JP6635420B2

JP6635420B2 - 穴抜き装置のピアスパンチ

Info

Publication number: JP6635420B2
Application number: JP2016146760A
Authority: JP
Inventors: 大介松井
Original assignee: 株式会社阪村エンジニアリング
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2020-01-22
Anticipated expiration: 2036-07-07
Also published as: JP2018001269A

Description

本発明は、塑性加工全般の穴抜き加工時における、抜きカスの受け側に使用される穴抜き装置のピアスパンチに関する。

従来、例えば多段式ホーマーを利用して角型ナットを圧造成形する工程においては、その最終工程である穴明け工程時にピアシング工具の頭部がピアスパンチの先端口内に嵌入することにより成形ナットの中心部に貫通穴を穴抜きする穴抜き加工が行われている。

ところで、その穴抜き加工後ピアシング工具とピアスパンチとが離間するときに、ピアスパンチの先端口内に押し込まれた打抜カスがピアスパンチの先端口内より飛び出すことがある。その原因は、材料を複数工程にわたり連続的に押圧し圧造変形させる間に大きな摩擦熱が付与されて打抜カスがピアシング工具側に付着したり、或いは油や圧力による吸着及びピアシング工具摩耗、変形部への喰い付きなどによるためと思われる。

一方、打ち抜かれた製品ナットは打抜カスと区別されて自動的に落下して一箇所に集められるのであるが、上述の理由により打抜カスがピアスパンチの先端口内より飛び出すと、つまり製品側へ戻されて下方に落下すると一箇所に集められている製品ナットの中に混入する。このため、成形後に製品ナットの中に誤って入った打抜カスの選別を行わなければならず、その作業が非常に面倒で作業能率が悪い問題があった。
又、ピアスパンチにも入らず、ピアシング工具側に喰い付いた場合は、次に穴抜きされる製品と喰い付いた打抜カスが一緒に成形されてピアスパンチ、ピアシング工具が破損する問題も発生していた。

そこで、この問題に対する解決策として、例えば高硬度鋼からなるピアスパンチを用いその先端口における少し奥内に先端口の内径より若干小さくした環状の挟持部を形成し、ピアスパンチ内に打抜カスが押し込まれたとき、打抜カスが環状挟持部に強制圧入されてその強圧状態で保持され、次の打抜カスによる押し込みにより挟持部のさらに奥側に形成された大径段落部に落ち込むようになされたものが知られている。

実公昭５４−１６９０４号公報

しかし、上記した従来のピアスパンチではその先端口内に固定状態に設けられた環状挟持部がすぐに摩耗するため、短期間でその打抜カスの保持作用が作用しなくなるのであり、このため、ピアスパンチの寿命が短くピアスパンチを頻繁に新しいものと取り替える必要があった。

また、打抜カスを保持する挟持部の形状としては、上記したように環状とする他、例えばピアスパンチの先端口内の複数個所に三角錐状の突起を複数個一体的に突設したり、螺旋の凸条を形成することによりその引っ掛かりを利用したものもあるが、上述したものと同様に固定状態にある突起に対し局所的に荷重が作用するため、摩擦が大きくて減りが早く、ピアスパンチの交換寿命が短いといった問題を有していた。

そこで本発明は、上記した問題を解決するため、ピアスパンチの先端部に、摩耗が発生しにくい状態で打抜カスを保持できるように挟持手段を工夫して、打抜カスの製品側への戻りを確実に防止できながら挟持手段の摩耗を抑えてピアスパンチの高寿命化を図ることができるようにし、全体として経済性に優れた穴抜き装置用ピアスパンチの提供を課題とする。

