JP2020116624A - 線図情報生成装置、金型部品のコーティング剤選定補助装置、線図情報生成方法、金型部品のコーティング剤選定補助方法およびプログラム - Google Patents

線図情報生成装置、金型部品のコーティング剤選定補助装置、線図情報生成方法、金型部品のコーティング剤選定補助方法およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】金型部品の特性や加工条件に適したコーティング剤の情報を提示する。【解決手段】金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件と加工結果とを含む情報を収集する情報収集部と、打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する刃先応力算出部と、算出された刃先応力から、金型部品材質の寿命までのショット数を判定するショット数算出部と、打抜き加工条件から金型部品速度を算出する速度算出部と、被加工材毎のせん断情報と算出された金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスと前記ショット数とから総せん断エネルギーを算出する総せん断エネルギー算出部と、被加工材ごとの加工時の温度情報を記憶する記憶部と、算出された総せん断エネルギーと、記憶された被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報との関係をプロットし、コーティング剤ごとにグルーピングした線図情報を生成する線図情報生成部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、線図情報生成装置、金型部品のコーティング剤選定補助装置、線図情報生成方法、金型部品のコーティング剤選定補助方法およびプログラムに関する。
金型部品の摩擦や摩耗に対する耐久性や滑り性の付与等のために、金型部品にコーティング処理を行ったものがある。特に、近年、主としてプレス金型の生産品目における製造難易度や要求品質が高まっており、これに対応するために、金型部品にコーティング処理を行う需要が増加している。
上記のコーティング（皮膜）については、従来の最外層がＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮで構成された皮膜では、皮膜自身の硬度は高いものの、被切削材との親和性が高いという課題に対して、周期律表ＩＶａ族、Ｖａ族、ＶＩａ族金属元素及びＡｌ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃから選択される一種以上の元素と、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏから選択される一種以上の元素とによって構成される単層または２種以上の積層化合物皮膜である高硬度皮膜の上に、金属クロム、またはＣｒと、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏから選択される一種以上の元素によって構成される単層または２種以上の積層化合物皮膜の固体潤滑皮膜で構成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１５６９９２号公報
特許文献１に記載のように、コーティング剤については、各社、様々な検討がなされており、その商品数も膨大な数になろうとしている。一般に、コーティングされた金型部品を所望するユーザは、金型部品メーカにコーティングの選定を含めて依頼を行うか、コーティングメーカに金型部品を送付してコーティング処理を依頼しているのが現状である。このとき、コーティング膜にはＪＩＳや協会などが設定した共通の規格は無く、各メーカでは一般的な元素記号で表記した共通名称の膜（ＴｉＣＮやＴｉＡｌＮ等）やオリジナルの膜などを販売している。
しかしながら、共通名称の膜であっても、成分比率や膜内部の構成、処理方法はメーカ毎に異なるために、その性能も異なっている場合も多い。また、各メーカは、数十種類の商品ラインナップを持ちながら、それらの開示情報としては機械的性質（硬さ、摩擦係数、他）や基本構成（膜厚、成分の系列、耐熱温度、他）等のみで、メーカが公表する情報量は少ないのが現状である。
一方で、ユーザは、例えば１０ｍｍ厚のスチール板のプレス穴あけ加工に適したコーティング膜が知りたいという要望があるものの、これに合致した定量的な情報が提供できるコーティングメーカは皆無に等しい。
そのため、ユーザは、これら少ない情報とコーティングメーカへの問いかけなどから感触を得て適当なものを選び、実機にプレス機等組み込んでテストを行い、良否判定をするしか方法が無いのが現状となっている。
また、ここで得られた結果はユーザ内に留まることが多く、取引のあるコーティングメーカは、部分的な情報を得られる程度と想定されるが、コーティングメーカも主力が切削工具分野であって、金型分野の営業力は低い事が多く、それほど多くの情報は持っていないことが想定される。
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、金型部品の特性や加工条件に適したコーティング剤の情報を提示する線図情報生成装置、金型部品のコーティング剤選定補助装置、線図情報生成方法、金型部品のコーティング剤選定補助方法およびプログラムを提供することを目的とする。
形態１；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件と加工結果とを含む情報を収集する情報収集部と、前記打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する刃先応力算出部と、算出された前記刃先応力から、金型部品材質の寿命までのショット数を判定するショット数算出部と、前記打抜き加工条件から金型部品速度を算出する速度算出部と、被加工材毎のせん断情報と算出された前記金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスと前記ショット数とから総せん断エネルギーを算出する総せん断エネルギー算出部と、被加工材ごとの加工時の温度情報を記憶する記憶部と、該算出された総せん断エネルギーと、該記憶された被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報との関係をプロットし、コーティング剤ごとにグルーピングした線図情報を生成する線図情報生成部と、を備えたことを特徴とする線図情報生成装置を提案している。
