JP2829622B2 - Shearing method for laminated metal sheet - Google Patents
Shearing method for laminated metal sheetInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は積層金属板とりわけ樹脂サンドイッチ型の複
合金属板のせん断法に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for shearing a laminated metal plate, especially a composite metal plate of a resin sandwich type.
積層金属板とりわけ2枚の金属板の間に樹脂をサンド
イッチした複合金属板は、自動車、電気製品、産業機
械、容器、建材など各種分野に利用されつつある。この
積層金属板の代表的なものとしては、軽量化を目的とし
て0.2〜1.0mm厚の樹脂をサンドイッチした軽量ラミネー
ト鋼板や、制振性能を得るため30〜100μm程度の薄い
樹脂をサンドイッチした制振鋼板が挙げられる。BACKGROUND ART A laminated metal plate, particularly a composite metal plate in which a resin is sandwiched between two metal plates, is being used in various fields such as automobiles, electric products, industrial machines, containers, and building materials. Typical examples of the laminated metal sheet include a lightweight laminated steel sheet sandwiched with a resin having a thickness of 0.2 to 1.0 mm for the purpose of weight reduction, and a vibration damped sheet sandwiched with a thin resin of about 30 to 100 μm for obtaining a vibration damping performance. A steel plate.
このような積層金属板は、使用にあたって、絞り、曲
げ等の各種成形加工のほかせん断加工されることが多
い。この場合、商品価値や材料歩留などの点から、せん
断切口面形状が良好であることが望まれる。Such a laminated metal sheet is often subjected to a shearing process in addition to various forming processes such as drawing and bending. In this case, it is desired that the shape of the shearing cut surface is good in terms of commercial value, material yield, and the like.
しかし、従来、積層金属板のせん断加工については、
塑性と加工第26巻第291号(1985年4月)第412頁に、積
層金属板のだれを防止するには、クリアランスを最少限
にとどめることが有効であるとされている程度にとま
り、つぶれ等のない良好な切口面形状でせん断するのに
効果的な手法は提案されていなかった。However, conventionally, for the shearing of laminated metal sheets,
Plasticity and Processing, Vol. 26, No. 291 (April, 1985), p. 412, to the extent that it is considered effective to minimize the clearance in order to prevent lamination of laminated metal sheets, An effective method for shearing with a good cut surface shape without crushing has not been proposed.
本発明は前記のような問題点を解消するために創案さ
れたもので、その目的とするところは、積層金属板をつ
ぶれ等の変形が小さく直角度のよい切口断面にせん断で
きる方法を提供することにある。The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method capable of shearing a laminated metal plate into a cut section having a small square deformation and a good squareness. It is in.
上記目的を達成するため本発明は、2枚の金属板の間
に樹脂をサンドイッチした複合積層板をせん断するにあ
たり、複合積層板をダイスと板押えにより挟持した状態
でポンチ下方から逆押え力を作用させ、ポンチの喰込み
によりこれの端面に接する上金属板を、次いでダイスの
喰込みによりダイス端面に接する下金属板をそれぞれ切
削的変形により分離し、最後に樹脂を切断するせん断過
程を創成する構成としている。In order to achieve the above object, the present invention applies a reverse pressing force from below the punch in a state where the composite laminated plate is sandwiched between the die and the plate retainer when shearing the composite laminated plate in which the resin is sandwiched between two metal plates. A configuration in which the upper metal plate that is in contact with the end face of the die by punching, and the lower metal plate that is in contact with the die end face by cutting the die are each separated by cutting deformation, and finally, a shearing process for cutting the resin is created. And
また、この構成に代えて、2枚の金属板の間に樹脂を
サンドイッチした複合積層板をせん断するにあたり、複
合積層板をダイスに配してクランプ手段によりクランプ
しつつポンチ刃を取り付けた回転体を高速回転させてポ
ンチ刃によりせん断することによる速度効果により、ポ
ンチ刃が上金属板に喰込み樹脂層を過ぎて下金属板に達
するせん断過程で複合積層板の曲がりを防止して分離を
行う構成としている。Also, instead of this configuration, when shearing a composite laminate in which a resin is sandwiched between two metal plates, the rotating body on which the punch blade is attached while the composite laminate is mounted on a die and clamped by a clamping means is rotated at a high speed. Due to the speed effect of rotating and shearing with the punch blade, the punch blade bites into the upper metal plate and passes through the resin layer to the lower metal plate in the shearing process to prevent bending of the composite laminate and separate it I have.
本発明が適用されるせん断の種類としては、片持ち梁
式によるせん断、閉輪郭打ち抜き等がある。Types of shear to which the present invention is applied include cantilever type shearing and closed contour punching.
以下、本発明を添付図面に基いて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、慣用法により樹脂サンドイツチ積層金属板のせ
ん断加工を行ってみた。First, a shearing process was performed on a laminated resin sheet made of resin using a conventional method.
試料は鋼板板厚0.2mm+樹脂厚0.6mm+鋼板板厚0.2mm
(A材)と、鋼板板厚0.3mm+樹脂厚0.4mm+鋼板板厚0.
3mm(B材)の2種の積層鋼板とし、片持ち梁式せん断
試験を行ってみた。クリアランスは、2枚の鋼板と1層
の樹脂の合計板厚(t)に対し、5%t,10%t及び15%
tとし、オフカット長さLを20mmとした。Specimen is steel plate thickness 0.2mm + resin thickness 0.6mm + steel plate thickness 0.2mm
(A material), steel plate thickness 0.3mm + resin thickness 0.4mm + steel plate thickness 0.
Two types of laminated steel plates of 3 mm (B material) were used and a cantilever shear test was performed. Clearance is 5% t, 10% t and 15% for the total thickness (t) of two steel plates and one layer of resin.
t, and the off-cut length L was set to 20 mm.
