JP2005177767A - 打抜き加工用複合ダイ - Google Patents

Abstract

【課題】 制作費や再生費が比較的安価であるとともに、打抜き加工における不良現象であるカス上がりやカス詰まりを発生させることなく打抜き加工ができる打抜き加工用複合ダイを提供する。
【解決手段】 打抜き孔４を有するダイ部２が、このダイ部２の打抜き孔４より大きな打抜き孔５を同軸に有するマウンティングブロック部３の上に積層されて形成されてなるとともに、前記ダイ部２の厚さがマウンティングブロック部３の厚さに比して薄く形成されてなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、打抜き加工用複合ダイに関し、特にはリードフレームなどの打抜き加工に使用される複合ダイに関するものである。

リードフレーム、コネクタなどの製造には打抜き加工ダイとパンチ（以下単にダイ、パンチと称す）を使用して金属の薄板（以下ワークと称す）を打抜く打抜き加工が行なわれる。この打抜き加工では、図４に示すように、ダイ２１上に送り込まれたワーク２２をパンチ２３で打抜くが、その際抜きカス２４が発生する。この抜きカス２４は、本来ならばダイ２１の打抜き孔２５内に納まって下方に落下するのであるが、打抜き後のパンチ２３の上昇に伴って図４ａのように抜きカス２４が上がるカス上がりが発生し、打抜き製品を損なうことがある。また一方、抜きカス２４が打抜き孔２５内を落下せずに、図４ｂに示すようにカス詰まりを発生することがある。このカス詰まりが発生すると、打抜き孔２５内面に非常に大きな力が加わりダイ２１が割れることになる［特開２００２−１９２２５４号公報（特許文献１）参照］。

上記の問題に対する対策として図５に示すような対策がとられている。すなわち、図５ａ、ｂに示す分割ダイは、１つのダイ２６を２分割以上して製作したダイ片２７を組合わせてなり、ダイ２６の打抜き孔２５の内側面に放電により突起２８を付与し、その突起２８により抜きカス２４をパンチ２３から脱落させ、その下部ではダイ２６とパンチ２３のクリアランスにより抜きカス２４を落とすというものである。この分割ダイ２６の場合、２分割以上のダイ片２７の組立て調整が必要である。また、分割していない一体ダイ２１（図４参照）では放電による突起２８を付与することができないという問題がある。

図５ｃに示すダイは、打抜き孔２５の内側面に微小なへこみ２９を加工したダイ３０であって、打抜き孔２５の内側面のへこみ２９によって部分的に内側面と抜きカス２４との摩擦抵抗を増加させ、抜きカス２４を保持し、カス上がりを防止する。この微小なへこみ２９は、打抜き孔２５の内側面に傾斜して加工したものであってもよい［特開平７−２１４１９０号公報（特許文献２）参照］。しかし、このダイ３０の場合も、微小なへこみ２９は、例えば放電加工などにより加工されるため、分割していない一体ダイ２１の状態で加工することができないという問題、あるいは一体ダイ２１の状態で加工できたとしても、その加工は複雑でコスト高となる問題がある。また、微小なへこみ２９が製品に転写されることが懸念される。

図５ｄに示すダイは、打抜き孔２５の内側面３１を微小なテーパ形状に加工したテーパダイ３２であって、打抜き孔２５の内側面の下方向への断面積の増加によりダイ上部で抜きカス２４を数枚保持してカス上がりを防止し、それ以上の抜きカス２４はテーパによるクリアランスの増加により下方へ落とし、抜きカス２４の詰まりによるダイ割れを防止するものである。しかし、このテーパダイ３２の場合、抜きカス２４の詰まり、抜きカス２４のカス上がりを確実に防止するためには、テーパを非常に高い精度で加工する必要があり、またテーパダイ３２全体が超硬材のためテーパダイ３２の材料費が高くなる問題がある。更に、打抜き加工につれてダイが摩耗すると、治具から外して研磨など再加工して再生するが、ダイ再生時に打抜き孔２５が大きくなり再使用ができない場合がある。
特開２００２−１９２２５４号公報 特開平７−２１４１９０号公報

本発明は、上記の如き事情に基づいてなしたものであって、その目的は、制作費や再生費が比較的安価であるとともに、打抜き加工における不良現象であるカス上がりやカス詰まりを発生させることなく打抜き加工ができる打抜き加工用複合ダイを提供するものである。

上記の目的を達成するために、本発明（請求項１）に係る打抜き加工用複合ダイは、打抜き孔を有するダイ部が、このダイ部の打抜き孔より大きな打抜き孔を同軸に有するマウンティングブロック部の上に積層されて形成されてなるとともに、前記ダイ部の厚さがマウンティングブロック部の厚さに比して薄く形成されてなるものである。

一般に、打抜き加工用ダイは、治具に嵌合固定し、プレス機の下型のダイセット上にバッキングプレートを介し載置して使用される。そこで、本発明では、その打抜き加工用ダイをダイ部とマウンティングブロック部とに形成し、マウンティングブロック部の打抜き孔の大きさをダイ部の打抜き孔の大きさより大きく形成するとともに、ダイ部の厚さをマウンティングブロック部の厚さに比して薄く形成し、そのダイ部をマウンティングブロック部の上に積層して固定するように形成したものである。なお、ダイ部とマウンティングブロック部は治具に嵌合固定することで一体化してもよいが、ロー付けや接着剤などによって接合して有ってもよい。

