要点まとめ

金型セットは、板金を特定の形状に切断および成形するための精密製造工具です。その主要な構成部品は、精度と再現性を確保するために連携して機能します。基本的な部品には、すべての要素を保持するベースとなる金型プレート（またはシューズ）、正確な位置決めを行うガイドピンとブッシング、実際に切断や成形を行うパンチやダイブロックなどの作業部品が含まれます。その他にも、スプリングやパッドなどがあり、材料の流れを制御し、必要な力を提供します。

基礎：金型セットの核心的構造

スタンピング加工の中心にあるのはダイセットであり、他のすべての作動部品にとって堅牢な基盤となります。このベースの主な構成要素はダイプレート（別名：ダイシューズ）です。完全なダイセットは、パンチアセンブリを保持する上部シューズと、ダイブロックを保持する下部シューズからなり、ガイド部品によって正確に位置合わせされます。これらのプレートは高品質の鋼またはアルミニウム製で、完璧に平らで平行になるよう精密に機械加工されており、一貫して高品質な部品を生産する上で極めて重要です。材質の選定は用途によりますが、耐久性の観点から鋼が一般的である一方、アルミニウムは軽量で加工が速く、優れた衝撃吸収性を持つため、高衝撃を伴うブランキングダイに最適であり、しばしば好まれます。

ダイシューズの設計と厚さは、ダイが耐えなければならない力の大きさと直接関係しています。例えば、金属を極めて高い圧力下で圧縮するコイニングダイは、軽い曲げ加工に使用される単純なダイよりもはるかに厚く、頑丈なシューズが必要です。この基本的な強度により、たわみが防止され、プレスの力が被加工材に効率的に伝達されます。下側のダイシューズには、戦略的に配置された穴が機械加工されています。これらの開口部により、パンチングやブランキング中に発生するスラグや廃材が落下して排出され、ダイの損傷や作業の停止を防ぎます。

さらに、ダイセットは金型とプレス機械とのインターフェースです。上型および下型のシューズには、シャンクやボルト穴などの取付構造があり、これらによって金型全体をプレスのラムおよびボルスタープレートに確実に固定します。この堅牢な取り付けは、安全性と運転精度において極めて重要です。自動車製造などの産業における複雑な用途では、特にダイセットの設計が極めて重要になります。このような分野で専門性を持つ企業は Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. 高精度かつ長寿命で複雑な自動車部品を生産するという極めて厳しい要求に応えるために設計された基礎部品を備えたカスタムスタンピングダイの製造に特化しています。

動きの精度：ガイドピン、ブushing、ヒールブロック

ダイシューズは基盤を提供する一方で、スタンピングダイの優れた精度はそのガイドシステムによって実現されています。この役割を果たす主な部品はガイドピン（支柱またはガイドポストとも呼ばれる）とガイドブッシングです。これらの部品は連携して、プレスの各ストロークにおいてダイの上半分と下半分が正確に位置合わせされるようにします。この際、場合によっては0.0001インチという非常に厳しい公差を維持します。 この正確な位置合わせは、切断用パンチとダイブロック間の適正クリアランスを維持するために不可欠であり、部品の品質、工具の摩耗、およびダイの寿命に直接影響します。

ガイドピンシステムには2つの主要なタイプがあり、それぞれ異なる運用要件に適しています。従来の選択肢は摩擦ピンで、アルミニウム青銅製ブッシュ内で滑る高周波焼入れ済みの精密研磨鋼製ピンです。これらのブッシュには、摩擦と摩耗を最小限に抑えるため、自己潤滑性を持つグラファイトプラグが埋め込まれていることがよくあります。もう一方はボールベアリング式のシステムで、ピンが保持 cage 内のボールベアリングの上を転がる構造です。この設計により摩擦が大幅に低減され、過剰な熱を発生させることなくより高いプレス速度が可能となり、メンテナンス時に技術者がダイの半分を容易に分離できるようになります。

サイドスラストが大きく発生する作業、例えば成形加工やカム駆動ダイの場合、ガイドピンだけではたわみを防ぐのに十分でないことがあります。このような場合、ヒールブロックを追加します。ヒールブロックは、両方のダイシューズに取り付けられ、互いに係合して横方向の力を吸収する、頑丈で高精度に機械加工された鋼製のブロックです。通常、焼き付きを防ぎ、スムーズな動作を確保するために、鋼とアルミニウムブロンズなど異種金属の耐磨耗プレートを使用します。 ダイ設計における重要な原則として、ガイド部品は、正常に機能するダイを正確に位置合わせするために使用されるものであり、不適切にメンテナンスされた、あるいはずれたプレスのラムを補正するためのものではない、という点があります。

作業部：パンチ、ダイブロック、およびリテーナー

シートメタルを実際に切断および成形する作業を行う部品は、パンチとダイブロックです。パンチは男性部分であり、通常は上部ダイシューズに取り付けられ、材料に押し込まれます。ダイブロック、またはダイキャビティは、部品の最終的な形状を決定する女性部分で、下部シューズに取り付けられています。パンチとダイブロックの間の正確な関係性およびクリアランスが、切断または成形の品質を決定します。