形態２；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記刃先応力算出部は、前記被加工材の引張強さと、前記被加工材の板厚と、前記金型部品の刃先周長と、刃先断面積とに基づいて、前記刃先応力を算出することを特徴とする線図情報生成装置を提案している。
形態３；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記ショット数算出部は、金型部品材質ごとの前記金型部品の前記刃先応力とショット数との関係を示した線図から前記金型部品材質の寿命までのショット数を判定することを特徴とする線図情報生成装置を提案している。
形態４；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記速度算出部は、プレス機のストロークと被加工材の板厚と前記金型部品の食込み量とプレス回転数とに基づいて、金型部品速度を算出することを特徴とする線図情報生成装置を提案している。
形態５；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、総せん断エネルギー算出部は、被加工材毎のせん断情報と算出された前記金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスとに基づいて得られるストロークとせん断荷重との関係を示す閉線図の面積からせん断エネルギーを求め、該せん断エネルギーに前記ショット数を乗じて、総せん断エネルギーを算出することを特徴とする線図情報生成装置を提案している。
形態６；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、形態１から６のいずれか１項に記載の線図情報生成装置における前記刃先応力算出部と、前記ショット数算出部と、前記速度算出部と、前記総せん断エネルギー算出部とを備え、前記線図情報生成部により生成された線図情報を用いて、ユーザによる金型部品のコーティング剤の選定を補助する金型部品のコーティング剤選定補助装置であって、金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件を含む情報を入力する情報入力部と、前記線図情報に、前記算出された総せん断エネルギーと、記憶されている前記被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報との関係をプロットして、プロットした箇所の前記グルーピングに基づいて、前記金型部品のコーティング剤を予備選定する予備選定部と、を備えたことを特徴とする金型部品のコーティング剤選定補助装置を提案している。
形態７；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、情報収集部と、刃先応力算出部と、ショット数算出部と、速度算出部と、総せん断エネルギー算出部と、記憶部と、線図情報生成部と、を備えた線図情報生成装置における線図情報生成方法であって、前記情報収集部が、金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件と加工結果とを含む情報を収集する第１の工程と、前記刃先応力算出部が、前記打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する第２の工程と、前記ショット数算出部が、算出された前記刃先応力から、金型部品材質の寿命までのショット数を判定する第３の工程と、前記速度算出部が、前記打抜き加工条件から金型部品速度を算出する第４の工程と、前記総せん断エネルギー算出部が、被加工材毎のせん断情報と算出された前記金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスと前記ショット数とから総せん断エネルギーを算出する第５の工程と、前記線図情報生成部が、該算出された総せん断エネルギーと、前記記憶部に記憶されている被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報と、の関係をプロットし、コーティング剤ごとにグルーピングした線図情報を生成する第６の工程と、を備えたことを特徴とする線図情報生成方法を提案している。
形態８；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、情報入力部と、刃先応力算出部と、ショット数算出部と、速度算出部と、総せん断エネルギー算出部と、予備選定部と、前記請求項１に記載の線図情報生成部により生成された線図情報とを備えた金型部品のコーティング剤選定補助装置における金型部品のコーティング剤選定補助方法であって、前記情報入力部が、金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件を含む情報を入力する第１の工程と、前記刃先応力算出部が、前記打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する第２の工程と、前記ショット数算出部が、算出された前記刃先応力から、金型部品材質の寿命までのショット数を判定する第３の工程と、前記速度算出部が、前記打抜き加工条件から金型部品速度を算出する第４の工程と、前記総せん断エネルギー算出部が、被加工材毎のせん断情報と算出された前記金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスと前記ショット数とから総せん断エネルギーを算出する第５の工程と、前記予備選定部が、前記線図情報に、前記算出された総せん断エネルギーと記憶されている前記被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報と、の関係をプロットして、プロットした前記グルーピングに基づいて、前記金型部品のコーティング剤を予備選定する第６の工程と、を備えたことを特徴とする金型部品のコーティング剤選定補助方法を提案している。
