JP2002001475A - 鍛造工程設計方法 - Google Patents
鍛造工程設計方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 欠陥や傷などを発生させることなく所望の形
状に精度よくワークを成形することができ、型寿命の良
好な鍛造型を設計することができる方法を提供する。 【解決手段】 鍛造工程に応じて設計された鍛造型を成
形シミュレーション（ＳＴＰ２）してその成形性を評価
（ＳＴＰ３）した後、鍛造型の摩耗量を推定し（ＳＴＰ
４）、鍛造型Ｍが摩耗した状態を前提に成形シミュレー
ション（ＳＴＰ５）してその成形性を評価（ＳＴＰ６）
する。そして、鍛造型の摩耗量の推定（ＳＴＰ４）を過
去の実績による摩耗量データベースＤＢに基づいて行
う。
状に精度よくワークを成形することができ、型寿命の良
好な鍛造型を設計することができる方法を提供する。 【解決手段】 鍛造工程に応じて設計された鍛造型を成
形シミュレーション（ＳＴＰ２）してその成形性を評価
（ＳＴＰ３）した後、鍛造型の摩耗量を推定し（ＳＴＰ
４）、鍛造型Ｍが摩耗した状態を前提に成形シミュレー
ション（ＳＴＰ５）してその成形性を評価（ＳＴＰ６）
する。そして、鍛造型の摩耗量の推定（ＳＴＰ４）を過
去の実績による摩耗量データベースＤＢに基づいて行
う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鍛造工程設計方法
に関し、さらに詳しくは、鍛造工程に応じて設計される
鍛造型の設計方法に関するものである。
に関し、さらに詳しくは、鍛造工程に応じて設計される
鍛造型の設計方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鍛造加工においては、素材から所定形状
の製品を成形するために、複数の工程に分けられてい
る。例えば、図２の（ａ）に示したように、線状材を所
定の長さに切断した素材（シャー）Ｗ１から図２の
（ｆ）に示したような形状の製品Ｗ３を成形する場合に
は、素材Ｗ１を軸方向に潰すつぶし工程（ａ−ｂ）、こ
の潰された素材Ｗ１’と製品Ｗ３との中間形状である粗
形材（荒地）Ｗ２を成形する荒地成形工程（ｃ−ｄ）、
この粗形材Ｗ２から所望する形状の製品Ｗ３に成形する
仕上げ工程（ｅ−ｆ）に分けられる。そして、所望する
形状の製品Ｗ３を成形するために、つぶし型Ｍ１や荒型
Ｍ２、仕上げ型Ｍ３など、工程に応じて鍛造型Ｍが設計
されている。なお、仕上げ型Ｍ３は、成形しようとする
製品Ｗ３の最終形状によって一義的に決定される。一
方、荒型Ｍ２の場合は、比較的自由に設計することがで
き、必要に応じて、荒地工程は、さらに複数の工程に分
けて構成される場合もある。
の製品を成形するために、複数の工程に分けられてい
る。例えば、図２の（ａ）に示したように、線状材を所
定の長さに切断した素材（シャー）Ｗ１から図２の
（ｆ）に示したような形状の製品Ｗ３を成形する場合に
は、素材Ｗ１を軸方向に潰すつぶし工程（ａ−ｂ）、こ
の潰された素材Ｗ１’と製品Ｗ３との中間形状である粗
形材（荒地）Ｗ２を成形する荒地成形工程（ｃ−ｄ）、
この粗形材Ｗ２から所望する形状の製品Ｗ３に成形する
仕上げ工程（ｅ−ｆ）に分けられる。そして、所望する
形状の製品Ｗ３を成形するために、つぶし型Ｍ１や荒型
Ｍ２、仕上げ型Ｍ３など、工程に応じて鍛造型Ｍが設計
されている。なお、仕上げ型Ｍ３は、成形しようとする
製品Ｗ３の最終形状によって一義的に決定される。一
方、荒型Ｍ２の場合は、比較的自由に設計することがで
き、必要に応じて、荒地工程は、さらに複数の工程に分
けて構成される場合もある。
【０００３】そして、このように設計された鍛造型にお
いては、例えば、鍛造用金型の製作方法として特開平６
‐３２８１８０号公報に示されているように、少なくと
も前後２段階の鍛造を行う際の前工程の鍛造用金型の設
計において、後工程の鍛造用金型で得られる成形品（製
品Ｍ３）に設定した解析対象断面の断面積が前工程の鍛
造用金型で得られる成形品（粗形材Ｍ２）の対応部位の
断面積とほぼ同一となるように、両鍛造用金型の対応す
る各部位のキャビティ断面積比または断面積差を設定す
るを特徴とする、コンピュータシミュレーションによる
成形型の検討を行うことが知られている。そして、特開
平６‐３２８１８０号公報においては、シミュレーショ
ンによって成形性の良否をチェックし、必要部位に対す
る材料の未充満等の不具合が生じているような場合は、
その鍛造型は不適であるとして、その設計を見直し、適
