JPH0550157A - 対向ダイスせん断加工型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 余肉排除性と加工型の剛性を維持しつつ、成
形荷重を減少させることができる対向ダイスせん断加工
型を提供する。 【構成】 突起部１２を有する突起付きダイ１０と対向
した平ダイ３０，突起付きダイ１０に嵌合したブレーク
アウトパンチ２０，平ダイ３０に嵌合したエジェクタパ
ンチ４０を有する対向ダイスせん断加工型１である。突
起部１２のブレークアウトパンチ２０と嵌合しない側面
で、突起部１２の先端の平坦面１６に続く側面に二段テ
ーパ部１４が設けられ、一段目１４ａと二段目１４ｂの
各テーパ角θ１，θ２が２５°≦θ２＜θ１≦４０°の
関係を満たしている。先端側のテーパ角θ１が大きいた
め突起部１２の剛性が高くなってつぶし代１６の幅Ｌを
小さくでき、成形荷重が減少させられる。また二段目の
テーパ角θ２がθ１より小さく作られているため、余肉
部５２の良好な排除性が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、対向ダイスせん断加
工型に関し、特に成形荷重を減少させることができる対
向ダイスせん断加工型に関する。

【０００２】

【従来の技術】精密打ち抜き加工において平滑なせん断
面を得るための方法として、いわゆる対向ダイスせん断
法が用いられることが多い。この対向ダイスせん断法を
実施するための加工型が、実開昭５８−１７０１２３号
公報あるいは実開昭６２−１５１０２８号公報等におい
て開示されている。前者の公報に記載された対向ダイス
せん断加工型は、図４に示されるように、突起付きダイ
１１０の突起部１１２の断面形状が概略刃型形状であ
る。また、後者の公報に記載された対向ダイスせん断加
工型では概略直角三角形，矩形，あるいは扇型形状であ
る。

【０００３】この対向ダイスせん断法を用いてヘリカル
歯車（螺旋歯車）の歯形を加工する場合、成形荷重の印
加方向と歯形の成形方向とがねじれ角のために一致しな
いことから、通常の直歯形の歯車を成形する場合と比較
して約三倍の成形荷重が必要となる。この結果、加工型
の各部には過大な応力がかかることになる。この成形荷
重を減らすためには、被加工物との接触面となる突起付
きダイの突起部先端の平坦面（つぶし代）の大きさをで
きるだけ小さくすることが望ましい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示される突起部１１２の断面形状が概略刃型形状である
突起付きダイ１１０においては、平ダイ１３０と突起付
きダイ１１０の突起部１１２によって余肉部１５２を良
好に排除するために、刃型のテーパ部１１４の角度θを
ある程度以上に大きくできない。その理由は、図に示さ
れるように、つぶされた余肉部１５２は約４５度の角度
でテーパ部１１４側へ回り込みながら排除されるため、
角度θがあまり大きくなると平ダイ１３０と突起付きダ
イ１１０の間に余肉部１５２が挟圧されてしまって、排
除されなくなるからである。このため、つぶし代１１６
の幅Ｌ１を狭くすると突起部１１２全体の幅も狭くなっ
て剛性が減少し、場合によっては成形荷重に耐えきれず
に加工型が破損してしまう。断面形状が概略直角三角形
あるいは矩形の突起部についても、同様な問題が生じ
る。また突起部の断面形状が概略扇型形状である突起付
きダイの場合は、突起部の剛性は向上するが、扇型形状
のためつぶし代の制御が難しく、効果的に成形荷重を減
少させることができなかった。そこで本発明では、余肉
排除性と加工型の剛性を維持しつつ、成形荷重を減少さ
せることができる対向ダイスせん断加工型を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では上記課
題を解決するために、突起部を有する突起付きダイと、
該突起付きダイに対向して設けられ該突起付きダイとの
間に被加工物を挟んで加工する平ダイと、前記突起付き
ダイに嵌合して設けられたブレークアウトパンチと、該
ブレークアウトパンチに対向して前記平ダイに嵌合して
設けられたエジェクタパンチとを有する対向ダイスせん
断加工型であって、前記突起部の前記ブレークアウトパ
ンチと嵌合しない側面で前記平ダイと当接する前記突起
部の先端の平坦面に続く側面に二段テーパ部が設けら
れ、該二段テーパ部の一段目のテーパ角θ１と二段目の
テーパ角θ２がθ２＜θ１の関係を満たすことを特徴と
する対向ダイスせん断加工型を創出した。

