JP2009000745A

JP2009000745A - カス上り防止方法及びパンチ金型

Info

Publication number: JP2009000745A
Application number: JP2008037670A
Authority: JP
Inventors: Takuya Okamoto; 拓也岡本
Original assignee: Amada Co Ltd; Amada Tool Technica Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd; Amada Tool Technica Co Ltd
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2028-02-19
Also published as: TWI481454B; CN101687242A; JP5567254B2; EP2165782A1; CN101687242B; US20100199819A1; KR20090130251A; WO2008143236A1; KR101187333B1; EP2165782A4; TW200900175A

Abstract

【課題】小さな打抜きカスが生じるように打抜き加工したときに、パンチ刃部に付着してカス上りすることを防止する方法及びパンチ金型を提供する。
【解決手段】パンチ金型１とダイ金型２５との協働により板状のワークＷの打抜き加工を行う際のカス上り防止方法及びパンチ金型であって、前記パンチ金型１に備えた板押え７によってワークを前記ダイ金型２５の上面に押圧し、前記パンチ金型１に備えたパンチ刃部１３によって前記ワークの一部をダイ金型２５におけるダイ孔２７内に打抜き、前記パンチ刃部１３の上昇時であって前記パンチ刃部１３が前記ワークの下面より上側で前記ワークの上面より下側に位置するとき、前記ワークに既に加工された穴の部分から前記パンチ刃部１３の下側へ指向して大量の流体を吹き込み、前記パンチ刃部１３の下側に位置する小片のカスを前記ダイ孔２７内に落下するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばタレットパンチプレスなどのごときパンチプレスに備えたパンチ金型とダイ金型によって板状のワークの打抜き加工を行うとき、打抜かれた打抜きカスがワーク上面に浮上することを防止するカス上り防止方法及び同方法に使用するパンチ金型に関する。

従来、パンチプレスに備えたパンチ金型とダイ金型とによって板状のワークの打抜き加工を行うと、打抜かれたブランク（打抜きカス）がパンチ金型に上下動自在に備えたパンチボディの下端部のパンチ刃部の下面に密着し、前記パンチボディの上昇時に一体的に上昇してワーク上面に前記打抜きカスが上昇することがある。そこで、カス上りを防止するために、従来は、ダイ金型におけるダイ孔の内周面にブランクを保持するための構成を細工したり、パンチ金型から下方向へ流体を噴出する構成が採用されている（例えば実開平１−１１８８２８号参照）。
実開平１−１１８８２８号公報

前記特許文献１に記載のパンチ金型の構成は、図２に示すごとき構成である。すなわち、パンチ金型１は、パンチプレスにおける上型ホルダ３に上下動自在に支持される筒状のパンチガイド５を備えており、このパンチガイド５の下部に備えた板押え７には上下方向の貫通孔９が形成してある。そして、前記パンチガイド５内に上下動自在に備えたパンチボディ１１の下端部には、前記貫通孔９内を上下動自在なパンチ刃部１３が備えられている。

さらに、前記パンチボディ１１には、前記パンチボディ１１における下部の細径部分の外周面とパンチガイド５の内周面との間の環状の空間１５と、パンチプレスに上下動自在に備えたストライカ１７に形成した流体供給孔１９とを連通自在な流体路２１が形成してある。そして、パンチプレスにおけるダイホルダ２３に支持されたダイ金型２５と協働して板状のワークＷに打抜き加工を行うことによって打抜かれたブランク（打抜きカス）を、前記ダイ金型２５におけるダイ孔２７内へ落下させるために、前記パンチガイド５における前記貫通孔９の内周面の複数箇所には、前記空間１５内の流体を下方向へ噴出するための溝２９が形成してある。

上記構成において、ワークＷの打抜き加工を行うには、ストライカ１７の下降によってパンチ金型１が下降され、パンチガイド５における板押え７でもってワークＷをダイ金型２５の上面に押圧固定した後、パンチボディ１１に備えたパンチ刃部１３によって打抜き加工が行われる。このとき打抜かれたブランクの形状は、パンチ刃部１３、ダイ孔２７の形状に等しいものである。そして、パンチボディ１１における細径部（パンチ刃部１３の僅か上の部分）の外周面と前記貫通孔９の内周面との間の微細な間隙３１及び前記溝２９から下方向へ噴出される流体の作用によって、ブランクがパンチ刃部１３の下面に密着して、パンチボディ１１と一体的に上昇することが防止されている。

