JP2004174542A - 金属板材のプレス加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】加工工程数及びハンドリング数が少なくて済み、コンパクトで、設備費が安価にできる金属板材のプレス加工方法を提供する。
【解決手段】板厚tの金属板材12に孔13又は切欠きからなる打ち抜き加工部をプレス加工によって形成する金属板材のプレス加工方法において、第1のパンチ15及び第1のパンチ15と対となる第1のダイ16を用い、前記打ち抜き加工部の最終加工面17にシェービング取り代Tを付けて、金属板材12を半抜き加工する第1工程と、第2のパンチ18及び第2のパンチ18と対となる第2のダイ19を用い、半抜き加工された部分に更に剪断加工を主体とするシェービング加工を行う第2工程とを有し、前記打ち抜き加工部の最終加工面17に70%以上の剪断加工面を確保する。
【選択図】 図2
【解決手段】板厚tの金属板材12に孔13又は切欠きからなる打ち抜き加工部をプレス加工によって形成する金属板材のプレス加工方法において、第1のパンチ15及び第1のパンチ15と対となる第1のダイ16を用い、前記打ち抜き加工部の最終加工面17にシェービング取り代Tを付けて、金属板材12を半抜き加工する第1工程と、第2のパンチ18及び第2のパンチ18と対となる第2のダイ19を用い、半抜き加工された部分に更に剪断加工を主体とするシェービング加工を行う第2工程とを有し、前記打ち抜き加工部の最終加工面17に70%以上の剪断加工面を確保する。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少ない加工工程で、しかも、剪断加工面を大きく形成できる金属板材のプレス加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、パンチ及び対となるダイを備えたプレス金型を用いて、例えば、高張力鋼板等からなる薄い板厚の金属板材に円孔を形成する場合、パンチの外径とダイの内径とのクリアランス(隙間)の大きさの設定によって、形成される円孔の剪断加工面の割合が決定され、通常のクリアランス(一般的には、金属板材の板厚の10%程度)では、円孔の加工開始側の40%程度が剪断加工面となり、加工終了側の60%程度が破断面となる。従って、剪断加工面を高い割合(70%以上)で確保するために、1つの方法として、クリアランスを通常より小さく、例えば、板厚の5%程度にすると、剪断加工面の割合は満足するが、剪断加工面に続く部分に2次剪断による「へこみ」ができるという問題がある。
また、剪断加工面を高い割合(70%以上)で確保するための別の方法として、まず、通常のクリアランスを設け、しかも、板厚の10%程度のシェービング取り代を残して下孔加工を行い、次いで、この下孔加工した部分を、クリアランスを板厚の1〜2%としてシェービング加工する方法もある。しかし、この方法では、シェービング取り代が少ない(一例として、板厚2.3mmの場合で、シェービング取り代は0.23mm)ため、スクラップがパンチに引っ付いて持ち上がったり(スクラップ浮き)、また、シェービング取り代の大きさによっては、剪断加工面のバラツキ(例えば、70〜90%)が発生するという問題がある。
【0003】
上述の問題を解決する方法として、第1のパンチ及び対となるダイ間に負のクリアランスを設けてプレス加工により金属板材を半抜き加工し、その後、下方から戻し加工によりスクラップを分離する第1の加工工程と、第1の加工工程で加工された金属板材の上下を反転させた後、第2のパンチ及び対となるダイ間に負のクリアランスを設けてプレス加工により第1のシェービング加工をする第2の加工工程と、第3のパンチ及び対となるダイ間に正のクリアランスを設けて第2のシェービング加工をする第3の加工工程とを順番に行って、金属板材の上面及び下面にダレ面がなく、かつ切口面が全体的に剪断加工面とされる方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−344049号公報(要約、図3〜図5)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載された金属板材のプレス加工方法においては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
