JP2001047150A - プレス形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 型の寿命を長くすると共に、ブラ
ンクの剪断後の端面粗度をきわめて小さくできるプレス
形成方法を提供する。 【解決手段】 平板からなるブランク１の両側か
ら、突出部２が相互に位置をずらしてあり、突出部２の
幅が突出部２の間に形成される隙間９の幅より大きくし
た上下両側の型３，６を押し当て、両側の型の突出部２
が当接する直前で停止させることにより、ブランク１の
型３，６に挟まれた部分を硬化させる押込み工程と、押
込み工程によって得たブランク１の凸部１ｂを、対を成
す第２の型１３，１４に押圧挿入することにより、ブラ
ンク１を抜き上げる仕上げ抜き工程とからなるプレス形
成方法において、少なくとも第２の型１３，１４のブラ
ンク１を抜き上げる型の表面を蒸着等により表面処理３
０を施している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、打抜き後のバリの
発生が著しく少なく、かつ、その打抜き面を著しく滑ら
か仕上げることができるプレス形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属板等の板材は、プレスの打ち抜き加
工によって各種のプレス部品や製品に形成される。これ
らプレス部品は、プレス機によって剪断すると、端面に
バリが生ずる問題がある。バリは、その大小を問わず悪
影響を及ぼすことから、バレル等の各種の手段により除
去するための工程が必要になる。また、一般に周知の金
型を用いて板材を剪断した場合、通常はその打抜き面が
粗面に形成される。従って、打抜き面に対して低い面粗
さを要求される場合には、フライス加工や研磨等のプレ
ス機によらない他の手段による表面仕上げ工程が必要に
なる。

【０００３】このように、バリの除去工程や表面仕上げ
工程が増加することにより、必然的にコスト高となる問
題がある。この問題を解決するために、出願人は、特願
平１−２７３４６３号（特許第２７５９８３１号）によ
って、バリの発生が少なく、しかも、打抜き面を滑らか
仕上げることができるプレス形成方法を提案した。

【０００４】このプレス形成方法は、押込み工程と仕上
げ抜き工程とからなり、押込み工程は、相対的に移動す
る上下両側の型に各々配設した突出部の位置を相互にず
らすと共に、この突出部の幅が突出部の間に形成される
隙間の幅より大きく形成した型が用いられる。そして、
この上下両側の型の突出部間に平板からなるブランクを
配置すると共に、両側の型を相対的に移動させ、突出部
が当接する直前で停止させることにより、突出部に挟ま
れた上記ブランクの一部を硬化させるようにする。この
とき、上記突出部の間に形成される隙間には、ブランク
の肉が押し込まれて凸部が形成される。次に、この押込
み工程によって得たブランクの凸部は、仕上げ抜き工程
に移行され、対を成す第２の型に押圧挿入する。第２の
型は突出部の間に形成される隙間の幅が、上記押込み工
程に用いる型の隙間よりもやや小さく形成され、凸部に
押圧挿入することによりブランクを所定寸法に抜き上げ
て仕上げ抜きが行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したプレス加
工方法は、バリの発生を少なくすると共に、打抜き面を
滑らか仕上げるといった初期の目的を達成できることか
ら実用に供している。ところが、第２の型によってブラ
ンクを所定寸法に抜き上げるとき、第２の型の表面粗度
がブランクの凸部の表面に転写されることから、打抜き
面を滑らか仕上げるためには、型の表面粗度が所定値に
なるように管理することが必須の条件になる。つまり、
ブランクを所定のショット数抜き上げたときに、型の表
面粗度を所定値にするために表面を研磨する作業を繰り
返し行う必要が生ずる。しかしながら、型の表面を繰り
返し研磨することによって型自体の寸法が変化し、最終
製品の寸法が規定値から外れてしまう重大な問題が発生
する。従って、型の寿命が短く、しかも、型の研磨作業
や交換作業等によりロスタイムが多くなるため、生産性
が悪化することから必然的に製造コストが高くなる問題
があった。

