JPH04367330A - プレス加工方法及びその装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば金属板などの被
加工材料を所定形状に打ち抜くプレス技術の改良に関し
、特にプレスされた部材に、かえり等の不具合が出ない
ようにしたプレス加工方法及びその装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プレス加工するには図５に示さ
れるような雄型１と雌型２とが用いられている。前記雄
型１はパンチホルダ３にパンチ４をボルトＢにより固定
し、パンチプレート５をノックピンＮにより位置決めし
てボルトＢにより固定し、更にパンチ４に摺動自在に嵌
合するストリッパプレート７をばね６により下方向に付
勢しながらパンチホルダ３にボルトＢによって連結した
ものである。

【０００３】また、雌型２は、ダイ８とダイホルダ９と
をノックピンＮにより位置決めしながらボルトＢにより
固定したものである。

【０００４】そして、前記の雄型１と雌型２との間に被
加工材料Ｐである薄い金属板を挟持して、前記雄型１を
加圧して上から前記被加工材料Ｐを剪断すれば、被加工
材料Ｐが前記パンチ４の外形に沿った形状に打ち抜かれ
、所定形状の金属板を量産できるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図６に示され
るように、前記プレス加工によって加工された被加工材
料Ｐ１にはその剪断端面に「かえり」Ｐ２や「だれ」Ｐ
３が生じる。そして、特に「かえり」Ｐ２は、先端部が
外方向にエッジとなって突出しているため、危険であり
、また製品として組付ける場合には多くの不都合が生じ
る。

【０００６】このために、多くはこれらの「かえり」Ｐ
２を除去するためにバレル研摩による特別な除去工程が
とられていた。かかるバレル研摩工程は、ガラ研摩とも
いわれており、装置に投入して回転加工するため時間が
かかる上、加工製品を多量に投入して研摩するため、研
摩工程終了後の加工製品に寸法的な不良品が発生したり
、または変形したりする可能性が多く、特に薄い板厚の
加工製品においては問題点として指摘されていた。

【０００７】一方、プレス剪断面に「かえり」が生じな
いようにするため、上下総抜き型と呼ばれるプレス加工
装置も提案されている。このプレス加工装置は、パンチ
とダイスパッドとの間で被加工材料を挟み、被加工材料
を上方に肉厚の途中まで打ち抜いた後、そのまま下方に
完全に打ち抜く構造をなしている。

【０００８】しかし、上記の装置では、同一箇所で被加
工材料を上下に打ち抜く構造をなしているため、金型の
構造が複雑化し、使用するプレス機械も特殊な構造のも
のが必要となってくる。

【０００９】本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑
み開発されたもので、通常の金型及びプレス機械を用い
て装置を構成することができ、「かえり」を生じること
なく被加工物を打ち抜くことができるプレス加工方法及
びその装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため鋭意研究した結果、打ち抜き工程を３段階
に分けて行ない、かつ、各工程を別箇所で行なうことに
よって、「かえり」の生じない打ち抜きが可能になり、
しかも通常の金型及びプレス機械を用いて装置を構成す
ることができることを見いだし、本発明を完成するに至
った。

【００１１】すなわち、本発明によるプレス加工方法は
、所望の打ち抜き形状に沿った外形を有する第１パンチ
と、この第１パンチに適合するダイの受け部との間で被
加工材料を挟んで、前記第１パンチを前記被加工材料の
肉厚の途中まで押し込む第１工程と、前記打ち抜き形状
よりも大きな形状をなす第２パンチと、この第２パンチ
に対向するダイの平面部との間で前記被加工材料の加工
部分を挟んで、前記肉厚の途中まで打ち抜かれた部分を
元の位置に戻す第２工程と、前記打ち抜き形状よりも小
さな形状をなす第３パンチと、前記打ち抜き形状よりも
大きな内径を有するダイ穴との間で被加工材料を挟んで
、前記打ち抜かれた部分を抜き出す第３工程とを含むこ
とを特徴とする。

【００１２】また、本発明によるプレス加工装置は、所
望の打ち抜き形状に沿った外形を有する第１パンチと、
この第１パンチに適合するダイの受け部とを有し、前記
第１パンチが被加工材料の肉厚の途中まで押し込まれる
ように構成された第１プレス部と、前記打ち抜き形状よ
りも大きな形状をなす第２パンチと、この第２パンチに
対向するダイの平面部とを有する第２プレス部と、前記
打ち抜き形状よりも小さな形状をなす第３パンチと、こ
の第３パンチに対向して配置された、前記打ち抜き形状
よりも大きな内径のダイ穴とを有する第３プレス部とを
備えていることを特徴とする。

