CN106457348B - 剪切加工零件的制造方法及制造装置 - Google Patents

Abstract

一种剪切加工零件的制造方法以及制造装置，该剪切加工零件的制造方法将包括向模子固定被加工件的工序、和使冲头(110)与模子相对地接近而进行上述被加工件的冲切加工的工序的剪切加工进行多次；在这一系列的剪切加工的开始时，使用上述冲头和上述模子进行上述剪切加工，上述冲头具备与上述被加工件对置的第1前端面(111)、和以向上述模子的接近方向为基准包括比上述第1前端面后退的第1后退面(112)的第1刃尖，上述模子具备与上述被加工件对置的第2前端面、和以向上述冲头的接近方向为基准包括比上述第2前端面后退的第2后退面的第2刃尖。

Description

剪切加工零件的制造方法及制造装置

技术领域

本发明涉及剪切加工零件的制造方法及制造装置，具体而言，涉及在汽车、施工机械、各种工厂等中使用的由高强度钢或超高强度钢构成的剪切加工零件的制造方法及制造装置。

本申请基于2014年05月08日在日本提出的特愿2014－097044号主张优先权，这里引用其内容。

背景技术

图16A是示意地表示将被加工件1剪切加工而形成孔的开孔加工的剖视图。此外，图16B是示意地表示将被加工件1剪切加工而形成断开面的切断加工的剖视图。

在制造汽车或施工机械、还有各种工厂等中使用的剪切加工零件时，如图16A及图16B所示，在将被加工件1载置到模子3上后、通过将冲头2向图中的中空箭头的方向压入而将被加工件1冲切的剪切加工制造的情况较多。

图17是表示在剪切加工后的被加工件1上形成的剪切加工面8的剖视图。

如图17所示，通过剪切加工形成的被加工件1的剪切加工面8包括被加工件1被冲头2压入而形成的塌陷4、被加工件1被拉入到冲头2及模子3间的间隙内(以下，在本说明书中只要没有特别说明，在表述为“间隙”的情况下就是指冲头及模子间的间隙)局部地被拉伸而形成的剪切面5、被拉入到冲头2及模子3间的间隙内的被加工件1断裂而形成的断裂面6和在被加工件1的背面产生的毛刺7。

剪切加工有能够以低成本加工的优点。但是，近年来对被加工件1所要求的硬度有变高的趋势，难以单纯采用如目前为止那样的剪切加工方法。例如在使用拉伸强度超过780MPa的高强度钢板作为被加工件1的情况下，因刃尖的缺损而发生过大的毛刺7，所以必须将金属模频繁地更换，且不能避免生产性的下降。

另外，这里所述的“刃尖的缺损”是与“刃尖的磨损”不同的现象。即，相对于磨损是刃尖的圆度随着加工次数的增加而增大的现象，缺损是刃尖因破裂而缺掉消失的现象。

工具刃尖的磨损如例如在非专利文献1中公开的那样，通过对工具的表面进行涂层处理来抑制的情况较多。

此外，对于工具刃尖的缺损，已知有将工具的连结部做成柔软的结构、将工具刃尖接触时的冲击吸收及缓和的方法，以及如例如在非专利文献2中公开那样，仅将冲头的刃尖圆化或倒角的方法。

以往技术文献

非专利文献

非专利文献1：模技术，第18卷，第8号，pp.8－9.

非专利文献2：平成25年度塑性加工学会春季演讲大会预稿集，pp.193－194.

发明的内容

发明要解决的课题

上述非专利文献1所记载的那样的对工具表面进行涂层处理的方法，通过减小工具表面与被加工件之间的摩擦阻力来实现工具寿命的提高。但是，在该方法中，在将最大拉伸强度为780MPa以上的高强度钢板剪切的情况下，不能防止起因于向工具刃尖的冲击的突发性的工具刃尖缺损。

此外，在上述非专利文献2所记载的仅对冲头赋予刃尖的圆度的方法中，不能防止模子的刃尖缺损。另外，在软钢的剪切加工时，为了防止在被加工件上发生毛刺，需要将冲头及模子这两者的刃尖做成锐角，即使对刀尖赋予在上述非专利文献2中记载那样的圆度或倒角，如果不限定于冲头及模子的某一方，也不能充分发挥作为剪切工具的功能。

另一方面，本发明者们根据经验知道，在被加工件的硬度与工具(模子或冲头等)的硬度的比率超过某个值的情况下，工具损伤的发生频度变高。在下表1中表示本发明者们通过实验调查上述比率的结果。另外，在表1的工具评价中，G表示Good(良好)，NG表示NotGood(有问题)。

根据上述实验结果可知，在被加工件的维氏硬度为工具的维氏硬度的0.3倍以上的高强度钢或超高强度钢中，工具损伤的发生频度急剧地变高。另外，在表1的实验中，使用分别拥有锐角的工具刃尖的冲头及模子进行了实验。此外确认了，使设被加工件的板厚为t的情况下的冲头及模子间的间隙在0.1×t～0.2×t的范围中变更对结果没有影响，还是被加工件的硬度与工具的硬度的比率是主导性的。

[表1]

*G：Good

NG：Not Good

根据以上，确认了以被加工件的硬度与工具的硬度的比率是0.3倍为边界，工具破损的机理较大地变化。关于这一点，在上述非专利文献1、2中没有公开、也没有暗示。

由此，以往没有确立将由高强度钢或超高强度钢构成的高强度的被加工件没有工具刃尖的缺损而剪切加工的手段。因此，为了防止上述那样的、因工具刃尖的缺损造成的过大的毛刺7的发生，不得不频繁地更换金属模。

本发明是鉴于上述情况而做出的，目的是提供一种即使使用由维氏硬度为工具的维氏硬度的0.3倍以上的高强度钢或超高强度钢构成的被加工件、也能够不发生突发性的刃尖的缺损而低成本地制造剪切加工零件的剪切加工零件的制造方法及制造装置。

解决课题的手段

本发明为了解决上述课题而达到上述的目的，采用以下的技术方案。

(1)有关本发明的一技术方案的剪切加工零件的制造方法，是通过对拥有冲头的维氏硬度及模子的维氏硬度的某个较低者的0.3倍以上不到1.0倍的维氏硬度的被加工件使用上述冲头及上述模子进行多次的剪切加工、来制造多个剪切加工零件的方法，将包括向上述模子固定上述被加工件的工序、和使上述冲头与上述模子相对地接近而进行上述被加工件的冲切加工的工序的上述剪切加工进行多次；在这一系列的剪切加工的开始时，使用上述冲头和上述模子进行上述剪切加工，上述冲头具备与上述被加工件对置的第1前端面、和包括以向上述模子的接近方向为基准从上述第1前端面后退的第1后退面的第1刃尖，上述模子具备与上述被加工件对置的第2前端面、和包括以向上述冲头的接近方向为基准从上述第2前端面后退的第2后退面的第2刃尖。

(2)在上述(1)所记载的技术方案中，也可以是，以与上述第1前端面垂直的截面观察的情况下的上述第1后退面，是拥有由下式1规定的Rmin(mm)以上且由下式2规定的Rmax(mm)以下的曲率的曲面，或具有相对于上述第1前端面的切线为45°的倾斜角度和由下式3规定的αmin(mm)以上且由下式4规定的αmax(mm)以下的宽度尺寸的倒角；以与上述第2前端面垂直的截面观察的情况下的上述第2后退面，是拥有由下式1规定的Rmin(mm)以上且由下式2规定的Rmax(mm)以下的曲率的曲面，或具有相对于上述第2前端面的切线为45°的倾斜角度和由下式3规定的αmin(mm)以上且由下式4规定的αmax(mm)以下的宽度尺寸的倒角。

Rmin＝(0.9+0.2e^－0.08c)(0.3571x²－0.2595x+0.0965)…(式1)

Rmax＝(0.9+0.2e^－0.08c)(－9.1856x⁴+25.17x³－24.95x²+11.054x－1.5824)…(式2)