パンチおよびダイブロックはさまざまな作業に使用されており、その用語はそれぞれの機能を反映しています。たとえば、「ブランキング」作業とは、シートから打ち抜かれた部品が目的の製品（ブランク）である場合です。一方、「ピアッシング」作業とは、パンチが部品に穴を開け、打ち抜かれた材料（スラグ）がスクラップとして廃棄される場合です。 これらの作業部品は、以下を含む多数のプロセスを担当しています。

• ブランキング： シート材から部品の外周形状を切断すること。
• ピアシング： 部品内部に穴や特徴的な形状を作成すること。
• コイニング： 金属に細かい模様を打ち付けるために高圧力を加えること。
• 図: シートメタルを引き伸ばして、深いカップ状の形状に成形すること。
• 曲げ加工： 材料を直線軸に沿って成形すること。

メンテナンスや迅速な交換を可能にするため、パンチはしばしばリテーナーで固定される。最も一般的なタイプの一つがボールロック式リテーナーである。この装置は、パンチのシャンクにある涙滴状の溝にはまるようにスプリング式ボールベアリングを用いる。このシステムにより、金型メンテナンス担当者は金型全体を分解することなく、摩耗または破損したパンチをすばやく取り外して新しいものに交換でき、ダウンタイムを大幅に短縮できる。 このモジュール性は、現代的で効率的な金型設計の重要な特徴である。

材料制御と力の伝達：パッドとスプリング

高速プレス加工におけるシートメタルの効果的な管理は、切断や成形工程そのものと同様に極めて重要です。この役割を金型セット内のさまざまなパッドやスプリングが担っています。パッドとは、圧力が加えられたプレートであり、金属板を保持、制御、または引き剥がすために使用されます。たとえば、ストリッパーパッドはスプリング式のプレートで、切断用パンチを取り囲んでいます。パンチが材料を貫通した後、金属の弾性によりパンチが材料に引っ張られる現象が起こります。ストリッパーパッドはこの材料を押し下げた状態に保持することで、パンチがきれいに引き抜けるようにします。

成形加工では、他の種類のパッドが使用されます。圧力パッドはワイプ曲げにおいて不可欠であり、材料を下型のセクションにしっかりと固定し、正確でシャープな曲げを実現します。深絞り加工では、絞りパッド（バインダーとも呼ばれる）がブランクの周縁部に制御された圧力を加えます。この圧力は、材料がダイ空洞に流入する際の流れを調整するために極めて重要です。圧力が不足すると材料がしわになり、逆に圧力が大きすぎると材料の流入が制限され、製品が割れたり破損したりする可能性があります。これらのパッドは通常、スプールやショルダーボルトなどの部品で固定されており、一貫した力を加えながら上下に動けるようになっています。

これらのパッドへの加圧力はスプリングによって供給されます。スプリングの選定は、用途における加圧力、ストローク、および寿命要件に応じて決まります。主なスプリングは以下の3種類です。

• コイルスプリング： ばね鋼で作られており、一般的でコスト効果が高く、中程度の加圧力を要する用途に適しています。
• ウレタンスプリング： これらは良好なストリッピング圧力を提供し、コストが低いため、試作や短納期の金型に頻繁に使用されます。
• 窒素ガススプリング： これらは窒素ガスで充填されたシリンダーであり、プレスストローク全体を通じて非常に高い一貫性のある力を発揮できます。寿命が非常に長く、深絞りなどの要求の厳しい用途に好まれます。

よく 聞かれる 質問

1. 金型部品とは何ですか？

金型部品とは、完成したスタンピング金型アセンブリを構成する個々の部品のことを指します。これらの部品は協調して動作し、板金を切断または成形します。主な例として、ダイプレート（基盤）、ガイドピンおよびブッシング（位置合わせ用）、パンチおよびダイブロック（切断／成形要素）、スプリング（力を発生）、ストリッパーパッド（材料制御用）などがあります。各部品は、金型全体の性能と精度にとって不可欠な特定の機能を持っています。

2. ダイカスト成形の構成要素は何ですか？

一見似ているように思えますが、ダイカストはダイスタンピングとは異なる製造プロセスです。ダイカストは、溶融金属を高圧で金型（ダイまたはモールドと呼ばれる）の空洞内に注入する工程を指します。主な構成要素には、金型の2つの半分（カバー側金型とエジェクタ側金型）、固化した部品を押し出すためのエジェクタピン機構、および溶融金属を空洞内へ導くランナーやゲートが含まれます。使用される材料は、通常、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムなどの非鉄合金です。

3. ダイカット部品とは何ですか？

ダイカット部品とは、ダイカットと呼ばれる加工プロセスによって作られる部品で、薄い金属に加えて、紙、プラスチック、布地、発泡体などの柔らかい素材に広く用いられます。ここでいう「ダイ」は、クッキー・カッターのように材料に押し当てて所定の形状を切り抜くための鋭利でカスタム形状の刃（スチールルール・ダイ）です。こうして得られた製品は、包装材やガスケットから電子絶縁体、医療機器まで、さまざまな用途に使われています。