JPH1131455A

JPH1131455A - プレス加工方法

Info

Publication number: JPH1131455A
Application number: JP9186708A
Authority: JP
Inventors: Takumi Tsuji; 巧辻; Shingo Itakura; 慎吾板倉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】コイニングする加工量が大きい場合でも、焼
きなまし処理を行うことなく、また、仕上げ孔の孔欠け
を生じることなく、高精度のコイニングを行うことがで
きるプレス加工方法を提供する。【解決手段】前コイニング工程でステンレス鋼板より
なる母材１１０に、仕上げ段階の薄肉部１１２より大き
い板厚で半薄肉部１１２’を形成する。次に下孔加工工
程により、母材１０の半薄肉部１１２’の中心部に下孔
１１６をプレス加工で形成する。次に、後コイニング工
程により、半薄肉部１１２’をコイニングし、薄肉部１
１２を形成する。この段階で、下孔１１６の残り径は、
母材１１０、半薄肉部１１２’、薄肉部１１２及び下孔
１１６の寸法によって決定され、仕上げ孔１１４より小
さくなる。そこで最後に、仕上げ孔加工工程により、薄
肉部１１２の中心部に仕上げ孔１１４をプレス加工で形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、母材に圧印加工
（以下、コイニングという）による薄肉部を形成し、こ
の薄肉部に仕上げ孔開け加工を行うプレス加工方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば陰極線管の電子銃のグ
リッド電極をコイニングによって形成するプレス加工方
法が知られている。ところで、このような陰極線管で
は、年々高解像度が求められるなか、電極の精度も高精
度化が求められている。特に電子レンズが形成される付
近の電極では板厚を薄く、仕上げ孔径を小さくする方向
で設計が行われている。

【０００３】図４は、従来のコイニングによるプレス部
品の具体例を示す断面図である。従来のコイニングで
は、例えば板厚が０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの母材１０の
直径１．０ｍｍ〜１．５ｍｍの領域を約５０％程度の板
厚にプレス加工するものであり、このコイニングによっ
て薄肉に形成された領域（以下、薄肉部という）１２
に、直径０．４ｍｍ〜０．５ｍｍの仕上げ孔１４を形成
するのが一般的である。

【０００４】図５は、従来のコイニングによるプレス加
工方法を示す工程図である。まず、図５（Ａ）に示すよ
うに、コイニングを行う前に、母材１０に上述した仕上
げ孔１４とほぼ同径の下孔１６をプレス加工によって形
成する。この後、図５（Ｂ）に示すように、コイニング
によって母材１０を所定の板厚まで加工する。このと
き、下孔１６の径は、母材１０の圧縮によって中心方向
に変位し、縮小した下孔１６’の残り径は、仕上げ孔１
４の径より小さいものとなる。そこで、図５（Ｃ）に示
すように、薄肉部１２に仕上げ孔１４をプレス加工によ
って形成する。

【０００５】図６は、このようなコイニングによるプレ
ス加工を行うための金型の例を示す断面図である。この
例では、例えば母材の板厚が０．２ｍｍ、コイニングの
下孔径が０．５ｍｍ、薄肉部の径が１．５ｍｍ、薄肉部
の肉厚が０．５ｍｍの場合について説明する。この場
合、コイニング加工後の下孔残り径は約０．２ｍｍとな
り、仕上げ孔の径を０．４ｍｍ〜０．５ｍｍとすれば、
コイニング下孔欠けがなく、加工ができる。

【０００６】図６において、コイニングのための金型
は、上側の可動パンチホルダ４０と、下側の固定された
ダイホルダ６０とを有する。パンチホルダ４０は上パン
チホルダ４０Ａと下パンチホルダ４０Ｂの２つの部品よ
り構成されている。下パンチホルダ４０Ｂには、薄肉部
に対応する先端径を有するコイニングパンチ４４と、こ
のコイニングパンチ４４の出し量を調整するスペーサ４
８Ａ〜４８Ｄとを組み込んだパンチガイド５０が挿入さ
れており、パンチガイド５０が外れないように、上パン
チホルダ４０Ａが図示しない締結手段によって下パンチ
ホルダ４０Ｂに固定されている。従って、パンチホルダ
４０とパンチガイド５０は、一体的な部材として構成さ
れている。

【０００７】上パンチホルダ４０Ａの上部には、中心軸
線に沿って雌ネジが形成されており、同一軸線上に設け
られた図示しないプレスマシンのスライドに形成された
雄ネジによって締結される。ダイホルダ６０には、被加
工材（母材）１０を位置決めする製品ガイド５２と、コ
イニングダイ４２及びその高さ調整用のコイニングスペ
ーサ５４が組み込まれている。ダイホルダ６０は、プレ
スマシンの図示しないボルスターに図示しない締結手段
によって固定される。