その結果を示すと第13図と第14図の(a)(b)
(c)のとおりである。第13図はA材、第14図はB材で
ある。(a)はクリアランス5%t、(b)は同じく10
%t、(c)は同じく15%tである。Oはオフカット、
Rはリメインダである。The results are shown in FIGS. 13 and 14 (a) and (b).
(C). FIG. 13 shows material A, and FIG. 14 shows material B. (A) 5% clearance, (b) 10% clearance
% T and (c) are also 15% t. O is off cut,
R is a maintainer.
これら第13図と第14図から、板押えを用いているにも
かかわらず、A材、B材のいずれもオフカット側の形状
が大きくつぶれ、リメンダ側には大きなかえりが発生す
ることがわかる。From FIGS. 13 and 14, it can be seen that despite the use of the plate retainer, the shape of the off-cut side of both materials A and B is greatly crushed, and large burrs are generated on the reminder side. .
そこで、このような断面不良が発生する原因を調べる
ため、クリアランス(C)=5%tのA材およびこれと
同厚の軟鋼板のせん断過程を観察した。その結果を第15
図(a)(b)に示す。なお、(a)は軟鋼板の場合、
(b)は積層鋼板の場合であり、1,2は鋼板、3は樹
脂、4はポンチ、5はダイス、6は板押えを示す。Therefore, in order to investigate the cause of the occurrence of such a cross-sectional defect, the shearing process of the material A having the clearance (C) = 5% t and the mild steel plate having the same thickness were observed. The result is
These are shown in FIGS. (A) is a case of a mild steel sheet,
(B) is a case of a laminated steel plate, 1 and 2 are steel plates, 3 is a resin, 4 is a punch, 5 is a die, and 6 is a plate holder.
両材料とも過程まではほぼ同様な変形をしている
が、軟鋼板の場合はからの過程でクラックが発生し
分離が行われるのに対し、ラミネート鋼板は過程でも
ダイス端面に接する側の鋼板が分離しないため、オフカ
ット側が大きく回転(曲げ変形)する。この過程で薄鋼
板(以下スキン材と呼ぶ)と内部の樹脂が大きく変形
(つぶれ)することがわかる。さらに、ポンチが下降し
分離が行われる(過程)が、この場合、ダイス端面に
接するスキン材は引きちぎられるような状態で分離さ
れ、大きなかえりが発生することがわかる。これは、設
定クリアランスが5%tであっても、スキン材1枚に対
する実際のクリアランスが25%t=〔(0.05/0.2)×10
0〕にもなり、せん断過程で曲がりが生じためである。Both materials undergo almost the same deformation up to the process, but in the case of mild steel plate, cracks occur in the process and separation occurs, whereas in the case of laminated steel plate, the steel plate on the side in contact with the die end face is also in the process. Since they do not separate, the off-cut side rotates (bends and deforms) greatly. It can be seen that in this process, the thin steel plate (hereinafter referred to as a skin material) and the resin inside are greatly deformed (crushed). Further, the punch is lowered to perform separation (process). In this case, the skin material in contact with the end surface of the die is separated in a tear-off state, and a large burr is generated. This means that even if the set clearance is 5% t, the actual clearance for one skin material is 25% t = [(0.05 / 0.2) × 10
0], and bending occurs in the shearing process.
また、本発明者らは、制振鋼板についても、鋼板板厚
1.0mm+樹脂板厚45μm+鋼板板厚1.0mmについて、クリ
アランスを種々にとって打ち抜き実験を行った。その結
果を第16図(a)〜(d)に示す。(a)はクリアラン
ス2.5%t、(b)は同じく5%t、(C)は同じく10
%t、(d)は同じく15%tである。クリアランスが2.
5〜10%tと小さい範囲で切口面近傍の2枚の鋼板が剥
離している。1は鋼板、2は鋼板、3は樹脂、Sは剥離
部分である。これは、クリアランスが小さい場合、製品
(抜き落し部)のポンチ端面に近い側の材料の外形寸法
(製品外径)がダイス穴径より大きくなるためである。
すなわち、分離後打ち抜き時に発生した製品の湾曲が回
復し、製品断面がダイス面で擦られながら抜き落された
ためと考えられる。In addition, the present inventors have also proposed a steel sheet thickness
A punching experiment was performed on 1.0 mm + resin plate thickness 45 μm + steel plate thickness 1.0 mm with various clearances. The results are shown in FIGS. 16 (a) to (d). (A) Clearance 2.5% t, (b) 5% t, (C) 10%
% T and (d) are also 15% t. Clearance is 2.
Two steel plates near the cut surface are peeled off in a small range of 5 to 10% t. 1 is a steel plate, 2 is a steel plate, 3 is a resin, and S is a peeled portion. This is because, when the clearance is small, the outer dimension (product outer diameter) of the material on the side near the punch end face of the product (extracted portion) is larger than the die hole diameter.
That is, it is considered that the curvature of the product generated at the time of the punching after the separation was recovered, and the product section was pulled out while being rubbed by the die surface.
この剥離防止策としては、クリアランスを大きく設定
することが考えられる。しかし、クリアランスが大きい
場合は、切口断面の形状(直角度)がきわめて悪化す
る。そこで、切口断面の直角度を向上させしかも剥離を
発生させないために、クリアランスを小さくし、しかも
材料に湾曲を生じさせない状態で打ち抜くことにしたも
のである。このようにせん断過程で材料の曲がりを防止
しながら分離を行えば、軽量ラミネート鋼板において
は、つぶれ等の変形の小さい直角度のよい切口断面が得
られる。また、制振鋼板においては、剥離が生じずしか
も直角度のよい切口断面が得られる。As a measure for preventing this separation, it is conceivable to set a large clearance. However, when the clearance is large, the shape (squareness) of the cut cross section is extremely deteriorated. Therefore, in order to improve the perpendicularity of the cross section of the cut surface and prevent the peeling from occurring, the punch is punched in a state where the clearance is reduced and the material is not curved. If the separation is performed while preventing the bending of the material in the shearing process as described above, a light-weight laminated steel sheet can have a good square cross-section with a small deformation such as crushing. Further, in the vibration damping steel plate, a cut section having a good squareness without peeling can be obtained.
