CN115066303A - 冲压成型品的形状变化预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明的冲压成型品的形状变化预测方法预测将具有冲头肩部(9)和/或冲模肩部(11)的冲压成型品(1)从模具脱模而产生了回弹后的伴随于时间经过的由应力缓和引起的形状变化，其中，包括：工序(S1)，通过冲压成型品(1)的回弹解析，取得产生了回弹的即刻之后的冲压成型品(1)的形状及残留应力；工序(S3)，对产生了回弹的即刻之后的冲压成型品(1)的冲头肩部(9)和/或冲模肩部(11)设定比它们的残留应力缓和减小的残留应力的值；及工序(S5)，关于对冲头肩部(9)和/或冲模肩部(11)处的残留应力的值进行了缓和减小设定的冲压成型品(1)，求出力矩平衡的形状。

Description

冲压成型品的形状变化预测方法

技术领域

本发明涉及冲压成型品(press formed part)的形状变化预测(shape changeprediction)方法，尤其涉及预测将冲压成型品从模具(die)脱模(die release)而产生了回弹(springback)后的该冲压成型品的形状变化的冲压成型品的形状变化预测方法。

背景技术

冲压成型是能够将金属制部件(metal parts)低成本且短时间地制造的制造方法，被使用于很多汽车部件(automotive part)的制造。近年来，为了兼顾汽车的碰撞安全性能(collision safety)的提高和车身的轻量化(weight reduction of automotivebody)，更高强度(high-strength)的金属板(metal sheet)被利用于汽车部件的冲压成型。

作为将高强度的金属板冲压成型的情况下的主要的课题之一，存在由回弹引起的冲压成型品的尺寸精度的恶化。将以下现象称作回弹：在通过冲压成型而使用模具使金属板变形时产生于冲压成型品的残留应力(residual stress)成为驱动力(driving force)，从模具脱模后的冲压成型品如弹簧那样瞬间要恢复为冲压成型前的金属板的形状。

因冲压成型而产生的冲压成型品的残留应力越是高强度的金属板(例如，高张力钢板(high-tensile steel sheet))则越大，因此由回弹引起的冲压成型品的形状变化也越大。因此，越是高强度的金属板则越难以使回弹后的冲压成型品的形状处于规定的尺寸内。于是，高精度地预测由回弹引起的冲压成型品的形状变化的技术变得重要。

在由回弹引起的冲压成型品的形状变化的预测中，一般利用基于有限元方法(finite element method)的冲压成型模拟。作为该冲压成型模拟中的工步，被划分为：第一阶段(例如专利文献1)，首先进行使用模具将金属板冲压成型至成型下止点(bottomdead center)的过程的冲压成型解析，预测在冲压成型品产生的残留应力；及第二阶段(例如专利文献2)，进行从模具取出后的冲压成型品因回弹而形状变化的回弹解析，预测力矩(moment of force)和残留应力取得平衡的冲压成型品的形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利5795151号公报

专利文献2：日本专利5866892号公报

专利文献3：日本特开2013-113144号公报

发明内容

发明所要解决的课题

到此为止，通过进行统合了前述的第一阶段的冲压成型解析和第二阶段的回弹解析的冲压成型模拟来预测从模具脱模而产生了回弹的即刻之后的冲压成型品的形状。然而，发明人注意到：在比较了通过冲压成型模拟而预测出的冲压成型品的形状和实际冲压成型的冲压成型品的形状时，存在基于冲压成型模拟的形状预测精度变低的冲压成型品。

于是，为了调查基于冲压成型模拟的形状预测精度变低的冲压成型品及其原因，测定了实际的冲压成型品的形状，结果发现了：在冲压成型即刻之后(从模具脱模而产生了回弹的即刻之后)和经过几天后，形状不同。

作为冲压成型的形状伴随于时间的经过而变化的例子，将测定了图6所示的具有顶板部(top portion)73和一对纵壁部(side wall portion)75而成的コ字状(U-shape)截面形状(cross-sectional shape)的冲压成型品71的由时间经过引起的形状变化的结果示于图7。如图7所示，可知：若将在从模具脱模的瞬间纵壁部75打开而产生了回弹的即刻之后的冲压成型品71的打开量(opening amount)设为基准(0mm)，则伴随于之后的时间的经过而产生了纵壁部75的打开量逐渐增加的形状变化。