【０００６】本発明は以上のような形成方法の問題点を
解決するためになされたもので、型の寿命を長くすると
共に、ブランクの剪断後の端面粗度をきわめて小さくで
きるプレス形成方法を提供するものである。

【０００７】

【問題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明にかかるプレス形成方法は、平板からなる
ブランクの両側から、突出部が相互に位置をずらしてあ
り、該突出部の幅が該突出部の間に形成される隙間の幅
より大きくした上下両側の型を押し当て、該両側の型の
前記突出部が当接する直前で停止させることにより、前
記ブランクの前記型に挟まれた部分を硬化させる押込み
工程と、該押込み工程によって得た前記ブランクの凸部
を、対を成す第２の型に押圧挿入することにより、該ブ
ランクを抜き上げる仕上げ抜き工程とからなるプレス形
成方法において、少なくとも第２の型の前記ブランクを
抜き上げる型の表面を蒸着等により表面処理を施したこ
とを特徴としている。

【０００８】また、請求項２に記載のプレス形成方法
は、少なくとも第２の型の前記ブランクを抜き上げる型
の表面の打抜き面粗さをＲｙ１．５ｓ以下に形成したこ
とを特徴としている。

【０００９】さらに、請求項３に記載のプレス形成方法
は、表面処理はチタン系、バナジウム系等の金属、或い
は、窒素等の気体を物理蒸着や化学蒸着したことを特徴
としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
かかるプレス形成方法について詳細に説明する。

【００１１】図１及び図２は押込み工程を示し、図１に
おいて、ブランク１は、好ましくは鉄、銅、アルミニウ
ム、或いは真鍮等の塑性加工に適する平板状の金属板、
または、塑性加工が可能な素材から選択される。このブ
ランク１の上側には、突出部２を有する上型３が設けら
れ、下側には突出部４，５を有する下型６が設けられて
いる。これら上型３と下型６は、ブランク１を上下方向
から同時に挟むように構成されている。従って、上下両
型３，６には、進退させるための駆動機構を設けられる
が、例えば、下型６を固定金型とし、上型３を可動金型
として昇降するようにしても良い。

【００１２】これら上下の両型３，６において、上型３
の突出部２と下型６の突出部４，５とは、相互に位置を
ずらしている。そして、上型３の突出部２と両側の肩部
７，８との間に形成される隙間９，１０は、下型６の突
出部４，５より幅狭に形成されていて、下型６の突出部
４，５の間に形成される隙間１１は、上型３の突出部２
より幅狭に形成されている。尚、図２に示す符号Ｂは、
隙間９，１０の寸法を示し、後述する仕上げ寸法Ａに対
して削り代を加えた寸法に設定される。また、符号Ｃ
は、符号Ｂの寸法に対して押込み工程において抜けない
程度の寸法を加えた寸法である。

【００１３】このような上型３と下型６との間にブラン
ク１を配置すると共に、前述のように固定した下型６に
対して上型３を下降させてブランク１を挟み込んだ状態
で押圧する。そして、両側の型３，６の突出部２，４，
５が当接する直前（寸法Ｄ）で停止させることにより、
上型３の突出部２及び肩部７，８と、下型６の突出部
４，５によってブランク１が挟まる。この結果、ブラン
ク１の符号１ａで示す部分（図２を参照）の組織密度が
大きくなって硬化させることができる。一方、この押込
み工程によって、上型３の突出部２と両側の肩部７，８
との間の隙間９，１０には、ブランク１と一体に凸部１
ｂが形成される。

【００１４】このような押込み工程を経たブランク１
は、次の仕上げ工程に移行する。この仕上げ工程に使用
する第２の金型は、図３に示すように上型１３と下型１
４とからなり、上型１３には突出部１５が設けられ、下
型１４の突出部１６，１７に挟まれる隙間１８に対向さ
せている。また、上型１３の突出部１５と、その外側の
肩部１９，２０に挟まれる隙間２１，２２の幅寸法Ａ
は、図２に示した寸法Ｂに対して仕上げ代分を幅狭に設
定され、かつ、下型１４の突出部１６，１７の挿入を許
容する幅寸法に設定している。

