JP2006130526A

JP2006130526A - プレス加工方法、およびプレス金型

Info

Publication number: JP2006130526A
Application number: JP2004321472A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Takehana; 伸幸竹花
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】シート状の被加工材を撓ませることなく打ち抜き加工を行うことができ、また抜きカス上がりを防止することができるプレス加工およびプレス金型を提供する。
【解決手段】ダイ９とストリッパ１５とによりシート状の被加工材１０を挟持し、この挟持した状態でパンチ３により被加工材１０を打ち抜くプレス加工方法であって、被加工材１０を打ち抜く際にパンチ３が被加工材１０に近づくことにより、パンチ３、ストリッパ１５、及び被加工材１０に囲まれて形成される空気室２５内の気圧が高まると、空気室２５内の空気が、パンチ３の内部に穿設した空気抜き孔２３から空気室２５の外部に抜けるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート状の被加工材をパンチにより打ち抜くプレス加工方法およびプレス金型に関する。

従来、プレス加工においては、打ち抜き工程で被加工材とパンチとの間に密閉された空間部（すなわち空気室）が形成される場合がある。そして、パンチを押し込むことで空気室内の空気が圧縮されると、被加工材は、空気圧により被加工材形状が歪む等の悪影響を受けることがある。そのため、前記空気室から空気を抜くために様々な手段が提案されている。例えば、粉末形成プレスで形成後に焼結された焼結体を再圧縮して所定寸法に仕上げるための矯正プレスにおいては、径方向に摺動自在に重なった複数のパンチを備え、各パンチに径方向に貫通する空気抜き孔と、パンチ間の隙間とにより空気室からの空気を逃がし、空気室内の圧力上昇を防ぐ旨が提案されている（特許文献１参照）。
特開平８−８５８０４号公報

ところで、シート状の被加工材をパンチにより打ち抜く打ち抜き加工においては、被加工材が撓み易いために、図９に示すように、パンチ４１とストリッパ４２との隙間から僅かに空気が抜けてはいるのだが、パンチ４１の押し込み時に空気室４３内の気圧が高まり、被加工材４４がダイ４５側に膨らんでしまう虞がある。この膨らみ状態のまま被加工材４４をパンチ４１で打ち抜くと、被加工材４４上に形成される打ち抜き孔の形状が歪んだり、寸法精度が得られなかったりする不具合が生じてしまう。

また、抜きカス４７がダイ４５の開口部４６よりも大きな形状に形成され易いため、開口部４６内においてパンチ４１と抜きカス４７との間に挟まれた空間が密閉されてしまう。したがって、この密閉空間が形成された状態でダイ４５からパンチ４１を引き抜くと、密閉空間が減圧されて抜きカス４７がパンチ４１とともにダイ４５の開口部４６から排出される方向に移動してしまい、所謂抜きカス上がりが発生し易い。そして、ダイ４５の外に移動した抜きカス４７が被加工材４４上やダイ４５上に留まると、次回の打ち抜き加工において、抜きカス４７がストリッパ４２により押し付けられて被加工材４４に不必要な圧痕を形成してしまう。さらに、抜きカス４７が被加工材４４の打ち抜き箇所に重なった状態で打ち抜き加工が行われると、パンチ４１に負荷が掛かり過ぎてしまい、パンチ４１の寿命を短縮してしまう。そこで、例えば径方向に重なった複数のパンチを備え、パンチ間の隙間を空気抜き流路として利用することも考えられるが、微細な孔等の打ち抜きを行う打ち抜き加工においては、個々のパンチが細かくなり過ぎてその強度が低下し、却ってパンチの寿命が短くなる虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シート状の被加工材を撓ませることなく打ち抜き加工を行うことができ、また抜きカス上がりを防止することができるプレス加工およびプレス金型を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ダイとストリッパとによりシート状の被加工材を挟持し、この挟持した状態でパンチにより被加工材を打ち抜くプレス加工方法であって、前記被加工材を打ち抜く際にパンチが被加工材に近づくことにより、パンチ、ストリッパ、及び被加工材に囲まれて形成される空気室内の気圧が高まると、空気室内の空気が、パンチの内部に穿設した空気抜き孔から空気室の外部に抜けるようにしたことを特徴とする。