【０００８】また、パンチガイド５０には、その外径に
沿ってストリッパ４６が図示しない締結手段によって配
置されている。ストリッパ４６にはパンチガイド５０を
ガイドするための孔４６Ａが設けられ、プレスマシンの
スライドが降下すると同時にパンチガイド５０がストリ
ッパ４６の孔４６Ａに沿って下方に移動すると、被加工
材１０とコイニングパンチ４４が接触する。被加工材１
０は、コイニングパンチ４４より硬度が低いため、コイ
ニングパンチ４４の先端形状に倣って図４に示すような
クレータ状の薄肉部１２が形成される。その際、コイニ
ングパンチ４４によって被加工材１０の一部が上下に圧
縮されるが、この圧縮された材料は、上述した下孔１６
の方向（すなわち中心方向）と外周方向に流れる。

【０００９】これにより、図５（Ｂ）に示すように、下
孔１６’の径は小さくなる。この工程を１〜２回繰り返
し、所定の板厚までコイニングする。その後、図５
（Ｃ）に示すように、仕上げ孔１４の孔開け加工を行う
が、その際、仕上げ孔１４の径は下孔１６’のコイニン
グ後の残り径より大きいため、小さくなった下孔１６’
をその周辺とともに切り屑１８として排除できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コイニング
する加工量が母材１０の板厚に対して５０％程度までで
あれば、比較的容易にコイニングが行え、上述した下孔
１６の残り径も仕上げ孔１４の径が大きいため、特に問
題とならなかった。しかしながら、最近では、陰極線管
のさらに高解像度化が求められており、電子銃電極の精
度をより向上させるために、母材１０を７０％程度まで
コイニングによって加工することが要請されている。

【００１１】しかし、コイニングの加工量が大きくなる
と、それだけ下孔の径を大きくして、加工の容易化を図
ることが好ましい。一方、仕上げ孔径は、さらに微細化
が要求されるため、大きな下孔を形成すると、コイニン
グ時における変形量が大きくなって、その残り径を適正
に制御できず、また下孔は厳密には楕円状に変形するも
のであるため、下孔の残り径の一部が仕上げ孔径より大
きくなってしまい、いわゆる孔欠けが生じる問題があ
る。

【００１２】そこでこのような問題を解決すべく、上述
のような下孔を形成せずに加工する方法も提案されてい
る。しかしながら、下孔を形成しない場合、孔欠けの問
題は生じないが、コイニング時の素材の流れが一方向
（すなわち外周方向）のみとなってしまい、材料の加工
硬化もあいまって母材の７０％までコイニングができな
くなってしまう。ここで、材料の加工硬化を解消する手
段として、コイニングの途中で焼きなまし処理を行い、
材料を再び軟化させる方法があるが、これは本来プレス
加工の利点である生産性の面で損失が大きい。また、材
料の軟化によって仕上げ孔加工した場合の孔バリや孔ダ
レが生じる問題がある。

【００１３】また、上述のような下孔を形成せずに加工
する他の方法として、図７に示すように、薄肉部１２の
外周方向にリム２０を設け、より多くの素材が外周方向
に流れ得るようにする方法がある。しかし、この方法で
も、加工硬化を解消するために、コイニングの途中で焼
きなまし処理を行う必要があり、焼きなまし処理に伴う
上述のような問題を生じる。また、製品の機能上、コイ
ニングする部分の周辺にリム２０を設けられない場合に
は適用できない問題がある。

【００１４】そこで本発明の目的は、コイニングする加
工量が大きい場合でも、焼きなまし処理を行うことな
く、また、仕上げ孔の孔欠けを生じることなく、高精度
のコイニングを行うことができるプレス加工方法を提供
することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、母材の所定領域にコイニングによる薄肉部を
形成し、前記薄肉部の所定位置に仕上げ孔開け加工を行
うプレス加工方法において、前記母材の所定領域にコイ
ニングによって前記薄肉部より厚い半薄肉部を形成する
前コイニング工程と、前記半薄肉部に下孔を形成する下
孔加工工程と、前記下孔加工工程の後にコイニングによ
って前記半薄肉部に前記薄肉部を形成する後コイニング
工程と、前記薄肉部の所定位置に仕上げ孔を形成する仕
上げ孔加工工程とを有することを特徴とする。

