JPH06285558A

JPH06285558A - 薄板の成形方法および成形型

Info

Publication number: JPH06285558A
Application number: JP5079330A
Authority: JP
Inventors: Shigeyasu Ueno; 惠尉上野; Yasuyuki Nakajima; 靖之中島; Yukimori Umagoe; 幸守馬越; Yutaka Kitagawa; 豊北川; Yasushi Horiguchi; 泰▲視▼ 堀口
Original assignee: Hitachi Computer Peripherals Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Priority date: 1993-04-06
Filing date: 1993-04-06
Publication date: 1994-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、薄板、特に極薄板について、
金型の修正をすることなしに、高精度の成形が可能な成
形方法および金型の構造を提供することにある。【構成】パンチとダイの相対位置が一致させるために、
パンチの構造を柔軟構造になるようにパンチの一部に細
径部を設けるとともに、ダイくぼみの外周部で位置が決
定されるように構造を有する。【効果】金型製作時の、製品の試作と熟練者による金型
修正を繰り返すことが不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄板の成形方法および
成形型に係り、特に、極薄板の高精度成形に好適な薄板
の成形方法および成形型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、絞りや張出し等の成形は金型を
用いて行われており、製品の精度は金型の精度（型部品
の加工精度および組立精度）、素材の精度（板厚等のば
らつきおよび降伏応力等の機械的性質のばらつき）およ
び加工条件のばらつきによって決まる。

【０００３】絞りや張出し等の成形の場合には、例え
ば、図解プレス順送り金型の設計（日刊工業新聞社昭
和５３年１１月２５日発行）、７１頁に記載されている
ように、上下一対のダイセットにパンチおよびダイを用
いて行われる。パンチおよびダイの位置合わせは、パン
チは上ダイセットのガイド穴を基準として組み立てら
れ、ダイは下ダイセットのダイセットポスト（ガイドポ
ストとも言う）を基準として組み立てられる。そして、
上下ダイセットの位置合わせはダイセットポストによっ
て行われる。

【０００４】図１０は、被加工用の素材の一例を示す図
であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。ま
た、図１１は、成形した製品の一例に係るヘッド支持ば
ねを示す図であり（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、
（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。図１０、１１
には主要寸法を記して形状、寸法の概要を示している。

【０００５】図１０、１１に示すように、磁気記録装置
に使用されるヘッド支持ばねなど板厚が１００μｍ以下
（材質ステンレス鋼）と極めて薄い製品の場合には金型
精度は極めて高精度が要求される。型部品にはミクロン
オーダの精度が要求され、組立にも同様な精度が要求さ
れる。しかし、このような高精度の金型を製作するのは
困難であり、この結果、希望通りの製品が得られなくな
る。このため、製品の試作と熟練者による金型の修正を
繰り返すことになる。また、実際の成形はプレスベッド
上に下ダイセットを固定し、プレスの可動ラムに上ダイ
セットを取付け、上ダイセットを上下させることにより
行われる。このとき、上下ダイセットの位置の案内はダ
イセットポストによって行われるが、ダイセットポスト
とガイド穴の間にはわずかな隙間があり、ミクロンオー
ダの成形精度が要求される場合にはばらつきの原因にな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の金型の修正は、
金型を分解して微細な追加工を行ったのち再組立を行う
ため、何回か繰り返すと数か月にも及ぶ多大な時間を要
するとともに、高度のノウハウを有する熟練技能者を必
要とする。また、金型は数十万個あるいは数百万個の製
品を製造すると部品の摩耗等により、再研磨や部品交換
が必要になる。この場合にも、試作と修正を繰り返すこ
とになる。

【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、金型の修正をすることをなし
に、高精度な成形が可能な薄板の成形方法および成形型
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明においては、金型のパンチとダイが成形の
進行にともなって、お互いの相対位置が一致するように
移動する。

【０００９】この場合、金型のパンチまたはダイの一方
が固定され、残り一方はフレキシビリティを有し、相手
に倣う。被加工材は固定側に設けられた基準にしたがっ
て取り付けられる。

【００１０】

【作用】この薄板の成形方法および成形型においては、
金型のパンチとダイが成形の進行にともなって、お互い
の相対位置が一致するように移動するため、金型を分解
して修正を試行錯誤による繰り返すことがなくなる。

【００１１】また、金型の再研磨や部品交換も金型を組
立てた後で調整が可能であるので、容易に行えるように
なる。

【００１２】そして、熟練技能者のノウハウによる金型
の修正の繰り返しが不要となり、特に高度の技能を必要
としないでも金型の調整が可能となる。

【００１３】ダイセットポストとガイド穴の間にはわず
かな隙間に起因する成形精度のばらつきが解消され、高
精度の成形が可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。

