JPS60187437A - スラツグ保持ダイス - 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】 この発明は一般的に工作物の機械加工作業の分野に関す
るが、特定的にはポンチプレス機に関する。

「スラップ引張り」は高速ポンチプレス機の作業におい
ていつも繰り返される難題である。

「スラップ」は打抜き作業において工作物から打抜かれ
る金属の各断片であり、また「スラップ引張り」はポン
チの戻り行程においてその頭部に追従しようとするスラ
ップの傾向のことであるので、工作物の平面またはその
近くまで上昇するスラップは後続の打抜き作業において
工作物がポンチとダイスの間を急速に移動する時に問題
を引き起す。スラップ引張り問題は小型のポンチとダイ
スが使用される時、特に重大であって、甚だしい浪費時
間と生産損失を招き兼ねない。近代的ポンチプレス機は
毎分約２００行程から約４００行程に至る範囲に作動す
ることが多いという事実を考慮すると生産の損失は特に
明白である。

歴史的にダイスの孔の寸法は工作物に打抜くべき孔の寸
法を工作物の厚さの約８％だけ超過する値に設定される
。従って、打抜かれた孔の直径はそのポンチ側から工作
物のダイス側の方へと増加するから、その孔のポンチ側
はポンチの寸法を有し、また、その孔のダイス側はダイ
スの孔の直径を有することは誰でも気付く点である。こ
れに伴って形成されるスラップは打抜かれた孔のポンチ
側寸法よりも大きな全体的寸法を有するので、ポンチの
戻り行程の間にスラップがポンチに追従するに従ってそ
のスラップが打抜かれた孔の中にくさびのように割込む
または停滞して工作物の続行する移動を妨害するのは珍
らしいことではない。ポンチの先端をしばしば砥ぎ直す
ことが必要であるが、若しダイスの孔の寸法が工作物に
打抜くべき孔の寸法を工作物の厚さの２０％を超過する
ほど増大すると、ポンチの先端の鈍化する性癖が減退す
ることは知られている。その結果ダイスの孔の寸法も増
大するため、打抜かれた孔のポンチ側とダイス側の間の
寸法差を更に大きくするのでスラップ引張り問題が更に
重大なことになる。

スラップ引張り問題を抑制または防止するため色々な手
段が採用されている。スラップをポンチの頭端面から分
離するため、スラップ放出棒をポンチ目体の中心に装備
して、各打抜きサイクルの間にスラップをダイスから放
出することもできる。別個に移動できる放出ビンを装備
したポンチの頭部を製作することは高価でもあり、また
そのような装置ではあまりよい結果が得られないから、
スラップ引張り問題に対するこの解決策は広く一般化さ
れるに至っていない。

他の解決策にはスラップをダイスへ粘着させることによ
りポンチの頭部の戻り行程の間にスラップがポンチの頭
部へ追従することを防止するためダイスの中に濃厚グリ
ースなどを使用することが含まれる。スラック引張り問
題に対するこの解決策も広く一般化されるに至っていな
い。

この発明は材料打抜き作業の打抜き段階と引込み段階の
期間にポンチと嵌合する孔を有するスラッグ保持型打抜
きダイスに関する。

このダイスにはポンチの移動方向に延在し、打抜き段階
の間に工作物材料の打抜かれたスラップの周縁へぶつか
って該周縁を把持すると共に、引込み段階の間にそのス
ラップがポンチに追従することを抑制するように適用さ
れる少くとも一つの内側延出突起部が含まれる。

好ましい実施例において、そのダイスにはダイス孔の周
シにおいて互に離隔すると共に、ポンチに而するダイス
の表面から下の方へ離隔する多数のそのような突起部が
含まれる。

