(57)【要約】【課題】被加工材の強度が高い場合でも、面性状の優れた剪断加工面を有する加工材を、生産性よく、かつ、低コストで得る。【解決手段】ダイ上に載置した被加工材の非製品部分をパンチで打ち抜く剪断加工方法において、（ｉ）打抜き後、抜き材（非製品部分）を、該抜き材を打ち抜いたパンチと背圧ピンで拘束して、加工材（製品部分）に対抗させ、（ii）上記対抗状態で、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せることを特徴とする剪断加工方法。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ上に載置した被加工材の非製品部分をパンチで打ち抜く剪断加工方法において、
（ｉ）打抜き後、抜き材（非製品部分）を、該抜き材を打ち抜いたパンチと背圧ピンで拘束して、加工材（製品部分）に対抗させ、
（ii）上記対抗状態で、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる
ことを特徴とする剪断加工方法。
【請求項２】
前記抜き材を拘束するパンチと背圧ピンの一方又は両方の面に、抜き材を拘束する突起が存在することを特徴とする請求項１に記載の剪断加工方法。
【請求項３】
前記突起と、加工材を載置するダイとの最近接間隔が２ｔ（ｔ（ｍｍ）：被加工材の厚さ）以下であることを特徴とする請求項２に記載の剪断加工方法。
【請求項４】
前記抜き材を拘束するパンチと背圧ピンが、パンチと背圧ピンの一方又は両方の面に、抜き材を拘束する突起が存在する一組のパンチと背圧ピンを、加工材を載置するダイの反対側に、一体的に、又は、別体として備えていることを特徴とする請求項１に記載の剪断加工方法。
【請求項５】
前記抜き材を拘束する突起が存在する一組のパンチと背圧ピンと、加工材を載置するダイとの間隔が２ｔ（ｔ（ｍｍ）：被加工材の厚さ）以下であることを特徴とする請求項４に記載の剪断加工方法。
【請求項６】
前記突起が、(a)連続して連なる形態、又は、(b)点状、弧状、又は、一点鎖線状に断続して連なる形態で存在することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の剪断加工方法。
【請求項７】
前記突起の高さが１０〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の剪断加工方法。
【請求項８】
前記突起の幅が１０〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の剪断加工方法。
【請求項９】
ダイ上に載置した被加工材の非製品部分をパンチで打ち抜く剪断加工方法において、
（i-1）打抜き後、抜き材（非製品部分）を載置するダイの側面、抜き材（非製品部分）をダイ上に固定するホルダーの側面、又は、抜き材（非製品部分）を打ち抜いたパンチの側面で、被加工材を拘束する拘束状態で、さらに、被加工材の非製品部分を打ち抜き、
（i-2）上記打抜き後、上記拘束状態において、抜き材（非製品部分）を、該抜き材を打ち抜いたパンチと背圧ピンで拘束して、加工材（製品部分）に対抗させ、
（ii）上記対抗状態で、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる
ことを特徴とする剪断加工方法。
【請求項１０】
前記抜き材（非製品部分）を載置するダイの側面、抜き材（非製品部分）をダイ上に固定するホルダーの側面、又は、抜き材（非製品部分）を打ち抜いたパンチの側面と、加工材を載置するダイとの間隔が、２ｔ（ｔ（ｍｍ）：被加工材の厚さ）以下であることを特徴とする請求項９に記載の剪断加工方法。
【請求項１１】
前記ダイとパンチの間隔を、加工材の破断面の角度がパンチ進行方向に対し３°以上になる範囲で設定することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の剪断加工方法。
【請求項１２】
前記抜き材の端面と加工材の剪断加工面の擦り合せを途中で止めることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の剪断加工方法。
【請求項１３】
前記被加工材が、引張強度９８０ＭＰａ以上の鋼板であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の剪断加工方法。
【請求項１４】
前記被加工材が、引張強度９８０ＭＰａ以上の鋼板を含む積層鋼板であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の剪断加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、家電製品、建築構造物、船舶、橋梁、建設機械、各種プラント、ペンストック等で用いる金属部材を剪断加工で製造する際、優れた面性状の剪断加工面を形成し得る剪断加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、家電製品、建築構造物、船舶、橋梁、建設機械、各種プラント、ペンストック等で用いる金属部材の製造には、剪断加工が多く利用されている。図１に、剪断加工の態様を模式的に示す。図１（ａ）に、被加工材に穴を形成する剪断加工の態様を模式的に示し、図１（ｂ）に、被加工材に開断面を形成する剪断加工の態様を模式的に示す。
【０００３】
図１（ａ）に示す剪断加工においては、ダイ３の上に被加工材１を載置し、パンチ２を下方向２ａに押し込んで、被加工材１に穴を形成する。図１（ｂ）に示す剪断加工においては、ダイ３の上に被加工材１を載置し、同じく、パンチ２を下方向２ａに押し込んで、被加工材１に開断面を形成する。
【０００４】
剪断加工で形成される加工材１０の剪断加工面９は、通常、図２に示すように、被加工材がパンチで押し込まれて、剪断加工面９の上部表面８ａに形成されるダレ４、パンチとダイの間隙に被加工材１が引き込まれ、局所的に引き伸ばされて形成される剪断面５、パンチとダイの間隙に引き込まれた被加工材１が破断して形成される破断面６（パンチ方向に対する破断角θ）、及び、パンチとダイの間隙に引き込まれた被加工材１が破断して加工材１０から分離する際、加工材１０の下部表面８ｂに生じるバリ７によって構成される。
【０００５】
剪断加工面は、一般に、機械加工で形成する加工面に比べ面性状が劣り、例えば、伸びフランジ割れ（剪断加工後のプレス加工で、剪断加工面に生ずる割れ）が生じ易い、疲労強度が低い、また、耐水素脆化性が低い等の課題を抱えている。
【０００６】
剪断加工面の課題の解決を図る技術は数多く提案されているが、これらの技術は、大きく、パンチとダイの形状・構造を工夫して、剪断加工面の面性状（耐伸びフランジ性、疲労強度等）の向上を図るもの（例えば、特許文献１〜３、参照）と、剪断加工面に処理（シェービングやコイニング）を施して、剪断加工面の面性状（疲労強度、耐水素脆化特性等）の向上を図るもの（例えば、特許文献４〜６、参照）に分けることができる。
【０００７】
しかし、パンチとダイの形状・構造を工夫する技術においては、剪断加工面の面性状の向上に限界があり、また、剪断加工面に処理を施す技術においては、一工程増える分、生産性が低下し、製造コストが上昇する。特に、図１（ｂ）に示す、片持ち式の剪断加工技術においては、剪断加工面の面性状の向上に限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−０５１００１号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３１０９４号公報
【特許文献３】特開２０１０−０３６１９５号公報
【特許文献４】特開２００８−０１８４８１号公報
【特許文献５】特開２０１１−２１８３７３号公報
【特許文献６】特開２００６−０８２０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、剪断加工技術の現状に鑑み、被加工材の強度が高い場合でも、面性状の優れた剪断加工面を有する加工材を、生産性よく、かつ、低コストで得ることを課題とし、該課題を解決する剪断加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決する手法について鋭意検討した。その結果、被加工材に開断面の剪断加工面を形成する剪断加工において、抜き材を加工材に対抗するように拘束し、その拘束状態を維持して、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せると、加工材（製品）において、残留応力が小さく、面性状の優れた剪断加工面を形成することができ、生産性の向上、及び、製造コストの低減に寄与することを見いだした。
【００１１】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００１２】
（１）ダイ上に載置した被加工材の非製品部分をパンチで打ち抜く剪断加工方法において、
（ｉ）打抜き後、抜き材（非製品部分）を、該抜き材を打ち抜いたパンチと背圧ピンで拘束して、加工材（製品部分）に対抗させ、
（ii）上記対抗状態で、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる
ことを特徴とする剪断加工方法。
【００１３】
（２）前記抜き材を拘束するパンチと背圧ピンの一方又は両方の面に、抜き材を拘束する突起が存在することを特徴とする前記（１）に記載の剪断加工方法。
【００１４】
（３）前記突起と、加工材を載置するダイとの最近接間隔が２ｔ（ｔ（ｍｍ）：被加工材の厚さ）以下であることを特徴とする前記（２）に記載の剪断加工方法。
【００１５】
（４）前記抜き材を拘束するパンチと背圧ピンが、パンチと背圧ピンの一方又は両方の面に、抜き材を拘束する突起が存在する一組のパンチと背圧ピンを、加工材を載置するダイの反対側に、一体的に、又は、別体として備えていることを特徴とする前記（１）に記載の剪断加工方法。
【００１６】
（５）前記抜き材を拘束する突起が存在する一組のパンチと背圧ピンと、加工材を載置するダイとの間隔が２ｔ（ｔ（ｍｍ）：被加工材の厚さ）以下であることを特徴とする前記（４）に記載の剪断加工方法。
【００１７】
