JP6661400B2 - 面取り金型及び面取り加工品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばパンチプレスやレーザ加工機などの板材加工機によって板状のワークに長穴加工や切断加工を行った際の、切断面の切断縁（稜線）の面取り加工を行う面取り金型及び面取り加工を行った面取り加工品の製造方法に関する。さらに詳細には、ワークの前記稜線に沿っての面取り動作を複数回行ったときに、面取り加工に起因する「垂れ跡」の継目の発生を抑制することができる面取り金型及び面取り加工品の製造方法に関する。

板状のワークにパンチプレス等によって切断加工や長穴の追い抜き加工を行うと、ワークの切断面の上面には垂れを生じ、下面にはバリを生じる。またレーザ加工によって板状のワークの切断加工を行うと、ワークの切断面における上下の切断縁（稜線）は直角な角部を形成することになる。したがって、パンチプレスやレーザ加工機などの板材加工機によって切断加工を行った板状のワークに手が触れると、前記バリや鋭利な切断縁によって怪我をすることがある。

したがって、従来は、例えばグラインダーやヤスリを使用して手作業的にバリ取りや面取りを行うことが行われている。また、バリ取り機を使用してバリ取りを行うことも行われている。さらには、パンチプレスにおける上下の金型によってワークの切断縁（稜線）部分を加圧して、面取り加工を行うことが行われている（例えば特許文献１参照）。

実開平１−１５３８１４号公報

前記特許文献１に記載の構成は、図１に概略的に示すように、下型１００と上型１０１とを備えた構成である。前記下型１００の上面は平面に形成してある。そして、上型１０１の下面には、傾斜部１０３Ｓを備えた突出部１０３が備えられている。上記構成において、下型１００上に載置した板状のワークＷにおける切断面ＷＦの切断縁（稜線）の部分を、上型１０１に備えた突出部１０３の傾斜部１０３Ｓによって加圧することによって、面取り加工を行っている。

上記構成において、ワークＷにおける切断面ＷＦの稜線（切断縁）に沿っての複数回の面取り動作によって、前記稜線部分に面取り加工を行う場合、前記突出部１０３の断面形状が円形の場合には、図２（Ａ）に誇張して示す平面図のように、円弧状の垂れ跡（圧痕）ＷＭが面取り加工部として、切断面ＷＦに沿って連続的に形成されることになる。前記突出部１０３の断面形状が矩形状の場合には、図２（Ｂ）に示すように、矩形状の圧痕ＷＭが、面取り加工部として連続して形成されるものである。そして、各圧痕ＷＭの間には、三角形状の継目部分１０５が形成されることになる。したがって、面取り加工部分の外観向上を図る上において問題がある。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、
（１）板状のワークにおける切断面の稜線に沿っての複数回の面取り動作によって、前記稜線部分に面取り加工を行うための面取り金型であって、上型と下型とを備え、前記上型又は下型の一方の金型は、前記ワークにおける前記切断面の稜線部分を押圧する押圧部材を備え、前記押圧部材は、前記稜線部分の一部を面押しして面取り加工を行う面取り加工部を有し、前記面取り加工部は、前記稜線部分に正規形状の面取り加工を行う正規面取り加工部と、面押し量が次第に浅くなる形状の面取り加工を行うよう湾曲した形状の緩和面取り加工部と、を有していることを特徴とするものである。
（２）板状のワークにおける切断面の稜線に沿っての複数回の面取り動作によって、前記稜線部分に面取り加工を行うための面取り金型であって、上型と下型とを備え、前記上型又は下型の一方の金型は、前記ワークにおける前記切断面の稜線部分を押圧する押圧部材を備え、前記押圧部材は、前記稜線部分の一部を面押しして面取り加工を行う面取り加工部を有し、前記面取り加工部は、前記稜線部分に正規形状の面取り加工を行う正規面取り加工部と、前記正規面取り加工部の一端側のみに連続して形成され前記正規面取り加工部から離れるに従って面押し量が次第に浅くなる形状の面取り加工を行う緩和面取り加工部と、を有していることを特徴とするものである。
（３）（１）又は（２）に記載の面取り金型において、前記面取り加工部は、前記押圧部材における対称位置にそれぞれ備えられていることを特徴とするものである。
（４）（１）〜（３）のいずれか一つに記載の面取り金型において、前記押圧部材は突出部を備えた構成であり、突出部の断面形状は先端側から離隔するほど幅広になる断面形状であり、この突出部の基端部に断面円弧状の面押し部を備えていることを特徴とするものである。
（５）（２）に記載の面取り金型を用い、板状のワークにおける切断面の稜線に沿ってｎ（ｎは２以上の整数）回の面取り動作を行うことで前記稜線部分に面取り加工を施した面取り加工品を製造する面取り加工品の製造方法であって、
次回の面取り動作を、前回の面取り動作において前記緩和面取り加工部によって前記ワークに形成された緩和面取り部分に対し前記正規面取り加工部で加工する部分が重なるように行い、
次回がｎ回目の場合、前記次回の面取り動作を、前記押圧部材を前記ワークに対し相対的に１８０°旋回して行うことを特徴とするものである。

