JP2005224806A - Punching apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、孔あけ加工等に用いられるパンチ装置に関するものである。 The present invention relates to a punch device used for drilling or the like.
従来、図6(a)に示すように、軸部4と、軸部4の尾端に軸部4より大径の頭部5とを備えるパンチ2aが知られている(例えば特許文献1参照)。
Conventionally, as shown in FIG. 6A, a punch 2 a having a
前記パンチ2aは、図6(b)に示すように、バッキングプレート12を介してプレス機13に装着されたパンチプレート9に取着される。パンチプレート9には、例えば、パンチ2aが複数個取着され、孔あけ加工用多列打抜雄型として用いられる。パンチ2aは、軸部4がパンチプレート9の所定の位置に形成された貫通孔10に嵌通されて保持される一方、頭部5が貫通孔10の尾端に形成される、貫通孔10より大径の座ぐり部11に収容される。
As shown in FIG. 6B, the punch 2a is attached to the punch plate 9 attached to the
図6(b)に示す装置では、プレス機13を下降させると、軸部4の先端によりワークWに孔あけ加工が行なわれる。前記孔あけ加工終了後、前記プレス機13を上昇させると、座ぐり部11の底部がパンチ2aの頭部5下面に係合してパンチ2aをワークWから引き抜くが、このときパンチ2aの軸部4先端部にはワークWによる摩擦力が作用する。そして、この摩擦力による応力が頭部5の下面に作用する。
In the apparatus shown in FIG. 6B, when the
一般に、一様な断面を持つ構造物では前記応力は一様に分布するが、パンチ2aでは頭部5が軸部4に対し直角に張り出しており、そのために頭部5下面の軸部4とのコーナー部で断面が急変する構造となっている。この結果、前記コーナー部に応力が集中し、該コーナー部に亀裂を生じて、頭部5が欠け落ちる、いわゆる頭飛びが発生しやすくなる。
In general, in a structure having a uniform cross section, the stress is uniformly distributed. However, in the punch 2a, the
前記頭部5と軸部4とのコーナー部に対する応力集中を緩和するために、図7(a)に示すように、頭部5が軸部4から尾方に向けて次第に拡径するテーパ状に形成された、所謂テーパパンチ2bが知られている(例えば特許文献2参照)。
In order to alleviate the stress concentration on the corner portion of the
テーパパンチ2bは、図7(b)に示すように、軸部4がパンチプレート9の貫通孔10に嵌通して保持される一方、頭部5が貫通孔10の尾端に形成されたテーパ孔部19に収容され、図6(b)に示すパンチ2aと同様に用いられる。この結果、前記孔あけ加工終了後、パンチ2bを引き抜くときの応力は頭部5周面のテーパ面6に一様にかかることになり、頭部5と軸部4とのコーナー部に対する応力集中を緩和することができる。
As shown in FIG. 7B, the
しかしながら、図7(b)の構成とするには、パンチプレート9に形成するテーパ孔部15の形状を、頭部5のテーパ面6の形状と精密に一致させて、且つ、貫通孔10の孔軸とテーパ孔部19の孔軸とを精密に一致させなければならず、高精度の加工が必要になるという不都合がある。特に、現状では、パンチ等の金型部品を製造する部品メーカーと、金型を製造する金型メーカーとは別であり、金型メーカーが部品メーカーから購入したテーパパンチに合わせて、パンチプレートに貫通孔とテーパ孔部とを加工している。そして、金型メーカーには、テーパパンチに適合するテーパ孔部を加工するための専用の工具が無く、前述の如き精密なテーパ孔部の加工を行うことは困難である。そのため、テーパパンチは、頭飛び防止という顕著な効果があるにも係わらず左程普及していない。
本発明は、かかる不都合を解消して、パンチの頭部に対する応力集中を緩和することができ、しかもパンチプレートに容易に取着することができるパンチ装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a punching device that can eliminate such inconvenience, relieve stress concentration on the head of the punch, and can be easily attached to the punch plate.