（６）前記突起が、(a)連続して連なる形態、又は、(b)点状、弧状、又は、一点鎖線状に断続して連なる形態で存在することを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の剪断加工方法。
【００１８】
（７）前記突起の高さが１０〜１０００μｍであることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の剪断加工方法。
【００１９】
（８）前記突起の幅が１０〜１０００μｍであることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載の剪断加工方法。
【００２０】
（９）ダイ上に載置した被加工材の非製品部分をパンチで打ち抜く剪断加工方法において、
（i-1）打抜き後、抜き材（非製品部分）を載置するダイの側面、抜き材（非製品部分）をダイ上に固定するホルダーの側面、又は、抜き材（非製品部分）を打ち抜いたパンチの側面で、被加工材を拘束する拘束状態で、さらに、被加工材の非製品部分を打ち抜き、
（i-2）上記打抜き後、上記拘束状態において、抜き材（非製品部分）を、該抜き材を打ち抜いたパンチと背圧ピンで拘束して、加工材（製品部分）に対抗させ、
（ii）上記対抗状態で、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる
ことを特徴とする剪断加工方法。
【００２１】
（１０）前記抜き材（非製品部分）を載置するダイの側面、抜き材（非製品部分）をダイ上に固定するホルダーの側面、又は、抜き材（非製品部分）を打ち抜いたパンチの側面と、加工材を載置するダイとの間隔が、２ｔ（ｔ（ｍｍ）：被加工材の厚さ）以下であることを特徴とする前記（９）に記載の剪断加工方法。
【００２２】
（１１）前記ダイとパンチの間隔を、加工材の破断面の角度がパンチ進行方向に対し３°以上になる範囲で設定することを特徴とする前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の剪断加工方法。
【００２３】
（１２）前記抜き材の端面と加工材の剪断加工面の擦り合せを途中で止めることを特徴とする前記（１）〜（１１）のいずれかに記載の剪断加工方法。
【００２４】
（１３）前記被加工材が、引張強度９８０ＭＰａ以上の鋼板であることを特徴とする前記（１）〜（１２）のいずれかに記載の剪断加工方法。
【００２５】
（１４）前記被加工材が、引張強度９８０ＭＰａ以上の鋼板を含む積層鋼板であることを特徴とする前記（１）〜（１２）のいずれかに記載の剪断加工方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、被加工材の強度が高い場合でも、面性状の優れた剪断加工面を有する加工材を、生産性よく、かつ、低コストで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】剪断加工の態様を模式的に示す図である。（ａ）は、被加工材に穴を形成する剪断加工の態様を模式的に示し、（ｂ）は、被加工材に開断面を形成する剪断加工の態様を模式的に示す。
【図２】加工材における剪断加工面の態様を模式的に示す図である。
【図３】片持ち式の剪断加工の一態様を示す図である。
【図４】図３に示す剪断加工で被加工材を剪断加工した態様を示す図である。
【図５】抜き材を、抜いたままの状態で押し上げ、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる態様を示す図である。
【図６】抜き材を、抜いたままの状態で、加工材の上まで押し上げ、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる態様を示す図である。
【図７】被加工材の製品としない外周部分を、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有するパンチと、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有する背圧ピンで挟持して、上記外周部分を打ち抜く態様を示す図である。
【図８】図７に示す打抜きの後、抜き材を、打ち抜いた状態で押し上げ、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる態様を示す図である。
【図９】図７に示す打抜きの後、抜き材を、打ち抜いた状態で、加工材の上方まで押し上げ、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる態様を示す図である。
【図１０】被加工材の製品としない外周部分を、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有するパンチに、被加工材に当接する面が平坦なパンチを連結した連結パンチと、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有する背圧ピンに、被加工材に当接する面が平坦な背圧ピンを連結した連結背圧ピンで挟持して、上記外周部分を打ち抜く態様を示す図である。
【図１１】図１０に示す打抜きの後、抜き材を、打ち抜いた状態で押し上げ、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる態様を示す図である。
【図１２】被加工材の製品としない外周部分の外側部分を、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有するホルダーと、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有するダイで挟持し、被加工材の製品部分を、被加工材に当接する面が平坦なホルダーと、被加工材に当接する面が平坦なダイで挟持し、ホルダーとホルダーの間に配置したパンチで、被加工材の外周部分の内側部分（製品としない部分）を打ち抜く態様を示す図である。
【図１３】図１２に示す打抜きの後、抜き材を、打ち抜いた状態で押し上げ、抜き材の端面を、被加工材の外周部分の外側部分の剪断加工面と加工材の剪断加工面に、同時に擦り合せる態様を示す図である。
【図１４】図１２に示す打抜きの後、抜き材の一方の端面を、被加工材の製品としない外周部分の外側部分を保持するダイの側面で拘束し、拘束した状態で、抜き材を押し上げ、抜き材の他方の端面を、加工材の剪断加工面に擦り合せる態様を示す図である。
【図１５】被加工材の製品としない外周部分の外側部分を打ち抜く態様を示す図である。
【図１６】図１５に示す打抜きの後、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を打ち抜く前、上記外周部分の外側部分を打ち抜いたパンチの側面で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を拘束し、拘束した状態で、該内側部分を打ち抜く態様を示す図である。
【図１７】図１６に示す拘束状態で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を打ち抜く態様を示す図である。
【図１８】図１７に示す打抜きの後、抜き材の一方の端面に、被加工材の製品としない外周部分の外側部分を打ち抜いたパンチの側面を当接して抜き材を拘束し、拘束した状態で、抜き材を押し上げ、抜き材の他方の端面を、加工材（製品）の剪断加工面に擦り合せる態様を示す図である。
【図１９】被加工材の製品としない外周部分の外側部分を打ち抜く態様を示す図である。
【図２０】図１９に示す打抜きの後、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を打ち抜く前、上記外周部分の外側部分を打ち抜いたダイの側面で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を拘束し、拘束した状態で、該内側部分を打ち抜く態様を示す図である。
【図２１】図２０に示す拘束状態で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を打ち抜く態様を示す図である。
【図２２】図２１に示す打抜きの後、抜き材の一方の端面に、被加工材の製品としない外周部分の外側部分を打ち抜いたダイの側面を当接して抜き材を拘束し、拘束した状態で、抜き材を押し上げ、抜き材の他方の端面を、加工材（製品）の剪断加工面に擦り合せる態様を示す図である。
【図２３】被加工材の製品としない外周部分の外側部分を打ち抜く態様を示す図である。
【図２４】図２３に示す打抜きの後、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を打ち抜く前、上記外周部分の外側部分をダイに押圧、固定したホルダーの側面で被加工材の製品としない外周部分の内側部分を拘束し、拘束した状態で、該内側部分を打ち抜き態様を示す図である。
【図２５】図２４に示す拘束状態で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を打ち抜く態様を示す図である。
【図２６】図２５に示す打抜きの後、抜き材の一方の端面に、上記外周部分の外側部分をダイに押圧、固定したホルダーの側面を当接して抜き材を拘束し、拘束した状態で、抜き材を押し上げ、抜き材の他方の端面を、製品とする加工材の剪断加工面に擦り合せる態様を示す図である。
【図２７】本発明の基本概念を模式的に示す図である。（ａ）は、剪断加工の基本概念を模式的に示し、（ｂ）は、擦り合せの基本概念を模式的に示す。
【図２８】抜き材の端面と加工材の剪断加工面の擦り合せ機構を模式的に示す図である。（ａ）は、擦り合せ開始時の破断面の衝接断面を示し、（ｂ）は、擦り合せ完了時の塑性加工域を示す。
【図２９】加工材の剪断加工面の垂直断面形態の一例を示す図である。（ａ）は、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．４０の場合の剪断加工面の垂直断面形態を示し、（ｂ）は、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．２０の場合の剪断加工面の垂直断面形態を示す。
【図３０】別の加工材の剪断加工面の垂直断面形態の一例を示す図である。（ａ）は、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．０５の場合の剪断加工面の垂直断面形態を示し、（ｂ）は、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．１０の場合の剪断加工面の垂直断面形態を示す。
