プレス金型部品

　絞り加工ではフランジしわの発生を防ぐために対策が必要です。 　加工中のしわ発生は絞り条件によって変わってきます。それは次の式で判断することができます。 　　t／d≧K　［（D／d）−1］ 　　t：板厚　d：ダイ直径　D：ブランク直径 　　K：係数、0.09～0.17の範囲で使用 　t／dが式を満たして大きければ、しわ押さえなしで絞り加工ができます。 　t／dが小さい値となったときには、しわ押さえが必要になります。 （1）固定しわ押さえ 　固定しわ押さえは【図1】に示すように2つのタイプがあります。材料押さえ部分は被加工材の板厚より、大きめのすき間とします。テーパタイプは、絞り進行に伴うフランジ縁の板厚増加をテーパ部で吸収するので、被加工材にかかる負荷を一定にすることができます。 　しわ押さえはダイにボルトで固定するか、可動タイプのしわ押さえであれば、しわ押さえ面に段差を付ける等して一定の押さえすき間を確保します。

　円筒絞り加工は絞り加工の基本として覚える必要があります。 　絞りの工程設計は【図1】のように、展開計算をしてブランクを求めます。そして、ブランクから何回の絞りで製品の径にする事ができるかを検討します。 　絞り径を決めるためには絞り率（m）を使います。式は次の通りです。 　　m＝d1／D（初絞り）　　m＝d2／d1（再絞り） 　絞り率と同じものに絞り比（Z）があります。式は次の通りです。 　　Z＝D／d1＝1／m

　スプリングバック対策を以下に示します。 （1）ウェッブの底突き 　曲げ内側半径が2t以下に適します。 ▼解説 　【図1】に示すようにウェッブ部分を圧縮すると、材料は曲げ部方向に流れ曲げ部分を圧縮します。 　この方法は単に板厚を潰すという考えと、【図2】に示すような弧となっている状態を圧縮して、Aの直線にすると、弧と直線の差分が曲げ部の方向に圧縮を加え、スプリングバックを解消します。 （2）内Rセッティング法 　曲げ内側半径が板厚以下に適します。

　曲げのスプリングバック対策は曲げ加工の基本条件にプラスされて設計される内容です。したがって、スプリングバック対策がよくても基本条件設計が正しくなければ、結果は期待できません。まず、曲げの基本条件設定を知る必要があります。U曲げの基本条件設定の内容を【図1】に示します。 スプリングバック対策要因 　スプリングバックの主な要因は【図2】に示す曲げ部の応力差です。

　抜き型では打ち抜かれた材料がダイの中を通過して落下します。この部分（ダイ断面）は切れ刃部、ランド部（平行部とも呼ぶ）及び逃がし部（逃げ、二番と呼ぶこともある）から構成されています。ランド部は再研摩代を見込んで作られますが、欲張って長くすると次のような問題が発生します。 ランド部の側面摩耗が激しくなりバリがでやすくなる。 抜き落とし製品の彎曲が大きくなる。 穴抜きでは抜きかすの押し下げ力が大きくなり、パンチへの負担が増す（パンチ破損原因）。 かじり、焼き付きが起きやすくなりかす詰まり原因となる。 　【図1】に抜きダイの側面形状の形を示します。

　クリアランスとは【図1】に示すパンチとダイのすきまのことです。 　クリアランスが大きくなると、打ち抜きに要する力は小さくて済みますが、【図2】に示す切断面のだれ及び破断面の傾きが大きくなります。 　【表1】に、抜き加工のクリアランスの価を示します。

　小径穴抜きとは概ねφ1.0mm以下の大きさをイメージしています。そしてφ1.0mm程度の穴は材料板厚が1.0mm前後を想定しています。 パンチの設計 　穴抜きパンチは保護のために【図1】に示すように、ストリッパでパンチ先端をガイド（パンチガイド）してパンチの破損を防ぐ対策をしています。 　パンチ寸法のPとBの関係はB≦10Pが最大長さの目安です。 　小径パンチになるとB寸法が短くなり、パンチガイドがむずかしくなります。

　かす上がりは抜きかすがダイに止まらず、ダイ表面に上がってきてしまう不良現象です。バリ対策が進み抜き条件がよくなったことが、皮肉にも抜きかすとダイ側面との摩擦力を弱めかす上がりしやすくしています。 かす上がりの原因 　以上が大きな要因です。その他に、磁気や跳ね返りといった原因もありますが、影響は小さなものです。 油着の原因 　材料表面に付けられた加工油が、パンチ下面と材料を密着させ、周囲からの空気の流入を防げ、材料を吊り上げる。

　プレス加工では抜きバリの成長が最も早いため、金型のメンテナンス時期は、バリの高さによって決まると考えてよいと思います。 　したがって、適正抜きクリアランスの設定が前提で、抜き加工部をながめることにより、金型の寿命はある程度の判断ができます。抜き形状で鋭い角はチッピングを起こしやすくバリが早くでます。バリ対策として角に丸みをつけると良いことは承知の通りです。 　パンチ、ダイの型材質はSKS→SKD→粉末ハイス→超硬合金の順に金型の寿命は延びます。同じ型材質であれば、パンチ、ダイの面粗度が良い方が寿命が延び、また潤滑によっても差がでます。抜きスクラップの落ち方が、かす詰まりに近い状態になっていたりすると、寿命は短くなります。 　その他に、ダイセットのガイドやストリッパガイド（サブガイド）と言ったものが、金型剛性や金型の動的精度に影響します。

　金型精度は、一般的には製品の寸法精度や形状精度を「物差し」として使っています。厳しい許容差を要求される製品、例えばICリードフレームやコネクターなどは高精度を必要とする製品で、それを加工する金型を高精度金型と認識しているように感じます。この点に異論をはさむ人はいないと思います。 　ではこのような金型のどこが高精度なのでしょうか。製品はパンチ、ダイの形状が転写されるので、パンチ、ダイの形状をプロファイル研削加工（PG加工）やワイヤ放電加工（W/EDM）での多重カットなどの方法で、精度良く形状を作り使用していることからということなのでしょうか。たしかに、製品寸法許容差に対応したパンチ、ダイの形状の作り込みは、金型精度を判断する一つの要素といえます。