JPH10113726A - 同一方向二工程せん断穴あけ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】第１工程で半抜きされた加工位置に、第２工程
において、パンチを正確に打ち込んだのと同じ状態にす
ることができる同一方向二工程せん断穴あけ加工方法を
提供する。 【解決手段】第１工程で半抜きした−クに、第１工程の
パンチを嵌合した状態で、第２工程で第１工程のダイス
より抜き穴径の大きいダイスに交換して打ち抜くように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車の
ホイ−ルのデイスクの穴あけ加工のような金属製ワ−ク
のせん断穴あけ加工方法に係り、詳記すれば、ワ−クに
割れの生じるのを防止し、しかも平滑で美麗な加工面が
得られる金属製ワ−クの同一方向二工程せん断穴あけ加
工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】平面若しくは曲面を持ったワ−クを、ダ
イスとパンチとを使用して種々の形状に打ち抜くせん断
加工法は、従来から汎用されている。このせん断加工法
としては、ダイスとの間に正のクリアランスを持ったパ
ンチによる１工程での打ち抜き（以下、これを慣用抜き
と呼ぶ）、シエ−ビング、仕上げ抜き及びフアインブラン
キング等が、一般に広く使用されている。また、それほ
ど多く使用されてはいないが、対向ダイス法及び上下抜
き（平押し法）等も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記慣用抜きは、せん
断面の性状が、むしれたような形状で荒れるので、平滑
な加工面を得る目的には不適であるほか、強加工材や高
強度材（いわゆるハンテン材）を打ち抜くと、ワ−ク打
ち抜き面の板厚の中心部に、ワ−ク表面と平行な割れが
発生する問題があった。

【０００４】また、シエビング法は、比較的薄板に限ら
れる問題があった。仕上げ抜きは、慣用抜きの場合より
も加工面精度は良くなるが、強加工材や高強度材を打ち
抜く場合は、同様に割れが発生するほか、ワ−クのだ
れ、湾曲は大きくなる問題があった。

【０００５】フアインブランキング法は、慣用抜きに比
べ加工面精度はかなり良好であるが、強加工材や高強度
材を打ち抜く場合は、同様に割れが発生する場合があっ
た。そればかりか、ワ−クを突起物で板押えするため、
状況によっては製品側に傷が付く場合が生じる問題があ
った。対向ダイス法は、フアインブランキング法と同じ
ような欠点があった。

【０００６】上下抜きは、ワ−クが薄板の場合は加工面
がかなり良好となるが、板厚が厚くなると、加工面は慣
用抜きの場合よりも悪化する問題があった。従って、従
来のせん断加工方法は、いずれも未だ十分満足すべきも
のではなかった。

【０００７】このような欠点を解決するため、本出願人
は、図１に示すように、第１工程でワ−ク１をダイス３
とパンチ２とを使用して半抜きした後、第２工程で、図
２に示すように、第１工程のダイス３より径の大きなダ
イス３′を使用して、パンチ２′で打ち抜く同一方向二
工程せん段穴あけ加工方法を開発し、先に特許出願し
た。

【０００８】しかしながら、上記方法は、従来の慣用抜
きでは得られない平滑な加工面を得ることができると共
に、強加工材や高強度材を打ち抜く場合でも割れが発生
しない利点はあったが、図１及び図２に示すように、パ
ンチ２′は、第１工程で半抜きされた位置に正確に打ち
込まなければならなかった。

【０００９】パンチ２′の中心位置が、ワ−ク１の半抜
きされた穴の中心より微小でもズレが生じた場合は、パ
ンチ２′は、第１工程で半抜きされた穴の縁に当たり、
ワ−ク１の加工面を損傷するほか、パンチ２′やダイス
３′を破損させる恐れがあった。また仮に、パンチ２′
の直径を第１工程で半抜きされたワ−ク１の穴径よりも
小さくし、ある程度クリアランスを与えた場合には、ワ
−ク１の切断面に段差が生じ、滑らかな切断面が得られ
なくなる。

【００１０】この発明は、第１工程で半抜きされた加工
位置に、第２工程において、パンチを正確に打ち込んだ
のと同じ状態にすることができる同一方向二工程せん断
穴あけ加工方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的に沿う本発明の
構成は、被加工材であるワ−クを、パンチとダイスとを
使用して半抜きする第１工程と、該半抜きしたワ−クを
前記と同一方向から、パンチとダイスとを使用して打ち
抜く第２工程とを具備した金属製ワ−クの二工程せん断
穴あけ加工方法に於いて、前記半抜きしたワ−クに、前
記第１工程のパンチを嵌合した状態で、前記ダイスより
抜き穴径の大きいダイスに交換して打ち抜くことを特徴
とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明
する。本発明では、第１工程で半抜きしたワ−クに、第
１工程のパンチを嵌合した状態で、第１工程のダイスよ
り抜き穴径の大きいダイスに交換して打ち抜くことを特
徴としている。

