JPH0319796A - 打抜き方法 - 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、板状などの材料から所望の形状の製品を抜き
取る打抜き加工の方法に関する。

更に詳しくは、打抜きと同時に被加工材の切口面を打抜
き刃の側面形状通りに賦形する方法に関する。

［従来の技術コ 打抜き加工は、ルータ加工、ドリル加工等の機械加工に
比べて、作業が簡便、且つ加工時間が短いなどの利点か
ら、比較的薄いシートから所望形状の素材を大量に効率
よく抜き取る場合に用いられる。

しかし、一般的には、材料を分離する手段としてのみ使
用されており、材料の切口面を所望形状に賦形する手段
としては、全く、使用されていなかった。

例えば、材料の切口面をテーバー、或いは段例き形状に
するには、前述のルータ加工等の特殊な機械加工を使用
せざるを得なかった。

［発明が解決しようとする課題コ 本発明の目的は、従来と全く異なる新規な加熱方法をも
って、打抜き加工では困難とされていた被加工材の切断
（切口）面の形状賦形を打抜きと同時に達成する方法を
提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明者らは、
打抜きと同時に被加工材の切断面を所望形状に賦形する
方法を鋭意検討した結果、打抜きにあたり、被加工材の
せん断加工領域を局部的に高周波誘電加熱し被加工材を
軟化させた後、打抜きを行なうと同時に打抜き刃先の側
面形状を転写させる方法が技術的にも経済的にも優れる
ことを見出し本発明に至った。

即ち、本発明は、被加工材のせん断加工領域を、被加工
材の軟化温度以上に高周波誘電加熱して打抜くことを特
徴とする打抜き方法である。さらに詳しくは、被加工材
の切断面に賦形したい形状を打抜き刃の側面に付与し、
該打抜き刃を高周波発振器の電極の一部として構成せし
め、打抜きにあたり、被加工材のせん断加工領域を局部
的に被加工材の軟化温度以上に高周波誘電加熱して、且
つ、打抜き後の製品側の切断部付近め被加工材表面を材
料押えで加圧し、瞬時に被加工材のせん断線に沿う局所
的な材料変形能を向上させて打抜くことと同時に打抜き
刃先の側面形状を被加工材に転写することを特徴とする
ものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に用いられる打抜き金型は、被加工材のせん断分
離機構の観点から突切り（押切り）方式であるナイフ刃
型が好ましい。

即ち、ナイフ型は、ポンチ、ダイス型（雄、雌型）に見
られるような打抜き紹了（ブレイクスルー）後一気にせ
ん断荷重が低下するせん断分ｌｉｆｔ機構と異なり、打
抜き刃が被加工材を完全番こ貫通した後、更に刃先が下
敷き材料内に食ｌ７）こみ、ゼ“ん断荷重はむしろ上昇
する。従って上記ポンチ、ダイス型とは異なり、下電極
側が刃を有しなｌ／）平板である。これは、打抜き刃の
側面形状を被加工材に転写する上で非常に有効である。

本発明においては打抜き刃の側面に、目的の被加工材打
抜き後の側面形状を施しておく。例え←ｆテーパー状や
段付の打抜き刃にすることにより、対応する側面形状が
打抜きと同時に被加工材番こ賦形される。

本発明にいう被加工材の軟化温度以上の罵度とは、被加
工材の種類、即ち材料固有の温度・粘度特性によって異
なるが、非結晶性合成樹脂材才：１は、ガラス転移温度
　（Ｔ　ｇ）以上、流動温度　（Ｔ　ｆ）以下に設定す
るとよい。結晶性合成樹脂の場合は溶融温度　（Ｔ　ｍ
）以下であって、その近傍が好ましい。

例えば、非結晶性のアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）は１００
〜１８０゜Ｃ範囲に、結晶性合成樹脂のポリエステル（
ＰＥＴ）は１３０〜１６０°Ｃの範囲にするとよい。

