JP2001030026A - プレス型製作方法 - Google Patents

プレス型製作方法

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JP2001030026A
JP2001030026A JP11208004A JP20800499A JP2001030026A JP 2001030026 A JP2001030026 A JP 2001030026A JP 11208004 A JP11208004 A JP 11208004A JP 20800499 A JP20800499 A JP 20800499A JP 2001030026 A JP2001030026 A JP 2001030026A
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JP
Japan
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press die
cutting
steel plate
manufacturing
laser beam
Prior art date
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Pending
Application number
JP11208004A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Sakata
和夫 坂田
Shigehiro Yoshiyasu
重宏 吉安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Taiho Seiki Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Taiho Seiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp, Taiho Seiki Co Ltd filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス型製作のリードタイムを大幅に短縮す
ることができるプレス型製作方法を提供する。 【解決手段】 レーザヘッド2の本体はCO2レーザ
で、出力は3500W、ストレートビーム4の長さはレ
ーザヘッド2の先端から10.0mmであり、そこから
先はテーパビーム6となり素材鋼板10はテーパ状に切
断される。また、素材鋼板10の上面コーナー部分10
aは、レーザビーム8の熱で焼き入れされる。このよう
に、レーザビーム切断加工によれば、従来技術における
垂直切断加工,テーパ切断加工,火炎焼き入れ加工の三
工程を一工程で行うことができる。さらに、レーザビー
ム8による切断速度は、従来技術のワイヤカット放電加
工法の1300倍にも達する。このように、三工程を一
工程で行えることと、切断速度の大幅な向上によって、
製作のリードタイムを著しく短縮することができる。

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、ダイスとパンチ
からなるプレス型の切断加工を行うプレス型製作方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】ダイスとパンチからなるプレス型を製作
する方法としては、ワイヤカット放電によってプレス型
を切断加工する方法がある。このワイヤカット放電加工
法について、図4及び図5を参照して説明する。図4
は、従来技術におけるワイヤカット放電加工の様子を示
す斜視図である。ワイヤカット放電加工とは、図4に示
されるように、素材となる鋼板20に電流を流したワイ
ヤ22を当接させて両者の間に放電を生じさせることに
よって、鋼板20を切断していく加工法である。このと
き、ダイス又はパンチのプロファイル24Aに沿って切
断されるように、一般には固定されたワイヤ22に対し
て鋼板20を移動させて切断が行われる。
【0003】さらに詳細な製作工程について、図5を参
照して説明する。図5はワイヤカット放電加工法による
プレス型製作工程を示す断面図である。ワイヤカット放
電加工法によるプレス型製作工程は、主として三つの工
程からなる。まず、図5(A)に示されるように、鋼板
20に対してプレス型の垂直部分24Aの切断加工が行
われる。次に、図5(B)に示されるように、プレス型
に逃げを作るために、打ち抜き刃となる垂直部分24A
を所定の長さだけ残して、テーパ部分24Bの切断加工
が行われる。
【0004】最後に、図5(C)に示されるように、打
ち抜き刃としての硬度を確保するために、火炎焼き入れ
ヘッド26から放射される火炎28によって、鋼板20
のコーナー部分24Cの火炎焼き入れが行われる。この
ようにして、三つの工程を経て、ワイヤカット放電加工
法によるプレス型の製作が行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のプレス型製作方法においては、ワイヤカット放電
加工による切断速度が極めて遅い(例えば30mm厚の
HMD5鋼板で毎分0.5mm)ため、リードタイムが
非常に長くなる。さらに、垂直切断加工,テーパ切断加
工,火炎焼き入れ加工と三段階の工程を必要とするた
め、プレス型製作のリードタイムが一層長くなってしま
うという問題点があった。
【0006】そこで、本出願の請求項1乃至請求項3に
係る発明の課題は、プレス型製作のリードタイムを大幅
に短縮することができるプレス型製作方法を提供するこ
とである。また、本出願の請求項2に係る発明の課題
は、プレス型の寸法精度を向上させることができるプレ
ス型製作方法を提供することである。さらに、本出願の
請求項3に係る発明の課題は、プレス型のダイスとパン
チを同時に製作することができるプレス型製作方法を提
供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、上記の課題を解
決するために、本出願の請求項1に係る発明において
は、ダイスとパンチからなるプレス型の素材鋼板の切断
