パンチプレートのワーヤーカット加工面の垂直度につ…

質問

パンチプレートのワーヤーカット加工面の垂直度について

通常弊社ではステンの1mm～3mmの板厚の被加工材を抜く金型を製作することが多いのですが、今回0.1mm～0.3mmの薄物をプレスする金型を製作しております。

そこで皆様にアドバイスを頂きたいのですが、

順送金型(丸穴→異形状穴→外形抜落し)
構成要素：ダイセット(上型)・バッキング・パンチプレート・パンチ類・ダイ・ダイバッキング・ダイセット(下型)
ポスト：4本ポスト
ダイの大きさ：500×250mm
被加工材：SUS304　板厚0.1mm
クリアランス：7％(片側)

を加工する金型を製作するとして

【1】どのプレートを平面研磨しますか？
　　(弊社では通常ダイのみを平面研磨し、他のプレートは上下面ロータリー研磨がかかっているものを使用しております)

【2】パンチ・パンチプレート・ダイのワイヤーカット加工回数は何回ですか？
　　(弊社では4回加工をしております)

【3】全てのプレート(ストリッパーを除く)に対して、ワイヤーカットあるいはフライス加工でノック穴を加工して、単純に組み立てて行くだけでパンチとダイのクリアランスは均等になりますか？
　　(弊社では無理です。ワイヤーカット加工時の各プレートの倒れが累積し、単純に組んでいっただけでは型かじりの状態になります。

【4】上記の質問にてクリアランスが均等にならなかった場合、パンチを側面から“ど突いて”パンチを寄せ、クリアランスが均等になるように調整しますか？　それとも、各プレートを測定し、不具合のあるものを再製作しますか？
　　(弊社では、上型と下型をひっくり返して、パンチ刃先がダイの切れ刃面にちょっと入る状態にし、光をあててクリアランスを確認し、パンチを側面からど突くことによって適正なクリアランスに調整した後、パンチプレートの裏面を平面研磨しております)

以上、皆様の“常識”を教えて頂けると幸いです。

すいません・・・題名を間違えました。
正しくは「プレス金型のプレート加工と型合わせの方法」です。

回答No.9

noname#230359

毎度です。またまたプレスマンです。
さすがtara555さん、かなり近いところまでご存知のようですね。
一休さんの推測も外れてはいません。
ただ”２枚切り”と言う言葉だけ聞くと、単純に2枚重ねて切る、と言う風におもわれるとおもいますが、一休さんのおっしゃられる通りパンチプレートもストリッパーもダイも硬さ＆厚みが異なる、＆ダイにはクリアランス、テーパーをつけなければならない、といったようにワイヤーの加工条件が異なります。（Ｔ＝0.1でもクリアランスは必要です。但し材質によってかなりクリアランスのパーセンテージは違ってきます。）
ということは・・・。
すみません、さすがにこれ以上書くと社長にしばかれそうなのでこのへんにしときたいと思います。
ちなみに当方ではＴ＝1.5（ＳＵＳ304-1/2Ｈ）ぐらいしか扱ったことがないので厚物の知識はまったくないです。ただ薄物に関しては一応60年ほどやっている会社なので結構自信ありです。バネ材の曲げも得意です。

お礼

ご回答ありがとうございます。

2枚切りについて色々考えてみたいと思います。
丁寧にご回答頂きまして、大変感謝しております。
ありがとうございました。

回答No.8

noname#230359

一休さん、もうこの辺でいいのではないでしょうか。
私はウチの技術を企業秘密とはとらえてはいませんので、出来る限り説明はしようとは思いますが、（ヒントだけで）そうしない人もたくさんいるのではないでしょうか。
後は自分なりに考えてみてください。

一休さん。弱電の型を一度見たほうが良いと思いますよ。
ウチは弱電メインではありませんから、はっきりしたことはいえませんが、おそらく一休さんや私が思う金型構造（特にパンプレ、ストリッパーの厚みが薄い）が思ったより違うのではないでしょうか。
それもプレス底でパンプレとストリッパーの隙間0でストリッパーガイド使用。パンチはストレート（おそらくコーティング）使用。パンチプレートとストリッパーのクリアランスは同じ。ただし、ダイのクリアランス以下。
（といっても材料が薄ければ、ほとんど同じ。結局、0狙い）
確かにこのやり方ならば出来るかもしれませんね。

