JP7116477B2 - 抜き落とし加工装置及び抜き落とし加工方法 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 「平成３０年度 倉敷市がんばる中小企業応援事業費補助金」の申請に伴う事業計画書の提出 平成３０年７月１８日事業計画書提出

本発明は、金属製のブランクから製品部分を抜き落とすための抜き落とし加工装置と抜き落とし加工方法とに関する。

図１～３に示すように、ダイ１０２の上側に設置した金属製のブランク５０に対してパンチ１０１を下降させ、パンチ１０１でブランク５０を打ち抜くことにより、製品Ｐ（図３）を抜き落とす抜き落とし加工方法が知られている。しかし、このような抜き落とし加工方法では、図３に示すように、製品Ｐの外周部における下縁部に、ダレＡ_１が形成されるとともに、製品Ｐの外周部における剪断面Ａ_２よりも上側部分に、破断面Ａ_３とバリＡ_４が生ずる。これらの破断面Ａ_３やバリＡ_４の発生は、図２に示すように、パンチ１０１がブランク５０を打ち抜いている途中の段階で、ブランク５０における、ダイ１０２の角部に当接する部分付近や、パンチ１０１の角部に当接する部分付近を起点として、クラックＣが不規則に形成されることに起因する。このような破断面Ａ_３やバリＡ_４は、製品Ｐの外観品質を低下させてしまう。特に、バリＡ_４は、それに触れるとケガをする虞があるし、製品Ｐの種類によってはその製品Ｐが機能を発揮する障害ともなり得る。このため、従来においては、抜き落とされた製品ＰのバリＡ_４を後処理で削り取ることが行われており、そのような後処理が製品Ｐの連続生産にとって障害となっていた。

このような実状に鑑みてか、これまでには、パンチで製品を抜き落とす際に製品にバリ自体が生じにくくするための各種の工夫が提案されている。例えば、特許文献１には、同文献の第２図に示すように、パンチ２ａをワーク３ｂ（ブランク）の板厚の半分程度まで打ち込む第一ステージと、同文献の第３図（ａ），（ｂ）に示すように、第一ステージで用いたパンチ２ａとダイ１ａよりもクリアランスを大にしたパンチ２ｂとダイ１ｂを用いてワーク３ｂ（ブランク）を抜き落とす第２ステージとに分けて、ワーク３ｂ（ブランク）から製品部分を抜き落とすワーク打抜法（抜き落とし加工方法）が提案されている。しかし、特許文献１のワーク打抜法（抜き落とし加工方法）でも、ワーク３ｂ（ブランク）から製品部分が切り離される際のクラックの入り方によっては、バリが形成される虞がある。また、特許文献１のワーク打抜法（抜き落とし加工方法）では、破断面の発生を抑えることができないと推測される。

上述した特許文献１のワーク打抜法（抜き落とし加工方法）以外にも、製品にバリや破断面が生じにくくする技術は、いくつか提案されているが、そのいずれも、複雑な工程を経るものであり、それに用いる金型が複雑化して高価格なものとなるだけでなく、金型のメンテナンス性や操作性が低下するという問題があった。

特開昭５９－０８２１２１号公報

本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、パンチで製品を抜き落とす際に製品にバリ自体が生じないようにすることができる抜き落とし加工方法を提供するものである。また、パンチで製品を抜き落とす際に製品に破断面が形成されにくくすることができる抜き落とし加工方法を提供することも本発明の目的である。さらに、構造が比較的シンプルでメンテナンス性や操作性に優れた金型を用いて行うことができる抜き落とし加工方法を提供することも本発明の目的である。さらにまた、本発明の抜き落とし加工方法を好適に行うことができる金型（抜き落とし加工装置）を提供することも本発明の目的である。

