JPH0857557A - 金属板の打ち抜き型および加工方法 - Google Patents
金属板の打ち抜き型および加工方法Info
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- JPH0857557A JPH0857557A JP19826494A JP19826494A JPH0857557A JP H0857557 A JPH0857557 A JP H0857557A JP 19826494 A JP19826494 A JP 19826494A JP 19826494 A JP19826494 A JP 19826494A JP H0857557 A JPH0857557 A JP H0857557A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属板の打ち抜き加工について、特別な装置
を必要とせず、従来法とほぼ同様に製作できる金型を用
いて、打ち抜きクリアランスを適切な値に調整すること
で打ち抜き割れ発生を防止する。 【構成】 ポンチの先端部にポンチ径の5〜20%の面
取りを施し、クリアランスを板厚の6〜10%に設定す
ることで、打ち抜き初期に先端部が剪断亀裂発生部に引
張による加工硬化を加え、亀裂発生の助長と亀裂進展の
調節を行う、割れのない打ち抜き加工方法。
を必要とせず、従来法とほぼ同様に製作できる金型を用
いて、打ち抜きクリアランスを適切な値に調整すること
で打ち抜き割れ発生を防止する。 【構成】 ポンチの先端部にポンチ径の5〜20%の面
取りを施し、クリアランスを板厚の6〜10%に設定す
ることで、打ち抜き初期に先端部が剪断亀裂発生部に引
張による加工硬化を加え、亀裂発生の助長と亀裂進展の
調節を行う、割れのない打ち抜き加工方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属板の穴抜き加工や
打ち抜き加工等の加工工具および加工方法に関するもの
である。
打ち抜き加工等の加工工具および加工方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】自動車部品などの金属板加工では、プレ
ス機械による打ち抜き加工工程が必ず含まれる。特にホ
イール用の3mm以上の鋼板で、ボルト穴部や空冷のた
めの飾り穴を打ち抜く場合に、打ち抜き端面部に割れや
微小な亀裂が生じ、問題となる。この割れや微小亀裂が
発生することによりホイールの疲労耐久性が著しく損な
われ、製品として使用できない。また、他の自動車の強
度部品においても、割れや微小亀裂部は、塗装時の塗料
の乗りを悪くして耐蝕性を損なうなどの悪影響をおよぼ
す。割れに対しては、材料の延性を高めることにより改
善が見込まれるが、材料強度が低下することで、製品強
度の低下、疲労特性の劣化を招き問題である。さらに、
昨今の自動車会社の軽量化へのニーズから材料の高強度
化が進められており、材料の延性が低下し、ますます打
ち抜き割れが発生しやすくなっている。
ス機械による打ち抜き加工工程が必ず含まれる。特にホ
イール用の3mm以上の鋼板で、ボルト穴部や空冷のた
めの飾り穴を打ち抜く場合に、打ち抜き端面部に割れや
微小な亀裂が生じ、問題となる。この割れや微小亀裂が
発生することによりホイールの疲労耐久性が著しく損な
われ、製品として使用できない。また、他の自動車の強
度部品においても、割れや微小亀裂部は、塗装時の塗料
の乗りを悪くして耐蝕性を損なうなどの悪影響をおよぼ
す。割れに対しては、材料の延性を高めることにより改
善が見込まれるが、材料強度が低下することで、製品強
度の低下、疲労特性の劣化を招き問題である。さらに、
昨今の自動車会社の軽量化へのニーズから材料の高強度
化が進められており、材料の延性が低下し、ますます打
ち抜き割れが発生しやすくなっている。
【0003】このため従来から、金属板の打ち抜き加工
では、金型のクリアランスを狭くすることなどが行われ
ているが必ずしも完全に防げていない。さらに、クリア
ランスを小さくすると刃先の摩耗が問題となることから
クリアランス調整には限界がある。また、これまでの金
属板の打ち抜き加工における発明は、例えば特願平3−
181238号にあるようにバリの発生の抑制を目的と
したものであって、打ち抜き割れにはなんら知見を与え
ていない。