形態９；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、情報収集部と、刃先応力算出部と、ショット数算出部と、速度算出部と、総せん断エネルギー算出部と、記憶部と、線図情報生成部と、を備えた線図情報生成装置における線図情報生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記情報収集部が、金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件と加工結果とを含む情報を収集する第１の工程と、前記刃先応力算出部が、前記打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する第２の工程と、前記ショット数算出部が、算出された前記刃先応力から、金型部品材質の寿命までのショット数を判定する第３の工程と、前記速度算出部が、前記打抜き加工条件から金型部品速度を算出する第４の工程と、前記総せん断エネルギー算出部が、被加工材毎のせん断情報と算出された前記金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスと前記ショット数とから総せん断エネルギーを算出する第５の工程と、前記線図情報生成部が、前記算出された総せん断エネルギーと、前記記憶部に記憶されている被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報と、の関係をプロットし、コーティング剤ごとにグルーピングした線図情報を生成する第６の工程と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。
形態１０；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、情報入力部と、刃先応力算出部と、ショット数算出部と、速度算出部と、総せん断エネルギー算出部と、予備選定部と、前記請求項１に記載の線図情報生成部により生成された線図情報とを備えた金型部品のコーティング剤選定補助装置における金型部品のコーティング剤選定補助方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件を含む情報を入力する第１の工程と、前記刃先応力算出部が、前記打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する第２の工程と、前記ショット数算出部が、算出された前記刃先応力から、金型部品材質の寿命までのショット数を判定する第３の工程と、前記速度算出部が、前記打抜き加工条件から金型部品速度を算出する第４の工程と、前記総せん断エネルギー算出部が、被加工材毎のせん断情報と算出された前記金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスと前記ショット数とから総せん断エネルギーを算出する第５の工程と、前記予備選定部が、前記線図情報に、前記算出された総せん断エネルギーと、記憶されている前記被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報と、の関係をプロットして、プロットした前記グルーピングに基づいて、前記金型部品のコーティング剤を予備選定する第６の工程と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。
本発明の１またはそれ以上の実施形態によれば、線図情報を有することにより、簡便に、金型部品の特性や加工条件に適したコーティング剤の情報を提示することができるという効果がある。
本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置の概略構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置において刃先応力を算出するための情報入力、算出結果を表示する表示画面を例示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置においてショット数を算出するための情報入力、算出結果を表示する表示画面を例示した図である。 本発明の第１の実施形態に係るパンチの材質ごとの応力と繰り返し回数（ショット数）との関係を示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置においてパンチ速度を算出するための情報入力、算出結果を表示する表示画面を例示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置においてクリアランスの情報入力、判定結果を表示する表示画面を例示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置において、パンチ速度に関するパンチストロークとせん断荷重との関係を例示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置において、クリアランスに関するパンチストロークとせん断荷重との関係を例示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置において、スタンピングオイルに関するパンチストロークとせん断荷重との関係を例示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置において、せん断荷重ストローク線図を例示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置においてせん断エネルギーおよび総せん断エネルギーの算出結果を表示する表示画面を例示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置において上昇温度情報（加工熱）とパンチストロークとの関係を例示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置において仕事量当たりの加工熱および予想加工熱の算出結果を表示する表示画面を例示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置において線図情報生成部において生成される線図を例示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る線図情報生成装置の処理フロー図である。 本発明の第２の実施形態に係る金型部品のコーティング剤選定補助装置の概略構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る金型部品のコーティング剤選定補助装置の処理フロー図である。
＜第１の実施形態＞
以下、図１から図１５を用いて、本発明に係る線図情報生成装置について説明する。
＜線図情報生成装置の構成＞
本発明の実施形態に係る線図情報生成装置１０は、図１に示すように、情報収集部１１０と、刃先応力算出部１２０と、ショット数算出部１３０と、速度算出部１４０と、記憶部１５０と、総せん断エネルギー算出部１６０と、線図情報生成部１７０と、表示部１８０とを含んで構成されている。