上記課題は、
金属製のブランクから製品部分を抜き落とすための抜き落とし加工方法であって、
ブランクに当接する先端面側に加工硬化用突起が設けられた加工硬化用パンチをブランクに向かって移動させ、加工硬化用突起でブランクにおける製品部分の輪郭線の近傍（以下において「輪郭線近傍部」という。）を当該輪郭線に沿って局所的にプレスすることにより、ブランクにおける輪郭線近傍部に加工硬化を生じさせる加工硬化発生工程と、
加工硬化発生工程を終えて輪郭線近傍部に加工硬化が生じたブランクにおける製品部分を抜き落とし用パンチでプレスして切り離すことにより、当該製品部分を抜き落とす抜き落とし工程と
を経るとともに、
加工硬化用パンチとして、加工硬化用突起がその内周壁及び外周壁のいずれもが加工硬化用パンチによるプレス方向に対して傾斜されて断面Ｖ字状に形成されたものを用いる
ことを特徴とする抜き落とし加工方法
を提供することによって解決される。

このように、抜き落とし工程を行うよりも前に加工硬化発生工程を行って、ブランクにおける輪郭線近傍部に加工硬化を生じさせ、ブランクにおける輪郭線近傍部を脆弱化しておくことによって、抜き落とし工程で製品部分を抜き落とす際にブランクにおける輪郭線近傍部に生じるクラックが、ブランクにおける、加工硬化用突起でプレスされた際に形成される凹部の底部付近を起点として形成されるようにすることが可能になる。このため、抜き落とされた製品にバリが形成されないようにすることが可能になる。また、ブランクにおける加工硬化が生じた部分は、クラックが真っすぐに形成されやすいため、抜き落とされた製品に破断面が生じにくくすることも可能になる。さらに、加工硬化用突起をその内周壁及び外周壁が傾斜した断面Ｖ字状に形成したことによって、加工硬化発生工程において加工硬化用突起の内周壁及び外周壁がブランクから略均等な力を受けるようにして、加工硬化用突起に変形や破損等が生じないようにすることも可能となっている。

また、上記課題は、
金属製のブランクから製品部分を抜き落とすための抜き落とし加工装置であって、
ブランクに当接する先端面側に加工硬化用突起が設けられ、この加工硬化用突起でブランクにおける製品部分の輪郭線の近傍（輪郭線近傍部）を当該輪郭線に沿って局所的にプレスすることにより、ブランクにおける輪郭線近傍部に加工硬化を生じさせる加工硬化用パンチと、
加工硬化用パンチでプレスされるブランクにおける製品部分よりも外側に位置する部分を支持する加工硬化用ダイと、
加工硬化用パンチによるプレスを終えて輪郭線近傍部に加工硬化が生じたブランクにおける製品部分をプレスして切り離すことにより、当該製品部分を抜き落とす抜き落とし用パンチと、
抜き落とし用パンチでプレスされるブランクにおける製品部分よりも外側に位置する部分を支持する抜き落とし用ダイと
を備え、
加工硬化用突起が、その内周壁及び外周壁のいずれもが加工硬化用パンチによるプレス方向に対して傾斜されて、断面Ｖ字状に形成された
ことを特徴とする抜き落とし加工装置
を提供することによっても解決される。

この本発明の抜き落とし加工装置は、上述した本発明の抜き落とし加工方法を好適に行うことができるものとなっている。また、本発明の抜き落とし加工装置は、構造が比較的シンプルなものとなっている。このため、本発明の抜き落とし加工装置は、導入コストを抑えることができるものとなっているだけでなく、メンテナンス性や操作性に優れたものとなっている。

本発明の抜き落とし加工装置において、加工硬化用突起は、パンチの先端面側における、ブランクの製品部分の輪郭線に沿う部分に断続的に設けられたものであってもよいが、パンチの先端面側における、ブランクの製品部分の輪郭線に沿う部分に環状（連続的）に設けることが好ましい。これにより、ブランクにおける製品部分の輪郭線に沿う部分の全区間に加工硬化を生じさせ、バリの発生をより確実に押さえることが可能になる。また、抜き落とされた製品に破断面がより形成されにくくすることも可能になる。

