JP7142044B2 - 打抜金型の組立方法及び打抜金型 - Google Patents

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Description

本発明は、打抜金型の組立方法及び該組立方法に好適な打抜金型に関する。
抜き加工においてきれいな切断面を得るためには、パンチとダイとのクリアランスを適正に設定する必要がある。クリアランスの適正値は、材料の板厚の例えば4%程度であり、材料が薄ければ薄いほど小さくなる。クリアランスが小さくなるに従って、パンチとダイとの位置合わせ(刃合わせ)が難しくなる。
ダイは、ダイプレートに複数形成されていたり、ダイプレートに位置を規制された複数のダイインサートの各々に形成されていたりする。従来の打抜金型の組立方法は、パンチの位置を規制するパンチガイドを精密に加工することにより、ダイプレート上に並べられた複数のダイに対してパンチの位置を合わせていた(例えば、特許文献1参照)。
特開平7-60377号公報
しかるに、打抜金型を製作する工作機械の加工精度には物理的な限界がある。クリアランスの適正値が工作機械の誤差の範囲以下であると、従来の組立方法ではパンチとダイとの位置合わせが困難なことがある。極めて薄い箔材を打抜金型で加工するには、従来とは異なる発想の組立方法が必要である。そこで、本発明は、パンチとダイとを精密に位置合わせすることができる打抜金型の組立方法及び該組立方法に好適な打抜金型を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る打抜金型の組立方法は、打抜金型を組み立てる方法であって、パンチ切れ刃が形成された先端部を有する少なくとも一つのパンチと、パンチ切れ刃に対応するダイ切れ刃が形成された少なくとも一つのダイブロックと、を準備すること、パンチの先端部がパンチガイドから突出するようにパンチの高さを調整すること、パンチガイドにより位置が規制されたパンチの先端部にダイブロックのダイ切れ刃を嵌合させて、パンチに対してダイブロックを位置決めすること、及び、ダイバッキングプレートをパンチとは反対側からダイブロックに当接させ、ダイブロックをダイバッキングプレートに固定すること、を含んでいる。
この態様によれば、パンチのパンチ切れ刃と、該パンチ切れ刃に対応するダイ切れ刃(以下、ダイと呼ぶことがある)とを直に位置合わせし、それらの位置がずれていないことを確認してからダイが形成されたダイブロックをダイバッキングプレートに固定できる。パンチガイドを介したパンチにダイプレート上のダイを位置合わせする必要がない。そのため、パンチとダイとのクリアランスが極めて小さくなってもパンチとダイとを位置合わせすることができる。
上記態様において、パンチ、パンチガイド、ダイブロック及びダイバッキングプレートを順送プレス加工の使用時とは天地を反転させた状態で組み立てることが好ましい。
この態様によれば、パンチガイドから突出したパンチの先端部を目視で確認しながらダイの位置を調整できるため、パンチとダイとを位置合わせしやすい。
上記態様において、一つのパンチに一つのダイブロックが対応するように構成されていることが好ましい。
この態様によれば、各々のパンチに最適な位置にダイブロックを配置できる。なお、少数のパンチ(例えば、二つ)に一つのダイブロックが対応するように構成してもよい。多数のパンチに一つのダイプレートが対応していた従来の構成と比べてダイの位置を細かく調整できる。
上記態様において、ダイバッキングプレートには、ボルトの呼び径よりも大きい貫通孔が複数形成され、ダイブロックをダイバッキングプレートに固定することは、ボルトを貫通孔に挿通して締結することを含むことが好ましい。
この態様によれば、ボルトの軸部と貫通孔とに隙間があるため、該隙間の範囲内でボルトを自由に動かしてダイブロックの位置を調整できる。パンチの位置にダイを合わせることができる。