本発明の面取り金型及び面取り加工品の製造方法によれば、面取り金型が正規形状の面取り加工を行う正規面取り加工部と、面押し量が次第に浅くなる緩和面取り加工部とを備えているから、前述した三角形状の継目部分を生じるようなことがなく、面取り加工部の外観向上を図ることができるものである。

従来の上下の金型による面取り加工の説明図である。 従来の面取り加工における問題点の説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る金型の構成を概念的、概略的に示した説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る面取りチップの構成を示す説明図である。 ワークに形成した長孔の対向した切断縁に面取り加工を行う場合の作用説明図である。 ワークに形成した長孔の対向した切断縁に面取り加工を行う場合の作用説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る面取りチップの構成を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る金型の構成を概念的、概略的に示した説明図である。 面取りチップ（押圧部材）に備えた突出部の断面形状を示す説明図である。

図３を参照するに、本実施形態に係る面取り金型１は、板状のワークＷにおける切断面ＷＦの切断縁（稜線）に沿っての複数回の面取り動作によって、前記稜線部分に面取り加工を行うための金型であって、上型３と下型５とを備えている。前記上型３は、パンチプレス（図示省略）における上型ホルダ７Ｕに上下動自在に備えられている。そして、上型３と上下に対向して備えられた下型５は、パンチプレスにおける下型ホルダ７Ｌに備えられている。

前記上型３は、リフタースプリング（図示省略）によって前記上型ホルダ７Ｕに上下動自在に支持された筒状のパンチガイド９を備えている。このパンチガイド９内にはパンチボディ１１が上下動自在に嵌合挿入されている。このパンチボディ１１の上部に一体的に備えたパンチドライバ１３は、前記パンチガイド９の上部に備えたリテーナカラー１５を上下動自在に貫通してある。そして、前記パンチドライバ１３の上端部に螺着したパンチヘッド１７と前記リテーナカラー１５との間には、ストリッパースプリング１８が弾装してある。前記パンチボディ１１の下端部には、前記パンチガイド９の下端部に備えた板押え部９Ａから下方向へ突出自在な面取りチップ１９が止めねじ等の固定具（図示省略）によって着脱可能に取付けてある。なお前記下型５の上面は平面に形成してある。

前記面取りチップ１９は、図４（Ａ）〜（Ｅ）に示すように構成してある。すなわち、面取りチップ１９は、前記パンチボディ１１の下端部に形成したチップ取付面１１Ｆに取付けるための取付面１９Ｆを上面として備えている。そして、前記取付面１９Ｆには、当該面取りチップ１９を、取付ねじ等の固定具（図示省略）によってパンチボディ１１に取付けるための螺子孔（図示省略）が形成してある。

前記面取りチップ１９は、ワークＷの切断面における稜線部分（切断縁の部分）を面押しして面取り加工を行う押圧部材を構成するものである。この押圧部材（面取りチップ１９）の下面には、突出部２１が左右方向（Ｘ軸方向）に長く形成してある。そして、この突出部２１の前後方向（Ｙ軸方向）の両側には、ワークＷにおける切断面ＷＦの稜線部分の面押しを行う、断面形状が円弧状の面押し部２３が形成してある。

