JP2020144819A - Method of analyzing cause of occurrence of shape defect, shape defect correction method, device for analyzing cause of occurrence of shape defect, program for analyzing cause of occurrence of shape defect and recording medium - Google Patents

Method of analyzing cause of occurrence of shape defect, shape defect correction method, device for analyzing cause of occurrence of shape defect, program for analyzing cause of occurrence of shape defect and recording medium Download PDF

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Abstract

To provide a method of analyzing a cause of the occurrence of shape defect allowing for identification of a region becoming the main cause of the occurrence of the shape defect of a press-formed article due to a hot stamp construction method, and provide a shape defect correction method, a device for analyzing the cause of the occurrence of shape defect, a program for analyzing the cause of the occurrence of shape defect and a recording medium.SOLUTION: The method of analyzing the cause of the occurrence of shape defect of a press-formed article is provided that comprises a press forming analysis step, a metallic mold cooling analysis step, a first stress value calculation step, a first shape defect value calculation step, a parameter change step, a second stress value calculation step, a second shape defect value calculation step, a shape defect value comparison step, a difference value calculation step and a shape defect factor identification step.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、形状不良発生原因分析方法、形状不良修正方法、形状不良発生原因分析装置、形状不良発生原因を分析するためのプログラムおよび記録媒体に関する。 The present invention relates to a shape defect occurrence cause analysis method, a shape defect correction method, a shape defect occurrence cause analysis device, a program for analyzing a shape defect occurrence cause, and a recording medium.

従来、ドアビーム、ピラーやバンパーなど多くの自動車用部材は、鋼板などの金属板をプレス成形することにより製造されている。近年、これらの部材に対する軽量化を実現するため、高強度化および高機能化の要求が高まっている。この要求を実現するため、ホットスタンプ工法によって強度分布を有する自動車骨格部材の適用が拡大している。 Conventionally, many automobile members such as door beams, pillars and bumpers are manufactured by press forming a metal plate such as a steel plate. In recent years, in order to reduce the weight of these members, there is an increasing demand for higher strength and higher functionality. In order to meet this requirement, the application of automobile skeleton members having a strength distribution by the hot stamping method is expanding.

ホットスタンプ工法による成形工程および冷却工程においては、金型との不均一な接触等が生じ、温度分布が部材内で生じる。さらに、強度分布を有する部材を製造する際には、金型加熱や部分冷却などが行われるため、さらに大きな温度分布が部材内に生じる。このような温度分布が生じた際に、材料の相変態が不均一に起こるようになるため、局部的に残留応力が増加する。金型から部品を離型する時には、この残留応力が解放されるため、部品の形状不良が発生する。 In the molding process and the cooling process by the hot stamping method, non-uniform contact with the mold and the like occur, and a temperature distribution occurs in the member. Further, when a member having a strength distribution is manufactured, mold heating, partial cooling, and the like are performed, so that a larger temperature distribution is generated in the member. When such a temperature distribution occurs, the phase transformation of the material becomes non-uniform, so that the residual stress locally increases. When the component is removed from the mold, this residual stress is released, so that the shape of the component is defective.

このような形状不良についての対策が求められているが、ホットスタンプ工法においては、部品剛性と温度不均一が形状不良に対して相互に影響するため、具体的な形状不良対策方法は確立されていない。また、部材内に強度分布を有する部材でも同様の状況である。 Countermeasures against such shape defects are required, but in the hot stamping method, specific shape defect countermeasure methods have been established because component rigidity and temperature non-uniformity mutually affect shape defects. Absent. Further, the same situation applies to a member having a strength distribution in the member.

従来の冷間成形における形状不良対策として、スプリングバック要因分析システムを用いて、部品のスプリンバックの原因である応力を主に仮想的に書き換え、スプリングバックの主要因部を分析し、その部分の応力を低減する対策が行われている(特許文献1)。
また、成形品の設計段階において、スプリングバックの発生原因となる箇所を分析する方法なども提案されている(特許文献2)。
As a countermeasure against shape defects in conventional cold forming, the springback factor analysis system is used to virtually rewrite the stress that is the cause of springback of parts, analyze the main factor part of springback, and analyze that part. Measures to reduce stress have been taken (Patent Document 1).
Further, a method of analyzing a portion causing springback at the design stage of a molded product has also been proposed (Patent Document 2).

日本国特開2008−090481号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-090481 日本国特開2009−172677号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-172677

上述のような分析手法が検討されているものの、ホットスタンプ工法による熱間成形の形状不良原因は、主に温度不均一の結果発生した応力分布に起因する。これらを鑑みると、形状不良対策としては、温度を仮想的に部分的に逐次書換えて形状不具合の主要因部を分析するシステムが想定される。 Although the above-mentioned analysis methods have been studied, the cause of the shape defect of hot forming by the hot stamping method is mainly due to the stress distribution generated as a result of temperature non-uniformity. In view of these, as a countermeasure against shape defects, a system is assumed in which the temperature is virtually partially rewritten sequentially and the main cause of the shape defects is analyzed.

しかしながら、ホットスタンプ工法においては、金型による冷却時の相変態による歪みや熱歪み(膨張や収縮)が生じるため、冷間成形のように簡便にプレス下死点での応力を予測することができなかった。そこで、本発明者らは、数値計算機を用いて、熱間成形における相変態・熱歪みを考慮した応力解析システムを検討した。
そして、本発明者らは、従来の不具合要因の分析手法と熱間成形における相変態・熱歪みを考慮した応力解析システムを統合することで、熱間成形時の温度不均一が冷却後下死点での応力分布へ与える影響を数値的に解析可能となることを見出した。さらに、この解析の結果得られた形状不良の主要因部に対し、部分水冷や部分加熱などの温度制御を行うことで、高強度かつ形状精度に優れた高機能自動車部材の実現が期待できることも見出した。
However, in the hot stamping method, strain and thermal strain (expansion and contraction) occur due to phase transformation during cooling by the die, so it is possible to predict the stress at the press bottom dead center as easily as in cold forming. could not. Therefore, the present inventors have investigated a stress analysis system that considers phase transformation and thermal strain in hot forming using a numerical computer.
Then, the present inventors have integrated the conventional analysis method of the cause of failure and the stress analysis system considering the phase transformation / thermal strain in hot forming, so that the temperature non-uniformity during hot forming will die after cooling. We found that the effect on the stress distribution at points can be analyzed numerically. Furthermore, by performing temperature control such as partial water cooling and partial heating for the main cause of shape defects obtained as a result of this analysis, it can be expected to realize high-performance automobile parts with high strength and excellent shape accuracy. I found it.

このような状況に鑑みてなされた、本発明の目的は、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因となる部位を特定可能な形状不良発生原因分析方法を提供することである。また、本発明の目的は、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因として特定された部位に対する修正方法を提案できる形状不良修正方法を提供することである。
また、本発明の目的は、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因となる部位を特定可能な、形状不良発生原因分析装置、形状不良発生原因を分析するためのプログラムおよび記録媒体を提供することである。
An object of the present invention, which has been made in view of such a situation, is to provide a method for analyzing the cause of shape defect occurrence, which can identify a portion which is a main cause of shape defect of a press-formed product by a hot stamping method. .. Another object of the present invention is to provide a shape defect correction method capable of proposing a correction method for a portion specified as a main cause of shape defects in a press-formed product by a hot stamping method.
Further, an object of the present invention is an analysis device for causing shape defects, a program and recording for analyzing the causes of shape defects, which can identify a portion which is a main cause of shape defects in a press-formed product by the hot stamping method. To provide a medium.

(1)本発明の一態様に係る形状不良発生原因分析方法は、
プレス成形品の形状不良発生原因分析方法であって、
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、
プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第1応力値を算出する第1応力値算出工程と、
第1応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第1応力値に基づいて、第1形状不良値を算出する第1形状不良値算出工程と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、
パラメータ変更工程でパラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第2応力値を算出する第2応力値算出工程と、
第2応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第2応力値に基づいて、第2形状不良値を算出する第2形状不良値算出工程と、
第1形状不良値と第2形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、
第1形状不良値と第2形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、
差分値算出工程の結果に基づき、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程と、
を含むことを特徴とする。
(2)上記(1)に記載の形状不良発生原因分析方法では、
パラメータ変更工程でパラメータを変更する領域およびパラメータを変更し、
パラメータ変更工程、第2応力値算出工程、第2形状不良値算出工程、形状不良値比較工程および差分値算出工程を繰り返し行い、
形状不良値比較工程および差分値算出工程で、第1形状不良値よりも第2形状不良値が小さくかつ第2形状不良値が最も小さくなるとき、又は、第1形状不良値よりも第2形状不良値が小さくかつ差分値が最も大きくなるときの、パラメータを変更した領域を形状不良要因領域として特定してもよい。
(3)上記(1)又は(2)に記載の形状不良発生原因分析方法では、
パラメータは、プレス成形品の、温度、板厚、熱伝導率、応力の成分値、歪みの成分値、熱膨張係数、変態塑性係数、比熱、被加工材の化学成分、からなる群から選択される1種または2種以上であってもよい。
(1) The method for analyzing the cause of shape defects according to one aspect of the present invention is
This is a method for analyzing the cause of shape defects in press-formed products.
A press molding analysis process that performs press molding analysis by numerical simulation and calculates molding data for the press molded product based on the molding conditions of the press molded product.
A mold cooling analysis process that calculates molding data for mold cooling products by mold cooling by numerical simulation,
A first stress value calculation step for calculating the first stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product.
The first shape defect value calculation step of calculating the first shape defect value based on the first stress value of the mold cooling product obtained by the first stress value calculation step, and
A parameter change process that divides the press-formed product into multiple regions and changes the parameters of each region,
The second stress value of the die-cooled product is calculated based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product whose parameters have been changed in the parameter changing process and the molding data of the mold-cooled product. Second stress value calculation process and
A second shape defect value calculation step for calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold cooling product obtained by the second stress value calculation step, and a second shape defect value calculation process.
A shape defect value comparison step for comparing the first shape defect value and the second shape defect value, and
The difference value calculation process for calculating the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value, and
Based on the result of the difference value calculation process, the shape defect factor identification process that identifies the shape defect factor region from the area where the parameters are changed, and the shape defect factor identification process.
It is characterized by including.
(2) In the method for analyzing the cause of shape defects described in (1) above,
In the parameter change process, change the area to change the parameter and the parameter,
The parameter changing process, the second stress value calculation process, the second shape defect value calculation process, the shape defect value comparison process, and the difference value calculation process are repeated.
When the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the second shape defect value is the smallest in the shape defect value comparison step and the difference value calculation process, or the second shape is smaller than the first shape defect value. The region in which the parameter is changed when the defective value is small and the difference value is the largest may be specified as the shape defect factor region.
(3) In the method for analyzing the cause of shape defects according to (1) or (2) above,
The parameters are selected from the group consisting of temperature, plate thickness, thermal conductivity, stress component value, strain component value, coefficient of thermal expansion, transformation plasticity coefficient, specific heat, and chemical component of the work material of the press-formed product. It may be one kind or two or more kinds.