【００１５】図１は、本発明の一実施例に係る成形型の
構造を示す正面図、図２は図１の成形部付近の成形初期
の拡大図、図３は成形最終状態の拡大図である。

【００１６】図において、１はパンチ、２はダイ、３は
位置決めピン、４はパッド、５はストリッパプレート、
６は上ダイセットプレート、７は下ダイセットプレー
ト、８はダイセットポスト、９はサブダイセットポス
ト、１０は被加工材、１１はダイプレートである。この
被加工材１０は、例えば図１０に示すヘッド支持ばねで
ある。

【００１７】上ダイセットプレート６は、プレス機械の
ヘッド（図示せず）に取り付けられ、下ダイセットプレ
ート７はプレス機械のベッド（図示せず）に取付けられ
ており、プレス機械のヘッドの上下により、上ダイセッ
トプレート６は上下する。

【００１８】上ダイセットプレート６にはサブダイセッ
トポスト９が固定されており、ストリッパプレート５
は、サブダイセットポスト９をガイドとして、上下移動
可能に取り付けられており、ダイ２がストリッパプレー
ト５に固定されており、位置決めピン３がストリッパプ
レート５をガイドとして上下移動可能に取り付けられて
いる。

【００１９】一方、下ダイセットプレート７にはダイプ
レート１１が固定されており、パッド４がダイプレート
１１をガイドとして上下移動可能に取り付けられてお
り、パンチ１がパッド４をガイドとして上下移動可能に
取り付けられている。

【００２０】次に、この薄板の成形型の動作すなわち本
発明に係る薄板の成形方法について説明する。

【００２１】はじめに、被加工材１０をパッド４の上に
置く。次に、上ダイセットプレート６が下降すると、ま
ず、サブダイセットポスト９がダイプレート１１に設け
られた穴部に挿入され、パンチ１とダイ２の相対位置が
決められる。つぎに、位置決めピン３によって被加工材
１０の位置は決められる。さらに、上ダイセットプレー
ト６が下降すると、ストリッパプレート５が被加工材１
０に接し、スプリングのばね力によって被加工材１０が
ストリッパプレート５とパッド４の間でを押圧される。
そして、さらに、上ダイセットプレート６が下降する
と、パッド４が沈むにつれてパンチ１がパッド４の上面
より出てきて、パンチ１とダイ２との間で被加工材１０
を押圧して成形する。このあと、上ダイセットプレート
６が上昇して被加工材１０を取り出して成形が終了す
る。

【００２２】成形の初期ではパンチ１とダイ２の相対位
置は図２に示すように、必ずしも一致していない。そし
て、成形最終状態では、パンチ１とダイ２の相対位置は
図３に示すように一致する。成形の初期でパンチ１とダ
イ２の相対位置が一致いない原因としては、部品の製作
誤差、組立て誤差、ダイセットポスト８、サブダイセッ
トポスト９、パッド４の習動部でガタがある。

【００２３】つぎに、成形が進むにつれてパンチ１とダ
イ２の相対位置が一致するメカニズムについて図４、５
を用いて説明する。

【００２４】パンチ１の先端よりＬの一部１０１は長さ
ｌについて直径ｄと細くなっている。また、パンチ１の
先端半径はｒ₁、パンチ１の先端半径に被加工材１０の
板厚を加算したは半径ｒ₂、ダイ２の半径はｒ₃である。

【００２５】パンチ１とダイ２の相対位置がずれている
とパンチ１の先端には水平力Ｆが作用し、パンチ１に撓
みが発生する。実用上では、水平力Ｆはなるべく小さ
く、かつ充分なパンチ強度を有する必要がある。

【００２６】撓みはパンチの細径部１０１のみで生ずる
と仮定し、パンチの材質を超硬合金（ヤング率：５６０
００ｋｇｆ／ｍｍ²）、Ｌ＝１９ｍｍ、ｌ＝２．０ｍ
ｍ、ｄ＝１．５ｍｍとするとパンチ１の先端部を水平方
向に０．０５ｍｍ移動させるのにＦ＝９６０ｇｆと小さ
な力で良い。また、パンチの細径部１０１で撓みによっ
て発生する応力は５５ｋｇｆ／ｍｍ²である。

【００２７】水平方向の移動量０．０５ｍｍは、この範
囲ではパンチ１とダイ２の相対位置がずれてもよいこと
を意味し、現在の金型製作精度を考慮すると、これ以上
ずれることはない。水平力９６０ｇｆは成形力（約３０
ｋｇｆ）の約３％と充分小さな値であり、パンチ１が水
平方向に撓み可能なことを意味している。また、パンチ
の細径部１０１で発生する応力５５ｋｇｆ／ｍｍ²はパ
ンチの強度（耐力：４３０ｋｇｆ／ｍｍ²）に比べて充
分小さく強度上の問題も無いことを意味している。