なお、以下では、加工形態として打ち抜き加工を例示して説明する。
情報収集部１１０は、広く金型部品（以下、パンチと記載する）情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件と加工結果とを含む情報を収集する。
収集の方法は、聞き取りやメールでの情報提供、ＷＥＢ等を用いた情報収集等を例示することができる。
刃先応力算出部１２０は、打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する。
具体的には、刃先応力算出部１２０は、被加工材の引張強さと、被加工材の板厚と、金型部品の刃先周長と、刃先断面積とに基づいて、刃先応力を算出する。
なお、詳細な算出方法については、後述する。
ショット数算出部１３０は、刃先応力算出部１２０において算出された刃先応力から、パンチの寿命までのショット数を判定する。
具体的には、ショット数算出部１３０は、打抜き加工条件ごとのパンチの刃先応力をショット数との関係を示した線図からパンチの寿命までのショット数を判定する。
なお、詳細な算出方法については、後述する。
速度算出部１４０は、打抜き加工条件からパンチ速度を算出する。
具体的には、速度算出部１４０は、プレス機のストロークと被加工材の板厚とパンチの食込み量とプレス回転数とに基づいて、パンチ速度を算出する。
なお、詳細な算出方法については、後述する。
記憶部１５０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、被加工材ごとの加工時の温度情報を記憶する。
総せん断エネルギー算出部１６０は、被加工材毎のせん断情報と速度算出部１４０において算出されたパンチ速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスとショット数とから総せん断エネルギーを算出する。
具体的には、総せん断エネルギー算出部１６０は、被加工材毎のせん断情報と速度算出部１４０において算出されたパンチ速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスとに基づいて得られるストロークとせん断荷重との関係を示す閉線図の面積からせん断エネルギーを求め、このせん断エネルギーにショット数を乗じて、総せん断エネルギーを算出する。
線図情報生成部１７０は、総せん断エネルギー算出部１６０において算出された総せん断エネルギーと記憶部１５０に記憶された被加工材ごとの加工時の温度情報との関係をプロットし、コーティング剤ごとにグルーピングした線図情報を生成する。
表示部１８０は、例えば、液晶パネル等で構成され、刃先応力に関する情報の表示（図２）、パンチ速度に関する情報の表示（図３）、クリアランスに関する情報の表示（図４）、パンチの疲労強度に関する情報の表示（図５）、せん断エネルギーおよび総せん断エネルギーに関する情報の表示（図１１）、予想加工熱に関する表示（図１３）等を行う。
＜線図情報生成装置の処理＞
以下、図１５等を用いて、本実施形態に係る線図情報生成装置１０の処理について説明する。
情報収集部１１０は、パンチの情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件と加工結果とを含む情報を収集する（ステップＳ１１０）。
刃先応力算出部１２０は、打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する（ステップＳ１２０）。
刃先応力算出部１２０の算出処理を図２により、詳細に説明する。
図２は、刃先応力を算出するための情報を示している。図２において、白抜きの箇所には、情報収集部１１０が収集した情報が入力される。図２の場合、情報収集部１００において、収集された情報から、例えば、被加工材の種類は「スチール」、被加工材の型式は「ハイテン７８０」、被加工材の引張強さは「８０ｋｇｆ／ｍｍ２」、板厚は「１．６ｍｍ」、刃先周長は「３１．４１６ｍｍ」、刃先断面積は「７８．５４０ｍｍ２」である。
ここで、引張強さをσｂ、せん断抵抗をｋｓとすると、両者には、数１の関係があるため、本例のように、被加工材の引張強さが「８０ｋｇｆ／ｍｍ２」である場合には、せん断抵抗ｋｓは「６４ｋｇｆ／ｍｍ２」と求め、表示する（図２中、網掛け部）。
次に、板厚に刃先周長を乗じて、せん断部面積を求め、表示する（図２中、網掛け部）。
さらに、求めたせん断部面積にせん断抵抗を乗じて、打抜き力を求め、表示する（図２中、網掛け部）。
そして、求めた打抜き力を刃先断面積で除することにより、刃先応力を求め、表示する（図２中、網掛け部）。
ショット数算出部１３０は、算出された刃先応力から、パンチの寿命までのショット数を判定する（ステップＳ１３０）。ショット数算出部１３０の算出処理を図３により、詳細に説明する。図３は、寿命を判定するための情報を示している。
図３において、白抜きの箇所には、情報収集部１１０が収集した情報が入力される。
図３の場合、情報収集部１１０において、収集された情報から、例えば、パンチ材質は「ＤＣ５３」、寿命までのショット数は「１５０００ショット」である。
ここで、パンチ材質ごとの刃先応力と繰り返し回数（寿命までのショット数）との関係は、図４に示すように既知であることから、情報収集部１１０が収集した寿命までのショット数「１５０００ショット」を図４のＤＣ５３の線図に当てはめると、疲労強度が算出でき、その値が表示される（図３中、網掛け部）。
また、求められた疲労強度（刃先応力「１００．６ｋｇｆ／ｍｍ２」）は、要求される繰り返し回数（寿命までのショット数）に対応する疲労強度（刃先応力「４１ｋｇｆ／ｍｍ２」）のほうが十分小さいため、パンチ材質には、十分な余裕がある。
そのため、「パンチ材質の判定」の欄には、その旨を示す「〇」が表示される。
速度算出部１４０は、打抜き加工条件からパンチ速度を算出する（ステップＳ１４０）。
速度算出部１４０の算出処理を図５により、詳細に説明する。
図５は、パンチ速度を算出するための情報を示している。
図５において、白抜きの箇所には、情報収集部１１０が収集した情報が入力される。
図５の場合、情報収集部１１０において、収集された情報から、例えば、クランクプレス機のクランク径は「１５０ｍｍ」、パンチ食込み量は「２ｍｍ」、プレス回転数は「５０ｓｐｍ」である。
これらの情報から、まず、１サイクル時間は、「１．２００ｓｅｃ／ｓｔｒｏｋｅ」と算出される。