加熱温度が高過ぎると材料が柔くなり過ぎ、切断面のだ
れが大きくなり、また打抜き刃先の側面形状の切断面へ
の転写が甘くなり、極めて悪い切断面となる。従って加
熱温度を最適にすることが本発明では非常に重要である
。

被加工材に印加する高周波電界強度は、加熱時間を短縮
する観点から、被加工材の絶縁破壊電圧を越えない範囲
で大きい方が望ましい。

高周波誘電加熱の場合、被加熱物に投入される電力、即
ち被加熱物内に生じる誘電体損失は、被加熱物に与える
高周波電界の周波数をｆ　（ｃ／ｓ）電界強度なＥ　（
Ｖ／ｍ）　．被加熱物の体積をΩ（ｍ３）、比誘電率を
ε，、誘導体力率をｔａｎδとすれば、それらの積、（
５／９）　ＸＩＯ−１’Ωｆ　Ｅ２ε，−　ｔａｎδで
表わされ、この内ε，　，　ｔａｎδは周波数ｆによっ
て値が異る場合が多いので、打抜きの際、被加工材を効
率よく加熱するには、電界強度もさることながら被加工
材の誘電特性と周波数との関係を最適に合せることが重
要である。

又、加熱の際、被加工祠の含む水分の影響は非常に大き
い。水など永久多極子をもつ物質に交番電界を加えると
大きな誘電体損失を生じる。従って、含水率の大きい被
加工材は、水分の速熱性とその潜熱の効果で非常に速く
加熱される利点を有する。

本発明において材料押えは打抜き後の製品側のせん断部
付近の被加工材表面を加圧するが、その材質は被加工材
の加熱温度によって、例えば、非誘電性のガラス繊維補
強等の硬質ＰＴＦＥ樹脂板、セラミックス等の電気的絶
縁材料が用いら２′・，る。

本発明に用いられる被加工材は、誘電物質であれば何で
もよく、例えば合成樹脂では、メタクリル樹脂（ＰＭＭ
Ａ）．ポリカーボネー１・（ＰＣ）、塩化ビニル（ＰＶ
Ｃ）．ポリエステル（ＰＥＴ）．ポリオキシメチレン（
ＰＯＭ）．ナイロン（Ｎｙ６、Ｎｙ６６など）、フェノ
ール樹脂など挙げられるが、ポリエヂレンやボリブロピ
レンなとの本来的に極性基をもたず、それ自体高周波誘
電加熱できないポリオレフィンなどでも、あらかじめ極
性分子を分散させたものであればよい。

又、カーボンのような伝導電子が混合された非誘電性の
合成樹脂は、誘電損による発熱でなく、伝導電流による
オーム損によって発熱するが、この種の合成樹脂も適用
可能である。

前述のように、被加工材が誘電物質であれば、本発明の
方法が適用できるが、アクリル樹脂など従来打抜き加工
が不適とされてきた脆性難加工材料に、特に本発明の方
法が有用である。又、アクリル樹脂は含水率が大きい点
からも、被加工材として最も好ましい。

本発明にいう打抜き加工とは、板状、線状または棒状な
どの材料に、所要の断面の寸法、形状に材料を切断し、
分離する加工法を総称する。

本発明にいう高周波誘電加熱とは］．ＭＨｚ〜３０００
Ｍ　Ｉ｛　ｚの周波数を使った誘電加熱を総称する。

いわゆるマイクロ波誘電加熱も含むものとする。

第１図に本発明に用いられる打抜き型装置の概略構成図
を示す。

第１図において、］ａはプレス」二盤、２は高周波発振
器の上電極である打抜き刃で被加工材に必要な所望の側
面形状を刃先に付与している。本発明においては第１図
に示した様な段差を有する形状でも容易に賦形すること
ができる。３は被加工材、４ａは材料押えで第ｌ図では
内側を製品とするために打抜き刃の内側に設けられてい
る。４１〕は月料押えを加圧するためのスプリング、５
は打抜き刀先端保護用の下敷き板で、４と同様に非誘電
性の材料が用いられる。１ｂはプレス下盤（下電極）、
６は高周波発振器である。

