JP2003225730A - 深孔穿孔パンチ - Google Patents
深孔穿孔パンチInfo
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- JP2003225730A JP2003225730A JP2002025873A JP2002025873A JP2003225730A JP 2003225730 A JP2003225730 A JP 2003225730A JP 2002025873 A JP2002025873 A JP 2002025873A JP 2002025873 A JP2002025873 A JP 2002025873A JP 2003225730 A JP2003225730 A JP 2003225730A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷間後方押出し用パンチにかかる摩擦抵抗を
減らすとともに、精度の良い深孔を加工出来るように
し、また、パンチの長寿命化が図れるようにする。 【解決手段】 冷間後方押出し用パンチ８の成形ランド
Ａと逃げ部Ｃとの間に、成形ランドＡより小径で且つ逃
げ部Ｃより大径のガイド部Ｂを設ける。この際、成形ラ
ンドＡの直径をＤ(mm)、パンチ８の面圧をσ(kg/mm2)、
パンチ８のヤング率をＥ(kg/mm2)、パンチ８のポアソン
比をＭ、マージンをα(mm)とした場合に、ガイド部Ｂの
半径を、成形ランドＡの半径よりδ1＝０．００５〜σ
ＤＭ／２Ｅ(mm)小さくし、また、逃げ部Ｃの半径を、成
形ランドＡの径よりδ2＝σＤＭ／２Ｅ＋α(mm)小さく
する。また、パンチにかかる側面荷重／下面荷重比を
ｎ、塑性変形に伴い素材に生じる抵抗面圧をσ0(kg/m
m2)とした場合に、パンチ先端からガイド部Ｂ末端まで
の距離ＬをｎπσＤ／４σ0(mm)とする。
減らすとともに、精度の良い深孔を加工出来るように
し、また、パンチの長寿命化が図れるようにする。 【解決手段】 冷間後方押出し用パンチ８の成形ランド
Ａと逃げ部Ｃとの間に、成形ランドＡより小径で且つ逃
げ部Ｃより大径のガイド部Ｂを設ける。この際、成形ラ
ンドＡの直径をＤ(mm)、パンチ８の面圧をσ(kg/mm2)、
パンチ８のヤング率をＥ(kg/mm2)、パンチ８のポアソン
比をＭ、マージンをα(mm)とした場合に、ガイド部Ｂの
半径を、成形ランドＡの半径よりδ1＝０．００５〜σ
ＤＭ／２Ｅ(mm)小さくし、また、逃げ部Ｃの半径を、成
形ランドＡの径よりδ2＝σＤＭ／２Ｅ＋α(mm)小さく
する。また、パンチにかかる側面荷重／下面荷重比を
ｎ、塑性変形に伴い素材に生じる抵抗面圧をσ0(kg/m
m2)とした場合に、パンチ先端からガイド部Ｂ末端まで
の距離ＬをｎπσＤ／４σ0(mm)とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷間後方押出しに
より素材に孔明け加工を行う際、パンチの自己ガイド性
を向上させ、パンチの長寿命化を図る技術に関する。
より素材に孔明け加工を行う際、パンチの自己ガイド性
を向上させ、パンチの長寿命化を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、冷間後方押出し鍛造により素材に
孔明け加工を行うような穿孔パンチとして、先端部から
基端部まで均一な径のパンチや、先端部に１〜５ｍｍ程
度の成形ランドを残し、それ以外の箇所を小径にして逃
げ部にしたようなパンチが知られている。
孔明け加工を行うような穿孔パンチとして、先端部から
基端部まで均一な径のパンチや、先端部に１〜５ｍｍ程
度の成形ランドを残し、それ以外の箇所を小径にして逃
げ部にしたようなパンチが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、素材に深孔
を穿設する場合、前者のように等径のパンチで加工する
と、摩擦抵抗が大きくなりすぎるという問題があり、後
者のように先端部の成形ランド以外の箇所を逃げ部にし
て素材に接触しないようにすると、自己ガイド性がなく