参考になれば幸いです。

お礼

ご回答ありがとうございます。

そうですね。全てを教えて頂こうとするのはおこがましいですね。
自分で色々考えてやってみます。

tara555さんにも色々教えて頂き、大変感謝しております。
ありがとうございました。

回答No.7

noname#230359

毎度です。プレスマンです。
すいません。もう一度言わせてください。
数字にとらわれすぎないでください。
結局一休さんの疑問を一発解消する方法として2枚切りが
一番早い方法だとおもうのですが、これをしっている業界関係者の方は
以外に少ないので弊社でも温存しておきたい技術なんです。
なのであまり詳しくは言えないのですが、なにかヒントでもと思い
ご返事致した次第です。
最後にぎりぎりすれすれのヒントを書いておきます。
２枚のプレートで全く同じ形の外形の物をコンタマシンで切ろうとしたとき、
御社ならどうしますか？
以上です。

お礼

遅くまでお仕事ご苦労様です。
「2枚切り」が御社の特異技術ということで、最終的な正解を教えて頂くの難しそうですね。
一つ不思議に思ったのがヒントの、「２枚のプレートで全く同じ形の外形の物をコンタマシンで切ろうとしたとき」です。
前回のお礼にも書きましたように、パンチプレート・ストリッパー・ダイはそれぞれ加工形状が異なる(パンチに対してのオフセット量が異なる)のではないのでしょうか？そのように考えると、コンタマシンで重ねて切ると同じものが2枚できてしまうと思うのですが・・・
それとも薄物の場合、パンチプレート・ストリッパー・ダイは全て同一形状で加工し、クリアランス0(ゼロ)を狙うのでしょうか？

もしくは・・・全く着眼点が違うのでしょうか。

回答No.6

noname#230359

毎度です、プレスマンです。
すこし一休さんは数字で考えすぎているのではないでしょうか？
まず、ポンチプレートで垂直度を出すのではなくストリッパーでパンチの
垂直度を出してください。ダイに密着するのはストリッパーです。
かといってポンチプレートが、がたがたでいいのかというとそうではありません。やはりプレートはすべて0を狙わなくてはなりません。（垂直度、平面度共に。）
そして型ガイド、型ガイドブッシュともに精度級のものを使用してください。
最後に2枚切りですが、これを行うと職人さんの手によるどつき調整等はいらなくなります。これをすることにより、型カジリ、クリアランスの拡大等は起こらなくなるからです。
どうやるのかは考えて見つけてください。意外と簡単です。

お礼

ご回答ありがとうございます。
申し訳ないのですが、数字で考えさせて下さい・・・

もちろん、パンチプレート・ストリッパー・ダイ、それぞれのプレートが垂直度・平行度共に0(ゼロ)で製作できれば、困ることはないと思います。
しかし、現実的には0(ゼロ)ということはありえず、必ず数ミクロンは倒れ・傾き等が出ていると思います。
しかし、ストリッパーでパンチの位置を決める(パンチプレートはガタ)という方法をとれば、仮にストリッパーの板厚25mmに対して5ミクロン倒れていたとしても、ストリッパーの下面・ダイの上面を基準にして加工を行うことにより、上型・下型のクリアランスは面同士が合わさる位置に関しては均等になると思います。しかし、現実的にはパンチはストリッパーに対して倒れて立っていることになるため、パンチプレートを0狙いで加工すると、パンチプレートで各パンチが拘束されてしまい、パンチ先端部ではストリッパーに当たってしまい(少なからず倒れが発生するため)、スムーズに可動しなくなると思います。特にパンチの長さが長くなればなるほど、プレートの垂直度が大きく影響しますので、その分パンチプレートはガタにしておかないと組付けすらできない状態になるような気がします。

2枚切りについて色々考えておりますが、その方法にてワイヤー加工を行えば、上記の問題が一気に解決するような方法なのでしょうか？
今のところ考えつくのは、パンチプレートとストリッパーを重ねて(締め付けた状態で)加工するということくらいです。しかし、この方法ですと丸パンチは全てストレートタイプにしなければなりませんし、弊社の考えではパンチプレートへのパンチの挿入は軽圧入・ストリッパーとパンチの関係は手で動く状態を考えておりますので、それぞれの加工形状が異なることになり、パンチプレートとストリッパーを同時にワイヤー加工することは考えられません。それとも、弱電関係ではパンチプレートとストリッパーの形状は全く同じであったりするのでしょうか？