αmin＝0.0222e^2.0833x(0.9+0.1^e－0.07c)…(式3)

αmax＝(0.9+0.1e^－0.07c)(－0.3274x²+0.9768x－0.1457)…(式4)

这里，e是自然对数的底；c(mm)表示上述模子的内侧面与上述冲头的外侧面之间的间隙；x对于上述冲头而言是将上述被加工件的维氏硬度用上述冲头的维氏硬度除的硬度比，对于上述模子而言是将上述被加工件的维氏硬度用上述模子的维氏硬度除的硬度比，另外，满足0.3≤x<1.0。

(3)在上述(2)的情况下，也可以是，上述第1后退面及上述第2后退面的某一方或两者是拥有0.05mm以上0.5mm以下的曲率的曲面，或C0.05mm以上C0.5mm以下的倒角。

(4)在上述(1)～(3)任一项所记载的技术方案中，也可以是，满足第1条件和第2条件的至少一方；所述第1条件是，在上述冲头的上述第1前端面、上述第1后退面及外侧面中，上述第1后退面的摩擦阻力最高；所述第2条件是，在上述模子的上述第2前端面、上述第2后退面及内侧面中，上述第2后退面的摩擦阻力最高。

(5)在上述(1)～(4)任一项所记载的技术方案中，也可以是，对上述被加工件实施了表面脱碳处理、镀层处理及个体润滑处理的某一个。

(6)有关本发明的另一技术方案的剪切加工零件的制造装置，是通过对拥有冲头的维氏硬度及模子的维氏硬度的某个较低者的0.3倍以上不到1.0倍的维氏硬度的被加工件进行多次的剪切加工、来制造多个剪切加工零件的装置，具备：模子，将上述被加工件固定；头，相对于上述模子相对地接近而将上述被加工件冲切；上述冲头具备与上述被加工件对置的第1前端面、和包括以向上述模子的接近方向为基准从上述第1前端面后退的第1后退面的第1刃尖；上述模子具备与上述被加工件对置的第2前端面、和包括以向上述冲头的接近方向为基准从上述第2前端面后退的第2后退面的第2刃尖。

(7)在上述(6)所记载的技术方案中，也可以是，以与上述第1前端面垂直的截面观察的情况下的上述第1后退面，是拥有由下式1规定的Rmin(mm)以上且由下式2规定的Rmax(mm)以下的曲率的曲面，或具有相对于上述第1前端面的切线为45°的倾斜角度和由下式3规定的αmin(mm)以上且由下式4规定的αmax(mm)以下的宽度尺寸的倒角；以与上述第2前端面垂直的截面观察的情况下的上述第2后退面，是拥有由下式1规定的Rmin(mm)以上且由下式2规定的Rmax(mm)以下的曲率的曲面，或具有相对于上述第2前端面的切线为45°的倾斜角度和由下式3规定的αmin(mm)以上且由下式4规定的αmax(mm)以下的宽度尺寸的倒角。

Rmin＝(0.9+0.2e^－0.08c)(0.3571x²－0.2595x+0.0965)…(式1)

Rmax＝(0.9+0.2e^－0.08c)(－9.1856x⁴+25.17x³－24.95x²+11.054x－1.5824)…(式2)

αmin＝0.0222e^2.0833x(0.9+0.1^e－0.07c)…(式3)

αmax＝(0.9+0.1e^－0.07c)(－0.3274x²+0.9768x－0.1457)…(式4)

这里，e是自然对数的底；c(mm)表示上述模子的内侧面与上述冲头的外侧面之间的间隙；x对于上述冲头而言是将上述被加工件的维氏硬度用上述冲头的维氏硬度除的硬度比，对于上述模子而言是将上述被加工件的维氏硬度用上述模子的维氏硬度除的硬度比，另外，满足0.3≤x<1.0。

(8)在上述(7)的情况下，也可以是，上述第1后退面及上述第2后退面的某一方或两者是拥有0.05mm以上0.5mm以下的曲率的曲面，或C0.05mm以上C0.5mm以下的倒角。

(9)在上述(6)～(8)任一项所记载的技术方案中，也可以是，满足第1条件和第2条件的至少一方；所述第1条件是，在上述冲头的上述第1前端面、上述第1后退面及外侧面中，上述第1后退面的摩擦阻力最高；所述第2条件是，在上述模子的上述第2前端面、上述第2后退面及内侧面中，上述第2后退面的摩擦阻力最高。

发明的效果

根据本发明的上述各技术方案，即使使用由维氏硬度为工具的维氏硬度的0.3倍以上的高强度钢或超高强度钢构成的被加工件，也能够不发生突发性的刃尖的缺损而以低成本制造剪切加工零件。

附图说明

图1是表示有关本发明的一实施方式的剪切加工装置的主要部分的图，是表示将被加工件夹入在模子与冲头及压板之间的状态的纵剖视图。

图2A是表示将拉伸强度不到780MPa的软钢板作为被加工件进行剪切加工的情况下的毛刺的发生状况的剖视图。

图2B是表示将拉伸强度为780MPa以上的高强度钢板作为被加工件进行剪切加工的情况下的毛刺的发生状况的剖视图。

图3A是用来说明将高强度钢板作为被加工件进行剪切加工时的模子的刃尖和冲头的刃尖缺损时的详细的机理的图，是剪切加工开始时的剖视图。

图3B是用来说明将高强度钢板作为被加工件进行剪切加工时的模子的刃尖和冲头的刃尖缺损时的详细的机理的图，是表示图3A的接着的工序的剖视图。

图3C是用来说明将高强度钢板作为被加工件进行剪切加工时的模子的刃尖和冲头的刃尖缺损时的详细的机理的图，是表示图3B的接着的工序的剖视图。

图4是表示通过模拟计算求出工具刃尖上的塑性变形量的大小分布的结果的图。

图5是表示将3种钢材作为被加工件进行连续开孔加工直到工具刃尖破损时的冲击数的棒状图，横轴表示工具刃尖的圆度的曲率半径，纵轴表示冲击数。

图6A是表示将软钢板作为被加工件进行连续开孔加工时的毛刺高度伴随冲击数的推移的曲线图。

图6B是表示将590MPa钢板作为被加工件进行连续开孔加工时的毛刺高度伴随冲击数的推移的曲线图。

图6C是表示将780MPa高强度钢板作为被加工件进行连续开孔加工时的毛刺高度伴随冲击数的推移的曲线图。

图7是表示在工具刃尖上设有倒角的情况下的截面形状的图，是冲头的主要部分的剖视图。

图8是表示将3种钢材作为被加工件进行连续开孔加工直到工具刃尖破损时的冲击数的棒状图，横轴表示工具刃尖的倒角尺寸，纵轴表示冲击数。

图9A是表示将软钢板作为被加工件进行连续开孔加工时的毛刺高度伴随冲击数的推移的曲线图。

图9B是表示将590MPa钢板作为被加工件进行连续开孔加工时的毛刺高度伴随冲击数的推移的曲线图。

图9C是表示将780MPa高强度钢板作为被加工件进行连续开孔加工时的毛刺高度伴随冲击数的推移的曲线图。

图10是表示作为表面处理对被加工件实施了熔融锌镀层的情况下的毛刺高度降低的效果的曲线图。

图11是表示本实施方式的变形例的图，是对冲头及模子分别进行了抛光区分的情况下的工具刃尖部分的放大剖视图。

图12是表示到工具刃尖破损为止进行连续开孔加工时的冲击数的棒状图，横轴表示工具刃尖的圆度的曲率半径或倒角尺寸，纵轴表示到工具破损为止的冲击数。

图13是表示进行连续开孔加工时的毛刺高度伴随冲击数的推移的曲线图。

图14是表示工具的另一变形例的图，是以垂直于工具的前端面的截面观察的情况下的工具刃尖部分的剖视图。

图15是表示工具的又一变形例的图，是以垂直于工具的前端面的截面观察的情况下的工具刃尖部分的剖视图。

图16A是示意地表示将被加工件剪切加工而形成孔的开孔加工的图，是以包括冲头的轴线的截面观察的情况下的纵剖视图。

图16B是示意地表示将被加工件剪切加工而形成断开面的图，是以被加工件的厚度方向的截面观察的情况下的纵剖视图。

图17是表示通过剪切加工形成的被加工件的剪切加工面的图，是以垂直于被加工件表面的截面观察的情况下的剖视图。

具体实施方式

以下对关于本发明的剪切加工零件的制造方法及制造装置的实施方式及变形例等进行说明。

在图1中表示有关本发明的一实施方式的剪切加工装置的主要部分。如该图所示，本实施方式的剪切加工零件的制造装置100具备将被加工件1从上下夹入而固定的模子120及压板130、和相对于模子120相对地接近而冲切被加工件1的冲头110。