なって加工時に孔の曲りが生じやすくなり、また、パン
チが座屈しやすくなって早期破損を招き易くなるという
問題がある。
を穿設する場合、前者のように等径のパンチで加工する
と、摩擦抵抗が大きくなりすぎるという問題があり、後
者のように先端部の成形ランド以外の箇所を逃げ部にし
て素材に接触しないようにすると、自己ガイド性がなく
なって加工時に孔の曲りが生じやすくなり、また、パン
チが座屈しやすくなって早期破損を招き易くなるという
問題がある。
【０００４】そこで本発明は、パンチにかかる摩擦抵抗
を減らすとともに、精度の良い深孔を加工出来るように
し、また、パンチの長寿命化が図れるようにすることを
目的とする。
を減らすとともに、精度の良い深孔を加工出来るように
し、また、パンチの長寿命化が図れるようにすることを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、先端部に大径の成形ランドが形成され、基端
側に成形ランドより小径の逃げ部が形成される冷間後方
押出し用の深孔穿孔パンチにおいて、成形ランドと逃げ
部の間に、成形ランドより小径で且つ逃げ部より大径の
ガイド部を形成するようにした。
本発明は、先端部に大径の成形ランドが形成され、基端
側に成形ランドより小径の逃げ部が形成される冷間後方
押出し用の深孔穿孔パンチにおいて、成形ランドと逃げ
部の間に、成形ランドより小径で且つ逃げ部より大径の
ガイド部を形成するようにした。
【０００６】このように成形ランドと逃げ部の間に、成
形ランドより小径で逃げ部より大径のガイド部を設け、
このガイド部を素材の成形孔に接触させることにより、
パンチの先端部を支持するようにすれば、パンチの両端
が支持された状態になり、自己ガイド性が向上して、孔
の曲りやパンチの剛性低下による座屈等を避けることが
できる。また、逃げ部ではパンチが素材に接触しないた
め、摩擦抵抗が増えすぎるような不具合がない。
形ランドより小径で逃げ部より大径のガイド部を設け、
このガイド部を素材の成形孔に接触させることにより、
パンチの先端部を支持するようにすれば、パンチの両端
が支持された状態になり、自己ガイド性が向上して、孔
の曲りやパンチの剛性低下による座屈等を避けることが
できる。また、逃げ部ではパンチが素材に接触しないた
め、摩擦抵抗が増えすぎるような不具合がない。
【０００７】また本発明では、パンチの成形ランドの直
径をＤ（ｍｍ）、パンチの面圧をσ（ｋｇ／ｍｍ2）、
パンチのヤング率をＥ（ｋｇ／ｍｍ2）、パンチのポア
ソン比をＭ、マージンをα（ｍｍ）とした場合に、ガイ
ド部の半径を、成形ランドの半径より０．００５〜σＤ
Ｍ／２Ｅ（ｍｍ）小さい径にし、また、逃げ部の半径
を、成形ランドの径よりσＤＭ／２Ｅ＋α（ｍｍ）小さ
い径にするようにした。
径をＤ（ｍｍ）、パンチの面圧をσ（ｋｇ／ｍｍ2）、
パンチのヤング率をＥ（ｋｇ／ｍｍ2）、パンチのポア
ソン比をＭ、マージンをα（ｍｍ）とした場合に、ガイ
ド部の半径を、成形ランドの半径より０．００５〜σＤ
Ｍ／２Ｅ（ｍｍ）小さい径にし、また、逃げ部の半径
を、成形ランドの径よりσＤＭ／２Ｅ＋α（ｍｍ）小さ
い径にするようにした。
【０００８】ここで、σＤＭ／２Ｅ（ｍｍ）という値
は、パンチ先端面で素材を押圧しながら孔明けする際、
パンチの半径が横に膨らむ量であり、理論上、ガイド部
の半径が成形ランドの半径より丁度σＤＭ／２Ｅ小さく
なるような値にすると、成形孔の径とガイド部の径が一
致することになる。このため、ガイド部の径は、σＤＭ
／２Ｅ（ｍｍ）より小さく、また０．００５（ｍｍ）よ
り大きい値とし、加工中、ガイド部が素材の成形孔に適
度な力で接触するようにして、パンチの倒れ防止や方向
性を持たせると同時に、大きな摩擦抵抗にならないよう
にする。ここで、０．００５（ｍｍ）という値は経験値
であり、これ以下にすると、パンチのガイド性や方向性
が損なわれるような値である。また、逃げ部の径は、素
材Ｗの成形孔に接触させないため、σＤＭ／２Ｅにマー
ジン量を勘案して、σＤＭ／２Ｅ＋α（ｍｍ）小さくす
る。このαも経験値等により決定する。
は、パンチ先端面で素材を押圧しながら孔明けする際、