すなわち、ダイ金型２５におけるダイ孔２７の形状と等しい形状のブランクを打抜くときには、ブランクがダイ孔２７内に入り込むと、ブランクによってダイ孔２７が閉塞される態様となり、前記溝２９等から下方向へ噴出される流体がブランクとパンチ刃部１３との間に入り込み易く、パンチ刃部１３とブランクとの密着が防止され易いものである。

ところで、パンチ金型１とダイ金型２５との協働によってワークに打抜き加工を行うとき、前述したように、パンチ刃部１３，ダイ孔２７の形状に等しいブランク７を打抜くとは限らず、例えば追い抜き加工やニブリング加工のように、パンチ刃部１３，ダイ孔２７の大きさに比較してかなり小さな打抜きカスを連続的に打抜き加工する場合がある。

例えば、図３に示すように、一辺の長さがＬの正方形の穴をワークＷに打抜き加工を行うとき、例えば一辺の長さがＬ／２の正方向のパンチ刃部１３を備えたパンチ金型１によって追い抜き加工を行うことがある。この場合、最初は、図４（Ａ）に示すように、Ａａ，Ａｂ，Ｂａ，Ｂｂ（図３参照）の領域の打抜き加工が行われる。その後は、図４（Ｂ）に示すように領域Ｃａ，Ｃｂの打抜き加工を行い、次に隣接した領域Ｄａ，Ｄｂの打抜き加工が行われる（図４（Ｃ）参照）。

その後、隣接した領域Ｃｃ，Ｄｃの打抜き加工が行なわれ（図４（Ｄ）参照）、次に領域Ｂｃ（図５（Ａ）参照）、領域Ａｃ（図５（Ｂ）参照）、領域Ａｄ，Ｂｄ（図５（Ｃ）参照）、領域Ｃｄ（図５（Ｄ）参照）が順次打抜き加工され、最後にＤｄ（図３参照）の打抜き加工が行われることにより、一辺の長さがＬの正方形の穴が打抜き加工されることになる。

上述のごとくワークＷの打抜き加工を行うとき、図４（Ａ）に示す状態においては、ワークから打抜かれたブランク（斜線で示した部分）の大きさはダイ孔２７の大きさに等しく、その４方向（４辺）はダイ孔２７の周面に接触（拘束）される傾向にあり、図４（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）及び図５（Ｃ）に示す状態においては、ブランクの大きさはダイ孔２７の１／２の大きさであっても比較的大きく、しかも、その３方向（３辺）はダイ孔２７の周面に接触（拘束）される傾向にある。

しかし、図５（Ａ），（Ｂ），（Ｄ）及び図３に示す状態においては、打抜かれたブランクは、ダイ孔２７の１／４の大きさであって小さなものであり、しかも打抜かれた後はダイ孔２７内で、例えば水平に移動可能な自由な状態にある。したがって、打抜かれた小さなブランクは、パンチ刃部１３の下面に密着してパンチ刃部１３と一体的に上昇し易いものである。すなわちカス上りを生じる傾向にある。

ここで、前述したパンチ金型１を用いて前述したごとき追い抜き加工を行うとき、例えば図３，図４（Ｂ）〜（Ｄ），図５（Ａ）〜（Ｄ）の状態において、板押え７がワークＷの上面に接触した場合、前述した溝２９，間隙３１のワークＷの上面に対応した部分は閉塞され、ワークＷに既に打抜き加工された穴に対応した部分の溝２９，間隙３１からは垂直下方向へ流体が噴出されている。そして、ワークの追い抜き加工が行われると、全ての溝２９，間隙３１から流体が垂直下方向へ噴出される。そして、パンチガイド５が上昇し、板押え７がワークの上面から離れると、前記流体の一部はワーク上面に当接しワーク上面に沿って水平に流れることになる。

