JPH07108418B2 - 板金ワーク製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、板金製歯車などの機械
部品、各種分野の金属プレス加工品などの板金ワークを
金属板材料から打ち抜いて製造するプレス製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】板厚が数ｍｍ前後の鉄板や銅板などの金
属板材料を所定のブランク形状に打ち抜くプレス加工法
で使用される金型は、最終的な板金ワークと同一寸法形
状の雄形金型（ポンチ）と、この雄形金型が嵌挿される
抜き孔を有する雌形金型（ダイ）の一対が使用される。

【０００３】例えば円形の板金ワークを製造する場合、
上下一対の雄形金型と雌形金型が配置されている加工ポ
ジションに金属板材料が間欠送りされ、加工ポジション
で雄形金型が雌形金型に向けて上下動して、金属板材料
が部分的に円形に打ち抜かれて板金ワークが量産され
る。例えば図５に示される金属板材料（1）が板厚２〜
４ｍｍの鉄板の場合、これを例えば直径２５ｍｍの円形
サイズで打ち抜いた板金ワーク（10）の切断端面には、
縦断面が湾曲形状となったアール面（ｍ）と微細な凹凸
面である破断面（ｎ）が現われるのが通常である。アー
ル面（ｍ）は、破断面（ｎ）から少し膨出して現われ、
このアール面（ｍ）の湾曲寸法は金属板材料（1）の板
厚に比例する。

【０００４】上記のような金属板材料を上下一対の金型
で打ち抜いたときに生じる板金ワークの切断端面のアー
ル面や破断面は、板金ワークの外観を損ない、板金ワー
クの外径寸法精度を悪くする。そこで、板金ワークの切
断端面をストレートなものにして、外観や外径寸法精度
を良くする板金ワークの製造方法として、次のファイン
ブランキング法やシェービング法、半抜きプレス法が知
られている。

【０００５】ファインブランキング法は、金属板材料の
円形に打ち抜かれる部分の外周線部分を特別な押え金型
で強固に挾持固定しておいて、押え金型内で上下動する
雄形金型で金属板材料を円形に打ち抜く方法である。こ
の方法によると、金属板材料の板厚が数ｍｍ前後と小さ
い場合には、打ち抜かれた板金ワークの切断端面にアー
ル面と破断面がほとんど発生せず、切断端面がほぼスト
レートになる。

【０００６】また、シェービング法は、金属板材料から
板金ワークを予め大き目のサイズで打ち抜いておいて、
打ち抜かれた板金ワークの切断端面のアール面と破断面
を切削により除去し、切断端面をストレートに仕上げる
方法である。

【０００７】半抜きプレス法は、例えば図６（ａ）〜
（ｃ）に示すように行われる。まず、図６（ａ）に示す
ように、金属板材料（1）をその板厚の半分程度のスト
ロークで半抜きプレスする。次に、図６（ｂ）に示すよ
うに、半抜きプレスされた半抜きワーク（11）を金属板
材料（1）の中に押し戻しておいて、図６（ｃ）に示す
ように、半抜きワーク（11）を半抜きプレス時と反対方
向にプレスして金属板材料（1）から板金ワーク（12）
を打ち抜く。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】板金ワークをファイン
ブランキング法でプレス加工すると、板金ワークの切断
端面がストレートになって後加工の必要性が無くなり、
精度と品質の均一な板金ワークを量産性よく製造でき
る。ところが、金属板材料から所定形状の板金ワークを
打ち抜くプレス力に通常のプレス機の３倍以上の強力な
ものが必要で、金型とその駆動系の設備全体が大掛りと
なり、また、金型に強固で高価なものが必要となって、
全体の設備費や板金ワークの製造コストが高くなる問題
があった。

【０００９】また、金属板材料から打ち抜かれた板金ワ
ークの切断端面をシェービング法でストレートに仕上げ
る方法は、板金ワークの切断端面のアール面を切削した
ときに飛散する切削屑が板金ワークの製品や切削工具な
どに付着して、板金ワークの製品を傷付ける問題があっ
た。また、シェービング毎に切削屑を除去するようにし
ているが、この切削屑除去処理が面倒であり、短時間で
完全に除去することが困難で、板金ワーク製造の量産性
を悪くしていた。

【００１０】さらに、図６の半抜きプレス法は、板金ワ
ークを低コストで量産性良く製造することができる、製
造された板金ワークの切断端面に破断面がほとんど無
い、といった利点を備える。しかし、金属板材料から半
抜きプレスされた半抜きワークの裏面エッジ部分にでき
るアール面が、最終プレスで打ち抜かれた板金ワークに
残り、結果的に板金ワークの切断端面からアール面を除
去してストレートにするためには、最終プレス後にシェ
ービング加工するしか無いのが現状である。