加工をレーザビームで行うプレス型製作方法を創出し
た。
【0008】この発明に係るプレス型製作方法において
は、素材鋼板を切断加工してダイスとパンチからなるプ
レス型を製作する際に、レーザビームが用いられる。レ
ーザビームによる素材鋼板の切断速度は、非常に速い。
例えば、3500WのCO2レーザでは上述の30mm
厚のHMD5鋼板で毎分650mmであり、ワイヤカッ
ト放電加工の実に1300倍である。この結果、プレス
型製作のリードタイムは大幅に短縮される。
【0009】さらに、レーザビームは素材表面から直線
的に円柱状に照射しても、ある程度の深さからは円錐形
に広がる性質を持っている。従って、素材鋼板の切断加
工と同時にテーパ加工が行われることになる。また、切
断された素材鋼板のコーナー部分は、レーザビームの熱
によって焼き入れされる。すなわち、プレス型のプロフ
ァイルに沿って切断するだけで、垂直切断加工,テーパ
切断加工,火炎焼き入れ加工の三工程が一度に行われる
ことになり、さらにリードタイムが短縮される。このよ
うにして、本発明のプレス型製作方法によれば、プレス
型製作のリードタイムを大幅に短縮することができるプ
レス型製作方法を提供することができる。
【0010】また、上記の課題を解決するために、本出
願の請求項2に係る発明においては、請求項1に記載の
プレス型製作方法であって、素材鋼板の端面から内部に
入り込んだ位置から前記レーザビームによる切断加工を
開始するプレス型製作方法を創出した。
【0011】レーザビームによる切断加工において、素
材鋼板の端面から切断を開始すると、熱変形によって切
断端から開いていき、外周が拘束されていない状態とな
るため、寸法精度が劣化する。しかし、本発明のプレス
型製作方法においては、素材鋼板の端面から内部に入り
込んだ位置からレーザビームによる切断加工を開始する
ため、切断加工が終了するまで素材鋼板の外周は拘束さ
れた状態にある。これによって、熱変形による寸法精度
の劣化が抑えられて、寸法精度が向上する。このように
して、本発明のプレス型製作方法によれば、プレス型の
寸法精度を向上させることができるプレス型製作方法を
提供することができる。
【0012】さらに、上記の課題を解決するために、本
出願の請求項3に係る発明においては、請求項2に記載
のプレス型製作方法であって、一回の切断加工で一枚の
素材鋼板から前記プレス型の前記ダイスと前記パンチを
切り出すプレス型製作方法を創出した。
【0013】この発明に係るプレス型製作方法において
は、一枚の素材鋼板の端面から内部に入り込んだ位置か
ら、プレス型のパンチの切り出しが行われる。そして、
パンチが切り出された外周部はプレス型のダイスとな
る。これによって、一回の切断加工で一組のダイスとパ
ンチとが同時に切り出される。なお、ダイスとパンチの
クリアランスは、レーザビームの径等を調節することに
よって、適切な値とされる。このようにして、本発明の
プレス型製作方法によれば、プレス型のダイスとパンチ
を同時に製作することができるプレス型製作方法を提供
することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】第1の実施形態 次に、本発明を具現化した第1の実施形態について、図
1を参照して説明する。図1は本実施形態のプレス型製
作方法におけるレーザビームによる切断加工の様子を示
す断面図である。本実施形態においては、図1に示され
るように、厚さ30mmのHMD5鋼板10を素材鋼板
として用いている。レーザヘッド2の下端は、素材鋼板
10の上面から1.0mm離れている。
【0015】このレーザヘッド2の本体はCO2レーザ
であり、出力は3500Wである。レーザヘッド2の先
端から出射される円柱状のストレートビーム4の直径
は、0.7mmである。本実施形態の発振条件において
は、ストレートビーム4の長さはレーザヘッド2の先端
から10.0mmであり、従って、素材鋼板10が垂直
に切断される深さは約9.0mmである。そこから先は
レーザビーム8が円錐状に広がってテーパビーム6とな
り、素材鋼板10はテーパ状に切断される。テーパ角
は、1.20度である。
【0016】また、ストレートビーム4が照射されて切
断された素材鋼板10の上面コーナー部分10aは、レ
ーザビームの熱で焼き入れされる。このように、レーザ
ビーム切断加工によるプレス型製作においては、従来技
術における垂直切断加工,テーパ切断加工,火炎焼き入
れ加工の三工程を一工程で行うことができる。
【0017】さらに、本実施形態におけるレーザビーム
による切断速度は650mm/minであり、上述した
ように、従来技術のワイヤカット放電加工法の1300
倍にも達する。このように、本実施形態におけるプレス
型製作方法によれば、三工程を一工程で行えることと、
切断速度の大幅な向上によって、製作のリードタイムを
著しく短縮することができる。
【0018】なお、レーザヘッド2の先端と素材鋼板1
0の上面との距離を調節することによって、ストレート
ビーム4による切断深さを調節して、素材鋼板10の厚
さや材質,パンチの形状等に応じて垂直部分の長さを最
適化することができる。ストレートビーム4の直径やテ
ーパビーム6のテーパ角についても、本実施形態におけ
る値以外にも種々の値に調節することができる。
【0019】第2の実施形態 次に、本発明を具現化した第2の実施形態について、図
2を参照して説明する。本実施形態は、主として請求項
2の発明に関するものである。図2(A)は本発明のプ
レス型製作方法の第2の実施形態を示す斜視図であり、
図2(B)は他の加工例を示す斜視図である。図2
(A)に示されるように、本実施形態においては、素材
鋼板12の端面から内部へ入り込んだ位置14Aからレ
ーザビームによるパンチの切断加工を開始している。す
なわち、まずレーザヘッド2を位置14Aの真上に移動
させてから、レーザビームの照射を開始する。そして、
パンチの形状に沿ってレーザヘッドを移動させていく。
【0020】これに対して、図2(B)に示される例に
おいては、素材鋼板12の端面の一点14Bからレーザ
ビームによるパンチの切断加工を開始している。すなわ