この場合、前記溝２９及び間隙３１から噴出される流体は、パンチ刃部１３の周面に案内されて垂直下方向へ指向される傾向が大きく、パンチ刃部１３の下面への回り込みが小さなものである。すなわち、パンチ刃部１３の周囲から垂直下方向へ噴射される環状の流体の流れにおける内周面は、パンチ刃部１３の外周面によって下方向へ案内されるものであるから、環状に噴射される流体は垂直下方向を指向せざるを得ないものである。

したがって、パンチ刃部１３の面積に比較してかなり小さな（例えば１／４以下）ブランク（打抜きカス）の打抜き加工を行うとき、パンチ刃部１３の下面に打抜きカスが密着して一体的に上昇することがある。そして、パンチ刃部１３が適宜に上昇した後、打抜きカスが自然落下するとき、ダイ孔２７内へ打抜きカスが吹き飛ばされることがあると共に、ときには前記ダイ孔２７から外れてワークの上面へ打抜きカスが飛ばされることがある。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、パンチ金型とダイ金型との協働により板状のワークの打抜き加工を行う際のカス上り防止方法であって、前記パンチ金型に備えた板押えによってワークを前記ダイ金型の上面に押圧し、前記パンチ金型に備えたパンチ刃部によって前記ワークの一部をダイ金型におけるダイ孔内に打抜き、前記パンチ刃部の上昇時であって前記パンチ刃部が前記ワークの下面より上側で前記ワークの上面より下側に位置するとき、前記ワークに既に加工された穴の部分から前記パンチ刃部の下側へ指向して大量の流体を吹き込み、前記パンチ刃部の下側に位置する小片の打抜きカスを前記ダイ孔内に落下することを特徴とするものである。

また、前記カス上り防止方法において、前記流体の吹き込み方向は、前記パンチ刃部の周囲から前記ダイ孔の中央部へ指向した吹き込み方向であることを特徴とするものである。

また、前記カス上り防止方法において、前記流体を前記ダイ金型の上面へ当接して前記ダイ孔の中央方向へ指向した流れとすることを特徴とするものである。

また、ダイ金型と協働して板状のワークに打抜き加工を行うためのパンチ金型であって、下端部に板押えを備えた筒状のパンチガイド内に、下端部にパンチ刃部を備えたパンチボディを上下動自在に備え、前記パンチ刃部が上下動自在な貫通孔を前記板押えに備えると共に、前記貫通孔の周囲の複数箇所に、当該貫通孔とは非連通の流体噴出孔を備え、前記複数の流体噴出孔は、前記ダイ金型に備えたダイ孔の中央部に流体を集中するように斜め下方向に指向してあることを特徴とするものである。

また、パンチ金型において、前記貫通孔の周囲の複数箇所に、当該貫通孔と連通した第２の流体噴出孔を備え、前記複数の第２の流体噴出孔は、前記ダイ金型に備えたダイ孔の中央部に流体を集中するように斜め下方向に指向してあることを特徴とするものである。

また、ダイ金型と協働して板状のワークに打抜き加工を行うためのパンチ金型であって、下端部に板押えを備えた筒状のパンチガイド内に、下端部にパンチ刃部を備えたパンチボディを上下動自在に備え、前記パンチ刃部が上下動自在な貫通孔を前記板押えに備えると共に、前記貫通孔の周囲の複数箇所に、当該貫通孔と連通した流体噴出孔を備え、前記複数の流体噴出孔は、前記ダイ金型に備えたダイ孔の中央部に流体を集中するように斜め下方向に指向してあることを特徴とするものである。

本発明によれば、噴射される流体がパンチ刃部の下面へ回り込み易いと共に、パンチ金型の上昇時に打抜きカスが落下したようなとき、上記打抜きカスをダイ金型のダイ孔内へ吹き飛ばすことができるものであり、小さな打抜きカスのカス上りを効果的に防止することができるものである。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明するに、前述した従来の構成と同一機能を奏する構成要素には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。