(4)本発明の他の態様に係る形状不良修正方法は、
プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、
上記(1)から(3)のいずれか一項に記載の形状不良発生原因分析方法によって特定された、形状不良要因領域に対して部分的に冷却、保温又は加熱を行うことを特徴とする。
(5)本発明の他の態様に係る形状不良修正方法は、
プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、
上記(1)から(3)のいずれか一項に記載の形状不良発生原因分析方法によって特定された、形状不良要因領域以外の領域に対して部分的に加熱、保温又は冷却を行うことを特徴とする。
(6)本発明の他の態様に係る形状不良修正方法は、
プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、
上記(1)から(3)のいずれか一項に記載の形状不良発生原因分析方法によって特定された、形状不良要因領域の板厚又は形状不良要因領域以外の領域の板厚を変更することを特徴とする。
(7)本発明の他の態様に係る形状不良修正方法は、
プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置したのちのプレス工程で、
上記(1)から(3)のいずれか一項に記載の形状不良発生原因分析方法によって特定された、形状不良要因領域に対向する金型のクリアランス又は形状不良要因領域以外の領域に対向する金型のクリアランスを変更することを特徴とする。
(4) The method for correcting a shape defect according to another aspect of the present invention is
In the transfer process or press process from heating the work material of the press-formed product to installing it in the die.
It is characterized in that the region of the cause of shape defect identified by the method for analyzing the cause of occurrence of shape defect according to any one of (1) to (3) above is partially cooled, kept warm or heated.
(5) The shape defect correction method according to another aspect of the present invention is
In the transfer process or press process from heating the work material of the press-formed product to installing it in the die.
It is characterized in that a region other than the shape defect factor region specified by the shape defect occurrence cause analysis method according to any one of (1) to (3) above is partially heated, kept warm or cooled. And.
(6) The method for correcting a shape defect according to another aspect of the present invention is
In the transfer process or press process from heating the work material of the press-formed product to installing it in the die.
To change the plate thickness of the shape defect factor region or the plate thickness of the region other than the shape defect factor region specified by the shape defect occurrence cause analysis method described in any one of (1) to (3) above. It is a feature.
(7) The method for correcting a shape defect according to another aspect of the present invention is
In the press process after heating the work material of the press-formed product and then installing it in the die.
The clearance of the mold facing the shape defect factor region or the mold facing the region other than the shape defect factor region identified by the shape defect occurrence cause analysis method according to any one of (1) to (3) above. It is characterized by changing the clearance of the mold.

(8)本発明の一態様に係る形状不良発生原因分析装置は、
プレス成形品のプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析部と、
金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析部と、
プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第1応力値を算出する第1応力値算出部と、
第1応力値に基づいて、第1形状不良値を算出する第1形状不良値算出部と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更部と、
パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第2応力値を算出する第2応力値算出部と、
金型冷却品の第2応力値に基づいて、第2形状不良値を算出する第2形状不良値算出部と、
第1形状不良値と第2形状不良値とを比較する形状不良値比較部と、
第1形状不良値と第2形状不良値との差分値を算出する差分値算出部と、
パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定部と、
を備えることを特徴とする。
(9)上記(8)に記載の形状不良発生原因分析装置では、
形状不良要因特定部が、
第1形状不良値よりも第2形状不良値が小さくかつ第2形状不良値が最も小さくなるとき、又は、第1形状不良値よりも第2形状不良値が小さくかつ差分値が最も大きくなるときの、パラメータを変更した領域およびパラメータを形状不良要因として特定するように構成されてもよい。
(8) The shape defect occurrence cause analyzer according to one aspect of the present invention is
A press molding analysis unit that performs press molding analysis of a press-molded product and calculates molding data of the press-molded product based on the molding conditions of the press-molded product.
A mold cooling analysis unit that calculates molding data for mold cooling products by mold cooling,
A first stress value calculation unit that calculates the first stress value of the mold cooling product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold cooling product.
The first shape defect value calculation unit that calculates the first shape defect value based on the first stress value,
A parameter change section that divides the press-formed product into multiple regions and changes the parameters of each region,
A second stress value that calculates the second stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product with changed parameters and the molding data of the mold-cooled product. Calculation part and
A second shape defect value calculation unit that calculates a second shape defect value based on the second stress value of the mold cooling product, and
A shape defect value comparison unit that compares the first shape defect value and the second shape defect value,
A difference value calculation unit that calculates the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value,
The shape defect factor identification part that identifies the shape defect factor area from the area where the parameters are changed,
It is characterized by having.
(9) In the shape defect occurrence cause analyzer according to (8) above,
The part that identifies the cause of the shape defect is
When the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the second shape defect value is the smallest, or when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the difference value is the largest. The area in which the parameters have been changed and the parameters may be specified as a cause of shape defects.

(10)本発明の一態様に係るプログラムは、
プレス成形品の形状不良発生原因を分析するためのプログラムであって、
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出する処理と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する処理と、
プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第1応力値を算出する処理と、
金型冷却品の第1応力値に基づいて、第1形状不良値を算出する処理と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更する処理と、
パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第2応力値を算出する処理と、
金型冷却品の第2応力値に基づいて、第2形状不良値を算出する処理と、
第1形状不良値と第2形状不良値とを比較する処理と、
第1形状不良値と第2形状不良値との差分値を算出する処理と、
パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
(11)本発明の一態様に係る記録媒体は、上記(10)に記載のプログラムを格納したコンピュータで読取り可能な記録媒体である。
(10) The program according to one aspect of the present invention is
This is a program for analyzing the causes of shape defects in press-formed products.
Press molding analysis is performed by numerical simulation, and molding data of the press molded product is calculated based on the molding conditions of the press molded product.
Processing to calculate molding data of mold cooled products by mold cooling by numerical simulation,
A process of calculating the first stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product.
The process of calculating the first shape defect value based on the first stress value of the mold cooling product, and
The process of dividing the press-formed product into multiple regions and changing the parameters of each region,
A process of calculating the second stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product whose parameters have been changed and the molding data of the mold-cooled product.
The process of calculating the second shape defect value based on the second stress value of the mold cooling product, and
The process of comparing the first shape defect value and the second shape defect value,
Processing to calculate the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value,
Processing to identify the shape defect cause area from the area where the parameters are changed,
Is a program to make a computer execute.
(11) The recording medium according to one aspect of the present invention is a computer-readable recording medium in which the program described in (10) above is stored.

本発明によれば、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因となる部位を特定可能な形状不良発生原因分析方法、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因として特定された部位に対する修正方法を提案できる形状不良修正方法、また、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因となる部位を特定可能な、形状不良発生原因分析装置、形状不良発生原因を分析するためのプログラムおよび記録媒体を提供できる。 According to the present invention, a method for analyzing the cause of a shape defect that can identify a portion that is a major cause of a shape defect of a press-molded product by the hot stamping method, and a main cause of a shape defect of a press-molded product by the hot stamping method. A shape defect correction method that can propose a correction method for the part specified as, a shape defect occurrence cause analyzer that can identify the part that is the main cause of the shape defect of the press-formed product by the hot stamping method, and a shape defect. Programs and recording media for analyzing the cause can be provided.

本発明の第1実施形態に係る形状不良発生原因分析方法を説明するためのフロー図である。It is a flow chart for demonstrating the shape defect occurrence cause analysis method which concerns on 1st Embodiment of this invention. 同実施形態に係るデータテーブルの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the data table which concerns on this embodiment. 同実施形態に係るデータテーブルの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the data table which concerns on this embodiment. 同実施形態に係るデータテーブルの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the data table which concerns on this embodiment. 同実施形態に係るデータテーブルの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the data table which concerns on this embodiment. 本発明の第1実施形態に係る形状不良発生原因分析方法で、プレス成形品を複数の領域に分割した例を示す図である。It is a figure which shows the example which divided the press-molded product into a plurality of regions by the shape defect occurrence cause analysis method which concerns on 1st Embodiment of this invention. 同実施形態に係る、パラメータが変更されたデータテーブルの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the data table which changed the parameter which concerns on this embodiment. 同実施形態に係る、パラメータが変更されたデータテーブルの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the data table which changed the parameter which concerns on this embodiment. 同実施形態に係る、パラメータが変更されたデータテーブルの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the data table which changed the parameter which concerns on this embodiment. 本発明の第1実施形態に係る形状不良発生原因分析方法で、形状不良の主要な発生原因となる部位を特定したことを説明する図である。It is a figure explaining that the part which is the main cause of the shape defect was identified by the shape defect occurrence cause analysis method which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る形状不良発生原因分析方法で、形状不良の主要な発生原因となる部位の影響度を示した図である。It is a figure which showed the degree of influence of the part which is the main cause of the shape defect in the shape defect occurrence cause analysis method which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る形状不良発生原因分析方法で、形状不良の主要な発生原因となる部位の影響度と対策可能な部位を示した図である。It is a figure which showed the degree of influence of the part which is the main cause of the shape defect and the part which can be dealt with in the shape defect occurrence cause analysis method which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る形状不良発生原因分析装置の構成を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the structure of the shape defect occurrence cause analysis apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の実施例で出力された、形状不良の主要な発生原因となる部位の影響度と対策可能な部位を示した図である。It is a figure which showed the influence degree of the part which is the main cause of the shape defect and the part which can be dealt with, which was output in the Example of this invention.

本発明者らは、ホットスタンプ工法による熱間成形品の部品の形状精度を担保するために、冷間成形と同様に、製品形状をCAEを用いて高精度に予測し、効率的に工法対策を打つことが有効であるとの知見を見出した。冷間成形においては、コンピュータ上で応力やヤング率を部分的に削除・変化させることで、プレス成形部品の形状不良の要因部位の特定や形状付与などの対策が可能である。
一方、たとえば鋼板の熱間・温間成形、いわゆるホットスタンプ成形では、金型において加熱部、非加熱部、冷却部が存在し、金型と加熱した鋼板が部分的に接触し冷却され、鋼板の内部組織の相変態による変態ひずみや熱歪みが生じるために、プレス下死点での応力や冷却後の形状を予測することが困難であるという課題があった。
In order to ensure the shape accuracy of the parts of the hot-molded product by the hot stamping method, the present inventors predict the product shape with high accuracy using CAE as in the case of cold molding, and efficiently take measures against the method. We found that it is effective to hit. In cold forming, by partially deleting or changing the stress and Young's modulus on a computer, it is possible to identify the cause of the shape defect of the press-formed part and take measures such as giving the shape.
On the other hand, for example, in hot / warm forming of a steel plate, so-called hot stamp forming, there are a heated part, a non-heated part, and a cooling part in the mold, and the mold and the heated steel plate are partially contacted and cooled to form a steel plate. There is a problem that it is difficult to predict the stress at the bottom dead point of the press and the shape after cooling because the transformation strain and the thermal strain occur due to the phase transformation of the internal structure of the press.

