JP2022061880A - Scrap coining method and shear processing device - Google Patents

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Abstract

To provide a scrap coining method capable of suppressing cost increase of a shear processing device which is used for scrap coining.SOLUTION: A scrap coining method is configured to use a shear processing device 10 for shearing a workpiece 20 by a die 12 and punching for producing a product 22, support the product 22 between the die 12 and a holder 14, arrange as a scrap 24, a part separated from the workpiece 20 by shearing, on a tip end part 18B of a counter punch 18, move the counter punch 18 toward the product 22 side in a state of arranging the scrap 24 on the upper side, then bring an outer edge of the scrap 24 into contact with an end face of the supported product 22 for folding and deforming the outer edge of the scrap 24, thereby coining.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、スクラップコイニング方法及びせん断加工装置に関する。 The present disclosure relates to scrap coining methods and shearing equipment.

従来、被加工材(鋼板)をせん断して加工材(製品)を得るせん断加工の際、鋼板の部分的な打ち抜きや端部の切断等によって生じるスクラップを、廃棄することなく、コイニングパンチとして活用するスクラップコイニング方法が知られている。 Conventionally, when shearing to obtain a processed material (product) by shearing the work material (steel plate), scrap generated by partial punching of the steel plate or cutting of the end is used as a coining punch without discarding it. The scrap coining method to do is known.

例えば、特許文献1には、せん断加工装置を用いて被加工材から打ち抜いた抜き材の端面を、ダイ上の加工材(製品)のせん断加工面の端面に接触させて擦り合わせるスクラップコイニング方法が記載されている。以下、スクラップコイニング方法を含む処理を単に「コイニング」とも称する。特許文献1では、コイニングによって、耐水素脆性及び疲労強度に優れたせん断加工面を有する鋼板を製造できるとされている。 For example, Patent Document 1 describes a scrap coining method in which the end face of a punched material punched from a workpiece using a shearing device is brought into contact with the end face of the sheared surface of the processed material (product) on a die and rubbed against each other. Have been described. Hereinafter, the process including the scrap coining method is also simply referred to as “coining”. Patent Document 1 states that a steel sheet having a sheared surface having excellent hydrogen embrittlement resistance and fatigue strength can be manufactured by coining.

国際公開第2016/136909号International Publication No. 2016/136909

ここで、比較的高強度の鋼板から得られた製品とスクラップとを擦り合わせる場合、コイニング時、製品とスクラップとの間で生じる荷重が大きくなる。コイニング時の荷重が大きくなると、荷重を受け止めるせん断加工装置側の負担を軽減するために、例えば、ガスクッション等の衝撃緩和装置の能力を増強する等、追加の設備投資の負担が必要となり、せん断加工装置のコストが嵩むという問題が生じる。 Here, when the product obtained from a relatively high-strength steel plate and the scrap are rubbed against each other, the load generated between the product and the scrap during coining becomes large. When the load at the time of coining becomes large, in order to reduce the burden on the shearing machine side that receives the load, it is necessary to bear the burden of additional capital investment such as increasing the capacity of the impact mitigation device such as gas cushion, and shearing. The problem arises that the cost of the processing equipment increases.

本開示は、上記の問題に鑑み、スクラップコイニングに用いられるせん断加工装置のコストの上昇を抑制できるスクラップコイニング方法、及び、せん断加工装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, it is an object of the present disclosure to provide a scrap coining method capable of suppressing an increase in the cost of a shearing machine used for scrap coining, and a shearing machine.

本開示の第1の態様に係るスクラップコイニング方法は、ダイと、ダイとの間で被加工材を挟むホルダと、ダイとの間にクリアランスを有して配置されたパンチと、パンチと対向して配置されたカウンターパンチと、を備えたせん断加工装置を用いて、ダイとパンチとによって被加工材をせん断して製品を形成し、製品をダイとホルダとの間に支持すると共に、せん断によって被加工材から分離された部分をスクラップとしてカウンターパンチの先端部の上に配置し、上側にスクラップが配置された状態でカウンターパンチを製品側に向かって移動させ、スクラップの外縁を支持された製品の端面に接触させることによってスクラップの外縁を折り曲げ変形させつつコイニングする。 In the scrap coining method according to the first aspect of the present disclosure, the die, the holder sandwiching the work material between the dies, the punch arranged with a clearance between the dies, and the punch facing each other. Using a shearing device equipped with a counter punch, the work piece is sheared by a die and a punch to form a product, the product is supported between the die and the holder, and by shearing. The part separated from the work material is placed on the tip of the counter punch as scrap, and the counter punch is moved toward the product side with the scrap placed on the upper side, and the outer edge of the scrap is supported. By contacting the end face of the scrap, the outer edge of the scrap is bent and deformed while shearing.

第1の態様では、せん断後、カウンターパンチを製品側に向かって移動させると、スクラップが製品の端面に接触するコイニング時に、スクラップの外縁が折り曲げ変形する。折り曲げ変形によって、コイニング時に製品とスクラップとの間で生じる荷重が吸収されるため、荷重を受け止めるせん断加工装置側の負担が軽減される。このため、ガスクッション等の衝撃緩和装置の能力を増強する必要性が生じない。 In the first aspect, when the counter punch is moved toward the product side after shearing, the outer edge of the scrap is bent and deformed when the scrap is coined in contact with the end face of the product. Due to the bending deformation, the load generated between the product and the scrap during coining is absorbed, so that the load on the shearing machine side that receives the load is reduced. Therefore, there is no need to increase the capacity of the impact mitigation device such as a gas cushion.

本開示の第2の態様に係るせん断加工装置は、ダイと、ダイとの間で被加工材を挟むホルダと、ダイとの間にクリアランスを有して配置されたパンチと、パンチと対向して配置され、基部、及び、基部の被加工材側に設けられ基部より縮径した先端部を有するカウンターパンチと、を備える。 The shearing apparatus according to the second aspect of the present disclosure faces a die, a holder that sandwiches the work material between the dies, a punch arranged with a clearance between the dies, and the punch. It is provided with a base portion and a counter punch provided on the workpiece side of the base portion and having a tip portion having a diameter reduced from the base portion.

第2の態様では、第1の態様と同様に、スクラップの外縁の折り曲げ変形によって、コイニング時に製品とスクラップとの間で生じる荷重が吸収されるため、荷重を受け止めるせん断加工装置側の負担が軽減される。このため、ガスクッション等の衝撃緩和装置の能力を増強する必要性が生じない。また、カウンターパンチが基部より縮径した先端部を有しており、先端部の上側にスクラップが配置される。このため、先端部が基部と同径で、先端部の上面が平坦であるカウンターパンチが用いられるコイニングの場合と比べ、コイニング時、スクラップの外縁を、縮径した先端部の形状に沿って円滑に折り曲げ変形させることができる。 In the second aspect, as in the first aspect, the load generated between the product and the scrap during coining is absorbed by the bending deformation of the outer edge of the scrap, so that the load on the shearing machine side that receives the load is reduced. Will be done. Therefore, there is no need to increase the capacity of the impact mitigation device such as a gas cushion. Further, the counter punch has a tip portion whose diameter is reduced from the base portion, and scrap is arranged on the upper side of the tip portion. Therefore, compared to the case of coining in which the tip portion has the same diameter as the base portion and the upper surface of the tip portion is flat, the outer edge of the scrap is smoothed along the shape of the reduced diameter tip portion during coining. Can be bent and deformed.

本開示によれば、スクラップコイニングに用いられるせん断加工装置のコストの上昇を抑制できるスクラップコイニング方法、及び、せん断加工装置を提供できる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a scrap coining method capable of suppressing an increase in the cost of a shearing machine used for scrap coining, and a shearing machine.

本開示の実施形態に係るせん断加工装置の構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of the shearing processing apparatus which concerns on embodiment of this disclosure. 図2(A)~図2(F)は、本実施形態に係るせん断加工装置のカウンターパンチの上部構造として適用可能な各種のパターンをそれぞれ説明する斜視図である。2A to 2F are perspective views illustrating various patterns applicable as the superstructure of the counter punch of the shearing apparatus according to the present embodiment. スクラップの外縁がカウンターパンチの基部の外側に突出した場合の本実施形態に係るせん断加工装置を用いたせん断加工方法を説明する断面図である(その1)。It is sectional drawing explaining the shearing processing method using the shearing processing apparatus which concerns on this Embodiment when the outer edge of scrap protrudes to the outside of the base of a counter punch (the 1). スクラップの外縁がカウンターパンチの基部の外側に突出した場合の本実施形態に係るせん断加工装置を用いたせん断加工方法を説明する断面図である(その2)。It is sectional drawing explaining the shearing processing method using the shearing processing apparatus which concerns on this Embodiment when the outer edge of scrap protrudes to the outside of the base of a counter punch (the 2). スクラップの外縁がカウンターパンチの基部の内側に位置する場合の本実施形態に係るせん断加工装置を用いたせん断加工方法を説明する断面図である(その1)。It is sectional drawing explaining the shearing processing method using the shearing processing apparatus which concerns on this Embodiment when the outer edge of a scrap is located inside the base of a counter punch (the 1). スクラップの外縁がカウンターパンチの基部の内側に位置する場合の本実施形態に係るせん断加工装置を用いたせん断加工方法を説明する断面図である(その2)。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a shearing method using the shearing apparatus according to the present embodiment when the outer edge of the scrap is located inside the base of the counter punch (No. 2). 比較例に係るせん断加工装置を用いたせん断加工方法を説明する断面図である(その1)。It is sectional drawing explaining the shearing processing method using the shearing processing apparatus which concerns on a comparative example (the 1). 比較例に係るせん断加工装置を用いたせん断加工方法を説明する断面図である(その2)。It is sectional drawing explaining the shearing processing method using the shearing processing apparatus which concerns on a comparative example (the 2). 本実施形態の変形例に係るせん断加工装置の構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of the shearing processing apparatus which concerns on the modification of this Embodiment. 変形例に係るせん断加工装置のカウンターパンチの上部構造として適用可能な他のパターンを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining another pattern applicable as the superstructure of the counter punch of the shearing machine which concerns on the modification. 図11(A)は、実施例1における、突出比D/Lとコイニング中の最大荷重Pとの関係を説明するグラフ図であり、図11(B)は、実施例1における、突出比D/Lと残留応力の低減量Δσとの関係を説明するグラフ図である。FIG. 11A is a graph illustrating the relationship between the protrusion ratio D / L and the maximum load P during coining in Example 1, and FIG. 11B is a graph showing the protrusion ratio D in Example 1. It is a graph explaining the relationship between / L and the reduction amount Δσ of the residual stress. 図12(A)は、実施例2における、突出比D/Lとコイニング中の最大荷重Pとの関係を説明するグラフ図であり、図12(B)は、実施例2における、突出比D/Lと残留応力の低減量Δσとの関係を説明するグラフ図である。FIG. 12A is a graph illustrating the relationship between the protrusion ratio D / L and the maximum load P during coining in Example 2, and FIG. 12B is a graph showing the protrusion ratio D in Example 2. It is a graph explaining the relationship between / L and the reduction amount Δσ of the residual stress. 図13(A)は、実施例3における、突出比D/Lとコイニング中の最大荷重Pとの関係を説明するグラフ図であり、図13(B)は、実施例3における、突出比D/Lと残留応力の低減量Δσとの関係を説明するグラフ図である。FIG. 13 (A) is a graph illustrating the relationship between the protrusion ratio D / L and the maximum load P during coining in Example 3, and FIG. 13 (B) is a graph showing the protrusion ratio D in Example 3. It is a graph explaining the relationship between / L and the reduction amount Δσ of the residual stress. 図14(A)は、実施例4における、突出比D/Lとコイニング中の最大荷重Pとの関係を説明するグラフ図であり、図14(B)は、実施例4における、突出比D/Lと残留応力の低減量Δσとの関係を説明するグラフ図である。FIG. 14 (A) is a graph illustrating the relationship between the protrusion ratio D / L and the maximum load P during coining in Example 4, and FIG. 14 (B) is a graph showing the protrusion ratio D in Example 4. It is a graph explaining the relationship between / L and the reduction amount Δσ of the residual stress. 図15(A)は、実施例5における、突出比D/Lとコイニング中の最大荷重Pとの関係を説明するグラフ図であり、図15(B)は、実施例5における、突出比D/Lと残留応力の低減量Δσとの関係を説明するグラフ図である。FIG. 15A is a graph illustrating the relationship between the protrusion ratio D / L and the maximum load P during coining in Example 5, and FIG. 15B is a graph showing the protrusion ratio D in Example 5. It is a graph explaining the relationship between / L and the reduction amount Δσ of the residual stress. 図16(A)は、実施例6における、突出比D/Lとコイニング中の最大荷重Pとの関係を説明するグラフ図であり、図16(B)は、実施例6における、突出比D/Lと残留応力の低減量Δσとの関係を説明するグラフ図である。FIG. 16A is a graph illustrating the relationship between the protrusion ratio D / L and the maximum load P during coining in Example 6, and FIG. 16B is a graph showing the protrusion ratio D in Example 6. It is a graph explaining the relationship between / L and the reduction amount Δσ of the residual stress. 図17(A)は、実施例7における、突出比D/Lとコイニング中の最大荷重Pとの関係を説明するグラフ図であり、図17(B)は、実施例7における、突出比D/Lと残留応力の低減量Δσとの関係を説明するグラフ図である。FIG. 17A is a graph illustrating the relationship between the protrusion ratio D / L and the maximum load P during coining in Example 7, and FIG. 17B is a graph showing the protrusion ratio D in Example 7. It is a graph explaining the relationship between / L and the reduction amount Δσ of the residual stress. 図18(A)は、実施例8における、突出比D/Lとコイニング中の最大荷重Pとの関係を説明するグラフ図であり、図18(B)は、実施例8における、突出比D/Lと残留応力の低減量Δσとの関係を説明するグラフ図である。FIG. 18A is a graph illustrating the relationship between the protrusion ratio D / L and the maximum load P during coining in Example 8, and FIG. 18B is a graph showing the protrusion ratio D in Example 8. It is a graph explaining the relationship between / L and the reduction amount Δσ of the residual stress. D<0の場合の実施例9~実施例11における、径厚み比W/Tと残留応力の低減量Δσとの関係を説明するグラフ図である。It is a graph which explains the relationship between the diameter-thickness ratio W / T and the reduction amount Δσ of the residual stress in Example 9 to Example 11 in the case of D <0.