と判定された荒型形状については実際に鍛造型を製作し
て量産に入ることが記載されている。
いては、例えば、鍛造用金型の製作方法として特開平６
‐３２８１８０号公報に示されているように、少なくと
も前後２段階の鍛造を行う際の前工程の鍛造用金型の設
計において、後工程の鍛造用金型で得られる成形品（製
品Ｍ３）に設定した解析対象断面の断面積が前工程の鍛
造用金型で得られる成形品（粗形材Ｍ２）の対応部位の
断面積とほぼ同一となるように、両鍛造用金型の対応す
る各部位のキャビティ断面積比または断面積差を設定す
るを特徴とする、コンピュータシミュレーションによる
成形型の検討を行うことが知られている。そして、特開
平６‐３２８１８０号公報においては、シミュレーショ
ンによって成形性の良否をチェックし、必要部位に対す
る材料の未充満等の不具合が生じているような場合は、
その鍛造型は不適であるとして、その設計を見直し、適
と判定された荒型形状については実際に鍛造型を製作し
て量産に入ることが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鍛造型
Ｍは、ワークＷを繰り返し成形して量産するときの経時
変化により、図３に示すようにそのキャビティ表面Ｃが
摩耗したり、キャビティ表面Ｃの面粗度が悪化するなど
の変形が生じる。また、鍛造型Ｍの成形性が良好でない
場合には、大きな負荷がかかるために、繰り返し成形の
回数が比較的少ない早期に変形が生じることとなる。す
なわち、成形性が良好でない鍛造型Ｍは、その型寿命が
短くなる。
Ｍは、ワークＷを繰り返し成形して量産するときの経時
変化により、図３に示すようにそのキャビティ表面Ｃが
摩耗したり、キャビティ表面Ｃの面粗度が悪化するなど
の変形が生じる。また、鍛造型Ｍの成形性が良好でない
場合には、大きな負荷がかかるために、繰り返し成形の
回数が比較的少ない早期に変形が生じることとなる。す
なわち、成形性が良好でない鍛造型Ｍは、その型寿命が
短くなる。
【０００５】そして、このように変形した鍛造型Ｍを用
いてさらに鍛造加工を繰り返し行うと、材料が未充満と
なって不具合が生じたり、ワークＷ１を所望する形状に
成形することができないだけでなく、たとえば図４に示
すようにワークＷを成形する場合、変形が生じた部分を
欠陥起点として折込みが生じ、ワークＷの表面層に欠陥
が生じるという問題があった。
いてさらに鍛造加工を繰り返し行うと、材料が未充満と
なって不具合が生じたり、ワークＷ１を所望する形状に
成形することができないだけでなく、たとえば図４に示
すようにワークＷを成形する場合、変形が生じた部分を
欠陥起点として折込みが生じ、ワークＷの表面層に欠陥
が生じるという問題があった。
【０００６】さらに、たとえば図５に示すように、鍛造
型Ｍが設計された初期状態から変形することによりワー
クＷが変形して材料がキャビティ表面Ｃから離脱するよ
うになると、その材料が鍛造型から離脱した部分にひけ
が生じ、さらに成形が進むにことによりひけが潰され始
めて、かかる潰れが進行してワークＷに欠陥が生じると
いう問題があった。
型Ｍが設計された初期状態から変形することによりワー
クＷが変形して材料がキャビティ表面Ｃから離脱するよ
うになると、その材料が鍛造型から離脱した部分にひけ
が生じ、さらに成形が進むにことによりひけが潰され始
めて、かかる潰れが進行してワークＷに欠陥が生じると
いう問題があった。
【０００７】このように、従来の技術にあっては、鍛造
型が材料の未充満等の不具合を生じないようにシミュレ
ーションしてその鍛造型の成形性を検討した上で、その
設計された通りの状態である量産時の初期においてシミ
ュレーションの通り成形性が良好であるにも拘らず、経
時変化により鍛造型Ｍが変形して成形性が悪化するのに
伴い、上述したような問題が発生して、鍛造型Ｍの型寿
命が短くなるという問題があった。
型が材料の未充満等の不具合を生じないようにシミュレ
ーションしてその鍛造型の成形性を検討した上で、その
設計された通りの状態である量産時の初期においてシミ
ュレーションの通り成形性が良好であるにも拘らず、経
時変化により鍛造型Ｍが変形して成形性が悪化するのに
伴い、上述したような問題が発生して、鍛造型Ｍの型寿
命が短くなるという問題があった。
【０００８】そして、このような経時変化による鍛造型
の変形量を解析により求めることは困難であるため、上
記のような従来の技術にあっては、摩耗など経時変化に
よる鍛造型Ｍの変形を考慮した上で、精度よくワークＷ
を成形すると共に型寿命が良好となるように、各工程に