本願の請求項１記載の発明は、ピアシング工具とこれの先端部に対向し前進時にピアシング工具の頭部が嵌入されるべくした中空円筒形のピアスパンチとからなり、ピアシング工具とピアスパンチとの嵌入によりピアスパンチの前端に受け止められた状態の被加工物を打ち抜きこれに貫通穴を開設する穴抜き装置のピアスパンチであって、軸芯先端部に抜き孔が形成され、軸芯後端部に抜き孔に連通しかつ抜き孔の内径よりも大径の大径中空孔が形成されたピアスパンチ本体を備え、このピアスパンチ本体の先端部における抜き孔の終端近くに、ピアスパンチ本体の軸芯方向に対して直交しかつ抜き孔に一部が開口する開口部を有する支持孔を抜き孔の周方向に等角度おいて複数個形成する一方、これらの支持孔内に回転可能に支持されると共に開口部を介して抜き孔の内径より若干内方に突出する環状挟持部と環状挟持部の両側に形成され打抜カスとの干渉をなくす逃し環状溝とを備えた超硬合金製で中実の回転挟持軸を抜き孔の周方向に等角度おいて複数個配設して、ピアスパンチ本体内に打抜カスが押し込まれたとき、打抜カスが各回転挟持軸を回転させながら各環状挟持部に強制圧入されてその強圧状態で抜き孔の終端近くに位置保持され、次の打抜カスによる押し込みにより、先行する打抜カスが後続の打抜カスにより抜き孔から大径中空孔に押し出されるように構成したことを特徴とする。

本願発明の穴抜き装置のピアスパンチによれば、上記した構成により、ピアスパンチ内に打抜カスが押し込まれたとき、打抜カスが各回転挟持軸の環状挟持部間でバランスよく抜き孔の終端近くに強圧保持され、打抜カスの製品側への戻りを確実に防止することができる。しかも、ピアスパンチ内に打抜カスが押し込まれるとき、打抜カスが各回転挟持軸を回転させて各環状挟持部と打抜カスとの当接面を常に変更しながら各環状挟持部間に打抜カスが強制圧入されるので、各環状挟持部で荷重を均等状に分散して受け止めながら各環状挟持部の一部のみが局所的に短期間で摩耗するのを阻止することができる。その結果、超硬合金製で中実の各回転挟持軸における環状挟持部の局所的な摩耗を効果的に抑えてピアスパンチの高寿命化を図ることができ、全体として経済性に優れたピアスパンチを得ることができる。

本発明の穴抜き装置のピアスパンチの一部切欠正面図である。図１のア−ア断面図である。同ピアスパンチによる穴抜き動作を示す要部の縦断面図である。図３のイ−イ断面図である。同ピアスパンチ本体の正面図である。同ピアスパンチ本体の平面図である。図５のウ−ウ断面図である。同軸状回転挟持体の一部切欠拡大正面図である。スプリングピンの正面図である。同スプリングピンの一部省略拡大底面図である。

以下本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１及び図２は、本発明に係る穴抜き装置のピアスパンチの一部切欠正面図及び要部の縦断面図を示す。図３は同ピアスパンチを用いた穴抜き装置の概略説明図を示す。この穴抜き装置Ａは、基本的にはピアシング工具１と、これの先端部に対向し前進時にピアシング工具１の頭部１ａが嵌入されるべくした中空円筒形の穴明け用ピアスパンチ２とからなり、ピアシング工具１のピアスパンチ２への嵌入によりピアスパンチ２の前端に受け止められた状態の被加工物（製品ナット）Ｎを打ち抜きこれに貫通穴Ｎ１を開設するように構成されている。
その場合、例えばピアシング工具１を移動台側に固設し、ピアスパンチ２を固定台側に突設してもよいし、ピアシング工具１を固定台（図示せず）側に固設し、ピアスパンチ２を移動台（図示せず）側に突設してもよい。

そして、本発明は、以上にように構成される穴抜き装置Ａにおいて、ピアスパンチ２を次のように形成したのである。

ピアスパンチ２は、図１に示すように高速度工具鋼（ＳＫＨ５１）からなる中空円筒形のピアスパンチ本体２０と、複数個（図では２本）の回転挟持軸３，３と、スプリングピン４とからなる。

