JPH1086098A - 同一方向二工程せん断穴あけ加工方法 - Google Patents

同一方向二工程せん断穴あけ加工方法

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JPH1086098A
JPH1086098A JP26660396A JP26660396A JPH1086098A JP H1086098 A JPH1086098 A JP H1086098A JP 26660396 A JP26660396 A JP 26660396A JP 26660396 A JP26660396 A JP 26660396A JP H1086098 A JPH1086098 A JP H1086098A
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JP
Japan
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punch
die
work
processing method
punched
Prior art date
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Pending
Application number
JP26660396A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Wada
浩明 和田
Toshio Nakajima
俊雄 中島
Hironobu Sakuma
浩宣 佐久間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Topy Industries Ltd
Original Assignee
Topy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の慣用抜きでは得られない平滑な加工面を
得ることができ、しかも強加工材や高強度材を打ち抜く
場合でも割れが発生しないと共に、容易にセンタリング
ができ、ワ−クがパンチ・ダイスの芯とズレるのを防止
した同一方向二工程せん断穴あけ加工方法を提供する。 【解決手段】被加工材であるワ−クを、パンチとダイス
とを使用して半抜きする第1工程と、該半抜きしたワ−
クを前記と同一方向から、パンチと前記ダイスより径の
大きい抜き穴のダイスとを使用して打ち抜く第2工程と
を具備した金属製ワ−クの二工程せん断穴あけ加工方法
に於いて、前記打ち抜くワ−クに位置決め用のガイド穴
を形成し、前記第2工程で該ガイド穴に、前記パンチに
設けた位置決めピンを嵌合することによって、前記パン
チが正確に前記半抜き部に嵌合するようにして、打ち抜
くようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車の
ホイ−ルのデイスクの穴あけ加工のような金属製ワ−ク
のせん断穴あけ加工方法に係り、詳記すれば、ワ−クに
割れの生じるのを防止し、しかも平滑で美麗な加工面が
得られる金属製ワ−クの同一方向二工程せん断穴あけ加
工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】平面若しくは曲面を持ったワ−クを、ダ
イスとパンチとを使用して種々の形状に打ち抜くせん断
加工法は、従来から汎用されている。このせん断加工法
としては、ダイスとの間に正のクリアランスを持ったパ
ンチによる1工程での打ち抜き(以下、これを慣用抜き
と呼ぶ)、シエ−ビング、仕上げ抜き及びフアインブラン
キング等が、一般に広く使用されている。また、それほ
ど多く使用されてはいないが、対向ダイス法及び上下抜
き(平押し法)等も知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記慣用抜きは、せん
断面の性状が、むしれたような形状で荒れるので、平滑
な加工面を得る目的には不適であるほか、強加工材や高
強度材(いわゆるハンテン材)を打ち抜くと、ワ−ク打
ち抜き面の板厚の中心部に、ワ−ク表面と平行な割れが
発生する問題があった。
【0004】また、シエビング法は、比較的薄板に限ら
れる問題があった。仕上げ抜きは、慣用抜きの場合より
も加工面精度は良くなるが、強加工材や高強度材を打ち
抜く場合は、同様に割れが発生するほか、ワ−クのだ
れ、湾曲は大きくなる問題があった。
