CN113365751B - 回弹量变动因素部位确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明分别算出第一及第二冲压成型条件下的成型下止点处的冲压成型品(1)的残余应力分布(S1，S5)，算出在第一冲压成型条件下冲压成型的冲压成型品(1)的回弹量(S3)，将第一冲压成型条件下的冲压成型品(1)的一部分区域中的残余应力置换为第二冲压成型条件下的冲压成型品(1)的残余应力(S7)，算出置换该残余应力而成的冲压成型品(1)的回弹量(S9)，基于置换残余应力的值并算出的回弹量与第一冲压成型条件下的回弹量之差，确定成为由于冲压成型条件的偏差而回弹量发生变动的变动因素的部位(S11)。

Description

回弹量变动因素部位确定方法
技术领域
本发明涉及回弹量变动因素(variation factor)部位确定方法，确定成为由于冲压成型(press forming)条件、被加工件(blank material)的材质(material property)的偏差而冲压成型品的回弹(springback)量产生变动的因素的部位(portion)。
背景技术
在金属板的冲压成型中，经常不仅要求对于冲压成型品的较高的形状(shape)精度，还要求对于批量生产中的冲压成型条件的偏差也能够始终稳定地得到所述形状精度。但是，在现实中满足该要求是不容易的，根据被加工件的材质特性(material property)的偏差、伴随着连续加工的模具(tool of press forming)温度上升、每个季节的环境温度变化、被加工件的安装位置变动等各种冲压成型条件的偏差而冲压成型品的形状会发生变动。要求对于该课题，找出降低在冲压成型条件产生偏差的情况下的冲压成型品的形状变动的方法。
为了满足被加工件(毛坯(blank)，例如金属板(metal sheet))的冲压成型要求的形状精度，降低从冲压成型后的模具取出冲压成型品时产生的回弹量是极其重要的。回弹是指在上下模具的夹入完成时(下止点(bottom dead center))的冲压成型品的内部残余应力(下止点残余应力(residual stress))在脱模(die release)时被释放从而产生的弹性恢复(elastic recovery)举动。另外，为了有效地降低回弹量，知晓冲压成型品(pressformed part)的下止点残余应力中的哪个部位的残余应力何种程度地影响回弹举动是重要的。从该观点出发，以前提出了通过使用有限元法分析(finite element analysis)，从而确定回弹的发生因素部位的方法(专利文献1～专利文献7)。并且，在专利文献8中，公开了确认作为回弹对策的冲压成型条件变更与脱模前后的冲压成型品形状整体上的残余应力分布变化的关系的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-229724号公报
专利文献2：日本特开2008-55476号公报
专利文献3：日本特开2008-49389号公报
专利文献4：日本特开2008-87015号公报
专利文献5：日本特开2008-87035号公报
专利文献6：日本特开2012-206158号公报
专利文献7：日本特开2013-71120号公报
专利文献8：日本特开2013-43182号公报
发明内容
发明要解决的课题
根据专利文献1～专利文献7公开的方法，通过使回弹前的残余应力等物理量相对于冲压成型品的部分区域变化，并评价对其回弹的影响，从而能够确定成为回弹本身的发生因素的部位。然而，未将以被加工件的材质特性的偏差为首的冲压成型条件的偏差对回弹量的变动产生影响的情况作为对象。并且，专利文献8公开的方法通过视觉地显示回弹对策前后的残余应力分布的差值(finite difference)的变化量从而确认回弹对策的效果，并不是确定成为回弹发生因素的部位，没有研究冲压成型条件的偏差。这样，此前没有对由冲压成型条件的偏差引起的回弹量的变动进行评价并进一步确定回弹量的变动的因素是在冲压成型品的哪个部位产生的技术。
本发明为解决上述课题而做出，其目的在于提供确定成为冲压成型条件的偏差导致回弹量变动的因素的部位的回弹量变动因素部位确定方法。
需要说明的是，本申请中的冲压成型条件是指被加工件(毛坯)的机械特性(mechanical properties)、被加工件的厚度及形状、被加工件的温度、被加工件与模具间的滑动特性(sliding characteristics)、被加工件相对于模具的相对位置、被加工件的位置设定装置的位置及形状、模具材料的机械特性、模具表面的形状、模具的内部构造、板按压(blank holder)压力、板按压位置、向模具构成部件附加板按压压力的装置的位置及形状、模具构成部件的相对位置、模具移动的相对速度(relative speed)、模具的振动(vibration)、模具的温度、气氛温度、气氛成分、加压装置、电磁环境，冲压成型条件的偏差是指目的在于得到同等的冲压成型品的情况下的冲压成型条件在冲压成型开始时刻或冲压成型期间或脱模期间在加工空间内的一部分或全部不均匀地带有偏差。
用于解决课题的手段
本发明的回弹量变动因素部位确定方法是在由于冲压成型条件的偏差而冲压成型品的回弹量产生变动的情况下，确定成为该回弹量产生变动的因素的所述冲压成型品中的部位的方法，其特征在于，包括：第一残余应力分布算出步骤，在预先设定的第一冲压成型条件下进行冲压成型分析，并算出成型下止点处的冲压成型品的残余应力分布；第一回弹量算出步骤，对设定了在所述第一残余应力分布算出步骤中算出的残余应力分布的冲压成型品进行回弹分析，并算出该冲压成型品上产生的回弹量；第二残余应力分布算出步骤，在第二冲压成型条件下进行冲压成型分析，并算出成型下止点处的冲压成型品的残余应力分布，所述第二冲压成型条件设定为在所述冲压成型条件的偏差的范围内与所述第一冲压成型条件不同；应力置换步骤，将在所述第一残余应力分布算出步骤中算出的所述冲压成型品的残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值置换为在所述第二残余应力分布算出步骤中算出的所述冲压成型品的残余应力分布的与所述一部分区域对应的区域中的残余应力的值；应力置换回弹量算出步骤，对置换该残余应力的值后的冲压成型品进行回弹分析并算出回弹量；以及回弹量变动因素部位确定步骤，求出在该应力置换回弹量算出步骤中算出的回弹量与在所述第一回弹量算出步骤中算出的回弹量之差，基于该求出的差确定成为所述冲压成型品的回弹量产生变动的因素的该冲压成型品中的部位。
本发明的回弹量变动因素部位确定方法是在由于冲压成型条件的偏差而冲压成型品的回弹量产生变动的情况下，确定成为该回弹量产生变动的因素的所述冲压成型品中的部位的方法，其特征在于，包括：第一残余应力分布取得步骤，预先在第一冲压成型条件下将第一冲压成型品冲压成型，根据对该第一冲压成型品的脱模后的表面形状进行测定并取得的三维形状测定数据作成第一冲压成型品模型，在利用模具模型将该第一冲压成型品模型夹入到成型下止点的状态下进行力学分析(mechanical analysis)，取得所述第一冲压成型条件下的成型下止点处的所述第一冲压成型品的残余应力分布；第二残余应力分布取得步骤，预先在第二冲压成型条件下将第二冲压成型品冲压成型，所述第二冲压成型条件是在所述冲压成型条件的偏差的范围内与所述第一冲压成型条件不同的冲压成型条件，根据对该第二冲压成型品的脱模后的表面形状进行测定并取得的三维形状测定数据作成第二冲压成型品模型，在利用模具模型将该第二冲压成型品模型夹入到成型下止点的状态下进行力学分析，取得所述第二冲压成型条件下的成型下止点处的所述第二冲压成型品的残余应力分布；第一回弹量算出步骤，对设定了在所述第一残余应力分布取得步骤中取得的残余应力分布的所述第一冲压成型品进行回弹分析，并算出回弹量；应力置换(stressreplacement)步骤，将在所述第一残余应力分布取得步骤中取得的所述第一冲压成型品的残余应力分布中的一部分区域的残余应力的值置换为在所述第二残余应力分布取得步骤中取得的所述第二冲压成型品的残余应力分布的与所述一部分区域对应的区域中的残余应力的值；应力置换回弹量算出步骤，对置换该残余应力的值后的所述第一冲压成型品进行回弹分析并算出回弹量；以及回弹量变动因素部位确定步骤，求出在该应力置换回弹量算出步骤中算出的回弹量与在所述第一回弹量算出步骤中算出的回弹量之差，基于该求出的差确定成为所述第一冲压成型品的回弹量产生变动的因素的该第一冲压成型品中的部位。