【図３１】剪断加工面における残留応力の測定位置を示す図である。
【図３２】ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．０５の場合の剪断加工面における残留応力分布を示す図である。
【図３３】ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．１０の場合の剪断加工面における残留応力分布を示す図である。
【図３４】ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．２０の場合の剪断加工面における残留応力分布を示す図である。
【図３５】ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．４０の場合の剪断加工面における残留応力分布を示す図である。
【図３６】破断面角度（破断角）と残留応力低減量の関係を示す図である。
【図３７】平板曲げ疲労試験で測定した疲労特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の剪断加工方法（以下「本発明方法Ｉ」ということがある。）は、ダイ上に載置した被加工材の非製品部分をパンチで打ち抜く剪断加工方法において、
（ｉ）打抜き後、抜き材（非製品部分）を、該抜き材を打ち抜いたパンチと背圧ピンで拘束して、加工材（製品部分）に対抗させ、
（ii）上記対抗状態で、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる
ことを特徴とする。
【００２９】
本発明の剪断加工方法（以下「本発明方法II」ということがある。）は、ダイ上に載置した被加工材の非製品部分をパンチで打ち抜く剪断加工方法において、
（i-1）打抜き後、抜き材（非製品部分）を載置するダイの側面、抜き材（非製品部分）をダイ上に固定するホルダーの側面、又は、抜き材（非製品部分）を打ち抜いたパンチの側面で、被加工材を拘束する拘束状態で、さらに、被加工材の非製品部分を打ち抜き、
（i-2）上記打抜き後、上記拘束状態において、抜き材（非製品部分）を、該抜き材を打ち抜いたパンチと背圧ピンで拘束して、加工材（製品部分）に対抗させ、
（ii）上記対抗状態で、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる
ことを特徴とする。
【００３０】
まず、本発明方法Ｉについて、図面に基づいて説明する。
【００３１】
図３に、片持ち式の剪断加工の態様を示し、図４に、片持ち式の剪断加工で被加工材を剪断加工した態様を示す。
【００３２】
図３に示す剪断加工機において、ダイ１２とパンチ１７の間隔ｄ（ｍｍ）は、加工材の剪断加工面の破断面（図２中「６」参照）の破断角θがパンチ方向に対し３°以上となるように設定されている。
【００３３】
本発明方法Ｉ及び本発明方法II（以下、まとめて「本発明方法」ということがある。）において、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）は、加工材の剪断加工面における破断面の破断角θがパンチ方向に対し３°以上となる範囲、即ち、上記破断面と抜き材の肩面が所要の角度で衝接して、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加えることが可能な範囲で設定するのが好ましい。この点については後述する。
【００３４】
本発明方法において、剪断加工の対象とする被加工材は、鋼板の他、銅、亜鉛、スズ、アルミニウム、チタン、マグネシウム、及び、それらを基とする合金からなる金属板、又は、これら金属板を積層した積層金属板である。被加工材の材質は、剪断加工が可能な材質であればよく、特定の材質に限定されない。被加工材の厚さは、剪断加工が可能な厚さであればよく、特定の厚さに限定されない。
【００３５】
本発明方法は、特に、引張強度が９８０ＭＰａ以上の鋼板の剪断加工、及び、引張強度が９８０ＭＰａ以上の鋼板を含む積層鋼板の剪断加工に好適である。この点については後述する。
【００３６】
冷間の剪断加工において、剪断加工品の形状・寸法精度を保つ観点から、被加工材の厚さは６．０ｍｍ以下が好ましい。特に、剪断加工品の形状・寸法精度が高く要求される場合、被加工材の厚さは３．０ｍｍ以下がより好ましい。
【００３７】
図３に示すように、機枠１８の片側において、弾性部材１１で保持されている背圧ピン１３がダイ１２の上面よりΔＨ飛び出ている片持ち式剪断加工機に、被加工材１４を配置する。弾性部材１６でホルダー１５を押圧し、被加工材１４を剪断加工機のダイ１２に固定し、図４に示すように、パンチ１７を、背圧ピン１３の背圧に対抗しつつ押し下げ、剪断加工面９を有する加工材１４ａを得る。
【００３８】
ここまでは、通常の剪断加工であるが、本発明方法Ｉ」においては、図５に示すように、弾性部材１１の反発力を利用し、背圧ピン１３が保持する抜き材１９を、抜いたままの状態で、上へ押し上げていき、抜き材１９の端面２０を、加工材１４ａの剪断加工面２１に擦り合せる。
【００３９】
この擦り合せにおいて、抜き材１９は、機枠１８により、加工材１４ａに対抗するように拘束されていて、この拘束状態のもとで、抜き材１９の端面２０を、加工材１４ａの剪断加工面２１に擦り合せることになる。
【００４０】
加工材の剪断加工面は、通常、図２に示すように、ダレ４、剪断面５、破断面６、及び、バリ７で構成されているが、抜き材１９を、加工材の剪断加工面２１を精整する工具として用い、上記拘束状態で、抜き材１９の端面２０を、加工材１４ａの剪断加工面２１に擦り合せると、加工材１４ａの剪断加工面２１の表層に圧縮の塑性変形が加えられて、剪断加工面２１における残留応力が大きく低減するとともに均一化する。
【００４１】
その結果、加工材１４ａの剪断加工面２１の面性状が大きく向上し、加工材１４ａの疲労特性、及び、耐水素脆化特性が顕著に向上する。
【００４２】
抜き材１９の端面２０と、加工材１４ａの剪断加工面２１の擦り合せは、図５に示すように、途中で止めてもよく、また、図６に示すように、抜き材１９を加工材１４ａの上まで押し上げて、剪断加工面２１の全面にわたって行ってもよい。剪断加工面２１に“バリ”が存在すると、伸びフランジ性が低下するので、上記擦り合せは、擦り合せにより“ばり”が発生しない範囲で行えばよい。
【００４３】
抜き材の形状、又は、加工材の形状は、抜き材の端面と、加工材の輪郭面の剪断加工面を擦り合せることが可能であればよいので、特定の形状に限定されない。
【００４４】
図７〜図９に基づいて、本発明方法Ｉの別の態様を説明する。
【００４５】
図７に、被加工材の製品としない外周部分を、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有するパンチと、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有する背圧ピンで挟持して、上記外周部分を打ち抜く態様を示す。図８に、図７に示す打抜きの後、抜き材を、打ち抜いた状態で押し上げ、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる態様を示し、図９に、図７に示す打抜きの後、抜き材を、打ち抜いた状態で、加工材の上方まで押し上げ、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる態様を示す。
【００４６】
図７に示す剪断加工においては、被加工材の外周部分１４ｂを、被加工材に当接する面に１つ以上の突起２２を有するパンチ１７と、被加工材に当接する面に１つ以上の突起２２を有する背圧ピン１３で挟持して打ち抜く。
【００４７】
上記打抜きの後、図８に示すように、抜き材１９（被加工材の外周部分１４ｂ）を、打ち抜いた状態で、突起２２を有するパンチ１７と背圧ピン１３で挟持して押し上げ、抜き材１９の端面２０を加工材１４ａの剪断加工面２１に擦り合せる。
【００４８】
また、上記打抜き後、図９に示すように、抜き材１９（被加工材の外周部分１４ｂ）を、打ち抜いた状態で、突起２２を有するパンチ１７と背圧ピン１３で挟持して、加工材１４ａの上方まで押し上げ、抜き材１９の端面２０を加工材１４ａの剪断加工面２１に擦り合せる。
【００４９】
抜き材１９（被加工材の外周部分１４ｂ）は、突起２２を有するパンチ１７と背圧ピン１３で挟持され、加工材に対抗するように拘束されているので、抜き材１９の端面２０と加工材１４ａの剪断加工面２１の擦り合せにより、加工材１４ａの剪断加工面２１の表層に圧縮の塑性変形を加えることができる。その結果、加工材１４ａの剪断加工面２１の面性状が顕著に向上する。
【００５０】
図７〜図９には、被加工材の製品としない外周部分１４ｂを、被加工材に当接する面に１つ以上の突起２２を有するパンチ１７と、被加工材に当接する面に１つ以上の突起２２を有する背圧ピン１３で挟持して打ち抜く態様を示したが、抜き材（被加工材の外周部分１４ｂ）を強固に挟持し、加工材に対抗するように拘束し、抜き材の端面と加工材の剪断加工面の擦り合せにより、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加えることができる限りにおいて、突起は、パンチ及び背圧ピンのどちらか一方のみに設けてもよい。
【００５１】
パンチ及び／又は背圧ピンの被加工材に当接する面に設ける突起の断面形状は、抜き材（被加工材の外周部分）を強固に挟持し、加工材に対抗するように拘束し、抜き材の端面と加工材の剪断加工面の擦り合せにより、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加えることができる限りにおいて、特定の断面形状に限定されない。例えば、突起の断面形状は、Ｖ型、Ｕ形、凸型等でもよい。
【００５２】
突起の高さ（被加工材の挟持面に垂直な方向の高さ）は、挟持力、及び、加工材に対抗する拘束力の確保の点で、通常、高いほど好ましいが、高すぎると、突起の摩耗、消耗が速く進行し、また、被加工材の挟持に必要な押圧力が増大するので、突起の高さには限界がある。本発明者らの試験結果によれば、突起の高さは１０〜１０００μｍが好ましい。より好ましくは１０〜５００μｍである。