本発明の抜き落とし加工装置において、加工硬化用ダイの内寸法は、通常、製品の外寸法に一致される。一方、加工硬化用パンチにおける加工硬化用突起の稜線間隔（加工硬化用突起の先端頂部を結んでできる稜線で囲まれた領域の外寸法のこと。以下同じ。）は、製品の外寸法に近ければ、特に限定されない。加工硬化用突起の先端頂部は、ブランクにおける製品部分の輪郭線よりも僅かに外側に当接するようにしてもよいし、ブランクにおける製品部分の輪郭線よりも僅かに内側に当接するようにしてもよい。しかし、抜き落とされる製品の外周部を整った形状とするためには、上記のクラック（抜き落とし用パンチで製品部分を抜き落とす際に、ブランクにおける、加工硬化用突起でプレスされた際に形成される凹部の底部付近を起点として形成されるクラック）が、プレス方向に対して平行に形成されるようにした方が有利である。このため、加工硬化用パンチにおける加工硬化用突起の稜線間隔は、製品の外寸法（加工硬化用ダイの内寸法）に一致させることが好ましい。

本発明の抜き落とし加工装置においては、抜き落とし用パンチの外寸法や、抜き落とし用ダイの内寸法も、製品の外寸法に一致させてもよいが、この場合には、抜き落とされた製品の外周部にヒゲバリが形成される虞がある。このため、抜き落とし用パンチの外寸法を、製品の外寸法よりも小さく設定して、抜き落とし用ダイの内寸法を、製品の外寸法よりも大きく設定することが好ましい。本発明の抜き落とし加工装置において、製品の外寸法は、主に、加工硬化用ダイの内寸法と、加工硬化用パンチの加工硬化用突起の稜線間隔によって定まるため、抜き落とし用パンチの外寸法や、抜き落とし用ダイの内寸法は、製品の外寸法に一致させる必要は特にない。

本発明の抜き落とし加工装置は、加工硬化用ダイの内側に配され、加工硬化用パンチでプレスされるブランクにおける製品部分を加工硬化用パンチとは反対側から押さえるブランク押さえ手段をさらに備えたものとすることも好ましい。というのも、加工硬化用パンチでブランクをプレスする際には、ブランクにおける、加工硬化用パンチの先端面側に位置する部分（製品部分）が、加工硬化用パンチとは逆側に凸となるように反った状態となりやすいところ、加工硬化用パンチでプレスされるブランクの製品部分を、加工硬化用パンチとは反対側からブランク押さえ手段で押さえることによって、その反りが生じないようにし、抜き落とされる製品の寸法精度を高めることが可能になるからである。

本発明の抜き落とし加工装置は、加工硬化用パンチによるプレスを終えたブランクを加工硬化用ダイから抜き落とし用ダイへと移送するブランク移送手段をさらに備えたものとすることも好ましい。このように、ある工程を行ったダイから次の工程が行われる別のダイへのブランクの移送は、金型業界においては、「順送」と呼ぶこともある。このように、加工硬化用ダイから抜き落とし用ダイへとブランクを移送（順送）するブランク移送手段を設けることによって、製品の連続生産を効率的に行うことが可能になる。本発明の抜き落とし加工装置における加工硬化用パンチ及び加工硬化用ダイは、このような順送機構に組み込むことも容易なものとなっている。

以上のように、本発明によって、パンチで製品を抜き落とす際に製品にバリ自体が生じないようにすることができる抜き落とし加工方法を提供することが可能になる。また、パンチで製品を抜き落とす際に製品に破断面が形成されにくくすることができる抜き落とし加工方法を提供することも可能になる。さらに、構造が比較的シンプルでメンテナンス性や操作性に優れた金型を用いて行うことができる抜き落とし加工方法を提供することも可能になる。さらにまた、本発明の抜き落とし加工方法を好適に行うことができる金型（抜き落とし加工装置）を提供することも可能になる。

