1.本发明涉及对汽车、家电制品、建筑构造物、船舶、桥梁、建筑机械、各种设备、压力管等所使用的铁、铝、钛、镁以及它们的合金等的金属板通过带剪切角的冲切装置实施冲裁加工，之后实施冲压成型的坯料的制造方法、冲压成型品的制造方法，进一步涉及坯料的制造方法、形状判定方法、形状判定程序、坯料的制造装置以及坯料。


背景技术：

2.对于汽车、家电制品、建筑构造物等的金属板(以下，称作被加工材1。)，在如图1那样在冲裁用冲模(也称作冲模)3上载放了被加工材1之后，将冲裁用冲头2(也称作冲头)沿着图1所示的箭头方向压入，由此实施对被加工材1进行冲裁的冲裁加工的情况较多。
3.如图2所示，实施了冲裁加工后的被加工材1的冲裁面8包括：塌边4，被加工材1被冲裁用冲头2整体地压入而形成；剪切面5，被加工材1被拉入到冲裁用冲头2与冲裁用冲模3之间的间隙内(在以下没有特别记载而表记为“间隙”的情况下，是指冲头与冲模之间的间隙。)且被局部地拉伸而形成；断裂面6，被拉入到冲裁用冲头2与冲裁用冲模3之间的间隙内的被加工材1断裂而形成；以及毛刺7，在被加工材1的背面产生。
4.通常，在该冲裁加工时，为了降低被加工材1的冲裁所需要的冲裁载荷、在被加工材1的冲裁时产生的噪声，而使用图3所示那样的冲裁用冲头：在其底面具有相对于被加工材1的宽度方向、即被加工材1的切断线方向(也称作冲裁方向)倾斜的上刃10(在图3的情况下为倾斜刃)。该冲裁用冲头2由于上刃10朝切断线方向倾斜，所以能够对被加工材1局部地施加冲裁载荷，将被加工材1从位于宽度方向的一端侧到另一端侧依次切断，由此能够降低冲裁载荷。
5.但是，在使用底面具有这种倾斜刃10的冲裁用冲头2的情况下，与通过其底面平坦的冲裁用冲头2冲裁的被加工材1相比，延伸凸缘性更差。可以认为其原因在于，由于通过倾斜刃10沿着宽度方向依次切断被加工材1而被加工材1在其宽度方向上挠曲，在冲裁时被加工材1朝向长边方向过大地弯曲，因此与具有底面平坦的平坦刃的冲裁用冲头2进行冲裁的情况相比，冲裁面8的加工硬化、端面性质的起伏变大。
6.在专利文献1以及2中公开了如下的带剪切角的冲切装置，在基于能够降低冲裁载荷、噪声的底面具有倾斜刃的冲裁用冲头进行的冲切加工中，能够确保与使用底面具有平坦刃的冲裁用冲头的情况同等以上的延伸凸缘性。
7.具体而言，在专利文献1中公开了如下的带剪切角的冲裁装置，在具备具有相对于切断方向倾斜的上刃的冲头以及具有下刃的冲模的带剪切角的冲裁装置中，在切断了被加工材的一部分之后，将按压被加工材的局部板反向按压件设置在与冲头对置的位置，局部板反向按压件是切断线方向的倾斜角与冲头的切断方向的倾斜角相同的带倾斜的局部板反向按压件。
8.在专利文献2中公开了如下的带剪切角的冲切装置，如图4所示，具备：冲头，具有
上刃，该上刃为，相对于切断线方向在一部分具有水平部，除了水平部之外的部分由倾斜部构成；以及冲模，具有下刃；上刃的水平部配置在被加工材的切断后的成型中的延伸凸缘预定部的一部分或者全部的上方。
9.在专利文献3中公开了如下的冲裁加工方法，使用在刃尖具有通过直线状或者曲线状的剪切角而在与冲裁方向平行的截面中形成为凹状的凹部的冲头以及冲模，对被加工材进行冲裁。
10.在专利文献4中公开了如下方法，对于具有焊接部及其周边的热影响部的被加工材，使用具有平坦部以及比平坦部朝向被加工材侧突出的突出部的冲头，将被加工材相对于冲头定位于在基于平坦部切断被加工材之前开始基于突出部切断热影响部和焊接部中的至少一方的位置，在该定位状态下使冲头与冲模相对移动，以横切被加工材中的焊接部的方式进行剪切而切断。
11.现有技术文献
12.专利文献
13.专利文献1：日本专利第5042935号公报
14.专利文献2：日本专利第5042936号公报
15.专利文献3：日本特开2010-36195号公报
16.专利文献4：国际公开2017/057466号


技术实现要素：

17.发明要解决的课题
