プレス機械は、プレス型を装填して材料を加工するもので、プレス型がなければプレス加工はできない。一般に、金型の設計と製造にはかなりの時間がかかるため、新しいプレス部品を製造するための準備期間が長くなる。最初の製品設計案が決定した後、その加工性を総合的かつ科学的に分析し、良好な成形工程を確保しなければならず、これが金型製造の基礎となる。金型の精度と構造はプレス加工の生産性とプレス部品の精度に直接影響し、金型の製造コストと寿命はプレス部品のコストと品質を左右する重要な要素である。したがって、金型はプレス加工において非常に重要な役割を果たし、プレス加工の「鍵」とも言える。

(1) 金型の種類

プレス加工には、切断、曲げ、ねじり、成形、鍛造、接合など多くの方法があり、これらはすべてプレス加工に該当する。それに応じて、多くの種類の金型は、いくつかの大きなカテゴリーに大別することができ、金型の種類によって異なる操作を実行することができます。

切断加工。 これには、閉曲線の打ち抜き、開曲線のプロファイルカットとサイドカット、ミシン目加工、シャーリング、ノッチング、部分分離などが含まれる。

曲がる。 V字曲げ、L字曲げ、段付きZ字曲げ、N字曲げ、ハット型曲げ、円筒エッジローリング、円形曲げ、ねじり曲げなどが含まれる。

ねじれと曲げ。 パンチャー形状や底付き金型に適合する容器形状の製品を製造する。

その他の側面 セミミシン加工、突き出し加工、パンチングスルー加工、ベンドカット加工、プレス加工、スタンピング加工、トリミング加工、ファインパンチング加工など。

(2) 金型設計

金型設計は、スタンピングプロセスの実現可能性と金型寿命の基礎です。

金型構造設計 スタンピング部品は、成形や脱型が難しい小穴や狭い溝、鋭角のある構造を避け、できるだけ左右対称の形状にする。抜き勾配は、偏心荷重や金型の偏磨耗などの不具合を克服し、応力集中やプレスユニット圧の上昇を避けるように設計する。金型設計の際には、CADシステムの機能をフルに活用し、宝飾品の二次元設計、三次元設計を行い、製品本来の情報の均一性、正確性を確保し、人為的要因によるミスを回避し、金型設計の品質を向上させる。

金型キャビティ設計 金型キャビティの縁と底の半径Rは、キャビティが充填されやすいようにしながら、できるだけ大きくする必要があります。半径が小さすぎると、キャビティの縁が高圧で潰れ、ひどい場合には逆円錐状になり、鍛造品の突き出しに影響することがある。底部半径Rが小さすぎて滑らかに移行しない場合は、膨張し続ける割れが発生しやすい。

金型材料 金型の材料は、作業条件、生産量、材料固有の靭性に基づいて選択する必要がある。内部品質を確保し、成分偏析や過剰な不純物などの欠陥を避けるために、できるだけ高性能の工具鋼を選択すべきである。超音波検査などの非破壊検査技術を使用して、各鍛造部品の内部品質が良好であることを確認し、潜在的な冶金学的欠陥を回避し、金型が繰り返しの衝撃、疲労、摩耗に耐える十分な硬度、強度、靭性を備えていることを保証する必要がある。

(3) 金型製造

金型加工と成形 ジュエリーのプレス部品に要求される精度を確保するためには、加工と製造に高度な設備と技術を使用する必要があり、金型の精度が高く、加工後の変形や残留応力が大きすぎないようにする。金型キャビティの粗さは、金型の寿命に直接影響する。粗さが高いと、特に盛り上がった部分がある部分では、ジュエリーの部品が脱型しにくくなる。ワークが深いほど、保持力がきつくなる。さらに、粗さの値が高いとメタルフローの抵抗が大きくなり、プレス部品の成形に影響を与え、金型が早期に破損しやすくなります。表面粗さの低い金型は摩擦抵抗が少なく、噛み込み防止や疲労防止に強く、一般に表面粗さRa＝0.4〜0.8μmが要求される。金型キャビティ表面に残るツールマークや研削痕は応力集中部であり、初期クラックや疲労クラックの発生源でもあるので、プレス前に工具を研ぐことが不可欠である。仕上げ時の切削量は少量とし、ツールマークは不可とする。複雑な金型のキャビティでは、十分な研削代を残さなければならない。研削が過熱すると、肉眼では見えない、研削方向に対して垂直な微細なクラックが発生する可能性がある。精密金型の精密研削では、環境温度の影響に注意する必要があり、常に研削する必要がある。金型の製造精度と組立精度は、金型の寿命に大きく影響する。組立精度が高く、底面が平らで、平行度がよく、パンチとダイの直角度が高く、隙間が均一であることは、金型の寿命を向上させるのに有効である。

金型の熱処理。 金型の熱処理には、金型素材を鍛造した後の焼鈍、粗加工後の高温焼戻しや低温焼戻し、仕上げ加工後の焼入れ・焼戻し、放電加工やワイヤーカット加工後の応力除去のための低温焼戻しなどがある。良好な金型寿命は、冷間加工と熱間加工がうまく連携して初めて確保できる。使用する熱処理工程によって、同じ金型材料でも寿命が大きく異なることがあり、不適切な熱処理は金型の早期破損につながります。

金型表面処理。 金型表面の品質や硬度は、金型の寿命や部品の外観品質に大きく影響する。そのため、金型製造の最終段階でもある金型の使用前には、通常、金型の表面品質を向上させるための研削・研磨処理が行われる。また、金型表面の硬度をさらに向上させ、金型の寿命を延ばし、ワークの加工品質を向上させ、金型の運用コストを削減するために、研削や研磨の後に、さまざまな表面処理技術が使用されることがあります。金型表面処理技術には、キャビティ浸炭、窒化、硼化、炭素-窒素共拡散、局部溶射、ブラッシング、キャビティクラッディングなどがある。中でも、物理蒸着法（PVD）、化学蒸着法（CVD）、真空蒸着法、真空スパッタリング法、イオンプレーティング法などの表面コーティング硬化技術は、近年著しく進歩している。

(4) 代表的なジュエリー金型製造工程

製品構造寸法と製造工程から金型製作の具体的計画を決定し、金型の種類と構造を特定する。

紫銅と金型用鋼材を必要に応じてカットします（図8-15）。

鋼材や銅材の表面加工には鉄床を使用し、加工後は研削盤で表面を研磨する（図8-16）。