JP6643943B2 - Mold structure for pressure shearing and pressure shearing method - Google Patents

Mold structure for pressure shearing and pressure shearing method Download PDF

Info

Publication number
JP6643943B2
JP6643943B2 JP2016085845A JP2016085845A JP6643943B2 JP 6643943 B2 JP6643943 B2 JP 6643943B2 JP 2016085845 A JP2016085845 A JP 2016085845A JP 2016085845 A JP2016085845 A JP 2016085845A JP 6643943 B2 JP6643943 B2 JP 6643943B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shearing
die
workpiece
mold structure
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016085845A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017193029A (en
Inventor
正仁 加藤
正仁 加藤
禅 中野
禅 中野
智美 白鳥
智美 白鳥
鈴木 洋平
洋平 鈴木
拓也 粟飯原
拓也 粟飯原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Komatsu Seiki Kosakusho Co Ltd
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Komatsu Seiki Kosakusho Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST, Komatsu Seiki Kosakusho Co Ltd filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2016085845A priority Critical patent/JP6643943B2/en
Publication of JP2017193029A publication Critical patent/JP2017193029A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6643943B2 publication Critical patent/JP6643943B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Description

この発明は、穴や複数穴、さらに異形穴を加圧せん断加工し、加工後に被加工材とパンチ材を剥離する技術に関する。   The present invention relates to a technique for performing pressure shearing of a hole, a plurality of holes, and a deformed hole, and separating a workpiece and a punched material after the processing.

板の穴あけ技術として、これまでに加圧せん断加工法が確立されてきた。
例えば、衝撃液圧プレス法(非特許文献1)やゲーリン法(Guerin process)、特許文献1に記載のパンチレス剪断法などが公開され、実用技術として採用されてきている。
As a plate drilling technique, a pressure shearing method has been established so far.
For example, an impact hydraulic pressing method (Non-Patent Document 1), a Guerin process (Guerin process), a punchless shearing method described in Patent Document 1, and the like have been published and have been adopted as practical techniques.

衝撃液圧を利用した金属板,CFRP板の打抜き加工/山下実、森拓也/第66回塑性加工連合講演会(2015.10.29〜31)いわき市Punching of metal plate and CFRP plate using impact hydraulic pressure / Minoru Yamashita, Takuya Mori / 66th Lecture Meeting on Plasticity (2015.10.29-31) Iwaki 特開昭62−228399号公報JP-A-62-228399 特開2015−178129号公報JP 2015-178129 A

しかしながら、非特許文献1の衝撃液圧を用いたせん断加工法の場合、丸穴加工については兎も角、異形穴加工については、加工しようとする形状全体が加圧後同時に破断に至らないと液圧が逃げてしまい、衝撃液圧のみではせん断の未完了な部分が残ってしまうという課題が残されている。
また、層状ゴムを上型とするゲーリン法の場合、型の製作費用が安く済む利点を備えているが、スプリングバックが大きく、微細で複雑な形状の加工には不向きである。
However, in the case of the shearing method using the impact hydraulic pressure disclosed in Non-Patent Document 1, a rabbit hole is required for round hole processing, and a deformed hole processing requires that the entire shape to be processed does not simultaneously break after pressing. There remains a problem that the hydraulic pressure escapes and a portion where shearing has not been completed only by the impact hydraulic pressure remains.
In addition, the Gehlin method using a layered rubber as an upper mold has an advantage that the production cost of the mold can be reduced, but has a large springback and is not suitable for processing a fine and complicated shape.

特許文献1のパンチレス剪断法は、加圧材にポリエチレン、ナイロン、ABS等の塑性材料を用い、これをダイに設置した被加工材の上にセットし、電磁プレス等の機構を用いて高速に加工するものであり、アモルファス材等の脆性材料を精度良くせん断加工できる利点がある。
しかしながら、異形穴加工に塑性材料を用いた場合には、せん断加工後に異形穴内部に入り込んだパンチ材である塑性材料を簡便に除去できないという問題があった。
The punchless shearing method disclosed in Patent Document 1 uses a plastic material such as polyethylene, nylon, or ABS as a pressurizing material, sets it on a work material placed on a die, and uses a mechanism such as an electromagnetic press to perform high-speed processing. This is advantageous in that a brittle material such as an amorphous material can be sheared with high precision.
However, when a plastic material is used for forming a deformed hole, there is a problem that the plastic material as a punch material that has entered the inside of the deformed hole after shearing cannot be easily removed.

この発明は、従来の上記問題を解決するために案出されたものであり、加圧せん断加工用の金型構造において、異形穴を簡便に穴あけ加工するためのパンチ材の選定を第1の目的としている。
また、加圧せん断加工法として、異形穴あけ後にパンチ材を容易に除去する方法を提示することを第2の目的としている。
The present invention has been devised to solve the above-described conventional problems. In a mold structure for press shearing, the first choice is to select a punch material for easily punching a deformed hole. The purpose is.
A second object of the present invention is to provide a method of easily removing a punch material after drilling a deformed hole as a pressure shearing method.