ち、レーザヘッド2からレーザビームを照射しながら素
材鋼板12の端面に当接させて、点14Bから内部へレ
ーザヘッド2を移動させた後、パンチの形状に沿って移
動させている。かかる切断方法を採ると、レーザビーム
の熱による熱変形によって切断端部14Bから開いてい
き、パンチの外周が拘束されていない状態となるため、
切り出されるパンチの寸法精度が劣化してしまう。
【0021】これに対して、図2(A)に示される本実
施形態のプレス型製作方法においては、素材鋼板12の
端面から内部に入り込んだ位置14Aからレーザビーム
による切断加工を開始するため、切断加工が終了するま
で素材鋼板12の外周は拘束された状態にある。これに
よって、熱変形による寸法精度の劣化が抑えられて、切
り出されるパンチの寸法精度が向上する。なお、本実施
形態においてはパンチを切り出す場合について説明した
が、ダイスの場合についても同様の切断方法を採ること
によって寸法精度が向上する。このようにして、本実施
形態のプレス型製作方法によれば、プレス型の寸法精度
を向上させることができる。
【0022】第3の実施形態 次に、本発明を具現化した第3の実施形態について、図
3を参照して説明する。本実施形態は、主として請求項
3の発明に関するものである。図3に示されるように、
本実施形態のプレス型製作方法においては、点18を出
発点として素材鋼板の内部を一周して切断加工すること
によって、一組のダイス16A及びパンチ16Bを同時
に製作している。
【0023】ここで、一般にダイス16Aとパンチ16
Bのクリアランスは、厚さの8%〜15%が適正である
といわれている。従って、第1の実施形態のようにレー
ザビームの直径を0.7mmとした場合には、ダイス1
6A及びパンチ16Bの厚さは7.0mm以上あること
が望ましい。
【0024】また、図3に示されるパンチ16Bは左右
対称の形状を有している。従って、パンチ16Bの上面
を下にしても(すなわちひっくり返しても)ダイス16
Aの開口部に嵌合させることができる。これによって、
ダイス16A及びパンチ16Bともにレーザビームで焼
き入れがされ、適切な長さの垂直部分とテーパ角を有す
る側の面を、打ち抜きに用いることができる。
【0025】上記の各実施形態においては、レーザビー
ムの発生源としてCO2レーザ装置を使用した例につい
て説明したが、レーザ装置としてはこれに限られるもの
でなく、例えばエキシマレーザ等、他の種類のレーザを
使用することもできる。また、上記の各実施形態におい
ては、素材鋼板としてHMD5鋼板を用いた例について
説明したが、他の種類の鋼材を用いることも可能であ
る。プレス型製作方法のその他の工程についても、上記
の各実施形態に限定されるものではない。
【0026】
【発明の効果】請求項1に係る発明においては、プレス
型製作のリードタイムを大幅に短縮することができるプ
レス型製作方法を提供することができる。また、請求項
2に係る発明においては、プレス型の寸法精度を向上さ
せることができるプレス型製作方法を提供することがで
きる。さらに、請求項3に係る発明においては、プレス
型のダイスとパンチを同時に製作することができるプレ
ス型製作方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプレス型製作方法の第1の実施形
態のレーザビームによる切断の様子を示す断面図であ
る。
【図2】プレス型製作方法の第2の実施形態を示す斜視
図である。
【図3】プレス型製作方法の第3の実施形態を示す斜視
図である。
【図4】従来技術におけるプレス型製作方法を示す斜視
図である。
【図5】従来技術におけるプレス型製作方法を示す断面
図である。
【符号の説明】
4,6,8 レーザビーム 10,12 素材鋼板 16A ダイス 16B パンチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉安 重宏 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 4E050 JA01 JB06 4E068 AE01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダイスとパンチからなるプレス型の素材
    鋼板の切断加工をレーザビームで行うプレス型製作方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のプレス型製作方法であ
    って、素材鋼板の端面から内部に入り込んだ位置から前
    記レーザビームによる切断加工を開始するプレス型製作
    方法。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のプレス型製作方法であ
    って、一回の切断加工で一枚の素材鋼板から前記プレス
    型の前記ダイスと前記パンチを切り出すプレス型製作方
    法。
JP11208004A 1999-07-22 1999-07-22 プレス型製作方法 Pending JP2001030026A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007090552A1 (de) * 2006-02-08 2007-08-16 Ab Skf Verfahren zum herstellen von ringen und zwischenring
WO2010096013A1 (en) * 2009-02-20 2010-08-26 Seco Tools Ab Method and pressing tools for making cutting inserts

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007090552A1 (de) * 2006-02-08 2007-08-16 Ab Skf Verfahren zum herstellen von ringen und zwischenring
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