成るべくなら、その各把持用突起部はダイスの内側へそ
のような各突起部がスラップの拡大した周縁のみと当接
するに足る一点まで延出することが望ましい。ここで使
用したようなスラップの「拡大した周縁」とは関連する
ポンチの寸法を越えて延出するスラップの周縁部分のこ
とであって、ポンチに面するスラップの表面を横切るス
ラップの寸法はそのスラツプの他の表面の寸法よりも僅
かに小さいものと了解して頂きたい。

先づ第２〜第５図を参照すると、ダイスとポンチは記号
１２と１４によってそれぞれ指定されているが、そのダ
イス１２は概ね円形のダイス孔１２．１を有する。理解
し易くするため、第１〜第１０図において典型的に図示
したこの発明の実施例は円形ダイスと円形ポンチの用語
をもって説明されるけれども、そのダイスとポンチはこ
の分野における既知形式の各種形状のものであり得るも
のであることを了解して頂きたい。

第２図に示す通り、ダイス孔１２．１はポンチ１４の直
径ｄよりも僅かに大きな直径りを有するが、その各直径
の差は打抜くべき材料の厚さに依存するのであって、典
型的には工作物の厚さの恐らく８％から約２０％までの
範囲である。ダイス１２を貫通して形成した円形孔１２
．２は成るべくダイス孔１２．１と同一直径のものであ
るが、ダイスとポンチはダイス孔１２．１に等しい直径
の共通的焼入れ鋼または焼入れ合金鋼から成り、ポンチ
１４の下端面は鋭利な端縁１４．１を有するものと理解
して頂きたい。

第２〜第５図において記号１６をもって示す小さな各突
起部はダイス孔１２．２の内側へ延出しているが、その
各突起部はダイス孔の反対側にそれぞれ形成される。第
１〜第５図の実施例において、各突起部１６は上（第１
図）から見た場合の形状が概ね三角形であり、その先端
は鋭＋Ｕな頂縁１＆１を形成する。各突起部１６は成る
べくならダイス孔１２．２の中においてポンチの移動方
向に長く延在すると共に、ダイス孔の上面から短距離だ
け下の方へ、例えば打抜くべき工作物の約厚さだけダイ
ス孔の上面から下の方へ離隔していることが望ましい。

各突起部はまた成るべくダイスの底面１２．３から上の
方へ離隔した一点まで下の方へ延出することが望ましい
が、各突起部１６の長さは打抜くべき工作物の厚さの成
るべく約０５倍から約１．５倍までの程度とすることが
望ましい。各突起部の鋭利な頂端縁１＆１の間の直径方
向間隔はポンチ１４の直径ｄよりも小さくないことが要
望される。ダイスへ心合せされた時のポンチの部分的輪
郭が第１図において断続線１４．２により図示されてい
る。

背景として、ポンチプレス機は工作物からスラッジ１８
を切断するためダイス１２の上へ心合せしたポンチ１４
へ上の方から衝突するラム（図示せず）を一般的に使用
していることを理解して頂きたい。このダイスは剛性的
に固定されるのが通例であり、ポンチはポンチスリーブ
の中へ往復動可能に取付けられるのが通例である。この
ポンチは打抜きサイクルの引込み段階の間に工作物から
ポンチを上の方へ取出し易くするため剥離板（図示せず
）と剥離ばねを備えることができる。典型的打抜き作業
の期間中に工作物はダイスの頂面の上とポンチの下の間
を通って前進される。ラムはポンチへ大きな力をもって
打ち落されるが、先づ工作物に対してポンチとポンチガ
イドを上の方から打撃し、その同一行程においてポンチ
が工作物を貫通するまでポンチを下の方へ駆動し続ける
。ラムが上のη〜′ 方へ後退するに従って剥離ばＢ予ンチを上方へ引張りな
がら工作物に形成された孔から外へ引き出すが、剥離板
は工作物が上昇するポンチへ追従しないようにするため
工作物の周縁を保持するように作動する。ポンチとポン
チガイドはそれらとダイスの間へ工作物の新しい区画を
導入できるようにするため、次いで上の方へ僅かに後退
される。この−膜形式の打抜き作業はウィルンン氏とロ
ーゼン氏とによる米国特許第４．２４８，１１１号にお
いて例証された通り当業界ではよく辿られている。