【００２８】パンチ１が撓んで水平方向に移動して、パ
ンチ１とダイ２の相対位置が一致するためにはガイドと
なる個所が必要である。そのためには、図５に示すよう
にダイ２のくぼみ部の外周部で位置が決定されるように
なる必要がある。これを幾何学的関係で表すと、ｒ
₃（ダイ２の先端半径）≦ｒ₂（パンチ１の先端半径に被
加工材１０の板厚を加算したは半径）となる。

【００２９】次に、本発明の方法によって成形した結果
について説明する。図６は、上記で述べた本発明による
方法で成形した結果で、横軸を図１１で示した基準穴Ｂ
から成形部までの距離を示し、縦軸に多数回成形を繰り
返したときの度数を示したものである。図７は従来技術
による結果で、横軸、縦軸の表し方は図６と同じであ
る。図６、７から明らかなように、本発明により、成形
位置精度は大幅に向上し、そのばらつきは従来の約１／
４に低減している。

【００３０】図８は本発明に係る別のパンチとダイの関
係を示す図である。本実施例では、パンチ１の底面１０
２が球面になっており、パンチ先端はこの球面を基準と
して、揺動可能となっている。そして、パンチ１の先端
は成形の進行に伴って、パンチ１とダイ２の相対位置が
一致するように移動する。この結果、図４に示した、パ
ンチと同様に成形部位置の高精度化が実現される。

【００３１】図９は本発明に係る別のダイの形状を示す
図である。本実施例では、ダイ２は丸穴部を有してお
り、この穴の外周部がガイドとなってパンチの位置が決
定され、図５に示したダイと同様な効果を発揮する。た
だし、図９に示したダイは製作が容易になる半面、穴の
外周の角部で被加工材と接するため被加工材が破断しや
すく、特に延性の小さな材料の場合には角部に適度な丸
みを設けるなどの工夫が必要となる。

【００３２】このように、本実施例によれば、従来行っ
ていた製品の試作と熟練者による金型の修正や分解、再
組立てを繰り返しが不要となる。また、金型の摩耗など
による部品交換も容易となり、高度のノウハウを有する
熟練技能者を必要としなくなる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金型の修正や組立ての高度な調整をすることなしに、高
精度な成形が可能な薄板の成形方法および成形型を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る成形型の構造を示す正
面図である。

【図２】図１の成形部付近の成形初期の拡大図である。

【図３】図１の成形部付近の成形最終状態の拡大図であ
る。

【図４】図１のパンチの形状を示す拡大図である。

【図５】図１のパンチとダイの関係を示す図である。

【図６】本発明による成形品の位置精度を示す図であ
る。

【図７】従来技術による成形品の位置精度を示す図であ
る。

【図８】本発明の別の実施例に係るパンチの形状を示す
拡大図である。

【図９】本発明の別の実施例に係るパンチとダイの関係
を示す図である。

【図１０】被加工用の祖剤の一例を示す図である。

【図１１】加工した製品の一例に係るヘッド支持ばねを
示す図である。

【符号の説明】

１…パンチ、２…ダイ、３…位置決めピン、４…パッド、５…ストリッパプレート、６…上ダイセットプレート、７…下ダイセットプレート、８…ダイセットポスト、９…サブダイセットポスト、１０…被加工材、１１…ダイプレート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者馬越幸守神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者北川豊神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者堀口泰▲視▼ 神奈川県小田原市国府津2880番地日立コンピュータ機器株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属薄板の被加工材を金型のパンチとダイ
との間で位置決めして、押圧して絞りや張出し等の成形
を行う薄板の成形方法において、成形の進行に伴って前
記パンチと前記ダイの相対位置が一致するようにして成
形を行うことを特徴とする薄板の成形方法。
【請求項２】成形の進行に伴ってパンチとダイの相対位
置の一致は、前記パンチを前記ダイの穴部に一致させる
ことにより行うことを特徴とする請求項１項記載の薄板
の成形方法。
【請求項３】成形の進行に伴ってパンチとダイの相対位
置の一致は、前記パンチに撓みを生じさせることにより
行うことを特徴とする請求項２項記載の薄板の成形方
法。
【請求項４】パンチの撓みは、前記パンチの一部に細径
部を設けることによって行うことを特徴とする請求項３
項記載の薄板の成形方法。
【請求項５】成形の進行に伴って前記パンチと前記ダイ
の相対位置の一致は、前記パンチに揺動を生じさせるこ
とにより行うことを特徴とする請求項２項記載の薄板の
成形方法。
【請求項６】パンチの揺動は、前記パンチの底面を球面
状にすることによって行うことを特徴とする請求項５項
記載の薄板の成形方法。
【請求項７】金属薄板の被加工材を金型のパンチとダイ
との間で位置決めして、押圧して絞りや張出し等の成形
を行う薄板の成形型において、成形の進行に伴って前記
パンチと前記ダイの相対位置が一致するようにして前記
パンチ移動する機能を備えたことを特徴とする薄板の成
形型。