JPH03234321A - 金属板のバリ無トリム型及びトリミング加工方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は金属板のトリミング加工等に用いる加工工具及
び加工方法に関するものである。

［従来の技術］ 自動車部品などの金属板加工では、プレス機械によるピ
アス穴打抜きやトリミングなどの打抜き加工工程か必ず
含まれる。しかし、一般的にはこの際剪断端面にかえり
（以下バリと記す）を生じるものであり、このバリが高
くなると部品同士の組み合わせ不良を生しさせたり、塗
装時に塗料の乗りを悪くして耐蝕性を損なうなどの悪影
響を及ぼす。金属板の打抜き加工で生じるバリの高さを
許容値内に収めるためには、一般的な打抜き加工では型
のクリアランスを厳しくしたり、操業時における切刃の
摩耗管理を厳重にすることなどを従来行っている。

しかし、これらの対策は型構造や部品形状などにより必
ずしも十分に行えるものではない。実際には型の工作や
組立・取付は上の精度的な問題から、異形輪郭のトリム
型などの場合には全体を−定のクリアランスに仕上げる
ことは非常に困難て、部分的に大きなりリアランスとな
ることが避けられない。また、成形品の多くは立体形状
に成形された後にもトリミングに供されるため、被切断
加工材と切刃に角度を有する斜め切断が多用される。こ
の場合にも、角度が大きくなるとクリアランスか大きく
なったのと同じ現象を呈する。

このように、従来のクリアランスを厳しくする改善方７
去では、過大クリアランスの部分や斜め切断部分が存在
するため、成形品の一部に許容範囲外のバリを発生させ
ることが多いほか、クリアランスを小さくすればするほ
ど刃先の摩耗は増大し、さらにチッピング等の重大なト
ラブルを生じる可能性が大きくなる。そしてこの場合、
バリが製品側に生しるのか残材側に生じるのかは一義的
に決まらず、製品側にバリが生した時には前述の製品不
良を引き起こす。

発明者らは既に特願昭６３−１２０７１３において、バ
リ無打抜き方法を考案した。この方法は従来用いられて
いる型の片側（スクラップ側）に丸味もしくは面取りを
施した型を用いるたけて、過大クリアランスの場合にも
５０μｍ以下のバリに押さえられる簡便なバリ無打抜き
方法であるが、ピアス穴抜き・打抜きなどに関しては非
常に有効であるものの、通常のトリム加工へ適用した場
合には打抜き不良や切断不良、製品精度の悪化を招く場
合がある。従って、トリム加工に関しては適切なバリ無
加工方法は今のところ存在しないといえる。

［発明が解決しようとするＢ題コ 本発明は、通常のプレス機械をそのまま使用でき、型製
作も従来技術と大差ない範囲内で済む工具を用いること
により、上記した従来技術の問題点であるトリム加工時
のバリ発生を抑制することが可能な手段を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段コ 本発明者らは、鋼板やアルミニウム板、銅板、亜鉛板、
チタン板等及びそれらの合金なとの金属板のトリム加工
において、シンクルアクションもしくはダブルアクショ
ン式のポンチ・タイおよびストリッパ板よりなるトリム
型で、かつスクラップとなるタイの切刃に０　、　］　
Ｏｍｒｎから加工材の板厚程度の丸味、または面取りを
施し、製品側となるポンチの切刃には０．０５ｍｍ以下
の丸味、または面取りを施した刃先形状を持つバリ無ト
リム型を用いることにより、バリ発生を大幅に改善でき
ることを見出した。即ち、本発明はクリアランスが板厚
の５〜５０％の範囲内で、ポンチもしくはダイの刃に上
記範囲の丸味または面取りを施してあり、かつ刃先間の
すき間に材料が流れ込まないようにスクラップ側に板押
さえ板を配したことを特徴とするバリ無トリム型と、こ
の型を用いてトリミングすることを特徴とする金属板の
バリ無トリム方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

［作用］ 本発明者らは、切断加工における金属板の機械的特性や
クリアランス・潤滑剤の効果、斜め打抜き性などを詳細
に検討した結果、以下の結論に達した。即ち、クリアラ
ンスが十分中さい場合には、ポンチとダイの両切刃から
亀裂が生じて亀裂の進行によって両者が会合するケース
と、片側の工具から生した亀裂が反対側の工具切刃まで
成長するケースなどに別れるか、いずれもバリは非常に
小さい。一方、クリアランスか大きな場合には亀裂の伝
播がうまくいかないことが多く、亀裂は反対側の工具切
刃先端部の亀裂とは会合せずに被加工材の表面に伝播す
るため、亀裂の発達しなかった側に大きなパワを生じる
。また、亀裂の発生は剪断時の曲がりによる影響を受け
やすく、両面剪断・閉曲線輪郭の打抜きではダイの切刃
側から入り易いが、ストリッパ板がつくと逆にポンチの
切刃側から入りやすくなりバリがどちら側に付くかが別
れる。さらに、切刃の摩耗状態やクリアランス、材料の
拘束条件などでもバリが製品側に付くのか残材側に付く
のかが異なり、製品側にバリが発生した場合には製品不
良となる。