加工工程数が3工程と多く、このため設備費が高くなり、また、作業性が悪いという問題があった。
また、第1の加工工程では上方からの加工の他、下方からの戻し加工があり、しかも、第1の加工工程から第2の加工工程に移る途中で、金属板材の上下を反転する必要があり、プレス加工機械の構成が複雑になり、大型化し、設置スペースが大きくなった。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、加工工程数及びハンドリング数が少なくて済み、コンパクトで、設備費が安価にできる金属板材のプレス加工方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る金属板材のプレス加工方法は、板厚tの金属板材に孔又は切欠きからなる打ち抜き加工部をプレス加工によって形成する金属板材のプレス加工方法において、第1のパンチ及び第1のパンチと対となる第1のダイを用い、打ち抜き加工部の最終加工面にシェービング取り代を付けて、金属板材を半抜き加工する第1工程と、第2のパンチ及び第2のパンチと対となる第2のダイを用い、半抜き加工された部分に更に剪断加工を主体とするシェービング加工を行う第2工程とを有し、打ち抜き加工部の最終加工面に70%以上の剪断加工面を確保する。これによって、2つの加工工程数で、かつ、反転等のハンドリングも不要で、しかも、打ち抜き加工部の最終加工面に70%以上の剪断加工面を確保することができる。また、スクラップ浮きが発生しない。
ここで、切欠きとは、板材の外周縁の一部に形成されたへこみ部、また、ノッチを表している。
【0008】
本発明に係る金属板材のプレス加工方法において、金属板材は板厚tが1mm以上かつ4.5mm以下であって、シェービング取り代を、0.1t以上かつ0.2t以下、半抜き加工の打ち込み量を、0.5t以上かつ0.9t以下、及び第1のパンチと第1のダイとの第1のクリアランスを、−0.05t以上かつ0.1t以下とし、第2のパンチと第2のダイとの第2のクリアランスを、0.01t以上かつ0.1t以下とすることもできる。これによって、シェービング取り代、半抜き加工の打ち込み量、第1のクリアランス及び第2のクリアランスを適正な範囲に設定するので、打ち抜き加工部の最終加工面に、より多くの剪断加工面を確保することができる。なお、第1のクリアランスが、−0.05t以上かつ0.1t以下とは、0未満で0.05t以上、0、及び0を超えて0.1t以下を表している。
【0009】
ここで、シェービング取り代を、0.1t以上かつ0.2t以下とした理由は、0.1t未満であれば、シェービング加工が不安定となり、一方、0.2tを超えると、半抜き加工の効果が減じ、最終の加工剪断面が短くなるからである。
半抜き加工の打ち込み量を、0.5t以上かつ0.9t以下とした理由は、0.5t未満であれば、半抜き加工の効果が減じ、最終の加工剪断面が短くなる、一方、0.9tを超えると、押出部が分離する恐れがあり、又は半抜き加工の効果が減じ、最終の加工剪断面が短くなるからである。
第1のクリアランスを、−0.05t以上かつ0.1t以下とした理由は、−0.05t未満(負のクリアランス)では、第1のパンチと第1のダイとの間で圧縮される部分が増えて半抜き加工の効果が減じ、最終の加工剪断面が短くなり、一方、0.1tを超えても、半抜き加工の効果が減じ、最終の加工剪断面が短くなるからである。
【0010】
第2のクリアランスを、0.01t以上かつ0.1t以下とした理由は、0.01t未満であれば、パンチの寿命が短くなると共に、二次剪断が発生し、一方、0.1tを超えると、剪断加工面が少なくなるからである。
本発明に係る金属板材のプレス加工方法において、第1のパンチの底部外縁は鈍刃に形成することもできる。これによって、半抜き加工の打ち込み量を大きく取れ、半抜き加工性が向上する。