上記第1の目的を達成するため、この発明に係る加圧せん断加工用金型構造では、パンチ材として溶解性あるいは水への分散性を持つ半凝固材または粉体を用いたことを特徴としている。   In order to achieve the first object, the mold structure for press shearing according to the present invention is characterized in that a semi-solid material or powder having solubility or dispersibility in water is used as a punch material. I have.

また、上記第2の目的を達成するため、この発明に係る加圧せん断加工法では、パンチ材と被加工材の剥離を水またはお湯、その他液体によって剥離することを特徴としている。   In order to achieve the second object, the pressure shearing method according to the present invention is characterized in that the separation between the punch material and the workpiece is performed using water, hot water, or another liquid.

この発明に係る加圧せん断加工用金型構造の場合、加圧せん断加工におけるパンチ材(加圧材)として半凝固材や粉体を用いることで、これまでの丸穴加工だけでなく、R形状や角形状を複数有する異形状穴を、1回の加圧せん断加工で加工することを可能としている。   In the case of the mold structure for press shearing according to the present invention, by using a semi-solid material or powder as a punch material (pressurizing material) in the press shearing, not only conventional round hole processing but also R An irregular shaped hole having a plurality of shapes and square shapes can be machined by one press shearing process.

また、この発明に係る加圧せん断加工法によれば、せん断加工を行った被加工材を水またはお湯、その他の液体によって剥離することで、被加工材に変形やゆがみを生じることなく、せん断加工形状を確保することが可能となる。
その他の液体としては、アセトン、エタノール、メタノール、炭化水素系溶剤(ガソリン、軽油、灯油)等を用いてもよい。
According to the pressure shearing method according to the present invention, the sheared workpiece is peeled off with water or hot water, or another liquid, so that the workpiece is not deformed or distorted. It is possible to secure a processed shape.
As other liquids, acetone, ethanol, methanol, hydrocarbon solvents (gasoline, light oil, kerosene) and the like may be used.

パンチ材として、こんにゃくや、寒天、そば、うどん、餃子用皮、わんたん用皮、小麦粉、米粉、そば粉、でんぷん等の食材を用いることにより、環境負荷を低減することも期待できる。   By using foodstuffs such as konjac, agar, agar, buckwheat, udon, gyoza skin, garlic skin, flour, rice flour, buckwheat flour, starch, etc., it is expected that the environmental load can be reduced.

また、雄型の作成が不要となるため、従来の雄型と雌型を組み合わせた一般的なプレス金型に比べ、短納期化や金型費用の低減も可能となる。   Further, since it is not necessary to prepare a male mold, it is possible to shorten the delivery time and reduce the cost of the mold as compared with a conventional general press mold combining a male mold and a female mold.

さらに、本発明によればパンチ材がせん断加工時にダイの異形状穴に倣う形で凹部内に圧入されるため、クリアランスの設定は不要で、理論上クリアランスをゼロとした加工が可能となる。
この結果、これまでエッチング加工に頼るなどした金属箔の穴あけ加工をプレス工法に転換することが可能となる。
Further, according to the present invention, the punch material is press-fitted into the concave portion in a shape following the irregular shaped hole of the die during the shearing process, so that it is not necessary to set a clearance, and it is possible to theoretically perform the process with zero clearance.
As a result, it is possible to convert the drilling of metal foil, which has conventionally depended on etching, to the press method.

金型部品の加工精度や位置合わせ精度は、一般的に0.001mmが下限として考えられてきている。従来の金型設計手順に従えは、例えば板厚0.015mmの金属箔を板厚比5%のクリアランスで加工を行おうとした場合に、クリアランスは0.00075mmとなり、位置合わせ精度0.001mmを下回るため実現が不可能であった。
これを特許文献2に示すような特別な機構を設け、雄型と雌型の隙間量であるクリアランスを0.001mm以下に保つことが可能となってきてはいるが、これらの金型製作には工期を要し、金型製作費は従来金型よりも増大するものと考えられる。
Generally, 0.001 mm has been considered as the lower limit of the processing accuracy and the positioning accuracy of the mold parts. According to the conventional mold design procedure, for example, when trying to process a metal foil with a thickness of 0.015 mm with a clearance of 5% of the thickness, the clearance becomes 0.00075 mm, which is less than 0.001 mm in the positioning accuracy. Was impossible.
By providing a special mechanism as shown in Patent Document 2, it has become possible to maintain the clearance, which is the gap between the male and female dies, at 0.001 mm or less. It takes a construction period, and it is considered that the mold manufacturing cost is higher than that of the conventional mold.

この発明に係る加圧せん断加工用の金型構造を、図1に示す。
この金型10は、上部台座12と、パンチ材14と、ダイ16と、下部台座18によって構成される。
ダイ16上に被加工材20が配置され、その表面にパンチ材14が配置される。
ダイ16には、凹部22(抜き形状に対応した貫通孔)が形成されている。
FIG. 1 shows a mold structure for press shearing according to the present invention.
The mold 10 includes an upper pedestal 12, a punch material 14, a die 16, and a lower pedestal 18.
A workpiece 20 is arranged on a die 16, and a punch material 14 is arranged on the surface thereof.
The die 16 has a concave portion 22 (a through-hole corresponding to a punched shape).