【００５３】
パンチの被加工材に当接する面と、背圧ピンの被加工材に当接する面の両方に突起を設ける場合、突起の断面形状は同じである必要はない。抜き材（被加工材の外周部分）を強固に挟持し、加工材に対抗するように拘束し、抜き材の端面と加工材の剪断加工面の擦り合せの際、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加えることができる限りにおいて、突起の断面形状は、パンチと背圧ピンで異なっていてもよい。
【００５４】
パンチ及び／又は背圧ピンの被加工材に当接する面に設ける突起の、上記外周部分の周方向における形態は、抜き材（被加工材の外周部分）を強固に挟持し、加工材に対抗するように拘束し、抜き材の端面と加工材の剪断加工面の擦り合せにより、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加えることができる限りにおいて、特定の形態に限定されない。
【００５５】
被加工材の製品としない外周部を挟持し、加工材に対抗するように拘束する突起の、上記外周部分の周方向の形態は、例えば、所要の断面形状の突起が連続して連なる形態や、所要の断面形状の突起が、点状、弧状、又は、一点鎖線状に断続して連なる形態でもよい。突起が点状の突起の場合、突起の円相当径は、突起の摩耗、消耗を抑制する点で、１０〜１０００μｍが好ましい。より好ましくは１０〜５００μｍである。また、突起が弧状の突起の場合、突起の幅は、同じ理由で１０〜１０００μｍが好ましい。より好ましくは１０〜５００μｍである。
【００５６】
パンチ及び／又は背圧ピンの被加工材に当接する面に設ける突起（突起列）の、上記外周部分の幅方向における個数（列数）は、抜き材（被加工材の外周部分）を強固に挟持し、加工材に対抗するように拘束し、抜き材の端面と加工材の剪断加工面の擦り合せにより、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加えることができる限りにおいて、特定の個数（列数）に限定されない。
【００５７】
突起（突起列）の、上記外周部分の幅方向における個数（列数）は、抜き材（被加工材の外周部分）の幅に応じて適宜設定すればよい。抜き材（被加工材の外周部分）を強固に挟持し、加工材に強固に対抗するように拘束する点で、突起（突起列）の個数（列数）は２以上が好ましい。また、突起（突起列）の個数（列数）は、パンチ面と背圧ピン面で異なっていてもよい。
【００５８】
パンチの被加工材に当接する面において、ダイに最近接して設ける突起の位置は、抜き材（被加工材の外周部分）を強固に挟持し、加工材に対抗するように拘束し、抜き材の端面と加工材の剪断加工面の擦り合せにより、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を十分に加えることができる限りにおいて、特定の位置に限定されないが、加工材に、面性状の優れた剪断加工面を形成する点で、突起の位置は、ダイからの距離が短いほど好ましい。
【００５９】
パンチの被加工材に当接する面において、ダイに最近接して設ける突起の位置は、加工材に、面性状の優れた剪断加工面を形成する点で、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）とも関連する。上記突起の位置、即ち、突起と、被加工材を載置したダイとの最近接間隔は２ｔ（ｔ（ｍｍ）：被加工材の厚さ）以下が好ましく、１ｔ以下がより好ましい。
【００６０】
本発明方法Ｉにおいて、突起を設ける面（パンチ面及び／又は背圧ピン面）、及び、突起の断面形状、寸法、形態、個数（列数）、及び、位置は、剪断加工の態様に応じて適宜設定すればよい。
【００６１】
本発明方法においては、抜き材の端面と加工材の剪断加工面を擦り合せることにより、抜き材が、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加える工具として機能して、加工材の剪断加工面における残留応力が大幅に低減するとともに均一化して、加工材の剪断加工面の面性状が大きく向上する。その結果、疲労特性、耐水素脆化特性、伸びフランジ性等が向上する。
【００６２】
抜き材の端面と加工材の剪断加工面を擦り合せることで、加工材の剪断加工面の面性状が向上する効果は、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）を、加工材の剪断加工面における破断面の角度がパンチ方向に対し３°以上となる範囲（該破断面と抜き材の肩面が所要の角度で衝接し、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加えることが可能な範囲）で設定するとより向上する。この点については後述する。
【００６３】
以上説明したように、図７〜図９に実施態様を示す本発明方法Ｉは、板状の被加工材を厚さ方向に打ち抜く剪断加工方法において、
（ｉ）ダイ上に、製品とする部分をホルダーで押圧、固定した上記被加工材の製品としない外周部分を、
(a1)(a1-1)被加工材に当接する下面に１つ以上の突起を有する突起面パンチと、(a1-2)被加工材に当接する上面が平坦な平背圧ピンで挟持し、
(b1)(b1-1)被加工材に当接する下面が平坦な平面パンチと、(b1-2)被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有する突起背圧ピンで挟持し、又は、
(c1)(c1-1)被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有する突起面パンチと、(c1-2)被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有する突起背圧ピンで挟持し、
（ii）上記(a1)、(b1)、又は、(c1)で挟持した被加工材の外周部を、パンチと背圧ピンとの協働で打ち抜き、次いで、
（iii）抜き材を、打ち抜いた状態で、そのまま押し上げ、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる
ことを特徴とする。
【００６４】
本発明方法Ｉの別の態様について、図１０及び図１１に基づいて説明する。
【００６５】
図１０に、被加工材の製品としない外周部分を、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有するパンチに、被加工材に当接する面が平坦なパンチを連結した連結パンチと、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有する背圧ピンに、被加工材に当接する面が平坦な背圧ピンを連結した連結背圧ピンで挟持して、上記外周部分を打ち抜く態様を示す。
【００６６】
図１１に、図１０に示す打抜きの後、抜き材を、打ち抜いた状態で押し上げ、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる態様を示す。
【００６７】
図１０に示すように、被加工材の製品としない外周部分１４ｂを、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有するパンチ１７に、被加工材に当接する面が平坦なパンチ１７ａを連結した連結パンチ１７ｂと、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有する背圧ピン１３に、被加工材に当接する面が平坦な背圧ピン１３ａを連結した連結背圧ピン１３ｂで挟持し、連結パンチ１７ｂとダイ１２との協働で、被加工材の外周部分１４ｂを打ち抜く。
【００６８】
パンチ１７とパンチ１７ａの連結、及び、背圧ピン１３と背圧ピン１３ａの連結は、連結解除が可能な公知の連結手段で強固に行なればよい。連結パンチ１７ｂ及び連結背圧ピン１３ｂにおいては、連結するパンチ１７ａ及び背圧ピン１３ａを、打ち抜く被加工材の外周部分の幅に応じて適宜取り換えることができ、また、パンチ１７及び／又は背圧ピン１３を、突起２２の消耗程度に応じて適宜取り換えることができる。
【００６９】
図１０に示す打抜きの後、図１１に示すように、連結パンチ１７ｂと連結背圧ピン１３ｂで挟持した抜き材１９（外周部分１４ｂ）を、連結背面ピン１３ｂを押し上げていき、加工材に対抗する拘束状態で、抜き材１９（外周部分１４ｂ）の端面２０を、加工材１４ａの剪断加工面２１に擦り合せる。この擦り合せは、図１１に示すように、途中で止めてもよいし、抜き材１９（外周部分１４ｂ）を、加工材１４ａの上方まで押し上げて行ってもよい（図９、参照）。
【００７０】
前述したように、抜き材１９（外周部分１４ｂ）は、連結パンチ１７ｂと連結背圧ピン１３ｂで挟持され、加工材に対抗するように拘束されているので、抜き材１９の端面２０と加工材１４ａの剪断加工面２１の擦り合せにより、加工材の剪断加工面２１の表層に圧縮の塑性変形を十分に加えることができる。その結果、加工材１４ａの剪断加工面２１の面性状が顕著に向上する。
【００７１】
図１０と図１１には、被加工材の外周部分１４ｂを、突起２２を備えるパンチ１７を連結した連結パンチと、突起２２を備える背圧ピン１３を連結した連結背圧ピンで挟持して打ち抜く態様を示したが、抜き材（被加工材の外周部分）を強固に挟持し、加工材に対抗するように拘束し、抜き材の端面と加工材の剪断加工面の擦り合せにより、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加えることができる限りにおいて、突起は、パンチ及び背圧ピンのどちらか一方のみに設けてもよい。
【００７２】
以上説明したように、図１０及び図１１に実施態様を示す本発明方法は、板状の被加工材を厚さ方向に打ち抜く剪断加工方法において、
（ｉ）ダイ上に、製品とする部分をホルダーで押圧、固定した上記被加工材の製品としない外周部を、
(a2)(a2-1)被加工材に当接する下面に突起を有する突起面パンチのダイ側の側面に、被加工材に当接する上面が平坦な平面パンチを連結した連結パンチと、(a2-2)上記突起面パンチに対向する、被加工材に当接する上面が平坦な平背圧ピンのダイ側の側面に、上記平面パンチに対向する、被加工材に当接する上面が平坦な平背圧ピンを連結した連結背圧ピンで挟持し、