这样的冲压成型品的伴随于时间经过的形状变化似乎与如蠕变现象(creepphenomenon)那样从外部持续接受高的载荷(press load)的构造构件(structuralmember)逐渐变形的现象(例如专利文献3)类似，但在未从外部接受载荷的状态下冲压成型品的形状随着时间的经过而变化的现象到此为止不为人知。

而且，以往的冲压成型模拟中的第二阶段(回弹解析)预测在从模具取出的瞬间产生了回弹的即刻之后的冲压成型品的形状，因此关于预测产生了回弹后的冲压成型品经过几天后的形状变化，到此为止丝毫未被研究。并且，如前所述，产生了回弹后的冲压成型品的由时间经过引起的形状变化以不接受来自外部的载荷的方式产生，因此对于预测这样的冲压成型品的由时间经过引起的形状变化，无法使用处理由蠕变现象引起的形状变化的解析手法。

本发明为了解决如上所述的课题而完成，目的在于提出预测在将冲压成型品从模具脱模的瞬间产生了回弹后进一步经过了时间的所述冲压成型品的形状变化的冲压成型品的形状变化预测方法。

用于解决课题的手段

本发明具体而言由以下的结构构成。

本发明的冲压成型品的形状变化预测方法预测在将冲压成型品从模具脱模的瞬间产生了回弹后的之后所述冲压成型品的伴随于时间经过的形状变化，其中，包括：回弹即刻之后的形状/残留应力取得工序(shape/residual stress acquisition process)，通过所述冲压成型品的回弹解析，取得产生了回弹的即刻之后的所述冲压成型品的形状及残留应力；残留应力缓和减小设定工序(residual stress reduction setting process)，对该取得的产生了回弹的即刻之后的所述冲压成型品中的全部的弯曲部或一部分的弯曲部设定比其残留应力缓和减小的残留应力的值；及形状解析工序(shape analysis process)，关于对所述弯曲部处的残留应力的值进行了缓和减小设定的所述冲压成型品，求出力矩平衡的形状。

在上述形状变化预测方法中，所述弯曲部是具有顶板部和纵壁部的冲压成型品中的连接所述顶板部和所述纵壁部的冲头肩部(punch shoulder)。

在上述形状变化预测方法中，所述弯曲部是具有顶板部、纵壁部及凸缘部(flangeportion)的冲压成型品中的连接所述顶板部和所述纵壁部的冲头肩部和/或连接所述纵壁部和所述凸缘部的冲模肩部(die shoulder)。

在上述形状变化预测方法中，向所述冲压成型品的冲压成型供应的坯料(blank)是拉伸强度为150MPa级(MPa grade)以上且2000MPa级以下的金属板。

发明效果

在本发明中，包括通过冲压成型品的回弹解析来取得产生了回弹的即刻之后的所述冲压成型品的形状及残留应力的回弹即刻之后的形状/残留应力取得工序、对该取得的产生了回弹的即刻之后的冲压成型品中的全部的弯曲部或一部分的弯曲部设定比其残留应力缓和减小的残留应力的值的残留应力缓和减小设定工序及关于对该残留应力的值进行了缓和减小设定的所述冲压成型品求出力矩平衡的形状的形状解析工序，由此，能够高精度地预测从模具脱模而产生了回弹后的所述冲压成型品的所述弯曲部处的形状变化。其结果，在汽车用部件、车身(automotive body)等的制造工序中，能够得到与以往相比尺寸精度进一步优异的冲压成型品，大幅提高制造效率。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的冲压成型品的形状变化预测方法的处理的流程的流程图。