本発明者らは、熱間・温間成形における相変態・熱歪みを考慮し、相変態後の応力を予測可能なシステムを提供することで、熱間・温間成形の温度分布が冷却後の下死点での応力分布へ与える影響を数値的に解析可能になるとの考えに基づき、冷却後の下死点における成形品の温度分布を部分的に変化させることで、プレス成形部品の形状不良の要因部位の特定や形状付与などの対策が可能となるとの知見に至った。 The present inventors consider the phase transformation and thermal strain in hot and warm forming, and provide a system that can predict the stress after the phase transformation so that the temperature distribution of hot and warm forming is after cooling. Based on the idea that the effect on the stress distribution at the bottom dead point can be analyzed numerically, the shape of the press-molded part is formed by partially changing the temperature distribution of the molded product at the bottom dead point after cooling. We have come to the conclusion that it is possible to take measures such as identifying the cause of the defect and giving it a shape.

以下、本発明の実施形態について例を挙げて説明するが、本発明は以下で説明する例に限定されないことは自明である。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本発明の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to examples, but it is obvious that the present invention is not limited to the examples described below. In the following description, specific numerical values and materials may be exemplified, but other numerical values and materials may be applied as long as the effects of the present invention can be obtained.

[第1実施形態]
第1実施形態では、本発明の形状不良発生原因分析方法について説明する。
本実施形態に係る形状不良原因分析方法は、プレス成形品の形状不良発生原因分析方法であって、数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第1応力値を算出する第1応力値算出工程と、第1応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第1応力値に基づいて、第1寸法精度不良値を算出する第1形状不良値算出工程と、プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、パラメータ変更工程でパラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第2応力値を算出する第2応力値算出工程と、第2応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第2応力値に基づいて、第2形状不良値を算出する第2形状不良値算出工程と、第1形状不良値と第2形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、第1形状不良値と第2形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、差分値算出工程の結果に基づき、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程とを含む。
[First Embodiment]
In the first embodiment, the method for analyzing the cause of shape defect occurrence of the present invention will be described.
The shape defect cause analysis method according to the present embodiment is a shape defect occurrence cause analysis method for a press-molded product, and press-molding analysis is performed by numerical simulation, and the press-molded product molding data is based on the molding conditions of the press-molded product. Obtained from the press molding analysis process that calculates, the mold cooling analysis process that calculates the molding data of the mold cooling product by mold cooling by numerical simulation, the molding data of the press molding product, and the molding data of the mold cooling product. The first stress value calculation step of calculating the first stress value of the mold cooling product based on the temperature change and the amount of strain during press molding, and the first of the mold cooling products obtained by the first stress value calculation step. The first shape defect value calculation step of calculating the first dimensional accuracy defect value based on the stress value, the parameter change process of dividing the press-formed product into a plurality of regions and changing the parameters of each region, and the parameter change process. The second stress that calculates the second stress value of the mold cooling product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press molded product and the molding data of the mold cooling product whose parameters have been changed in The second shape defect value calculation step for calculating the second shape defect value based on the value calculation step and the second stress value of the mold cooling product obtained by the second stress value calculation step, and the first shape defect value. Based on the results of the shape defect value comparison step of comparing the first shape defect value with the second shape defect value, the difference value calculation process of calculating the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value, and the difference value calculation process. It includes a process for identifying a shape defect factor that identifies a shape defect factor region from a region in which parameters are changed.

ホットスタンプ工法とは、加熱炉または通電加熱装置を用い、被加工材を700〜1000℃に加熱、搬送し、プレス成形のための金型内に被加工材を設置し、プレス成形と共に冷却を行い成形品を得る工法である。本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法は、被加工材を700〜1000℃に加熱して、被加工材を400〜850℃で成形したのち、1〜1000℃/sの冷却速度で冷却するホットスタンプ工法に好ましく用いることができる。
寸法精度不良とは、たとえばスプリングバックや熱ひずみによるねじれなどが含まれる。スプリングバックは、プレス成形時に被加工材内に局所的に生じる応力に起因して、プレス成形後のプレス成形品に設計形状との誤差が生じる現象である。
The hot stamping method uses a heating furnace or an energizing heating device to heat and transport the work material to 700 to 1000 ° C., install the work material in a mold for press molding, and cool it together with press molding. This is a method of obtaining a molded product. In the method for analyzing the cause of shape defects according to the present embodiment, the work material is heated to 700 to 1000 ° C., the work material is molded at 400 to 850 ° C., and then cooled at a cooling rate of 1 to 1000 ° C./s. It can be preferably used in the hot stamping method.
Poor dimensional accuracy includes, for example, springback and twisting due to thermal strain. Springback is a phenomenon in which an error occurs in a press-formed product after press forming due to a stress locally generated in a work material during press forming.

以下、図1のフロー図と共に本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法について説明する。 Hereinafter, the method for analyzing the cause of shape defects according to the present embodiment will be described together with the flow chart of FIG.

まず、第1形状不良値の算出ステップ(S100〜S108)を説明する。 First, the steps for calculating the first shape defect value (S100 to S108) will be described.

(プレス成形解析工程)
プレス成形解析工程では、成形条件を入力し(S100)、数値シミュレーションによってプレス成形解析を行う(S102)。
プレス成形解析工程では、入力されたプレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出する。成形条件には、被加工材(たとえば素材鋼板)の化学成分、被加工材の形状データ、板厚、加熱条件、被加工材の搬送時間、冷却条件、熱伝導率、熱伝達率、熱膨張係数、変態塑性係数、比熱、金型の形状データが含まれる。プレス成形品の成形条件は、たとえば図2又は図3に示すようなデータテーブルとして、コンピュータで読み書き可能な記録媒体に入力されてもよい。
(Press molding analysis process)
In the press molding analysis step, molding conditions are input (S100), and press molding analysis is performed by numerical simulation (S102).
In the press molding analysis step, the molding data of the press molded product is calculated based on the input molding conditions of the press molded product. The molding conditions include the chemical composition of the work material (for example, the material steel plate), the shape data of the work material, the plate thickness, the heating condition, the transport time of the work material, the cooling condition, the thermal conductivity, the heat transfer coefficient, and the thermal expansion. Includes coefficients, transformational plasticity coefficients, specific heat, and mold shape data. The molding conditions of the press-molded product may be input to a computer-readable / readable / writable recording medium as, for example, a data table as shown in FIG. 2 or FIG.

プレス成形品の成形データとは、被加工材を加熱し、プレス成形した後の成形データを意味する。プレス成形品の成形データには、プレス成形品の、温度、板厚、熱伝導率、応力の成分値、歪みの成分値、相分率が含まれる。 The molding data of the press-molded product means the molding data after the work material is heated and press-molded. The molding data of the press-molded product includes the temperature, plate thickness, thermal conductivity, stress component value, strain component value, and phase fraction of the press-molded product.

プレス成形品の成形データは、たとえば図4に示すようなデータテーブルとして、コンピュータで読み書き可能な記録媒体に記憶されてもよい。
成形条件として入力された被加工材の化学成分と加熱履歴によって、上記被加工材を構成する相の分率を計算することができる。さらに被加工材を構成する相の分率と各相の熱膨張係数から、上記被加工材における熱膨張係数を算出する。また、被加工材を構成する相の分率と各相の変態塑性係数から上記被加工材における変態塑性係数を算出する。
The molding data of the press-molded product may be stored in a computer-readable / readable / writable recording medium as, for example, a data table as shown in FIG.
The fraction of the phases constituting the work material can be calculated from the chemical composition of the work material and the heating history input as the molding conditions. Further, the coefficient of thermal expansion of the material to be processed is calculated from the fraction of the phases constituting the material to be processed and the coefficient of thermal expansion of each phase. Further, the transformation plasticity coefficient of the work material is calculated from the fractions of the phases constituting the work material and the transformation plasticity coefficient of each phase.

(金型冷却解析工程)
金型冷却解析工程では、数値シミュレーションによって、金型冷却後の金型冷却品の成形データを算出する(S104)。
金型冷却品の成形データとは、ホットスタンプ工法によるプレス成形時の下死点保持後の成形データを意味する。金型冷却品の成形データには、プレス成形品の、温度、板厚、応力の成分値、歪みの成分値、相分率が含まれる。
上記プレス成形解析によって得られる冷却履歴によって、上記被加工材を構成する相の分率の変化を計算し更新することができる。更新した被加工材を構成する相の分率と各相の熱膨張係数から、上記被加工材における熱膨張係数を算出する。また、被加工材を構成する相の分率と各相の変態塑性係数から上記被加工材における変態塑性係数を算出する。
(Mold cooling analysis process)
In the mold cooling analysis step, molding data of the mold cooled product after mold cooling is calculated by numerical simulation (S104).
The molding data of the mold-cooled product means the molding data after holding the bottom dead center during press molding by the hot stamping method. The molding data of the die-cooled product includes the temperature, plate thickness, stress component value, strain component value, and phase fraction of the press-molded product.
The change in the fraction of the phase constituting the work material can be calculated and updated from the cooling history obtained by the press forming analysis. The coefficient of thermal expansion of the material to be processed is calculated from the fractions of the phases constituting the updated material to be processed and the coefficient of thermal expansion of each phase. Further, the transformation plasticity coefficient of the work material is calculated from the fractions of the phases constituting the work material and the transformation plasticity coefficient of each phase.

金型冷却品の成形データは、図5に示すようなデータテーブルとして、コンピュータで読み書き可能な記録媒体に記憶されてもよい。 The molding data of the mold cooling product may be stored in a computer-readable / readable / writable recording medium as a data table as shown in FIG.

(第1応力値算出工程)
プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データを解析する際に得られるプレス成形時の時々刻々の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第1応力値を算出する(S106)。
(First stress value calculation process)
The first stress value of the die-cooled product is calculated based on the momentary temperature change and strain amount during press molding obtained when analyzing the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product (S106). ).

(第1形状不良値算出工程)
第1形状不良値算出工程では、計算されたプレス成形品または金型冷却品の第1応力値算出工程によって得られた第1応力値に基づいて、第1形状不良値を算出する(S108)。
(First shape defect value calculation process)
In the first shape defect value calculation step, the first shape defect value is calculated based on the first stress value obtained by the calculated first stress value calculation step of the press-formed product or the mold cooling product (S108). ..