また、打抜き時間は、被加工材をパンチが打抜くまでに要するクランクの回転角度をθとすると、以下の数２により算出することができ、本例では、θ＝１７．８２４×２となるため、打抜き時間は「０．１１８８ｓｅｃ」と算出される。
また、本例では、図２に示すように、被加工材の板厚は１．６ｍｍであり、パンチ食込み量は２ｍｍである。
上記のように、打抜き時間、つまり、パンチが板厚１．６ｍｍの被加工材に接触し、２ｍｍ食込んだ後、被加工材のから抜けるまでの時間は、０．１１８８ｓｅｃであることから、パンチ速度は、分速で、「６０．６ｍｍ／ｓｅｃ」と算出される。
総せん断エネルギー算出部１６０は、被加工材毎のせん断情報と速度算出部１４０において算出されたパンチ速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスとショット数算出部１３０において算出されたショット数とから総せん断エネルギーを算出する（ステップＳ１５０）。
総せん断エネルギー算出部１６０の算出処理を図６から図１０により、詳細に説明する。
図６は、クリアランスおよびスタンピングオイルに関する情報を示している。
図６において、白抜きの箇所には、情報収集部１１０が収集した情報が入力される。
図６の場合、情報収集部１１０において、クリアランスは「１０％」、スタンピングオイルの使用量は「弱」である。
図７は、クリアランスを一定とし、パンチ速度を可変した時のパンチストロークとせん断荷重との関係を示している。
図８は、パンチ速度を一定とし、クリアランスを可変した時のパンチストロークとせん断荷重との関係を示している。
図９は、スタンピングオイルの有無およびスタンピングオイルの特性が異なる場合のパンチストロークとせん断荷重との関係を示している。
図１０は、パンチ速度、クリアランスおよびスタンピングオイルをパラメータとして上記図７から図９に例示した線図を統合したパンチストロークとせん断荷重との関係を示している。
なお、図１０に示すように、閉線図に示したポイントは、パンチの主な動作状態と対応している。
総せん断エネルギー算出部１６０は、被加工材毎のせん断情報と速度算出部１４０において算出されたパンチ速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスとから図１０に示すような閉線図を生成し、この閉線図の面積を求めることによりせん断エネルギーを算出し、図１１に示すようにその値を表示部１８０に表示する。
なお、図１１に示すせん断エネルギーは、小数点以下を四捨五入したものである。
また、求めたせん断エネルギーに情報収集部１１０を介して得られたショット数を乗じて、総せん断エネルギーを算出し、その値を図１１のように、表示する。
線図情報生成部１７０は、総せん断エネルギー算出部１６０により算出された総せん断エネルギーと記憶部１５０に記憶されている被加工材ごとの加工時の温度情報との関係をプロットし、コーティング剤ごとにグルーピングした線図情報を生成する（ステップＳ１６０）。
図１２は、加工速度ごとのパンチストロークと上昇温度（加工熱）との関係を示している。
このように、仕事量当たり（単位せん断エネルギー当たり）の加工熱は、被加工材の材質ごとに既知の値を持つ。
そのため、この仕事量当たり（単位せん断エネルギー当たり）の加工熱に総せん断エネルギー算出部１６０により算出したせん断エネルギーを乗じることにより、予想加工熱を算出し、図１３に示すように表示する。
なお、仕事量当たりの加工熱は、被加工材の種類、被加工材の型式が入力された時に表示される。
線図情報生成部１７０は、総せん断エネルギー算出部１６０により算出された総せん断エネルギーと上記のように得られた予想加工熱とを図１４に示すように、プロットして線図情報を生成する。
なお、発明者は、当該線図において、プロットされた点は、コーティング剤の種類ごとにある一定の範囲でグルーピングされることを見出した。
これを示すために、図１４では、コーティング剤Ａのエリア、コーティング剤Ｂのエリアを点線で示している。
なお、この生成された線図情報は、例えば、記憶部１５０に格納される。
以上、説明したように、本実施形態における線図情報生成装置１０は、金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件と加工結果とを含む情報を収集する情報収集部１１０と、打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する刃先応力算出部１２０と、算出された刃先応力から、金型部品の寿命までのショット数を算出するショット数算出部１３０と、打抜き加工条件から金型部品速度を算出する速度算出部１４０と、算出された金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスとショット数とから総せん断エネルギーを算出する総せん断エネルギー算出部１６０と、被加工材ごとの加工時の温度情報を記憶する記憶部１５０と、算出された総せん断エネルギーと、記憶された被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報との関係をプロットし、コーティング剤ごとにグルーピングした線図情報を生成する線図情報生成部１７０と、を備えている。
つまり、本実施形態における線図情報生成装置１０は、情報収集部１１０により収集された金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件と加工結果とを含む情報から総せん断エネルギーと、記憶された被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報との関係をプロットし、コーティング剤ごとにグルーピングした線図情報を生成するため、上記のような線図情報を有することにより、簡便に、金型部品の特性や加工条件に適したコーティング剤の情報を提示することができる。
＜第２の実施形態＞
以下、図１４、１６、１７等を用いて、本発明に係る金型部品のコーティング剤選定補助装置について説明する。
＜金型部品のコーティング剤選定補助装置の構成＞
本発明の実施形態に係る金型部品のコーティング剤選定補助装置２０は、図１６に示すように、情報入力部２１０と、刃先応力算出部１２０と、ショット数算出部１３０と、速度算出部１４０と、記憶部１５０と、総せん断エネルギー算出部１６０と、表示部１８０と、予備選定部２２０と、線図情報記憶部２３０とを含んで構成されている。
なお、第１の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同様の機能を有することから、その詳細な説明は、省略する。