18.根据上述专利文献1～4的方法，在基于底面具有倾斜刃的冲裁用冲头进行的冲切加工中，能够确保与使用底面具有平坦刃的冲裁用冲头的情况同等以上的延伸凸缘性。
19.但是，本发明人进行研究的结果发现，在进行大量加工的过程中，存在延伸凸缘性降低的情况、变得不稳定的情况。
20.本发明是鉴于上述问题点而完成的，其课题在于提供加工方法、冲压成型品的制造方法、上刃形状判定程序以及剪切角适当化方法，在基于能够降低冲裁载荷、噪声且底面具有倾斜刃的冲裁用冲头进行的冲切加工中，能够稳定地确保与使用底面具有平坦刃的冲裁用冲头的情况同等以上的延伸凸缘性。
21.用于解决课题的手段
22.本发明人进行锐意研究的结果得知：剪切角的形状对延伸凸缘性的降低、偏差造成影响。并且得知：能够得到良好的延伸凸缘性的剪切角的形状与发现延伸凸缘性的降低、偏差的剪切角的形状，存在难以通过目视来判断的程度的差异，但是通过事先辨别这些形状，能够稳定地得到良好的延伸凸缘性。
23.本发明是进一步进行研究而完成的，其主旨如以下所述。
24.(1)一种坯料的制造方法，使用具备具有上刃的冲头和具有下刃的冲模的冲切装置，对配置在上述冲头与上述冲模之间的金属板实施冲裁加工来制造坯料，其特征在于，上述上刃包括在上述金属板的切断线方向上依次设置的第1倾斜部、第2倾斜部、第3倾斜部，上述第1倾斜部在上述切断线方向上相对于上述金属板的角度θ1、上述第2倾斜部在上述切断线方向上相对于上述金属板的角度θ2、上述第3倾斜部在上述切断线方向上相对于上述
金属板的角度θ3满足θ2≦θ1/2，θ2≦θ3/2，在上述冲裁加工时，在上述第1倾斜部以及上述第3倾斜部与上述金属板接触之后，上述第2倾斜部与金属板接触。
25.此处，在由上刃的形状的切断线方向位置(xn)以及与各xn对应的上刃朝沿着冲头的移动方向远离上述金属板的方向的位移(yn)的组构成的点群(xn,yn)中，定义二阶差商j2n＝(y
n+1-2yn+y
n-1
)/(δx)2、二阶差商的最大值j2
max
、j3n＝j2n/|j
2max
|，j3n的绝对值成为预先确定的阈值δ2以上的最初的点是上述第1倾斜部与上述第2倾斜部的边界位置，最后的点是上述第2倾斜部与上述第3倾斜部的边界位置，θ1、θ2、θ3分别是上述第1倾斜部、上述第2倾斜部以及上述第3倾斜部的任意点处的切线与上述金属板所成的角的绝对值的最大值与最小值的平均值。
26.(2)在上述(1)的坯料的制造方法中，其特征在于，上述第2倾斜部在上述切断线方向上相对于上述金属板的角度θ2满足θ2≦3.0
°
。
27.(3)在上述(1)或者(2)的坯料的制造方法中，其特征在于，在上述冲裁加工之前，包括判定上述上刃的形状的工序，且包括基于上刃的形状的判定结果调整上述上刃的剪切角的工序。
28.(4)一种冲压成型品的制造方法，其特征在于，对通过上述(1)～(3)任一个坯料的制造方法得到的坯料实施冲压成型，得到冲压成型品。
29.(5)一种形状判定方法，判定在上述(3)的坯料的制造方法中使用的上刃的形状，其特征在于，包括：输入由上刃的形状的切断线方向位置(xn)以及与各xn对应的上刃朝沿着冲头的移动方向远离上述金属板的方向的位移(yn)的组构成的点群(xn,yn)的步骤；对于所输入的点群(xn,yn)求出一阶差商j1n＝(y
n+1-yn)/δx的步骤；求出二阶差商j2n＝(y
n+1-2yn+y
n-1
)/(δx)2的步骤；求出上述二阶差商的最大值j2
max
的步骤；求出类型判定值j3n＝j2n/|j
2max
|的步骤；以及在上述第2倾斜部与上述第1倾斜部的边界、上述第2倾斜部与上述第3倾斜部的边界中的一方或者双方，在j3n的绝对值为预先确定的阈值δ2以上且j3n为正的情况下，判定为需要调整上述上刃的剪切角的步骤。