剪切加工零件的制造装置100是以拥有冲头110的维氏硬度及模子120的维氏硬度的某个较低者的0.3倍以上不到1.0倍的维氏硬度的高强度钢板作为被加工件1、通过进行多次剪切加工来制造多个剪切加工零件的装置。

冲头110具备与被加工件1对置的第1前端面111、和包括以向模子120的接近方向为基准从第1前端面111后退的第1后退面112的第1刃尖113。另一方面，模子120具备与被加工件1对置的第2前端面121、和包括以向冲头110的接近方向为基准从第2前端面121后退的第2后退面122的第2刃尖123。

模子120是载置被加工件1的台座，与上述冲头110同轴地形成有相对于冲头110的与该冲头110的轴线垂直的截面中的外侧面114形成规定的间隙c的作为内侧面的贯通孔124。

压板130是将载置在模子120上的被加工件1夹入固定到与模子120之间的工具，与模子120同样，形成有与上述冲头110同轴的贯通孔131。

关于在对由维氏硬度为工具的维氏硬度的0.3倍以上的高强度钢或超高强度钢(以下，有一起称作“高强度钢”的情况)构成的被加工件进行剪切加工时发生的工具刃尖的缺损的机理还没有被详细地知晓。所以，本发明者们通过实验确认了其机理。本发明是基于此时得到的认识而完成的。

首先，本发明者们进行了将拉伸强度是780MPa的高强度钢板作为被加工件进行了剪切加工的情况下的工具耐久试验。该工具耐久试验的结果发现，即使是没有发生工具刃尖的损伤的情况，到最初的1000此冲击为止，刃尖也大致从锐角的状态磨损了半径0.05mm以上。

此时，尽管工具刃尖具有这样的较大的圆度，被加工件的剪切加工部处的毛刺也是高度为100μm以下的轻微的毛刺。例如在上述非专利文献2中公开了在刃尖较圆的状态下能够防止突发性的缺损，但到目前为止知道，在将拉伸强度不到780MPa的钢板(以下，为了方便而称作“软钢板”)作为被加工件的情况下，如果不将冲头或模子的某一方的刃尖必定做成锐角，就会发生较大的毛刺。由此，在软钢板中，如果将冲头及模子两者的刃尖圆化或倒角就会发生较大的毛刺，是本领域技术人员的技术常识，并没有硬要主动地使用拥有这样的锋利度较差的工具刃尖的工具。以往，通常考虑对于由高强度钢构成的被加工件也同样对待，所以避免使用认为锋利度较差的工具刃尖。

剪切加工部的毛刺高度因钢板的硬度(或拉伸强度)而不同的理由考虑是因为，钢板的延展性因钢板的硬度(或拉伸强度)而不同。所以，为了调查作为被加工件而使用软钢的情况和使用高强度钢的情况这两者下的毛刺的发生状况，进行图2A及图2B所示的剪切加工试验。

图2A及图2B是表示钢板的剪切加工时的毛刺的发生状况的部分剖视图。图2A表示使用拉伸强度不到780MPa的软钢板作为被加工件1A的情况，图2B表示使用拉伸强度为780MPa以上的高强度钢板作为被加工件1的情况。

如图2A所示，在被加工件1A是拉伸强度不到780MPa的延展性较高的软钢板的情况下，由于在充分发生塑性流动f后达到断裂，所以在工具200的刃尖201较圆时在部分A处发生过大的毛刺。相对于此，如图2B所示，在被加工件1A是拉伸强度780MPa以上的高强度钢板那样的缺乏延展性的材料的情况下，不会充分引发塑性流动，即使工具200的刃尖201不圆，毛刺高度也不怎么变高，在部分B处发生轻微的毛刺。

根据以上的试验结果推测，剪切加工部的毛刺高度根据钢板的硬度(或拉伸强度)而不同是因为钢板的延展性不同。

为了确定将高强度钢板剪切时的模子的刃尖和冲头的刃尖缺损时的更详细的机理，通过实验确认了模子的刃尖和冲头的刃尖怎样缺损。

使用图3A～图3C说明其结果。在本实验中，将由拉伸强度为780MPa以上的高强度钢板构成的被加工件1用分别拥有锐角的工具刃尖的冲头300及模子310进行剪切加工。

图3A是表示用冲头300及模子310对被加工件(高强度钢板)1进行开孔加工时的初期过程的部分剖视图，如中空箭头所示，表示使冲头300相对于模子310接近的状况。另外，如该图所示，冲头300的刃尖301及模子310的刃尖311这两者都拥有在初期过程中有直角的角的截面形状。

图3B是表示与图3A相比更将冲头300靠近模子310的状态的部分剖视图。当冲头300及模子310间的被加工件1被剪切时，以将刃尖301、311间连结的直线为边界，形成从被加工件1的一方朝向另一方、从另一方朝向一方的塑性流动。这些塑性流动在流路变窄的刃尖301、311间压力较高，将刃尖301、311以沿着自己的流动推挤的方式加压，使其塑性变形。

结果，刃尖301、311成为比本来的位置突出的突起，而如果进一步将冲头300向模子310靠近而达到图3C的过程，则刃尖301受到由塑性流动带来的推压力而移动到冲头300的外侧面，最终缺损。同样，刃尖311也受到由塑性流动带来的推压力而移动到模子310的内侧面，从而缺损。

作为发生这样的刃尖301、311的缺损的原因，推测是以下这样的原因。首先，随着剪切加工的进展，刃尖301、311间的间隔变窄，形成上述那样的塑性流动。此时，如果被加工件1是软钢，则由于不硬，所以在对刃尖301、311负载较高的应力之前，塑性流动就穿过了刃尖301、311间。

但是，在被加工件1是高强度钢板的情况下，因为其坚硬，所以也包括与刃尖301、311碰抵的部分，不能较大地自由移动。因此，被加工件1中的与刃尖301、311碰抵的部分成为维持较高的压力而停止的原状，对于刃尖301、311持续负载较高的应力，最终塑性变形以将刃尖301、311分别从本来的位置推出。

接着，被推出到冲头300的外侧面的刃尖301这次受到因与冲头300周围的被加工件1的相对变移带来的剪切力而缺损。同样，被推出到模子310的内侧面的刃尖311也受到因与模子310内的被加工件1的相对变移带来的剪切力而缺损。

包括以上的实验结果进行研究的结果判断为，当对由维氏硬度为工具的维氏硬度的0.3倍以上的高强度钢或超高强度钢构成的被加工件进行剪切加工时，主动地对工具的刃尖即冲头300的刃尖301和模子310的刃尖311这两者赋予在软钢时回避的圆度或倒角，在抑制起因于工具的突发性的刃尖的缺损的过大的毛刺方面是有效的。

