JPH05154576A

JPH05154576A - プレス打ち抜き金型

Info

Publication number: JPH05154576A
Application number: JP3318798A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Akiyama; 敬之秋山; Koji Fukuda; 浩二福田; Yasunori Yadori; 保則宿利; Shuichi Hamada; 修一浜田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-12-03
Filing date: 1991-12-03
Publication date: 1993-06-22

Abstract

(57)【要約】【目的】被加工材の打ち抜き片を支障なく排出して良
品を得るとともに、金型の破損を防止し得るプレス打ち
抜き金型を提供する。【構成】ダイ４の貫通孔６の内周壁６ａに、複数個の
凸状部７または凹状部を、打ち抜き方向に沿って形成し
たことを特徴とする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械部品や電子機器の
構成部品等を高精度に打ち抜き加工するのに好適なプレ
ス打ち抜き金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プレス機械により押し出されるパンチで
ダイに載置される被加工材を打ち抜き加工するプレス打
ち抜き金型は、金型材料や金型加工技術の進展に伴って
より高精度で微細な打ち抜き加工を可能としてきてい
る。

【０００３】しかし、微細加工が実現される現在におい
ても、打ち抜き片がパンチ側に付着してダイの被加工材
載置面側に移動する、所謂カス上がり現象を解消できな
いという問題が残されていた。このカス上がりが生じる
と、次に打ち抜く被加工材と打ち抜き片とがパンチで重
ね打ちされるため、被加工材に形成される穴の内周縁お
よび打ち抜き片の外周縁が変形して不良品となる不具合
が発生する。また、打ち抜き片が重ね打ちされるとき、
パンチとダイとに負担がかかることから、これらの寿命
低下を招くうえ、打ち抜き片がパンチの中心から位置ズ
レした状態で重ね打ちされると、パンチおよびダイが破
損するといった問題もあった。

【０００４】そこで、上記カス上がりを防止するための
対策が各種提案されており、図５はその一例を示すプレ
ス打ち抜き金型である。

【０００５】このプレス打ち抜き金型１０は、固定側金
型であるダイ１１に可動側金型であるパンチ１２を挿通
する貫通孔１１ａが形成されている。１１ｂは貫通孔１
１ａの下部側に設けたテーパ面である。また、ダイ１１
とパンチ１２との間には、被加工材１の厚さｔに対応し
て決定される量の間隙Ｇを設けている。さらに、このプ
レス打ち抜き金型１０は、パンチ１２の底面１２ａに開
口部を有する空気導入孔１３を形成しており、パンチ１
２の底面１２ａに向けて高圧空気を圧送可能な構成とし
ている。

【０００６】このプレス打ち抜き金型１０は、図示しな
いプレス機械によりパンチ１２を押し出し、ダイ１１に
載置される被加工材１を打ち抜くようになっている。こ
れにより、被加工材１が打ち抜かれたとき、パンチの断
面形状に等しい穴が形成される。また、被加工材１をパ
ンチ１２で打ち抜いたときに高圧空気を吹き込むと、前
記打ち抜き片２をパンチ１２から分離することができる
ものである。この場合、打ち抜き片２の排出をより効果
的にするために、ダイ１１側に吸引装置を設けて打ち抜
き片２を吸引するものも知られている。

【０００７】また、図６に示すプレス打ち抜き金型２０
のように、前述の高圧空気を吹き込む手段に代えて、パ
ンチ２２側にガイド孔２２ａを形成し、このガイド孔２
２ａに沿って進退するノックアウトピン２３により、打
ち抜き片２を突き出して排出させるものも利用されてい
る。

【０００８】しかしながら、上記図５および図６に示す
プレス打ち抜き金型１０，２０は、何れも被加工材１に
数ミリ単位の穴を開けるものであると、細径のパンチ１
２，２２に空気導入孔１３やガイド孔２２ａを形成する
必要がある。通常、鋼材からなるパンチに長孔を穿孔す
るのは困難であり、この加工を施したパンチを備えると
ともに、高圧空気の供給装置やバキューム設備等を付設
すると装置全体の製作費が高価になるという欠点があっ
た。

【０００９】また、図６に示すプレス打ち抜き金型２０
のように、ノックアウトピン２３を備えるものでは、こ
のノックアウトピン２３の衝撃を吸収するための緩衝手
段２４等を設ける必要も生じ、構成部品が増加するうえ
構造が複雑化して金型の製作がより困難となっていた。

【００１０】そこで、図７に示すプレス打ち抜き金型３
０が提案されている。このものは、ダイ３１の貫通孔３
１ａの下部側に内径が漸次大となるテーパ面３１ｂを設
けており、打ち抜かれた後の打ち抜き片２を落下し易く
している。