30.(6)一种形状判定程序，判定在上述(3)的坯料的制造方法中使用的上刃的形状，其特征在于，执行：输入由上刃的形状的切断线方向位置(xn)以及与各xn对应的上刃朝沿着冲头的移动方向远离上述金属板的方向的位移(yn)的组构成的点群(xn,yn)的步骤；对于所输入的点群(xn,yn)求出一阶差商j1n＝(y
n+1-yn)/δx的步骤；求出二阶差商j2n＝(y
n+1-2yn+y
n-1
)/(δx)2的步骤；求出上述二阶差商的最大值j2
max
的步骤；求出类型判定值j3n＝j2n/|j
2max
|的步骤；以及在上述第2倾斜部与上述第1倾斜部的边界、上述第2倾斜部与上述第3倾斜部的边界中的一方或者双方，在j3n的绝对值为预先确定的阈值δ2以上且j3n为正的情况下，判定为需要调整上述上刃的剪切角的步骤。
31.(7)一种坯料的制造装置，在上述(3)的坯料的制造方法中使用，其特征在于，具备：输入部，输入由上刃的形状的切断线方向位置(xn)以及与各xn对应的上刃朝沿着冲头的移动方向远离上述金属板的方向的位移(yn)的组构成的点群(xn,yn)；第1计算部，对于所输入的点群(xn,yn)求出一阶差商j1n＝(y
n+1-yn)/δx；第2计算部，求出二阶差商j2n＝(y
n+1-2yn+y
n-1
)/(δx)2；第3计算部，求出上述二阶差商的最大值j2
max
；第4计算部，求出类型判定值j3n＝j2n/|j
2max
|；以及判定部，在上述第2倾斜部与上述第1倾斜部的边界、上述第2倾斜部与上述第3倾斜部的边界中的一方或者双方，在j3n的绝对值为预先确定的阈值δ2以上且
j3n为正的情况下，判定为需要调整上述上刃的剪切角。
32.(8)一种坯料，具有剪切端面，其特征在于，当将剪切端面整个范围的二次剪切面的面积率设为a2、坯料线整个范围在俯视下的曲率半径的中央值设为r时，存在由在剪切端面内的板厚方向上引出的两条垂线包围的宽度5mm的区域a，该区域a中的二次剪切面的面积率为a2/2以下，区域a在俯视下的曲率半径为r的1/2以下。
33.(9)在上述(8)的坯料中，其特征在于，上述区域a中的剪切面的面积率为从剪切端面整个范围除去上述区域a之后的区域的剪切面的面积率的80％以下。
34.(10)在上述(8)或者(9)的坯料中，其特征在于，上述区域a的板宽方向上的剪切面的面积率的变化为
±
20％以内。
35.发明的效果
36.根据本发明，在基于能够降低冲裁载荷、噪声且底面具有倾斜刃的冲裁用冲头进行的冲切加工中，能够稳定地确保与使用底面具有平坦刃的冲裁用冲头的情况同等以上的延伸凸缘性。
附图说明
37.图1是示意性地表示冲裁加工的图。
38.图2是示意性地表示冲裁面8的特征的图。
39.图3是示意性地表示基于以往的倾斜刃进行的冲裁加工的图，(a)是其正面立视图，(b)是其侧视图、且是(a)中的a-a线截面图。
40.图4是示意性地表示应用了相对于切断线方向在一部分具有水平部的倾斜刃的冲切装置的图，(a)是其正面立视图，(b)是其侧视图、且是(a)中的b-b线截面图。
41.图5是表示在本发明的研究中使用的带剪切角的冲头的形状的图。
42.图6是表示在本发明的研究中使用的鼓形延伸凸缘试验用冲裁模的构成的图，(a)是立体图，(b)是主视图，(c)是侧视图。
43.图7是表示在本发明的研究中使用的冲裁部的形状的图。
44.图8是表示对使用形状不同的带剪切角的冲头进行冲裁加工的样品调查了断裂极限应变的结果的图。
45.图9是示意性地表示延伸凸缘部的例子的图，(a)是凸缘立起成型加工前的坯料(被加工材)，(b)是表示凸缘立起成型加工后的部件的图。
46.图10是表示在上刃的两端包括水平部的冲头的形状的图。
47.图11是本发明的根据冲头的二维形状数据来判定冲头的形状类型的流程图。
48.图12是本发明的根据冲头的二维形状数据来判定冲头的形状类型的一例。
49.图13是本发明的根据冲头的二维形状数据来判定冲头的形状类型的另一例。
50.图14是本发明的根据冲头的二维形状数据来判定冲头的形状类型的另一例。
51.图15是本发明的根据冲头的二维形状数据来判定冲头的形状类型的另一例。