【0011】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図1は本発明の一実施の形態に係る金属板材のプレス加工方法を適用して孔が加工された製品の平面図、図2は同金属板材のプレス加工方法の工程図、図3(A)、(B)、(C)はそれぞれ、同金属板材のプレス加工方法の加工前、第1工程後、第2工程後の金属板材の状態を示す説明図、図4は同金属板材のプレス加工方法を適用するプレス金型の関係配置図である。
【0012】
図1〜図3に示すように、本発明の一実施の形態に係る金属板材のプレス加工方法は、矩形状に形成され、4隅部にそれぞれ位置決め用パイロット孔11が設けられた板厚t(例えば、1mm以上かつ4.5mm以下、本実施の形態では2.3mm)の金属板材12の中心部に、打ち抜き加工部の一例である孔13(実施の形態では卵形)をプレス加工によって形成した製品(完成品)14を製造する方法である。
【0013】
図2〜図4に示すように、本実施の形態に係る金属板材のプレス加工方法においては、実線で示す第1のパンチ15及び第1のパンチ15と対となる第1のダイ16を用い、孔13の最終加工面17にシェービング取り代Tを付けると共に、打ち込み量Uを設けて、金属板材12を半抜き加工する第1工程と、2点鎖線で示す第2のパンチ18及び第2のパンチ18と対となる第2のダイ19を用い、半抜き加工された部分に更に剪断加工を主体とするシェービング加工を行う第2工程とを有している。
【0014】
従って、図2及び図3(A)に示す金属板材12は、第1工程により図2、図3(B)及び図4に示す半抜きされた状態にある中間品20となり、さらに、この中間品20は、第2工程により略コップ状のシェービングかす21(打ち抜き加工部に相当する部分)が分離された、図1、図2及び図3(C)に示す製品14となる。
なお、第1のパンチ15及び第1のダイ16、第2のパンチ18及び第2のダイ19を用いてプレス加工を行う際、金属板材12の位置決め用パイロット孔11を第1のダイ16、第2のダイ19に取付けられたパイロットピン(図示せず)に嵌合させると共に、孔13の周囲の金属板材12、中間品20上には、押圧力が加えられたストリッパー(図示せず)が載置されている。
【0015】
金属板材12の材質は、例えば、熱間圧延鋼、冷間圧延鋼等の珪素(Si)量が少ない(例えば、0.5重量%未満)、粘りのある鉄板を使用しており、製品14の用途としては、自動車用部品、家電製品の部品、シャーシ、筐体、小物部品(電磁鋼板を除く)が考えられる。
図4に示すように、第1のパンチ15の底部外縁は断面が(1/4)円弧状に形成されており、R=0.2mmとしている。一般的に、Rは0.05t以上かつ0.15t以下としている。
【0016】
各工程における、各加工の設定値は以下の通りとする。
(第1工程)
図2及び図3(B)に示すように、シェービング取り代Tは、0.1t以上かつ0.2t以下とし、本実施の形態では、T=0.3mmとする。かつ、半抜き加工の打ち込み量Uは、0.5t以上かつ0.9t以下とし、本実施の形態では、U=1.8mmとしている。なお、好ましくは、シェービング取り代Tは、0.1t以上かつ0.15t以下、また、半抜き加工の打ち込み量Uは、0.6t以上かつ0.8t以下とする。
【0017】
また、図2及び図4に示すように、第1のパンチ15の外形と第1のダイ16の内形との第1のクリアランスC1 は、−0.05t以上かつ0.1t以下とし、本実施の形態では、C1 =0mmとしている。なお、好ましくは、0又は0を超えて0.05t以下とする。
(第2工程)
図2及び図4に示すように、第2のパンチ18の外形と第2のダイ19の内形との第2のクリアランスC2 は、0.01t以上かつ0.1t以下とし、本実施の形態では、C2 =0.1mmとしている。なお、好ましくは、0.03t以上かつ0.06t以下とする。
【0018】
次いで、本発明の一実施の形態に係る金属板材のプレス加工方法及びその作用について、図を参照しながら説明する。
(1)事前に、適用する金属板材12の材質、板厚t、孔13の形状、大きさ等を考慮して、シェービング取り代T、打ち込み量U、第1のクリアランスC1 及び第2のクリアランスC2 を設定する。
【0019】
(第1工程)
