JPS6240946A - 金属物品塑性加工用ポンチ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属物品塑性加工用のポンチに係り、更に詳
しくは、車圧プレス機、多段プレス機、鍛圧ヘソグー機
、又は多段ホーマー機等による高速の金属物品の塑性加
工時に使用されるポンチ類において、その頭部と胴部と
を分離して製作し、使用時には該両者を結合して一体化
して使用するとともに、適宜頭部或は胴部を交換できる
ように構成した金属物品塑性加工用のポンチに関するも
のである。

（従来の技術） 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
って発生ず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ごとにより製作されてい
る。

例えば、第７図（イ）として示したように、従来のポン
チａば鋼材等を適宜円柱形等に加工するとともに、基端
につば部ａ２を設け、且つ、その頭部ａ１を円↑（Ｃ形
等に成形し、図示のように頭部中心点ｐを小突出状とし
、そして前記高速下での金属塑性加工時の衝撃等にも耐
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ａとして製作されている。

（発明が解決しようとする問題点） 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その２−
２線断面を示す同図（ロ）のように、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ｐがミクロ的に本体内に没入し、この
繰返しによる該突部ｐの切損や割れ等を生しる問題があ
り、重大な欠点となるものであった。

そして、このような先端突部ｐの折損や割れ等、或は本
体胴部の変形等の現象が発生すれば、ポンチａ自体が廃
棄或はスクラップ化されるものとなるので、その経済的
損失も大きく、この改良が望まれる状況にあった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような現況に鑑みなされたもので、ポン
チ頭部と胴部とを分離して製作し、使用時には両者を結
合一体化させるとともに、ポンチ頭部の損耗等の発生に
より適宜該頭部或は胴部のみ取替えて再使用できる改良
されたポンチを提供するものである。例えば、その基本
的な実施例を示す第１図〜第３図に基づいて説明すると
、まず、第１図において、ポンチＡは同図（イ）のよう
に、先端部ｐを突出形状とするとともに、基端側に前記
先端部ｐの中央部を貫通ずるｊｍ孔１ｂと連ｉｆｆ＋さ
れた突設部１ａを設けたポンチ頭部１と、同Ｈ（ロ）で
示す該突設部１ａと嵌合できる嵌合孔２ａを内部」二面
に開設し、下端につば部２ｂを設けたポンチ胴部２とを
別体として製作し、使用時において、同図（ハ）のよう
に、前記頭部１の突設部１ａを胴部２の嵌合孔２ａに嵌
入させるとともに、該嵌合孔２ａ及び突設部１ａの各中
央部に設けた固定ピン挿入孔４ａ、４．ｂへ第３図とし
て示したような固定ピン４を挿通し、且つ、その突出端
４Ｃをナソ）４ｄ等で締結させて一体化する。

この際、図示のように、ポンチ頭部の棒体状突設部１ａ
内を中空体とするとともに、同図（ロ）で示すように胴
部２の内部中芯部を、つば部２ｂ位置の基端側へ開口し
た空洞３を形成したものは、その構成上液ポンチＡ自体
に対する熱処理が全体的に均等に行なえるようになるの
で好ましいものとなる。

又、第２回に、Ｂとしで示したボンデは、頭部５の突設
部５ａをねじ棒体で形成するとともに、胴部６内に該ね
じ棒体５ａを螺合できるねじ？、！ｊ　６ａを設け、使
用時において、同図（ハ）のように、前記頭部５の突設
部５ａを胴部６のねじ溝６ａに螺合させて、更に該ねじ
溝６ａ及びねじ棒体からなる突設部５ａの各中央部位置
に設ＬＪた固定ビン挿入孔４ａ、４ｂへ前記固定ビン４
を挿通ずることにより固定して一体化したものである。

なお、このポンチＢも本体内部に同図（ロ）のように、
空洞３を形成し、前記第１図で示したポンチ八と同様の
効果を期待できるように構成している。

一方、第４図として示したポンチＣは、例えば基端につ
ば部８ｂを設けた細径や小形部材からなり、該ポンチ自
体の熱処理が、比較的均等に全体的に負荷され易い形状
であるポンチを対象としたもので、従って、該ポンチ本
体内に空洞を設けることなく、その頭部７のねじ棒体か
らなる突設部７ａを別体からなる胴部８のねじ溝８ａに
嵌合さゼて一体化し、固定ピン４で該螺合部を固定した
ものである。

（作　用） そして、本発明に係る金属物品塑性加工用ポンチば、前
ｊＡｃの車圧、多段プレス機や鍛圧ヘソグー機又は多段
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、前記のように基端側に突設部を設けた頭部
と、該頭部を内部に嵌入し一体化される胴部との分離が
できるので、前記高速下での加工作業時において、その
頭部のチッピングや割れ等の現象が生じても、該頭部の
みを取替えて正常に作業を紺ｖεすることができる。

