JPH04146099A - 極薄板の打ち抜き加工法 - 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、流体や光線を通すための微小孔を用いるＩＪ
Ｐヘッド用オリフィス板、ＣＲＴ用アパチュア−１聴覚
器用振動板、あるいは打ち抜かれたブランクを使う振動
板、スペーサーなどの製造に有用な板厚が１０μｓ以下
の極薄板の打ち抜き加工法に関するものである。

（従来の技術） 板厚が１０Ｉｎ１以下の極薄板を剪断加工法によって打
ち抜こうとすると、材料が柔軟なため逃げを生じ易く、
所望の形状にすることが極めて難しい。

この逃げを防ぐためのパンチと金型との間のクリアラン
スは１通常加工材の３〜７％であるから、上記の板厚の
場合には０．７．以下とする必要があり、金型の製作が
非常に困難で実用化に至っていない。

他方、ドリル加工法では加工できる形状が限られてしま
い、例えば丸い形状のものでも極めて生産性に乏しく、
筒底量産できる状態ではなかった。

このため従来はエツチング、レーザー、電子ビーム、放
電加工等の非接触加工法が専ら採用されていた。しかし
、これらの方法においても、加工精度、生産性等に多く
の問題があって量産に適したものではなかった。

（発明が解決しようとする課Ｍ） したがって、本発明の目的は板厚が１０．以下の極薄板
を剪断加工法によって所望の形状に能率よく打ち抜くた
めの加工方法を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、この課題の解決のため鋭意研究の結果、
まず従来の加工技術で製作可能な片側１〜２ＩＩＭ程度
のクリアランスを持つパンチとダイを製作し、このダイ
の上に穿孔部の端先にたわみが発生しない程度の比較的
強度のある薄板を固定して打ち抜くと、パンチと同じ寸
法の穿孔を持つ薄板が得られ、これを金型として用いれ
ば、極薄板の打ち抜き加工が極めて円滑に進むことを見
出し本発明に到達した。

したがって、本発明による打ち抜き加工用金型の製作方
法は、片側１趣程度のクリアランスを持つベースダイ上
に、穿孔部の端先にたわみが発生しない程度の薄板を固
定して穿孔し、これを板厚１０、以下の被加工材の打ち
抜き加工用の金型として用いることを特徴とするもので
ある。

以下、本発明の詳細を添付した図面に基づいて説明する
。

前述したように、剪断加工法による打ち抜きでは、通常
パンチとダイ間のクリアランスは被加工材板厚の少なく
とも７％以下にする必要がある。

このため板厚１０μ以下の被加工材では０．７μｓ以下
のクリアランスが必要となり、通常の方法では金型の要
部であるパンチとダイの製作およびそれらの組立てが困
難である。

そこで本発明では、まず第１図に示す構造のベースダイ
を用いて従来の金型製作法により加工用の金型を製作す
る。図において、１は片側１ｐ程度のクリアランスを全
周にわたって均一に持っているベースダイで、２はダイ
の逃げを示している。

３はこのベースダイ上に固定された穿孔部の端先にたわ
みが発生しない程度の薄板、４は打ち抜きによって加工
された金型部分を示している。

第２図に拡大して示される、ベースダイ１の端面と打ち
抜きによって形成される金型部分４の端先との距離ｄと
、この金型の形成に用いられる薄板３の厚みｔは、打ち
抜き加工時の薄板３のたわみ量として、その端先が近似
的に垂直を保てる程度の数μｓ以下になるように選択さ
れる。このように薄板製金型材料の寸法、ｄ”と“ｔｔ
ｌとはたわみ量を決める重要な因子となる。

−例として、丸い孔を打ち抜く場合のたわみ量は近似的
に下記の式で求められる。

ただし、 Ａ＝　２　ｂ”　（ａ”−ｂ”）−８ａ”　ｂ”ｌｏｇ
ａ／　ｂ＋４　（１＋ｙ）ａ”　ｂ２（ｌｏｇａ／　ｂ
）”Ｂ＝　　（１−ｙ）ａ”十（１＋ｙ）ｂ”Ｐ＝ｔｌ
τ　・・・・・・・・・・・・（２）ここで。

δ＝端端先たわみ量（ｍｕ）、 γ＝被加工材のポアッソン比、 Ｅ＝被加工材のヤング率（ｋｇｆ／ｎｏ＋２）。

Ｐ＝被加工材の打ち抜き加工時の負荷（ｋｇｆ）、ｔ＝
被加工材の板厚（Ｉｗｌｌ）、 ａ＝薄板支持部の内径の半径（ｍ、第３図参照）、 ｂ＝孔の半径（ｍ＋、第３図参照）、 １＝打ち抜かれる部品の輪郭の局長（ｍ）。