おける鍛造型Ｍの形状を変更するような検討を行うこと
ができなかった。
の変形量を解析により求めることは困難であるため、上
記のような従来の技術にあっては、摩耗など経時変化に
よる鍛造型Ｍの変形を考慮した上で、精度よくワークＷ
を成形すると共に型寿命が良好となるように、各工程に
おける鍛造型Ｍの形状を変更するような検討を行うこと
ができなかった。
【０００９】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
もので、欠陥や傷などを発生させることなく所望の形状
に精度よくワークを成形することができ、しかも、型寿
命の良好な鍛造型を設計することができる方法を提供す
ることを目的とする。
もので、欠陥や傷などを発生させることなく所望の形状
に精度よくワークを成形することができ、しかも、型寿
命の良好な鍛造型を設計することができる方法を提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の鍛造工程設計
方法に係る発明は、上記目的を達成するため、鍛造工程
に応じて設計された鍛造型を成形シミュレーションした
後、鍛造型の変形量を推定し、鍛造型が変形した状態を
前提に成形シミュレーションを行うことを特徴とするも
のである。
方法に係る発明は、上記目的を達成するため、鍛造工程
に応じて設計された鍛造型を成形シミュレーションした
後、鍛造型の変形量を推定し、鍛造型が変形した状態を
前提に成形シミュレーションを行うことを特徴とするも
のである。
【００１１】請求項２の鍛造工程設計方法に係る発明
は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に
おいて、鍛造型の変形量の推定を、過去の実績による変
形量データベースに基づいて行うことを特徴とするもの
である。
は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に
おいて、鍛造型の変形量の推定を、過去の実績による変
形量データベースに基づいて行うことを特徴とするもの
である。
【００１２】請求項１の発明では、複数に分けられた工
程に応じて鍛造型を設計し、素材から製品が成形される
までの工程の成形シミュレーションを行う。その後、鍛
造型の変形量を推定して、鍛造型が摩耗などの経時変化
により変形した状態を前提にして再度成形シミュレーシ
ョンを行う。これら設計された鍛造型および変形した状
態の鍛造型の成形シミュレーションは、所定の成形評価
が得られるまで繰り返し行われる。そして、所定の成形
評価が得られない場合には、鍛造型の設計をやり直して
変更し、所定の成形評価が得られる場合には、その設計
された鍛造型を採用し設計を終了する。したがって、経
時変化による鍛造型の変形量を推定してその変形量に基
づいて再度シミュレーションを行ってその成形評価を判
定するため、摩耗などの経時変化を考慮した鍛造型が設
計される。そして、所定の成形評価が得られた鍛造型
は、経時変化による変形の状況下でもその成形性が良好
であり、成形時の負荷が少ないので、欠陥や傷などを発
生させることなく所望の形状に精度よく鍛造品が成形さ
れ、しかも、型寿命が長いものとなる。
程に応じて鍛造型を設計し、素材から製品が成形される
までの工程の成形シミュレーションを行う。その後、鍛
造型の変形量を推定して、鍛造型が摩耗などの経時変化
により変形した状態を前提にして再度成形シミュレーシ
ョンを行う。これら設計された鍛造型および変形した状
態の鍛造型の成形シミュレーションは、所定の成形評価
が得られるまで繰り返し行われる。そして、所定の成形
評価が得られない場合には、鍛造型の設計をやり直して
変更し、所定の成形評価が得られる場合には、その設計
された鍛造型を採用し設計を終了する。したがって、経
時変化による鍛造型の変形量を推定してその変形量に基
づいて再度シミュレーションを行ってその成形評価を判
定するため、摩耗などの経時変化を考慮した鍛造型が設
計される。そして、所定の成形評価が得られた鍛造型
は、経時変化による変形の状況下でもその成形性が良好
であり、成形時の負荷が少ないので、欠陥や傷などを発
生させることなく所望の形状に精度よく鍛造品が成形さ
れ、しかも、型寿命が長いものとなる。
【００１３】請求項２の発明では、請求項１に記載の発
明において、鍛造型の変形量の推定を、過去の実績によ
る変形量データベースに基づいて行うことにより、経時
変化による鍛造型の変形量の推定が過去の実際のデータ
に基づいて行われるので、鍛造型の変形量の推定が高い
