JP7620195B2 - Manufacturing method for punched molded products - Google Patents
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Description
本発明は、打抜き成形品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing punch-molded products.
自動車用のポールパーキングロットや産業機械のスライダー部品のような各種の摺動部品には、鋼板の打抜き成形品が使用される場合がある。摺動部品として使用される打抜き成形品では、端面(抜き面)が摺動部となる場合があるため、端面も平滑であることが好ましい。せん断面は破断面と比べて平滑であるため、打抜き成形品の端面がせん断面比率の高い面である場合、打抜き成形後の機械加工を簡略化又は省略することができる。 Stamped steel sheets may be used for various sliding parts such as pole parking lots for automobiles and slider parts for industrial machinery. In stamped products used as sliding parts, the end faces (punched surfaces) may become the sliding parts, so it is preferable that the end faces are also smooth. Since the shear surface is smoother than the fracture surface, if the end faces of the stamped product have a high shear surface ratio, machining after stamping can be simplified or omitted.
特開2015-14062号公報には、キズやダレの発生を極力低減して、高精度製品の歩留まりを向上させることができる対向ダイスせん断加工装置及び対向ダイスせん断加工方法が開示されている。この対向ダイスせん断加工方法は、具体的には、第2ダイスを第1ダイスに近接するように相対移動させて、第1ダイス及び第2ダイスにより被加工物の一部を残して切断する第1工程と、この第1工程の後に第1ダイス及び第2ダイスに対して第1パンチ及び第2パンチを相対移動させて、被加工物の切断されていない一部を切断して製品を被加工物から分離する第2工程とを備えている。 JP 2015-14062 A discloses an opposed die shearing device and opposed die shearing method that can improve the yield of high-precision products by minimizing the occurrence of scratches and sagging. Specifically, this opposed die shearing method includes a first step of moving a second die relative to the first die so that the second die approaches the first die, and cutting the workpiece with the first and second dies while leaving a portion of the workpiece, and a second step of moving a first punch and a second punch relative to the first and second dies after the first step, and cutting the uncut portion of the workpiece to separate the product from the workpiece.
特開2015-14062号公報に記載されている対向ダイスせん断加工方法を用いても、成形品の形状によっては、せん断面比率の高い端面が得られない場合がある。 Even if the opposed die shear processing method described in JP 2015-14062 A is used, depending on the shape of the molded product, it may not be possible to obtain an end face with a high shear surface ratio.
本発明の課題は、せん断面比率の高い端面を有する打抜き成形品が得られる、打抜き成形品の製造方法を提供することである。 The objective of the present invention is to provide a method for manufacturing punch-molded products that can produce punch-molded products with end faces having a high shear surface ratio.
本発明の一実施形態による打抜き成形品の製造方法は、第1ダイス及び第2ダイスを備える加工装置を用いてブランク材から成形品を製造する、打抜き成形品の製造方法であって、前記第1ダイス及び前記第2ダイスの各々は、前記成形品の輪郭と同じ輪郭を有する孔と、前記孔の輪郭に沿って形成された突起部と、を有し、前記第1ダイスの突起部と前記第2ダイスの突起部とが前記ブランク材を挟んで対向するように前記第1ダイス及び前記第2ダイスを配置し、前記第1ダイスと前記第2ダイスとを接近させて前記ブランク材に溝部を形成する溝加工工程を備え、前記突起部は、前記第1ダイス及び前記第2ダイスの移動方向と垂直な平坦面を有し、前記孔及び前記平坦面を前記平坦面と垂直な方向から見た平面上における、前記孔の輪郭と前記平坦面の外縁との間の距離を刃底長さaとし、前記刃底長さaに対する前記ブランク材の厚さt0の比t0/aが2.5以下であり、前記溝加工工程における前記第1ダイス及び前記第2ダイスの移動量の合計をストロークSとし、前記ブランク材の厚さt0に対する前記ストロークSの比S/t0が0.4以上である。 A method for manufacturing a punch-molded product according to one embodiment of the present invention is a method for manufacturing a punch-molded product, which uses a processing device equipped with a first die and a second die to manufacture a molded product from a blank material, and each of the first die and the second die has a hole having the same contour as the contour of the molded product and a protrusion formed along the contour of the hole, and the first die and the second die are arranged so that the protrusion of the first die and the protrusion of the second die face each other across the blank material, and the first die and the second die are brought close to each other to form grooves in the blank material. The groove machining process forms a groove portion, the protrusion portion having a flat surface perpendicular to the direction of movement of the first die and the second die, the distance between the outline of the hole and the outer edge of the flat surface on a plane in which the hole and the flat surface are viewed perpendicular to the flat surface is defined as the cutting edge length a, the ratio t0/a of the thickness t0 of the blank material to the cutting edge length a is 2.5 or less, the total amount of movement of the first die and the second die in the groove machining process is defined as the stroke S, and the ratio S/t0 of the stroke S to the thickness t0 of the blank material is 0.4 or more.