ここまでお付き合い頂き、大変感謝しております。
何卒、更なるアドバイスをお願い致します。

回答No.5

noname#230359

当社は弱電関連のプレス＆金型製作をしています。主な板厚は0.05～1.0です。
まず、ダイセット以外のプレートはすべて研磨してください。かつ平面度は0.01以下に仕上げてください。そして板厚0.2以下の品物に関してはワイヤーカット加工において2枚切りしてください。（2枚切りとは何でしょう？
考えてみてください。）そしてポンチプレート、ストリッパーともにダイ型、パンチとすべてしっくりくるようにワイヤー加工してください。（ポンチプレートにガタを持たせてはいけません。）とにかく全て0を狙ってください。
弱電は甘くないですよ。

お礼

ご回答ありがとうございます。

まず、最初に「2枚切り」を考えてみましたが、答えがわかりませんでした。
捨て板を製作し、例えばダイと重ねて切るということでしょうか？
それで、歪等が抑えられるとか・・・すいません、ワイヤー加工の本とかを読んでいるつもりなのですが、私には正解がわかりません。

例えば・・・
板厚=0.05mm
クリアランス=0.0035mm
パンチ高さ=50mm
パンチプレート厚さ=20mm
の時、
パンチとパンチプレートの関係は「しっくり」いっている。
ダイとパンチの関係も適切なクリアランスで「しっくり」いっている。
上記のような状態で加工ができていたとしても、パンチプレートを加工した時に、25mmに対して2ミクロン倒れが発生すると、
パンチプレート上面からパンチの先端までは50mmですので、
4ミクロン倒れることになります。
そうすると、既に型かじりの状態になってしまいます。
もちろん、細心の注意を払って、垂直度が出るように心がけておりますが、
ワイヤーカットで垂直度が50mmに対して2ミクロンなんてことは可能なのでしょうか？
それとも、ワイヤーカットでは不可能と考え、研磨機等でワイヤーカット加工面に対して垂直になるように、再度ワイヤーカット加工面基準で研磨をかけたりするのでしょうか？
いずれにせよ、ウチの3次元測定機では保証精度が5ミクロンもありますので、本当に垂直度が出ているかを正確に測る方法がありません。
現状では、型合わせの時にノックを外し、微調整しているのが現状です。

職人的に型あわせをすることは一つの技術だと思います。
昔の加工機は今日ほどの精度が出ていなかったにも関わらず、幾多の難しい製品が世の中に生まれてきたのは職人の力だと思っております。
ただ、これだけ加工技術が発達している中、各プレートを高精度に加工し、単純に組み上げていくだけで完了なんていうことにはならないのでしょうか？
絶対最後の組付けでは職人による手直しが必要なのでしょうか？

プレスマン様はいかにお考えでしょうか。

以上、お暇な時にでもご回答頂ければ幸いです。

回答No.4

noname#230359

tara555です。言葉で説明するのは難しいですね。
一目見ればすぐに分かると思うのですが・・。
とりあえず出来る限りの説明をしたいと思います。

「弱電型の場合、パンチプレートを「がたがた」にするとのことですが、丸パンチの上面・異形状パンチの上面は研磨をかけないのでしょうか？」
確かに自動車型の場合、ウチでもピアス等をパンプレにインサートし、裏面も研磨します。
弱電型でも基本的には同じと考えます。
（研磨することがベストと考えます。）

「ストリッパーにパンチ類を挿入した状態で、パンチにロックタイト等を流し込み固定するのでしょうか？」
研磨するのに固定までしなくてもいいように思いますが・・。
要はピアスの底の面を研磨するのですから、やり方はいろいろあると思います。良い方法を御社で考えてみてください。

「ストリッパガイドピンに関しても、パンチプレートはガタにしておくのでしょうか？　そうしなければ、純粋にストリッパーとダイプレートの位置関係でのみの精度保証はできなくなると思います。」
そんなことはありません。
具体的に数値を記入して説明します。

材料：0.1ｍｍ
クリアランス片側7％
刃の基準：上刃

上型基準なので、上刃はクリアランス0でつくり、ダイはクリアランス片側0.007ｍｍで作ります。
上刃の形状はボルトで固定するのではなく、必ずつば付きにします。
ストリッパーガイドに関してはパンプレに垂直に固定し、ストリッパーを貫通しダイまで（最低20ｍｍ）は出る要にします。
ガイドのクリアランス（ストリッパー、ダイ）は普通のガイドポストの面精度とクリアランスで作ります。
ストリッパーとパンプレのクリアランスは片側0.007ｍｍ未満ですれば理論上刃のかじりはしないことになります。