パンチの半径が横に膨らむ量であり、理論上、ガイド部
の半径が成形ランドの半径より丁度σＤＭ／２Ｅ小さく
なるような値にすると、成形孔の径とガイド部の径が一
致することになる。このため、ガイド部の径は、σＤＭ
／２Ｅ（ｍｍ）より小さく、また０．００５（ｍｍ）よ
り大きい値とし、加工中、ガイド部が素材の成形孔に適
度な力で接触するようにして、パンチの倒れ防止や方向
性を持たせると同時に、大きな摩擦抵抗にならないよう
にする。ここで、０．００５（ｍｍ）という値は経験値
であり、これ以下にすると、パンチのガイド性や方向性
が損なわれるような値である。また、逃げ部の径は、素
材Ｗの成形孔に接触させないため、σＤＭ／２Ｅにマー
ジン量を勘案して、σＤＭ／２Ｅ＋α（ｍｍ）小さくす
る。このαも経験値等により決定する。
【０００９】また本発明では、パンチにかかる側面荷重
／下面荷重比をｎ、塑性変形に伴い素材に生じる抵抗面
圧をσ0（ｋｇ／ｍｍ2）とした場合に、パンチ先端から
ガイド部末端までの距離ＬをｎπσＤ／４σ0（ｍｍ）
に設定し、ｎを０．３〜１にするようにした。ここでＬ
を長くし過ぎると、成形孔に接触するガイド部の接触領
域が増えて摩擦抵抗が増大し、Ｌを短くし過ぎると、成
形孔に接触するガイド部の接触領域が減って、パンチの
横ずれや方向性等を正しく規制することができない。こ
のため、上記式により適切な長さに設定する。
／下面荷重比をｎ、塑性変形に伴い素材に生じる抵抗面
圧をσ0（ｋｇ／ｍｍ2）とした場合に、パンチ先端から
ガイド部末端までの距離ＬをｎπσＤ／４σ0（ｍｍ）
に設定し、ｎを０．３〜１にするようにした。ここでＬ
を長くし過ぎると、成形孔に接触するガイド部の接触領
域が増えて摩擦抵抗が増大し、Ｌを短くし過ぎると、成
形孔に接触するガイド部の接触領域が減って、パンチの
横ずれや方向性等を正しく規制することができない。こ
のため、上記式により適切な長さに設定する。
【００１０】この際、パンチにかかる側面荷重／下面荷
重比ｎが０．３〜１の範囲であると、加工中のパンチの
自己ガイド性が適切に得られ、しかも摩擦力も軽減出来
る。ここで、ｎ＝１は、パンチにかかる側面拘束荷重と
下面荷重が同一であることを意味し、ｎが１であると、
パンチを押し込む際にパンチの方向性を正しく規制でき
るものと思われるが、ｎを１以上にすると、パンチにか
かる側面拘束荷重が下面荷重より大きくなって、パンチ
の自己ガイド性の点からは無駄が生じるようになるとと
もに、摩擦抵抗が増えすぎて好ましくない。一方、ｎ＝
０．３は、パンチにかかる側面拘束荷重が下面荷重の３
割（約１／３）であることを意味し、ｎを０．３以下に
すると、側面拘束荷重が不足してパンチの自己ガイド性
が損なわれるようになる。このため、ｎを０．３〜１の
範囲に設定する。
重比ｎが０．３〜１の範囲であると、加工中のパンチの
自己ガイド性が適切に得られ、しかも摩擦力も軽減出来
る。ここで、ｎ＝１は、パンチにかかる側面拘束荷重と
下面荷重が同一であることを意味し、ｎが１であると、
パンチを押し込む際にパンチの方向性を正しく規制でき
るものと思われるが、ｎを１以上にすると、パンチにか
かる側面拘束荷重が下面荷重より大きくなって、パンチ
の自己ガイド性の点からは無駄が生じるようになるとと
もに、摩擦抵抗が増えすぎて好ましくない。一方、ｎ＝
０．３は、パンチにかかる側面拘束荷重が下面荷重の３
割（約１／３）であることを意味し、ｎを０．３以下に
すると、側面拘束荷重が不足してパンチの自己ガイド性
が損なわれるようになる。このため、ｎを０．３〜１の
範囲に設定する。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで図１は本発明に係る
深孔穿孔パンチが適用される鍛造型の一例を示す説明図
で、左半分は加工前の状態図、右半分は加工後の状態
図、図２はパンチの拡大図、図３はパンチ先端部の諸元
等を説明するための拡大図、図４はパンチの座屈荷重を
示す説明図である。
した図面に基づき説明する。ここで図１は本発明に係る
深孔穿孔パンチが適用される鍛造型の一例を示す説明図
で、左半分は加工前の状態図、右半分は加工後の状態