本発明によれば、せん断面比率の高い端面を有する打抜き成形品が得られる。 The present invention provides punched molded products with end faces that have a high shear surface ratio.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are given the same reference numerals and their description will not be repeated. The dimensional ratios between the components shown in each drawing do not necessarily represent the actual dimensional ratios.
[全体の構成]
図1~図3を参照して、本発明の一実施形態による打抜き成形品の製造方法の概要を説明する。図1~図3は、本実施形態で用いる加工装置1の構成及びその動作を模式的に示す断面図である。本実施形態による製造方法では、加工装置1を用いて、ブランク材10から成形品15(図3)を製造する。
[Overall configuration]
An overview of a method for manufacturing a punch-formed product according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 3. Figures 1 to 3 are cross-sectional views that typically show the configuration and operation of a
ブランク材10は、所定の厚さt0を有する金属の板材である。ブランク材10の平面形状は、円形、矩形、その他の任意の形状であってよい。
The
ブランク材10の厚さt0は、これに限定されないが、例えば0.1~50mmである。本実施形態による打抜き成形品の製造方法は、ブランク材10の厚さt0が厚い場合に特に有効である。厚さt0の下限は、好ましくは5mmであり、さらに好ましくは8mmであり、さらに好ましくは10mmである。
The thickness t0 of the
加工装置1は、第1ダイス20、第2ダイス30、第1パンチ40及び第2パンチ50を備えている。
The
第1ダイス20は、成形品15(図3)の輪郭と同じ輪郭を有する孔20aと、孔20aの輪郭に沿って形成された突起部21とを有している。
The
第2ダイス30は、第1ダイス20と同様に、成形品15(図3)の輪郭と同じ輪郭を有する孔30aと、孔30aの輪郭に沿って形成された突起部31とを有している。
The
成形品15(図3)の輪郭の形状、すなわち、孔20a及び孔30aの輪郭の形状は、円形、矩形、その他の任意の形状であってよい。
The contour shape of the molded product 15 (Figure 3), i.e., the contour shape of
本実施形態では、突起部21と突起部31とは同一の形状及び寸法を有している。突起部21及び突起部31の詳細は後述する。
In this embodiment,
第1パンチ40は、第1ダイス20の孔20aの内側に配置される。第1パンチ40は、ブランク材10に接触する平坦面41を有している。平坦面41の平面形状は、成形品15の平面形状と同一であることが好ましい。
The
第2パンチ50は、第2ダイス30の孔30aの内側に配置される。第2パンチ50は、第1パンチ40と同様に、ブランク材10に接触する平坦面51を有している。平坦面51の平面形状は、成形品15の平面形状と同一であることが好ましい。
The
本実施形態による打抜き成形品の製造方法は、以下に説明する溝加工工程及び分離工程を備えている。 The manufacturing method for punched molded products according to this embodiment includes a groove processing step and a separation step, which are described below.
