JP2599863B2 - 剪断引っ張り複合加工方法および剪断引っ張り複合加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被加工材を途中まで
剪断した後、剪断し残された部分に剪断方向と異なる方
向に引っ張り応力を与え、くびれ破断により製品部分と
切り屑部分とに分離することによって、製品部分の縁に
かえり（バリ）を生じさせずに切り離すことができる剪
断引っ張り複合加工方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被加工材に剪断工具を切り込ませて切り
離す剪断加工は、一工程で製品と切り屑を分離でき、切
削加工に比べて極めて生産性が高いという長所がある。
しかしながら、剪断加工においては、切削加工面に比べ
て平坦な分離面が得にくいという問題点がある。従来の
剪断加工方法により得られる製品の、分離面の形状を図
５に示す。図５においては、剪断工具は、図の下方から
上方へ向けて切り込まれている。図５に示されるよう
に、剪断加工製品５０の分離面は、かえり５２，破断面
５４，剪断面５６，だれ５８によって構成されている。
これらのうち、かえり５２は破断時の亀裂が破断面側か
ら発生することによって生ずるものである。このかえり
５２によって、剪断加工製品５０の縁が鋭利な刃物状と
なって取扱いの際に危険であるばかりでなく、部品同士
の嵌め合いを悪くしたり、かえり５２の部分だけ塗膜が
薄くなって耐蝕性が低下する等、種々の弊害を生ずる。
特に、電子部品等の場合には、使用中に脱落したかえり
５２が電子回路に接触することによって絶縁不良，ショ
ート等を引き起こすという問題を生ずる。

【０００３】そこで、かかる問題を防止するために、か
えりを生じない剪断加工方法として、種々の技術が開発
されており、代表的なものとして上下抜き加工法と平押
し加工法がある。上下抜き加工法は、図７に示されるよ
うに、被加工材８０を第１工程でポンチ７２とダイス７
６で半分剪断した状態とし（図７（Ａ））、続いて第２
工程において逆押え７８を板押え７４に向かって動かす
（図７（Ｂ））。これによって、被加工材８０の剪断変
形を元に戻しながら、最終分離を行うものである。こう
して得られた製品８０Ｗは、図７（Ｃ）に示されるよう
に、その分離面の上下端にだれ８２Ａ，８２Ｂが生じ
て、かえりが発生しないとされている。しかしながら実
際には、第１工程で生じた平滑面８４Ｂが、第２工程に
おいて破断面８６に対応する図示しない切り屑の突出部
分によって擦られる結果、だれ８２Ｂの部分にかえりを
生じてしまうことが多い。

【０００４】このような上下抜き加工法の問題点を解消
するために開発されたのが、図６に示される平押し加工
法である。この平押し加工法においては、第１工程で半
分剪断した状態とした被加工材６０を、図６（Ａ）に示
されるように平押し加工型６４にセットする。そして、
図６（Ｂ）に示されるように、平面上型６６および平面
下型６８によって半剪断状態の被加工材６０を押し戻す
ことによって、製品分離を行う方法である。この平押し
加工法では、第１工程において、図６（Ａ）に示される
ように負のクリアランス６０ｃで剪断を行うことによっ
て、上下抜き加工法における切り屑による擦り上げの問
題を解消している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな平押し加工法においては、被加工材の材質や第１工
程の加工条件によっては、平押し加工型６４で半剪断状
態の被加工材６０を押し戻しても製品を分離できないと
いう問題点があった。特に、電子部品等に用いられる極
薄板材に対しては、これらの上下抜き加工法あるいは平
押し加工法等の従来技術では、剪断加工によってかえり
を生ずることなく確実に製品を分離することは極めて困
難であった。そこで本発明においては、製品にかえりを
生ずることなく確実に製品と切り屑とを分離することが
できる剪断引っ張り複合加工方法および剪断引っ張り複
合加工装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本出願の請求項１
に係る発明においては、上記課題を解決するために、被
加工材を該被加工材の製品部分の側に亀裂が生じない深
さまで剪断によって切り込ませる工程と、該切り込まれ
た前記被加工材の切り屑部分を、前記切り込まれた箇所
を中心として切り込まれた側に向けて曲げながら前記切
り屑部分と前記製品部分との間に引っ張り応力を加えて
くびれ破断により分離させる工程とを有することを特徴
とする剪断引っ張り複合加工方法を創出した。