52.图16是本发明的根据冲头的二维形状数据来判定冲头的形状类型的另一例。
53.图17是对通过本发明得到的坯料的剪切面进行说明的图。
具体实施方式
54.首先，对到完成本发明为止本发明人进行的研究内容进行说明。
55.本发明人针对由冲裁用冲头2实施了冲裁加工的被加工材1，锐意研究了图5所示的4个模式的冲头的形状与冲裁面8的延伸凸缘性之间的关系。
56.图5是从冲头的正面观察的形状，(a)～(c)是在切断线方向上依次具有第1倾斜部、第2倾斜部、第3倾斜部的倾斜刃。第1倾斜部在切断线方向上相对于金属板呈角度θ1，第2倾斜部在切断线方向上相对于金属板呈角度θ2，第3倾斜部在切断线方向上相对于金属板呈角度θ3。
57.此处，在由上刃的形状的切断线方向位置(xn)以及与各xn对应的上刃朝沿着冲头的移动方向远离上述金属板的方向的位移(yn)的组构成的点群(xn,yn)中，定义二阶差商j2n＝(y
n+1-2yn+y
n-1
)/(δx)2、二阶差商的最大值j2
max
、j3n＝j2n/|j
2max
|，j3n的绝对值为预先确定的阈值δ2以上的最初的点是第1倾斜部与第2倾斜部的边界位置，最后的点是第2倾斜部与第3倾斜部的边界位置。
58.此外，θ1、θ2、θ3分别是第1倾斜部、第2倾斜部以及第3倾斜部的任意点处的切线与金属板所成的角的绝对值的最大值与最小值的平均值。在图5的例子中，第1倾斜部、第2倾斜部、第3倾斜部是在切断线方向上成为直线的形状，在各倾斜部中朝切断线方向的任意的切线与金属板所成的角恒定。此外，在图5的例子中，θ1＝θ3，θ2＝0.0
°
。
59.(a)是在r剪切角、反向剪切角中设置有水平部的形状，是剪切角最先进入被加工材、中央的水平部最后进入的形状(以下称作“type-a”)。(b)是在朝一个方向倾斜的剪切角的一部分设置有水平部的形状，是一方的剪切角最先进入被加工材、之后中央部进入被加工材、最后另一方的剪切角进入被加工材的形状(以下称作“type-b”)。(c)是在顶部剪切角设置有水平部的形状，是中央的水平部最先进入被加工材、最后剪切角进入被加工材的形状(以下称作“type-c”)。(d)是没有倾斜部的平坦刃(以下称作“type-1”)。
60.对于type-a、type-b、type-c，进一步准备了使水平部的宽度以及剪切角变化了的四种水准的冲头。
61.对于这些形状的冲头，使用图6所示的鼓型延伸凸缘试验用冲裁模进行了冲裁加工。如图7所示，坯料线在俯视下r30mm、开放角θ120
°
是共通的，仅更换了冲头而变更了剪切角以及水平部的模式。在冲裁加工时，以冲头的第2倾斜部的切断线方向中心位置成为与坯料线的中心位置相当的位置的方式进行配置。
62.准备表1所示的13种的鼓型试验用冲头，通过60ton曲柄冲压机实施了冲裁加工。供试材料是厚度为1.4mm的jsc980y，冲裁间隙恒定为被加工材的板厚的12.6％。
63.对冲裁后的样品实施侧弯试验而调查了断裂极限应变。将对各样品进行了两次试验的结果示于表1。
64.[表1]
[0065]
表1
[0066][0067]
图8图示表1的结果。组1是对于表1的type-a-1、type-b-1、type-c-1的试验结果，组2是对于表1的type-a-2、type-b-2、type-c-2的试验结果，组3是对于表1的type-a-3、type-b-3、type-c-3的试验的结果，组4是对于表1的type-a-4、type-b-4、type-c-4的试验结果。图表横轴的“xx-y”(x是a、b、c中任一个，x、y是数值)是指type-x-x的第y次的试验结果。图表中的横线是type-1的平均值，柱是对于type-a、type-b、type-c的4个种类的各样品的两次的试验结果。图表的纵轴是断裂极限应变。
[0068]
在日本特开2009-145138号公报中公开了侧弯试验的具体方法。
[0069]
