JPH10166070A - プレス加工シミュレーション方法 - Google Patents
プレス加工シミュレーション方法Info
- Publication number
- JPH10166070A JPH10166070A JP32668196A JP32668196A JPH10166070A JP H10166070 A JPH10166070 A JP H10166070A JP 32668196 A JP32668196 A JP 32668196A JP 32668196 A JP32668196 A JP 32668196A JP H10166070 A JPH10166070 A JP H10166070A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- calculation
- press working
- data
- control mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing
Landscapes
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のプレス加工シミュレーション方法は、
工程ごとにデータを入力しなければならず、データ入力
に手間がかかるという問題点があった。また、二つの属
性の金型を同時に動作させると共に、一体となった後も
両方の属性を混在させて計算をさせていたため、計算が
大規模になって長時間を要したり、無限ループに陥って
計算が進行しなくなるという問題点があった。 【解決手段】 シミュレーション開始時に計算に必要な
全工程のデータを一括して入力する。また、圧力制御金
型と速度制御金型とを別々に動作させると共に、圧力制
御金型と速度制御金型とが完全に一体となったら、前記
圧力制御金型を速度制御金型として取り扱って計算す
る。
工程ごとにデータを入力しなければならず、データ入力
に手間がかかるという問題点があった。また、二つの属
性の金型を同時に動作させると共に、一体となった後も
両方の属性を混在させて計算をさせていたため、計算が
大規模になって長時間を要したり、無限ループに陥って
計算が進行しなくなるという問題点があった。 【解決手段】 シミュレーション開始時に計算に必要な
全工程のデータを一括して入力する。また、圧力制御金
型と速度制御金型とを別々に動作させると共に、圧力制
御金型と速度制御金型とが完全に一体となったら、前記
圧力制御金型を速度制御金型として取り扱って計算す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、量産部品のプレス
加工において、有限要素法による塑性変形のシミュレー
ト計算に基づき、製品の寸法形状や成形不良の発生を予
測するプレス加工シミュレーション方法に関するもので
ある。
加工において、有限要素法による塑性変形のシミュレー
ト計算に基づき、製品の寸法形状や成形不良の発生を予
測するプレス加工シミュレーション方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】モータフレームのような複雑形状のプレ
ス加工に使用する金型を設計する場合、事前に材料の塑
性変形量を計算で求め、製品の寸法形状や成形不良の発
生を予測して金型の設計に活用する手法が用いられる。
その解析方法には、材料を多数の領域（有限要素）に分
割し、その要素の各頂点を節点として、この節点の変位
を解析して変形量を算出する有限要素法がある。
ス加工に使用する金型を設計する場合、事前に材料の塑
性変形量を計算で求め、製品の寸法形状や成形不良の発
生を予測して金型の設計に活用する手法が用いられる。
その解析方法には、材料を多数の領域（有限要素）に分
割し、その要素の各頂点を節点として、この節点の変位
を解析して変形量を算出する有限要素法がある。
【０００３】図９は、従来の、有限要素法を用いたプレ
ス加工シミュレーション方法の手順を示すフローチャー
トである。まず、ステップＳ３１において、第１工程の
入力データを作成する。この入力データは、材料に関す
るデータ、金型に関するデータ、計算条件に関するデー
タの３つから成る。材料に関するデータとしては、材料
の形状と材料定数を入力する。材料定数とは、引張試験
の応力σと塑性歪みεとの関係式であるσ＝Ｆ・εnで
表されるところの塑性係数Ｆと加工硬化係数ｎであり、
各々の材料が持つ固有の物性値である。また、計算条件
に関するデータとしては、材料の要素を構成する節点の
座標値、節点の節点番号を入力する。さらに、金型に関
するデータとしては、金型の形状、金型と材料との摩擦
係数、プレス下死点位置を入力する。これらの入力デー
タをもとに、ステップＳ３２において第１工程の有限要
素法の計算を行う。計算終了後、ステップＳ３３におい
て計算結果である板厚が表示されると共に、金型のプレ
ス挙動がグラフィックで表示され、第１工程のシミュレ
ーションが終了する。
ス加工シミュレーション方法の手順を示すフローチャー
トである。まず、ステップＳ３１において、第１工程の
入力データを作成する。この入力データは、材料に関す
るデータ、金型に関するデータ、計算条件に関するデー
タの３つから成る。材料に関するデータとしては、材料
の形状と材料定数を入力する。材料定数とは、引張試験
の応力σと塑性歪みεとの関係式であるσ＝Ｆ・εnで
表されるところの塑性係数Ｆと加工硬化係数ｎであり、
各々の材料が持つ固有の物性値である。また、計算条件
に関するデータとしては、材料の要素を構成する節点の
座標値、節点の節点番号を入力する。さらに、金型に関
するデータとしては、金型の形状、金型と材料との摩擦
係数、プレス下死点位置を入力する。これらの入力デー
タをもとに、ステップＳ３２において第１工程の有限要
素法の計算を行う。計算終了後、ステップＳ３３におい
