JPH0580291B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
この発明は例えば金属板から打抜き品を打抜く
金型の製作方法に関する。
(従来の技術)
例えば鋼板をプレス加工するために、使用され
る金型としてノツクアウト(nock out)形式の
プレス金型がある。この金型は第11図に示され
るように構成されており、ベース体1の上面中央
部に上下方向に軸心を有するポンチバツクアツプ
部2が設けられ、このポンチバツクアツプ部2の
上端にはポンチ3が設けられている。そしてこの
ポンチ3の外側には略一の高さの平面を形成する
ストリツパ4が設けられこのストリツパ4の下側
はスプリング体5、…により上記ベース体1の上
面に支持されている。さらに、上記ポンチ3の上
部には所定間隔をもつてエジエクター6が設けら
れている。このエジエクター6の外周側には同エ
ジエクター6の下面と同一の高さの下面を有する
ダイ7が設けられている。このダイ7の上面部は
ダイバツクアツプ部7aに結合されており、上記
エジエクター6はダイ7に対しスライドするよう
になつている。
そして、上記ポンチ3とダイ7の間に例えば鋼
板材料8を挿通して、上記ダイ7およびエジエク
ター6を加工することで上記エジエクター6とポ
ンチ3とで鋼板材料8を挟んだ状態になり、さら
に上記ダイ7が上記エジエクター6に対してスラ
イドして降下する。そして上記鋼板材料8は上記
ポンチ3とダイ7とによりせん断されることで打
抜き製品が製造される。
このように鋼板材料8等から製品を打抜くポン
チ3およびダイ7等はその切断用刃部の硬度を高
める必要があり、製造には材料からの切出し加工
および仕上げ加工と、刃部の熱処理等を要し多く
の工程を必要とするものであつた。
(発明が解決しようとする課題)
上述のように一般的なプレス金型の金型の刃部
部品は製造に多くの工数を必要とするものであつ
た。このため、薄板状の鋼板をレーザ光により切
断することで、鋼板から刃部部品を切出すことと
もに、この切断時の入熱により加熱急冷されこれ
により焼入れされて金型の刃部として利用できる
刃部部品の製造方法があるが、このようにレーザ
光により切断および焼入れされた刃部部品は、薄
板であり、焼入れによつて形成される硬化層も浅
いので、摩耗しやすく打抜く製品の制度も低下し
やすいという事情があつた。
この発明は、上記事情に着目してなされたもの
であり、鋼板材料にレーザ光を照射することで熱
処理し、且つ切断することにより、金型の刃部に
別に硬化層を形成することで、高寿命の金型の製
作方法を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段)
この発明は、焼き入れ可能な鋼板に対して製作
すべき金型の輪郭部分に沿つて所定の照射面積を
有するレーザ光を照射し、所定幅を持つた第1の
硬化処理層と、この第1の硬化処理層に隣接して
沿うとともに上記製作すべき金型側に位置しかつ
所定幅をもつた第2の硬化処理層とを形成し、上
記第1の硬化処理層の幅方向中心部を上記金型の
輪郭部分に沿つてレーザ光で切断し、この切断縁
で金型刃部を形成することを特徴とする金型の製
作方法にある。
(作用)
硬化処理層を2重にしたので刃部近傍に靭性が
増し金型の寿命が向上した。
(実施例)
以下、この発明における一実施例を第1図乃至
第10図を参照して説明する。はじめに第1図中
に示される鋼板材料8の鎖線Aで示される金型9
の輪郭部分に対して矢印Lで示されるようにCO2
レーザ光を照射する。ここで、上記鋼板材料8は
例えば3.2mmの板厚をもつ火炎焼入れ鋼(SKS−
3)である。上述のように焦点はずし方式でレー
ザ光を第4図中に示されるように照射することに
より所定の面積に亘つてレーザ光を照射すること
ができる。ここで、鎖線Lで示されるのはレーザ
光であり集光レンジ27を通過することにより、
焦点が外されて鋼板材料8に照射される。またレ
ーザ光が照射される幅は例えば約4mmであり、こ
の幅をもつて製作しようとする金型刃部部品の輪
郭部分を焼入れすることで、鋼板材料8の表面か
ら厚さ方向に円弧状の断面を持つ第1の硬化処理
層10が形成される。
つづいて、第2図に示されるように上記鎖線A
で示される金型9の輪郭部の内側に隣接される位
置に、矢印Lで示されるように焦点がはずされた
レーザ光を照射して上記第1の硬化処理層10と
同様の第2の硬化処理層11を形成する。これに
より硬化処理層10,11の幅は例えば約4mmと
なり、上記第1および第2の硬化処理層10,1
1はその深さが約0.5mmで、硬化(Vickers
Hardness)は最大Hv700〜最小Hv400を得るこ
とができる。
つぎに、第3図に示されるように上記輪郭部に
対応する部分にフオーカス状態のレーザ光を矢印
Lで示されるように照射することにより切断す
る。ここで、切断部は例えば上記第1の硬化処理
層10の幅方向の中央部である。このようにして
切断された切断縁12の面粗さはRz(十点平均粗
さ)8.6μmを得ることができる。
以上のような工程により製作された金型9を使
用して例えばノツクアウト方式のプレス金型を製
造し第10図に示されるような形状のプレス加工
品12を約7000個打抜き加工したところ、打抜か
れた製品はかえり高さ30μm、そり0.1mmの高品質
を得ることができた。ここでプレス加工品12の
各部の寸法は図中に示される寸法Bが20mm、寸法
Cが60mm、寸法Dが10mm、寸法Fが15mm、そして
角度Fが60°で形成されている。
なお、上記金型9は第1の硬化処理層10およ
び第2の硬化処理層11の重なり部分近傍26の
硬度低下があるが、この重なり部分近傍26の幅
は約0.05mmであり約40%の硬度低下を生じてい
る。ここで上記重なり部分近傍26は第2の硬化
処理層11の円弧形状の第1の硬化処理層10側
に位置している。しかしながら上述のごとく約
7000個の打抜きを行なつた際に得られるプレス加
工品12の高品質から判断してこの重なり部分近
傍26の硬度の低下は無視できるものである。
