JP2018158384A - Shearing method and shearing device - Google Patents
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Abstract
【課題】せん断加工において被加工材に発生する破断面を適切な位置に誘導することによって、破断後の部材端面における加工硬化の影響を低減、または部材寿命を延伸する。【解決手段】せん断加工方法は、下刃を被加工材の下面に当接させる工程と、被加工材の厚さ方向では下刃に対して相対的に移動可能であり、厚さ方向に対して垂直な被加工材の面方向ではクリアランスをもって下刃に対向する上刃を、被加工材の上面に当接するまで厚さ方向に移動させる工程と、面方向で上刃からの距離がクリアランスの40%以上、120%以下になる位置で被加工材の上面に溝を形成する工程と、被加工材の上面に当接した上刃を、被加工材の上面の溝を始端または終端とする破断面が発生するまでさらに厚さ方向に移動させる工程とを含む。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the influence of work hardening on a member end face after fracture or to extend the life of a member by guiding a fracture surface generated in a workpiece in shearing to an appropriate position. SOLUTION: The shearing method includes a step of bringing the lower blade into contact with the lower surface of the work material, and the work material is relatively movable with respect to the lower blade in the thickness direction and is relatively movable in the thickness direction. The process of moving the upper blade facing the lower blade with a clearance in the surface direction of the work material that is vertical in the thickness direction until it abuts on the upper surface of the work material, and the distance from the upper blade in the surface direction is the clearance. The step of forming a groove on the upper surface of the work material at a position of 40% or more and 120% or less, and the upper blade in contact with the upper surface of the work material are defined by the groove on the upper surface of the work material as the start or end. It includes a step of further moving in the thickness direction until a fracture surface is generated. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、せん断加工方法およびせん断加工装置に関する。 The present invention relates to a shearing method and a shearing apparatus.
せん断加工は、例えば自動車、鉄道車両、建材、船舶、家電製品などに用いられる金属部品の製造において、金属部材の切断、打抜き、穴抜き、シェービング、トリミングなどのために実施される。一般的に、せん断加工は、部材に当接された下刃に対して上側から上刃を押し込むことによって実行される。このとき、部材は上刃と下刃との間で塑性変形し、最終的には破断する。このようなせん断加工では、破断後の部材端面に塑性変形に伴う加工硬化の影響を受けた部分が残ることが知られている。後工程としてフランジアップなどを実施する場合、加工硬化の影響を受けた部分には割れが発生することがある。 Shearing is performed for cutting, punching, punching, shaving, trimming, and the like of metal members in the manufacture of metal parts used in, for example, automobiles, railway vehicles, building materials, ships, and home appliances. Generally, the shearing process is performed by pushing the upper blade from the upper side against the lower blade abutted on the member. At this time, the member plastically deforms between the upper blade and the lower blade, and finally breaks. In such a shearing process, it is known that a part affected by work hardening accompanying plastic deformation remains on the end face of the member after fracture. When performing flange-up as a post process, cracks may occur in the parts affected by work hardening.
そこで、せん断加工時の部材の加工硬化を抑制して伸びフランジ加工性に優れるせん断加工面を得るための技術が、種々提案されている。例えば、特許文献1には、数値シミュレーションを利用してパンチ刃の傾斜角度を適切に設定することによって、伸びフランジ加工性に優れるせん断加工面を得る技術が記載されている。また、特許文献2には、後工程における伸びフランジ割れのシミュレーションに基づいて判定された危険部位から外れるにしたがってクリアランスを徐々に大きくすることによって、伸びフランジ加工性に優れるせん断加工面を得る技術が記載されている。
Therefore, various techniques for obtaining a sheared surface that is excellent in stretch flangeability by suppressing work hardening of a member during shearing have been proposed. For example,
しかしながら、例えば上記の特許文献1,2に記載された技術を採用しても、部材端面に塑性変形に伴う加工硬化の影響を受けた部分が残らなくなるわけではない。これは、せん断加工において上刃と下刃とを結ぶ面に沿って破断面が発生するときに、既に発生している加工硬化領域を横切って破断面が発生するためである。これは、換言すれば、せん断加工において上刃と下刃とを結ぶ面から離れた位置に破断面を発生させることができれば、破断後の部材端面に残る加工硬化領域をより小さくすることができる可能性があるということである。
However, for example, even if the techniques described in
ところで、せん断加工において、破断面が上刃から発生する場合、安定して破断面を発生させるためには上刃の角を尖らせておく必要がある。しかし、上刃の角が尖っている場合には、被加工材との接触によって摩耗または欠損が生じやすく、角の形状が変化したことによって比較的短期間のうちに上刃の交換が必要になることが多い。これに対して、上刃から離れた位置に破断面を発生させることができれば、上刃の角を尖らせておく必要がなくなり、上刃を面取りすることによって摩耗または欠損を防止し、長期間にわたって上刃を使用することが可能になる。 By the way, in the shearing process, when the fracture surface is generated from the upper blade, it is necessary to sharpen the corner of the upper blade in order to stably generate the fracture surface. However, when the corner of the upper blade is sharp, wear or chipping easily occurs due to contact with the workpiece, and the upper blade needs to be replaced in a relatively short period of time due to the change in the shape of the corner. Often becomes. On the other hand, if the fracture surface can be generated at a position away from the upper blade, it is not necessary to sharpen the corner of the upper blade. It is possible to use the upper blade over the entire area.