具体而言，侧弯试验装置具有：一对腕部，分别转动自如地安装于不同位置的支点；一对把持部，分别与腕部一起在腕部的前端部将上表面或者下表面标记有划线或者标记点的试验片的两端部的上下表面进行固定；以及载荷赋予机构，对一对腕部的后端施加载荷，一对腕部构成为脚部相互交叉。并且，通过载荷赋予机构对后端施加载荷，一对腕部的前端部分别以支点为中心朝相反方向移动而分离，由此具有对由腕部以及把持部固定的试验片的长边方向中央部的板厚方向的端面赋予拉伸以及弯曲变形的功能。
[0070]
然后，使用侧弯试验装置，在一对腕部的前端部通过腕部以及把持部分别将上表面或者下表面标记有划线或者标记点的试验片的两端部的上下表面固定之后，通过载荷赋予机构对一对腕部的后端施加载荷，以试验片的长边方向中央部的板厚方向的端面扩展的方式赋予拉伸以及弯曲变形，基于由存储单元存储的通过第一观察单元观察到的图像，根据通过第二观察单元观察到的划线或者标记点，计算出裂纹在通过第一观察单元观察到的
试验片的端面的板厚方向上贯通时的应变。
[0071]
根据图8可确认，在type-c形状的情况下，与使用平坦刃的情况相比有时断裂应变变小、即延伸凸缘性降低。根据该结果可知，事先确认冲头的上刃形状，以便不通过type-c、即上刃为(c)的形状且上刃的水平部最先进入被加工材的冲头进行冲裁加工，由此能够避免延伸凸缘性降低。
[0072]
换言之，通过使用type-a、type-b那样倾斜部最先进入被加工材的冲头，能够避免延伸凸缘性降低。最先进入被加工材的倾斜部可以如type-a那样是水平部两侧的倾斜部，也可以如type-b那样仅是水平部一侧的倾斜部。
[0073]
在type-c中延伸凸缘性降低的原因，可以认为如下。
[0074]
在通过冲裁加工对成为图9的(a)那样的形状的被加工材1进行凸缘立起成型，并使延伸凸缘预定部22成为延伸凸缘部21时，对冲裁面8(切断面)施加拉伸应力。拉伸应力在延伸凸缘部21的中心处变得最大。
[0075]
在冲头的上刃为type-c的形状的情况下，在冲裁加工的最初仅上刃的水平部进入延伸凸缘预定部的中心附近。此时，上刃的水平部不具有由剪切角带来的载荷降低效果，因此成为无法容易地进入被加工材的状况，断裂面的形成延迟而剪切面比率增加。其结果，被加工材的加工硬化变大。该部分成为在凸缘立起成型时被施加最大拉伸应力的部分，因此延伸凸缘性降低。
[0076]
进而，使用改变了第2倾斜部的长度w、第1、第2、第3倾斜部的角度θ1、θ2、θ3的冲头，进行同样的冲裁加工，并对冲裁后的样品调查了断裂极限应变。将结果示于表2、表3。
[0077]
[表2]
[0078]
表2
[0079][0080]
[表3]
[0081]
表3
[0082]
[0083]
根据以上的结果可知，第2倾斜部的长度w在w＝3.0mm的情况下断裂极限应变提高的效果较小，优选满足w≧5.0mm。此外可知，第1、第3倾斜部的角度在θ1＝θ3＝5.0
°
的情况下也能够得到效果，但在θ1＝θ3＝0.1
°
的情况下效果较小。此外可知，第2倾斜部的角度优选满足θ2≦1.0
°
。并且可知，当第1(第3)倾斜部的角度与第2倾斜部的角度之差较小时效果较小，优选满足θ2≦θ1/2(θ2≦θ3/2)。
[0084]
另外，根据表2可知，在w＝5.0mm的情况下，type-a与type-b相比较断裂极限应变变大。可以认为其原因在于，在type-a的情况下，在两侧的倾斜部已经进行了切掉的状态下水平部进行切断，另一方面，在type-b的情况下，在残留有一方的倾斜部的状态下水平部进行切断，其结果，能够确保较高的延伸凸缘性的w的范围产生差异。即，可知type-a与type-b相比能够在更大范围内确保较高的延伸凸缘性，与type-b相比更优异。
[0085]
进而，使用图10所示的在上刃的两端包括水平部的冲头进行了同样的试验。两次试验的结果，断裂极限应变为0.22、0.21，未发现断裂极限应变提高的效果。可以认为其原因在于，不具有由剪切角带来的载荷降低效果的水平部最先进入被加工材。