まず、図1に示すように、第1ダイス20の突起部21と第2ダイス30の突起部31とがブランク材10を挟んで対向するように第1ダイス20及び第2ダイス30を配置する。この状態から、図2に示すように、第1ダイス20と第2ダイス30とを接近させてブランク材10に溝部11を形成する(溝加工工程)。
First, as shown in FIG. 1, the
この溝加工工程は例えば、第1パンチ40及び第2パンチ50によってブランク材10を挟持した状態で、第1ダイス20及び第2ダイス30をブランク材10に向かって移動させることで行うことができる。このとき、第1ダイス20及び第2ダイス30の両方をブランク材10に向かって移動させてもよいし、一方を固定して他方をブランク材10に向かって移動させてもよい。以下、溝加工工程における第1ダイス20及び第2ダイス30の合計の移動量をストロークSと呼ぶ。溝加工工程によって、ブランク材10には、厚さd=t0-Sの溝部11が形成される。ストロークSの好適な範囲については後述する。
This groove machining process can be performed, for example, by moving the
次に、図3に示すように、第1ダイス20及び第2ダイス30によってブランク材10を挟持した状態で、第1パンチ40及び第2パンチ50を移動させ、ブランク材10から成形品15を分離する(分離工程)。
Next, as shown in FIG. 3, while the blank 10 is sandwiched between the
以上の工程によって、ブランク材10から成形品15が製造される。
Through the above steps, a molded
[突起部21及び突起部31の構成]
次に、突起部21及び突起部31の詳しい構成を説明する。上述のとおり、本実施形態では突起部21と突起部31とは同一の形状及び寸法を有している。そのため、以下では突起部21について説明する。
[Configuration of
Next, a detailed description will be given of the configurations of the
図4は、第1ダイス20の突起部21の近傍を拡大して示す断面図である。突起部21は、溝加工工程での第1ダイス20及び第2ダイス30の移動方向(z方向)と垂直な平坦面211を有している。
Figure 4 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the
ここで、孔20a及び平坦面211を平坦面211と垂直な方向から見た平面上における、孔20aの輪郭と平坦面211の外縁との間の距離を刃底長さaとする。刃底長さaは、換言すれば、孔20a及び平坦面211を平坦面211に平行な面(xy面)に投影した場合における、孔20aの輪郭と平坦面211の外縁との間の距離である。
Here, the distance between the contour of the
図5は、第1ダイス20を平坦面211と垂直な方向(z方向)から見た平面図(xy平面図)である。図5では、一例として、孔20aの輪郭C1が円形である場合を図示している。図5の平面上において、孔20aの輪郭C1と平坦面211の外縁C2との間の距離が刃底長さaとなる。刃底長さaは、より具体的には、輪郭C1上の任意の点P1と、点P1から最も近い外縁C2上の点P2との間の距離である。刃底長さaは、換言すれば、輪郭C1と外縁C2との最短の距離である。
Figure 5 is a plan view (xy plan view) of the
図5では、孔20aの輪郭が円形である場合を説明したが、孔20aの輪郭は任意の形状であってよい。孔20aの輪郭が任意の形状であっても、上記と同様にして刃底長さaを求めることができる。
In FIG. 5, the
本実施形態による打抜き成形品の製造方法では、刃底長さaに対するブランク材10の厚さt0の比t0/aを2.5以下にする。t0/aを2.5以下にすることによって、せん断面比率の高い端面(抜き面)を有する成形品15を得ることができる。
In the manufacturing method of punch-formed products according to this embodiment, the ratio t0/a of the thickness t0 of the
[t0/aについて]
以下、t0/aを2.5以下にすることによってせん断面比率を高くできる理由を、有限要素法(FEM)による解析結果及び実験結果とともに説明する。
[Regarding t0/a]
Hereinafter, the reason why the shear surface ratio can be increased by setting t0/a to 2.5 or less will be explained together with the analysis results by the finite element method (FEM) and the experimental results.
本実施形態による打抜き成形品の製造方法に沿って、直径90.2mmの円板形状のブランク材10から直径45.0mmの円板形状の成形品15を製造する状況を模擬して、FEMによる解析を行った。ソルバーはMSC.MARCを使用した。2次元軸対称モデルを使用し、メッシュサイズを0.5mm×0.5mm、リメッシュ後の最小のメッシュサイズを0.02mm×0.02mmとした。摩擦係数は0.1(クーロン摩擦)とした。解析には機械構造用炭素鋼鋼材S45C相当の応力ひずみ曲線を用いた。
FEM analysis was performed simulating the situation of manufacturing a disk-shaped molded
刃底長さaを3.8mmに固定し、ブランク材10の厚さt0を11mm、6mm、及び3mmに変えて、加工後の形状及び応力分布を解析した。平坦面211の孔20aと隣接する箇所(図4の211aの箇所)の曲率半径は1.0mmとした。第2ダイス30の寸法は、第1ダイス20と同一とした。