精度で行われ、ひいては鍛造型の設計精度が向上する。
明において、鍛造型の変形量の推定を、過去の実績によ
る変形量データベースに基づいて行うことにより、経時
変化による鍛造型の変形量の推定が過去の実際のデータ
に基づいて行われるので、鍛造型の変形量の推定が高い
精度で行われ、ひいては鍛造型の設計精度が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の鍛造工程設計方
法の実施の一形態を、主に図１に示したフローチャート
に基づいて詳細に説明する。なお、同一符号は同一部分
または相当部分を示すものとする。
法の実施の一形態を、主に図１に示したフローチャート
に基づいて詳細に説明する。なお、同一符号は同一部分
または相当部分を示すものとする。
【００１５】本発明の鍛造工程の設計方法は、概略、鍛
造工程に応じて設計された鍛造型Ｍを成形シミュレーシ
ョン（ＳＴＰ２）しその成形性を評価（ＳＴＰ３）した
後、鍛造型Ｍの摩耗量を推定し（ＳＴＰ４）、鍛造型Ｍ
が摩耗した状態を前提に成形シミュレーション（ＳＴＰ
５）してその成形性を評価（ＳＴＰ６）するものであ
る。そして、本発明の鍛造工程の設計方法では、鍛造型
Ｍの摩耗量の推定（ＳＴＰ４）を過去の実績による摩耗
量データベースＤＢに基づいて行うものである。
造工程に応じて設計された鍛造型Ｍを成形シミュレーシ
ョン（ＳＴＰ２）しその成形性を評価（ＳＴＰ３）した
後、鍛造型Ｍの摩耗量を推定し（ＳＴＰ４）、鍛造型Ｍ
が摩耗した状態を前提に成形シミュレーション（ＳＴＰ
５）してその成形性を評価（ＳＴＰ６）するものであ
る。そして、本発明の鍛造工程の設計方法では、鍛造型
Ｍの摩耗量の推定（ＳＴＰ４）を過去の実績による摩耗
量データベースＤＢに基づいて行うものである。
【００１６】図２に示したように、略円筒形の素材Ｗ１
（ａ）から所定の形状の製品Ｗ３（ｆ）を成形する場合
においては、最初に、素材Ｗ１を軸方向に潰すつぶし工
程（ａ−ｂ）、この潰された素材Ｗ１’から粗形材（荒
地）Ｗ２を成形する荒地成形工程（ｃ−ｄ）、この粗形
材Ｗ２から所定形状の製品Ｗ３に成形する仕上げ工程
（ｅ−ｆ）に分けて、鍛造型Ｍとして、つぶし工程に使
用されるプレス型Ｍ１、荒地成形工程に使用される荒型
Ｍ２、仕上げ工程に使用される仕上げ型Ｍ３など、工程
に応じて鍛造型を設計する（ＳＴＰ１）。各工程の鍛造
型Ｍは、その形状や寸法精度あるいはその鍛造型Ｍを支
持するプレスなどの設備の負荷等の成形性、各種キズや
クラックなどの鍛造欠陥の発生、型寿命・歩留り、製品
機能などに留意して設計される。なお、仕上げ型Ｍ３
は、成形しようとする製品Ｗ３の形状によって一義的に
決定されるが、荒型Ｍ２は、成形しようとする製品Ｗ３
に応じて粗形材Ｗ２の形状を比較的自由に設計すること
ができる。そして、図示は省略するが、成形する製品に
よっては、必要に応じて、つぶし工程の代りに素材を径
方向に潰して背切りを形成する背切り工程を行う場合も
ある。また、荒地成形工程においては、素材Ｗ１から第
１荒地を成形する第１荒地成形工程と、この第１荒地か
ら仕上げ工程に送られる第２荒地を成形する第２荒地成
形工程とにより構成するなど、複数の工程にさらに分け
るように設計する場合もある。
（ａ）から所定の形状の製品Ｗ３（ｆ）を成形する場合
においては、最初に、素材Ｗ１を軸方向に潰すつぶし工
程（ａ−ｂ）、この潰された素材Ｗ１’から粗形材（荒
地）Ｗ２を成形する荒地成形工程（ｃ−ｄ）、この粗形
材Ｗ２から所定形状の製品Ｗ３に成形する仕上げ工程
（ｅ−ｆ）に分けて、鍛造型Ｍとして、つぶし工程に使
用されるプレス型Ｍ１、荒地成形工程に使用される荒型
Ｍ２、仕上げ工程に使用される仕上げ型Ｍ３など、工程
に応じて鍛造型を設計する（ＳＴＰ１）。各工程の鍛造
型Ｍは、その形状や寸法精度あるいはその鍛造型Ｍを支
持するプレスなどの設備の負荷等の成形性、各種キズや
クラックなどの鍛造欠陥の発生、型寿命・歩留り、製品
機能などに留意して設計される。なお、仕上げ型Ｍ３
は、成形しようとする製品Ｗ３の形状によって一義的に
決定されるが、荒型Ｍ２は、成形しようとする製品Ｗ３
に応じて粗形材Ｗ２の形状を比較的自由に設計すること
ができる。そして、図示は省略するが、成形する製品に
よっては、必要に応じて、つぶし工程の代りに素材を径
方向に潰して背切りを形成する背切り工程を行う場合も
ある。また、荒地成形工程においては、素材Ｗ１から第
１荒地を成形する第１荒地成形工程と、この第１荒地か
ら仕上げ工程に送られる第２荒地を成形する第２荒地成