【００１３】更に、本発明によるプレス加工装置の好ま
しい態様においては、プレス駆動機構により昇降動作す
る上型と、この上型に対向して設置された下型とを備え
、前記上型と前記下型の対向する部分に、前記第１プレ
ス部、前記第２プレス部及び前記第３プレス部が、所定
間隔で順次設けられている。

【００１４】

【作用】本発明のプレス加工方法においては、第１工程
で、第１パンチを被加工材料の肉厚の途中まで押し込む
ことにより、被加工材料に所定形状に沿った剪断力を与
えて、半分打ち抜かれた状態とすることができる。

【００１５】次に、第２工程で、第２パンチとダイの平
面部とで加工部分を挟むと、第１工程で半分打ち抜かれ
た状態にある部分が、打ち抜き前の位置、すなわち打ち
抜かれない部分と面一な状態まで戻る。このとき、第１
工程の剪断力と逆方向の剪断力が作用し、打ち抜き部分
の外周がより完全に剪断された状態となる。

【００１６】このように、被加工材料に、両方向から肉
厚の途中までの剪断力を与えたことにより、「かえり」
の原因となる、剪断力に伴う変形が両方向に起こるため
、結果として互いに打ち消しあい、「かえり」の発生が
防止される。

【００１７】最後に第３工程で、第３パンチをダイ穴に
向けて打ち込むと、前記の工程でほぼ完全に剪断された
状態となっている打ち抜き部分が、ダイ穴方向にスッポ
リと抜き出される。この場合、打ち抜き部分の外周は、
強く剪断された状態にあるため、第３パンチは、打ち抜
き部分を押す作用を与えるもの、すなわち打ち抜き形状
よりも小さな形状をなすものであればよい。また、ダイ
穴も、第３パンチで押された打ち抜き部分が通ればよい
ので、打ち抜き形状よりも大きな内径を有していればよ
い。

【００１８】本発明のプレス加工装置においては、被加
工材料を移動させながら、第１プレス部で上記第１工程
を行ない、次いで第２プレス部で上記第２工程を行ない
、更に第３プレス部で上記第３工程を行なうことにより
、上記打ち抜き作業を連続して効率よく行なうことがで
きる。

【００１９】また、このプレス加工装置において、パン
チとダイとを正確に適合させて作らなければならないの
は、第１プレス部だけであり、第２プレス部は、加工部
分を平面どうしで単に挟むだけの構造でよく、第３プレ
ス部は、打ち抜き部分を単に押してその方向に抜き出す
だけの構造でよいため、金型の設計、加工が極めて容易
となる。更に、各プレス部は、一方の型を他方の型に押
しつける単純な機構でよく、通常の金型及びプレス機械
をそのまま利用できる。

【００２０】本発明のプレス加工装置の好ましい態様に
おいては、一対の上型と下型の対向する部分に、第１プ
レス部と、第２プレス部と、第３プレス部とを順次所定
間隔で設けた構造をなすので、被加工材料の加工位置を
パンチ位置に合わせて、被加工材料を間欠的に送りなが
ら、所定のタイミングで上型と下型を開閉動作させるこ
とにより、被加工材料に対して各プレス工程を同時に行
なうことができ、工程数が増えても工程時間は従来と変
わらないようにすることができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して説
明する。

【００２２】図１は、本発明のプレス加工装置の第１実
施例を示す説明図である。

【００２３】このプレス加工装置は、駆動部に連結され
て昇降動作する上型１０と、この上型１０に対向して下
方に配置された下型２０とを備えている。

【００２４】上型１０は、パンチホルダ１１と、このパ
ンチホルダ１１の下面に所定間隔で支承された第１パン
チ１３、第２パンチ１４、第３パンチ１５と、これらの
各パンチを抱持するパンチプレート１２と、このパンチ
プレート１２にばね１７を介して保持されたストリッパ
プレート１６とにより構成されている。

【００２５】また、下型２０は、ダイホルダ２１と、こ
のダイホルダ２１の上面に固定されたダイ２２により構
成され、ダイ２２には、常時上方向に付勢するばね２４
により支承された受台２３と、平面部２５と、ダイ穴２
６とが順次所定間隔で形成されている。

【００２６】そして、第１パンチ１３と受台２３、第２
パンチ１４と平面部２５、第３パンチ１５とダイ穴２６
が、それぞれ上下に対応する位置に設けられており、こ
れらにが、本発明における第１プレス部、第２プレス部
、第３プレス部をそれぞれ構成している。