形状不良値とは、プレス成形品の任意の場所における、設計値に対する形状精度のかい離量である。
本実施形態の例では、形状不良値は、図6に示すプレス成形品で、a点およびa’点を拘束した場合の、b点の高さ方向z(プレス成形品10の長手方向xと幅方向yに垂直な方向)の変位量である。本実施形態の例では、設計値に対するb点の変位量を形状不良値とする。
The shape defect value is the amount of difference in shape accuracy with respect to the design value at an arbitrary location of the press-formed product.
In the example of this embodiment, the shape defect value is the height direction z of the point b (the longitudinal direction x of the press-formed product 10) when the points a and a'are constrained in the press-formed product shown in FIG. The amount of displacement in the direction perpendicular to the width direction y). In the example of this embodiment, the displacement amount of point b with respect to the design value is set as the shape defect value.

第1形状不良値算出工程で算出される第1形状不良値は、プレス成形品の設計値に対して、ホットスタンプ工法によって成形したプレス成形品がどの程度誤差を有するかを示す計算上の値である。上述のように、ホットスタンプ成形では、金型において加熱部、非加熱部、冷却部が存在し、金型と加熱した素材鋼板が部分的に接触し冷却され、素材鋼板の内部組織における相変態や熱歪みが生じる。第1形状不良値は、このような相変態や熱歪みを考慮した形状不良値である。 The first shape defect value calculated in the first shape defect value calculation process is a calculated value indicating how much the press-molded product molded by the hot stamping method has an error with respect to the design value of the press-molded product. Is. As described above, in hot stamping, there are a heated part, a non-heated part, and a cooling part in the mold, and the mold and the heated material steel sheet are partially contacted and cooled to undergo phase transformation in the internal structure of the material steel sheet. And thermal distortion occur. The first shape defect value is a shape defect value in consideration of such phase transformation and thermal strain.

次に、第2形状不良値の算出ステップ(S110〜S122)を説明する。第1形状不良値の算出ステップ(S100〜S108)と第2形状不良値の算出ステップ(S110〜S122)を実施する順序は問わず、これらのステップが並行して実施されてもよい。
なお、以下の説明では、第1形状不良値の算出ステップ(S100〜S108)と第2形状不良値の算出ステップ(S110〜S122)とで、重複する構成の説明は省略する。
Next, the steps for calculating the second shape defect value (S110 to S122) will be described. These steps may be performed in parallel regardless of the order in which the first shape defect value calculation steps (S100 to S108) and the second shape defect value calculation steps (S110 to S122) are performed.
In the following description, the description of the overlapping configuration in the first shape defect value calculation step (S100 to S108) and the second shape defect value calculation step (S110 to S122) will be omitted.

(プレス成形解析工程)
プレス成形解析工程では、成形条件を入力し(S110)、数値シミュレーションによってプレス成形解析を行う(S112)。
プレス成形解析工程では、入力されたプレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出する。
(Press molding analysis process)
In the press molding analysis step, molding conditions are input (S110), and press molding analysis is performed by numerical simulation (S112).
In the press molding analysis step, the molding data of the press molded product is calculated based on the input molding conditions of the press molded product.

(金型冷却解析工程)
金型冷却解析工程では、数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する(S114)。
(Mold cooling analysis process)
In the mold cooling analysis step, molding data of the mold cooled product by mold cooling is calculated by numerical simulation (S114).

(パラメータ変更工程)
パラメータ変更工程では、プレス成形品を複数の領域に分割する(S116)。
具体的には、領域分割ソフトウェアを用いて、プレス成形品の面を複数の領域に仮想的に分割する処理を行う。分割する領域は、プレス成形品の形状などに基づいて決定すればよく、幅方向に5〜200、長手方向に5〜400の数に分割することが好ましい。
(Parameter change process)
In the parameter changing step, the press-formed product is divided into a plurality of regions (S116).
Specifically, the area division software is used to virtually divide the surface of the press-formed product into a plurality of areas. The region to be divided may be determined based on the shape of the press-formed product and the like, and is preferably divided into a number of 5 to 200 in the width direction and 5 to 400 in the longitudinal direction.

図6に、プレス成形品10を幅方向に7、長手方向に10の数の領域に分割した例を示す。図6の例では、稜線部と平面部の領域の面積は異なり、稜線部、天板面、縦壁部を分けるように分割するのが好ましい。 FIG. 6 shows an example in which the press-formed product 10 is divided into 7 regions in the width direction and 10 regions in the longitudinal direction. In the example of FIG. 6, the areas of the ridge line portion and the flat surface portion are different, and it is preferable to divide the ridge line portion, the top plate surface, and the vertical wall portion so as to separate them.

そして、分割された各領域のパラメータを変更する(S118)。
図7から図9に、分割された各領域のパラメータを変更する場合のデータテーブルの一例を示す。
たとえば図7では、X個に領域分割し、領域4のみの温度を540℃に変更している。連続的に処理することによって、領域1〜Xのうちの1つの領域のみの温度を変更した、成形前入力データをX個作成する。たとえば図8では、X個に領域分割し、領域1のみの板厚を1.6mmに変更している。連続的に処理することによって、領域1〜Xのうちの1つの領域のみの板厚を変更した、成形前入力データをX個作成する。また、たとえば図9では、X個に領域分割し、領域4のみの熱伝達率を2600W/m・Kに変更している。連続的に処理することによって、領域1〜Xのうちの1つの領域のみの金型の熱伝達率を変更した、成形前入力データをX個作成する。
Then, the parameters of each of the divided regions are changed (S118).
7 to 9 show an example of a data table when changing the parameters of each divided area.
For example, in FIG. 7, the area is divided into X pieces, and the temperature of only the area 4 is changed to 540 ° C. By continuously processing, X pieces of pre-molding input data in which the temperature of only one of the areas 1 to X is changed are created. For example, in FIG. 8, the area is divided into X pieces, and the plate thickness of only the area 1 is changed to 1.6 mm. By continuously processing, X pieces of pre-molding input data in which the plate thickness of only one of the areas 1 to X is changed are created. Further, for example, in FIG. 9, the area is divided into X pieces, and the heat transfer coefficient of only the area 4 is changed to 2600 W / m 2 · K. By continuously processing, X pieces of pre-molding input data in which the heat transfer coefficient of the mold in only one region 1 to X is changed are created.

パラメータ変更工程で変更するパラメータは、プレス成形品の、温度、板厚、熱伝導率、応力の成分値、歪みの成分値、熱膨張係数、変態塑性係数、比熱、素材鋼板の化学成分、金型との熱伝達係数からなる群から選択される1種または2種以上であることが好ましい。
パラメータ変更工程で変更するパラメータは、より好ましくは、プレス成形品の、温度、板厚、熱伝導率、比熱、金型との熱伝達係数からなる群から選択される1種である。
The parameters to be changed in the parameter change process are temperature, plate thickness, thermal conductivity, stress component value, strain component value, coefficient of thermal expansion, transformation plasticity coefficient, specific heat, chemical component of material steel plate, and gold of the press-formed product. It is preferably one or more selected from the group consisting of the heat transfer coefficient with the mold.
The parameter to be changed in the parameter changing step is more preferably one selected from the group consisting of temperature, plate thickness, thermal conductivity, specific heat, and heat transfer coefficient with the mold of the press-formed product.

(第2応力値算出工程)
第2応力値算出工程では、パラメータ変更工程でパラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第2応力値を算出する(S120)。
(Second stress value calculation process)
In the second stress value calculation step, the mold cooling product is based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product whose parameters are changed in the parameter changing step and the molding data of the mold cooling product. The second stress value of is calculated (S120).

(第2形状不良値算出工程)
第2形状不良値算出工程では、第2応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第2応力値に基づいて、第2形状不良値を算出する(S122)。
第2形状不良値の算出方法などは、上述の第1形状不良値の算出方法と同様である。
(Second shape defect value calculation process)
In the second shape defect value calculation step, the second shape defect value is calculated based on the second stress value of the mold cooling product obtained in the second stress value calculation step (S122).
The method for calculating the second shape defect value and the like is the same as the method for calculating the first shape defect value described above.

(形状不良値比較工程)
形状不良値比較工程では、評価点において第1形状不良値と第2形状不良値とを比較する(S124)。評価点は、形状不良値を算出する為の拘束点から離れた位置とすることが望ましい。たとえば図6に示す拘束点aおよびa’から離れた位置であるbが評価点である。
形状不良値比較工程では、上述のS100〜S122のステップで算出された第1形状不良値と第2形状不良値の絶対値を比較して、第1形状不良値と第2形状不良値のどちらが大きいか判定する。
(Shape defect value comparison process)
In the shape defect value comparison step, the first shape defect value and the second shape defect value are compared at the evaluation point (S124). It is desirable that the evaluation point is a position away from the restraint point for calculating the shape defect value. For example, b, which is a position away from the restraint points a and a'shown in FIG. 6, is an evaluation point.
In the shape defect value comparison step, the absolute values of the first shape defect value and the second shape defect value calculated in the above steps S100 to S122 are compared, and which of the first shape defect value and the second shape defect value is Determine if it is large.

(差分値算出工程)
差分値算出工程では、上述のS100〜S122のステップで算出された第1形状不良値と第2形状不良値との差分値を算出する(S126)。
差分値算出工程では、第1形状不良値と第2形状不良値のそれぞれの絶対値の差分値を算出する。
(Difference value calculation process)
In the difference value calculation step, the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value calculated in the above steps S100 to S122 is calculated (S126).
In the difference value calculation step, the difference value of each absolute value of the first shape defect value and the second shape defect value is calculated.

本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法では、パラメータ変更工程でパラメータを変更する領域およびパラメータを変更し、分割領域数分の成形入力データを作成し、上述の、パラメータ変更工程、第2応力値算出工程、第2形状不良値算出工程、形状不良値比較工程および差分値算出工程(S118〜S126)を繰り返し行う。
すなわち、分割された領域の全てに対して、一又は複数の所定のパラメータについて、S118〜S126のステップを実施する。あるいは、分割された領域のうちの特定の領域に対して、一又は複数の所定のパラメータについて、S118〜S126のステップを実施してもよい。
In the shape defect occurrence cause analysis method according to the present embodiment, the region for changing the parameter and the parameter are changed in the parameter changing step, molding input data for the number of divided regions is created, and the above-mentioned parameter changing step and the second stress The value calculation step, the second shape defect value calculation step, the shape defect value comparison step, and the difference value calculation step (S118 to S126) are repeated.
That is, the steps S118 to S126 are carried out for all of the divided regions for one or more predetermined parameters. Alternatively, the steps S118 to S126 may be carried out for a specific region of the divided regions for one or more predetermined parameters.

(形状不良要因特定工程)
形状不良要因特定工程では、差分値算出工程の結果に基づき、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する(S128)。
(Process for identifying the cause of shape defects)
In the shape defect factor identification step, the shape defect factor region is specified from the region where the parameter is changed based on the result of the difference value calculation step (S128).

本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法では、形状不良要因特定工程において、形状不良値比較工程と差分値算出工程との結果から、第1形状不良値よりも第2形状不良値が小さくかつ差分値が最も大きくなるときの、パラメータを変更した領域における形状不良要因領域を特定する。 In the shape defect occurrence cause analysis method according to the present embodiment, the second shape defect value is smaller than the first shape defect value based on the results of the shape defect value comparison step and the difference value calculation step in the shape defect factor identification step. Identify the shape defect factor area in the area where the parameters are changed when the difference value becomes the largest.