(2)図2の状態aに示すように、金属板材12の4つの位置決め用パイロット孔11(図1参照)を第1のダイ16のパイロットピンに嵌合させて、金属板材12を第1のダイ16上にセットし、さらに、金属板材12を押圧用のストリッパー(図示せず)で押し付ける。
(3)図2の状態bに示すように、第1のパンチ15を打ち込み量Uだけ下降させて、半抜き加工して中間品20を形成する。
(4)中間品20を第1のダイ16から取り外す。
【0020】
(第2工程)
(5)図2の状態cに示すように、中間品20の4つの位置決め用パイロット孔11を第2のダイ19のパイロットピンに嵌合させて、中間品20を第2のダイ19上にセットし、さらに、中間品20を押圧用のストリッパーで押し付ける。
(6)図2の状態dに示すように、第2のパンチ18を板厚t以上の量だけ下降させることによって、剪断加工を主体とするシェービング加工を行い、中間品20の孔13に最終加工面17を形成すると共に、シェービングかす21を分離して、孔13を有する製品14を製造する。
【0021】
本実施の形態に係る金属板材のプレス加工方法においては、板厚の10%程度のシェービング取り代を残して下孔加工を行い、次いで、この下孔加工した部分を、クリアランスを板厚の1〜2%としてシェービング加工する従来の方法に比較して、形成されるシェービングかすが肉厚の薄いリング状ではなく、コップ状であるので、シェービング加工時にシェービングかすが内側に移動するのが阻止され、これにより、最終加工面17には70%以上の剪断加工面が確保できる。
【0022】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の金属板材のプレス加工方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、金属板材12に打ち抜き加工部として、卵形の孔13を形成したが、これに限定されず、必要に応じて、円形、楕円形、多角形、又は曲率の異なる曲線が連接されてなる種々の形状の孔、さらに、切欠きからなる打ち抜き加工部を形成しても構わない。
【0023】
第1のパンチ15の底部外縁は断面を(1/4)円弧状に形成したが、これに限定されず、状況に応じて、その他の形状、即ち、第1工程で中間品を半抜き加工することができ、かつ、第2工程でシェービングかすを第2のパンチ18に引っ付けて持ち上げることなく分離可能な鈍刃に形成することもできる。
板厚t、シェービング取り代T、半抜き加工の打ち込み量U、第1のクリアランスC1 、及び第2のクリアランスC2 を特定の値に設定したが、これに限定されず、所定の範囲内で設定できる。
【0024】
【発明の効果】
請求項1〜3記載の金属板材のプレス加工方法においては、2つの加工工程数で、かつ、反転等のハンドリングも不要で、しかも、打ち抜き加工部の最終加工面に70%以上の剪断加工面を確保することができるので、ハンドリング性が向上すると共に、加工時間が短縮され、かつ、コンパクトな装置にできるので、極めて経済的である。
また、スクラップ浮きが発生しないので、これにより製品を傷つけることがない。
特に、請求項2記載の金属板材のプレス加工方法においては、シェービング取り代、半抜き加工の打ち込み量、第1のクリアランス及び第2のクリアランスを適正な範囲に設定するので、打ち抜き加工部の最終加工面により多くの剪断加工面を確保することができるため、加工面の精度が向上する。
請求項3記載の金属板材のプレス加工方法においては、半抜き加工の打ち込み量を大きく取れ、半抜き加工性が向上するので、加工面の精度がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る金属板材のプレス加工方法を適用して孔が加工された製品の平面図である。
【図2】同金属板材のプレス加工方法の工程図である。
【図3】(A)、(B)、(C)はそれぞれ、同金属板材のプレス加工方法の加工前、第1工程後、第2工程後の金属板材の状態を示す説明図である。
【図4】同金属板材のプレス加工方法を適用するプレス金型の関係配置図である。
【符号の説明】
11:パイロット孔、12:金属板材、13:孔、14:製品(完成品)、15:第1のパンチ、16:第1のダイ、17:最終加工面、18:第2のパンチ、19:第2のダイ、20:中間品、21:シェービングかす