并且，本发明者们关于对工具刃尖赋予的圆度或倒角的大小也尝试了详细研究。以下说明其研究结果。

首先，研究对工具刃尖赋予圆度的情况下的曲率半径。具体而言，在分别设定被加工件的维氏硬度Hw、工具的维氏硬度Ht以及工具间(冲头及模子间)的间隙c后，模拟计算在工具刃尖处发生的塑性变形量。在图4中表示模拟计算结果的一例。在该图4的例子中，将塑性变形量的大小进行颜色区分，在作为刃尖最前端的标号H的部位，塑性变形量为最大值。如果该塑性变形量超过容许范围，则使工具刃尖处的圆度的曲率半径变大而再次进行计算，求出满足塑性变形量为上述容许范围内的条件的圆度的最小曲率半径。接着，将求出的圆度的最小曲率半径设为上述设定中的圆度(R值)的最小值Rmin。

一边改变被加工件的维氏硬度Hw、工具的维氏硬度Ht及工具间的间隙c各自的组合一边进行上述那样的模拟计算。将其结果表示在下表2中。

[表2]

并且，基于上表2的模拟计算结果，将上述Rmin以作为硬度比x及工具间的间隙c的函数的下述(式1)求出。

Rmin＝(0.9+0.2e^－0.08c)(0.3571x²－0.2595x+0.0965)…(式1)

这里，Rmin的单位是(mm)，e是自然对数的底。

此外，c(mm)是工具间的间隙，在开孔工具的情况下表示模子的内侧面与冲头的外侧面之间的间隙。

此外，x表示将被加工件的维氏硬度Hw(MPa)用工具的维氏硬度Ht(MPa)除的作为无因次数的x＝Hw/Ht，另外，因为后述的理由，成为满足0.3≤x<1.0的值。例如在开孔工具的情况下，x对冲头而言是将被加工件的维氏硬度用冲头的维氏硬度除的硬度比，对模子而言是将被加工件的维氏硬度用模子的维氏硬度除的硬度比。

上述硬度比x的下限值是0.3(0.3≤x)的理由是因为，如基于表1的实验结果说明的那样，本发明作为上述比率而将0.3倍以上的被加工件作为适用对象。此外，上述硬度比x的上限值不到1.0(x<1.0)的理由是因为，如果被加工件的维氏硬度Hw超过工具的维氏硬度Ht，则硬度平衡逆转，不能加工。因为以上的理由，硬度比为满足0.3≤x<1.0的值。

为了验证基于模拟计算结果得到的上述式1的妥当性，本发明者们对于使冲头及模子两者的刃尖

(1)为锐角的情况、

(2)赋予半径0.01mm的圆度的情况、

(3)赋予半径0.04mm的圆度的情况、

(4)赋予半径0.05mm的圆度的情况、

(5)赋予半径0.50mm的圆度的情况、

(6)赋予半径0.60mm的圆度的情况、和

(7)赋予半径1.00mm的圆度的情况，

分别进行反复实施直径10mm的开孔加工的工具耐久试验。

作为被加工件，使用拉伸强度为270MPa的软钢板、590MPa钢板、780MPa高强度钢板这3个钢种。并且，使冲头及模子间的间隙为15％t(％t表示间隙宽度相对于被加工件的板厚的比例。在本例的情况下，在设被加工件的板厚为t(mm)的情况下，间隙为0.15×t(mm))，进行最大2万次冲击的连续开孔加工。

在图5中用棒状图表示到工具刃尖破损为止的冲击数。

如图5所示，在将软钢板(270MPa钢板)或590MPa钢板作为被加工件的情况下，不论是哪个圆度尺寸的工具条件，工具刃尖都没有破损(图5中的箭头表示即使在2万次冲击后也没有破损。以下，其他的图的棒状图也是同样的)。另一方面，在将780MPa高强度钢板作为被加工件的情况下，在工具刃尖为锐角的情形、R0.01mm的情形和R0.04mm的情形下发生工具刃尖的破损，而在作为本发明例的R0.05mm～R1.00mm的情形下没有发生工具刃尖的破损。另外，使用的工具的维氏硬度是653Hv，软钢板的维氏硬度是82Hv，590MPa钢板的维氏硬度是184Hv，780MPa高强度钢板的维氏硬度是245Hv。另外，各钢板与维氏硬度值的对应关系在本实施方式所记载的其他实验中也是同样的。

更详细地讲，如图5所示，与圆度是半径0.04mm以下的上述(1)～(3)的情况相比，在使圆度为半径0.05mm以上的上述(4)～(7)的情况下，确认了工具寿命的显著的延长。当然，也没有产生起因于工具刃尖的突发性的缺损的过大的毛刺。

在前面表示的求出上述式1的模拟计算结果中，也确认了通过使圆度的半径为0.05mm以上能够抑制塑性变形量。因而，确认了基于上述式1推测对刃尖赋予的圆度的下限值Rmin是有效的。

接着，研究工具刃尖的圆度的上限值Rmax。

在工具刃尖的圆度尺寸需要过大时，在剪切加工后的被加工件上产生的毛刺的高度尺寸有变高到容许以上的趋向，所以基于与能够容许的毛刺高度对应的圆度尺寸来决定上限值。具体而言，在上述(1)～(7)各自的情形中进行剪切加工，按照规定的冲击数求出毛刺高度。

在图6A～图6C中，用曲线图表示通过连续开孔加工形成的孔部中的毛刺高度随着冲击数而推移的状况。图6A是将软钢板作为被加工件的情况下的曲线图。图6B是将590MPa钢板作为被加工件的情况下的曲线图。图6C是将780MPa的高强度钢板作为被加工件的情况下的曲线图。另外，在这些被加工件中，本发明作为对象的是图6C所示的780MPa高强度钢板，图6A及图6B是作为参考而表示的。

如图6A及图6B的曲线图所示，在将软钢板或590MPa的钢板作为被加工件的情况下，除了使工具刃尖为锐角或R0.01mm的圆度的情形以外，贯穿全部的冲击数，毛刺高度都是0.2mm以上。

另一方面，如图6C所示，在将780MPa高强度钢板作为被加工件的情况下，确认了虽然在工具刃尖的圆度为R0.5mm以下能够将毛刺高度抑制为0.2mm以下，但在工具刃尖的圆度为R0.6mm以上时毛刺高度急剧地变高。

更具体地讲，如图6C所示，确认了在圆度的曲率半径是0.6mm以上的(6)～(7)的情况下不能将毛刺高度抑制在容许范围内、而在圆度的曲率半径是0.5mm以下的(2)～(5)的情况下能将毛刺高度抑制在容许范围内。

接受图6C的实验结果，将780MPa级钢以上的高强度钢或超高强度钢作为被加工件，对于改变该被加工件的维氏硬度Hw、工具的维氏硬度Ht及工具间(冲头及模子间)的间隙c的组合的情况，进行了求出能抑制毛刺高度的工具刃尖的圆度的曲率半径的最大值Rmax的趋势的实验。

即，将高强度钢或超高强度钢作为被加工件，在设定多个该被加工件的维氏硬度Hw、工具的维氏硬度Ht及工具间(冲头及模子间)的间隙c的组合后，对各自的情形以上限2万次冲击进行连续开孔加工。并且，在各设定条件下，作为上述Rmax而求出将毛刺高度抑制为0.2mm以下的工具刃尖的圆度的曲率半径的最大值。将其结果表示在下表3中。

[表3]

并且，基于上表3的实验结果，将上述Rmax以硬度比x及工具间的间隙c的函数的下述(式2)求出。

Rmax＝(0.9+0.2e^－0.08c)(－9.1856x⁴+25.17x³－24.95x²+11.054x－1.5824)…(式2)

这里，Rmax的单位是(mm)，关于硬度比x及间隙c等，与在上述(式1)中说明的相同。

根据以上的实验结果可知，在将包括780MPa级钢的高强度钢作为被加工件的情况下，为使产生的毛刺高度是被容许的程度较轻微的、并且不发生工具刃尖的突发性的缺损，需要使工具刃尖的曲率半径为0.05mm～0.5mm。此外可知，在使被加工件的对象为也包括超高强度钢的更大的范围的情况下，通过使工具刃尖的曲率半径为上述Rmin以上上述Rmax以下的范围内，产生的毛刺是被容许的程度较轻微，并且不发生工具刃尖的突发性的缺损。