第1図ないし第3図は、本発明を平行刃による片持ち
梁式せん断に適用した例を示している。1 to 3 show an example in which the present invention is applied to cantilever shearing using a parallel blade.
材料Wすなわち樹脂3をサンドイッチしたスキン材1,
2は、材料送り装置7により平行刃式のせん断機8に送
り込まれる。せん断機8はテーブルに下型8bが固定さ
れ、上型8aはたとえばクランクプレスにより所要の速度
で昇降されるようになっている。上型8aにはポンチ4お
よび板押え6が設けられ、下型8bにはポンチ4と所定の
クリアランス(たとえば15%t以下)をもってダイス5
が取付けられている。Material W, a skin material sandwiched with resin 3,
2 is fed into a parallel blade type shearing machine 8 by a material feeding device 7. The shearing machine 8 has a lower die 8b fixed to a table, and the upper die 8a is raised and lowered at a required speed by, for example, a crank press. The upper die 8a is provided with a punch 4 and a plate holder 6, and the lower die 8b is provided with a die 5 having a predetermined clearance (for example, 15% or less) with the punch 4.
Is installed.
このようなせん断機8は公知であるが、本発明におい
ては、下型8bにポンチ4と対向する関係で逆押え9を配
し、これでせん断中に材料Wをポンチ4に向かって加力
するものである。逆押え9は図示するものでは、ゴムの
ような弾性体を用いている。これに代え、板とバイアス
(スプリング類)さらにその背後から流体圧を加える方
法としてもよいのは勿論である。逆押え力すなわち逆押
え荷重/せん断面積は複合金属板が軽量化ラミネート鋼
板のように樹脂厚の厚いものにあっては1kgf/mm2以上と
することが好ましい。Such a shearing machine 8 is known, but in the present invention, a lower presser 9 is disposed on the lower die 8b in a relation to face the punch 4, so that the material W is pressed toward the punch 4 during shearing. Is what you do. In the illustrated example, the reverse presser 9 uses an elastic body such as rubber. Instead of this, a method of applying a fluid pressure from the plate and the bias (springs) and from behind may be used. The reverse pressing force, that is, the reverse pressing load / shear area, is preferably 1 kgf / mm 2 or more when the composite metal sheet has a large resin thickness such as a lightweight laminated steel sheet.
第3図はこの本発明によるせん断過程を示しており、
(a)のように材料Wはダイス5と板押え6により挾持
された状態でポンチ4と逆押え9によりオフカット側の
板厚方向がクランプされる。この状態からポンチ4が下
降すると、(b)のようにポンチ4の喰込みにより、こ
れの端面に接する上方のスキン材1が切断される。次に
ダイス5の喰込みにより(c)のようにダイスの端面に
接するスキン材2が切断され、最後に(d)(e)のよ
うに樹脂3が切断される。FIG. 3 shows the shearing process according to the invention.
As shown in (a), the material W is clamped by the punch 4 and the reverse presser 9 in the thickness direction on the off-cut side while being held between the die 5 and the presser 6. When the punch 4 descends from this state, the upper skin material 1 in contact with the end face of the punch 4 is cut by the punch 4 as shown in FIG. Next, the skin material 2 in contact with the end surface of the die is cut by the biting of the die 5 as shown in (c), and finally the resin 3 is cut as shown in (d) and (e).
第3図と第15図(b)を比較して明らかなように、慣
用法〔第15図(b)〕では、材料のオフカット側がせん
断過程で曲げ変形を受け、ポンチ4の下降により上スキ
ン1→樹脂3→下スキン2の順でせん断される。ところ
が、本発明においては、ポンチ4と下方の逆押えにより
オフカット側の上方から挾圧し、逆押え9の押上げ力に
より曲がりが生じないように拘束してせん断を行う。こ
のため、慣用法と異なり、まず上下のスキン材1,2が突
起としてのポンチ4とダイス5の押込みに類似した切削
的変形によりたち切られ、分離面が生成されるのであ
る。従って、この方法によれば、スキン材が引きちぎら
れるような状態で分離せず、またスキン材1,2と樹脂3
がつぶれずに切断され、良好な切口断面形状が得られ
る。As is apparent from a comparison between FIG. 3 and FIG. 15 (b), in the conventional method (FIG. 15 (b)), the off-cut side of the material undergoes bending deformation in the shearing process, and the punch 4 descends to raise the material. It is sheared in the order of skin 1 → resin 3 → lower skin 2. However, in the present invention, the pressure is clamped from above on the off-cut side by the punch 4 and the lower presser, and the shearing is performed by restraining the lower presser 9 so as not to bend by the pushing force. Therefore, unlike the conventional method, first, the upper and lower skin materials 1 and 2 are cut off by cutting deformation similar to the pressing of the punch 4 and the die 5 as projections, and a separation surface is generated. Therefore, according to this method, the skin material is not separated in a state where the skin material is torn, and the skin materials 1 and 2 and the resin 3 are not separated.
Are cut without being crushed, and a good cut sectional shape is obtained.
第5図ないし第8図は曲がり防止手段として高速せん
断法を用いて片持ち梁的なせん断を行った例を示してい
る。この例ではせん断速度を無段階に設定可能な回転刃
せん断機を用いており、可変速モータ11でブレーキ12を
介してフライホイール2を回転させ、この動力をサイク
ロ減速機14及び/又は減速機部15で所定の回転数に落し
た後、せん断機部16で材料Wを切断するようになってい
る。5 to 8 show an example in which cantilever-like shearing is performed using a high-speed shearing method as a bending preventing means. In this example, a rotary blade shearing machine capable of setting a shear rate in a stepless manner is used. The flywheel 2 is rotated by a variable speed motor 11 via a brake 12, and this power is used as a cyclo reduction gear 14 and / or a reduction gear. After the number of rotations is reduced to a predetermined value in the section 15, the material W is cut by the shearing machine section 16.