図、図２はパンチの拡大図、図３はパンチ先端部の諸元
等を説明するための拡大図、図４はパンチの座屈荷重を
示す説明図である。
【００１２】本発明に係る深孔穿孔パンチは、冷間後方
押出しにより素材に深孔を形成する際、一回の工程で精
度の良い深孔の穿孔が行われるようにしており、素材の
成形孔によりパンチの先端部をガイドしながら、両端支
持の状態で孔明け加工が出来るようにされている。
押出しにより素材に深孔を形成する際、一回の工程で精
度の良い深孔の穿孔が行われるようにしており、素材の
成形孔によりパンチの先端部をガイドしながら、両端支
持の状態で孔明け加工が出来るようにされている。
【００１３】そこで、本発明に係る深孔穿孔パンチが適
用される鍛造型１について説明すると、図１に示すよう
に、下型２の受圧板３によって支持されるダイス４に対
して、上型５の主ホルダ６に分割ホルダ７で保持される
パンチ８が上下動自在にされており、ダイス４の中央部
には、素材Ｗを収容するためのダイス孔９が設けられ、
このダイス孔９の上方の開口部１０には、ガイドブッシ
ュ１１が挿入自在にされるとともに、ダイス孔９の下方
の受圧板３には、カウンタノックアウトパンチ１２が設
けられている。
用される鍛造型１について説明すると、図１に示すよう
に、下型２の受圧板３によって支持されるダイス４に対
して、上型５の主ホルダ６に分割ホルダ７で保持される
パンチ８が上下動自在にされており、ダイス４の中央部
には、素材Ｗを収容するためのダイス孔９が設けられ、
このダイス孔９の上方の開口部１０には、ガイドブッシ
ュ１１が挿入自在にされるとともに、ダイス孔９の下方
の受圧板３には、カウンタノックアウトパンチ１２が設
けられている。
【００１４】そして、ガイドブッシュ１１には、パンチ
８を挿通せしめてパンチ８外周部をガイドし得るような
ガイド孔が形成され、素材Ｗに孔が明けられるまでの当
初の間において、パンチ８の先端部をガイドして、パン
チ８の座屈限界を高めるようにしている。尚、上型５の
主ホルダ６の周囲には、安全カバー１５が設けられてい
る。
８を挿通せしめてパンチ８外周部をガイドし得るような
ガイド孔が形成され、素材Ｗに孔が明けられるまでの当
初の間において、パンチ８の先端部をガイドして、パン
チ８の座屈限界を高めるようにしている。尚、上型５の
主ホルダ６の周囲には、安全カバー１５が設けられてい
る。
【００１５】パンチ８は、図２に示すように、先端部に
大径の成形ランドＡを備えており、この成形ランドＡに
隣接して、成形ランドＡよりやや小径のガイド部Ｂが形
成されるとともに、このガイド部Ｂに隣接して、ガイド
部Ｂより小径の逃げ部Ｃが形成されている。
大径の成形ランドＡを備えており、この成形ランドＡに
隣接して、成形ランドＡよりやや小径のガイド部Ｂが形
成されるとともに、このガイド部Ｂに隣接して、ガイド
部Ｂより小径の逃げ部Ｃが形成されている。
【００１６】そして、前記ガイドブッシュ１１は、焼き
嵌めによって逃げ部Ｃに嵌め込まれており、その内径
は、逃げ部Ｃの径より若干大きい径で、且つ、少なくと
も成形ランドＡの外径より小さい径とされている。この
ため、ガイドブッシュ１１は、逃げ部Ｃの外周部を摺動
自在にされ、また、パンチ８を引上げる際には、ガイド
ブッシュ１１の内径が、ガイド部Ｂまたは成形ランドＡ
の端部に係合して、一緒に引上げられるようにしてい
る。
嵌めによって逃げ部Ｃに嵌め込まれており、その内径
は、逃げ部Ｃの径より若干大きい径で、且つ、少なくと
も成形ランドＡの外径より小さい径とされている。この
ため、ガイドブッシュ１１は、逃げ部Ｃの外周部を摺動
自在にされ、また、パンチ８を引上げる際には、ガイド
ブッシュ１１の内径が、ガイド部Ｂまたは成形ランドＡ
の端部に係合して、一緒に引上げられるようにしてい
る。
【００１７】因みに、このガイドブッシュ１１が配設さ
れる箇所は、図１に示すように、後方押出し加工の際
に、素材Ｗがせり上げる量を見越して、加工前の素材Ｗ
の上端面より若干上方の位置とし、この実施例では、最
終的に素材Ｗの後方押出し部分に押されてガイドブッシ
ュ１１が僅かに持ち上げられるような位置としている。