【００１５】このように構成した第２の金型には、その
表面に蒸着等によって表面処理が施されている。即ち、
ブランク１を抜き上げるために必要な上型１３の突出部
１５及び肩部１９，２０の外表面には、図３において点
線で示す箇所に、潤滑性を向上すると共に、耐久性を向
上させるための表面処理層３０が形成されている。この
表面処理層３０は、例えばチタン系、バナジウム系金属
を型の表面にイオンプレーティング法によって付着させ
る物理蒸着法（ＰＶＤ）、或いは、窒素等の気体を熱拡
散等によって型に使用する金属と合金的に混合させる化
学蒸着法（ＣＶＤ）によって形成される。この他、表面
処理層３０を形成する方法としては、ガス浸硫窒化法、
プラズマ窒化法、或いは、特殊イオン窒化法等、各種の
表面処理方法から適宜に選択可能である。このような表
面処理を施すことにより、金型の表面は潤滑性と耐久性
を向上することができる。

【００１６】さらには、表面処理が施されている第２の
金型の表面は、面粗さをＲｙ１．５ｓ以下に形成され
る。これは、後述するように、ブランク１を抜き上げる
際に金型の表面がそのまま転写されるので、著しく滑ら
かな表面のプレス製品を得るためには、金型の表面自体
の面粗度をきわめて滑らかに形成しておく必要があるこ
とに起因している。

【００１７】以上のように構成した第２の金型からなる
上型１３と下型１４とを、上下に適宜の間隔で離間さ
せ、その間に前述した押込み工程を経たブランク１をセ
ットする。そして、図示しない駆動機構によって上型１
３と下型１４とを相対的に移動して接近させることによ
り、図３に示すようにブランク１の凸部１ｂが上型１３
の隙間２１，２２に嵌入する。そして、図３の部分拡大
図に示すように、凸部１ｂの外周面が肉薄に削られる。
このとき、上型１３の突出部１５及び肩部１９，２０の
外表面に表面処理を施し、かつ、特に凸部１ｂの外周面
に面接触する隙間２１，２２の内面の面粗さをＲｙ１．
５ｓ以下に形成すると、内面の状態が凸部１ｂの外周面
にそのまま転写され、凸部１ｂの外周面の面粗さをＲｙ
１．５ｓ以下に形成することができる。

【００１８】尚、ショット数を多くするに従って隙間２
１，２２の内面と肩部１９，２０の下面な成すエッジが
摩耗することがある。このため、肩部１９，２０の下面
を研磨することによって適正なエッジに補修するが、こ
の研磨により、下面に形成した表面処理層３０が消滅す
ることになる。しかし、前述のように、凸部１ｂの外周
面に転写されるのは隙間２１，２２の内面であるため、
研磨によて例え肩部１９，２０の下面の表面処理層３０
が消滅しても、凸部１ｂの外周面の面粗さを阻害するこ
とはない。

【００１９】その後、上型１３と下型１４を相対的に移
動させるが、便宜上、下型１４を上昇させるものとし、
この下型１４を上昇させることにより、図４に示すワー
ク２３を得ることができる。このワーク２３は、図２に
おいて説明した凸部１ｂが上型１３の隙間２１，２２に
よって仕上げ加工が施され、Ｒｙ１．５ｓ以下の面粗さ
で研削される。

【００２０】また、ブランクが型から離脱する際に、通
常の場合、最終端にバリが生じようとするが、本発明に
おいては、前述した押込み工程によってブランク１に部
分的な硬化部１ａを形成して素材の粘性を小さくしてい
る。この結果、最終端が即断するのでバリの発生を著し
く小さくすることができる。従って、第２の型によって
仕上げられたワーク２３は、外周面がきわめて滑らかで
あり、かつ、バリが著しく小さいので、バリ取り作業や
表面の最終研磨作業を省略することもできる。