The cutting edge length a was fixed at 3.8 mm, and the thickness t0 of the blank 10 was changed to 11 mm, 6 mm, and 3 mm, and the shape and stress distribution after processing were analyzed. The radius of curvature of the portion adjacent to the
溝加工工程では、第1パンチ40の平坦面41及び第2パンチ50の平坦面51からブランク材10に12.3kNの一定荷重を加えた状態で、第1ダイス20及び第2ダイス30の各々をブランク材10側へ対称に移動させた。ストロークSはブランク材10の厚さt0の2/3とした(S/t0=2/3)。すなわち、厚さt0が11mmの場合には、第1ダイス20及び第2ダイス30の各々を3.67mm移動させ、合計で7.33mm移動させた。同様に、厚さt0が6mmの場合には第1ダイス20及び第2ダイス30を合計で4mm移動させ、厚さt0が3mmの場合には第1ダイス20及び第2ダイス30を合計で2mm移動させた。
In the groove processing step, the
分離工程では、第1ダイス20及び第2ダイス30を固定し、第2パンチ50の平坦面51からブランク材10に12.3kNの一定荷重を加えた状態で、第1パンチ40を移動させた。第1パンチ40と第1ダイス20との間、及び第2パンチ50と第2ダイス30との間には、各々0.02mmのクリアランスを設定した。
In the separation process, the
図6は、溝加工工程開始時、及び溝加工工程完了時のブランク材10の形状及び応力分布を示す図である。溝加工工程完了時のブランク材10の形状から、次に説明する「ブランクR」を求めた。
Figure 6 shows the shape and stress distribution of the
図7は、ブランクRの測定方法を示す模式図である。溝が延びる方向と垂直な断面において、溝の底部の2点を通る直線L1、及び、溝の竪壁部の2点を通る直線L2を引く。直線L1及び直線L2を断面プロファイルに重ね、断面プロファイルが直線L1及び直線L2から分岐する点(R止りの点)をそれぞれ点A及び点Bとする。点Aにおける直線L1の法線を直線L1’、点Bにおける直線L2の法線を直線L2’とし、直線L1’及び直線L2’に挟まれる角度をθとする。弧AB(直線L1’及び直線L2’の交点を中心として、点A及び点Bを通る円の弧AB)の長さをΔSとし、ΔS/θをブランクRとする。 Figure 7 is a schematic diagram showing a method for measuring blank R. In a cross section perpendicular to the direction in which the groove extends, a straight line L1 passing through two points at the bottom of the groove and a straight line L2 passing through two points at the vertical wall of the groove are drawn. The straight lines L1 and L2 are superimposed on the cross-sectional profile, and the points where the cross-sectional profile branches off from the straight lines L1 and L2 (R-stop points) are designated as points A and B, respectively. The normal line of the straight line L1 at point A is designated as line L1', the normal line of the straight line L2 at point B is designated as line L2', and the angle between the straight lines L1' and L2' is designated as θ. The length of the arc AB (the arc AB of a circle centered at the intersection of the straight lines L1' and L2' and passing through points A and B) is designated as ΔS, and ΔS/θ is designated as blank R.
ここでは、FEM解析によって得られたブランク材10の形状からブランクRを求めているが、形状測定器(例えばキーエンス株式会社製ワンショット3D形状測定機VR-3000)を用いて実際の試料の輪郭形状を測定し、測定した輪郭形状に基づいてブランクRを測定することも可能である。
Here, the blank R is determined from the shape of the
図6に示すように、ブランクRは、厚さt0が11mm、6mm、及び3mmの場合にそれぞれ1.24mm、2.38mm、及び2.65mmとなり、t0/aが小さいほどブランクRが大きくなる傾向が見られた。 As shown in Figure 6, the blank R was 1.24 mm, 2.38 mm, and 2.65 mm when the thickness t0 was 11 mm, 6 mm, and 3 mm, respectively, and there was a tendency for the blank R to increase as t0/a became smaller.