τ　＝打ち抜かれる部品の剪断抵抗（ｋｇｆ／■２）を
示す。

この式からも“ｄ″の値は小さい方が打ち抜き上有利に
作用することが判る。したがってｄ”の値は出来るだけ
小さくし、全周にわたって均一にたわむようにする。

第２図は薄板製金型材料で打ち抜き時に生ずる１１　ｄ
　ＩＴのたわみによる金型の端先状態の変化を示してい
る。端先がたわむことにより端先がパンチに対し側面か
らの負荷として作用する。また剪断加工によって形成さ
れる金型のため、ベースダイとの接合部には破断面があ
り、これを逃げの一部として使うことができる。なお、
ベースダイ上で金型材料になる薄板は振動、共振等を避
けるために必要強度を持つ薄板１枚を使用する。

ベースダイの上に乗せる金型材料としての薄板には、ス
テンレス鋼、ベーナイト鋼、チタニウム。

銅、アルミニウム等からなる薄板が用いられ、これらは
市場から容易に入手できる。

また、これにはポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリカー
ボネート、ポリフェニレンサルファイド（ｒ　ｐ　ｃ）
等のプラスチックシートのほか、焼成前のセラミックの
グリーンシート等の非金属材料も適用できる。

これらの薄板は打ち抜き時の負荷で、振動、移動、変形
しないようにダイに強固に固定する。これには接着剤に
よる接合、ハンダによる接合、電子ビーム、レーザー等
の溶接による接合によって行われる。その際、接合によ
る凹凸を避けるため。

それぞれ凹部が出ないような逃げを設けることが必要に
なる。さらに打ち抜き加工時の薄板のバウンドを減少さ
せるために、この接合の位置は可能な限りベースダイの
端で行う。

接着剤および電子ビームによる接合の事例を第４図およ
び第５図に示す。図において、１１は接着剤挿入部とそ
の位置、１２は接着剤である。２１は電子ビーム溶接位
置とパリの逃げ部、２２はベースダイとの溶接部である
。

パンチで打ち抜き加工を行うことにより、パンチと同じ
寸法、形状を持つダイを得ることができる。

打ち抜き生産は孔加工としても、またブランクを得る方
法としても利用できる。

本発明の方法で用いられる金型は、パンチで打ち抜いて
製作されるため、クリアランスが極めて僅かでＯに近い
値である。またパンチとダイの位置合せも極めて均一な
りリアランスでできている。

さらに、本法ではクリアランスがゼロに近いため剪断面
が多く、かつパリが少ない。

被加工形状が対称であれば、パンチに作用する偶力もな
く、繰返し打ち抜きによるクリアランスの劣化も少ない
。本発明の方法により薄板の一部に打ち抜き加工した部
品、そしてさらに打ち抜かれたブランクをも製品として
使用することができる。

つぎに本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
に限定されるものではない。

実施例　１ 従来、レーザーで加工していた厚み１μｓのポリイミド
箔を用いて、　１２０．φの微小孔を有する聴覚器板を
、本発明の方法により加工した。

まずベースダイとして従来技術で容易に製作可能な１２
４ｐφの直径のものを製作し、このベースダイ上に、エ
ツチング加工した厚み５０趨のステンレス鋼（ＳＵＳ３
０４）製薄板を、エポキシ系接着剤を用いて接合した。

ついで】２０即φのパンチで打ち抜いて、同寸法の孔を
有する金型を製作した。

この金型のクリアランスは極めてゼロに近いものとなっ
た。端先のたわみは（１）式より本例の場合はδ値が０
．０００１μで、殆どＯであり、プレス加工上問題のな
い状態であった。この金型を用いて１μｍ厚のポリイミ
ドに１２０即φの微小孔を打ち抜くことができた。次の
第１表に本法と従来法との主な比較を示す。

第　　１　　表 実施例２ 従来、エツチングで加工していた厚み１μのチタニウム
板を用いて４５．０閣φの振動板用ブランクを本法によ
り製作した。

ベースダイは４５．０００ｍｍφの直径で製作し、その
上にエツチング加工した板厚５０．のステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ３０４）をレーザー溶接でベースダイと接合した。

ついで直径４４．９９８閣φのパンチで打ち抜きを行い
、同寸法の金型を製作した。この金型を用いて１即厚の
チタニウム製薄板から４５．Ｏｍφのブランクを打ち抜
くことができた。

次の第２表に従来法と本法との主な比較を示す。

第　　２　　表 （発明の効果） 本発明の方法によれば、 ■生産性のあるプレス機械で打ち抜き加工を可能にした
。

■薄板をベースダイに接合するまでは従来法と変わらな
い作り方なので、超高精度の金型を容易に製作できる。

■高い寸法精度が得られる、 等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例に係わり、第１図はベー
スダイの縦断面図、第２図および第３図はそれぞれその
要部の拡大縦断面図、第４図および第５図はそれぞれ異
なる態様のベースダイと薄板との接合状態を示す断面説
明図である。 （主要な符号の説明） １・・・ベースダイ、３・・・薄板。 特許出願人　ニッコーシ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、片側１μｍ程度のクリアランスを持つベースダイ上
   に、穿孔部の端先にたわみが発生しない程度の薄板を固
   定して穿孔し、この薄板を板厚１０μｍ以下の被加工材
   の打ち抜き加工用の金型として用いることを特徴とする
   極薄板の打ち抜き加工法。