JP3784918B2

JP3784918B2 - 半打ち抜き加工用パンチ、これを用いた半打ち抜き穴の加工方法

Info

Publication number: JP3784918B2
Application number: JP11890997A
Authority: JP
Inventors: 浩一長谷川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2017-04-21
Also published as: JPH10305325A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス金型での金属板の半打ち抜き加工に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来のこの種の金属板の半打ち抜き加工に用いる半打ち抜きパンチ１は、図１に示すように先端がフラットで全周縁に切刃２を有する。加工時には、図２に示すように、加工対象である金属板３をダイ４の上にストリッパー５によって固定し、半打ち抜きパンチ１を下降させ、その状態で半打ち抜きパンチ１の切刃２が金属板３を打ち抜いてしまわないようにしておいて半打ち抜き加工を行い、金属板３から半打ち抜き部６を突出させた後、半打ち抜きパンチ１を上昇させて加工を完了するようにしている。下降された半打ち抜き部６の形状は、半打ち抜きパンチ１のフラットな先端形状が転写された状態になり、半打ち抜き部６と金属板３とをつないでいる部分は均一な肉厚に成形される。
【０００３】
このような半打ち抜き加工では、図３に示すように、半打ち抜き部６の全周縁が金属板３と切断されずにつながっている。つながっている部分の肉厚は、金属板３の板厚方向の寸法でいえば、ｔ−ｈ１（ｔは金属板３の板厚、ｈ１は半打ち抜き部６が金属板３から突出する寸法）となっている。即ち、このような半打ち抜き加工における高さｈ１の加工限界は、半打ち抜き加工される金属板３の板厚ｔの５０〜７５％以下であり、これを超えると、つながっている部分にクラックが生じやすくなるため、半打ち抜き部６と金属板３がしっかりとつながっているように加工している。
【０００４】
このような半打ち抜き部６を有する部品７は、図４に示すように、丸穴８や長穴９を有する部品１０との締結における位置決めに多用されている。ところが半打ち抜き部６は、上述したように、その半打ち抜き高さｈ１の加工限界が半打ち抜き加工される部品７の板厚ｔの５０〜７５％以下であるため、特に半打ち抜き加工される部品７の板厚ｔがｌｍｍ以下の場合、半打ち抜き高さｈ１が低すぎることになりやすい。例えば図５に示すように、締結される相手部品１０の丸穴８の周縁部が半打ち抜き部６に乗り上げた状態になりやすい。このような状態では、両部品７、１０の位置決めがしっかりとなされていない状態で締結されてしまうため、締結不良が多発することになる。なお図中１１は両部品７、１０間の溶接部である。
【０００５】
この問題を解決するには、半打ち抜き高さｈ１を高くして、締結される部品１０が半打ち抜き部６に乗り上げにくくする方法があるが、図１に示すような従来の半打ち抜きパンチ１を使用する限り、このような半打ち抜き部６の加工は不可能である。即ち、半打ち抜き部６の高さｈ１を高くしてゆき、半打ち抜き部６が金属板３から突出する寸法ｈ１が金属板３の板厚ｔの５０〜７５％を超えると、図６に示すように、半打ち抜き部６と金属板３をつないでいる部分に破断によるクラック１２が生じ、半打ち抜き部６と金属板３のつながりが急激に弱くなる。このような状態の半打ち抜き部６に荷重、振動が加わると、半打ち抜き部６が金属板３から抜け落ちてしまい、締結のための位置決めには用をなさなくなる。
【０００６】
もちろん、半打ち抜き部６の高さｈ１を金属板３の板厚ｔ以上にすることは、半打ち抜き部６を金属板３から完全に打ち抜いてしまうことであるので、従来の半打ち抜きパンチでは不可能である。
【０００７】
そこで本発明は、半打ち抜き部と金属板をつないでいる部分の肉厚を局部的に厚くするブリッジ状の部分を設けることにより、従来ではクラックが発生する高さ以上に半打ち抜き高さを加工でき、半打ち抜き部と金属板を局部的にブリッジ状の部分によってしっかりとつなぎとめ、半打ち抜き部に荷重、振動が加わっても半打ち抜き部が脱落せず、また、半打ち抜き高さを板厚以上にすることもでき、その場合でも半打ち抜き部と金属板をつないでいるブリッジ状の部分を形成して、半うち抜き部と金属板をしっかりとつなぎとめることができるようにするための加工を行う半打ち抜き加工用パンチを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の半打ち抜き加工用パンチのうち請求項１に係るものは、パンチ先端の周縁に切刃を形成してなる半打ち抜き加工用パンチであって、打ち抜き加工方向に沿う溝部を上記切刃を分断するように設けて、該溝部を、打ち抜き加工方向に沿う中心軸の周りで３個以上設けるとともに、これら溝部を上記パンチの軸線方向にまっすぐ沿うように形成してあることを特徴とする。