て計算結果である板厚が表示されると共に、金型のプレ
ス挙動がグラフィックで表示され、第１工程のシミュレ
ーションが終了する。
【０００４】次に、ステップＳ３４において第ｎ工程の
入力データを作成する。材料に関するデータは、前工程
の計算結果から、変形した素材の形状と素材内部の歪み
分布を引き継いで第ｎ工程のデータとする。計算条件に
関するデータは、第１工程と同じものを使用する。金型
に関するデータは、工程ごとに使用する金型が異なるた
め新規に作成する。これらの入力データをもとに、ステ
ップＳ３５において第ｎ工程の有限要素法の計算を行
う。計算終了後、ステップＳ３６において計算結果であ
る板厚が表示されると共に、金型のプレス挙動がグラフ
ィックで表示され、第ｎ工程のシミュレーションが終了
する。以降、同様の作業を繰り返して最終工程に至る。
入力データを作成する。材料に関するデータは、前工程
の計算結果から、変形した素材の形状と素材内部の歪み
分布を引き継いで第ｎ工程のデータとする。計算条件に
関するデータは、第１工程と同じものを使用する。金型
に関するデータは、工程ごとに使用する金型が異なるた
め新規に作成する。これらの入力データをもとに、ステ
ップＳ３５において第ｎ工程の有限要素法の計算を行
う。計算終了後、ステップＳ３６において計算結果であ
る板厚が表示されると共に、金型のプレス挙動がグラフ
ィックで表示され、第ｎ工程のシミュレーションが終了
する。以降、同様の作業を繰り返して最終工程に至る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のプレス加工シミ
ュレーション方法は以上のような方法であったため、前
工程の計算結果を踏まえて、次工程のデータを再度入力
しなければならず、データ入力に手間がかかるという問
題点があった。
ュレーション方法は以上のような方法であったため、前
工程の計算結果を踏まえて、次工程のデータを再度入力
しなければならず、データ入力に手間がかかるという問
題点があった。
【０００６】また、シミュレーションで材料が破断また
は所望の板厚が得られなかった場合、技術者が金型の修
正部分と修正量を考えて金型の寸法修正を行い、再度シ
ミュレーションをするという作業を行うにあたって、所
望の結果が得られるまで繰り返し修正量を入力しなくて
はならず、データ入力に手間がかかるという問題点があ
った。
は所望の板厚が得られなかった場合、技術者が金型の修
正部分と修正量を考えて金型の寸法修正を行い、再度シ
ミュレーションをするという作業を行うにあたって、所
望の結果が得られるまで繰り返し修正量を入力しなくて
はならず、データ入力に手間がかかるという問題点があ
った。
【０００７】次に、金型の動作に関する問題点について
説明する。金型には次の二つの属性がある。バネ、ウレ
タンゴムなどの弾性力を駆動源とした圧力制御金型と、
はずみ車の回転エネルギーを駆動力とした速度制御金型
である。工程によっては、前記二つの属性が混在するこ
ともある。一回の計算ステップ内で二つの属性が混在す
ると計算時間が非常に長くなる。以下その理由を説明す
る。
説明する。金型には次の二つの属性がある。バネ、ウレ
タンゴムなどの弾性力を駆動源とした圧力制御金型と、
はずみ車の回転エネルギーを駆動力とした速度制御金型
である。工程によっては、前記二つの属性が混在するこ
ともある。一回の計算ステップ内で二つの属性が混在す
ると計算時間が非常に長くなる。以下その理由を説明す
る。
【０００８】速度制御金型は、金型の位置は確定してお
り、これを変位の境界条件として塑性変形の計算を行
う。これに対して圧力制御金型は、金型の位置をとりあ
えず仮定して塑性変形の計算を行い、さらに、この位置
で金型を支える弾性体（バネなど）の釣り合いが取れて
いるか計算をする。一般には、仮定された位置では釣り
合わずに、材料の反力などで金型の位置は変動する。そ
こで、金型の位置を動かして再度計算をやりなおす。以
上のように、二つの属性が混在すると、一つの計算ステ
ップ内に二種類の計算が存在して計算が大規模になる。
特に、圧力制御金型と速度制御金型とが一体となり、プ
レス下死点位置まで到達する間の計算は非常に大規模と
なる。
り、これを変位の境界条件として塑性変形の計算を行
う。これに対して圧力制御金型は、金型の位置をとりあ
えず仮定して塑性変形の計算を行い、さらに、この位置
で金型を支える弾性体（バネなど）の釣り合いが取れて
いるか計算をする。一般には、仮定された位置では釣り
合わずに、材料の反力などで金型の位置は変動する。そ
こで、金型の位置を動かして再度計算をやりなおす。以
上のように、二つの属性が混在すると、一つの計算ステ
ップ内に二種類の計算が存在して計算が大規模になる。
特に、圧力制御金型と速度制御金型とが一体となり、プ
レス下死点位置まで到達する間の計算は非常に大規模と
なる。
【０００９】従来例は、二つの属性が混在する工程で
は、工程の最初から最後まで二つの属性の金型を同時に
動作させていると共に、圧力制御金型と速度制御金型と
が一体となった後も、両方の属性を混在させて計算をさ
せていたため、計算が大規模になって長時間を要した
り、無限ループに陥って計算が進行しなくなるという問
題点があった。
は、工程の最初から最後まで二つの属性の金型を同時に
動作させていると共に、圧力制御金型と速度制御金型と
が一体となった後も、両方の属性を混在させて計算をさ
せていたため、計算が大規模になって長時間を要した
り、無限ループに陥って計算が進行しなくなるという問
題点があった。
【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、データ入力が簡易なプレス加工シ
ミュレーション方法を得ることを目的とする。また、短
時間で計算結果を算出することができるプレス加工シミ
ュレーション方法を得ることを目的とする。
めになされたもので、データ入力が簡易なプレス加工シ