【発明の属する技術分野】
本発明は、少ない加工工程で、しかも、剪断加工面を大きく形成できる金属板材のプレス加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、パンチ及び対となるダイを備えたプレス金型を用いて、例えば、高張力鋼板等からなる薄い板厚の金属板材に円孔を形成する場合、パンチの外径とダイの内径とのクリアランス(隙間)の大きさの設定によって、形成される円孔の剪断加工面の割合が決定され、通常のクリアランス(一般的には、金属板材の板厚の10%程度)では、円孔の加工開始側の40%程度が剪断加工面となり、加工終了側の60%程度が破断面となる。従って、剪断加工面を高い割合(70%以上)で確保するために、1つの方法として、クリアランスを通常より小さく、例えば、板厚の5%程度にすると、剪断加工面の割合は満足するが、剪断加工面に続く部分に2次剪断による「へこみ」ができるという問題がある。
また、剪断加工面を高い割合(70%以上)で確保するための別の方法として、まず、通常のクリアランスを設け、しかも、板厚の10%程度のシェービング取り代を残して下孔加工を行い、次いで、この下孔加工した部分を、クリアランスを板厚の1〜2%としてシェービング加工する方法もある。しかし、この方法では、シェービング取り代が少ない(一例として、板厚2.3mmの場合で、シェービング取り代は0.23mm)ため、スクラップがパンチに引っ付いて持ち上がったり(スクラップ浮き)、また、シェービング取り代の大きさによっては、剪断加工面のバラツキ(例えば、70〜90%)が発生するという問題がある。
【0003】
上述の問題を解決する方法として、第1のパンチ及び対となるダイ間に負のクリアランスを設けてプレス加工により金属板材を半抜き加工し、その後、下方から戻し加工によりスクラップを分離する第1の加工工程と、第1の加工工程で加工された金属板材の上下を反転させた後、第2のパンチ及び対となるダイ間に負のクリアランスを設けてプレス加工により第1のシェービング加工をする第2の加工工程と、第3のパンチ及び対となるダイ間に正のクリアランスを設けて第2のシェービング加工をする第3の加工工程とを順番に行って、金属板材の上面及び下面にダレ面がなく、かつ切口面が全体的に剪断加工面とされる方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−344049号公報(要約、図3〜図5)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載された金属板材のプレス加工方法においては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
加工工程数が3工程と多く、このため設備費が高くなり、また、作業性が悪いという問題があった。
また、第1の加工工程では上方からの加工の他、下方からの戻し加工があり、しかも、第1の加工工程から第2の加工工程に移る途中で、金属板材の上下を反転する必要があり、プレス加工機械の構成が複雑になり、大型化し、設置スペースが大きくなった。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、加工工程数及びハンドリング数が少なくて済み、コンパクトで、設備費が安価にできる金属板材のプレス加工方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る金属板材のプレス加工方法は、板厚tの金属板材に孔又は切欠きからなる打ち抜き加工部をプレス加工によって形成する金属板材のプレス加工方法において、第1のパンチ及び第1のパンチと対となる第1のダイを用い、打ち抜き加工部の最終加工面にシェービング取り代を付けて、金属板材を半抜き加工する第1工程と、第2のパンチ及び第2のパンチと対となる第2のダイを用い、半抜き加工された部分に更に剪断加工を主体とするシェービング加工を行う第2工程とを有し、打ち抜き加工部の最終加工面に70%以上の剪断加工面を確保する。これによって、2つの加工工程数で、かつ、反転等のハンドリングも不要で、しかも、打ち抜き加工部の最終加工面に70%以上の剪断加工面を確保することができる。また、スクラップ浮きが発生しない。