そして、ダイと、該ダイ上にセットしたシート状の被加工材をダイ側に押圧するストリッパと、ストリッパの開口部内を貫通してダイの開口部内に進入して前記被加工材を打ち抜くパンチとを備えたプレス金型であって、
前記パンチの内部に、該パンチの先端面に一端が開口した空気抜き孔を穿設し、
前記被加工材を打ち抜く際にパンチが被加工材に近づくことにより、パンチ、ストリッパ、及び被加工材に囲まれて形成される空気室内の気圧が高まると、空気室内の空気が、パンチの前記空気抜き孔から空気室の外部に抜けるようにしたことを特徴とする。

上記構成によれば、空気を空気抜き孔から逃がすので、空気室内の気圧が高まって被加工材が撓んでしまう不具合を抑制することができ、打ち抜き形状の歪み抑制や、仕上がり寸法の精度向上を図ることができる。そして、抜きカスがダイの開口部よりも大きな形状に形成されることがなく、また、空気抜き孔が空気室に連通することにより、開口部内においてパンチと抜きカスとの間に挟まれた空間が密閉状態にならない。したがって、打ち抜き動作後にパンチをダイから抜くと、空気が抜きカスと開口部内面との隙間や空気抜き孔からパンチと抜きカスとの間へ入り込むことができ、抜きカスとパンチとをスムーズに離間させることができる。このことから、打ち抜き加工後の所謂抜きカス上がりを防止することができる。
さらに、パンチに空気抜き孔を形成したので、空気室内を加圧する部分に圧力を逃がす孔を形成することができる。したがって、効率よく空気室内の気圧上昇を防止することができ、被加工材の撓みを抑制することができる。

また、ダイとストリッパとによりシート状の被加工材を挟持し、この挟持した状態でパンチにより被加工材を打ち抜くプレス加工方法であって、
前記被加工材を打ち抜く際にパンチが被加工材に近づくことにより、パンチ、ストリッパ、及び被加工材に囲まれて形成される空気室内の気圧が高まると、空気室内の空気が、ストリッパの内周面に形成した空気抜き溝から空気室の外部に抜けるようにしたことを特徴とする。

このような構成を備えると、パンチに加工を加えることなく空気室内の空気抜きを実現することができる。したがって、パンチの強度や寿命を低減させずに、空気室内の気圧の高まりを抑えて、被加工材が撓んでしまう不具合を抑制することができる。また、パンチの大きさに制限されることなく、空気室内に連通する空気抜き孔を設けることができる。したがって、シート材に微細な穴を打ち抜くプレス加工であっても、空気室内の空気を抜くことができ、打ち抜き形状や寸法の精度向上を図ることができる。

また、ダイとストリッパとによりシート状の被加工材を挟持し、この挟持した状態でパンチにより被加工材を打ち抜くプレス加工方法であって、
前記被加工材を打ち抜く際にパンチが被加工材に近づくことにより、パンチ、ストリッパ、及び被加工材に囲まれて形成される空気室内の気圧が高まると、空気室内の空気が、予め被加工材の抜きカスになるべき部分に穿設した貫通孔から空気室の外部に抜けるようにしたことを特徴とする。

このような構成を備えると、パンチに加工を加えることなく空気室内の空気抜きを実現することができる。したがって、パンチの強度や寿命を低減させずに、空気室内の気圧の高まりを抑えて、被加工材が撓んでしまう不具合を抑制することができる。また、被加工材の抜きカスになるべき部分に穿設した貫通孔から空気が抜けるので、金型やストリッパに空気逃げのための加工を施す必要が無い上、プレス加工後の被加工材に空気逃げのため貫通孔の跡が残ず、被加工材の利用面積を減少させることが無い。