従来の抜き落とし加工装置を、パンチの中心線を含む平面で切断した断面図であって、ダイに支持されたブランクに対してパンチが下降する前の状態を示した図である。 従来の抜き落とし加工装置を、パンチの中心線を含む平面で切断した断面図であって、ダイに支持されたブランクに対してパンチが下降し、パンチがブランクをプレスしている途中の状態を示した図である。 従来の抜き落とし加工装置を、パンチの中心線を含む平面で切断した断面図であって、ダイに支持されたブランクに対してパンチが下降し、パンチがブランクの製品部分を抜き落とした後の状態を示した図である。 本発明に係る構成を採用した抜き落とし加工装置の略全体を示した斜視図である。 図４の抜き落とし加工装置における加工硬化用パンチを先端面側から見た状態を示した斜視図である。 本発明に係る構成を採用した抜き落とし加工装置を、加工硬化用パンチの中心線を含む平面で切断した断面図であって、加工硬化用ダイに支持されたブランクに対して加工硬化用パンチが下降する前の状態を示した図である。 本発明に係る構成を採用した抜き落とし加工装置を、加工硬化用パンチの中心線を含む平面で切断した断面図であって、加工硬化用ダイに支持されたブランクに対して加工硬化用パンチが下降し、加工硬化用パンチがブランクをプレスしている状態を示した図である。 本発明に係る構成を採用した抜き落とし加工装置を、抜き落とし用パンチの中心線を含む平面で切断した断面図であって、抜き落とし用ダイに支持されたブランクに対して抜き落とし用パンチが下降する前の状態を示した図である。 本発明に係る構成を採用した抜き落とし加工装置を、抜き落とし用パンチの中心線を含む平面で切断した断面図であって、抜き落とし用ダイに支持されたブランクに対して抜き落とし用パンチが下降し、抜き落とし用パンチがブランクをプレスしている途中の状態を示した図である。 本発明に係る構成を採用した抜き落とし加工装置を、抜き落とし用パンチの中心線を含む平面で切断した断面図であって、抜き落とし用ダイに支持されたブランクに対して抜き落とし用パンチが下降し、抜き落とし用パンチがブランクの製品部分を抜き落とした後の状態を示した図である。

本発明に係る抜き落とし加工装置を用いた抜き落とし加工方法の好適な実施態様について、図面を用いてより具体的に説明する。後掲する各図には、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を示している。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の向きは、異なる図においても一致させている。以下においては、説明の便宜上、ｚ軸方向正側を「上」側、ｘ軸方向負側を「下」側と呼ぶことがある。

図４は、本発明に係る構成を採用した抜き落とし加工装置の略全体を示した斜視図である。本実施態様の抜き落とし加工装置は、図４に示すように、加工硬化用金型１０と、抜き落とし用金型２０とを併設したものとなっている。加工硬化用金型１０は、後述する加工硬化発生工程を行うものとなっており、金属製のブランク５０における所定箇所に加工硬化を生じさせるものとなっている。一方、抜き落とし用金型２０は、後述する抜き落とし工程を行うものとなっており、ブランク２０における所定箇所を抜き落とすことにより、製品Ｐ（後掲の図１０を参照。）を得るものとなっている。

加工硬化用金型１０で加工硬化発生工程を終えたブランク５０は、抜き落とし用金型２０に移送され、この抜き落とし用金型２０で抜き落とし工程が行われる。このように、本実施態様の抜き落とし加工装置では、加工硬化用金型１０における加工硬化発生工程と、抜き落とし用金型２０における抜き落とし工程とを順次経ることにより、製品Ｐが得られるようになっている。加工硬化用金型１０から抜き落とし用金型２０へのブランク５０の移送（順送）は、手動により行ってもよいが、本実施態様の抜き落とし加工装置では、図示省略のブランク移送手段（ブランク順送手段）により自動的に行われるようにしている。ブランク移送手段としては、従来の順送式金型で用いられるものと同様であるため、詳しい説明は割愛する。

以下、加工硬化用金型１０及び抜き落とし用金型２０のより詳細な構成について説明する。

加工硬化用金型１０は、図４に示すように、加工硬化用パンチ１１と、加工硬化用ダイ１２と、ブランク押さえ手段１３（後掲の図４を参照。）とを備えている。加工硬化用パンチ１１の先端面側（ブランク５０に当接する面側）には、加工硬化用突起１１ａを設けている。図５は、図４の抜き落とし加工装置における加工硬化用パンチ１１を先端面側から見た状態を示した斜視図である。本実施態様の抜き落とし加工装置において、加工硬化用突起１１ａは、図５に示すように、パンチ１１の先端面における周縁部に環状に設けられている。一方、加工硬化用ダイ１２には、加工硬化用パンチ１１を受けるためのダイ穴１２ａを設けている。このダイ穴１２ａの直径（加工硬化用ダイ１２の内寸法Ｗ_２）は、製品Ｐの外寸法Ｗ_５（後掲する図１０を参照）に一致させている。