【００２７】上型１０について更に詳しく説明すると、
上型１０の基板となるパンチホルダ１１は角形の形状に
よって上型１０の全体枠を形成し、その両側面には下型
２０に当接して上型１０の下降量を規定する型枠１８、
１８が取付けられている。

【００２８】また、パンチプレート１２の下面にばね１
７を介して支承されたストリッパプレート１６は、ばね
１７により常時下方向に付勢されており、上型１０が下
型２０から離れた状態にあっては、上記型枠１８の下面
よりいくらか長く突き出た状態に支持されている。スト
リッパプレート１６には、第１パンチ１３、第２パンチ
１４、第３パンチ１５がそれぞれ挿通され、ストリッパ
プレート１６は、これらのパンチに対して上下移動可能
とされている。

【００２９】第１パンチ１３は、打ち抜き形状に適合す
る外形をなし、前記型枠１８の下端面よりも、被加工材
料の板厚の半分よりやや長く下方に突出されている。第
２パンチ１４は、打ち抜き形状よりも大きな外径をなし
、型枠１８の下端面よりも、被加工材料の板厚分だけ短
い長さとされている。第３パンチ１５は、打ち抜き形状
よりも小さな外径をなし、型枠１８の下端面よりも、被
加工材料の板厚分より長く下方に突出している。

【００３０】次に、下型２０は、基板をなすダイホルダ
２１が前記上型１０のパンチホルダ１１と同一大きさの
角形をもって形成されており、その両側面には型枠２８
、２８が上型１０の型枠１８、１８と同一位置に設けら
れている。したがって、上型１０が下降するとき、型枠
１８の下面が型枠２８の上面に衝突して、上型１０の下
降が停止するようになっている。

【００３１】ダイホルダ２１の上面に固定されたダイ２
２には、前述したように、受台２３と平面部２５とダイ
穴２６とが設けられている。受台２３は、ばね２４を介
して常に上方向に付勢して支承されており、上型１０の
第１パンチ１３により加圧されると、ばね２４に抗して
下方に沈むようになっている。また、平面部２５は、上
型１０の第２パンチ１４に対応しており、第２パンチ１
４との間で被加工材料の打ち抜き部分とその周辺を押圧
する作用をなす。ダイ穴２６は、上型１０の第３パンチ
１５に対応しており、第３パンチ１５が遊嵌するととも
に、被加工材料の打ち抜き部分が通過できる内径とされ
ている。そして、ダイホルダ２１には、このダイ穴２６
に連通して取出穴２７が下方に貫通して形成されている
。

【００３２】次に、図１及び図２を参照して、上記プレ
ス加工装置を用いた本発明のプレス加工方法の一実施例
を説明する。図２には、上記プレス加工装置により加工
される被加工材料の断面図が示されている。

【００３３】この実施例で被加工材料Ａは、薄い鋼板か
らなり、上型１０と下型２０との間に、所定のピッチで
間欠的に送られる。上型１０は、図示しない駆動機構に
より下型２０に向けて所定のタイミングで昇降動作し、
下型２０との間で被加工材料Ａを挟んでプレス作業を行
なう。図２において、Ａ１は、第１パンチ１３でプレス
した部分を示し、Ａ２は、第２パンチ１４でプレスした
部分を示し、Ａ３は、第３パンチ１５でプレスした部分
を示している。被加工材料Ａは、連続して送られてくる
ので、被加工材料Ａの所定の箇所に、打ち抜き工程が順
次連続して行なわれることとなる。

【００３４】被加工材料Ａの所定の部分は、まず、第１
プレス部に送られ、そこで上型１０が下降すると、上型
１０の第１パンチ１３と、下型２０の受台２３との間で
プレスされる。このとき、上型１０のストリッパプレー
ト１６は、下型２０のダイ２２に当接してスプリング１
７を圧縮させて上方に引き込み、被加工材料Ａの打ち抜
き部分外周を押える。また、上型１０は、その型枠１８
が、下型２０の型枠２８に当たって下降を停止するが、
第１パンチ１３は、型枠１８の下面より被加工材料Ａの
板厚の半分よりやや長く下方に突出されているので、受
台２３をスプリング２４に抗して下方に沈ませ、被加工
材料Ａに板厚の途中まで押し込まれる。この結果、図２
のＡ１に示すようにプレス加工される（以上第１工程）
。