では、金型のクリアランスを狭くすることなどが行われ
ているが必ずしも完全に防げていない。さらに、クリア
ランスを小さくすると刃先の摩耗が問題となることから
クリアランス調整には限界がある。また、これまでの金
属板の打ち抜き加工における発明は、例えば特願平3−
181238号にあるようにバリの発生の抑制を目的と
したものであって、打ち抜き割れにはなんら知見を与え
ていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点である打ち抜き割れの発生を特別な装置
を必要とせず、在来の型製作とほぼ同様に製作できる金
型を用いて、打ち抜きクリアランスを適切な値に調整す
ることで防止する方法を提供する。
来技術の問題点である打ち抜き割れの発生を特別な装置
を必要とせず、在来の型製作とほぼ同様に製作できる金
型を用いて、打ち抜きクリアランスを適切な値に調整す
ることで防止する方法を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポンチと
ダイを用いた、3〜15mmの板厚を有する金属板の打
ち抜き加工において、ポンチ先端部の切刃にポンチ径の
5〜20%程度の面取りを施した打ち抜き型を用いるこ
とで、打ち抜き割れを防止できることを見いだした。即
ち、本発明は、クリアランスが板厚の6〜15%でポン
チ先端部に上記範囲の面取りを施してあることを特徴と
する金属板の打ち抜き割れのない打ち抜き型と、この型
を用いて打ち抜くことを特徴とする金属板の打ち抜き加
工方法である。
ダイを用いた、3〜15mmの板厚を有する金属板の打
ち抜き加工において、ポンチ先端部の切刃にポンチ径の
5〜20%程度の面取りを施した打ち抜き型を用いるこ
とで、打ち抜き割れを防止できることを見いだした。即
ち、本発明は、クリアランスが板厚の6〜15%でポン
チ先端部に上記範囲の面取りを施してあることを特徴と
する金属板の打ち抜き割れのない打ち抜き型と、この型
を用いて打ち抜くことを特徴とする金属板の打ち抜き加
工方法である。
【0006】
【作用】以下に、本発明を詳細に説明する。金属材料の
剪断加工についてはこれまで多くの研究がされている。
図1に示すように打ち抜き時の亀裂は、ポンチとダイの
両切刃から発生し、亀裂の成長により両者が会合する場
合と、片側工具から生じた亀裂が反対側の工具切刃まで
成長する場合に分かれることが知られている。クリアラ
ンスの十分小さい場合には、亀裂は剪断力に沿って伝播
し、打ち抜ける。しかし、クリアランスが大きい場合に
は、伝播がうまくいかずに製品側に亀裂が進展して、割
れが発生し易くなる。
剪断加工についてはこれまで多くの研究がされている。
図1に示すように打ち抜き時の亀裂は、ポンチとダイの
両切刃から発生し、亀裂の成長により両者が会合する場
合と、片側工具から生じた亀裂が反対側の工具切刃まで
成長する場合に分かれることが知られている。クリアラ
ンスの十分小さい場合には、亀裂は剪断力に沿って伝播
し、打ち抜ける。しかし、クリアランスが大きい場合に
は、伝播がうまくいかずに製品側に亀裂が進展して、割
れが発生し易くなる。
【0007】このような割れ発生機構からわかるよう
に、打ち抜き割れを防止するためには、亀裂の伝播をう
まく調整することが重要であるが、クリアランスを十分
小さくすることによる亀裂伝播の調整方法は、打ち抜き
力の増大や2次剪断による刃先の摩耗が起こるため好ま
しくない。そこで本発明者らは、剪断の開始前に面取り
を施したポンチ先端部により、亀裂発生部位に加工硬化
を与え、ポンチ肩部からの亀裂の発生および亀裂の伝播
をし易くし、かつクリアランスを適切な範囲に調節する
ことで亀裂の成長を調整し、割れのない打ち抜き方法を
見い出した。
に、打ち抜き割れを防止するためには、亀裂の伝播をう
まく調整することが重要であるが、クリアランスを十分
小さくすることによる亀裂伝播の調整方法は、打ち抜き
力の増大や2次剪断による刃先の摩耗が起こるため好ま
しくない。そこで本発明者らは、剪断の開始前に面取り
を施したポンチ先端部により、亀裂発生部位に加工硬化
を与え、ポンチ肩部からの亀裂の発生および亀裂の伝播
をし易くし、かつクリアランスを適切な範囲に調節する
ことで亀裂の成長を調整し、割れのない打ち抜き方法を
見い出した。
【0008】本発明の打ち抜きポンチを用いた打ち抜き