本発明の一態様に係る打抜金型は、各々にパンチ切れ刃が形成されている複数のパンチと、パンチの位置を規制するパンチガイドと、パンチの側を向く第1面及び該第1面とは反対側の第2面を有した平板状に形成され、第1面及び第2面を貫通する貫通孔が複数形成されたダイバッキングプレートと、第1面上に並べられ、各々にパンチ切れ刃に対応するダイ切れ刃が形成されている複数のダイブロックと、を備え、一つのパンチに一つのダイブロックが対応するように構成され、各々のダイブロックは、各々の貫通孔に挿通されたボルトによってダイバッキングプレートに固定され、ダイバッキングプレートの貫通孔は、各々のダイブロックに対応して複数のグループに分けられ、各々の該グループに少なくとも二つの貫通孔が含まれている。
本発明の他の一態様に係る打抜金型は、各々にパンチ切れ刃が形成されている複数のパンチと、パンチの位置を規制するパンチガイドと、パンチの側を向く第1面及び該第1面とは反対側の第2面を有した平板状に形成されたダイバッキングプレートと、第1面上に並べられ、各々にパンチ切れ刃に対応するダイ切れ刃が形成されている複数のダイブロックと、を備え、一つのパンチに一つのダイブロックが対応するように構成され、各々のダイブロックには、少なくとも二つの貫通孔が形成され、各々の貫通孔に挿通されたボルトによってダイバッキングプレートに固定されている。
これらの態様によれば、パンチ切れ刃が形成されたパンチとダイが形成されたダイブロックとを一対一で位置合わせできるため、工作機械の加工精度に左右されずにパンチとダイとを位置合わせすることができる。
上記態様において、貫通孔はボルトの呼び径よりも大きく形成され、貫通孔とボルトとの間に第1空間が区画されており、各々のダイと該ダイに隣接する隣接部材との間には、ボルトの径方向において第1空間よりも大きい第2空間が区画されていてもよい。
この態様のようにダイブロックの周りに位置決めのための隣接部材が存在しなくても、上記態様の打抜金型の組立方法を適用してパンチとダイとを位置合わせすることができる。
上記態様において、ダイブロックは、背高部と、該背高部よりも第1面からの突出高さが小さい背低部と、を有し、ボルトのねじ頭は、背低部に配置されていてもよい。
この態様によれば、ダイバッキングプレートの第1面側からボルトを挿通するとき、ダイブロックの背高部と背低部との段差分だけボルトのねじ頭の突出高さを抑えることができる。
本発明によれば、パンチとダイとを精密に位置合わせすることができる金型の組立方法及び該組立方法に好適な打抜金型を提供することができる。
図1は、本発明の各実施形態の組立方法に用いられる打抜金型の一例を示す断面図である。 図2は、図1に示されたダイブロックとダイバッキングプレートとの位置関係を示す平面図である。 図3は、本発明の第1実施形態の組立方法を説明する図であって、上型を反転させてパンチの先端部をパンチガイドから突出させる手順を示す斜視図である。 図4は、パンチの先端部にダイブロックを嵌合させる手順を示す斜視図である。 図5は、パンチに位置を規制された状態のダイブロックにダイバッキングプレートを当接させる手順を示す斜視図である。 図6は、ダイバッキングプレートの貫通孔にボルトを挿通する手順を示す斜視図である。 図7は、ダイブロックをダイバッキングプレートに固定する手順を示す斜視図である。 図8は、ダイバッキングプレートを持ち上げてダイブロックをパンチから取り外す手順を示す斜視図である。 図9は、図7に示された手順の変形例を示す斜視図である。 図10は、本発明の第2実施形態に係る打抜金型を説明する断面図である。 図11は、図10に示された背低部の変形例を示す断面図である。
添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。従来の組立方法は、精密に加工されたパンチガイド23を用いてパンチ24の位置をダイに合わせていた。そのため、工作機械の加工精度よりも小さいクリアランスでは、パンチ24とダイとを位置合わせすることが困難なことがあった。
本発明の一実施形態に係る組立方法は、ダイが形成されたダイブロック34を各々のパンチ24に対応して用意し、パンチガイド26に位置を規制された状態のパンチ24の位置を基準にしてダイブロック34の位置を固定することが特徴の一つである。一枚のダイプレート32に複数のダイが形成されていると、各々のダイを自由に動かすことができないが、複数に分割されたダイブロック34の各々にダイが形成されていると、各々のダイを個別に動かすことができる。以下、図面を参照し本発明について詳しく説明する。