被加工材20に対してダイ16は充分な強度を持つ必要があり、合金工具鋼や超硬材、ステンレス材等で構成されている。
上部台座12及び下部台座18については、機械構造用炭素鋼や合金工具鋼など、衝撃力に耐えうる材料を選択する。
下部台座18には、ダイ16の凹部22に対応した開口が設けられてはおらず、その上部平面24によって凹部22の底の部分を閉塞している(詳細は後述)。
The die 16 needs to have sufficient strength with respect to the workpiece 20 and is made of alloy tool steel, cemented carbide, stainless steel, or the like.
For the upper pedestal 12 and the lower pedestal 18, a material that can withstand an impact force, such as carbon steel for machine structural use or alloy tool steel, is selected.
The lower pedestal 18 is not provided with an opening corresponding to the concave portion 22 of the die 16, and the bottom of the concave portion 22 is closed by the upper flat surface 24 (details will be described later).

パンチ材14には、溶解性あるいは水への分散性を持つ半凝固材または粉体を用いる。
パンチ材14は、被加工材20の表面において、少なくともダイ16の凹部22の開口よりも広い面積となるように配置される。
As the punch material 14, a semi-solid material or powder having solubility or dispersibility in water is used.
The punch material 14 is arranged so as to have an area larger than at least the opening of the concave portion 22 of the die 16 on the surface of the workpiece 20.

溶解性あるいは水への分散性を持つ半凝固材とは、例えばこんにゃく、寒天、洗濯のりをゲル化したもの(ポリビニルアルコールゲル)、そば、うどん、餃子用皮、わんたん用皮等が挙げられる。   The semi-solidified material having solubility or dispersibility in water includes, for example, konjac, agar, gelled laundry paste (polyvinyl alcohol gel), buckwheat, udon, gyoza skin, garlic skin and the like. .

また、溶解性あるいは水への分散性を持つ粉体としては、金属では鉄、アルミ、チタン、ステンレス、銅、銅合金などの粉体を示す。その他の粉体としては、小麦粉、米粉、そば粉、でんぷん等が挙げられる。
粉体をパンチ材14とする場合には、単一種で、または複数種を混合した状態で用いられる。
Examples of the powder having solubility or dispersibility in water include powders of metals such as iron, aluminum, titanium, stainless steel, copper, and copper alloy. Other powders include flour, rice flour, buckwheat flour, starch and the like.
When the powder is used as the punch material 14, it is used as a single material or as a mixture of a plurality of materials.

この発明に係る加圧せん断加工の工程を、図2に示す。
まず、図3(a)に示すように、金型10の上部台座12に落錘や電磁プレスによる衝撃荷重を加えると、パンチ材14が被加工材20の表面をダイ16の凹部22内に向けて強く押圧し、被加工材20の抜き部分20aと共に凹部22内に侵入する。この結果、同図(b)に示すように、被加工材20の加圧せん断が実現する(工程1)。
せん断加工終了後には、同図(c)に示すように、上部台座12と下部台座18を開放して、被加工材20及びパンチ材14をダイ16から取り出す(工程2)。
FIG. 2 shows the pressure shearing process according to the present invention.
First, as shown in FIG. 3 (a), when an impact load is applied to the upper pedestal 12 of the mold 10 by a falling weight or an electromagnetic press, the punch material 14 causes the surface of the workpiece 20 to enter the recess 22 of the die 16. Strongly, and penetrates into the concave portion 22 together with the punched portion 20a of the workpiece 20. As a result, as shown in FIG. 2B, pressure shearing of the workpiece 20 is realized (step 1).
After the completion of the shearing, the upper pedestal 12 and the lower pedestal 18 are opened, and the workpiece 20 and the punched material 14 are taken out of the die 16 as shown in FIG.

つぎに、図4(a)に示すように、被加工材20の穴20b内に食い込んだパンチ材14を、水またはお湯等の液体30に浸漬させることで、被加工材20から剥離する(工程3)。
つぎに、剥離が終了した被加工材20を液体30から取り出し、同図(b)に示すように、洗剤を用いた水32による洗浄や、超音波洗浄等により洗浄を行う(工程4)。
最後に、同図(c)に示すように、洗浄を行った被加工材20を乾燥させることで、せん断加工部品34として完成する(工程5)。
Next, as shown in FIG. 4 (a), the punch material 14 biting into the hole 20b of the workpiece 20 is immersed in a liquid 30 such as water or hot water to be peeled from the workpiece 20 ( Step 3).
Next, the workpiece 20 from which the peeling has been completed is taken out of the liquid 30, and as shown in FIG. 4B, cleaning is performed by washing with water 32 using a detergent, ultrasonic cleaning, or the like (step 4).
Finally, as shown in FIG. 5C, the washed workpiece 20 is dried to complete the sheared part 34 (Step 5).