そこで、本発明は、せん断加工において被加工材に発生する破断面を適切な位置に誘導することによって、破断後の部材端面における加工硬化の影響を低減、または部材寿命を延伸することを可能にする、新規かつ改良されたせん断加工方法およびせん断加工装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention makes it possible to reduce the influence of work hardening on the end face of the member after breaking or to extend the life of the member by guiding the fracture surface generated in the workpiece during shearing to an appropriate position. It is an object of the present invention to provide a new and improved shearing method and shearing apparatus.
本発明のいくつかの観点によれば、以下が提供される。
[1]下刃を被加工材の下面に当接させる工程と、
被加工材の厚さ方向では下刃に対して相対的に移動可能であり、厚さ方向に対して垂直な被加工材の面方向ではクリアランスをもって下刃に対向する上刃を、被加工材の上面に当接するまで厚さ方向に移動させる工程と、
面方向で上刃からの距離がクリアランスの40%以上、120%以下になる位置で被加工材の上面に溝を形成する工程と、
被加工材の上面に当接した上刃を、被加工材の上面の溝を始端または終端とする破断面が発生するまでさらに厚さ方向に移動させる工程と
を含む、せん断加工方法。
[2]被加工材の上面の溝は、上刃が被加工材の上面に当接する前に形成される、[1]に記載のせん断加工方法。
[3]被加工材の上面の溝は、上刃が被加工材の上面に当接した後、破断面が発生するまでの間に形成される、[1]に記載のせん断加工方法。
[4]下刃の近傍で被加工材の下面に溝を形成する工程をさらに含み、
破断面は、被加工材の上面および下面の溝のうち一方を始端とし、他方を終端として発生する、[1]〜[3]のいずれか1項に記載のせん断加工方法。
[5]被加工材は、引張強度780MPa級以上の鋼板である、[1]〜[4]のいずれか1項に記載のせん断加工方法。
[6]被加工材の下面に当接する下刃と、
被加工材の厚さ方向では下刃に対して相対的に移動可能であり、厚さ方向に対して垂直な被加工材の面方向ではクリアランスをもって下刃に対向する上刃と、
面方向で上刃からの距離がクリアランスの40%以上、120%以下になる位置で被加工材の上面に溝を形成する溝形成手段と
を備えるせん断加工装置。
[7]下刃との間で被加工材を挟持するホルダをさらに備え、
溝形成手段は、面方向で上刃に対向するホルダの端部に形成された突出部を含む、[6]に記載のせん断加工装置。
[8]溝形成手段は、上刃とともに厚さ方向に移動可能であり、上刃が厚さ方向に移動するときに上刃よりも遅れて被加工材の上面から厚さ方向に押し込まれる突出部を含む、[6]に記載のせん断加工装置。
[9]下刃の近傍で被加工材の下面に溝を形成する追加の溝形成手段をさらに備える、[6]〜[8]のいずれか1項に記載のせん断加工装置。
According to some aspects of the invention, the following is provided.
[1] A step of bringing the lower blade into contact with the lower surface of the workpiece;
The upper blade that is movable relative to the lower blade in the thickness direction of the work material and that has a clearance in the surface direction of the work material perpendicular to the thickness direction is opposed to the lower blade. Moving in the thickness direction until it contacts the upper surface of
Forming a groove on the upper surface of the workpiece at a position where the distance from the upper blade in the surface direction is 40% or more and 120% or less of the clearance;
And further moving the upper blade in contact with the upper surface of the workpiece in the thickness direction until a fracture surface having a groove on the upper surface of the workpiece as a start or end is generated.
[2] The shearing method according to [1], wherein the groove on the upper surface of the workpiece is formed before the upper blade contacts the upper surface of the workpiece.
[3] The shearing method according to [1], wherein the groove on the upper surface of the workpiece is formed after the upper blade contacts the upper surface of the workpiece and before the fracture surface is generated.
[4] The method further includes a step of forming a groove in the lower surface of the workpiece near the lower blade,
The shearing method according to any one of [1] to [3], wherein the fracture surface is generated with one of the grooves on the upper surface and the lower surface of the workpiece as a start end and the other as a termination.
[5] The shearing method according to any one of [1] to [4], wherein the workpiece is a steel plate having a tensile strength of 780 MPa or higher.
[6] a lower blade that contacts the lower surface of the workpiece;
An upper blade that is movable relative to the lower blade in the thickness direction of the workpiece, and that faces the lower blade with a clearance in the surface direction of the workpiece perpendicular to the thickness direction;
And a groove forming means for forming a groove on the upper surface of the workpiece at a position where the distance from the upper blade is 40% or more and 120% or less of the clearance in the surface direction.