图2是示出在本发明的实施方式及实施例1中设为对象的礼帽型截面形状的冲压成型品的图((a)立体图、(b)俯视图)。

图3是示出在实施例2中设为对象的Z字状(Z shape)截面形状的冲压成型品的图((a)立体图、(b)俯视图)。

图4是示出在实施例3中设为对象的L字状(L shape)截面形状的冲压成型品的图。

图5是示出在实施例4中设为对象的冲压成型品的图((a)立体图、(b)俯视图)。

图6是作为由时间经过引起的形状变化的测定对象的一例而示出コ字状截面形状的冲压成型品的图。

图7是作为冲压成型品的由时间经过引起的形状变化的一例而示出在将图6所示的コ字状截面形状的冲压成型品从模具脱模而产生了回弹后伴随于时间经过的打开量的测定结果的图。

图8是说明在将应变保持为恒定的状态下随着时间的经过而应力缓和减小的应力缓和现象的应力-应变线图(stress-strain diagram)。

图9是说明礼帽型截面形状的冲压成型品的冲头肩部处的应力和形状变化的图((a)冲压成型即刻之后、(b)回弹即刻之后、(c)时间经过后)。

图10是说明礼帽型截面形状的冲压成型品的冲头肩部及冲模肩部处的由应力缓和(stress reduction)引起的弯曲角度的变化的图。

具体实施方式

发明人为了解决前述的课题，关于具有弯曲部(bent portion)的冲压成型品，为了确立预测在从模具脱模而产生了回弹后进一步经过了时间的所述冲压成型品的形状变化的手法，作为其前阶段，将如图2所例示的礼帽型截面形状的冲压成型品1设为对象，关于伴随于时间经过而形状变化的原因进行了各种研究。

其结果，发明人着眼于如图8所示那样在应力-应变线图中的应变(strain)恒定的状态下随着时间的经过而应力(stress)逐渐缓和减小的应力缓和现象，查明了：在产生了回弹后的冲压成型品1中也是，因冲压成型而弯曲的冲头肩部9及冲模肩部11处的残留应力随着时间的经过而逐渐缓和，由此，冲压成型品1的与力矩平衡的形状变化。

关于冲压成型品1的弯曲部即冲头肩部9和冲模肩部11处的由残留应力的缓和引起的形状变化，使用图9所示的示意图来说明。需要说明的是，图9图示了冲头肩部9的截面形状和残留应力的例子，但在冲模肩部11处也产生同样的残留应力的缓和和形状变化。

首先，在冲压成型时，若使用具备冲头和冲模而成的模具将坯料(金属板等)冲压成型至成型下止点，则如图9(a)所示那样形成冲头肩部9，因此，在冲头肩部9的弯曲外侧产生拉伸应力(tensile stress)，在弯曲内侧产生压缩应力(compressive stress)。需要说明的是，弯曲外侧设为在弯曲部的截面中相对于板厚(thickness)中央的线而与弯曲的曲率(curvature)中心相反的一侧，弯曲的内侧设为与弯曲的曲率中心相同的一侧(下同)。

接着，若从模具将冲压成型品1拆卸(脱模)，则以在冲压成型时产生的残留应力为驱动力而冲压成型品1的回弹瞬间产生。此时，如图9(b)所示，发生恢复为冲压成型前的平坦的坯料的形状那样的冲头肩部9的弯曲角度的变化。然而，冲头肩部9具有刚性(rigidity)，因此要恢复为冲压成型前的形状的力被妨碍，在弯曲外侧产生压缩应力，在弯曲内侧产生拉伸应力。

之后，如图9(c)所示，随着时间的经过，要恢复为冲压成型前的形状的力在不接受来自外部的强制的状态下逐渐减弱，成为与冲压成型品1中的力矩平衡的形状，因此，在冲头肩部9处，产生弯曲进一步增加的弯曲角度的变化。

即，若在冲压成型后从下止点回弹，则在该时间点下的冲压成型品产生残留应力，但关于该产生的残留应力，相对于板厚方向上的表侧的残留应力与里侧的残留应力之差，伴随于时间单位的经过，冲压成型品的板厚方向上的表侧的残留应力与里侧的残留应力之差被缓和而减小。其结果，发现了冲压成型品的接受了加工的部分成为比回弹即刻之后的形状进一步没有残留应力的形状。

该现象与以往的由残留应力降低引起的回弹的行为弯曲不同。在以往的回弹的行为中，关于在冲压成型后的下止点产生的残留应力，若通过特定的手段而使要产生的残留应力的值强制性地降低或者使要产生的冲压成型品的表侧与里侧的残留应力之差强制性地降低，则作为其结果，冲压成型下止点的形状被抑制回弹，被保持为冲压成型后的状态。

另一方面，在本发明设为对象的应力缓和的行为中，在从冲压成型后的下止点产生了回弹后，已经存在的残留应力以不接受来自外部的强制的方式缓和，因此要恢复为没有残留应力的状态。作为其结果，冲压成型品与回弹即刻之后相比弯曲角度、翘曲(curl)增加等，成为进一步从目标形状远离的形状。

并且，在这样的礼帽型截面形状的冲压成型品1中，即使瞬间生成的回弹的对策被充分采取，也会如图10所示，在冲头肩部9和冲模肩部11双方处因伴随于时间的经过的应力缓和而产生弯曲角度的变化，因此在冲压成型品1的凸缘部7处产生从成型下止点处的形状的背离。