本发明的回弹量变动因素部位确定方法的特征在于，在上述发明中，所述冲压成型条件是被加工件的机械特性、被加工件的厚度及形状、被加工件的温度、被加工件与模具间的滑动特性、被加工件相对于模具的相对位置、被加工件的位置设定装置的位置及形状、模具材料的机械特性、模具表面的形状、模具的内部构造、板按压压力、板按压位置、向模具构成部件附加板按压压力的装置的位置及形状、模具构成部件的初始相对位置、模具移动的相对速度、模具的振动、模具的温度、气氛温度、气氛成分、加压装置、电磁环境。
发明的效果
根据本发明，能够确定成为由于冲压成型条件的偏差而冲压成型品的回弹量产生变动的因素的部位，能够准确且容易地确定对于所述冲压成型品的批量生产时的形状稳定而言需要实施对策的所述冲压成型品中的部位。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的回弹量变动因素部位确定方法的处理的流程的流程图。
图2是说明实施方式1中的冲压成型分析的图。
图3是示出在实施方式1中通过将被加工件的材料强度(material strength)设为第一冲压成型条件(材料I)的冲压成型分析而算出的成型下止点处的残余应力分布的分析结果(a)和基于该残余应力分布通过回弹分析而算出的位移的分析结果(b)的图。
图4是示出在实施方式1中通过使被加工件的材料强度增加15％而成的第二冲压成型条件(材料II)下的冲压成型分析而算出的成型下止点处的残余应力分布的分析结果(a)和基于该残余应力分布通过回弹分析而算出的位移的分析结果(b)的图。
图5是示出在完成本发明的经过中作为冲压成型条件的材料强度有偏差的情况下通过回弹分析而算出的位移之差的分析结果的图。
图6是示出实施方式1中通过该回弹分析求出位移时的冲压成型品中的固定点(fixed point)和在该冲压成型品上产生的位移的分析结果的图。
图7是说明在实施方式1及实施方式2中作为回弹量的扭转角(torsion angle)和弯曲量(amount of bending)的算出方法的图。
图8是示出在实施方式1中将冲压成型条件设为材料I时的成型下止点处的残余应力分布(a)、将冲压成型条件设为材料II时的成型下止点处的残余应力分布(b)以及将材料I的成型下止点处的残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值置换为材料II的成型下止点处的残余应力分布的与所述一部分区域对应的区域中的残余应力的值而成的应力分布(c)的图。
图9是说明在实施方式1中冲压成型品的区域分割的图。
图10是示出在实施方式1中将材料I的成型下止点处的残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值置换为材料II的成型下止点处的残余应力分布的与所述一部分区域对应的区域中的残余应力的值而成的应力分布(a)、通过基于置换该残余应力而成的应力分布的回弹分析而算出的位移(b)的图。
图11是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其1)。
图12是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其2)。
图13是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其3)。
图14是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其4)。
图15是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其5)。
图16是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其6)。
图17是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其7)。
图18是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其8)。
图19是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其9)。
图20是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其10)。
图21是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其11)。
图22是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其12)。
图23是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其13)。
图24是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其14)。
图25是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其15)。
图26是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其16)。
图27是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其17)。
图28是示出在实施方式1中置换残余应力的区域(a)和置换该区域的残余应力并通过回弹分析而算出的位移(b)的图(其18)。
图29是示出在实施方式1中置换冲压成型品中的残余应力后的区域与通过置换该残余应力时的回弹而产生的扭转角变化量的关系的图表(其1)。
图30是示出在实施方式1中置换残余应力后的区域与通过置换该残余应力时的回弹而产生的弯曲量变化量的关系的图表。
图31是作为利用现有技术确定成为回弹的发生因素的部位得到的结果的例子，示出变更成型下止点处的残余应力分布后的区域与通过变更该残余应力时的回弹而产生的扭转角的关系的图表。
图32是示出本发明的实施方式2的回弹量变动因素部位确定方法的处理的流程的流程图。
图33是说明实施方式2的回弹量变动因素部位确定方法的处理的图。
图34是在实施例中通过模具形状不同的冲压成型条件(模具II)下的冲压成型分析而算出的成型下止点处的残余应力分布(a)、通过基于该残余应力分布的回弹分析而算出的位移(b)的图。
图35是通过模具形状不同的冲压成型条件下的回弹分析而算出的位移(a)、(b)和不同的冲压成型条件下的回弹的位移之差(c)的图。
图36是示出在实施例中对于模具形状有偏差的情况下、置换残余应力后的区域与通过置换该残余应力时的回弹而产生的扭转角变化量的关系的图表。