【０００９】
同請求項２に係るものは、請求項１記載の半打ち抜き加工用パンチにおいて、上記溝部を、打ち抜き加工方向に沿う中心軸の周りに対称に位置するように形成してあることを特徴とする。
【００１０】
同請求項３に係るものは、請求項１又は２に記載の半打ち抜き加工用パンチにおいて、上記溝部を、半打ち抜き加工時の動作方向である上記パンチの軸線方向にまっすぐ沿うように形成してなることを特徴とする。
【０００１１】
同請求項４に係るものは、請求項１又は２に記載の半打ち抜き加工用パンチにおいて、上記溝部の底面が上記パンチの軸線方向で上方へ向かうにつれて浅くなるように形成してあることを特徴とする。
【００１２】
同請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかに記載の半打ち抜き加工用パンチにおいて、上記溝部を、打ち抜き加工方向に沿う中心軸の周りで対称位置に３個又は４個形成してあることを特徴とする。
【００１３】
同請求項６に係るものは、請求項１から５のいずれかに記載の半打ち抜き加工用パンチにおいて、上記溝部の深さ寸法を、少なくとも半打ち抜き加工対象となる板材の厚さより大きくしてなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項７に係る半打ち抜き穴の加工方法は、請求項１から６のいずれかに記載の半打ち抜き加工用パンチを用いたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項８に係る半打ち抜き加工用パンチは、パンチ先端の周縁に切刃を形成してなる半打ち抜き加工用パンチであって、打ち抜き加工方向に沿う溝部を上記切刃を分断するように設け、該溝部を、打ち抜き加工方向に沿う中心軸の周りで対称位置に３個以上設けて該溝部の断面幅を均一に形成してなることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお以下では従来と共通する部分には共通する符号を付して説明する。
図７は本発明に係る半打ち抜き加工用パンチの一実施形態を示すパンチ先端部の側面図（Ａ）及び底面図（Ｂ）である。本実施形態の半打ち抜きパンチ２０は、先端周縁の切刃２を４箇所で分断するように溝部２１を形成してある。この溝部２１は、半打ち抜きパンチ２０の軸線方向、即ち半打ち抜き加工時の動作方向にまっすぐ沿い、かつ先端部の中心の周りに対称に位置するように形成してある。
【００１７】
この実施形態のパンチ２０においても従来と同様に半打ち抜き加工を行い、加工対象となる金属板に先端形状を転写する。その動作を図８により説明する。図８（Ａ）は、図２（Ａ）に相当し、加工開始前の状態で、加工対象である金属板３をダイ４の上にストリッパー５によって固定してある。図８（Ｂ）は、図２（Ｂ）に相当し、（Ａ）のように固定した金属板３に対して本実施形態の半打ち抜きパンチ２０を下降させ、従来の半打ち抜きパンチ１であればその切刃２が金属板３を打ち抜いてしまところまで半打ち抜きパンチ２０を下降させて半打ち抜き加工を行い、金属板３から半打ち抜き部２２を突出させた後、半打ち抜きパンチ２０を上昇させて加工を完了する（図８（Ｃ）：図２（Ｃ）に相当する）ようにしている。このとき、切刃２によって金属板３はほとんど打ち抜かれたようになるが、溝部２１を形成した部位では打ち抜かれず、金属板３の一部が溝部２１内へ入り込み、溝部２１の形状がその部分に転写される。すると図８（Ｃ）に示すように、半打ち抜き部２２の周囲に４個のブリッジ形状部２３が形成され、このブリッジ形状部２３により半打ち抜き部２２と金属板３がつながれる。このようにして半打ち抜き加工を施した金属板３を図８（Ｄ）、（Ｅ）に示す。
【００１８】
図８と同様の半打ち抜き加工であるが、半打ち抜きパンチ１の下降量を少なくした下降を施した金属板３を図９に示す。この金属板３は、半打ち抜き部２２の突出高さｈ２が図示のように金属板３の板厚ｔより若干小さい程度で、従来であれば完全にクラックが発生して使いものにならない程度まで半打ち抜き部２２が突出している。勿論、半打ち抜き部２２と金属板３はブリッジ形状部２３以外の部分でもつながっているが、その部分の肉厚はブリッジ形状部２３よりも薄い。換言すれば、ブリッジ形状部２３が他の部分に比べて局部的に厚くなっているため、ブリッジ形状部２３には破断によるクラックが入りにくく、しかもブリッジ形状部２３が対称位置に形成してあるので変形しにくくなり、他の部分よりもしっかりと半打ち抜き部２２と金属板３をつなぐ働きを果たす。