第1形状不良値よりも第2形状不良値が小さく、かつ第1形状不良値と第2形状不良値との差分値が最も大きくなるとき、形状不良値、すなわちプレス成形品のスプリングバック量が最も小さくなる。
そのため、第1形状不良値よりも第2形状不良値が小さく、かつ第1形状不良値と第2形状不良値との差分値が最も大きくなるときのパラメータを変更した領域を、形状不良に最も影響を与える形状不良要因部位(あるいは領域)として特定することができる。このような部位を、形状不良要因領域と称してもよい。形状不良要因領域は、たとえば表示装置上において、図10のように、太線部cで囲まれた領域として示されてもよい。
When the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value is the largest, the shape defect value, that is, the springback amount of the press-formed product is large. The smallest.
Therefore, the region where the parameter is changed when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value is the largest is the most shape defect. It can be specified as an influential shape defect factor site (or region). Such a portion may be referred to as a shape defect factor region. The shape defect factor region may be shown as a region surrounded by a thick line portion c, for example, on a display device as shown in FIG.

また、第1形状不良値よりも第2形状不良値が小さく、かつ第1形状不良値と第2形状不良値との差分値が最も大きくなるときのパラメータを変更した領域のパラメータを、形状不良に最も影響を与えるパラメータとして特定することができる。このようなパラメータを、たとえば形状不良要因パラメータと称してもよい。 Further, the parameter of the region where the parameter is changed when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value is the largest is the shape defect. Can be specified as the parameter that most affects. Such a parameter may be referred to as, for example, a shape defect factor parameter.

なお、形状不良値比較工程と差分値算出工程との結果から、上述の第1形状不良値よりも第2形状不良値が大きくなる場合には、形状不良へ影響する領域はないと判定される。この場合、第1形状不良値を最小の形状不良値としてもよい。 From the results of the shape defect value comparison step and the difference value calculation step, it is determined that there is no region affecting the shape defect when the second shape defect value is larger than the above-mentioned first shape defect value. .. In this case, the first shape defect value may be set as the minimum shape defect value.

形状不良要因となる領域の表示方法あるいは出力方法は、たとえば、第1形状不良値と第2形状不良値との差分値を、パラメータを変更した領域に対し数値として与え、Livermore Software Technology Corp.製のLS−PREPOST等のソフトを用いて表示する方法がある。
図11は、表示装置の画面上で形状不良要因を表示する一例を示す図である。形状不良要因となる領域は、たとえば図11に示すように、分割領域ごとに形状不良に与える影響度の大小に応じて色分けされて表されてもよい。
As a display method or an output method of a region that causes a shape defect, for example, a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value is given as a numerical value for the region in which the parameter is changed, and Livermore Software Technology Corp. There is a method of displaying using software such as LS-PREPOST manufactured by LS-PREPOST.
FIG. 11 is a diagram showing an example of displaying the cause of shape defect on the screen of the display device. As shown in FIG. 11, for example, the regions that cause shape defects may be color-coded according to the degree of influence on the shape defects for each divided region.

図11の例では、プレス成形品10の中央側面部が形状不良に与える影響度が大きい領域であるとされている。また、プレス成形品10の両端部とその近傍は、形状不良に与える影響度が小さい領域とされている。 In the example of FIG. 11, it is said that the central side surface portion of the press-formed product 10 is a region having a large influence on the shape defect. Further, both ends of the press-formed product 10 and its vicinity are defined as regions having a small influence on the shape defect.

なお、本実施形態で説明した形状不良発生原因分析方法における各工程の順序は一例に過ぎず、各工程の順序を入れ替えて同分析方法を実施してもよい。 The order of each step in the shape defect occurrence cause analysis method described in the present embodiment is only an example, and the same analysis method may be carried out by changing the order of each step.

本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法では、上述の形状不良要因パラメータの具体的な値を特定することもできる。形状不良値比較工程と差分値算出工程との結果から、第1形状不良値よりも第2形状不良値が小さくかつ差分値が最も大きくなるときの、パラメータを変更した領域およびパラメータ、並びにこのパラメータの値を特定してもよい。
上述のように特定されたパラメータを変更した領域およびパラメータは、形状不良への影響が最も大きい。そのため、この領域のパラメータを変更することで、プレス成形品の形状不良を最も小さくすることができる。
In the shape defect occurrence cause analysis method according to the present embodiment, it is also possible to specify a specific value of the shape defect factor parameter described above. From the results of the shape defect value comparison process and the difference value calculation process, when the second shape defect value is smaller and the difference value is the largest than the first shape defect value, the area and parameter in which the parameter is changed, and this parameter The value of may be specified.
Areas and parameters in which the parameters specified as described above are changed have the greatest effect on shape defects. Therefore, by changing the parameters in this region, the shape defect of the press-formed product can be minimized.

上述の実施形態に係る形状不良発生原因分析方法を実施して形状不良要因を特定したのち、形状不良要因として特定された領域に対して、さらに上述の実施形態に係る形状不良発生原因分析方法を実施して形状不良要因となる領域をさらに特定してもよい。
この場合、上述のS100〜S128を実施し、形状不良要因として特定された領域に対して、さらに分割領域を小さくしてS100〜S128と同様のステップを実施する。これにより、さらに詳細な形状不良要因を特定することができる。
After the shape defect cause analysis method according to the above-described embodiment is performed to identify the shape defect cause, the shape defect occurrence cause analysis method according to the above-described embodiment is further applied to the region specified as the shape defect factor. It may be carried out to further identify the region that causes the shape defect.
In this case, the above-mentioned S100 to S128 are carried out, and the same steps as in S100 to S128 are carried out with respect to the region specified as the cause of the shape defect by further reducing the division region. Thereby, a more detailed cause of shape defect can be identified.

上述の実施形態に係る形状不良発生原因分析方法は、被加工材(ブランク)に温度勾配がある場合、すなわちプレス成形の直前で一つの被加工材に温度分布がある場合にも好ましく用いることができる。また上述の実施形態に係る形状不良発生原因分析方法は、ホットスタンプ工法のプレス成形に用いる金型に温度勾配がある場合、すなわち、ダイ、パンチ、パッドのいずれかまたはすべての金型に温度分布がある場合にも好ましく用いることができる。あるいは、上述の実施形態に係る形状不良発生原因分析方法は、被加工材(ブランク)および金型に温度勾配がある場合にも好ましく用いることができる。 The method for analyzing the cause of shape defects according to the above-described embodiment is preferably used when the work material (blank) has a temperature gradient, that is, when one work material has a temperature distribution immediately before press forming. it can. Further, in the method for analyzing the cause of shape defects according to the above-described embodiment, when the mold used for press forming by the hot stamping method has a temperature gradient, that is, the temperature is distributed to any or all of the dies, punches, and pads. It can also be preferably used when there is. Alternatively, the method for analyzing the cause of shape defects according to the above-described embodiment can be preferably used even when the material to be processed (blank) and the mold have a temperature gradient.

上述の実施形態に係る形状不良発生原因分析方法によれば、鋼板や棒鋼などの鋼材、アルミ、マグネシウム、チタンなどの材料、あるいはこれらの合金をホットスタンプ工法によってプレス成形した際に、プレス成形品に発生する形状不良の要因となる被加工材の領域および/又はプレス成形品に発生する形状不良の要因となる部位およびパラメータを特定することができる。 According to the method for analyzing the cause of shape defects according to the above-described embodiment, when a steel material such as a steel plate or a steel bar, a material such as aluminum, magnesium, or titanium, or an alloy thereof is press-formed by a hot stamping method, a press-formed product is produced. It is possible to specify the region of the work material that causes the shape defect that occurs in the above and / or the site and the parameter that causes the shape defect that occurs in the press-formed product.

本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法によれば、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因となる部位を特定できる。また、形状不良の主要な発生原因となる部位における形状不良の要因となるパラメータを特定することができる。 According to the shape defect occurrence cause analysis method according to the present embodiment, it is possible to identify a portion that is the main cause of the shape defect of the press-formed product by the hot stamping method. In addition, it is possible to identify the parameters that cause the shape defect in the portion that is the main cause of the shape defect.

[第2実施形態]
本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法は、基本的な構成は上述の第1実施形態に係る形状不良発生原因分析方法と同様であるが、形状不良要因特定工程において、形状不良値比較工程と差分値算出工程との結果から、第1形状不良値よりも第2形状不良値が小さくかつ第2形状不良値が最も小さくなるときの、パラメータを変更した領域およびパラメータを形状不良要因として特定する。
[Second Embodiment]
The basic configuration of the shape defect occurrence cause analysis method according to the present embodiment is the same as that of the shape defect occurrence cause analysis method according to the first embodiment described above, but in the shape defect factor identification step, the shape defect value comparison step From the results of the difference value calculation process and the result, when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the second shape defect value is the smallest, the area where the parameters are changed and the parameters are specified as the shape defect factors. To do.

第2形状不良値が最も小さくなるとき、形状不良値、すなわちプレス成形品のスプリングバック量が最も小さくなる。
そのため、第2形状不良値が最も小さくなるときのパラメータを変更した領域を、形状不良に最も影響を与える形状不良要因部位(あるいは領域)として特定することができる。
また、第2形状不良値が最も小さくなるときのパラメータを変更した領域のパラメータを、形状不良に最も影響を与えるパラメータとして特定することができる。
When the second shape defect value is the smallest, the shape defect value, that is, the springback amount of the press-formed product is the smallest.
Therefore, the region in which the parameter is changed when the second shape defect value is the smallest can be specified as the shape defect factor portion (or region) that most affects the shape defect.
Further, the parameter in the region where the parameter when the second shape defect value is the smallest is changed can be specified as the parameter that most affects the shape defect.

なお、形状不良値比較工程と差分値算出工程との結果から、上述の第1形状不良値よりも第2形状不良値が大きくなる場合には、形状不良へ影響する領域はないと判定される。この場合、第1形状不良値を最小の形状不良値としてもよい。 From the results of the shape defect value comparison step and the difference value calculation step, it is determined that there is no region affecting the shape defect when the second shape defect value is larger than the above-mentioned first shape defect value. .. In this case, the first shape defect value may be set as the minimum shape defect value.

本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法では、形状不良を低減するためのパラメータ値が定量的に得られ、そのパラメータを目標にプレス方法を目標に制御すれば形状精度に優れた製品が得られるという効果がある。 In the shape defect occurrence cause analysis method according to the present embodiment, parameter values for reducing shape defects can be quantitatively obtained, and if the pressing method is controlled with the parameter as the target, a product with excellent shape accuracy can be obtained. It has the effect of being.