特許文献1に開示された従来の工法(パンチレス剪断法)では、例えば図5に示す微細かつ複雑な複数の形状(第1の抜き形状、第2の抜き形状、第3の抜き形状)を備えた第1の複数異形穴を加工する場合において、被加工材の板厚が例えば0.015mmと金属箔のように薄くなると、パンチ材を金属箔から剥離できない問題があった。
これに対し、この発明に係る加圧せん断方法によれば、被加工材20とパンチ材14の剥離を、パンチ材14そのものの溶解性や水への分散性を利用して実現するため、物理的な荷重を加えることなく被加工材20とパンチ材14を剥離することが可能となる。
In the conventional method (punchless shearing method) disclosed in Patent Literature 1, for example, a plurality of fine and complicated shapes (a first punched shape, a second punched shape, and a third punched shape) shown in FIG. 5 are provided. In the case of machining the first plurality of irregularly shaped holes, if the thickness of the workpiece is as thin as 0.015 mm, such as a metal foil, there is a problem that the punch material cannot be peeled from the metal foil.
On the other hand, according to the pressure shearing method according to the present invention, the separation of the workpiece 20 and the punch material 14 is realized by utilizing the solubility of the punch material 14 itself and the dispersibility in water. The work material 20 and the punch material 14 can be separated without applying a specific load.

この発明の場合、上記のようにダイ16の凹部22の底を下部台座18の上部平面24が閉塞する構造を備えているため、パンチ材14による被加工材20の加圧せん断が確保される。
すなわち、一般的な穴抜き金型では、下部台座にダイの凹部と連通する開口が設けられており、パンチが打抜いた部分は金型の下方向に自由落下するようになっている。
In the case of the present invention, since the upper flat surface 24 of the lower pedestal 18 closes the bottom of the concave portion 22 of the die 16 as described above, pressure shearing of the workpiece 20 by the punch material 14 is ensured. .
That is, in a general punching die, an opening communicating with the concave portion of the die is provided in the lower pedestal, and the portion punched by the punch is allowed to freely fall downward in the die.

しかしながら、図6(a)に示すように、この発明に係る加圧せん断加工において開口40を備えた下部台座42を用いた場合、同図(b)に示すように、上部台座12に荷重を加えた際に、被加工材20の一部(図中では凹部22の右下端に位置する部分)が先にせん断されてしまう可能性がある。
この結果、パンチ材14が被加工材20の破れ部分44から飛び出し、被加工材20の残りの部分のせん断が出来なくなる場合がある。
However, when the lower pedestal 42 having the opening 40 is used in the pressure shearing according to the present invention as shown in FIG. 6A, a load is applied to the upper pedestal 12 as shown in FIG. At the time of addition, a part of the workpiece 20 (the part located at the lower right end of the concave portion 22 in the figure) may be sheared first.
As a result, the punch material 14 may jump out of the torn portion 44 of the workpiece 20 and may not be able to shear the remaining portion of the workpiece 20.

そこで、図1に示したように、下部台座18は開口を無くして上部平面24とすることで被加工材20をガイドする形とすれば、図3(a)及び(b)に示した通り、被加工材20の一部が先にせん断してしまうことが少なくなる。
また、仮に被加工材20の一部が先にせん断してしまっても、パンチ材14はダイ16の凹部22内にとどまり、被加工材20を引き続き拘束できるため、被加工材20の残りの部分のせん断加工を行うことが可能となる。
同様な機能を、図6(c)に示すように、下部台座42の開口40内にカラー(カウンターパンチ)46を挿入し、その上部平面47で当該開口40を閉塞することによって実現してもよい。
Therefore, as shown in FIG. 1, if the lower pedestal 18 is formed so as to guide the workpiece 20 by removing the opening and forming an upper flat surface 24, as shown in FIGS. 3 (a) and (b) In addition, it is less likely that a part of the workpiece 20 is sheared first.
Further, even if a part of the work material 20 is sheared first, the punch material 14 remains in the concave portion 22 of the die 16 and the work material 20 can be continuously restrained. It becomes possible to perform a shearing process on a portion.
A similar function can be realized by inserting a collar (counter punch) 46 into the opening 40 of the lower pedestal 42 and closing the opening 40 with the upper flat surface 47 as shown in FIG. Good.

[加工事例1:金属箔に対する第1の複数異形穴の一括加工(その1)]
図5に示した第1の複数異形穴に対応した凹部を備えたダイを用いて、表1に示す条件で落錘式の加圧せん断加工を行った結果、被加工材であるSUS304超微細粒鋼材に対し複数異形穴を形成するせん断加工に成功した。

Figure 0006643943
[Processing example 1: Batch processing of first multiple irregular holes in metal foil (part 1)]
Using a die provided with a concave portion corresponding to the first plurality of irregularly shaped holes shown in FIG. 5, as a result of performing pressure-drop shearing processing under the conditions shown in Table 1, the SUS304 ultrafine Shearing process to form multiple deformed holes in grained steel was successful.
Figure 0006643943

加工後の被加工材には、図7に示すように、押し出されたパンチ材としてのわんたん用皮が、打ち抜いた部分を塞ぐ形で付着していた。背景の白色部分は、撮影時のフラッシュが映り込んだものである。
わんたん用皮の押し出し高さは約0.03mmであり、板厚の0.015mmの倍程度の高さに押し出されていた。
As shown in FIG. 7, the extruded punched leather as a punch material adhered to the processed workpiece in such a manner as to cover the punched portion. The white portion of the background reflects the flash at the time of shooting.
The extruded height of the cotton peel was about 0.03 mm, and was extruded to a height about twice the thickness of 0.015 mm.