【０００６】

【作用】上記構成を備えた本発明の対向ダイスせん断加
工型によると、突起部のブレークアウトパンチと嵌合し
ない側面で平ダイと当接する突起部の先端の平坦面に続
く側面に二段テーパ部が設けられ、二段テーパ部の一段
目のテーパ角θ１と二段目のテーパ角θ２について、θ
２＜θ１の関係が満たされている。このように、突起部
の先端側の一段目テーパ角θ１が二段目テーパ角θ２よ
りも大きくなっていることによって、加工型の剛性が高
くなる。これによって突起部のつぶし代の幅Ｌを小さく
することができ、成形荷重が効果的に減少させられる。
また二段目のテーパ角θ２がθ１より小さく作られてい
ることによって、良好な余肉排除性が得られる。このよ
うに、本発明の対向ダイスせん断加工型によれば、良好
な余肉排除性と加工型の剛性を維持しつつ、成形荷重を
減少させることができるのである。

【０００７】

【実施例】次に本発明を具現化した一実施例について図
１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の対向ダ
イスせん断加工型の一実施例である、ヘリカル歯形成形
用の加工型１を示す縦断面図である。図１において参照
符号１０は突起付きダイであり、この突起付きダイ１０
は概略円筒状の形状を有していて、その一端には突起部
１２が設けられている。この突起付きダイ１０には、歯
形の輪郭を有する概略円柱状のブレークアウトパンチ２
０が嵌合しており、前記突起部１２はこのブレークアウ
トパンチ２０の周囲を歯形の輪郭に沿って取り巻いてい
る。さらに、概略円筒状の形状を有する平ダイ３０が前
記突起付きダイ１０と対向して設けられており、この平
ダイ３０には歯形の輪郭を有する概略円柱状のエジェク
タパンチ４０が嵌合している。このエジェクタパンチ４
０は、前記ブレークアウトパンチ２０に対向して設けら
れている。

【０００８】また、突起付きダイ１０とブレークアウト
パンチ２０との間には、ヘリカル歯形部１８が設けられ
ている。同様に、平ダイ３０とエジェクタパンチ４０と
の間にもヘリカル歯形部１８が設けられている。そし
て、平ダイ３０が被加工物５０を間に挟んで突起付きダ
イ１０に向かって前進しながら、平ダイ３０とエジェク
タパンチ４０の中心軸Ａの回りに回転することによっ
て、ヘリカル歯形の成形が行われる。なお、図１では説
明の便宜上、図の右半分においては平ダイ３０が突起付
きダイ１０に対して前進して被加工物５０の余肉部５２
がある程度つぶされた状態を示し、図の左半分において
は平ダイ３０が前進する前の状態を示しているが、実際
には平ダイ３０は概略円筒形状を有していて一体に動く
ものである。

【０００９】従って、ヘリカル歯形成形用の対向ダイス
せん断加工型１は、突起部１２を有する突起付きダイ１
０と、突起付きダイ１０に対向して設けられ突起付きダ
イ１０との間に被加工物５０を挟んで加工する平ダイ３
０と、突起付きダイ１０に嵌合して設けられたブレーク
アウトパンチ２０と、ブレークアウトパンチ２０に対向
して平ダイ３０に嵌合して設けられたエジェクタパンチ
４０とを有する対向ダイスせん断加工型を構成してい
る。