图37是示出在实施例中对于模具形状有偏差的情况下、置换残余应力后的区域与通过置换该残余应力时的回弹而产生的弯曲量变化量的关系的图表。
图38是在实施例中通过润滑(lubricating)条件有偏差的不同的冲压成型条件下的回弹分析而算出的位移(a)、(b)和该不同的冲压成型条件下的回弹的位移之差(c)的图。
图39是示出在实施例中对于润滑条件有偏差的情况下、置换残余应力后的区域与通过置换该残余应力时的回弹而产生的扭转角变化量的关系的图表。
图40是示出在实施例中对于润滑条件有偏差的情况下、置换残余应力后的区域与通过置换该残余应力时的回弹而产生的弯曲量变化量的关系的图表。
图41是通过成型下止点位置有偏差的不同的冲压成型条件下的回弹分析而算出的位移(a)、(b)和不同的冲压成型条件下的回弹的位移之差(c)的图。
图42是示出在实施例中对于成型下止点位置有偏差的情况下、置换残余应力后的区域与通过置换该残余应力时的回弹而产生的扭转角变化量的关系的图表。
图43是示出在实施例中对于成型下止点位置有偏差的情况下、置换残余应力后的区域与通过置换该残余应力时的回弹而产生的弯曲量变化量的关系的图表。
具体实施方式
在说明本发明的实施方式1及实施方式2的回弹量变动因素部位确定方法之前，首先说明完成本发明的经过。
[完成本发明的经过]
在图2中作为一例示出的帽型截面形状的冲压成型品1的冲压成型中，有由于被加工件的材料特性变动等冲压成型条件的偏差而在冲压成型品1的脱模后回弹量产生变动的情况。而且，成为由于这种冲压成型条件的偏差而回弹量产生变动的因素的部位不同于成为产生回弹本身的因素的部位，因此存在如下问题：即使对模具形状、冲压成型条件实施某些对策而降低回弹，也无法降低由冲压成型条件的偏差导致的回弹量的变动。
为了解决这种问题，发明人着眼于如下情况：作为冲压成型条件的偏差，不同的两个冲压成型条件(第一冲压成型条件及第二冲压成型条件)下的冲压成型得到的冲压成型品中的回弹变动的因素由第一冲压成型条件下的成型下止点处的残余应力分布和第二冲压成型条件下的成型下止点处的残余应力分布的不同引起。
为了验证由该残余应力分布的不同引起这一情况，对于如表1所示被加工件的材料强度具有偏差的两个冲压成型条件，进行图2所示的帽型截面形状(hat-shaped crosssection)的冲压成型品1的冲压成型分析并算出成型下止点处的残余应力分布，并且使用分别对于第一冲压成型条件及第二冲压成型条件算出的残余应力分布进行回弹分析，算出由回弹导致的位移(displacement)。需要说明的是，表1所示的“材料II”是与“材料I”相比使被加工件的材料强度增加15％而成的材料。
[表1]
Figure GDA0003184873380000101
在图3及图4中，示出对于材料I和材料II的各冲压成型条件算出的成型下止点处的残余应力分布(a)、在各冲压成型条件下冲压成型得到的冲压成型品的脱模后的回弹所导致的位移(b)的分析结果。另外，在图5中示出在两个冲压成型条件下的回弹所导致的位移之差。
发明人基于图3～图5所示的结果，研究了由于冲压成型条件(材料强度)的偏差而脱模后的回弹产生变动的理由。而且认为：不同的两个冲压成型条件下的成型下止点处的残余应力分布的不同与用于从第一冲压成型条件下的回弹后的状态向第二冲压成型条件下的回弹后的状态转移的驱动力(driving force)相等。
即，假设基于图5所示的第一冲压成型条件和第二冲压成型条件的回弹所导致的位移之差能够视为将第一冲压成型条件下的成型下止点处的残余应力分布(图3的(a))置换为第二冲压成型条件下的成型下止点处的残余应力分布(图4的(a))时的回弹的位移与第一冲压成型条件下的成型下止点处的残余应力分布所导致的回弹的位移之差。在该情况下，想到了：将第一冲压成型条件下的残余应力分布置换为第二冲压成型条件下的残余应力分布时的回弹的位移能够作为由第一冲压成型条件与第二冲压成型条件之间的冲压成型条件的偏差引起并产生的回弹的变动。
然后，基于上述构思，对于确定由于冲压成型条件的偏差而回弹产生变动的部位的方法，进一步推进了研究。结果，得到如下见解：当对于在第一冲压成型条件下冲压成型时的成型下止点处的残余应力分布的一部分置换为在第二冲压成型条件下冲压成型时的成型下止点处的残余应力分布并求出由回弹导致的位移时，根据置换残余应力的区域的不同，存在回弹产生变动的部位和回弹不产生变动的部位。
本发明的回弹量变动因素部位确定方法根据上述见解完成，在以下的实施方式1及实施方式2中说明其具体的方法。需要说明的是，在以下的说明中，作为冲压成型条件的偏差，如上述表1所示，设为被加工件的材料强度有偏差的情况下的例子。
[实施方式1]
本发明的实施方式1的回弹量变动因素部位确定方法是在由于冲压成型条件的偏差而冲压成型品的回弹量产生变动的情况下，确定成为该回弹量产生变动的因素的所述冲压成型品中的部位的方法，如图1所示，包括第一残余应力分布算出步骤S1、第一回弹量算出步骤S3、第二残余应力分布算出步骤S5、应力置换步骤S7、应力置换回弹量算出步骤S9及回弹量变动因素部位确定步骤S11。
<第一残余应力分布算出步骤>
第一残余应力分布算出步骤S1是在预先设定的第一冲压成型条件下进行冲压成型分析，并算出成型下止点处的冲压成型品1的残余应力分布的步骤。
在本实施方式1中，如图2所示，在第一冲压成型条件下实施利用由冲模5和冲头7构成的模具模型3夹着作为被加工件的毛坯9的冲压成型分析，如图3的(a)所示，算出成型下止点处的冲压成型品1的残余应力分布。作为第一冲压成型条件，在毛坯9中设定表1所示的板厚1.4mm的材料I的材料强度。而且，在冲压成型分析中，如图2所示，在冲压成型过程中利用定位(positioning)销固定毛坯9，将毛坯9的要素尺寸设为约1mm，作为分析条件，将毛坯9与模具模型3之间的摩擦系数(frictional coefficient)设为0.15，将成型下止点位置设为上下模具的间隙(gap)成为1.45mm的位置。
需要说明的是，第一残余应力分布算出步骤S1是计算机进行冲压成型分析的步骤，在冲压成型分析中，例如能够使用有限元法分析软件。在本实施方式1中，通过在计算机上执行作为市场上出售的有限元法分析软件的LS-DYNA Ver.971，从而进行冲压成型分析，在解算机(solver)中应用动态显式法(dynamic explicit method)。
另外，本发明不限于使用图2所示的模具模型3、将帽型截面形状的冲压成型品1作为冲压成型对象，能够根据冲压成型对象适当设定模具模型、冲压成型品等。
<第一回弹量算出步骤>
第一回弹量算出步骤S3是如下步骤：对设定了在第一残余应力分布算出步骤S1中算出的成型下止点处的冲压成型品1的残余应力分布的冲压成型品1进行回弹分析，算出在冲压成型品1上产生的扭转角、弯曲量等回弹量。
在本实施方式1中，在设定了在第一残余应力分布算出步骤S1中算出的残余应力分布的冲压成型品1(图3的(a))上产生的回弹量的算出按以下的步骤进行。
首先，对设定了在第一残余应力分布算出步骤S1中算出的残余应力分布的冲压成型品1(图3的(a))进行回弹分析，算出由回弹导致的位移(图3的(b))。在回弹分析中，如图6所示，将设置在冲压成型品1的一端侧的三个位置的固定点固定，算出由回弹导致的位移。
接着，基于该算出的由回弹导致的位移，算出扭转角(图7的(a))及弯曲量(图7的(b))作为回弹量。如图7的(a)所示，扭转角设为将设置在冲压成型品1的另一端侧的两处评价点连结的直线因扭转所形成的旋转角(将图7的(a)中的箭头的方向设为正)。如图7的(b)所示，弯曲量设为两个评价点的中点(midpoint)处的成型行程方向上的位移量(displacement)(将远离冲头7的方向设为正)。