バリの発生はクリアランスと打抜き角度の影響を大きく
受け、クリアランスが大きい条件での金属板の切断では
、剪断加工の進展に伴って切刃先端の反対側の鋼板表面
に引張り応力が働き、ネッキンクかノ［シた後に切刃先
端より発生した亀裂か伝播してきて切断されることをつ
きとめた。実際の加工では、被切断加工材と切刃に角度
を有する斜め切断が多用されるか、この場合にも角度が
大きくなるとポンチが傾斜にそって逃げるようになり、
実質的にクリアランスが大きくなったのと同しになるた
め、ダイ側・ポンチ側ともに傾斜角度か増すにつれてバ
リが大きくなる。

自動車部品等のトリミング加工では、一般的には片側は
製品となり他方はスクラップとなる場合が殆とである。

本発明ては、スクラップ側の切刃に丸みまたは面取りを
設け、かつ被切断加工材かトリミンク加工工程中に曲が
ってクリアランス内に逃げないように板押さえをスクラ
ップ側に配して、これによってクリアランスか大きい場
合や斜め切断の場合ても、常に製品側の切刃から亀裂を
生しさせ、バリを残材側に誘導することによって製品側
のバリ高さを極端に低減することが可能となる。

第１図に従来のトリミング工具と本発明のバリ無トリミ
ンク工具の説明図を記す。ここて、（ａ）は従来法のト
リミング工具を示し、１は製品側となる工具、２は残材
側（スクラップ側〉となる工具、３は製品側の板押さえ
、４はスクラップとなる側の金属板、５は製品側となる
側の金属板を示す。金属板には鋼板やアルミニウム板、
銅板、亜鉛板、チタン板等及びそれらの合金などの一般
金属板が通用可能である。また、（ｂ）では本発明の工
具形状を示し、１は製品側に相当する鋭利な切刃を有す
る工具、２はスクラップ側に相当する丸味もしくは面取
りを有する工具、３は製品側の板押さえ、６はスクラッ
プ側の板押さえ、４はスクラップとなる側の金属板、５
は製品側となる側の金属板を示す。（ここで、（ａ）と
（ｂ）ともに３の製品側の板押さえを示したが、製品精
度に影響を及ぼさない場合には、３の板押さえは省略し
ても構わない。）このように、本発明によれば発生する
バリを刃の無い材料側に集中することか可能となり、製
品側のバリを小さくすることが可能である。

次に本発明の限定条件について詳述する。まず片側（製
品側）の切刃の鋭さは、本発明においても材料の剪断が
目的であるので、当然通常の剪断加工に必要なたけの刃
先の鋭さは必要であり、その意味て０．０５ｍｍＲ以下
てなければならない。また、バリ発生はポンチ側・ダイ
側切刃の丸味で決まるため、対向の切刃（残材側）は製
品側に比べ０．０５ｍｍＲ以上大きくする必要があり、
残材側の切刃はＯ，ｌＯｍ＋ｎＲ以上を要する。

また、切刃部分に丸味を付ける代わりに面取りて行う場
合には、第２図に示す如く、丸味を付けた場合（ａ）と
、刃先断面に於いてＲどまり同士を直線的に結んだ形状
（ｂ）に面取りをすることは剪断加工において同一の効
果をもたらすから、これも半径Ｒの丸味付けを行うこと
と同等に扱う。なお、本発明でいう面取りの寸法は第２
図（ｂ）でＴと小すものをいう。

この加工工具による剪断方法は、第３図に模式的に示す
ようにクリアランスが十分小さい場合には従来の一般剪
断加工法と差は少ないが、５％以上のクリアランスで有
効性を示す。たたし、クリアランスか大きくなると加工
荷重が急激に増大するため、（プレス機械の打抜き加重
の負担がそれほど極端に増加しない）５０％のクリアラ
ンスまでが現実的に有効となる。同様に、切刃の丸味・
面取りや打抜き角度に関してもプレス機械の打抜き荷重
の負担をもたらすため、丸味・面取りに関しては加工材
の板厚程度まで、打抜き角度に関しては６０°までが有
効範囲である。また、板厚に関しては、０．２ｍｍ未満
ではクリアランスが大きくなると鋭利な切刃側での亀裂
がうまく生じないため不適当で、逆に板厚が６１１ＩＩ
Ｉ＋を越えるとバリ無トリム法の引き千切りによるバリ
やかえりか大きくなるため、適用板厚範囲は０．２ｍｍ
以上６ＩＩＩ１１１以下である。なお、スクラップ材側
に設置する板押さえには、トリミング時に湾曲によって
材料が工具切刃から浮かない程度の圧力を付加すればよ
い。

