超高張力鋼プレス部品のトリミング時におけるスクラップ落下挙動および切粉発生挙動極限成形システム研究室岡本泰尚自動車軽量化超高張力鋼板割合増：高強度トリミング超高張力鋼自動車部品上型板材スクラップの高速落下：衝突，跳ね返り切粉の発生：製品の傷切粉スクラップ下型スクラップガード生産性低下目的トリミングにおけるスクラップ落下速度の低減と切粉の発生防止超高張力鋼プレス部品のトリミング時におけるスクラップ落下挙動および切粉発生挙動 1．直線パンチによるトリミング 2．シャー角付きパンチを用いた加工荷重の低減によるスクラップ落下速度の低減 3．傾斜部のトリミング時における切粉の発生挙動と防止スクラップ落下挙動の観察方法とトリミング条件パンチ速度v パンチダイス 180 板材騒音計 90 1.2 板押えパンチクリアランス比10% カメラ 20 板押えスクラップ板材ダイスホルダー 1000 2500 ダイス鋼板引張強さ [MPa] 伸び[%] JSC1180YN 1242 8.1 JSC980YN 1004 12.6 JSC780YN 813 17.3 絞り[%] 26.6 37.4 56.0 直線パンチによるトリミングにおけるスクラップ落下挙動パンチv =48mm/s 板材 JSC980YN 板押えダイス鋼板の引張強さとスクラップ落下速度および騒音の関係 3 120 JSC1180YN JSC980YN JSC780YN 110 v =48mm/s 100 6mm/s 2 90 プレス機 1 自由落下 0 0 80 70 20 40 60 パンチ荷重 [kN] 80 60 最大騒音レベル [dB] スクラップ落下速度 [m/s] 4 超高張力鋼プレス部品のトリミング時におけるスクラップ落下挙動および切粉発生挙動 1．直線パンチによるトリミング 2．シャー角付きパンチを用いた加工荷重の低減によるスクラップ落下速度の低減 3．傾斜部のトリミング時における切粉の発生挙動と防止シャー角付きパンチによるトリミングパンチ速度：v =48mm/s 5° パンチ板材：JSC980YN 80 ダイス 5° 5° 24 180 パンチダイススクラップ (a) 直線 (b) 全面傾斜 (c) 一部傾斜トリミング後55ms (d) 凹形スクラップ落下速度に及ぼすシャー角形状の影響スクラップ落下速度 [m/s] 4 3 JSC1180YN JSC980YN JSC780YN 凹形 2 5 直線一部傾斜 1 自由落下全面傾斜 0 20 40 60 最大パンチ荷重 [kN] 80 パンチ荷重-パンチストローク曲線（JSC980YN) 60 パンチ荷重 [kN] 50 (a) (a) 直線 (b) 一部傾斜 (c) 凹形 (d) 全面傾斜 40 30 (b) 20 (c) 10 0 (d) 1 2 3 4 5 6 パンチストローク [mm] 7 8 騒音に及ぼすシャー角形状の影響最大騒音レベル [dB] 120 110 JSC1180YN JSC980YN JSC780YN 直線 100 一部傾斜 90 80 凹形全面傾斜プレス機動作音 70 60 0 20 40 60 最大パンチ荷重 [kN] 80 スクラップ落下速度および騒音に及ぼすパンチ形状の影響直線全面傾斜一部傾斜凹形スクラップ落下速度 × ○ ○ × 騒音 × ○ × △ パンチパンチ荷重：大板材せん断面積：小 →パンチ荷重：小 (a) 全面傾斜パンチ荷重：小 (b) 一部傾斜弾性変形・回復接触接触 (c) 凹形トリミングされた製品の切口面構成比 1mm だれせん断面破断面製品スクラップ左端からの距離x mm だれ 100 75 50 25 0 -25 切口面構成比 [%] JSC980YN v =48 mm/s せん断面破断面 0 かえり 40 80 (a) 全面傾斜 0 0 40 80 左端からの距離x [mm] (b) 一部傾斜 40 (c) 凹形 80 超高張力鋼プレス部品のトリミング時におけるスクラップ落下挙動および切粉発生挙動 1．直線パンチによるトリミング 2．シャー角付きパンチを用いた加工荷重の低減によるスクラップ落下速度の低減 3．傾斜部のトリミング時における切粉の発生挙動と防止傾斜部のトリミング条件 55 板厚1.2mm JSC1180YN 板押え (a) トリミング後の超高張力鋼プレス部品パンチ（a）上面 4mm/s パンチパンチ板押えダイス 30 (b) A-A’断面のトリミング板材 2 10mm 10 板材 120° 15 35 切口面：悪切粉：有クリアランス比10% 15 40 ダイス（b）正面 Φ20 コイルスプリングトリミング後における傾斜部切口面および切粉製品切口面観察部スクラップ 1mm 1mm 1mm スクラップ製品 (a) コイルスプリングなし 1mm 発生した切粉 1mm 1mm 1mm スクラップ製品 (b) コイルスプリングあり 1mm 傾斜部のトリミング時におけるせん断挙動と荷重-ストローク曲線板押えコイルスプリングパンチ板材 50 パンチ荷重 [kN] ダイス s =2.8mm 60 40 コイルスプリングなし 8 10 s =2.4mm 30 20 コイルスプリングあり 10 0 s =9.8mm (a) コイルスプリングなし s =8.6mm 2 4 6 8 10 12 パンチストロークs [mm] (b) コイルスプリングありまとめ 1. 鋼板の引張強さおよびパンチ速度の増加とともにスクラップ落下速度が大きくなった． 2. 傾斜パンチによるトリミングでは，パンチ荷重を小さくすることでスクラップ落下速度および騒音を低減することができた． 3. 傾斜部のトリミングでは，製品とスクラップに切り離される時に切粉が発生した． 4. 傾斜部のトリミング時に，スクラップの変形を抑制することで切粉の発生を抑制できた．