以下に本実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一の部分及び類似の部分には、同一の符号又は類似の符号を付している。但し、図面における厚みと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判定すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。 This embodiment will be described below. In the description of the drawings below, the same parts and similar parts are designated by the same reference numerals or similar reference numerals. However, the relationship between the thickness and the plane dimension in the drawing, the ratio of the thickness of each device and each member, etc. are different from the actual ones. Therefore, the specific thickness and dimensions should be determined in consideration of the following explanation. In addition, there are parts where the relationships and ratios of the dimensions of the drawings are different from each other.

<せん断加工装置の構造>
図1に示すように、本実施形態に係るせん断加工装置10は、例えば、製鉄所内に配置され、被加工材20を打ち抜いて円形状の孔を形成するピアス加工を実施可能な油圧プレス機である。せん断加工装置10は、ダイ12と、ホルダ14と、パンチ16と、カウンターパンチ18と、を備える。
<Structure of shearing equipment>
As shown in FIG. 1, the shearing apparatus 10 according to the present embodiment is, for example, a hydraulic press machine that is arranged in a steel mill and can perform piercing processing by punching a workpiece 20 to form a circular hole. be. The shearing apparatus 10 includes a die 12, a holder 14, a punch 16, and a counter punch 18.

せん断加工装置10は、ダイ12の内側面と、パンチ16の外側面及びカウンターパンチ18の外側面との間にクリアランス15を有する。図1中には、ダイ12の内側面の位置A1と、カウンターパンチ18の外側面の位置A2との間に、一定の幅Lを有するクリアランス15が形成された状態が例示されている。クリアランス15は、被加工材20の厚みTと、所望の加工品質に応じて予め設定されたクリアランス比との積によって決定されている。 The shearing apparatus 10 has a clearance 15 between the inner surface of the die 12 and the outer surface of the punch 16 and the outer surface of the counter punch 18. FIG. 1 illustrates a state in which a clearance 15 having a constant width L is formed between the position A1 on the inner surface of the die 12 and the position A2 on the outer surface of the counter punch 18. The clearance 15 is determined by the product of the thickness T of the work material 20 and the clearance ratio preset according to the desired processing quality.

パンチ16及びカウンターパンチ18には、不図示の移動装置が、それぞれ接続されている。移動装置は、例えば電動モータや液圧機構等で実現できる。移動装置によって、ダイ12とパンチ16とは、被加工材20の水平な板面に直交する方向(図1中の上下方向)に沿って、それぞれ独立して相対移動可能である。 A moving device (not shown) is connected to the punch 16 and the counter punch 18, respectively. The moving device can be realized by, for example, an electric motor, a hydraulic pressure mechanism, or the like. By the moving device, the die 12 and the punch 16 can move independently and relative to each other along the direction orthogonal to the horizontal plate surface of the workpiece 20 (vertical direction in FIG. 1).

被加工材20は、本実施形態では、金属材料である鋼板である。なお、本開示では、被加工材20は、金属材料に限定されず、例えば、木材や樹脂材料等、任意の素材が採用できる。被加工材20は、一定の厚みTを有し、打ち抜き前、ダイ12とホルダ14との間に水平状態で挟まれている。なお、本実施形態では、「高強度」とは、鋼板の引張強度が約980MPa以上であることを意味する。なお、鋼板の引張強度の定義は、例えば「ISO 6892-1:2009」に従う。 The work material 20 is a steel plate which is a metal material in the present embodiment. In the present disclosure, the work material 20 is not limited to the metal material, and any material such as wood or resin material can be adopted. The work material 20 has a certain thickness T and is sandwiched horizontally between the die 12 and the holder 14 before punching. In this embodiment, "high strength" means that the tensile strength of the steel sheet is about 980 MPa or more. The definition of the tensile strength of the steel sheet is based on, for example, "ISO 6892-1: 2009".

図1中には、被加工材20が打ち抜かれた直後であって、かつ、コイニング前に、被加工材20が製品22とスクラップ24とに分離された状態が例示されている。本実施形態では、ダイの孔は、平面視で、ほぼ正円状であり、ダイの孔の径(図1中の左右方向のダイの間隔)である打ち抜き孔の径Wと、スクラップ24の径(直径)とは同じである。このため、コイニング前のスクラップ24の半径RSは、打ち抜き孔の径W(コイニング前のスクラップ24の径W)の半分である。 FIG. 1 illustrates a state in which the work material 20 is separated into a product 22 and a scrap 24 immediately after the work material 20 is punched and before coining. In the present embodiment, the holes of the die are substantially circular in a plan view, and the diameter W of the punched holes, which is the diameter of the holes of the die (distance between the dies in the left-right direction in FIG. 1), and the scrap 24. It is the same as the diameter (diameter). Therefore, the radius RS of the scrap 24 before coining is half the diameter W of the punched hole (diameter W of the scrap 24 before coining).

ホルダ14は、ダイ12の上に配置され、ダイ12との間で被加工材20を挟む。パンチ16は、円柱状の打ち抜き部材であり、打ち抜き前、図1中の被加工材20の上側に配置されている。パンチ16は、ダイ12とホルダ14との間で挟まれていない部分の被加工材20に対して上側から下降し、被加工材20を円形状に打ち抜く。 The holder 14 is arranged on the die 12 and sandwiches the work material 20 with the die 12. The punch 16 is a columnar punching member, and is arranged on the upper side of the workpiece 20 in FIG. 1 before punching. The punch 16 descends from above with respect to the work material 20 in the portion not sandwiched between the die 12 and the holder 14, and punches the work material 20 into a circular shape.

(カウンターパンチ)
カウンターパンチ18は、円柱状の押し込み部材であり、打ち抜き前には、図1中の被加工材20の下側に、パンチ16の移動方向に沿って同一直線上に、パンチ16に対向して配置されている。カウンターパンチ18は、基部18Aと、基部18Aの被加工材20側に設けられた先端部18Bとを有する。打ち抜きの際、パンチ16の打ち抜きによってスクラップ24が形成され、形成されたスクラップ24は、下側に位置するカウンターパンチ18の先端部18Bの上に載置される。また、打ち抜き後、カウンターパンチ18がスクラップ24を図1中の上側に向かって押し込むことによって、コイニングが実施される。
(Counter punch)
The counter punch 18 is a columnar pushing member, and before punching, the counter punch 18 faces the punch 16 on the same straight line along the moving direction of the punch 16 under the workpiece 20 in FIG. Have been placed. The counter punch 18 has a base portion 18A and a tip portion 18B provided on the workpiece 20 side of the base portion 18A. At the time of punching, the scrap 24 is formed by punching the punch 16, and the formed scrap 24 is placed on the tip portion 18B of the counter punch 18 located on the lower side. Further, after punching, the counter punch 18 pushes the scrap 24 toward the upper side in FIG. 1, so that coining is performed.

(基部)
本実施形態では、カウンターパンチ18の基部18Aの径とパンチ16の径とは同じである。このため、基部18Aの半径RCPとパンチ16の半径とも同じである。なお、図1中では、基部18Aの円柱状の上部が部分的に例示され、下部の形状は省略されている。基部18Aの下部の形状は、上部と同様に円柱状であってもよいし、或いは、上部より拡幅又は縮径してもよい。カウンターパンチ18として成り立つ限り、基部18Aの下部の形状は、任意である。
(base)
In this embodiment, the diameter of the base 18A of the counter punch 18 and the diameter of the punch 16 are the same. Therefore, the radius RCP of the base 18A and the radius of the punch 16 are the same. In FIG. 1, the upper part of the columnar shape of the base 18A is partially exemplified, and the shape of the lower part is omitted. The shape of the lower portion of the base portion 18A may be columnar like the upper portion, or may be wider or reduced in diameter from the upper portion. The shape of the lower part of the base 18A is arbitrary as long as it holds as a counter punch 18.

(先端部)
先端部18Bは、カウンターパンチ18の上部に設けられた球状(ドーム状)の領域であり、基部18A側(図1中の下側)から被加工材20側(図1中の上側)に向かうに従って徐々に縮径するように、円弧状に湾曲している。先端部18Bの縮径した部分によって、コイニングの際、スクラップ24の外縁の折り曲げが促進される。
(Tip)
The tip portion 18B is a spherical (dome-shaped) region provided in the upper part of the counter punch 18, and is directed from the base portion 18A side (lower side in FIG. 1) to the workpiece 20 side (upper side in FIG. 1). It is curved in an arc shape so as to gradually reduce its diameter. The reduced diameter portion of the tip 18B facilitates bending of the outer edge of the scrap 24 during coining.

図1中の先端部18Bの頂点Bは、カウンターパンチ18の最上部であり、スクラップ24の下面に接している。本実施形態では、頂点Bを通って被加工材20の水平な板面に垂直な線が、基準線Cとして定義される。また本実施形態では、基準線Cは、カウンターパンチ18の円柱の底円の中心を通る中心軸線である。本実施形態のカウンターパンチ18の基部18Aと先端部18Bとを含む上部の形状は、基準線Cを中心とした回転対称である。本実施形態では、スクラップ24との接点(頂点B)とカウンターパンチ18の外面との距離は、基部18Aの半径RCPと同じである。 The apex B of the tip portion 18B in FIG. 1 is the uppermost portion of the counter punch 18 and is in contact with the lower surface of the scrap 24. In the present embodiment, a line that passes through the apex B and is perpendicular to the horizontal plate surface of the workpiece 20 is defined as the reference line C. Further, in the present embodiment, the reference line C is a central axis line passing through the center of the bottom circle of the cylinder of the counter punch 18. The shape of the upper portion of the counter punch 18 of the present embodiment including the base portion 18A and the tip portion 18B is rotationally symmetric with respect to the reference line C. In the present embodiment, the distance between the contact point with the scrap 24 (vertex B) and the outer surface of the counter punch 18 is the same as the radius RCP of the base 18A.

なお、本開示では、製品の孔(打ち抜き孔)は、平面視で正円状に限定されず、例えば楕円状やソラマメ状等の歪んだ円形状であってもよい。製品の孔(打ち抜き孔)が歪んだ円形状である場合であっても、先端部18Bとスクラップ24との接点と、基部18Aの外面との間の領域が、縮径し、断面視で、一定の距離が形成されるように、先端部18Bが高さHを有していればよい。 In the present disclosure, the holes (punched holes) of the product are not limited to a perfect circle in a plan view, and may be a distorted circular shape such as an ellipse or a broad bean. Even if the hole (punched hole) of the product has a distorted circular shape, the area between the contact point between the tip portion 18B and the scrap 24 and the outer surface of the base portion 18A is reduced in diameter, and the cross-sectional view shows. The tip portion 18B may have a height H so that a certain distance is formed.

先端部18Bは、一定の高さHを有する。図1中の先端部18Bは、比較的扁平な形状を有しているが、本開示のカウンターパンチ18の先端部18Bの形状は、これに限定されず、スクラップ24の外縁を折り曲げることが可能である限り、適宜変更できる。 The tip portion 18B has a constant height H. The tip portion 18B in FIG. 1 has a relatively flat shape, but the shape of the tip portion 18B of the counter punch 18 of the present disclosure is not limited to this, and the outer edge of the scrap 24 can be bent. As long as it is, it can be changed as appropriate.

本開示の先端部の他の形状としては、例えば、図2(A)に示すように、先端部18Bは、スクラップ24の半径RSと高さHとが等しい球状であってもよい。換言すると、図2(A)中の先端部18Bの形状は球頭状であり、先端部18Bの曲率半径は、図1中の先端部18Bの縮径部分の曲率半径より小さい。 As another shape of the tip portion of the present disclosure, for example, as shown in FIG. 2A, the tip portion 18B may have a spherical shape in which the radius RS and the height H of the scrap 24 are equal to each other. In other words, the shape of the tip portion 18B in FIG. 2A is spherical, and the radius of curvature of the tip portion 18B is smaller than the radius of curvature of the reduced diameter portion of the tip portion 18B in FIG.

また、図2(B)に示すように、先端部18Bが、平坦な上面を有してもよい。換言すると、図2(B)中の先端部18Bの形状は球頭の上部が切り欠かれて、平坦な上面が形成されている。上面と基部18Aとの間の領域の表面は、湾曲しており、基部18Aより縮径している。 Further, as shown in FIG. 2B, the tip portion 18B may have a flat upper surface. In other words, in the shape of the tip portion 18B in FIG. 2 (B), the upper portion of the sphere head is cut out to form a flat upper surface. The surface of the region between the top surface and the base 18A is curved and has a smaller diameter than the base 18A.