ミュレーション方法を得ることを目的とする。また、短
時間で計算結果を算出することができるプレス加工シミ
ュレーション方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係るプレス加
工シミュレーション方法は、複数の工程からなるプレス
加工における各工程での材料の塑性変形量を有限要素法
を利用してコンピュータにより計算するプレス加工シミ
ュレーション方法において、シミュレーション開始時に
計算に必要な全工程のデータを一括して入力するもので
ある。
工シミュレーション方法は、複数の工程からなるプレス
加工における各工程での材料の塑性変形量を有限要素法
を利用してコンピュータにより計算するプレス加工シミ
ュレーション方法において、シミュレーション開始時に
計算に必要な全工程のデータを一括して入力するもので
ある。
【００１２】また、あらかじめ金型の修正部分及びその
修正量の範囲を指定して計算するものである。
修正量の範囲を指定して計算するものである。
【００１３】また、複数の工程からなるプレス加工にお
ける各工程での材料の塑性変形量を有限要素法を利用し
てコンピュータにより計算するプレス加工シミュレーシ
ョン方法において、圧力制御金型と速度制御金型とを別
々に動作させると共に、圧力制御金型と速度制御金型と
が完全に一体となったら、圧力制御金型を速度制御金型
として取り扱って計算するものである。
ける各工程での材料の塑性変形量を有限要素法を利用し
てコンピュータにより計算するプレス加工シミュレーシ
ョン方法において、圧力制御金型と速度制御金型とを別
々に動作させると共に、圧力制御金型と速度制御金型と
が完全に一体となったら、圧力制御金型を速度制御金型
として取り扱って計算するものである。
【００１４】
実施の形態１．以下、この発明の実施の一形態を図につ
いて説明する。上記従来例と本実施の形態との相違点
は、従来例では、各工程ごとにデータの入力を行ってい
たが、本実施の形態では、シミュレーション開始時に全
工程のデータを一括して入力する点である。
いて説明する。上記従来例と本実施の形態との相違点
は、従来例では、各工程ごとにデータの入力を行ってい
たが、本実施の形態では、シミュレーション開始時に全
工程のデータを一括して入力する点である。
【００１５】図１は、この発明の実施の形態１によるプ
レス加工シミュレーション方法を示すフローチャートで
ある。まず、ステップＳ１において、全工程の入力デー
タを作成する。この入力データは、上記従来例同様、材
料に関するデータ、金型に関するデータ、計算条件に関
するデータの３つから成る。材料に関するデータとして
は、材料の形状と材料定数を入力する。材料定数とは、
引張試験の応力σと塑性歪みεとの関係式であるσ＝Ｆ
・εnで表されるところの塑性係数Ｆと加工硬化係数ｎ
であり、各々の材料が持つ固有の物性値である。また、
計算条件に関するデータとしては、材料の要素を構成す
る節点の座標値、節点の節点番号を入力する。なお、上
記材料に関するデータ及び計算条件に関するデータは全
工程同一であるので、第１工程の分だけ入力すれば良
い。さらに、金型に関するデータとしては、全工程の金
型の形状、金型と材料との摩擦係数、プレス下死点位置
を入力する。
レス加工シミュレーション方法を示すフローチャートで
ある。まず、ステップＳ１において、全工程の入力デー
タを作成する。この入力データは、上記従来例同様、材
料に関するデータ、金型に関するデータ、計算条件に関
するデータの３つから成る。材料に関するデータとして
は、材料の形状と材料定数を入力する。材料定数とは、
引張試験の応力σと塑性歪みεとの関係式であるσ＝Ｆ
・εnで表されるところの塑性係数Ｆと加工硬化係数ｎ
であり、各々の材料が持つ固有の物性値である。また、
計算条件に関するデータとしては、材料の要素を構成す
る節点の座標値、節点の節点番号を入力する。なお、上
記材料に関するデータ及び計算条件に関するデータは全
工程同一であるので、第１工程の分だけ入力すれば良
い。さらに、金型に関するデータとしては、全工程の金
型の形状、金型と材料との摩擦係数、プレス下死点位置
を入力する。
【００１６】これらの入力データをもとに、ステップＳ
２において全工程の有限要素法の計算を行う。計算終了
後、ステップＳ３において計算結果である板厚が表示さ
れると共に、金型のプレス挙動がグラフィックで表示さ
れ、全工程のシミュレーションが終了する。
２において全工程の有限要素法の計算を行う。計算終了
後、ステップＳ３において計算結果である板厚が表示さ
れると共に、金型のプレス挙動がグラフィックで表示さ
れ、全工程のシミュレーションが終了する。
【００１７】次に、この実施の形態のプレス加工シミュ
レーション方法を採用したソフトを使用して行った、金
型の設計経緯について説明する。図２は、この発明の実
施の形態１でシミュレーションするプレス加工の工程を
示す図である。図に示すように、板厚１．６ｍｍ、直径
２３８ｍｍのＳＰＣＥ円板材を、第１絞りから第６絞り
までの工程を経てモーターフレームを成形するものであ
る。なお、摩擦係数は０．１、塑性係数は５３ｋｇ／ｍ
ｍ2、で行った。また図３は、後述する表１のＤ案の第
４絞りの様子をグラフィック化したものである。図にお
いて、１はダイ、２はパンチ、３はノックアウトであ
り、以上３つの金型で第４絞りの成形を行う。また、４
はプレス材料である。
レーション方法を採用したソフトを使用して行った、金
型の設計経緯について説明する。図２は、この発明の実
施の形態１でシミュレーションするプレス加工の工程を
示す図である。図に示すように、板厚１．６ｍｍ、直径
２３８ｍｍのＳＰＣＥ円板材を、第１絞りから第６絞り
までの工程を経てモーターフレームを成形するものであ
る。なお、摩擦係数は０．１、塑性係数は５３ｋｇ／ｍ
ｍ2、で行った。また図３は、後述する表１のＤ案の第