図６及び図７は、本発明に係る構成を採用した抜き落とし加工装置を、加工硬化用パンチ１１の中心線を含む平面で切断した断面図であって、図６は、加工硬化用ダイ１２に支持されたブランク５０に対して加工硬化用パンチ１１が下降する前の状態を、図７は、加工硬化用ダイ１２に支持されたブランク５０に対して加工硬化用パンチ１１が下降してブランク５０をプレスしている状態をそれぞれ示している。

加工硬化用金型１０は、図６及び図７に示すように、加工硬化用ダイ１２の上面に支持されたブランク５０に向かって加工硬化用パンチ１１を下降させ、図７に示すように、加工硬化用突起１１ａでブランク５０における製品部分５１の輪郭線の近傍（輪郭線近傍部α）を当該輪郭線に沿って局所的にプレスすることにより、ブランクにおける輪郭線近傍部αに加工硬化（金属に応力を与えると塑性変形によって硬度が増す現象）を生じさせるものとなっている。ブランク５０を加工硬化用突起１１ａで局所的にプレスすることにより、ブランク５０における輪郭線近傍部αに効率的に生じさせることができる。

加工硬化発生工程において、加工硬化用ダイ１１は、その加工硬化用突起１１ａの先端（下端）頂部が、加工硬化用ダイ１２の上面に達する直前まで行われる。このため、加工硬化発生工程を終えたブランク５０における輪郭線近傍部αには、加工硬化用突起１１ａによって環状の凹部β（凹溝）が製品部分５１の輪郭線に沿って形成される。加工硬化発生工程を終えた段階では、ブランク５０における製品部分５１と、ブランク５０における製品部分５１よりも外側に位置する部分（周辺部分）５２とは、輪郭線近傍部αにおける薄板状の部分だけで繋がった状態となる。この薄板状の部分は、上記の加工硬化が生じて硬度が増した状態となっているものの、その硬さと薄さからクラックが非常に入りやすい脆弱な部分となっている。

ところで、加工硬化発生工程を行う際には、ブランク５０の製品部分５１は、加工硬化用パンチ１１の先端面で下側（加工硬化用ダイ１２のダイ穴１２ａ側）にプレスされるため、図７に示すように、加工硬化用ダイ１２のダイ穴１２ａの内部に落ち込んだ状態となる。このときの製品部分５１の輪郭線近傍部αは、ブランク５０の周辺部分５２から上向きの抵抗力（引張力）を受けることに加えて、製品部分５１における、ダイ穴１２ａに落ち込んだ部分の外周面は、加工硬化用ダイ１２の内周面（ダイ穴１２ａの内壁面）から上向きの抵抗力（摩擦力）を受ける。このため、加工硬化発生工程を行う際の製品部分５１には、その製品部分５１を下側に凸となる向きに反らせる力が働く。この反りが製品部分５１に生じてしまうと、得られる製品Ｐの寸法精度が低下する。

この点、本実施態様の抜き落とし加工装置では、加工硬化用ダイ１２のダイ穴１２ａの内側にブランク押さえ手段３０を設けている。このブランク押さえ手段３０は、付勢手段３１によって上側（加工硬化用パンチ１１側）に付勢された状態となっている。これにより、加工硬化発生工程において、加工硬化用パンチ１１で下側にプレスされる製品部分５１の下面側が、ブランク押さえ手段３０で上側に押さえ付けられるようになっている。換言すると、加工硬化発生工程を行う際の製品部分５１は、加工硬化用パンチ１１とブランク押さえ手段３０とで挟持されるようになっている。したがって、加工硬化発生工程を行う際の製品部分５１を平坦な状態に維持し、上記の反りが製品部分５１に生じないようにすることが可能となっている。このブランク押さえ手段３０は、加工硬化用ダイ１２からブランク５０を取り外す際の手段（いわゆるノックアウト）としても機能するようになっている。