「このような考え方の金型をつくる時、型合わせはストリッパーにパンチを突っ込んだ状態で行うのが基本なのでしょうか？」
そうです。
突っ込むと言うより指し込むといったイメージです。

0.1ｍｍの材料で例を挙げましたが、正直かなり精度に関して難しいと思います。普通にすればこの構造でも、まず出来ないと思います。
プレート関係はすべて研磨、焼入れ部品に関しては先に焼きを入れをしといて研磨そしてワイヤーカットの順番となると思います。
ちなみにワイヤー機に関しては細心の注意が必要になってきますし、古い機械（精度が怪しい機械）ではまず無理と思って正解です。

参考になれば幸いです。

お礼

詳しいご解説、ありがとうございました。

パンチプレートの裏面を研磨するときの問題では、パンチにツバをつけることで解決するのですね。ガタガタの状態ですと、裏面研磨の時に落ちてしまうのでどうするのかな？と思っておりました。

弊社の設備でどこまでできるかわかりませんが、一度この方法でチャレンジしてみたいと思います。

ありがとうございました。

回答No.3

noname#230359

プレス金型の作り方は大きく2つに分かれます。
一つは弱電の金型でもう一つは自動車の金型です。
（ウチでは自動車型をしていますが、質問文を読む限り御社でも自動車型がメインですよね。）
つまり、金型を作る上で「常識」は大きく2つあると言うことです。
手取り足取りの説明は長くなりますので双方の違いを簡潔に書きます。
「弱電型」
穴の数が多く、材料の厚みが薄いため（クリアランスがほとんどない）ためストリッパーに擦りながら抜き刃を作ります。
つまり、パンチプレートとパンチに関しては「がたがた」「ピアスであればくるくる回る」にしておきます。
そして、ほとんどがたのない（パンチのバカ穴）ストリッパー（焼きが入る材料）を擦りながら穴を開けます。
当然、ストリッパーにはガイドを入れ、ダイと共有させます。
取り付けの仕方はすべて金型を組んだ状態で考えるとボルト、ノックのすべてを上から取り付けます。（上ホルダーはパンチプレート、パンチの取り付けするための穴がいっぱい開くことになります。）

「自動車型」
材料の厚みがある程度あり、金型自信に剛性が必要なためパンチはきっちり固定します。
精度に関しては、パンチプレートのノック穴もワイヤーで加工したほうがより精度が出ると思います。
クリアランス等に寄りが出てしまったとき、コーキング（ど突いて）はできるだけしないほうが良いと思います。（昔はよくしていましたけれど、ウチでは今は絶対にしません。）
ウチではクリアランスの調整は必ず研磨、シム板で調整します。

研磨に関しては、ダイ、パンチの上面をすべてします。

型構造としては、今回の質問を読む限り「弱電型」で検討製作されたほうが問題は少なくてすむように思います。

参考になれば幸いです。

お礼

ご回答ありがとうございます。
弱電型と自動車型にそのような違いがあるとは思ってもみませんでした。
目からウロコが落ちる想いです。
実のところ弊社では自動車関連でも弱電関連でもないもののプレス型を作っているため、中々他社の金型を見る機会がありません。しかし、どうやら考え方としては自動車型の考えで金型製作をしていることがわかりました。
そこで、更に質問があります。

弱電型の場合、パンチプレートを「がたがた」にするとのことですが、丸パンチの上面・異形状パンチの上面は研磨をかけないのでしょうか？　弊社での考え方ですと、必ず全てのパンチ類をパンチプレートに挿入した状態でパンチプレートの裏面を平面研磨し、全てのパンチがバッキングにしっかりと当たるようにします。そうしないと、パンチ類が加工を行う際に、パンチプレート内でガタつき、振動によるツバの破損等が頻繁に起こります。ただし、これはステンの1mm以上のものでの実績であるので、板厚が0.1～0.3mmのような薄物ではそのような心配は不要なのでしょうか？
それとも、ストリッパーにパンチ類を挿入した状態で、パンチにロックタイト等を流し込み固定するのでしょうか？