情報入力部２１０は、コーティング剤の選定補助を求めるユーザからパンチ情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件を含む情報を入力する。
線図情報記憶部２３０は、第１の実施形態で説明した線図情報生成装置１０により生成された線図情報を記憶する。
予備選定部２２０は、線図情報記憶部２３０に記憶された線図情報に、総せん断エネルギー算出部１６０により算出された総せん断エネルギーと、記憶部１５０に記憶されている被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報との関係をプロットして、プロットした箇所のグルーピングに基づいて、パンチのコーティング剤を予備選定する。
なお、予備選定の結果は、表示部１８０に表示される。
＜金型部品のコーティング剤選定補助装置の処理＞
以下、図１７等を用いて、本実施形態に係る金型部品のコーティング剤選定補助装置２０の処理について説明する。
情報入力部２１０は、コーティング剤の選定補助を求めるユーザからパンチの情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件とを含む情報を入力する（ステップＳ２１０）。
刃先応力算出部１２０は、打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する（ステップＳ２２０）。
ここで、引張強さをσｂ、せん断抵抗をｋｓとすると、両者には、数３の関係があるため、本例のように、被加工材の引張強さが「８０ｋｇｆ／ｍｍ２」である場合には、せん断抵抗ｋｓは「６４ｋｇｆ／ｍｍ２」と求め、表示する（図２中、網掛け部）。
次に、板厚に刃先周長を乗じて、せん断部面積を求め、表示する（図２中、網掛け部）。
さらに、求めたせん断部面積にせん断抵抗を乗じて、打抜き力を求め、表示する（図２中、網掛け部）。
そして、求めた打抜き力を刃先断面積で除することにより、刃先応力を求め、表示する（図２中、網掛け部）。
ショット数算出部１３０は、算出された刃先応力から、パンチの寿命までのショット数を算出する（ステップＳ２３０）。
ここで、パンチ材質ごとの刃先応力と繰り返し回数（寿命までのショット数）との関係は、図４に示すように既知であることから、情報収集部１１０が収集した寿命までのショット数「１５０００ショット」を図４のＤＣ５３の線図に当てはめると、疲労強度が算出でき、その値が表示される（図３中、網掛け部）。
また、求められた疲労強度（刃先応力「１００．６ｋｇｆ／ｍｍ２」）は、要求される繰り返し回数（寿命までのショット数）に対応する疲労強度（刃先応力「４１ｋｇｆ／ｍｍ２」）のほうが十分小さいため、パンチ材質には、十分な余裕がある。
そのため、「パンチ材質の判定」の欄には、その旨を示す「〇」が表示される。
速度算出部１４０は、打抜き加工条件からパンチ速度を算出する（ステップＳ２４０）。
入力情報から、まず、１サイクル時間は、「１．２００ｓｅｃ／ｓｔｒｏｋｅ」と算出される。
また、打抜き時間は、被加工材をパンチが打抜くまでに要するクランクの回転角度をθとすると、以下の数４により算出することができ、本例では、θ＝１７．８２４×２となるため、打抜き時間は「０．１１８８ｓｅｃ」と算出される。
また、本例では、図２に示すように、被加工材の板厚は１．６ｍｍであり、パンチ食込み量は２ｍｍである。
上記のように、打抜き時間、つまり、パンチが板厚１．６ｍｍの被加工材に接触し、２ｍｍ食込んだ後、被加工材のから抜けるまでの時間は、０．１１８８ｓｅｃであることから、パンチ速度は、分速で、「６０．６ｍｍ／ｓｅｃ」と算出される。
総せん断エネルギー算出部１６０は、被加工材毎のせん断情報と速度算出部１４０において算出されたパンチ速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスとショット数算出部１３０において算出されたショット数とから総せん断エネルギーを算出する（ステップＳ２５０）。
総せん断エネルギー算出部１６０は、速度算出部１４０において算出されたパンチ速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスとから図１０に示すような閉線図を生成し、この閉線図の面積を求めることによりせん断エネルギーを算出し、図１１に示すようにその値を表示部１８０に表示する。
なお、図１１に示すせん断エネルギーは、小数点以下を四捨五入したものである。
また、求めたせん断エネルギーに情報収集部１１０を介して得られたショット数を乗じて、総せん断エネルギーを算出し、その値を図１１のように、表示する。
予備選定部２２０は、線図情報記憶部２３０に記憶された線図情報に、総せん断エネルギー算出部１６０により算出された総せん断エネルギーと、記憶部１５０に記憶されている被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報との関係をプロットして、プロットした箇所のグルーピングに基づいて、パンチのコーティング剤を予備選定する（ステップＳ２６０）。
具体的には、図１４に示すように、今回プロットした点が「●」である場合には、当該「●」は、コーティング剤Ａのグルーピングのエリアに属すことから、コーティング剤の予備選定結果としては、コーティング剤Ａが提示される。
また、今回プロットした点が「★」である場合には、当該「★」は、コーティング剤Ａのグルーピングのエリアとコーティング剤Ｂのグルーピングのエリアとの双方に属すことから、コーティング剤の予備選定結果としては、コーティング剤Ａおよびコーティング剤Ｂが提示される。なお、予備選定の結果は、表示部１８０に表示される。
以上、説明したように、本実施形態における金型部品のコーティング剤選定補助装置２０は、金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件とを含む情報を収集する情報入力部２１０と、打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する刃先応力算出部１２０と、算出された刃先応力から、金型部品材質の寿命までのショット数を判定するショット数算出部１３０と、打抜き加工条件から金型部品速度を算出する速度算出部１４０と、被加工材毎のせん断情報と算出された金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスとショット数とから総せん断エネルギーを算出する総せん断エネルギー算出部１６０と、被加工材ごとの加工時の温度情報を記憶する記憶部１５０と、線図情報記憶部２３０に記憶された線図情報に、総せん断エネルギー算出部１６０により算出された総せん断エネルギーと、記憶部１５０に記憶されている被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報との関係をプロットして、プロットした箇所のグルーピングに基づいて、パンチのコーティング剤を予備選定する予備選定部と、を備えている。