【００１１】本発明の目的は、金属板材料をプレスする
だけで切断端面のストレートな板金ワークを、量産性良
く低コストで製造できるプレス製造方法を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属板材料か
ら所定サイズの板金ワークを打ち抜く製造方法であっ
て、最終的な板金ワークのサイズより０.２〜０.５ｍｍ
幅だけ一回り大きなサイズで金属板材料を、その板厚の
約５０〜７０％のストロークで半抜きプレスし、半抜き
プレスされた半抜きワークを平押しプレスする工程と、
平押しプレスされた半抜きワークを、そのサイズより一
回り小さな最終的な板金ワークのサイズで、前記半抜き
プレスと同方向に打ち抜いて板金ワークを得る工程を含
むことを特徴とする。

【００１３】

【作用】金属板材料を最終的な板金ワークのサイズより
０.２〜０.５ｍｍ幅だけ一回り大きなサイズで、金属板
材料の板厚の約５０〜７０％のストロークで半抜きプレ
スして平押しプレスすると、平押しプレスされた半抜き
ワークの切断端面のエッジ部分には、平押しプレスの作
用でアール面がほとんど無くなる。また、半抜きプレス
と平押しプレスされた半抜きワークを、そのサイズより
一回り小さな最終的な板金ワークのサイズで、半抜きプ
レスと同方向に打ち抜いて板金ワークを得ると、板金ワ
ークの打ち抜き時に板金ワークの裏面エッジ部分に発生
する引っ張り応力が、半抜きワークの０.２〜０.５ｍｍ
幅の周縁部の変形で吸収される。その結果、打ち抜かれ
た板金ワークの切断端面にアール面がほとんど発生せ
ず、板金ワークの切断端面がアール面と破断面のほとん
ど無いストレートなものとなる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明方法の具体的実施例を図１乃至
図４を参照して説明する。

【００１５】図１乃至図３は、金属板材料（1）を部分
的に２回に分けてプレスして、所定形状の板金ワーク
（3）を製造する本発明方法の一実施例を説明するため
のものである。例えば、金属板材料（1）は板厚が２ｍ
ｍの長尺な鉄板であり、これから直径２５ｍｍの円形の
板金ワーク（3）が次の２工程で打ち抜かれる。

【００１６】金属板材料（1）を水平に保持して長手方
向に間欠送りし、金属板材料（1）の円形の被プレス部
分を半抜きポジションＰ1と打ち抜きポジションＰ2に順
に送る。半抜きポジションＰ1で金属板材料（1）は、最
終的に打ち抜き成形される板金ワーク（3）の直径２５
ｍｍより０.２〜０.５ｍｍ幅だけ一回り大きな、つま
り、２５ｍｍに０.２〜０.５ｍｍの２倍を加えた２５.
４〜２６.０ｍｍの直径の円形サイズで半抜きプレスさ
れ、平押しプレスされる。そして、打ち抜きポジション
Ｐ2で金属板材料（1）の半抜き平押しプレスされた半抜
きワーク（2）が、そのサイズより一回り小さい最終的
なサイズの直径２５ｍｍで打ち抜きプレスされる。

【００１７】半抜きポジションＰ1には、例えば図２に
示すような雄形金型（4）と雌形金型（5）の一組が上下
に配置される。雄形金型（4）のサイズ（直径）は、最
終的に打ち抜き成形される板金ワーク（3）の直径２５
ｍｍより０.２〜０.５ｍｍ幅だけ一回り大きく、雌形金
型（5）は雄形金型（4）が嵌挿される底付抜き孔（6）
を有する。この上下一組の雄形金型（4）と雌形金型
（5）で金属板材料（1）が、図２（ａ）及び（ｂ）に示
す過程で金属板材料（1）の板厚の５０〜７０％のスト
ロークで半抜きプレスされ、図２（ｂ）の状態で半抜き
プレスされた半抜きワーク（2）が平押しプレスされ
る。平押しプレス後、上下金型（4）（5）の離型が行わ
れて、図２（ｃ）に示す直径２５.４〜２６.０ｍｍの半
抜きワーク（2）が次の打ち抜きポジションＰ2に送られ
る。

【００１８】打ち抜きポジションＰ2には、最終的な板
金ワーク（3）を打ち抜くための図３に示すような雄形
金型（7）と雌形金型（8）の一組が上下に配置される。
雄形金型（7）のサイズ（直径）は、最終的な板金ワー
ク（3）の直径２５ｍｍであり、雌形金型（8）は雄形金
型（4）が嵌挿される直径２５ｍｍの抜き孔（9）を有す
る。打ち抜きポジションＰ2に金属板材料（1）の半抜き
平押しプレスされた半抜きワーク（2）が搬入される
と、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように雄形金型（7）
が下降して、一回り大きな半抜きワーク（2）の０.２〜
０.５ｍｍ幅ｗの周縁部（２ａ）を残して半抜きワーク
（2）を打ち抜き、図３（ｃ）に示すような板金ワーク
（3）が製造される。