ダイス孔の寸法は一般的にポンチの寸法より僅かに太き
いから、工作物のポンチ側に形成される孔の寸法は工作
物のダイス側の孔の寸法よりも僅かに小さくなる筈であ
る。第３図において記号Ｗにより指定した工作物は記号
Ｐで指定したポンチ側と記号Ｐのようなダイス側とを有
する。第３図はポンチ１４が打抜きサイクルの期間中に
工作物Ｗの厚さを通過するものとしてのポンチを示す。

第５図に示すポンチの位置において、ポンチが工作物の
厚さ全体を通過していないにしても、スラグ１８は工作
物から完全に切断されてしまっているので、ポンチの端
縁１４．１とダイス孔１２．１の各寸法の差によって生
じた工作物とスラッジとのテーパーされた各周縁をはっ
きり見ることができる。明瞭に判るようにするため、ポ
ンチとダイスの間の寸法差が第１〜第６図においてスラ
ッジと工作物の孔とのテーパーされた各周縁を示すため
に誇張されていることを了解して頂きたい。

第４図において、ポンチは工作物の厚さ全体を通過し終
った位置において示されているが、スラッジ１８はこの
時工作物から完全に分離されている。ポンチが下の方へ
前進し続けるに従って、スラッジの拡大された環状周縁
（図面では記号Ｅによって指定）がダイス１２の各突起
部１６と当接してその上へ串刺しにされる。これで理解
されるように、各突起部１６はポンチの端縁１４．１の
寸法を越えて延出するスラッジの拡大環状周縁Ｅの中へ
のみ延出するに過ぎない。

その結果、スラッジ１８の環状周縁Ｅが僅かに変形する
ので、そのスラッジは第５図に示す位置においてダイス
の中に保持される。今度はポンチがさきに説明した通り
上の方へ引込むのでそのポンチとダイスの間へ工作物の
新しい区画を装入することができるようになる。後続す
る打抜き作業においてスラッジ１８は各突起部１６の間
から押し下げられるため、各突起部の底端に近接するス
ラッジの環状周縁Ｅはその底端を越えて押下げられるの
で、そのスラッジはもはや各突起部によって保持される
ことなく自由にダイスから落下することができるものと
了解して頂きたい。各突起部１６の垂直方向長さは希望
に応じて任意に変えることができるけれども、効率上こ
の長さは如何なる時点においても一度に２枚以上のスラ
ッジがダイスの中に積み重なって各突起部によシ保持さ
れることのないようにすることが望ましい。新しいスラ
ップが打抜かれて各突起部へ串刺しされる時、先行の打
抜き段階からのスラップは各突起部から自由に解放され
てダイスから落下する。

ポンチ１４はその下降行程においてスラップ１８が各突
起部１６へ串刺しされるに足るだけ光分遠くまで前進し
なくてはならないことを理解して頂きたい。ポンチの移
動する長さとダイス孔１２．２の頂面から下へ各突起部
までの間隔とはこの目的を達成するため希望する通り調
節することができる。

第１図と第３〜第５図の実施例は円形ダイス孔の周縁内
において直径的に対向する一対の突起部１６を備えてい
る。特にもっと小さいダイス孔に対しては１方の突起部
を使用する必要があるのみに過ぎないので、スラップは
その下降中に片側の突起部の上へ串刺しされると共に、
その反対側のダイス孔に対してしっかり保持されるもの
と理解して頂きたい。特にもっと大きな寸法のダイス孔
に対しては多数の突起部が使用されると共に、そのダイ
ス孔の周縁周りへ適当な間隔（円形ダイス孔の場合には
円周方向等間隔）に配置される。