また、図2(C)に示すように、先端部18Bが、円錐状であって、先端部18Bが上側に向かって尖っていてもよい。すなわち、先端部18Bの表面は、断面視で、円弧状の湾曲面ではなく、直線状の傾斜面である。なお、本開示では、上側に向かって尖っている先端部1の形状は、円錐状に限定されず、例えば、角錐形状等、他の幾何学形状であってもよい。 Further, as shown in FIG. 2C, the tip portion 18B may be conical and the tip portion 18B may be pointed upward. That is, the surface of the tip portion 18B is not an arc-shaped curved surface but a linear inclined surface in a cross-sectional view. In the present disclosure, the shape of the tip portion 1 that is pointed toward the upper side is not limited to a conical shape, and may be another geometric shape such as a pyramid shape.

また、図2(D)に示すように、先端部18Bが、頂点Bを含む平坦な上面を有する円錐台形状であってもよい。上面と基部18Aとの間の領域の表面は、テーパー状であり、基部18Aより徐々に縮径している。また、図2(E)に示すように、先端部18Bが、円柱状の基部18Aより縮径した円柱状であってもよい。 Further, as shown in FIG. 2D, the tip portion 18B may have a truncated cone shape having a flat upper surface including the apex B. The surface of the region between the top surface and the base 18A is tapered and gradually reduced in diameter from the base 18A. Further, as shown in FIG. 2E, the tip portion 18B may be a columnar shape having a diameter reduced from that of the columnar base portion 18A.

また、図2(F)に示すように、複数個の円柱部分が重ね合わされることによって、先端部18Bが形成されてもよい。複数個の円柱部分は、上側に向かうに従って、より縮径するように配置されている。重ね合わせの円柱部分の個数は、任意に設定できる。図2(F)の先端部18Bのように、複数個の円柱部分が重ね合わせによって階段状に形成された先端部18Bであっても、上側に向かって徐々に縮径しており、コイニングの際、スクラップ24の外縁を折り曲げることができる。 Further, as shown in FIG. 2F, the tip portion 18B may be formed by superimposing a plurality of cylindrical portions. The plurality of cylindrical portions are arranged so as to have a smaller diameter toward the upper side. The number of superposed cylindrical portions can be set arbitrarily. Even if the tip portion 18B has a plurality of cylindrical portions formed in a stepped shape by superposition as in the tip portion 18B of FIG. 2 (F), the diameter is gradually reduced toward the upper side, and the diameter is gradually reduced. At that time, the outer edge of the scrap 24 can be bent.

<スクラップコイニング方法>
次に、本実施形態に係るせん断加工装置10を用いたスクラップコイニング方法を、図3~図6を参照して説明する。まず、打ち抜き前、被加工材20は、ダイ12及びホルダ14によって挟まれて支持されている。また、カウンターパンチ18は、被加工材20に接触し、被加工材20には所定の圧力(背圧)が負荷されている。
<Scrap coining method>
Next, a scrap coining method using the shearing apparatus 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 6. First, before punching, the work material 20 is sandwiched and supported by the die 12 and the holder 14. Further, the counter punch 18 is in contact with the work material 20, and a predetermined pressure (back pressure) is applied to the work material 20.

なお、以下に説明する本実施形態のスクラップコイニング方法では、いずれも、コイニング時の動作として、スクラップ24を製品22に押し付けて、スクラップ24が製品22の上側に貫通するまで押し込まれる場合が例示されている。しかし、本開示のコイニングでは、スクラップを製品に押し付けて上側に貫通するまで押し込む動作は、必須ではない。例えば、被加工材のダイ側の表面(下面)から、せん断面と破断面との境界の高さまでの領域等、被加工材の端面において部分的な高さが形成される、ある程度の領域まで、スクラップが押し込まれてもよい。 In each of the scrap coining methods of the present embodiment described below, as an operation at the time of coining, a case where the scrap 24 is pressed against the product 22 and the scrap 24 is pushed until it penetrates the upper side of the product 22 is exemplified. ing. However, in the coining of the present disclosure, the operation of pressing the scrap against the product and pushing it until it penetrates upward is not essential. For example, from the surface (lower surface) of the work material on the die side to the height of the boundary between the sheared surface and the fracture surface, to a certain area where a partial height is formed on the end face of the work material. , Scrap may be pushed in.

スクラップを製品の上側に貫通させることなく、製品に部分的に押し込む動作のコイニングであっても、残留応力の低減効果を得ることができる。なお、スクラップを貫通させないときには、貫通させるときと比べ、カウンターパンチの上に配置されたスクラップの位置を、打ち抜き孔の位置と揃える必要性が厳密に求められない場合がある。この場合、打ち抜き前に、被加工材に対してカウンターパンチを接触させることによって、被加工材に所定の圧力を負荷する必要はない。 The effect of reducing residual stress can be obtained even by coining the operation of partially pushing the scrap into the product without penetrating the upper side of the product. When the scrap is not penetrated, it may not be required to strictly align the position of the scrap arranged on the counter punch with the position of the punched hole as compared with the case of penetrating the scrap. In this case, it is not necessary to apply a predetermined pressure to the work material by bringing the counter punch into contact with the work material before punching.

次に、移動装置を操作してパンチ16を下降させ、ダイ12とパンチ16とによって被加工材20を打ち抜いて製品22を形成する。形成された製品22は、ダイ12とホルダ14との間に支持される。一方、被加工材20から分離された部分は、スクラップ24となる。図1に示したように、スクラップ24は、パンチ16とカウンターパンチ18とによって挟み込まれて支持され、所定の圧力(背圧)が負荷された状態で、カウンターパンチ18の先端部18Bの上に配置される。 Next, the moving device is operated to lower the punch 16, and the work material 20 is punched out by the die 12 and the punch 16 to form the product 22. The formed product 22 is supported between the die 12 and the holder 14. On the other hand, the portion separated from the work material 20 becomes scrap 24. As shown in FIG. 1, the scrap 24 is sandwiched and supported by the punch 16 and the counter punch 18, and is placed on the tip portion 18B of the counter punch 18 in a state where a predetermined pressure (back pressure) is applied. Be placed.

次に、図3に示すように、先端部18Bの上に配置されたスクラップ24を支持した状態のまま、パンチ16とカウンターパンチ18とを製品22側に向かって一体的に上昇させる。 Next, as shown in FIG. 3, the punch 16 and the counter punch 18 are integrally raised toward the product 22 side while supporting the scrap 24 arranged on the tip portion 18B.

パンチ16とカウンターパンチ18との上昇移動によって、スクラップ24の外縁が、ダイ12とホルダ14とによって支持された状態の製品22の孔の端面に接触する。そして、更に、パンチ16とカウンターパンチ18とを一体的に上昇させることで、スクラップ24の外縁を製品22の孔の端面に押し付けることで、スクラップ24の外縁は、図3中の下側に向かって折り曲げ変形する。また、上昇の際、スクラップ24の外縁が、製品22の端面に最初に接触してせん断加工装置10に荷重を負荷することによって、コイニングが実施される。折り曲げ変形は、塑性変形である。そして、折り曲げ変形後、更に、パンチ16とカウンターパンチ18とを一体的に上昇させることによって、スクラップ24を製品22より上側に引き上げる。 The ascending movement of the punch 16 and the counter punch 18 brings the outer edge of the scrap 24 into contact with the end face of the hole in the product 22 supported by the die 12 and the holder 14. Further, by raising the punch 16 and the counter punch 18 integrally, the outer edge of the scrap 24 is pressed against the end face of the hole of the product 22, and the outer edge of the scrap 24 faces the lower side in FIG. It bends and deforms. Further, when ascending, the outer edge of the scrap 24 first contacts the end face of the product 22 and loads the shearing apparatus 10, so that coining is performed. Bending deformation is plastic deformation. Then, after the bending deformation, the scrap 24 is pulled up above the product 22 by further raising the punch 16 and the counter punch 18 integrally.

ここで、スクラップ24を製品22より上側に引き上げた時点で、スクラップ24の外縁が、カウンターパンチ18の基部18Aの外側に突出する場合と基部18Aの内側に位置する場合とに分けて考えることが可能である。本発明者らは、それぞれの場合において、荷重の低減効果又は製品22の残留応力の低減効果を得られるという知見を得た。 Here, when the scrap 24 is pulled upward from the product 22, the outer edge of the scrap 24 may be considered separately as a case where it protrudes to the outside of the base 18A of the counter punch 18 and a case where the scrap 24 is located inside the base 18A. It is possible. The present inventors have obtained the finding that the effect of reducing the load or the effect of reducing the residual stress of the product 22 can be obtained in each case.

具体的には、まず、図4及び図6に示すように、クリアランス15の幅L方向に沿って測った、スクラップ24の外縁がカウンターパンチ18の基部18Aの外側に突出する突出幅をDと設定する。突出幅Dは、図4及び図6に示すように、先端部18Bの形状と変形したスクラップ24の中央の形状とが、それぞれの中心軸線を揃え、密着して一致した状態が成立したという仮想的な条件下で設定され得る。突出幅Dの設定は、例えば、有限要素法等の数値解析によって、得ることができる。 Specifically, first, as shown in FIGS. 4 and 6, the protrusion width at which the outer edge of the scrap 24 projects to the outside of the base 18A of the counter punch 18 measured along the width L direction of the clearance 15 is defined as D. Set. As shown in FIGS. 4 and 6, the protrusion width D is a virtual state in which the shape of the tip portion 18B and the shape of the center of the deformed scrap 24 are aligned with each other and are in close contact with each other. Can be set under certain conditions. The setting of the protrusion width D can be obtained by, for example, numerical analysis such as the finite element method.

換言すると、本開示のスクラップコイニング方法を実際のせん断加工に適用した場合、コイニング後、又は、スクラップを製品より上側に引き上げた時点で、スクラップがカウンターパンチの先端部に完全に密着する状態は、必須ではない。実際には、スクラップが先端部から部分的に浮き上がっていてもよい。 In other words, when the scrap coining method of the present disclosure is applied to actual shearing, the state in which the scrap is completely in close contact with the tip of the counter punch after coining or when the scrap is pulled upward from the product is not satisfied. Not required. In practice, the scrap may be partially lifted from the tip.

図4に示すように、スクラップ24の外縁がカウンターパンチ18の基部18Aの外側に突出する場合は、突出幅Dが正の場合(D>0)と定義される。また、図6に示すように、スクラップ24の外縁がカウンターパンチ18の基部18Aの内側に位置する場合は、突出幅Dが負の場合(D<0)と定義される。以下、D>0の場合と、D<0の場合とに分けて、説明する。なお、突出幅Dが零(ゼロ)である場合(D=0)は、D<0の場合に含まれる。すなわち、本実施形態では、D=0の場合は、スクラップ24の外縁が製品22に接触しないD<0の場合と同様の挙動が生じると見做される。 As shown in FIG. 4, when the outer edge of the scrap 24 protrudes to the outside of the base 18A of the counter punch 18, it is defined as the case where the protrusion width D is positive (D> 0). Further, as shown in FIG. 6, when the outer edge of the scrap 24 is located inside the base portion 18A of the counter punch 18, it is defined as the case where the protrusion width D is negative (D <0). Hereinafter, the case where D> 0 and the case where D <0 will be described separately. The case where the protrusion width D is zero (zero) is included in the case where D <0. That is, in the present embodiment, when D = 0, it is considered that the same behavior as in the case of D <0 where the outer edge of the scrap 24 does not contact the product 22 occurs.

(D>0の場合)
図4に示すように、スクラップ24を製品22より上側に引き上げた時点で、スクラップ24の外縁がカウンターパンチ18の基部18Aの外側に突出する場合、先端部18Bの形状と変形したスクラップ24の中央の形状とが密着して一致している。また、スクラップ24の外縁がカウンターパンチ18の基部18Aの外側に突出している。図4中では、突出したスクラップ24の外縁の位置A3が、クリアランス15の内側に例示されている。また、図4中の折り曲げ変形後のスクラップ24の半径RSは、図1中の折り曲げ変形前のスクラップ24の半径RSより短くなっている。
(When D> 0)
As shown in FIG. 4, when the outer edge of the scrap 24 protrudes to the outside of the base 18A of the counter punch 18 when the scrap 24 is pulled upward from the product 22, the shape of the tip 18B and the center of the deformed scrap 24 It is in close contact with the shape of. Further, the outer edge of the scrap 24 projects to the outside of the base 18A of the counter punch 18. In FIG. 4, the position A3 of the outer edge of the protruding scrap 24 is exemplified inside the clearance 15. Further, the radius RS of the scrap 24 after the bending deformation in FIG. 4 is shorter than the radius RS of the scrap 24 before the bending deformation in FIG. 1.

このため、スクラップ24の折り曲げ変形後、パンチ16とカウンターパンチ18とを上昇させると、突出した外縁が製品22と接触した状態が維持されたまま、スクラップ24が上昇する。よって、D>0の場合、折り曲げ変形後も、スクラップ24によるコイニングが継続する。 Therefore, when the punch 16 and the counter punch 18 are raised after the scrap 24 is bent and deformed, the scrap 24 is raised while the protruding outer edge is maintained in contact with the product 22. Therefore, when D> 0, the coining by the scrap 24 continues even after the bending deformation.

D>0の場合、荷重の低減効果は、突出幅Dのクリアランス15の幅に対する突出比D/Lを一定の範囲内に設定することによって得られる。本実施形態では、突出比D/Lは、後で実施例1~8を用いて説明するように、荷重の低減効果を高めることができるように、0.8未満に設定されている。更に、本実施形態では、荷重の低減効果を一層高めることができる点から、突出比D/Lは、0.6未満に設定されることが、より好ましい。 When D> 0, the load reduction effect is obtained by setting the protrusion ratio D / L with respect to the width of the clearance 15 of the protrusion width D within a certain range. In this embodiment, the protrusion ratio D / L is set to less than 0.8 so that the load reduction effect can be enhanced, as will be described later with reference to Examples 1 to 8. Further, in the present embodiment, it is more preferable that the protrusion ratio D / L is set to less than 0.6 from the viewpoint that the load reduction effect can be further enhanced.