図1は、本発明の各実施形態の組立方法に用いられる打抜金型(順送型)1の一例を示す断面図である。打抜金型1を単発プレス加工用の金型として構成してもよい。図示した例では、打抜金型1がダイセット付き金型として構成され、ガイドポスト(アウターガイド4)によって位置決めされた上下のダイセットプレート(パンチホルダ2、ダイホルダ3)の内側に主要なプレート(パンチバッキングプレート21、パンチプレート22、ストリッパプレート23、ダイバッキングプレート31等)が固定されている。
以下の説明において、パンチホルダ2に固定された各種プレートとその部品等をまとめて上型20と呼び、ダイホルダ3に固定された各種プレートとその部品等をまとめて下型30と呼ぶことがある。打抜金型1の構成は、図示した例に限定されず、公知の構成を適宜選択できる。上型20と下型30との間にプレス加工される帯状の材料10が連続供給される。材料の板厚10は、例えば100μm以下である。図示した例では、25μmである。パンチ24とダイとのクリアランスは、例えば3μm以下である。
上型20には、パンチバッキングプレート21、パンチプレート22、ストリッパプレート23等が含まれる。パンチプレート22には、抜き、曲げ、絞り等の加工を行う各種パンチ24、プレス加工される材料を位置決めするパイロットピン25等が固定されている。抜き加工を行うパンチ24の先端部には、パンチ切れ刃が形成されている。パンチバッキングプレート21は、パンチ24の荷重を受け止めてパンチホルダ2の変形を抑えている。
ストリッパプレート23は、下型30に向かってスプリング27に付勢されている。ストリッパプレート23には、パンチガイド26が固定されている。ストリッパプレート23とパンチガイド26とを一体構造物として構成してもよい。パンチガイド26は、パンチ24を案内し、プレス加工される帯状の材料10をダイブロック34に押さえ込む。
下型30には、ダイバッキングプレート31、ダイブロック34等が含まれる。ダイバッキングプレート31は、上型20に対向する第1面31Aと、第1面31Aとは反対側の第2面31Bと、を有する平板状に形成されている。パンチ24側を向いた第1面31Aには、複数のダイブロック34が固定されている。任意のダイブロック34から見て、隣接するダイブロック34は隣接部材の一例である。
ダイブロック34は、超硬合金等から直方体や円柱等のブロック状に形成され、ダイバッキングプレート31上に並べられている。各々のダイブロック34には、パンチ24のパンチ切れ刃に対応するダイ切れ刃が形成されている。ダイバッキングプレート31は、ダイブロック34の荷重を受け止めてダイホルダ3の変形を抑えている。図示した例では、下型30が、ダイバッキングプレート31に固定されたダイプレート32をさらに含んでいる。ダイプレート32は、必須の構成ではなく省略してもよい。ダイプレート32は、ダイブロック34を囲繞している。任意のダイブロック34から見て、ダイプレート32は隣接部材の他の一例である。
図2は、図1に示されたダイブロック34とダイバッキングプレート31との位置関係を示す平面図である。図示した例では、ダイプレート32を含まないタイプの下型30が開示されている。また、図示した例では、順送プレス加工の一工程に四つのダイブロック34が使用されている。なお、ダイブロック34の形状及び配置は、図示した例に限定されず、打ち抜かれる材料の形状に応じて適宜選択できる。
各々のダイブロック34には、少なくとも一つのダイ切れ刃341が形成されている。ダイ切れ刃341の周りには、後述するボルト36のためのねじ穴又は貫通孔が複数形成されている。図示した例では、ダイ切れ刃341を挟んで互いに反対側に位置する一対のねじ穴342,342がダイブロック34に形成されている。
図2に示すように、ダイブロック34にねじ穴342を形成し、ダイバッキングプレート31に貫通孔35を形成する場合、貫通孔35は、ダイバッキングプレート31の厚み方向においてねじ穴342に重畳する位置に形成される。後述する図10及び図11に示すように、ダイブロック34に貫通孔35を形成し、ダイバッキングプレート31にねじ穴を形成する場合、ダイブロック34の貫通孔35は、ダイバッキングプレート31の厚み方向においてダイバッキングプレート31のねじ穴に重畳する位置に形成される。
[第1実施形態]