【００１６】本発明のプレス加工方法では、前コイニン
グ工程において、母材の所定領域にコイニングを施し、
仕上げ段階の薄肉部より厚い半薄肉部を形成する。ここ
で、薄肉部より厚い半薄肉部を形成するので、母材の加
工量は大きくなく、加工硬化も小さい。次に下孔加工工
程において、半薄肉部に下孔を形成し、次に後コイニン
グ工程において、半薄肉部にコイニングを施し、薄肉部
を形成する。この後コイニング工程では、下孔加工工程
によって形成した下孔により、材料が中心方向と外周方
向の２方向に流れることができ、材料の安定した変形を
得ることができるので、下孔の残り径を精度よく制御で
きる。次に薄肉部の所定位置に仕上げ孔を形成する。上
述のように下孔の残り径が高精度に制御できるため、仕
上げ孔の孔欠けを生じることなく加工できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるプレス加工方
法の実施の形態例について説明する。図１は、本発明に
よるプレス加工方法の具体例を示す工程図である。ま
ず、図１（Ａ）に示すように、例えばステンレス鋼板よ
りなる母材１１０に半薄肉部１１２’を形成する前コイ
ニング工程を行う。この工程において、母材１１０の加
工部分の材料は、半薄肉部１１２’の外周方向にだけ流
れる。これにより、半薄肉部１１２’の外周に沿ってや
や盛り上がった部分１１０Ａが形成される。

【００１８】このような前コイニング工程では、薄肉部
１１２より厚い半薄肉部１１２’を形成するので、母材
１１０の加工量は大きくなく、加工硬化も小さいものに
抑制できる。本例では、仕上げ段階の薄肉部１１２の板
厚を、母材１１０の板厚に対して３分の１以下に加工す
るものであり、半薄肉部１１２’は仕上げ段階の薄肉部
１１２に比べて２倍程度の板厚で形成するものとする。
例えば、母材１１０の元の板厚は０．２ｍｍ〜０．４ｍ
ｍ、半薄肉部１１２’の板厚は０．１０ｍｍ〜０．２０
ｍｍ、薄肉部１１２の板厚は０．０７ｍｍ〜０．１５ｍ
ｍというような部品寸法を想定している。

【００１９】次に、図１（Ｂ）に示すように、母材１０
の半薄肉部１１２’の中心部に下孔１１６をプレス加工
によって形成する。本例では、下孔１１６の径は０．７
ｍｍ〜０．８ｍｍであり、この下孔１１６を後述する後
コイニング工程によって約０．２８ｍｍの残り径を有す
る下孔１１６’に変形する。また、仕上げ孔１１４の径
は約０．３ｍｍであるものとする。次に、図１（Ｃ）に
示すように、後コイニング工程によって半薄肉部１１
２’をコイニングし、薄肉部１１２を形成する。この工
程において、半薄肉部１１２’の材料は、下孔１１６に
より中心方向に流れるとともに、薄肉部１１２の外周方
向に流れるため、容易に変形できる。

【００２０】したがって、加工硬化の影響を抑えて容易
に加工を行うことができ、また下孔１１６の安定した変
形状態を得ることができる。また、半薄肉部１１２’か
ら薄肉部１１２への加工量が小さいため、下孔１１６の
変形量も小さくなり、残り径を有効に制御できる。この
後、図１（Ｄ）に示すように、上述した従来例と同様の
仕上げ孔加工工程により、薄肉部１１２に仕上げ孔１１
４をプレス加工によって形成する。

【００２１】以上のようにして、焼きなまし処理を行う
ことなく、加工量の大きいコイニングを行うことがで
き、高精度のプレス部品（例えば陰極線管の電子銃電
極）を得ることができる。なお、上述した各工程は、例
えば図６に示すような従来の金型装置と類似の構成によ
り、一体の金型装置によって一連のプレス動作として行
うことが可能であるし、反対に各工程を複数の装置によ
って個別に行うことも可能である。

【００２２】次に、本発明を適用して実際に加工して、
上述した薄肉部１１２の板厚と下孔１１６’の残り径を
測定した場合の実験結果について説明する。実験は２種
類行い、第１の実験は、下孔径を一定とし、前コイニン
グにおける半薄肉部１１２’の板厚を変化させたもので
ある。また、第２の実験は、前コイニングにおける半薄
肉部１１２’の板厚を一定とし、下孔径を変化させたも
のである。図２は第１の実験の実験結果を示しており、
図３は第２の実験の実験結果を示している。各図は、縦
軸に薄肉部１１２の板厚（コイニング厚）の測定結果を
示し、横軸に下孔１１６’の残り径の測定結果を示して
いる。また、実験結果の適否の目安として、コイニング
厚を０．１ｍｍ±０．００５ｍｍとし、下孔残り径を
０．３ｍｍという値を設定した。

【００２３】まず、第１の実験では、下孔径を０．８ｍ
ｍ、母材の板厚を０．３５ｍｍ、コイニングパンチの先
端径を１．７ｍｍとし、半薄肉部１１２’の板厚を０．
１７ｍｍ、０．１８ｍｍ、０．１９ｍｍと変化させた。
この場合、図２の測定結果より、下孔径を一定とした場
合、コイニング厚と下孔残り径とで一次相関があること
が分かる。次に、第２の実験では、母材の板厚を０．３
５ｍｍ、コイニングパンチの先端径を１．７ｍｍ、半薄
肉部１１２’の板厚を０．１８ｍｍとし、下孔径を０．
７ｍｍ、０．７５ｍｍ、０．８ｍｍと変化させた。この
場合にも、図３の測定結果より、コイニング厚と下孔残
り径とで一次相関があることが分かる。