前記面押し部２３は、ワークＷにおける切断面の稜線部分（切断縁）を面押しして面取り加工を行う面取り加工部を構成するものである。この面取り加工部（面押し部）２３には、前記稜線部分に正規形状の面取り加工（例えば、Ｒ面取り、Ｃ面取り）を行う正規面取り加工部２３Ａが左右方向に長く形成してある。そして、この正規面取り加工部２３Ａの一端側には、緩和面取り加工部２３Ｂが連続して備えられている。

より詳細には、前記緩和面取り加工部２３Ｂは、図４（Ｂ）に示すように、前記正規面取り加工部２３ＡからＸ軸方向に離れるに従って次第に面押し量が浅くなるように形成してある。換言すれば、前記緩和面取り加工部２３Ｂは、正規面取り加工部２３Ａから離れるに従って、前記緩和面取り加工部２３Ｂの右端側が次第に高くなるように湾曲又は傾斜してある。

前記面取りチップ（押圧部材）１９の構成についてさらに詳細に説明すると、前記押圧部材１９に備えた前記突出部２１の断面形状は、図９に示すように、先端側（図９において下端側）から離隔するほど、すなわち先端側よりも上側ほど幅広になるように、傾斜面２１ＳをＹ方向の両側に備えた断面形状である。そして、この突出部２１の基端部に、断面形状が円弧状の前記面押し部２３が形成してある。この面押し部２３は、押圧部材１９に形成したＹ方向の傾斜面１９Ｓ及び前記突出部２１の傾斜面２１Ｓと円滑に接続してある。

以上のごとき構成において、前記面取りチップ１９に備えた前記突出部２１のＹ軸方向の幅寸法とほぼ等しい幅の長孔２５（図５参照）を予め加工したワークＷを、図５（Ｂ）に示すように、下型５上に位置決めする。そして、上型３を下降して、上型３における板押え部９ＡによってワークＷを下型５の上面に押圧固定する。その後、上型３におけるパンチボディ１１を下降し、パンチボディ１１の下端部に備えた面取りチップ１９によって、ワークＷに形成された長孔２５の対向した切断面２５Ｆにおける切断縁（稜線）２５Ｌの面取りを行う。

この際、長孔２５のＹ軸方向の幅寸法と、面取りチップ１９における突出部２１のＹ軸方向の幅寸法とがほぼ等しい幅に形成してあるから、前記切断縁（稜線）２５Ｌは、前記突出部２１のＹ軸方向の両側に形成した面押し部２３によって面押しされて、面取り加工が行われるものである。上述のように、面取りチップ１９における面押し部２３によって前記切断縁２５Ｌを押圧して面取り加工を行うとき、面取りチップ１９を最下降位置まで押圧下降すると、前記面押し部２３における正規面取り加工部２３Ａに対応した切断縁２５Ｌには、正規面取り加工部２３Ａの形状が転写される態様となる。

したがって、ワークＷにおける前記長孔２５の切断縁２５Ｌには、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、正規形状の面取り加工部２５Ａが形成されることになる。そして、前記切断縁２５Ｌが、前記面押し部２３における緩和面取り加工部２３Ｂに対応した部分には、緩和面取り加工部２３Ｂの形状が転写されることになる。上記緩和面取り加工部２３Ｂは、前記正規面取り加工部２３Ａから離れるに従って面押し量が次第に浅くなるように形成してあるので、前記緩和面取り加工部２３Ｂに対応した部分においては面押し量が緩やかな形状の面取り加工２５Ｂが行われることになる。

図６（Ｃ）に拡大して示すように、前記面取り加工部２５Ｂは、前記正規形状の面取り加工部２５Ａ側の面押し量が深く、面取り加工部２５Ｂの端部側２５Ｃの面押し量は次第に浅くなるものである。したがって、面取り加工部２５Ｂの端部側２５Ｃの塑性変形量は次第に小さくなり、加工硬化は小さなものである。よって、前記面取り加工部２５Ａに連続して、前記面取りチップ１９によって次工程の面取り加工を行うとき、前記面取り加工部２５Ｂに重ねて、正規面取り加工部２３Ａによって面取り加工を行うことにより、正規形状の面取り加工部２５Ａが連続して加工されるものである。したがって、前述した三角形状の継目部分１０５を生じることなく面取り加工を行うことができるものである。よって、面取り加工部の外観の向上を図ることができるものである。