図3から図9を参照して本発明の第1実施形態の組立方法及びその変形例について説明する。なお、図3から図9は、図1に示された複数のパンチ24のうちの一つと、該パンチ24に対応するダイブロック34とに着目し、説明のために模式的に示したものであり、実際の打抜金型1とは異なる形状に描かれている。
図3は、パンチ24の先端部をパンチガイド26から突出させる手順を示す斜視図である。図示した例では、上型20を順送プレス加工の使用時とは天地を反転させているが、必ずしも天地を反転させる必要はない。図示した例では、前述したスプリング27が取り外されて、パンチバッキングプレート21とパンチプレート22との間にディスタンスブロック29が挿入されている。ディスタンスブロック29は、パンチガイド26からパンチ24の先端部が1~2mm程度突出する高さに形成されている。
前述したスプリング27がストリッパプレート23に装着されていると、スプリング27の付勢力によってストリッパプレート23が浮き上がり、パンチ24の先端部がパンチガイド26から突出しないことがある。スプリング27を取り外してディスタンスブロック29を挿入する代わりに、スプリング27の付勢力に抗してストリッパプレート23を押し下げてパンチ24の先端部をパンチガイド26から突出させ、その高さを保持するようにボルト等で固定してもよい。
図4は、パンチ24の先端部にダイブロック34を嵌合させる手順を示す斜視図である。図4に示すように、パンチガイド26に位置を規制された状態のパンチ24の先端部にダイブロック34を嵌合させる。上型20の天地を反転させているため、パンチ24とダイとのクリアランスを目視で確認しながら該クリアランスを調整することができる。
図5は、パンチ24の先端部に位置を規制された状態のダイブロック34にダイバッキングプレート31をパンチ24とは反対側から当接させる手順を示す斜視図である。下型30に含まれるダイバッキングプレート31と、上型20に含まれるパンチガイド23とは、ダイセットの四隅に配置されたガイドポスト等によって相対位置が固定されている。ダイバッキングプレート31には、第1面31A及び第2面31Bを貫通する貫通孔35が複数形成されている。
図6は、ダイバッキングプレート31の貫通孔35にボルト36を挿通する手順を示す斜視図である。図示した例では、ダイバッキングプレート31の第2面31B側からボルト36を挿通している。ダイバッキングプレート31の貫通孔35は、各々のダイブロック34に対応したグループに分けられる。ダイバッキングプレート31の厚み方向において、同じグループの貫通孔35は、同じダイブロック34に重畳している。ダイブロック34が回転しないように、一つのグループには、少なくとも二つの貫通孔35が含まれる。
図7は、ダイブロック34をダイバッキングプレート31に固定する手順を示す斜視図である。各々の貫通孔35は、該貫通孔35に挿通されるボルト36の呼び径(軸部のねじ山の直径)よりも大きく、ボルト36のねじ頭よりも小さく形成されている。以下の説明において、貫通孔35の内周面とボルト36の軸部との隙間を第1空間S1と呼ぶことがある。
パンチ24に嵌合させたダイブロック34に形成された雌ねじの位置が貫通孔35の中心からわずかにずれていても、第1空間S1の範囲内で位置を調整して、図7に示すようにボルト36をダイブロック34に螺合させることができる。任意のダイブロック34と、前述した隣接部材(例えば、隣接するダイブロック34)との間には、ボルト36の径方向において第1空間S1よりも大きい第2空間S2が区画されている。
図8は、ダイバッキングプレート31を持ち上げてダイブロック34をパンチ24から取り外す手順を示す斜視図である。パンチ24及び該パンチ24に対応するダイブロック34の数だけ図3から図8に示された手順を繰り返し、すべてのパンチ24に対応するダイを個別に位置合わせする。
第1実施形態の組立方法及び該方法に好適な打抜金型1によれば、各々のパンチ24に対応してダイが形成されたダイブロック34を用意し、各々のダイを個別に動かすことができるため、パンチ24とダイとを精密に位置合わせすることができる。パンチ24同士の相対位置やダイ同士の相対位置に含まれる誤差からの影響がない。パンチ24とダイとを一つずつ刃合わせしながら組み立てているため、打抜金型1の組立が完了した時点で打抜金型1の刃合わせが完了している。従来の組立方法のように、組立が完了してからパンチやダイに微調整を加えて刃合わせする必要がない。クリアランスの調整時間を短縮できる。