【0005】フアインブランキング法は、慣用抜きに比
べ加工面精度はかなり良好であるが、強加工材や高強度
材を打ち抜く場合は、同様に割れが発生する問題があっ
た。そればかりか、ワ−クを突起物で板押えするため、
状況によっては製品側に傷が付く場合が生じる問題があ
った。対向ダイス法は、フアインブランキング法と同じ
ような欠点があった。
【0006】上下抜きは、ワ−クが薄板の場合は加工面
がかなり良好となるが、板厚が厚くなると、加工面は慣
用抜きの場合よりも悪化する問題があった。従って、従
来のせん断加工方法は、いずれも未だ十分満足すべきも
のではなかった。
【0007】このような欠点を解決するため、本出願人
は、第1工程でワ−ク1′′をダイスとパンチとを使用
して半抜きした後、第2工程で、図5に示すように、第
1工程のダイスより径の大きなダイス2′′を使用し
て、パンチ3′′で打ち抜く同一方向二工程せん段穴あ
け加工方法を開発し、先に特許出願した。
【0008】しかしながら、上記方法は、従来の慣用抜
きでは得られない平滑な加工面を得ることができると共
に、強加工材や高強度材を打ち抜く場合でも割れが発生
しない利点はあったが、ワ−ク1′′の種類によってセ
ンタリングが困難な場合は、ワ−ク1′′がパンチ・ダ
イスの芯とズレる場合が生じる問題があった。このよう
にズレが生じた場合は、パンチ切れ刃が、第1工程で形
成された金属光沢を有する切断面を擦るため、外観が悪
化し、品質が損なわれる欠点があった。例えば図5に示
すように、センタリングが理想的になっている場合に
は、半抜きの側面とダイス2′′内面との隙間が全ての
位置でaであるが、上記ワ−クがパンチ・ダイスの芯と
ズレる場合というのは、ある位置ではaよりも小さくな
り、他の位置ではaよりも大きくなるということであ
る。
【0009】この発明は、従来の慣用抜きでは得られな
い平滑な加工面を得ることができ、しかも強加工材や高
強度材を打ち抜く場合でも割れが発生しないと共に、容
易にセンタリングができ、ワ−クがパンチ・ダイスの芯
とズレるのを防止した同一方向二工程せん断穴あけ加工
方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的に沿う本発明の
構成は、被加工材であるワ−クを、パンチとダイスとを
使用して半抜きする第1工程と、該半抜きしたワ−クを
前記と同一方向から、パンチと前記ダイスより径の大き
い抜き穴のダイスとを使用して打ち抜く第2工程とを具
備した金属製ワ−クの二工程せん断穴あけ加工方法に於
いて、前記打ち抜くワ−クに位置決め用のガイド穴を形
成し、前記第2工程で該ガイド穴に、前記パンチに設け
た位置決めピンを嵌合することによって、前記パンチが
正確に前記半抜き部に嵌合するようにして、打ち抜くこ
とを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明
する。本発明では、第1工程と第2工程の二工程で打ち
抜くことを特徴としている。径の差が小さいダイスとパ
ンチとを使用して、一工程で打ち抜いた場合は、ダイス
とパンチとの負荷が大きくなり、これらの寿命を短くす
ると共に、製品に変形が生じる恐れがある。
【0012】第1工程では、半抜きと同時に位置決め用
ガイド穴を形成すると良い。この半抜きにおいて、パン
チ3は先端部分には、剪断条件に応じて0゜から15゜
のテ−パ−が付いた形状になっている。このように半抜
きすると、抜きカス側と製品側とは、互いに圧縮の力を
受けながら変形するから、半抜き状態での分離された部
分の加工面は、鏡面状態となり、極めて良好となる。
【0013】第2工程では、通常の慣用抜きと同じよう
に、ダイス径を大きくしているので、ワ−クがズレる可
能性があるが、本発明では、パンチに取着した位置決め
ピンをガイド穴に嵌合させることによって、センタリン
グして打ち抜くので、ワ−クのズレが生じない。
【0014】第2工程でダイスの径を大きくすることに
より、パンチとダイスとの間には、過度の負荷が発生す
ることなく、また加工面に断差を生ずることなく、抜き
カスと製品とは互いに圧縮の力を受けながら変形して打
ち抜かれる。この第2工程での加工面精度は、第1工程
におけるような鏡面ではないが、いわゆる従来の慣用抜
きと比べて、遥かに平滑度の優れた加工面が得られる。
【0015】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明方法の第1工程を示すものであ