概念的、概略的に示す図１を参照するに、本実施形態に係るパンチ金型及びダイ金型の構成は、前述したパンチ金型１，ダイ金型２５とほぼ同一である。すなわち、パンチ金型１は、筒状のパンチガイド５を備えており、このパンチガイド５の下部には板押え７が備えられている。そして、この板押え７に形成した上下方向の貫通孔９の周囲には、環状の空間１５に連通した複数の流体噴出孔３３が形成されている。前記流体噴出孔３３は、前記貫通孔９とは直接連結することのない非連通状態に設けてあり、かつ前記パンチガイド５の上昇時に、各流体噴出孔３３から噴出した流体の流れがダイ金型２５に備えたダイ孔２７の中央部に集中するように斜め下方向に指向してある。換言すれば、前記複数の流体噴出孔３３は、下側が小さくなる錐形面に沿って配置したものである。

以上のごとき構成において、ダイ金型２５上に板状のワークＷを載置し、パンチ金型１によって最初の打抜き加工を行うとき、パンチ金型１における板押え７によってワークＷをダイ金型２５に押圧固定すると、板押え７における貫通孔９の周囲に設けた複数の流体噴出孔３３は、ワークＷの上面によって閉塞された状態にある。そして、ワークＷのＡａ，Ａｂ，Ｂａ，Ｂｂ領域の打抜き加工を行い穴ＨＡ（図４（Ｂ）参照）の打抜き加工が行われると、そのときのブランク（打抜きカス）の全周面はダイ金型２５のダイ孔２７内へ押し入れられ、ダイ孔２７の全周面と接触する。

その後、パンチ金型１が上昇するときには、先ずパンチボディ１１が上昇し、パンチ刃部１３がワークＷの上面より高く上昇した後に、パンチガイド５が上昇してパンチガイド５の下面がワークＷの上面から上方向に離反する。上述のように、ワークＷの上面からパンチガイド５の下面が離れると、パンチ金型１における環状の空間１５内へ予め流入していた流体は複数の流体噴出孔３３からパンチ金型１における貫通孔９の軸心で貫通孔９の下方の位置へ集中するように、貫通孔９の周囲から噴射される。

前述のごとくワークＷに穴ＨＡを打抜き加工したときの打抜きカスの全周囲は、ダイ金型２５におけるダイ孔２７の全内周面に接触されるので、パンチ刃部１３の下面に打抜きカスが密着して一体的に上昇すること、すなわちカス上りは比較的少ないものである。また、前記ダイ孔２７から打抜きカスが落下することなく停止している場合には、パンチ金型１が適宜に上昇すると、複数の流体噴出孔３３から噴出した流体はダイ孔２７の中央部に集中することとなり、ダイ孔２７内の打抜きカスを効果的に落下することができるものである。

次に、穴ＨＡに隣接したＣａ，Ｃｂの領域の打抜き加工を行うときは、図４（Ｂ）に示すように、穴ＨＡに対応した部分の流体噴出孔３３（ハツチングを付することなく白丸で表した孔）はワークＷによって閉塞されることなく常に開いた状態にある。したがって、パンチガイド５における板押え７でもってワークＷをダイ金型２５の上面へ押圧固定した状態においては、開いた状態の流体噴出孔３３から斜め下方に噴出された流体は、ダイ金型２５の上面に当接し、ダイ孔２７の内方向へ指向して流れることになる。

そして、打抜き加工を行うべくパンチ金型１におけるパンチボディ１１が下降し、パンチ刃部１３がダイ孔２７内に進入すると、パンチ刃部１３の外周面とダイ孔２７の内周面との間の微小間隙から流体がダイ孔２７内に流入することとなり、流体の流入は少なくなる。その後、パンチボディ１１が上昇し、パンチ刃部１３の下面がワークＷの下面すなわちダイ金型２５の上面から僅かに上昇すると、ダイ孔２７が開放される態様となり、ダイ金型２５の上面に当接して内方向へ指向された多量の流体がダイ孔２７内に流入することになる。

この際、パンチ刃部１３の下面がワークＷの上面より下側に位置するときには、ダイ金型２５の上面に当接して内方向へ指向して流れる流体の一部は、前記パンチ刃部１３の下面に沿って流れることとなる。したがって、前記パンチ刃部１３の下面に小さな打抜きカスが密着（付着）しているような場合には、付着している打抜きカスを吹き飛ばすことになる。なお、図４（Ｂ）に示す打抜きの場合、打抜きカスの三方向（図４（Ｂ）においての上下，右側）はダイ孔２７に接触するので、パンチ刃部１３に密着してのカス上りは比較的少ないものである。