せん断機部16は第6図のように回転体16aに回転刃と
してのポンチ刃16bを取付け、このポンチ刃16bの先端と
所定のクリアランスCをとれるようにベース側にダイス
16cをピボット軸16dを介して揺動自在に設けたものであ
る。6はクランプ手段である。The shearing unit 16 has a punch 16b as a rotary blade mounted on a rotary body 16a as shown in FIG. 6, and a die is formed on a base side so that a predetermined clearance C can be secured to the tip of the punch blade 16b.
16c is provided swingably via a pivot shaft 16d. 6 is a clamping means.
材料Wはポンチ刃16bがダイス16cを過ぎたことを探知
(たとえば光電管で)してからエアシリンダ等により送
り出され、再度ダイス上方に回転してきたポンチ刃16b
により切断される。オフカット材は下方に落下し、材料
Wは2度切りを防止するため自動的又は手動的にダイス
の刃部から後退させられる。The material W is sent out by an air cylinder or the like after detecting that the punch blade 16b has passed the die 16c (for example, by a photoelectric tube), and is again rotated above the die.
Is cut by The off-cut material falls downward, and the material W is automatically or manually retracted from the blade of the die to prevent cutting twice.
このような回転式高速せん断機の利点は、減速機部15
のギヤの掛け変えによるギヤ比設定と、サイクロ減速機
14のギヤ(固定ギヤ比)と変速モータ11との組合せで、
0.1〜10m/s程度まで完全に無段階に切断速度を変え得る
こと、通常低速と高速の両速度域で切断できるようにす
るにはフライホイールをモータ直結とし、フライホイー
ル下流側(回転刃に近い側)に減速機を配置する構造に
せざるを得ず、回転刃刃先回転径が大きくなると減速機
がきわめて大型化し、装置が高価になるが、この難点を
回避できること、また、高速で切断を行った後の余剰エ
ネルギの処理を全く必要としないことである。The advantage of such a rotary high-speed shearing machine is that
Gear ratio setting by changing gears and cyclo reducer
Combination of gear 14 (fixed gear ratio) and transmission motor 11
In order to be able to change the cutting speed completely steplessly from about 0.1 to 10m / s, and to be able to cut in both low speed and high speed ranges, the flywheel should be directly connected to the motor and the downstream side of the flywheel The reduction gear must be arranged on the (closer side), and if the rotary diameter of the rotary blade becomes large, the reduction gear becomes extremely large and the equipment becomes expensive. However, this difficulty can be avoided, and cutting at high speed is also possible. No extra energy processing is required after the operation.
第7図はこの方法による回転刃の軌跡を示し、第8図
(a)〜(f)はせん断時の材料Wの挙動を示してい
る。この第8図から明らかなように、せん断形態は第1
図ないし第3図の直角形状ポンチ、ダイスによる片持ち
梁式せん断と似たせん断であり、逆押えの代りに速度増
大の効果すなわち慣性の効果が働くため、高速になるほ
どリメイン側とオフカット側の切口面形状の真直度を向
上できる。この方法による切口面はかえりの発生はある
が、樹脂3の切口面が平滑な面になる特徴がある。オフ
カット側のゆがみは速度を増すほど小さくでき、切口面
の真直度は材料の鋼種にもよるが、少なくとも3m/s以上
にすれば顕著に向上できる。FIG. 7 shows the trajectory of the rotary blade by this method, and FIGS. 8 (a) to 8 (f) show the behavior of the material W during shearing. As is apparent from FIG. 8, the shear mode is the first mode.
The shearing is similar to the cantilever beam shearing by the right-angled punch and die shown in Fig. 3 and Fig. 3. Since the effect of increasing the speed, that is, the effect of inertia works instead of the reverse holding, the higher the speed, the more the main side and the off-cut side. Can improve the straightness of the cut surface shape. Although the cut surface by this method has burrs, it is characterized in that the cut surface of the resin 3 becomes a smooth surface. The distortion on the off-cut side can be reduced as the speed increases, and the straightness of the cut surface can be significantly improved by at least 3 m / s or more, depending on the type of steel used.
第10図は本発明を適用した複合積層金属板の閉輪郭打
抜きの一例を示している。17はベット等に配されるダイ
ホルダ、18はポンチホルダであり、ガイドポスト19,19
により平衡ガイドされるようになっている。20はポンチ
ホルダ18に取付けられたポンチ、21は板押えであり、ポ
ンチホルダ18に取付けたスプリングやゴムなどの可縮手
段22により付勢されている。23はダイスである。FIG. 10 shows an example of closed contour punching of a composite laminated metal plate to which the present invention is applied. 17 is a die holder arranged on a bed or the like, 18 is a punch holder, and guide posts 19, 19
, The balance guide is provided. Reference numeral 20 denotes a punch attached to the punch holder 18, and reference numeral 21 denotes a plate holder, which is urged by a compressible means 22 such as a spring or rubber attached to the punch holder 18. 23 is a dice.