従って、ダイ部の厚さを被打抜き材の厚さの１枚分あるいは数枚分の厚さに形成することができ、このことと相俟ってマウンティングブロック部の打抜き孔の大きさがダイ部の打抜き孔の大きさより大きく形成されていることから、抜きカスがカス上がりすることなく、また、打抜き孔内でカス詰まりすることなく打抜き加工ができる。また更に、ダイ部が打抜き加工によって摩滅したり、欠損した場合には、治具から外してダイ部のみを交換することで再生使用ができるので、従来のようにダイ全体を廃棄するのに比較して安価にできる。また、ダイ部の厚さが薄いので、仮に被打抜き材の厚さの数枚分の厚さがあって打抜き孔の内周にテーパを加工する場合であっても加工が容易にできる。また、マウンティングブロック部は、構造用鋼や工具鋼などの比較的安価な材料が使用でき、また再使用が可能であると共に打抜き孔の内周にテーパなどの加工を施すこともできる。

本発明（請求項２）に係る打抜き加工用複合ダイは、上記請求項１の発明において、ダイ部が、工具鋼、超硬合金又はファインセラミックなどの硬質材で形成されてあってもよい。このような材料、特に超硬合金やファインセラミックのような高価な材料を用いた場合に、上記作用効果をより効果的に享受することができる。

本発明（請求項３）に係る打抜き加工用複合ダイは、上記請求項１又は２の発明において、ダイ部の厚さが、０．５〜５ｍｍに形成されてあってもよい。ダイ部の厚さが０．５ｍｍ未満では破損することが懸念され、上記の作用効果が十分に享受できなくなる。また一方、ダイ部の厚さが５ｍｍを超えても、被打抜き材の厚さ（０．１〜５ｍｍ程度）や打抜き加工用ダイの全体厚さ（１５〜３０ｍｍ程度）等にもよるが、上記の作用効果が十分に享受し得なくなることが懸念される。

本発明（請求項４）に係る打抜き加工用複合ダイは、上記請求項１〜３のいずれかの発明において、ダイ部とマウンティングブロック部が複数の打抜き孔を有するものであってもよい。特に、上記の作用効果を享受してリードフレーム、コネクタなどの打抜き加工ができる。

本発明によれば、抜きカスがカス上がりすることなく、また、打抜き孔内でカス詰まりすることなく打抜き加工ができる。また、ダイ部の厚みが必要以上に厚く製作されていないため、複合ダイの材料費および製作費の軽減が期待できる。また更に、ダイ部が打抜き加工によって摩滅したり、欠損した場合には、治具から外してダイ部のみを交換することで再生使用ができるので、従来のようにダイの研磨などの再加工やダイ全体を廃棄するのに比較して安価にできる。また、ダイ部の厚さが薄いので、仮に被打抜き材の厚さの数枚分の厚さがあって打抜き孔の内周にテーパを加工する場合であっても加工が容易にできる。また、打抜き製品の破損も軽減でき製品歩留の向上が期待できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る打抜き加工用複合ダイの説明図であって、ａは打抜き孔が１つの場合の全体斜視図、ｂはａのＡ−Ａ断面図、ｃは複数（本例では２つ）の場合の全体斜視図、ｄはｃのＢ−Ｂ断面図である。

打抜き加工用複合ダイ１は、ダイ部２とマウンティングブロック部３とを備えて構成され、ダイ部２には打ち抜かれて製品となる形状と同形状の打抜き孔４が、またマウンティングブロック部３には前記打抜き孔４よりもやや大きい（約０．２ｍｍ程度のクリアランスＣとなる大きさ）打抜き孔５がそれぞれ形成されている。

図２は、打抜き孔が１つの場合の打抜き加工用複合ダイを用いた場合の打抜き加工工程を説明するための断面模式図である。まず、被打抜き材６が加工用複合ダイ１のダイ部２上に供給されると共に押え７で押圧する（図２ａ参照）。次いで、パンチ８が下降して被打抜き材６を打抜く（図２ｂ参照）。このときパンチ８の下降ストロークは、被打抜き材６を打抜き得る最小のストロークが好ましく、ストロークが大きい場合には打抜きサイクルタイムが大きくなり、生産性などの低下を招く。打抜き後は、パンチ８が上昇すると共に押え７の押圧が解除される（図２ｃ参照）。以降は、被打抜き材６が再供給され、図２ａ〜図２ｃに示す打抜き工程が繰返される。なお、符号９は抜きカスを示す。