【００１９】
ブリッジ形状部２３を大きく、またはその数を増やすことによって半打ち抜き部２２と金属板３をつなぐ働きに対する効果は上がる。ブリッジ形状部２３を太くしたいときは溝部２１の幅を広げ、またブリッジ形状部２３の数を多くしたいときは溝部２１の数を多くし、さらに半打ち抜き部２２の突出高さｈ２を高くしたいときは溝部２１の深さを深くすればよい。即ち、溝部２１の形状によって、形成される半打ち抜き部２２とブリッジ形状部２３を種々異ならせることができる。
【００２０】
このような半打ち抜き加工を行った部材を用いて図４相当の位置決めと締結を行った例を図１０に示す。この例は、図示のように２つの金属板２５、２６を溶接によって締結しているものであり、締結の際に金属板２５に開けた位置決め用の丸穴８と長穴９に、金属板２６に位置決め用に形成したブリッジ形状部２３を有する半打ち抜き部２２をはめ込むことにより両金属板２５、２６を位置決めする。半打ち抜き部２２が従来よりも高いため、金属板２５の位置決め用の丸穴８と長穴９に半打ち抜き部２２が入り込まずに乗り上げてしまったまま締結してしまうことが、従来に比べて起こりにくくなり、また振動等があっても丸穴８や長穴９から半打ち抜き部２２が抜けにくくなり、確実な位置決めを行うことができるようになる。
【００２１】
図１１は本発明に係る半打ち抜き加工用パンチの第２の実施形態を示すパンチ先端部の側面図（Ａ）及び底面図（Ｂ）である。本実施形態の半打ち抜きパンチ３０は、先端周縁の切刃２を先の実施形態と同様に４箇所で分断するように溝部３１を形成してあり、溝部３１を半打ち抜きパンチ３０の軸線方向にまっすぐ沿うように、かつ先端部の中心の周りに対称に位置するように形成してあるが、溝部３１の底面が半打ち抜きパンチ２０の軸線方向で上方へ向かうに連れて浅くなるようにしてある。
【００２２】
この半打ち抜きパンチ３０により半打ち抜き加工を施した金属板３を図１２に示す。この金属板３は、半打ち抜き部３２の突出高さｈ３が図示のように金属板３の板厚ｔより大きく、従来不可能であった突出高さを実現している。即ち、ブリッジ形状部３３以外の部分では、半打ち抜き部３２と金属板３はつながっていない。またブリッジ形状部３３は、溝部３１の底面形状によって傾斜して半打ち抜き部３２を支える形状となっている。勿論この実施形態でも、溝部３１の形状によって、形成される半打ち抜き部３２とブリッジ形状部３３を種々異ならせることができる。その他の構成、動作等については先の実施形態と同様であるので重複する説明は省略する。
【００２３】
図１３は本発明に係る半打ち抜き加工用パンチの第３の実施形態を示すパンチ先端部の側面図（Ａ）及び底面図（Ｂ）である。本実施形態の半打ち抜きパンチ４０は、先端周縁の切刃２を３箇所で分断するように溝部４１を形成してあり、溝部４１を半打ち抜きパンチ４０の軸線方向にまっすぐ沿うように、かつ先端部の中心の周りに対称に位置するように形成してあるが、溝部４１の幅を先の二つの実施例に比べて非常に広くしてある。図中４２は半打ち抜き部、４３はブリッジ形状部を示すその他の構成、動作等については先の実施形態と同様であるので重複する説明は省略する。
【００２４】
すなわち本発明に係る半打ち抜き加工用パンチと、これを用いた半打ち抜き穴の加工方法は、打ち抜き加工方向に沿う溝部をパンチ先端周縁の切刃を分断するように設けて、従来よりも半打ち抜き高さをより高く加工することを従来の半打ち抜き形状加工と同程度のコストで可能とし、このパンチによって形成した半打ち抜き部を凹凸嵌合による部材間の締結に用いれば、振動等があっても抜けにくい嵌合による締結のための位置決めが実現可能となるようにしている。
【００２５】
また本発明は、溝部の深さ寸法を、少なくとも半打ち抜き加工対象となる板材の厚さより大きくして、加工対象物と半打ち抜き加工部分との間をつなぐブリッジ状の部分を形成することが可能とし、半打ち抜き加工部分の高さを加工対象となる板材の厚さより大きくすることができ、加工対象となる板材の板厚がｌｍｍ以下というように薄いものであっても、さらに確実な締結のための位置決めを行うことを実現可能としている。
【００２６】
またさらに本発明は、打ち抜き加工方向に沿う中心軸の周りで対称位置に複数個設けて、加工後に形成されるブリッジ状の部分を変形しにくくしている。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る半打ち抜き加工用パンチと、これを用いた半打ち抜き穴の加工方法は、安定的なブリッジ部を形成して被加工材と半打ち抜き加工部とをつなぎ止める効果を達成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の金属板の半打ち抜き加工に用いられている半打ち抜きパンチを示す側面図（Ａ）と底面図（Ｂ）である。