また、ストリッパガイドピンに関しても、パンチプレートはガタにしておくのでしょうか？　そうしなければ、純粋にストリッパーとダイプレートの位置関係でのみの精度保証はできなくなると思います。

最後に、このような考え方の金型をつくる時、型合わせはストリッパーにパンチを突っ込んだ状態で行うのが基本なのでしょうか？

パンチプレートをガタにするという発想が全くなく、今までやったことがないため、分からないことだらけです。
もしよろしければ、ご教示を宜しくお願いします。

回答No.2

noname#230359

はじめまして。

　まず初めに私が図面を書くとしたら、ストリッパーの精度を上げてストリッパーでパンチの位置決めをすると思います。
ストリッパーガイドピンを上型バッキング上からパンチプレート・ダイ（ダイホルダー）まで貫通して、必要に応じてパンチガイドブシュを使います。
それでかじりはなくなるしメンテナンスも楽になると思います。

　御社では、パンチプレートで位置決めをされているようですので、プレート類の平面研磨は可能なかぎりするべきだと思います。（生産数量等にもよりますが）

【2】の回数はオペレーターの腕しだいではないのでしょうか？

回答(1)の人のいわれるとおり製作費とのバランスが重要ですね。

お礼

ご回答ありがとうございます。
上型から下型までのストリッパーガイドピンを考えたとき、上型での加工精度(垂直度)がモロに金型の精度に影響すると思います。
例えばt=25mmのバッキングプレートで垂直度が3ミクロンであったとしても、そこにL=100のストリッパガイドピンが立てば、先端部では(3ミクロン)×(100mm/25mm=4)=12ミクロンの倒れになると思います。
その状態ではストリッパーもスムーズには摺動しませんよね。
やはりキモとなるストリッパーとダイプレート以外はデブコン等で接着しないといけないのでしょうか？
各プレートの垂直度を限りなくゼロに近づけるのは、弊社の設備においてはかなり困難なのですが・・・

回答No.1

noname#230359

毎度です。
当社では自動車の部品をプレスしてます。
一般的な材料はｔ２．０のＳＰＣＣ等です

?はダイセット以外はすべて平面研磨してます。
?は加工物の厚さ、形状によって変わります。（?～５回）厚いものほど多くかけます。
?は当社ではノック穴もワイヤーで仕上げますが、やはりクリアランスは多少ズレます。（カジるまではいきませんが寄りは出ます）
?はパンチ（正確にはパンチプレート）を叩いてクリアランスを調整してます。ただ、材質によって調整不可の場合は再製作となります。
あと、聞いた話ですが金型を納入する客先によっては、叩いてクリアランスを調整すると金型ＮＧで納入出来ないところもあるそうです。

大体こんなとこですが、うちのやり方が常識というわけではありませんので参考まで・・・
結局のところ手間を掛けると金型費が上がるので、どこまで妥協して作るかというところではないでしょうか。

毎度です。
?の手順は記入されてる通りです。
垂直度は確認しておりません。叩いてクリアランスを出すことを前提にしているもので・・・（ポリポリ）
?は>>２さんの言われるとおりパンチプレートではなくパッドを基準にするほうが勘合性が良くなります。
たぶんパンチプレートはＳＳ４００かＳ４５Ｃだと思いますが、ワイヤー機の精度、環境、温度、材料の応力などにより変寸しやすいと思います。
パッド（できれば焼入れ処理したもの）基準にすることでかなり精度はよくなると思います。加工と値段はアップしますが・・・
では頑張ってください。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
(2)の平面研磨についてですが、ワイヤー加工が必要なプレートに関しての加工順序はMC加工→平面研磨→ワイヤー加工の順番でしょうか？
ワイヤー加工後に上下面との垂直度等は確認されておられるのでしょうか？

(4)に関してはやはりパンチプレートを叩いて調整されるのですね。弊社でもそのようにしているのですが、何とかならないものなのでしょうか。
ワイヤーカット加工をする際の加工条件(室温・振動等)をメーカー推奨の状態にしないと不可能なのでしょうか・・・

ありがとうございます。
やはりパッドを焼入・調質したもにしないとだめなようですね。
確かに昔、プレートの賃加工で品名がストリッパーなのに、SKD11　焼入材の指定があって、「なんでかなぁ？」って思ってたことがありました。
今になってやっとわかりました。
一度採算度外視で、実行してみようと思います。
色々とありがとうございました。