【００１３】次に、本発明方法の基本的な原理を説明す
る。第２工程でのダイスとワ−クの打ち抜きカスとして
除去する部分との間の隙間（図２のａ）は、第２工程で
の打ち抜き量（これから更に打ち抜く板厚）の１０〜３
０％とした場合、次表１に示す通りとなる。尚、ワ−ク
の元板厚は、９ｍｍとする。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１中、第２工程での打抜き量５．４ｍｍ
というのは、第１工程での打ち込み量が、元板厚（９ｍ
ｍ）の４０％のときであり、４．５ｍｍというのは、元
板厚の５０％のときである。

【００１６】表１に示すように、第２工程でのダイスの
内径は、打ち抜きカスの外径よりも大きくとることがで
きる。即ち、図２のａに示すダイスと打ち抜きカスとの
間の隙間は、表１から明らかなように、例えば第２工程
での打ち抜き板厚が、５．４ｍｍ〜４．５ｍｍでクリア
ランスが２０％程度のとき、約１ｍｍとなる。

【００１７】従って、この約１ｍｍの隙間に着目して、
プレス機に組み込むダイセットの設計を考えると、第１
工程において、図１に示す如く、ワ−クに打ち込まれた
パンチは、第２工程においても、食い込ました状態のま
まで、ダイスのみを第１工程での内径のものより大きい
ものに交換し、交換後再びパンチ側に力を加えて打ち抜
けば、第１工程で半抜きされた加工位置に、第２工程に
おいて、パンチを正確に打ち込んだのと同じ状態にする
ことができる。

【００１８】仮に、第２工程での隙間が１ｍｍのとき、
ダイスの中心が打ち抜きカスの中心より０．５ｍｍだけ
ずれていたと仮定すると、ダイスと打ち抜きカスとの隙
間は、一方の側が０．５ｍｍとなり、他方の側は１．５
ｍｍとなる。この場合でも、打ち抜き面性状は、十分滑
らかである。

【００１９】現実の自動化された生産ラインにおいて
も、ダイセットのセッテイングにおいて、０．１ｍｍ程
度の精度は保持可能であり、また、現状でのダイセット
の製作精度として、０．０３ｍｍ程度は可能であるか
ら、実際の中心よりのズレは、上記より小さくすること
ができる。

【００２０】また、元板厚が６ｍｍのとき、第１工程で
の打ち抜き量が、元板厚の４０％〜５０％で、第２工程
での打ち抜き時のクリアランスが、これから打ち抜くべ
き板厚の２０％の場合は、第２工程でのダイスとワ−ク
との隙間は、０．７２ｍｍ〜０．６０ｍｍとなる。従っ
て、上述のダイセットの製作精度やセッテイング精度か
ら考えて、第２工程におけるダイスの交換において、ダ
イスは抜けカスとなるワ−クを、ダイスの内径内に、完
全に含むようにすることは、自動化された生産ラインに
おいても、十分可能である。

【００２１】本発明において、第１工程のパンチを嵌合
させた状態で抜き穴径の大きいダイスに交換するには、
第１工程のパンチを前記半抜きしたワ−クに嵌合させた
状態で、ワ−クがダイスから抜け出るまでパンチを上昇
させるか、ダイスを下降させて、抜き穴径の大きいダイ
スに交換すれば良い。パンチの上昇とダイスの下降との
両方を行っても勿論良い。

【００２２】本発明においては、第１工程と第２工程と
は、同一のパンチを使用するが、パンチ下端外周部に
は、図１に示すように、１５°以下のテ−パ−（θ）を
付するようにすると良い。このようにテ−パ−を付する
ことによって、せん断加工を行う過程で、製品側と抜き
カス若しくはパンチとの間で、圧縮応力が強く作用する
こととなるから、加工面の割れをより効果的に防止し、
加工面の性状がより優れたものとなるからである。テ−
パ−を付さなくとも（θ＝０）、径の差が小さいダイス
とパンチとを使用することによって、圧縮応力が作用す
るので差し支えない。