[7] The apparatus further includes a holder for sandwiching the workpiece with the lower blade,
The groove forming means includes the protruding portion formed at the end of the holder facing the upper blade in the surface direction, according to [6].
[8] The groove forming means is movable in the thickness direction together with the upper blade, and the protrusion is pushed in from the upper surface of the workpiece in the thickness direction later than the upper blade when the upper blade moves in the thickness direction. The shear processing apparatus according to [6], including a section.
[9] The shearing device according to any one of [6] to [8], further comprising additional groove forming means for forming a groove on the lower surface of the workpiece near the lower blade.
本発明によれば、せん断加工において被加工材に発生する破断面を適切な位置に誘導することによって、破断後の部材端面における加工硬化の影響を低減、または部材寿命を延伸することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the influence of work hardening on the end face of a member after breakage or extend the life of a member by guiding a fracture surface generated in a workpiece in shearing to an appropriate position.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の一実施形態に係るせん断加工の概要を示す断面図である。図1を参照すると、せん断加工装置1は、ダイ2と、パンチ3と、ホルダ4とを含む。ダイ2には、被加工材6の下面に当接する下刃21が形成される。パンチ3には、上刃31が形成される。パンチ3は、図示しない電動機または液圧機構などによって駆動され、被加工材6の厚さ方向についてダイ2に対して相対的に移動可能である。パンチ3が移動することによって、上刃31は、被加工材6の上方に位置した状態から、被加工材6の上面に当接させられ、さらに図示されているように被加工材6に押し込まれる。上刃31が被加工材6に押し込まれる過程で、被加工材6に破断面が発生し、これによってパンチ3が押し込まれた部分の被加工材6が切り落とされる。ホルダ4は、被加工材6の上面に当接され、ダイ2との間で被加工材6を挟持する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of shearing according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the
ここで、被加工材6の上面には、パンチ3が被加工材6の上面に当接される前、またはその後、パンチ3が被加工材6に押し込まれている間に、溝7が形成される。溝7は、被加工材6の面方向、すなわち被加工材6の厚さ方向に対して垂直な方向について、上刃31からの距離がwになる位置に形成される。上刃31は、被加工材6の面方向についてクリアランスCをもって下刃21に対向しているが、本実施形態において、距離wはクリアランスCの40%以上、120%以下に設定される。なお、溝7の断面形状は、対称なV字状であるように図示されているが、非対称な形状、例えば片側が被加工材6の面に対して垂直に形成されたV字状であってもよい。また、溝7の底部形状は鋭角をなすように図示されているが、曲率をもっていてもよい。この場合、曲率半径は0.1mm以下とすることが望ましく、0.05mm以下とすることがさらに望ましい。
Here, a
図2は、図1における溝の形状の他の例を示す図である。図2に示された例において、被加工材6の上面に形成される溝7cの断面形状は、複数のV字状の溝が組み合わされた形状である。この場合、距離wは、上刃31からパンチ3に近い方の溝7cの底部までの距離として定義されてもよい。後述するように、本実施形態において被加工材の上面に形成される溝は、応力の集中によって破断面の始端または終端を形成する。従って、応力を集中させることが可能な形状であれば、図1および図2に示した例に限られず溝の断面形状は任意に設計することができる。
FIG. 2 is a diagram showing another example of the shape of the groove in FIG. In the example shown in FIG. 2, the cross-sectional shape of the
図3は、本発明の一実施形態における被加工材の挙動を模式的に示す図である。図3には、上刃31が被加工材6の上面に当接した後にさらに押し込まれたことによって、被加工材6に破断面61が発生した状態が示されている。このとき、破断面61は、被加工材6の上面に形成された溝7を始端または終端として発生する。一方、被加工材6の内部では、上刃31が押し込まれたことによる材料の塑性変形と、それに伴う加工硬化とが発生している。被加工材6に破断面61が発生した段階で、材料の加工硬化は、下刃21と上刃31とを結ぶ面に沿った領域Rで発生している。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the behavior of the workpiece in one embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a state in which a
ここで、溝7が形成されない場合、破断面は下刃21と上刃31とを結ぶ面(図3において鎖線で示されている)に沿って発生する。この破断面は加工硬化が発生している領域Rを横切って発生するため、破断後の被加工材6の端面には、加工硬化の影響を受けた部分が大きく残ることになる。一方、本実施形態では、溝7が形成され、破断面61が溝7を始端または終端として発生する。図1に示したように溝7が上刃31から距離wだけ離れていることによって、この破断面61は領域Rのより辺縁に近い部分を横切って、あるいは図示されているように領域Rから外れた部分に発生することになる。この結果、本実施形態では、破断後の被加工材6の端面に残る加工硬化の影響を受けた部分をより小さくするか、または実質的になくすことができる。
Here, when the