４絞りの様子をグラフィック化したものである。図にお
いて、１はダイ、２はパンチ、３はノックアウトであ
り、以上３つの金型で第４絞りの成形を行う。また、４
はプレス材料である。
【００１８】以上のような条件のもとにシミュレーショ
ンを行った。表１は、この発明の実施の形態１によるプ
レス加工シミュレーション方法を採用したソフトを使用
して行った金型設計の経緯を示す表である。
ンを行った。表１は、この発明の実施の形態１によるプ
レス加工シミュレーション方法を採用したソフトを使用
して行った金型設計の経緯を示す表である。
【００１９】
【表１】
【００２０】表において、第３絞りと第４絞りの計算結
果しか記載されていないが、これは、第３絞りと第４絞
りの加工度合いが大きく、ここでの結果がほぼ最終結果
となるためである。
果しか記載されていないが、これは、第３絞りと第４絞
りの加工度合いが大きく、ここでの結果がほぼ最終結果
となるためである。
【００２１】表に示すように、最初に、第２絞りのパン
チ金型のパンチ長２０．５ｍｍ、第３絞りのパンチ金型
のパンチ長４１ｍｍとしたＡ案でシミュレーションを行
ったが、第３絞りの板厚は８６％（成形前の板厚を１０
０％としたときの値、なお、第４絞りで８０％以上が望
ましい）第４絞りで破断という結果になった。シミュレ
ーションで、成形不良の発生が予測されると、金型の形
状修正を行うが、その修正部位は無数にあるわけではな
く、主要金型の高さを変更するのが大半である。そこ
で、第３絞りのパンチ長を４６ｍｍに変更したＢ案でシ
ミュレーションを行った。第３絞りの板厚は８８％であ
ったが、第４絞りの板厚が７４％とやや不足であった。
そこで、第２絞りのパンチ長を２３．５ｍｍに変更した
Ｃ案でシミュレーションを行ったところ、第４絞りでの
板厚が６３％と改善が見られなかった。
チ金型のパンチ長２０．５ｍｍ、第３絞りのパンチ金型
のパンチ長４１ｍｍとしたＡ案でシミュレーションを行
ったが、第３絞りの板厚は８６％（成形前の板厚を１０
０％としたときの値、なお、第４絞りで８０％以上が望
ましい）第４絞りで破断という結果になった。シミュレ
ーションで、成形不良の発生が予測されると、金型の形
状修正を行うが、その修正部位は無数にあるわけではな
く、主要金型の高さを変更するのが大半である。そこ
で、第３絞りのパンチ長を４６ｍｍに変更したＢ案でシ
ミュレーションを行った。第３絞りの板厚は８８％であ
ったが、第４絞りの板厚が７４％とやや不足であった。
そこで、第２絞りのパンチ長を２３．５ｍｍに変更した
Ｃ案でシミュレーションを行ったところ、第４絞りでの
板厚が６３％と改善が見られなかった。
【００２２】以上の結果から、パンチ長の調整だけでは
不十分であると判断、さらに、第４絞りの金型形状が不
適切であるため、スムーズな材料流入が行われず、板厚
が減少するものと推定した。そこで、図３に示すよう
に、ダイ１にわずかなテーパを設けたＤ案を立案してシ
ミュレーションを行ったところ、第４絞りでの板厚は８
２％となり、所望の結果を得ることができた。
不十分であると判断、さらに、第４絞りの金型形状が不
適切であるため、スムーズな材料流入が行われず、板厚
が減少するものと推定した。そこで、図３に示すよう
に、ダイ１にわずかなテーパを設けたＤ案を立案してシ
ミュレーションを行ったところ、第４絞りでの板厚は８
２％となり、所望の結果を得ることができた。
【００２３】実施の形態２．図４は、この発明の実施の
形態２によるプレス加工シミュレーション方法を示すフ
ローチャートである。ステップＳ１１において、上記実
施の形態１と同様に全工程の入力データを作成するが、
上記実施の形態１と違うところは、金型に関するデータ
のところで、あらかじめ金型の修正部分及びその修正量
の範囲を予測して入力する点である。
形態２によるプレス加工シミュレーション方法を示すフ
ローチャートである。ステップＳ１１において、上記実
施の形態１と同様に全工程の入力データを作成するが、
上記実施の形態１と違うところは、金型に関するデータ
のところで、あらかじめ金型の修正部分及びその修正量
の範囲を予測して入力する点である。
【００２４】金型設計において、金型の寸法形状を修正
する場合、寸法修正する箇所は無限にあるわけではな
く、大半は、パンチ、ダイなどの主要金型の高さの調
節、Ｒ形状の変更に特定されている。従って、あらかじ
め前述のような金型部位を指定して、その修正量の範囲
を入力しておけば、上記従来例のようにデータ入力が煩
雑になることはない。
する場合、寸法修正する箇所は無限にあるわけではな
く、大半は、パンチ、ダイなどの主要金型の高さの調
節、Ｒ形状の変更に特定されている。従って、あらかじ
め前述のような金型部位を指定して、その修正量の範囲
を入力しておけば、上記従来例のようにデータ入力が煩
雑になることはない。
【００２５】ステップＳ１２において、全工程の有限要
素法の計算を実行し、ステップＳ１３で、各工程におい
て所望の板厚の計算値が得られなかった場合、ステップ
Ｓ１１で入力した金型の修正部分及びその修正量の範囲
内で、シミュレーションソフトが自動的にステップＳ１
２で所望の板厚が得られるまで計算を繰り返す。各工程
において所望の板厚が得られたら、ステップＳ１４にお
いて全工程の計算結果を表示してシミュレーションを終
了する。
素法の計算を実行し、ステップＳ１３で、各工程におい
て所望の板厚の計算値が得られなかった場合、ステップ
Ｓ１１で入力した金型の修正部分及びその修正量の範囲
内で、シミュレーションソフトが自動的にステップＳ１
２で所望の板厚が得られるまで計算を繰り返す。各工程
において所望の板厚が得られたら、ステップＳ１４にお
いて全工程の計算結果を表示してシミュレーションを終
了する。
【００２６】なお、ステップＳ１１であらかじめ入力し
た修正部位及びその修正量の範囲内で所望の結果が得ら
れなかった場合、技術者がまた新たに対策を構じなけれ