以下、本発明の実施の最良形態を図面に基づいて説明する。図１は、シート状の被加工材（例えば、プラスチックフィルムや薄い金属板）を打ち抜くためのプレス金型の概略図である。
プレス金型１は、図１に示すように、上下に分割された金型であり、プレス機（図示せず）のボルスタに固定される下側金型２と、プレス機のラムに固定され、パンチ３を備えた上側金型４とにより概略構成され、上側金型４から下向きに延設されたガイド軸５を下側金型２のガイド軸受６に摺動自在に嵌合し、上側金型４が下側金型２に対して上下方向へ進退できるように構成されている。

下側金型２は、ダイホルダ８の上面にダイ９を固定し、ダイ９には、被加工材１０を打ち抜いた後のパンチ３が進入可能な開口部１１を開設している。また、上側金型４は、パンチホルダ１３の下面にパンチプレート１４を固定し、該パンチプレート１４にパンチ３を、先端（図中下端）を下方へ突出した状態で備えている。また、パンチプレート１４の下方には、パンチ３の突出長さよりも薄い厚さで形成された平板状のストリッパ１５を、上下方向へ移動可能な状態で設け、該ストリッパ１５にはパンチ３が摺動可能な開口部１７を開設すると共に、ガイド軸５に嵌合してストリッパ１５を案内するガイド軸受１６を設けている。さらに、ストリッパ１５には、パンチプレート１４内を上下方向へ摺動可能なストリッパピン１８を立設し、該ストリッパピン１８の先端（上端）にパンチプレート１４からの脱落防止用フランジ１９を形成し、該脱落防止用フランジ１９をパンチホルダ１３内に収納されたコイルばね等の付勢部材２０に係合し、ストリッパ１５がダイ９へ向けて付勢されるように構成されている。
このように構成された上側金型４は、上昇して下側金型２から十分に離間すると、ストリッパ１５を下方へ付勢してパンチプレート１４から離間させ、パンチ３の先端部を開口部１７内に収納する（図３参照）。また、下降して下側金型２を十分に押圧すると、ストリッパ１５をパンチプレート１４側に移動してパンチ３の先端部を開口部１７から突出させる（図６参照）。

そして、パンチ３の内部には、図２に示すように、当該パンチ３の先端面（図中下端面）に一端が開口した空気抜き孔２３を穿設し、該空気抜き孔２３の他端を上側金型４内に穿設された大気開放孔２４に連通している。したがって、プレス金型１は、パンチ３の先端面の下方に臨ませた空間、具体的には、パンチ３、ストリッパ１５、及び被加工材１０に囲まれて形成される空気室２５を、空気抜き孔２３および大気開放孔２４からなる空気流路を介して大気開放するように構成されている。

次に、上記構成を備えたプレス金型１を用いてシート状の被加工材１０を打ち抜くプレス加工について説明する。なお、プレス加工の準備段階として、上側金型４を上方へ移動し、パンチ３をストリッパ１５の下面から突出しない状態で配置する。そして、シート状の被加工材１０をダイ９上にセットする（図３参照）。

まず、上側金型４を下方へ移動すると、ストリッパ１５が被加工材１０の上面に当接して押圧し、被加工材１０がダイ９とストリッパ１５とにより挟持される。また、ストリッパ１５の開口部１７内には空気室２５がパンチ３、ストリッパ１５、及び被加工材１０に囲まれて形成される（図４参照）。そして、引き続き、上側金型４を下方へ移動すると、パンチプレート１４が下降してストリッパ１５に近づくとともに、パンチ３が開口部１７内を下降（移動）して被加工材１０に近づく（図５参照）。このとき、パンチ３により圧縮されるため空気室２５内の気圧が高まる。すると、空気室２５内の空気は、パンチ３の空気抜き孔２３から空気室２５の外部に抜け、大気開放孔２４を通ってプレス金型１の外へ放出される。したがって、空気室２５内の気圧が高まって被加工材１０が撓んでしまう不具合を抑制することができ、打ち抜き形状の歪み抑制や、仕上がり寸法の精度向上を図ることができる。また、パンチ３に空気抜き孔２３を形成したので、空気室２５内を加圧する部分に圧力を逃がす開口を形成することができる。したがって、効率よく空気室２５内の気圧上昇を防止することができ、被加工材１０の撓みを抑制することができる。