一方、本実施形態のように、せん断加工において上刃31から離れた溝7から被加工材6の破断面61が発生する場合、上刃31の角を尖らせておく必要がなくなり、上刃31を面取りすることによって部材寿命を延伸することができることは、既に述べた通りである。このような効果は、上記のような加工硬化に関する効果とは独立して得られる。もちろん、両方の効果が同時に得られてもよい。
On the other hand, when the
以下、図4〜図6を参照して、本発明の一実施形態に係る溝形成手段を有するせん断加工装置の構成例について説明する。本実施形態において被加工材6の上面に形成される溝7は、例えばダイ2とパンチ3とを用いたせん断加工の前工程において形成されてもよい。この場合、溝7は、せん断加工装置1には含まれない別途の溝形成手段によって形成される。一方、以下で説明する例に係るせん断加工装置1a,1b,1cでは、ホルダ4(第1の例)またはパンチ3(第2の例)に形成される突出部が、溝7を形成する溝形成手段として機能する。この場合、ホルダ4を用いてダイ2との間で被加工材6を挟持する工程、またはダイ2に対して相対的にパンチ3を移動させる工程において溝7が形成されるため、例えば設備の簡略化や工程の高速化が実現できる。
Hereinafter, with reference to FIGS. 4-6, the structural example of the shear processing apparatus which has the groove | channel formation means which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. In the present embodiment, the
図4は、本発明の一実施形態に係る溝形成手段を有するせん断加工装置の第1の例を示す概略的な断面図である。図4を参照すると、本例に係るせん断加工装置1aでは、ホルダ4に形成された突出部41が、被加工材6の上面に溝7を形成する。具体的には、突出部41は、被加工材6の面方向で上刃31に対向するホルダ4の端部に形成される。従って、本例において、溝7は、パンチ3の移動によって上刃31が被加工材6の上面に当接する前、被加工材6がホルダ4とダイ2との間に挟持されるときに形成される。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a first example of a shearing apparatus having groove forming means according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, in the
図5は、本発明の一実施形態に係る溝形成手段を有するせん断加工装置の第2の例を示す概略的な断面図である。図5を参照すると、本例に係るせん断加工装置1bでは、パンチ3に形成された突出部32が、被加工材6の上面に溝7を形成する。具体的には、突出部32は、上刃31の上方で、上刃31よりもクリアランスC側に張り出すように形成される。このような構造によって、突出部32は、上刃31とともに被加工材6の厚さ方向に移動し、上刃31よりも遅れて被加工材6の上面に到達する。従って、本例において、溝7は、パンチ3の移動によって上刃31が被加工材6の上面に当接した後、パンチ3のさらなる移動によって被加工材6に破断面61が形成されるまでの間に、上刃31よりも遅れて被加工材6の上面から被加工材6の厚さ方向に押し込まれる突出部32によって形成される。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a second example of a shearing apparatus having groove forming means according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, in the
図6は、本発明の一実施形態に係る溝形成手段を有するせん断加工装置の第3の例を示す概略的な断面図である。図6を参照すると、本例に係るせん断加工装置1cでは、上記の第2の例と同様に、パンチ3に形成された突出部32が被加工材6の上面に溝7を形成する。第2の例との違いとして、本例では、突出部32が、弾性体33を介してパンチ3に取り付けられる。弾性体33は、パンチ3よりもヤング率が小さい、すなわち弾性が高い材料で形成される。これによって、被加工材6の厚さ方向について、突出部32を上刃31と同程度、または上刃31よりも下方に形成することが可能になる。この場合、突出部32は、上刃31と同時に、または上刃31よりも先に被加工材6の上面に到達するが、弾性体33が圧縮されるまで被加工材6にさらに押し込まれて溝7を形成することはない。この間に、パンチ3の移動によって上刃31が被加工材6の上面に当接する。その後、弾性体33が圧縮されたことによって、突出部32が上刃31よりも遅れて被加工材6の上面から被加工材6の厚さ方向に押し込まれ、パンチ3のさらなる移動によって被加工材6に破断面61が形成されるまでの間に溝7を形成する。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a third example of a shearing apparatus having groove forming means according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, in the
図7は、本発明の一実施形態の変形例について説明するための図である。図7を参照すると、変形例に係るせん断加工装置1dでは、被加工材6の上面に溝7aが形成されるのに加えて、被加工材6の下面に溝7bが形成される。被加工材6の上面の溝7aは、上記で図1〜図6を参照して説明した例と同様に、被加工材6の面方向について上刃31からの距離がwになる位置に形成される。一方、被加工材6の下面の溝7bは、追加の溝形成手段、具体的にはダイ2に形成される突出部22によって形成される。ここで、突出部22は、下刃21の近傍に形成される。下刃21と突出部22とは、同じ部分であってもよい。これによって、図示された例では、パンチ3が被加工材6に押し込まれたときに、破断面61が、溝7a,7bのうちの一方を始端とし、他方を終端として形成される。
FIG. 7 is a diagram for explaining a modification of the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, in the
上記の変形例では、被加工材6の上面の溝7aに加えて下面の溝7bを形成することによって、意図した位置に破断面61が発生することを確実にする。また、下面の溝7bを形成することによって、破断面61の端面形状の変化を小さくすることができる。なお、図7に示された例では、ホルダ4の突出部41が被加工材6の上面の溝7aを形成しているが、本変形例は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図5を参照して説明したようなパンチ3の突出部32が溝7aを形成してもよいし、図3を参照して説明したように、ダイ2とパンチ3とを用いたせん断加工の前工程において溝7aを形成してもよい。
In the above modification, by forming the
