打ち抜き金型及びその研削方法

【課題】長時間繰り返される打ち抜き加工において、ダイの貫通孔における側圧付与部の内壁に対する抜き片の食い付きが、良好に維持される打ち抜き金型及びその研削方法を提供する。
【解決手段】側圧付与部及びテーパー状孔部を備える貫通孔を有する打ち抜き金型のダイを一対の半割型で形成した。その一対の半割型のそれぞれにおいて、側圧付与予定部３の内壁３ｂを、上下方向の研削痕４４のみが形成された仕上げ研削面とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンチとダイとにより金属板を抜き加工する打ち抜き金型に係り、特にはダイに形成された貫通孔の内壁の耐摩耗性が向上すると共に、貫通孔の開口縁に欠けが発生し難い打ち抜き金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄板状の金属板に孔を穿設するために、パンチとダイとよりなる打ち抜き金型が用いられている。例えば、図７に示すように、打ち抜き金型により、金属板３０に長円孔３１が打ち抜かれる。この打ち抜きに際し、図８に示すように、金属板３０が、ダイホルダー３５に固定されたダイ３４のワーク載置面３４ａ上に載置される。そして、金属板３０は、ストリッパー３６で押さえ付けて固定されると共に、パンチ３３により長円孔３１が打ち抜かれる。ダイ３４に形成された貫通孔３８は、上部の側圧付与部３９と下部のテーパー状孔部４０とを備えている。この側圧付与部３９に抜き片３２が蓄積される。そして、所定数以上の抜き片３２が打ち抜かれた時、最下部の抜き片３２が、図９に示すように下方に落下してダイ３４から排出される。
【０００３】
このように、打ち抜かれた抜き片３２は、排出されるまでダイ３４の貫通孔３８に蓄積される。ところが、抜き片３２は、側圧付与部３９の内壁に対する食い付き力が不足すると、ダイ３４の上方へ飛び出すことがある。この「カス上がり」とも称される抜き片３２の上方への飛び出しを防止するために種々提案がなされている。
【０００４】
特許文献１に開示されている「打ち抜き加工機」では、ポンチ端面に付着した潤滑剤により、抜き片がダイの貫通孔から上方へ引き抜かれることを防止する。この引き抜き防止のために、ポンチ端面に、臨界表面張力５０ｄｙｎ／ｃｍ以下の物質からなる被覆を施している。この被覆により、ポンチ端面に潤滑剤が付着しないようになっている。
【０００５】
特許文献２に開示されている「カス上がり防止金型及びその加工方法」は、リードフレームを製作するための打ち抜き金型である。この金型においては、ダイ内面の局部に砥石を押し付けることにより溝を加工している。そして、その溝周辺の隆起により、ダイ内面は、凹凸形状を有する粗さに仕上げられる。この凹凸形状により、ダイ内面に対する抜き片の食い付きが良くなって、カス上がりが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−２３８３５８号公報
【特許文献２】特開平０９−３１４２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図８に示すように、パンチ３３の先端に刃部３３ａが形成されると共に、その内側が凹部３３ｂとなっているような場合には、潤滑剤の付着によるカス上がりは起き難い。このため、このパンチ３３においては、特許文献１の表面張力に係る処理は不要である。
【０００８】
抜き片の食い付きを良くするための特許文献２の凹凸形状部分は磨耗し易い。従って、定期的な溝加工が必要となるので、メンテナンスコストが嵩むことになる。
一般的に行われる打ち抜き加工として、図８、９を用いて説明した金型は、ダイ３４の側圧付与部３９の内壁の寸法精度と面粗度とを所定範囲に仕上げている。これにより、側圧付与部３９の内壁に対する抜き片３２の食い付きを良くしている。このため、図１０及び図１１に示すように、冶具研削盤のように精密研削が可能な研削盤を用いて、側圧付与部３９の内壁を研削している。この研削は、回転する砥石４１をワーク載置面３４ａに沿う方向の矢印４２方向に移動させて行われる。
【０００９】
この側圧付与部３９に対する研削においては、図１２に示すように、砥石４１の移動方向に沿って筋状の研削痕４３が出現する。この研削痕４３が、パンチ３３の抜き方向３７において連続する凹凸形状となるため、凹凸の凸形状部分は、抜き片３２の外周部の圧接移動により磨耗され易い。そして、磨耗した側圧付与部３９は内径が大きくなる。この結果、側圧付与部３９の内壁に対する抜き片３２の食い付きが悪くなるので、抜き片３２のパンチ３３側への飛び出しが起きる。
【００１０】
