JPH01293922A - 金属板のバリ無打抜き型及び加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金属板の穴抜き加工や打抜き加工等の加工工具
及び加工方法に関するものである。

（従来の技術） 自動車部品なとの金属板加工では、プレス機械によるピ
アス穴打抜きやトリミングなどの打抜き加工工程が必ず
含まれる。しかし、一般的にはこの際剪断端面にかえり
（以下バリと記す）を生じるものであり、このバリが高
くなると部品同士の組み合わせ不良を生じさせたり、塗
装時に塗料の乗りを悪くして１Ｉｊ１蝕性を損なうなど
の悪影舌を及ばず。金属板の打抜き加工で生じるバリの
高さを許容値内に納めるためには、一般的な打抜き力「
「では型のクリアランスを厳しくしたり、操業時には切
刃の摩耗管理を厳重にすることなどを従来行っているが
、これば型構造や部品形状などにより必ずしも十分に行
えるものではない。実際には型の工作や組立・取付は上
の精度的な問題から、異形輪郭の打抜き型などの場合に
は全体を一定のりリアランスに仕上げることは非常に困
難で、部分的に大きなりリアランスとなることが避けら
れない。また、成形品の多くは立体形状に成形された後
にも打抜き加工に供されるため、被切断加工材と切刃に
角度を有する斜め切断が多用される。この場合にも、角
度が大きくなるとクリアランスが大きくなったのと同じ
現象を呈する。

このように、従来のクリアランスを厳しくする改善方法
では、過大クリアランスの部分や斜め切断部分が存在す
るため、成形品の一部に許容範囲外のバリを発生させる
ことが多いほか、クリアランスを小さくすればするほど
刃先の摩耗は増大し、さらにチッピング等の重大なトラ
ブルを生じる可能性が大きくなる。そしてこの場合、バ
リが製品側に生じるのか残材側に生じるのかは一義的に
決まらず、製品側にバリが生じた時には前述の製品不良
を引き起こす。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記した従来技術の問題点であるバリの発生
を、特別な装置を必要とせずに在来の型製作とほぼ同様
、またはより簡易な方法で製作しうる金型を用いること
により、抑制する方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、ポンチとダイを用いたピアス穴打抜きや
トリミングなど、鋼板やアルミニウム板、銅板、亜鉛板
、チタン板等及びそれらの合金などの金属板を打ち抜く
加工において、ポンチもしくはダイの片側の切刃に０．
２ｍｍＲ〜加工材の板厚程度の丸味、または面取りを施
し、これに対抗するもう一方の切刃には０．１５　＊ｖ
ａ以下の丸味、または面取りを施したバリ無打ち抜き型
を用いることにより、バリの発生を大幅に改善できるこ
とを見出した。即ち、本発明はクリアランスが板厚の５
〜５０％の範囲内で、ポンチもしくはダイの刃に」二記
範囲の丸味または面取りを施しであることを特徴とする
バリ無打抜き型と、この型を用いて打ち抜くことを特徴
とする金属板のバリ無打抜き方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

（作　用） 本発明者らは、切断加工における金属板の機械的特性や
クリアランス・潤滑剤の効果、斜め打抜き性などを詳細
に検討した結果、以下の結論に達した。即ち、クリアラ
ンスが十分小さい場合には、ポンチとダイの両切刃から
亀裂が生じて亀裂の進行によって両者が会合するケース
と、片側の工具から生じた亀裂が反対側の工具切刃まで
成長するケースなどに別れるが、いずれもバリは非常に
小さい。一方、クリアランスが大きな場合には亀裂の伝
播がうまくいかないことが多（、被剪断加工材の一方に
大きなバリを生じる。また、亀裂の発生は剪断時の曲が
りによる影響を受けやすく、両面剪断・閉曲線輪郭の打
抜きではダイの切刃側から入りやすいが、ストリッパ板
がつくと逆にポンチの切刃側から入りやす（なりバリが
どちら側に付くかが別れる。さらに、切刃の摩耗状態や
クリアランス、材料の拘束条件などでもバリが製品側に
付くのか残材側に付くのかが異なり、製品側にバリが発
生した場合には製品不良となる。

バリの発生はクリアランスと打抜き角度の影響を大きく
受け、クリアランスが大きい条件での金属板の切断では
、剪断加工の進展に伴って切刃先端の反対側の鋼板表面
に引張り応力が働き、ネッキング発生後に亀裂を生じ、
切刃先端に伝播するか切刃側の亀裂と会合することによ
って切断されることをつきとめた。実際の加工では、被
切断加工材と切刃に角度を有する斜め切断が多用される
が、この場合にも角度が大きくなるとポンチが傾斜にそ
って逃げるようになり、実質的にクリアランスが大きく
なったのと同しになるため、ダイ側・ポンチ側ともに傾
斜角度が増すにつれてバリが大きくなる。

自動車部品等は、剪断部の両側の材料がともに製品とな
る場合もあるが、−船釣には、片側は製品となり他方は
スクラップとなる場合がほとんどである。本発明では、
スクラップ側の切刃に丸みまたは面取りを設けるが、こ
れによってクリアランスが大きい場合や斜め切断の場合
でも、常に製品側の切刃から亀裂を生じさせ、バリを残
材側に誘導することによって製品側のバリ高さを極端に
低減することが可能となる。

第１図に本発明のバリ無打抜き工具とバリ無打抜き方法
の説明図を記す。ここで、（ａｌは本発明の工具形状を
示し、１は金属板、２は製品側に相当する鋭利な切刃を
有する工具、３は残材側に相当する丸味もしくは面取り
を有する工具を示す。金属板には鋼板やアルミニウム板
、銅板、亜鉛板、チタン板等及びそれらの合金などの一
般金属板が適用可能である。また、（ｂ）ではバリ無工
具でのクラック発生機構を模式的に示す。このように、
本発明によれば生しるバリを刃の無い材料側に集中する
ことが可能である。