【００２１】さらに、第２の金型は、前述したように表
面処理を施すことによって潤滑性と耐久性を向上させる
ことができる。従って、金型寿命を大幅に延ばすことが
可能となり、型の研磨作業や交換作業等によるロスタイ
ムを削減できるので、生産性が向上することから製造コ
ストを低減させることができる。

【００２２】図５（Ａ）（Ｂ）は、第２の金型の上型１
３の肩部２０，２１の形状を示し、図５（Ａ）は、角部
２０ａを小円状（アール形状）に形成し、ブランク１の
隙間２１，２２への挿入時の抵抗を和らげるようにして
いる。また、図５（Ｂ）は、同様部分を斜めにカットし
ている。因みに、前述した図３に示した第２の型の肩部
２０，２１は糸面程度にカットしている。このように、
肩部２０，２１の形状は、使用するブランク１の材質或
いは厚さ等によって、上記の形状に限らず適宜に設定さ
れるが、場合によっては角部を設ける必要はない。

【００２３】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるこ
とは言うまでもない。例えば、前述した実施例は、表面
処理を第２の型の上型のみに施したが、第２の型の下
型、或いは、押込み工程における上型や下型に同様の表
面処理を施しても良いことは勿論である。また、本発明
の方法によって形成されるワークは、円柱状の他、略四
角形等の多角形、或いは楕円形に形成するなど任意の形
状に形成してもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によるプレス
形成方法によれば、特に、第２の型の少なくともブラン
クを抜き上げる型の表面を蒸着等により表面処理を施し
ているので、潤滑性と耐久性が向上し、金型の寿命を大
幅に延ばすことが可能になり、型の研磨作業や交換作業
等によりロスタイムを少なくすることができので、生産
性が向上することによる製造コストを低減できる。特
に、ブランクを抜き上げる型の表面に表面処理を施して
表面粗さをＲｙ１．５ｓ以下に形成すると、ワークの外
周面がきわめて滑らかに形成できる。また、バリの発生
を著しく小さく抑制することと相まって、バリ取り作業
や表面の最終研磨作業を省略することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプレス形成方法における押込み工程の
初期状態を示す断面図である。

【図２】本発明のプレス形成方法における押込み工程の
死点状態を示す断面図である。

【図３】本発明のプレス形成方法における仕上げ工程の
中間状態を示す断面図である。

【図４】本発明のプレス形成方法における仕上げ工程の
最終状態を示す断面図である。

【図５】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の上型の肩部を拡大し
て示す側面図である。

【符号の説明】

１ ブランク １ａ 硬化部分 ２，４，５ 突出部 ３，１３ 上型 ６，１４ 下型 ７，８ 肩部 １９，２０ 肩部 ９，１０，１１ 隙間 ２１，２２ 隙間 ３０ 表面処理層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板からなるブランクの両側から、突出
   部が相互に位置をずらしてあり、該突出部の幅が該突出
   部の間に形成される隙間の幅より大きくした上下両側の
   型を押し当て、該両側の型の前記突出部が当接する直前
   で停止させることにより、前記ブランクの前記型に挟ま
   れた部分を硬化させる押込み工程と、該押込み工程によ
   って得た前記ブランクの凸部を、対を成す第２の型に押
   圧挿入することにより、該ブランクを抜き上げる仕上げ
   抜き工程とからなるプレス形成方法において、少なくと
   も第２の型の前記ブランクを抜き上げる型の表面を蒸着
   等により表面処理を施したことを特徴とするプレス形成
   方法。
2. 【請求項２】 少なくとも第２の型の前記ブランクを抜
   き上げる型の表面の打抜き面粗さをＲｙ１．５ｓ以下に
   形成した請求項１に記載のプレス形成方法。
3. 【請求項３】 表面処理はチタン系、バナジウム系等の
   金属、或いは、窒素等の気体を物理蒸着や化学蒸着した
   請求項１に記載のプレス形成方法。