一般に閉輪郭打抜きは、片持ち梁式せん断よりも材料
の曲がり(わん曲)は小さいが、より良好な切口断面を
得るには、板押え21を用いてせん断加工中に材料周辺部
に板押え力を加えつつ、ポンチ20とダイス22により打抜
くことが最低限必要である。その理由は板押えなしでは
クリランスが大きくなると、せん断切口面から樹脂がは
み出す不具合が生ずるが、板押え21を用いると材料の曲
がりが抑制されるため、この現象を防止できるからであ
る。Generally, closed contour punching has less material bending (curvature) than cantilever shearing. However, in order to obtain a better cut cross-section, using a plate presser 21 to hold the plate around the material during shearing Minimally, it is necessary to punch with a punch 20 and a die 22 while applying force. The reason for this is that if the clearance becomes large without the plate retainer, the resin will protrude from the shearing cut surface, but if the plate retainer 21 is used, bending of the material will be suppressed, and this phenomenon can be prevented.
さらに好ましくは、打抜き速度をたとえば4m/sec以上
に高速化することである。この高速化は機械的な落槌力
をシャンク23に加えたり、衝撃大電流による電磁力をラ
ムの加速に応用した電磁プレスなどがある。このような
高速打抜きを併用した場合には、速度の効果により、ス
キン材1,2の変形が小さく、しかも樹脂3について引張
りあるいは二次せん断による分離でなくクラック貫通に
よる分離へとせん断機構が移行するため、凹凸の小さい
切口断面が得られると共に、片持ち式せん断と同様に樹
脂3の表面粗さを向上できる。More preferably, the punching speed is increased to, for example, 4 m / sec or more. This speed-up includes an electromagnetic press that applies a mechanical hammering force to the shank 23 and an electromagnetic force applied to the acceleration of the ram by a large impact current. When such high-speed punching is used together, due to the effect of the speed, the deformation of the skin materials 1 and 2 is small, and the shear mechanism shifts to separation of the resin 3 by crack penetration instead of tension or secondary shearing. Therefore, a cut cross section with small irregularities can be obtained, and the surface roughness of the resin 3 can be improved as in the case of cantilever shearing.
なお、この打抜きにおいて、第10図のように、逆押え
9を用いてポンチ20との間に材料Wを挾持しながら打抜
くことも推奨される。これによれば、片持ち梁式せん断
の場合と同様に、まず上下のスキン材1,2がポンチ20と
ダイス23の押込みに類した切削的変形で分離されてから
樹脂3が分離されるため、クリアランスを大きくしても
かえりの少ない良好な切口が得られる。In this punching, as shown in FIG. 10, it is also recommended to use the reverse presser 9 to hold the material W between the punch 20 and the punching. According to this, as in the case of the cantilever type shear, first, the upper and lower skin materials 1 and 2 are separated by cutting deformation similar to the pressing of the punch 20 and the die 23, and then the resin 3 is separated. Even if the clearance is increased, a good cut with less burrs can be obtained.
この逆押え9は、高速打抜き、クランク中速打抜きの
いずれでも効果があり、積層板の種類としては樹脂層が
薄肉な制振鋼板において特に効果的である。すなわち、
このタイプの複合積層板の場合、さきのようにクリアラ
ンスが10%t以下と小さい範囲で切口面近くのスキン材
が剥離しやすいが、逆押えを用いた場合には、打抜き時
に材料のわん曲が防止されるため切口断面の直角度が向
上することに加え、抜き落し側断面がダイス側面でこす
られなくなるため樹脂の剥離を防止することができる。
この逆押え力はスキン材の材質にもよるが、一般に5kgf
/mm2以上が必要であり、それを下回る逆押え力では剥離
防止の効果は乏しい。また、逆押え力の大きさは2枚の
スキン材の厚さ(板厚比)にも関係があり、板厚比が1:
1でない場合には逆押え力は大きめ、たとえば8〜12kgf
/mm2とすることが好ましい。The reverse presser 9 is effective in both high-speed punching and crank medium-speed punching, and is particularly effective as a type of laminated plate for a damping steel plate having a thin resin layer. That is,
In the case of this type of composite laminate, the skin material near the cut surface is easily peeled off when the clearance is as small as 10% t or less as described above. However, when a reverse presser is used, the material is bent at the time of punching. In addition to improving the perpendicularity of the cross section of the cut, the cut-out side cross section is not rubbed by the side surface of the die, so that resin separation can be prevented.
Although this back holding force depends on the material of the skin material, it is generally 5 kgf
/ mm 2 or more is required, and the effect of preventing peeling is poor with a reverse pressing force lower than this. In addition, the magnitude of the reverse pressing force is also related to the thickness (the thickness ratio) of the two skin materials.
If it is not 1, the reverse pressing force is large, for example, 8 to 12 kgf
/ mm 2 is preferable.
次に本発明の実施例を示す。 Next, examples of the present invention will be described.
実施例1 1)本発明により軽量化ラミネート鋼板の片持ち梁式せ
ん断を行った。Example 1 1) Cantilever beam shearing of a lightweight laminated steel sheet was performed according to the present invention.
せん断はクランクプレスに取付けた平行刃で平均速度
0.1m/s以上の加工速度にて行った。工具クリアランスは
2枚のスキン材と1層の樹脂の合計板厚(t)に対し、
5,10,15%tとし、オフカット長さを20mmとした。Shearing is average speed with a parallel blade attached to the crank press
Performed at a processing speed of 0.1 m / s or more. The tool clearance is based on the total thickness (t) of two skin materials and one layer of resin.
5, 10, and 15% t, and the off-cut length was 20 mm.
2)供試軽量ラミネート鋼板は下記のとおりである。2) The test lightweight laminated steel sheet is as follows.
A材…スキン材1,2とも0.2mm、樹脂0.6mm、 スキン材:SPCE、樹脂:ポリエチレン B材…スキン材1,2とも0.3mm、樹脂0.4mm、 スキン材:SPCE、樹脂:ポリエチレン 逆押えとして、ゴムブロックをポンチの下方に配し、
せん断過程で1kgf/mm2の逆押え力を作用させた。A material: 0.2 mm for both skin materials 1 and 2, resin 0.6 mm, skin material: SPCE, resin: polyethylene B material: 0.3 mm for both skin materials 1, 2, resin 0.4 mm, skin material: SPCE, resin: polyethylene As a rubber block under the punch,
In the shearing process, a reverse pressing force of 1 kgf / mm 2 was applied.