【００１０】次に、突起部１２の詳細な構造について図
２を参照して説明する。図２は、本実施例の対向ダイス
せん断加工型１の突起部１２を示す縦断面図である。こ
の突起部１２は、図示断面の左側すなわち前記ブレーク
アウトパンチ２０と嵌合する側が、成形時の荷重印加方
向と平行になっている。一方図示断面の右側にあたる、
突起部１２のブレークアウトパンチ２０と嵌合しない側
面で、前記平ダイ３０と当接する突起部１２の先端の平
坦面（つぶし代）１６に続く側面に二段テーパ部１４が
設けられている。この二段テーパ部１４の一段目１４ａ
のテーパ角θ１は、３０°＜θ１≦４０°の範囲内に入
るように作られている。また、二段目１４ｂのテーパ角
θ２は、２５°≦θ２≦３０°の範囲内に入るように作
られている。この結果、一段目１４ａおよび二段目１４
ｂの各テーパ角θ１およびθ２は、２５°≦θ２＜θ１
≦４０°の関係を満たしている。

【００１１】従って、二段テーパ部１４は、突起部１２
のブレークアウトパンチ２０と嵌合しない側面で平ダイ
３０と当接する突起部１２の先端の平坦面１６に続く側
面に設けられた二段テーパ部を構成している。そして、
二段テーパ部１４の一段目１４ａのテーパ角θ１と二段
目１４ｂのテーパ角θ２はθ２＜θ１の関係を満たして
いるのである。なおここで、成形荷重を効果的に減少さ
せるためには、つぶし代１６の幅Ｌは被加工物５０の肉
厚ｔに対して、Ｌ≦０．１ｔであることが好ましい。本
実施例においては、Ｌ＝０．１ｔとしている。また、突
起部１２の高さｈは、被加工物５０の肉厚ｔに対してｈ
＝１．２ｔの大きさが最適である。

【００１２】さて、以上の構成を有する対向ダイスせん
断加工型１によるヘリカル歯形の対向ダイスせん断加工
について、図１〜図３を参照しつつ説明する。まず被加
工物（素材）５０が突起付きダイ１０と平ダイ３０との
間に挟持され、平ダイ３０が前進（図１において下降）
する。このとき、平ダイ３０が突起付きダイ１０に向か
って前進しつつ、平ダイ３０とエジェクタパンチ４０が
同時に中心軸Ａの回りに回転する。これによって、突起
付きダイ１０とブレークアウトパンチ２０との間、およ
び平ダイ３０とエジェクタパンチ４０との間に設けられ
たヘリカル歯形部１８において被加工物５０の余肉部５
２が切り込まれて、ヘリカル歯形の成形が行われる。そ
して突起付きダイ１０と平ダイ３０が近接して余肉部５
２が充分薄くなったところで、平ダイ３０が停止する。
これが、第一段階の切り込み工程である。続いて第二段
階の打ち抜き工程において、この切り込み工程によって
薄くなった余肉部５２が打ち抜かれる。すなわち、ブレ
ークアウトパンチ２０が、突起付きダイ１０および平ダ
イ３０に対して前進（図１において上昇）することによ
って、薄くなった残りの余肉部５２が切り落とされ、ヘ
リカル歯形の成形が完了するのである。

【００１３】次に、対向ダイスせん断加工型１による成
形時の成形荷重の特性について、図３を参照して説明す
る。図３は、本実施例の対向ダイスせん断加工型１の切
り込み工程における、切り込みストロークに対する成形
荷重の変化を示す特性図である。図の横軸は平ダイスト
ロークであり、前記被加工物５０の肉厚ｔに対する平ダ
イ３０のストロークｓの比ｓ／ｔで表されている。一
方、縦軸は成形荷重を表している。そして前記つぶし代
１６の幅Ｌをパラメータとしている。この図によく示さ
れているように、つぶし代１６の幅Ｌが被加工物５０の
肉厚ｔに対して０．３ｔから０．２ｔ、さらに０．１ｔ
と小さくなるに従って、切り込み工程における成形荷重
は著しく減少する。このように、つぶし代１６の幅Ｌを
小さくすることによって成形荷重を効果的に減少させる
ことができる。