加工法を図面を用いて説明する。図2は、本発明の実施
例に用いた打ち抜きポンチおよびダイによる、金属板の
打ち抜き加工の概要説明図である。本発明の金型は、径
20φの先端部に15%の面取りを施したポンチ1と、
ストッパー2、ダイ3を備えた一般的な打ち抜き用金型
である。被加工金属板4には、鋼板やアルミニウム板、
銅板、チタン板等およびそれらの合金などの一般金属板
が適用可能であり、金属板4は、ダイの上に置かれ打ち
抜き加工を受ける。
加工法を図面を用いて説明する。図2は、本発明の実施
例に用いた打ち抜きポンチおよびダイによる、金属板の
打ち抜き加工の概要説明図である。本発明の金型は、径
20φの先端部に15%の面取りを施したポンチ1と、
ストッパー2、ダイ3を備えた一般的な打ち抜き用金型
である。被加工金属板4には、鋼板やアルミニウム板、
銅板、チタン板等およびそれらの合金などの一般金属板
が適用可能であり、金属板4は、ダイの上に置かれ打ち
抜き加工を受ける。
【0009】まず、図2(a)で、被加工金属板はスト
ッパー2により保持され、その後ポンチを下降させ、図
2(b)に至る。さらにポンチが下降すると図2(c)
のように、設定クリアランスよりやや大きい、面取りを
施したポンチ先端部が被加工金属板を押し込み、剪断加
工を受ける部分が図2(c)中の矢印の方向に引張加工
を受け加工硬化する。図2(d)に至ると、ポンチ先端
の面取り部がすべて金属板に接触し、その後直ちに設定
クリアランス部より剪断、亀裂が起こり、剪断力に沿っ
て伝播して、ダイ肩部より発生する亀裂と会合し、図2
(e)のように割れがなく、打ち抜くことが可能にな
る。
ッパー2により保持され、その後ポンチを下降させ、図
2(b)に至る。さらにポンチが下降すると図2(c)
のように、設定クリアランスよりやや大きい、面取りを
施したポンチ先端部が被加工金属板を押し込み、剪断加
工を受ける部分が図2(c)中の矢印の方向に引張加工
を受け加工硬化する。図2(d)に至ると、ポンチ先端
の面取り部がすべて金属板に接触し、その後直ちに設定
クリアランス部より剪断、亀裂が起こり、剪断力に沿っ
て伝播して、ダイ肩部より発生する亀裂と会合し、図2
(e)のように割れがなく、打ち抜くことが可能にな
る。
【0010】次に本発明の限定条件について述べる。ま
ず被加工金属板の板厚を3mm以上としたのは、3mm
未満の金属板の打ち抜き加工の場合、亀裂の伝播距離が
短いため、亀裂伝播の調整を行わない従来方法で割れな
く打ち抜くことが出来るからである。さらに被加工金属
板の板厚を15mm以下としたのは、15mmより厚い
材料を打ち抜くとポンチの刃先の摩耗が増大し、ポンチ
の耐久性を損なうためである。
ず被加工金属板の板厚を3mm以上としたのは、3mm
未満の金属板の打ち抜き加工の場合、亀裂の伝播距離が
短いため、亀裂伝播の調整を行わない従来方法で割れな
く打ち抜くことが出来るからである。さらに被加工金属
板の板厚を15mm以下としたのは、15mmより厚い
材料を打ち抜くとポンチの刃先の摩耗が増大し、ポンチ
の耐久性を損なうためである。
【0011】ポンチ先端部の面取りをポンチ径の5〜2
0%としたのは、ポンチ径の5%未満の面取りでは、材
料の亀裂発生部に与える加工硬化量が不十分で亀裂発生
を助長する効果が得られないためである。ポンチ先端部
の面取りをポンチ径の20%以下としたのは、面取りが
ポンチ径の20%より大きいと亀裂発生に至るまでの引
張による変形が大きく、図3に示す打ち抜き後の製品断
面形状で、ダレ部が大きくなり、製品形状が損なわれる
ためである。ポンチ先端の面取り形状は、角度45°で
行われることが望ましいが製作精度上の問題から多少ず
れてもよい。
0%としたのは、ポンチ径の5%未満の面取りでは、材
料の亀裂発生部に与える加工硬化量が不十分で亀裂発生
を助長する効果が得られないためである。ポンチ先端部
の面取りをポンチ径の20%以下としたのは、面取りが
ポンチ径の20%より大きいと亀裂発生に至るまでの引
張による変形が大きく、図3に示す打ち抜き後の製品断
面形状で、ダレ部が大きくなり、製品形状が損なわれる
ためである。ポンチ先端の面取り形状は、角度45°で
行われることが望ましいが製作精度上の問題から多少ず
れてもよい。
【0012】打ち抜き時のクリアランスを被加工金属板
の6〜15%としたのは、6%未満ではポンチの摩耗が