另外，第一回弹量算出步骤S3是计算机进行回弹分析的步骤，在回弹分析中，例如能够使用有限元法分析软件。在本实施方式1中，通过在计算机上执行作为市场上出售的有限元法分析软件的LS-DYNA Ver.971，从而进行回弹分析，在解算机中应用静力隐式法(static implicit method)。
<第二残余应力分布算出步骤>
第二残余应力分布算出步骤S5是在第二冲压成型条件下进行冲压成型分析，并算出成型下止点处的冲压成型品1的残余应力分布的步骤，所述第二冲压成型条件设定为在冲压成型条件的偏差的范围内与第一冲压成型条件不同。
在本实施方式1中，与上述第一残余应力分布算出步骤S1同样地，如图2所示，在第二冲压成型条件下实施利用由冲模(die)5和冲头(punch)7构成的模具模型3夹着毛坯9的冲压成型分析，如图4的(a)所示，算出成型下止点处的冲压成型品1的残余应力分布。而且，作为第二冲压成型条件，在毛坯9中设定表1所示的材料II的材料强度。另外，在冲压成型分析中，关于毛坯9的固定、毛坯9的要素尺寸、毛坯9与模具模型3之间的摩擦系数及成型下止点位置，设为与上述第一残余应力分布算出步骤S1相同。
需要说明的是，第二残余应力分布算出步骤S5与上述第一残余应力分布算出步骤S1同样，是计算机进行冲压成型分析的步骤。
<应力置换步骤>
应力置换步骤S7是将在第一残余应力分布算出步骤S1中算出的成型下止点处的冲压成型品1的残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值置换为在第二残余应力分布算出步骤S5中算出的成型下止点处的冲压成型品1的残余应力分布的与所述一部分区域对应的区域中的残余应力的值的步骤。
在本实施方式1中，将使用材料I作为第一冲压成型条件进行冲压成型的情况下的成型下止点处的冲压成型品1的残余应力分布(图8的(a))的一部分区域RA中的残余应力的值置换为使用材料II作为第二冲压成型条件进行冲压成型的情况下的成型下止点处的冲压成型品1的残余应力分布(图8的(b))中的与所述一部分区域RA对应的区域RB中的残余应力的值(图8的(c))。
另外，作为置换残余应力的值的冲压成型品1的一部分区域RA和与之对应的区域RB，例如如图9所示，选择将冲压成型品1在长度方向上六分割为A～F并在宽度方向上三分割为1～3而成的多个区域(A1、A2、A3、…、F3)中的任一个。
<应力置换回弹量算出步骤>
应力置换回弹量算出步骤S9是如下步骤：对在应力置换步骤S7中置换残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值后的冲压成型品进行回弹分析，并算出在该冲压成型品上产生的回弹量。
在应力置换回弹量算出步骤S9中，利用与上述第一回弹量算出步骤S3同样的步骤算出回弹量。首先，在本实施方式1中，对在应力置换步骤S7中置换残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值后的冲压成型品1(图10的(a))进行回弹分析，并算出由回弹导致的位移(图10的(b))。在图11～图28中示出置换冲压成型品1的残余应力分布的各区域(A1、A2、A3、…、F3)中的残余应力的值并进行冲压成型品1的回弹分析而算出的位移的结果。
接着，基于进行回弹分析而算出的位移，对于置换冲压成型品1的残余应力分布的各区域(A1、A2、A3、…、F3)中的残余应力的值的情况中的每一个，算出扭转角(图7的(a))及弯曲量(图7的(b))作为回弹量。
<回弹量变动因素部位确定步骤>
回弹量变动因素部位确定步骤S11是如下步骤：求出在应力置换回弹量算出步骤S9中算出的回弹量与在第一回弹量算出步骤S3中算出的回弹量之差，基于该求出的差，确定冲压成型品1中的部位，所述部位成为由于冲压成型条件的偏差而冲压成型品1的回弹量产生变动的因素。
在本实施方式1中，在应力置换回弹量算出步骤S9中算出的回弹量设为对于将使用材料I作为第一冲压成型条件时的成型下止点处的残余应力分布(图8的(a))的一部分区域RA中的残余应力的值置换为在与所述区域RA对应的区域RB中使用材料II作为第二冲压成型条件时的成型下止点处的残余应力分布(图8的(b))的残余应力的值而成的冲压成型品1(图8的(c))算出的回弹量。
另一方面，在第一回弹量算出步骤S3中算出的回弹量设为对于设定了在第一残余应力分布算出步骤S1中算出的残余应力分布而成的冲压成型品1算出的回弹量。
然后，基于按这种方式算出的回弹量之差确定部位，所述部位成为由于冲压成型条件的偏差而冲压成型品1的回弹量产生变动的因素。
在本实施方式1中，确定了成为作为回弹量的扭转角和弯曲量产生变动的因素的部位。
在图29中示出求出扭转角变化量而得到的结果的一例，所述扭转角变化量是在应力置换回弹量算出步骤S9中算出的冲压成型品1的扭转角与在第一回弹量算出步骤S3中算出的冲压成型品1的扭转角之差。
图29所示的图表的横轴中的ALL是如下的扭转角变化量，所述扭转角变化量是将使用材料I时的成型下止点处的残余应力分布的全部区域置换为使用材料II时的成型下止点处的残余应力分布并算出的扭转角与根据使用材料I时的成型下止点处的残余应力分布算出的扭转角之差。另外，图29所示的图表的横轴中的A1～F3是如下的扭转角变化量，所述扭转角变化量是将使用材料I时的成型下止点处的残余应力分布的全部区域置换为使用材料II时的成型下止点处的残余应力分布并算出的扭转角与将使用材料I时的成型下止点处的残余应力分布中的图9所示的各区域(A1～F3)的残余应力的值置换为使用材料II时的成型下止点处的残余应力分布中的与该区域(A1～F3)对应的区域的残余应力的值并算出的扭转角之差。
根据图29，在置换了冲压成型品1的整个区域的残余应力的情况下(ALL)，扭转角变化量为1.25°，与此相对，在置换了作为冲压成型品1的一部分区域的A1、B3及E2的残余应力的情况下的扭转角变化量分别为0.91°、0.97°及0.62°，与ALL相比下降。通过置换冲压成型品1的一部分区域的残余应力而降低扭转角示出该区域对扭转角的变化影响较大，在材料I的冲压成型中，该区域是增大扭转角的区域。即，当将使用材料I时的一部分区域的残余应力置换为使用材料II时的一部分区域的残余应力时回弹量减少这一情况示出在使用材料I时该一部分区域使回弹增大。因此，根据图29的结果，能够确定区域A1、B3及E2是由于被加工件的材料强度的偏差引起而扭转角产生变动的部位。
另外，根据图29所示的结果可知，有在置换了冲压成型品1的一部分区域的残余应力时扭转角增加或基本上不变化的区域。
例如，置换了冲压成型品1的区域A3的残余应力时的扭转角变化量为1.72°，与置换了全部残余应力的情况下的扭转角变化量(ALL，1.25°)相比增加，扭转角增加。这示出：该区域是通过置换区域A3中的残余应力，从而由于被加工件的材料强度的偏差而使扭转角的变动增加的部位。
教导了这样的部位是如下部位：当暂时确定这样的部位是由于冲压成型条件的偏差而回弹产生变动的部位，并以该部位的成型下止点处的残余应力发生变化的方式实施某些对策并冲压成型时，由冲压成型条件的偏差导致的回弹的变动进一步增大。扭转角变化量即扭转角之差增大是指置换残余应力前的回弹量由于残余应力的置换而增大，回弹恶化。因此，通过置换残余应力从而扭转角变化量增加的区域(冲压成型品1的区域A3)不是成为由被加工件的材料强度的偏差引起的回弹的变动因素的部位。
并且，示出了：在图29中与置换了整个区域的残余应力的情况下的扭转角变化量(ALL，1.25°)同程度的区域(例如，C1、C3、E3等)是对于由被加工件的材料强度的偏差引起的扭转角的变化的影响较小的部位。