尚、このガイドブッシュ１１の位置は、最終的な素材Ｗ
の後方押出し部分に接触するような位置でなく、クリア
ランスをもって近接するような位置であっても良い。
れる箇所は、図１に示すように、後方押出し加工の際
に、素材Ｗがせり上げる量を見越して、加工前の素材Ｗ
の上端面より若干上方の位置とし、この実施例では、最
終的に素材Ｗの後方押出し部分に押されてガイドブッシ
ュ１１が僅かに持ち上げられるような位置としている。
尚、このガイドブッシュ１１の位置は、最終的な素材Ｗ
の後方押出し部分に接触するような位置でなく、クリア
ランスをもって近接するような位置であっても良い。
【００１８】また、ガイドブッシュ１１が挿入される開
口部１０の内壁は、２〜１０度程度の範囲で傾斜する外
開きの傾斜面としており、ガイドブッシュ１１を引き抜
く際にも、円滑に引き抜くことが出来るようにするとと
もに、摩擦力によって開口部１０に位置決めすることが
出来るようにしている。
口部１０の内壁は、２〜１０度程度の範囲で傾斜する外
開きの傾斜面としており、ガイドブッシュ１１を引き抜
く際にも、円滑に引き抜くことが出来るようにするとと
もに、摩擦力によって開口部１０に位置決めすることが
出来るようにしている。
【００１９】ここで、パンチ８先端部の形状の細部につ
いて、図３に基づき説明する。前記成形ランドＡは、素
材Ｗにパンチ８を押し込んで孔明け加工を行う際、最初
に素材Ｗに当接して直接加工に携わる部分であり、通
常、先端面からの距離ａが１〜５ｍｍ程度に設定される
が、本実施例の場合、２ｍｍとしている。また、この成
形ランドＡの直径Ｄは、本実施例の場合、２６（ｍｍ）
程度としている。
いて、図３に基づき説明する。前記成形ランドＡは、素
材Ｗにパンチ８を押し込んで孔明け加工を行う際、最初
に素材Ｗに当接して直接加工に携わる部分であり、通
常、先端面からの距離ａが１〜５ｍｍ程度に設定される
が、本実施例の場合、２ｍｍとしている。また、この成
形ランドＡの直径Ｄは、本実施例の場合、２６（ｍｍ）
程度としている。
【００２０】そして、この成形ランドＡの隣には、テー
パ部ｔ1を介してガイド部Ｂが連なっており、このガイ
ド部Ｂは、素材Ｗに孔明け加工を行う際、成形孔に接触
してパンチ８をガイドする機能を持たせ、またガイドす
る際、過大な抵抗にならないようにしている。このた
め、ガイド部Ｂの径は、成形ランドの直径をＤ（ｍ
ｍ）、パンチ８の面圧をσ（ｋｇ／ｍｍ2）、パンチ８
のヤング率をＥ（ｋｇ／ｍｍ2）、パンチ８のポアソン
比をＭとした場合、成形ランドＡの径に較べて、片側で
δ1＝０．００５〜σＤＭ／２Ｅ（ｍｍ）小さい径にし
ている。また、パンチ先端面からガイド部Ｂ基端側まで
の距離Ｌ（ｍｍ）は、パンチにかかる側面荷重／下面荷
重比をｎ、塑性変形に伴い素材Ｗに生じる抵抗面圧をσ
0（ｋｇ／ｍｍ2）とした場合に、Ｌ＝ｎπσＤ／４σ0
（ｍｍ）の位置に設定し、ｎを０．３〜１にしている。
パ部ｔ1を介してガイド部Ｂが連なっており、このガイ
ド部Ｂは、素材Ｗに孔明け加工を行う際、成形孔に接触
してパンチ８をガイドする機能を持たせ、またガイドす
る際、過大な抵抗にならないようにしている。このた
め、ガイド部Ｂの径は、成形ランドの直径をＤ（ｍ
ｍ）、パンチ８の面圧をσ（ｋｇ／ｍｍ2）、パンチ８
のヤング率をＥ（ｋｇ／ｍｍ2）、パンチ８のポアソン
比をＭとした場合、成形ランドＡの径に較べて、片側で
δ1＝０．００５〜σＤＭ／２Ｅ（ｍｍ）小さい径にし
ている。また、パンチ先端面からガイド部Ｂ基端側まで
の距離Ｌ（ｍｍ）は、パンチにかかる側面荷重／下面荷
重比をｎ、塑性変形に伴い素材Ｗに生じる抵抗面圧をσ
0（ｋｇ／ｍｍ2）とした場合に、Ｌ＝ｎπσＤ／４σ0
（ｍｍ）の位置に設定し、ｎを０．３〜１にしている。
【００２１】ここで、前述のように、σＤＭ／２Ｅ（ｍ
ｍ）という値は、パンチに軸方向荷重が加わった際、パ
ンチが径方向に膨らむ量であり、δ1をこれより少なく
することにより、加工中、ガイド部Ｂの外周部が素材Ｗ
の成形孔に対して、適度の力で接触するようにし、また
ガイド部Ｂの接触面積に関与するＬの長さを上記値に設
定することで、パンチの自己ガイド性を向上させるよう