【０００７】また、本出願の請求項２に係る発明におい
ては、請求項１に記載の剪断引っ張り複合加工方法を実
施するための加工装置であって、対向して接近離間可能
に設けられ、接近することによって前記切り屑部分を挟
持することができる張出しダイスおよび板押えと、前記
製品部分の形状を有する突出部を有し、前記張出しダイ
スに対して前記板押えから離れる方向にスライド可能に
嵌合するポンチと、前記製品部分の形状に沿った剪断刃
とその外側で環状に突出し前記板押えの側に傾斜する傾
斜部を有し、前記ポンチと前記剪断刃が嵌合することに
よって前記被加工材を剪断して前記製品部分の側に亀裂
が生じない深さまで切り込むことができ、前記板押えに
対して前記張出しダイスに接近する方向にスライドして
前記被加工材の一部剪断部と挟持部間を引っ張ることが
できるように嵌合する傾斜付きダイスとを有することを
特徴とする剪断引っ張り複合加工装置を創出した。

【０００８】

【作用】さて、上記構成を備えた本発明の請求項１に係
る剪断引っ張り複合加工方法においては、以下のように
して、被加工材が製品部分と切り屑部分とに分離され
る。まず、被加工材が該被加工材の製品部分の側に亀裂
が生じない深さまで剪断によって切り込まれる。これに
よって、被加工材は切り込まれた箇所において製品部分
と切り屑部分とに区分され、両者の境界部分に断面積の
小さい部分が形成される。次に、被加工材の切り屑部分
が、切り込まれた箇所を中心として切り込まれた側に向
けて曲げられる。それと同時に、このようにして曲げら
れた切り屑部分と製品部分との間に引っ張り応力が加え
られる。ここで、製品部分と切り屑部分との境界に切り
込まれて断面積の小さい部分が形成されているため、引
っ張り応力がこの部分に集中し、くびれ破断することに
よって両者が分離させられる。この結果、製品部分の切
り込まれた側の分離面には、切り込みに伴うだれが生じ
る。また、逆の側には、引っ張りによるだれが生じる。
従って、製品部分の分離面にかえりを生ずることなく、
被加工材が製品部分と切り屑部分とに分離される。この
ようにして、剪断引っ張り複合加工を行うことによっ
て、製品部分にかえりを生ずることなく確実に製品を分
離することができる。

【０００９】また、請求項２に記載の剪断引っ張り複合
加工装置による被加工材の剪断引っ張り複合加工は、以
下のようにして行われる。まず、対向して接近離間可能
に設けられた張出しダイスと板押えの間の、製品部分の
形状を有する突出部を有するポンチと製品部分の形状に
沿って環状に突出した傾斜部を有する傾斜付きダイスと
の間に、被加工材がセットされる。次に、張出しダイス
と板押えが相対移動して互いに接近し、これに伴って、
ポンチと傾斜付きダイスも互いに近づく方向に移動す
る。そして、この傾斜付きダイスの剪断刃によって傾斜
付きダイスの凹部深さ分だけ、被加工材が剪断されて前
記製品部分の側に亀裂が生じない深さまで切り込まれ
る。これによって、被加工材は切り込まれた箇所におい
て製品部分と切り屑部分とに区分され、両者の境界部分
に断面積の小さい部分が形成される。なお、傾斜付きダ
イスの凹部深さは、製品部分の側に亀裂が生じない深さ
に調節されているため、この段階で製品部分にかえりの
発生源となる亀裂が生じることはない。