第２図を再び参照すると、すでに説明した通り各突起部
１６は下の方へ延出するけれども、成るべくダイスの底
面１２．３から上の方へ離隔することが望ましい。好ま
しい実施例において、各突起部１６より下に延在するダ
イス孔の一部分１２．４の寸法はスラップが各突起部１
６から一旦自由に解放された時、ダイスから自由に落下
できるように成るべく外側ヘテーパーしたスラツプ放出
口を提供するため、ダイス孔１２．１に隣接するダイス
貫通孔１２．２よりも僅かに大きく拡径される。

突起部１６がダイス貫通孔の内側へ延出する距離はポン
チとダイス孔の遊隙、即ちポンチとダイス孔の相対的寸
法の差に大きく依存する。

例えば第２図に示すポンチとダイス孔の遊隙は直径りと
ｄとの差である筈である。スラップの厚さ全体にわたっ
てその周縁と接触して変形させるため、１本または１本
以上の突起部がダイス貫通孔の内側へ延出しているにし
ても、その各突起部は成るべくスラップの拡大周縁のみ
と当接して変形させるに過き゛ない。一般的に本発明に
よるダイスとポンチは工作物の厚さが約０．７器から約
７ＩＩＩ＋までの範囲が望ましく、また使用される各突
起部がダイス貫通孔から内側へ約０．０２關から約０．
９　ｍまでの範囲の距離たけ延出しているにしても、広
範囲の厚さをもった工作物を取扱うことができる。その
ような厚さの工作物に対しては各突起部がダイス貫通孔
において内側へ延出しなくてはならない距＊＜突起部延
出度）は次の式がら略算的に計算することができる。

突起部延出度ｉ／２×遊隙−０．０２５ｉ＋ツ典型的打
抜き作業において、円形ポンチの直径は２ｍであり、工
作物の厚さは１暉であるかも知れない。若しダイスの直
径がポンチの直径を工作物の厚さの２０％だけ超過する
とすれば、その場合のダイスの直径は大体において２．
０２ｍとなるので、遊隙は０．２ｍであって、スラップ
（第６図）の拡大環状周縁Ｅの半径方向の幅は概ね０．
１Ｍとなる筈である。ダイス貫通孔１２２（第２図）の
直径がダイス孔１２１の直径と同一であると仮定すると
、各突起部１６の頂端縁１６．１は貫通孔の半径方向内
側へ、４×約０．２１１ｙ　−０，０２５ｍ　肥Ｑ、０
７５　ａｓ　、の距離だけ延出する筈である。

その結果として、このダイスによってスラツプの周縁に
形成される台溝は極めて細くなると共に、スラツプの拡
大環状周縁内においてのみその周縁に沿って上の方へ延
びるに違いない。即ち、ポンチと同一方法を有するスラ
ップの上面は各突起部によって接触されるようなことが
ない。成るべくなら各突起部はスラップの拡大環状周縁
の幅の約４０％から約８０％までの範囲の距離だけ拡大
周縁の中へ突出するようにダイスの内側へ延出する。

第７図と第８図を参照すると、第１図と第２図に示した
ものと同様のダイス２０が図示されているけれども、そ
のダイス貫通孔２０．２の内側ヘ延出する各突起部２０
．１は上から見た場合の形が概ね四角形であり、従って
スラップの環状部分Ｅを把持するため各１対の鋭利な側
縁を有するが、その一方の端縁のみが記号２０．３によ
り指定されている。第９図と第１０図の実施例は第７図
と第８図のものと同様であって、この実施例におけるダ
イス２２はその貫通孔２２．２の内側へ延出する概ね丸
く而取りしたまたは半円形断面の突起部２Ｚ１を有する
。今度は特に第１０図を参照すると、若し希望するなら
ばスラップをもっと容易に嵌入させるため記−Ｑ２２．
３により指定したようにテーパーされた上方部分を待つ
ようにすること毛できる。

