JP6374177B2 - プレス切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、厚肉素材のプレス切断装置に関する。

ダイに向けてポンチを加圧するプレス加工の技術分野においては、図９（ａ）に示すようにダイ１０１に素材Ｍを載置し、０〜３°のシャー角を有するポンチ１０２を上から加圧する。
この場合にポンチの加圧初期においては、ポンチによる剪断面Ｍ_１が素材に形成されるが、途中で素材にクラックが発生し、その後は図９（ｂ）に示すようにダイとポンチの間に約１ｍｍ程度のクリアランスがあり、破断面Ｍ_２が発生する。
破断面Ｍ_２は、素材の破断により形成される切断面であり、表面の凹凸が大きく切断寸法にも大きなバラツキが生じ、高い面精度及び寸法精度が要求される部品の製造には、適用できないものであった。
従って、この種の部品の製造方法としては従来、刃具による切削加工が用いられていた。
しかし、切削加工はプレス加工に比較して工数が多く、加工費がアップする要因となる。

特許文献１には、Ｈカット用打抜きポンチ及びその加工方法を開示する。
同公報に開示するポンチは、丸棒にＨカット突起体を形成するのが目的であり、中央に長溝を形成し、その両側の歯の形状が左右方向に傾斜するとともに歯の前端縁から後端縁に向けて後端縁が上方になるように傾斜した形状になっている。
ここで、歯の前端縁から素材側の後端縁に向けて、この後端縁が上方に位置するように傾斜させたのは、抜きかすを逃すものであって刃先の後端縁が前端縁よりも後から素材を押圧するものであるため、切断面に破断面が発生する恐れがある。
また、ダイを有していないので丸棒のＨカット下部に破断面が発生しやすい問題もある。

特開平４−２８８９３４（特許第２６５２８２１号）号公報

本発明は、破断面の発生を抑え、面精度及び切断寸法精度の高いプレス切断装置の提供を目的とする。

ダイとポンチとを備えたプレス切断装置であって、ポンチは切断面側が下方に位置する２０〜５０°のすくい角からなる刃先を有し、ポンチとダイとのクリアランスが０．１ｍｍ以下であることを特徴とする。

本明細書では、ダイを下側に位置させ、素材に対してポンチを上側から押圧する状態で上下関係を表現し、素材を切断する際に素材の根元側を後方に位置させた状態で前後方向を表現する。
刃先のすくい角を２０〜５０°の範囲に設定したのは、２０°未満では切断面に破断面が発生しやすく、５０°を超えると刃先が弱くなり、寿命が短くなる恐れがあるからである。
従って、好ましくは刃先のすくい角２５〜４０°の範囲である。
ダイとポンチとの間のクリアランスを０．１ｍｍ以下としたのは、クリアランス０．１ｍｍを超えると、素材に破断応力が負荷されやすくなるからである。
よって、クリアランスは好ましくは０．０５ｍｍ以下、理想的には０．０３ｍｍ以下である。

本発明に係るプレス切断装置は、切断深さが大きい厚肉素材に効果的であり、切断深さのみならず切断の奥行きである切断幅が大きい厚肉素材の切断には、ポンチは切断面側が下方に位置する左右方向２０〜４０°のすくい角を有する左右方向刃先線と、切断面側が下方に位置する前後方向２０〜４０°のすくい角を有する前後方向刃先線とを有するようにすることもできる。
また、断面Ｔ形状の突出部を素材の端面や側面に切断形成するには、前記ポンチを刃先先端が内側になるように左右方向に所定の間隔を隔てて一対有するようにするとよい。

本発明に係るプレス切断装置は、ポンチの刃先に所定のすくい角を設けるとともに、ダイとポンチとの間のクリアランスを０．１ｍｍ以下になっているので、切断面に破断面が発生するのを抑え、面精度と寸法精度の高い切断面となる。

本発明に係るプレス切断装置を用いてワークを加工する例を示し、（ａ）は素材、（ｂ）は加工後のワーク形状を示す。 ワークのクランプ方法の説明図を示し、（ａ）はワークのクランプ前、（ｂ）はワークのクランプ後を示す。 ダイの上に定位部を有し、ワークとの位置関係を示す。（ａ），（ｂ）は素材Ｍの突出部Ｍ_０を定位部１２の位置決め部１２ａに挿入するようにして素材Ｍをダイ１１に載置する状態を示し、（ｃ），（ｄ）は素材をダイの所定位置にセットした状態、（ｅ），（ｆ）はプレス切断後のワークＰを示す。 ポンチ及びクランプの動作説明図を示す。（ａ），（ｂ）はラムに取り付けた上金型とクサビホルダーが上昇した状態、（ｃ），（ｄ）は素材をクランプし、ポンチが下降する状態、（ｅ），（ｆ）はポンチで素材を加工した後の状態を示す。 ポンチと素材（ワーク）との位置関係を示し、（ａ）〜（ｃ）は側面視、（ｄ），（ｅ）は正面視を示す。 ポンチが素材の抜き加工した途中の状態の模式図を示す。 （ａ）〜（ｃ）はプレス切断の動作説明図を示す。 シェービング加工の説明図を示す。 従来のプレス加工の例を示す。