[第3実施形態]
次に、本発明の形状不良修正方法について説明する。本実施形態に係る形状不良修正方法では、プレス成形品の素材鋼板を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、下記プレス成形品の形状不良発生原因分析方法によって特定された、パラメータを変更した領域に対して部分的に冷却、保温又は加熱を行うか、パラメータを変更した領域以外の領域に対して部分的に冷却、保温又は加熱を行い、製造工程中の形状不良要因部位近傍の温度分布の不均一を低減する対策を行う。
[Third Embodiment]
Next, the shape defect correction method of the present invention will be described. In the shape defect correction method according to the present embodiment, in the transport process from heating the material steel plate of the press-formed product to installation in the mold, or in the press process, the following method for analyzing the cause of shape defect in the press-formed product is used. Partially cool, heat-retain, or heat the specified parameter-changed region, or partially cool, heat-retain, or heat the region other than the parameter-changed region during the manufacturing process. Take measures to reduce the non-uniformity of the temperature distribution near the part that causes the shape defect.

本実施形態に係る形状不良修正方法は、以下の工程を含むプレス成形品の形状不良発生原因分析方法を利用する。
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第1応力値を算出する第1応力値算出工程と、第1応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第1応力値に基づいて、第1形状不良値を算出する第1形状不良値算出工程と、プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、パラメータ変更工程でパラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第2応力値を算出する第2応力値算出工程と、第2応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第2応力値に基づいて、第2形状不良値を算出する第2形状不良値算出工程と、第1形状不良値と第2形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、第1形状不良値と第2形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、差分値算出工程の結果に基づき、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程。
The shape defect correction method according to the present embodiment utilizes a shape defect occurrence cause analysis method of a press-formed product including the following steps.
Press molding analysis is performed by numerical simulation, and the press molding analysis process that calculates the molding data of the press molded product based on the molding conditions of the press molded product, and the molding data of the mold cooled product by mold cooling are calculated by the numerical simulation. The first stress value of the mold cooling product is calculated based on the mold cooling analysis process and the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press molded product and the molding data of the mold cooling product. 1 The first shape defect value calculation step for calculating the first shape defect value based on the first stress value of the mold cooling product obtained by the first stress value calculation step and the first stress value calculation step, and the press-molded product. Is divided into a plurality of regions and the parameters of each region are changed, and the press molding data obtained from the molding data of the press-formed product and the molding data of the mold cooling product whose parameters are changed in the parameter changing process Based on the second stress value calculation process that calculates the second stress value of the mold cooling product based on the temperature change and the amount of strain, and the second stress value of the mold cooling product obtained by the second stress value calculation process. , The second shape defect value calculation process for calculating the second shape defect value, the shape defect value comparison process for comparing the first shape defect value and the second shape defect value, and the first shape defect value and the second shape defect value. A shape defect factor identification process that identifies a shape defect factor region from a region in which parameters are changed based on the results of a difference value calculation process that calculates a difference value from a value and a difference value calculation process.

なお、本実施形態に係る形状不良修正方法では、上述の第1および第2実施形態の形状不良発生原因分析方法の構成を採用することができる。
本実施形態では、上述の第1実施形態の形状不良要因特定工程で形状不良要因となる領域およびパラメータを特定した場合について説明する。
In the shape defect correction method according to the present embodiment, the configuration of the shape defect occurrence cause analysis method of the first and second embodiments described above can be adopted.
In this embodiment, a case where a region and a parameter that cause a shape defect are specified in the shape defect factor identification step of the first embodiment described above will be described.

図12は、図11同様に、表示装置の画面上で形状不良要因を表示する一例を示す図である。
図12の例では、プレス成形品10の中央側面部が形状不良に与える影響度が大きい領域が太線dで囲まれた範囲として示されている。また、プレス成形品10の両端部とその近傍は、形状不良に与える影響度が小さい領域が太線eおよびe’で囲まれた範囲として示されている。
製造工程中の形状不良要因部位近傍の温度分布の不均一、それに伴う相変態の不均一な発生が原因となり応力値が増加し、形状不良が生じるものと考えられる。本実施形態に係る形状不良修正方法では、形状不良要因部位近傍の温度分布の不均一を低減させることで、形状不良が改善される。
FIG. 12 is a diagram showing an example of displaying the cause of shape defect on the screen of the display device as in FIG. 11.
In the example of FIG. 12, the region where the central side surface portion of the press-formed product 10 has a large influence on the shape defect is shown as a range surrounded by a thick line d. Further, both ends of the press-formed product 10 and its vicinity are shown as a range in which a region having a small influence on the shape defect is surrounded by thick lines e and e'.
It is considered that the stress value increases due to the non-uniformity of the temperature distribution near the site of the cause of the shape defect during the manufacturing process and the non-uniformity of the phase transformation accompanying the unevenness of the temperature distribution, resulting in the shape defect. In the shape defect correction method according to the present embodiment, the shape defect is improved by reducing the non-uniformity of the temperature distribution in the vicinity of the shape defect factor portion.

本実施形態に係る形状不良修正方法では、プレス成形品の素材鋼板を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、温度分布の不均一を解消するために、形状不良要因領域に対して部分的に冷却、保温又は加熱を行うか、形状不良要因領域以外の領域に対して部分的に冷却、保温又は加熱を行い、製造工程中の形状不良要因部位近傍の温度分布の不均一を低減する対策を行う。 In the shape defect correction method according to the present embodiment, in order to eliminate the non-uniformity of the temperature distribution in the transport process from heating the material steel plate of the press-formed product to the installation in the die or the press process, the shape is formed. Partially cool, heat-retain, or heat the defect factor region, or partially cool, heat, or heat the region other than the shape defect factor region, and the temperature near the shape defect factor region during the manufacturing process. Take measures to reduce non-uniform distribution.

例えば、図12では、太線dで示された領域に対して部分的に冷却を行う。又は、太線e又はe’で示された領域に対して部分的に保温又は加熱を行い、製造工程中の温度分布の不均一を低減させる。
冷却方法は、部分的に流量を増加させて直接水冷を行う方法、部分的に冷媒をスプレーで吹きかける方法、部分的に高熱伝導率の金型を用いて金型冷却する方法などが挙げられる。加熱方法は、搬送中にレーザーを照射して加熱する方法、部分的に通電加熱することで部分的に加熱する方法、ヒータを設置した金型を用いて金型加熱する方法などが挙げられる。保温方法は、被加工材を部分的に断熱カバーで覆い搬送する方法などが挙げられる。
For example, in FIG. 12, the region indicated by the thick line d is partially cooled. Alternatively, the region indicated by the thick line e or e'is partially kept warm or heated to reduce the non-uniformity of the temperature distribution during the manufacturing process.
Examples of the cooling method include a method of partially increasing the flow rate and directly performing water cooling, a method of partially spraying a refrigerant, and a method of partially cooling the mold using a mold having a high thermal conductivity. Examples of the heating method include a method of irradiating a laser during transportation to heat the mold, a method of partially heating by partially energizing and heating, a method of heating the mold using a mold equipped with a heater, and the like. Examples of the heat retention method include a method of partially covering the material to be processed with a heat insulating cover and transporting the material.

上述の加熱、保温又は冷却は、プレス成形品の素材鋼板を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で行う。 The above-mentioned heating, heat retention, or cooling is performed in a transfer step or a press step from heating the material steel plate of the press-formed product to installing it in the mold.

また、本実施形態に係る形状不良修正方法では、プレス成形品の素材鋼板を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、形状不良要因領域の板厚又は形状不良要因領域以外の領域の板厚を変更してもよい。 Further, in the shape defect correction method according to the present embodiment, in the transport process from heating the material steel plate of the press-formed product to installation in the die, or in the press process, the plate thickness or the shape defect of the shape defect factor region The plate thickness of the region other than the factor region may be changed.

板厚を調整することにより、被加工材の冷却速度を制御することができ、製造工程における温度不均一を低減させることができる。 By adjusting the plate thickness, the cooling rate of the work material can be controlled, and the temperature non-uniformity in the manufacturing process can be reduced.

なお、上述の実施形態に係るプレス成形品の板厚は、3mm以下、好ましくは1.6mm以下である。 The plate thickness of the press-formed product according to the above-described embodiment is 3 mm or less, preferably 1.6 mm or less.

また、本実施形態に係る形状不良修正方法では、プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置したのちのプレス工程で、形状不良要因領域に対向する金型のクリアランス、又は形状不良要因領域以外の領域に対向する金型のクリアランスを変更してもよい。 Further, in the shape defect correction method according to the present embodiment, in the pressing process after heating the work material of the press-formed product and then installing it in the mold, the clearance of the mold facing the shape defect factor region or the clearance of the mold, or The clearance of the mold facing the region other than the shape defect factor region may be changed.

また、本実施形態に係る形状不良修正方法では、プレス成形品の素材鋼板を加熱してから金型内に設置したのちのプレス工程で、形状不良要因領域における金型の熱伝導率又は形状不良要因領域以外の領域における金型の熱伝導率を変更してもよい。 Further, in the shape defect correction method according to the present embodiment, in the pressing process after heating the material steel plate of the press-formed product and then installing it in the mold, the thermal conductivity or the shape defect of the mold in the shape defect factor region is performed. The thermal conductivity of the mold may be changed in a region other than the factor region.

また、本実施形態に係る形状不良修正方法では、プレス成形品の素材鋼板を加熱してから金型内に設置したのちのプレス工程で、形状不良要因領域における被加工材と金型との接触圧又は形状不良要因領域以外の領域における被加工材と金型との接触圧を変更してもよい。 Further, in the shape defect correction method according to the present embodiment, in the pressing process after heating the material steel plate of the press-formed product and then installing it in the die, the contact between the work material and the die in the shape defect factor region The contact pressure between the work material and the mold in a region other than the pressure or shape defect factor region may be changed.

なお、形状不良値比較工程と差分値算出工程との結果から、上述の第1形状不良値よりも第2形状不良値が大きくなる場合には、形状不良へ影響する領域はないと判定される。この場合、本実施形態に係る形状不良修正方法による修正は必要ない。 From the results of the shape defect value comparison step and the difference value calculation step, it is determined that there is no region affecting the shape defect when the second shape defect value is larger than the above-mentioned first shape defect value. .. In this case, it is not necessary to correct by the shape defect correction method according to the present embodiment.

なお、本実施形態に係る形状不良修正方法では、上述の第1および第2実施形態の形状不良発生原因分析方法の各構成を単独であるいは組み合わせて採用することができる。 In the shape defect correction method according to the present embodiment, each configuration of the shape defect occurrence cause analysis method of the first and second embodiments described above can be adopted alone or in combination.

