に逃げ角βを設けてもよい。
【0028】
ここで、理解を一層容易ならしめるために、製品W7の形状として円柱形状(厚さ方向から眺めた場合には円形状)のものを例に掲げて説明する。
【0029】
前記押し出し加工は、部位W1の直径D1よりも僅かに大きい径を備えた円柱形状のパンチ(図示せず)とダイ(図示せず)との協働で行われ、押し出され形成された部位W1の直径D1は、製品W7の直径D7よりもシェービングによる取り代分だけ僅かに大きくなっている。前記押し出し加工で押し出され形成されたワークWの凹部17は、押し出し加工で使用されるパンチの径よりも僅かに大きく、また、凹部17は、部位W1側(図1の下側)の径が小さい円錐台形状になっている。円錐台形状になる理由は、前記押し出し加工を行うときに余ったワークWの一部が、凹部17の外側にはみ出して流れていくからである。なお、図1や図2では、凹部17の円錐台形状を誇張して描いてある。
【0030】
前記シェービング加工は、製品W7の直径D7よりも僅かに小さい径D2のパンチ1と、孔11の径D11が製品W7の直径D7と同じであるダイ3との協働で行われる。なお、孔11の下側には、径D11よりも大きい径D13を備えた孔13が形成されている。
【0031】
ところで、製品W7として、この製品W7の厚さ方向から眺めた形状が円形状以外のもの、たとえば、矩形状なものを加工してもよい。また、たとえば、製品が、図4(図1や図2をVI方向から眺めた図)に示すような、円形状の部位21と凹凸状の部位23を含んだ形状である場合には、複雑な形状を呈している凹凸状の部位23を、別のパンチ加工工程で前もって加工しておくこと(貫通孔h1を設けておくこと)が望ましい。
【0032】
製品のW7の製造方法によれば、押し出し加工後にシェービング加工を行って製品W7を得た状態において、製品W7が分離されたワークWの部位(ワークWの残存部位W3)に、シェービングにより生じた切り粉(連続した形状の切り粉)W9が一体的にくっついているので(図3参照)、切り粉W9が製品W7にくっつくことがなく、切り粉W9による製品W7への傷付きを従来よりも低減させることができる。また、切り粉W9がワークWの残存部位W3に一体的にくっついているので、切り粉W9の処理が容易になっている。
【0033】
また、製品のW7の製造方法によれば、ダイ3に正のすくい角αを設けてあるので、すくい角αを設けない場合に比べて、切り屑(切り粉)W9のせん断面における塑性変形量を小さくすることができ、したがって、シェービング加工(一種の切削加工)する際の切削抵抗を小さくすることができ、取り代が大きい場合においても、また、取り代の大きさがばらついても、また、難削材を加工する場合においても、切断面(製品W7の側面)での切り粉によるクラック等の発生を防止することができ、たとえば、1回のシェービング加工で、効率良く高品質な切断面を得ることができる。
【0034】
また、高品質な切断面を得るべく、シェービング加工における取り代を正確な値に維持する必要がないので、ダイが設置される金型の精度やワークの位置決め精度を上げる必要がなくなり、金型の製作費等を低減することができる。
【0035】
なお、正のすくい角αを設けたことによって、一般的には、ダイ3の切刃9の寿命が短くなるおそれが生じるが、ダイ3の材質として、靱性に富み、硬度を備え、耐磨耗性を備えたもの等を適宜選択し、または、切刃9の部位に適宜の材料をコーティングすることによって、さらに、シェービング加工する際の切削加工速度(ダイに対するパンチの相対速度)をサーボプレスを用いることによって適宜制御すれば、ダイ3の切刃の寿命が短くなることを防止することができる。
【0036】
なお、正のすくい角αの値は、ワークの材質に合わせて、たとえば、0°よりも大きく30°以下の範囲で適宜変えればよい。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の実施形態に係る、製品の製造を行うための金型の要部の概略構成を示す図である。
【図2】本発明の実施形態に係る、製品の製造を行うための金型の要部の概略構成を示す図である。
【図3】シェービング加工途中の状態を示す図である。
【図4】図1や図2をVI方向から眺めた図である。
【符号の説明】
【0038】
1 パンチ
3 ダイ
9 切刃
W ワーク
W1 押し出し加工工程で押し出された部位
W7 製品
【出願人】 【識別番号】390014672
【氏名又は名称】株式会社アマダ
【識別番号】591193336
【氏名又は名称】株式会社アマダプレステック
【出願日】 平成18年7月7日(2006.7.7)
【代理人】 【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和

【識別番号】100100712
【弁理士】
【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

【識別番号】100100929
【弁理士】
【氏名又は名称】川又 澄雄

【識別番号】100095500
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 正和

【識別番号】100101247
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 俊一

【識別番号】100098327
【弁理士】
【氏名又は名称】高松 俊雄


【公開番号】 特開2008−12574(P2008−12574A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−187785(P2006−187785)