JPH0262342B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は冷間塑性加工のボルト用仕上げパンチ
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、ボルト等につば付き六角ボルトの仕上げ
パンチ加工時においては、ニブに形成された六角
孔の各面にかかる大きな力によつて六角孔の各角
部にこれを割ろうとする大きな集中力が働くこと
により、六角孔の各角部で割れ易いという欠点が
あつた。これを防止するための対策として、例え
ば第１図に示すように６個のニブ小片１を組合せ
てニブ２とし、ニブ２外周を円形に加工し、次に
内周が円形のブツシユ３に嵌め、更にブツシユ３
をパンチケース４に嵌めていた。こうしてブツシ
ユ３およびパンチケース４により横方向負荷と応
力を吸収しニブ２を補強していたのである。しか
しこの様な補強でもニブ２の欠け割れはなくなら
ず、更に一層の改良が望まれていた。またニブ２
は超硬合金で製造されているため、ニブ小片１を
組合せた後、これの外周をブツシユ３に嵌めるた
め円形に加工するということは、非常な困難を伴
うという欠点があつた。

［発明が解決しようとする問題点］ そこで本発明は、まず、ニブ２の欠け割れを減
少させるため鋭意検討を重ねた。そして発見した
ことはニブ２の欠け割れは、第２図の様にニブ２
内周の六角形の角部５および角部５より半径方向
延長線上に多く発生することであつた。そこでそ
の原因を追求し次の様な仮説をたてた。すなわち
ニブ２の厚みは角部５より半径方向延長線上（つ
まりニブ小片１の境目）が長さ（Ｓ）と一番薄
く、角部５と角部５との中央付近の厚みが長さｌ
と一番厚く、この厚さの違いがブツシユ３の締付
け力に対し不均衡をもたらし、パンチ加工時一番
大きな負荷がかかり、しかも一番薄い個所付近が
破損するのではないかとの説である。そこでこの
仮説を確かめるために一番大きな負荷がかかる角
部５付近を一番厚くするニブ２の形状について検
討し第３，４図に示すボルト用仕上げパンチを考
えた。同図において１はニブ小片で、脚６と７は
等しい長さで上底８は下底９よりも短い等脚の台
形形状である。このニブ小片１を６個、上底８を
内側にし、脚６，７をそれぞれ接触させて組合
せ、内周および外周共に正六角形のニブ２とす
る。ニブ２の外周には、内周がニブ２外周と相似
の正六角形で、外周が円形のブツシユ３が嵌めて
ある。ブツシユ３の内周はニブ２外周より若干小
さめの寸法であり、ニブ２はブツシユ３の内側へ
圧入するか或いは焼きばめされている。ブツシユ
３外側には更にパンチケース４が圧入或いは焼き
ばめすることによつて嵌められている。

このように構成されたボルト用仕上げパンチを
用いてのボルト製造において、第４図のようにダ
イス１０にクランプされた荒押済六角ボルトの頭
部１１にパンチピン１２によるパンチング力が加
わると、同頭部１１はニブ２の内周に対応した六
角形に成形される。この成形時にかかる六角孔１
３各面の負荷は、六角孔１３各角部５を割る力と
して作用するが、このパンチでは角孔１３の中心
１４とニブ２外周とを結ぶ線上の厚みは、ニブ小
片１の境目が長さＳと一番厚くなる。言い換えれ
ば一番耐久力を必要とする個所が一番厚く形成さ
れている。そのため、割れに対する抵抗力が従来
品に比べて一段と向上するようになつた。また、
ニブ２の外周は従来品の様に円形に加工する必要
がなく、台形形状のニブ小片１を組合せるだけで
そのまま使用できる。そのため超硬合金を加工す
る手間が省けパンチの製作コストを大幅に引き下
げることができるようになつた。

しかしこのような第３，４図に示すボルト用仕
上げパンチであつても、なお耐久性に充分でなく
更に高性能のボルト用仕上げパンチが要望されて
いる。

［発明の目的及び問題点を解決するための手段］ そこで本発明者は数々の実験を重ねた結果、特
定の個所に切欠きを設けると更に耐久性が増すこ
とを見出し本発明を完成した。