次に、図４（Ｃ），（Ｄ）及び図５（Ｃ）に示すように、領域Ｄａ，Ｄｂ；Ｃｃ，Ｄｃ及びＡｄ，Ｂｄの打抜き加工を行うときは、図４（Ｂ）を用いて説明した場合と同様の作用，効果が得られるものである。

そして、図５（Ａ）に示すように、領域Ｂｃの打抜き加工を行う場合には、生じる打抜きカスの大きさはパンチ刃部１３の下面の面積，ダイ孔２７の断面積の約１／４であって小さなものであり、しかも、ダイ孔２７と接触する部分が二方向（図５（Ａ）においては上，左側）であって、ダイ孔２７内で移動し易く、またパンチ刃部１３の下面に密着し易いものである。上述のように、小さな領域Ｂｃの打抜き加工を行う場合には、図５（Ａ）に示すように、ダイ孔２７の周囲の流体噴出孔３３からダイ孔２７の中央へ向い互いに交差する方向の流体が噴出されるものである。

したがって、パンチガイド５の板押え７がワークＷをダイ金型２５に押圧した状態にあるとき、ワークＷに既に打抜き加工された穴に対応する複数の流体噴出孔３３からダイ金型２５の上面へ噴出された流体は、ダイ金型２５の上面に当接しパンチ刃部１３の下面に沿ってダイ孔２７の中央方向へ指向して流れる。そして、ダイ孔２７の中央部において交差する方向の流れが合流し、流れの一部は領域Ｂｃ方向へ流れることになる。

よって、領域Ｂｃの打抜き加工を行い、パンチ刃部１３がダイ金型２５の上面から僅かに上昇すると、既に打抜き加工された穴に対応した複数の流体噴出孔３３から噴出された多量の流体がダイ孔２７内へ流入し一部がパンチ刃部１３の下面に沿って領域Ｂｃ方向へ流れ、領域Ｂｃの打抜き加工時の小さな打抜きカスがパンチ刃部１３の下面に付着することを防止するものである。すなわち、打抜きカスが、例えばダイ孔２７の面積の１／４又はそれ以下のように小さく付着し易い場合であっても、パンチ刃部１３の下面に密着してのカス上りを防止することができるものである。

ところで、複数の流体噴出孔３３から噴出される流体を、放射方向に対して適宜に傾斜して内方向を指向するように噴出させて、旋回流を生じさせることも可能である。

本発明は、前述したごとき実施形態に限るものではなく、適宜の変更を加えることにより、その他の形態でもって実施可能である。例えば図６に示すように、パンチガイド５に対して上昇した状態にあるパンチ刃部１３より下側又は上記パンチ刃部１３とほぼ同一高さ位置において貫通孔９と環状の空間１５とを連通した複数の第２の流体噴出孔３３Ａを設けた構成とすることも可能である。

上記構成においては、より大量の流体を噴出することができ、打抜きカスのカス上りを効果的に防止することができる。また、前記構成においては、板抑え７がワークＷを押さえた状態にあっても、パンチボディ１１が上昇したときには複数の第２の流体噴出孔３３Ａの全てからダイ孔２７方向へ流体を噴出することができ、パンチ刃部１３の下面に対して吸引作用が働き、カス上りを上り効果的に防止することができる。なお、前記流体噴出孔３３Ａの指向方向を、貫通孔９の周面に沿う方向として、前記噴出孔３３Ａから噴出された流体の流れを旋回流とすることも可能である。

図７は、流体噴出孔３３を、板押え７の下面及び貫通孔９に連通して形成したものである。この構成によれば、ワークＷに既に打抜き加工された穴に対応した複数の流体噴出孔３３から流体が噴出されることは勿論のこと、板押え７がワークＷを押えている部分の流体噴出孔３３からの流体の一部はワークＷの上面に当接して内方向に指向されるものであり、パンチボディ１１が上昇するときに、パンチ刃部１３の下面方向へ流体を指向することができ、カス上りを防止することができるものである。