[第4実施形態]
次に、本発明の形状不良発生原因分析装置について説明する。
図13は、本実施形態に係る形状不良要因分析装置の構成図である。
本実施形態に係る形状不良発生原因分析装置400は、図13に示すように、ホットスタンプ工法によって得られるプレス成形品のプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析部401と、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析部402と、プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第1応力値を算出する第1応力値算出部(応力値算出部403)と、第1応力値に基づいて、第1形状不良値を算出する第1形状不良値算出部(形状不良値算出部404)と、プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更部405と、パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第2応力値を算出する第2応力値算出部(応力値算出部403)と、金型冷却品の第2応力値に基づいて、第2形状不良値を算出する第2形状不良値算出部(形状不良値算出部404)と、1形状不良値と第2形状不良値とを比較する形状不良値比較部406と、第1形状不良値と第2形状不良値との差分値を算出する差分値算出部407と、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定部408とを備える。
[Fourth Embodiment]
Next, the shape defect occurrence cause analyzer of the present invention will be described.
FIG. 13 is a configuration diagram of a shape defect factor analyzer according to the present embodiment.
As shown in FIG. 13, the shape defect occurrence cause analyzer 400 according to the present embodiment performs press-molding analysis of the press-molded product obtained by the hot stamping method, and based on the molding conditions of the press-molded product, the press-molded product Obtained from the press molding analysis unit 401 that calculates the molding data, the mold cooling analysis unit 402 that calculates the molding data of the mold cooled product by mold cooling, the molding data of the press molding product, and the molding data of the mold cooling product. The first stress value calculation unit (stress value calculation unit 403) that calculates the first stress value of the die cooling product based on the temperature change and strain amount during press forming, and the first stress value calculation unit based on the first stress value. The parameters are changed by the first shape defect value calculation unit (shape defect value calculation unit 404) that calculates the shape defect value, and the parameter change unit 405 that divides the press-formed product into a plurality of regions and changes the parameters of each region. A second stress value calculation unit that calculates the second stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the die-cooled product. The stress value calculation unit 403), the second shape defect value calculation unit (shape defect value calculation unit 404) that calculates the second shape defect value based on the second stress value of the mold cooling product, and the one shape defect value. The shape defect value comparison unit 406 that compares the first shape defect value with the second shape defect value, the difference value calculation unit 407 that calculates the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value, and the shape from the area where the parameters are changed. A shape defect factor specifying unit 408 for specifying a defect factor region is provided.

図13の例では、上述のプレス成形解析部401から形状不良要因特定部408は、演算処理部409に含まれている。また、本実施形態に係る形状不良要因分析装置は、演算処理部409は、入力部410、記憶部411、出力部412を有する。
演算処理部409は、CPU、メモリを含むコンピュータであってもよい。入力部410は外部記憶装置、他のコンピュータ、測定装置、キーボード等であってもよい。記憶部411はハードディスクなどの記憶媒体であってもよい。出力部412は、ディスプレイやプリンタであってもよい。
In the example of FIG. 13, the shape defect factor identification unit 408 from the press forming analysis unit 401 described above is included in the arithmetic processing unit 409. Further, in the shape defect factor analysis device according to the present embodiment, the arithmetic processing unit 409 includes an input unit 410, a storage unit 411, and an output unit 412.
The arithmetic processing unit 409 may be a computer including a CPU and a memory. The input unit 410 may be an external storage device, another computer, a measuring device, a keyboard, or the like. The storage unit 411 may be a storage medium such as a hard disk. The output unit 412 may be a display or a printer.

入力部410は、後述するプレス成形解析部401および金型冷却解析部402で解析対象となる被加工材の形状データ(板厚、長さ、幅、曲率等)、性状(化学成分、結晶粒径、強度、伸びなどの材質、表面状態に対応する摩擦係数など)、被加工材の加熱温度や温度分布、金型形状(ダイ(金型)及びパンチ形状、曲率、径、クリアランス、潤滑条件)、プレス条件(しわ押さえ荷重、パッド荷重、ビード張力、プレス圧力、温度、冷却速度)などの成形条件を入力する入力部である。 The input unit 410 contains shape data (plate thickness, length, width, curvature, etc.) and properties (chemical components, crystal grains, etc.) of the work material to be analyzed by the press molding analysis unit 401 and the die cooling analysis unit 402, which will be described later. Materials such as diameter, strength, elongation, friction coefficient corresponding to surface condition, etc.), heating temperature and temperature distribution of the work material, mold shape (die (die) and punch shape, curvature, diameter, clearance, lubrication conditions ), Press conditions (wrinkle pressing load, pad load, bead tension, press pressure, temperature, cooling rate) and other molding conditions are input.

プレス成形解析部401は、入力部410で入力された成形条件を入力情報として、弾塑性有限要素法、剛塑性有限要素法、ワンステップ有限要素法、境界要素法、初等解析等を用いて、プレス成形された被加工物である鋼板等の応力や歪や板厚などを求める数値解析を行う。プレス成形解析部401は、被加工物の板厚、応力の成分値、歪の成分値等の変数や、その変数の分布という形式で数値解析結果を出力する。応力値の算出に関しては、随時応力値算出部403とプレス成形解析部401との間で、被加工材の温度・相分率・ひずみ状態に関する状態変数に関してデータ通信を行い、熱膨張ひずみ・相変態ひずみを考慮に入れ、平面応力状態を仮定して、収束計算を行うことで任意のひずみ状態における応力、要素ごとの状態変数を計算する。プレス成形解析部401の出力データは、例えば、電子ファイル「press_post_data.k」として、記憶部411に出力される。「press_post_data.k」には更新された、被加工材の温度・相分率・ひずみ・応力の状態変数データが含まれる。 The press forming analysis unit 401 uses the forming conditions input by the input unit 410 as input information, and uses the elasto-plastic finite element method, the rigid-plastic finite element method, the one-step finite element method, the boundary element method, the elementary analysis, and the like. Numerical analysis is performed to determine the stress, strain, and plate thickness of a steel plate, which is a press-formed work piece. The press forming analysis unit 401 outputs the numerical analysis result in the form of variables such as the plate thickness of the work piece, the stress component value, the strain component value, and the distribution of the variables. Regarding the calculation of the stress value, data communication is performed between the stress value calculation unit 403 and the press forming analysis unit 401 regarding the state variables related to the temperature, phase fraction, and strain state of the work material, and the thermal expansion strain and phase are calculated. Taking the transformation strain into consideration, assuming a plane stress state, the stress in any strain state and the state variable for each element are calculated by performing the convergence calculation. The output data of the press forming analysis unit 401 is output to the storage unit 411 as, for example, an electronic file "press_post_data.k". “Press_post_data.k” includes updated state variable data of temperature, phase fraction, strain, and stress of the work material.

プレス成形解析部401による数値解析は、有限要素法(例えば市販のソフトウェアPAM−STAMP、LS−DYNA、Autoform、OPTRIS、ITAS−3D、ASU/P−FORM、ABAQUS、ANSYS、MARC、HYSTAMP、Hyperform、SIMEX、Fastform3D、Quikstamp)を用いて、プレス成形する製品の形状データ(板厚、長さ、幅、曲率など)及び、使用する金属板の性状(化学成分、結晶粒径、強度、伸びなどの材質、、表面状態に対応する摩擦係数など)に基づいて、必要であれば金型形状(ダイ及びパンチ形状、曲率、径、クリアランス、潤滑条件)、ホットスタンプ工法でのプレス条件(温度、圧力、冷却速度、熱伝達係数)などの成形条件を設定し、成形解析を行い、かつ、成形後の応力、歪値の分布を数値的に得ることができる。 Numerical analysis by the press forming analysis unit 401 is performed by a finite element method (for example, commercially available software PAM-STAMP, LS-DYNA, Autoform, OPTRIS, ITAS-3D, ASU / P-FORM, ABAQUS, ANSYS, MARC, HYSTAMP, Hyperform, Shape data (plate thickness, length, width, curvature, etc.) of products to be press-molded using SIMEX, Finiteform3D, Quikstam) and properties of the metal plate used (chemical composition, crystal grain size, strength, elongation, etc.) Based on the material, friction coefficient corresponding to the surface condition, etc.), if necessary, mold shape (die and punch shape, curvature, diameter, clearance, lubrication conditions), press conditions by hot stamping method (temperature, pressure) , Cooling rate, heat transfer coefficient), and other molding conditions can be set, molding analysis can be performed, and the distribution of stress and strain values after molding can be obtained numerically.

また、プレス成形解析部401は、有限要素法による応力分布や曲率等の解析結果を、ポスト処理ソフトを用いて、出力部412にコンタ表示することが可能である。 Further, the press forming analysis unit 401 can display the analysis results such as the stress distribution and the curvature by the finite element method on the output unit 412 by using post processing software.

金型冷却解析部402は、入力部410で入力された成形条件、プレス成形解析部401の出力データ「press_post_data.k」を入力情報として、弾塑性有限要素法、剛塑性有限要素法、ワンステップ有限要素法、境界要素法、初等解析等を用いて、金型冷却された被加工物である鋼板等の応力や歪や板厚などを求める数値解析を行う。金型冷却解析部402は、被加工物の板厚、応力の成分値、歪の成分値等の変数や、その変数の分布という形式で数値解析結果を出力する。応力値の算出に関しては、随時応力値算出部403と金型冷却解析部402との間で、被加工材の温度・相分率・ひずみ状態に関する状態変数に関してデータ通信を行い、熱膨張ひずみ・相変態ひずみを考慮に入れ、平面応力状態を仮定して、収束計算を行うことで任意のひずみ状態における応力、要素ごとの状態変数を計算する。金型冷却解析部402の出力データは、例えば、電子ファイル「quench_post_data.k」として、記憶部411に出力される。「quench_post_data.k」には更新された、被加工材の温度・相分率・ひずみ・応力の状態変数データが含まれる。 The mold cooling analysis unit 402 uses the molding conditions input by the input unit 410 and the output data "press_post_data.k" of the press molding analysis unit 401 as input information, and is an elasto-plastic finite element method, a rigid-plastic finite element method, and one step. Using the finite element method, boundary element method, elementary analysis, etc., numerical analysis is performed to determine the stress, strain, and thickness of the steel plate, which is the work piece cooled by the mold. The mold cooling analysis unit 402 outputs numerical analysis results in the form of variables such as the plate thickness of the work piece, stress component values, strain component values, and the distribution of the variables. Regarding the calculation of the stress value, data communication is performed between the stress value calculation unit 403 and the mold cooling analysis unit 402 regarding the state variables related to the temperature, phase fraction, and strain state of the work material, and the thermal expansion strain is calculated. Taking the phase transformation strain into consideration, assuming a plane stress state, the stress in any strain state and the state variable for each element are calculated by performing the convergence calculation. The output data of the mold cooling analysis unit 402 is output to the storage unit 411 as, for example, an electronic file “quench_post_data.k”. “Quench_post_data.k” includes updated state variable data of temperature, phase fraction, strain, and stress of the work material.