【００１１】しかし、このプレス打ち抜き金型３０は、
打ち抜き片２の排出に有効であるが、テーパ面３１ｂを
形成しない貫通孔３１ａの内周壁は打ち抜き方向におけ
る長さが短くなる。このように、パンチ３２のストロー
ク長が短いことから、打ち抜き片２を製品とする場合の
仕上げが悪くなる欠点があった。

【００１２】図８に示すプレス打ち抜き金型４０は、こ
の問題を解消するために提案されたもので、ダイ４１の
貫通孔４１ａ内において、テーパ面４１ｂを形成しない
内周壁の長さを大とし、この部分から貫通孔４１ａの開
口部に向けて漸次内径が大となるテーパ面４１ｃを設け
ている。これにより、テーパ面４１ｃを形成しない内周
壁に打ち抜き片２が密着し易くなる派生的な効果が生
じ、打ち抜き片２がパンチ４２に付着して上昇する問題
を抑制することができる利点がある。

【００１３】しかし、このプレス打ち抜き金型４０は、
被加工材１がパンチ４２にて剪断されるとき、被加工材
１の内周縁４２ａが打ち抜き方向に曲げられ、大きいダ
レやバリが生じることから、加工製品の仕上がりととも
に金型４１，４２の寿命にも悪影響を及ぼす問題が残さ
れていた。

【００１４】図９のプレス打ち抜き金型５０は、上記従
来例の改良案で、ダイ５１の貫通孔５１ａの内壁面５１
ｂに凹凸を設けて粗面にし、貫通孔５１ａを下降する打
ち抜き片２の摩擦抵抗を高めて打ち抜き片２を内壁面５
１ｂに密着させようというものである。

【００１５】しかしながら、このプレス打ち抜き金型５
０も長時間使用すると、凹凸面５１ｂの凸部が削り取ら
れてしまい密着効果が著しく低減するうえ、ダイ５１の
交換頻度が増すという欠点を有している。

【００１６】図１０に示すプレス打ち抜き金型６０は、
これらと異なり、ダイ６１とパンチ６２との間隙Ｇをよ
り小さくして打ち抜き片２の上昇防止を図るものであ
る。例えば、間隙Ｇを被加工材１の板厚の２〜３％ｔ以
下にすると、打ち抜き片２のスプリングバック量、つま
り彎曲変形後の弾性力による復元度が大となって内周壁
６１ｂに打ち抜き片２が強く密着するので、打ち抜き片
２の上昇防止には効果的である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
プレス打ち抜き金型６０は、貫通孔６１ａ内をパンチ６
２が下動するとき、貫通孔６２の内周壁６１ｂと打ち抜
き片２の外周縁２ａとの摩擦力も大きくなるので、打ち
抜き片２が詰まり易くなり、貫通孔６１ａ内に多数の打
ち抜き片２が滞留して排出されなくなるという問題が残
されていた。

【００１８】本発明は、上記課題を解決することを目的
としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
目的を達成するため、ダイにパンチを挿通する貫通孔が
形成され、前記ダイに載置された被加工材をプレス機械
により押し出されるパンチで打ち抜くプレス打ち抜き金
型において、前記ダイの貫通孔の内周壁に、複数個の凸
状部または凹状部を、打ち抜き方向に沿って形成したこ
とを特徴としている。

【００２０】

【作用】本発明は、ダイの貫通孔の内周壁に、複数個の
凸状部または凹状部を打ち抜き方向に沿って形成したの
で、ダイの内周壁には凹凸面が設けられる。従って、前
記ダイにパンチを挿通したとき、幅の広い間隙と幅の狭
い間隙とが生じる。

【００２１】ダイに被加工材を載置しプレス機械により
パンチを押し出して被加工材をパンチで打ち抜くと、こ
の被加工材はパンチの押圧力を受けて剪断される。この
とき、被加工材にはパンチの形状に等しい穴が形成さ
れ、その打ち抜き片は湾曲変形しつつ突き出される。

【００２２】この打ち抜き片が貫通孔内で原形に復する
と、外径がダイの内周壁の内径よりも若干大きくなる。
このため、前記幅の狭い間隙に対応するダイの内周壁
に、打ち抜き片の外周縁が押しつけられ、この内周壁に
密着する状態となる。

【００２３】一方、前記幅の広い間隙においては、打ち
抜き片の外周縁と内周壁との間に隙間が生じる。

【００２４】このため、隙間を介して貫通孔とダイの上
下部との間に空気が流通する。これにより、打ち抜き後
にパンチが引上げられるとき、貫通孔内に真空状態が形
成されることはなく、打ち抜き片がパンチの下面に密着
して上昇することはない。

