スタンピングダイ ピアス の考え方
• ブランキングは、金型を使用してシートメタルを分離するスタンピングプロセスで、主にブランキング (部品の製造) とピアシング (穴の作成) が含まれます。
・板金から必要な形状の部品（ブランク）をせん断する工程をブランキングといい、ワークに必要な形状の穴を開ける工程をピアッシングといいます。
・ブランキング加工に使用する金型をブランキング・ピアス金型といいます。部品を製造したり、曲げ、絞り、成形などの後続のステップに備えてブランクを準備したりするために使用できます。
プレス金型の変形特性
・打ち抜き工程全体は、弾性変形段階、塑性変形段階、せん断破壊段階の3段階に分かれます。
弾性変形段階：下図に示すように、パンチによる圧力により材料は弾性的に曲がり、金型の端にわずかに侵入します。
塑性変形段階: 材料にかかる応力が弾性限界を超えています。この時点で、パンチが材料に侵入し、同時に材料がダイに侵入します。パンチとダイの両方の侵入に対する材料の抵抗により、次の図に示すように曲げモーメント M が発生します。
せん断破壊段階: ダイ キャビティのエッジ付近の応力が最初に材料のせん断強度に達し、ダイ エッジで亀裂が発生します。この時点で、パンチのエッジ付近の材料は塑性状態のままであり、パンチは材料に侵入し続けます (図 a)。その後、パンチエッジの材料にも亀裂が発生します。パンチとダイ間の片側クリアランス z/2 が適切な場合、パンチとダイの両方から発生するせん断亀裂が伝播して一致し、それによって打ち抜かれた部品が材料から分離されます (図 b)。分離後、パンチは動きを続けて、打ち抜かれた部品を金型キャビティに押し込みます (図 c)。
せん断面: 以下の図に示すように、ブランキングによって得られた表面には、パンチ穴上に 3 つの異なるゾーンがあります。ロールオーバー (変形ゾーン) として知られる上部のわずかに丸い角、次にバニッシュ ゾーンと呼ばれるせん断によって形成された滑らかで光沢のある表面、そして最後に破壊ゾーンと呼ばれる引き裂きによって作成された粗い表面です。スクラップ材料には、同様の 3 つのゾーンが表示されますが、分布の順序は逆です。
プレス金型のせん断面とクリアランス
タイプ I – クリアランスが大きく、ロールオーバー (R) が大きく、角度 (a) が大きく、バリ (引張裂け) が激しい。
タイプ II – 比較的大きなクリアランス、比較的大きなロールオーバー (R)、通常の角度 (a)、通常のバリ。
タイプ III – 適度なクリアランス、ロールオーバー (R) の減少、通常の角度 (a)、通常のバリ。
タイプ IV – クリアランスが小さく、ロールオーバー (R) が減少、角度が標準 (a)、バリが標準から増加まであります。
タイプ V – クリアランスが非常に小さく、ロールオーバー (R) が非常に小さく、角度 (a) が非常に小さく、バリが増加しています (引張引裂きと圧縮押出の両方)。
・前ページの図は、すきまを変化させた場合のせん断面の変化を示しており、すきまはタイプⅠからタイプⅤまで徐々に減少していきます。タイプⅢは最適すきまを表します。この表面はバニッシュゾーンと破砕ゾーンで構成され、ロールオーバー (R) とバリを伴います。引張応力によって生じるバリを引張引裂といいます。破砕ゾーンは角度 (a) を示します。
• タイプ II では、タイプ III に比べてロールオーバー (R) が増加しますが、角度 (a) はほとんど変化せず、引張引裂きは依然として正常です。
• クリアランスをさらに拡大すると (タイプ I)、ロールオーバー (R) と角度 (a) が大幅に増加し、引張引裂が悪化して部品の変形が発生します。
• タイプ IV では、タイプ III に比べてロールオーバー (R) が減少しますが、角度 (a) は同様です。クリアランスが減少するため、破断ゾーン内に輝点が発生し、バリは中程度であり、引張引裂に加えて圧縮押出バリが発生します。
• タイプ V は、ロールオーバー (R) が非常に小さく、角度 (a) がほとんどなく、研磨ゾーンと破壊ゾーンの交互層、バリの増加 (引張引裂きと圧縮押出の両方) を示します。押出バリの高さは、ダイのエッジの鋭さに関係します。エッジが鋭いほど、押出バリの高さは低くなります。
スタンピングプロセス技術 の分析、パラメータ調整、金型成形部品の最適化により、試作サイクルを大幅に短縮し、企業の収益性を最大化し、市場競争力を強化します。