ここで、切欠きとは、板材の外周縁の一部に形成されたへこみ部、また、ノッチを表している。
【0008】
本発明に係る金属板材のプレス加工方法において、金属板材は板厚tが1mm以上かつ4.5mm以下であって、シェービング取り代を、0.1t以上かつ0.2t以下、半抜き加工の打ち込み量を、0.5t以上かつ0.9t以下、及び第1のパンチと第1のダイとの第1のクリアランスを、−0.05t以上かつ0.1t以下とし、第2のパンチと第2のダイとの第2のクリアランスを、0.01t以上かつ0.1t以下とすることもできる。これによって、シェービング取り代、半抜き加工の打ち込み量、第1のクリアランス及び第2のクリアランスを適正な範囲に設定するので、打ち抜き加工部の最終加工面に、より多くの剪断加工面を確保することができる。なお、第1のクリアランスが、−0.05t以上かつ0.1t以下とは、0未満で0.05t以上、0、及び0を超えて0.1t以下を表している。
【0009】
ここで、シェービング取り代を、0.1t以上かつ0.2t以下とした理由は、0.1t未満であれば、シェービング加工が不安定となり、一方、0.2tを超えると、半抜き加工の効果が減じ、最終の加工剪断面が短くなるからである。
半抜き加工の打ち込み量を、0.5t以上かつ0.9t以下とした理由は、0.5t未満であれば、半抜き加工の効果が減じ、最終の加工剪断面が短くなる、一方、0.9tを超えると、押出部が分離する恐れがあり、又は半抜き加工の効果が減じ、最終の加工剪断面が短くなるからである。
第1のクリアランスを、−0.05t以上かつ0.1t以下とした理由は、−0.05t未満(負のクリアランス)では、第1のパンチと第1のダイとの間で圧縮される部分が増えて半抜き加工の効果が減じ、最終の加工剪断面が短くなり、一方、0.1tを超えても、半抜き加工の効果が減じ、最終の加工剪断面が短くなるからである。
【0010】
第2のクリアランスを、0.01t以上かつ0.1t以下とした理由は、0.01t未満であれば、パンチの寿命が短くなると共に、二次剪断が発生し、一方、0.1tを超えると、剪断加工面が少なくなるからである。
本発明に係る金属板材のプレス加工方法において、第1のパンチの底部外縁は鈍刃に形成することもできる。これによって、半抜き加工の打ち込み量を大きく取れ、半抜き加工性が向上する。
【0011】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図1は本発明の一実施の形態に係る金属板材のプレス加工方法を適用して孔が加工された製品の平面図、図2は同金属板材のプレス加工方法の工程図、図3(A)、(B)、(C)はそれぞれ、同金属板材のプレス加工方法の加工前、第1工程後、第2工程後の金属板材の状態を示す説明図、図4は同金属板材のプレス加工方法を適用するプレス金型の関係配置図である。
【0012】
図1〜図3に示すように、本発明の一実施の形態に係る金属板材のプレス加工方法は、矩形状に形成され、4隅部にそれぞれ位置決め用パイロット孔11が設けられた板厚t(例えば、1mm以上かつ4.5mm以下、本実施の形態では2.3mm)の金属板材12の中心部に、打ち抜き加工部の一例である孔13(実施の形態では卵形)をプレス加工によって形成した製品(完成品)14を製造する方法である。
【0013】
図2〜図4に示すように、本実施の形態に係る金属板材のプレス加工方法においては、実線で示す第1のパンチ15及び第1のパンチ15と対となる第1のダイ16を用い、孔13の最終加工面17にシェービング取り代Tを付けると共に、打ち込み量Uを設けて、金属板材12を半抜き加工する第1工程と、2点鎖線で示す第2のパンチ18及び第2のパンチ18と対となる第2のダイ19を用い、半抜き加工された部分に更に剪断加工を主体とするシェービング加工を行う第2工程とを有している。
【0014】
従って、図2及び図3(A)に示す金属板材12は、第1工程により図2、図3(B)及び図4に示す半抜きされた状態にある中間品20となり、さらに、この中間品20は、第2工程により略コップ状のシェービングかす21(打ち抜き加工部に相当する部分)が分離された、図1、図2及び図3(C)に示す製品14となる。