ピアスパンチ本体２０は、図５〜図７に示すようにこれの軸芯先端部に抜き孔２１が形成され、また軸芯後端部に段部（図では傾斜段部となっている）２２を介して抜き孔２１の内径よりも大径の中空孔２３が連通するよう形成されている。そして、ピアスパンチ本体２０における抜き孔２１の終端近くには、図７に示すようにピアスパンチ本体２０の軸芯方向に対して直交しかつ抜き孔２１を挟んで相対向する箇所に一対の支持穴２４，２４が抜き孔２１の周方向に１８０度を置いて平行状に形成されている。これら支持穴２４，２４内には上記回転挟持軸３，３が回転可能に挿入支持される一方、その挿入支持状態において、支持穴２４，２４の長さ方向中間部位置に後述する回転挟持軸３，３の環状挟持部３１の先端が抜き孔２１の内周面よりも内方へ突出するのを許す開口部２５，２５が形成されている。支持穴２４，２４の開放端近くには支持穴２４，２４と直交し、かつ上記スプリングピン４の嵌入により回転挟持軸３，３の支持穴２４，２４からの抜止めを行う嵌入孔２６が貫通状に形成されている。２７，２７は回転挟持軸３，３を支持穴２４，２４から取出す際に使用する取出孔である。

回転挟持軸３，３は、図８に示すように支持穴２４，２４に回転可能に挿入支持される超硬合金製で中実の円柱状軸体からなり、その長さ方向中間部に環状挟持部３１と環状挟持部３１の基部両側（基部の軸方向両側）に逃し環状溝３２，３２とを有する形状となっている。つまり、図２に示すように回転挟持軸３，３が支持穴２４，２４内に回転可能に挿入支持されたとき、回転挟持軸３の環状挟持部３１がピアスパンチ本体２０の開口部２５を介して抜き孔２１の内径より若干内方に突出すると共に、環状挟持部３１の基部両側に形成した逃し環状溝３２，３２により環状挟持部３１以外の抜き孔２１内への突出をなくし打抜カスＮ２との干渉をなくす形状なっている。なお、環状挟持部３１と逃し環状溝３２，３２の形成に当たっては、例えば超硬合金製からなる中実の円柱軸体の長さ方向中間部における外周を研削或いはその他の適宜加工手段により形成される。

スプリングピン４は、図９及び図１０に示すように、上記嵌入孔２６に嵌入されて回転挟持軸３，３の支持穴２４，２４からの抜止めを行うためのものである。その場合、円弧状にやや湾曲する一つのスプリングピン４を用い、スプリングピン４を直線状に戻しながら嵌入孔２６に嵌入することにより、二つの支持穴２４，２４内に挿入された各回転挟持軸３，３の回転については阻害することなく軸方向への移動のみを両者同時に阻止するようになされている。なお、このスプリングピン４としては、縮径する割円筒形状のスプリングピンを用いてもよい。また、回転挟持軸３の交換時には、スプリングピン４を嵌入孔２６から取り外し、取出孔２７に押し出しピン（図示せず）を差し込んで回転挟持軸３，３を支持穴２４，２４から取出せばよい。

次に、以上のように構成した本発明に係る穴抜き装置のピアスパンチの作用について説明する。

図３に示すように、まず、被加工物Ｎはチャック（図示省略）により掴まれてピアスパンチ２の先端面に受け止められる。この状態でピアシング工具１が前進してその頭部１ａがピアスパンチ本体２０の抜き孔２１に嵌入することにより打ち抜かれて被加工物Ｎに貫通穴Ｎ１が開設される。その後、ピアシング工具１が後退してピアスパンチ本体２０から離れると貫通穴Ｎ１が開設された被加工物Ｎは下方へ落下し所定の収容場所へ集められる。

