JP2006239711A

JP2006239711A - プレス切断装置

Info

Publication number: JP2006239711A
Application number: JP2005055761A
Authority: JP
Inventors: Mitsumaro Takahashi; 満磨高橋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2006-09-14

Abstract

【課題】プレス切断後の仕上げ加工を不要にする。
【解決手段】相対移動して互いに嵌合する雌刃型と雄刃型の間に材料を挟み材料を雄刃型の形状に切断するプレス切断装置において、雌刃型の切断寸法を完成品と同一にするとともに、雌刃型に対する雄刃型のクリアランスを０に近い微小な値とし、かつ雌刃型の刃先部分を面取りまたは／および曲面形状とする。なお、前記雌刃型の刃先部分の面取りまたは曲面形状部分は、材料厚さの１５％〜４０％とする。また、前記雌刃型の刃の側面部分を滑らかな表面にする。さらには、材料が切断された後に雄刃型の表面と雌刃型の底面部とで切断材料を挟圧し切断材料の上面および下面を成形加工する。
【選択図】図３

Description

本発明は、切断面の仕上げ加工を不要とするプレス切断装置に関する。

従来のプレス切断装置としては、特許文献１に記載のものがある。これを使用して、例えば、図７に示す金属製のフランジを量産する場合は、先ず、材料をプレス切断装置により、機械加工の余裕を残して、外周部を大きめに穴部分を小さめに切断する。次に、機械加工により、上面、下面、外周および穴内面を所定寸法に仕上げ加工をしていた。これはプレス切断による切断面が粗く、そのままではシール面等として使用不可であるとともに、図８に示すように、プレス切断の場合、雄刃型の刃先と雌刃型の刃先の間に、切断材料の厚さの１０分の１程度のギャップを必要とし、そのギャップの分、切断面が傾斜してしまうという問題があったからである。
特開平２０００−３１７５４４号公報

そこで、本発明は、プレス切断による切断面を垂直に保つとともに、切断面を滑らかにし、かつ切断材料の上面および下面の成形加工も同時に行えるプレス切断装置を提案することを目的とした。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、相対移動して互いに嵌合する雌刃型と雄刃型の間に材料を挟み材料を雄刃型の形状に切断するプレス切断装置において、雌刃型の切断寸法を完成品と同一にするとともに、雌刃型に対する雄刃型のクリアランスを０に近い微小な値とし、かつ雌刃型の刃先部分を面取りまたは／および曲面形状にしたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記雌刃型の刃先部分の面取りまたは／および曲面形状部分を材料厚さの１５％〜４０％としたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記雌刃型の刃の側面部分を滑らかな表面にしたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの発明において、外形抜き加工用および穴あけ加工用として前記雌刃型および雄刃型を取り付けたコンパウンド金型を用いたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの発明において、材料が切断された後に雄刃型の表面と雌刃型の底面部とで切断材料を挟圧し切断材料の上面および下面を成形加工することを特徴とする。

以上述べたように本発明によれば、雌刃型の切断寸法を完成品と同一にするとともに、雌刃型に対する雄刃型のクリアランスを０に近い微小な値とし、かつ雌刃型の刃先部分を面取り、曲面形状として後退させたことで、材料は雄刃型により雌刃型内に押し込まれるように塑性変形しながら切断され、それにより切断面が垂直でかつ切断寸法が完成品と同一となり、さらに切断面の表面が雌刃型の側面に応じて滑らかに仕上がるため、機械加工による仕上げが不要となる。
また、切断と同時に切断材料の上面と下面の成形加工が可能となり、完成品の上下面に凹凸形状を有する場合もプレス加工のみでその形状に仕上げられるため、大幅なコストダウンが可能となる。

以下、図に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１〜図３は本発明に係るプレス切断装置の刃型部分の動作を模式的に示した断面図である。このプレス切断装置は、図５に示す形状のフランジＷを、外形抜き加工と穴あけ加工を同時加工するものであり、図１は加工前の状態を示す。図において、１は支持プレート２の下面に取り付けられた雄刃型であり、フランジＷの外形抜き加工の刃型１ａと穴あけ加工の刃型１ｂが形成されている。３は支持プレート４の上面に取り付けられた雌刃型であり、同じくフランジＷの外形抜き加工の刃型３ａと穴あけ加工の刃型３ｂが形成されている。この雄刃型１と雌刃型３は、当然、互いに嵌合可能であり、嵌合した場合のクリアランスは０．１〜０．２ｍｍ程度とする。理想としては、雌刃型３に対する雄刃型のクリアランスを０に近い微小な値とすることであるが、組立上の誤差や加工時の弾性変形等を考慮すると、雄刃型１と雌刃型３が干渉しない限界として、現実には０．１〜０．２ｍｍ程度が適当な値となる。

プレス切断後の加工品の寸法は雌刃型３に基づくため、雌刃型３の寸法がフランジＷの仕上がり寸法となる。また、雌刃型３の刃先部分は、面取りまたは曲面に形成し、あるいは面取りと曲面を組み合わせて後退した形状とし、その面取りの大きさ、曲面の半径またはそれらを組み合わせた大きさは、加工する材料５が鋼材の場合、その厚さの２０％〜４０％程度とする。雄刃型１の刃先部分はそのまま直角にしておく。さらに、プレス切断後の加工品の切断面の表面粗さは、雌刃型３の刃の側面の表面粗さにより決定されるため、加工後のフランジＷの側面切断面を滑らかに仕上げたい場合は、雌刃型３の側面を滑らかに仕上げてメッキ等の表面処理を施しておく。