t0/aが小さいほどブランクRが大きくなる理由は、次のように推測される。図8は、溝加工工程の各時点におけるブランク材10の形状を示す図である。厚さt0が11mmの場合、図8中に矢印で示すように、突起部21の直下(溝部11の最表層)の標点間距離の変化が小さくなっている。これは、突起部21とブランク材10との摩擦の影響によるものと考えられる。これに対し、厚さt0が3mmの場合、突起部21の直下(溝部11の最表層)であっても標点間距離の変化が大きくなっている。このことから、t0/aが薄いほど摩擦の影響が低下し、塑性流動が大きくなることでブランクRが大きくなると考えられる。
The reason why the blank R increases as t0/a decreases is presumed to be as follows. Figure 8 is a diagram showing the shape of the blank 10 at each point in the groove processing process. When the thickness t0 is 11 mm, as shown by the arrow in Figure 8, the change in the gauge length directly below the protrusion 21 (the outermost layer of the groove 11) is small. This is thought to be due to the influence of friction between the
図9は、分離工程の各時点でのブランク材10の形状及び応力分布を示す図である。図9に示すように、厚さt0が11mmの場合、第1パンチ40を下死点の1/4まで移動させた時点において、図中の白丸の箇所で応力集中が発生している。厚さt0が6mmの場合には応力集中は小さく、厚さt0が3mmの場合には応力集中は発生していない。
Figure 9 shows the shape and stress distribution of the blank 10 at each point in the separation process. As shown in Figure 9, when the thickness t0 is 11 mm, stress concentration occurs at the white circle in the figure when the
分離工程での応力集中の発生の有無は、溝加工工程で形成された溝部11の形状が影響していると考えられる。溝部11の形状と応力集中との関係を検証するため、厚さt0を11mmに固定し、溝部11の角の曲率半径Rを1.0mm、2.0mm、3.0mmとしたモデルを用いてFEM解析を行った。
The presence or absence of stress concentration during the separation process is believed to be influenced by the shape of the
図10は、溝部11の角の曲率半径Rを1.0mm、2.0mm、及び3.0mmとしたモデルを用いた場合における、分離工程の各時点でのブランク材10の形状及び応力分布を示す図である。曲率半径Rが1.0mmの場合、第1パンチ40を2.0mm移動させた時点において、図中の白丸の箇所で応力集中が発生している。曲率半径Rが2.0mmの場合及び3.0mmの場合には、第1パンチ40を2.0mm移動させた時点では応力集中は発生していない。また、曲率半径Rが大きいほど、溝部11の上下の応力集中箇所が繋がるタイミングが遅くなる傾向が見られた。
Figure 10 shows the shape and stress distribution of the blank 10 at each point in the separation process when using a model in which the radius of curvature R of the corners of the
これらの結果から、t0/aを小さくすることでせん断面比率を大きくできるメカニズムを以下のように推測することができる。図6及び図8の結果から分かるように、t0/aが小さいほど突起部21の直下の材料の移動が大きくなり、圧縮荷重による変形が促進される。その結果、ブランク材10の溝部11の角の曲率半径が大きくなる。図9及び図10の結果から分かるように、溝部11の角の曲率半径が大きいほど、分離工程での応力集中が緩和される。打抜き成形では一般的に、板上下面の応力集中箇所が拡大し、繋がることで破断面が形成される。分離工程での応力集中が緩和されることによって、より長くせん断状態を継続できるため、せん断面比率を高めることができると考えられる。
From these results, the mechanism by which the shear surface ratio can be increased by decreasing t0/a can be inferred as follows. As can be seen from the results of Figures 6 and 8, the smaller t0/a is, the greater the movement of material directly below the
次に、上述したFEM解析で設定した条件と同じ条件で、実際に打抜き成形を行った。図11に、抜き面(切断端面)の写真を示す。図12は、抜き面におけるダレ面、せん断面、及び破断面の比率を示すグラフである。 Next, punching was actually performed under the same conditions as those set in the FEM analysis described above. Figure 11 shows a photograph of the punched surface (cut end surface). Figure 12 is a graph showing the ratio of sagging surfaces, shear surfaces, and fracture surfaces on the punched surface.
図13は、ダレ面、せん断面、及び破断面を模式的に示す断面図である。ダレ面とは、ブランク材10の表面と抜き面との接続部分に生じる面である。せん断面とは、せん断変形で生じた金属光沢を有する面である。破断面は、ボイド破壊を主体とする不整合な面である。
Figure 13 is a cross-sectional view showing a sagging surface, a shear surface, and a fracture surface. A sagging surface is a surface that occurs at the connection between the surface of the
図11及び図12に示すように、厚さt0が11mmの場合、抜き面に破断面が発生した。これに対し、厚さt0が3mmの場合、抜き面に破断面は発生せず、せん断面比率の高い抜き面が得られた。 As shown in Figures 11 and 12, when thickness t0 was 11 mm, fracture surfaces occurred on the punched surface. In contrast, when thickness t0 was 3 mm, no fracture surfaces occurred on the punched surface, and a punched surface with a high shear surface ratio was obtained.