即，教导了这样的区域是如下区域：即使暂时确定这样的区域是由于冲压成型条件的偏差而回弹产生变动的部位，并以该部位的成型下止点处的残余应力发生变化的方式实施某些对策并冲压成型，由冲压成型条件的偏差导致的回弹的变动也不变化。因此，在本发明中，置换了一部分区域的残余应力时的扭转角变化量与置换了整个区域的残余应力的情况下同程度的情况下，该一部分区域不是成为由被加工件的材料强度的偏差引起的扭转角的变动因素的部位。
根据以上说明，在通过置换冲压成型品1的残余应力分布中的一部分区域的残余应力的值从而与置换了整个区域的残余应力的情况相比扭转角减小的情况下，确定为该区域是成为由于冲压成型条件的偏差而回弹产生变动的因素的部位。
接着，说明确定如下部位的情况，该部位成为由于冲压成型条件的偏差而作为冲压成型品1的回弹量的弯曲量产生变动的因素。在图30中示出求出在应力置换回弹量算出步骤S9中算出的冲压成型品1的弯曲量与在第一回弹量算出步骤S3中算出的冲压成型品1的弯曲量之差作为弯曲量变化量而得到的结果的一例。
与图29同样地，图30所示的图表的横轴中的ALL是如下的弯曲量变化量，所述弯曲量变化量是将使用材料I时的残余应力分布的全部区域置换为使用材料II时的残余应力并算出的弯曲量与根据使用材料I时的残余应力分布算出的弯曲量之差。另外，图30所示的图表的横轴中的A1～F3是如下的弯曲量变化量，所述弯曲量变化量是将使用材料I时的残余应力分布的全部区域置换为使用材料II时的残余应力分布并算出的弯曲量与将使用材料I时的残余应力分布中的图9所示的各区域(A1～F3)的残余应力的值置换为使用材料II时的残余应力分布中的与该区域(A1～F3)对应的区域的残余应力的值并算出的弯曲量之差。
根据图30，置换了全部残余应力的情况下(ALL)即由被加工件的材料强度的偏差引起的弯曲量变化量为4.59mm，与此相对，置换了区域B3及E2的残余应力的情况下的弯曲量变化量分别为3.75mm、2.44mm，与ALL相比下降。即，与扭转角的情况下同样地，当将使用材料I时的一部分区域的残余应力置换为使用材料II时的一部分区域的残余应力时回弹量减少这一情况示出在使用材料I时该一部分区域使回弹增大。由此，能够确定区域B3及E2是成为由于材料强度的偏差而弯曲量的变动因素的部位。
另一方面，示出了：与置换了全部残余应力的情况下(ALL)相比，在置换了残余应力的情况下弯曲量变化量增加的区域(例如A2、A3及D2)、弯曲量变化量基本上不变化的其他区域(例如A1、F1、F3等)通过置换该区域的残余应力从而弯曲量增大或不变化。因此，与上述扭转角变化量的结果(图29)同样地，这些区域不是应确定为回弹的变动因素的部位。
根据图29及图30所示的结果，如上所述，被确定为由于材料强度的偏差而产生回弹量的变动的因素的部位与利用现有技术被确定为回弹本身的发生因素的部位不一定一致。关于该点，通过与利用现有技术确定回弹的发生因素得到的结果进行比较从而进行说明。
作为利用现有技术确定成为回弹的发生因素的部位得到的结果的一例，在图31中示出使用现有技术(专利文献2公开的方法)，求出变更了成型下止点处的残余应力分布的区域与由于变更该残余应力分布时的回弹而产生的扭转角的关系得到的结果。图31示出不变更成型下止点处的残余应力分布的情况(base)、消除图9所示的区域A1～F3各自的残余应力并进行回弹分析而算出的扭转角的结果。
根据图31能够确定：成为回弹(扭转角)的发生因素的部位是当消除该区域的残余应力时回弹会降低的区域、且相当于与base的情况下的扭转角之差较大的区域A3、B1、B2及E2的部位。然而，按这种方式确定的部位示出与如图29所示由于材料强度的偏差而成为扭转角的变动因素的部位不同的倾向，得到有时不一致的结果。因此，可知，在确定成为回弹的发生因素的部位的现有技术的方法中，不能准确地确定成为由于冲压成型条件的偏差而产生回弹量的变动的因素的部位。
另外，在上述专利文献5中公开了如下技术：基于多个区域中的第一冲压成型条件下的成型下止点处的残余应力分布、与第一冲压成型条件不同的第二冲压成型条件下的成型下止点处的残余应力分布，取多个区域的残余应力之差，对于该差值大于规定值的区域，对该残余应力差较大的区域的第一冲压成型条件下的一部分区域的残余应力进行运算处理，并算出回弹量。并且，作为对残余应力进行运算处理的一例，可以例举置换为任意的值。
然而，专利文献5涉及取第一冲压成型条件与第二冲压成型条件的残余应力之差并确定该差值较大的区域的技术，并且，即使在对第一冲压成型条件下的残余应力进行运算处理时置换为任意的值，但对于如何设定置换的任意的值，也没有任何教导。因此，求出回弹量之差并仅确定该差减少的区域的本发明与求出残余应力之差并确定该差较大的区域的专利文献5的技术中，技术构思和得到的效果完全不同。
以上示出了：根据本实施方式1的回弹量变动因素部位确定方法，能够准确且简易地确定成为由于冲压成型条件的偏差而回弹量产生变动的因素的部位。
需要说明的是，在上述说明中，将表1所示的材料I设为第一冲压成型条件，并将材料II设为第二冲压成型条件，但也可以将材料II设为第一冲压成型条件，并将材料I设为第二冲压成型条件，第一冲压成型条件和第二冲压成型条件的选定是任意的。
但是，根据第一和第二冲压成型条件的选定方法的不同，图29的扭转角变化量、图30所示的弯曲量变化量所示的回弹量的变化量的符号有时会变化，但在对成为回弹变动的因素的部位的确定中，将通过置换残余应力的值从而回弹量的变化量的绝对值减少的区域确定为由于冲压成型条件的偏差而回弹变动的因素部位即可。
[实施方式2]
本发明的实施方式2的回弹量变动因素部位确定方法是在由于冲压成型条件的偏差而冲压成型品的回弹量产生变动的情况下，确定成为该回弹量产生变动的因素的所述冲压成型品中的部位的方法，如图32所示，包括第一残余应力分布取得步骤S21、第二残余应力分布取得步骤S23、第一回弹量算出步骤S25、应力置换步骤S27、应力置换回弹量算出步骤S29及回弹量变动因素部位确定步骤S31。以下，参照图32及图33说明上述各步骤。
<第一残余应力分布取得步骤S21>
第一残余应力分布取得步骤S21是如下步骤：预先在第一冲压成型条件下将第一冲压成型品冲压成型，根据对该第一冲压成型品的脱模后的表面形状进行测定并取得的三维形状测定数据作成第一冲压成型品模型，对利用模具模型将该第一冲压成型品模型夹入到成型下止点的状态进行力学分析，取得所述第一冲压成型品的成型下止点处的残余应力分布。
第一残余应力分布取得步骤S21中的具体处理对应于如下过程：如图33所示，使用冲压成型模具11在第一冲压成型条件下将第一冲压成型品21冲压成型，测定该冲压成型的第一冲压成型品21的三维形状，对作为测定的三维形状测定数据的第一冲压成型品三维形状数据23进行数据处理并作成第一冲压成型品模型25，进行弹性有限元分析作为对利用由冲模43和冲头45构成的模具模型41将第一冲压成型品模型25夹入到成型下止点的状态的力学分析，取得通过该弹性有限元分析得到的第一冲压成型品模型25的成型下止点处的残余应力分布。
在此，作为在第一冲压成型条件下冲压成型的第一冲压成型品21的三维形状的测定、第一冲压成型品模型25的作成及弹性有限元分析的具体方法，例如，能够使用专利文献7记载的方法。
<第二残余应力分布取得步骤S23>
第二残余应力分布取得步骤S23是如下步骤：预先在冲压成型条件的偏差的范围内与所述第一冲压成型条件不同的第二冲压成型条件下将第二冲压成型品冲压成型，根据对该第二冲压成型品的脱模后的表面形状进行测定并取得的三维形状测定数据作成第二冲压成型品模型，在利用模具模型将该第二冲压成型品模型夹入到成型下止点的状态下进行力学分析，取得所述第二冲压成型品的成型下止点处的残余应力分布。