(D<0の場合)
一方、図5に示すように、打ち抜き後、スクラップ24の外縁が、製品22の端面に最初に接触して折り曲げ変形する時点で、スクラップ24の下面全体が先端部18Bの表面に密着しない場合がある。なお、図5中では、突出したスクラップ24の外縁の位置及びスクラップ24の半径の図示は、見易さのため省略する。そして、図6に示すように、コイニングによる変形でスクラップ24の径が打ち抜き孔の径Wより小さくなる。
(When D <0)
On the other hand, as shown in FIG. 5, after punching, the entire lower surface of the scrap 24 may not be in close contact with the surface of the tip portion 18B at the time when the outer edge of the scrap 24 first contacts the end surface of the product 22 and is bent and deformed. be. In FIG. 5, the position of the outer edge of the protruding scrap 24 and the radius of the scrap 24 are not shown for the sake of clarity. Then, as shown in FIG. 6, the diameter of the scrap 24 becomes smaller than the diameter W of the punched hole due to the deformation due to the coining.

このため、スクラップ24を製品22より上側に引き上げた時点で、スクラップ24の外縁がカウンターパンチ18の基部18Aの内側に位置する場合、スクラップ24の外縁がカウンターパンチ18の基部18Aの外側に突出しない。 Therefore, when the scrap 24 is pulled upward from the product 22, if the outer edge of the scrap 24 is located inside the base 18A of the counter punch 18, the outer edge of the scrap 24 does not protrude to the outside of the base 18A of the counter punch 18. ..

D<0の場合、残留応力の低減効果に対しては、スクラップ24の剛性が、大きく影響する。このため、本実施形態では、D<0の場合、残留応力の低減効果は、打ち抜き孔の径W(コイニング前のスクラップ24の径W)の被加工材20の厚みTに対する径厚み比W/Tを一定の範囲内に設定することによって得られる。本実施形態では、径厚み比W/Tは、後で登場する実施例9~11を用いて説明するように、残留応力の低減効果を高めることができるように、500未満に設定されている。更に、本実施形態では、残留応力の低減効果を一層高めることができる点から、径厚み比W/Tは、60未満に設定されることが、より好ましい。 When D <0, the rigidity of the scrap 24 has a great influence on the effect of reducing the residual stress. Therefore, in the present embodiment, when D <0, the effect of reducing the residual stress is the diameter-thickness ratio W / of the diameter W of the punched hole (diameter W of the scrap 24 before coining) to the thickness T of the workpiece 20. It is obtained by setting T within a certain range. In the present embodiment, the diameter-thickness ratio W / T is set to less than 500 so as to enhance the effect of reducing the residual stress, as described with reference to Examples 9 to 11 which will appear later. .. Further, in the present embodiment, the diameter-thickness ratio W / T is more preferably set to less than 60 from the viewpoint that the effect of reducing the residual stress can be further enhanced.

<比較例>
一方、図7に示すように、比較例に係るせん断加工装置10Zの場合、カウンターパンチ18の先端部18Bに、基部18Aより縮径した部分が設けられていない。比較例のカウンターパンチ18の上部は、基部18Aと、基部18Aと同径の先端部18Bとを有する円柱形状である。このため、打ち抜き後、カウンターパンチ18が上昇して、スクラップ24の外縁と製品22の端面とが最初に接触する際、接触によって生じる荷重が、本実施形態の場合より大きくなる。
<Comparison example>
On the other hand, as shown in FIG. 7, in the case of the shearing apparatus 10Z according to the comparative example, the tip portion 18B of the counter punch 18 is not provided with a portion having a diameter reduced from that of the base portion 18A. The upper portion of the counter punch 18 of the comparative example has a cylindrical shape having a base portion 18A and a tip portion 18B having the same diameter as the base portion 18A. Therefore, when the counter punch 18 rises after punching and the outer edge of the scrap 24 and the end face of the product 22 first come into contact with each other, the load generated by the contact becomes larger than in the case of the present embodiment.

また、スクラップ24は、互いに同径のパンチ16とカウンターパンチ18とによって、上下から密着して支持されている。このため、図8に示すように、パンチ16とカウンターパンチ18とが上昇してスクラップ24が製品22の上側に引き上げられた際、本実施形態のようなスクラップ24の外縁の折り曲げ変形は、実質的に難しい。 Further, the scrap 24 is supported in close contact with each other from above and below by punches 16 and counter punches 18 having the same diameter. Therefore, as shown in FIG. 8, when the punch 16 and the counter punch 18 are raised and the scrap 24 is pulled up to the upper side of the product 22, the bending deformation of the outer edge of the scrap 24 as in the present embodiment is substantially present. Difficult.

<変形例>
図1~図6中に示した本実施形態に係るせん断加工装置10は、被加工材20の中央を打ち抜いて孔を形成するピアス加工が実施されるせん断加工装置10であったが、本開示では、これに限定されず、他のせん断加工に対しても適用できる。図9中に例示した変形例に係るせん断加工装置10Aは、被加工材20の外周部を切断するトリム加工を実施可能なせん断加工装置である。変形例に係るせん断加工装置10Aは、例えば、鉄鋼部品の加工や製造の工程の中で使用できる。また、他にも、製鉄所の熱延ライン等に配置されてもよい。せん断加工装置10Aは、被加工材20としての鋼板の端部を、直線状又は曲線状に切断するクロップシャー等に適用できる。
<Modification example>
The shearing apparatus 10 according to the present embodiment shown in FIGS. 1 to 6 is a shearing apparatus 10 in which the center of the workpiece 20 is punched to form a hole, and the shearing apparatus 10 is performed. Then, it is not limited to this, and can be applied to other shearing processes. The shearing apparatus 10A according to the modified example illustrated in FIG. 9 is a shearing apparatus capable of performing trim processing for cutting the outer peripheral portion of the workpiece 20. The shearing apparatus 10A according to the modified example can be used, for example, in a process of processing or manufacturing a steel part. In addition, it may be arranged in a hot rolling line of a steel mill or the like. The shearing apparatus 10A can be applied to a crop shear or the like that cuts an end portion of a steel plate as a work material 20 into a straight line or a curved line.

変形例に係るせん断加工装置10Aは、本実施形態に係るせん断加工装置10と同様に、ダイ12と、ホルダ14と、パンチ16と、カウンターパンチ18と、を備える。図9中に例示したせん断加工装置10Aの場合、ピアス加工の場合と異なり、コイニングすべき製品22の端面は、片側(図9中の左側)にのみ存在する。 The shearing apparatus 10A according to the modified example includes a die 12, a holder 14, a punch 16, and a counter punch 18, similarly to the shearing apparatus 10 according to the present embodiment. In the case of the shearing apparatus 10A illustrated in FIG. 9, unlike the case of piercing, the end face of the product 22 to be coined exists only on one side (the left side in FIG. 9).

このため、カウンターパンチ18の先端部18Bには、図9中の境界位置B1より左側の部分にのみ縮径部分が設けられている。図示を省略するが、縮径部分は、図9の紙面を貫く方向に直線状に延びている。先端部18Bにおける図9中の境界位置B1より右側の部分には、平坦な上面が形成されている。上面と基部18Aとの間の領域の表面は、テーパー状である。 Therefore, the tip portion 18B of the counter punch 18 is provided with a reduced diameter portion only on the portion on the left side of the boundary position B1 in FIG. Although not shown, the reduced diameter portion extends linearly in the direction penetrating the paper surface of FIG. A flat upper surface is formed on the portion of the tip portion 18B on the right side of the boundary position B1 in FIG. The surface of the region between the top surface and the base 18A is tapered.

また、図9中では、基準線Cは、カウンターパンチ18の先端部18Bとスクラップ24とが接触する上面の左端の境界位置B1を通る、被加工材20の水平な板面に垂直な線である。変形例では、先端部18Bとスクラップ24との接点(境界位置B1)と、基部18Aの外面との間の縮径した部分の領域の距離RCPは、基準線Cと基部18Aの外面との間に定義される。変形例に係るせん断加工装置10Aにおける他の構成については、本実施形態に係るせん断加工装置10における同名の部材とそれぞれ同等であるため、重複説明を省略する。 Further, in FIG. 9, the reference line C is a line perpendicular to the horizontal plate surface of the workpiece 20 passing through the boundary position B1 at the left end of the upper surface where the tip portion 18B of the counter punch 18 and the scrap 24 are in contact with each other. be. In the modified example, the distance RCP of the area of the reduced diameter portion between the contact point (boundary position B1) between the tip portion 18B and the scrap 24 and the outer surface of the base portion 18A is between the reference line C and the outer surface of the base portion 18A. Defined in. Since the other configurations of the shearing apparatus 10A according to the modified example are the same as the members having the same name in the shearing apparatus 10 according to the present embodiment, duplicate description will be omitted.

変形例に係るせん断加工装置10Aを用いたスクラップコイニング方法については、本実施形態の場合と同様である。ただし、トリム加工を実施可能なせん断加工装置10Aの場合、図9中のスクラップ24の右側の領域のように、スクラップ24の水平方向においてスクラップ24の移動を阻害する部材が設けられていない、開放された空間が存在し得る。このため、パンチ16とカウンターパンチ18とでスクラップ24を確実に挟み込んで支持しなければ、コイニング中にスクラップ24を完全に保持できない場合がある。結果、コイニングの際、製品22からの反力で、スクラップ24が水平方向に移動して、カウンターパンチ18の上のスクラップ24の配置位置がずれる可能性がある。 The scrap coining method using the shearing apparatus 10A according to the modified example is the same as that of the present embodiment. However, in the case of the shearing apparatus 10A capable of performing trimming, a member that hinders the movement of the scrap 24 in the horizontal direction of the scrap 24 is not provided as in the region on the right side of the scrap 24 in FIG. There can be a space that has been scraped. Therefore, unless the scrap 24 is securely sandwiched and supported by the punch 16 and the counter punch 18, the scrap 24 may not be completely held during coining. As a result, at the time of coining, the scrap 24 may move horizontally due to the reaction force from the product 22, and the position of the scrap 24 on the counter punch 18 may shift.

このため、変形例の場合、スクラップ24と接触する領域である先端部18Bの平坦な上面が、スクラップ24の支持に必要な一定の面積を有するように、上面の面積を、例えば、カウンターパンチ18の半径RCPの半分程度以上に設定することが好ましい。ただし、上面の面積は、これに限定されず、適宜変更できる。 Therefore, in the case of the modified example, the area of the upper surface is set to, for example, the counter punch 18 so that the flat upper surface of the tip portion 18B, which is the region in contact with the scrap 24, has a certain area required for supporting the scrap 24. It is preferable to set it to about half or more of the radius RCP of. However, the area of the upper surface is not limited to this and can be changed as appropriate.

なお、図10に示すように、トリム加工を実施可能なせん断加工装置10Bは、カウンターパンチ18の先端部18Bが、基準線Cに対して線対称な縮径部分を有するように構成されてもよい。すなわち、図10中の先端部18Bの形状は、図1中の先端部18Bの形状と同様であり、頂点Bを通る基準線Cの両側に、基部18Aより縮径した湾曲部分が形成されている。また、トリム加工を実施可能なせん断加工装置のカウンターパンチの先端部の形状としては、テーパー状や湾曲状の他、図9及び図10と同じ断面で、階段状等であってもよい。 As shown in FIG. 10, in the shearing apparatus 10B capable of performing trim processing, even if the tip portion 18B of the counter punch 18 is configured to have a diameter-reduced portion line-symmetrical with respect to the reference line C. good. That is, the shape of the tip portion 18B in FIG. 10 is the same as the shape of the tip portion 18B in FIG. 1, and curved portions having a diameter reduced from that of the base portion 18A are formed on both sides of the reference line C passing through the apex B. There is. Further, the shape of the tip of the counter punch of the shearing apparatus capable of performing trimming may be tapered or curved, or may have the same cross section as in FIGS. 9 and 10 and may have a stepped shape or the like.

また、図9及び図10では、直線状の切断のトリム加工の場合が例示的に説明されたが、本開示では、曲線状の切断のトリム加工であってもよい。具体的には、例えば、切断線の曲線部分を複数の直線部分に細分化し、細分化された直線部分のそれぞれにおいて、図9及び図10の場合と同様に、縮径した先端部を有するカウンターパンチを用いたコイニングが実行されるように、せん断を行えばよい。 Further, in FIGS. 9 and 10, the case of trim processing for linear cutting has been exemplified, but in the present disclosure, trim processing for curved cutting may be used. Specifically, for example, the curved portion of the cutting line is subdivided into a plurality of straight line portions, and each of the subdivided straight line portions has a counter having a reduced diameter tip portion as in the case of FIGS. 9 and 10. Shearing may be performed so that the coining using the punch is performed.

次に、以下の実施例1~実施例8を用いて、突出比D/Lとせん断加工装置10に負荷される最大荷重との関係を説明する。 Next, the relationship between the protrusion ratio D / L and the maximum load applied to the shearing apparatus 10 will be described with reference to Examples 1 to 8 below.