なお、第１図で示したように、ポンチ先端部ｐの中央部
を貫ｊｍする通孔】ｂと連）Ｍさせて突設部を設けた構
成からなるポンチへの場合には、塑性加工作業中、被加
工金属材料とボンデ頭部との間に、ポンチから供給され
た前記打込み等の衝撃により圧縮された状態の潤滑油の
一部を、前記小孔】ｂを通して逆にポンチ胴部２例の空
洞３へ流入させることにより、過剰な潤滑油の残渣成分
等による被加工金属材やポンチ頭部ｐの焼は現象等をな
くし、且つ、逆流させた潤滑油の再利用を可能とさせる
作用を行なうものとなる。

又頭部の複数回の取替え操作等により、前記胴部嵌合孔
やねじ溝等に消耗現象等が生じた場合や、胴部に当て傷
が発生した場合には、逆に該胴部の取替えを行ない正常
に作業を継続することができる。

従って、潤滑油等の使用効率を高めながらポンチ自体の
寿命を著しく長くさせるとともに、その取替え操作等に
より、各種金属物品に対する加工精度を極めて高くする
ことができるのである。

（実施例） 第５図、第６図は２９本発明に係るポンチの一実施例を
示す図である。まず、第５図において、ポンチＤは、先
端部ｐを突出形状とするとともに、基端側に突設部９ａ
を設けた頭部９と、図示のように、空洞１１を基端につ
ば部１０ｂを設けたポンチ胴部１０内に複数条、例えば
そのＸ−Ｘ線断面を示す同図（ロ）のように、４木の空
洞１１・・・を形成するとともに、各空洞１１・・・と
、その側面間に小孔１２・・・をポンチ胴部１０上部に
各々位置を変えて穿設し、且つ、該空洞１１の間を前記
小孔１２で連通してなり、更に、胴部１０」二面には、
前記突設部９ａと嵌合てきる嵌合孔１０ａを設けた構成
からなり、該頭部９と胴部１０の嵌合時において前実施
例と同様なビン挿入孔４ａ、４ｂを介して固定ピン４を
該嵌合部に挿通して両者を固定させ、前記同様一体化さ
せたものであり、又、第６図の場合は、特に熱間加工用
として好適な構成のポンチＥを示すもので、前記第２図
と同様な構成の頭部１３と、図示のように、基端につば
部１４ｂを設げたポンチ胴部１４芯部に空洞１１を形成
するとともに、該胴部１４側面に設けた小孔１２・・・
位置の基端側側面にスリンＨ５・・・を、例えば外側面
長さ方向に沿って適宜の長さおよび巾で複数条設けて構
成するとともに、該胴部１４−に面には、前記頭部１３
の突設部１３ａと螺合できるねじ溝１４ａを設りた構成
からなり、該頭部１３と胴部１４の螺合時において、前
実施例と同様に設けたピン挿入孔４ａ、４ｂを介して固
定ピン４を該螺合部に挿通して両者を固定させ、該ピン
突出端４ｃをナツト４ｄで固締し一体化させたものであ
る。

又、同図（ロ）は、そのＹ−Ｙ線断面を示すものである
。

なお、第５図、第６図として示したポンチＤ。

Ｅにおいては、頭部９．１３と胴部１．０．１４が各々
別体となっていることと、胴部１０．１４内に空洞１１
を形成していることから、該各ポンチＤ、　　Ｅに対す
る熱処理は該ポンチＤ、Ｅ全体に均等に施されるように
なるので、熱処理後はポンチ強度を著しく高めることに
なる。

次に、第５図、第６図の実施例にて示したポンチＤ、Ｅ
のの使用方法を説明する。

すなわち１、これらポンチＤ、Ｅの胴部１０．１４内に
は、空洞１１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、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ポンプから潤泪剤を供給
すれば、前記ポンチ胴体１０．１４の空洞１１から該側
面に連通開設させた小孔１２・・・をｉｌしてポンチＤ
、　　ＩＥ裏表面潤滑剤を添加補給させることができる
ので、被加工金属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、ポンチ胴部
空洞１１内に送給される潤滑剤によってポンチ胴部１０
．１４内体が冷却作用を受け、前記打込み等の衝撃等に
よる発熱を抑制することになる。

更に、第５図のようにポンチ胴部１４側面へ長さ方向に
スリット１５・・・を形成させた場合には、該スリソ目
５・・・から冷却水をボンデ胴部１４内部に導入しせ、
冷却作用を行わせることができるとともに、空洞１１と
該スリット１５を連ｊｆｆ！させた場合は、空洞１１か
ら導入した冷却水をポンチ胴部Ｅに適宜設けたスリット
１５・・・から放出させ、もって循環方式でポンチ本体
Ｅ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、具体的な実施結果を記載する。

実施例１ ＪＩＳに基づ（ＳＫＨ９種網を基材として、頭部径１８
ｍｍ、該突設部巾１３ｍｍ、長さ１０ｍｍで、その中央
部にピン挿入孔を設けたポンチ頭部と、上面に、前記突
設部を嵌合する嵌合孔を形成し、基端側を開口させて直
径６ｍｍの空洞を穿ち、更に、この空洞から、側壁との
間に直径３ｍｍの小孔を４個連通開設させた全長１５０
ｍｍの円柱形のポンチ胴部とを製作した。