另外，作为用来使冲头及模子两者的工具刃尖在一系列的剪切加工的开始时变圆到半径0.05mm～0.5mm或上述Rmin以上上述Rmax以下的手段，可以例示出通过NC加工机的磨削等。

由此，在具备冲头110及模子120、通过对作为被加工件1的最大拉伸强度是780MPa级的多片高强度钢板连续地进行剪切加工而量产剪切加工零件的剪切加工零件的制造装置100中，优选的是将冲头110及模子120这两者的工具刃尖113、123在一系列的剪切加工的开始时圆化为半径0.05mm～0.5mm。进而，在使被加工件1的对象为也包括超高强度钢的更大的范围的情况下，工具刃尖113、123的半径优选的是上述Rmin以上上述Rmax以下的范围内。

根据具备拥有上述结构的冲头110及模子120的剪切加工零件的制造装置100，在将最大拉伸强度是780MPa级的高强度钢板或拥有其以上的最大拉伸强度的超高强度钢多片连续进行剪切加工的情况下，发生的毛刺为被容许的程度较轻微，并且不会发生工具刃尖113、123的突发性的缺损，而能够将剪切加工零件量产。

接着，也研究对工具刃尖赋予倒角C的情况。具体而言，在将被加工件的维氏硬度Hw、工具的维氏硬度Ht及工具间(冲头及模子间)的间隙c分别假定为某个值后，模拟计算在工具刃尖上产生的塑性变形量。模拟计算的结果与前面说明的图4同样，根据塑性变形量的大小而进行了颜色区分(与图4是同样的，所以图示略)。

并且，如果塑性变形量的最大值超过容许范围，则使工具刃尖的倒角尺寸C变大后再计算，求出满足塑性变形量为上述容许范围内的条件的倒角尺寸C。并且，将求出的倒角尺寸C作为上述设定中的最小值αmin。

另外，倒角C的各尺寸的对应关系是图7所示那样的。在图7中，中空箭头a表示冲头110的移动方向，标号l表示冲头110的前端面111(第1前端面)的切线，标号112表示作为第1后退面的倒角，标号114表示侧面(外侧面)。

作为相对于前端面111的切线l的倾斜角度θ，设定45°。关于该θ也另外进行了研究，确认了如果是10°<θ<60°的范围内则对上述αmin的影响较少。因而，在为了减少变量且容易处置数据而固定为θ＝45°的情况下，一边改变被加工件的维氏硬度Hw、工具的维氏硬度Ht及工具间的间隙c各自的组合一边进行上述模拟计算。将其结果表示在下表4中。

[表4]

并且，基于上表4的模拟结果，求出上述αmin，作为是硬度比x及工具间的间隙c的函数的下述(式3)。

αmin＝0.0222e^2.0833x(0.9+0.1e^－0.07c)…(式3)

这里，e是自然对数的底。

此外，c(mm)表示上述模子120的内侧面124与上述冲头110的外侧面114之间的间隙。

此外，x表示将被加工件1的维氏硬度Hw(MPa)用工具的维氏硬度Ht(MPa)除的作为无因次数的x＝Hw/Ht，另外，根据上述理由，为满足0.3≤x<1.0的值。例如，在开孔工具的情况下，x对于冲头110而言是将被加工件1的维氏硬度用冲头110的维氏硬度除的硬度比，对于模子120而言是将被加工件1的维氏硬度用模子120的维氏硬度除的硬度比。

为了验证基于模拟计算结果得到的上述式3的妥当性，本发明者们关于使冲头110及模子120这两者的刃尖

(8)为锐角的情况、

(9)赋予了C0.01mm的倒角的情况、

(10)赋予了C0.04mm的倒角的情况、

(11)赋予了C0.05mm的倒角的情况、

(12)赋予了C0.50mm的倒角的情况、

(13)赋予了C0.60mm的倒角的情况、

(14)赋予了C1.00mm的倒角的情况，

分别以直径10mm的连续开孔加工为对象进行了工具耐久试验。

作为被加工件，使用拉伸强度为270MPa的软钢板、590MPa钢板、780MPa高强度钢板这3个钢种，使冲头及模子间的间隙为15％t(％t表示间隙宽度相对于被加工件的板厚的比例。在本例的情况下，在设被加工件的板厚为t(mm)的情况下，间隙为0.15×t(mm))，最大进行2万次冲击的连续开孔加工。

在图8中用棒状图表示到工具刃尖破损为止的冲击数。

如图8所示，在将软钢板或590MPa钢板作为被加工件的情况下，不论是哪种倒角条件，工具刃尖都没有破损。另一方面，在将780MPa级强度钢板作为被加工件的情况下，在工具刃尖为锐角的情形、C0.01mm的情形和C0.04mm的情形下发生了工具破损，而在作为本发明例的C0.05mm～C1.00mm的情形下没有发生工具刃尖的破损。

更详细地讲，如图8所示，与倒角是C0.04mm以下的上述(8)～(10)的情况相比，在使倒角为C0.05mm以上的上述(11)～(14)的情况下，确认了工具寿命的显著的延长。当然，也没有发生起因于工具刃尖的突发性的缺损的过大的毛刺。

在前面所示的求出上述式3的模拟计算结果中，也确认了通过使倒角为C0.05mm以上能够抑制塑性变形量。因而，确认了基于上述式3推测对工具刃尖赋予的倒角尺寸的下限值αmin是有效的。

接着，研究工具刃尖的倒角尺寸的上限值αmax。

即，如果工具刃尖的倒角尺寸过大到所需以上，则在剪切加工后的被加工件上产生的毛刺的高度尺寸有变高到容许以上的趋向，所以基于与能够容许的毛刺高度对应的倒角尺寸决定上限值。具体而言，在上述(8)～(14)各自的情形下进行剪切加工，按照规定的冲击次数求出毛刺高度。

图9A～图9C是表示通过连续开孔加工形成的孔部中的毛刺高度随着冲击数而推移的状况的曲线图。图9A是将软钢板作为被加工件的情况下的曲线图。图9B是将590MPa钢板作为被加工件的情况下的曲线图。图9C是将780MPa高强度钢板作为被加工件的情况下的曲线图。另外，在这些被加工件中，作为本发明对象的是图9C所示的780MPa高强度钢板的情况，图9A及图9B是作为参考表示的图。

如图9A及图9B的曲线图所示，在将软钢板或590MPa钢板作为被加工件的情况下，除了使工具刃尖为锐角或C0.01mm的情形以外，贯穿全部的冲击数，毛刺高度是0.2mm以上。

另一方面，如图9C所示，在将780MPa高强度钢板作为被加工件的情况下，确认了虽然在工具刃尖的倒角尺寸为C0.50mm以下时能够将毛刺高度抑制为0.2mm以下，但在工具刃尖的倒角为C0.60mm以上时毛刺高度急剧地变高。

更具体地讲，如图9C所示，确认了虽然在倒角尺寸是C0.60mm以上的(13)～(14)的情况下不能将毛刺高度抑制在容许范围内，但在倒角尺寸是C0.50mm以下的(9)～(12)的情况下能够将毛刺高度抑制在容许范围内。

接受图9C的实验结果进行如下实验，将780MPa级钢以上的高强度钢或超高强度钢作为被加工件，改变该被加工件的维氏硬度Hw、工具的维氏硬度Ht及工具间(冲头及模子间)的间隙c的组合的情况，求出倒角尺寸的最大值αmax的倾向。

即，将高强度钢或超高强度钢作为被加工件，在设定多个该被加工件的维氏硬度Hw、工具的维氏硬度Ht及工具间(冲头及模子间)的间隙c的组合后，对各个情形将连续开孔加工进行上限2万次冲击。并且，在各设定条件下，求出将毛刺高度抑制为0.2mm以下的工具刃尖的倒角尺寸的最大值作为上述αmax。将其结果表示在下表5中。