かかる目的を達成するために、本発明は、パンチプレートに形成した貫通孔に挿通して保持される軸部と、軸部の尾端の頭部とを有するパンチを備えるパンチ装置であって、パンチの頭部が軸部から尾方に向けて次第に拡径するテーパ状に形成されているものにおいて、パンチプレートの貫通孔の尾端に形成される貫通孔より大径の座ぐり部に周囲の隙間を存して収納可能な筒状体を備え、該筒状体は、パンチの頭部を受け入れるテーパ孔部と、パンチの軸部が隙間を存して挿通されるテーパ孔部に連続する直孔部とが形成されていることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention is a punch device comprising a punch having a shaft portion that is inserted and held in a through hole formed in a punch plate, and a head portion at the tail end of the shaft portion, The punch head has a tapered shape with a diameter gradually increasing from the shaft toward the tail, and the punch has a counterbore with a larger diameter than the through hole formed at the tail end of the through hole of the punch plate. A cylindrical body that can be stored with a gap is provided, and the cylindrical body is continuous with a tapered hole part that receives the head of the punch and a tapered hole part through which the shaft part of the punch is inserted with a gap. A straight hole portion is formed.
前記構成によれば、前記パンチの頭部が前記筒状体のテーパ孔部に受け入れられることにより、該パンチの軸と該テーパ孔部の軸とが一致する。このとき、前記テーパ孔部の軸と、前記直孔部の軸とは、わずかにずれていることがあるが、該直孔部は前記パンチの軸部が隙間を存して挿通されるように形成されているので、該軸部は該直孔部と干渉することなく挿通される。従って、前記パンチ装置は、前記筒状体の前記テーパ孔部の軸と前記直孔部の軸とを精密に一致させるような高精度の加工を必要とせず、容易かつ安価に製造することができる。 According to the said structure, the axis | shaft of this punch and the axis | shaft of this taper hole part correspond because the head part of the said punch is received by the taper hole part of the said cylindrical body. At this time, the axis of the tapered hole portion and the axis of the straight hole portion may be slightly shifted, but the straight hole portion is inserted through the punch shaft portion with a gap. Therefore, the shaft portion is inserted without interfering with the straight hole portion. Therefore, the punching device can be manufactured easily and inexpensively without requiring high-precision machining to precisely match the axis of the tapered hole portion and the axis of the straight hole portion of the cylindrical body. it can.
尚、前記パンチと対になる前記筒状体の製造を金型部品メーカーが行うようにすれば、該パンチの頭部のテーパ形状に適合する専用の工具を用いて、該筒状体のテーパ孔部を該頭部のテーパ形状に合致するように容易に加工でき、合理的である。 If the mold part manufacturer manufactures the cylindrical body paired with the punch, the taper of the cylindrical body is used by using a dedicated tool that matches the taper shape of the head of the punch. The hole can be easily machined to match the tapered shape of the head, which is reasonable.
次に、本発明のパンチ装置は、前記パンチと筒状体とが前述のように組み合わされた状態で、前記パンチの軸部が前記パンチプレートの貫通孔に挿通されることにより保持され、前記パンチの頭部が前記筒状体と共に前記座ぐり部に収容される。このとき、前記パンチプレートでは、前記貫通孔の軸と前記座ぐり部の軸とがわずかにずれていることがあるが、
前記筒状体は該座ぐり部に周囲の隙間を存して収納可能とされているので、該座ぐり部と干渉することなく該座ぐり部に収容される。従って、前記パンチ装置は、前記パンチプレートに対して前記貫通孔の軸と前記座ぐり部の軸とを精密に一致させるような高精度の加工を必要とすることなく、該パンチプレートに対して容易に取着することができる。
Next, the punch device of the present invention is held by the shaft portion of the punch being inserted through the through hole of the punch plate in a state where the punch and the cylindrical body are combined as described above. The punch head is housed in the counterbore together with the cylindrical body. At this time, in the punch plate, the axis of the through hole and the axis of the counterbore part may be slightly shifted,
Since the cylindrical body can be stored in the counterbore part with a peripheral gap, the cylindrical body is stored in the counterbore part without interfering with the counterbore part. Therefore, the punching device does not require high-precision processing such that the axis of the through hole and the axis of the counterbore portion precisely coincide with the punch plate. Can be easily attached.