(実施例1)
実施例1では、被加工材20として980MPa級の鋼板を用意し、図2(A)の球頭状の先端部18Bを有するカウンターパンチ18を備えるせん断加工装置10を用いて、ピアス加工を実施した。また、鋼板の厚みTを0.5mm、クリアランス比を厚みTの10%として、クリアランス15の幅Lを0.05mmに設定した。また、打ち抜き孔の径Wを30mmに設定した。径厚み比W/Tは、60であった。また、カウンターパンチ18の半径RCPを15mmに設定した。そして、先端部18Bの高さHを変化させることによって、コイニング後のスクラップ24の半径RSを複数パターンに異ならせた。
(Example 1)
In Example 1, a 980 MPa class steel sheet is prepared as the work material 20, and piercing is performed using a shearing apparatus 10 provided with a counter punch 18 having a spherical tip portion 18B in FIG. 2 (A). bottom. Further, the thickness T of the steel plate was set to 0.5 mm, the clearance ratio was set to 10% of the thickness T, and the width L of the clearance 15 was set to 0.05 mm. Further, the diameter W of the punched hole was set to 30 mm. The diameter-thickness ratio W / T was 60. Further, the radius RCP of the counter punch 18 was set to 15 mm. Then, by changing the height H of the tip portion 18B, the radius RS of the scrap 24 after coining was changed to a plurality of patterns.

そして、異ならせた半径RSのそれぞれの場合の突出幅D、突出比D/L、コイニング中の最大荷重P及び最大荷重Pの低減量ΔPを測定した。また、コイニング後の製品22の端面において、板厚方向(図1中の上下方向)の残留応力と、板幅方向(図1中の左右方向)の残留応力とを、それぞれ測定した。なお、残留応力の測定は、例えばX線法や穿孔法等、公知の方法を採用できる。本実施形態では、ビーム径500μmのX線を、端面における板厚方向及び板幅方向のそれぞれの中央に照射して、残留応力が測定された。なお、残留応力は、シミュレーションソフトウェア等を用いた解析によって、荷重と共に測定されてもよい。 Then, the protrusion width D, the protrusion ratio D / L, the maximum load P during coining, and the reduction amount ΔP of the maximum load P were measured in each case of the different radii RS. Further, on the end face of the product 22 after coining, the residual stress in the plate thickness direction (vertical direction in FIG. 1) and the residual stress in the plate width direction (horizontal direction in FIG. 1) were measured, respectively. For the measurement of the residual stress, a known method such as an X-ray method or a drilling method can be adopted. In the present embodiment, the residual stress is measured by irradiating the center of each of the plate thickness direction and the plate width direction on the end face with X-rays having a beam diameter of 500 μm. The residual stress may be measured together with the load by analysis using simulation software or the like.

また、縮径部分が設けられておらず先端部が基部と同形状であるカウンターパンチ18を備える比較例に係るせん断加工装置10Zを用いて、ピアス加工を実施した。比較例における他の条件は、実施例1の場合と同様である。そして、実施例1の最大荷重Pと比較例の最大荷重Pとの差を、最大荷重Pの低減量ΔPとして算出した。 Further, piercing was performed using the shearing apparatus 10Z according to the comparative example, which was provided with a counter punch 18 having no reduced diameter portion and having the same shape as the base portion at the tip portion. Other conditions in the comparative example are the same as in the case of the first embodiment. Then, the difference between the maximum load P of Example 1 and the maximum load P of the comparative example was calculated as the reduction amount ΔP of the maximum load P.

また、比較例に係るせん断加工装置10Zにおいて、コイニングを実施せず打ち抜きのみを実施してせん断加工が終了した場合に得られた製品22の残留応力を、参考基準値として測定した。打ち抜きのみを実施したせん断加工における、コイニング以外の加工条件は、実施例1の場合と同様である。そして、実施例1の残留応力と、参考基準値の残留応力との差を、残留応力の低減量Δσとして算出した。測定の結果を、以下の表1及び図11に示す。 Further, in the shearing apparatus 10Z according to the comparative example, the residual stress of the product 22 obtained when the shearing was completed by performing only punching without performing coining was measured as a reference reference value. In the shearing process in which only punching is performed, the processing conditions other than the coining are the same as in the case of the first embodiment. Then, the difference between the residual stress of Example 1 and the residual stress of the reference reference value was calculated as the reduction amount Δσ of the residual stress. The measurement results are shown in Table 1 and FIG. 11 below.

Figure 2022061880000002
Figure 2022061880000002

なお、以下の図11~図18中では、横軸の突出比D/Lにおいて、D/L=1は、比較例に対応する。また、D/Lの値が小さくなるほど、それぞれの実施例における先端部の高さHの値が大きくなっている。また、表中に示す残留応力σの値が正の場合、残留応力が引張残留応力であることを意味すると共に、残留応力σの値が負の場合、残留応力が圧縮残留応力であることを意味する。本実施形態では、残留応力が圧縮に向かうこと、すなわち、残留応力σの値が小さくなることが、製品22の品質を担保する観点から好ましい。 In FIGS. 11 to 18 below, in the protrusion ratio D / L on the horizontal axis, D / L = 1 corresponds to a comparative example. Further, as the value of D / L becomes smaller, the value of the height H of the tip portion in each embodiment becomes larger. If the residual stress σ value shown in the table is positive, it means that the residual stress is tensile residual stress, and if the residual stress σ value is negative, it means that the residual stress is compressive residual stress. means. In the present embodiment, it is preferable that the residual stress tends toward compression, that is, the value of the residual stress σ becomes small, from the viewpoint of ensuring the quality of the product 22.

図11(A)に示すように、実施例1では、突出比D/Lが小さくなる程、最大荷重Pが小さくなることが分かる。また、図11(B)に示すように、実施例1では、残留応力の低減効果も得られていることが分かる。例えば、突出比D/Lが0.4mmの場合、板厚方向の残留応力の低減量Δσは、552.29MPa以上得られていると共に、板幅方向の残留応力の低減量Δσは、1000.37MPa以上得られている。実施例1の残留応力の低減効果は、比較例の場合と比べても遜色なく、実際のせん断加工において有効である。 As shown in FIG. 11A, in Example 1, it can be seen that the smaller the protrusion ratio D / L, the smaller the maximum load P. Further, as shown in FIG. 11B, it can be seen that the effect of reducing the residual stress is also obtained in Example 1. For example, when the protrusion ratio D / L is 0.4 mm, the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate thickness direction is 552.29 MPa or more, and the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate width direction is 1000. 37 MPa or more is obtained. The effect of reducing the residual stress of Example 1 is comparable to that of the comparative example, and is effective in actual shearing.

(実施例2)
実施例2では、被加工材20として980MPa級の鋼板を用意し、図2(A)の球頭状の先端部18Bを有するカウンターパンチ18を備えるせん断加工装置10を用いて、ピアス加工を実施した。また、鋼板の厚みTを1.6mm、クリアランス比を厚みTの10%として、クリアランス15の幅Lを0.16mmに設定した。また、打ち抜き孔の径Wを30mmに設定した。径厚み比W/Tは、18.75であった。また、カウンターパンチ18の半径RCPを10mmに設定した。そして、先端部18Bの高さHを変化させることによって、コイニング後のスクラップ24の半径RSを異ならせた。
(Example 2)
In Example 2, a 980 MPa class steel sheet is prepared as the work material 20, and piercing is performed using a shearing apparatus 10 provided with a counter punch 18 having a spherical tip portion 18B in FIG. 2 (A). bottom. Further, the thickness T of the steel plate was set to 1.6 mm, the clearance ratio was set to 10% of the thickness T, and the width L of the clearance 15 was set to 0.16 mm. Further, the diameter W of the punched hole was set to 30 mm. The diameter-thickness ratio W / T was 18.75. Further, the radius RCP of the counter punch 18 was set to 10 mm. Then, by changing the height H of the tip portion 18B, the radius RS of the scrap 24 after coining was changed.

そして、それぞれの場合の突出幅D、突出比D/L、コイニング中の最大荷重P及び最大荷重Pの低減量ΔPを測定した。また、コイニング後の製品22の端面の残留応力を、板厚方向と板幅方向のそれぞれにおいて測定した。他の測定条件は、実施例1の場合と同様である。測定の結果を、以下の表2及び図12に示す。 Then, the protrusion width D, the protrusion ratio D / L, the maximum load P during coining, and the reduction amount ΔP of the maximum load P were measured in each case. Further, the residual stress of the end face of the product 22 after coining was measured in each of the plate thickness direction and the plate width direction. Other measurement conditions are the same as in the case of Example 1. The measurement results are shown in Table 2 and FIG. 12 below.

Figure 2022061880000003
Figure 2022061880000003

図12(A)に示すように、実施例2においても、突出比D/Lが小さくなる程、最大荷重Pが小さくなることが分かる。また、図12(B)に示すように、実施例2では、残留応力の低減効果も得られていることが分かる。例えば、突出比D/Lが0.3mmの場合、板厚方向の残留応力の低減量Δσは、539.13MPa以上得られていると共に、板幅方向の残留応力の低減量Δσは、980.31MPa以上得られている。実施例2の残留応力の低減効果は、実施例1の場合と同様に、実際のせん断加工において有効である。 As shown in FIG. 12A, it can be seen that in the second embodiment as well, the smaller the protrusion ratio D / L is, the smaller the maximum load P is. Further, as shown in FIG. 12B, it can be seen that the effect of reducing the residual stress is also obtained in Example 2. For example, when the protrusion ratio D / L is 0.3 mm, the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate thickness direction is 538.13 MPa or more, and the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate width direction is 980. 31 MPa or more is obtained. The effect of reducing the residual stress of Example 2 is effective in actual shearing as in the case of Example 1.

(実施例3)
実施例3では、被加工材20として980MPa級の鋼板を用意し、図2(A)の球頭状の先端部18Bを有するカウンターパンチ18を備えるせん断加工装置10を用いて、ピアス加工を実施した。また、鋼板の厚みTを1.6mm、クリアランス比を厚みTの10%として、クリアランス15の幅Lを0.16mmに設定した。また、打ち抜き孔の径Wを30mmに設定した。径厚み比W/Tは、18.75であった。また、カウンターパンチ18の半径RCPを15mmに設定した。そして、先端部18Bの高さHを変化させることによって、コイニング後のスクラップ24の半径RSを異ならせた。
(Example 3)
In Example 3, a 980 MPa class steel sheet is prepared as the work material 20, and piercing is performed using a shearing apparatus 10 provided with a counter punch 18 having a spherical tip portion 18B in FIG. 2 (A). bottom. Further, the thickness T of the steel plate was set to 1.6 mm, the clearance ratio was set to 10% of the thickness T, and the width L of the clearance 15 was set to 0.16 mm. Further, the diameter W of the punched hole was set to 30 mm. The diameter-thickness ratio W / T was 18.75. Further, the radius RCP of the counter punch 18 was set to 15 mm. Then, by changing the height H of the tip portion 18B, the radius RS of the scrap 24 after coining was changed.

そして、それぞれの場合の突出幅D、突出比D/L、コイニング中の最大荷重P及び最大荷重Pの低減量ΔPを測定した。また、コイニング後の製品22の端面の残留応力を、板厚方向と板幅方向のそれぞれにおいて測定した。他の測定条件は、実施例1の場合と同様である。実施例3は、カウンターパンチ18の半径RCPの値のみ、実施例2と異なる。測定の結果を、以下の表3及び図13に示す。 Then, the protrusion width D, the protrusion ratio D / L, the maximum load P during coining, and the reduction amount ΔP of the maximum load P were measured in each case. Further, the residual stress of the end face of the product 22 after coining was measured in each of the plate thickness direction and the plate width direction. Other measurement conditions are the same as in the case of Example 1. Example 3 differs from Example 2 only in the value of the radius RCP of the counter punch 18. The measurement results are shown in Table 3 and FIG. 13 below.

Figure 2022061880000004
Figure 2022061880000004

図13(A)に示すように、実施例3においても、突出比D/Lが小さくなる程、最大荷重Pが小さくなることが分かる。また、図13(B)に示すように、実施例3では、残留応力の低減効果も得られていることが分かる。例えば、突出比D/Lが0.3mmの場合、板厚方向の残留応力の低減量Δσは、540.74MPa以上得られていると共に、板幅方向の残留応力の低減量Δσは、980.09MPa以上得られている。実施例3の残留応力の低減効果は、実施例1及び2の場合と同様に、実際のせん断加工において有効である。 As shown in FIG. 13A, it can be seen that in the third embodiment as well, the smaller the protrusion ratio D / L is, the smaller the maximum load P is. Further, as shown in FIG. 13B, it can be seen that the effect of reducing the residual stress is also obtained in Example 3. For example, when the protrusion ratio D / L is 0.3 mm, the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate thickness direction is 540.74 MPa or more, and the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate width direction is 980. It is obtained at 09 MPa or more. The effect of reducing the residual stress in Example 3 is effective in actual shearing, as in the cases of Examples 1 and 2.

(実施例4)
実施例4では、被加工材20として980MPa級の鋼板を用意し、図2(A)の球頭状の先端部18Bを有するカウンターパンチ18を備えるせん断加工装置10を用いて、ピアス加工を実施した。また、鋼板の厚みTを4mm、クリアランス比を厚みTの10%として、クリアランス15の幅Lを0.4mmに設定した。また、打ち抜き孔の径Wを30mmに設定した。径厚み比W/Tは、7.5であった。また、カウンターパンチ18の半径RCPを15mmに設定した。そして、先端部18Bの高さHを変化させることによって、コイニング後のスクラップ24の半径RSを異ならせた。
(Example 4)
In Example 4, a 980 MPa class steel sheet is prepared as the work material 20, and piercing is performed using a shearing apparatus 10 provided with a counter punch 18 having a spherical tip portion 18B in FIG. 2 (A). bottom. Further, the thickness T of the steel plate was set to 4 mm, the clearance ratio was set to 10% of the thickness T, and the width L of the clearance 15 was set to 0.4 mm. Further, the diameter W of the punched hole was set to 30 mm. The diameter-thickness ratio W / T was 7.5. Further, the radius RCP of the counter punch 18 was set to 15 mm. Then, by changing the height H of the tip portion 18B, the radius RS of the scrap 24 after coining was changed.