また、研削痕４３をホーニング加工等によって取り除き、側圧付与部３９の内壁を、より凹凸の少ない面とすることも行われる。これにより、所定の寸法精度と面粗度とが得られるので、磨耗量を低減することができると共に、側圧付与部３９の内壁に対する抜き片３２の食い付きを維持できる。しかし、加工コストが嵩む問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、長時間繰り返される打ち抜き加工において、ダイの貫通孔における側圧付与部の内壁に対する抜き片の食い付きが、良好に維持される打ち抜き金型及びその研削方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記問題を解決するために請求項１に記載の打ち抜き金型の発明は、パンチと、そのパンチの挿通を許容する貫通孔が形成された一対の半割型よりなるダイとにより金属板を抜き加工する打ち抜き金型において、前記貫通孔に備えられ、抜き加工された抜き片を蓄積するための側圧付与部の内壁に、前記パンチの抜き方向に沿う方向のみの研削痕が形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
上記構成によれば、ダイの貫通孔における側圧付与部の内壁を、パンチの抜き方向に沿う方向のみの研削痕が形成された研削仕上げ面とした。このため、パンチの抜き方向に直交する方向の研削痕が形成された場合と異なり、側圧付与部の内壁の磨耗が進み難い。このため、側圧付与部の内壁に対する抜き片の食い付き力を長時間維持することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の打ち抜き金型において、前記貫通孔は、前記側圧付与部と共に、前記抜き片を排出するためのテーパー状孔部を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に記載の打ち抜き金型の研削方法の発明は、請求項１に記載の打ち抜き金型の研削方法であって、前記一対の半割型のそれぞれの貫通孔予定部の内壁を、前記パンチの抜き方向に直交する方向の回転軸を有すると共に、回転しながら前記抜き方向に沿って移動する円盤状の砥石の外周面により仕上げ研削することを特徴とするものである。
【００１６】
上記構成によれば、パンチの抜き方向に直交する方向の回転軸を有すると共に、回転しながら抜き方向に沿って移動する円盤状の砥石により、一対の半割型のそれぞれの貫通孔予定部の内壁を研削仕上げするようにした。このため、貫通孔予定部の内壁には、パンチの抜き方向に沿う方向のみの研削痕が形成される。従って、一対の半割型を用いてダイを形成した時、そのダイの側圧付与部の内壁における磨耗の進行を遅らせることができる。また、ホーニング加工による側圧付与部の内壁の仕上げを省くことができるので、加工コスト削減が可能となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の打ち抜き金型の研削方法において、前記半割型は、水平移動可能及び回動可能な加工テーブル上に固定されると共に、前記砥石と半割型の内壁とが非接触状態にある時、前記加工テーブルの水平移動及び回動と共に移動されて、前記砥石による研削位置がずらされることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ダイの貫通孔における側圧付与部の内壁を、パンチの抜き方向に沿う方向のみの研削痕が形成された研削仕上げ面としたので、パンチの抜き方向に直交する方向の研削痕が形成された場合と異なり、側圧付与部の内壁の磨耗が進み難い。従って、側圧付与部の内壁に対する抜き片の食い付き力を長時間維持することが可能な打ち抜き金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態における一対の半割型よりなる打ち抜き金型を示す斜視図。
【図２】半割型を示す斜視図。
【図３】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図。
【図４】半割型の研削の態様を示す一部断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）の順に姿勢を変える半割型に対する研削の態様を示す平面図。
【図６】貫通孔予定部における研削軌跡を示す正面図。
【図７】打ち抜かれたワークを示す平面図。
【図８】従来技術の打ち抜き型によりワークが打ち抜かれる寸前の態様を示す断面図。
【図９】上記打ち抜き型によりワークが打ち抜かれた態様を示す断面図。
【図１０】従来技術のダイの側圧付与部の研削の態様を示す平面図。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ矢視断面図。