以下、鋼板材料8に対して焦点はずし状態の所
定照射面積を有するレーザ光を照射することで、
得られる所定幅で連続する硬化処理層10,11
は鋼板材料8の靭性を向上する硬化をもつことを
確認するために、後述するような条件の異なる複
数の試験片を製作し、シヤルビー衝撃試験を行な
つた。
まず、試験片は第5図に示されるように略短形
板状に形成し、長手方向の寸法Gを60mm、幅方向
の寸法Hを20mm、厚さが3mm、そして長手方向の
中央部には幅方向に亘つて深さ0.5mm、挟み角90°
のノツチ13が形成されている。
このように形成された試験片14に対し、その
全縁に亘つて上述の如くレーザ光を照射し、第1
および第2の硬化処理層10,11を形成し、さ
らに上記第1の硬化処理層10の幅方向の中央部
をレーザ光により切断することにより第6図に示
されるように硬化部15が全縁に亘つて形成され
第1の試験片16を製作した。
また、この第1の試験片16に同様に形成し、
さらに第7図に示されるように幅方向の中央部に
長手方向に亘つて硬質部17を形成することで第
2の試験片18を製作した。ここで上記硬質部1
7は焦点はずし状態のレーザ光を照射することで
形成されている。
さらに、第1の試験片16同様に縁部に硬質部
15を形成し、第8図に示されるように幅方向に
等間隔をもつて長手方向に亘つて2本の硬質部1
9,20を形成した第3の試験片21を製作し
た。
さらに、第1の試験片16同様に形成したのち
第9図に示されるように幅方向に等間隔を持つて
長手方向に亘る帯状と3本の硬質部22,23,
24を形成することで第4の試験片25を製作し
た。
以上のように製作した4つの試験片16,1
8,21,25に対してそれぞれシヤルピー衝撃
試験を行なつた。その結果を第1表に示す。
[Object of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention relates to a method for manufacturing a mold for punching out a punched product from, for example, a metal plate. (Prior Art) For example, a knock-out type press die is used as a die for press working a steel plate. This mold is constructed as shown in FIG. 11, and a punch back up part 2 having an axis in the vertical direction is provided at the center of the upper surface of a base body 1, and at the upper end of this punch back up part 2. is equipped with punch 3. A stripper 4 forming a flat surface of approximately one height is provided on the outside of the punch 3, and the lower side of the stripper 4 is supported on the upper surface of the base body 1 by spring bodies 5, . Furthermore, an ejector 6 is provided above the punch 3 at a predetermined interval. A die 7 having a lower surface at the same height as the lower surface of the ejector 6 is provided on the outer peripheral side of the ejector 6. The upper surface of the die 7 is connected to a die backup portion 7a, and the ejector 6 is adapted to slide with respect to the die 7. Then, by inserting, for example, a steel plate material 8 between the punch 3 and the die 7 and processing the die 7 and the ejector 6, the steel plate material 8 is sandwiched between the ejector 6 and the punch 3. The die 7 slides down relative to the ejector 6. The steel plate material 8 is then sheared by the punch 3 and die 7 to produce a punched product. In this way, the punch 3 and die 7, etc. that punch out products from steel plate material 8, etc., need to have their cutting blades hardened, and manufacturing involves cutting out the material, finishing, heat treatment of the blade, etc. This required many steps. (Problems to be Solved by the Invention) As described above, the mold blade parts of general press molds