り、ダイス2上に載置した被加工材のワ−ク1(大型デ
イスク)に、上方から通常の方法により、パンチ3をプ
レスで下降させてワ−ク1を強圧し、位置決め用ガイド
穴12の形成と同時に、半抜きとした状態を示す。
【0016】パンチ3は、パンチホルダー5に密嵌固定
され、パンチ3中央部には、位置決めピンパンチ4が密
嵌固定されている。位置決めピンパンチ4のワ−ク1に
当接する端面突起6は、ワ−ク1に形成しようとする位
置決め用ガイド穴の形状に形成されている。ダイス2の
上端には、打ち抜く形状の凹部15と、該凹部15の中
央に、ガイド穴形成用貫通孔8が形成されている。
【0017】半抜きの程度(加工量)は、ワ−ク1の材
質や板厚によって変化するが、板厚の25%〜80%と
するのが良い。加工量が、25%より少ないと、第2工
程での加工面性状が悪化し、逆に80%より多いと、パ
ンチに対する負荷が大きくなり、パンチ寿命の低下をも
たらす。半抜きを、上記加工量とすることによって、ワ
−クの板厚中心部に不純物が偏析している場合や強化工
を受けている場合でも、中心部での割れを効果的に防止
することができると共に、良好な加工面を得ることがで
きる。
【0018】第2工程では、図2に示すように、パンチ
3′の形状は第1工程のパンチの形状と異なり、ストレ
−ト形状のものを使用し、ダイス2′の抜き穴径を第1
工程のダイス2の凹部7より大きく、即ち通常の慣用抜
きと同じようにして打ち抜く。この第2工程のダイス
2′は、パンチ3′とダイス2′の抜き穴14とのクリ
アランスが、第2工程でこれから更に打ち抜くべきワ−
ク1の板厚の+4〜+35%となるように選択するのが
良い。
【0019】第2工程に於いて、第1工程で半抜きされ
たパンチ穴に、パンチを正確に打ち込むには、ワ−ク1
の位置決めを正確に行う必要がある。そのためパンチホ
ルダ−5′に嵌合固定されたパンチ3′の中心には、前
記位置決めピンパンチ4と同形状の位置決めピン6が嵌
合されている。
【0020】位置決めピン6は、上端頭部9が、パンチ
3′中央に形成された貫通孔10の段部11に、コイル
スプリング7によって、付勢係止されている。コイルス
プリング7は、位置決めピン6の頭部9上面に形成され
た凹部と、パンチホルダ−5′下端との間に介装されて
いる。位置決めピン6は、その端面形状及び取り付け位
置は、前記第1工程の位置決めピンパンチ4と同一とす
る必要がある。
【0021】第2工程では、位置決めピン6は、コイル
スプリング7によって付勢されているので、最初図2に
示すように、突き出した状態でパンチ3′と共に下降す
る。位置決めピン6がワ−ク1に接触すると、位置決め
ピン6は、第1工程で形成されたガイド穴12に沿って
下降を続けようとするため、ワ−ク1の移動が起こり、
ワ−ク1の半抜き部13とダイス抜き穴14との芯を一
致させると同時に、位置決めピン6は、コイルスプリン
グ7の力に抗して上昇する。
【0022】上記したようにして、半抜き部13側面と
ダイス2′内周面との隙間は、抜き穴14の全周にわた
り均等となる。従って、パンチ3′は、図3に示すよう
に、半抜き部13にズレずに嵌合するので、パンチ3′
の切れ刃が第1工程で形成された切断面を損なうことな
く、図4に示すように、抜き落とすことができる。
【0023】ガイド穴12は、半抜きされたパンチ穴の
中央に形成するのが良いが、中央からズレても差し支え
ない。ガイド穴12は、底部に向かって先細に形成する
のが良い。先細に形成することによって、ワ−ク1を移
動させ、センタリングを容易とするからである。
【0024】ガイド穴の形状は、半球形及び角錐形等、
抜き穴の形状に応じて選択すれば良い。例えば、丸穴抜
きの場合は、半球状で良いが、半球状以外の形状(例え
ばおむすび形状)の場合は、半球状では抜き穴の周方向
の位置決めができないので、半球状以外の形状(例えば
角錐形)とするか、半球状のガイド穴を2箇所形成す
る。
【0025】本発明方法は、1mm以下の薄板から20
mm以上の厚板に対しても適用することができ、ワ−ク
の厚さは特に限定されない。また、ワ−クの材質は、鉄
鋼材だけでなく、各種金属や合金に対しても適用可能で
ある。ワ−クの形状についても、平板だけでなく曲面に
対しても適用することができる。
【0026】更に、第1工程及び第2工程でのパンチと
ダイスとのクリアランス、パンチ及びダイスの形状並び
に第1工程での加工量(打ち抜き量)等は、ワ−クの材
質や板厚等に応じて適切な値を選択すれば良い。本発明