(b2)(b2-1)被加工材に当接する下面が平坦な平面パンチのダイ側の側面に、被加工材に当接する下面が平坦な別平面パンチを連結した連結パンチと、(b2-2)上記平面パンチに対向する、被加工材に当接する上面に突起を有する突起背圧ピンのダイ側の側面に、上記別平面パンチに対向する、被加工材に当接する上面が平坦な平背圧ピンを連結した連結背圧ピンで挟持し、又は、
(c2)(c2-1)被加工材に当接する下面に突起を有する突起面パンチのダイ側の側面に、被加工材に当接する上面が平坦な平面パンチを連結した連結パンチと、(c2-2)上記突起面パンチに対向する、被加工材に当接する上面に突起を有する突起背圧ピンのダイ側の側面に、上記平面パンチに対向する、被加工材に当接する上面が平坦な平背圧ピンを連結した連結背圧ピンで挟持し、
（ii）上記(a2)、(b2)、又は、(c2)で挟持した被加工材の外周部を、連結パンチと連結背圧ピンとの協働で打ち抜き、次いで、
（iii）抜き材を、打ち抜いた状態で、そのまま押し上げ、抜き材の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる
ことを特徴とする。
【００７３】
次に、被加工材の強度が高い場合、例えば、被加工材の強度が９８０ＭＰａ級以上の場合の剪断加工に好ましい態様について説明する。
【００７４】
被加工材の強度が高いと、パンチの際、被加工材がパンチ側に逃げる現象が生じる。この逃げ現象が生じると、加工材において、面性状に優れた剪断加工面は得られない。被加工材の逃げ現象を抑制するためには、ダイとホルダーで被加工材を強く拘束する必要があるが、突起を備えるパンチで剪断加工すると、被加工材を強く拘束していても、被加工材がパンチ側に逃げる現象が生じ、加工材において、面性状に優れた剪断加工面が得られない。
【００７５】
図１２〜図１４に、被加工材の強度が高い場合、例えば、被加工材の強度が９８０ＭＰａ級以上の場合の剪断加工に好ましい、本発明方法Ｉの一態様を示す。
【００７６】
図１２に、被加工材の製品としない外周部分の外側部分を、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有するホルダーと、被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有するダイで挟持し、被加工材が当接する面が平坦なホルダーと、被加工材に当接する面が平坦なダイで挟持し、ホルダーとホルダーの間に配置したパンチで、被加工材の外周部の内側部分（製品としない部分）を打ち抜く態様を示す。
【００７７】
図１３に、図１２に示す打抜きの後、抜き材を、打ち抜いた状態で押し上げ、抜き材の端面を、被加工材の外周部分の外側部分の剪断加工面と加工材の剪断加工面に、同時に擦り合せる態様を示す。
【００７８】
図１４に、図１２に示す打抜きの後、抜き材の一方の端面を、被加工材の製品としない外周部分の外側部分を保持するダイの側面で拘束し、拘束した状態で、抜き材を押し上げ、抜き材の他方の端面を、加工材の剪断加工面に擦り合せる態様を示す。
【００７９】
図１２に示すように、被加工材の製品としない外周部分の外側部分１４baを、被加工材に当接する面に１つ以上の突起２２を有するホルダー１５ａと、被加工材に当接する面に１つ以上の突起２２を有するダイ１２ａで挟持し、被加工材において製品となる加工材１４aを、被加工材に当接する面が平坦なホルダー１５と、被加工材に当接する面が平坦なダイ１２で挟持し、ホルダー１５ａとホルダー１５の間に配置したパンチ１７で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbを打ち抜く。
【００８０】
図１２に示す剪断加工においては、被加工材の製品としない外周部分の外側部分１４baをホルダー１５ａとダイ１２ａで挟持して、ダイ１２ａ及びダイ１２とパンチ１７の協働で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbを打ち抜くので、被加工材の強度が高い場合でも、被加工材がパンチ側に逃げる現象を極力抑制できて、加工材１４ａ（製品）に、剪断加工の段階で、面性状に優れた剪断加工面を形成することができる。
【００８１】
図１２に示す打抜きの後、図１３に示すように、抜き材１９（被加工材の外周部分の内側部分１４bb）を、打ち抜いた状態のまま、背圧ピン１３で押し上げていき、抜き材１９の端面を、被加工材の外周部分の外側部分１４baの剪断加工面２１と加工材１４ａの剪断加工面２１に、同時に擦り合せる。この場合も、抜き材１９を加工材１４ａの上まで押し上げてもよい。
【００８２】
また、図１４に示すように、図１２に示す打抜きの後、被加工材の製品としない外周部分の外側部分１４baを挟持するダイ１２ａとホルダー１５ａを押し上げていき、抜き材１９（被加工材の外周部分の内側部分１４bb）の一方の端面２０をダイ１２ａの側面で拘束し、その拘束状態で、抜き材１９（被加工材の外周部分の内側部分１４bb）の他方の端面２０を、加工材１４ａの剪断加工面２１に擦り合せてもよい。
【００８３】
図１２に示す剪断加工において、被加工材の製品としない外周部分の外側部分１４baを、ダイ１２ａとホルダー１５ａで挟持する場合、被加工材の剪断加工の際、被加工材の逃げを抑制して、被加工材を安定状態に維持し、かつ、図１３に示す擦り合せの際、抜き材１９（被加工材の外周部分の内側部分１４bb）を拘束する力を確保できる限りで、上記外側部分１４baを挟持するホルダー１５ａ及びダイ１２ａのいずれか一方が突起２２を備えていればよい。
【００８４】
図１２に示す剪断加工では、スクラップとなる部分（被加工材の製品としない外周部分１４baと１４bb）が幅広であるが、被加工材の製品としない外周部分の外側部分１４baを幅広くとることができるので、該外側部分１４baを挟持するホルダー１５ａ及びダイ１２ａの一方のみが突起２２を備える場合でも、被加工材の剪断加工の際、被加工材の逃げを抑制して、被加工材を安定状態に維持し、かつ、図１３に示す擦り合せの際、抜き材１９（被加工材の外周部分の内側部分１４bb）を拘束する力を確保することができる。
【００８５】
その結果、被加工材の剪断加工において、加工材に、形状精度が良好な剪断加工面を形成することができ、かつ、加工材の形状精度が良好な剪断加工面の表層に圧縮の塑性加工を加えることができので、高強度の被加工材から、形状精度と面性状に優れた剪断加工面を有する高強度の加工材を確実に得ることができる。
【００８６】
図１２〜図１４に示す剪断加工は、一枚の被加工材においてスクラップとなる部分が多いが、前述したように、高強度の被加工材から、面性状と形状精度に優れた剪断加工面を有する高強度の加工材を確実に得ることができる剪断加工であるので、総合的に見れば、高歩留りで生産性のよい剪断加工である。
【００８７】
以上説明したように、図１２〜図１４に実施態様を示す本発明方法Ｉは、板状の被加工材を厚さ方向に打ち抜く剪断加工方法において、
（ｉ）ダイ上に、製品とする部分をホルダーで押圧、固定した上記被加工材の製品としない外周部を、
(a3)(a3-1)被加工材に当接する下面に１つ以上の突起を有する突起面パンチと、(a3-2)被加工材に当接する上面が平坦な平背圧ピンで挟持し、
(b3)(b3-1)被加工材に当接する下面が平坦な平面パンチと、(b3-2)被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有する突起背圧ピンで挟持し、又は、
(c3)(c3-1)被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有する突起面パンチと、(c3-2)被加工材に当接する面に１つ以上の突起を有する突起背圧ピンで挟持し、
（ii）上記凸面パンチ又は平面パンチとホルダーの間に配置したパンチと、該パンチに対向して、上記凸背圧ピン又は平背圧ピンとダイの間に配置した背圧ピンとの協働で、被加工材の外周部の内側で製品としない部分を打ち抜き、
（iii）抜き材を、打ち抜いた状態で、(d1)そのまま押し上げるか、又は、(d2)抜き材の一方の端面を上記平背圧ピン又は上記突起背圧ピンの側面で拘束して押し上げ、抜き材の他方の端面を加工材の剪断加工面に擦り合せる
ことを特徴とする。
【００８８】
図１５〜図１８に、被加工材の強度が高い場合、例えば、被加工材の強度が９８０ＭＰａ級以上の場合の剪断加工に好ましい本発明方法IIの一態様を示す。
【００８９】
図１５に、被加工材の製品としない外周部分の外側部分を打ち抜く態様を示す。図１６に、図１５に示す打抜きの後、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を打ち抜く前、上記外周部分の外側部分を打ち抜いたパンチの側面で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を拘束し、拘束した状態で、該内側部分を打ち抜く態様を示す。
【００９０】
図１７に、図１６に示す拘束状態で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を打ち抜く態様を示す。図１８に、図１７に示す打抜きの後、抜き材の一方の端面に、被加工材の製品としない外周部分を打ち抜いたパンチの側面を当接して抜き材を拘束し、拘束した状態で、抜き材を押し上げ、抜き材の他方の端面を、加工材（製品）の剪断加工面に擦り合せる態様を示す。
【００９１】
図１５に示すように、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbを背圧ピン１３上に載置し、パンチ１７をホルダーとして用いて押圧、固定し、製品（加工材）とする部分１４ａをダイ１２上に載置して、ホルダー１５で押圧して固定した状態にて、パンチ１７ａで、製品としない外周部分の外側部分１４baを打ち抜く。
【００９２】
図１５に示す打抜きの後、図１６に示すように、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbを打ち抜く前、上記外周部分の外側部分１４baを打ち抜いたパンチ１７ａの側面を被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbの断面２０に当接して、該外周部分の内側部分１４bbを拘束し、この拘束状態を維持して、上記外周部分の内側部分１４bbをパンチ１７で打ち抜く。
【００９３】