关于第二残余应力分布取得步骤S23中的具体处理，也对应于如下过程：如图33所示，使用冲压成型模具11在第二冲压成型条件下将第二冲压成型品31冲压成型，测定该冲压成型的第二冲压成型品31的三维形状，对测定到的三维形状测定数据即第二冲压成型品三维形状数据33进行数据处理并作成第二冲压成型品模型35，进行弹性有限元分析作为在利用由冲模43和冲头45构成的模具模型41将第二冲压成型品模型35夹入到成型下止点的状态下的力学分析，取得通过该弹性有限元分析得到的第二冲压成型品模型35的成型下止点处的残余应力分布。需要说明的是，关于在第二冲压成型条件下冲压成型的第二冲压成型品31的三维形状的测定、第二冲压成型品模型35的作成及弹性有限元分析的具体方法，例如也能够使用专利文献7记载的方法。
<第一回弹量算出步骤>
第一回弹量算出步骤S25是如下步骤：对设定了在第一残余应力分布取得步骤S21中取得的残余应力分布的第一冲压成型品21进行回弹分析，算出扭转角、弯曲量等回弹量。
在本实施方式2中，回弹量的算出按以下的步骤进行。首先，对于设定了在第一残余应力分布取得步骤S21中取得的残余应力分布的第一冲压成型品21，进行回弹分析，并算出由回弹导致的位移。在回弹分析中，与上述实施方式1的图6所示的冲压成型品1同样地，将设置在第一冲压成型品21的一端侧的三个位置的固定点固定，算出由回弹导致的位移。
接着，基于该算出的由回弹导致的位移，算出扭转角(图7的(a))及弯曲量(图7的(b))作为回弹量。如图7的(a)所示，扭转角设为将设置在第一冲压成型品21的另一端侧的两处评价点连结的直线因回弹所形成的旋转角(将图7的(a)中的箭头的方向设为正)。如图7的(b)所示，弯曲量设为两个评价点的中点处的成型行程方向上的位移量(将远离冲头7的方向设为正)。
需要说明的是，第一回弹量算出步骤S25是计算机进行回弹分析的步骤，在回弹分析中，例如能够使用有限元法分析软件。在本实施方式2中，通过在计算机上执行作为市场上出售的有限元法分析软件的LS-DYNA Ver.971，从而进行回弹分析，在解算机中应用静力隐式法。
<应力置换步骤S27>
应力置换步骤S27是将在第一残余应力分布取得步骤S21中取得的成型下止点处的第一冲压成型品21的残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值置换为在第二残余应力分布取得步骤S23中取得的成型下止点处的第二冲压成型品31的残余应力分布的与所述一部分区域对应的区域中的残余应力的值的步骤。
在本实施方式2中，如图8所示，将使用材料I作为第一冲压成型条件进行冲压成型的情况下的成型下止点处的第一冲压成型品21的残余应力分布的一部分区域RA中的残余应力的值置换为使用材料II作为第二冲压成型条件进行冲压成型的情况下的成型下止点处的第二冲压成型品31的残余应力分布中的与一部分区域RA对应的区域RB中的残余应力的值。
另外，作为置换残余应力的值的第一冲压成型品21的一部分区域、与之对应的第二冲压成型品31的一部分区域，例如如图9所示，能够选择将第一冲压成型品21在长度方向上六分割为A～F并在宽度方向上三分割为1～3而成的多个区域(A1、A2、A3、…、F3)中的任一个。需要说明的是，关于置换的残余应力的值，不一定将第一冲压成型品21的区域RA中的残余应力的值设为与第二冲压成型品31的区域RB中的残余应力的值等效，可以基于置换前后的残余应力使之变化。
<应力置换回弹量算出步骤>
应力置换回弹量算出步骤S29是如下步骤：对在应力置换步骤S27中置换残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值后的第一冲压成型品21进行回弹分析，并算出回弹量。
在应力置换回弹量算出步骤S29中，能够利用与上述第一回弹量算出步骤S25同样的步骤算出回弹量。
首先，对在应力置换步骤S27中置换残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值后的第一冲压成型品21进行回弹分析，并算出由回弹导致的位移。
接着，基于进行回弹分析而算出的由回弹导致的位移，在置换了第一冲压成型品21的残余应力分布的各区域(A1、A2、A3、…、F3)中的残余应力的值的情况中的每一个，算出扭转角(图7的(a))及弯曲量(图7的(b))。
应力置换回弹量算出步骤S29是计算机进行回弹分析的步骤，在回弹分析中，例如能够使用有限元法分析软件。在本实施方式2中，通过在计算机上执行作为市场上出售的有限元法分析软件的LS-DYNA Ver.971，从而进行回弹分析，在解算机中应用静力隐式法。
<回弹量变动因素部位确定步骤>
回弹量变动因素部位确定步骤S31是如下步骤：求出在应力置换回弹量算出步骤S29中算出的回弹量与在第一回弹量算出步骤S25中算出的回弹量之差，基于该求出的差，确定第一冲压成型品21中的下述部位，所述部位成为由于冲压成型条件的偏差而第一冲压成型品21的回弹量产生变动的因素。
在确定成为回弹量产生变动的因素的部位时，能够利用与上述实施方式1的回弹量变动因素部位确定步骤S11同样的步骤进行。
在此，在应力置换回弹量算出步骤S29中算出的回弹量设为如下的值：对于将使用材料I作为第一冲压成型条件时的成型下止点处的残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值置换为使用材料II作为第二冲压成型条件时的成型下止点处的残余应力分布中的与一部分区域对应的区域中的残余应力的值而成的第一冲压成型品21算出的回弹量。另一方面，在第一回弹量算出步骤S25中算出的回弹量设为对于设定了在第一残余应力分布取得步骤S21中取得的残余应力分布的第一冲压成型品21(参照图33)算出的回弹量。
另外，求出将在第一冲压成型条件下冲压成型时的残余应力分布的全部区域置换为在第二冲压成型条件下冲压成型时的残余应力分布并进行回弹分析而算出的回弹量与设定在第一冲压成型条件下冲压成型时的残余应力分布并进行回弹分析而算出的回弹量之差。
然后，在置换了残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值时的回弹量之差与置换了残余应力分布的全部区域时的回弹量之差相比减少的情况下，置换了该残余应力的值的区域确定为是由于冲压成型条件的偏差而回弹量产生变动的部位。
与此相对，在置换了残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值时的回弹量之差与置换了残余应力分布的全部区域时的回弹量之差相比增加的情况下或不变化的情况下，置换了该残余应力的值的区域确定为不是由于冲压成型条件的偏差而回弹量产生变动的部位。
以上示出了：根据本实施方式2的方法，能够精度良好地确定成为由冲压成型条件的偏差引起的回弹量的变动的因素的部位。
需要说明的是，在专利文献7中公开了通过取得冲压成型品的实测形状并基于该取得的实测形状实施用模具形状夹着的力学分析从而算出成型下止点处的残余应力分布的方法，但关于如上述本实施方式2的方法那样求出在两个冲压成型条件下冲压成型的两个冲压成型品的成型下止点处的残余应力分布的差值，并基于该残余应力分布的差值评价由冲压成型条件的偏差引起的回弹量的变动，在专利文献7中没有公开，也没有教导。
并且，在本实施方式1及实施方式2中，产生偏差的冲压成型条件是被加工件(毛坯)的机械特性、被加工件的厚度及形状、被加工件的温度、被加工件与模具间的滑动特性、被加工件相对于模具的相对位置、被加工件的位置设定装置的位置及形状、模具材料的机械特性、模具表面的形状、模具的内部构造、板按压压力、板按压位置、向模具构成部件附加板按压压力的装置的位置及形状、模具构成部件的初始相对位置、模具移动的相对速度、模具的振动、模具的温度、气氛温度、气氛成分、加压装置、电磁环境中的任一个。