にしている。因みに、本実施例では、δ1を０．０５
（ｍｍ）程度とし、Ｌを３０（ｍｍ）程度としている。
ｍ）という値は、パンチに軸方向荷重が加わった際、パ
ンチが径方向に膨らむ量であり、δ1をこれより少なく
することにより、加工中、ガイド部Ｂの外周部が素材Ｗ
の成形孔に対して、適度の力で接触するようにし、また
ガイド部Ｂの接触面積に関与するＬの長さを上記値に設
定することで、パンチの自己ガイド性を向上させるよう
にしている。因みに、本実施例では、δ1を０．０５
（ｍｍ）程度とし、Ｌを３０（ｍｍ）程度としている。
【００２２】このようなガイド部Ｂの隣には、テーパ部
ｔ2を介して逃げ部Ｃが連なっており、この逃げ部Ｃで
は、外周部が素材Ｗの成形孔に接触しないようにするこ
とで、パンチ８の摩擦抵抗を減少させるようにしてい
る。そしてこの逃げ部Ｃの径は、ガイド部Ｂの径よりも
小さくなるようにし、成形ランドＡの径に較べて、片側
でδ2＝σＤＭ／２Ｅ＋α（ｍｍ）小さい径にしてい
る。因みに、本実施例では、δ2を０．１（ｍｍ）程度
にすることにより、逃げ部Ｃの径を２５．８（ｍｍ）程
度にしている。
ｔ2を介して逃げ部Ｃが連なっており、この逃げ部Ｃで
は、外周部が素材Ｗの成形孔に接触しないようにするこ
とで、パンチ８の摩擦抵抗を減少させるようにしてい
る。そしてこの逃げ部Ｃの径は、ガイド部Ｂの径よりも
小さくなるようにし、成形ランドＡの径に較べて、片側
でδ2＝σＤＭ／２Ｅ＋α（ｍｍ）小さい径にしてい
る。因みに、本実施例では、δ2を０．１（ｍｍ）程度
にすることにより、逃げ部Ｃの径を２５．８（ｍｍ）程
度にしている。
【００２３】以上のような鍛造型１による深孔穿孔方法
について説明する。上型５を上昇させた状態で、ダイス
４のダイス孔９に素材Ｗを投入し、ガイドブッシュ１１
をダイス孔９入口の開口部１０に挿入する。そして、パ
ンチ８の先端が素材Ｗ上面に達して加工が開始される時
点では、ガイドブッシュ１１によりパンチ８の先端部付
近が支持されるようにしており、パンチ８の両端を支持
した状態で座屈限界を高めた状態で加工が開始されるよ
うにしている。
について説明する。上型５を上昇させた状態で、ダイス
４のダイス孔９に素材Ｗを投入し、ガイドブッシュ１１
をダイス孔９入口の開口部１０に挿入する。そして、パ
ンチ８の先端が素材Ｗ上面に達して加工が開始される時
点では、ガイドブッシュ１１によりパンチ８の先端部付
近が支持されるようにしており、パンチ８の両端を支持
した状態で座屈限界を高めた状態で加工が開始されるよ
うにしている。
【００２４】次いで、パンチ８を降下させて素材Ｗに穿
設加工するが、パンチ８の先端部が素材Ｗに明けられた
成形孔の内部に入り込むようになると、パンチ８の先端
部はガイド部Ｂによって素材Ｗにガイドされるようにな
り、両端支持の状態が継続し、パンチ８の座屈限界は低
下せず、深孔を穿設することができる。また、逃げ部Ｃ
では、その外周部が素材Ｗの成形孔に接触せず、摩擦抵
抗が増大するような不具合はない。
設加工するが、パンチ８の先端部が素材Ｗに明けられた
成形孔の内部に入り込むようになると、パンチ８の先端
部はガイド部Ｂによって素材Ｗにガイドされるようにな
り、両端支持の状態が継続し、パンチ８の座屈限界は低
下せず、深孔を穿設することができる。また、逃げ部Ｃ
では、その外周部が素材Ｗの成形孔に接触せず、摩擦抵
抗が増大するような不具合はない。
【００２５】ところで、図４は、パンチ８の座屈荷重
を、オイラーの座屈応力の計算式と、材料自体の限界応
力の組み合わせから求めたものである。すなわち、孔径
をＤ、孔の深さをＬとした場合、Ｌ／Ｄ＝３、５、７の
各孔を穿設するため、片持ちのパンチで穿設する場合
と、両端支持のパンチで穿設する場合の構造上（片持ち
式、または両端支持式）の座屈応力（σcr）と、材料自
体の座屈応力（σcr）を組合せると、例えば、高速度鋼
の片持ち式のパンチでＬ／Ｄ＝３の孔を穿設する場合、
構造上の座屈応力が３１０ｋｇ／ｍｍ2で、材料自体の
座屈応力が３００ｋｇ／ｍｍ2であるため、低い値の３
００ｋｇ／ｍｍ2が限界値となり、高速度鋼の片持ち式