方法は、自動車のホイ−ルのデイスクのハブ穴,ボルト
穴及び飾り穴の穴あけ加工に適用できるだけでなく、あ
らゆる金属及び合金の穴加工部品に対して適用すること
ができる。また、打ち抜く穴の形状は、円形、楕円形
等、従来の慣用抜きで打ち抜く形状には、全て打ち抜く
ことができる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、ワ−クのズレを効果的
に防止することができるので、第2工程でパンチを正確
に半抜き部に嵌合させることができるから、第1工程で
形成された加工面を傷つけることなく、従来の慣用抜き
では全く得られない極めて加工面精度が高く、平滑度の
高い美麗な加工面が得られると共に、従来の慣用抜きの
場合に生じたワ−ク表面と平行な割れも回避することが
できる。
【0028】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1工程を示す断面図である。
【図2】本発明の第2工程でセンタリングする状態を示
す断面図である。
【図3】本発明の第2工程のパンチを半抜き部に嵌合し
た状態を示す断面図である。
【図4】本発明の第2工程で打ち抜いた状態を示す断面
図である。
【図5】先に出願した同一方向二工程抜きを示す断面図
である。
【符号の説明】
1,1′′ ワ−ク 2,2′,2′′ ダイス 3,3′,3′′ パンチ 4 位置決めピンパンチ 5,5′ パンチホルダ− 6 位置決めピン 7 コイルスプリング 12 ガイド穴

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被加工材であるワ−クを、パンチとダイス
    とを使用して半抜きする第1工程と、該半抜きしたワ−
    クを前記と同一方向から、パンチと前記ダイスより抜き
    穴径の大きいダイスとを使用して打ち抜く第2工程とを
    具備した金属製ワ−クの二工程せん断穴あけ加工方法に
    於いて、前記打ち抜くワ−クに位置決め用のガイド穴を
    形成し、前記第2工程で該ガイド穴に、前記パンチに設
    けた位置決めピンを嵌合することによって、前記パンチ
    が正確に前記半抜き部に嵌合するようにして、打ち抜く
    ことを特徴とする同一方向二工程せん断穴あけ加工方
    法。
  2. 【請求項2】前記位置決め用ガイド穴の形状を、底面に
    向かって先細に形成してなる請求項1に記載の加工方
    法。
  3. 【請求項3】前記位置決め用ガイド穴の形状を、半球形
    若しくは角錐形に形成してなる請求項2に記載の加工方
    法。
  4. 【請求項4】前記第1工程のダイス上面に、打ち抜く形
    状の凹部と該凹部に前記ガイド穴形成用の穴を形成し、
    前記第1工程のパンチ下端面に前記ガイド穴形成用の突
    起を設け、前記半抜きと同時に前記位置決め用のガイド
    穴を形成してなる請求項1または2に記載の加工方法。
  5. 【請求項5】前記ガイド穴を、前記半抜き部中央に形成
    してなる請求項4に記載の加工方法。
  6. 【請求項6】前記第2工程のダイスの抜き穴の径は、前
    記第1工程のダイスの凹部より大きな径のダイスを使用
    してなる請求項4に記載の加工方法。
  7. 【請求項7】前記第2工程のダイスの径は、パンチとダ
    イスの抜き穴とのクリアランスが、第2工程で更に打ち
    抜くべきワ−ク板厚の+4%〜+35%となる径である
    請求項6に記載の加工方法。
  8. 【請求項8】前記第1工程のパンチに、位置決めピンパ
    ンチを密嵌固定して、前記ガイド穴形成用突起を設けて
    なる請求項4に記載の加工方法。
  9. 【請求項9】前記第2工程のパンチに、前記ワ−クに当
    接する端面形状が前記第1工程のパンチの突起と同一形
    状の位置決めピンを嵌合し、該位置決めピンを弾性部材
    によって、上下動し得るように形成してなる請求項1ま
    たは6に記載の加工方法。
  10. 【請求項10】前記弾性部材が、コイルスプリングであ
    る請求項9に記載の加工方法。
  11. 【請求項11】前記半抜きは、前記ワ−クの厚さの25
    〜80%の打ち抜きである請求項1または10に記載の
    加工方法。
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