なお、第1のパンチ15及び第1のダイ16、第2のパンチ18及び第2のダイ19を用いてプレス加工を行う際、金属板材12の位置決め用パイロット孔11を第1のダイ16、第2のダイ19に取付けられたパイロットピン(図示せず)に嵌合させると共に、孔13の周囲の金属板材12、中間品20上には、押圧力が加えられたストリッパー(図示せず)が載置されている。
【0015】
金属板材12の材質は、例えば、熱間圧延鋼、冷間圧延鋼等の珪素(Si)量が少ない(例えば、0.5重量%未満)、粘りのある鉄板を使用しており、製品14の用途としては、自動車用部品、家電製品の部品、シャーシ、筐体、小物部品(電磁鋼板を除く)が考えられる。
図4に示すように、第1のパンチ15の底部外縁は断面が(1/4)円弧状に形成されており、R=0.2mmとしている。一般的に、Rは0.05t以上かつ0.15t以下としている。
【0016】
各工程における、各加工の設定値は以下の通りとする。
(第1工程)
図2及び図3(B)に示すように、シェービング取り代Tは、0.1t以上かつ0.2t以下とし、本実施の形態では、T=0.3mmとする。かつ、半抜き加工の打ち込み量Uは、0.5t以上かつ0.9t以下とし、本実施の形態では、U=1.8mmとしている。なお、好ましくは、シェービング取り代Tは、0.1t以上かつ0.15t以下、また、半抜き加工の打ち込み量Uは、0.6t以上かつ0.8t以下とする。
【0017】
また、図2及び図4に示すように、第1のパンチ15の外形と第1のダイ16の内形との第1のクリアランスC1 は、−0.05t以上かつ0.1t以下とし、本実施の形態では、C1 =0mmとしている。なお、好ましくは、0又は0を超えて0.05t以下とする。
(第2工程)
図2及び図4に示すように、第2のパンチ18の外形と第2のダイ19の内形との第2のクリアランスC2 は、0.01t以上かつ0.1t以下とし、本実施の形態では、C2 =0.1mmとしている。なお、好ましくは、0.03t以上かつ0.06t以下とする。
【0018】
次いで、本発明の一実施の形態に係る金属板材のプレス加工方法及びその作用について、図を参照しながら説明する。
(1)事前に、適用する金属板材12の材質、板厚t、孔13の形状、大きさ等を考慮して、シェービング取り代T、打ち込み量U、第1のクリアランスC1 及び第2のクリアランスC2 を設定する。
【0019】
(第1工程)
(2)図2の状態aに示すように、金属板材12の4つの位置決め用パイロット孔11(図1参照)を第1のダイ16のパイロットピンに嵌合させて、金属板材12を第1のダイ16上にセットし、さらに、金属板材12を押圧用のストリッパー(図示せず)で押し付ける。
(3)図2の状態bに示すように、第1のパンチ15を打ち込み量Uだけ下降させて、半抜き加工して中間品20を形成する。
(4)中間品20を第1のダイ16から取り外す。
【0020】
(第2工程)
(5)図2の状態cに示すように、中間品20の4つの位置決め用パイロット孔11を第2のダイ19のパイロットピンに嵌合させて、中間品20を第2のダイ19上にセットし、さらに、中間品20を押圧用のストリッパーで押し付ける。
(6)図2の状態dに示すように、第2のパンチ18を板厚t以上の量だけ下降させることによって、剪断加工を主体とするシェービング加工を行い、中間品20の孔13に最終加工面17を形成すると共に、シェービングかす21を分離して、孔13を有する製品14を製造する。
【0021】
本実施の形態に係る金属板材のプレス加工方法においては、板厚の10%程度のシェービング取り代を残して下孔加工を行い、次いで、この下孔加工した部分を、クリアランスを板厚の1〜2%としてシェービング加工する従来の方法に比較して、形成されるシェービングかすが肉厚の薄いリング状ではなく、コップ状であるので、シェービング加工時にシェービングかすが内側に移動するのが阻止され、これにより、最終加工面17には70%以上の剪断加工面が確保できる。