【００１４】このように、本実施例の対向ダイスせん断
加工型１においては、先端側のテーパ角θ１が大きいた
め突起部１２の剛性が高くなってつぶし代１６の幅Ｌを
小さくすることができ、これによって成形荷重が効果的
に減少させられる。また二段目のテーパ角θ２がθ１よ
り小さく作られていることによって、良好な余肉排除性
が得られる。このようにして、良好な余肉排除性と加工
型の剛性を維持しつつ、成形荷重を減少させることがで
きるのである。また、つぶし代１６の幅Ｌを従来のつぶ
し代１１６のＬ１と同じ大きさにした場合には、突起部
１２の剛性が増すため、より大きな成形荷重に耐えるこ
とができる。従って、対向ダイスせん断加工の加工限界
が向上し、従来の軟鋼材料のみならず、より高強度の材
料にも適用することが可能となる。

【００１５】なお本実施例においては、ヘリカル歯車
（螺旋歯車）の歯形を加工するための対向ダイスせん断
加工型について説明したが、他の製品の加工型の場合に
も同様の効果が得られることは言うまでもない。装置の
他の部分の形状，サイズ，材質，配置等についても、本
実施例に限定されるものではない。

【００１６】さらに本実施例に固有の効果として、(1)
一段目のテーパ角θ１が３０度より大きく、また二段目
のテーパ角θ２が２５度以上になるように作られている
ことによって、より剛性が高くなるため、つぶし代１６
の幅Ｌをさらに減少させることができる、(2) θ１が４
０度以下、またθ２が３０度以下になるように作られて
いるために、より良好な余肉排除性が得られる、(3) つ
ぶし代１６の幅Ｌが被加工物の肉厚ｔに対して、Ｌ＝
０．１ｔと小さくなることによって余肉排除性がさらに
向上し、製品に生ずるダレがなくなる、といった利点も
得られる。

【００１７】

【発明の効果】本発明においては、突起付きダイの突起
部に二段テーパ部が設けられた対向ダイスせん断加工型
を創出したために、良好な余肉排除性と加工型の剛性を
維持しつつ、成形荷重を減少させることができる。これ
によって、大きな成形荷重が必要なヘリカル歯形等の対
向ダイスせん断加工を、加工型の破損の恐れもなく、か
つ小さい荷重によって行うことができるのである。さら
に本発明の波及的な効果として、同一材料を加工する場
合は従来よりも成形荷重が低減されるため小型のプレス
を使用することができ、低コスト化が可能になる。ま
た、つぶし代の幅を従来と同じにすることによって突起
部の剛性が増して対向ダイスせん断加工の加工限界が向
上し、軟鋼のみならず高強度材料にも適用可能となると
いう効果も得られ、極めて実用性に優れた対向ダイスせ
ん断加工型となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対向ダイスせん断加工型の一実施例を
示す縦断面図である。

【図２】対向ダイスせん断加工型の一実施例の突起部を
示す縦断面図である。

【図３】対向ダイスせん断加工型の一実施例による成形
荷重特性を示す図である。

【図４】従来例の対向ダイスせん断加工型の突起部と、
余肉のつぶれ方を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 対向ダイスせん断加工型 １０ 突起付きダイ １２ 突起部 １４ 二段テーパ部 １６ 平坦面 ２０ ブレークアウトパンチ ３０ 平ダイ ４０ エジェクタパンチ ５０ 被加工物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 突起部を有する突起付きダイと、該突起
   付きダイに対向して設けられ該突起付きダイとの間に被
   加工物を挟んで加工する平ダイと、前記突起付きダイに
   嵌合して設けられたブレークアウトパンチと、該ブレー
   クアウトパンチに対向して前記平ダイに嵌合して設けら
   れたエジェクタパンチとを有する対向ダイスせん断加工
   型であって、 前記突起部の前記ブレークアウトパンチと嵌合しない側
   面で前記平ダイと当接する前記突起部の先端の平坦面に
   続く側面に二段テーパ部が設けられ、 該二段テーパ部の一段目のテーパ角θ１と二段目のテー
   パ角θ２がθ２＜θ１の関係を満たすことを特徴とする
   対向ダイスせん断加工型。