なお、最終回の面取り動作は、ワークＷに対して面取りチップ１９を相対的に１８０°旋回してから行うものである。

前述のごとく、前記長孔２５における切断面２５Ｌの面取り加工を行うとき、前記突出部２１の両側には傾斜面２１Ｓが形成してあるので、前記長孔２５に対する突出部２１の係脱を円滑に行い得るものである。また、円弧状の面押し部２３が傾斜面１９Ｓに円滑に接続してあることにより、圧痕を防止できるものである。

ところで、図２（Ｂ）に示した面取り加工において、圧痕ＷＭの一部が重なるように面取り加工を行う場合においては、前述した三角状の継目部分１０５とはならない。しかし、圧痕ＷＭを形成したときに、圧痕ＷＭの端部には塑性変形に起因して加工硬化が生じる。そして、この加工硬化が生じた端部の部分は、圧痕ＷＭの端部の跡として残るものである。すなわち、面取り加工を行った際に、圧痕ＷＭの端部に塑性変形に起因する加工硬化部分が生じると、この加工硬化部分は面取り加工を行った痕跡として残るものである。

ところで、前記面取りチップ１９においては、突出部２１の両側に面押し部２３を形成して、長孔２５の対向した切断縁２５Ｌの面取りを同時に行う場合について説明した。しかし、面押し部２３は、突出部２１の一側にのみ形成した構成とすることも可能である。

図７は、第２の実施形態に係る面取りチップ１９Ａの構成を示すものである。この第２の実施形態に係る面取りチップ１９Ａにおいて、前述した第１の実施形態に係る面取りチップ１９における構成要素と同一機能を構成する構成要素には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。

この第２の実施形態に係る面取りチップ１９Ａにおいては、突出部２１の一側に形成した面押し部２３における正規面取り加工部２３Ａの両端側に緩和面取り加工部２３Ｂを備えた構成である。したがって、板状のワークにおける切断端面の面取り加工を行うとき前記切断端面に沿っての面取り動作が複数回繰り返す場合、前記切断端面に沿っての移動方向の方向性の制約を受けることがないものである。すなわち、切断端面に沿って、例えば右方向又は左方向に移動し乍らの、面取り加工を行うことができるものである。

ところで、前記説明は、上型３によってワークＷの上面に面取り加工を行う場合について説明した。しかし、下型５Ａに前記面取りチップ１９と上下対称形の面取りチップ１９Ｌ（図８参照）を備えることにより、ワークＷの上下両面に同時に、面取り加工を行うことができるものである。なお、図８に示した上型３は、図３に示した上型３と同一の構成であるから、同一機能を奏する構成要素には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。

図８に示した下型５Ａの構成について説明するに、下型５Ａは下型ホルダ７Ｌに支持されるダイベース２７を備えている。このダイベース２７の上面中央には、前記面取りチップ１９Ｌを上端部に備えたチップホルダ２９が着脱可能に備えられている。そして、前記ダイベース２７の上面には、前記面取りチップ１９Ｌを囲繞したエジェクタプレート３１が上下動自在に備えられている。このエジェクタプレート３１は、ダイベース２７との間に弾装したコイルスプリング３３によって常に上方向に付勢されている。そして、前記ダイベース２７を上下動自在に貫通した止めねじ３５をエジェクタプレート３１の下側に螺着することにより、上方向への移動が制限されている。

上記構成により、ワークＷに形成した長孔ＷＨを、上下の金型３，５Ａにおける上下の面取りチップ１９，１９Ｌの間に位置決めする。そして、上型３におけるパンチガイド９の板押え部９ＡによってワークＷを押圧すると、エジェクタプレート３１はコイルスプリング３３の付勢力に抗して下降される。上記エジェクタプレート３１と同時にワークＷも下降され、ワークＷの長孔ＷＨに前記面取りチップ１９Ｌが下側から相対的に進入して面取り加工を行うことになる。そして、エジェクタプレート３１がダイベース２７に当接して下降を停止すると、上型３におけるパンチボディ１１がストリッパースプリング１８の付勢力に抗して下降される。したがって、上型３における面取りチップ１９がワークＷの長孔ＷＨに上側から進入して面取り加工を行うことになる。よって、ワークＷにおける長孔ＷＨの上下の切断縁は同時に面取り加工されるものである。