図１７に示すように、パンチ１７とパンチ１７ａを同時に押し下げ、図１６に示す拘束状態を維持し、パンチ１７とダイ１２の協働で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbを打ち抜く。図１６に示す拘束状態を維持して、上記外周部分の内側部分１４bbを打ち抜くので、製品となる側の被加工材がパンチ側に逃げる現象を抑制することができ、加工材（製品）において形状精度の良好な剪断加工面を形成することができる。
【００９４】
図１６に示す拘束状態を維持して、パンチ１７とダイ１２の協働で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbを打ち抜く際、被加工材の逃げ現象を抑制する点で、パンチ１７ａの側面とダイ１２との間隔は２ｔ（ｔ（ｍｍ）：被加工材の厚さ）以下が好ましく、１ｔ以下がより好ましい。
【００９５】
図１７に示す打抜きの後は、図１８に示すように、抜き材１９（上記内側部分１４bb）の一方の端面２０に、被加工材の製品としない外周部分の外側部分を打ち抜いたパンチ１７ａの側面を当接して抜き材１９を拘束した状態を維持して、背圧ピン１３を押し上げて、抜き材１９を押し上げていき、抜き材１９の他方の端面２０を、加工材（製品）の剪断加工面２１に擦り合せる。
【００９６】
この擦り合せは、押上げ途中で止めてもよいし、また、擦り合せによる“バリ”が剪断加工面２１に発生しなければ、抜き材１９を加工材１４ａの上まで押し上げて行ってもよい。
【００９７】
以上説明したように、図１５〜図１８に実施態様を示す本発明方法IIは、板状の被加工材を厚さ方向に打ち抜く剪断加工方法において、
（ｉ）ダイ上に、製品とする部分をホルダーで押圧、固定した上記被加工材の製品としない外周部を外周パンチで打ち抜き、
（ii）上記外周パンチのダイ側の側面が加工材の打抜き端面に当接し、加工材が拘束されている状態で、上記パンチとホルダーの間に配置した中間パンチと上記ダイで、加工材において製品としない部分を打ち抜き、
（iii）抜き材を、打ち抜いた状態、即ち、上記外周パンチのダイ側の側面が抜き材の打抜き端面に当接し、抜き材を拘束した状態で押し上げ、抜き材の他方の打抜き端面を、製品とする加工材の剪断加工面に擦り合せる
ことを特徴とする。
【００９８】
図１９〜図２２に、被加工材の強度が高い場合、例えば、被加工材の強度が９８０ＭＰａ級以上の場合の剪断加工に好ましい本発明方法IIの別の態様を示す。
【００９９】
図１９に、被加工材の製品としない外周部分の外側部分を打ち抜く態様を示す。図２０に、図１９に示す打抜きの後、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を打ち抜く前、上記外周部分の外側部分を打ち抜いたダイの側面で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を拘束し、拘束した状態で、該内側部分を打ち抜き態様を示す。
【０１００】
図２１に、図２０に示す拘束状態で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を打ち抜く態様を示す。図２２に、図２１に示す打抜きの後、抜き材の一方の端面に、被加工材の製品としない外周部分の外側部分を打ち抜いたダイの側面を当接して抜き材を拘束し、拘束した状態で、抜き材を押し上げ、抜き材の他方の端面を、加工材（製品）の剪断加工面に擦り合せる態様を示す。
【０１０１】
図１９に示すように、被加工材の製品としない外周部分の外側部分１４baをダイ１２ａに載置してホルダー１５ａで押圧して固定し、パンチ１７とダイ１２ａの協働で、上記外周部分の外側部分１４baを打ち抜く。
【０１０２】
図１９に示す打抜きの後、図２０に示すように、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を背圧ピン１３上に載置し、被加工材の製品部分をダイ１２上に載置し、該製品部分は、ホルダー１５で押圧して固定し、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbを打ち抜く前、上記外周部分の外側部分１４baを打ち抜いたダイ１２ａの側面を、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbの端面２０に当接して、被加工材（外周部分の内側部分１４bbと加工材１４ａ（製品）の部分）を拘束する。
【０１０３】
図２０に示す拘束状態を維持して、パンチ１７とダイ１２の協働で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbを打ち抜く際、被加工材の逃げ現象を抑制する点で、ダイ１２ａの側面とダイ１２との間隔は２ｔ（ｔ（ｍｍ）：被加工材の厚さ）以下が好ましく、１ｔ以下がより好ましい。
【０１０４】
図２１に示すように、パンチ１７とダイ１２ａを同時に押し下げ、図２０に示す拘束状態を維持して、パンチ１７とダイ１２の協働で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbを打ち抜く。図２０に示す拘束状態を維持して、パンチ１７とダイ１２の協働で、上記外周部分の内側部分１４bbを打ち抜くので、製品となる側の被加工材がパンチ側に逃げる現象が抑制されて、加工材（製品）においては、形状精度の良好な剪断加工面が形成される。
【０１０５】
図２１に示す打抜きの後は、図２２に示すように、抜き材１９（上記内側部分１４bb）の一方の端面２０に、被加工材の製品としない外周部分の外側部分を打ち抜いたダイ１２ａの側面を当接し、抜き材１９を拘束した状態を維持して、背圧ピン１３を押し上げて、抜き材１９を押し上げていき、抜き材１９の他方の端面２０を、加工材（製品）の剪断加工面２１に擦り合せる。
【０１０６】
この擦り合せは、押上げ途中で止めてもよいし、擦り合せにより“バリ”が剪断加工面に発生しなければ、抜き材１９を加工材の上まで押し上げて行ってもよい。
【０１０７】
以上説明したように、図１９〜図２２に実施例を示す本発明方法IIは、板状の被加工材を厚さ方向に打ち抜く剪断加工方法において、
（ｉ）上記被加工材において製品とする部分に当接する主ダイの外側に配置した外側ダイ上に、製品としない上記被加工材の外周部をホルダーで押圧、固定し、該被加工材をパンチで打ち抜き、
（ii）上記外側ダイのパンチ側の側面が加工材の打抜き端面に当接し、加工材が拘束されている状態で、上記パンチと上記主ダイで、加工材において製品としない外周部を打ち抜き、
（iii）抜き材を、打ち抜いた状態、即ち、上記外側ダイの主ダイ側の側面が抜き材の打抜き端面に当接し、抜き材を拘束した状態で押し上げ、抜き材の他方の打抜き端面を、製品とする加工材の剪断加工面に擦り合せる
ことを特徴とする。
【０１０８】
図２３〜図２６に、被加工材の強度が高い場合、例えば、被加工材の強度が９８０ＭＰａ級以上の場合の剪断加工に好ましい本発明方法IIの別の態様を示す。
【０１０９】
図２３に、被加工材の製品としない外周部分の外側部分を打ち抜く態様を示す。図２４に、図２３に示す打抜きの後、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を打ち抜く前、上記外周部分の外側部分をダイに押圧、固定したホルダーの側面で被加工材の製品としない外周部分の内側部分を拘束し、拘束した状態で、該内側部分を打ち抜き態様を示す。
【０１１０】
図２５に、図２４に示す拘束状態で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分を打ち抜く態様を示す。図２６に、図２５に示す打抜きの後、抜き材の一方の端面に、上記外周部分の外側部分をダイに押圧、固定したホルダーの側面を当接して抜き材を拘束し、拘束した状態で、抜き材を押し上げ、抜き材の他方の端面を、製品とする加工材の剪断加工面に擦り合せる態様を示す。
【０１１１】
図２３に示すように、被加工材の製品としない外周部分の外側部分１４baをダイ１２ａに載置してホルダー１５ａで押圧して固定し、パンチ１７とダイ１２ａの協働で、上記外周部分の外側部分１４baを打ち抜く。
【０１１２】
図２３に示す打抜きの後、図２４に示すように、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbを背圧ピン１３上に載置し、加工材１４ａ（製品）部分をダイ１２上に載置し、該製品部分は、ホルダー１５で押圧して固定し、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbを打ち抜く前、上記外周部分の外側部分１４baを挟持するダイ１２ａとホルダー１５ａを押し下げて、ホルダー１５ａの側面を、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbの端面２０に当接して、該内側部分１４bbを拘束する。
【０１１３】
図２５に示すように、パンチ１７とホルダー１５ａを同時に押し下げて、図２４に示す拘束状態を維持し、パンチ１７とダイ１２の協働で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbを打ち抜く。この拘束状態を維持して、上記外周部分の内側部分１４bbを打ち抜くので、製品となる側の被加工材がパンチ側に逃げる現象が抑制されて、加工材１４ａ（製品）には、形状精度の良好な剪断加工面が形成される。
【０１１４】
図２４に示す拘束状態を維持して、パンチ１７とダイ１２の協働で、被加工材の製品としない外周部分の内側部分１４bbを打ち抜く際、被加工材の逃げ現象を抑制する点で、ホルダー１５ａの側面とダイ１２との間隔は２ｔ（ｔ（ｍｍ）：被加工材の厚さ）以下が好ましく、１ｔ以下がより好ましい。
【０１１５】
図２５に示す打抜きの後は、図２６に示すように、抜き材１９（上記内側部分１４bb）の一方の端面２０にホルダー１５ａの側面を当接して抜き材１９を拘束し、この拘束状態を維持して、背圧ピン１３を押し上げ、抜き材１９を押し上げていき、抜き材１９の他方の端面２０を、加工材（製品）の剪断加工面２１に擦り合せる。
【０１１６】
この擦り合せは、押上げ途中で止めてもよいし、擦り合せにより“バリ”が剪断加工面に発生しなければ、抜き材１９を加工材の上まで押し上げて行ってもよい。
【０１１７】
以上説明したように、図２３〜図２６に実施態様を示す本発明方法IIは、板状の被加工材を厚さ方向に打ち抜く剪断加工方法において、