加圧せん断後の被加工材に対しては、100mlの私水を入れたビーカーに浸し、10分間の超音波洗浄を施した。
この結果、被加工材に付着したわんたん用皮が水に溶解し、その剥離が容易に実現された。
取り出した被加工材を私水で洗浄し、メタノールに浸した後、摂氏30度の温風で乾燥させた。
The workpiece after pressure shearing was immersed in a beaker containing 100 ml of private water and subjected to ultrasonic cleaning for 10 minutes.
As a result, the rind that adhered to the workpiece was dissolved in water, and the peeling was easily realized.
The taken out work material was washed with private water, immersed in methanol, and dried with warm air at 30 degrees Celsius.

乾燥後の被加工材を電子顕微鏡で観察した結果を、図8に示す。
図示の通り、乾燥後の被加工材には、反りや曲りが生じていない。
図中の(1)〜(5)部の拡大写真である図9(1)〜(5)に示すように、各部の切り口面はだれの割合が大きく、せん断面ははっきりと視認できない。また、破断面も認められない。
FIG. 8 shows the result of observing the workpiece after drying with an electron microscope.
As shown in the figure, the workpiece after drying has no warpage or bending.
As shown in FIGS. 9 (1) to 9 (5), which are enlarged photographs of the portions (1) to (5) in the figure, the cut surface of each portion has a large ratio of droop, and the sheared surface is not clearly visible. Also, no fracture surface is observed.

[加工事例2:金属箔に対する第1の複数異形穴の一括加工(その2)]
つぎに、パンチ材14をわんたん用皮から強力粉に代え、表2に示す条件で図5に示した第1の複数異形穴の加圧せん断加工を行った。

Figure 0006643943
[Processing example 2: Batch processing of first multiple irregular holes in metal foil (part 2)]
Next, the punch material 14 was changed from cotton skin to strong powder, and pressure shearing of the first plurality of irregularly shaped holes shown in FIG.
Figure 0006643943

図10に、強力粉を用いて複数穴の一括加圧せん断加工を行った場合の、被加工材の電子顕微鏡による観察結果を示す。
上記と同様、乾燥後の被加工材には、反りや曲りはない。
図中の(1)〜(5)部の拡大写真である図11(1)〜(5)に示すように、各部の切り口面はだれの割合が大きく、せん断面ははっきりと視認できない。また、破断面も認められない。
FIG. 10 shows the results of observation of the workpiece by an electron microscope when a batch pressurizing and shearing of a plurality of holes is performed using strong powder.
As above, the workpiece after drying has no warpage or bending.
As shown in FIGS. 11 (1) to 11 (5), which are enlarged photographs of the portions (1) to (5) in the figure, the cut surface of each portion has a large ratio of droop, and the shear surface is not clearly visible. Also, no fracture surface is observed.

[加工事例3:金属箔に対する複数丸穴の一括加工]
図12に示すように、φ2.739の2つの丸穴を配列した形状の加圧せん断加工を、表3に示す条件で被加工材に対し実施した。

Figure 0006643943
[Processing example 3: Batch processing of multiple round holes in metal foil]
As shown in FIG. 12, a pressure shearing process in which two round holes of φ2.739 were arranged was performed on the workpiece under the conditions shown in Table 3.
Figure 0006643943

図13に、加工した2穴の中の一方の断面の観察結果を示す。
φ2.379穴の断面は、左端、中間、右端の切り口が全てだれ形状であり、せん断面と破断面が認められない。
FIG. 13 shows an observation result of one cross section of the two processed holes.
As for the cross section of the φ2.379 hole, the cut edges at the left end, middle and right end are all droop-shaped, and no shear surface and fracture surface are observed.

[加工事例4:金属箔に対する第2の複数異形穴の一括加工(その1)]
図14に示すように、複数の角部やR部を含んだ第2の複数異形穴の一括加圧せん断加工を、SUS304超微細粒鋼よりなる被加工材に対し、表4の加工条件で実施した。

Figure 0006643943
[Processing example 4: Batch processing of second multiple irregular holes in metal foil (part 1)]
As shown in FIG. 14, batch press shearing of a second plurality of irregularly shaped holes including a plurality of corners and R portions was performed on a workpiece made of SUS304 ultrafine grained steel under the processing conditions shown in Table 4. Carried out.
Figure 0006643943

図15(a)は、せん断加工後の被加工材を示しており、同図(b)〜(f)は、図中の(1)〜(8)部の走査電子顕微鏡写真(広視野)である。また、図16(1)〜(8)は、上記(1)〜(8)部の走査電子顕微鏡写真(狭視野)である。
この第2の複数異形穴の加工においても、上記と同様、加工した切り口面はだれが大きく、せん断面と破断面が視認できない特徴が表れている。
FIG. 15 (a) shows the workpiece after shearing, and FIGS. 15 (b) to 15 (f) are scanning electron micrographs (wide view) of portions (1) to (8) in the drawing. It is. FIGS. 16 (1) to (8) are scanning electron micrographs (narrow field of view) of the parts (1) to (8).
Also in the processing of the second plurality of irregularly shaped holes, similarly to the above, there is a feature that the processed cut surface is large and the sheared surface and the fracture surface are not visible.