【００２５】そして、この打ち抜き片は、次にパンチが
貫通孔に挿入されたとき、このパンチによって打ち抜か
れた打ち抜き片の移動による空気圧により、打ち抜き方
向に押し出され、貫通孔内に詰まることなく排出され
る。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００２７】図１はプレス打ち抜き金型の縦断面図であ
る。

【００２８】このプレス打ち抜き金型３は、ダイ（固定
側金型）４に貫通孔６が形成され、この貫通孔６に挿通
されるパンチ（可動側金型）５が図示しないプレス機械
により押し出されて、前記ダイ４に載置される被加工材
１を打ち抜く構成になっている。

【００２９】前記ダイ４の貫通孔６には、図２に示すよ
うに、被加工材１の打ち抜き方向に沿って内周壁６ａに
３個の凸状部７を形成している。これら凸状部７は、そ
れぞれが等距離に設けられ、各凸状部７の頂面が貫通孔
６の内周壁６ａの曲率と同一に形成されている。

【００３０】前記パンチ５は断面円形状で、外径が前記
凸状部７の頂面における貫通孔６の内径より僅かに小径
とされ、貫通孔６の内周壁６ａとパンチ５の外周壁５ａ
との間に小間隙Ｇが生じるようになっている。この間隙
Ｇは、内周壁６ａに設けた凸状部７によって狭くなる幅
狭領域Ｗ1 と、凸状部７が存在しないために広くなる幅
広領域Ｗ2 とを有している。

【００３１】なお、この両間隙領域Ｗ1 ，Ｗ2 は凸状部
７を２個以上の複数にして多数の領域を形成するように
してもよい。また、内周壁６ａに凸状部７を設けるのに
限らず、内周壁６ａに複数個の凹状部７を形成して間隙
領域Ｗ1 ，Ｗ2 を構成するようにしてもよい。

【００３２】本例では、幅狭領域Ｗ1 と幅広領域Ｗ2 と
の比を、Ｗ1 ：Ｗ2 ＝１：１５〜１：５の範囲としてい
る。この比率は、被加工材１の打ち抜き形状、材質、厚
さおよび間隙Ｇの条件等に応じて最適の値を選択する。
また、幅狭領域Ｗ1 および幅広領域Ｗ2 における各間隙
Ｇは、被加工材１の厚さｔに対し％ｔの値で決定され
る。

【００３３】次に、プレス打ち抜き工程について説明す
る。

【００３４】ダイ４に被加工材１を載置し、プレス機械
によりパンチ５を押し出して被加工材１をパンチ５で打
ち抜くと、図３に示すように、この被加工材１はパンチ
５の押圧力を受けて剪断される。すると、被加工材１に
はダイ４の形状に等しい穴が形成される一方、パンチ５
により突き出される打ち抜き片２が貫通孔６内に押し込
まれる。このとき、打ち抜き片２は、パンチ５に押圧さ
れるため湾曲変形し、外径がダイ４の内周壁６ａの内径
よりも若干小さくなっている。

【００３５】この打ち抜き片２がスプリングバック、つ
まり、弾性変形力によって偏平状になると、パンチ５に
等しい形状に打ち抜かれているのが、外径は凸状部７の
頂面における内周壁７ａの内径よりも若干大きくなる。
このため、内周壁７ａに打ち抜き片２の外周縁２ａが押
しつけられ、この内周壁７ａに密着する状態となる。

【００３６】一方、前記凸状部７の設けられていない内
周壁６ａと打ち抜き片２の外周縁２ａとの間には、幅広
領域Ｗ2 が生じることになる。

【００３７】すると、貫通孔６内には、この幅広領域Ｗ
2 を介して空気の流通する流通路が形成されることか
ら、打ち抜き直後の打ち抜き片２と前の打ち抜き片２と
の間に真空状態が形成されることはない。しかも、打ち
抜き後にパンチ５が引上げられるとき、被加工材１がパ
ンチ５とともに上昇して、ダイ４の上面４ａと被加工材
１の下面１ａとの間に隙間が生じるので、ダイ４の上部
と貫通孔６との間にも空気が流通し、打ち抜き片２がパ
ンチ５の下面５ａに密着して上昇することはない。

【００３８】そして、この打ち抜き片２は、次に被加工
材１が打ち抜かれたとき、その打ち抜き片２の移動によ
る空気圧によって押し出され、貫通孔６内に詰まること
なく排出される。

【００３９】よって、従来のように打ち抜き後にパンチ
５が引上げられるとき、打ち抜き片２がダイ４の上面４
ａに移動して、これが被加工材１と重ね打ちされる問題
が防止され、製品不良が発生したり、ダイ４やパンチ５
が破損するといった不具合が回避される。