上述のようにして前記パンチプレートに取着された本発明のパンチ装置では、前記パンチプレートをバッキングプレートを介してプレス機に装着し、該プレス機をワークに対して下降させることにより該ワークに孔あけ加工を行うことができる。前記孔あけ加工終了後、前記プレス機を上昇させると、前記パンチが前記ワークから引き抜かれるが、該パンチには前記ワークの摩擦力が作用するので、該パンチの頭部に応力がかかる。 In the punch device of the present invention attached to the punch plate as described above, the punch plate is mounted on a press machine via a backing plate, and the press machine is lowered with respect to the work to be attached to the work. Drilling can be performed. When the press is raised after completion of the drilling process, the punch is pulled out from the workpiece. However, since the frictional force of the workpiece acts on the punch, stress is applied to the head of the punch.
しかし、前記パンチを引き抜くときの応力は、前記筒状体のテーパ孔部を介して、テーパ状に形成された前記頭部周面にかかることになる。従って、本発明のパンチ装置によれば、前記パンチの頭部に対する応力集中を緩和して、頭飛びの発生を低減することができる。 However, the stress when pulling out the punch is applied to the peripheral surface of the head formed in a tapered shape through the tapered hole portion of the cylindrical body. Therefore, according to the punch device of the present invention, the stress concentration on the head of the punch can be relaxed, and the occurrence of head jump can be reduced.
前記筒状体のテーパ孔部は、前記応力をテーパ状に形成された前記頭部周面に伝えられるものであればよく、前記パンチの頭部全体を収容するものでなくても、該頭部の少なくとも一部を受け入れられればよい。そこで、本発明のパンチ装置において、前記筒状体のテーパ孔部は、前記頭部の端面が該筒状体の端面外方に浮き出るように形成されていることを特徴とする。 The tapered hole portion of the cylindrical body only needs to be able to transmit the stress to the tapered peripheral surface of the head, and does not accommodate the entire head of the punch. It is sufficient that at least a part of the part is accepted. Therefore, in the punch device of the present invention, the tapered hole portion of the cylindrical body is formed such that the end surface of the head portion is raised outward from the end surface of the cylindrical body.
このようにすることにより、前記バッキングプレートを確実に前記頭部の端面に当接させ、前記ワークに対して前記孔あけ加工を行う際に、該パンチの軸部が前記貫通孔内で軸方向尾方にずれ動くことを防ぐことができる。前記孔あけ加工を行う際に、前記軸部が前記貫通孔内で動くと、該軸部と該貫通孔との摩耗を生じ、該貫通孔による該軸部の保持が不完全になる。 By doing so, when the backing plate is securely brought into contact with the end face of the head and the hole is drilled in the workpiece, the shaft portion of the punch is axially moved in the through hole. It can be prevented from moving to the tail. When the drilling process is performed, if the shaft portion moves in the through hole, the shaft portion and the through hole are worn, and the shaft portion is not completely held by the through hole.
また、本発明のパンチ装置において、前記筒状体は、前記パンチよりも軟らかい金属材料からなる。このようにするときには、前記テーパ孔部の形状は、前記パンチの頭部側面のテーパ形状と精密に一致していなくとも、使用を重ねることにより、次第に該頭部側面のテーパ形状に馴染むことができる。従って、前記テーパ孔部に対して、該テーパ孔部の形状と頭部側面のテーパ形状とを精密に一致させるような高精度の加工を必要とせず、コストを低減することができる。 Moreover, the punch apparatus of this invention WHEREIN: The said cylindrical body consists of a metal material softer than the said punch. In this case, even if the shape of the tapered hole portion does not exactly coincide with the tapered shape of the side surface of the head of the punch, it can gradually become familiar with the tapered shape of the side surface of the head by repeated use. it can. Therefore, the taper hole portion does not require high-precision processing that precisely matches the shape of the taper hole portion and the taper shape of the side surface of the head, and the cost can be reduced.