加工硬化用パンチ１１における加工硬化用突起１１ａの断面形状（加工硬化用パンチ１１の中心線を含む平面での断面形状）は、図６に示すように、Ｖ字状とされる。より具体的には、加工硬化用突起１１ａの内周壁１１ａ_１（加工硬化用パンチ１１の中心側を向く壁面）と外周壁１１ａ_２（加工硬化用パンチ１１の外周側を向く壁面）を、その先端側（ｚ軸方向負側）から基端側（ｚ軸方向正側）になるにつれて間隔が広くなるように、プレス方向（加工硬化用パンチ１１の中心線に平行な方向）に対して傾斜させている。このようにした理由は、以下の通りである。

すなわち、加工硬化用突起１１ａは、その高さＨ_１が０．５ｍｍ程度からせいぜい３ｍｍ程度の範囲（ブランク５０の板厚によって異なる。）の非常に微細な構造であり、ブランク５０に打ち込むと、加工硬化用突起１１ａに変形や破損が生じる虞があるところ、上記のように、加工硬化用突起１１ａの基端側を先端側よりも幅広に形成することで、加工硬化用突起１１ａの強度を高めることが可能になるからである。また、図７に示すように、加工硬化用突起１１ａをブランク５０に打ち込んだ際に、加工硬化用突起１１ａの内周壁１１ａ_１がブランク５０から受ける力の外向き成分と、加工硬化用突起１１ａの外周壁１１ａ_２がブランク５０から受ける力の内向き成分とが略等しくなるようにし、加工硬化用突起１１ａに変形や破損が生じにくくすることも可能になるからである。

加工硬化用突起１１ａの内周壁１１ａ_１の傾斜角度θ_１（図６）や、加工硬化用突起１１ａの外周壁１１ａ_２の傾斜角度θ_２（図６）は、０°よりも大きく、９０°よりも小さければ特に限定されない。しかし、傾斜角度θ_１，θ_２を小さくしすぎると、加工硬化用突起１１ａの強度を維持しにくくなる。このため、傾斜角度θ_１，θ_２は、通常、１０°以上とされる。傾斜角度θ_１，θ_２は、１５°以上であることが好ましく、２０°以上であることがより好ましい。一方、傾斜角度θ_１，θ_２を大きくしすぎると、加工硬化用突起１１ａがブランク５０に入り込みにくくなる虞がある。このため、傾斜角度θ_１，θ_２は、通常、６０°以下とされる。傾斜角度θ_１，θ_２は、５０°以下とすることが好ましく、４５°以下とすることがより好ましい。

加工硬化用突起１１ａの稜線間隔Ｗ_１（図６）は、加工硬化用ダイ１２の内寸法Ｗ_２に近ければ、特に限定されない。加工硬化用突起１１ａの先端頂部は、ブランク５０における製品部分５１の輪郭線よりも僅かに外側に当接するようにしてもよいし、ブランク５０における製品部分５１の輪郭線よりも僅かに内側に当接するようにしてもよい。しかし、本実施態様の抜き落とし加工装置においては、加工硬化用突起１１ａの稜線間隔Ｗ_１を、加工硬化用ダイ１２の内寸法Ｗ_２に一致させており、加工硬化用ダイ１２の内周面の真上に加工硬化用突起１１ａの稜線が位置するようにしている。このため、後述する抜き落とし工程において、後掲する図９に示すように、凹部βの底部付近を起点として形成されるクラックＣがプレス方向（ｚ軸方向）に対して平行に形成されやすくして、抜き落とされる製品Ｐの外周部を整った形状とすることが可能となっている。

加工硬化用金型１０による加工硬化発生工程が終わると、加工硬化用パンチ１１が上昇されて、ブランク５０が加工硬化用金型１０から抜き落とし用金型２０に移送（順送）され、抜き落とし用金型２０による抜き落とし工程が行われる。

抜き落とし用金型２０は、図４に示すように、抜き落とし用パンチ２１と、抜き落とし用ダイ２２とを備えている。本実施態様の抜き落とし加工装置においては、抜き落とし用パンチ２１の先端面を平坦に形成している。一方、抜き落とし用ダイ２２には、抜き落とし用パンチ２１を受けるためのダイ穴２２ａを設けている。