【００１９】図３に示すように、金属板材料（1）の半
抜き平押しプレスされた半抜きワーク（2）を、その０.
２〜０.５ｍｍ幅ｗの周縁部（２ａ）を残して打ち抜く
と、打ち抜かれた板金ワーク（3）の切断端面はアール
面、破断面の無いストレートなものとなる。すなわち、
図３（ｂ）の状態で半抜きワーク（2）を雄形金型（7）
でプレスして板金ワーク（3）を打ち抜くと、板金ワー
ク（3）の裏面エッジ部分に加わる引っ張り応力が半抜
きワーク（2）の０.２〜０.５ｍｍ幅ｗの周縁部（２
ａ）の変形で吸収されて、板金ワーク（3）の裏面エッ
ジ部分にアール面が発生しない。また、周縁部（２ａ）
の存在で打ち抜かれた板金ワーク（3）の切断端面に破
断面が発生せず、発生しても微小で問題無いことが実験
により認知された。

【００２０】図２のプレス工程で金属板材料（1）を半
抜きプレスしただけでは、半抜きワーク（2）の裏面エ
ッジ部分にアール面が生じ、これを放置しておくと、図
３のプレス工程で打ち抜かれた板金ワーク（3）にアー
ル面が残る可能性が高い。しかし、図２（ｂ）に示すよ
うに、半抜きプレスされた半抜きワーク（2）を平押し
プレスすると、半抜きワーク（2）のアール面がほとん
ど消え、残っても小さなアール面となって、図３のプレ
ス工程で打ち抜かれた板金ワーク（3）にアール面が生
じことは無い。

【００２１】図２のプレス工程で金属板材料（1）を、
その板厚の５０％より小さいストロークで半抜きプレス
すると、半抜きプレスされた半抜きワーク（2）の金属
板材料（1）からの突出長が短くなり過ぎて、図３
（ｂ）の半抜きワーク（2）の打ち抜きプレス時に金属
板材料（1）に残る半抜きワーク周縁部（２ａ）の上記
応力吸収効果が少なくなり、板金ワーク（3）にアール
面が生じ易くなる。また、図２のプレス工程で金属板材
料（1）を、その板厚の７０％より大きいストロークで
半抜きプレスすると、半抜きプレスされた半抜きワーク
（2）と金属板材料（1）の結合長が短くなり過ぎて、図
３（ｂ）の半抜きワーク（2）の打ち抜きプレス時に金
属板材料（1）から半抜きワーク周縁部（２ａ）が切削
屑のようになって離脱し、板金ワーク（3）を傷付ける
などの弊害を及ぼす。したがって、図２のプレス工程で
金属板材料（1）は、その板厚の５０〜７０％のストロ
ークで半抜きプレスすることが望ましい。

【００２２】また、図２の半抜きプレスサイズと図３の
打ち抜きプレスサイズの差を０.２〜０.５ｍｍ幅ｗの範
囲に設定して、図３（ａ）の半抜きワーク（2）を、そ
の０.２〜０.５ｍｍ幅ｗの周縁部（２ａ）を残して打ち
抜くようにすることが重要である。つまり、半抜きワー
ク（2）の打ち抜きから残される周縁部（２ａ）の幅ｗ
を０.２ｍｍより小さくすると、半抜きワーク（2）を雄
形金型（7）で打ち抜くときに０.２ｍｍ幅未満の薄い周
縁部（２ａ）が金属板材料（1）から削られ、切削屑と
なって周辺に飛散する心配が出てくる。逆に、半抜きワ
ーク（2）の打ち抜きから残される周縁部（２ａ）の幅
ｗを０.５ｍｍより大きく設定すると、周縁部（２ａ）
の肉厚が大きくなり過ぎて、上記応力吸収効果が悪くな
り、打ち抜かれた板金ワーク（3）にアール面が発生し
易くなる。したがって、半抜きワーク（2）の打ち抜き
から残される周縁部（２ａ）の幅ｗは０.２〜０.５ｍｍ
の範囲に設定し、望ましくは０.２５〜０.３５ｍｍに設
定する

【００２３】図２の半抜きプレス時の半抜きワーク
（2）の裏面エッジ部分には、金属板材料（1）の板厚に
比例した大きさのアール面が生じ、このアール面は２ｍ
ｍの板厚の場合に小さくて平押しプレスでほとんど無く
なる。しかし、金属板材料（1）の板厚が４ｍｍ、５ｍ
ｍと大きくなると、半抜きプレスされた半抜きワーク
（2）の裏面エッジ部分に生じるアール面が大きくなっ
て、１回の平押しプレスで消えないことがある。このよ
うな場合は、上記要領で半抜きプレスと平押しプレスを
複数回行って、最後に打ち抜きプレスを行えばよく、そ
の具体例を図４を参照して説明する。

