JP2000246355A - パンチ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイスとパンチが組み合わされた金型を用い
ることなく、パンチ加工のみで所望形状に成形でき、し
かも異なる形状に加工する際の作業も簡単に行うことが
できて経済性に優れるパンチ加工方法を提供する。 【解決手段】 中心に穴２１が形成された金属素材２０
をその周縁２２で支持台３１とストリッパー４１で挟
み、前記金属素材を一側からパンチ５１で押圧し湾曲さ
せて他側へ突出させるとともに、該湾曲により金属素材
の外周縁２２ａを内方へ移動させてストリッパーの挟持
面４２の窪み部４３に収容し該窪み部周壁４３ａに係止
可能に保持する予備成形工程と、前記予備成形材２０ａ
の中心穴に成形パンチ６１を挿通させる成形パンチ挿通
工程と、前記湾曲部２３の外側側面２４を環状パンチ７
１で該湾曲部の内面２６側へ押圧変形させる湾曲部押圧
変形工程とよりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属素材をパン
チで所望形状に加工する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属板等からなる金属素材を所望形状に
加工する方法として、ダイスとパンチからなる金型を用
いるプレス加工が多用されている。この従来のプレス加
工においては、金属素材の一側にダイスを当てながら他
側をパンチで押圧し、金属素材の両面をダイスとパンチ
で挟んで変形させることにより所望形状にしている。

【０００３】しかしながら、従来のプレス加工において
は、ダイスとパンチが組みになった金型を用いるため、
設備費が嵩む問題がある。さらに、加工品の形状毎に専
用のダイスとパンチを用意しなければならないため、近
年のような多品種少量生産が要求される時代にあって
は、ダイスとパンチからなる金型が多種類必要となり、
設備費が一層嵩むようになる。また、加工品の形状を変
えるたびにダイス及びパンチの両方を積み替えねばなら
ないため、その作業が繁雑で、加工コストが増大する問
題もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記の点
に鑑み提案されたものであって、ダイスとパンチが組み
になった金型を用いることなく、パンチ加工のみで金属
素材を所望形状に加工でき、しかも異なる形状に加工す
る際の作業も簡単に行うことができて経済性に優れるパ
ンチ加工方法を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、中心
に穴が形成された金属素材をその周縁で支持台とストリ
ッパーで挟み、前記金属素材を一側からパンチで押圧し
湾曲させて他側へ突出させるとともに、該湾曲により金
属素材の外周縁を内方へ移動させてストリッパーの挟持
面の窪み部に収容し該窪み部周壁に係止可能に保持する
予備成形工程と、前記予備成形材の中心穴に成形パンチ
を挿通させる成形パンチ挿通工程と、前記湾曲部の外側
側面を環状パンチで該湾曲部の内面側へ押圧変形させる
湾曲部押圧変形工程とを含むことを特徴とするパンチ加
工方法に係る。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の湾曲部押圧
変形工程において、同心状に配置した内径寸法の異なる
複数の環状パンチを順次用いて湾曲部の外側側面を押圧
変形させることを特徴とする。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１の湾曲部押圧
変形工程において、同心状に配置した内径寸法の異なる
複数の環状パンチの一部を用いて湾曲部の外側側面を押
圧変形させることを特徴とする。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１ないし３のい
ずれかにおいて、筒部一端外周にフランジ部を有する金
属製品を成形することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下添付の図面に従ってこの発明
を詳細に説明する。図１はこの発明の加工方法により得
られた製品の斜視図、図２はこの発明の一実施例に用い
られる金属素材の斜視図、図３は金属素材のセット状態
を示す加工装置の要部断面図、図４は金属素材の湾曲時
を示す加工装置の要部断面図、図５は成形パンチ挿通時
を示す加工装置の要部断面図、図６は湾曲部の外側側面
の基部側を押圧する直前を示す加工装置の要部断面図、
図７は湾曲部の外側側面の基部側押圧時を示す加工装置
の要部断面図、図８は湾曲部の外側側面の中心側を押圧
する直前を示す加工装置の要部断面図、図９は湾曲部の
外側側面の中心側押圧時を示す加工装置の要部断面図で
ある。