[表5]

并且，基于上表5的实验结果，求出上述αmax作为硬度比x及工具间的间隙c的函数的下述(式4)。

αmax＝(0.9+0.1e^－0.07c)(－0.3274x²+0.9768x－0.1457)…(式4)

这里，αmax的单位是(mm)，关于硬度比x及间隙c等，与在上述(式3)中说明的相同。

根据以上的实验结果，求出了在将780MPa级钢以上的高强度钢或超高强度钢作为被加工件的情况下、用来使发生的毛刺较轻微为被容许的程度、并且不发生工具刃尖的突发性的缺损的工具刃尖的倒角尺寸是C0.05mm～C0.5mm。此外求出了，在使被加工件的对象为也包括超高强度钢的更大的范围的情况下，使工具刃尖的倒角尺寸为上述αmin以上上述αmax以下的范围内，从而发生的毛刺较轻微为被容许的程度，并且不发生工具刃尖的突发性的缺损。

另外，作为用来将冲头及模子两者的工具刃尖在一系列的剪切加工的开始时倒角为C0.05mm～C0.5mm或上述αmin以上上述αmax以下的手段，可以例示通过NC加工机的磨削等。

由此，在具备冲头110及模子120、通过对作为被加工件1的最大拉伸强度是780MPa级的多片高强度钢板连续进行剪切加工而量产剪切加工零件的剪切加工零件的制造装置100中，优选的是将冲头110及模子120两者的工具刃尖113、123在一系列的剪切加工的开始时倒角为C0.05mm～C0.5mm。进而，在使被加工件1的对象为也包括超高强度钢的更大的范围的情况下，优选的是使工具刃尖113、123的倒角尺寸为上述αmin以上上述αmax以下的范围内。

根据该剪切加工零件的制造装置，通过将作为被加工件1的最大拉伸强度是780MPa级的高强度钢板或拥有其以上的最大拉伸强度的超高强度钢多片连续进行剪切加工，发生的毛刺较轻微为被容许的程度且不会发生工具刃尖的突发性的缺损，并能够量产剪切加工零件。

以下总结以上说明的本实施方式的要点。

(A)有关本实施方式的剪切加工零件的制造方法及制造装置，是通过对拥有冲头110的维氏硬度及模子120的维氏硬度的某个较低者的0.3倍以上不到1.0倍的维氏硬度的被加工件1使用上述冲头110及上述模子120进行多次剪切加工、来制造多个剪切加工零件的方法，将包括向上述模子120固定上述被加工件1的工序、和使上述冲头110和上述模子120相对地接近来进行上述被加工件1的冲切加工的工序的上述剪切加工进行多次；在这一系列的剪切加工的开始时，使用上述冲头110和上述模子120进行上述剪切加工；所述冲头110具备与上述被加工件1对置的第1前端面111、也包括以向上述模子120的接近方向为基准从上述第1前端面111后退的第1后退面112的第1刃尖113；所述模子120具备与上述被加工件1对置的第2前端面121、和包括以向上述冲头110的接近方向为基准从上述第2前端面121后退的第2后退面122的第2刃尖123。

(B)在上述(A)中，也可以是，以与上述第1前端面111垂直的截面观察的情况下的上述第1后退面112，是拥有由下式1规定的Rmin(mm)以上且由下式2规定的Rmax(mm)以下的曲率的曲面，或是具有相对于上述第1前端面111的切线l为45°的倾斜角度和由下式3规定的αmin(mm)以上且由下式4规定的αmax(mm)以下的宽度尺寸的倒角；以与上述第2前端面121垂直的截面观察的情况下的上述第2后退面122，是拥有由下式1规定的Rmin(mm)以上且由下式2规定的Rmax(mm)以下的曲率的曲面，或具有相对于上述第2前端面121的切线为45°的倾斜角度和由下式3规定的αmin(mm)以上且由下式4规定的αmax(mm)以下的宽度尺寸的倒角。

Rmin＝(0.9+0.2e^－0.08c)(0.3571x²－0.2595x+0.0965)…(式1)

Rmax＝(0.9+0.2e^－0.08c)(－9.1856x⁴+25.17x³－24.95x²+11.054x－1.5824)…(式2)

αmin＝0.0222e^2.0833x(0.9+0.1e^－0.07c)…(式3)

αmax＝(0.9+0.1e^－0.07c)(－0.3274x²+0.9768x－0.1457)…(式4)

这里，e是自然对数的底；c(mm)表示上述模子120的内侧面与上述冲头110的外侧面之间的间隙，x对于上述冲头110而言是将上述被加工件1的维氏硬度用上述冲头110的维氏硬度除的硬度比，对于上述模子130而言是将上述被加工件1的维氏硬度用上述模子130的维氏硬度除的硬度比，另外，满足0.3≤x<1.0。

(C)在上述(B)的情况下，也可以是，上述第1后退面112及上述第2后退面122的某一方或两者是拥有0.05mm以上0.5mm以下的曲率的曲面；上述第1后退面112及上述第2后退面122的某一方或两者是C0.05mm以上C0.5mm以下的倒角。

并且，根据上述(A)～(C)的方法，即使是由维氏硬度为工具的维氏硬度的0.3倍以上的高强度钢或超高强度钢构成的被加工件1，也能够不发生突发性的刃尖的缺损而以低成本制造剪切加工零件。

另外，如以下说明那样，在对工具刃尖赋予圆度的情况和赋予倒角的情况的哪种情况下，都优选的是对剪切加工前的被加工件1的表面实施表面脱碳处理、镀层处理及个体润滑处理的某一个。

本发明者们对表面处理不同的钢板也进行了调查。将其实验结果表示在图10中。图10是将使用对工具刃尖设置了曲率半径0.05mm的圆度的工具对被加工件进行了连续开孔加工时的、被加工件上的毛刺高度的推移按照冲击数表示的曲线图。并且，将作为被加工件而使用实施了熔融锌镀的被加工件的情况与使用无处理的被加工件的情况进行了比较。根据该比较结果可知，在对被加工件实施了熔融锌镀的情况下，与无处理的情况相比能够将毛刺高度减半。考虑是因为，在对被加工件实施了熔融锌镀的情况下，熔融锌镀层将作用在工具刃尖上的冲击力缓和，结果能够抑制工具刃尖的磨损(圆度的曲率的大径化)，所以抑制了毛刺高度的增加。

如以上所示，得到了如果对例如被加工件的表面实施熔融锌镀、则相比无处理的情况能够抑制毛刺高度的结果。另外，作为表面处理并不仅限定于熔融锌镀。

此外，在对工具刃尖赋予圆度的情况和赋予倒角的情况的哪种情况下，在冲头及模子的哪种中都不需要将工具刃尖的全部圆化或倒角，在根据经验等事前判明了有可能发生突发性的缺损的部分的情况下，也可以仅将这样的部分的刃尖圆化或倒角。

进而，通过与工具侧面相比相对地提高其他部位的摩擦系数，能够进一步抑制将被加工件剪切加工时的、与上述其他部位抵接的材料的塑性流动，由此，能够进一步降低毛刺高度。

图11是将有关本实施方式的剪切加工零件的制造装置的冲头110及模子120各自的工具刃尖放大表示的剖视图。

作为将工具侧面以外的部位的摩擦系数相对地提高的手段，例如可以例示使工具的抛光仅为冲头110及模子120各自的外侧面114、贯通孔124(以下也称作内侧面124)(以下称作“抛光区分”)。在使用抛光区分的情况下，例如可以使除了外侧面114、内侧面124以外的部位119、129的摩擦系数为0.2左右，使外侧面114、内侧面124的摩擦系数为0.1左右。结果，能够进一步降低毛刺高度。