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図1は本発明のパンチ装置の一実施形態を示す説明的断面図、図2は図1のパンチ装置をパンチプレートに取着した状態を示す説明的断面図、図3は図1のパンチ装置による孔あけ加工を示す説明的断面図、図4は他の実施形態のパンチ装置をパンチプレートに取着した状態を示す説明的断面図、図5は本発明のパンチ装置のさらに他の実施形態を示す説明的断面図である。 Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. 1 is an explanatory cross-sectional view showing an embodiment of the punch device of the present invention, FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which the punch device of FIG. 1 is attached to a punch plate, and FIG. 3 is a punch device of FIG. FIG. 4 is an explanatory sectional view showing a state in which the punching device of another embodiment is attached to the punch plate, and FIG. 5 is still another embodiment of the punching device of the present invention. It is explanatory sectional drawing which shows this.
図1(a)に示すように、本実施形態のパンチ装置1は、パンチ2と筒状体たるブシュ3とからなる。パンチ2は、軸部4と、軸部4の尾端に形成された頭部5とを備える。頭部5は軸部4から尾方に向けて次第に拡径するテーパ状に形成され、頭部5の周面はテーパ面6になっている。パンチ2は、工具鋼または超硬により製造され、軸部4の先端部がパンチ部となる。
As shown in FIG. 1A, the
一方、ブシュ3は、パンチ2の頭部5を受け入れるテーパ孔部7と、テーパ孔部7に連続して軸部4が挿通される直孔部8とが形成されており、直孔部8はパンチ2の軸部4が間隔C1を存して挿通可能とされている。ブシュ3は、パンチ2より硬度が低く軟らかい、例えばHRC(使用硬さ)40程度の金属材料を切削して、まず直孔部8を形成し、次いで直孔部8に連通するテーパ孔部7を形成することにより製造されている。このとき、テーパ孔部7の軸と直孔部8の軸とは互いに一致するようにされている。
On the other hand, the
パンチ装置1は、図1(b)に示すように、パンチ2の軸部4がブシュ3の直孔部8に挿通されることにより、パンチ2とブシュ3とが組み付けられる。このとき、パンチ2の頭部5は、テーパ面6がブッシュ3のテーパ孔部7に案内されることにより、パンチ2の軸とテーパ孔部7の軸とが一致せしめられる。
As shown in FIG. 1 (b), the
このとき、直孔部8はパンチ2の軸部4が隙間C1を存して挿通可能に形成されていればよく、テーパ孔部7の軸と直孔部8の軸とが精密に一致するように高精度で加工されている必要はない。軸部4は、直孔部8が隙間C1を存して挿通可能とされていることにより、テーパ孔部7の軸と直孔部8の軸がわずかにずれているような場合でも、相互に干渉することなく直孔部8に挿通することができる。
At this time, the
パンチ2とブシュ3とが組み付けられたパンチ装置1は、図2に示すように、パンチ2の軸部4がパンチプレート9の貫通孔10に挿通されることにより、パンチプレート9に取着される。このとき、軸部4は貫通孔10に軽圧入されることにより、パンチ装置1がパンチプレート9に保持される。パンチプレート9は、例えば、複数のパンチ2が保持され、多列打抜雄型として用いられるが、1本のみのパンチ2を保持するものであってもよい。
As shown in FIG. 2, the
パンチ装置1がパンチプレート9に取着されたとき、ブシュ3は、貫通孔10の尾端に形成された座ぐり部11に収容される。座ぐり部11は、貫通孔10の尾端部に貫通孔10の軸と座ぐり部11の軸とが一致するようにして、貫通孔10よりも大径に形成されている。
When the
座ぐり部11はブシュ3の周囲との間に隙間C2を存するように形成されていればよく、貫通孔10の軸と座ぐり部11の軸とが精密に一致するように高精度で加工されている必要はない。ブシュ3は、座ぐり部11との間に隙間C2を存することにより、貫通孔10の軸と座ぐり部11の軸とがわずかにずれているような場合でも、相互に干渉することなく座ぐり部11に収容されることができる。