上記打抜き加工用複合ダイを使用した打抜き加工では、ダイ部２の厚さが薄く形成されるとともに、マウンティングブロック部３の打抜き孔５がダイ部２の打抜き孔４よりクリアランスＣ（約０．２ｍｍ程度）だけ大きく形成されているので、打抜き加工で発生した抜きカス９は、被打抜き材６の厚さによるが、ダイ部２の打抜き孔４内に数枚留まるか全く留まらずにマウンティングブロック部３の打抜き孔５を落下して外部に廃棄され、カス上がりやカス詰まりを起こすことなく打抜き加工ができる。また、ダイ部２が打抜き加工によって摩滅したり、欠損した場合には、治具から外してダイ部２のみを交換することで再生使用ができるので安価である。また、ダイ部２の厚さが薄いので、超硬合金などの硬質材であっても打抜き孔４の内周にテーパなどの加工が容易にできる。

［実施例１］
被打抜き材６として厚さ０．１５ｍｍの４２アロイを用い、直径０．５ｍｍの円孔を図２に示す要領で打抜き加工した。なお、このときの打抜き加工用複合ダイ１の諸条件は以下の通りである。
打抜き加工用複合ダイ１の厚さ：２０ｍｍ
ダイ部２の厚さ：０．５ｍｍ
ポンチ６の外径とダイ部２の打抜き孔４の内径との差：２μｍ
打抜き孔４と打抜き孔５の差：０．１ｍｍ

上記の例では、抜きカス９は、ダイ部２の打抜き孔４内及びマウンティングブロック部３の打抜き孔５内に留まることなく落下し、カス上がりやカス詰まりを起こすことなく打抜き加工ができた。

［実施例２］
被打抜き材６として厚さ１．８５ｍｍの銅合金を用い、寸法０．８５ｍｍ×１．０ｍｍの長方形状の孔を、図２に示す要領で打抜き加工した。なお、このときの打抜き加工用複合ダイ１の諸条件は以下の通りである。
打抜き加工用複合ダイ１の厚さ：２０ｍｍ
ダイ部２の厚さ：２ｍｍ
ポンチ６の外径とダイ部２の打抜き孔４の内径との差：８μｍ
打抜き孔４と打抜き孔５の差：０．１６ｍｍ

上記の例でも、抜きカス９は、ダイ部２の打抜き孔４内及びマウンティングブロック部３の打抜き孔５内に留まることなく落下し、カス上がりやカス詰まりを起こすことなく打抜き加工ができた。

［実施例３］
被打抜き材６として厚さ０．３５ｍｍのステンレス鋼を用い、寸法０．３００ｍｍ×０．３７５ｍｍの図３に示す形状の孔を、図２に示す要領で打抜き加工した。なお、このときの打抜き加工用複合ダイ１の諸条件は以下の通りである。
打抜き加工用複合ダイ１の厚さ：２０ｍｍ
ダイ部２の厚さ：３ｍｍ
ポンチ６の外径とダイ部２の打抜き孔４の内径との差：５μｍ
打抜き孔４と打抜き孔５の差：０．２ｍｍ

上記の例では、抜きカス９は、ダイ部２の打抜き孔４内に数枚留まるものの、後からの打抜きによる抜きカス９により押下げられ、カス上がりやカス詰まりを起こすことなく打抜き加工ができた。なお、この例ように、被打抜き材６の厚さ（０．３５ｍｍ）に比してダイ部２の厚さ（３ｍｍ）が厚い場合には、ダイ部２の打抜き孔４の内周に下広がりのテーパを形成することで、留まる抜きカス９を少なくできる。

本発明に係る打抜き加工用複合ダイの説明図であって、ａは打抜き孔が１つの場合の全体斜視図、ｂはａのＡ−Ａ断面図、ｃは複数（本例では２つ）の場合の全体斜視図、ｄはｃのＢ−Ｂ断面図である。 本発明に係る打抜き孔が１つの場合の打抜き加工用複合ダイを用いた場合の打抜き加工工程を説明するための断面模式図であって、ａは打抜き前、ｂは打抜き中、ｃは打抜き後の状態の説明図である。 本発明に係る打抜き加工用複合ダイに形成した打抜き孔の形状を示す説明図である。 打抜き加工状態の説明図である。 従来の打抜き加工ダイの説明図であって、ａとｂは分割ダイ、ｃはへこみを加工したダイ、ｄはテーパダイの場合である。

符号の説明

１：打抜き加工用複合ダイ ２：ダイ部
３：マウンティングブロック部 ４、５：打抜き孔
６：打抜き材 ７：押え ８：パンチ
９：抜きカス Ｃ：クリアランス

Claims (4)

1. 打抜き孔を有するダイ部が、このダイ部の打抜き孔より大きな打抜き孔を同軸に有するマウンティングブロック部の上に積層されて形成されてなるとともに、前記ダイ部の厚さがマウンティングブロック部の厚さに比して薄く形成されてなることを特徴とする打抜き加工用複合ダイ。
2. ダイ部が工具鋼、超硬合金又はファインセラミックなどの硬質材で形成されてなる請求項１に記載の打抜き加工用複合ダイ。
3. ダイ部の厚さが０．５〜５ｍｍに形成されてなる請求項１又は２に記載の打抜き加工用複合ダイ。
4. ダイ部とマウンティングブロック部が複数の打抜き孔を有する請求項１〜３のいずれかに記載の打抜き加工用複合ダイ。
   
   

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