于是，发明人基于上述的新的见解，例如，关于预测如图2所示的冲压成型品1的产生了回弹后的由应力缓和引起的形状变化的方法开展了研究。其结果，发现了：通过使在前述的冲压成型模拟的第二阶段(回弹解析)中得到的产生了回弹的即刻之后的冲压成型品1的冲头肩部9或冲模肩部11的至少一方的残留应力缓和减小，进一步进行求出冲压成型品1的与力矩平衡的形状的第三阶段的解析，能够预测伴随于时间经过的冲压成型品1的形状变化。

而且，得到了以下见解：该形状预测方法不限于如图2所示的礼帽型截面形状的冲压成型品1，只要是具有弯曲部的冲压成型品，就能够预测产生了回弹后的伴随于时间经过的形状变化。

本发明的实施方式的冲压成型品的形状变化预测方法预测在将冲压成型品从模具脱模的瞬间产生了回弹后的之后所述冲压成型品的伴随于时间经过的形状变化，如图1所示，具备回弹即刻之后的形状/残留应力取得工序S1、残留应力缓和减小设定工序S3及形状解析工序S5。以下，作为冲压成型品，以图2那样的为具有顶板部3、纵壁部5及凸缘部7而成的礼帽型截面形状且作为弯曲部而具有连接顶板部3的侧边(side)和纵壁部5的上边(upper side)的冲头肩部9和连接纵壁部5的下边(bottom side)和凸缘部7的侧边的冲模肩部11的冲压成型品1为例，对上述的各工序进行说明。需要说明的是，本申请的说明书及附图所示的尺寸及其他的具体的数值等只不过是用于说明本发明的具体的例示，不限定本发明。

<回弹即刻之后的形状/残留应力取得工序>

回弹即刻之后的形状/残留应力取得工序S1是通过冲压成型品1的回弹解析来取得产生了回弹的即刻之后的冲压成型品1的形状及残留应力的工序。

作为取得产生了回弹的即刻之后的冲压成型品1的形状及残留应力的具体的处理的一例，可举出基于有限元方法的冲压成型模拟，该冲压成型模拟具有：第一阶段，使用将在实际的冲压成型品1的冲压成型中使用的模具模型化的模具模型，进行将金属板冲压成型至成型下止点的过程的冲压成型解析，求出成型下止点处的冲压成型品1；及第二阶段，进行求出将该求出的成型下止点处的冲压成型品1从模具模型脱模即刻之后的冲压成型品1的取得力矩的平衡的形状及残留应力的回弹解析。

<残留应力缓和减小设定工序>

残留应力缓和减小设定工序S3是对在回弹即刻之后的形状/残留应力取得工序S1中取得的发生了回弹的即刻之后的冲压成型品1的冲头肩部9及冲模肩部11设定比它们的残留应力缓和减小的残留应力的值的工序。

<形状解析工序>

形状解析工序S5是关于在残留应力缓和减小设定工序S3中对残留应力进行了缓和减小设定的冲压成型品1进行求出力矩平衡的形状的解析的工序。

根据这样的本实施方式的冲压成型品的形状变化预测方法，对通过回弹解析而取得的发生了回弹的即刻之后的冲压成型品1的弯曲部即冲头肩部9及冲模肩部11设定比它们的残留应力缓和减小的残留应力的值，关于对该残留应力的值进行了缓和减小设定的冲压成型品1通过解析而求出与力矩平衡的形状，从而能够模拟实际的冲压成型品1中的由时间经过引起的应力缓和及形状变化，在从模具脱模的瞬间发生了回弹后，预测之后的冲压成型品1的伴随于时间经过的形状变化。

在上述的说明中，对通过回弹解析而取得的发生了回弹的即刻之后的冲压成型品1中的全部的弯曲部即冲头肩部9及冲模肩部11设定比它们的残留应力缓和减小的残留应力的值，但本发明也可以对冲压成型品1中的一部分的弯曲部即冲头肩部9和冲模肩部11的任一方或者在冲头肩部9或冲模肩部11存在多个的部件中对它们的一部分设定比各自的残留应力缓和减小的值。