パンチ装置1を保持するパンチプレート9は、図3に示すように、さらに頭部5の端面に当接されるバッキングプレート12を介してプレス機13に装着される。パンチ装置1は、プレス機13を下降させることにより、パンチ2の軸部4に対応する雌型14上に載置されたワークWに対して孔あけ加工を行う。尚、図3は前記孔あけ加工が終了した状態を示している。
As shown in FIG. 3, the punch plate 9 that holds the
前記孔あけ加工終了後、プレス機13を上昇させると、軸部4がワークWから引き抜かれるが、このとき軸部4にはワークWによる摩擦力が作用し、該摩擦力による応力がパンチプレート9、ブシュ3を介して頭部5に作用する。しかし、頭部5はテーパ面6によりブシュ3に当接しており、テーパ面6により頭部5と軸部4との断面の急変が低減されているので、前記応力が特定の局部に集中することを抑制することができる。
When the
尚、ブシュ3は、前述のようにパンチ2より硬度の低いHRC40程度の金属材料により形成されているので、テーパ孔部7の形状がパンチ2のテーパ面6の形状と精密に一致していなくともよい。前記金属材料からなるブシュ3のテーパ孔部7は、使用を重ねることにより次第にパンチ2のテーパ面6の形状に馴染むことができる。
Since the
ところで、テーパ孔部7を、パンチ2の頭部5のテーパ面6が軸部4との境界部分に亘ってテーパ孔部7に接するように形成し、ブシュ3を直孔部8の無いものにすることが考えられる。しかし、このものでは、テーパ面6の軸部4寄りの部分を受けるブシュ3の部分(テーパ孔部7の最小径部分)の軸方向の肉厚が薄くなり、パンチ2をワークWから引き抜く際に、テーパ孔部7の前記最小径部分が座ぐり部11の底部に食い込むようにして撓む。そのため、座ぐり部11の底部の貫通孔10の開口部に変形(へたり)を生ずる。
By the way, the taper hole portion 7 is formed so that the
これに対して本実施形態のブシュ3は、直孔部8を備えており、テーパ孔部7の前記最小径部分でも直孔部8の長さに対応する肉厚が確保されている。従って、テーパ孔部7の前記最小径部分の撓みによる前記へたりを防止することができる。
On the other hand, the
また、パンチ装置1は、パンチプレート9がプレス機13に装着されたときに、バッキングプレート12が頭部5の端面に当接されていることが好ましい。バッキングプレート12と頭部5の端面との間に間隙があっても、前記孔あけ加工をすることは可能であるが、この場合には前記孔あけ加工を行う毎に軸部4が前記間隙の幅で上下動することになる。軸部4は貫通孔10に軽圧入されているので、前記上下動を繰り返すと貫通孔10とのこじりにより摩耗し、貫通孔10との間に間隙を生じて十分に保持されなくなる。
In the
ここで、本実施形態では、頭部5の端面がブシュ3のパンチ2尾方側の端面と面一になるようにテーパ孔部7が形成されているが、これでは加工公差によりテーパ孔部7が僅かでも設計値より大きくなると、頭部5の端面がブシュ3の端面より低くなってしまい、バッキングプレート12と頭部5の端面との間に隙間を生ずる。これに対し、図4に示すように、頭部5の端面がブシュ3のパンチ2尾方側の端面外方に浮き出るようにテーパ孔部7が形成されていれば、加工公差でテーパ孔部7が多少大きく形成されても、頭部5の端面がブシュ3の端面より低くなることはなく、有利である。
Here, in the present embodiment, the tapered hole portion 7 is formed so that the end surface of the
尚、テーパ孔部7を図4に示す構成としても、座ぐり部11の深さによっては、頭部5の端面がパンチプレート9と面一にならないことがある。このような場合には、ブシュ3と座ぐり部11の底部との間にシムを介装することにより、頭部5の端面がパンチプレート9の端面と面一になるように、調節することができる。
Even if the tapered hole portion 7 is configured as shown in FIG. 4, the end surface of the
前記各実施形態のパンチ2は、頭部5が軸部4から尾方に向けて次第に拡径するテーパ状に形成され、頭部5の周面はテーパ面6になっており、テーパ面6が直接軸部4に接続されている。しかし、ブシュ3の直孔部8は、パンチ2の軸部4との間に間隔C1を存しているので、図5(a)に示すように、頭部5と軸部4とは曲面部15を介して接続されいてもよい。