そして、それぞれの場合の突出幅D、突出比D/L、コイニング中の最大荷重P及び最大荷重Pの低減量ΔPを測定した。また、コイニング後の製品22の端面の残留応力を、板厚方向と板幅方向のそれぞれにおいて測定した。他の測定条件は、実施例1の場合と同様である。測定の結果を、以下の表4及び図14に示す。 Then, the protrusion width D, the protrusion ratio D / L, the maximum load P during coining, and the reduction amount ΔP of the maximum load P were measured in each case. Further, the residual stress of the end face of the product 22 after coining was measured in each of the plate thickness direction and the plate width direction. Other measurement conditions are the same as in the case of Example 1. The measurement results are shown in Table 4 and FIG. 14 below.

Figure 2022061880000005
Figure 2022061880000005

図14(A)に示すように、実施例4においても、突出比D/Lが小さくなる程、最大荷重Pが小さくなることが分かる。また、図14(B)に示すように、実施例4では、残留応力の低減効果も得られていることが分かる。例えば、突出比D/Lが0.1mmの場合、板厚方向の残留応力の低減量Δσは、489.29MPa以上得られていると共に、板幅方向の残留応力の低減量Δσは、977.37MPa以上得られている。実施例4の残留応力の低減効果は、実施例1~3の場合と同様に、実際のせん断加工において有効である。 As shown in FIG. 14A, it can be seen that in the fourth embodiment as well, the smaller the protrusion ratio D / L is, the smaller the maximum load P is. Further, as shown in FIG. 14B, it can be seen that the effect of reducing the residual stress is also obtained in Example 4. For example, when the protrusion ratio D / L is 0.1 mm, the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate thickness direction is 489.29 MPa or more, and the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate width direction is 977. 37 MPa or more is obtained. The effect of reducing the residual stress in Example 4 is effective in actual shearing, as in the cases of Examples 1 to 3.

(実施例5)
実施例5では、被加工材20として980MPa級の鋼板を用意し、図2(B)の上面が平坦な球頭状の先端部18Bを有するカウンターパンチ18を備えるせん断加工装置10を用いて、ピアス加工を実施した。また、鋼板の厚みTを1.6mm、クリアランス比を厚みTの10%として、クリアランス15の幅Lを0.16mmに設定した。また、打ち抜き孔の径Wを30mmに設定した。径厚み比W/Tは、18.75であった。また、カウンターパンチ18の半径RCPを15mmに設定した。そして、先端部18Bの高さHを変化させることによって、コイニング後のスクラップ24の半径RSを異ならせた。
(Example 5)
In Example 5, a 980 MPa class steel plate is prepared as the work material 20, and a shearing apparatus 10 provided with a counter punch 18 having a spherical tip portion 18B having a flat upper surface in FIG. 2B is used. Piercing was performed. Further, the thickness T of the steel plate was set to 1.6 mm, the clearance ratio was set to 10% of the thickness T, and the width L of the clearance 15 was set to 0.16 mm. Further, the diameter W of the punched hole was set to 30 mm. The diameter-thickness ratio W / T was 18.75. Further, the radius RCP of the counter punch 18 was set to 15 mm. Then, by changing the height H of the tip portion 18B, the radius RS of the scrap 24 after coining was changed.

そして、それぞれの場合の突出幅D、突出比D/L、コイニング中の最大荷重P及び最大荷重Pの低減量ΔPを測定した。また、コイニング後の製品22の端面の残留応力を、板厚方向と板幅方向のそれぞれにおいて測定した。他の測定条件は、実施例1の場合と同様である。測定の結果を、以下の表5及び図15に示す。 Then, the protrusion width D, the protrusion ratio D / L, the maximum load P during coining, and the reduction amount ΔP of the maximum load P were measured in each case. Further, the residual stress of the end face of the product 22 after coining was measured in each of the plate thickness direction and the plate width direction. Other measurement conditions are the same as in the case of Example 1. The measurement results are shown in Table 5 and FIG. 15 below.

Figure 2022061880000006
Figure 2022061880000006

図15(A)に示すように、実施例5においても、突出比D/Lが小さくなる程、最大荷重Pが小さくなることが分かる。また、図15(B)に示すように、実施例5では、残留応力の低減効果も得られていることが分かる。例えば、突出比D/Lが0.3mmの場合、板厚方向の残留応力の低減量Δσは、563.59MPa以上得られていると共に、板幅方向の残留応力の低減量Δσは、982.28MPa以上得られている。実施例5の残留応力の低減効果は、実施例1~4の場合と同様に、実際のせん断加工において有効である。 As shown in FIG. 15A, it can be seen that in the fifth embodiment as well, the smaller the protrusion ratio D / L is, the smaller the maximum load P is. Further, as shown in FIG. 15B, it can be seen that the effect of reducing the residual stress is also obtained in Example 5. For example, when the protrusion ratio D / L is 0.3 mm, the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate thickness direction is 563.59 MPa or more, and the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate width direction is 982. 28 MPa or more is obtained. The effect of reducing the residual stress in Example 5 is effective in actual shearing, as in the cases of Examples 1 to 4.

(実施例6)
実施例6では、被加工材20として980MPa級の鋼板を用意し、図2(C)の円錐状の先端部18Bを有するカウンターパンチ18を備えるせん断加工装置10を用いて、ピアス加工を実施した。また、鋼板の厚みTを1.6mm、クリアランス比を厚みTの10%として、クリアランス15の幅Lを0.16mmに設定した。また、打ち抜き孔の径Wを30mmに設定した。径厚み比W/Tは、18.75であった。また、カウンターパンチ18の半径RCPを15mmに設定した。そして、先端部18Bの高さHを変化させることによって、コイニング後のスクラップ24の半径RSを異ならせた。
(Example 6)
In Example 6, a 980 MPa class steel plate was prepared as the work material 20, and piercing was performed using a shearing apparatus 10 provided with a counter punch 18 having a conical tip portion 18B in FIG. 2C. .. Further, the thickness T of the steel plate was set to 1.6 mm, the clearance ratio was set to 10% of the thickness T, and the width L of the clearance 15 was set to 0.16 mm. Further, the diameter W of the punched hole was set to 30 mm. The diameter-thickness ratio W / T was 18.75. Further, the radius RCP of the counter punch 18 was set to 15 mm. Then, by changing the height H of the tip portion 18B, the radius RS of the scrap 24 after coining was changed.

そして、それぞれの場合の突出幅D、突出比D/L、コイニング中の最大荷重P及び最大荷重Pの低減量ΔPを測定した。また、コイニング後の製品22の端面の残留応力を、板厚方向と板幅方向のそれぞれにおいて測定した。他の測定条件は、実施例1の場合と同様である。測定の結果を、以下の表6及び図16に示す。 Then, the protrusion width D, the protrusion ratio D / L, the maximum load P during coining, and the reduction amount ΔP of the maximum load P were measured in each case. Further, the residual stress of the end face of the product 22 after coining was measured in each of the plate thickness direction and the plate width direction. Other measurement conditions are the same as in the case of Example 1. The measurement results are shown in Table 6 and FIG. 16 below.

Figure 2022061880000007
Figure 2022061880000007

図16(A)に示すように、実施例6においても、突出比D/Lが小さくなる程、最大荷重Pが小さくなることが分かる。また、図16(B)に示すように、実施例6では、残留応力の低減効果も得られていることが分かる。例えば、突出比D/Lが0.3mmの場合、板厚方向の残留応力の低減量Δσは、563.59MPa以上得られていると共に、板幅方向の残留応力の低減量Δσは、993.28MPa以上得られている。実施例6の残留応力の低減効果は、実施例1~5の場合と同様に、実際のせん断加工において有効である。 As shown in FIG. 16A, it can be seen that in the sixth embodiment as well, the smaller the protrusion ratio D / L is, the smaller the maximum load P is. Further, as shown in FIG. 16B, it can be seen that the effect of reducing the residual stress is also obtained in Example 6. For example, when the protrusion ratio D / L is 0.3 mm, the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate thickness direction is 563.59 MPa or more, and the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate width direction is 993. 28 MPa or more is obtained. The effect of reducing the residual stress in Example 6 is effective in actual shearing, as in the cases of Examples 1 to 5.

(実施例7)
実施例7では、被加工材20として980MPa級の鋼板を用意し、図9のテーパー状の先端部18Bを有するカウンターパンチ18を備えるせん断加工装置10を用いて、トリム加工を実施した。また、鋼板の厚みTを1.6mm、クリアランス比を厚みTの10%として、クリアランス15の幅Lを0.16mmに設定した。また、打ち抜き孔の径Wを30mmに設定した。径厚み比W/Tは、18.75であった。また、カウンターパンチ18の半径RCPを15mmに設定した。そして、先端部18Bの高さHを変化させることによって、コイニング後のスクラップ24の半径RSを異ならせた。
(Example 7)
In Example 7, a 980 MPa class steel sheet was prepared as the work material 20, and trimming was performed using a shearing apparatus 10 equipped with a counter punch 18 having a tapered tip portion 18B in FIG. Further, the thickness T of the steel plate was set to 1.6 mm, the clearance ratio was set to 10% of the thickness T, and the width L of the clearance 15 was set to 0.16 mm. Further, the diameter W of the punched hole was set to 30 mm. The diameter-thickness ratio W / T was 18.75. Further, the radius RCP of the counter punch 18 was set to 15 mm. Then, by changing the height H of the tip portion 18B, the radius RS of the scrap 24 after coining was changed.

そして、それぞれの場合の突出幅D、突出比D/L、コイニング中の最大荷重P及び最大荷重Pの低減量ΔPを測定した。また、コイニング後の製品22の端面の残留応力を、板厚方向と板幅方向のそれぞれにおいて測定した。他の測定条件は、実施例1の場合と同様である。測定の結果を、以下の表7及び図17に示す。 Then, the protrusion width D, the protrusion ratio D / L, the maximum load P during coining, and the reduction amount ΔP of the maximum load P were measured in each case. Further, the residual stress of the end face of the product 22 after coining was measured in each of the plate thickness direction and the plate width direction. Other measurement conditions are the same as in the case of Example 1. The measurement results are shown in Table 7 and FIG. 17 below.

Figure 2022061880000008
Figure 2022061880000008

図17(A)に示すように、実施例7においても、突出比D/Lが小さくなる程、最大荷重Pが小さくなることが分かる。また、図17(B)に示すように、実施例7では、残留応力の低減効果も得られていることが分かる。例えば、突出比D/Lが0.3mmの場合、板厚方向の残留応力の低減量Δσは、520.59MPa以上得られていると共に、板幅方向の残留応力の低減量Δσは、1016.28MPa以上得られている。実施例7の残留応力の低減効果は、実施例1~6の場合と同様に、実際のせん断加工において有効である。 As shown in FIG. 17A, it can be seen that in the seventh embodiment as well, the smaller the protrusion ratio D / L, the smaller the maximum load P. Further, as shown in FIG. 17B, it can be seen that the effect of reducing the residual stress is also obtained in Example 7. For example, when the protrusion ratio D / L is 0.3 mm, the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate thickness direction is 520.59 MPa or more, and the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate width direction is 1016. 28 MPa or more is obtained. The effect of reducing the residual stress in Example 7 is effective in actual shearing, as in the cases of Examples 1 to 6.

(実施例8)
実施例8では、被加工材20として300MPa級のアルミ板を用意し、図2(A)の球頭状の先端部18Bを有するカウンターパンチ18を備えるせん断加工装置10を用いて、ピアス加工を実施した。また、鋼板の厚みTを1.6mm、クリアランス比を厚みTの10%として、クリアランス15の幅Lを0.16mmに設定した。また、打ち抜き孔の径Wを30mmに設定した。径厚み比W/Tは、18.75であった。また、カウンターパンチ18の半径RCPを15mmに設定した。そして、先端部18Bの高さHを変化させることによって、コイニング後のスクラップ24の半径RSを異ならせた。
(Example 8)
In Example 8, a 300 MPa class aluminum plate is prepared as the work material 20, and piercing is performed using a shearing apparatus 10 provided with a counter punch 18 having a spherical tip portion 18B in FIG. 2 (A). carried out. Further, the thickness T of the steel plate was set to 1.6 mm, the clearance ratio was set to 10% of the thickness T, and the width L of the clearance 15 was set to 0.16 mm. Further, the diameter W of the punched hole was set to 30 mm. The diameter-thickness ratio W / T was 18.75. Further, the radius RCP of the counter punch 18 was set to 15 mm. Then, by changing the height H of the tip portion 18B, the radius RS of the scrap 24 after coining was changed.

そして、それぞれの場合の突出幅D、突出比D/L、コイニング中の最大荷重P及び最大荷重Pの低減量ΔPを測定した。また、コイニング後の製品22の端面の残留応力を、板厚方向と板幅方向のそれぞれにおいて測定した。他の測定条件は、実施例1の場合と同様である。測定の結果を、以下の表8及び図18に示す。 Then, the protrusion width D, the protrusion ratio D / L, the maximum load P during coining, and the reduction amount ΔP of the maximum load P were measured in each case. Further, the residual stress of the end face of the product 22 after coining was measured in each of the plate thickness direction and the plate width direction. Other measurement conditions are the same as in the case of Example 1. The measurement results are shown in Table 8 and FIG. 18 below.