require a large number of man-hours to manufacture. For this reason, by cutting a thin steel plate with a laser beam, the blade part can be cut out from the steel plate, and the heat input during cutting can heat it up and rapidly cool it, thereby hardening it and use it as the blade part of a mold. There is a method for manufacturing blade parts, but the blade parts cut and hardened by laser light in this way are thin plates, and the hardened layer formed by hardening is shallow, so it is easy to wear out and is difficult to punch. There were also circumstances in which the system was likely to deteriorate. This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and by heat-treating the steel plate material by irradiating it with laser light and cutting it, a hardened layer is separately formed on the blade part of the mold. The purpose is to provide a method for manufacturing molds with a long life. [Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention irradiates a hardenable steel plate with a laser beam having a predetermined irradiation area along the outline of a mold to be manufactured. A first hardened layer having a width, and a second hardened layer adjacent to and along the first hardened layer, located on the side of the mold to be manufactured, and having a predetermined width. manufacturing a mold, characterized in that the center part in the width direction of the first hardened layer is cut with a laser beam along the outline of the mold, and the cut edge forms a mold blade part. It's in the method. (Function) Since the hardening layer is doubled, toughness is increased near the blade part, and the life of the mold is improved. (Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 10. First, a mold 9 shown by the chain line A of the steel plate material 8 shown in FIG.
CO 2 as shown by arrow L for the outline part of
Irradiate with laser light. Here, the steel plate material 8 is, for example, flame hardened steel (SKS-
3). By irradiating the laser beam as shown in FIG. 4 using the defocus method as described above, it is possible to irradiate the laser beam over a predetermined area. Here, what is shown by the chain line L is laser light, and by passing through the condensing range 27,
The focus is removed and the steel plate material 8 is irradiated. The width of the laser beam irradiation is, for example, about 4 mm, and by hardening the outline of the mold blade part to be manufactured with this width, an arc shape is formed from the surface of the steel plate material 8 in the thickness direction. A first hardened layer 10 having a cross section of is formed. Next, as shown in FIG.