【００２４】図４の金属板材料（1）は板厚が４ｍｍの
鉄板で、これから直径２５ｍｍの円形の板金ワーク
（3）を打ち抜く場合、２回の半抜きプレスとその各半
抜きプレス毎に平押しプレスをする。１回目の半抜きプ
レスは、図４（ａ）に示すように、最終的な板金ワーク
（3）の直径２５ｍｍより０.２〜０.５ｍｍ幅ｗを基準
にした二回り大きな直径例えば２６ｍｍの円形サイズで
半抜きプレスし、平押しプレスする。この１回目のプレ
スで半抜きされた半抜きワーク（2）の裏面エッジ部分
には大き目のアール面が生じる。

【００２５】次に、図４（ｂ）に示すように、半抜き平
押しプレスされた直径２６ｍｍの半抜きワーク（2）
を、その外周から０.２〜０.５ｍｍ幅ｗ、例えば０.２
５ｍｍ幅の周縁部（２ａ）を残して２回目の半抜きプレ
スをし、平押しプレスを行う。この２回目のプレスで直
径が２５.５ｍｍの半抜きワーク（２'）が半抜きされ
る。半抜きワーク（２'）の裏面エッジ部分に生じるア
ール面は、先の半抜きワーク（2）の残された０.２５ｍ
ｍ幅ｗの周縁部（２ａ）の応力吸収効果で小さくなる。

【００２６】最後に半抜きワーク（２'）を、その外周
から０.２５ｍｍ幅の周縁部（２ｂ）を残した２５ｍｍ
の直径の円形サイズで打ち抜き、板金ワーク（3）を製
造する。この板金ワーク（3）の切断端面には、２回目
のプレスで残された０.２５ｍｍ幅ｗの半抜きワーク
（２'）の周縁部（２ｂ）の応力吸収効果で無くなり、
切断端面がストレートに仕上がる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、金属板材料を部分的に
半抜きプレスし、平押しプレスした半抜きワークを、そ
のサイズより０.２〜０.５ｍｍ幅だけ一回り小さな最終
的な板金ワークのサイズで、半抜きプレスと同方向に打
ち抜くと、打ち抜かれる板金ワークの裏面エッジ部分に
発生する引っ張り応力が、半抜きワークの０.２〜０.５
ｍｍ幅の周縁部の変形で吸収されて、打ち抜かれた板金
ワークの切断端面がアール面の無いストレートなものに
仕上がり、切断端面をストレートにするための特別な後
工程が不必要な量産性に優れた、かつ、通常のプレス機
程度の設備で実施できる設備費、製造コストの安い板金
ワーク製造方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施装置例を示す金属板材料の断
面図。

【図２】図１の金属板材料の部分拡大断面図で、（ａ）
は半抜きプレス直前の断面図、（ｂ）は半抜きプレスと
平押しプレス時の断面図、（ｃ）は半抜き平押しプレス
後の断面図。

【図３】図１の金属板材料の部分拡大断面図で、（ａ）
は打ち抜きプレス直前の断面図、（ｂ）は打ち抜き時の
断面図、（ｃ）は打ち抜き後の断面図。

【図４】本発明方法でプレスされる金属板材料の部分断
面図で、（ａ）は１回目の半抜きプレス時の断面図、
（ｂ）は２回目の半抜きプレス時の断面図、（ｃ）は打
ち抜きプレス時の断面図。

【図５】金属板材料から一般的方法で打ち抜かれた板金
ワークの部分断面図。

【図６】金属板材料から板金ワークを打ち抜く従来方法
を説明するための金属板材料の部分断面図で、（ａ）は
半抜きプレス時の断面図、（ｂ）は半抜きワークの戻し
時の断面図、（ｃ）は打ち抜きプレス時の断面図。

【符号の説明】

1 金属板材料 2 半抜きワーク 2' 半抜きワーク 3 板金ワーク 4 雄形金型 5 雌形金型 7 雄形金型 8 雌形金型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 雄形金型と雌形金型で金属板材料を部分
   的に打ち抜いて所定形状、サイズの板金ワークを製造す
   るプレス方法であって、 最終的な板金ワークのサイズより０.２〜０.５ｍｍだけ
   一回り大きなサイズで金属板材料を、その板厚の約５０
   〜７０％のストロークで半抜きプレスし、半抜きプレス
   された半抜きワークを平押しプレスする工程と、 平押しプレスされた半抜きワークを、そのサイズより一
   回り小さな最終的な板金ワークのサイズで、前記半抜き
   プレスと同方向に打ち抜いて板金ワークを得る工程とを
   含むことを特徴とする板金ワーク製造方法。