[加工事例5:金属箔に対する第2の複数異形穴の一括加工(その2)]
図14に示した第2の複数異形穴を、SUS316L材よりなる被加工材に対し、表4の加工条件で一括加圧せん断加工を行った。
[Processing example 5: Batch processing of second multiple irregular holes in metal foil (part 2)]
The second plurality of irregularly shaped holes shown in FIG. 14 were subjected to collective pressure shearing on the workpiece made of SUS316L under the processing conditions shown in Table 4.

図17(a)は、せん断加工後の被加工材を示しており、同図(b)〜(f)は、図中の(1)〜(8)部の走査電子顕微鏡写真(広視野)である。また、図18(1)〜(8)は、上記(1)〜(8)部の走査電子顕微鏡写真(狭視野)である。
この場合も上記と同様、加工した切り口面はだれが大きく、せん断面と破断面が視認できない特徴が認められる。
FIG. 17 (a) shows a workpiece after shearing, and FIGS. 17 (b) to 17 (f) are scanning electron micrographs (wide view) of parts (1) to (8) in the figure. It is. FIGS. 18 (1) to 18 (8) are scanning electron micrographs (narrow field of view) of the above parts (1) to (8).
Also in this case, as in the case described above, a feature is observed in which the processed cut surface has large droop and the sheared surface and the fractured surface cannot be visually recognized.

図19(a)は、この発明に係る加圧せん断用金型構造の上記とは別の実施形態を示すものである。ただし、上記の実施形態と実質的に同一の構成要素については同一の符号を付している。
この金型50は、ガイド52と、上部台座54と、パンチ材14と、ダイ16と、下部台座18によって構成される。
FIG. 19 (a) shows another embodiment of the press shearing mold structure according to the present invention, which is different from the above. However, the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals.
The mold 50 includes a guide 52, an upper pedestal 54, a punch material 14, a die 16, and a lower pedestal 18.

上部台座54、下部台座18及びダイ16の材質については、上記の実施態様と同様である。
また、下部台座18には、ダイ16の凹部22に対応した開口が設けられておらず、上部平面24によって凹部22の底の部分が閉塞されている点においても、上記の実施形態と共通している。
The materials of the upper pedestal 54, the lower pedestal 18, and the die 16 are the same as in the above embodiment.
In addition, the lower pedestal 18 is not provided with an opening corresponding to the concave portion 22 of the die 16, and is similar to the above-described embodiment in that the bottom portion of the concave portion 22 is closed by the upper flat surface 24. ing.

上記ガイド52は、例えば機械構造用炭素鋼や合金工具鋼よりなり、ダイ16の凹部22の開口部の外形寸法よりも大きな開口部を備えた貫通孔56が形成されている。
また、上部台座54は、この貫通孔56の開口部に挿入可能な形状及び寸法を備えている。
The guide 52 is made of, for example, carbon steel for machine structural use or alloy tool steel, and is formed with a through hole 56 having an opening larger than the outer dimension of the opening of the concave portion 22 of the die 16.
The upper pedestal 54 has a shape and dimensions that can be inserted into the opening of the through hole 56.

このガイド52の下端面とダイ16の上端面との間に被加工材20が配置された後、ガイド52の貫通孔56内に所定量のパンチ材14が充填され、上部台座54が貫通孔56の上端開口に挿入される。   After the workpiece 20 is disposed between the lower end surface of the guide 52 and the upper end surface of the die 16, a predetermined amount of the punch material 14 is filled in the through hole 56 of the guide 52, and the upper pedestal 54 is It is inserted into the top opening of 56.

ここで、同図(b)に示すように、金型50の上部台座54に落錘や電磁プレスによる衝撃荷重を加えると、上部台座54がガイド52の貫通孔56内に侵入し、パンチ材14を被加工材20の表面に向けて強く押し出す。
この結果、同図(c)に示すように、被加工材20はパンチ材14によって加圧せん断される(工程1)。
Here, when an impact load is applied to the upper pedestal 54 of the mold 50 by a falling weight or an electromagnetic press as shown in FIG. 6B, the upper pedestal 54 enters the through hole 56 of the guide 52, and the punch material 14 is strongly extruded toward the surface of the workpiece 20.
As a result, as shown in FIG. 4C, the workpiece 20 is pressure-sheared by the punch 14 (step 1).