図８～１０は、本発明に係る構成を採用した抜き落とし加工装置を、抜き落とし用パンチ２１の中心線を含む平面で切断した断面図であって、図８は、抜き落とし用ダイ２２に支持されたブランク５０に対して抜き落とし用パンチ２１が下降する前の状態を、図９は、抜き落とし用ダイ２２に支持されたブランク５０に対して抜き落とし用パンチ２１が下降してブランク５０をプレスしている途中の状態を、図１０は、抜き落とし用ダイ２２に支持されたブランク５０に対して抜き落とし用パンチ２１が下降してブランク５０の製品部分５１を抜き落とした後の状態をそれぞれ示してる。

抜き落とし用金型２０は、図８～１０に示すように、抜き落とし用ダイ２２の上面に支持されたブランク５０に向かって抜き落とし用パンチ２１を下降させ、図１０に示すように、輪郭線近傍部αに加工硬化が生じたブランク５０における製品部分５１を、抜き落とし用パンチ２１で抜き落とし用ダイ２２側（下側）にプレスして周辺部分５２から切り離すことにより、製品部分５１をダイ穴２２ａに抜き落とすものとなっている。抜き落とされた製品部分５１は、製品Ｐ（中間品を含む。）として利用に供される。

ここで、ブランク５０は、上述した加工硬化発生工程において、製品部分５１の輪郭線近傍部αに加工硬化が生じていることに加えて、その輪郭線近傍部αが薄板状となっている。このため、図９に示すように、抜き落とし用パンチ２１が製品部分５１をプレスすると、輪郭線近傍部αにおける最も脆弱な部分（最も薄くなった部分）に、凹部βの底部を起点とするクラックＣが生じて、製品部分５１が綺麗に切り離されるようになっている。加えて、この凹部βは、加工硬化用突起１１ａ（図７）の形状に倣って、断面Ｖ字状に形成されているため、クラックＣは、凹部βの底部から下側に向かって真っすぐ形成されやすくなっている。したがって、ブランク５０におけるクラックＣが生じた部分は、粗い破断面ではなく、滑らかな剪断面となるようになっている。よって、抜き落とされる製品Ｐの外周部は、破断面のない綺麗な状態となりやすくなっている。

また、ブランク５０の製品部分５１における輪郭線近傍部αの上縁側には、凹部βが形成されていることに加えて、その輪郭線近傍部αは、上記のように周辺部分５２から綺麗に切り離されるため、抜き落とされる製品Ｐの外周部の上縁側には、バリが形成されないようになっている。したがって、抜き落とされた製品Ｐは、バリを後処理で削り取る必要がないものとなる。よって、製品Ｐを効率的に連続生産することが可能になる。

ここで、抜き落とし用パンチ２１の外寸法Ｗ_３や、このダイ穴２２ａの直径（抜き落とし用ダイ２２の内寸法Ｗ_４）は、上述した加工硬化用突起１１ａの稜線間隔Ｗ_１や加工硬化用ダイ１２の内寸法Ｗ_２と同様、製品Ｐの外寸法Ｗ_５（図１０）に一致させてもよい。しかし、この場合には、抜き落とされた製品５０の外周部にヒゲバリが形成される虞がある。このため、本実施態様の抜き落とし加工装置では、抜き落とし用パンチ２１の外寸法Ｗ_３を、製品Ｐの外寸法Ｗ_５よりも小さく設定して、抜き落とし用ダイ２２の内寸法Ｗ_４を、製品Ｐの外寸法Ｗ_５よりも大きく設定している。

以上のように、本実施態様の抜き落とし加工装置は、構造が比較的シンプルでメンテナンス性や操作性に優れたものでありながら、製品Ｐにバリや破断面が生じないようにすることが可能なものとなっている。以上では、加工硬化用パンチ１１や抜き落とし用パンチ２１として円柱状のものを用い、円盤状の製品Ｐを抜き落とす場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明に係る構成は、円盤状の製品Ｐを抜き落とす場合だけでなく、それ以外の形状の製品を抜き落とす場合にも適用し得る。各種条件を適切に設定すれば、異形状の製品をバリや破断面のない状態で抜き落とすことも可能である。