3)この結果を示すと、第4−A図(A材)と第4−B
図(B材)のとおりである。各図において(a)はクリ
アランス5%t、(b)は10%t、(c)は15%tであ
る。第13図及び第14図の慣用法と比較して明らかなよう
に、つぶれ等の変形がきわめて小さく、直角度のよい切
口断面が得られていることがわかる。ことに本発明では
クリアランスが15%tと大きくなってもかえりの発生が
ほとんど認められない。これは上下のスキン材が突起押
込みに類似した切削的たち切りにより分離されたことに
よるものである。3) The results are shown in FIG. 4-A (material A) and 4-B
It is as shown in FIG. In each figure, (a) shows a clearance of 5% t, (b) shows a 10% t, and (c) shows a 15% t. As is apparent from comparison with the conventional method shown in FIGS. 13 and 14, it can be seen that deformation such as crushing is extremely small and a cut section having a good squareness is obtained. In particular, in the present invention, generation of burrs is hardly recognized even when the clearance is increased to 15% t. This is due to the fact that the upper and lower skin materials were separated by cutting in a manner similar to pushing of the protrusion.
実施例2 上記A材とB材を第5図と第6図に示す回転刃式せん
断機を用い、刃先径250mmφ、せん断速度を4m/sにとっ
て高速せん断した。Example 2 The materials A and B were sheared at high speed using a rotary blade type shearing machine shown in FIGS. 5 and 6, with a blade edge diameter of 250 mmφ and a shearing speed of 4 m / s.
その結果を第9−A図(A材)、第9−B図(B材)
に示す。いずれの図においても(a)はクリアランス5
%t、(b)は10%t、(c)は15%tである。この第
9−A図及び第9−B図からつぶれが少なく、真直度の
良好なしかも樹脂の切口面のきれいなせん断が行われて
いることがわかる。The results are shown in Fig. 9-A (material A) and Fig. 9-B (material B).
Shown in In each figure, (a) shows a clearance of 5
% T, (b) is 10% t, and (c) is 15% t. From FIGS. 9-A and 9-B, it can be seen that the crushing is small, the straightness is good, and the cut surface of the resin is clearly sheared.
実施例3 1)A材について、クランクプレス(せん断速度0.1m/s
以下)による丸形打抜き(板押えなし、板押えあり)
と、落槌(重量34kgf)型の高速打抜き(せん断速度4.0
m/s)を行った。打抜き型としてはダイス穴径21.5mm
φ、ポンチ径を変えることによりクリアランスを片側0.
05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30mmに設定できるユニセッ
トを用いた。Example 3 1) For material A, use a crank press (shear speed 0.1 m / s).
(See below) for round punching (without plate presser, with plate presser)
And high-speed punching of a hammer (weight 34kgf) (shear speed 4.0
m / s). Die hole diameter 21.5mm as a punching die
Change the clearance on one side by changing φ and punch diameter.
A uniset that can be set to 05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30 mm was used.
2)第11−A図はクランクプレスによる板押えなしの場
合、第11図−B図はクランクプレスによる板押えありの
場合、第11−C図は高速打抜きの打抜き断面を示す。各
図において(a)はクリアランス5%t、(b)は10%
t、(c)は15%tである。2) FIG. 11-A shows a punching section in the case where there is no sheet presser by a crank press, FIG. 11-B shows a case where there is a sheet presser by a crank press, and FIG. In each figure, (a) is a clearance of 5% t, (b) is 10%.
t, (c) is 15% t.
それら図面から明らかなように、高速打抜きによれば
スキン材の曲がりが小さく、凹凸の小さい切口断面が得
られ、樹脂の表面粗さも向上していることがわかる。As is apparent from the drawings, the high-speed punching shows that the skin material has a small bend, a cut section with small irregularities is obtained, and the surface roughness of the resin is also improved.
実施例4 1)本発明により制振鋼板の打抜きを行った。Example 4 1) A damping steel plate was punched according to the present invention.
供試材としては下記のものを用いた。板厚はすべて2.
0mm、樹脂はいずれもポリエステル、鋼板はSPCCであ
る。The following materials were used as test materials. All thicknesses are 2.
0mm, resin is polyester, steel plate is SPCC.
C材…上スキン0.6mm、樹脂45μm、下スキン1.4mm D材…上スキン0.8mm、樹脂45μm、下スキン1.2mm E材…上スキン1.0mm、樹脂45μm、下スキン1.0mm 2)打抜きは実施例3のクランクプレスを用い、円形打
抜き型は、ポンチ外径49.98mm、ダイス穴径50.02mm、ク
リアランス片側0.02mm(1%t)とした。逆押えとして
はゴムブロックを用いた。C material: Upper skin 0.6 mm, resin 45 μm, lower skin 1.4 mm D material: Upper skin 0.8 mm, resin 45 μm, lower skin 1.2 mm E material: Upper skin 1.0 mm, resin 45 μm, lower skin 1.0 mm 2) Punching is performed Using the crank press of Example 3, the circular punch had a punch outer diameter of 49.98 mm, a die hole diameter of 50.02 mm, and a clearance of 0.02 mm on one side (1% t). A rubber block was used as the back presser.
3)逆押え力を種々変化させて打抜きを行い、剥離の有
無を調べた。剥離はせん断面の一部を半径方向に1mmの
深さに切落し、切落された部分の2枚のスキン材が樹脂
面で分離した場合をもって剥離ありと判断した。その結
果、5kgf/mm2以上とくに7kgf/mm2以上の逆押え力を作用
させると剥離を完全に防止できていた。3) Punching was performed by changing the reverse pressing force in various ways, and the presence or absence of peeling was examined. In the peeling, a part of the sheared surface was cut off in the radial direction to a depth of 1 mm, and it was judged that there was peeling when the two skin materials in the cut off part were separated on the resin surface. As a result, peeling was completely prevented by applying a reverse pressing force of 5 kgf / mm 2 or more, especially 7 kgf / mm 2 or more.