另外，实施方式1的应力置换步骤S7和实施方式2的应力置换步骤S27对于残余应力分布至少置换某一部分区域的残余应力，但置换残余应力的方法不限于此，也可以通过对于残余应力置换至少一个方向的分量，或者，将置换前后的残余应力差乘以常数、加上常数、常数次方，置换为被加工件的板厚方向的平均值，置换为板厚方向的中间值中的任一个，从而置换残余应力的值。另外，置换残余应力的值的区域不限于一个区域，可以同时置换多个区域中的残余应力的值。
实施例
对于本发明的回弹量变动因素部位确定方法，进行了用于确认其作用效果的具体实验，以下说明其结果。在本实施例中，作为冲压成型条件的偏差，关于模具形状、润滑状态及成型下止点位置发生变动的三个实例中的每一实例确定了成为由于冲压成型条件的偏差而回弹量产生变动的因素的部位。以下，示出各实例中的冲压成型条件和分析结果。
需要说明的是，在本实施例中，使用上述实施方式1的方法。即，进行了如图2所示使用由冲模5和冲头7构成的模具模型3将毛坯9冲压成型为冲压成型品1的冲压成型分析、并对设定了通过该冲压成型分析求出的成型下止点处的残余应力分布而成的冲压成型品1进行了回弹分析。然后，对通过如图9所示将冲压成型品1分割为多个区域(A1～F3)、并置换了各区域中的残余应力的值(按对应的有限元置换为相同的值)而成的冲压成型品1进行回弹分析，求出置换了残余应力的值的区域与置换残余应力的值时的回弹量的变化量的关系，从而进行成为回弹量产生变动的因素的部位的确定。需要说明的是，通过在计算机上执行作为有限元法分析软件的LS-DYNA Ver.971，从而进行冲压成型分析及回弹分析。
[模具形状]
作为冲压成型条件的偏差，设想了由于冲压成型的连续进行，模具磨损而模具形状发生变化的实例，并确定了成为由于模具形状的偏差而冲压成型品的回弹量产生变动的因素的部位。
关于模具形状的偏差，设为由于批量生产中的模具的磨损而冲模5及冲头7的棱线(ridgeline)的曲率半径(curvature radius)增大的情况，设为模具模型3的冲模5及冲头7的全部棱线的曲率半径保持设计形状的模具(以下，记为“模具I”)、使该曲率半径增大2mm的模具(以下，记为“模具II”)这两个条件。需要说明的是，曲率半径2mm设定了比实际的变动稍大的值。然后，对于各模具形状进行冲压成型分析，算出成型下止点处的残余应力分布。接着，通过如图9所示将冲压成型品1分割为多个区域(A1～F3)，并置换各区域中的残余应力的值，从而基于各区域与置换残余应力的值所导致的回弹量的变化量的关系，确定成为回弹量的变动的因素的部位。在此，设为模具形状以外的冲压成型条件(润滑油(lubricant)量、成型下止点位置等)不变化，将毛坯9与模具模型3之间的摩擦系数设为0.15，成型下止点位置设为冲模5与冲头7的间隙成为1.45mm的位置。
在图34中示出将冲压成型条件设为模具II并进行冲压成型分析而算出的成型下止点处的残余应力分布(a)、通过基于该残余应力分布的回弹分析而算出的冲压成型品1的位移(b)。另外，通过将冲压成型条件设为模具I的冲压成型分析而算出的成型下止点处的残余应力分布、通过回弹分析而算出的冲压成型品1的位移与图3所示的结果相同。
在图35中示出将冲压成型条件设为模具II时的由回弹导致的位移(a)、将冲压成型条件设为模具I时的由回弹导致的位移(b)以及模具II和模具I中的由回弹导致的位移之差(c)。从图35可知，由于模具形状的偏差，回弹产生变动。
接着，在图36及图37中示出使用基于置换残余应力而成的应力分布进行回弹分析而算出的位移，求出扭转角变化量及弯曲量变化量作为回弹量的变化量而得到的结果。在图36及图37中，ALL是将在模具I的条件下冲压成型时的冲压成型品1的全部区域中的残余应力的值置换为在模具II的条件下冲压成型时的残余应力的值并在应力置换回弹量算出步骤S9中算出的量，A1～F3是置换图9所示的区域A1～F3各自的残余应力并算出的量。
根据图36可知，当置换区域B3中的残余应力的值时，与置换全部残余应力时的扭转角变化量0.43°(ALL)相比，大幅地降低为-0.02°。因此，确定区域B3作为下述部位，所述部位成为由于模具形状的偏差而使扭转角发生变动的变动因素。
另外，根据图37可知，当置换区域D2及区域E2各自中的残余应力时，相对于置换全部残余应力时的弯曲量变化量-3.08mm(ALL)，分别变化为0.19mm及-1.57mm，其绝对值大幅地降低。因此，确定区域D2及E2作为下述部位，所述部位成为由于模具形状的偏差而使弯曲量发生变动的变动因素。
以上示出了：在作为冲压成型条件的模具形状产生偏差的情况下，能够确定成为由于该模具形状的偏差而使作为回弹量的扭转角和弯曲量各自产生变动的因素的部位。通过变更为根据这些结果确定的各区域的残余应力难以产生变动的部件形状、方法，从而能够得到由冲压成型条件的偏差导致的形状变动较少的冲压成型品。
[润滑状态]
接着，作为冲压成型条件的偏差，设想冲压成型时的润滑条件(润滑油的附着量(amount of adhesion)等)发生变化的实例，并确定成为由于润滑条件的偏差而回弹量产生变动的因素的部位。
在本实施例中，根据冲压成型分析中的模具模型3(冲模5及冲头7)与毛坯9的摩擦系数考虑润滑条件的偏差，对于将摩擦系数设为0.15的冲压成型条件(以下，记为“润滑I”)和将摩擦系数设为0.20的冲压成型条件(以下，记为“润滑II”)分别进行冲压成型分析，求出成型下止点处的残余应力分布，确定成为回弹量的变动的因素的部位。
在此，关于由于润滑条件的偏差而回弹量产生变动的部位的确定，使用上述实施方式1所示的方法，将润滑条件以外的冲压成型条件(模具形状、成型下止点位置等)设为不变化的条件，关于成型下止点位置，设为模具模型3中的冲模5与冲头7的间隙成为1.45mm的位置。
而且，通过如图9所示将冲压成型品1分割为多个区域(A1～F3)，并置换各区域中的残余应力的值，从而基于各区域与回弹量的关系确定成为由于润滑条件的偏差而回弹量产生变动的因素的部位。
在图38中示出将冲压成型条件设为润滑II时的由回弹导致的位移(a)、将冲压成型条件设为润滑I时的由回弹导致的位移(b)以及润滑II和润滑I的冲压成型条件的偏差所导致的回弹所导致的位移之差(c)。从图38可知，由于润滑条件的偏差，回弹产生变动。
接着，在图39及图40中示出使用基于置换残余应力而成的应力分布进行回弹分析而算出的位移，求出扭转角变化量和弯曲量变化量作为回弹量的变化量而得到的结果。
在图39及图40中，ALL是置换全部区域的残余应力并使用了通过应力置换回弹量算出步骤S9算出的回弹量的变化量，A1～F3是置换图9所示的区域A1～F3各自的残余应力并使用了在应力置换回弹量算出步骤S9中算出的回弹量的变化量。
根据图39可知，当置换区域A2及B3各自中的残余应力时，与置换全部残余应力时的扭转角变化量0.46°(ALL)相比，分别降低为0.26°及0.29°。因此，确定区域A2及B3作为成为扭转角的变动因素的部位。
另外，根据图40可知，当置换区域D3、E2及F2各自中的残余应力时，与置换全部残余应力时的弯曲量变化量-1.31mm(ALL)相比，弯曲量变化量的绝对值降低为-0.86mm、-0.93mm及-0.70mm。因此，确定区域D3、E2及F2作为成为弯曲量的变动因素的部位。
以上示出了：在作为冲压成型条件的润滑条件产生偏差的情况下，也能够确定成为由于该润滑条件的偏差而作为回弹量的扭转角和弯曲量各自产生变动的因素的部位。
[成型下止点位置]
并且，作为冲压成型条件的偏差，设想冲压成型时的冲压机成型状态发生变化的实例并确定成为由于冲压机成型状态的偏差而回弹量产生变动的因素的部位。