ばならない。
た修正部位及びその修正量の範囲内で所望の結果が得ら
れなかった場合、技術者がまた新たに対策を構じなけれ
ばならない。
【００２７】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３によるプレス加工シミュレーション方法を示すフ
ローチャートである。まず、ステップＳ２１において、
上記従来例と同様に第ｎ工程の入力データを作成する
が、上記従来例と違うところは、金型に関するデータの
ところで金型の属性を入力する点である。上記従来例で
も説明したとおり、金型には圧力制御金型と速度制御金
型と二つの属性があり、ここでは、この工程で使用する
金型がどの属性にあるかを入力する。
形態３によるプレス加工シミュレーション方法を示すフ
ローチャートである。まず、ステップＳ２１において、
上記従来例と同様に第ｎ工程の入力データを作成する
が、上記従来例と違うところは、金型に関するデータの
ところで金型の属性を入力する点である。上記従来例で
も説明したとおり、金型には圧力制御金型と速度制御金
型と二つの属性があり、ここでは、この工程で使用する
金型がどの属性にあるかを入力する。
【００２８】ステップＳ２２において、第ｎ工程の有限
要素法による計算が実行されるが、ステップＳ２３で、
一つの工程に金型の属性が一つであれば、上記従来例と
同様に計算が行われ、ステップＳ２７へ進む。違う属性
を持つ金型が混在していたらステップＳ２４に進む。
要素法による計算が実行されるが、ステップＳ２３で、
一つの工程に金型の属性が一つであれば、上記従来例と
同様に計算が行われ、ステップＳ２７へ進む。違う属性
を持つ金型が混在していたらステップＳ２４に進む。
【００２９】次に、ステップＳ２４以降においてどのよ
うな処理を行っているか図について説明する。図６から
８は、この発明の実施の形態３を説明するための図で、
ある工程のプレスの一連の様子を示すものである。図に
おいて、１はダイ、１２は第一のノックアウト、２２は
第二のノックアウト、１３は第一のパンチ、２３は第二
のパンチ、４は材料、５は第二のパンチ２３に圧力を与
えるバネである。符号は上記実施の形態１と対応してお
り同じ役割をするものだが、金型の形状が異なってい
る。この工程では、違う属性を持つ金型が混在してお
り、ここでは、圧力制御金型は、第二のパンチ２３、速
度制御金型は、ダイ１、第一のノックアウト１２、第二
のノックアウト２２、第一のパンチ１３である。
うな処理を行っているか図について説明する。図６から
８は、この発明の実施の形態３を説明するための図で、
ある工程のプレスの一連の様子を示すものである。図に
おいて、１はダイ、１２は第一のノックアウト、２２は
第二のノックアウト、１３は第一のパンチ、２３は第二
のパンチ、４は材料、５は第二のパンチ２３に圧力を与
えるバネである。符号は上記実施の形態１と対応してお
り同じ役割をするものだが、金型の形状が異なってい
る。この工程では、違う属性を持つ金型が混在してお
り、ここでは、圧力制御金型は、第二のパンチ２３、速
度制御金型は、ダイ１、第一のノックアウト１２、第二
のノックアウト２２、第一のパンチ１３である。
【００３０】なお、第一のノックアウト１２及び第二の
ノックアウト２２は、本来は圧力制御金型であるが、こ
こでは、説明を分かり易くするために、第一のノックア
ウト１２及び第二ノックアウト２２を支えるバネは底付
きをしてダイ１と一体化したとし、速度制御金型として
取り扱っている。また、あらかじめ金型を動作させる順
番が指定されており、ここでは、第一のノックアウト１
２及び第二のノックアウト２２、第二のパンチ２３、ダ
イ１、第一のパンチ１３の順とし、圧力制御金型と速度
制御金型の二種類の属性の計算を同時に行わないように
する。図６は、第一のノックアウト１２及び第二のノッ
クアウト２２、第二のパンチ２３が既に移動を完了し
て、材料に接触している状態である。
ノックアウト２２は、本来は圧力制御金型であるが、こ
こでは、説明を分かり易くするために、第一のノックア
ウト１２及び第二ノックアウト２２を支えるバネは底付
きをしてダイ１と一体化したとし、速度制御金型として
取り扱っている。また、あらかじめ金型を動作させる順
番が指定されており、ここでは、第一のノックアウト１
２及び第二のノックアウト２２、第二のパンチ２３、ダ
イ１、第一のパンチ１３の順とし、圧力制御金型と速度
制御金型の二種類の属性の計算を同時に行わないように
する。図６は、第一のノックアウト１２及び第二のノッ
クアウト２２、第二のパンチ２３が既に移動を完了し
て、材料に接触している状態である。
【００３１】まず、図６に示すように、ダイ１と第一の
ノックアウト１２と第二のノックアウト２２とが一体と
なって下降すると、バネ５は縮んで第二のパンチ２３は
徐々に下降を始める。ここで、速度制御金型であるダイ
１及び第一のノックアウト１２及び第二のノックアウト
２２と、圧力制御金型である第二のパンチ２３が同時に
動作しているが、ダイ１が下降する力よりもバネ５の弾
性力の方が弱いので、材料４の塑性変形は少なく、計算
も大規模とはならない。
ノックアウト１２と第二のノックアウト２２とが一体と
なって下降すると、バネ５は縮んで第二のパンチ２３は
徐々に下降を始める。ここで、速度制御金型であるダイ
１及び第一のノックアウト１２及び第二のノックアウト
２２と、圧力制御金型である第二のパンチ２３が同時に
動作しているが、ダイ１が下降する力よりもバネ５の弾
性力の方が弱いので、材料４の塑性変形は少なく、計算
も大規模とはならない。
【００３２】次に、図７に示すように、バネ５が縮んで
底付きすると、圧力制御金型である第二のパンチ２３と
速度制御金型である第一のパンチ１３とは完全に一体化
する（ステップＳ２４）。バネ５は第一のパンチ１３に
底付きしているために、第二のパンチ２３は固定され、
材料４はダイ１などにより大きく塑性変形を受ける。従