【００１０】そして、張出しダイスと板押えがさらに接
近して、両者の間に被加工材の切り屑部分が挟持され
る。その後、傾斜付きダイスが板押えに対して張出しダ
イスに接近する方向にスライドさせられるとともに、ポ
ンチが張出しダイスに対して板押えから離れる方向にス
ライドさせられる。これによって、張出しダイスと板押
えで挟まれた切り屑部分に板押え側への曲げ応力が加え
られるとともに、この切り屑部分とポンチと傾斜付きダ
イスで挟まれた製品部分との間に引っ張り応力が加えら
れる。ここで、製品部分と切り屑部分との境界が切り込
まれて断面積の小さい部分が形成されているため、引っ
張り応力が集中し、この部分がくびれ破断する。これに
よって、両者が分離させられる。このようにして、剪断
引っ張り複合加工によって製品部分にかえりを生ずるこ
となく確実に製品を分離することができる。さらに、本
発明の剪断引っ張り複合加工装置によれば、一台の装置
でかかる剪断引っ張り複合加工が可能になる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明を具現化した一実施例につい
て、図１〜図４を参照して説明する。まず、剪断引っ張
り複合加工装置の全体構成について、図１を参照しつつ
説明する。図１は、本実施例の剪断引っ張り複合加工装
置の全体構成を示す図であり、参照符号１が剪断引っ張
り複合加工装置である。この剪断引っ張り複合加工装置
１は、傾斜付きダイス６，板押え１０，ポンチ１６，張
出し用ダイス２０を中心として構成されている。前記張
出し用ダイス２０の上面には、一対のガイドポスト１４
Ａ，１４Ｂが固定されており、このガイドポスト１４
Ａ，１４Ｂには、スライド部１２Ａ，１２Ｂを介して前
記板押え１０がスライド可能に嵌合している。これによ
って、板押え１０と張出し用ダイス２０とは、互いに接
近離間可能になっている。

【００１２】前記板押え１０には、内径の変化する貫通
孔１０ａが設けられており、この貫通孔１０ａに前記傾
斜付きダイス６がスライド可能に嵌合している。ただ
し、図１に示されるように、傾斜付きダイス６の太径部
が貫通孔１０ａの段差部に当接することによって、傾斜
付きダイス６の板押え１０に対する上昇が制限されてい
る。傾斜付きダイス６の上端面には、上加圧板４が固定
ボルト２によって螺合固定されている。そして、この上
加圧板４と板押え１０との間には、圧縮コイルばね８が
嵌挿されている。

【００１３】一方、張出し用ダイス２０には貫通孔２０
ａが設けられており、この貫通孔２０ａに前記ポンチ１
６がスライド可能に嵌合している。そして、図１に示さ
れるように、ポンチ１６のフランジ部が貫通孔２０ａに
当接することによって、ポンチ１６の張出し用ダイス２
０に対する上昇が制限されている。張出し用ダイス２０
の下端面には、下加圧板２４が一対の固定ボルト２２
Ａ，２２Ｂによって螺合固定されている。そして、この
下加圧板２４とポンチ１６のフランジ部との間には、圧
縮コイルばね１８が嵌挿されている。

【００１４】ここで、圧縮コイルばね８および１８は、
その変形限界圧力が被加工材の剪断力以上であるばねが
用いられており、さらに被加工材の剪断力に相当する初
期変位が与えられている。これによって、後述するよう
に上加圧板４が押されて傾斜付きダイス６が下降するこ
とによって、圧縮コイルばね８，１８が圧縮されること
なく被加工材が切り込まれ、切り込み量が傾斜付きダイ
ス凹部深さに達すると同時に圧縮コイルばね８，１８が
圧縮されるのである。

【００１５】次に、前記傾斜付きダイス６およびポンチ
１６の加工部分の構造について、図２を参照して説明す
る。図２は、傾斜付きダイス６の下端部およびポンチ１
６の上端部を示す拡大断面図である。傾斜付きダイス６
の下端面には、図２に示されるように、深さ６ｈの凹部
６ｂが設けられており、この凹部６ｂの縁部は剪断刃６
ｄとなっている。この剪断刃６ｄの周囲は、傾斜角度θ
の錐面となっている。この剪断刃６ｄは製品形状に沿っ
て設けられており、また凹部６ｂの深さ６ｈは剪断刃６
ｄを被加工材に切り込ませたときに亀裂が生じない深さ
となっている。一方、ポンチ１６の上端部は、図２に示
されるように中央部１６ａが突出した形状となってお
り、この中央部１６ａは前記傾斜付きダイス６の凹部６
ｂに嵌合する形状となっている。そして、ポンチ１６と
張出し用ダイス２０が原位置にあるときの張出し用ダイ
ス２０上面からのポンチ１６の突出高さ１６ｈは、前記
凹部６ｂの深さ６ｈと一致している。