【００２３】次に、本発明の実施例を図３及び図４に基
づいて説明する。第１工程においては、図３に示すよう
に、パンチ１２は、ギブ３１内を往復運動するラム２２
下端に固定された上型プレ−ト１４と共に降下し、パン
チ１２は、ワ−クホルダ−１６に立設した位置決めピン
２６に嵌合しているワ−ク（図示省略）に打ち込まれ、
ワ−クは半抜きされる。尚、パンチ１２は、パンチホル
ダ−２３に保持され、バッキングプレ−ト２４とパンチ
ホルダ−ブロック２５を介して上型プレ−ト１４に固定
されている。

【００２４】この状態で上型プレ−ト１４は停止し、パ
ンチ１２は、ワ−クに食い込んだ状態となる。この時ダ
イスは、図４のダイス１３ａが使用されている。つい
で、第２工程において、ワ−クは、ワ−クホルダ−１６
上の上昇シリンダ−１５によって押し上げられ、ダイス
１３ａに打ち込まれたワ−ク（打ち抜きカスとして除去
される部分）が、ダイス１３ａから抜け出るまで上昇す
る。この時ワ−クの上昇に同期して、パンチ１２も上型
プレ−ト１４と共に、ワ−クの上昇量だけ上昇する。従
って、パンチ１２は、ワ−クに打ち込まれた状態となっ
ている。

【００２５】パンチ１２の上下動は、上型プレ−ト１４
下面に固定したガイドブッシュ２７と、該ガイドブッシ
ュ２７に上下動自在に密嵌し、下型プレ−ト２８に固定
されたガイドポスト２９とによって案内されている。

【００２６】それから、ダイス１３ａ及びダイスホルダ
−１７は、スライダ−１８に組み込まれた状態で、図４
に示すように、水平にＸ方向スライドし、ダイス１３ｂ
がパンチ１２の真下に達して固定される。尚、スライダ
−１８は、ボルスタ−３０上に固定された下型プレ−ト
２８の凹部３２内を、スライドし得るようになってい
る。ついで、上型プレ−ト１４と共に、ワ−クに嵌合し
たパンチ１２が、徐々に降下し、前記上昇分だけ降下し
て停止する。この時、ワ−クの打ち抜きカスとなる部分
は、ダイス１３ｂの中央の穴１９内に完全に嵌入する。

【００２７】再びパンチ１２に下向きの力が加えられ
て、ワ−クは打ち抜かれ、打ち抜きカスは、抜き落とさ
れ、パンチ１２は、上型プレ−ト１４と共に上昇する。
このようにして穴あけ加工したワ−クを除去した後、ス
ライダ−１８に組み込まれたダイス１３ｂとダイスホル
ダ−１７は、図４に示すように、−Ｘ方向にスライド
し、ダイス１３ａがパンチ１２の真下に移動して固定さ
れる。以上で剪断加工の１サイクルが完了し、以下同様
の工程が繰り返される。

【００２８】本発明の他の実施例を図５及び図６に基づ
いて説明する。図５及び図６中、図３及び図４と同一番
号は、同一名称を表す。第１工程においては、前記実施
例と同様に、パンチ１２は、上型プレ−ト１４と共に降
下して、ワ−クに打ち込まれ、ワ−クは半抜きされる。
この状態で上型プレ−ト１４は停止し、パンチ１２は、
ワ−クに食い込んだ状態となる。この時、ダイス１３
は、図６のダイス１３ａが使用されている。

【００２９】ついで、第２工程において、パンチ１２
は、上型プレ−ト１４と共に微少量上昇し、パンチ１２
からの力がダイス１３ａに加わらないようにして、ダイ
ス１３ａの動きを自由にする。この時パンチ１２の上昇
に同期して、ワ−クもワ−ク上昇シリンダ−１５によっ
て微少量上昇し、パンチ１２は、ワ−クに打ち込まれた
状態に保持される。

【００３０】それから、ダイス固定プレ−ト２０，２０
は、図５の矢印で示すように、左右のダイス固定プレ−
ト逃げ空間２１，２１にスライドする。ついで、ダイス
１３ａは、ダイスホルダ−１７と共に１０ｍｍ程度降下
する。ダイス１３ａ及びダイスホルダ−１７は、スライ
ダ−１８に組み込まれた状態で、図６に示すように、水
平にＸ方向にスライドし、ダイス１３ｂがパンチ１２の
真下に達して固定される。

【００３１】ついで、ダイス１３ｂは、ダイスホルダ−
１７と共に、前記降下した分（１０ｍｍ程度）上昇し、
ダイス固定プレ−ト２０，２０が、ダイス１３ｂ及びダ
イスホルダ−１７の下に挿入され、ダイス１３ｂ及びダ
イスホルダ−１７は固定される。この時、ワ−クの打ち
抜きカスとなる部分は、ダイス１３ｂの中央の穴１９内
に完全に嵌入する。