【００１０】この発明は、予備成形工程と、成形パンチ
挿通工程と、湾曲部押圧変形工程とを含むパンチ加工に
よって、金属素材を図１に示すような所望形状の金属製
品１０、あるいはその他の所望形状に加工する方法であ
る。この例の金属製品１０は、筒部１１の一端外周にフ
ランジ部１３を有するものであって、図２に示す金属素
材２０から次のようにして加工される。

【００１１】前記金属素材２０は、中心に穴２１の形成
された円盤状からなり、前記金属製品１０に応じた外
径、厚み、穴径等とされる。符号２２は金属素材２０の
周縁である。この金属素材２０に対して、まず予備成形
工程を行う。

【００１２】予備成形工程では、図３に示すようなプレ
ス装置３０の下側の支持台３１と上側のストリッパー４
１で金属素材２０の周縁２２を挟み、図４に示すように
金属素材２０上側から湾曲用パンチ５１を下降させて金
属素材２０を押圧し、湾曲させて下方へ突出変形した予
備成形材２０ａを形成する。この例の湾曲用パンチ５１
は、先端外面５２がすり鉢の外面形状に似た曲面形状か
らなって、先端中央部５４が突出し、また内部中心が成
形パンチ挿通部５３として穴の空いた筒状からなる。成
形パンチ挿通部５３の径ｄ１は、前記金属素材２０の中
心穴２１の径ｄ２と同大とするのが好ましい。また、こ
の例の予備成形材２０ａは、前記湾曲用パンチ５１の先
端外面形状に対応した形状からなり、上方が開いた略す
り鉢状になっていて、下端中心に前記穴２１が存在す
る。なお、予備成形材２０ａの形状は、この例のような
比較的浅いものに限られず、さらに深い釣鐘状等、目的
とする金属製品の形状等に応じて、適宜の湾曲形状とさ
れる。

【００１３】プレス装置３０は、本発明者が先に提案し
た単一の装置を用いて複数のプレス加工を可能とする複
合プレス装置（例えば特公平２−４０４０６号）等が利
用される。その複合プレス装置を用いるこの例の装置３
０にあっては、金属素材２０の下側に配置される環状パ
ンチ７１と、上側に配置されるストリッパー４１、湾曲
用パンチ５１及び成形パンチ６１が、同心状の多重シリ
ンダ（図示せず）によって独立して上下動するようにな
っている。なお、プレス装置３０は、前記複数のパンチ
等が独立して作動すればよく、必ずしも多重シリンダを
用いるものに限られず、他のプレス装置を利用してもよ
い。

【００１４】支持台３１は、中央が開口した環状からな
り、その上面３２の金属素材配置部３３が金属素材２０
の位置決め用に僅かに低く形成され、該金属素材配置部
３３に配置された金属素材２０が支持台上面３２から突
出して位置決めされるようになっている。

【００１５】ストリッパー４１は、前記支持台３１と内
径が略同じ環状のものからなり、金属素材２０の上面を
押圧する挟持面４２には、金属素材２０の外径より所要
量小さな径で環状の窪み部４３が形成されている。この
窪み部４３の径と前記支持台上面の金属素材配置部３３
の径との差ｄは、予備成形材２０ａの湾曲程度や、金属
製品の形状等に応じて適宜決められる。一例としてｄの
値が１０ｍｍ程度の場合を挙げる。また、前記窪み部４
３の深さと支持台３１上面の金属素材配置部３３の深さ
との和は、金属素材２０の厚みと同じ、または僅かに小
とされる。

【００１６】前記ストリッパー４１と支持台３１による
金属素材周縁２２の挟持は、金属素材の周縁２２を完全
に固定せず、前記湾曲用パンチ５１の下方押圧によって
金属素材２０中央部が下方へ突出変形する際、金属素材
周縁２２に加わる内向きの張力によって、金属素材外周
縁２２ａが内方へ移動できるようにされる。この移動に
よって金属素材周縁２２は、ストリッパー４１の挟持面
４２の窪み部４３にはまり、それに従い、ストリッパー
４１が下方へ落ちて支持台上面３２と当接する。