後は上記と同様、被加工材20を取り出し(工程2)、剥離(工程3)、洗浄(工程4)、乾燥(工程5)の各工程を経ることにより、所望の形状の抜き加工が施されたせん断加工部品を得ることができる。   Thereafter, similarly to the above, the workpiece 20 is taken out (Step 2), peeled (Step 3), washed (Step 4), and dried (Step 5), and the desired shape is punched out. The obtained sheared part can be obtained.

この実施形態の場合、上記ガイド52の貫通孔56の内壁面によってパンチ材14の横方向への広がりが規制されるため、その分、被加工材20に対する加圧力が増大し、加工効率を高めることができる。
このため、パンチ材14として粉体を選択する場合に特に有効となる。
In the case of this embodiment, since the spread of the punch material 14 in the lateral direction is restricted by the inner wall surface of the through hole 56 of the guide 52, the pressing force on the workpiece 20 is increased by that amount, and the processing efficiency is improved. be able to.
This is particularly effective when powder is selected as the punch material 14.

この発明に係る加圧せん断加工用金型構造を示す概念図である。It is a key map showing the metallic mold structure for press shearing concerning this invention. 加圧せん断加工の工程を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process of press shearing. 加圧せん断加工の工程を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the process of press shearing. 加圧せん断加工の工程を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the process of press shearing. 第1の複数異形穴の形状・寸法を示す図である。It is a figure showing shape and size of the 1st plurality of irregular shaped holes. 下部台座に開口部が形成された場合の問題等を示す概念図である。It is a key map showing a problem etc. when an opening is formed in a lower pedestal. 加圧せん断加工後において、被加工材の表面にパンチ材が付着している様子を示す写真である。It is a photograph which shows a mode that the punching material has adhered to the surface of the workpiece after pressure shearing. 加工事例1の加工結果の全体像を示す写真である。9 is a photograph showing an overall image of a processing result of processing example 1. 加工事例1の加工結果の細部を示す写真である。9 is a photograph showing details of a processing result of processing example 1; 加工事例2の加工結果の全体像を示す写真である。9 is a photograph showing an overall image of a processing result of processing example 2; 加工事例2の加工結果の細部を示す写真である。14 is a photograph showing details of a processing result of processing example 2; 丸穴の形状・寸法を示す図である。It is a figure showing shape and size of a round hole. 加工事例3の加工結果の全体像及び細部を示す写真である。13 is a photograph showing the entire image and details of a processing result of processing example 3; 第2の複数異形穴の形状・寸法を示す図である。It is a figure showing shape and size of the 2nd plurality of irregular shaped holes. 加工事例4の加工結果の全体像及び細部(広視野)を示す写真である。14 is a photograph showing an overall image and details (wide field of view) of a processing result of processing example 4. 加工事例4の加工結果の細部(狭視野)を示す写真である。14 is a photograph showing details (narrow field of view) of the processing result of processing example 4. 加工事例5の加工結果の全体像及び細部(広視野)を示す写真である。It is a photograph which shows the whole image and the detail (wide field of view) of the processing result of processing example 5. 加工事例5の加工結果の細部(狭視野)を示す写真である。14 is a photograph showing details (narrow field of view) of the processing result of processing example 5; 他の実施形態に係る加圧せん断加工用金型構造を示す概念図である。It is a key map showing the metallic mold structure for press shearing concerning other embodiments.

10 金型
12 上部台座
14 パンチ材
16 ダイ
18 下部台座
20 被加工材
22 ダイの凹部
24 上部平面
30 水またはお湯等の液体
32 洗剤を用いた水
34 せん断加工部品
50 金型
52 ガイド
54 上部台座
56 ガイドの貫通孔
10 Mold
12 Upper pedestal
14 Punch material
16 dies
18 Lower pedestal
20 Work material
22 Die recess
24 Top plane
30 Liquids such as water or hot water
32 Water with detergent
34 Sheared parts
50 mold
52 Guide
54 Upper pedestal
56 Guide through hole

Claims (7)