4)次に、上スキンと下スキンの板厚比の違いと逆押え
力の関係を調べるため、C材、D材、E材およびそれら
において上スキンと下スキンの厚さを逆にした材料につ
いて、クリアランス1%t、逆押え力10kgf/mm2の条件
で打抜きを行った。4) Next, in order to examine the relationship between the difference in the thickness ratio of the upper skin and the lower skin and the reverse pressing force, materials C, D, and E, and materials in which the thicknesses of the upper skin and the lower skin were reversed in these materials. Was punched under the conditions of a clearance of 1% t and a reverse pressing force of 10 kgf / mm 2 .
その結果を第12図(a)〜(h)に示す。(a)〜
(d)は逆押えなし、(e)〜(h)は逆押えありであ
り、いずれの板厚比においても、逆押えがない場合は剥
離が生ずるが、逆押え力を作用させると、剥離が生じ
ず、直角度のよい切口断面が得られることがわかる。The results are shown in FIGS. 12 (a) to (h). (A) ~
(D) shows no reverse press, and (e) to (h) show reverse press. At any plate thickness ratio, peeling occurs when there is no reverse press, but when reverse press force is applied, peeling occurs. It can be seen that no cross-section occurs and a good cross section with a right angle is obtained.
以上説明した本発明の請求項1によるときには、2枚
の金属板の間に樹脂をサンドイッチした複合積層板をせ
ん断するにあたり、複合積層板をダイスと板押えにより
挾持した状態でポンチ下方から逆押え力を作用させ、ポ
ンチの喰込みによりこれの端面に接する上金属板を、次
いでダイスの喰込みによりダイス端面に接する下金属板
をそれぞれ切削的変形により分離し、最後に樹脂を切断
するせん断過程を創成するので、樹脂をサンドイッチし
た複合積層板をつぶれ等の変形が小さく、剥離も防止さ
れた直角度のよい切口断面にせん断することができ、し
かも安価に実施できるというすぐれた効果が得られる。According to claim 1 of the present invention described above, in shearing a composite laminate in which a resin is sandwiched between two metal plates, a reverse pressing force is applied from below the punch with the composite laminate sandwiched between a die and a plate retainer. The upper metal plate that is in contact with the end face of the die is cut by punching, and the lower metal plate that is in contact with the die end face is then cut by cutting the die, creating a shearing process that cuts the resin at the end. Therefore, the composite laminate obtained by sandwiching the resin can be sheared into a cut section having a good squareness with little deformation such as crushing and also prevented from peeling, and an excellent effect that it can be implemented at low cost can be obtained.
請求項2によれば、2枚の金属板の間に樹脂をサンド
イッチした複合積層板をせん断するにあたり、複合積層
板をダイスに配してクランプ手段によりクランプしつつ
ポンチ刃を取り付けて回転体を高速回転させてポンチ刃
によりせん断することによる速度効果により、ポンチ刃
が上金属板に喰込み樹脂層を過ぎて下金属板に達するせ
ん断過程で複合積層板の曲がりを防止して分離を行うの
で、リメイン側とオフカット側の切口の真直度を向上す
ることができ、また樹脂の切口面を平滑な面にすること
ができるというすぐれた効果が得られる。According to the second aspect, in shearing a composite laminate in which a resin is sandwiched between two metal plates, the composite laminate is arranged on a die, and a punch is attached to the die while clamping by a clamping means to rotate the rotating body at a high speed. The punch effect causes the punch blade to shear, and the punch blade cuts into the upper metal plate and passes through the resin layer to the lower metal plate. The straightness of the cut on the side and the off-cut side can be improved, and an excellent effect that the cut surface of the resin can be made smooth can be obtained.
第1図は本発明の片持ち梁式せん断に適用した例を示す
側面図である。 第2図はせん断型の拡大図、第3図(a)〜(e)はせ
ん断過程を示す説明図である。 第4−A図(a)〜(c)と第4−B図(a)〜(c)
は、2種の材料と異なるクリアランスでせん断したとき
の切口を示す拡大断面図である。 第5図は本発明を高速せん断に適用した場合に用いるせ
ん断機の一例を示す側面図である。 第6図はせん断状況を示す断面図である。 第7図は回転刃の軌跡を示す説明図である。 第8図(a)〜(f)は高速せん断時の過程を示す断面
図である。 第9−A図(a)〜(c)と第9−B図(a)〜(c)
は2種の材料を異なるクリアランスで高速せん断したと
きの切口を示す断面図である。 第10図は本発明を閉輪郭打抜きに適用した場合の打抜き
型を例示する断面図である。 第11−A図(a)〜(c)は板押えなしの低速プレスに
よる打抜きの切口をクリアランスごとに示す断面図であ
る。 第11−B図(a)〜(c)は同様に板押えを用いた低速
プレス打抜きの切口をクリアランスごとに示す断面図で
ある。 第11−C図(a)〜(c)は高速打抜きによる場合の各
クリアランスでの切口を示す断面図である。 第12図は制振鋼板について打抜きを行った場合の切口を
示す断面図であり、(a)〜(d)は逆押えなし、
(e)〜(h)は逆押えありの場合を示す。 第13図(a)〜(c)と第14図(a)〜(c)は慣用の
片持ち梁式せん断法による2種の材料の切口をクリアラ
ンスごとに示す断面図である。 第15図は慣用の片持ち梁式せん断過程を示しており、
(a)は軟鋼板の場合、(b)は複合積層板の場合を示
す。 第16図(a)〜(d)は制振鋼板を慣用法で打抜いた場
合の各クリアランスの切口を示す断面図である。 1……スキン材(上金属板)、2……スキン材(下金属
板)、3……樹脂、6……板押え、4……ポンチ、5…
…ダイス、9……逆押え、16a……回転体、16b……ポン
チ刃FIG. 1 is a side view showing an example applied to a cantilever type shearing of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a shearing type, and FIGS. 3 (a) to 3 (e) are explanatory views showing a shearing process. FIGS. 4-A (a)-(c) and FIGS. 4-B (a)-(c)