Figure 2022061880000009
Figure 2022061880000009

図18(A)に示すように、実施例8においても、突出比D/Lが小さくなる程、最大荷重Pが小さくなることが分かる。また、図18(B)に示すように、実施例8では、残留応力の低減効果も得られていることが分かる。例えば、突出比D/Lが0.3mmの場合、板厚方向の残留応力の低減量Δσは、210.24MPa以上得られていると共に、板幅方向の残留応力の低減量Δσは、405.11MPa以上得られている。実施例8の残留応力の低減効果は、実施例1~7の場合と同様に、実際のせん断加工において有効である。また、実施例8のアルミ板のように、被加工材20が高強度鋼板以外の金属材料であっても、本開示を適用できることが分かる。 As shown in FIG. 18A, it can be seen that in the eighth embodiment as well, the smaller the protrusion ratio D / L is, the smaller the maximum load P is. Further, as shown in FIG. 18B, it can be seen that the effect of reducing the residual stress is also obtained in Example 8. For example, when the protrusion ratio D / L is 0.3 mm, the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate thickness direction is 210.24 MPa or more, and the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate width direction is 405. 11 MPa or more is obtained. The effect of reducing the residual stress of Example 8 is effective in actual shearing, as in the case of Examples 1 to 7. Further, it can be seen that the present disclosure can be applied even when the workpiece 20 is a metal material other than the high-strength steel plate, as in the aluminum plate of Example 8.

本実施形態では、実施例1~実施例8のように、突出比D/Lが小さい程、せん断加工装置10に生じた最大荷重を低減できることが分かる。特に、突出比D/Lが、0.8未満である場合、荷重の低減効果が高められたことが分かる。また、突出比D/Lが、0.6未満に設定されることによって、荷重の低減効果が一層高められたことが分かる。また、製品22の端面の残留応力も低減することも分かる。 In this embodiment, as in Examples 1 to 8, it can be seen that the smaller the protrusion ratio D / L, the more the maximum load generated in the shearing apparatus 10 can be reduced. In particular, when the protrusion ratio D / L is less than 0.8, it can be seen that the load reduction effect is enhanced. Further, it can be seen that the load reduction effect is further enhanced by setting the protrusion ratio D / L to less than 0.6. It can also be seen that the residual stress on the end face of the product 22 is also reduced.

ただし、図11~図18中に示したように、突出比D/Lが負となる場合、すなわち、D<0となる場合には、荷重の低減効果に対する突出比D/Lの影響が比較的小さくなる。そして、残留応力の低減量Δσを制御するため、径厚み比W/Tが調整される。次に、以下の実施例9~実施例11を用いて、特にD<0の場合における、径厚み比W/Tと残留応力の低減量Δσとの関係を説明する。なお、説明を省略するが、実施例9~実施例11においても、荷重の低減効果が得られていることは勿論である。 However, as shown in FIGS. 11 to 18, when the protrusion ratio D / L is negative, that is, when D <0, the influence of the protrusion ratio D / L on the load reduction effect is compared. It becomes smaller. Then, in order to control the reduction amount Δσ of the residual stress, the diameter-thickness ratio W / T is adjusted. Next, the relationship between the diameter-thickness ratio W / T and the residual stress reduction amount Δσ will be described with reference to Examples 9 to 11 below, especially when D <0. Although description is omitted, it goes without saying that the load reduction effect is also obtained in Examples 9 to 11.

(実施例9)
実施例9では、被加工材20として980MPa級の鋼板を用意し、図2(A)の球頭状の先端部18Bを有するカウンターパンチ18を備えるせん断加工装置10を用いて、ピアス加工を実施した。クリアランス比は、鋼板の厚みTの10%であった。また、径厚み比W/T=15となるように、被加工材20の厚みTを2mm、打ち抜き孔の径Wを30mmに設定した。また、カウンターパンチ18の半径RCPを15mmに設定した。そして、コイニング後の製品22の端面において、板厚方向の残留応力と、板幅方向の残留応力とを、それぞれ測定した。
(Example 9)
In Example 9, a 980 MPa class steel sheet is prepared as the work material 20, and piercing is performed using a shearing apparatus 10 provided with a counter punch 18 having a spherical tip portion 18B in FIG. 2 (A). bottom. The clearance ratio was 10% of the thickness T of the steel sheet. Further, the thickness T of the workpiece 20 was set to 2 mm and the diameter W of the punched hole was set to 30 mm so that the diameter-thickness ratio W / T = 15. Further, the radius RCP of the counter punch 18 was set to 15 mm. Then, on the end face of the product 22 after coining, the residual stress in the plate thickness direction and the residual stress in the plate width direction were measured, respectively.

また、縮径部分が設けられておらず先端部が基部と同形状であるカウンターパンチ18を備える比較例に係るせん断加工装置10Zを用いて、ピアス加工を実施した。また、比較例では、コイニングを実施せず打ち抜きのまません断加工を終了した。比較例における他の条件は、実施例9の場合と同様である。そして、実施例9の残留応力と、比較例の残留応力との差を、残留応力の低減量Δσとして算出した。 Further, piercing was performed using the shearing apparatus 10Z according to the comparative example, which was provided with a counter punch 18 having no reduced diameter portion and having the same shape as the base portion at the tip portion. Further, in the comparative example, the shearing process was completed with punching without performing coining. Other conditions in the comparative example are the same as in the case of the ninth embodiment. Then, the difference between the residual stress of Example 9 and the residual stress of Comparative Example was calculated as the reduction amount Δσ of the residual stress.

測定の結果を、以下の表9に示す。実施例9の板厚方向における残留応力の低減量Δσは、図19中で最も左側の白丸(○)印のデータ点で表されている。また、実施例9の板幅方向における残留応力の低減量Δσは、図19中で最も左側の黒丸(●)印のデータ点で表されている。 The measurement results are shown in Table 9 below. The amount of reduction in residual stress Δσ in the plate thickness direction of Example 9 is represented by the data points marked with white circles (◯) on the leftmost side in FIG. Further, the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate width direction of Example 9 is represented by the data points marked with black circles (●) on the leftmost side in FIG.

Figure 2022061880000010
Figure 2022061880000010

(実施例10)
実施例10では、径厚み比W/T=60となるように、被加工材20の厚みTを1mm、打ち抜き孔の径Wを60mmに設定した。また、カウンターパンチ18の半径RCPを30mmに設定した。他の条件は、実施例9の場合と同様である。そして、コイニング後の製品22の端面の残留応力を、板厚方向と板幅方向のそれぞれにおいて測定した。
(Example 10)
In Example 10, the thickness T of the workpiece 20 was set to 1 mm and the diameter W of the punched hole was set to 60 mm so that the diameter-thickness ratio W / T = 60. Further, the radius RCP of the counter punch 18 was set to 30 mm. Other conditions are the same as in the case of Example 9. Then, the residual stress of the end face of the product 22 after coining was measured in each of the plate thickness direction and the plate width direction.

測定の結果を、以下の表10に示す。実施例10の板厚方向における残留応力の低減量Δσは、図19中で左側から2番目の○印のデータ点で表されている。また、実施例10の板幅方向における残留応力の低減量Δσは、図19中で左側から2番目の●印のデータ点で表されている。 The measurement results are shown in Table 10 below. The amount of reduction in residual stress Δσ in the plate thickness direction of Example 10 is represented by the data point marked with a circle from the left in FIG. Further, the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate width direction of Example 10 is represented by the data point marked with ●, which is the second from the left side in FIG.

Figure 2022061880000011
Figure 2022061880000011

(実施例11)
実施例11では、径厚み比W/T=500となるように、被加工材20の厚みTを0.5mm、打ち抜き孔の径Wを250mmに設定した。また、カウンターパンチ18の半径RCPを125mmに設定した。他の条件は、実施例9の場合と同様である。そして、コイニング後の製品22の端面の残留応力を板厚方向と板幅方向のそれぞれにおいて測定した。
(Example 11)
In Example 11, the thickness T of the workpiece 20 was set to 0.5 mm and the diameter W of the punched hole was set to 250 mm so that the diameter-thickness ratio W / T = 500. Further, the radius RCP of the counter punch 18 was set to 125 mm. Other conditions are the same as in the case of Example 9. Then, the residual stress of the end face of the product 22 after coining was measured in each of the plate thickness direction and the plate width direction.

測定の結果を、以下の表11に示す。実施例11の板厚方向における残留応力の低減量Δσは、図19中で最も右側の○印のデータ点で表されている。また、実施例11の板幅方向における残留応力の低減量Δσは、図19中で最も右側で、○印のデータ点と部分的に重なった●印のデータ点で表されている。 The measurement results are shown in Table 11 below. The amount of reduction in residual stress Δσ in the plate thickness direction of Example 11 is represented by the data points marked with ◯ on the far right in FIG. Further, the reduction amount Δσ of the residual stress in the plate width direction of Example 11 is represented by the data points marked with ● on the far right side of FIG. 19 and partially overlapping the data points marked with ○.

Figure 2022061880000012
Figure 2022061880000012

実施例9~実施例11に示したように、本実施形態では、D<0の場合、径厚み比W/Tが小さい程、得られる残留応力の低減量Δσが大きくなることが分かる。特に、径厚み比W/Tが、500未満であることによって、残留応力の低減効果が高められたことが分かる。また、径厚み比W/Tが、60未満であることによって、残留応力の低減効果が一層高められたことが分かる。 As shown in Examples 9 to 11, in the present embodiment, when D <0, it can be seen that the smaller the diameter-thickness ratio W / T, the larger the amount of reduction in the obtained residual stress Δσ. In particular, it can be seen that the effect of reducing the residual stress is enhanced when the diameter-thickness ratio W / T is less than 500. Further, it can be seen that the effect of reducing the residual stress is further enhanced when the diameter-thickness ratio W / T is less than 60.

(作用効果)
本実施形態では、せん断後、カウンターパンチ18を製品22側に向かって移動させると、スクラップ24が製品22の端面に接触するコイニング時に、スクラップ24の外縁が折り曲げ変形する。折り曲げ変形によって、コイニング時に製品22とスクラップ24との間で生じる荷重が吸収されるため、荷重を受け止めるせん断加工装置10側の負担が軽減される。このため、ガスクッション等の衝撃緩和装置の能力を増強する必要性が生じない。
(Action effect)
In the present embodiment, when the counter punch 18 is moved toward the product 22 side after shearing, the outer edge of the scrap 24 is bent and deformed when the scrap 24 is coined in contact with the end face of the product 22. Since the load generated between the product 22 and the scrap 24 during coining is absorbed by the bending deformation, the load on the shearing device 10 side that receives the load is reduced. Therefore, there is no need to increase the capacity of the impact mitigation device such as a gas cushion.

また、本実施形態では、カウンターパンチ18が基部18Aより縮径した先端部18Bを有しており、先端部18Bの上側にスクラップ24が配置される。このため、先端部18Bが基部18Aと同径で、先端部18Bの上面が平坦であるカウンターパンチ18が用いられるコイニングの場合と比べ、コイニング時、縮径した先端部18Bの形状に沿ってスクラップ24の外縁を円滑に折り曲げ変形させることができる。 Further, in the present embodiment, the counter punch 18 has a tip portion 18B having a diameter reduced from that of the base portion 18A, and the scrap 24 is arranged on the upper side of the tip portion 18B. Therefore, as compared with the case of coining in which the tip portion 18B has the same diameter as the base portion 18A and the counter punch 18 having a flat upper surface of the tip portion 18B is used, scrap is performed along the shape of the reduced diameter tip portion 18B during coining. The outer edge of the 24 can be smoothly bent and deformed.

また、本実施形態では、先端部18Bが、基部18Aから被加工材20側に向かうに従って徐々に縮径しているため、スクラップ24の外縁をより円滑に折り曲げ変形させることができる。このため、せん断加工装置10側の負担をより軽減できる。 Further, in the present embodiment, since the tip portion 18B is gradually reduced in diameter from the base portion 18A toward the work piece 20 side, the outer edge of the scrap 24 can be bent and deformed more smoothly. Therefore, the burden on the shearing apparatus 10 side can be further reduced.

また、本実施形態では、図2(B)、図2(D)、図2(E)及び図2(F)に示したように、先端部18Bが平坦な上面を有する場合、平坦な上面によって、カウンターパンチ18がパンチ16と接触する面積が増加するので、カウンターパンチ18の移動中、スクラップ24をより安定的に支持できる。 Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 2 (B), 2 (D), 2 (E) and 2 (F), when the tip portion 18B has a flat upper surface, the flat upper surface is formed. As a result, the area in which the counter punch 18 comes into contact with the punch 16 increases, so that the scrap 24 can be supported more stably while the counter punch 18 is moving.

また、本実施形態では、図2(C)に示すように、先端部18Bが、錐体形状である場合、先端部18B全体がすべて上側に向かって尖っているため、コイニング時、折り曲げ変形に利用できない領域がほとんど無く、折り曲げを確実に行うことができる。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2C, when the tip portion 18B has a cone shape, the entire tip portion 18B is sharpened toward the upper side, so that the tip portion 18B is bent and deformed during coining. There is almost no unusable area, and bending can be performed reliably.