【００３２】再びパンチ１２に下向きの力が加えられ
て、ワ−クは打ち抜かれ、打ち抜きカスは、抜き落とさ
れ、パンチ１２は、上型プレ−ト１４と共に上昇し、穴
あけ加工したワ−クを除去する。ダイス固定プレ−ト２
０，２０が、図５の矢印で示すように、左右のダイス固
定プレ−ト逃げ空間２１，２１にスライドし、ダイス１
３ｂは、ダイスホルダ−１７と共に降下する。ダイス１
３ｂ及びダイスホルダ−１７は、スライダ−１８に組み
込まれた状態で、図６に示すように、水平に−Ｘ方向ス
ライドし、ダイス１３ａがパンチ１２の真下に達して固
定される。以上で剪断加工の１サイクルが完了し、以下
同様の工程が繰り返される。

【００３３】本発明においては、パンチにワ−クを嵌合
した状態で、第２工程で抜き穴径の大きいダイスに交換
するので、第１工程で形成された切断面の性状を損なう
ことなく打ち抜くことができるから、切断面性状の優れ
た加工面を得ることができる。

【００３４】本発明方法は、１ｍｍ以下の薄板から２０
ｍｍ以上の厚板に対しても適用することができ、ワ−ク
の厚さは特に限定されない。また、ワ−クの材質は、鉄
鋼材だけでなく、各種金属や合金に対しても適用可能で
ある。ワ−クの形状についても、平板だけでなく曲面に
対しても適用することができる。

【００３５】更に、第１工程及び第２工程でのパンチと
ダイスとのクリアランス、パンチ及びダイスの形状並び
に第１工程での加工量（打ち抜き量）等は、ワ−クの材
質や板厚等に応じて適切な値を選択すれば良い。本発明
方法は、自動車のホイ−ルのデイスクのハブ穴，ボルト
穴及び飾り穴の穴あけ加工に適用できるだけでなく、あ
らゆる金属及び合金の穴加工部品に対して適用すること
ができる。また、打ち抜く穴の形状は、円形、楕円形
等、従来の慣用抜きで打ち抜く形状には、全て打ち抜く
ことができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、第１工程で形成された
半抜き部に、第２工程でパンチを正確に嵌合させたのと
同じ状態で打ち抜くものであるから、第１工程で形成さ
れた加工面を傷つけることなく、従来の慣用抜きでは全
く得られない極めて加工面精度が高く、平滑度の高い美
麗な加工面が得られると共に、従来の慣用抜きの場合に
生じたワ−ク表面と平行な板厚中心割れも回避すること
ができる。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】先に出願した第１工程を示す断面図である。

【図２】先に出願した第２工程を示すを示す断面図であ
る。

【図３】本発明方法に使用するダイセットを示す縦断面
図である。

【図４】図３の横断面図である。

【図５】本発明方法に使用する他のダイセットを示す縦
断面図である。

【図６】図５の横断面図である。

【符号の説明】

２，２′，１２ パンチ ３，３′，１３ａ，１３ｂ ダイス １４ 上型プレ−ト １７ ダイスホルダ− １８ スライダ−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工材であるワ−クを、パンチとダイス
   とを使用して半抜きする第１工程と、該半抜きしたワ−
   クを前記と同一方向から、パンチとダイスとを使用して
   打ち抜く第２工程とを具備した金属製ワ−クの二工程せ
   ん断穴あけ加工方法に於いて、前記半抜きしたワ−ク
   に、前記第１工程のパンチを嵌合した状態で、前記ダイ
   スより抜き穴径の大きいダイスに交換して打ち抜くこと
   を特徴とする同一方向二工程せん断穴あけ加工方法。
2. 【請求項２】前記第１工程のパンチを、前記半抜きした
   ワ−クに嵌合させた状態で、ワ−クがダイスから抜け出
   るまで前記パンチを上昇させ、前記第１工程のダイスを
   抜き穴径の大きいダイスに交換してなる請求項１に記載
   の穴あけ加工方法。
3. 【請求項３】前記第１工程のパンチを、前記半抜きした
   ワ−クに嵌合させた状態で、前記第１工程のダイスをワ
   −クがダイスから抜け出るまで下降させ、抜き穴径の大
   きいダイスに交換してなる請求項１に記載の穴あけ加工
   方法。