【００３５】上型１０が上昇するとき、被加工材料Ａは
、所定のピッチで送られ、上記所定の部分が、今度は、
第２プレス部に配置される。第２プレス部で再び上型１
０が下降すると、被加工材料Ａは、上型１０の第２パン
チ１４と下型２０の平面部２５との間でプレスされる。 第２パンチ１４と平面部２５は、被加工材料Ａの打ち抜
き部分とその外周を挟んでプレスし、図２のＡ１の状態
に加工された部分を、Ａ２に示すように元の位置に戻す
。このとき、打ち抜き部分に上記とは逆の剪断力が作用
し、更に強く剪断された状態となる（以上第２工程）。

【００３６】再び上型１０が上昇すると、被加工材料Ａ
は、再び所定ピッチで送られ、上記の所定の部分が、今
度は、第３プレス部に配置される。第３プレス部で再び
上型１０が下降すると、被加工材料Ａは、上型１０の第
３パンチ１５と下型２０のダイ穴２６との間でプレスさ
れる。第３パンチ１５は、型枠１８の下面より被加工材
料Ａの板厚より長く下方に突出されているので、被加工
材料Ａの打ち抜き部分を押してダイ穴２６内に入り込む
。この結果、図２のＡ３に示すように、打ち抜き部分外
周が完全に破断されて下方に落下する。この加工品は、
ダイ穴２６及びダイホルダ２１の取出穴２７を通って下
方に取り出される（以上第３工程）。

【００３７】以上の３つの工程は、上型１０が下降する
とき、被加工材料Ａのそれぞれの位置に対して同時に行
われるので、上型１０が１回下降するごとに、１つの打
ち抜き製品Ａ３が得られることとなり、作業能率を高め
ることができる。

【００３８】こうして得られた打ち抜き製品Ａ３の外周
及び被加工材料Ａの内周は、第１工程及び第２工程で逆
方向の剪断力が作用し、剪断力による変形が打ち消しあ
うため、「かえり」を起すことなくきれいな切断面とす
ることができる。

【００３９】図３には、本発明によるプレス加工装置の
他の実施例が示されている。この実施例における前記実
施例との相違点は、パンチ１３ａと、受台２３ａとの構
成上にある。したがって、これ以外の他の構成は第１実
施例と同一なので同一符号によって説明する。

【００４０】このプレス加工装置では、上型１０に受台
２３ａが設けられ、下型２０に第１パンチ１３ａが設け
られている。すなわち、上型１０のストリッパプレート
１６の所定箇所に、受台２３ａが上下摺動可能に挿通保
持され、受台２３ａとパンチホルダー１１との間にスプ
リング１７ａが介在され、受台２３ａが上方に引き込む
ことが可能なように支持されている。なお、受台２３ａ
の外周には、ストリッパプレート１６との間にリング３
０が装着されている。

【００４１】また、下型２０の上記受台２３ａと対応す
る箇所には、第１パンチ１３ａがダイホルダ２１に固定
されて設置されている。第１パンチ１３ａの外周には、
ダイホルダ２１との間にスプリング２４ａを介して、押
え枠２９が昇降自在に配置されている。押え枠２９は、
上型１０のストリッパプレート１６のリング３０に対向
し、ストリッパプレート１６のリング３０に突き当たる
と、スプリング２４ａに抗して下方に沈むことが可能に
なっている。第１パンチ１３ａの上面は、下型２０の型
枠２８の上面より、被加工材料の板厚の半分よりやや長
い程度に上方に突出している。その他の構成は、図１に
示した装置と同じである。

【００４２】次に、図３、４を参照してこのプレス加工
装置を用いた本発明のプレス加工方法の他の実施例を説
明する。図４には、このプレス加工装置により加工され
る被加工材料の断面図が示されている。

【００４３】前記実施例と同様に、被加工材料Ｂは、上
型１０と下型２０との間に所定ピッチでプレス動作と同
期して間欠的に送られる。被加工材料Ｂの打ち抜き部分
が第１プレス位置に配置され、上型１０が下降すると、
被加工材料Ｂは、上型２０の受台２３ａと、下型２０の
第１パンチ１３ａとに挟まれてプレスされる。上型１０
の型枠１８が下型２０の型枠２８に当たると、上型１０
の下降が停止する。

【００４４】この状態で、被加工材料Ｂの打ち抜き部分
の外周は、上型１０のストリッパプレート１６のリング
３０と、下型２０の押え枠２９とで挟まれる。そして、
リング３０はスプリング１７を圧縮させ、押え枠２９は
スプリング２４ａを圧縮させるので、被加工材料Ｂの打
ち抜き部分の外周は、リング３０と押え枠２９に弾性的
に挟まれて、ダイ２５上面と同一レベルに保持される。