【図１２】研削面を示す拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜６を用いて説明する。なお、従来技術と同一の構成については、その説明において用いた同一の符号を用いるものとする。
【００２１】
図１〜３に示すように、本実施形態の打ち抜き金型のダイ１は、一対の半割型１ａ、１ｂを、それぞれの合接面５で合接した上で、ダイホルダー３５の設置部３５ａに設置して用いられる。設置されたダイ１の平面視長円状の貫通孔３８は、側圧付与部３９とテーパー状孔部４０とを備えている。
【００２２】
半割型１ａは、互いに平行な上面６ａと下面７ａとを有する直方体であり、半割型１ｂは、互いに平行な上面６ｂと下面７ｂとを有する直方体である。一対の半割型１ａ、１ｂのそれぞれは、長手方向の１側面側に、貫通孔予定部２としての側圧付与予定部３とテーパー状孔予定部４とを備える。それぞれの側圧付与予定部３が対向配置されて側圧付与部３９となり、それぞれのテーパー状孔予定部４が対向配置されてテーパー状孔部４０となる。また、下面７ａ、７ｂは、パンチ３３の抜き方向３７に直交する面である。
【００２３】
そして、側圧付与予定部３の内壁３ｂには、抜き方向３７に沿う方向のみの研削痕４４が形成されている。この研削痕４４は、図２の拡大図において理解を容易とするために筋状に描かれているが、実際は肉眼では視認不能な痕である。本実施形態における研削痕４４が形成された面は、中心線の平均粗さ（Ｒａ）が０．２ａ以下である。
【００２４】
図４に示すように、研削加工においては、半割型１ａは、水平移動可能且つ垂直な回動軸を中心に回動可能な加工テーブル１０上のマグネットチャック１１に固定されている。また、半割型１ａに対する研削加工を施す砥石１２は、上下方向に及び砥石１２に対する前後方向に移動可能に図示しない機体に支持されている。このような構成により、三次元曲面を有する貫通孔３８を形成するために、半割型１ａの側圧付与予定部３及びテーパー状孔予定部４に対するコンタリング研削が施される。
【００２５】
そして、半割型１ａの内壁３ｂ及びテーパー状孔予定部４の内壁４ｂに対する研削加工は、抜き方向３７に直交する方向の回転軸１２ａ（図５参照）を有すると共に、抜き方向３７に沿って回転しながら移動する円盤状の砥石１２の外周面によって行われる。即ち、図４に示すように、内壁３ｂを研削する位置にある砥石１２の中心位置Ｃ１から、内壁４ｂを研削する位置にある砥石１２の中心位置Ｃ２への移動は、抜き方向３７を含む平面に沿っている。
【００２６】
また、図５（ａ）に示すように、回転する砥石１２は、紙面に垂直な方向の（抜き方向３７を含む）平面に沿って移動し、側圧付与予定部３の端部内壁３ａ及びテーパー状孔予定部４の端部内壁４ａを研削する。そして、砥石１２による研削の１行程が終了した時、砥石１２の先端部１２ｂと端部内壁３ａ、４ａとは非接触状態となる。この非接触状態において、半割型１ａは、時計方向に回動すると共に水平方向に移動して、先端部１２ｂによる次の研削行程の開始位置に位置合わせされる。
【００２７】
このように、端部内壁３ａ及び端部内壁４ａの研削と、半割型１ａの回動等による研削位置の移動とが繰り返されて、半割型１ａの一方の端部の内壁の研削が行われる。そして、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、一方の端部から他方の端部へ研削行程の位置を変えながら、半割型１ａに対する研削加工が行われる。即ち、図６に示すように、砥石１２の先端部１２ｂと端部内壁３ａ、４ａとが非接触状態にある時に、先端部１２ｂは、半割型１ａの回動等により、相対的に横方向の進路Ｓ２を辿って次の研削開始位置へと移動する。そして、研削に際しては、砥石１２の移動に伴い、先端部１２ｂは、縦方向の進路Ｓ１を辿って移動する。従って、側圧付与予定部３の端部内壁３ａを含む内壁３ｂには、図２に示したように、抜き方向３７に沿う方向の研削痕４４のみが形成される。
【００２８】
この研削痕４４の場合は、図１２に示した研削痕４３のように、パンチ３３の抜き方向３７において、凹凸形状が連続するために磨耗され易い従来技術の場合と異なり、抜き片３２の外周部が圧接移動することによる磨耗量が少ない。従って、ダイ１の貫通孔３８の一部を構成する側圧付与部３９の内壁は、抜き片３２の外周部が圧接状態で繰り返し通過しても磨耗し難くい。このため、本実施形態のダイ１は、従来技術のダイ３４に比べて、抜き片３２の側圧付与部３９に対する食い付き状態を、良好に保つことができる時間を長くすることができる。即ち、打ち抜き金型の寿命を延ばすことができる。側圧付与部３９の開口縁における欠けが発生し難くなるので、更に打ち抜き金型の寿命を延ばすことができる。
【００２９】