本発明に係るプレス切断状態の構成例を以下図面に基づいて説明するが、本発明は本実施例に限定されない。

図１に厚肉ワークのプレス切断にて除肉加工をしたワークの例を示し、本実施例はアルミニウム合金の押出材を所定の長さに切削加工した素材Ｍのコーナー部Ｍ_０を図１（ｂ）に示すワーク形状にプレス切断加工した例を示す。
ワークＰは、素材Ｍの中央部に突出部ａが残るようにその両側をプレス加工にて除肉し、切除部ｂ，ｂを形成した例を示す。

プレス切断装置１０は、ボルスタに取り付けられたダイ１１，その上に設けた定位部１２及びラムに取り付けられた上金型に設けた一対のポンチ２１，２２，クサビホルダー３５にスプリング３５ａを介して設けたクサビ３４を有する。
図２に示すようにクランプ装置３０は、ガイド部３１ａ，３１ａの間にスライダー３１を配置し、スライダー３１の前部にクランパー３２を取り付けてある。
スライダー３１の後部には、図２，４に示すようにクサビ孔３３を有し、ラムの下降によりクサビ３４が挿入されるとスライダー３１が前進し、クランパー３２が素材Ｍを押圧保持する。
クサビ３４は、クサビホルダー３５にスプリング３５ａで下方に付勢されながら取り付けられており、図４（ｂ），（ｃ）に示すようにクサビ３４のテーパー面がクランパー３２を押圧しつつ、スプリング３５ａが圧縮することでポンチ２１，２２の下降に対応させている。
素材Ｍの底部がダイ１１の上に載置され、切除部ｂ，ｂとダイ孔１１ａ，１１ｂが対応するようにダイ１１側の定位部１２，定位具１３とクランパー３２のクランプ部３２ａとで素材Ｍを位置決め固定する。
その状態を図３（ｃ）に示し、このときの定位部１２と素材Ｍとの位置関係を図３（ｄ）に示す。
ダイ１１には、２つのダイ孔１１ａ，１１ｂが設けられ、ダイ孔１１ａ，１１ｂが素材Ｍの切除するコーナー部Ｍ_０に対応し、ダイ１１の上に位置する定位部１２にこのＭ_０部がダイ孔１１ａ，１１ｂに位置するようにセットされる凹部（空間部）１２ａを有する。

ポンチ２１，２２は、図４，５に示すようにクランプ側を正面にして中央の切断面側が下方に位置し、すくい角２０〜５０°の左右方向刃先線α_１と、切断面側が下方に位置するすくい角２０〜５０°の前後方向刃先線α_２とを有する。
これにより、ポンチ２１，２２がダイ１１に向けて下降すると、図５，６に示すように素材Ｍが加工され、ワークＰが得られる。
ダイ１１とポンチ２１との関係を図７に模式的に示す。
素材Ｍのコーナー部Ｍ_０がダイ孔１１ａに位置し、ポンチ２１のすくい角α１が２０〜５０°に設定され、ポンチ２１とダイ１１とのクリアランスｄ_０が０．０１ｍｍに設定されている。
これにより、素材Ｍの切断面は剪断面（斜線）が形成され、破断面は殆ど発生しなくなる。
なお、クリアランスのバラツキにより切断の最後部に破断面やバリＭ_３が発生した場合には、図８に示すように再度ポンチを下降させ、シェービング加工（仕上げ加工）を施してもよい。
図５（ａ）〜（ｃ）は、ポンチ２１，２２の下降に伴う切断の側面視を示し、（ｄ），（ｅ）に正面視を示す。
ポンチに切断面側が下方に位置するように、すくい角α_１，α_２からなる左右方向刃先線と前後方向刃先線を形成しているので、図６に示すような切りカス（抜きカス）形状になる。
これにより、切断面の面精度及び加工寸法精度により優れた突出部ａを有するワークＰが得られる。

１０ プレス切断装置
１１ ダイ
１１ａ ダイ孔
１１ｂ ダイ孔
１２ 定位部
１３ 定位具
２１ ポンチ
２２ ポンチ
３０ クランプ装置
３１ スライダー
３１ａ ガイド部
３２ クランパー
３３ クサビ孔
３４ クサビ
ａ 突出部
ｂ 切除部
ｄ クリアランス
Ｍ 素材
Ｍ_１ 剪断面
Ｍ_２ 剪断面
α_１ すくい角
α_２ すくい角

Claims (2)

1. 厚肉素材のコーナー部を除肉加工するための、ダイとポンチとを備えたプレス切断装置であって、
   前記ポンチは切断面側が下方に位置する左右方向２０〜５０°のすくい角を有する左右方向刃先線（α _１ ）と、切断面側が下方に位置する前後方向２０〜５０°のすくい角を有する前後方向刃先線（α _２ ）とを有し、
   前記ポンチとダイとのクリアランスが０．１ｍｍ以下であることを特徴とするプレス切断装置。
2. 請求項１記載のポンチを刃先先端が内側になるように左右方向に所定の間隔を隔てて一対有することを特徴とする請求項１記載のプレス切断装置。

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