のパンチでＬ／Ｄ＝７の孔を穿設する場合、構造上の座
屈応力が５７ｋｇ／ｍｍ2で、材料自体の座屈応力が３
００ｋｇ／ｍｍ2であるため、低い値の５７ｋｇ／ｍｍ2
が限界値となる。
を、オイラーの座屈応力の計算式と、材料自体の限界応
力の組み合わせから求めたものである。すなわち、孔径
をＤ、孔の深さをＬとした場合、Ｌ／Ｄ＝３、５、７の
各孔を穿設するため、片持ちのパンチで穿設する場合
と、両端支持のパンチで穿設する場合の構造上（片持ち
式、または両端支持式）の座屈応力（σcr）と、材料自
体の座屈応力（σcr）を組合せると、例えば、高速度鋼
の片持ち式のパンチでＬ／Ｄ＝３の孔を穿設する場合、
構造上の座屈応力が３１０ｋｇ／ｍｍ2で、材料自体の
座屈応力が３００ｋｇ／ｍｍ2であるため、低い値の３
００ｋｇ／ｍｍ2が限界値となり、高速度鋼の片持ち式
のパンチでＬ／Ｄ＝７の孔を穿設する場合、構造上の座
屈応力が５７ｋｇ／ｍｍ2で、材料自体の座屈応力が３
００ｋｇ／ｍｍ2であるため、低い値の５７ｋｇ／ｍｍ2
が限界値となる。
【００２６】これに対し、高速度鋼の両端支持式のパン
チでＬ／Ｄ＝７の孔を穿設する場合、構造上の座屈応力
が３９０ｋｇ／ｍｍ2で、材料自体の座屈応力が３００
ｋｇ／ｍｍ2であるため、低い値の３００ｋｇ／ｍｍ2が
限界値となる。また、超硬の両端支持式のパンチでＬ／
Ｄ＝７の孔を穿設する場合、構造上の座屈応力が７９０
ｋｇ／ｍｍ2で、材料自体の座屈応力が５００ｋｇ／ｍ
ｍ2であるため、低い値の５００ｋｇ／ｍｍ2が限界値に
なる。すなわち、高速度鋼、超硬いずれのパンチの場合
も、Ｌ／Ｄ＝７程度までの深さの孔であれば、両端支持
式のパンチにより、材料自体の座屈応力まで高めること
が出来る。
チでＬ／Ｄ＝７の孔を穿設する場合、構造上の座屈応力
が３９０ｋｇ／ｍｍ2で、材料自体の座屈応力が３００
ｋｇ／ｍｍ2であるため、低い値の３００ｋｇ／ｍｍ2が
限界値となる。また、超硬の両端支持式のパンチでＬ／
Ｄ＝７の孔を穿設する場合、構造上の座屈応力が７９０
ｋｇ／ｍｍ2で、材料自体の座屈応力が５００ｋｇ／ｍ
ｍ2であるため、低い値の５００ｋｇ／ｍｍ2が限界値に
なる。すなわち、高速度鋼、超硬いずれのパンチの場合
も、Ｌ／Ｄ＝７程度までの深さの孔であれば、両端支持
式のパンチにより、材料自体の座屈応力まで高めること
が出来る。
【００２７】このことからも、パンチの両端支持によっ
て座屈限界の向上や、パンチの長寿命化が図れることが
明らかであり、また、自己ガイド性の向上によって、加
工精度の向上も図れる。
て座屈限界の向上や、パンチの長寿命化が図れることが
明らかであり、また、自己ガイド性の向上によって、加
工精度の向上も図れる。
【００２８】尚、本発明は以上のような実施形態に限定
されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載し
た事項と実質的に同一の構成を有し、同一の効果を奏す
るものは本発明の技術的範囲に属する。
されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載し
た事項と実質的に同一の構成を有し、同一の効果を奏す
るものは本発明の技術的範囲に属する。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明に係る深孔穿孔パン
チは、パンチの成形ランドと逃げ部との間に、成形ラン
ドより小径で且つ逃げ部より大径のガイド部を形成する
ようにしたため、素材に孔明け加工を実施中、パンチの
両端が支持された状態になり、孔の曲りやパンチの剛性
低下による座屈等の不具合を避けることができる。この
際、ガイド部の径と逃げ部の径を所定範囲にすることに
より、摩擦抵抗を増大させることなく、しかも適切にガ
イドされるようになる。また、ガイド部の長さを所定の
範囲に設定すればより好適である。
チは、パンチの成形ランドと逃げ部との間に、成形ラン
ドより小径で且つ逃げ部より大径のガイド部を形成する
ようにしたため、素材に孔明け加工を実施中、パンチの
両端が支持された状態になり、孔の曲りやパンチの剛性
低下による座屈等の不具合を避けることができる。この