FEM解析結果、及び実験結果を表1にまとめる。「判定」の欄の「×」はせん断面比率が70%未満であったことを意味し、「△」はせん断面比率が70%以上80%未満であったことを意味し、「○」はせん断面比率が80%以上であったことを意味する。 The FEM analysis results and the experimental results are summarized in Table 1. In the "Judgment" column, "X" means that the shear surface ratio was less than 70%, "△" means that the shear surface ratio was 70% or more but less than 80%, and "○" means that the shear surface ratio was 80% or more.
[材料による影響]
次に、材料をS45Cから高炭素クロム軸受鋼鋼材SUJ2に変更して、上記と同様のFEM解析及び実験を行った。
[Influence of materials]
Next, the material was changed from S45C to high carbon chromium bearing steel SUJ2, and the same FEM analysis and experiment as above were carried out.
図14は、応力ひずみ曲線をSUJ2相当にした場合における、溝加工工程開始時、及び溝加工工程完了時のブランク材10の形状及び応力分布を示す図である。ブランクRは、厚さt0が11mm、6mm、及び3mmの場合にそれぞれ1.21mm、2.55mm、及び2.81mmとなり、S45Cの場合と同様に、t0/aが小さいほどブランクRが大きくなる傾向が見られた。
Figure 14 shows the shape and stress distribution of the
図15は、応力ひずみ曲線をSUJ2相当にした場合における、分離工程の各時点でのブランク材10の形状及び応力分布を示す図である。厚さt0が11mmの場合、第1パンチ40を下死点の1/4まで移動させた時点において、図中の白丸の箇所で応力集中が発生している。厚さt0が6mmの場合には応力集中は小さく、厚さt0が3mmの場合には応力集中は発生していない。
Figure 15 shows the shape and stress distribution of the blank 10 at each point in the separation process when the stress-strain curve is equivalent to SUJ2. When the thickness t0 is 11 mm, stress concentration occurs at the white circle in the figure when the
以上のように、材料をSUJ2に変更しても、S45Cの場合と同様の傾向が確認された。 As can be seen above, even when the material was changed to SUJ2, the same trends as in the case of S45C were confirmed.
[刃底長さaについて]
ブランク材10の厚さt0を11mmに固定して刃底長さaを変化させて、上記と同様のFEM解析及び実験を行った。解析にはS45C相当の応力ひずみ曲線を用いた。
[About the blade bottom length a]
The thickness t0 of the blank 10 was fixed at 11 mm, and the cutting edge length a was changed, and the same FEM analysis and experiment as above were carried out. A stress-strain curve equivalent to S45C was used for the analysis.
図16は、刃底長さaを変化させた場合の、溝加工工程完了時のブランク材10の形状及び応力分布を示す図である。ブランクRは、刃底長さaが3.8mm、7.6mm、及び11.4mmの場合にそれぞれ1.24mm、2.26mm、及び3.17mmとなり、t0を変化させた場合と同様に、t0/aが小さいほどブランクRが大きくなる傾向が見られた。 Figure 16 shows the shape and stress distribution of the blank 10 at the completion of the groove machining process when the cutting edge length a is changed. The blank R was 1.24 mm, 2.26 mm, and 3.17 mm when the cutting edge length a was 3.8 mm, 7.6 mm, and 11.4 mm, respectively, and as with the case of changing t0, there was a tendency for the blank R to increase as t0/a became smaller.
図17は、図6(S45C、t0一定)、図14(SUJ2、t0一定)、図16(S45C、a一定)の結果から得られた、t0/aとブランクRとの関係を示すグラフである。図18は、t0/aとせん断面比率との関係を示すグラフである。 Figure 17 is a graph showing the relationship between t0/a and blank R obtained from the results of Figure 6 (S45C, constant t0), Figure 14 (SUJ2, constant t0), and Figure 16 (S45C, constant a). Figure 18 is a graph showing the relationship between t0/a and shear surface ratio.
図17及び図18に示すように、t0/aとブランクRとの間、及びt0/aとせん断面比率との間には、強い相関関係が確認された。図18から、t0/aを2.5以下にすることで、せん断面比率を70%以上にできることが分かる。 As shown in Figures 17 and 18, a strong correlation was confirmed between t0/a and blank R, and between t0/a and the shear surface ratio. Figure 18 shows that by setting t0/a to 2.5 or less, the shear surface ratio can be increased to 70% or more.
t0/aは、好ましくは2.0以下であり、さらに好ましくは1.5以下であり、さらに好ましくは1.0以下である。t0/aを1.5以下にすることで、せん断面比率を80%以上にできる。 t0/a is preferably 2.0 or less, more preferably 1.5 or less, and even more preferably 1.0 or less. By making t0/a 1.5 or less, the shear surface ratio can be made 80% or more.
