JP2012170993A - 伸びフランジ割れ判定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち本発明は、以下のとおりである。
[1]ランクフォード値rが既知であり、且つ穴広げ成形加工の変形限界として、穴端から距離ΔL以内の部分における最大主ひずみ及びひずみ勾配で表される成形可能領域が既知である被加工材を用いるプレス部品の設計段階で、
前記プレス部品の穴広げ成形部の下穴半径をR0、製品穴半径をR1として、下記の式(1)(2)(3)を用いて前記最大主ひずみに相当する穴縁の周方向ひずみεθ及びひずみ勾配dを算出し、
該算出したεθ及びdが前記成形可能領域内にあれば合格、そうでなければ不合格と判定する
ことを特徴とする伸びフランジ割れ判定方法。
[3]前記下穴半径R0として、フランジアップ部の内曲がり側縁の曲率半径を用いる[2]に記載の伸びフランジ割れ判定方法。
プレス部品を設計するにあたり、CAD内で[1]〜[3]のいずれかに記載の伸びフランジ割れ判定方法を実行することが好ましい。
又、本発明では、被加工材の穴広げ成形加工における変形限界として、穴端から距離ΔL以内の部分における最大主ひずみ及びひずみ勾配で表わされる成形可能領域が既知であること(前提2)が必要である。前記成形可能領域は、特許文献1に記載されるところの、「所定の形状を有する金属材料を用いて初期穴径と穴広げ用ポンチ形状を変えて穴広げ試験を行ってせん断縁での変形限界量を求める実験工程と、解析計算により前記穴広げ試験後のせん断縁近傍のひずみ勾配を算出し、該ひずみ勾配と前記変形限界量を関連づけて成形可能領域を決定する第1の計算工程と」(特許文献1請求項1参照)を、予め実行して求めておくことで、既知とすることができるから、前提2も満たされる。
変形前に半径R位置にあった材料(被加工材1)が変形後は半径R1位置まで広がるものとし、面内等方硬化を仮定すると、周方向(θ方向ともいう。添字θを付す)、半径方向(R方向ともいう。添字Rを付す)の真ひずみε、公称ひずみλはそれぞれ、数2の各式で表わされる。数2においてεθの式中の変数Rに、穴広げ前の半径R0を代入して、式(1)が導出される。
ところで、部品設計段階において、式(1)(2)(3)中の変数のうち、r値rは前記前提1により既知、R1は製品図から既知、ΔLは前記前提2により既知である。しかし、下穴半径R0は、実際のプレス成形段階では穴開け用パンチ半径として既知になるものの、部品設計段階では未知である場合が多く、その場合には何らかの方法でR0の値を定める必要があり、その方法として、製品図上から幾何学的に推定される長さを用いる方法が挙げられる。この方法では、例えば図2にA部として示す穴縁部について図3に断面寸法を示すように、製品図上から、穴部断面形状の垂直部(長さhの部分)の長さhと、該垂直部に一端が連なり他端が水平部に連なる曲率半径Rsの1/4円弧部(Rs部)の孤長sとを求め、前記垂直部と前記Rs部との連結線は直線を単に曲げてなるものであると仮定して、図中に示す式:R0≒R1+Rs−(s+h)、の計算により、下穴半径R0の値を推定する。
本発明の伸びフランジ割れ判定方法は、CAD内で実行することにより、プレス部品設計段階での設計能率を大幅に向上させることができる。
実施例1では、被加工材のA部について、成形可能領域は図4で「OK」と記した領域すなわち最大主ひずみとひずみ勾配との直線関係式で表される限界線の下側の領域であることが既知である。尚、「NG」と記した領域は割れ領域である。この成形可能領域は特許文献1に記載の方法で予め求められた。
実施例2ではΔL=5mmとし、図5に示した方法でR0を求め、式(1)(2)(3)にてεθ及びdを計算した。その結果を図6にプロットして示す。又、検証用に比較例2としてA部及びその近傍についてFEM解析計算によりεθ及びdを算出した。その結果を併せてプロットした。図示のとおり、実施例2、比較例2ともほぼ同じところにプロットされること、且つ、限界線の下側すなわち成形可能領域にあることが分る。又、このB部では実プレス品において割れが発生しなかったことが確認されている。
Claims (3)
- 前記下穴半径R0は、製品図上から幾何学的に推定される長さである請求項1に記載の伸びフランジ割れ判定方法。
- 前記下穴半径R0として、フランジアップ部の内曲がり側縁の曲率半径を用いる請求項2に記載の伸びフランジ割れ判定方法。
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