すでに指摘したように、本発明による各ダイスは色々な
形と寸法を有するダイス孔を有すると共に、ダイスを貫
通する孔の内側へ延出する多数の色々な形の突起部を使
用することができる。第１１図にしｕ示したダイス２４
はその厚さを貫通する概ね長方形の孔２４．１を有する
が、この孔の各側壁２４．２はダイスの頂面以下におい
て実質的に等間隔をもって釣合よく配置した６本の突起
部２４．３を内側へ突設すると共に、その各突起部は上
から見た場合に概ね三角形に形成されている。

各突起部は現存のダイスに溶接などの手段によって追加
しても差支えないけれども、本発明による各突起部を含
む各ダイスは成るべく１枚の鋼板または他の金属板の原
板からダイスの孔、貫通孔及び各突起部を形成するため
その原板を両電極からの電気放電が侵食する既知の放電
加工方法によって一体的に製作されることが望ましい。

第２図において記号１２．１によシ示すようなダイス孔
が反覆して使用する間に鈍化した時、その鋭利化作業に
は新しく鋭利なダイス孔端縁を得るためダイスの上面を
研磨するかまたはフライス削りする加工作業が一般的に
含まれる。従ってダイスの厚さは僅かながら次第に減少
する。

各突起部１６はダイスの上面１２５から下へ離隔してい
るから、典型的な各ダイスはその各突起°　部側９１６
．１の上端縁に達する以前に数回も鋭利化作業をやり直
すことができる。上端縁に達した時、各突起部はそれ自
体とダイスの上面１２．５の間に所望の垂直間隔を保つ
ように各突起部の上端がそれ自体で研磨されるようにな
る。