また、本実施形態では、ピアス加工を実施可能なせん断加工装置10が実現されている。このため、ピアス加工においてコイニング荷重の低減効果を高めることができる。 Further, in the present embodiment, a shearing machine 10 capable of performing piercing is realized. Therefore, the effect of reducing the coining load can be enhanced in the piercing process.

また、本実施形態では、スクラップ24の外縁が折り曲げ変形した後、スクラップ24と製品22とが接触した状態が維持される場合がある。折り曲げ変形後も、スクラップ24の突出した外縁が製品22と接触した状態が維持されたままコイニングが継続されることによって、コイニング時間が長くなるので、コイニングによる残留応力の低減効果を高めることができる。 Further, in the present embodiment, after the outer edge of the scrap 24 is bent and deformed, the state in which the scrap 24 and the product 22 are in contact with each other may be maintained. Even after bending deformation, the coining is continued while the protruding outer edge of the scrap 24 is maintained in contact with the product 22, so that the coining time becomes longer, so that the effect of reducing the residual stress due to the coining can be enhanced. ..

また、本実施形態では、折り曲げ変形後、スクラップ24の外縁と製品22との接触状態が維持される場合、突出比D/Lが、0.8未満に設定されることによって、荷重の低減効果を高めることができる。 Further, in the present embodiment, when the contact state between the outer edge of the scrap 24 and the product 22 is maintained after bending and deformation, the protrusion ratio D / L is set to less than 0.8, thereby reducing the load. Can be enhanced.

また、本実施形態では、折り曲げ変形後、スクラップ24の外縁と製品22との接触状態が維持される場合、突出比D/Lが、0.6未満に設定されることによって、荷重の低減効果を一層高めることができる。 Further, in the present embodiment, when the contact state between the outer edge of the scrap 24 and the product 22 is maintained after bending and deformation, the protrusion ratio D / L is set to less than 0.6, thereby reducing the load. Can be further enhanced.

また、本実施形態では、スクラップ24の外縁が折り曲げ変形してコイニングが実施された後、スクラップ24の外縁がカウンターパンチ18の基部18Aの内側に位置し、スクラップ24の外縁と製品22との接触状態が回避される場合がある。折り曲げ変形後、スクラップ24の外縁と製品22とが非接触である状態が維持されたままカウンターパンチ18が移動するので、せん断加工装置10に更なる荷重が負担されない。 Further, in the present embodiment, after the outer edge of the scrap 24 is bent and deformed to perform coining, the outer edge of the scrap 24 is located inside the base 18A of the counter punch 18, and the outer edge of the scrap 24 comes into contact with the product 22. The condition may be avoided. After the bending deformation, the counter punch 18 moves while the outer edge of the scrap 24 and the product 22 are not in contact with each other, so that no further load is applied to the shearing apparatus 10.

また、本実施形態では、折り曲げ変形後、スクラップ24の外縁と製品22との接触状態が回避される場合、径厚み比W/Tが、500未満であることによって、残留応力の低減効果を高めることができる。 Further, in the present embodiment, when the contact state between the outer edge of the scrap 24 and the product 22 is avoided after bending and deformation, the diameter-thickness ratio W / T is less than 500, so that the effect of reducing the residual stress is enhanced. be able to.

また、本実施形態では、折り曲げ変形後、スクラップ24の外縁と製品22との接触状態が回避される場合、径厚み比W/Tが、60未満であることによって、残留応力の低減効果を一層高めることができる。 Further, in the present embodiment, when the contact state between the outer edge of the scrap 24 and the product 22 is avoided after bending and deformation, the diameter-thickness ratio W / T is less than 60, so that the effect of reducing the residual stress is further enhanced. Can be enhanced.

また、本実施形態では、被加工材20が金属材料であるため、金属材料を用いたコイニング時のコイニング荷重低減効果を高めることができる。 Further, in the present embodiment, since the workpiece 20 is a metal material, the effect of reducing the coining load at the time of coining using the metal material can be enhanced.

また、図9及び図10に示した変形例においても、本実施形態の場合と同様に、せん断後、カウンターパンチ18を製品22側に向かって移動させると、スクラップ24が製品22の端面に接触するコイニング時に、スクラップ24の外縁が折り曲げ変形する。折り曲げ変形によって、コイニング時に製品22とスクラップ24との間で生じる荷重が吸収されるため、荷重を受け止めるせん断加工装置10側の負担が軽減される。このため、ガスクッション等の衝撃緩和装置の能力を増強する必要性が生じない。 Further, also in the modified examples shown in FIGS. 9 and 10, when the counter punch 18 is moved toward the product 22 side after shearing as in the case of the present embodiment, the scrap 24 comes into contact with the end face of the product 22. At the time of shearing, the outer edge of the scrap 24 is bent and deformed. Since the load generated between the product 22 and the scrap 24 during coining is absorbed by the bending deformation, the load on the shearing device 10 side that receives the load is reduced. Therefore, there is no need to increase the capacity of the impact mitigation device such as a gas cushion.

また、変形例では、トリム加工を実施可能なせん断加工装置10が実現されている。このため、トリム加工において、コイニング荷重の低減効果を高めることができる。変形例に係るせん断加工装置10の他の効果については、本実施形態の場合と同様である。 Further, in the modified example, a shearing machine 10 capable of performing trimming is realized. Therefore, in the trim processing, the effect of reducing the coining load can be enhanced. Other effects of the shearing apparatus 10 according to the modified example are the same as in the case of the present embodiment.

<その他の実施形態>
本開示は上記の開示した実施の形態によって説明したが、この説明は、本開示を限定するものではない。本開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになると考えられるべきである。
<Other embodiments>
Although the present disclosure has been described by the embodiments disclosed above, this description is not limiting the present disclosure. It should be considered from this disclosure to those skilled in the art that various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent.

例えば、図1~図19中に示されたせん断加工装置の構造を部分的に組み合わせても、本開示を構成できる。本開示は、上記に記載していない様々な実施の形態等を含むと共に、本開示の技術的範囲は、上記の説明から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ定められるものである。 For example, the present disclosure can be configured by partially combining the structures of the shearing apparatus shown in FIGS. 1 to 19. The present disclosure includes various embodiments not described above, and the technical scope of the present disclosure is defined only by the matters specifying the invention within the scope of claims reasonable from the above description.

10 せん断加工装置
12 ダイ
14 ホルダ
15 クリアランス
16 パンチ
18 カウンターパンチ
18A 基部
18B 先端部
20 被加工材
22 製品
24 スクラップ
A1 ダイの内側面の位置
A2 カウンターパンチの外側面の位置
A3 スクラップの外縁の位置
B 頂点
B1 境界位置
C 基準線(中心軸線)
D 突出幅
H 高さ
L クリアランスの幅
RCP カウンターパンチの半径(縮径した部分の領域の距離)
RS スクラップの半径
T 厚み
W 打ち抜き孔の径(折り曲げ変形前のスクラップの径)
10 Shearing equipment 12 Die 14 Holder 15 Clearance 16 Punch 18 Counter punch 18A Base 18B Tip 20 Work material 22 Product 24 Scrap A1 Die inner side position A2 Counter punch outer side position A3 Scrap outer edge position B Vertex B1 Boundary position C Reference line (central axis)
D Overhang width H Height L Clearance width RCP Counter punch radius (distance of reduced diameter area)
RS Scrap radius T Thickness W Punched hole diameter (scrap diameter before bending and deformation)

Claims (15)

ダイと、
前記ダイとの間で被加工材を挟むホルダと、
前記ダイとの間にクリアランスを有して配置されたパンチと、
前記パンチと対向して配置されたカウンターパンチと、
を備えたせん断加工装置を用いて、
前記ダイと前記パンチとによって前記被加工材をせん断して製品を形成し、前記製品を前記ダイと前記ホルダとの間に支持すると共に、前記せん断によって前記被加工材から分離された部分をスクラップとして前記カウンターパンチの先端部の上に配置し、
上側に前記スクラップが配置された状態で前記カウンターパンチを前記製品側に向かって移動させ、前記スクラップの外縁を支持された前記製品の端面に接触させることによって前記スクラップの外縁を折り曲げ変形させつつコイニングする、
スクラップコイニング方法。
With the die
A holder that sandwiches the work material with the die,
A punch placed with a clearance between the die and the punch,
A counter punch placed facing the punch and
Using a shearing machine equipped with
The work material is sheared by the die and the punch to form a product, the product is supported between the die and the holder, and the portion separated from the work material by the shearing is scrapped. Placed on the tip of the counter punch as
With the scrap placed on the upper side, the counter punch is moved toward the product side, and the outer edge of the scrap is brought into contact with the end face of the supported product to bend and deform the outer edge of the scrap while coining. do,
Scrap coining method.
前記カウンターパンチは、基部、及び、前記基部の前記被加工材側に設けられ前記基部より縮径した前記先端部を有する、
請求項1に記載のスクラップコイニング方法。
The counter punch has a base portion and a tip portion provided on the workpiece side of the base portion and having a diameter reduced from the base portion.
The scrap coining method according to claim 1.
前記先端部の縮径した部分は、前記基部側から前記被加工材側に向かうに従って徐々に縮径している、
請求項2に記載のスクラップコイニング方法。
The reduced diameter portion of the tip portion is gradually reduced in diameter from the base side to the workpiece side.
The scrap coining method according to claim 2.
前記先端部は、上面が平坦であり、前記上面と前記基部との間の領域が縮径している、
請求項2又は3に記載のスクラップコイニング方法。
The tip has a flat top surface and a reduced diameter region between the top surface and the base.
The scrap coining method according to claim 2 or 3.
前記先端部は、上側に向かって尖っている、
請求項2又は3に記載のスクラップコイニング方法。
The tip is pointed upwards,
The scrap coining method according to claim 2 or 3.
前記せん断は、ピアス加工である、
請求項1~5のいずれか一項に記載のスクラップコイニング方法。
The shearing is piercing.
The scrap coining method according to any one of claims 1 to 5.
前記せん断は、トリム加工である、
請求項1~4のいずれか一項に記載のスクラップコイニング方法。
The shearing is a trimming process.
The scrap coining method according to any one of claims 1 to 4.
前記スクラップの外縁が折り曲げ変形した後、
前記先端部の形状と、前記先端部と接触する前記スクラップの中央の形状とを一致させ、
前記スクラップの外縁が前記カウンターパンチの基部の外側に突出し、前記外縁が前記製品と接触した状態を維持しつつ前記カウンターパンチを移動させることによって、前記折り曲げ変形後にコイニングを継続する、
請求項1~7のいずれか一項に記載のスクラップコイニング方法。
After the outer edge of the scrap is bent and deformed,
Match the shape of the tip with the shape of the center of the scrap in contact with the tip.
The outer edge of the scrap protrudes to the outside of the base of the counter punch, and the counter punch is moved while maintaining the state in which the outer edge is in contact with the product to continue coining after the bending deformation.
The scrap coining method according to any one of claims 1 to 7.
前記クリアランスの幅をLとし、
前記クリアランスの幅方向に沿って測った、前記スクラップの外縁が前記カウンターパンチの基部の外側に突出する突出幅をDとしたとき、
前記突出幅の前記クリアランスの幅に対する突出比D/Lは、0.8未満である、
請求項8に記載のスクラップコイニング方法。
Let L be the width of the clearance.
When D is the protrusion width at which the outer edge of the scrap protrudes to the outside of the base of the counter punch measured along the width direction of the clearance.
The protrusion ratio D / L of the protrusion width to the width of the clearance is less than 0.8.
The scrap coining method according to claim 8.
前記突出比D/Lは、0.6未満である、
請求項9に記載のスクラップコイニング方法。
The protrusion ratio D / L is less than 0.6.
The scrap coining method according to claim 9.
前記スクラップの外縁が折り曲げ変形した後、
前記スクラップの外縁が前記カウンターパンチの基部の内側に位置し、前記外縁が前記製品と非接触である状態を維持しつつ前記カウンターパンチを移動させる、
請求項1~7のいずれか一項に記載のスクラップコイニング方法。
After the outer edge of the scrap is bent and deformed,
The outer edge of the scrap is located inside the base of the counter punch, and the counter punch is moved while maintaining the state in which the outer edge is not in contact with the product.
The scrap coining method according to any one of claims 1 to 7.
コイニング前の前記スクラップの径をWとし、
前記被加工材の厚みをTとしたとき、
前記スクラップの径の前記被加工材の厚みに対する径厚み比W/Tが、500未満である、
請求項11に記載のスクラップコイニング方法。
Let W be the diameter of the scrap before coining.
When the thickness of the work material is T,
The diameter-thickness ratio W / T of the diameter of the scrap to the thickness of the work piece is less than 500.
The scrap coining method according to claim 11.
前記径厚み比W/Tが、60未満である、
請求項12に記載のスクラップコイニング方法。
The diameter-thickness ratio W / T is less than 60.
The scrap coining method according to claim 12.
前記被加工材は、金属材料である、
請求項1~13のいずれか一項に記載のスクラップコイニング方法。
The work material is a metal material.
The scrap coining method according to any one of claims 1 to 13.
ダイと、
前記ダイとの間で被加工材を挟むホルダと、
前記ダイとの間にクリアランスを有して配置されたパンチと、
前記パンチと対向して配置され、基部、及び、前記基部の前記被加工材側に設けられ前記基部より縮径した先端部を有するカウンターパンチと、
を備えたせん断加工装置。
With the die
A holder that sandwiches the work material with the die,
A punch placed with a clearance between the die and the punch,
A counter punch which is arranged to face the punch and has a base portion and a tip portion provided on the workpiece side of the base portion and having a diameter reduced from the base portion.
Shearing equipment equipped with.
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