【図２】図１の半打ち抜きパンチを用いた半打ち抜き加工を示す断面図である。
【図３】図２の半打ち抜き加工により形成される半打ち抜き部を示す平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
【図４】図２の半打ち抜き加工により形成される半打ち抜き部を有する板状の部品の位置決め、締結状態を示す平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
【図５】図４の位置決め、締結において生じる不具合を示す平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
【図６】従来の金属板の半打ち抜き加工において半打ち抜き部の突出高さを高くしすぎた場合のクラックの発生を示す拡大断面図である。
【図７】本発明に係る半打ち抜き加工用パンチの一実施形態を示すパンチ先端部の側面図（Ａ）及び底面図（Ｂ）である。
【図８】図７の実施形態のパンチによる半打ち抜き加工を示す断面図（Ａ）〜（Ｃ）及びその半打ち抜き加工により形成される半打ち抜き部を示す平面図（Ｄ）と断面図（Ｅ）である。
【図９】図８の半打ち抜き加工と同様でパンチの下降量を少なくした加工により形成される半打ち抜き部を示す平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
【図１０】図８の半打ち抜き加工により形成される半打ち抜き部を有する板状の部品の位置決め、締結状態を示す平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
【図１１】本発明に係る半打ち抜き加工用パンチの第２の実施形態を示すパンチ先端部の側面図（Ａ）及び底面図（Ｂ）である。
【図１２】図１２の実施形態のパンチを用いた半打ち抜き加工により形成される半打ち抜き部を示す平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
【図１３】本発明に係る半打ち抜き加工用パンチの第３の実施形態を示すパンチ先端部の側面図（Ａ）及び底面図（Ｂ）である。
【図１４】図１３の実施形態のパンチを用いた半打ち抜き加工により形成される半打ち抜き部を示す平面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
１、２０、３０、４０半打ち抜きパンチ
２切刃
３金属板
４ダイ
５ストリッパー
６、２２、３２、４２半打ち抜き部
８丸穴
９長穴
１１溶接部
１２クラック
２１、３１、４１溝部
２３、３３、４３ブリッジ形状部
ｔ金属板の板厚
ｈ１、ｈ２、ｈ３半打ち抜き部の突出高さ

Claims

パンチ先端の周縁に切刃を形成してなる半打ち抜き加工用パンチであって、
打ち抜き加工方向に沿う溝部を上記切刃を分断するように設け、
該溝部を、打ち抜き加工方向に沿う中心軸の周りで３個又は４個設けるとともに、
これら溝部を上記パンチの軸線方向にまっすぐ沿うように形成するとともに、該溝部の断面幅を均一に形成してなる
ことを特徴とする半打ち抜き加工用パンチ。
請求項１記載の半打ち抜き加工用パンチにおいて、
上記溝部を、打ち抜き加工方向に沿う中心軸の周りに対称に位置するように形成してなる
ことを特徴とする半打ち抜き加工用パンチ。
請求項１又は２に記載の半打ち抜き加工用パンチにおいて、
上記溝部を、半打ち抜き加工時の動作方向である上記パンチの軸線方向にまっすぐ沿うように形成してなる
ことを特徴とする半打ち抜き加工用パンチ。
請求項１又は２に記載の半打ち抜き加工用パンチにおいて、
上記溝部の底面が上記パンチの軸線方向で上方へ向かうにつれて浅くなるように形成してあることを特徴とする半打ち抜き加工用パンチ。
請求項１から４のいずれかに記載の半打ち抜き加工用パンチにおいて、
上記溝部の深さ寸法を、少なくとも半打ち抜き加工対象となる板材の厚さより大きくしてなることを特徴とする半打ち抜き加工用パンチ。
請求項１から５のいずれかに記載の半打ち抜き加工用パンチを用いたことを特徴とする半打ち抜き穴の加工方法。
パンチ先端の周縁に切刃を形成してなる半打ち抜き加工用パンチであって、
打ち抜き加工方向に沿う溝部を上記切刃を分断するように設け、
該溝部を、打ち抜き加工方向に沿う中心軸の周りで対称位置に３個又は４個設けて該溝部の断面幅を均一に形成してなる
ことを特徴とする半打ち抜き加工用パンチ。