作为将外侧面114、内侧面124以外的部位119、129的摩擦系数相对地提高的其他手段，例如也可以使用将冲头110及模子120预先用软质的工具钢制作、仅对冲头110的外侧面114进行氮化处理或涂层处理的方法。此外，通过设置增加摩擦系数的涂层或设置微细的凹凸那样的表面处理，能够相对地提高外侧面114、内侧面124以外的部位119、129的摩擦系数。

摩擦系数通过将工具推压在作为被加工件1的钢板上而滑动的试验(通常作为摩擦系数的测量方法使用的试验)来测量。该值被规定为将滑动阻力用推压压力除的值。另外，作为滑动试验的供试件，为了模拟剪切加工时的滑动，可以使用工具本身、或将工具的一部分切割出以使接触部的面积为1.0mm²以上而使用。滑动试验时的推压压力优选的是50MPa～300MPa左右，滑动速度优选的是10mm/秒～400mm/秒左右。

冲头110及模子120的材质可以使用作为这种工具钢周知惯用的工具钢。优选的是使用例如SKH51那样的高速钢、SKD11那样的模具钢或V40左右的超级钢等。

为了验证本发明的后退面即抛光区分的效果，以直径10mm的开孔加工为对象进行了工具耐久试验。作为被加工件使用780MPa高强度钢板，使冲头110及模子120间的间隙c为15％t(％t表示间隙宽度相对于被加工件的板厚的比例。在本例的情况下，在设被加工件的板厚为t(mm)的情况下，间隙为0.15×t(mm))后，最大进行2万次冲击的连续开孔加工。

在连续开孔加工时，使冲头110及模子120两者的刃尖形状为锐角、R0.5mm、C0.5mm的3种情形，进而关于R0.5mm和C0.5mm，准备对工具整面施加抛光的条件、和仅对工具侧面施加抛光的条件的两种工具。

此时，通过滑动试验测量出的摩擦系数在施加了抛光的部位为0.1左右，在没有施加抛光的部分为0.25。

在图12中用棒状图表示到工具破损为止的冲击数。

如图12所示，在工具刃尖是锐角的情况下发生了工具破损，而在作为本发明例的R0.05mm和C0.05mm的条件下，不论工具的抛光状态如何都不发生工具破损。

在图13中，将开孔加工后的孔部处的毛刺高度伴随冲击数的推移表示为曲线图。

如图13所示，不论是哪个工具，毛刺高度都是0.2mm以下，但在进行了仅对侧面施加抛光的抛光区分的工具的情况下，与将整面抛光的工具的情况相比毛刺高度明显变低。

在上述说明的抛光区分中，2分为工具的侧面部位和其他部位，但更优选的是满足第1条件和第2条件的至少一方；所述第1条件是，在冲头110的与被加工件1对置的第1前端面111、包括工具刃尖113的第1后退面112(带有圆度的R部)及外侧面114中，上述第1后退面112的摩擦阻力最高；所述第2条件是，在模子120的与被加工件1对置的第2前端面121、包括工具刃尖123的第2后退面122(赋予了圆度的R部)及内侧面124中，第2后退面122的摩擦阻力最高。

此外，更优选的是满足上述第1条件和上述第2条件这两者。进一步讲，最优选的是，以第1后退面112(赋予了圆度的R部)、接着第1前端面111、再接着外侧面114的顺序摩擦阻力较高；另外，以第2后退面122(赋予了圆度的R部)、接着第2前端面121、再接着内侧面124顺序摩擦阻力较高。

通过采用上述那样的摩擦阻力差，能够提高冲头120的第1后退面112及模子120的第2后退面122这两者的锋利度，并且能够将被加工件1中的毛刺高度抑制得更低。为了确认该效果，关于对工具刃尖赋予了圆度的工具，在工具前端面、工具刃尖R部、工具侧面的各自之间设置摩擦阻力差而进行了实验。在实验时，使冲头110及模子120间的间隙为15％t(在设被加工件的板厚为t(mm)的情况下为0.15×t(mm)的间隙)，最大进行1万次冲击的连续开孔加工。将实验结果表示在下表6中。

[表6]

·VG:Very Good

G：Good

如上表6的例如号码105所示，确认了在将摩擦阻力以大小顺序排列的情况下，在为工具刃尖R部、前端面、接着侧面的顺序的情形下，能将毛刺高度抑制为0.04mm。

上述表6是表示对工具刃尖赋予了圆度的情况的实验结果，但关于对工具刃尖赋予了倒角的情况也可以说是同样的。

即，优选的是满足第3条件和第4条件的至少一方；所述第3条件是，在冲头110的与被加工件1对置的第1前端面111、具有倒角部的第1后退面112及外侧面114中，上述第1后退面112的摩擦阻力最高；所述第4条件是，在模子120的与被加工件1对置的第2前端面121、具有倒角部的第2后退面122及内侧面124中，第2后退面122的摩擦阻力最高。

此外，更优选的是满足上述第3条件和上述第4条件这两者。进一步讲，最优选的是，以第1后退面112、接着第1前端面111、再接着外侧面114的顺序摩擦阻力较高；另外，以第2后退面122、接着第2前端面121、再接着内侧面124的顺序摩擦阻力较高。

在倒角的情况下，通过采用上述那样的摩擦阻力差，也能够提高冲头110的第1后退面112及模子120的第2后退面122这两者的锋利度，并且能够将被加工件1上的毛刺高度抑制得更低。为了确认该效果，关于将工具刃尖进行了倒角的工具，在工具前端面、工具刃尖倒角部、工具侧面的各自之间设置摩擦阻力差而进行了实验。在实验时，使冲头110及模子120间的间隙为15％t(在设被加工件的板厚为t(mm)的情况下为0.15×t(mm)的间隙)，最大进行1万次冲击的连续开孔加工。将实验结果表示在下表7中。

[表7]

*VG：Very Good

G：G∞d

如上表7的例如号码122所示，在将摩擦阻力以大小顺序排列的情况下，在为倒角部、前端面、接着侧面的顺序的情形下，确认了能将毛刺高度抑制为0.04mm。

如以上说明，作为工具刃尖形状，除了采用上述的(A)～(C)以外，还可以采用以下的(D)。

(D)在上述(A)～(C)的任一项记载的技术方案中，满足第1条件和第2条件的至少一方；所述第1条件是，在上述冲头110的上述第1前端面111、上述第1后退面112及外侧面114中，上述第1后退面112的摩擦阻力最高；所述第2条件是，在上述模子120的上述第2前端面121、上述第2后退面122及内侧面124中，上述第2后退面122的摩擦阻力最高。

进而，也可以采用下述的(E)。在此情况下，如上述那样，与无处理的情况相比能够进一步延长工具寿命。

(E)在上述(A)～(D)的任一项记载的技术方案中，对上述被加工件1预先实施表面脱碳处理、镀层处理及个体润滑处理的某一个。

另外，并不仅限于对冲头110的工具刃尖113及模子120的工具刃尖123这两者赋予圆度的结构、或对冲头110的工具刃尖113及模子120的工具刃尖123这两者赋予倒角的结构，例如也可以对冲头110的工具刃尖设置圆度而对模子120的工具刃尖设置倒角，或者对冲头110的工具刃尖设置倒角而对模子120的工具刃尖设置圆度。

此外，作为冲头110的工具刃尖及模子120的工具刃尖的形状，并不仅限定于上述形态，例如也可以采用在图14及图15中例示的变形例。

即，在图14的变形例中，在工具刃尖113(123)上形成倒角C，并在该倒角C与工具前端面111(121)之间、以及上述倒角C与工具侧面114(124)之间这两者上设置圆度R’。由此，从工具前端面111(121)经过倒角C到工具侧面114(124)没有角部而平滑地形成。另外，上述两个圆度R’的曲率既可以相互相同，也可以相互不同。