本発明の好ましい実施例が以上説明されたけれども、色
々な変更、適用及び改変を本発明の精神と頭書した特許
請求の範囲とから逸脱することなく本発明に実施するこ
とができる点を理解されなくてはならない。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明によるダイスを示す頂面図である。 第２図は本発明によるポンチとダイスを示す部分的略図
的縦断面図である。 第３図は本発明のポンチとダイスを示す部分的略式縦断
面図であって、打抜き作業の間にポンチが工作物の中へ
入る所を示す。 第４図は第３図と同様の断面図であるが、ポンチが更に
ダイスの中へ延出した所を示す。 第５図は第５図及び第４図と同様の断面図であるが、ポ
ンチが更にもっとダイスの中へ延出した所を示す。 第６図はスラップの部分的拡大縦断面図である。 第７図は本発明に係るダイスの異種例を示す部分的頂面
図である。 第８図は第７図の矢視線８−８に沿った断面を示す部分
的縦断面図である。 第９図は本発明に係るダイスの更なる他の異種例を示す
部分的頂面図でめる。 第１０図は第９図の矢視線１０−１０に沿った断面を示
す部分的縦断面図である。 第１１図は本発明に係るダイスの更なる他の異種例を示
す平面図である。 １２、２０．２２．２４　：ダイス、１４：ポンチ、１
６．２α１，２２．１．２４．５　：突起部、１８ニス
ラツグ、１２．２，２α２．２２．２．２４．１　：ダ
イス貫通孔（ダイス孔）Ｄ：ダイス孔の直径、ｄ：ポン
チの直径、Ｅ：拡大環状周縁、　Ｗ：工作物、 Ｐ：ボンテ側表面、　Ｆ：ダイス側裏面特許出願人 ニドウィン　ティー、　シャトルラオースウィルソン　
ツール　カンパニー 代理人 萼　優　美（ほか１名） 牙１図 手続補正書（方式） １事件の表示昭和５９年特許願　第４３７０８号２、発
明の名称スラッグ保持ダイス ３、補正する者 事件との関係　特許出願人 名称ウィルソン　ツール　コンパニー （ほか　ｌ　名） ５、補正命令の日付 昭和５９年５月９日（分、Ｌ口°解台Ｉハ」拝２７す７
、補正の内容 （１）　訂正願書を提出する。 （２）委任状及び訳文を提出する。 （３）　浄書した明細書を提出する。 （内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　ポンチと、材料打抜き作業時における打抜き段
   階と引込み段階の際に、上記ポンチと嵌合する孔を有す
   るダイスとから成るポンチプレス機であって、上記ダイ
   スには上記ポンチの移動方向に延在し、上記打抜き段階
   の間には工作物材料の打抜かれたスラップの周縁へぶつ
   かって該周縁を把持すると共に、上記引込み段階の間に
   は上記スラップが上記ポンチに追従することを抑制する
   ように適用される少くとも一つの内側延出突起部が含ま
   れることを特徴とするポンチプレス機。 （２）上記束なくとも一つの内側延出突起部が上記ポン
   チに通常は面する上記ダイスの面から上記ポンチの移動
   する方向へ離隔していることを更に特徴とする特許請求
   の範囲第（１］項に記載のポンチプレス機。 （３）　上記ダイスが少なくとも２つのそのような突起
   部を有することを更に％徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項に記載のポンチプレス機。 （４）そのような上記各突起部が上記ダイスの上記孔の
   内周面周りに間隔を有することを史に特徴とする特許請
   求の範囲第（３）項に記載のダイス。 （５）上記束なくと４一つの突起部が丸く面取りしたス
   ラップ接触表面を備えていることを更に特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項に記載のポンチプレス機。 （６）　上記束なくとも一つの突起部が鋭利に削ったス
   ラップ接触表面を備えていることを更に特徴とする特許
   請求の範囲第（１１項に記載のポンチプレス機。 （７）上記突起部が上記スラップと接触するため少なく
   とも２つの鋭利な側縁を備えていることを更に％徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項に記載のポンチプレス機。 （８）　上記束なくとも一つの突起部が上記ダイスの一
   体重部分として形成されることを更に特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項に記載のポンチプレス機。 （９）上記ダイスが通常は上記ポンチから遠い方へ而す
   る第２面を有し、上記束なくとも−っの内側延出突起部
   が上記ダイスの上記第２面から上記ポンチの移動する方
   向へ離隔していることを更に特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項に記載のポンチプレス機。 頭　上記ダイスの上記第２面における上記孔の寸法が上
   記ダイスの通常は上記ポンチに面する上記面における上
   記孔の対応する寸法よりも大きいことを更に％徴とする
   特許請求の範囲第（９）項に記載のポンチプレス機。 ０η　上記ダイスが単一の突起部を含むことを更に！徴
   とする特許請求の範囲第（１）項に記載のボッチプレス
   機。 （６）　ボッチと、材料打抜き作業時における打抜き段
   階と引込み段階の際に、上記ポンチと嵌合する孔を有す
   るダイスとから成り、該ダイスの上記孔の寸法は上記ポ
   ンチの寸法以上であるため工作物材料のスラップに上記
   ポンチと上記ダイスの上記孔との各寸法間の差に相当す
   る拡大環状周縁が形成されるポンチプレス機でろって、
   上記ダイスが打抜き段階の間に形成される上記スラップ
   の上記拡大環状周縁のみと接触しその周縁を把持すると
   共に、引込み段階の間に上記スラップが上記ポンチに追
   従することを抑制するように配列される少なくとも一つ
   の内側延出突起部を有することを特徴とするポンチプレ
   ス機。 （２）上記束なくとも一つの突起部が上記ダイスの通常
   は上記ポンチに面する面から上記ポンチの移動する方向
   へ離隔していることを更に特徴とする特許請求の範囲第
   Ｏ２項に記載のポンチプレス機。 ａ→　上記束なくとも一つの突起部は上記ダイスの上記
   孔の内側へ所定寸法だけ延出しているが、該寸法が上記
   束なくとも一つの突起部の上記内側地山方向に計測した
   上記ポンチと上記ダイスの上記孔との各寸法間の差の２
   分の１以下であることを更に特徴とする特許請求の範囲
   第Ｏ２項に記載のポンチプレス機。