[0086]
接着，对这种冲头的上刃形状的判定方法的各步骤进行说明。
[0087]
如以上所例示的那样，冲头的上刃的形状为，水平部的宽度为几十mm、剪切角为1.0
°
左右，因此极难通过目视来判定形状。因而，使用激光位移计、接触式的三维形状测定装置等来测定上刃的形状，但根据本发明，通过以下的方法，根据形状的测定数据，简便地判定冲头的上刃的形状是否是适合于冲裁加工的形状。
[0088]
首先，输入由激光位移计、接触式的三维形状测定装置等测定出的冲头的倾斜的上刃的二维数据。二维数据是由k组的均等间隔的切断线方向位置(xn)以及与各xn对应的上刃朝冲头的移动方向的位移(yn)的组构成的点群(xn,yn)(n＝1～k)。yn是在最先进入被加工材的位置处最小、随着远离而成为较大值的位移，yn＝0的冲头的移动方向的位置可以任意地设定。
[0089]
接着，对于点群(xn,yn)(n＝2～k-1)求出一阶差商j1n＝(y
n+1-yn)/δx。
[0090]
可知，如果一阶差商j1n的绝对值|j1n|大于水平部判定的预先确定的阈值δ1，则点群的第n个～第n+1个之间的上刃倾斜。例如能够将阈值δ1设为0.1。接着，求出二阶差商j2n＝(y
n+1-2yn+y
n-1
)/(δx)2。进而，求出二阶差商的最大值j2
max
。二阶差商的最大值j2
max
是点群(x,y)的使n变化而求出的二阶差商(y
3-2y2+y1)/(δx)2到(y
k-2y
k-1
+y
k-2
)/(δx)2为止的最大值。
[0091]
接着，求出类型判定值j3n＝j2n/|j2
max
|。当j3n的绝对值大于类型判定的阈值δ2时，第n个点与上刃的形状变化的位置对应。阈值δ2为1以下的值，能够根据需要而任意地设定，例如能够设为δ2＝0.5。
[0092]
此时，根据j3n的符号能够判定倾斜部的倾斜方向，如果j3n的符号为负，则倾斜部为相对于水平部朝下方(接近被加工材的方向)倾斜的形状，如果j3n的符号为正，则倾斜部为相对于水平部朝上方(接近被加工材的方向)倾斜的形状。
[0093]
如上所述，在本发明中使用的形状为图5的(a)那样的type-a的形状。即，在第2倾斜部与第1倾斜部的边界、第2倾斜部与第3倾斜部的边界中的一方或者双方，在j3n的绝对值为预先确定的阈值δ2以上且j3n为正的情况下，需要调整上刃的剪切角。
[0094]
当图示该判定的流程图时，成为图11那样。通过使计算机等执行进行这种处理的
上刃形状判定程序，能够判定出冲头的形状。图12～16中示出具体的判定例。
[0095]
图12的(a)表示冲头的形状(x,y)和j1n，(b)表示冲头的形状(x,y)和j3n。在该例子中，在水平部(|j1n|《δ1)的两端，存在j3n的绝对值大于δ2且j3n的符号为负(|j3n|《δ2，j3n《0)的点。在该情况下，冲头的形状被判断为type-a。
[0096]
在图13以及14的例子中，在水平部(|j1n|《δ1)的一端存在j3n的绝对值大于δ2且j3n的符号为负(|j3n|《δ2，j3n《0)的点，在另一端存在j3n的绝对值大于δ2且j3n的符号为正(|j3n|《δ2，j3n》0)的点。在该情况下，冲头的形状被判断为type-b。
[0097]
在图15的例子中，在水平部(|j1n|《δ1)的两端存在j3n的绝对值大于δ2且j3n的符号为正(|j3n|《δ2，j3n》0)的点。在该情况下，冲头的形状被判断为type-c。
[0098]
图16的例子是type-a、type-b、type-c混合的模式。在冲头为这种形状的情况下，虽然也可以考虑以不与冲裁面的端面性质最成为问题的延伸凸缘预定部接触的方式使用type-b以及type-c的形状，但考虑到加工的稳定性而优选不使用。
[0099]