すなわち本発明の目的は従来品よりも遥かに耐
久性に優れたボルト用仕上げパンチを提供するこ
とにあり、かかる目的は等脚台形形状のニブ小片
を６個組合せ内周および外周が正六角形のニブと
し、その外側に内周が正六角形で外周が円形のブ
ツシユを嵌め、更にその外側にパンチケースを嵌
めたボルト用仕上げパンチにおいて、ニブ小片の
境めと外周との交点付近のニブ小片に応力逃がし
用切欠きを設けたことを特徴とするボルト用仕上
げパンチにより達成される。

［作用］ 本発明のパンチは、複数個のニブ小片を組合
せ、その外周にブツシユが嵌挿され、しかもニブ
小片の一部を切欠くことにより応力逃がし用切欠
きを設けている。この切欠きにより成形加工時に
ニブが第３図の加工孔１３内部より放射状にうけ
る内圧Ｐ、および外周のブツシユからうける周辺
方向の引張り応力（たが張り応力ともいう）が吸
収され、ニブの角部およびニブ小片の境介に発生
する割れの発生率を低くおさえることができる。

［実施例］ 以下に本発明を詳細に説明するに、第５図は本
発明実施例であつて、本実施例では、ニブ小片１
の境目１６と外周との交点付近に応力逃がし用切
欠き１７を設けている。この切欠き１７はこの部
分に応力が集中するのを防止してニブ２の割れを
一層減少させる。この理由は次の様に推定され
る。すなわち、パンチングの際は、第５図の矢印
で示す様に六角孔１３に強力な内圧Ｐが作用す
る。円管が内圧を受けると管壁には円周方向の引
張り応力（円周応力又はたが張り応力ともいう）
が生ずるが、本実施例の場合も内圧Ｐによりニブ
２の内壁に円周応力が発生する。この円周応力に
より六角孔１３の角部５と切欠き１７とに応力の
集中が起こる。切欠き１７がないと、角部５のみ
に応力が集中し割れ易くなる。切欠き１７がある
と応力が分散し割れが大幅に減少するものと考え
られる。

なお、当然のことであるが、上記両実施例にお
ける六角孔１３は四角孔であつても良い。

［発明の効果］ 以上詳述した様に本発明ボルト用仕上げパンチ
は、冷間加工時ニブが破損しにくく、ニブを交換
することなく長時間冷間加工することができる。
つば付六角ボルトの冷間加工時には、ニブの口元
を広げようとする力が更に強く働くため、本発明
は特に有用である。

また本発明は、ニブの外周を円形に加工する必
要もないので、製造が簡単でコストも安価に済む
という利点もある。

本発明がこのように優れた耐久性を発揮する理
由は、理論的に確固として究明していない。しか
し次の理由が推定されるが、恐らく次の(1)〜(4)の
要因が相乗的複合的に作用しているのではないか
と考えられる。

(1) 前述の作用で述べた通り、応力逃がし用切欠
きが応力を吸収する。

(2) 切欠きが、成形工具内にこもる空気や機械油
を逃がし、それらがエアクツシヨン、ハイドロ
クツシヨンとして悪影響を及ぼすのを防止す
る。

(3) ニブ小片の材料である超硬合金をミクロン単
位で精密曲面加工するのは難しいが、本発明で
はニブ小片の外周が正六角形であるため、外周
か円形であるものよりも精密加工がし易い。

(4) 切欠きの働きにより、締め付け力が内部のニ
ブ小片に確実に伝達される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の仕上げパンチの１例を示す分解
斜視図、第２図は従来のニブの割れる状態を示す
正面図、第３図は従来の仕上げパンチの別例を示
し、イは分解斜視図、ロは正面図であり、第４図
は同例を使用する状態を示す断面図、第５図は本
発明の実施例を示す正面図である。 １……ニブ小片、２……ニブ、３……ブツシ
ユ、４……パンチケース、５……角部、１０……
ダイス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 等脚台形形状のニブ小片を６個組合せ内周お
   よび外周が正六角形のニブとし、その外側に内周
   が正六角形で外周が円形のブツシユを嵌め、更に
   その外側にパンチケースを嵌めたボルト用仕上げ
   パンチにおいて、ニブ小片の境目と外周との交点
   付近のニブ小片に応力逃がし用切欠きを設けたこ
   とを特徴とするボルト用仕上げパンチ。