って、これから金型がプレス下死点位置まで到達する間
の計算は非常に大規模なものとなる。そこで、これ以
降、第二のパンチ２３は速度制御金型として取り扱うこ
とによって、属性を統一して計算を簡易なものとする。
（ステップＳ２５）。実際の現象では、速度制御金型と
一体となった圧力制御金型でも、材料の変形などでバネ
の復元力が発生して材料に圧力を加えるが、その量はわ
ずかであるため、シミュレーションでは無視する。
底付きすると、圧力制御金型である第二のパンチ２３と
速度制御金型である第一のパンチ１３とは完全に一体化
する（ステップＳ２４）。バネ５は第一のパンチ１３に
底付きしているために、第二のパンチ２３は固定され、
材料４はダイ１などにより大きく塑性変形を受ける。従
って、これから金型がプレス下死点位置まで到達する間
の計算は非常に大規模なものとなる。そこで、これ以
降、第二のパンチ２３は速度制御金型として取り扱うこ
とによって、属性を統一して計算を簡易なものとする。
（ステップＳ２５）。実際の現象では、速度制御金型と
一体となった圧力制御金型でも、材料の変形などでバネ
の復元力が発生して材料に圧力を加えるが、その量はわ
ずかであるため、シミュレーションでは無視する。
【００３３】さらに、図８に示すように、金型がプレス
下死点位置に到達すれば、この工程は完了する（ステッ
プＳ２６）。ステップＳ２７で第ｎ工程の計算結果が表
示され、次のｎ＋１工程のシミュレーションが上述と同
様の方法で行われる。
下死点位置に到達すれば、この工程は完了する（ステッ
プＳ２６）。ステップＳ２７で第ｎ工程の計算結果が表
示され、次のｎ＋１工程のシミュレーションが上述と同
様の方法で行われる。
【００３４】次に、この実施の形態のプレス加工シミュ
レーション方法を採用したソフトを使用して行った、金
型の設計経緯について説明する。板厚１ｍｍ、直径１２
６ｍｍのＳＰＣＥ円板材を、第１絞りから第６絞りまで
の工程を経てモーターフレームを成形する。なお、摩擦
係数は０．１、塑性係数は５３ｋｇ／ｍｍ2、で行っ
た。表２は、この発明の実施の形態２によるプレス加工
シミュレーション方法を採用したソフトを使用して行っ
た金型設計の経緯を示す表である。
レーション方法を採用したソフトを使用して行った、金
型の設計経緯について説明する。板厚１ｍｍ、直径１２
６ｍｍのＳＰＣＥ円板材を、第１絞りから第６絞りまで
の工程を経てモーターフレームを成形する。なお、摩擦
係数は０．１、塑性係数は５３ｋｇ／ｍｍ2、で行っ
た。表２は、この発明の実施の形態２によるプレス加工
シミュレーション方法を採用したソフトを使用して行っ
た金型設計の経緯を示す表である。
【００３５】
【表２】
【００３６】表において、第３絞りと第４絞りの計算結
果しか記載されていないが、これは、第３絞りと第４絞
りの加工度合いが大きく、ここでの結果がほぼ最終結果
となるためである。
果しか記載されていないが、これは、第３絞りと第４絞
りの加工度合いが大きく、ここでの結果がほぼ最終結果
となるためである。
【００３７】表に示すように、最初に、第２絞りの絞り
深さを４２ｍｍとしたＡ案でシミュレーションを行った
が、第３絞りで破断という結果になった。上記実施の形
態１及び２でも説明したように、シミュレーションで成
形不良の発生が予測されると、主要金型の高さを変更す
る形状修正を行う。そこで、第２絞りの絞り深さを５０
ｍｍ、パンチ金型に挿入されたバッキング板を外して金
型の高さを変更したＢ案でシミュレーションを行った。
第３絞りの板厚は９２％、第４絞りの板厚は７９％とな
り、所望の結果を得ることができた。
深さを４２ｍｍとしたＡ案でシミュレーションを行った
が、第３絞りで破断という結果になった。上記実施の形
態１及び２でも説明したように、シミュレーションで成
形不良の発生が予測されると、主要金型の高さを変更す
る形状修正を行う。そこで、第２絞りの絞り深さを５０
ｍｍ、パンチ金型に挿入されたバッキング板を外して金
型の高さを変更したＢ案でシミュレーションを行った。
第３絞りの板厚は９２％、第４絞りの板厚は７９％とな
り、所望の結果を得ることができた。
【００３８】なお、上記の事例は約１時間で終了するこ
とができた。従来のソフトでは、同様の事例で約１２時
間３０分かかっていたので、本ソフトを用いてシミュレ
ーションを行えば、短時間で計算できることが確認され
た。
とができた。従来のソフトでは、同様の事例で約１２時
間３０分かかっていたので、本ソフトを用いてシミュレ
ーションを行えば、短時間で計算できることが確認され
た。
【００３９】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、シミュレーション開始時に計算に必要な全工程の
データを一括して入力するので、工程毎にデータを入力
する必要が無く、データ入力を簡易にできる効果が得ら
れる。
れば、シミュレーション開始時に計算に必要な全工程の
データを一括して入力するので、工程毎にデータを入力
する必要が無く、データ入力を簡易にできる効果が得ら
れる。
【００４０】また、請求項２記載の発明によれば、あら
かじめ金型の修正部分及びその修正量の範囲を指定して
計算するので、データ入力を簡易にできる効果が得られ
る。
かじめ金型の修正部分及びその修正量の範囲を指定して
計算するので、データ入力を簡易にできる効果が得られ
る。
【００４１】また、請求項３記載の発明によれば、圧力
制御金型と速度制御金型とを別々に動作させると共に、
圧力制御金型と速度制御金型とが完全に一体となった
ら、圧力制御金型を速度制御金型として取り扱って計算
するので、一つの計算ステップ内に二種類の計算が存在
せず、また、工程中大規模な計算を必要とする所では金
型の属性が統一されるので、短時間で計算結果を算出で
きる効果が得られる。
制御金型と速度制御金型とを別々に動作させると共に、
圧力制御金型と速度制御金型とが完全に一体となった