不过，本发明不限定于将如图2所示的礼帽型截面形状的冲压成型品1设为对象，例如，将如图3所示的Z字状截面形状的冲压成型品21、如图4所示的L字状截面形状的冲压成型品41、如图5所示的模拟了汽车的横梁的形状的冲压成型品51也设为对象。关于对这些形状的冲压成型品应用本发明而预测了回弹后的冲压成型品的伴随于时间经过的形状变化的结果，在后述的实施例1～实施例4中叙述。

而且，在本发明中设为对象的冲压成型品只要具有在金属板被弯曲而在冲压成型的成型下止点处在弯曲的外侧产生了拉伸应力且在弯曲的内侧产生了压缩应力的弯曲部即可，能够模拟回弹后的伴随于时间经过的应力缓和而预测该冲压成型品的形状变化。

另外，在本发明的冲压成型品的形状变化预测方法中，在冲压成型品的冲压成型中作为坯料使用的金属板、冲压成型品的形状及种类等没有特别的限制，但对使用冲压成型品的残留应力高的金属板而冲压成型的汽车部件更有效果。

具体而言，关于坯料，优选是拉伸强度为150MPa级以上且2000MPa级以下、板厚为0.5mm以上且4.0mm以上的金属板。

拉伸强度小于150MPa级的坯料被利用于冲压成型品的情况少，因此使用本发明的冲压成型品的形状变化预测方法的优点少。关于使用了拉伸强度150MPa级以上的坯料的汽车的外板部件等刚性低的结构，容易受到由残留应力的变化引起的形状变化，因此应用本发明的优点变多，因此能够适宜地应用本发明。

另一方面，拉伸强度超过2000MPa级的金属板缺乏延性(elongation)，因此例如在如图2所示的礼帽型截面形状的冲压成型品1中的冲头肩部9、冲模肩部11处，在冲压成型过程中产生裂纹(crack)，有时无法冲压成型。

另外，关于冲压成型品的形状，例如优选对コ字状截面形状、礼帽型截面形状的冲压成型品等具有弯曲部处的残留应力高的形状的冲压成型品应用本发明。

因此，作为冲压成型品的种类，优选对刚性低的车门、车顶、发动机罩(hood)等外板部件、使用高强度的金属板的A柱(pillar)、B柱、车顶边梁(roof rail)、侧边梁、前纵梁、后纵梁、横梁等骨架部件(frame part)等之类的汽车部件应用本发明。

需要说明的是，本发明能够对通过挤压成型(crash forming)、弯曲成型(bendforming)或拉深成型(deep drawing)而冲压成型的冲压成型品应用，冲压成型品的冲压工艺(press method)如何没有关系。

实施例1

<礼帽型截面形状的冲压成型品>

在实施例1中，首先，使用具有在以下的表1中示出一例的机械特性的金属板A，进行了图2所示的礼帽型截面形状的冲压成型品1的基于弯曲成型的冲压成型。在冲压成型品1的成型下止点形状中，将冲头肩部9的曲率半径及弯曲角设为5mm及95°，将冲模肩部11的曲率半径及弯曲角度设为5mm及95°。需要说明的是，金属板A的板厚是1.6mm，屈服强度(yield strength)是880MPa，拉伸强度是1210MPa，伸长率(elongation)是13％。

[表1]

(表1)

	板厚/mm	屈服强度/MPa	拉伸强度/MPa	伸长率/％
					金属板A	1.6	880	1210	13

然后，将冲压成型至成型下止点的冲压成型品1从模具脱模后，测定了冲压成型品1的形状的历时变化。

接着，进行了预测冲压成型品1的形状变化的解析。在解析中，首先，使用将在冲压成型中使用的模具模型化的模具模型，进行将金属板A冲压成型至成型下止点的冲压成型解析，求出了成型下止点处的冲压成型品1的残留应力。

接着，进行回弹解析，求出了将成型下止点处的冲压成型品1从模具模型脱模即刻之后的冲压成型品1的形状及残留应力。

而且，对通过回弹解析而求出的发生了回弹的即刻之后的冲压成型品1的冲头肩部9和/或冲模肩部11设定使它们的残留应力以规定的比例缓和减小后的残留应力的值。然后，关于使残留应力缓和减小后的冲压成型品1进行求出力矩平衡的形状的解析。

在实施例1中，将以下情况设为发明例1～发明例4：对通过回弹解析而取得的冲压成型品1的冲头肩部9和/或冲模肩部11设定使产生了回弹的即刻之后的残留应力以规定的比例(残留应力的缓和减小率)缓和减小后的残留应力的值。