第４図には、上記の限定条件を満足する切刃を、実プレ
ス型に組み込んだ時の金型の概略構成図を示す。プレス
は第４図（ａ）　　（ｂ）のダブルアクジョン方式と第
４図（ｃ）　（ｄ）のシングルアクション方式かあるか
、どちらの方式にも適用可能である。なお、第４図（ａ
）　（ｃ）はクツションビン使用時、（ｂ）　（ｄ）は
クツションビン未使用時である。ここで、１１はポンチ
、１２はポンチ側板押さえ、＋３はダイ側板押さえ、１
４はダイ、１５はインナー、＋６はアウター、＋７はボ
ルスタ−１８はスライド、１９は被加工材、２０はクツ
ションビン、２１は金属製スプリングもしくはウレタン
やゴム等のクツションを示す。なお、製品精度上問題が
無ければ、１２のポンチ側板押さえは無くても構わない
。

以上の限定条件に基づく本発明は、トリム工具の全刃先
に通用することが可能で、角筒打抜き型のコーナ一部や
、複雑な異形打抜きにおけるクリアランスを小さくし難
い部分への部分的適用でも十分に効果を発揮するもので
あり、本発明ではこれらを含むことは勿論である。

［実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

金属板には鋼板やアルミニウム板、銅板、亜鉛板、チタ
ン板等及びそれらの合金などの金属板が適用可能である
が、そのうち極軟鋼板、軟鋼板、高抗張力鋼板、ステン
レス鋼板及び半硬質アルミニウム板について行った。ト
リム用金型は第４図に示したシングルアクション方式の
クツションビン未使用時（金属製スプリング）の方法を
採用した。なお工具切刃には直刃状のポンチとダイを用
いてクリアランスを０．０５ｍｍ〜１．００ｍｍと変化
させ、■０．２ｍｍＨの丸味を有する切刃、■０．５ｍ
ｍ、４５度の面取りをした切刃、■通常切刃の三種類を
揃え、トリム角度０’、１０°、２０°について実施し
た。従来トリム法の比較例としては、同じ加工条件でポ
ンチ、ダイとも鋭利な切刃の付いた条件によって行った
。なおバリ高さの測定は、ポンチ側、ダイ側とも一番大
きなバリについて行った。結果を第１表に示す。

トリム条件　：直刃状剪断側ニ ブレス機ｆｔ、　　：６０ｔｏｎクランクプレスポンチ
　　　：直刃状の切刃あり、■０．２ｍｍＲ付き、■０
．５ｍｍ面取り ダイ　　　　：直刃状■切刃あり、■０．２ａｕｎＲ付
き、■０．５ｍｍ面取り クリアランス：　０．０５ｍｍ〜１．００ｍｍ潤滑　　
　　：防錆油塗布まま また、実プレスでの実施例として、第５図に示す自動車
のフロントフェンダ−のトリム型で、０．８０ｍｍ厚の
極軟鋼板を用いて第４図のダブルアクション方式のクツ
ションビン使用状態でバリ無トリム法を実施した。切刃
丸味はダイス側に０．５ｍｍＨの丸味と０．５１１１０
１Ｔの面取りについて実施し、比較のために通常のトリ
ム型でのトリミングも行い、第６図に示す測定箇所のバ
リ高さを測定した。

［発明の効果］ このように、本発明はバリを生しさせない金属板のトリ
ム加工工具及び加工方法として極めて有効で、工業的価
値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法及び本発明によるバリ無トリム工具（Ｒ
付）の説明図を示す。第２図はＲ付きバリ無打抜き工具
と面取りを施したバリ無打抜き工具の説明図。第３図は
従来の切断方法とバリ無トリム方法のクリアランスによ
るバリ高さの関係を示す。第４図は実プレス型でのバリ
無トリム方法の概略図を示す。第５図は実プレス型での
実施例を示し、使用した金型形状及び測定箇所を示す。 第６図は実プレス型での実施例の測定結果を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポンチとダイを用いた金属板のトリミング加工工具
   において、スクラップを切り取る側の切刃には半径０．
   １０ｍｍＲ以上加工材の板厚程度以下の丸味、または面
   取りを施し、製品となる側の切刃は０．０５ｍｍ以下の
   丸味とし、スクラップとなる側の板に板押さえ板を配し
   たことを特徴とするバリ無トリム型。 ２、ポンチとダイを用いた、０．２０〜６．０ｍｍの板
   厚を有する金属板のトリミング加工において、クリアラ
   ンスが板厚の５〜５０％の範囲内で、ポンチもしくはダ
   イの刃に請求項１記載の丸味または面取りを有するバリ
   無打抜き型を用いて打ち抜くことを特徴とする金属板の
   バリ無トリミング方法。