A second hardened layer similar to the first hardened layer 10 is formed by irradiating a defocused laser beam as shown by arrow L onto a position adjacent to the inside of the contour of the mold 9 shown by . A hardened layer 11 is formed. As a result, the width of the hardened layers 10, 11 becomes, for example, about 4 mm, and the width of the hardened layers 10, 11 becomes approximately 4 mm.
1 has a depth of about 0.5 mm and is hardened (Vickers
Hardness) can be obtained from maximum Hv700 to minimum Hv400. Next, as shown in FIG. 3, a portion corresponding to the contour is irradiated with a laser beam in a focused state as shown by an arrow L, thereby cutting. Here, the cut portion is, for example, the center portion of the first hardened layer 10 in the width direction. The surface roughness of the cut edge 12 thus cut can be 8.6 μm (Rz (ten point average roughness)). For example, a knock-out type press die was manufactured using the die 9 manufactured by the process described above, and about 7,000 press products 12 having the shape shown in FIG. 10 were punched out. The extracted product was of high quality with a burr height of 30 μm and warpage of 0.1 mm. Here, the dimensions of each part of the press-formed product 12 are as shown in the figure: dimension B is 20 mm, dimension C is 60 mm, dimension D is 10 mm, dimension F is 15 mm, and angle F is 60°. Note that the mold 9 has a decrease in hardness near the overlapping portion 26 of the first hardened layer 10 and the second hardened layer 11, but the width of the overlapping portion 26 is approximately 0.05 mm, which is approximately 40%. hardness has decreased. Here, the vicinity 26 of the overlapping portion is located on the side of the arc-shaped first hardened layer 10 of the second hardened layer 11. However, as mentioned above, about
Judging from the high quality of the press-formed product 12 obtained when 7000 pieces were punched, the decrease in hardness near the overlapped portion 26 can be ignored. Hereinafter, by irradiating the steel plate material 8 with a laser beam having a predetermined irradiation area in a defocused state,
The resulting hardened layers 10 and 11 are continuous with a predetermined width.
In order to confirm that the steel plate material 8 has a hardening effect that improves the toughness, a plurality of test specimens under different conditions as described below were prepared and subjected to a Shalby impact test. First, the test piece was formed into a substantially rectangular plate shape as shown in Fig. 5, with a longitudinal dimension G of 60 mm, a width direction dimension H of 20 mm, a thickness of 3 mm, and a central part in the longitudinal direction. is 0.5mm deep in the width direction, with an included angle of 90°
A notch 13 is formed. The entire edge of the test piece 14 thus formed is irradiated with laser light as described above, and the first
By forming second hardened layers 10 and 11, and cutting the widthwise central portion of the first hardened layer 10 with a laser beam, the entire hardened portion 15 is formed as shown in FIG. A first test piece 16 was fabricated by forming the test piece over the edge. In addition, similarly formed on this first test piece 16,
Furthermore, as shown in FIG. 7, a second test piece 18 was manufactured by forming a hard part 17 in the widthwise central part extending in the longitudinal direction. Here, the hard part 1
7 is formed by irradiating an out-of-focus laser beam. Furthermore, similarly to the first test piece 16, a hard part 15 is formed at the edge, and as shown in FIG.
A third test piece 21 having test pieces 9 and 20 formed thereon was manufactured. Further, after forming the first test piece 16 in the same manner as the first test piece 16, as shown in FIG.
A fourth test piece 25 was manufactured by forming 24. Four test pieces 16,1 manufactured as above
A Charpy impact test was conducted on No. 8, No. 21, and No. 25, respectively. The results are shown in Table 1.