次に本発明の限定条件について詳述する。まず片側（製
品側）の切刃の鋭さは、本発明においても材料の剪断が
目的であるので、当然通常の剪断加工に必要なだけの刃
先の鋭さは必要であり、その意味で０．１５ｍｍＲ以下
でなければならない。またバリ発生はポンチ側・ダイ側
切刃の相対的な切刃の丸味で決まり、第１図で模式的に
示すようなメカニズムで剪断を進行させるためには、対
向の切刃（残材側）は製品側に比べ０．０５＋ｎＲ以上
大きくする必要があり、残材側の切刃は０．２ｍ１Ｒ以
上を要する。

第２図はＲ付きバリ無打抜き工具と面取りを施したバリ
無打抜き工具の説明図である。切刃部分に丸味を付Ｌ−
する代わりに面取りで行う場合には、第２図に示す如く
、丸味を付けた場合（ａｌと、刃先断面に於いてＲどま
り同士を直線的に結んだ形状（ｂ）に面取りをすること
は剪断加工において同一の効果をもたらすから、これも
半径Ｒの丸味付けを行うことと同等に扱う。なお、本発
明でいう面取りの寸法は第２図（ｂ）のＲで示すものを
いう。

第３図は従来切断方法とバリ無打抜き方法のクリアラン
スによるバリ高さの関係の比較図である。

この加工工具による剪断方法は、第３図に模式的に示す
ように、クリアランスが十分小さい場合には従来の一般
剪断加工法と差は少ないが、５％以上のクリアランスで
有効性を示す。ただしクリアランスが大きくなると製品
の曲がりが大きくなったり加工荷重が急激に増大するた
め、（プレス機械の打抜き荷重の負担がそれほど極端に
増加しない）５０％のクリアランスまでが現実的に有効
となる。同様に切刃の丸味　面取りや打抜き角度に関し
てもプレス機械の打抜き荷重の負担をもたらずため、丸
味・面取りに関しては加工材の板厚程度まで、打抜き角
度に関しては６０°までが有効範囲である。また、板厚
に関しては０．２１以下では前述のように深絞りの形態
になるため不適当で、逆に６１１を越えるとバリ無加工
法の引き千切りによるバリやかえりが大きくなるため、
適用板厚範囲は０．２　璽ｓ以上５　ｍｍ以下である。

以上の限定条件に基づく本発明は、剪断工具の全刃先に
適用することは勿論、角筒打抜き型のコーナ一部や、複
雑な異形打抜きにおけるクリアランスを小さくし難い部
分への部分的適用でも十分に効果を発揮するものであり
、本願特許請求の囲はこれらを含有している。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

金属板には鋼板やアルミニウム板、銅板、亜鉛板、チタ
ン板等及びそれらの合金などの金属板か適用可能である
が、そのうち極軟鋼板、軟鋼板、高抗張力鋼板、ステン
レス鋼板及び半硬質アルミニウム板について行った。バ
リ無打抜き工具としては４３ｕ＋Φのポンチと、４３．
４　ｍｍ中、４３．８龍Φのダイについて、■０．２ｍ
ｍＲの丸味を有する切刃、■０．５ｉｍ、４５度の面取
りをした切刃、■通常切刃の三種類を揃え、打抜き角度
０°、１０°。

２０’について実施した。従来剪断法の比較例としては
、同じ加工条件でポンチ、ダイとも鋭利な切刃の付いた
型によって行った。なおバリ高さの測定は、ポンチ側、
ダイ側とも一番大きなバリについて行った。結果を第１
表に示したが、実施例のバリ高さは何れも小さい。

プレス条件　　＝　４３鰭φ円形ブランキングプレス機
械　：　　６０ｔｏｎクランクプレスボ　ン　チ　：　
　４３鰭φの■切刃あり、■０．２龍Ｒ付き、 ■０．５　ｍｍ面取り ダ　　　　イ　　：　　　４３．４１１Ｉφと４３．４
龍φの■切刃あり、 ■０．２ｍｍＲ付き、 ■０．５鰭面取り 潤　　　滑　：　防錆油塗布まま （発明の効果） このように、本発明方法はバリを生しさせない金属板の
切断加工工具及び加工方法として極めて有効であり、か
つ特別の型を必要としないため工業的価値の高いもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるバリ無打抜き工具（Ｒ付）及び剪
断方法の説明図。第２図はＲ付きバリ無打抜き工具と面
取りを施したバリ無打抜き工具の説明図。第３図は従来
の切断方法とバリ無打抜き方法のクリアランスによるバ
リ高さの関係を示す図である。 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポンチとダイを用いた金属板の打ち抜き加工工具に
   おいて、ポンチもしくはダイの片側の切刃には半径０．
   ２ｍｍＲないし加工材の板厚程度の丸味、または面取り
   を施し、これに対向するもう一方の切刃には０．１５ｍ
   ｍ以下の丸味、または面取りを施したバリ無打ち抜き型
   。 ２、ポンチとダイを用いた、０．２０〜６．０ｍｍの板
   厚を有する金属板の打ち抜き加工において、クリアラン
   スが板厚の５〜５０％の範囲内で、ポンチもしくはダイ
   の片側の切刃には半径０．２ｍｍＲないし加工材の板厚
   程度の丸味、または面取りを施し、これに対向するもう
   一方の切刃には０．１５ｍｍ以下の丸味、または面取り
   を施したバリ無打抜き型を用いて打ち抜くことを特徴と
   する金属板のバリ無打抜き方法。