形工程とにより構成するなど、複数の工程にさらに分け
るように設計する場合もある。
【００１７】次に、設計された鍛造型Ｍのキャビティの
形状や摩擦係数などの解析用データとして必要な事項を
コンピュータに入力して解析し、設計された鍛造型Ｍの
成形シミュレーションを行う（ＳＴＰ２）。設計された
鍛造型Ｍのキャビティの形状（寸法）のデータは、コン
ピュータに対して、その設計したＣＡＤシステムのデー
タファイルから転送することにより入力することがで
き、また、マウスやキーボードなどの入力手段（図示は
省略する）を通じて手作業により入力することもでき
る。
形状や摩擦係数などの解析用データとして必要な事項を
コンピュータに入力して解析し、設計された鍛造型Ｍの
成形シミュレーションを行う（ＳＴＰ２）。設計された
鍛造型Ｍのキャビティの形状（寸法）のデータは、コン
ピュータに対して、その設計したＣＡＤシステムのデー
タファイルから転送することにより入力することがで
き、また、マウスやキーボードなどの入力手段（図示は
省略する）を通じて手作業により入力することもでき
る。
【００１８】設計された鍛造型Ｍの成形シミュレーショ
ンを行うことにより、素材Ｗ１あるいは粗形材Ｗ２（ワ
ークＷ）の変形プロフィール、成形荷重、鍛造型のキャ
ビティの面圧分布、応力・ひずみ分布、温度分布、ファ
イバーフローなど、設計された（すなわち、繰り返し成
形における初期状態の）鍛造型Ｍについての成形性が評
価される（ＳＴＰ３）。この評価が適当である場合(Ｓ
ＴＰ３においてＯＫである場合)には、後述するように
鍛造型Ｍの摩耗量の推定を行う（ＳＴＰ４）。一方、設
計された鍛造型Ｍの成形性の評価が不適当であると判定
された場合(ＳＴＰ３においてＮＧである場合)には、鍛
造型Ｍの設計をやり直し変更する（ＳＴＰ１に戻る）。
ンを行うことにより、素材Ｗ１あるいは粗形材Ｗ２（ワ
ークＷ）の変形プロフィール、成形荷重、鍛造型のキャ
ビティの面圧分布、応力・ひずみ分布、温度分布、ファ
イバーフローなど、設計された（すなわち、繰り返し成
形における初期状態の）鍛造型Ｍについての成形性が評
価される（ＳＴＰ３）。この評価が適当である場合(Ｓ
ＴＰ３においてＯＫである場合)には、後述するように
鍛造型Ｍの摩耗量の推定を行う（ＳＴＰ４）。一方、設
計された鍛造型Ｍの成形性の評価が不適当であると判定
された場合(ＳＴＰ３においてＮＧである場合)には、鍛
造型Ｍの設計をやり直し変更する（ＳＴＰ１に戻る）。
【００１９】設計された鍛造型Ｍの成形性の評価が適当
であると判定された場合には、繰り返し成形において初
期状態である設計された寸法の鍛造型Ｍから、繰り返し
成形を行うことにより、図３に示したように、鍛造型Ｍ
が変形した状態として、鍛造型Ｍのキャビティ面の摩耗
量の推定を行う（ＳＴＰ４）。
であると判定された場合には、繰り返し成形において初
期状態である設計された寸法の鍛造型Ｍから、繰り返し
成形を行うことにより、図３に示したように、鍛造型Ｍ
が変形した状態として、鍛造型Ｍのキャビティ面の摩耗
量の推定を行う（ＳＴＰ４）。
【００２０】この摩耗量の推定を行うための過去の実績
による変形量データベースとしては、図１に示すよう
に、この実施の形態の場合、摩耗量データベースＤＢが
使用される。摩耗量データベースＤＢでは、過去に実際
に製品を繰り返し成形（量産）したときの初期、中期、
および型寿命に近づいた終期の各段階での各工程毎の鍛
造型の摩耗量が蓄積されている。摩耗量の推定は、成形
しようとする製品と形状等が類似する過去に成形された
製品、すなわち、設計された鍛造型と成形条件が類似す
る過去の鍛造型を選定し、本発明では、この選定された
鍛造型における変形量としての摩耗量の実績からＳＴＰ
１で設計された鍛造型Ｍの摩耗量を推定する。なお、変
形量データベースには、摩耗量の実績のほかに、面粗度
の悪化など、他の変形量を蓄積することもできる。
による変形量データベースとしては、図１に示すよう
に、この実施の形態の場合、摩耗量データベースＤＢが
使用される。摩耗量データベースＤＢでは、過去に実際
に製品を繰り返し成形（量産）したときの初期、中期、
および型寿命に近づいた終期の各段階での各工程毎の鍛
造型の摩耗量が蓄積されている。摩耗量の推定は、成形
しようとする製品と形状等が類似する過去に成形された
製品、すなわち、設計された鍛造型と成形条件が類似す
る過去の鍛造型を選定し、本発明では、この選定された
鍛造型における変形量としての摩耗量の実績からＳＴＰ
１で設計された鍛造型Ｍの摩耗量を推定する。なお、変
形量データベースには、摩耗量の実績のほかに、面粗度
