耐久性と効率を高める超硬プレス金型設計の最適化

K01、K10、K20、K30、K40 などの堅牢なタングステン-コバルト合金を主成分とする超硬プレス金型は、その卓越した硬度と優れた耐摩耗性により、現代の製造業に不可欠です。しかし、超硬材料固有の脆さと比較的低い曲げ強度は、性能と寿命の両方を最大化するために慎重な設計を考慮する必要があります。以下は、超硬プレス金型を設計する際に考慮すべき重要な側面です：

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1. ダイ・フレームの選択：
   • ダイ・フレームに適切な材料を選択することは非常に重要です。上部および下部のダイプレートは、構造的完全性を損なうことなく超硬ダイを支えるため、硬度25～30HRCに焼き入れ・焼き戻しされた45スチール製が理想的です。E235A鋼も使用できるが、ねずみ鋳鉄は強度と耐久性が低いため避けるべきである。さらに、ボールタイプのガイドポストとブッシングを組み込むことで、ガイド精度が向上し、フローティングダイハンドルは、作業中のずれに対応するのに役立ちます。
2. パンチとダイの締結方法：
   • パンチとダイ部品の締結は、確実で応力のない取り付けを保証する機械的締結によって効果的に行うことができます。鋼鉄と超硬合金の熱膨張係数が異なるため、熱間スリーブ締結を利用することで、組み立てと分解を簡素化できます。
3. スプリング式エジェクタープレートの設計：
   • スプリング式のエジェクタープレートは、超硬ダイとの接触を最小限に抑え、刃先の損傷を防ぎます。エジェクタープレートは正確にガイドされ、スムーズな操作を保証するために、最大材料厚より少なくとも0.05mm上に維持する必要があります。エジェクタープレートの一般的な材質はHS6-5-2Cで、HRC42～46に硬化されています。
4. バッキングプレートのデザイン：
   • 剛性を高め、超硬ダイスの潜在的な割れを防止するには、硬化バッキングプレートを組み込むことが不可欠です。このプレートは通常、硬度56～60HRCのHS6-5-2C製で、従来のスチール製ダイスに使用されるものより少なくとも1.2～1.25倍厚くする必要があります。
5. ダイエッジの一様な応力分布：
   • 金型設計は、エッジの破断や早期摩耗につながる片側スタンピングを避けるため、エッジに沿って均等な応力分布を確保する必要があります。
6. スタンピング装置の選択：
   • 超硬金型を使用する際に要求される効率と精度を考えると、自動供給装置を備えた高速スタンピングプレスを選択することが有益です。これらの機械は、超硬プレス加工の典型的な大量生産需要に対応するのに理想的です。

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