続いて、本発明の実施例について説明する。なお、以下で説明する本発明の実施例は、上述した本発明の一実施形態に関して、溝7の上刃31からの距離wの適切な範囲について検証するための有限要素解析(以下、第1実施例ともいう)と、実際に溝7を形成した被加工材6をせん断加工する実験(以下、第2実施例ともいう)とを含む。
Next, examples of the present invention will be described. In addition, the Example of this invention demonstrated below is a finite element analysis (henceforth 1st) in order to verify about the suitable range of the distance w from the
(第1実施例)
図8は、本発明の第1実施例に係る有限要素解析のモデルについて説明するための図である。本実施例において、被加工材6は引張強度が1180MPa級の鋼板であり、板厚は1.6mmである。また、せん断加工は直径10mmのパンチ3を用いた穴抜きである。ダイ2は、穴部分の内径が10.16mm、10.32mm、10.48mm、10.64mm、および11.28mmの5種類を使用した。それぞれの場合において、クリアランスCは、0.08mm、0.16mm、0.24mm、0.32mm、および0.64mmになる。なお、以下の実施例の説明において、クリアランスCは板厚に対する割合(C/t)で記述される。上記のそれぞれの場合において、C/tは5%、10%、15%、20%、および40%である。
(First embodiment)
FIG. 8 is a diagram for explaining a finite element analysis model according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
上記のような条件でのせん断加工について、図8に示すようにパンチ3の中心を対称軸とする2次元軸対称モデルを作成し、ソルバーとして汎用の有限要素解析ソフトウェアであるAbaqusを用いて静的陰解法による解析を実施した。解析では、被加工材6の面方向にX軸を、被加工材6の厚さ方向にY軸を設定し、溝7の底に位置する対象要素71にかかる応力σxxが鋼板の引張強度(1180MPa)を超えたときに、溝7を始端または終端とする破断面61が発生するものとした。
For the shearing process under the above conditions, a two-dimensional axisymmetric model with the center of the
ここで、解析は、上記のようにC/tが5%、10%、15%、20%、および40%の5つの場合のそれぞれで、距離wが0、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、および0.6mmとなる位置に溝7を形成した場合について実施した。なお、距離wが0の場合、実際には上刃31から破断面が発生する場合と溝7から破断面が発生する場合とが区別することが難しいが、解析上は対象要素71の応力σxxを算出することができるため、距離wが限りなく小さい場合の近似として解析を実施した。
Here, the analysis is performed in each of the five cases where C / t is 5%, 10%, 15%, 20%, and 40% as described above, and the distance w is 0, 0.1 mm, 0.2 mm, It implemented about the case where the groove |
図9および図10は、本発明の第1実施例の解析結果を示すグラフである。図9では、上述した対象要素71の応力σxxの最大値(σxx_max)と距離wとの関係が示されている。このグラフから、どのC/tの値についても、距離wが大きくなるほどσxx_maxの値が大きくなり、距離wがある値になった時点でσxx_maxが鋼板の引張強度(1180MPa)を超える。
9 and 10 are graphs showing the analysis results of the first example of the present invention. In FIG. 9, the relationship between the maximum value (σ xx — max ) of the stress σ xx of the
ここで、図9のグラフではσxx_maxが鋼板の引張強度を超える距離wがクリアランスCによって異なるため、図10に示すように、対象要素71の応力σxxの最大値(σxx_max)と、距離wのクリアランスCに対する割合との関係(w/C)を抽出した。その結果、クリアランスCの値にかかわらず、σxx_maxが鋼板の引張強度を超えるのは、距離wのクリアランスCに対する割合が40%を超える付近であることがわかった。
Here, in the graph of FIG. 9, the distance w at which σ xx_max exceeds the tensile strength of the steel sheet varies depending on the clearance C. Therefore, as shown in FIG. 10, the maximum value (σ xx_max ) of the stress σ xx of the
(第2実施例)
本発明の第2実施例では、上記の第1実施例の解析と同様の条件で、実際に被加工材6のせん断加工を実施した。すなわち、被加工材6は引張強度が1180MPa級の鋼板であり、板厚は1.6mmである。また、せん断加工は直径10mmのパンチ3を用いた穴抜きである。実験では、C/tが5%、10%、15%、20%、および40%の5つの場合のそれぞれにおいて、距離wが0、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、または0.6mmとなる位置に溝7を形成した場合と、溝7を形成しなかった場合とについてせん断加工を実施した。
(Second embodiment)
In the second embodiment of the present invention, the
上記のような第2実施例に係る実験で溝7を形成した場合において、溝7を始端または終端とする破断面61が発生したか否かを、以下の表1に示す。表1において、◎は溝7から破断面61が発生し、かつ端面の垂直度が良好であった場合、○は溝7から破断面61が発生したが、端面垂直度が良好でなかった場合、×は溝7から破断面が発生しなかった(上刃31から発生した)場合を示す。例えば、C=0.32mmの場合(w=0.1mmでは×、w=0.2mmでは◎)、およびC=0.64mmの場合(w=0.2mmでは×、w=0.3mmから◎)の結果は、上記の本発明の一実施形態において説明したように、距離wをクリアランスCの40%以上に設定するのが好ましいことを示している。一方、C=0.08mm〜0.32mmの場合の◎と○の分布から、距離wがクリアランスCの120%を超えると破断後の被加工材の端面の垂直度が低下することがわかる。以上より、距離wは、クリアランスCの40%以上、120%以下に設定することが好ましいといえる。また、実験では、距離wがクリアランスCの200%以上になると、溝7の底から発生した破断面が被加工材6の下面まで進展しないことが観察された。この結果から、距離wはクリアランスCの200%以下に設定することが好ましいといえる。