１０ 加工硬化用金型
１１ 加工硬化用パンチ
１１ａ 加工硬化用突起
１１ａ_１ 内周壁
１１ａ_２ 外周壁
１２ 加工硬化用ダイ
１２ａ ダイ穴
１３ ブランク押さえ手段
２０ 抜き落とし用金型
２１ 抜き落とし用パンチ
２２ 抜き落とし用ダイ
２２ａ ダイ穴
３０ ブランク押さえ手段
３１ 付勢手段
５０ ブランク
５１ 製品部分
５２ 周辺部分（製品部分よりも外側に位置する部分）
１０１ パンチ
１０２ ダイ
Ａ_１ ダレ
Ａ_２ 剪断面
Ａ_３ 破断面
Ａ_４ バリ
Ｃ クラック
Ｈ_１ 加工硬化用突起の高さ
Ｐ 製品
Ｗ_１ 加工硬化用突起の稜線間隔
Ｗ_２ 加工硬化用ダイの内寸法
Ｗ_３ 抜き落とし用パンチの外寸法
Ｗ_４ 抜き落とし用ダイの内寸法
Ｗ_５ 製品の外寸法
α 輪郭線近傍部
β 凹部

Claims (5)

1. 金属製のブランクから製品部分を抜き落とすための抜き落とし加工装置であって、
   ブランクに当接する先端面側の周縁部に加工硬化用突起が連続した環状に設けられ、この加工硬化用突起でブランクにおける製品部分の輪郭線の近傍（以下において「輪郭線近傍部」という。）を当該輪郭線に沿って局所的にプレスすることにより、ブランクにおける前記輪郭線に沿った箇所に連続する環状の凹部を形成し、輪郭線近傍部に加工硬化を生じさせる加工硬化用パンチと、
   加工硬化用パンチでプレスされるブランクにおける製品部分よりも外側に位置する部分を支持する加工硬化用ダイと、
   加工硬化用パンチによるプレスを終えて輪郭線近傍部に加工硬化が生じたブランクにおける製品部分をプレスして切り離すことにより、当該製品部分を抜き落とす抜き落とし用パンチと、
   抜き落とし用パンチでプレスされるブランクにおける製品部分よりも外側に位置する部分を支持する抜き落とし用ダイと
   を備え、
   加工硬化用突起が、その内周壁及び外周壁のいずれもが加工硬化用パンチによるプレス方向に対して傾斜されて、断面Ｖ字状に形成された
   ことを特徴とする抜き落とし加工装置。
   
2. 加工硬化用パンチにおける加工硬化用突起の稜線間隔及び加工硬化用ダイの内寸法が、製品の外寸法に一致されるとともに、
   抜き落とし用パンチの外寸法が、製品の外寸法よりも小さく、
   抜き落とし用ダイの内寸法が、製品の外寸法よりも大きく設定された
   請求項１記載の抜き落とし加工装置。
   
3. 加工硬化用ダイの内側に配され、加工硬化用パンチでプレスされるブランクにおける製品部分を加工硬化用パンチとは反対側から押さえるブランク押さえ手段をさらに備えた請求項１又は２記載の抜き落とし加工装置。
   
4. 加工硬化用パンチによるプレスを終えたブランクを加工硬化用ダイから抜き落とし用ダイへと移送するブランク移送手段をさらに備えた請求項１～３いずれか記載の抜き落とし加工装置。
   
5. 金属製のブランクから製品部分を抜き落とすための抜き落とし加工方法であって、
   ブランクに当接する先端面側の周縁部に加工硬化用突起が連続した環状に設けられた加工硬化用パンチをブランクに向かって移動させ、加工硬化用突起でブランクにおける製品部分の輪郭線の近傍（以下において「輪郭線近傍部」という。）を当該輪郭線に沿って局所的にプレスすることにより、ブランクにおける前記輪郭線に沿った箇所に連続する環状の凹部を形成し、輪郭線近傍部に加工硬化を生じさせる加工硬化発生工程と、
   加工硬化発生工程を終えて輪郭線近傍部に加工硬化が生じたブランクにおける製品部分を抜き落とし用パンチでプレスして切り離すことにより、当該製品部分を抜き落とす抜き落とし工程と
   を経るとともに、
   加工硬化用パンチとして、加工硬化用突起がその内周壁及び外周壁のいずれもが加工硬化用パンチによるプレス方向に対して傾斜されて断面Ｖ字状に形成されたものを用いる
   ことを特徴とする抜き落とし加工方法。

Images