第1実施形態に係るダイブロック34は、各々が独立して位置合わせされるため、隣接部材と接触させる必要がない。前述したように、ダイブロック34と隣接部材との間には、第1空間S1よりも大きい第2空間S2が区画されている。第1実施形態によれば、ダイブロック34の側面を平滑に研磨する必要がないため、打抜金型1の製作コストを削減できる。なお、ダイが形成されたダイインサートをダイプレート32のポケットに当接させる従来の構成では、各々のダイインサートの側面を平滑に研磨する必要があった。
図9は、図7に示された手順の変形例を示す斜視図である。図9に示すように、ボルト36をダイバッキングプレート31の第1面31A側から挿通してもよい。図示した例では、ボルト36のねじ頭が六角形に形成され、ダイブロック34に形成された六角形の座繰り穴にボルト36のねじ頭が固定されており、ダイバッキングプレート31の第2面31B側からナット37を螺合させている。
続いて、図10及び図11を参照して本発明の第2実施形態の組立方法及びその変形例について説明する。なお、第1実施形態の構成と同一又は類似の機能を有する構成は、同一の符号を付して対応する第1実施形態の記載を参酌することとし、ここでの説明を省略する。また、その他の構成は、第1実施形態と同一である。
[第2実施形態]
図10は、本発明の第2実施形態に係る打抜金型1を説明する断面図である。図10に示すように、第2実施形態は、ダイバッキングプレート31ではなくダイブロック34に貫通孔35が形成されている点が第1実施形態と異なる。各々の貫通孔35は、ダイブロック34を固定するボルト36の呼び径よりも大きく、かつ頭部よりも小さく形成されている。
図示した例では、ダイバッキングプレート31の第1面31A側からボルト36が挿通されている。図示した例では、ダイブロック34に段差が形成されており、ダイバッキングプレート31の第1面31Aから突出した背高部343と、該背高部343よりも突出高さが小さい背低部344とを有している。ボルト36のねじ頭は、背低部344に配置されている。図11は、図10に示された背低部344の変形例を示す断面図である。図示した例では、背低部344が座繰り穴として構成されている。ボルト36のねじ頭は、この座繰り穴に収容されている。
第2実施形態及びその変形例によれば、第1実施形態と同様に、各々のパンチ24に対応してダイが複数のダイブロック34に分割されているため、パンチ24とダイとを精密に位置合わせすることができる。このとき、ダイバッキングプレート31に形成された雌ねじがダイブロック34の貫通孔35の中心とわずかにずれていても、貫通孔35とボルト36の軸部との隙間の範囲内で位置を調整してボルト36を螺合させることができる。ダイブロック34に段差を形成する場合、背高部343と背低部344との段差分だけボルト36のねじ頭の突出高さを抑えることができる。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
1…打抜金型、2…パンチホルダ、3…ダイホルダ、4…アウターガイド、10…材料、20…上型、21…パンチバッキングプレート、22…パンチプレート、23…ストリッパプレート、24…パンチ、25…パイロットピン、26…パンチガイド、27…スプリング、29…ディスタンスブロック、30…下型、31…ダイバッキングプレート、32…ダイプレート、34…ダイブロック、35…貫通孔、36…ボルト、37…ナット、341…ダイ切れ刃、342…ねじ穴、343…背高部、344…背低部。

Claims (8)

  1. プレス加工に用いる打抜金型を組み立てる方法であって、
    パンチ切れ刃が形成された先端部を有する少なくとも一つのパンチと、前記パンチ切れ刃に対応するダイ切れ刃が形成された少なくとも一つのダイブロックと、を準備すること、
    前記パンチの前記先端部がパンチガイドから突出するように前記パンチの高さを調整すること、
    前記パンチガイドにより位置が規制された前記パンチの前記先端部に前記ダイブロックの前記ダイ切れ刃を嵌合させて、前記パンチに対して前記ダイブロックを位置決めすること、及び、