Table 1 below shows whether or not the
なお、以下の第2実施例の説明では、溝7を形成し、かつ溝7から破断面が発生し、かつ端面の垂直度が良好な場合を本発明の実施例、溝7を形成しなかった場合を第1比較例、溝7を形成したが溝7から破断面が発生しなかった場合を第2比較例として扱う。
In the following description of the second embodiment, when the
図11は、本発明の第2実施例に係る実験における破断後の被加工材の端面の硬さを示すグラフである。それぞれの例において、硬さは、破断後の被加工材を端面に交差する方向で切断し、端面に近い部位で被加工材の厚さ方向に配列された14点の測定点で、ビッカース硬さ試験(JIS Z 2244)を実施することによって測定された。図11のグラフには、それぞれの例(実施例、第1比較例、および第2比較例)におけるビッカース硬さ試験の測定値の全測定点での平均値(Hv_ave)が示されている。 FIG. 11 is a graph showing the hardness of the end face of the workpiece after fracture in the experiment according to the second embodiment of the present invention. In each example, the hardness is a Vickers hardness measured at 14 measurement points arranged in the thickness direction of the workpiece at a portion close to the end surface by cutting the workpiece after fracture in a direction intersecting the end surface. It was measured by performing a thickness test (JIS Z 2244). The graph of FIG. 11 shows the average value ( Hv_ave ) at all measurement points of the measurement values of the Vickers hardness test in each example (Example, first comparative example, and second comparative example). .
グラフを参照すると、C/tの値にかかわらず、実施例におけるHv_aveの値は第1比較例および第2比較例を下回っており、実施例では破断後の被加工材の端面における加工硬化の影響が低減されていることがわかる。一方、第1比較例と第2比較例とを比較すると、溝7を形成したが、溝7から破断面が発生しなかった第2比較例のHv_aveの値は、溝7を形成しなかった第1比較例とほとんど変わらなかった。
Referring to the graph, regardless of the value of C / t, the value of Hv_ave in the example is lower than that in the first comparative example and the second comparative example, and in the example, the work hardening at the end face of the workpiece after fracture is performed. It can be seen that the influence of is reduced. On the other hand, when the first comparative example and the second comparative example were compared, the
図12は、本発明の第2実施例に係る実験における破断後の被加工材の穴広げ性を示すグラフである。それぞれの例において、穴広げ性は、上記のように直径10mmのパンチ3を用いて穴抜き加工された被加工材に対して、穴広げ試験(JIS Z 2256)を実施することによって測定された。図12のグラフには、それぞれの例(実施例、第1比較例、および第2比較例)における穴広げ試験によって測定された穴広げ率(λ)が示されている。
FIG. 12 is a graph showing the hole expandability of a workpiece after fracture in an experiment according to the second embodiment of the present invention. In each example, the hole expansion property was measured by performing a hole expansion test (JIS Z 2256) on a workpiece punched using the
グラフを参照すると、C/tの値にかかわらず、実施例におけるλの値は第1比較例および第2比較例を上回っており、実施例において破断後の被加工材の穴広げ性が改善していることがわかる。一方、第1比較例と第2比較例とを比較すると、溝7を形成したが溝7から破断面が発生しなかった第2比較例のλの値は、溝7を形成しなかった第1比較例とほとんど変わらなかった。
Referring to the graph, regardless of the value of C / t, the value of λ in the example exceeds the first comparative example and the second comparative example, and the hole expandability of the workpiece after fracture is improved in the example. You can see that On the other hand, when the first comparative example and the second comparative example are compared, the value of λ in the second comparative example in which the
以上で説明したような実施例によって、本発明が、破断後の被加工材の端面における加工硬化の影響を低減し、後処理における穴広げ等の加工性を向上させるために有効であることが示された。 By the embodiments as described above, the present invention is effective for reducing the effect of work hardening on the end face of the workpiece after fracture and improving workability such as hole expansion in post-processing. Indicated.