【００１６】さて、以上のような構成を有する剪断引っ
張り複合加工装置１を使用した剪断引っ張り複合加工の
手順について、図１〜図４を参照しつつ説明する。ま
ず、傾斜付きダイス６，板押え１０，ポンチ１６，張出
し用ダイス２０が原位置にセットされる。図２および図
４（１）に示されるように、原位置においては、傾斜付
きダイス６の先端の高さは板押え１０の下面と一致して
いる。また、上述の如く、張出し用ダイス２０上面から
のポンチ１６の突出高さ１６ｈは、凹部６ｂの深さ６ｈ
と一致している。このようにセットされた剪断引っ張り
複合加工装置１を、図示しない単動式プレス装置の上下
型内に設置する。そして、図４（２Ｂ）に示されるよう
な薄板状の被加工材３０を、図４（２Ａ）に示されるよ
うにポンチ１６の上に載置して、図示しない単動式プレ
ス装置を作動させる。これによって、図１に示される上
加圧板４が単動式プレス装置の上型で押し下げられて、
傾斜付きダイス６と板押え１０とが一体に下降する。

【００１７】そして、傾斜付きダイス６の剪断刃６ｄが
被加工材３０に当接して（図４（２Ａ））さらに下降す
ることによって、傾斜付きダイス６の凹部６ｂの深さ６
ｈだけ、被加工材３０が剪断刃６ｄによって切り込まれ
る（図４（３Ａ））。これによって、図４（３Ｂ）に示
されるように、被加工材３０は剪断刃６ｄによって切り
込まれた部分において製品部分３０Ｗと切り屑部分３０
Ｓとに区分され、両者の境界部分に断面積の小さい部分
が形成される。なお、上述の如く、深さ６ｈは、剪断刃
６ｄを被加工材３０に切り込ませたときに亀裂が生じな
い深さとなっているため、この段階で製品部分３０Ｗに
かえりの発生源となる亀裂が生じることはない。さら
に、ポンチ１６の突出高さ１６ｈが凹部６ｂの深さ６ｈ
と一致しているため、傾斜付きダイス６の剪断刃６ｄが
被加工材３０に深さ６ｈだけ切り込んだとき、同時に板
押え１０と張出し用ダイス２０によって、被加工材３０
の切り屑部分３０Ｓが挟持される（図４（３Ａ））。

【００１８】この状態で、さらに上加圧板４が単動式プ
レス装置の上型で押し下げられることによって、圧縮コ
イルばね８，１８に対して変形限界圧力である被加工材
３０の剪断力以上の力が加わる。これによって、圧縮コ
イルばね８および１８は変形を開始し、単動式プレス装
置の上型の下降に伴って、傾斜付きダイス６が板押え１
０に対して下方にスライドする。そして、ポンチ１６も
傾斜付きダイス６に押されて張出し用ダイス２０に対し
て下方にスライドする。この結果、傾斜付きダイス６と
ポンチ１６とで挟持された製品部分３０Ｗと、板押え１
０と張出し用ダイス２０とで挟持された切り屑部分３０
Ｓとの間に曲げに伴う引っ張り応力が加わる（図４（４
Ａ），（４Ｂ））。ここで、製品部分３０Ｗと切り屑部
分３０Ｓとの境界が切り込まれて断面積の小さい部分が
形成されているため、引っ張り応力が集中し、この部分
がくびれ破断することによって、両者が分離させられる
（図４（５Ａ），（５Ｂ））。

【００１９】このようにして、本実施例の剪断引っ張り
複合加工装置１を用いることにより、図３および図４
（５Ｂ）に示されるように、製品部分３０Ｗにかえりを
生ずることなく、しかも確実に製品部分３０Ｗと切り屑
部分３０Ｓとを分離することができる。さらに、本実施
例の剪断引っ張り複合加工装置１によれば、一台の装置
で、しかも張出しダイスと板押えとを接近させる一工程
のみによって、かかる剪断引っ張り複合加工が可能にな
る。従って、加圧機構として、上述の如く単動式プレス
装置のような簡単な加圧装置を用いることができる。