つまり、本実施形態における金型部品のコーティング剤選定補助装置２０は、情報入力部２１０により収集されたパンチ情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件とを含む情報から線図情報記憶部２３０に記憶された線図情報に、総せん断エネルギー算出部１６０により算出された総せん断エネルギーと、記憶部１５０に記憶されている被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報との関係をプロットして、プロットした箇所のグルーピングに基づいて、パンチのコーティング剤を予備選定するため、上記のような線図情報を有することにより、簡便に、パンチの特性や加工条件に適したコーティング剤の情報を提示することができる。
なお、線図情報生成装置１０および金型部品のコーティング剤選定補助装置２０の処理をコンピュータシステムあるいはコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを線図情報生成装置１０および金型部品のコーティング剤選定補助装置２０に読み込ませ、実行することによって本発明の線図情報生成装置１０および金型部品のコーティング剤選定補助装置２０を実現することができる。ここでいうコンピュータシステムあるいはコンピュータとは、ＯＳや周辺装置等のハードウェアを含む。
また、「コンピュータシステムあるいはコンピュータ」は、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムあるいはコンピュータから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムあるいはコンピュータに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムあるいはコンピュータにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１０；線図情報生成装置
２０；金型部品のコーティング剤選定補助装置
１１０；情報収集部
１２０；刃先応力算出部
１３０；ショット数算出部
１４０；速度算出部
１５０；記憶部
１６０；総せん断エネルギー算出部
１７０；線図情報生成部
１８０；表示部
２１０；情報入力部
２２０；予備選定部
２３０；線図情報記憶部

Claims (10)

  1. 金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件と加工結果とを含む情報を収集する情報収集部と、
    前記打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する刃先応力算出部と、
    算出された前記刃先応力から、金型部品材質の寿命までのショット数を判定するショット数算出部と、
    前記打抜き加工条件から金型部品速度を算出する速度算出部と、
    被加工材毎のせん断情報と算出された前記金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスと前記ショット数とから総せん断エネルギーを算出する総せん断エネルギー算出部と、
    被加工材ごとの加工時の温度情報を記憶する記憶部と、
    該算出された総せん断エネルギーと、該記憶された被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報との関係をプロットし、コーティング剤ごとにグルーピングした線図情報を生成する線図情報生成部と、
    を備えたことを特徴とする線図情報生成装置。
  2. 前記刃先応力算出部は、前記被加工材の引張強さと、前記被加工材の板厚と、前記金型部品の刃先周長と、刃先断面積とに基づいて、前記刃先応力を算出することを特徴とする請求項１に記載の線図情報生成装置。
  3. 前記ショット数算出部は、金型部品材質ごとの前記金型部品の前記刃先応力とショット数との関係を示した線図から前記金型部品材質の寿命までのショット数を判定することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の線図情報生成装置。
  4. 前記速度算出部は、プレス機のストロークと被加工材の板厚と前記金型部品の食込み量とプレス回転数とに基づいて、金型部品速度を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の線図情報生成装置。
  5. 総せん断エネルギー算出部は、被加工材毎のせん断情報と算出された前記金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスとに基づいて得られるストロークとせん断荷重との関係を示す閉線図の面積からせん断エネルギーを求め、該せん断エネルギーに前記ショット数を乗じて、総せん断エネルギーを算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の線図情報生成装置。
  6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の線図情報生成装置における前記刃先応力算出部と、前記ショット数算出部と、前記速度算出部と、前記総せん断エネルギー算出部とを備え、前記線図情報生成部により生成された線図情報を用いて、ユーザによる金型部品のコーティング剤の選定を補助する金型部品のコーティング剤選定補助装置であって、
    金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件を含む情報を入力する情報入力部と、
    前記線図情報に、前記算出された総せん断エネルギーと、記憶されている前記被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報との関係をプロットして、プロットした箇所の前記グルーピングに基づいて、前記金型部品のコーティング剤を予備選定する予備選定部と、
    を備えたことを特徴とする金型部品のコーティング剤選定補助装置。
