厚板打抜き用ブロックパンチとは
厚板や高張力鋼板（ハイテン）などの打抜きでは、刃先部の摩耗や折損、チッピングの他にフランジ部が破損することがしばしば起こります。これはフランジ部に発生する応力集中と引張り衝撃力が主因とされています。ミスミの厚板打抜き用ブロックパンチは、フランジ部の形状を変えて焼きなましをすることでフランジ部にかかる応力・衝撃力の低減を図った製品です。
フランジ部破損の原因について
1．応力集中〔図1〕
パンチは打抜き時に大きな圧縮力を受けますが、シャンク部からフランジ部にかけて形状が急変しているため、応力集中が起こります。
そのため刃先外形やシャンク外形との兼ね合い次第では、フランジ部に刃先よりも大きな応力が作用して破損する場合があります。
〔図1〕応力集中状況
2.弾性波による引張力〔図2〕
パンチは打抜き時に大きな圧縮力を受けますが、材料を打抜いた瞬間（ブレークスルー）には、急激に圧縮力が開放され、逆に大きな引張の衝撃力が発生すると言われています。1）、2）
この引張衝撃力は、場合によっては打抜き荷重に匹敵するような大きな力であり、これがフランジ部破損の原因になっています。
【参考文献】
1）永井，島貫，昭和60年度 塑性加工春季講演会
2）高石，前田，森，他 昭和56年度 塑性加工春季講演会
〔図2〕引張力発生状況
特長
1.フランジ部の厚み
衝引張によるせん断破壊を防止するため、厚みを10mm・12mmに拡大しています。
- 標準ブロックパンチ：5mm
- 厚板打抜き用ブロックパンチ：10mm
- 厚板打抜き用ブロックパンチ-フランジ厚12mm-
2.フランジ部の首下R
応力集中の緩和効果を狙うため、首下Rを拡大しました。
- 標準ブロックパンチ：R0.3mm以下
- 厚板打抜き用ブロックパンチ：R 0.8～1.0mm
- 厚板打抜き用ブロックパンチ-フランジ厚12mm-：R1.7～2.0
3.フランジ部上面テーパー部〔図3・4参照〕
フランジ部上面のテーパー形状が、軸心ずれ発生時の曲げモーメントによる破壊影響を軽減しています。
〔図3〕フランジ部テーパー形状
〔図4〕曲げモーメント発生状況
4.フランジ部焼きなまし処理〔図5参照〕
厚板打抜き用ブロックパンチ-フランジ厚12mm-はフランジの一部に焼きなまし処理を施し、靭性を強化しています。
〔図5〕処理範囲
フランジ部の強度〔図6参照〕
フランジ厚10mmタイプに対してフランジ厚12mmタイプは約1.7～2.1倍の強度があります。
これは加圧破壊試験での試験強度の比率であり、12mmタイプは従来品比で1.7～2.1倍の強度が確認されました。そのため、応力集中・引張衝撃力の高い980MPa〔100kgf/mm2〕級以上の高張力且つ板厚3mm以上の鋼板やバネ鋼、焼入れ鋼の打抜きなど－に適したパンチです。
〔図6〕厚板打抜き用ブロックパンチの破壊強度