なお、aが大きすぎると、ブランク材10から取り出せる成形品15の面積が小さくなる。t0/aの下限は、好ましくは0.2であり、さらに好ましくは0.5である。
If a is too large, the area of the molded
[ストロークSについて]
ストロークSを変えて、上記と同様のFEM解析及び実験を行った。解析にはS45C相当の応力ひずみ曲線を用いた。
[About Stroke S]
The same FEM analysis and experiment as above were carried out by changing the stroke S. A stress-strain curve equivalent to S45C was used for the analysis.
図19は、ブランク材10の厚さt0に対するストロークSの比S/t0とブランクRとの関係を示すグラフである。図20は、S/t0とせん断面比率との関係を示すグラフである。
Figure 19 is a graph showing the relationship between the ratio S/t0 of the stroke S to the thickness t0 of the
図20から、S/t0が0.4未満では、せん断面比率を高くすることが困難なことが分かる。したがって、S/t0は0.4以上にする。S/t0は、好ましくは0.5以上であり、さらに好ましくは0.6以上であり、さらに好ましくは0.65以上である。 From Figure 20, it can be seen that if S/t0 is less than 0.4, it is difficult to increase the shear surface ratio. Therefore, S/t0 should be 0.4 or more. S/t0 is preferably 0.5 or more, more preferably 0.6 or more, and even more preferably 0.65 or more.
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示にすぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-mentioned embodiments are merely examples for implementing the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it is possible to implement the above-mentioned embodiments by appropriately modifying them as long as they do not deviate from the spirit of the present invention.
1 加工装置
10 ブランク材
11 溝部
15 成形品
20 第1ダイス
20a 孔
21 突起部
211 平坦面
30 第2ダイス
30a 孔
31 突起部
40 第1パンチ
41 平坦面
50 第2パンチ
51 平坦面
Claims (1)
前記第1ダイス及び前記第2ダイスの各々は、前記成形品の輪郭と同じ輪郭を有する孔と、前記孔の輪郭に沿って形成された突起部と、を有し、
前記第1ダイスの突起部と前記第2ダイスの突起部とが前記ブランク材を挟んで対向するように前記第1ダイス及び前記第2ダイスを配置し、前記第1ダイスと前記第2ダイスとを接近させて前記ブランク材に溝部を形成する溝加工工程を備え、
前記突起部は、前記第1ダイス及び前記第2ダイスの移動方向と垂直な平坦面を有し、
前記孔及び前記平坦面を前記平坦面と垂直な方向から見た平面上における、前記孔の輪郭と前記平坦面の外縁との間の距離を刃底長さaとし、
前記刃底長さaに対する前記ブランク材の厚さt0の比t0/aが2.5以下であり、
前記溝加工工程における前記第1ダイス及び前記第2ダイスの移動量の合計をストロークSとし、
前記ブランク材の厚さt0に対する前記ストロークSの比S/t0が0.4以上である、打抜き成形品の製造方法。 A method for producing a stamped molded product, comprising the steps of: producing a molded product from a metal blank using a processing device having a first die and a second die,
Each of the first die and the second die has a hole having the same contour as the contour of the molded product and a protrusion formed along the contour of the hole,
a groove processing step of arranging the first die and the second die such that a protrusion of the first die and a protrusion of the second die face each other across the blank material, and bringing the first die and the second die close to each other to form grooves in the blank material;
the protrusion has a flat surface perpendicular to a moving direction of the first die and the second die,
a distance between the contour of the hole and the outer edge of the flat surface on a plane in which the hole and the flat surface are viewed in a direction perpendicular to the flat surface is defined as a cutting edge length a;
a ratio t0/a of the thickness t0 of the blank material to the blade bottom length a is 2.5 or less;
A total amount of movement of the first die and the second die in the groove machining step is defined as a stroke S,
A method for manufacturing a punch-molded product, wherein a ratio S/t0 of the stroke S to a thickness t0 of the blank material is 0.4 or more.
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