    前記パンチと前記ダイブロックとの嵌合状態を維持したままダイバッキングプレートを前記パンチとは反対側から前記ダイブロックに当接させ、前記ダイブロックを前記ダイバッキングプレートに固定すること、を含む
    打抜金型の組立方法。
  2. プレス加工に用いる打抜金型を組み立てる方法であって、
    パンチ切れ刃が形成された先端部を有する少なくとも一つのパンチと、前記パンチ切れ刃に対応するダイ切れ刃が形成された少なくとも一つのダイブロックと、を準備すること、
    前記パンチの前記先端部がパンチガイドから突出するように前記パンチの高さを調整すること、
    前記パンチガイドにより位置が規制された前記パンチの前記先端部に前記ダイブロックの前記ダイ切れ刃を嵌合させて、前記パンチに対して前記ダイブロックを位置決めすること、及び、
    ダイバッキングプレートを前記パンチとは反対側から前記ダイブロックに当接させ、前記ダイブロックを前記ダイバッキングプレートに固定すること、を含み、
    前記パンチ、前記パンチガイド、前記ダイブロック及び前記ダイバッキングプレートを順送プレス加工の使用時とは天地を反転させた状態で組み立てる
    抜金型の組立方法。
  3. 一つの前記パンチに一つの前記ダイブロックが対応するように構成されている、
    請求項1又は2に記載の打抜金型の組立方法。
  4. 前記ダイバッキングプレートには、ボルトの呼び径よりも大きい貫通孔が複数形成され、
    前記ダイブロックを前記ダイバッキングプレートに固定することは、前記ボルトを前記貫通孔に挿通して締結することを含む、
    請求項1から3のいずれか一項に記載の打抜金型の組立方法。
  5. 各々にパンチ切れ刃が形成されている複数のパンチと、
    前記パンチの位置を規制するパンチガイドと、
    前記パンチの側を向く第1面及び該第1面とは反対側の第2面を有した平板状に形成され、前記第1面及び前記第2面を貫通する貫通孔が複数形成されたダイバッキングプレートと、
    前記第1面上に並べられ、各々に前記パンチ切れ刃に対応するダイ切れ刃が形成されている複数のダイブロックと、を備え、
    一つの前記パンチに一つの前記ダイブロックが対応するように構成され、
    各々の前記ダイブロックは、各々の前記貫通孔に挿通されたボルトによって前記ダイバッキングプレートに固定され、
    前記ダイバッキングプレートの前記貫通孔は、各々の前記ダイブロックに対応して複数のグループに分けられ、各々の該グループに少なくとも二つの前記貫通孔が含まれている、
    打抜金型。
  6. 各々にパンチ切れ刃が形成されている複数のパンチと、
    前記パンチの位置を規制するパンチガイドと、
    前記パンチの側を向く第1面及び該第1面とは反対側の第2面を有した平板状に形成されたダイバッキングプレートと、
    前記第1面上に並べられ、各々に前記パンチ切れ刃に対応するダイ切れ刃が形成されている複数のダイブロックと、を備え、
    一つの前記パンチに一つの前記ダイブロックが対応するように構成され、
    各々の前記ダイブロックには、少なくとも二つの貫通孔が形成され、各々の前記貫通孔に挿通されたボルトによって前記ダイバッキングプレートに固定されており、
    前記貫通孔は前記ボルトの呼び径よりも大きく形成され、前記貫通孔と前記ボルトとの間に第1空間が区画されており、
    各々の前記ダイブロックと該ダイブロックに隣接する隣接部材との間には、前記ボルトの径方向において前記第1空間よりも大きい第2空間が区画されている、
    打抜金型。
  7. 前記貫通孔は前記ボルトの呼び径よりも大きく形成され、前記貫通孔と前記ボルトとの間に第1空間が区画されており、
    各々の前記ダイブロックと該ダイブロックに隣接する隣接部材との間には、前記ボルトの径方向において前記第1空間よりも大きい第2空間が区画されている、
    請求項5に記載の打抜金型。
  8. 前記ダイブロックは、背低部と、該背低部よりも前記第1面からの突出高さが大きい背高部と、を有し、
    前記ボルトのねじ頭は、前記背低部に配置されている、
    請求項5から7のいずれか一項に記載の打抜金型。
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