另外，作为比较对象，将与发明例1～发明例4同样地进行了冲压成型品1的冲压成型解析及回弹解析后未进行求出力矩平衡的形状的解析的情况设为比较例1，或者，将进行了回弹解析后不使冲压成型品1中的冲头肩部9及冲模肩部11的残留应力缓和减小地进行了求出力矩平衡的形状的解析的情况设为比较例2。

关于发明例1～发明例4及比较例1、比较例2的各自，算出了冲压成型品1的凸缘部7的长度方向前端(评价点a)处的从成型下止点处的冲压成型品1的形状起的背离量。在表2中，将在发明例1～发明例4及比较例1、比较例2中使残留应力缓和减小的部位及缓和减小率和评价点a的背离量的结果汇总而示出。

[表2]

(表2)

在表2以后，在使冲压成型品1的顶板部3的长度方向中央一致的情况下，预测值Dc是发明例1～发明例4及比较例1～比较例2中的评价点a的背离量，实验值De是与实际冲压成型的冲压成型品1的顶板部3平行的宽度方向上的截面内的经过2天后的评价点a的背离量(＝16mm)。另外，预测值相对于实验值的差值(difference)及误差(error rate)分别通过下式而算出。

预测值的差值(mm)＝De-Dc···(1)

预测值的误差(％)＝(De-Dc)÷Dc×100···(2)

比较例1和比较例2中的评价点a的背离量相等，与实验值的差值是1.5mm，预测值的误差是10.3％。

在发明例1中，仅对冲头肩部9设定了使其残留应力缓和减小5％后的残留应力的值，预测值的差值成为0.9mm，预测值的误差成为6.0％，与比较例1及比较例2相比改善。在发明例2中，对冲头肩部9和冲模肩部11双方设定了使它们的残留应力分别减小10％后的应力的值，预测值的差值成为0.5mm，预测值的误差成为3.2％，与比较例1及比较例2相比改善，是比发明例1良好的结果。在发明例3中，对冲头肩部9和冲模肩部11双方设定了使它们的残留应力分别减小20％后的残留应力的值，预测值的差值成为0.2mm，预测值的误差成为1.3％，与比较例1及比较例2相比改善，是比发明例2进一步良好的结果。在发明例4中，对冲头肩部9和冲模肩部11设定了使它们的残留应力分别减小30％及20％后的残留应力的值，预测值的差值成为-0.2mm，预测值的误差成为-1.2％，都是负的值，但若以绝对值进行比较，则与比较例1及比较例2相比改善，是与发明例3同等的结果。

实施例2

<Z字状截面形状的冲压成型品>

在实施例2中，首先，与前述的实施例1同样地使用具有表1所示的机械特性(mechanical properties)的金属板A，进行了图3所示的Z字状截面形状的冲压成型品21的基于弯曲成型的冲压成型。在冲压成型品21的成型下止点形状中，将冲头肩部29的曲率半径及弯曲角设为7mm及100°，将冲模肩部31的曲率半径及弯曲角度设为7mm及100°。

然后，将冲压成型至成型下止点的冲压成型品21从模具脱模，测定冲压成型品21的形状的历时变化。

接着，将以下情况设为发明例5：进行冲压成型品21的冲压成型解析和接在其后的回弹解析，而且对回弹即刻之后的冲压成型品21中的冲头肩部29及冲模肩部31的各自设定使它们的残留应力缓和减小20％后的残留应力的值，关于冲压成型品21进行求出力矩平衡的形状的解析。另外，作为比较对象，将以下情况设为比较例3：在与发明例5同样地进行冲压成型品21的冲压成型解析及回弹解析后，未进行对残留应力的值进行缓和减小设定而求出力矩平衡的形状的解析。

然后，关于发明例5和比较例3的各自，算出了冲压成型品21的凸缘部27的长度方向的前端(评价点b)处的从成型下止点处的冲压成型品21的形状起的背离量。需要说明的是，关于背离量，与实施例1同样地使冲压成型品21的顶板部23的长度方向中央一致，使用了与顶板部23平行的宽度方向上的截面内的距离。在表3中，将在发明例5及比较例3中使残留应力缓和减小的部位及缓和减小率和评价点b的背离量的结果汇总而示出。

[表3]

(表3)

