JP3430527B2 - 金属薄板の剪断加工方法 - Google Patents

金属薄板の剪断加工方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属薄板の打抜き、穴
抜き等の剪断加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば金属薄板の打抜き加工の場合、打
抜きばりを抑制するためには、通常の打抜き加工方法で
は、金型のクリアランスを板厚に対して一定以下の比率
に抑える必要がある。しかし、被加工材の板厚が０．１
ｍｍ以下すなわち数十μｍ程度あるいはそれ以下に薄く
なると、特に複雑形状の打抜きにおいては、精度面から
上記の比率を確保することが困難となり、金型の製作お
よびメンテナンスに多大な労力と費用が必要になる。
【０００３】打抜きばりを抑制する方法としては、上下
抜き法やばり無し打抜き法（特開平第１−２９３９２２
号公報、同第３−２３４３２１号公報、同第４−１４６
１００号公報）が知られているが、上記のような薄板に
適用しようとすると、前者の方法は特別の装置（特開平
第２−１２７９９７号公報）が必要になり、一方後者の
方法は適用自体が困難であるという問題があった。
【０００４】このように、従来の方法では特別な装置や
金型を用いることなく０．１ｍｍ程度以下の金属薄板を
ばりを抑制して打抜くことは困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特別な装置
や金型を用いる必要なく、ばり発生を抑制して厚さ０．
１ｍｍ程度以下の金属薄板を打抜きあるいは穴抜き等の
剪断加工する方法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】上記の目的は、本発明に
よれば、厚さ０．１ｍｍ以下の金属薄板を一対の金型で
製品と廃材とに剪断分離する金属薄板の剪断加工方法に
おいて、上記廃材となる金属薄板部分を押圧する第１の
金型の切刃には該金属薄板の厚さの５〜１０倍の面取り
または丸みを設ける一方、上記製品となる金属薄板部分
を押圧する第２の金型の切刃は実質的に面取りまたは丸
みの無い鋭い切刃とし、上記金属薄板の２倍以上の厚さ
を有し柔軟で紙類と同等に伸びが少なく且つ該金属薄板
の剪断を実質的に妨げない程度に十分引張強さが小さい
シート状当て材を、該金属薄板と重ね合わせて積層し、
上記第１の金型の押圧面に上記当て材が面し、上記第２
の金型の押圧面に該金属薄板が面する向きに、上記積層
された金属薄板およびシート状当て材を配し、該金属薄
板と該当て材とを同時に剪断することを特徴とする金属
薄板の剪断加工方法によって達成される。
【０００７】
【作用】本発明の方法においては、廃材となる金属薄板
部分が第１の金型の切刃の面取りあるいは丸みに沿って
引張変形を受けると共に、シート状当て材により面取り
または丸みが実質的に無い第２の金型の切刃に押し付け
られることにより、後者の切刃の食い込み部分を起点と
して引きちぎりにより分離される。そのため、被加工材
である金属薄板は金型クリアランスに関係なく常に後者
の切刃の極わめて近傍で分離されるので、実質的にばり
を発生することなく剪断加工を行うことができる。
【０００８】廃材となる金属薄板部分を押圧する第１の
金型の切刃に面取りまたは丸みを設けるのは、被加工材
である金属薄板に分離に必要なだけの引張力を付加する
ためである。この面取りまたは丸みの適正範囲は、金属
薄板の厚さの５〜１０倍程度である。これよりも小さい
と引張力が不足してばり抑制効果が安定して得られず、
逆にこの範囲よりも大きいと引張力の影響が製品側にま
で及び製品に変形が生ずる。
【０００９】金属薄板と同時に剪断されるシート状当て
材は、上記引張力と共働して金属薄板を第２の金型の切
刃に押し付ける作用があり、被加工材である金属薄板の
２倍程度以上の厚さで、紙等のように伸びが少なく、柔
軟で、且つ比較的容易に切断できる材質が適している。
本発明の方法は、従来の方法ではばり抑制が困難であっ
た０．１ｍｍ程度あるいはそれ以下の板厚の金属薄板に
適用すると特に有利である。
【００１０】以下に、添付図面を参照して、実施例によ
り本発明を更に詳細に説明する。
【００１１】
【実施例】図１に、本発明の方法により打抜き加工を行
うための装置の典型的な配置例を示す。同図（ａ）は打
抜き加工前、（ｂ）は打抜き加工中、（ｃ）は打抜き加
工後の状態を示す。図中、１はパンチ、２はダイ、３は
材料押さえ（押さえ力Ｓ）、４は被加工材としての金属
薄板、５は金属薄板４と同時に打抜かれる当て材であ
る。同図は、打抜かれる金属薄板部分が製品となる場合
を示しており、その場合には、面取りまたは丸みは廃材
側のダイ２の方の切刃２Ａに施してあり、ダイ２と金属
薄板４との間に当て材５を配してある。ダイ２の切刃２
Ａに面取りまたは丸みを施し、当て材５を用いる以外
は、通常のプレス打抜き加工時の装置と同様の構成であ
る。
【００１２】本発明の方法では、図１（ａ）のように配
置し、図１（ｂ）に示したように加工の進展に伴い金属
薄板４がダイ２に沿って引張力Ｆにより引張変形を受
け、これが当て材５によりパンチ１の切刃１Ａに押付け
力ｆで押し付けられることにより、面取りまたは丸みを
実質的に施してない切刃１Ａの近傍で引きちぎりにより
分離され、製品４Ｐと廃材４Ｑになる（図１（ｃ））。
ここで、材料押さえ３は金属薄板４の引きちぎりに必要
な引張力Ｆを確保するための拘束の役割を果たす。ま
た、当て材５としては、紙等、伸びが少なく比較的容易
に切れる材質のものを用いる。
【００１３】図１の装置を用い、板厚２０μｍのＳＵＳ