【００２４】したがって、以上の２つの測定結果によ
り、半薄肉部１１２’の板厚（プレコイニング量）及び
下孔径を変化させることで、薄肉部１１２の板厚及び下
孔残り径を変化させることができる。またここで、半薄
肉部１１２’の板厚が０．１８ｍｍの時は、下孔残り径
が約０．２８ｍｍ、コイニング厚が０．１０２ｍｍとな
り、母材の７０％程度をコイニングし、かつ下孔欠けす
ることなく、０．３ｍｍ程度の仕上げ孔開け加工を行う
ことが可能である。尚、本発明は以上の具体例に限定さ
れることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で適宜
変形が可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明のプレス加工
方法では、前コイニング工程によって母材に半薄肉部を
形成し、この半薄肉部に下孔を形成した後、後コイニン
グ工程によって半薄肉部をコイニングして仕上げの薄肉
部に形成し、この薄肉部に仕上げ孔を形成するようにし
た。

【００２６】したがって、途中焼きなまし処理を行うこ
となく、コイニング量の大きいプレス加工を行うことが
でき、加工精度と生産性を向上できる。また、下孔残り
を有効に制御でき、仕上げ孔の孔欠けを生じることな
く、品質の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプレス加工方法の具体例を示す工
程図である。

【図２】図１に示すプレス加工方法を適用した第１の実
験の実験結果を示す説明図である。

【図３】図１に示すプレス加工方法を適用した第２の実
験の実験結果を示す説明図である。

【図４】従来のコイニングによるプレス部品の具体例を
示す断面図である。

【図５】従来のコイニングによるプレス加工方法を示す
工程図である。

【図６】従来のコイニングによるプレス加工を行うため
の金型の例を示す断面図である。

【図７】従来のコイニングによるプレス部品の他の具体
例を示す断面図である。

【符号の説明】

１１０……母材、１１２……薄肉部、１１２’……半薄
肉部、１１４……仕上げ孔、１１６……下孔。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】母材の所定領域に圧印加工による薄肉部
を形成し、前記薄肉部の所定位置に仕上げ孔開け加工を
行うプレス加工方法において、前記母材の所定領域に圧印加工によって前記薄肉部より
厚い半薄肉部を形成する前圧印加工工程と、前記半薄肉部に下孔を形成する下孔加工工程と、前記下孔加工工程の後に圧印加工によって前記半薄肉部
に前記薄肉部を形成する後圧印加工工程と、前記薄肉部の所定位置に仕上げ孔を形成する仕上げ孔加
工工程と、を有することを特徴とするプレス加工方法。
【請求項２】前記母材は、陰極線管の電子銃に設けら
れるグリッド電極を形成するものであり、前記仕上げ孔
は、前記グリッド電極のグリッド孔であることを特徴と
する請求項１記載のプレス加工方法。
【請求項３】前記半薄肉部、下孔、薄肉部及び仕上げ
孔は、互いに同心状に形成することを特徴とする請求項
１記載のプレス加工方法。
【請求項４】前記下孔の径は、前記後圧印加工工程に
おいて中心方向に圧縮変位し、前記仕上げ孔の径よりも
内側に配置されることを特徴とする請求項３記載のプレ
ス加工方法。
【請求項５】前記薄肉部は、前記母材の元の肉厚に対
して３分の１以下の肉厚に形成することを特徴とする請
求項１記載のプレス加工方法。
【請求項６】前記前圧印加工工程と、前記下孔加工工
程と、前記後圧印加工工程と、前記仕上げ孔加工工程と
を一連のプレス動作により行うことを特徴とする請求項
１記載のプレス加工方法。
【請求項７】前記下孔加工工程は、１度だけ行うこと
を特徴とする請求項１記載のプレス加工方法。
【請求項８】前記母材の元の肉厚は０．２ｍｍ〜０．
４ｍｍであり、前記半薄肉部の肉厚は０．１０ｍｍ〜
０．２０ｍｍであり、前記薄肉部の肉厚は０．０７ｍｍ
〜０．１５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の
プレス加工方法。
【請求項９】前記下孔の径は０．７ｍｍ〜０．８ｍｍ
であり、前記後圧印加工工程の後の前記下孔の残り径は
約０．２８ｍｍであり、前記仕上げ孔の径は約０．３ｍ
ｍであることを特徴とする請求項１記載のプレス加工方
法。
【請求項１０】前記母材は、ステンレス鋼であること
を特徴とする請求項１記載のプレス加工方法。