【００２０】上記の実施例において、傾斜付きダイス
６，ポンチ１６の長さ・太さや、各先端部分の形状等は
例示に過ぎず、これ以外にも種々の寸法や形状とするこ
とができる。さらに本実施例では、所定の段階で傾斜付
きダイスとポンチをそれぞれ板押えと張出しダイスに対
してスライドさせるスライド手段として、圧縮コイルば
ねを使用したが、その他の機構を用いてもよい。剪断引
っ張り複合加工装置の他の部分の構造，形状，大きさ，
材質，数，配置等についても、本実施例に限定されるも
のではない。

【００２１】さらに、本実施例に固有の効果として、所
定の段階で傾斜付きダイスとポンチをそれぞれ板押えと
張出しダイスに対してスライドさせるスライド手段とし
て、圧縮コイルばねを使用したため、剪断引っ張り複合
加工装置１を加圧機構により連続的に圧縮するという一
工程で、所期の効果を得ることができる。また、ダイス
の先端の切込み部に錐面を設けたことによって、引っ張
り応力がより効果的にかかるという利点が得られる。

【００２２】

【発明の効果】本発明においては、被加工材の製品部分
の側に亀裂が生じない深さまで剪断によって切り込ませ
る工程と、製品部分と切り屑部分との間に曲げ応力を加
えながら引っ張り応力を加えてくびれ破断により分離さ
せる工程とを有する剪断引っ張り複合加工方法を創出し
たため、製品にかえりを生ずることなく、しかも確実に
製品と切り屑とを分離することができる。これにより、
かえりのない加工品を生産性の高い加工工程で得ること
が可能となり、極めて実用的な剪断引っ張り複合加工方
法となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の剪断引っ張り複合加工装置の一実施例
を示す全体構成図である。

【図２】剪断引っ張り複合加工装置の傾斜付きダイスお
よびポンチを示す拡大断面図である。

【図３】本発明の剪断引っ張り複合加工方法による製品
と切り屑との分離を示す図である。

【図４】剪断引っ張り複合加工方法の一実施例の手順を
示す説明図である。

【図５】従来の剪断加工製品を示す図である。

【図６】従来の剪断加工方法の一例を示す説明図であ
る。

【図７】従来の剪断加工方法の他の例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 剪断引っ張り複合加工装置 ６ 傾斜付きダイス６ａ 傾斜部 ６ｄ 剪断刃 １０ 板押え １６ ポンチ ２０ 張出しダイス ３０ 被加工材 ３０Ｗ 製品部分 ３０Ｓ 切り屑部分

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工材を該被加工材の製品部分の側に
   亀裂が生じない深さまで剪断によって切り込ませる工程
   と、 該切り込まれた前記被加工材の切り屑部分を、前記切り
   込まれた箇所を中心として切り込まれた側に向けて曲げ
   ながら前記切り屑部分と前記製品部分との間に引っ張り
   応力を加えてくびれ破断により分離させる工程、 とを有することを特徴とする剪断引っ張り複合加工方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の剪断引っ張り複合加工
   方法を実施するための加工装置であって、 対向して接近離間可能に設けられ、接近することによっ
   て前記切り屑部分を挟持することができる張出しダイス
   および板押えと、 前記製品部分の形状を有する突出部を有し、前記張出し
   ダイスに対して前記板押えから離れる方向にスライド可
   能に嵌合するポンチと、 前記製品部分の形状に沿った剪断刃とその外側で環状に
   突出し前記板押えの側に傾斜する傾斜部を有し、前記ポ
   ンチと前記剪断刃が嵌合することによって前記被加工材
   を剪断して前記製品部分の側に亀裂が生じない深さまで
   切り込むことができ、前記板押えに対して前記張出しダ
   イスに接近する方向にスライドして前記被加工材の一部
   剪断部と挟持部間を引っ張ることができるように嵌合す
   る傾斜付きダイス、 とを有することを特徴とする剪断引っ張り複合加工装
   置。