本発明において、被加工材のせん断加工領域の加熱に高
周波誘電加熱を用いるのは、高周波誘電加熱は、熱放射
や熱伝導による物質の外部からの加熱と異り、熱伝導に
関係なく高周波電力に比例して急速に加熱できること、
高周波電界をかけた部分のみ発熱すること、物質自体が
発熱するため内外部共均一に加熱できることなどの特徴
があり、熱伝導率の小さい合成樹脂シートを局所的に、
且つ短時間に均一加熱するのに優れるからである。

打抜きにあたり、被加工材のせん断加工領域だけを局部
加熱するのは、局部高周波電界をかけることにより、熱
の局部集中ができ、均一加熱されやすいこと、熱的要因
によって発生する打抜き製品の変形、反りが少ないこと
、打抜き製品の寸法安定性がよいことからである。

本発明においては、被加工材のせん断加工領域を被加工
材の軟化温度以上の温度に高周波誘電加熱しているため
被加工材に食いこませた打抜き刃先の体積相当分の局部
流動が材料内部に起こり、被加工材の切断部周辺にもつ
上りを発生せしめるが、材料押え４ａがこの切断部周辺
のもつ上りを抑えて、切断部に局部圧縮応力を発生させ
て打抜き刃先の側面形状の切断面への転写を容易にする
。

従って、抜き取る製品が打抜き刃の内側の場合は内側に
、外側の場合は外側に材料押えを設け、前述の切断部周
辺に発生するもり上りを、製品側で抑え、反製品側に逃
がす。よってテーパ状や段付きの側面形状であっても良
好に成形することができる。

第２図のＡに段付き側面形状を有するナイフ刃を打抜き
刃として利料押えがない状態で打抜かれた被加工材の形
態をＢ．Ｃに内側、外側、それぞれ製品側に材料押えを
設けた状態で打抜かれた被加工材の形態を示す。

Ｂ．Ｃではそれぞれ製品側の切断部周辺のもり上りがな
く、見栄えよく打抜かれている。

［実施例］ 実施例■ 直径５０ｍｍの刃先の内側側面形状を段付き形状にした
ナイフ刃型を用い、周波数４０Ｈｚ、出力３１クＷの高
周波発振器を用いて第１図の装置構成で板厚２ｍｍのメ
タクリル樹脂板（旭化成工業製、デラグラスＡ）のせん
断加工領域を約１３０℃に高周波誘電加熱した後、せん
断速度１　ｍｍ／ｓｅｃで打抜いた。

製品は割れずに、且つナイフ刃内側のせん断面は滑らか
で、ナイフ刃の内側側面形状通りに賦形されていた。ま
た、打抜き製品に変形、反りも全く見られなかった。

比較例１ 実施例１と全く同様の装置構成で、板厚２ｍｍのメタク
リル樹脂板（旭化成工業製、デラグラスＡ）を熱風オー
ブンで１３０℃に加熱した後、高周波誘電加熱せずに、
せん断速度１　ｍｍ／ｓｅｃで打抜いた。製品は割れず
に，打抜けたが、ナイフ刃のせん断面の形状転写が甘く
、且つ打抜き製品の変形、反りも大きく、製品価値が全
くなかった。

［発明の効果］ 本発明により、従来ルータ加工等の特殊な機械加工によ
ってのみ所望の端面形状が得られていた製品が、経済的
な打抜き法によって得ることができ、又、脆性の高いも
のでも割れやソリもなく、打抜くことができ、工業的に
ひじように有用である。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の打抜き方法を実施する打抜き装置の概
略図であり、第２図は従来の方法と本発明とを比較する
断面図である。 ２：打抜き刃　　　　３・被加工材 ４・材料押え

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加工材のせん断加工領域を、高周波発振器の電
   極である打抜き刃により、被加工材の軟化温度以上に高
   周波誘電加熱し、且つ製品側の切断部付近の被加工材表
   面を材料押えで加圧して打抜くことを特徴とする打抜き
   方法。