の悪化など、他の変形量を蓄積することもできる。
【００２１】次いで、成形シミュレーションの解析用デ
ータの形状や摩擦係数などを、摩耗量や面粗度の悪化な
どの変形量が推定された鍛造型Ｍのものに変更するよう
入力して、成形シミュレーションを再度行う（ＳＴＰ
５）。
ータの形状や摩擦係数などを、摩耗量や面粗度の悪化な
どの変形量が推定された鍛造型Ｍのものに変更するよう
入力して、成形シミュレーションを再度行う（ＳＴＰ
５）。
【００２２】この鍛造型Ｍの成形シミュレーションを行
うことにより、ワークＷの変形プロフィール、成形荷
重、鍛造型のキャビティの面圧分布、応力・ひずみ分
布、温度分布、ファイバーフローなど、変形量が推定さ
れた（すなわち、繰り返し成形におけるの初期と型寿命
との中間時期の状態、あるいは、型寿命に近い状態の）
鍛造型Ｍについての成形性の評価が判定される（ＳＴＰ
６）。この評価が適当であると判定された場合(ＳＴＰ
６においてＯＫである場合)には、摩耗などの変形が生
じた状態においてもその鍛造型Ｍの成形性が良好である
として、鍛造型Ｍの設計を終了する。一方、変形量が推
定された鍛造型Ｍの成形性の評価が不適当であると判定
された場合(ＳＴＰ６においてＮＧである場合)には、当
初の鍛造型Ｍの設計をやり直し変更する（ＳＴＰ１に戻
る）。そして、上述したように、設計された鍛造型Ｍの
成形シミュレーションによる成形性の評価（ＳＴＰ
３）、摩耗量データベースＤＢに基づく摩耗量などの変
形量の推定（ＳＴＰ４）、推定された摩耗量などの変形
した状態での鍛造型Ｍの成形シミュレーションによる成
形性の評価（ＳＴＰ６）を、ＳＴＰ１において設計され
た鍛造型Ｍが繰り返し成形の初期状態だけでなく、摩耗
したり面粗度が悪化し変形した中間時期あるいは型寿命
時に近づいた状態においてもその成形性が良好であると
評価されるまで、繰り返し行う。
うことにより、ワークＷの変形プロフィール、成形荷
重、鍛造型のキャビティの面圧分布、応力・ひずみ分
布、温度分布、ファイバーフローなど、変形量が推定さ
れた（すなわち、繰り返し成形におけるの初期と型寿命
との中間時期の状態、あるいは、型寿命に近い状態の）
鍛造型Ｍについての成形性の評価が判定される（ＳＴＰ
６）。この評価が適当であると判定された場合(ＳＴＰ
６においてＯＫである場合)には、摩耗などの変形が生
じた状態においてもその鍛造型Ｍの成形性が良好である
として、鍛造型Ｍの設計を終了する。一方、変形量が推
定された鍛造型Ｍの成形性の評価が不適当であると判定
された場合(ＳＴＰ６においてＮＧである場合)には、当
初の鍛造型Ｍの設計をやり直し変更する（ＳＴＰ１に戻
る）。そして、上述したように、設計された鍛造型Ｍの
成形シミュレーションによる成形性の評価（ＳＴＰ
３）、摩耗量データベースＤＢに基づく摩耗量などの変
形量の推定（ＳＴＰ４）、推定された摩耗量などの変形
した状態での鍛造型Ｍの成形シミュレーションによる成
形性の評価（ＳＴＰ６）を、ＳＴＰ１において設計され
た鍛造型Ｍが繰り返し成形の初期状態だけでなく、摩耗
したり面粗度が悪化し変形した中間時期あるいは型寿命
時に近づいた状態においてもその成形性が良好であると
評価されるまで、繰り返し行う。
【００２３】鍛造型の経時変化による摩耗や面粗度の悪
化などの変形量を解析で求めることは困難であるため、
本発明では、上述したように、変形量が推定された状態
の鍛造型の成形シミュレーションを再度行ってその成形
性を評価することとした。そのため、設計された状態お
よび変形量が推定された状態の鍛造型の成形シミュレー
ションを行ってその成形性の評価が良好である鍛造型
は、経時変化による変形の状況下でもその成形性が良好
であり、成形時の負荷が少ないので、欠陥や傷などを発
生させることなく所望の形状に精度よくワークＷを成形
することができ、しかも、型寿命の長い設計ができるこ
ととなる。
化などの変形量を解析で求めることは困難であるため、
本発明では、上述したように、変形量が推定された状態
の鍛造型の成形シミュレーションを再度行ってその成形
性を評価することとした。そのため、設計された状態お
よび変形量が推定された状態の鍛造型の成形シミュレー
ションを行ってその成形性の評価が良好である鍛造型
は、経時変化による変形の状況下でもその成形性が良好
であり、成形時の負荷が少ないので、欠陥や傷などを発
生させることなく所望の形状に精度よくワークＷを成形
することができ、しかも、型寿命の長い設計ができるこ
ととなる。
【００２４】さらに、本発明では、過去の実績による変