ら、圧力制御金型を速度制御金型として取り扱って計算
するので、一つの計算ステップ内に二種類の計算が存在
せず、また、工程中大規模な計算を必要とする所では金
型の属性が統一されるので、短時間で計算結果を算出で
きる効果が得られる。
【図１】 この発明の実施の形態１によるプレス加工シ
ミュレーション方法を示すフローチャートである。
ミュレーション方法を示すフローチャートである。
【図２】 この発明の実施の形態１を説明するための図
である。
である。
【図３】 この発明の実施の形態１を説明するための図
である。
である。
【図４】 この発明の実施の形態２によるプレス加工シ
ミュレーション方法を示すフローチャートである。
ミュレーション方法を示すフローチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態３によるプレス加工シ
ミュレーション方法を示すフローチャートである。
ミュレーション方法を示すフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態３を説明するための図
である。
である。
【図７】 この発明の実施の形態３を説明するための図
である。
である。
【図８】 この発明の実施の形態３を説明するための図
である。
である。
【図９】 従来のプレス加工シミュレーション方法を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
１ ダイ、２ ノックアウト、３ パンチ、４ 材料、
５ バネ
５ バネ
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の工程からなるプレス加工における
各工程での材料の塑性変形量を有限要素法を利用してコ
ンピュータにより計算するプレス加工シミュレーション
方法において、シミュレーション開始時に計算に必要な
全工程のデータを一括して入力することを特徴とするプ
レス加工シミュレーション方法。 - 【請求項２】 あらかじめ金型の修正部分及びその修正
量の範囲を指定して計算することを特徴とする請求項１
記載のプレス加工シミュレーション方法。 - 【請求項３】 複数の工程からなるプレス加工における
各工程での材料の塑性変形量を有限要素法を利用してコ
ンピュータにより計算するプレス加工シミュレーション
方法において、圧力制御金型と速度制御金型とを別々に
動作させると共に、圧力制御金型と速度制御金型とが完
全に一体となったら、前記圧力制御金型を速度制御金型
として取り扱って計算することを特徴とするプレス加工
シミュレーション方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32668196A JPH10166070A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | プレス加工シミュレーション方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32668196A JPH10166070A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | プレス加工シミュレーション方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10166070A true JPH10166070A (ja) | 1998-06-23 |
Family
ID=18190474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32668196A Pending JPH10166070A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | プレス加工シミュレーション方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10166070A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100385346B1 (ko) * | 2001-06-29 | 2003-05-27 | 주식회사화신 | 프레스 금형의 최적화 배치 설계방법 및 그 프로그램이저장된 기록매체 |
| JP2006516932A (ja) * | 2002-12-02 | 2006-07-13 | ウーエスイー グループ | プレスをモデル化するためのソフトウェア |
| CN104190894A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-12-10 | 南昌大学 | 一种基于超声制备半固态Al2Y颗粒增强Mg-Al-Zn复合材料流变模型的建立方法 |
| CN107427885A (zh) * | 2015-03-27 | 2017-12-01 | 新日铁住金株式会社 | 坯料形状决定方法、坯料、冲压成型品、冲压成型方法、计算机程序以及存储介质 |
| CN113176738A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-07-27 | 首钢集团有限公司 | 控制冲压成型性的方法及装置 |
-
1996
- 1996-12-06 JP JP32668196A patent/JPH10166070A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100385346B1 (ko) * | 2001-06-29 | 2003-05-27 | 주식회사화신 | 프레스 금형의 최적화 배치 설계방법 및 그 프로그램이저장된 기록매체 |
| JP2006516932A (ja) * | 2002-12-02 | 2006-07-13 | ウーエスイー グループ | プレスをモデル化するためのソフトウェア |