なお、上記実施形態の研削加工では、半割型１ａについて述べたが、半割型１ｂに対する研削加工も同様に行われる。
また、本実施形態においては、側圧付与予定部３とテーパー状孔予定部４とのそれぞれの内壁を１行程として連続して研削するようにしたが、側圧付与予定部３の内壁のみを、縦方向の進路Ｓ１を辿るように仕上げ研削するようにしてもよい。そして、テーパー状孔予定部４の内壁を、任意の方向に移動する砥石１２により適宜粗さの仕上げ面となるように研削した場合、仕上げ研削に係る加工時間を短縮することができる。
【００３０】
従って、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、ダイ１の貫通孔３８の一部を構成する側圧付与部３９の内壁を、パンチ３３の抜き方向３７に沿う方向の研削痕４４のみが形成された仕上げ研削面であるようにした。このため、側圧付与部３９に対して抜き片３２の外周部が圧接状態で通過することによる磨耗量を減少させることができる。また、側圧付与部３９の開口縁における欠けが発生し難くなる。従って、打ち抜き金型の寿命を延ばすことができる。
【００３１】
（２）上記実施形態では、側圧付与部３９の内壁を、パンチ３３の抜き方向３７に沿う方向の研削痕４４のみが形成されるように研削すると共に、研削面における中心線の平均粗さ（Ｒａ）が０．２ａ以下となるように精密研削した。このため、抜き方向３７を横切る方向に形成された研削痕４３をホーニング加工等により除去する場合と異なり、側圧付与部３９内壁の仕上げ加工コストを低減することができる。
【００３２】
（３）上記実施形態では、ダイ１を一対の半割型１ａ、１ｂにより構成した。そして、それぞれの半割型１ａ、１ｂにおける、側圧付与予定部３とテーパー状孔予定部４との内壁をコンタリング研削により仕上げるようにした。このため、任意の形状の三次元曲面を有する貫通孔３８を備えたダイ１を、容易に形成することができる。
【００３３】
（変更例）
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・一対の半割型１ａ、１ｂの形状を対象形状としたが、非対称形状とすること。
【００３４】
さらに、上記実施形態より把握できる技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
（イ）前記側圧付与部の内壁は、研削加工により仕上げされた中心線の平均粗さ（Ｒａ）が０．２ａ以下である研削面であることを特徴とする請求項１に記載の打ち抜き金型。このように構成した場合、ホーニング加工により研削痕を除去する必要がないので、加工工数を低減することができる。
（ロ）前記貫通孔は、コンタリング加工により研削された三次元曲面を有することを特徴とする請求項１又は（イ）に記載の打ち抜き金型。このように構成した場合、任意の形状の三次元曲面を有する貫通孔を備えたダイを容易に形成することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１，３４…ダイ、１ａ，１ｂ…半割型、２…貫通孔予定部、３ｂ，４ｂ…内壁、１０…加工テーブル、１２…砥石、１２ａ…回転軸、３２…抜き片、３３…パンチ、３７…抜き方向、３８…貫通孔、３９…側圧付与部、４０…テーパー状孔部、４３，４４…研削痕。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチと、そのパンチの挿通を許容する貫通孔が形成された一対の半割型よりなるダイとにより金属板を抜き加工する打ち抜き金型において、前記貫通孔に備えられ、抜き加工された抜き片を蓄積するための側圧付与部の内壁に、前記パンチの抜き方向に沿う方向のみの研削痕が形成されていることを特徴とする打ち抜き金型。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記側圧付与部と共に、前記抜き片を排出するためのテーパー状孔部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の打ち抜き金型。
【請求項３】
請求項１に記載の打ち抜き金型の研削方法であって、前記一対の半割型のそれぞれの貫通孔予定部の内壁を、前記パンチの抜き方向に直交する方向の回転軸を有すると共に、回転しながら前記抜き方向に沿って移動する円盤状の砥石の外周面により仕上げ研削することを特徴とする打ち抜き金型の研削方法。
【請求項４】
前記半割型は、水平移動可能及び回動可能な加工テーブル上に固定されると共に、前記砥石と半割型の内壁とが非接触状態にある時、前記加工テーブルの水平移動及び回動と共に移動されて、前記砥石による研削位置がずらされることを特徴とする請求項３に記載の打ち抜き金型の研削方法。

【図１】