【００１７】次いで成形パンチ挿通工程を行う。この工
程では、図５に示すように、ストリッパー４１の中心に
上下動可能に挿通されている成形パンチ６１を下降させ
て、前記予備成形材２０ａの上側から中心穴２１に挿通
する。この実施例では、成形パンチ６１は、先端部がテ
ーパ面となっている棒状部材で構成されている。また、
成形パンチ６１の径ｄ３を予備成形材２０ａ（金属素材
２０）の中心穴２１の径ｄ２と同大に設定しておくのが
好ましい。なお、この成形パンチ６１の挿通前あるいは
挿通後の何れかの時点で、前記湾曲用パンチ５１を上昇
させ、予備成形材２０ａから離すようにする。

【００１８】その後、湾曲部押圧変形工程を行う。この
工程では、図６ないし図９に示すように、支持台３１内
側に上下動可能に挿通されている環状パンチ７１を上昇
させて前記予備成形材２０ａの湾曲部２３の外側側面２
４を内面２６側（ここでは上方）へ押圧し、所望形状に
変形加工する。なお、この実施例では、筒部１１の形状
を保つために、前記成形パンチ６１を中心穴２１に挿通
した状態で湾曲部押圧変形工程を行っているが、目的と
する金属製品の形状等によっては、成形パンチ６１を中
心穴２１から抜いた後に湾曲部押圧変形工程を行うこと
もある。

【００１９】この実施例では、前記環状パンチ７１を、
同心状に配置された外側のアウターパンチ７１Ａと内側
のインナーパンチ７１Ｂの２つで構成し、まず図６及び
図７のように、大径のアウターパンチ７１Ａを上昇させ
て湾曲部２３の外側側面２４の基部側（外周側）２４ａ
を上方へ押圧し、次いで、図８及び図９のように、小径
のインナーパンチ７１Ｂを上昇させて、湾曲部２３の外
側側面２４の中心側（内周側）２４ｂを上方へ押圧し、
予備成形材２０ａの周縁２２と連続する平坦部２５を形
成し、当該周縁２２と平坦部２５とでフランジ部１３を
形成する。その際、前記湾曲部２３に対する上向きの押
圧によって、予備成形材２０ａの周縁２２には外向きの
力が加わる。しかし、前記予備成形材２０ａの周縁２２
がストリッパー４１下面の窪み部４３にはまっているた
め、その窪み部４３の周壁４３ａと予備成形材２０ａの
外周縁２２ａが当たって周縁２２の外方移動が阻止さ
れ、また、上方への動きもストリッパー４１によって阻
止されるので、湾曲部２３の加工が正しく、かつ効率的
に行われる。

【００２０】前記インナーパンチ７１Ｂの内径ｄ４を、
前記成形パンチ６１を挿通した予備成形材２０ａの中心
穴２１の径ｄ２に対して僅かに大にしておけば、フラン
ジ部１３の中心に筒部１１を形成することができる。な
お、前記環状パンチ７１は、金属素材の寸法や、最終製
品の形状等によって、１あるいは３以上のものとされる
こともある。特に前記環状パンチ７１をこの例のように
同心状に配置された２以上のもので構成し、順次湾曲部
２３外側側面２４を押圧する場合には、それぞれの押圧
作業が比較的低圧で行える利点があるとともに、各々の
環状パンチによる押圧程度を調節することによって、フ
ランジ部に段差を設けたり、筒部の形状を変化させるな
ど、さらに複雑な形状に加工することができる。

【００２１】その後、加工品を装置から取り外せば、図
１に示したような、筒部１１の一端外周にフランジ部１
３を有する金属製品１０が得られる。

【００２２】また、前記実施例においては、前記アウタ
ーパンチ７１Ａとインナーパンチ７１Ｂの両方を使用し
て湾曲部２３の押圧変形工程を行ったが、金属素材２０
のサイズや製品形状等によっては、アウターパンチ７１
Ａあるいはインナーパンチ７１Ｂの一方のみを使用する
こともある。例えば、湾曲部押圧変形工程でアウターパ
ンチ７１Ａのみを使用する場合には、前記図７の作業後
に製品の脱型を行うことになる。さらに、前記環状パン
チを、同心状に配置した３以上の多数のパンチで構成
し、前記金属素材のサイズや金属製品の形状等に応じ
て、複数のパンチの一部のみを使用したり、全部を順に
使用して湾曲部の押圧変形工程を行うようにしてもよ
い。