３０４−３／４Ｈを被加工材４とし、厚さ約８０μｍの
中質紙をシート状当て材５とし、板厚２０μｍに対する
金型クリアランス５０〜１００％、ダイ２の切刃２Ａの
面取り量Ｃ０．１〜０．２、材料押さえ力を打抜き力の
６０〜１５０％の範囲として、本発明による打抜き加工
を行った。
【００１４】また比較のために、ダイ２の切刃２Ａに面
取りあるいは丸みを施さず、当て材５を用いずに他は上
記と同様の条件とした従来の方法で打抜き加工を行っ
た。図２に、上記両方の打抜き加工結果をクリアランス
に対するばり高さとして示す。従来の打抜き加工方法で
はクリアランスが増加するにつれてばり高さは顕著に大
きくなっているが、本発明の打抜き加工ではクリアラン
ス１００％でもばりは極めて小さく抑制されていること
が分かる。
【００１５】また金型寿命についても、従来の方法では
クリアランスや切刃の鋭さに敏感に影響されるため、被
加工材板厚が薄くなるほど寿命が不安定になり易く、金
型の製作および維持管理に多大な労力を要することにな
るのに対し、本発明の方法においてはこのような影響が
少ないので、寿命を安定して確保することができる。本
実施例においては、被加工材の金属薄板としてＳＵＳ３
０４を用いた例を説明したが、ステンレス、銅、アルミ
ニウム等、他の材質の金属薄板に適用しても同様の効果
が得られる。
【００１６】また、シート状当て材は厚さ８０μｍ程度
の中質紙を用いたが、既に説明した性質を有するもので
あれば、一般的な紙類はほとんど全て用いることができ
る。また紙に限らず、同等の性質の材質であればもちろ
ん用いることができる。金型は本発明の規定する範囲で
あれば、それ以上に限定する必要はない。例えば、図３
に例示したような一般的な可動ストリッパ式打抜き金型
を通常のプレス装置に取り付けて用いることができる。
【００１７】図３において、１１はダイプレート、１２
はバッキングプレート、１３はストリッパガイドブッシ
ュ、１４はボタンダイ、１５はロケーションプレート、
１６はダイホルダー、１７はガイドポスト、１８はガイ
ドブッシュ、１９はパンチホルダー、２０はストリッパ
ガイドブッシュ、２１はストリッパガイドピン、２２は
ストリッパプレート、２３はパンチプレート、２４はバ
ッキングプレート、２５はパンチ、２６はストリッパボ
ルト、２７はスプリングである。
【００１８】実施例は打抜き加工の場合について示した
が、穴抜き等、他の剪断加工に適用しても同様の効果が
得られる。ただし、いずれの加工態様においても、被加
工材に十分な引張力が発生すること、その引張力により
製品にまで変形が生じないことが確保できるように、材
料押さえの配置・形状および押さえ力を考慮する必要が
ある。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特別な装置や金型を用いる必要なく、ばり発生を抑制し
て厚さ０．１ｍｍ程度以下の金属薄板を打抜きあるいは
穴抜き等の剪断加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法における各部材の作動関係を示す
断面図である。
【図２】本発明の方法および従来の方法により、ＳＵＳ
３０４薄板を打抜き加工した際のばり高さと金型クリア
ランスとの関係を示すグラフである。
【図３】本発明を実施するために用いる打抜き加工用金
型構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…パンチ １Ａ…パンチ１の切刃 ２…ダイ ２Ａ…ダイ２の切刃 ３…材料押さえ ４…被加工材としての金属薄板 ５…金属薄板４と同時に打抜かれる当て材 Ｓ…押さえ力 Ｆ…金属薄板４が受けるダイ２に沿った引張力 ｆ…押付け力 ４Ｐ…製品 ４Ｑ…廃材 １１…ダイプレート １２…バッキングプレート １３…ストリッパガイドブッシュ １４…ボタンダイ １５…ロケーションプレート １６…ダイホルダー １７…ガイドポスト １８…ガイドブッシュ １９…パンチホルダー ２０…ストリッパガイドブッシュ ２１…ストリッパガイドピン ２２…ストリッパプレート ２３…パンチプレート ２４…バッキングプレート ２５…パンチ ２６…ストリッパボルト ２７…スプリング

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 厚さ０．１ｍｍ以下の金属薄板を一対の
    金型で製品と廃材とに剪断分離する金属薄板の剪断加工
    方法において、 上記廃材となる金属薄板部分を押圧する第１の金型の切
    刃には該金属薄板の厚さの５〜１０倍の面取りまたは丸
    みを設ける一方、上記製品となる金属薄板部分を押圧す
    る第２の金型の切刃は実質的に面取りまたは丸みの無い
    鋭い切刃とし、 上記金属薄板の２倍以上の厚さを有し柔軟で紙類と同等
    に伸びが少なく且つ該金属薄板の剪断を実質的に妨げな
    い程度に十分引張強さが小さいシート状当て材を、該金
    属薄板と重ね合わせて積層し、 上記第１の金型の押圧面に上記当て材が面し、上記第２
    の金型の押圧面に該金属薄板が面する向きに、上記積層
    された金属薄板およびシート状当て材を配し、該金属薄
    板と該当て材とを同時に剪断することを特徴とする金属
    薄板の剪断加工方法。
  2. 【請求項２】 前記シート状当て材として紙を用いるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の金属薄板の剪断加工方
    法。
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