（ｉ）上記被加工材において製品とする部分に当接する主ダイの外側に配置した外側ダイ上に、製品としない上記被加工材の外周部をホルダーで押圧、固定し、該被加工材をパンチで打ち抜き、
（ii）上記外側ホルダーのパンチ側の側面を加工材の打抜き端面に当接し、加工材を拘束した状態で、上記パンチと上記主ダイで、加工材において製品としない外周部を打ち抜き、
（iii）抜き材を、打ち抜いた状態、即ち、上記外側ホルダーのパンチ側の側面が抜き材の打抜き端面に当接し、抜き材を拘束した状態で押し上げ、抜き材の他方の打抜き端面を、製品とする加工材の剪断加工面に擦り合せる
ことを特徴とする。
【０１１８】
以上、高強度の被加工材を剪断加工する場合でも、面性状に優れた剪断加工面を形成し得る本発明方法の実施態様について説明した。
【０１１９】
ここで、抜き材の端面と加工材の剪断加工面を擦り合せることで、加工材の剪断加工面の面性状が向上する効果は、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）を、加工材の剪断加工面における破断面の角度がパンチ方向に対し３°以上となる範囲（該破断面と抜き材の肩面が所要の角度で衝接し、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加えることが可能な範囲）で設定するとより向上することについて説明する。
【０１２０】
図２７に、本発明方法の基本概念を模式的に示す。図２７（ａ）に、剪断加工の基本概念を模式的に示し、図２７（ｂ）に、擦り合せの基本概念を模式的に示す。
【０１２１】
図２７（ａ）に示すように、ダイ１２上に、ホルダー１５で押圧、固定した、厚さｔ（ｍｍ）の被加工材を、拘束力Ｐを付加した状態で、間隔ｄのパンチ１７とダイ１２の協働で剪断加工する。加工材１４ａの剪断加工面は、通常、図２に示すように、ダレ４、剪断面５、破断面６、及び、バリ７によって構成されている。
【０１２２】
抜き材１９の端面の形状は、加工材１４ａの剪断加工面の形状と点対称の関係にあり、同様に、ダレ、剪断面、破断面、及び、バリによって構成されているが、図２７（ｂ）にて、加工材１４ａの剪断加工面と抜き材１９の端面の擦り合せを説明するため、図２７（ａ）及び図２７（ｂ）では、加工材１４ａの剪断加工面の形状、及び、抜き材１９の端面の形状を、剪断面と切断面で模式的に示す。
【０１２３】
なお、加工材１４ａの破断面６の破断角（パンチ方向に対する角度）と、抜き材１９の破断面６ａの破断角（パンチ方向に対する角度）は同じとした。
【０１２４】
被加工材の剪断加工時、被加工材に対する拘束力Ｐは、(a)機枠（図３〜６、参照）、(b)パンチ及び背圧ピンの一方又は両方に設ける突起（図７〜１４、参照）、又は、(c)先行して打ち抜いた抜き材を挟持するダイ、背圧ピン、又は、ホルダー（図１５〜２５、参照）を利用することで得ることができる。
【０１２５】
剪断加工の段階で、加工材（及び抜き材）に、面性状が良好な剪断加工面を形成するためには、パンチ１７の刃先１７ｚの形状、ダイ１２の刃先１２ｚの形状、及び、パンチ１７とダイ１２の間隔ｄ（ｍｍ）の設定を適正に行うことが重要である。
【０１２６】
垂直度の高い剪断加工面を得る点で、パンチ１７の刃先１７ｚの形状、及び、ダイ１２の刃先１２ｚの形状は、曲率半径Ｒ（ｍｍ）が小さい方が好ましい。Ｒが小さいと、剪断加工面においてダレが小さくなり、剪断面の比率が増し、また、剪断加工面の垂直度が上昇するので、加工材の剪断加工面と抜き材の端面を擦り合せることによる面性状向上効果が向上する。
【０１２７】
加工材の剪断加工面と抜き材の端面を擦り合せは、図２７（ｂ）に示すように、抜き材１９に対する拘束力Ｐを維持した状態で、パンチ１７と背圧ピン１３で挟持した抜き材１９を押し上げて行う。加工材１４ａの剪断加工面２１と抜き材１９の端面２０の擦り合せは、抜き材１９の破断面６ａが、加工材１４ａの破断面６に衝接にして始まり、抜き材１９が拘束状態にあるので、加工材１４ａの剪断加工面２１の表層に圧縮の塑性加工を十分に加えることができる。
【０１２８】
加工材１４ａの剪断加工面２１と抜き材１９の端面２０の擦り合せは、抜き材１９の押し上げ途中（擦り合せ途中）で止めてもよいし、擦り合せで、加工材の剪断加工面にバリが生じなければ、抜き材を、加工材の上まで押し上げて行ってもよい。加工材の剪断加工面にバリが存在すると、加工材の疲労特性や耐水素脆化特性が低下するので、バリの発生は、極力回避する必要がある。
【０１２９】
次に、抜き材の端面と加工材の剪断加工面の擦り合せにより、加工材の剪断加工面の表層が圧縮の塑性加工を受ける機構について説明する。図２８に、抜き材の端面と加工材の剪断加工面の擦り合せ機構を模式的に示す。図２８（ａ）に、擦り合せ開始時の破断面の衝接断面を示し、図２８（ｂ）に、擦り合せ完了時の塑性加工域を示す。
【０１３０】
図２８（ａ）に示すように、背圧ピン１３で、剪断面のパンチ方向の長さｌ、破断面６ａの破断角θ（パンチ方向に対する角度）の抜き材１９を、抜き材１９に対する拘束力Ｐを維持して押し上げていき、抜き材１９の破断面６ａを、加工材１４ａの破断面６に衝接させる。加工材１４ａの破断面６の破断角は、抜き材１９の破断面６ａの破断角（パンチ方向に対する角度）と略同じθである。θは３°以上が好ましいが、この点については後述する。
【０１３１】
拘束力Ｐを維持して、さらに、抜き材１９を押し上げていき、抜き材１９の端面と加工材１４ａの剪断加工面を擦り合せると、ポンチとダイの間隔ｄと略同じ幅の破断面衝接領域において、材料重複領域が生じ、該領域において圧縮の塑性変形が生じる。そして、抜き材１９を加工材１４ａの位置まで押し上げると、図２８（ｂ）に示すように、ポンチとダイの間隔ｄと略同じ幅の破断面衝接領域において、圧縮の塑性変形領域Ｚが形成される。
【０１３２】
その結果、加工材１４ａの剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形が加えられて、剪断加工面における引張残留応力が減少して、面性状が顕著に向上する。即ち、本発明方法は、抜き材を拘束する状態下で、抜き材の端面（剪断加工面）を、加工材の剪断加工面に擦り合せることにより、加工材の剪断加工面の面性状を顕著に高めることができる。この点が、本発明方法の特徴である。
【０１３３】
材料重複領域が大きいほど、圧縮の塑性変形領域Ｚは広くなり（図２８（ｂ）、参照）、残留応力の低減量は大きくなるが、材料重複領域が小さい（即ち、圧縮の塑性変形領域Ｚが狭い）場合でも、抜き材を拘束した状態で、抜き材の端面と加工材の剪断加工面を擦り合せるので、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加えることができ、同様に、面性状向上効果を得ることができる。
【０１３４】
加工材の剪断加工面は、通常、図２に示すように、ダレ４、剪断面５、破断面６、及び、バリ７で構成されているが、剪断加工面の形態、特に、バリ７の形状（パンチ方向に対する破断角θ）は、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）によって大きく変化し、また、図２８で説明したように、上記間隔ｄで、圧縮の塑性変形領域Ｚの幅、及び、圧縮の塑性変形の態様が略定まるので、パンチ１７とダイ１２の間隔ｄの設定は、加工材の剪断加工面の面性状を高めるうえで重要である。
【０１３５】
パンチ１７とダイ１２の間隔ｄが小さいと、通常、剪断加工面において、ダレが小さくなり、剪断面の比率が増し、また、剪断加工面の垂直度が上昇するが、パンチ１７とダイ１２の間隔ｄは、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）、適宜、強度を併せて考慮し、所要の垂直度を確保し得る範囲で、かつ、剪断加工面の破断面と抜き材の肩面の衝接で、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加えることが可能な破断面の破断角を確保し得る範囲で設定する。
【０１３６】
本発明者らが、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）を、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）との関係（ｄ＝ｔ・ａ［ａ：係数］）で設定し、加工材の剪断加工面の垂直度、及び、破断面の破断角（破断面角）θを調査した。
【０１３７】
その結果によれば、パンチ１７とダイ１２の間隔ｄ（ｍｍ）は、所要の垂直度を確保し、かつ、剪断加工面の破断面と抜き材の肩面の衝接で、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加えることが可能な破断面角、好ましくは３°以上を確保することが可能な点で、ｔ（ｍｍ）×０．５０以下が好ましい。上記間隔ｄ（ｍｍ）がｔ×０．５０を超えると、加工材の剪断加工面にダレが大きく生じ、破断面を形成する延性破壊亀裂がダイ肩方向に向かわないことによって、破断面角が小さくなるとともに、剪断加工面の面性状は低下する。
【０１３８】
加工材の剪断加工面の垂直度が増すと、通常、剪断加工面の破断面角θは小さくなるが、加工材の剪断加工面の表層に圧縮の塑性変形を加えることが可能な破断面角、好ましくは３°以上を確保することができる限りで、パンチ１７とダイ１２の間隔ｄは、ｔ×０．３０以下でもよく、ｔ×０．１０以下でもよい。
【０１３９】
図２９に、加工材の剪断加工面の垂直断面形態の一例を示す。図２９（ａ）に、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．４０の場合の剪断加工面の垂直断面形態を示し、図２９（ｂ）に、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．２０の場合の剪断加工面の垂直断面形態を示す。
【０１４０】
ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．４０の場合（図９（ａ）、参照）、破断が、ダイの肩部に向かわず、被加工材の板厚方向に進行して剪断加工面が形成されているが、剪断加工面の垂直度は高いので、抜き材の端面との擦り合せによる面性状の向上を十分に期待できる。
【０１４１】
ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．２０の場合（図９（ｂ）、参照）、破断がダイの肩部に向かって進行して、垂直度の高い剪断加工面が形成されているので、抜き材の端面との擦り合せによる面性状の向上を十分に期待できる。
【０１４２】
図３０に、別の加工材の剪断加工面の垂直断面形態の一例を示す。図３０（ａ）に、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．０５の場合の剪断加工面の垂直断面形態を示し、図３０（ｂ）に、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．１０の場合の剪断加工面の垂直断面形態を示す。
【０１４３】
本発明者らは、図２９及び図３０に示す剪断加工面に、抜き材を拘束して、抜き材の端面を擦り合せ、抜き材の端面の擦り合せ前後の剪断加工面における残留応力を測定した。
【０１４４】
図３１に、剪断加工面における残留応力の測定位置を示す。図３１に示すように、剪断加工面において、加工材１４ａの板厚方向に沿って３点、即ち、バリ側位置（ｓ3）、板厚中央位置（ｓ2）、及び、ダレ側位置（ｓ1）に、スポット径５００μｍのＸ線を照射し、sin2Ψ法を用いて、これら位置における残留応力を測定した。
【０１４５】
図３２〜図３６に、抜き材の端面を擦り合せる前後の剪断加工面における残留応力分布を示す。図３２に、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．０５（CL５％）の場合の剪断加工面における残留応力分布を示す。図３３に、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．１０（CL１０％）の場合の剪断加工面における残留応力分布を示す。
【０１４６】
図３４に、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．２０（CL２０％）の場合の剪断加工面における残留応力分布を示す。図３５に、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．４０（CL４０％）の場合の剪断加工面における残留応力分布を示す。
【０１４７】
図３３及び図３４から、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．１０の場合と、被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．２０の場合、加工材の剪断加工面と抜き材の端面の擦合せで、バリ側及び板厚中央で板厚方向残留応力が大きく低下し、加工材の剪断加工面における残留応力分布が均一化することが解る。
【０１４８】
図３５から、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．４０の場合、加工材の剪断加工面の下部にバリが発生したが、拘束状態にある抜き材の端面との擦り合せにより残留応力が低下し、剪断加工面の残留応力分布が均一化することが解る。
【０１４９】
特に、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．２０の場合（図３２、参照）、バリ側及び板厚中央での残留応力の低下が大きく、残留応力分布が、圧縮側で略均一化している。
【０１５０】
ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）が被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．０５の場合（図３２、参照）、加工材の剪断加工面に二次剪断断面が発生したが、拘束状態にある抜き材の端面と加工材の剪断加工面との擦り合せにより残留応力が低下し、剪断加工面の残留応力分布が均一化している。
【０１５１】
ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）によって、加工材の剪断加工面における破断面の破断角θは変化する。この変化により、拘束状態にある抜き材の端面と加工材の剪断加工面との擦り合せによる加工材の剪断加工面における面性状向上効果は変動するので、本発明者らは、破断面の角度と残留応力低減量の関係を調査した。
【０１５２】
図３６に、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）を被加工材の厚さｔ（ｍｍ）×０．０１〜０．２の範囲で設定した時の破断面角度（破断角）と残留応力低減量の関係を示す。図３６から、破断面角度がパンチ進行方向に対して３°を超えると、残留応力低減量が大きく増大することが解る。
【０１５３】
即ち、ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）を、加工材の剪断加工面における破断面の破断角がパンチ方向に対して３°以上になるように設定すると、加工材の剪断加工面における面性状向上効果がより顕著に得られることが解った。
【０１５４】
本発明方法は、以上説明したように、抜き材を、加工材の剪断加工面を精整する工具として利用することを基本思想とし、剪断加工の後、抜き材を加工材に対抗して拘束し、拘束状態の抜き材の端面と加工材の剪断加工面を擦り合せることで、加工材の剪断加工面の面性状を顕著に高めることを特徴とするものである。
【実施例】
【０１５５】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【０１５６】
（実施例１）
板厚１．６ｍｍで、５０ｍｍ×５０ｍｍの１２００ＭＰａ級の鋼板（被加工材）の外周部分を、内径３０ｍｍのパンチで打ち抜いた。ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）は、鋼板（被加工材）の板厚ｔ（ｍｍ）×０．２０とした。打ち抜き後、抜き材を加工材に対抗して拘束し、抜いたままの状態で、鋼板（加工材）の位置まで押し上げて、抜き材の端面と鋼板（加工材）の剪断加工面を擦り合せた。
【０１５７】
上記擦り合せ後、鋼板（加工材）の剪断加工面の平均残留応力を測定し、擦合せ前の剪断加工面の平均残留応力と比較した。結果を、表１に示す。
【０１５８】
【表１】
2018030151.tif 000003
【０１５９】
表１から、擦合せにより、鋼板（加工材）の剪断加工面の残留応力が減少していることが解る。
【０１６０】
加工材を、１〜１００ｇ／Ｌのチオシアン酸アンモニウム溶液に７２時間浸漬して、擦合せ前後における剪断加工面の耐水素脆化特性を調査した。結果を表２に示す。
【０１６１】
【表２】
2018030151.tif 000004
【０１６２】
表２に示すように、抜き材の端面と加工材の剪断加工面を擦り合せることにより、剪断加工面の耐水素脆化特性は大きく向上する。
【０１６３】
（実施例２）
板厚１．６ｍｍで、５０ｍｍ×５０ｍｍの１２００ＭＰａ級の鋼板（被加工材）の外周部分を内径３０ｍｍのパンチで打ち抜いた。ダイとパンチの間隔ｄ（ｍｍ）を、鋼板（被加工材）の板厚ｔ（ｍｍ）×０．１０、鋼板（被加工材）の板厚ｔ（ｍｍ）×０．２０、及び、鋼板（被加工材）の板厚ｔ（ｍｍ）×０．４０として打ち抜き、打ち抜き後、抜き材を加工材に対抗して拘束し、抜いたままの状態で、鋼板（加工材）の位置まで押し上げて、抜き材の端面と鋼板（加工材）の剪断加工面を擦り合せた。
【０１６４】
擦合せ後の加工材（鋼板）の剪断加工面における板厚中央の残留応力を測定し、擦合せ前の剪断加工面における板厚中央の残留応力と比較した。結果を、表３に示す。
【０１６５】
【表３】
2018030151.tif 000005
【０１６６】
表３から、擦合せにより、加工材の剪断加工面の残留応力が大きく減少していることが解る。
【０１６７】
擦合せ後の加工材鋼板を、１〜１００ｇ／Ｌのチオシアン酸アンモニウム溶液に７２時間浸漬して、耐水素脆化特性を調査した。結果を表４に示す。
【０１６８】
【表４】
2018030151.tif 000006
【０１６９】
表４に示すように、抜き材の端面と加工材の剪断加工面を擦り合せることにより、剪断加工面の耐水素脆化特性は大きく向上する。
【０１７０】
（実施例３）
実施例１で得た加工材について、応力比を−１、周波数を２５Ｈｚとし、室温大気中にて、平板曲げ疲労試験を行い、疲労特性（σａ：疲労限度）を測定した。図３７に、平板曲げ疲労試験で測定した疲労特性を示す。図３７から、抜き材の端面と加工材の剪断加工面を擦り合せると、剪断加工面において引張残留応力が低下し疲労特性が向上することが解る。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
前述したように、本発明によれば、被加工材の強度が高い場合でも、面性状の優れた剪断加工面を有する加工材を、生産性よく、かつ、低コストで得ることができる。よって、本発明は、金属部材製造産業において利用可能性が高いものである。
【符号の説明】
【０１７２】
１    被加工材
２    パンチ
２ａ    下方向
３    ダイ
４    ダレ
５、５ａ    剪断面
６、６ａ    破断面
７    バリ
８ａ    上部表面
８ｂ    下部表面
９    剪断加工面
１０    加工材
１１    弾性部材
１２、１２ａ    ダイ
１２ｚ    ダイの刃先
１３、１３ａ    背圧ピン
１３ｂ    連結背圧ピン
１４    被加工材
１４ａ    加工材
１４ｂ    被加工材の外周部分
１４ba    被加工材の外周部分の外側部分
１４bb    被加工材の外周部分の内側部分
１５、１５ａ    ホルダー
１６    弾性部材
１７、１７ａ    パンチ
１７ｂ    連結パンチ
１７ｚ    パンチの刃先
１８    機枠
１９    抜き材
１９ａ    抜き空間
２０    抜き材の端面
２１    剪断加工面
２２    突起
ｄ    パンチとダイの間隔
ｔ    被加工材の厚さ
ｓ１、ｓ２、ｓ３    残留応力の測定位置
ｌ    剪断面の長さ
Ｐ    拘束力
Ｚ    塑性変形領域
θ    破断角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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