【００４０】なお、上記プレス打ち抜き金型３は、幅狭
領域Ｗ1 および幅広領域Ｗ2 の各間隙を決める％ｔを被
加工材１の厚さに応じて最適の値に設定することによ
り、打ち抜き片２を支障なく排出して良質の製品を取り
出すことが可能となる。

【００４１】図４は％ｔを変化させた場合における製品
の仕上げの関係を示すグラフである。

【００４２】同図において、縦軸はダイ４の貫通孔６の
内径を基準値０としたときの打ち抜き片２の外径を示
し、＋側は貫通孔６の内径よりも打ち抜き片２の外径が
大きく、−側は貫通孔６の内径よりも打ち抜き片２の外
径が小さいことを表している。

【００４３】また、横軸はダイ４とパンチ５との間隙を
設定する％ｔを表している。ここで、Ｗ1 は幅狭領域の
間隙、Ｗ2 は幅広領域の間隙であり、Ｓは打ち抜き片２
の外径変化特性である。

【００４４】なお、縦軸において＋側となるのは、上述
の如く被加工材１がパンチ５により打ち抜かれたとき、
打ち抜き片２が一旦彎曲した後、偏平状に復元すると、
打ち抜き片２の外径が貫通孔６の内径よりも大となるた
めである。このとき、貫通孔６の内周壁６ａに打ち抜き
片２の外周縁が押しつけられ、密着する状態が保たれ
る。

【００４５】図４に明らかなように、幅狭領域Ｗ1 にお
いて％ｔが小さい程、貫通孔６の内径よりも打ち抜き片
２の外径が大きく、％ｔが約３のとき貫通孔６の内径と
等しくなる。また、幅広領域Ｗ2 においては、％ｔを約
７以上にすると貫通孔６の内径よりも打ち抜き片２の外
径が若干小さい値で安定し、良品が得られることを示し
ている。そして、％ｔが約２５を超えると、貫通孔６の
内径に対する打ち抜き片２の外径がより小さくなり、製
品にバリやダレが発生して不良品となることを示してい
る。

【００４６】従って、打ち抜き片２の排出に支障がな
く、良品を取り出すには、％ｔを７程度に設定するのが
最も好ましい。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ダイの貫
通孔の内周壁に、複数個の凸状部または凹状部を打ち抜
き方向に沿って形成し、ダイにパンチを挿通したとき、
幅の広い間隙と幅の狭い間隙とが生じるようにしたの
で、被加工材をパンチで打ち抜くと、その打ち抜き片の
外周縁が幅の狭い間隙に対応する内周壁に押しつけら
れ、密着する状態に保たれる一方、幅の広い間隙におい
ては、空気を流通させることができる。

【００４８】よって、打ち抜き後にパンチが引き上げら
れるとき、貫通孔内に真空状態が形成されないから、従
来のように打ち抜き片がダイの上面に移動することはな
く、次にパンチが貫通孔に挿入されたとき、打ち抜き片
が貫通孔内に詰まることなく排出される。

【００４９】さらに、被加工材と打ち抜き片とを重ね打
ちする問題が防止され、ダイやパンチが破損する不具合
が回避される。また、ダイの貫通孔の内周壁に複数個の
凸状部または凹状部を設けるので構成が簡単である。特
に、凸状部を形成する場合はパンチの内周壁に沿ってワ
イヤーを移動させつつ放電により肉盛りするワイヤーカ
ット放電加工機を採用できることから、金型の製作が容
易で製作費も安価になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るプレス打ち抜き金型の縦
断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図である。

【図３】打ち抜き片の排出状態を示す説明図である。

【図４】ダイとパンチとの間隙が製品の仕上げに関係す
ることを示すグラフである。

【図５】従来の変形例１のプレス打ち抜き金型を示す縦
断面図である。

【図６】従来の変形例２のプレス打ち抜き金型を示す縦
断面図である。

【図７】従来の変形例３のプレス打ち抜き金型を示す縦
断面図である。

【図８】従来の変形例４のプレス打ち抜き金型を示す縦
断面図である。

【図９】従来の変形例５のプレス打ち抜き金型を示す縦
断面図である。

【図１０】従来の変形例６のプレス打ち抜き金型を示す
縦断面図である。

【符号の説明】

１被加工材２打ち抜き片３プレス打ち抜き金型４ダイ５パンチ６貫通孔７凸状部Ｇ間隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浜田修一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイにパンチを挿通する貫通孔が形成さ
れ、前記ダイに載置された被加工材をプレス機械により
押し出されるパンチで打ち抜くプレス打ち抜き金型にお
いて、前記ダイの貫通孔の内周壁に、複数個の凸状部または凹
状部を、打ち抜き方向に沿って形成したことを特徴とす
るプレス打ち抜き金型。