図２は、図１の状態から雄刃型１が下降した状態を示す。雄刃型１により下方に押し込まれた材料５の一部は押し出されて塑性変形をしながら下降し、雌刃型３内に進入している。材料５の上面の雄刃型１の角に接する部分は、材料の移動に伴い、雄刃型１の移動方向にダレ込んでいる。

図３は、図２の状態から雄刃型１がさらに下降して切断を終了した状態を示す。雄刃型１の下降した結果、雌刃型３内に押し出された材料５が、材料５の厚みの分、下降した時点で切断が完了し、さらに雄刃型１が下降し、押し出されて切断された材料５の下面が支持プレート４の上面に到達する。ここで、雄刃型１をさらに下方へ押圧すると、図４に示すように、切断された材料５は、上面を雄刃型１の下面に、下面を支持プレート４の上面に、側面を雌刃型３の側面により囲まれて圧縮されることになり、材料５は塑性変形しながら、側面は雌刃型３の形状に成形されるともに、上下面もそれぞれ成形される。

材料５の切断された側面部は雌刃型３により成形されるため、雌刃型３の側面を滑らかな表面にしておけば、切断面は滑らかな表面となり仕上げの機械加工が不要となる。ここで雄刃型１の下面と支持プレート４の上面にそれぞれ凹凸形状を形成しておくと、材料５の上下面はその凹凸形状に成形される。すなわち、このことは、図７に示したようなワーク上下面に凹凸のある形状でも、プレス切断により、１回の加工で仕上げることが可能となる。なお、本発明で、材料５の上下面の成形が可能になったのは、雄刃型１と雌刃型３とのクリアランスをほぼ０にしたことで、材料５を互いに嵌合した雄刃型１と雌刃型３により形成される空間内に閉じ込めて圧縮し塑性変形させることが可能となったからである。

図６は外形抜き加工と穴あけ加工を同時に行う周知のコンパウンド金型（総抜き金型）を示す。図において、１１はシャンク、１２はコミ、１３はプレート（上）、１４はプレート（中）、１５はパンチフォルダ、１６はプレート（下）、１７はハネダシ、１８は雌刃型、１９は雄刃型、２０はカストリ、２１はプレート、２２は台、２３はマクラである。このコンパウンド金型で本発明を実施する場合は、雌刃型１８および雄刃型１９を図１に示したようにワークに応じた形状寸法に形成する。

さらに、ワークの上下面も同時に成形加工する場合は、雄刃型１９の上面とハネダシ１７の下面に成形用の型を形成しておく。このコンパウンド金型で加工すると、１回のプレス切断加工で切断面が滑らかな外形抜き加工と穴あけ加工および上下面の成形加工が同時に可能となり、仕上げ加工が不要となって大幅なコストダウンができる。なお、コンパウンド金型で本発明を実施する場合は、加工部が塑性変形して発熱を伴うため、従来加工に比べ大型のプレス機を使用して動作速度を落とすことが好ましい。

本発明のプレス切断装置の刃型部分の動作を模式的に示した断面図である。本発明のプレス切断装置の刃型部分の動作を模式的に示した断面図である。本発明のプレス切断装置の刃型部分の動作を模式的に示した断面図である。図３の一部を拡大して示した断面図である。図１〜図４の加工で切断されるワークの形状を示す図である。本発明が適用されるコンパウンド金型を示す断面図である。プレス切断装置により加工されるワークの一例を示す図である。従来のプレス切断装置における加工の説明図である。

符号の説明

１雄刃型
１ａ外形抜き加工の刃型
１ｂ穴あけ加工の刃型
２支持プレート
３雌刃型
３ａ外形抜き加工の刃型
３ｂ穴あけ加工の刃型
４支持プレート
５材料
１１シャンク
１２コミ
１３プレート（上）
１４プレート（中）
１５パンチフォルダ
１６プレート（下）
１７ハネダシ
１８雌刃型
１９雄刃型
２０カストリ
２１プレート
２２台
２３マクラ
Ｗフランジ

Claims

相対移動して互いに嵌合する雌刃型と雄刃型の間に材料を挟み材料を雄刃型の形状に切断するプレス切断装置において、
雌刃型の切断寸法を完成品と同一にするとともに、雌刃型に対する雄刃型のクリアランスを０に近い微小な値とし、かつ雌刃型の刃先部分を面取りまたは／および曲面形状にしたことを特徴とするプレス切断装置。
請求項１に記載のプレス切断装置において、
前記雌刃型の刃先部分の面取りまたは／および曲面形状部分を材料厚さの１５％〜４０％としたことを特徴とするプレス切断装置。
請求項１または２に記載のプレス切断装置において、
前記雌刃型の刃の側面部分を滑らかな表面にしたことを特徴とするプレス切断装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載のプレス切断装置において、
外形抜き加工用および穴あけ加工用として前記雌刃型および雄刃型を取り付けたコンパウンド金型を用いたことを特徴とするプレス切断装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載のプレス切断装置において、
材料が切断された後に雄刃型の表面と雌刃型の底面部とで切断材料を挟圧し切断材料の上面および下面を成形加工することを特徴としたプレス切断装置。