図８は、図６の変形例を示すもので、流体噴出孔としては第２の流体噴出孔３３Ａのみの構成としたものである。この構成においてもカス上りを効果的に防止することができるものである。

なお、前記説明においては、パンチガイド５と板押え７とが一体構成の場合について例示したが、前記流体噴出孔の加工を容易に行うために、パンチガイド５と板押え７とを別体とし、パンチガイド５に板押え７を一体に取付ける構成とすることも可能であり、また流体噴出孔から噴出される流体が貫通孔９の軸心方向に水平に流れる構成とすることも可能である。すなわち種々の変更が可能なものである。

本発明の実施形態に係るパンチ金型の主要部分を表わした断面説明図である。従来のパンチ金型の構成を示す断面説明図である。板状のワークの打抜き加工を行う場合の作用説明図である。板状のワークの打抜き加工を行う場合の作用説明図である。板状のワークの打抜き加工を行う場合の作用説明図である。第２の実施形態に係るパンチ金型の主要部分を表わした断面説明図である。第３の実施形態に係るパンチ金型の主要部分を表わした断面説明図である。第４の実施形態に係るパンチ金型の主要部分を表わした断面説明図である。

符号の説明

１パンチ金型
５パンチガイド
７板押え
９貫通孔
１１パンチボディ
１３パンチ刃部
１５環状の空間
１９流体供給孔
２５ダイ金型
２７ダイ孔
３３流体噴出孔

Claims

パンチ金型とダイ金型との協働により板状のワークの打抜き加工を行う際のカス上り防止方法であって、前記パンチ金型に備えた板押えによってワークを前記ダイ金型の上面に押圧し、前記パンチ金型に備えたパンチ刃部によって前記ワークの一部をダイ金型におけるダイ孔内に打抜き、前記パンチ刃部の上昇時であって前記パンチ刃部が前記ワークの下面より上側で前記ワークの上面より下側に位置するとき、前記ワークに既に加工された穴の部分から前記パンチ刃部の下側へ指向して大量の流体を吹き込み、前記パンチ刃部の下側に位置する小片の打抜きカスを前記ダイ孔内に落下することを特徴とするカス上り防止方法。
請求項１に記載のカス上り防止方法において、前記流体の吹き込み方向は、前記パンチ刃部の周囲から前記ダイ孔の中央部へ指向した吹き込み方向であることを特徴とするカス上り防止方法。
請求項１又は２に記載のカス上り防止方法において、前記流体を前記ダイ金型の上面へ当接して前記ダイ孔の中央方向へ指向した流れとすることを特徴とするカス上り防止方法。
ダイ金型と協働して板状のワークに打抜き加工を行うためのパンチ金型であって、下端部に板押えを備えた筒状のパンチガイド内に、下端部にパンチ刃部を備えたパンチボディを上下動自在に備え、前記パンチ刃部が上下動自在な貫通孔を前記板押えに備えると共に、前記貫通孔の周囲の複数箇所に、当該貫通孔とは非連通の流体噴出孔を備え、前記複数の流体噴出孔は、前記ダイ金型に備えたダイ孔の中央部に流体を集中するように斜め下方向に指向してあることを特徴とするパンチ金型。
請求項４に記載のパンチ金型において、前記貫通孔の周囲の複数箇所に、当該貫通孔と連通した第２の流体噴出孔を備え、前記複数の第２の流体噴出孔は、前記ダイ金型に備えたダイ孔の中央部に流体を集中するように斜め下方向に指向してあることを特徴とするパンチ金型。
ダイ金型と協働して板状のワークに打抜き加工を行うためのパンチ金型であって、下端部に板押えを備えた筒状のパンチガイド内に、下端部にパンチ刃部を備えたパンチボディを上下動自在に備え、前記パンチ刃部が上下動自在な貫通孔を前記板押えに備えると共に、前記貫通孔の周囲の複数箇所に、当該貫通孔と連通した流体噴出孔を備え、前記複数の流体噴出孔は、前記ダイ金型に備えたダイ孔の中央部に流体を集中するように斜め下方向に指向してあることを特徴とするパンチ金型。