【0022】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の金属板材のプレス加工方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、金属板材12に打ち抜き加工部として、卵形の孔13を形成したが、これに限定されず、必要に応じて、円形、楕円形、多角形、又は曲率の異なる曲線が連接されてなる種々の形状の孔、さらに、切欠きからなる打ち抜き加工部を形成しても構わない。
【0023】
第1のパンチ15の底部外縁は断面を(1/4)円弧状に形成したが、これに限定されず、状況に応じて、その他の形状、即ち、第1工程で中間品を半抜き加工することができ、かつ、第2工程でシェービングかすを第2のパンチ18に引っ付けて持ち上げることなく分離可能な鈍刃に形成することもできる。
板厚t、シェービング取り代T、半抜き加工の打ち込み量U、第1のクリアランスC1 、及び第2のクリアランスC2 を特定の値に設定したが、これに限定されず、所定の範囲内で設定できる。
【0024】
【発明の効果】
請求項1〜3記載の金属板材のプレス加工方法においては、2つの加工工程数で、かつ、反転等のハンドリングも不要で、しかも、打ち抜き加工部の最終加工面に70%以上の剪断加工面を確保することができるので、ハンドリング性が向上すると共に、加工時間が短縮され、かつ、コンパクトな装置にできるので、極めて経済的である。
また、スクラップ浮きが発生しないので、これにより製品を傷つけることがない。
特に、請求項2記載の金属板材のプレス加工方法においては、シェービング取り代、半抜き加工の打ち込み量、第1のクリアランス及び第2のクリアランスを適正な範囲に設定するので、打ち抜き加工部の最終加工面により多くの剪断加工面を確保することができるため、加工面の精度が向上する。
請求項3記載の金属板材のプレス加工方法においては、半抜き加工の打ち込み量を大きく取れ、半抜き加工性が向上するので、加工面の精度がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る金属板材のプレス加工方法を適用して孔が加工された製品の平面図である。
【図2】同金属板材のプレス加工方法の工程図である。
【図3】(A)、(B)、(C)はそれぞれ、同金属板材のプレス加工方法の加工前、第1工程後、第2工程後の金属板材の状態を示す説明図である。
【図4】同金属板材のプレス加工方法を適用するプレス金型の関係配置図である。
【符号の説明】
11:パイロット孔、12:金属板材、13:孔、14:製品(完成品)、15:第1のパンチ、16:第1のダイ、17:最終加工面、18:第2のパンチ、19:第2のダイ、20:中間品、21:シェービングかす
Claims (3)
- 板厚tの金属板材に孔又は切欠きからなる打ち抜き加工部をプレス加工によって形成する金属板材のプレス加工方法において、
第1のパンチ及び該第1のパンチと対となる第1のダイを用い、前記打ち抜き加工部の最終加工面にシェービング取り代を付けて、前記金属板材を半抜き加工する第1工程と、
第2のパンチ及び該第2のパンチと対となる第2のダイを用い、前記半抜き加工された部分に更に剪断加工を主体とするシェービング加工を行う第2工程とを有し、
前記打ち抜き加工部の最終加工面に70%以上の剪断加工面を確保することを特徴とする金属板材のプレス加工方法。 - 請求項1記載の金属板材のプレス加工方法において、前記金属板材は板厚tが1mm以上かつ4.5mm以下であって、前記シェービング取り代を、0.1t以上かつ0.2t以下、前記半抜き加工の打ち込み量を、0.5t以上かつ0.9t以下、及び前記第1のパンチと前記第1のダイとの第1のクリアランスを、−0.05t以上かつ0.1t以下とし、前記第2のパンチと前記第2のダイとの第2のクリアランスを、0.01t以上かつ0.1t以下とすることを特徴とする金属板材のプレス加工方法。
- 請求項1及び2のいずれか1項に記載の金属板材のプレス加工方法において、前記第1のパンチの底部外縁は鈍刃に形成されていることを特徴とする金属板材のプレス加工方法。
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