在本实施例中，根据冲压成型分析中的成型下止点位置考虑冲压机成型状态的偏差，对于将模具模型3中的冲模5与冲头7的间隙设为1.45mm的冲压成型条件(以下，记为“下止点I”)、将冲模5与冲头7的间隙上升0.2mm而设为1.65mm的冲压成型条件(以下，记为“下止点II”)各自进行冲压成型分析，算出成型下止点处的残余应力分布，确定成为回弹量的变动的因素的部位。需要说明的是，能够通过成型下止点位置的偏差，模拟模具与毛坯的抵接方式、成型荷重等产生偏差的情况。
而且，关于由于成型下止点位置的偏差而回弹量产生变动的部位的确定，使用上述实施方式1所示的方法，成型下止点位置以外的冲压成型条件(模具形状、润滑油量(摩擦系数)等)设为不变化的条件，将毛坯9与模具模型3之间的摩擦系数设为0.15。
而且，通过如图9所示将冲压成型品1分割为多个区域(A1～F3)，并置换各区域中的残余应力的值，从而基于各区域与回弹量的关系确定部位，所述部位成为由于成型下止点位置的偏差而回弹量产生变动的因素。
在图41中示出将冲压成型条件设为下止点II时的由回弹导致的位移(a)、将冲压成型条件设为下止点I时的由回弹导致的位移(b)以及下止点II和下止点I的冲压成型条件的偏差所导致的回弹所导致的位移之差(c)。从图41可知，由于成型下止点位置的偏差，回弹产生变动。
接着，在图42及图43中示出使用置换残余应力并进行回弹分析而算出的位移，求出扭转角变化量和弯曲量变化量作为回弹量的变化量而得到的结果。在图42及图43中，ALL是置换全部残余应力并在应力置换回弹量算出步骤S29中算出的量，A1～F3是置换图9所示的区域A1～F3各自的残余应力并在应力置换回弹量算出步骤S29中算出的量。
根据图42可知，当置换区域A1、A2、B3及E2各自中的残余应力时，与置换了全部残余应力的情况下(ALL)的扭转角变化量0.71°相比，分别减少为0.43°、0.23°、0.42°及0.31°。由此，确定区域A1、A2、B3及E2作为成为扭转角的变动因素的部位。
另外，根据图43可知，当置换区域B3及E3各自中的残余应力时，与置换了全部残余应力的情况下(ALL)的弯曲量变化量1.69mm相比，分别减少为1.21mm及1.30mm，与其他区域中的弯曲量变化量相比相对较大。由此，确定区域B3及E3作为成为弯曲量的变动因素的部位。
以上示出了：在作为冲压成型条件的成型下止点位置产生偏差的情况下，也能够确定成为由于该成型下止点位置的偏差而作为回弹量的扭转角和弯曲量各自产生变动的因素的部位。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供确定下述部位的回弹量变动因素部位确定方法，所述部位成为冲压成型条件的偏差导致回弹量的变动的因素。
附图标记的说明
1 冲压成型品
3 模具模型
5 冲模
7 冲头
9 毛坯
11 冲压成型模具
21 第一冲压成型品(第一冲压成型条件)
23 第一冲压成型品三维形状数据
25 第一冲压成型品模型
31 第二冲压成型品(第二冲压成型条件)
33 第二冲压成型品三维形状数据
35 第二冲压成型品模型
41 模具模型
43 冲模
45 冲头

Claims (3)

1.回弹量变动因素部位确定方法，在由于冲压成型条件的偏差而冲压成型品的回弹量产生变动的情况下，确定成为该回弹量产生变动的因素的所述冲压成型品中的部位，所述回弹量变动因素部位确定方法的特征在于，包括：
第一残余应力分布算出步骤，在预先设定的第一冲压成型条件下进行冲压成型分析，并算出成型下止点处的冲压成型品的残余应力分布；
第一回弹量算出步骤，对设定了在所述第一残余应力分布算出步骤中算出的残余应力分布的冲压成型品进行回弹分析，并算出该冲压成型品上产生的回弹量；
第二残余应力分布算出步骤，在第二冲压成型条件下进行冲压成型分析，并算出成型下止点处的冲压成型品的残余应力分布，所述第二冲压成型条件设定为在所述冲压成型条件的偏差的范围内与所述第一冲压成型条件不同；
应力置换步骤，将在所述第一残余应力分布算出步骤中算出的所述冲压成型品的残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值置换为在所述第二残余应力分布算出步骤中算出的所述冲压成型品的残余应力分布的与所述一部分区域对应的区域中的残余应力的值；
应力置换回弹量算出步骤，对置换该残余应力的值后的冲压成型品进行回弹分析并算出回弹量；以及
回弹量变动因素部位确定步骤，求出在该应力置换回弹量算出步骤中算出的回弹量与在所述第一回弹量算出步骤中算出的回弹量之差，基于该求出的差确定成为所述冲压成型品的回弹量产生变动的因素的该冲压成型品中的部位，
在所述回弹量变动因素部位确定步骤中，在通过置换冲压成型品的残余应力分布中的一部分区域的残余应力的值从而与置换了整个区域的残余应力的情况相比回弹量之差减小的情况下，确定为该区域是成为由于冲压成型条件的偏差而回弹产生变动的因素的部位。
2.回弹量变动因素部位确定方法，在由于冲压成型条件的偏差而冲压成型品的回弹量产生变动的情况下，确定成为该回弹量产生变动的因素的所述冲压成型品中的部位，所述回弹量变动因素部位确定方法的特征在于，包括：
第一残余应力分布取得步骤，预先在第一冲压成型条件下将第一冲压成型品冲压成型，根据对该第一冲压成型品的脱模后的表面形状进行测定并取得的三维形状测定数据作成第一冲压成型品模型，在利用模具模型将该第一冲压成型品模型夹入到成型下止点的状态下进行力学分析，取得所述第一冲压成型条件下的成型下止点处的所述第一冲压成型品的残余应力分布；
第二残余应力分布取得步骤，预先在第二冲压成型条件下将第二冲压成型品冲压成型，所述第二冲压成型条件是在所述冲压成型条件的偏差的范围内与所述第一冲压成型条件不同的冲压成型条件，根据对该第二冲压成型品的脱模后的表面形状进行测定并取得的三维形状测定数据作成第二冲压成型品模型，在利用模具模型将该第二冲压成型品模型夹入到成型下止点的状态下进行力学分析，取得所述第二冲压成型条件下的成型下止点处的所述第二冲压成型品的残余应力分布；
第一回弹量算出步骤，对设定了在所述第一残余应力分布取得步骤中取得的残余应力分布的所述第一冲压成型品进行回弹分析，并算出回弹量；
应力置换步骤，将在所述第一残余应力分布取得步骤中取得的所述第一冲压成型品的残余应力分布中的一部分区域的残余应力的值置换为在所述第二残余应力分布取得步骤中取得的所述第二冲压成型品的残余应力分布的与所述一部分区域对应的区域中的残余应力的值；
应力置换回弹量算出步骤，对置换该残余应力的值后的所述第一冲压成型品进行回弹分析并算出回弹量；以及
回弹量变动因素部位确定步骤，求出在该应力置换回弹量算出步骤中算出的回弹量与在所述第一回弹量算出步骤中算出的回弹量之差，基于该求出的差确定成为所述第一冲压成型品的回弹量产生变动的因素的该第一冲压成型品中的部位，
在所述回弹量变动因素部位确定步骤中，在置换了残余应力分布的一部分区域中的残余应力的值时的回弹量之差与置换了全部残余应力分布时的回弹量之差相比减少的情况下，置换了该残余应力的值的区域确定为是由于冲压成型条件的偏差而回弹量产生变动的部位。
3.根据权利要求1或2所述的回弹量变动因素部位确定方法，其特征在于，
所述冲压成型条件是被加工件的机械特性、被加工件的厚度及形状、被加工件的温度、被加工件与模具间的滑动特性、被加工件相对于模具的相对位置、被加工件的位置设定装置的位置及形状、模具材料的机械特性、模具表面的形状、模具的内部构造、板按压压力、板按压位置、向模具构成部件附加板按压压力的装置的位置及形状、模具构成部件的初始相对位置、模具移动的相对速度、模具的振动、模具的温度、气氛温度、气氛成分、加压装置、电磁环境。
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