さらに上側金型４を下方へ移動すると、パンチ３は、ダイ９とストリッパ１５とにより挟持された状態の被加工材１０を打ち抜き、ダイ９の開口部１１へ抜きカス２６とともに進入する（図６参照）。パンチ３が被加工材１０を打ち抜いて下死点に到達した後は、上側金型４を上方へ移動して、パンチ３をダイ９の開口部１１から引き抜き、ストリッパ１５の開口部１７内へ収納し、さらに上側金型４を上方へ移動して、ストリッパ１５を被加工材１０から離間させる。
このとき、被加工材１０から打ち抜かれた抜きカス２６がダイ９の開口部１１よりも大きな形状に形成されず、また、空気抜き孔２３が空気室２５に連通していることにより、開口部１１内においてパンチ３と抜きカス２６との間に挟まれた空間が密閉状態にならない。したがって、打ち抜き動作後にパンチ３をダイ９から抜くと、空気が抜きカス２６と開口部１１の内面との隙間や空気抜き孔２３から、パンチ３と抜きカス２６との間へ入り込むことができる。このため、抜きカス２６とパンチ３とをスムーズに離間させることができる。このことから、打ち抜き加工後の所謂抜きカス上がりを防止することができる。

上記実施形態では、パンチ３に空気抜き孔２３を形成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図７（ａ）に示すように、ストリッパ１５の開口部１７の内周面に、該内周面の下端に一端が位置して他端が内周面の上端に位置する空気抜き溝２８を形成し、該空気抜き溝２８の他端をストリッパ１５とパンチプレート１４との隙間に臨ませて、空気室２５を大気開放するように構成してもよい。このような空気抜き溝２８を形成し、被加工材１０を打ち抜く際にパンチ３が被加工材１０に近づくことにより空気室２５内の気圧が高まると、空気室２５内の空気をストリッパ１５の空気抜き溝２８を通して空気室２５の外部へ抜くことができる。したがって、パンチ３に加工を加えることなく空気室２５内の空気抜きを実現することができ、パンチ３の強度や寿命を低減させずに、空気室２５内の気圧の高まりを抑えて、被加工材１０が撓んでしまう不具合を抑制することができる。また、パンチ３の大きさに制限されることなく、空気室２５内に連通する連通路を設けることができる。したがって、シート材に微細な穴を打ち抜くプレス加工であっても、空気室２５内の空気を抜くことができ、打ち抜き形状や寸法の精度向上を図ることができる。
なお、図７（ｂ）に示すように、空気抜き溝２８は、ストリッパ１５の下面、すなわち被加工材１０を押圧する面に開口部を形成しない状態で設ければ、被加工材１０の上面に空気抜き溝２８の押し跡が形成されないので好適である。

また、パンチ３やストリッパ１５に空気抜きのための流路を形成せずに、被加工材１０の打ち抜き箇所（抜きカス箇所）に予め開口孔（あるいはスリット）３０を開設してもよい（図８参照）。このように被加工材１０に空気抜き用の開口孔３０を開設する準備加工を施し、その後で抜き打ち加工を行なえば、パンチ３やストリッパ１５を細工することなく、簡単に空気室２５内の空気抜きを実現することができる。したがって、パンチ３の強度や寿命を低減させずに、空気室２５内の気圧の高まりを抑えて、被加工材１０が撓んでしまう不具合を抑制することができる。さらに、開口孔３０は、予め被加工材１０の抜きカスになるべき部分に穿設した箇所に形成されているので、プレス加工後の被加工材１０の利用面積を減少させることが無い。