なお、下型５Ａにおける面取りチップ１９Ｌは、前記面取りチップ１９Ａと上下対称形状の面取りチップとすることも可能である。

以上のごとき説明から理解されるように、本実施形態に係る面取り金型によれば、ワークの切断面における切断縁（稜線）の長手方向に沿って複数回の面取り動作を行う場合、「垂れ跡」の継目を生じることなく面取り加工を行い得るものである。

また、本実施形態によれば、前記押圧部材１９，１９Ａの断面形状は矩形状であって、前記面取り加工部２３は、図４，図７から明らかなように、前記矩形状の部分の長辺側に備えられている。したがって、切断縁（稜線）が長い場合には、面取り動作の回数を少なくすることができるものである。

１ 面取り金型
３ 上型
５ 下型
９ パンチガイド
１１ パンチボディ
１９，１９Ａ 面取りチップ（押圧部材）
１９Ｌ 面取りチップ
２３ 面押し部
２３Ａ 正規面取り加工部
２３Ｂ 緩和面取り加工部
２５ 長孔
２５Ａ 正規形状の面取り加工部
２５Ｂ 緩やかな面取り加工部
２５Ｆ 切断面
２５Ｌ 切断縁（稜線）

Claims (5)

1. 板状のワークにおける切断面の稜線に沿っての複数回の面取り動作によって、前記稜線部分に面取り加工を行うための面取り金型であって、
   上型と下型とを備え、
   前記上型又は下型の一方の金型は、前記ワークにおける前記切断面の稜線部分を押圧する押圧部材を備え、
   前記押圧部材は、前記稜線部分の一部を面押しして面取り加工を行う面取り加工部を有し、
   前記面取り加工部は、前記稜線部分に正規形状の面取り加工を行う正規面取り加工部と、面押し量が次第に浅くなる形状の面取り加工を行うよう湾曲した形状の緩和面取り加工部と、
   を有していることを特徴とする面取り金型。
2. 板状のワークにおける切断面の稜線に沿っての複数回の面取り動作によって、前記稜線部分に面取り加工を行うための面取り金型であって、
   上型と下型とを備え、
   前記上型又は下型の一方の金型は、前記ワークにおける前記切断面の稜線部分を押圧する押圧部材を備え、
   前記押圧部材は、前記稜線部分の一部を面押しして面取り加工を行う面取り加工部を有し、
   前記面取り加工部は、前記稜線部分に正規形状の面取り加工を行う正規面取り加工部と、前記正規面取り加工部の一端側のみに連続して形成され前記正規面取り加工部から離れるに従って面押し量が次第に浅くなる形状の面取り加工を行う緩和面取り加工部と、
   を有していることを特徴とする面取り金型。
3. 請求項１又は請求項２記載の面取り金型において、前記面取り加工部は、前記押圧部材における対称位置にそれぞれ備えられていることを特徴とする面取り金型。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の面取り金型において、前記押圧部材は突出部を備えた構成であり、突出部の断面形状は先端側から離隔するほど幅広になる断面形状であり、この突出部の基端部に断面円弧状の面押し部を備えていることを特徴とする面取り金型。
5. 請求項２記載の面取り金型を用い、板状のワークにおける切断面の稜線に沿ってｎ（ｎは２以上の整数）回の面取り動作を行うことで前記稜線部分に面取り加工を施した面取り加工品を製造する面取り加工品の製造方法であって、
   次回の面取り動作を、前回の面取り動作において前記緩和面取り加工部によって前記ワークに形成された緩和面取り部分に対し前記正規面取り加工部で加工する部分が重なるように行い、
   次回がｎ回目の場合、前記次回の面取り動作を、前記押圧部材を前記ワークに対し相対的に１８０°旋回して行うことを特徴とする面取り加工品の製造方法。

Images