増大するためであり、15%より大きいと亀裂の伝播が
剪断力の方向に進行せず、割れが発生しやすくなるため
である。打ち抜き速度については、特に規定はしないが
生産性や現在用いられている機械プレスの能力から10
0mm/sec以上が好ましい。以上の限定条件に基ず
く本発明を用いることにより、比較的板厚の厚い金属板
を打ち抜く際に発生する割れを防止する事ができる。
の6〜15%としたのは、6%未満ではポンチの摩耗が
増大するためであり、15%より大きいと亀裂の伝播が
剪断力の方向に進行せず、割れが発生しやすくなるため
である。打ち抜き速度については、特に規定はしないが
生産性や現在用いられている機械プレスの能力から10
0mm/sec以上が好ましい。以上の限定条件に基ず
く本発明を用いることにより、比較的板厚の厚い金属板
を打ち抜く際に発生する割れを防止する事ができる。
【0013】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。金属板
には、鋼板やアルミニウム板、銅板、チタン板等および
それらの合金などの一般金属板が適用可能であるが、そ
のうち軟鋼板、高張力鋼板、半硬質アルミニウム板につ
いて行った。打ち抜き工具は、図2(a)に示したもの
を用い、ポンチについては、20mmφのもので通常の
切刃と3mm(15%)の面取りをした切刃の2種類を
揃えた。ダイについては、21.6mmφ、22.8m
mφ、23.6mmφの3種類用いた。さらに比較例と
して、ポンチ径20mmφで4%と25%の面取りを施
したものを用いた結果も示した。ブランク板は、100
mmカクとし、他の打ち抜き条件は同一で、打ち抜き速
度は150mm/secとした。潤滑条件は、防錆油塗
布ままとした。割れの評価は目視で行い、微小亀裂およ
び割れのあるものは×、割れがなく打ち抜けたものは〇
とした。また、打ち抜き後のダレ等の形状も目視評価し
た。
には、鋼板やアルミニウム板、銅板、チタン板等および
それらの合金などの一般金属板が適用可能であるが、そ
のうち軟鋼板、高張力鋼板、半硬質アルミニウム板につ
いて行った。打ち抜き工具は、図2(a)に示したもの
を用い、ポンチについては、20mmφのもので通常の
切刃と3mm(15%)の面取りをした切刃の2種類を
揃えた。ダイについては、21.6mmφ、22.8m
mφ、23.6mmφの3種類用いた。さらに比較例と
して、ポンチ径20mmφで4%と25%の面取りを施
したものを用いた結果も示した。ブランク板は、100
mmカクとし、他の打ち抜き条件は同一で、打ち抜き速
度は150mm/secとした。潤滑条件は、防錆油塗
布ままとした。割れの評価は目視で行い、微小亀裂およ
び割れのあるものは×、割れがなく打ち抜けたものは〇
とした。また、打ち抜き後のダレ等の形状も目視評価し
た。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】このように、本発明は打ち抜き時の割れ
を発生させない金属板の打ち抜き加工工具および加工方
法として極めて有効であり、かつ特別な型を必要とせず
に行えるため工業的価値の高いものである。
を発生させない金属板の打ち抜き加工工具および加工方
法として極めて有効であり、かつ特別な型を必要とせず
に行えるため工業的価値の高いものである。
【図1】金属板の打ち抜き加工における割れ発生機構の
説明図、
説明図、
【図2】本発明の打ち抜き工具および打ち抜き加工法の
概要説明図、
概要説明図、
【図3】打ち抜き加工後の製品の断面図である。
1 ポンチ 2 ストッパー 3 ダイ 4 金属板 5 面取り部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 手墳 誠 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 立木 一緑 東京都千代田区大手町2−6−3 新日本 製鐵株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 ポンチとダイを用いた金属板の打ち抜き
工具において、ポンチ先端部の切刃にポンチ径の5〜2
0%の面取りを施した打ち抜き割れのない金属板の打ち
抜き型。 - 【請求項2】 ポンチとダイを用いた、3〜15mmの
板厚を有する金属板の打ち抜き加工において、クリアラ