以上述べたようにこの発明は、鋼板に対して製
作すべき金型の輪郭に沿つてレーザ光を照射し、
所定の幅を持つた第1の硬化処理層と、同じく所
定幅をもち上記第1の硬化処理層に隣接して沿う
とともに製作すべき金型側に位置する第2の硬化
処理層とを形成し、ついで第1の硬化処理層の幅
方向中心部を上記金型の輪郭に沿つて切断し、そ
の切断縁で金型の刃部を形成した。
したがつて、板厚の比較的薄くとも、第1の硬
化処理層の残りの部分によつて耐摩耗性の高い金
型歯部を得ることができ、また第2の硬化処理層
によつて靭性の向上を計ることができるから、こ
れにより耐久性に優れた金型の刃部部品を提供で
きる。
As described above, this invention irradiates a steel plate with a laser beam along the contour of a mold to be manufactured,
Forming a first hardening layer having a predetermined width and a second hardening layer having a predetermined width and extending adjacent to the first hardening layer and located on the side of the mold to be manufactured. Then, the first hardened layer was cut at the center in the width direction along the contour of the mold, and the cut edges formed the blades of the mold. Therefore, even if the plate thickness is relatively thin, mold teeth with high wear resistance can be obtained by the remaining portion of the first hardened layer, and Since the toughness can be improved, it is possible to provide mold blade parts with excellent durability.
第1図乃至第11図はこの発明における一実施
例であり、第1図乃至第3図は実施例の金型刃部
部品を製作する各工程を示す側断面図、第4図は
レーザ光が焦点はずし状態で鋼板に照射される状
態を示す側断面図、第5図はシヤルピー衝撃試験
に使用する試験片を示す正面図、第6図乃至第9
図は焦点はずし状態のレーザ光により形成された
帯状の硬化処理層をそれぞれ異なる数で設けた試
験片を示す斜視図、第10図は金型を使用したノ
ツクアウト方式のプレス金型で製作した製品の一
例を示す平面図、第11図は一般的なノツクアウ
ト方式のプレス金型の側断面図である。
8……鋼板材料、9……金型部品、10……第
1の硬化処理層、11……第2の硬化処理層。
1 to 11 show an embodiment of the present invention, FIGS. 1 to 3 are side sectional views showing each step of manufacturing the mold blade part of the embodiment, and FIG. 4 shows a laser beam Figure 5 is a side sectional view showing the state in which the beam is irradiated onto a steel plate in an out-of-focus state, Figure 5 is a front view showing the test piece used in the Charpy impact test, Figures 6 to 9
The figure is a perspective view showing a test piece with different numbers of band-shaped hardened layers formed by defocused laser light, and Figure 10 is a product manufactured using a knock-out press mold using a mold. FIG. 11 is a side sectional view of a general knock-out type press die. 8... Steel plate material, 9... Mold component, 10... First hardened layer, 11... Second hardened layer.
Claims (1)
の輪郭部分に沿つて所定の照射面積を有するレー
ザ光を照射し、所定幅を持つた第1の硬化処理層
と、この第1の硬化処理層に隣接して沿うととも
に上記製作すべき金型側に位置しかつ所定幅を持
つた第2の硬化処理層とを形成し、上記第1の硬
化処理層の幅方向中心部を上記金型の輪郭部分に
沿つてレーザ光で切断し、この切断縁で金型刃部
を形成することを特徴とする金型の製作方法。1. A hardenable steel plate is irradiated with a laser beam having a predetermined irradiation area along the outline of a mold to be manufactured, thereby forming a first hardening layer having a predetermined width and this first hardening layer. A second hardened layer is formed which runs adjacent to the treated layer, is located on the side of the mold to be manufactured, and has a predetermined width, and a center portion in the width direction of the first hardened layer is formed along the mold. A method of manufacturing a mold, which comprises cutting along the contour of the mold with a laser beam, and forming a mold blade with the cut edge.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63054072A JPH01228623A (en) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | Manufacture of die |
Applications Claiming Priority (1)
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| JPH01228623A JPH01228623A (en) | 1989-09-12 |
| JPH0580291B2 true JPH0580291B2 (en) | 1993-11-08 |
Family
ID=12960415
Family Applications (1)
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| JP63054072A Granted JPH01228623A (en) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | Manufacture of die |
Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
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1988
- 1988-03-08 JP JP63054072A patent/JPH01228623A/en active Granted
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