次に、このポンチ頭部と胴部を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°Ｃ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、この分解可能としたポンチの硬度を測定した結果
、ＪＴＳに基づ＜　ＨＲＣは６２であった。

一方、ポンチとして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く、頭部と
胴部を同体としたポンチを製作し、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た潤滑油は、すべてロソキーオイ
ル−２５０（商品名：ローキー潤滑技研社製）を使用し
た。

実施例２ 実施例１と同様に、本発明に係るポンチと従来品を各々
調製するとともに、胴部側面へ長さ方向にスリットを形
成させ、これらをナンドの製作に適用し、それらの加工
特性を調べた。

すなわち、機種としてＨＮＰ−８０ホ一マー機を使用し
、又、加工材としてはヘアリング鋼Ｓ−４５０線材を対
象とし約１２００°Ｃ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．
００　ｍｍ、高さ９．００ｍｍのナンドを毎分８０個の
速度で製作した。

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。

（効　果） 以上のように、本発明に係る金属物品塑性加工用ポンチ
は、先端部を突出形状とするとともに、基端側に突設部
を設けた頭部と、前記突設部と嵌合できる嵌合孔を内部
上面に開設した胴部とからなるとともに、前記頭部と、
胴部を嵌合して一体となしたものであるから、金属物品
加工作業中におけるボンデ頭部の摩耗、或はチッピング
の発生に対しても、前記のようにポンチ頭部のみ取替え
ることにより再度加工作業に使用できるものとなる。こ
の際、当て傷等により胴部のみが損傷を受けた場合には
、該胴部のみ取替えれば再使用に供せられるものとなり
、よって、いずれの場合にもポンチ基材となる例えば鋼
材の大１１な節減と前記のように継続使用による生産性
の向上が実現される。

又、その頭部と、胴部の取替え或は結合ば、単に嵌合、
螺合等の操作後ピン体で固定すればよいので、作業も容
易であり、且つ、この操作の繰返しによって半永久的に
金属物品等の加工作業に使用でき、これから、寿命も長
く、効果的なポンチとして広い用途に適用できるものと
なるのである。

なお、前述のような本発明に係る頭部或は胴部交換によ
るポンチの再生使用並びに長寿命化が実施されることに
より、最新の高価な超硬合金や新材料をもポンチ材料と
して利用できるようになるので、材料の選択も広範囲に
でき、且つ、該材料等の特性を生かしてより精度の高い
ポンチを製作できるとともに、被加工物品に対する加工
精度を更に高めることができるメリットがある。

【図面の簡単な説明】

第１図、（イ）　（１１）　（＋＋）　、第２図、（イ
）　（＋＋）　（＋＋）　、第４図。 第５図、　Ｃイ）　（ｒｌ）　、　　第６図（イ）　（
ｏ）は、本発明に係る金属物品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横
断面を示す図、第３図は同固定ピンの一態様を示す斜視
図。 第７図（イ）（＋１）は、従来の金属塑性加工用ポンチ
の構成態様を示す正面説明図及びその横断面図である。 １．５，７，９．１３・・・ポンチ頭部２、　６．　８
．１０．１４・・・ポンチ胴部３．１１・・・空洞　　
　４・・・固定ピン１２・・・小孔　　　　　ｐ・・・
ポンチ先端部特許出願人　有限会社ロソキー潤滑技研第
７図　　第６図 第５図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属物品塑性加工用ポンチにおいて、先端部を突
   出形状とするとともに、基端側に突設部を設けた頭部と
   、 前記突設部と嵌合できる嵌合孔を内部上面に開設した胴
   部と、 からなり、且つ前記頭部と胴部を嵌合して一体となした
   ことを特徴とする金属物品塑性加工用ポンチ。
2. （２）前記突設部が棒体であり、且つ、胴部の嵌合孔が
   前記棒体を嵌入させる大きさであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の金属物品塑性加工用ポンチ。
3. （３）前記突設部が、ねじ棒であり、且つ、胴部の嵌合
   孔が前記ねじ棒を螺合できるねじ溝を有してなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属物品塑性加
   工用ポンチ。
4. （４）前記頭部と胴部を嵌合後、該嵌合部分に固定ピン
   を挿入して固定することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項又は第３項記載の金属物品塑性加工用ポ
   ンチ。
5. （５）前記胴部芯部に、基端側へ開口した空洞を形成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項又
   は第３項又は第４項記載の金属物品塑性加工用ポンチ。
6. （６）前記空洞を複数条設けてなる特許請求の範囲第１
   項又は第２項又は第３項又は第４項又は第５項記載の金
   属物品塑性加工用ポンチ。
7. （７）前記空洞から胴部側面へ小孔で連通開設してなる
   特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項又は第４項
   又は第５項又は第６項記載の金属物品塑性加工用ポンチ
   。
8. （８）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項又は第２項又は第３項又は第
   ４項又は第５項又は第６項又は第７項記載の金属物品塑
   性加工用ポンチ。
9. （９）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項又は第２項又は第３項又は第４項
   又は第５項又は第６項又は第７項又は第８項記載の金属
   物品塑性加工用ポンチ。