在本发明的判定方法中，相对于δx值的变化来说j3n的值较稳定，j1n、j2n的绝对值不需要高精度。即，在基于本算法的冲头的形状判定中，不需要事先精查δx、并研究对j1n以及j2n的影响，能够不考虑测定精度而容易地判定冲头的形状。
[0100]
另外，被判定为type-b或者type-c的冲头无法直接使用，但如果通过加工上刃而使剪切角适当化并调整为type-a的形状，则能够与被判定为type-a的冲头同样地使用。对于加工后的上刃，再次使用上述的判定方法进行形状的判定。
[0101]
对在本发明中使用的带剪切角的冲切装置15的各构成要素进行说明。
[0102]
如图4所示，带剪切角的冲切装置15至少具备冲裁用冲头2、冲裁用冲模3以及按压板9。冲裁用冲头2在其底面设置有上刃10，该上刃10在宽度方向上具有第1倾斜部12a、第2倾斜部11、第3倾斜部12c。在图4中，第2倾斜部与切断线方向平行。
[0103]
第1倾斜部12a、第3倾斜部12b作为所谓的剪切角发挥功能。在本发明中，第1倾斜部12a、第3倾斜部12b的形状如上所述，能够应用图5的(a)所示那样的两端(第1倾斜部、第3倾斜部)最先进入被加工材、中央部(第2倾斜部)最后进入的形状，不应用(b)、(c)所示那样的形状。冲裁用冲头2构成为能够朝向图4所示的方向p动作。
[0104]
冲裁用冲模3为，位于其上表面的长边方向的端部作为下刃3a发挥功能，冲裁用冲头2的上刃10位于该下刃3a的上方。该冲裁用冲头2的下端侧的侧面2b和冲裁用冲模3的上端侧的侧面3b的形状构成为对应的形状，在这些侧面2b与侧面3b之间设置有任意的间隙。该下刃3a可以为了能够进行坯料加工而构成为能够切断开放截面，也可以为了能够进行开孔加工而构成为能够切断闭合截面。
[0105]
在冲裁用冲模3的上表面上载放被加工材1，如此载放的被加工材1被夹持在冲裁用冲模3的上表面与按压板9的下表面之间。
[0106]
上刃10的第2倾斜部11优选为，将上述冲裁用冲头2的第2倾斜部11配置在被加工材1的一部分、且是冲裁面8的端面性质最成为问题的延伸凸缘预定部22的一部分或者全部。
[0107]
接着，说明使用通过这种构成形成的带剪切角的冲切装置15对被加工材1进行冲裁的工序。
[0108]
首先，如图4所示，在将被加工材1载放在冲裁用冲模3上之后，通过冲裁用冲模3的
上表面和按压板9的下表面夹持被加工材1。之后，从被加工材1的上方朝向方向p所示的下方压入具有上刃10的冲裁用冲头2。之后，通过夹持在下刃3a与上刃10之间而对被加工材1作用剪切力，由此被加工材1被切断而被冲裁为规定的形状。
[0109]
此处，第1倾斜部12a、第3倾斜部12b在宽度方向上倾斜，因此在冲裁时对被加工材1局部地施加冲裁载荷而切断被加工材1。由于局部地施加冲裁载荷，因此与底面为平坦的平坦刃的冲裁用冲头2相比，能够降低所需要的冲裁载荷，进而还能够降低噪声。
[0110]
与此相对，第2倾斜部11虽然不像第1倾斜部12a、第3倾斜部12b那样局部地施加冲裁载荷，但通过倾斜较小的第2倾斜部11冲裁出的冲裁面8难以在宽度方向上挠曲，因此冲裁面8变得均匀，延伸凸缘性提高。此外，被加工材1在被第2倾斜部11冲裁之前，在一定程度的范围内被第1倾斜部12a、第3倾斜部12b冲裁，因此被第2倾斜部11冲裁的范围与底面全部为平坦刃的冲裁用冲头2相比变少，其结果，即使在由第2倾斜部11进行冲裁的情况下，也能够降低所需要的冲裁载荷，还能够降低噪声。
[0111]
即，应用了本发明的冲裁用冲头2为，在上刃10的一部分设置第2倾斜部11，在除了第2倾斜部11以外的部分设置第1倾斜部12a、第3倾斜部12b，由此与底面全部为平坦刃的冲裁用冲头相比较，能够降低冲裁载荷以及噪声，并且还能够进一步使冲裁面均匀而提高延伸凸缘性。
[0112]
上刃10的第2倾斜部11在宽度方向(切断线方向)上的长度l1优选为被加工材1的宽度方向的长度l2的10～60％，更优选为20～50％，进一步优选为30～40％。