此外，作为倒角的宽度尺寸α’，基于上述(式3)及(式4)，优选的是满足αmin<α’<αmax。

此外，在图14的上述变形例中，在倒角C的两侧设置圆度R’，但例如也可以如图15的变形例所示，仅在倒角C与工具侧面114(124)之间设置圆度R’。在此情况下，优选的是在工具刃尖113(123)上形成倒角C，并且该倒角C与工具前端面111(121)之间具有角E，并且在上述倒角C与工具侧面111(121)之间设置圆度R’。

此外，作为倒角的宽度尺寸α’，基于上述(式3)及(式4)，优选的是满足αmin<α’<αmax。

进一步讲，与图15的变形例相反，也可以仅在倒角C与工具前端面111(121)之间设置圆度R’(图示略)。在此情况下，优选的是在工具刃尖113(123)上形成倒角C，并在该倒角C与工具前端面111(121)之间设置圆度R’，并在上述倒角C与工具侧面111(121)之间设置角E。

产业上的可利用性

根据本发明，即使是由维氏硬度为工具的维氏硬度的0.3倍以上的高强度钢或超高强度钢构成的被加工件，也能够不发生突发性的刃尖的缺损而以低成本制造剪切加工零件。

符号说明

1 被加工件

110 冲头

111 第1前端面

112 第1后退面

113 第1刃尖

120 模子

121 第2前端面

122 第2后退面

123 第2刃尖

Claims (8)

1.一种剪切加工零件的制造方法，通过对拥有冲头的维氏硬度及模子的维氏硬度的某个较低者的0.3倍以上不到1.0倍的维氏硬度的被加工件使用上述冲头及上述模子进行多次的剪切加工，来制造多个剪切加工零件，其特征在于，

将包括向上述模子固定上述被加工件的工序和使上述冲头与上述模子相对地接近而进行上述被加工件的冲切加工的工序的上述剪切加工进行多次；

在这一系列的剪切加工的开始时，使用上述冲头和上述模子进行上述剪切加工，上述冲头具备与上述被加工件对置的第1前端面、和包括以向上述模子的接近方向为基准从上述第1前端面后退的第1后退面的第1刃尖，上述模子具备与上述被加工件对置的第2前端面、和包括以向上述冲头的接近方向为基准从上述第2前端面后退的第2后退面的第2刃尖，

以与上述第1前端面垂直的截面观察的情况下的上述第1后退面是，拥有由下式1规定的Rmin(mm)以上且由下式2规定的Rmax(mm)以下的曲率的曲面，或者是具有相对于上述第1前端面的切线为45°的倾斜角度和由下式3规定的αmin(mm)以上且由下式4规定的αmax(mm)以下的宽度尺寸的倒角；

以与上述第2前端面垂直的截面观察的情况下的上述第2后退面是，拥有由下式1规定的Rmin(mm)以上且由下式2规定的Rmax(mm)以下的曲率的曲面，或者是具有相对于上述第2前端面的切线为45°的倾斜角度和由下式3规定的αmin(mm)以上且由下式4规定的αmax(mm)以下的宽度尺寸的倒角，

Rmin＝(0.9+0.2e^－0.08c)(0.3571x²－0.2595x+0.0965)…(式1)

Rmax＝(0.9+0.2e^－0.^08c)(－9.1856x⁴+25.17x³－24.95x²+11.054x－1.5824)…(式2)

αmin＝0.0222e^2.0833x(0.9+0.1e^－0.07c)…(式3)

αmax＝(0.9+0.1e^－0.07c)(－0.3274x²+0.9768x－0.1457)…(式4)

这里，

e是自然对数的底；

c(mm)表示上述模子的内侧面与上述冲头的外侧面之间的间隙；

x对于上述冲头而言是将上述被加工件的维氏硬度用上述冲头的维氏硬度除的硬度比，对于上述模子而言是将上述被加工件的维氏硬度用上述模子的维氏硬度除的硬度比，另外，满足0.3≤x<1.0。

2.如权利要求1所述的剪切加工零件的制造方法，其特征在于，

上述第1后退面及上述第2后退面的某一方或两者是拥有0.05mm以上0.5mm以下的曲率的曲面，或C0.05mm以上C0.5mm以下的倒角。

3.如权利要求1所述的剪切加工零件的制造方法，其特征在于，

满足第1条件和第2条件的至少一方；

所述第1条件是，在上述冲头的上述第1前端面、上述第1后退面及外侧面中，上述第1后退面的摩擦阻力最高；

所述第2条件是，在上述模子的上述第2前端面、上述第2后退面及内侧面中，上述第2后退面的摩擦阻力最高。

4.如权利要求2所述的剪切加工零件的制造方法，其特征在于，

满足第1条件和第2条件的至少一方；

所述第1条件是，在上述冲头的上述第1前端面、上述第1后退面及外侧面中，上述第1后退面的摩擦阻力最高；

所述第2条件是，在上述模子的上述第2前端面、上述第2后退面及内侧面中，上述第2后退面的摩擦阻力最高。

5.如权利要求1～4中任一项所述的剪切加工零件的制造方法，其特征在于，

对上述被加工件实施了表面脱碳处理、镀层处理及个体润滑处理的某一个。

6.一种剪切加工零件的制造装置，通过对拥有冲头的维氏硬度及模子的维氏硬度的某个较低者的0.3倍以上不到1.0倍的维氏硬度的被加工件进行多次的剪切加工，来制造多个剪切加工零件，其特征在于，

具备：

模子，将上述被加工件固定；

冲头，相对于上述模子相对地接近而将上述被加工件冲切；

上述冲头具备与上述被加工件对置的第1前端面、和包括以向上述模子的接近方向为基准从上述第1前端面后退的第1后退面的第1刃尖；

上述模子具备与上述被加工件对置的第2前端面、和包括以向上述冲头的接近方向为基准从上述第2前端面后退的第2后退面的第2刃尖，

以与上述第1前端面垂直的截面观察的情况下的上述第1后退面是，拥有由下式1规定的Rmin(mm)以上且由下式2规定的Rmax(mm)以下的曲率的曲面，或者是具有相对于上述第1前端面的切线为45°的倾斜角度和由下式3规定的αmin(mm)以上且由下式4规定的αmax(mm)以下的宽度尺寸的倒角；

以与上述第2前端面垂直的截面观察的情况下的上述第2后退面是，拥有由下式1规定的Rmin(mm)以上且由下式2规定的Rmax(mm)以下的曲率的曲面，或者是具有相对于上述第2前端面的切线为45°的倾斜角度和由下式3规定的αmin(mm)以上且由下式4规定的αmax(mm)以下的宽度尺寸的倒角，

Rmin＝(0.9+0.2e^－0.08c)(0.3571x²－0.2595x+0.0965)…(式1)

Rmax＝(0.9+0.2e^－0.08c)(－9.1856x⁴+25.17x³－24.95x²+11.054x－1.5824)…(式2)

αmin＝0.0222e^2.0833x(0.9+0.1e^－0.07c)…(式3)

αmax＝(0.9+0.1e^－0.07c)(－0.3274x²+0.9768x－0.1457)…(式4)

这里，

e是自然对数的底；

c(mm)表示上述模子的内侧面与上述冲头的外侧面之间的间隙；

x对于上述冲头而言是将上述被加工件的维氏硬度用上述冲头的维氏硬度除的硬度比，对于上述模子而言是将上述被加工件的维氏硬度用上述模子的维氏硬度除的硬度比，另外，满足0.3≤x<1.0。

7.如权利要求6所述的剪切加工零件的制造装置，其特征在于，

上述第1后退面及上述第2后退面的某一方或两者是拥有0.05mm以上0.5mm以下的曲率的曲面，或C0.05mm以上C0.5mm以下的倒角。

8.如权利要求6或7所述的剪切加工零件的制造装置，其特征在于，

满足第1条件和第2条件的至少一方；

所述第1条件是，在上述冲头的上述第1前端面、上述第1后退面及外侧面中，上述第1后退面的摩擦阻力最高；

所述第2条件是，在上述模子的上述第2前端面、上述第2后退面及内侧面中，上述第2后退面的摩擦阻力最高。