プレス金型の概略図である。空気抜き孔を備えたパンチの概略図である。打ち抜き加工の準備段階におけるプレス金型の状態図である。被加工材をストリッパとダイとで挟んだプレス金型の状態図である。パンチを被加工材に近づけたプレス金型の状態図である。パンチで被加工材を打ち抜いたプレス金型の状態図である。（ａ）はストリッパの内周面に空気抜き溝を形成したプレス金型の状態図、（ｂ）はパンチおよび空気抜き溝周辺の拡大概略図である。（ａ）開口孔を開設した被加工材を加工するプレス金型の概略図、（ｂ）はパンチおよび被加工材の開口孔周辺の拡大概略図である。従来のパンチの概略図である。

符号の説明

１プレス金型，２下側金型，３パンチ，４上側金型，５ガイド軸，６ガイド軸受，８ダイホルダ，９ダイ，１０被加工材，１１開口部，１３パンチホルダ，１４パンチプレート，１５ストリッパ，１６ガイド軸受，１７開口部，１８ストリッパピン，１９脱落防止用フランジ，２０付勢部材，２３空気抜き孔，２４大気開放孔，２５空気室，２６抜きカス，２８空気抜き溝，３０開口孔，４１パンチ，４２ストリッパ，４３空気室，４４被加工材，４５ダイ，４６開口部

Claims

ダイとストリッパとによりシート状の被加工材を挟持し、この挟持した状態でパンチにより被加工材を打ち抜くプレス加工方法であって、
前記被加工材を打ち抜く際にパンチが被加工材に近づくことにより、パンチ、ストリッパ、及び被加工材に囲まれて形成される空気室内の気圧が高まると、空気室内の空気が、パンチの内部に穿設した空気抜き孔から空気室の外部に抜けるようにしたことを特徴とするプレス加工方法。
ダイとストリッパとによりシート状の被加工材を挟持し、この挟持した状態でパンチにより被加工材を打ち抜くプレス加工方法であって、
前記被加工材を打ち抜く際にパンチが被加工材に近づくことにより、パンチ、ストリッパ、及び被加工材に囲まれて形成される空気室内の気圧が高まると、空気室内の空気が、ストリッパの内周面に形成した空気抜き溝から空気室の外部に抜けるようにしたことを特徴とするプレス加工方法。
ダイとストリッパとによりシート状の被加工材を挟持し、この挟持した状態でパンチにより被加工材を打ち抜くプレス加工方法であって、
前記被加工材を打ち抜く際にパンチが被加工材に近づくことにより、パンチ、ストリッパ、及び被加工材に囲まれて形成される空気室内の気圧が高まると、空気室内の空気が、予め被加工材の抜きカスになるべき部分に穿設した貫通孔から空気室の外部に抜けるようにしたことを特徴とするプレス加工方法。
ダイと、該ダイ上にセットしたシート状の被加工材をダイ側に押圧するストリッパと、ストリッパの開口部内を貫通してダイの開口部内に進入して前記被加工材を打ち抜くパンチとを備えたプレス金型であって、
前記パンチの内部に、該パンチの先端面に一端が開口した空気抜き孔を穿設し、
前記被加工材を打ち抜く際にパンチが被加工材に近づくことにより、パンチ、ストリッパ、及び被加工材に囲まれて形成される空気室内の気圧が高まると、空気室内の空気が、パンチの前記空気抜き孔から空気室の外部に抜けるようにしたことを特徴とするプレス金型。
ダイと、該ダイ上にセットしたシート状の被加工材をダイ側に押圧するストリッパと、ストリッパの開口部内を貫通してダイの開口部内に進入して前記被加工材を打ち抜くパンチとを備えたプレス金型であって、
前記ストリッパの内周面に、該内周面の下端に一端が位置して他端が内周面の上端に位置する空気抜き溝を形成し、
前記被加工材を打ち抜く際にパンチが被加工材に近づくことにより、パンチ、ストリッパ、及び被加工材に囲まれて形成される空気室内の気圧が高まると、空気室内の空気が、ストリッパの前記空気抜き溝から空気室の外部に抜けるようにしたことを特徴とするプレス金型。