在表3中，预测值Dc是发明例5及比较例3中的评价点b的背离量，实验值De是实际冲压成型的冲压成型品21的经过2天后的评价点b的背离量(＝14.5mm)。另外，预测值相对于实验值的差值及误差分别通过前述的式(1)及(2)而算出。

在比较例3中，预测值与实验值的差值是1.2mm，预测值的误差是9.0％。在发明例5中，相对于冲头肩部29和冲模肩部31双方，使它们的残留应力都缓和减小了20％，与实验值的差值是0.4mm，预测值的误差是2.8％，与比较例3相比改善。

实施例3

<L字状截面形状的冲压成型品>

在实施例3中，首先，使用具有前述的表1所示的机械特性的金属板A，进行了图4所示的L字状截面形状的冲压成型品41的基于弯曲成型的冲压成型。在冲压成型品41的成型下止点形状中，将冲头肩部47的曲率半径及弯曲角设为6mm及120°。然后，将冲压成型至成型下止点的冲压成型品41从模具脱模后，测定了冲压成型品41的形状的历时变化。

接着，将以下情况设为发明例6：在与前述的实施例1同样地进行了冲压成型品41的冲压成型解析和接在其后的回弹解析后，进一步对回弹即刻之后的冲压成型品41中的冲头肩部47设定使其残留应力缓和减小后的残留应力的值，关于冲压成型品41进行了求出力矩平衡的形状的解析。另外，作为比较对象，将以下情况设为比较例4：在与发明例6同样地进行冲压成型品41的冲压成型解析及回弹解析后，未进行使残留应力的值缓和减小而求出力矩平衡的形状的解析。

并且，关于发明例6和比较例4的各自，算出了纵壁部45的下边的长度方向中央(评价点c，参照图4)处的从成型下止点形状起的背离量。需要说明的是，关于背离量，与实施例1同样地使冲压成型品41的顶板部43的长度方向中央一致，使用了与顶板部43平行的宽度方向上的截面内的距离。在表4中，将发明例6及比较例4中的残留应力的缓和减小率和评价点d的背离量的结果汇总而示出。

[表4]

(表4)

在表4中，预测值Dc是发明例6及比较例4中的评价点c的背离量，实验值De是实际冲压成型的冲压成型品41的经过2天后的评价点c的背离量(＝19.5mm)。另外，预测值相对于实验值的差值及误差分别通过前述的式(1)及(2)而算出。

在比较例4中，预测值与实验值的差值是3.8mm，预测值的误差是24.2％。在发明例6中，使冲头肩部47的残留应力缓和减小了20％，与实验值的差值是1.1mm，预测值的误差是6.0％，与比较例4相比改善。

实施例4

<地板横梁>

在实施例4中，首先，使用具有前述的表1所示的机械特性的金属板A，进行了如图5所示的模拟了汽车的地板横梁的形状的冲压成型品51的基于弯曲成型的冲压成型。冲压成型品51设置有从顶板部53、纵壁部55及凸缘部57各自的长度方向端边弯折而向外方延伸出的安装凸缘部(mounting flange portion)59，作为弯曲部，具有：冲头肩部61，连接顶板部53和纵壁部55；及冲模肩部63，连接纵壁部55的下边和凸缘部57的侧边，且连接顶板部53、纵壁部55及凸缘部57的长度方向端边和安装凸缘部59。

在冲压成型品51的成型下止点形状中，将冲头肩部61的曲率半径及弯曲角设为5mm及90°，将冲模肩部63的曲率半径及弯曲角度设为4mm及90°。

然后，将冲压成型至成型下止点的冲压成型品51从模具脱模，测定了冲压成型品51的形状的历时变化。

接着，将以下情况设为发明例7及发明例8：进行冲压成型品51的冲压成型解析和接在其后的回弹解析，而且对回弹即刻之后的冲压成型品51中的冲头肩部61和/或冲模肩部63设定使它们的残留应力缓和减小后的残留应力的值，关于冲压成型品51进行求出力矩平衡的形状的解析。

需要说明的是，在冲压成型品51中，安装凸缘部59以沿着长度方向上的顶板部53、纵壁部55及凸缘部57的3个端边而连续的方式形成，冲头肩部61连接顶板部53的侧边和纵壁部55的上边，冲模肩部63具有连接纵壁部55的下边和凸缘部57的侧边的部位，长度方向端部安装部65具有连接顶板部53、纵壁部55及凸缘部57的长度方向的端边和安装凸缘部59的部位。