形量データベースに基づいて鍛造型の変形量の推定を行
い、この推定された変形量を成形シミュレーションに組
み込むことにより、変形による影響を精度よく考慮する
ことができるため、型寿命の長い鍛造型を設計すること
が可能となる。
形量データベースに基づいて鍛造型の変形量の推定を行
い、この推定された変形量を成形シミュレーションに組
み込むことにより、変形による影響を精度よく考慮する
ことができるため、型寿命の長い鍛造型を設計すること
が可能となる。
【００２５】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、鍛造工程に応
じて設計された鍛造型を成形シミュレーションした後、
鍛造型の変形量を推定し、鍛造型が変形した状態を前提
に成形シミュレーションを行うことにより、欠陥や傷な
どを発生させることなく所望の形状に精度よく鍛造品を
成形することができ、しかも、型寿命の良好な鍛造型を
設計することができる方法を提供することができる。
じて設計された鍛造型を成形シミュレーションした後、
鍛造型の変形量を推定し、鍛造型が変形した状態を前提
に成形シミュレーションを行うことにより、欠陥や傷な
どを発生させることなく所望の形状に精度よく鍛造品を
成形することができ、しかも、型寿命の良好な鍛造型を
設計することができる方法を提供することができる。
【００２６】請求項２の発明によれば、請求項１に記載
の発明において、鍛造型の変形量の推定を、過去の実績
による変形量データベースに基づいて行うことにより、
鍛造型の変形量の推定を高い精度で行うことができるた
め、型寿命の長い鍛造型を精度よく設計することが可能
な鍛造型の設計方法を提供することができる。
の発明において、鍛造型の変形量の推定を、過去の実績
による変形量データベースに基づいて行うことにより、
鍛造型の変形量の推定を高い精度で行うことができるた
め、型寿命の長い鍛造型を精度よく設計することが可能
な鍛造型の設計方法を提供することができる。
【図１】本発明の鍛造工程設計方法の手順を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図２】鍛造型により素材から製品が成形される工程の
説明図である。
説明図である。
【図３】繰り返し成形などにより鍛造型が変形した状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】ワークの表面層に欠陥が生じる様子を拡大して
示した従来の技術の説明図である。
示した従来の技術の説明図である。
【図５】鍛造型の表面に生じた変形によりワークにひけ
が生じて欠陥となる従来の技術の説明図である。
が生じて欠陥となる従来の技術の説明図である。
ＳＴＰ１ 鍛造工程に応じた鍛造型Ｍの設計 ＳＴＰ２ 設計された鍛造型Ｍの成形シミュレーション ＳＴＰ３ 設計された鍛造型Ｍの成形性の評価の判定 ＳＴＰ４ 設計された鍛造型Ｍの摩耗量の推定 ＳＴＰ５ 摩耗した状態を前提とした鍛造型Ｍの成形シ
ミュレーション ＳＴＰ６ 摩耗した状態の鍛造型Ｍの成形性の評価の判
定 ＤＢ 過去の実績による摩耗量（変形量）データベ
ース
ミュレーション ＳＴＰ６ 摩耗した状態の鍛造型Ｍの成形性の評価の判
定 ＤＢ 過去の実績による摩耗量（変形量）データベ
ース
Claims (2)
- 【請求項１】 鍛造工程に応じて設計された鍛造型を成
形シミュレーションした後、 鍛造型の変形量を推定し、 鍛造型が変形した状態を前提に成形シミュレーションを
行うことを特徴とする鍛造工程設計方法。 - 【請求項２】 鍛造型の変形量の推定を、過去の実績に
よる変形量データベースに基づいて行うことを特徴とす
る請求項1に記載の鍛造工程設計方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000189625A JP2002001475A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 鍛造工程設計方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000189625A JP2002001475A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 鍛造工程設計方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002001475A true JP2002001475A (ja) | 2002-01-08 |