際、ガイド部の径と逃げ部の径を所定範囲にすることに
より、摩擦抵抗を増大させることなく、しかも適切にガ
イドされるようになる。また、ガイド部の長さを所定の
範囲に設定すればより好適である。
【図１】本発明に係る深孔穿孔パンチが適用される鍛造
型の一例を示す説明図で、左半分は加工前の状態図、右
半分は加工後の状態図
型の一例を示す説明図で、左半分は加工前の状態図、右
半分は加工後の状態図
【図２】パンチの説明図
【図３】パンチ先端部の拡大図
【図４】パンチの座屈荷重を示す説明図
１…鍛造型、８…パンチ、Ａ…成形ランド、Ｂ…ガイド
部、Ｃ…逃げ部。
部、Ｃ…逃げ部。
フロントページの続き
(72)発明者 三瓶 忠康
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
Ｆターム(参考） 4E087 AA09 CA24 CA28 CB03 EC28
EC37 EC38 ED04
Claims (3)
- 【請求項１】 先端部に大径の成形ランドが形成され、
基端側に成形ランドより小径の逃げ部が形成される冷間
後方押出し用の深孔穿孔パンチであって、前記成形ラン
ドと逃げ部の間に、成形ランドより小径で且つ逃げ部よ
り大径のガイド部が形成されることを特徴とする深孔穿
孔パンチ。 - 【請求項２】 パンチの成形ランドの直径をＤ（ｍ
ｍ）、パンチの面圧をσ（ｋｇ／ｍｍ2）、パンチのヤ
ング率をＥ（ｋｇ／ｍｍ2）、パンチのポアソン比を
Ｍ、マージンをα（ｍｍ）とした場合に、前記ガイド部
の半径を、成形ランドの半径より０．００５〜σＤＭ／
２Ｅ（ｍｍ）小さい径にし、また、前記逃げ部の半径
を、成形ランドの径よりσＤＭ／２Ｅ＋α（ｍｍ）小さ
い径にしたことを特徴とする請求項１に記載の深孔穿孔
パンチ。 - 【請求項３】 パンチにかかる側面荷重／下面荷重比を
ｎ、塑性変形に伴い素材に生じる抵抗面圧をσ0（ｋｇ
／ｍｍ2）とした場合に、パンチ先端からガイド部末端
までの距離ＬをｎπσＤ／４σ0（ｍｍ）に設定し、ｎ
を０．３〜１にすることを特徴とする請求項１又は請求
項２に記載の深孔穿孔パンチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002025873A JP3853226B2 (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 深孔穿孔パンチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002025873A JP3853226B2 (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 深孔穿孔パンチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003225730A true JP2003225730A (ja) | 2003-08-12 |
| JP3853226B2 JP3853226B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
ID=27747894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002025873A Expired - Fee Related JP3853226B2 (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 深孔穿孔パンチ |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3853226B2 (ja) |
-
2002
- 2002-02-01 JP JP2002025873A patent/JP3853226B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3853226B2 (ja) | 2006-12-06 |
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