なお、上記の実施例では、引張強度1180MPa級の鋼板を被加工材としてせん断加工を実施したが、本発明をより効果的に実施できる被加工材は、例えば引張強度780MPa級以上、より好ましくは引張強度980MPa級以上の、比較的強度が高い鋼板である。その理由は、上記で本発明の一実施形態として説明したような被加工材の挙動は、鋼板の表面切欠きに対する感受性が強いことを前提にしたものであるが、強度が低い鋼板では表面切欠きに対する感受性が低いため、溝を形成しても破断面がその溝から発生しない(上刃から発生する)可能性が高いためである。本発明者らが上記の第2実施例と同様の実験を他の引張強度の鋼板についても実施したところ、引張強度780MPa級未満の鋼板では溝から破断面が発生しなかった。 In the above-described embodiment, the shearing process was performed using a steel sheet having a tensile strength of 1180 MPa as a workpiece. However, a workpiece that can implement the present invention more effectively is, for example, a tensile strength of 780 MPa or more, more preferably It is a steel plate having a tensile strength of 980 MPa or higher and a relatively high strength. The reason for this is that the behavior of the workpiece as described above as one embodiment of the present invention is based on the premise that the steel sheet has a high sensitivity to the surface notch. This is because, since the sensitivity to notches is low, there is a high possibility that even if a groove is formed, a fracture surface does not occur from the groove (occurs from the upper blade). When the present inventors conducted an experiment similar to that of the second embodiment described above with respect to steel sheets having other tensile strengths, no fracture surface was generated from the grooves in the steel sheets having a tensile strength of less than 780 MPa.
また、上記の実施例では、板厚が1.6mmの鋼板を被加工材としてせん断加工を実施したが、この例に限らず本発明は有効に実施できる。例えば、溝の底部形状が曲率をもつ場合、被加工材の板厚が大きいほど、同じ曲率でも板厚に対して相対的に小さいことになるため、溝から破断面を発生させる効果は大きくなる。従って、本発明はより板厚が大きい被加工材についても有効に実施できる。一方、被加工材の板厚が小さい場合、被加工材が容易にせん断される分、上刃から破断面が発生しやすいが、上述の実施形態のように溝の形成位置を調節することによって、溝から破断面を発生させ、破断後の被加工材の端面に残る加工硬化の影響を受けた部分をより小さくすることができる。 In the above embodiment, the shearing process is performed using a steel plate having a thickness of 1.6 mm as a workpiece, but the present invention is not limited to this example and can be effectively implemented. For example, when the bottom shape of the groove has a curvature, the larger the plate thickness of the workpiece, the smaller the relative curvature with respect to the plate thickness even with the same curvature, so the effect of generating a fracture surface from the groove increases. . Therefore, the present invention can be effectively implemented even for a workpiece having a larger plate thickness. On the other hand, when the plate thickness of the workpiece is small, the fracture surface is likely to occur from the upper blade because the workpiece is easily sheared, but by adjusting the groove formation position as in the above embodiment The fracture surface can be generated from the groove, and the portion affected by the work hardening remaining on the end face of the workpiece after the fracture can be made smaller.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
1,1a,1b,1c,1d…せん断加工装置、2…ダイ、21…下刃、22…突出部、3…パンチ、31…上刃、32…突出部、4…ホルダ、41…突出部、6…被加工材、61…破断面、7,7a,7b,7c…溝、71…対象要素。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記被加工材の厚さ方向では前記下刃に対して相対的に移動可能であり、前記厚さ方向に対して垂直な前記被加工材の面方向ではクリアランスをもって前記下刃に対向する上刃を、前記被加工材の上面に当接するまで前記厚さ方向に移動させる工程と、
前記面方向で前記上刃からの距離が前記クリアランスの40%以上、120%以下になる位置で前記被加工材の上面に溝を形成する工程と、
前記被加工材の上面に当接した前記上刃を、前記被加工材の上面の溝を始端または終端とする破断面が発生するまでさらに前記厚さ方向に移動させる工程と
を含む、せん断加工方法。 Contacting the lower blade with the lower surface of the workpiece;
An upper blade that is movable relative to the lower blade in the thickness direction of the workpiece and has a clearance in the surface direction of the workpiece perpendicular to the thickness direction. Moving in the thickness direction until it abuts on the upper surface of the workpiece,
Forming a groove on the upper surface of the workpiece at a position where the distance from the upper blade in the surface direction is 40% or more and 120% or less of the clearance;
And further moving the upper blade in contact with the upper surface of the workpiece in the thickness direction until a fracture surface having a groove on the upper surface of the workpiece as a starting end or a terminal end is generated. Method.