The
前述のように、応力集中は断面が急変する部位に発生するので、曲面部15を設け、軸部4から頭部5への接続を滑らかにすることにより、頭部5と軸部4との接続部に対する応力集中をさらに抑制することができる。この場合、図5(b)に示すように、曲面部15は前記間隔C1により直孔部8内に収容されるので、曲面部15の曲率半径は、直孔部8内に収容される範囲でできるだけ大きくすることができる。
As described above, since the stress concentration occurs at the site where the cross section changes suddenly, the
また、頭部5は、テーパ面6の上方に円筒部16を備えていてもよい。円筒部16は上端部に面取り17が施されており、面取り17の内周面18は軸部4と同径とされている。頭部5は、円筒部16、面取り17を備えることによりさらに強度が向上し、パンチ2の引き抜き時に破損することを防止することができる。
The
前記各実施形態では、パンチ2は先端まで等径の軸部4を備え、軸部4の先端部をパンチ部として孔あけ加工を行うようにしているが、軸部4の先端部を所定の形状のパンチ部としてもよい。また、前記各実施形態では、孔あけ加工用のパンチについて説明したが、本発明は鍛造品に窪みを付形するための鍛造用パンチにも同様に適用することができる。
In each of the above embodiments, the
1…パンチ装置、 2…パンチ、 3…筒状体、 4…軸部、 5…頭部、 7…テーパ孔部、 8…直孔部、 9…パンチプレート、 10…貫通孔、 11…座ぐり部。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
パンチの頭部が軸部から尾方に向けて次第に拡径するテーパ状に形成されているものにおいて、
パンチプレートの貫通孔の尾端に形成される貫通孔より大径の座ぐり部に周囲の隙間を存して収納可能な筒状体を備え、該筒状体は、パンチ頭部を受け入れるテーパ孔部と、パンチの軸部が隙間を存して挿通されるテーパ孔部に連続する直孔部とが形成されていることを特徴とするパンチ装置。 A punch device comprising a punch having a shaft portion inserted and held in a through-hole formed in a punch plate, and a head portion at the tail end of the shaft portion,
In what is formed in a taper shape in which the diameter of the punch head gradually increases from the shaft toward the tail,
A cylindrical body that can be accommodated in a counterbore portion having a diameter larger than that of the through hole formed at the tail end of the through hole of the punch plate with a surrounding clearance, and the cylindrical body is a taper that receives the punch head. A punching device comprising: a hole portion; and a straight hole portion continuous with a tapered hole portion through which a shaft portion of the punch is inserted with a gap.
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2005349561A (en) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | Groz Beckert Kg | Punching device, and punching die for the same |
CN113799210A (en) * | 2021-08-26 | 2021-12-17 | 盐城市雷击环保科技有限公司 | Connecting end drilling production line of epoxy glass fiber tube |
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