被加工材を加圧してせん断加工を行う加圧せん断加工法に用いる金型構造であって、
加工形状に対応した凹部を備え、その上に被加工材が配置されるダイと、
被加工材の表面に配置されるパンチ材と、
パンチ材を加圧する上部台座とを備え、
上記パンチ材として、溶解性あるいは水への分散性を持つ半凝固材を用いたことを特徴とする加圧せん断加工用金型構造。
A mold structure used in a pressure shearing method in which a workpiece is pressed to perform a shearing process,
A die having a recess corresponding to the processing shape, on which the workpiece is arranged,
A punch material arranged on the surface of the workpiece,
With an upper pedestal that presses the punch material,
A mold structure for pressure shearing, wherein a semi-solid material having solubility or dispersibility in water is used as the punch material.
上記溶解性あるいは水への分散性を持つ半凝固材として、こんにゃく、寒天、洗濯のり、そば、うどん、餃子用皮、わんたん用皮の何れかを用いたことを特徴とする請求項1に記載の加圧せん断加工用金型構造。 2. The method according to claim 1, wherein the semi-solidified material having solubility or dispersibility in water is any one of konjac, agar, washing paste, buckwheat, udon, dumpling skin, and crocodile skin. The mold structure for press shearing described. 上記ダイの下に下部台座が配置されており、
この下部台座の平面によってダイの凹部の下端開口が閉塞され、パンチ材に押し出された被加工材が当該下部台座の平面によってガイドされることを特徴とする請求項1または2に記載の加圧せん断加工用金型構造。
A lower pedestal is located below the die,
The pressurization according to claim 1 or 2 , wherein the lower end opening of the concave portion of the die is closed by the plane of the lower pedestal, and the workpiece extruded by the punch material is guided by the plane of the lower pedestal. Die structure for shearing.
上記ダイの下に配置され、ダイの凹部に連通する貫通孔を備えた下部台座と、
上記貫通孔内に挿入されるカラーを備え、
このカラーによってダイの凹部の下端開口が閉塞され、パンチ材に押し出された被加工材が当該カラーによってガイドされることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の加圧せん断加工用金型構造。
A lower pedestal disposed below the die and having a through hole communicating with a concave portion of the die,
With a collar inserted into the through hole,
The press-shearing process according to any one of claims 1 to 3 , wherein the lower end opening of the concave portion of the die is closed by the collar, and the workpiece extruded into the punch material is guided by the collar. Mold structure.
被加工材の表面に配置されるガイドを備え、
このガイドには、ダイの凹部と対応する位置に貫通孔が形成されており、
この貫通孔内に上記パンチ材が装填されると共に、上部台座が挿入されており、
この上部台座によって加圧されたパンチ材が、上記貫通孔の内壁面によってガイドされることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の加圧せん断加工用金型構造。
With a guide arranged on the surface of the workpiece,
In this guide, a through hole is formed at a position corresponding to the concave portion of the die,
The punch material is loaded into the through hole, and the upper pedestal is inserted,
The mold structure for press shearing according to any one of claims 1 to 4 , wherein the punch material pressed by the upper pedestal is guided by an inner wall surface of the through hole.
請求項1〜5の何れかに記載の金型構造を用いた加圧せん断加工法であって、
被加工材を加圧せん断した後に、被加工材の穴内部に入り込んだパンチ材を、水またはお湯、その他の液体によって剥離することを特徴とする加圧せん断加工法。
A pressure shearing method using the mold structure according to any one of claims 1 to 5 ,
A pressure-shearing method characterized by separating a punched material that has entered a hole of a processed material with water, hot water, or another liquid after pressure-shearing the processed material.
請求項1〜5の何れかに記載の金型構造を用いた加圧せん断加工法であって、
複数の凹部を備えたダイを用いることにより、複数の穴または異形穴を一括形成することを特徴とする加圧せん断加工法。
A pressure shearing method using the mold structure according to any one of claims 1 to 5 ,
A pressure shearing method characterized by forming a plurality of holes or irregular holes collectively by using a die having a plurality of concave portions.
JP2016085845A 2016-04-22 2016-04-22 Mold structure for pressure shearing and pressure shearing method Active JP6643943B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016085845A JP6643943B2 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Mold structure for pressure shearing and pressure shearing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016085845A JP6643943B2 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Mold structure for pressure shearing and pressure shearing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017193029A JP2017193029A (en) 2017-10-26
JP6643943B2 true JP6643943B2 (en) 2020-02-12

Family

ID=60154464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016085845A Active JP6643943B2 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Mold structure for pressure shearing and pressure shearing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6643943B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017193029A (en) 2017-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2075883A (en) Precision colsed-die forging
EP2165781A8 (en) Press working method with a punch step and press working apparatus with a movable punch
EP1714715A3 (en) Press forming method and apparatus
JPS57142726A (en) One stroke multiple stage forming press
CN204974977U (en) Take discharge mold utensil under movable blank holder deep -drawing
CN105750829A (en) Sheet metal processing technology
EP2314461A3 (en) Patterning apparatus and patterning method using the same
JP6643943B2 (en) Mold structure for pressure shearing and pressure shearing method
CN105414233A (en) Backward extrusion die with back pressure and processing technology adopting same
CN103831588A (en) Large-strain extruding and cutting preparation method for ultra-fine grain or nanocrystalline metallic material
JP5626501B1 (en) Method for forming cylindrical container with boss
Bin et al. Flow stress and tribology size effects in scaled down cylinder compression
Beglarzadeh et al. Numerical simulation and experimental examination of forming defects in multi-point deep drawing process
CN104128439A (en) Continuous production process for bending blanks
JP2011016137A (en) Burr reduction press device
CN105964801A (en) Stamping die
CN206578184U (en) A kind of steel plate punching die
CN110328270A (en) Bolt blank undergauge treatment process
EP3677358A1 (en) Molding device
CN102641981A (en) Continuous forging die
TWM320961U (en) Stamping die
CN107913940A (en) A kind of regenerated high-silicon alloy refining material
JP2002307130A (en) Ring gear manufacturing method, and device used therefor
CN113878022B (en) Laminated plasticizing fine stamping forming method for sheet metal component
CN211101049U (en) Stamping die suitable for pad pasting panel

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180919

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190723

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190816

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191007

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200107

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6643943

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250