前記破断面は、前記被加工材の上面および下面の溝のうち一方を始端とし、他方を終端として発生する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のせん断加工方法。 Further comprising forming a groove in the lower surface of the workpiece in the vicinity of the lower blade,
The shearing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the fracture surface is generated with one of a groove on an upper surface and a lower surface of the workpiece as a starting end and the other as an end.
前記被加工材の厚さ方向では前記下刃に対して相対的に移動可能であり、前記厚さ方向に対して垂直な前記被加工材の面方向ではクリアランスをもって前記下刃に対向する上刃と、
前記面方向で前記上刃からの距離が前記クリアランスの40%以上、120%以下になる位置で前記被加工材の上面に溝を形成する溝形成手段と
を備えるせん断加工装置。 A lower blade that contacts the lower surface of the workpiece;
An upper blade that is movable relative to the lower blade in the thickness direction of the workpiece and has a clearance in the surface direction of the workpiece perpendicular to the thickness direction. When,
And a groove forming means for forming a groove on the upper surface of the workpiece at a position where the distance from the upper blade is 40% or more and 120% or less of the clearance in the surface direction.
前記溝形成手段は、前記面方向で前記上刃に対向する前記ホルダの端部に形成された突出部を含む、請求項6に記載のせん断加工装置。 A holder for clamping the workpiece between the lower blade and the lower blade;
The shearing device according to claim 6, wherein the groove forming means includes a protruding portion formed at an end portion of the holder that faces the upper blade in the surface direction.
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04123821A (en) * | 1990-09-13 | 1992-04-23 | Toyota Motor Corp | Method for shearing metal plate preventing sagging and step difference thereof |
| DE10144136A1 (en) * | 2001-09-07 | 2003-04-10 | Sonotronic Nagel Gmbh | Workpiece opening is formed by placing a tool work element onto a workpiece and then applying an advancing force |
| JP2006224151A (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Nippon Steel Corp | Punching method for high strength steel sheet |
| US20060236519A1 (en) * | 2004-12-01 | 2006-10-26 | Metalform Asia Pte Ltd. | Methods of forming blind holes in a sheet of material |
| DE102008027899A1 (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-17 | Frimo Group Gmbh | Through hole inserting method for motor vehicle, involves punching out part of through hole from wall of molded part, and removing part of through hole from wall, where molded part lies within groove |
| JP2011045899A (en) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Showa Seiko Kk | Precise plastic working method and precise plastic working device |
| JP2013078792A (en) * | 2011-10-05 | 2013-05-02 | Seiwa Electric Mfg Co Ltd | Press die |
| US20130145613A1 (en) * | 2011-12-13 | 2013-06-13 | Exide Technologies | Single Punch Method of Making Battery Plates for Lead-Acid Batteries |
| KR20140114507A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-29 | 삼성전자주식회사 | Press mold |
| KR20150096980A (en) * | 2014-02-17 | 2015-08-26 | 주식회사 동양전기 | Punching method of soft metal plate |
| DE102015115721A1 (en) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | Thyssenkrupp Ag | Method and apparatus for punching a composite sheet |
-
2018
- 2018-03-22 JP JP2018053790A patent/JP6992631B2/en active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04123821A (en) * | 1990-09-13 | 1992-04-23 | Toyota Motor Corp | Method for shearing metal plate preventing sagging and step difference thereof |
| DE10144136A1 (en) * | 2001-09-07 | 2003-04-10 | Sonotronic Nagel Gmbh | Workpiece opening is formed by placing a tool work element onto a workpiece and then applying an advancing force |
| US20060236519A1 (en) * | 2004-12-01 | 2006-10-26 | Metalform Asia Pte Ltd. | Methods of forming blind holes in a sheet of material |
| JP2006224151A (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Nippon Steel Corp | Punching method for high strength steel sheet |
| DE102008027899A1 (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-17 | Frimo Group Gmbh | Through hole inserting method for motor vehicle, involves punching out part of through hole from wall of molded part, and removing part of through hole from wall, where molded part lies within groove |
| JP2011045899A (en) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Showa Seiko Kk | Precise plastic working method and precise plastic working device |
| JP2013078792A (en) * | 2011-10-05 | 2013-05-02 | Seiwa Electric Mfg Co Ltd | Press die |
| US20130145613A1 (en) * | 2011-12-13 | 2013-06-13 | Exide Technologies | Single Punch Method of Making Battery Plates for Lead-Acid Batteries |
| KR20140114507A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-29 | 삼성전자주식회사 | Press mold |
| KR20150096980A (en) * | 2014-02-17 | 2015-08-26 | 주식회사 동양전기 | Punching method of soft metal plate |
| DE102015115721A1 (en) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | Thyssenkrupp Ag | Method and apparatus for punching a composite sheet |
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