ンスが板厚の6〜15%で、請求項1記載の打ち抜き型
を用いて、打ち抜くことを特徴とする金属板の割れのな
い金属の打ち抜き加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19826494A JPH0857557A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 金属板の打ち抜き型および加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19826494A JPH0857557A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 金属板の打ち抜き型および加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0857557A true JPH0857557A (ja) | 1996-03-05 |
Family
ID=16388249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19826494A Withdrawn JPH0857557A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 金属板の打ち抜き型および加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0857557A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273729A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nec Electronics Corp | リードカット装置および半導体装置の製造方法 |
| EP2266722A1 (en) | 2004-09-15 | 2010-12-29 | Nippon Steel Corporation | High strength part and method of production of the same |
| JP2014059070A (ja) * | 2012-09-14 | 2014-04-03 | Sharp Corp | 凝縮装置および冷凍冷蔵庫 |
| JP2017195405A (ja) * | 2012-01-06 | 2017-10-26 | ローム株式会社 | 抵抗器 |
| JP2021501693A (ja) * | 2017-11-02 | 2021-01-21 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | 金属部品を製造するための複層打抜き加工方法 |
| JP2021074721A (ja) * | 2019-11-05 | 2021-05-20 | 学校法人国士舘 | 異種材接合方法および複合部材 |
| WO2023145228A1 (ja) | 2022-01-28 | 2023-08-03 | 株式会社小松精機工作所 | アモルファス合金箔のせん断加工法 |
-
1994
- 1994-08-23 JP JP19826494A patent/JPH0857557A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2266722A1 (en) | 2004-09-15 | 2010-12-29 | Nippon Steel Corporation | High strength part and method of production of the same |
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| WO2023145228A1 (ja) | 2022-01-28 | 2023-08-03 | 株式会社小松精機工作所 | アモルファス合金箔のせん断加工法 |
| KR20240144102A (ko) | 2022-01-28 | 2024-10-02 | 가부시키가이샤 고마츠세이키 고사쿠쇼 | 비정질 합금박의 전단 가공법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |