JPS61283436A - 金属塑性加工用ポンチ - 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】 本発明は、ポンチ本体芯部に空洞を形成してポンチ自体
の諸性能を著しく向上させたポンチに係り、更に詳しく
は単圧２プレス機、多段プレス機、鍛圧ヘッダー機又は
多段ホーマー機等による高速の金属物品塑性加工時に使
用されるポンチ類において、その内部に空洞と該空洞に
連通ずる小孔を必要に応じて側面へ開口して穿孔し、ポ
ンチ自体の熱処理に対する表面積を大きくさせることに
より、熱処理後において、その強度及び耐摩耗性を著し
く向上させるとともに、加工性能を高め、且つ、長寿命
化を実現させた金属塑性加工用のポンチに関するもので
ある。

従来から、金属塑性加工機による被加工材に対する打込
み、打抜き、矯正、変形等の連続作業時において、ポン
チは、被加工金属材料に衝撃と圧力を加え、これによっ
て発生する内部摩擦熱とにより被加工材料を所望の形状
に塑性加工するために使用されるものであるが、現在、
これらのポンチ類は、材料となる特殊鋼を円柱形等に成
形し、そのまま熱処理を施すことにより製作されている
。

例えば、第・６図〜第８図として図示したように、従来
のポンチ類ａ、ｂ、ｃは鋼材等を適宜円柱形等に加工す
るとともに、その頭部ｄ　Ｉ　＋　　ｂＩ　＋　　Ｃ１
を円錐形や第８図（ハ）で示すような多角形状撃等にも
耐えられるように熱処理を行ない棒状の加工工具、すな
わちポンチとして製作されるが、これらのポンチ類は、
前記のように、鋼材等を棒状に成形して製作される関係
でその内部は当然ながら同図各（ロ）で示すように、鋼
材等の充実形となっており、このため、熱処理を施して
も全体的に均質な金属組織体とすることは難しく、例え
ば頭部や表面層と内部側の組織は熱処理時の負荷温度が
その厚み等によって、異なることから、これが熱処理後
のポンチ自体の結晶歪みとなって存在し、前記実際の使
用時には、これら結晶歪み等による弊害、例えば、被加
工物と当接し、衝撃を受ける先端突部において、チッピ
ングが発生し易く、又、該先端突部がミクロ的に本体内
に没入し、この繰返しによる該突部の切損や割れ等を生
じる問題があり、重大な欠点となるものであった。

本発明は、このような現況に鑑み、ポンチ本体内部に空
洞を形成し、高速且つ、連続的に金属材料の塑性加工を
行なう際して該空洞等を通して被加工物との当接部に少
量の潤滑剤を供給可能となし、且つ、空洞の存在により
ポンチ全体の表面積を大きくさせて均等に熱処理できる
構成としたポンチを提供することを目的とし、その要旨
とするところは、各種金属塑性加工用の機器等による被
加工金属物品への打込み、打抜き、矯正及び変形の目的
に使用されるポンチ類の該本体芯部に基端側へ開口した
空洞を形成してなる金属塑性加工用ポンチにある。

以下、本発明に係る金属塑性加工用ポンチの構成態様を
添付図面に基づいて説明する。

第１図において、本発明に係る金属塑性加工用のポンチ
は、特殊網等を基材として棒状に成形され、且つ、その
先端中心点ｐを小突出状とした截頭円錐形状の頭部１を
有するとともに、その内部軸心位置、すなわち、金属塑
性加工用の装置と係合させるためのっぽ部４を設けたポ
ンチ本体Ａの基端側から前記頭部１方向に、該頭部ｌ先
端と距離・を設け、且つ、基端側を開放して空洞２を形
成し、更に、該空洞２と連通開設する少な（とも４個の
小孔３をポンチ本体Ａの側面先端部に長さ方向の位置を
変えて穿設し、内外連通状態で構成され、そして熱処理
をほどこされることにより完成される。

すなわち、前記のように、内部に、空洞２とそれに連通
ずる小孔を各々形成したポンチ本体Ａは、まず８００〜
９００℃前後の温度雰囲気中で加熱され、加熱後は約４
０〜８０時間を費して徐冷して、次に１０００−１５０
０℃前後の温度雰囲気中で再び加熱し、加熱後直ちに鉱
物油等の油中に投入することにより、いわゆる焼入れを
施し、更に５００〜６００℃前後の温度雰囲気中で加熱
後、冷却し、いわゆる焼もどしを行なうことによって本
発明に係るポンチが調製されるのである。

なお、第１図（ロ）は、前記調製後のポンチ本体Ａの横
断面を示すものである。

又、第２図として示すポンチ本体Ｂは、前記ポンチ本体
Ａよりも巾広な空洞２を有する径状として構成し、前記
熱処理を施したポンチであり、更に第３図に示すものは
、前記空洞２をポンチ本体Ｃ内に複数条、例えば同図（
イ）（ロ）で示す図面のように４本の空洞２・・・を形
成するとともに、各空洞２・・・と側面間に小孔３・・
・をポンチ本体Ｃ上部に位置を変えて穿設するとともに
、各空洞２ａ、２ａの間を小孔３で連通してなり、以後
前記熱処理を施して調製したポンチであり、第４図に示
すものは、頭部１及びポンチ本体り上部を多角形状、例
えば図示したように六角形状となして、前記熱処理を施
して調製したポンチである。

なお、第５図の実施例は、特に熱間加工用として好適な
構成からなるポンチ本体Ｅを示すもので、図示のように
ポンチ本体Ｅ側面の前記小孔３位置の基端側側面にスリ
ット５を、例えば外側面長さ方向に沿って適宜の長さ及
び巾で例えば複数条設けて構成し、熱処理にて強度を付
与させた後前記被加工品に対する打込み時等に、該ポン
チ本体Ｅの空洞２或は側面から冷却水を導入させて本体
Ｅを冷却させるとともに、該スリット５・・・或は空洞
からパイプライン等を通して冷却水を放出させる循環作
用等を行なうようにし、前記打込み時等のポンチ本体Ｅ
の高温雰囲気中での発熱によるポンチ本体Ｅの熱劣化等
を防止させるようにしている。

そして、これらの各ポンチ類は、加工対象金属製品等に
応じて適宜選択採用され、又、本発明の主旨の範囲内に
おいて変更も可能としている。

このような構成からなる本発明に係る金属物品の塑性加
工用のポンチは、前述の単圧、多段プレス機や鍛圧ヘラ
グー機又は多段ホーマー機等にセットされ、被加工金属
物品に対する連続的な塑性加工、すなわち、該ポンチに
よる金属物品への打込み、打抜き、或は矯正、変形等の
塑性加工用に使用されるが、前記のようにポンチ本体内
部に空洞２を形成しているので、前記金属塑性加工機に
セットする際、その重量の軽量化に伴い取扱いが容易に
なるとともに、空洞２の形成によりポンチ本体に対する
熱処理が均等化されることによる材質強度によって、高
速下での作業時においても、従来品にみられたようなそ
の頭部のチッピングや割れ等の現象をなくすことができ
るようになる。

又、前記した金属物品塑性加工機等のポンチ打込み等の
動作と同期させてピストンポンプから供給される潤滑剤
を前記ポンチ本体空洞２から本体側面に連通開設させた
小孔３を保有させているときには、該小孔３を通してポ
ンチ表面に添加補給させることができるので、被加工物
品との間に保護膜が形成され、その潤滑作用により加工
性を良くするとともに、ポンチ本体空洞２内に送給され
る潤滑剤によってポンチ本体自体が冷却作用を受け、前
記打込み等の衝撃等による発熱を抑制させることになる
。

更に、第５図のようにポンチ本体側面へ長さ方向にスリ
ットを形成させた場合には、該スリット　　　　　３５
から冷却水をポンチ本体内部に導入させ、冷却作用を行
わせることができるとともに、空洞２と該スリット５を
連通させた場合は、空洞２から導入させた冷却水をポン
チ本体Ｅに適宜設けたスリット５・・・から放出させ、
もって循環方式でポンチ本体已に対する冷却作用を行わ
せることができるようになる。

次に実施例を記載する。

実施例Ｉ ＪＴＳに基づ＜５Ｋ）（９種網を基材として、ポンチ頭
部１８ｍｍ、全長１５０ｍｍの円柱形のポンチ本体を構
成させ、この本体芯部に基端側を開口させて径６ｍｍの
空洞を穿ち、更に、この空洞からポンチ側壁との間に３
ｍｍの小孔を４個連通開設させてポンチ本体を製作した
。

次に、このポンチ本体を８００〜９００℃に保持した温
度雰囲気中で約１時間加熱後、４８時間の徐冷焼鈍を行
ない、続いて約１２００℃の温度雰囲気中で加熱し、直
ちに油中へ投入させて焼入れを行った。

そして更に、約５５０℃の温度雰囲気中で加熱した後空
冷し焼きもどしを行ないポンチを製作した。

なお、ポンチの硬度を測定した結果、ＪＩＳに基づ＜Ｈ
ＲＣは６２であった。

一方、前記したポンチの加工特性を調べるため該ポンチ
を使用し、ローラーの製作を行った。

すなわち、機種としてＢＰ４６０塑性加工用ホーマー機
（版材機械製作所製）を使用し、又、加工材としてはＪ
ＩＳに基づく線材５ＷＣＨ２５Ｒ（連鋳材）を対象とし
、冷間塑性加工方式により、外形４０ｍｍ、内径２０ｍ
ｍ、高さ８．０　ｍｍのローラー形状物を毎分５０個の
速度で製作した。

なお、比較品として、前記実施例１として記載した本発
明に係るポンチにおける空洞部及びこれに連通ずる小孔
を有しないポンチを製作し、これを従来品として用いた
。

第１表（ローラー製作個数） なお、上記試験における各ポンチの限界点は、ポンチの
摩耗が、頭部直径において、０．２　ｍｍに達した点及
びポンチにチッピングが発生した点をもって定めた。又
実施例において本発明に係るポンチに用いる潤滑油は、
すべてロソキーオイル−２５０（商品名工ロッキー潤滑
技研社製）を使用した。

実施例２ ＪＩＳに基づ（ＳＫＨ９種綱を種網として、ポンチ頭部
５０ｍｍ、全長２５０　ｎｖ＋の円柱形のポンチ本体を
構成させ、この本体芯部に基端側を開口させて■該芯部
に径１６ｍｍの空洞を穿設し、更にこの空洞からポンチ
側壁との間に連通させて径４ｍｍの小孔４個を穿孔した
もの（Ｂ製品という）■該芯部に４本の径１２ｍｍの空
洞を各々穿設し、これらの空洞からポンチ側壁との間に
連通させて径４ｍｍの小孔を各々穿孔したもの（Ｃ製品
という） によるポンチ本体の各々製作し、これらを８００〜９０
０℃に保持した温度雰囲気中で約１時間加熱後、徐冷焼
鈍を７０時間行ない、続いて１２００℃の温度雰囲気中
で加熱し、直ちに油中へ投入させて焼入れを行ない、更
に約５５０℃の温度雰囲気中で加熱した後空冷し、焼き
もどしを行ないポンチを製作した。

そして、これらのポンチ製品の加工特性を調べるため、
該各ポンチを使用し、カップの製作を行った。

すなわち、機種としてＰＦ５８０塑性加工ホ一マー機（
版材機械製作所製）を使用し、又、加工材としてはＪＩ
Ｓに基づく線材５ＷＣＨ，２５Ｒ（連鋳材）を対象とし
、冷間塑性加工方式により外径６０ｍｍ、内径５０ｍｍ
、高さ６０ｍｍ、底部及び壁部の厚みを各々５ｍｍとし
たカップを毎分５０個の速度で製作した。

なお、比較品として前記実施例２として記載した本発明
に係るポンチにおける空洞部及びこれに連通ずる小孔を
有しないポンチを製作し、これを従来品として用いた。

第　２　表　（カップ−作個改 なお、上記試験における各ポンチの限界点等の判定は、
実施例１と同様に行なった。

実施例３ ＪＩＳに基づ（ＳＫＨ９種網を基材として、ポンチ頭部
を六角頭（対辺１５．３５　ｍｍ）　、全長１１５　ｍ
ｍの円柱形のポンチ本体を構成させ、この本体芯部に基
端側を開口させて該芯部に径５ｍｍの空洞を穿設し、更
にこの空洞からポンチ側壁との間に連通させて径３ｍｍ
の小孔４個を設けてポンチ本体を製作した。

又、このポンチ本体を前記実施例１と同様の熱処理を行
なってポンチを製作するとともに、ボルトの製作に適用
し、その加工特性を調べてみた。

すなわち、機種として実施例１にて使用したＢＰ４６０
塑性加工ホーマー機を使用し、又、加工材としてはＪＩ
Ｓに基づく線材ＳＣＭ４３５を対象とし、冷間塑性加工
方式によりＪＩＳに基づ＜Ｍ１９六角孔つきボルト（対
辺１５．３５　ｍｍ）を毎分６０個の速度で製作した。

なお、比較品として前記実施例３として記載した本発明
に係るポンチにおける空洞部及びこれに連通ずる小孔を
有しないポンチを製作し、これを第３表（ボルト製作個
数） なお、上記試験における各ポンチの限界点等の判定は、
実施例１と同様に行なった。

実施例４ 実施例１と同様に、本発明に係るポンチと従来品を各々
調製し、これらをナンドの製作に適用させ、それらの加
工特性を調べてみた。

すなわち、機種として実施例１にて使用したＢＰ　４６
０塑性加工用ホ一マー機を使用し、又、加工材としては
ステンレス５ＵＳ３０４線材を対象とし約２７０℃に保
持した温間塑性加工方式により、ＪｔＳに基づ（Ｍ−１
６のナラ十を製作した。

第４表（ナツト製作個数） なお、上記試験における各ポンチの限界点等の判定は、
実施例Ｉと同様に行なった。

実施例５ 実施例３と同様に、本発明に係るポンチと従来品を各々
調製し、これらをナンドの製作に適用させ、それらの加
工特性を調べてみた。

すなわち、機種としてＨＮ　Ｐ−８０ホ一マー機を使用
し、又、加工材としてはベアリング網Ｓ〜４５０線材を
対象とし約１２００℃に保持した熱間塑性加工方式によ
り、注水下において対辺１３．３５　ｍｍ、内径１０．
（社）ｍｍ、高さ９．００ｍｍのナツトを毎分８０個の
速度で製作した。

第５表（ナツト製作個数） なお、上記試験における各ポンチの限界点等の判定は、
実施例１と同様に行なった。

以上のように、本発明に係る金属塑性加工用ポンチは、
金属塑性加工用の単圧プレス機、多段プ　４レス機、鍛
圧ヘッダー機及び多段ホーマー機等における打込み、打
抜き、矯正及び変形の目的で使用されるポンチ類の本体
芯部に基端側へ開口した空洞を形成したものであるので
、前記各種金属塑性加工機による被加工金属物品に対す
る連続作業下に使用されれば、その空洞を設けた構成に
より、熱処理が均等に施され材質強度が著しく高められ
ているため、前記被加工金属物品に対して衝撃と圧力を
連続的に負荷させた状態においても従来品のようなポン
チ頭部のチッピングや割れ等の問題は発生しな（なる。

従って、該ポンチの被加工物品に対する塑性加工性は著
しく向上するとともに、ポンチの長寿命化に伴い作業能
率及び生産性が一段と高められるようになる。

又、ポンチ内部への空洞の形成によりポンチ自体が軽量
化され操作性がよくなるとともに、材料自体力（さく滅
されるので、これからコストダウンに結びつくなど、そ
の利点は多いものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図は、本発明に
係る金属塑性加工用ポンチの実施例における各構成態様
を示す正面説明図及びその一部平面と各々の横断面を示
す図、第６図、第７図、第８図は、従来の金属塑性加工
用ポンチの各構成態様を示す正面説明図及びその一部平
面と各々の横断面図である。 １・・・ポンチ頭部　２・・・空洞　　　３・・・小孔
４・・・つば部　　　５・・・スリン１〜Ａ、Ｂ、Ｃ，
Ｄ、Ｅ・・・ポンチ本体 ｐ・・・先端中心点 特許出願人　有限会社ロソキー潤滑技研ｔＪ１ｒｌ！Ｊ 第８図 第６図 手続主甫正書（自発）　　　　　７ 昭和６０年３月ｌｙ日 昭和６０年特許願第１２５５９２号 ２、発明の名称 金属塑性加工用ポンチ ３、補正をする者 事件との関係：　特許出願人 門真市舟田町２３番７号 有限会社　ロッキー潤滑技研 代表取締役　　加　藤　純　信 ４、代理人■５３３ 大阪市東淀用区東中島１丁目２０番１４号、補正の内容 （１）明細書第４頁第６行目「行なう際して」とある「
行なう際に」と補正する。 ５頁第１８行目「加熱後、冷却し」とあるのを、「加熱
後、空冷し」と補正する。 （３）同第６頁第４行目「有する径状として」とあるの
を、「存する形状として」と補正する。 （４）同第７頁第１１行目「可能としている。」とある
のを、「可能である。」と補正する。 （５）同第８頁第１３行目「本体空洞２内」とあるのを
、「本体の空洞２内」と補正する。 （６）同第８頁第１９行目「内部に導入させ」とあるの
を、「内部に導入し」と補正する。 （７）同第１４頁第８行目「調べてみた。」とあるのを
、−た。」と補正する。 一１５頁第３表から下５行目〜６行目「適用されらの加
工特性を調べてみた。」とあるの適用し、それらの加工
特性を調べた。」と−る。 以上

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属塑性加工用の単圧プレス機、多段プレス機、
   鍛圧ヘッダー機及び多段ホーマー機等における打込み、
   打抜き、矯正及び変形の目的に使用されるポンチ類の本
   体芯部に基端側へ開口した空洞を形成してなる金属塑性
   加工用ポンチ。
2. （２）前記空洞を複数条設けてなる特許請求の範囲第１
   項記載の金属塑性加工用ポンチ。
3. （３）前記空洞から本体側面へ小孔で連通開設してなる
   特許請求の範囲第１項記載の金属塑性加工用ポンチ。
4. （４）前記小孔が長さ方向の位置を変えて複数個設けて
   なる特許請求の範囲第１項記載の金属塑性加工用ポンチ
   。
5. （５）前記本体側面へ長さ方向にスリットを設けてなる
   特許請求の範囲第１項記載の金属塑性加工用ポンチ。