【００２３】

【発明の効果】以上図示し説明したように、この発明に
よれば、金属素材をパンチ加工によって所望形状に加工
でき、従来のプレス加工のように金属素材の両面をダイ
スとパンチで挟んで変形させる方法と異なり、所望形状
のパンチのみを用意すればよいため、設備費が安価にな
り、経済的に加工することができる。特に多品種少量生
産が要求される場合には、パンチのみを製品ごとに用意
すればよいため、極めて経済的に製品を加工することが
でき、しかもパンチのみを交換すればよいため、その準
備作業も迅速かつ簡単に行うことができる。

【００２４】さらに、複数の環状パンチを同心状に配置
し、金属素材の寸法や製品形状に応じて、その一部ある
いは全部を用いたり、または複数の環状パンチを組み合
わせて湾曲部押圧変形工程を行うようにすれば、異なる
形状に加工する場合にもパンチを外して交換する作業が
必要なくなるため、作業が一層簡単かつ迅速になり、複
雑な形状にも容易に対応することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の加工方法により得られた製品の斜視
図である。

【図２】この発明の一実施例に用いられる金属素材の斜
視図である。

【図３】金属素材のセット状態を示す加工装置の要部断
面図である。

【図４】金属素材の湾曲時を示す加工装置の要部断面図
である。

【図５】成形パンチ挿通時を示す加工装置の要部断面図
である。

【図６】湾曲部の外側側面の基部側を押圧する直前を示
す加工装置の要部断面図である。

【図７】湾曲部の外側側面の基部側押圧時を示す加工装
置の要部断面図である。

【図８】湾曲部の外側側面の中心側を押圧する直前を示
す加工装置の要部断面図である。

【図９】湾曲部の外側側面の中心側押圧時を示す加工装
置の要部断面図である。

【符号の説明】

１０ 金属製品 １１ 筒部 １３ フランジ部 ２０ 金属素材 ２０ａ 予備成形材 ２１ 中心穴 ２２ 周縁 ２２ａ 外周縁 ２３ 湾曲部 ２４ 外側側面 ２６ 内面 ３０ プレス装置 ３１ 支持台 ４１ ストリッパー ４２ 挟持面 ４３ 窪み部 ４３ａ 窪み部周壁 ５１ 湾曲用パンチ ６１ 成形パンチ ７１ 環状パンチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心に穴が形成された金属素材をその周
   縁で支持台とストリッパーで挟み、前記金属素材を一側
   からパンチで押圧し湾曲させて他側へ突出させるととも
   に、該湾曲により金属素材の外周縁を内方へ移動させて
   ストリッパーの挟持面の窪み部に収容し該窪み部周壁に
   係止可能に保持する予備成形工程と、 前記予備成形材の中心穴に成形パンチを挿通させる成形
   パンチ挿通工程と、 前記湾曲部の外側側面を環状パンチで該湾曲部の内面側
   へ押圧変形させる湾曲部押圧変形工程とを含むことを特
   徴とするパンチ加工方法。
2. 【請求項２】 湾曲部押圧変形工程において、同心状に
   配置した内径寸法の異なる複数の環状パンチを順次用い
   て湾曲部の外側側面を押圧変形させることを特徴とする
   請求項１記載のパンチ加工方法。
3. 【請求項３】 湾曲部押圧変形工程において、同心状に
   配置した内径寸法の異なる複数の環状パンチの一部を用
   いて湾曲部の外側側面を押圧変形させることを特徴とす
   る請求項１のパンチ加工方法。
4. 【請求項４】 筒部一端外周にフランジ部を有する金属
   製品を成形することを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれかに記載のパンチ加工方法。