| CN104190894A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-12-10 | 南昌大学 | 一种基于超声制备半固态Al2Y颗粒增强Mg-Al-Zn复合材料流变模型的建立方法 |
| CN107427885A (zh) * | 2015-03-27 | 2017-12-01 | 新日铁住金株式会社 | 坯料形状决定方法、坯料、冲压成型品、冲压成型方法、计算机程序以及存储介质 |
| US10444732B2 (en) | 2015-03-27 | 2019-10-15 | Nippon Steel Corporation | Blank shape determining method, blank, press formed product, press forming method, computer program, and recording medium |
| CN113176738A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-07-27 | 首钢集团有限公司 | 控制冲压成型性的方法及装置 |
| CN113176738B (zh) * | 2021-03-23 | 2022-06-21 | 首钢集团有限公司 | 控制冲压成型性的方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6353768B1 (en) | Method and apparatus for designing a manufacturing process for sheet metal parts | |
| JP2775538B2 (ja) | 成形シミュレーション方法及び装置 | |
| Zhao et al. | Preform die shape design in metal forming using an optimization method | |
| CN107491600B (zh) | 一种优化冲裁工艺参数的方法 | |
| US8401827B2 (en) | Processing device and method for structure data representing a physical structure | |
| US20040176863A1 (en) | A method of modifying stamping tools for spring back compensation based on tryout measurements | |
| JPH10166070A (ja) | プレス加工シミュレーション方法 | |
| US6205366B1 (en) | Method of applying the radial return method to the anisotropic hardening rule of plasticity to sheet metal forming processes | |
| EP0893171B1 (en) | Methods for constructing a die for press bending machine and determining cushion forces therefore | |
| JP4352658B2 (ja) | プレス成形品のスプリングバック解析方法 | |
| Rathod et al. | Optical CAD modelling and designing of compound die using the python scripting language | |
| Esche et al. | Numerical and experimental investigation of redrawing of sheet metals | |
| CN104504227A (zh) | 锻造液压机多维虚拟样机协同仿真方法及系统 | |
| Shim | Optimal preform design for the free forging of 3D shapes by the sensitivity method | |
| JPH10269265A (ja) | 有限要素法による構造解析方法とその装置 | |
| JPH07236923A (ja) | 板成形シミュレーション方法 | |
| Brekelmans et al. | The coining process: analytical simulations evaluated | |
| JPH0999472A (ja) | 製品の設計支援装置、設計方法および製造方法 | |
| JP7401769B2 (ja) | 構造特性解析方法、構造特性解析装置及びコンピュータプログラム | |
| JP2002045920A (ja) | プレス成形シミュレーション用計算安定化方法 | |
| JPH10146697A (ja) | プレス加工シミュレーション方法 | |
| Palani et al. | Intelligent design environment: A knowledge based simulations approach for sheet metal forming | |
| JP2006516932A (ja) | プレスをモデル化するためのソフトウェア | |
| CN114386161A (zh) | 使用初始模具和一系列二次模具制造车辆面板的方法 | |
| Socrate et al. | A Finite Element Based Die Design Algorithm for Sheet Metal Forming on Reconfigurable Tools |