  7. 情報収集部と、刃先応力算出部と、ショット数算出部と、速度算出部と、総せん断エネルギー算出部と、記憶部と、線図情報生成部と、を備えた線図情報生成装置における線図情報生成方法であって、
    前記情報収集部が、金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件と加工結果とを含む情報を収集する第１の工程と、
    前記刃先応力算出部が、前記打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する第２の工程と、
    前記ショット数算出部が、算出された前記刃先応力から、金型部品材質の寿命までのショット数を判定する第３の工程と、
    前記速度算出部が、前記打抜き加工条件から金型部品速度を算出する第４の工程と、
    前記総せん断エネルギー算出部が、被加工材毎のせん断情報と算出された前記金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスと前記ショット数とから総せん断エネルギーを算出する第５の工程と、
    前記線図情報生成部が、該算出された総せん断エネルギーと、前記記憶部に記憶されている被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報と、の関係をプロットし、コーティング剤ごとにグルーピングした線図情報を生成する第６の工程と、
    を備えたことを特徴とする線図情報生成方法。
  8. 情報入力部と、刃先応力算出部と、ショット数算出部と、速度算出部と、総せん断エネルギー算出部と、予備選定部と、前記請求項１に記載の線図情報生成部により生成された線図情報とを備えた金型部品のコーティング剤選定補助装置における金型部品のコーティング剤選定補助方法であって、
    前記情報入力部が、金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件を含む情報を入力する第１の工程と、
    前記刃先応力算出部が、前記打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する第２の工程と、
    前記ショット数算出部が、算出された前記刃先応力から、金型部品材質の寿命までのショット数を判定する第３の工程と、
    前記速度算出部が、前記打抜き加工条件から金型部品速度を算出する第４の工程と、
    前記総せん断エネルギー算出部が、被加工材毎のせん断情報と算出された前記金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスと前記ショット数とから総せん断エネルギーを算出する第５の工程と、
    前記予備選定部が、前記線図情報に、前記算出された総せん断エネルギーと記憶されている前記被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報と、の関係をプロットして、プロットした前記グルーピングに基づいて、前記金型部品のコーティング剤を予備選定する第６の工程と、
    を備えたことを特徴とする金型部品のコーティング剤選定補助方法。
  9. 情報収集部と、刃先応力算出部と、ショット数算出部と、速度算出部と、総せん断エネルギー算出部と、記憶部と、線図情報生成部と、を備えた線図情報生成装置における線図情報生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記情報収集部が、金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件と加工結果とを含む情報を収集する第１の工程と、
    前記刃先応力算出部が、前記打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する第２の工程と、
    前記ショット数算出部が、算出された前記刃先応力から、金型部品材質の寿命までのショット数を判定する第３の工程と、
    前記速度算出部が、前記打抜き加工条件から金型部品速度を算出する第４の工程と、
    前記総せん断エネルギー算出部が、被加工材毎のせん断情報と算出された前記金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスと前記ショット数とから総せん断エネルギーを算出する第５の工程と、
    前記線図情報生成部が、前記算出された総せん断エネルギーと、前記記憶部に記憶されている被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報と、の関係をプロットし、コーティング剤ごとにグルーピングした線図情報を生成する第６の工程と、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  10. 情報入力部と、刃先応力算出部と、ショット数算出部と、速度算出部と、総せん断エネルギー算出部と、予備選定部と、前記請求項１に記載の線図情報生成部により生成された線図情報とを備えた金型部品のコーティング剤選定補助装置における金型部品のコーティング剤選定補助方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    金型部品情報と被加工材情報を含む打抜き加工条件を含む情報を入力する第１の工程と、
    前記刃先応力算出部が、前記打抜き加工条件に基づいて、刃先応力を算出する第２の工程と、
    前記ショット数算出部が、算出された前記刃先応力から、金型部品材質の寿命までのショット数を判定する第３の工程と、
    前記速度算出部が、前記打抜き加工条件から金型部品速度を算出する第４の工程と、
    前記総せん断エネルギー算出部が、被加工材毎のせん断情報と算出された前記金型部品速度と入力されたスタンピングオイルに関する情報およびクリアランスと前記ショット数とから総せん断エネルギーを算出する第５の工程と、
    前記予備選定部が、前記線図情報に、前記算出された総せん断エネルギーと、記憶されている前記被加工材ごとの仕事量当たりの加工熱から得られる予想加工熱情報と、の関係をプロットして、プロットした前記グルーピングに基づいて、前記金型部品のコーティング剤を予備選定する第６の工程と、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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