另外，作为比较对象，将以下情况设为比较例5：在与发明例7及发明例8同样地进行了冲压成型品51的冲压成型解析及回弹解析后，对冲头肩部61及冲模肩部63均未进行使残留应力的值缓和减小而求出力矩平衡的形状的解析。

然后，关于发明例7、发明例8及比较例5的各自，算出了从顶板部53的长度方向端边向上方弯折而连续的顶板侧安装凸缘部59a的上端(评价点d，参照图4)处的从成型下止点形状起的背离量。需要说明的是，关于背离量，与实施例1同样地使冲压成型品51的顶板部53的长度方向中央一致，使用了与顶板部53平行的宽度方向上的截面内的距离。在表5中，将在发明例7、发明例8及比较例5中使残留应力缓和减小的部位及缓和减小率和评价点d的背离量的结果汇总而示出。

[表5]

(表5)

在表5中，预测值Dc是发明例7、发明例8及比较例5中的评价点d的背离量，实验值De是实际冲压成型的冲压成型品51的经过2天后的评价点d的背离量(＝4.4mm)。另外，预测值相对于实验值的差值及误差分别通过前述的式(1)及(2)而算出。

在比较例5中，预测值与实验值的差值是0.9mm，预测值的误差是25.7％。在发明例7中，使仅冲头肩部61的残留应力减小了5％，与实验值的差值是0.3mm，预测值的误差是7.3％，与比较例5相比改善。

在发明例8中，相对于冲头肩部61及冲模肩部63的残留应力使它们的残留应力减小了10％，与实验值的差值是0.2mm，预测值的误差是4.8％，与比较例5相比进一步改善。

需要说明的是，在发明例7中，仅使冲头肩部61的残留应力缓和减小而求出了形状变化，因此冲头肩部61的由应力缓和引起的角度变化不直接对顶板侧安装凸缘部59a的形状变化起作用。然而，即使是使冲头肩部61的残留应力缓和减小的情况，也成为冲压成型品51整体的力矩平衡的形状，因此对顶板侧安装凸缘部59a的形状变化起作用，成为了评价点d的背离量改善的结果。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供预测在将冲压成型品从模具脱模的瞬间产生了回弹后进一步经过了时间的所述冲压成型品的形状变化的冲压成型品的形状变化预测方法。

附图标记说明

1 冲压成型品

3 顶板部

5 纵壁部

7 凸缘部

9 冲头肩部

11 冲模肩部

21 冲压成型品

23 顶板部

25 纵壁部

27 凸缘部

29 冲头肩部

31 冲模肩部

41 冲压成型品

43 顶板部

45 纵壁部

47 冲头肩部

51 冲压成型品

53 顶板部

55 纵壁部

57 凸缘部

59 安装凸缘部

59a 顶板侧安装凸缘部

61 冲头肩部

63 冲模肩部

65 长度方向端部安装部

71 冲压成型品

73 顶板部

75 纵壁部。

Claims (4)

1.一种冲压成型品的形状变化预测方法，预测在将冲压成型品从模具脱模的瞬间产生了回弹后的之后所述冲压成型品的伴随于时间经过的形状变化，其中，包括：

回弹即刻之后的形状/残留应力取得工序，通过所述冲压成型品的回弹解析，取得产生了回弹的即刻之后的所述冲压成型品的形状及残留应力；

残留应力缓和减小设定工序，对该取得的产生了回弹的即刻之后的所述冲压成型品中的全部的弯曲部或一部分的弯曲部设定比其残留应力缓和减小的残留应力的值；及

形状解析工序，关于对所述弯曲部处的残留应力的值进行了缓和减小设定的所述冲压成型品，求出力矩平衡的形状。

2.根据权利要求1所述的冲压成型品的形状变化预测方法，

所述弯曲部是具有顶板部和纵壁部的冲压成型品中的连接所述顶板部和所述纵壁部的冲头肩部。

3.根据权利要求1所述的冲压成型品的形状变化预测方法，

所述弯曲部是具有顶板部、纵壁部及凸缘部的冲压成型品中的连接所述顶板部和所述纵壁部的冲头肩部和/或连接所述纵壁部和所述凸缘部的冲模肩部。

4.权利要求1～3中任一项所述的冲压成型品的形状变化预测方法，

向所述冲压成型品的冲压成型供应的坯料是拉伸强度为150MPa级以上且2000MPa级以下的金属板。

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