この穴抜き加工時、ピアスパンチ本体２０の抜き孔２１内に打抜カスＮ２が押し込まれたとき、図３及び図４に示すように打抜カスＮ２は抜き孔２１の奥側近くに設けられた回転挟持軸３，３の環状挟持部３１，３１間で強圧保持される。これにより、打抜カスＮ２は、ピアシング工具１に付着して抜き孔２１内から飛び出したり、或いは被加工物Ｎ側へ戻ることがないように回転挟持軸３，３の環状挟持部３１，３１で挟持される。しかも、回転挟持軸３，３の環状挟持部３１，３１間に打抜カスＮ２が押し込まれるとき、打抜カスＮ２は回転挟持軸３，３を回転させながら環状挟持部３１，３１間に強制圧入される。つまり、回転挟持軸３，３の回転により各環状挟持部３１，３１と打抜カスＮ２との当接箇所を常に変更しながら打抜カスＮ２が環状挟持部３１，３１間に強制圧入される。その結果、各環状挟持部３１，３１の一部のみが荷重を受けて局所的に摩耗するのを阻止することができる。したがって、従来例のように固定状態にある突起部の先端一箇所のみに荷重がかかって局所的に短期間で摩耗するといったことがなく、ピアスパンチ２の高寿命化を図ることができ、経済性に優れたピアスパンチ２を得ることができる。

そして、次回の打ち抜き加工が行われたときに発生する後続の打抜カスＮ２が、先に環状挟持部３１，３１で挟持されていた先行する打抜カスＮ２を環状挟持部３１，３１から大径中空孔２３内に強制的に押し出して入れ替わることになる。これにより先行する打抜カスＮ２はピアスパンチ本体２０の大径中空孔２３の奥側に押し込まれて、ピアスパンチ本体２０の後方側に設けられる排出通路（図示せず）より順次取り出される。

上記した実施の形態では、２本の回転挟持体３，３を用いたものについて説明したが、例えば３本など複数本であってもよい。

上記した実施の形態では、回転挟持軸３，３の形状を、その長さ方向中間部において対称形に形成しているが、たとえば一端側軸部と環状挟持部３１と逃し環状溝３２，３２とを残して他端側軸部を短く形成するようにしてもよい。

１ピアシング工具
２ピアスパンチ
３回転挟持軸
２０ピアスパンチ本体
２１抜き孔
２３大径中空孔
３１環状挟持部
３２逃し環状溝

Claims

ピアシング工具とこれの先端部に対向し前進時にピアシング工具の頭部が嵌入されるべくした中空円筒形のピアスパンチとからなり、ピアシング工具とピアスパンチとの嵌入によりピアスパンチの前端に受け止められた状態の被加工物を打ち抜きこれに貫通穴を開設する穴抜き装置のピアスパンチであって、軸芯先端部に抜き孔が形成され、軸芯後端部に抜き孔に連通しかつ抜き孔の内径よりも大径の大径中空孔が形成されたピアスパンチ本体を備え、このピアスパンチ本体の先端部における抜き孔の終端近くに、ピアスパンチ本体の軸芯方向に対して直交しかつ抜き孔に一部が開口する開口部を有する支持孔を抜き孔の周方向に等角度おいて複数個形成する一方、これらの支持孔内に回転可能に支持されると共に開口部を介して抜き孔の内径より若干内方に突出する環状挟持部と環状挟持部の両側に形成され打抜カスとの干渉をなくす逃し環状溝とを備えた超硬合金製で中実の回転挟持軸を抜き孔の周方向に等角度おいて複数個配設して、ピアスパンチ本体内に打抜カスが押し込まれたとき、打抜カスが各回転挟持軸を回転させながら各環状挟持部に強制圧入されてその強圧状態で抜き孔の終端近くに位置保持され、次の打抜カスによる押し込みにより、先行する打抜カスが後続の打抜カスにより抜き孔から大径中空孔に押し出されるように構成したことを特徴とする穴抜き装置のピアスパンチ。