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an incision when shearing is performed with two materials and different clearances. FIG. 5 is a side view showing an example of a shearing machine used when the present invention is applied to high-speed shearing. FIG. 6 is a sectional view showing a shearing state. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the trajectory of the rotary blade. 8 (a) to 8 (f) are cross-sectional views showing a process at the time of high-speed shearing. 9-A (a)-(c) and 9-B (a)-(c)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cut surface when two kinds of materials are sheared at high speed with different clearances. FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a punching die when the present invention is applied to closed contour punching. 11-A (a) to (c) are cross-sectional views showing, for each clearance, cut edges of punching by a low-speed press without a plate holder. FIGS. 11A to 11C are cross-sectional views each showing a cut edge of low-speed press punching using a plate holder for each clearance. FIGS. 11A to 11C are cross-sectional views showing cuts at respective clearances in the case of high-speed punching. FIG. 12 is a cross-sectional view showing a cutout when punching is performed on the damping steel sheet, and (a) to (d) show no reverse holding;
(E) to (h) show the case with the reverse presser. FIGS. 13 (a) to 13 (c) and FIGS. 14 (a) to 14 (c) are sectional views showing cuts of two types of materials by a conventional cantilever shearing method for each clearance. FIG. 15 shows a conventional cantilever type shearing process,
(A) shows the case of a mild steel sheet, and (b) shows the case of a composite laminate. FIGS. 16 (a) to 16 (d) are cross-sectional views showing cuts of respective clearances when a vibration damping steel plate is punched by a conventional method. 1 ... skin material (upper metal plate), 2 ... skin material (lower metal plate), 3 ... resin, 6 ... plate holder, 4 ... punch, 5 ...
... Die, 9 ... Reverse presser, 16a ... Rotating body, 16b ... Punch blade
フロントページの続き (72)発明者 青木 勉 埼玉県南埼玉郡菖蒲町昭和沼19番地 株 式会社エフテック内 (56)参考文献 特開 昭61−270016(JP,A) 特開 昭63−229214(JP,A) 特開 昭58−109217(JP,A) 特開 昭56−134114(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23D 15/00Continuing from the front page (72) Inventor Tsutomu Aoki 19 Fukutech Co., Ltd., Showa-numa, Shobu-cho, Minami-Saitama-gun, Saitama Prefecture (56) References JP-A-61-270016 (JP, A) JP-A-63-229214 (JP) JP-A-58-109217 (JP, A) JP-A-56-134114 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B23D 15/00
Claims (5)
た複合積層板をせん断するにあたり、複合積層板をダイ
スと板押えにより挟持した状態でポンチ下方から逆押え
力を作用させ、ポンチの喰込みによりこれの端面に接す
る上金属板を、次いでダイスの喰込みによりダイス端面
に接する下金属板をそれぞれ切削的変形により分離し、
最後に樹脂を切断するせん断過程を創成することを特徴
とする積層金属板のせん断法。When a composite laminate having a resin sandwiched between two metal plates is sheared, a reverse pressing force is applied from below the punch in a state where the composite laminate is sandwiched between a die and a plate retainer, thereby punching the punch. By separating the upper metal plate in contact with the end surface of this, then the lower metal plate in contact with the die end surface by biting the die by cutting deformation,
Finally, a shearing method for a laminated metal sheet, wherein a shearing process for cutting a resin is created.
た複合積層板をせん断するにあたり、複合積層板をダイ
スに配してクランプ手段によりクランプしつつポンチ刃
を取り付けた回転体を高速回転させてポンチ刃によりせ
ん断することによる速度効果により、ポンチ刃が上金属
板に喰込み樹脂層を過ぎて下金属板に達するせん断過程
で複合積層板の曲がりを防止して分離を行うことを特徴
とする積層金属板のせん断法。2. The shearing of a composite laminated plate in which a resin is sandwiched between two metal plates, the composite laminated plate is arranged on a die, and a rotating body having a punch blade attached thereto is rotated at high speed while being clamped by a clamping means. Due to the speed effect of shearing by the punch blade, the punch blade bites into the upper metal plate, prevents bending of the composite laminate in the shearing process reaching the lower metal plate through the resin layer, and performs separation. Shearing method for laminated metal sheets.
載の積層金属板のせん断法。3. The method of claim 1 wherein the shearing comprises closed contour punching.
される0.2〜1.0mmの樹脂層を有したものであり、逆押え
力を1kgf/mm2以上として行なう請求項1または請求項3
に記載の積層金属板のせん断法。4. The composite laminate according to claim 1, wherein the composite laminate has a resin layer of 0.2 to 1.0 mm represented by a lightweight laminated steel plate, and the reverse pressing force is set to 1 kgf / mm 2 or more.
3. The method for shearing a laminated metal sheet according to item 1.
0μmの樹脂層を有するものであり、逆押え力を5kgf/mm
2以上として行なう請求項1または請求項3に記載の積
層金属板のせん断法。5. The composite laminate according to claim 1, wherein said composite laminate is a damped steel plate.
It has a resin layer of 0 μm and has a reverse pressing force of 5 kgf / mm
4. The method for shearing a laminated metal sheet according to claim 1, wherein the shearing is performed as two or more.
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JPH02269516A JPH02269516A (en) | 1990-11-02 |
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