[0113]
在第2倾斜部11的长度l1比被加工材1的宽度方向的长度l2的10％短的情况下，由于第2倾斜部11周边的第1倾斜部12a、第3倾斜部12b而被加工材1容易在宽度方向上挠曲，冲裁面8的不均匀性、加工硬化增大，难以得到延伸凸缘性提高这样的本发明的效果。
[0114]
在第2倾斜部11的长度l1比被加工材1的宽度方向的长度l2的60％长的情况下，通过宽度方向(切断线方向)的应变集中来进行延伸凸缘加工，因此难以得到延伸凸缘性提高这样的本发明的效果。
[0115]
但是，这些值有可能根据加工条件、被加工材1的材质而变动，并非在所有情况下都是只要超过该范围就无法得到本发明的效果。
[0116]
只要应用了本发明的上刃10的第1倾斜部12a、第3倾斜部12b在宽度方向上的角度的绝对值θ1、θ3在0.5～5.0
°
的范围内，则对由第2倾斜部11冲裁的部分的加工硬化量以及断面形状不均匀度几乎没有影响。
[0117]
当第1倾斜部12a、第3倾斜部12b的角度的绝对值θ1、θ3超过5.0
°
时，虽然冲压载荷降低与低噪声化的效果变大，但由倾斜刃10冲裁的部分的冲裁面8的断面性质(加工硬化、断面的不均匀性)变差。因而，第1倾斜部12a、第3倾斜部12b的角度的绝对值θ1、θ3优选为0.5～5.0
°
。此外，θ1、θ3只要在上述范围内，则也可以各不相同。
[0118]
在本发明中成为被加工材的金属板没有特别限定，能够对铁、铝、钛、镁以及它们的合金等的金属板等进行冲裁加工。板厚也没有特别限定，但适合于0.5～4.0mm的金属板的加工。此外，在对高强度的钢板进行冲压成型而得到冲压成型品的情况下容易产生延伸凸缘成型的边缘裂纹，因此对于抗拉强度590mpa以上的钢板的加工特别有效。
[0119]
通过上述方法得到的坯料具有图17那样的剪切端面31。在剪切端面中包括剪切面32、二次剪切面33。二次剪切面33有的成为(a)那样断开的形状，有的成为(b)那样连续的形
状。
[0120]
在剪切端面31中，当将剪切端面31整个范围的二次剪切面33的面积率设为a2、坯料线整个范围在俯视下的曲率半径的中央值设为r时，存在由在剪切端面31内的板厚方向上引出的两条垂线包围的宽度5mm的区域a，该区域a中的二次剪切面33的面积率为a2/2以下，区域a在俯视下的曲率半径为r的1/2以下。此处，从坯料线的端部起每隔1mm求出坯料线在俯视下的曲率半径。坯料线为直线的情况下的曲率半径为∞。图中的区域a用于说明区域a的范围。
[0121]
当在坯料的剪切端面31中存在二次剪切面33时，坯料的延伸凸缘性容易降低，当二次剪切面33的比率较大时，则其降低变得显著。如果在坯料线的曲率半径较小的区域、即变形所集中的部位，二次剪切面33的比例变低，则能够抑制延伸凸缘性的降低。
[0122]
此外，区域a中的剪切面32的面积率优选为除了区域a以外的剪切端面31的面积率的80％以下，更优选为70％以下，进一步优选为60％以下。
[0123]
此外，在剪切面32的比率不均匀的情况下，延伸凸缘性也容易降低，因此优选区域a的板宽方向上的剪切面32的面积率的变化为
±
20％以内。关于区域a的板宽方向上的剪切面32的面积率的变化，从区域a的端部起每隔1mm求出剪切面32的面积率，并求出其变化。剪切面32的变化更优先为
±
15％以内，进一步优选为
±
10％以内。
[0124]
这种区域a的宽度越大则越优选，如果在7mm的宽度中满足上述条件则更优选，如果在10mm的宽度中满足上述条件则进一步优选。
[0125]
符号的说明
[0126]
1：被加工材；2：冲裁用冲头；3：冲裁用冲模；3a：下刃；4：塌边；5：剪切面；6：断裂面；7：毛刺；8：冲裁面；9：按压板；10：上刃；11：第2倾斜部；12a：第1倾斜部；12b：第3倾斜部；15：冲切装置；21：延伸凸缘部；22：延伸凸缘预定部；31：剪切端面；32：剪切面；33：二次剪切面。