Family
ID=18689231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000189625A Pending JP2002001475A (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 鍛造工程設計方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002001475A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1714717A1 (en) * | 2005-04-19 | 2006-10-25 | Daido Steel Co.,Ltd. | Method of predicting damage of dies |
| JP2007144459A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Kobe Steel Ltd | 一体型クランク軸の成形方法 |
| JP2008033435A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Kobe Steel Ltd | 形状予測手法を用いた鍛造方法 |
| JP2014071564A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Dainippon Printing Co Ltd | エンボス加工シミュレーション装置、エンボス加工シミュレーション方法、及びプログラム |
| JP2017006970A (ja) * | 2015-06-25 | 2017-01-12 | 日立金属株式会社 | 鍛造型設計支援装置および鍛造型設計支援方法 |
| KR101867728B1 (ko) * | 2016-12-21 | 2018-06-14 | 주식회사 포스코 | 금형 설계 방법 |
| JP7397767B2 (ja) | 2020-06-29 | 2023-12-13 | 株式会社日立製作所 | 製造工程設計システム、製造工程設計方法、及び製造工程設計プログラム |
-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000189625A patent/JP2002001475A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1714717A1 (en) * | 2005-04-19 | 2006-10-25 | Daido Steel Co.,Ltd. | Method of predicting damage of dies |
| JP2007144459A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Kobe Steel Ltd | 一体型クランク軸の成形方法 |
| JP4571577B2 (ja) * | 2005-11-28 | 2010-10-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 一体型クランク軸の成形方法 |
| JP2008033435A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Kobe Steel Ltd | 形状予測手法を用いた鍛造方法 |
| JP2014071564A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Dainippon Printing Co Ltd | エンボス加工シミュレーション装置、エンボス加工シミュレーション方法、及びプログラム |
| JP2017006970A (ja) * | 2015-06-25 | 2017-01-12 | 日立金属株式会社 | 鍛造型設計支援装置および鍛造型設計支援方法 |
| KR101867728B1 (ko) * | 2016-12-21 | 2018-06-14 | 주식회사 포스코 | 금형 설계 방법 |
| JP7397767B2 (ja) | 2020-06-29 | 2023-12-13 | 株式会社日立製作所 | 製造工程設計システム、製造工程設計方法、及び製造工程設計プログラム |
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