【００４５】これに対して、第１パンチ１３ａは、ダイ
ホルダ２１に固定されて型枠２８の上面より被加工材料
の板厚の半分よりやや長く上方に突出しているので、被
加工材料Ｂの打ち抜き部分を介して受台２３ａを下方か
ら押す。受台２３ａは、スプリング１７ａを圧縮させて
上方に引き込むので、第１パンチ１３ａが被加工材料Ｂ
に下方から押し込まれる。この結果、被加工材料Ｂの打
ち抜き部分は、図４のＢ１に示すようにプレス加工され
る（以上第１工程）。

【００４６】続く第２工程及び第３工程は、前記実施例
と同様である。すなわち、第２工程で、打ち抜き部分Ｂ
２が、第２パンチ１４と平面部２５で挟まれて元の位置
に戻され、第３工程で、打ち抜き部分Ｂ３が、第３パン
チ１５で押されて、ダイ穴２６及び取出穴２７を通って
下方に抜き出される。

【００４７】この実施例においても、打ち抜き部分Ｂ３
の外周及び被加工材料Ｂの内周は、第１工程と第２工程
で逆方向の剪断力が作用し、剪断力による変形が打ち消
しあうため、「かえり」を起すことなくきれいな破断面
で切断することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１パンチを被加工材料の肉厚の途中まで押し込み、第
２パンチで途中まで打ち抜かれた部分を元の位置に戻し
、それによって逆方向の剪断力を与え、第３パンチで打
ち抜き部分を破断して抜き出すようにしたので、「かえ
り」を起すことなくきれいな破断面で切断された打ち抜
き製品を得ることができる。また、パンチとダイとを正
確に適合させて作らなければならないのは、第１プレス
部だけであり、第２プレス部は、加工部分を平面どうし
で単に挟むだけの構造でよく、第３プレス部は、打ち抜
き部分を単に押してその方向に抜き出すだけの構造でよ
いため、金型の設計、加工が極めて容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるプレス加工装置の断
面図である。

【図２】同プレス加工装置により加工される被加工材料
の断面図である。

【図３】本発明の第２実施例によるプレス加工装置の断
面図である。

【図４】同プレス加工装置により加工される被加工材料
の断面図である。

【図５】従来のプレス加工装置の一例を示す断面図であ
る。

【図６】同プレス加工装置により加工される被加工材料
の断面図である。

【符号の説明】

１０　　上型 １１　　パンチホルダ １２　　パンチプレート １３、１３ａ　　第１パンチ １４　　第２パンチ １５　　第３パンチ １６　　ストリッパプレート １７　　ばね ２０　　下型 ２１　　ダイホルダ ２２　　ダイ ２３、２３ａ　　受台 ２４　　ばね ２５　　平面部 ２６　　ダイ穴

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　所望の打ち抜き形状に沿った外形を有
   する第１パンチと、この第１パンチに適合するダイの受
   け部との間で被加工材料を挟んで、前記第１パンチを前
   記被加工材料の肉厚の途中まで押し込む第１工程と、前
   記打ち抜き形状よりも大きな形状をなす第２パンチと、
   この第２パンチに対向するダイの平面部との間で前記被
   加工材料の加工部分を挟んで、前記肉厚の途中まで打ち
   抜かれた部分を元の位置に戻す第２工程と、前記打ち抜
   き形状よりも小さな形状をなす第３パンチと、前記打ち
   抜き形状よりも大きな内径を有するダイ穴との間で前記
   被加工材料を挟んで、前記打ち抜かれた部分を抜き出す
   第３工程とを含むことを特徴とするプレス加工方法。
2. 【請求項２】　　所望の打ち抜き形状に沿った外形を有
   する第１パンチと、この第１パンチに適合するダイの受
   け部とを有し、前記第１パンチが被加工材料の肉厚の途
   中まで押し込まれるように構成された第１プレス部と、
   前記打ち抜き形状よりも大きな形状をなす第２パンチと
   、この第２パンチに対向するダイの平面部とを有する第
   ２プレス部と、前記打ち抜き形状よりも小さな形状をな
   す第３パンチと、この第３パンチに対向して配置された
   、前記打ち抜き形状よりも大きな内径のダイ穴とを有す
   る第３プレス部とを備えていることを特徴とするプレス
   加工装置。
3. 【請求項３】　　プレス駆動機構により昇降動作する上
   型と、この上型に対向して設置された下型とを備え、前
   記上型と前記下型の対向する部分に、前記第１プレス部
   、前記第２プレス部及び前記第３プレス部が、所定間隔
   で順次設けられている請求項２記載のプレス加工装置。