形状不良値算出部404は、プレス成形解析部401の出力データファイル「press_post_data.k」、または金型冷却解析部402の出力データファイル「quench_post_data.k」を入力データとして用いて、スプリングバック解析を行う。スプリングバック解析とは、プレス成形解析部401、金型冷却解析部402、および応力値算出部403の出力結果である被加工物の板厚、応力の成分値、歪の成分値等の変数、及び変数分布データ「press_post_data.k」、または「quench_post_data.k」に基づいて、弾性有限要素法、弾塑性有限要素法、ワンステップ有限要素法、初等解析等により、任意の拘束点で材料を固定し、除荷過程の計算を行い、被加工物に生じる変形量であるスプリングバック量を数値解析することである。そのスプリングバック量は、被加工物を有限要素法等により分割し、3次元データ座標の要素毎に計算される。
なお、被加工物に生じる形状不良値であるスプリングバック量としては、被加工物の任意点の変形量、被加工物の指定領域内の最大変位点もしくは最小変位点の変形量、被加工物内の複数の任意の面又は線同士がなす角度、または、被加工物の任意の面又は線のなす曲率などがある。
The shape defect value calculation unit 404 uses the output data file "press_post_data.k" of the press forming analysis unit 401 or the output data file "quench_post_data.k" of the mold cooling analysis unit 402 as input data to perform springback analysis. Do. The springback analysis is a variable such as the plate thickness of the work piece, the stress component value, and the strain component value, which are the output results of the press forming analysis unit 401, the die cooling analysis unit 402, and the stress value calculation unit 403. And the material is fixed at any constraint point by elastic finite element method, elasto-plastic finite element method, one-step finite element method, elementary analysis, etc. based on the variable distribution data "press_post_data.k" or "quench_post_data.k" Then, the unloading process is calculated, and the amount of springback, which is the amount of deformation that occurs in the workpiece, is numerically analyzed. The amount of springback is calculated for each element of the three-dimensional data coordinates by dividing the workpiece by the finite element method or the like.
The amount of springback, which is a shape defect value that occurs in the work piece, includes the amount of deformation of an arbitrary point of the work piece, the amount of deformation of the maximum or minimum displacement point in the designated area of the work piece, and the work piece. There is an angle formed by a plurality of arbitrary surfaces or lines in the work piece, or a curvature formed by any surface or line of the workpiece.

形状不良値算出部404のスプリングバック解析結果である出力データは、スプリングバック量、スプリングバック後の歪等の形状、性状、応力等を含み、出力部412に出力される。入力データファイル「press_post_data.k」、または「quench_post_data.k」を用い、数値解析結果出力データファイル「SB_post_data.k」として、形状不良値比較部406や記憶部411に出力される。 The output data, which is the springback analysis result of the shape defect value calculation unit 404, includes the springback amount, the shape such as strain after springback, properties, stress, and the like, and is output to the output unit 412. Using the input data file "press_post_data.k" or "quench_post_data.k", the numerical analysis result output data file "SB_post_data.k" is output to the shape defect value comparison unit 406 and the storage unit 411.

パラメータ変更部405は、入力データから被加工体の1つであるプレス成形品のデータを取得すると、そのプレス成形品のデータを複数の領域に分割する処理を行う。その領域分割方法の1つは、プレス成形品のローカル座標系に添って、幅方向および長手方向の分割数を指定することで、分割する。 When the parameter changing unit 405 acquires the data of the press-formed product, which is one of the workpieces, from the input data, the parameter changing unit 405 performs a process of dividing the data of the press-formed product into a plurality of regions. One of the area division methods is to specify the number of divisions in the width direction and the longitudinal direction according to the local coordinate system of the press-formed product.

分割を考慮する際は、対策が施工可能なサイズで検討することが望ましい。つまり、特定部位を発見しても、特定部位への有効な対策がとれない極めて微小な領域であっては、解析結果が有効に活かせない場合がある。例えば、特定部位への対策が20mm×100mmのビードを加えることである場合、分割領域は、20mm角程度となることが挙げられる。 When considering division, it is desirable to consider a size that allows countermeasures to be implemented. That is, even if a specific part is found, the analysis result may not be effectively utilized in an extremely small area where effective measures for the specific part cannot be taken. For example, when the countermeasure for a specific part is to add a bead of 20 mm × 100 mm, the divided region may be about 20 mm square.

成形品の分割領域を決定するための1つの方法として、曲率や要素に基づいて、分割領域を決定する方法もある。
プレス成形解析部401は、数値解析により、成形解析後の被加工物の幾何学的な情報として各節点の座標値を得、各要素の曲率や要素間の角度を客観的に算出することが可能である。プレス成形品の場合、変形後の被加工物はパンチ肩Rやダイ肩R等の曲げの稜線部では、曲げ稜線に垂直な方向で他の部位に比べ非常に大きな曲率となる。
As one method for determining the divided region of the molded product, there is also a method of determining the divided region based on the curvature and the element.
The press forming analysis unit 401 can obtain the coordinate values of each node as geometric information of the workpiece after the forming analysis by numerical analysis, and objectively calculate the curvature of each element and the angle between the elements. It is possible. In the case of a press-formed product, the deformed workpiece has a very large curvature at the bending ridges such as the punch shoulder R and the die shoulder R in the direction perpendicular to the bending ridge as compared with other parts.

ここでは各要素の最大曲率を計算し、ある閾値以上の曲率となる要素を非表示にし、パンチ肩Rやダイ肩R以外の部位(ウェブ面、縦壁部、フランジ部)を別々の領域として領域分割し、パンチ肩Rやダイ肩R部も部材の長手方向に分割することで、それぞれの部位の形状不良への寄与度の分析が可能である。 Here, the maximum curvature of each element is calculated, the elements having a curvature above a certain threshold are hidden, and the parts other than the punch shoulder R and the die shoulder R (web surface, vertical wall part, flange part) are set as separate areas. By dividing the region and dividing the punch shoulder R and the die shoulder R portion in the longitudinal direction of the member, it is possible to analyze the degree of contribution of each portion to the shape defect.

形状不良値比較部406では、評価点における第1形状不良値と第2形状不良値の比較を行い、それぞれの分割部位に対するパラメータ変更による形状不良対策効果を検証する。 The shape defect value comparison unit 406 compares the first shape defect value and the second shape defect value at the evaluation points, and verifies the effect of the shape defect countermeasure by changing the parameters for each divided portion.

差分値算出部407では、評価点における第1形状不良値とパラメータ変更により求めたそれぞれの第2形状不良値との差分値を算出する。 The difference value calculation unit 407 calculates the difference value between the first shape defect value at the evaluation point and each second shape defect value obtained by changing the parameter.

形状不良要因特定部408では、プレス成形品上のパラメータを変更したそれぞれの分割領域ごとにそれぞれの上記差分値をマッピングすることで、パラメータ変更による形状の改善度合いを可視化し、プレス成形品の形状不良要因領域を特定する。
形状不良要因特定部408は、上述の形状不良値算出部404で算出された第1形状不良値よりも第2形状不良値が小さくかつ第2形状不良値が最も小さくなるとき、又は、第1形状不良値よりも第2形状不良値が小さくかつ差分値が最も大きくなるときの、パラメータを変更した領域を形状不良主要因部として特定するように構成される。
The shape defect factor identification unit 408 visualizes the degree of improvement in shape due to the parameter change by mapping the above difference value for each divided region in which the parameter on the press-formed product is changed, and the shape of the press-formed product. Identify the defect factor area.
When the second shape defect value is smaller and the second shape defect value is the smallest than the first shape defect value calculated by the shape defect value calculation unit 404 described above, or the first shape defect factor identification unit 408 is used. When the second shape defect value is smaller than the shape defect value and the difference value is the largest, the region in which the parameter is changed is specified as the shape defect main cause portion.

形状不良要因は、出力部412に出力される。 The shape defect factor is output to the output unit 412.

[第5実施形態]
次に本発明の、プレス成形品の形状不良発生原因を分析するためのプログラムについて説明する。
本実施形態に係るプレス成形品の形状不良発生原因を分析するためのプログラムは、ホットスタンプ工法によって得られるプレス成形品の形状不良発生原因を分析するためのプログラムである。同プログラムは、数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出する処理と、数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する処理と、プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第1応力値を算出する処理と、金型冷却品の第1応力値に基づいて、第1形状不良値を算出する処理と、プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更する処理と、パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第2応力値を算出する処理と、金型冷却品の第2応力値に基づいて、第2形状不良値を算出する処理と、第1形状不良値と第2形状不良値とを比較する処理と、第1形状不良値と第2形状不良値との差分値を算出する処理と、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
[Fifth Embodiment]
Next, a program of the present invention for analyzing the cause of shape defects in a press-formed product will be described.
The program for analyzing the cause of the shape defect of the press-formed product according to the present embodiment is a program for analyzing the cause of the shape defect of the press-formed product obtained by the hot stamping method. The program performs press molding analysis by numerical simulation and calculates molding data of the press molded product based on the molding conditions of the press molded product, and by numerical simulation, the molding data of the mold cooled product by die cooling is obtained. The process of calculating, the process of calculating the first stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the die-cooled product, and the mold. A process of calculating the first shape defect value based on the first stress value of the die-cooled product, a process of dividing the press-formed product into a plurality of regions and changing the parameters of each region, and a press having the parameters changed. A process of calculating the second stress value of the mold cooling product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the molded product and the molding data of the mold cooling product, and the second of the mold cooling product. The process of calculating the second shape defect value based on the stress value, the process of comparing the first shape defect value and the second shape defect value, and the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value. This is a program for causing a computer to execute a process of calculating a shape defect and a process of identifying a shape defect cause region from a region in which a parameter is changed.

上述のプログラムは、コンピュータで読取り可能な記録媒体に格納されてもよい。記録媒体は、ハードディスク、メモリ装置、一般的な記録メディアなどの非一過性の記録媒体であってもよい。
また、本実施形態に係るプログラムは、第4実施形態で説明した装置の記憶部411に格納されてもよい。
The above program may be stored on a computer-readable recording medium. The recording medium may be a non-transient recording medium such as a hard disk, a memory device, or a general recording medium.
Further, the program according to the present embodiment may be stored in the storage unit 411 of the device described in the fourth embodiment.

[実施例]
以下に、本発明に係る形状不良発生原因分析方法の実施例について説明する。
実施例では、Livermore Software Technology Corp.製の解析ソフトLS−DYNAを用いて、900℃炉加熱後、低速搬送の条件で、板厚1mmのホットスタンプ用鋼板を用い、図14に示すハット断面形状の長尺部品をホットスタンプにより製造する際の形状不良について計算した。被加工品の加熱温度は900℃、成形開始温度は約600℃、金型による平均冷却速度は40℃/sであった。
[Example]
Hereinafter, examples of the method for analyzing the cause of shape defects according to the present invention will be described.
In the examples, Livermore Software Technology Corp. Using the analysis software LS-DYNA manufactured by LS-DYNA, after heating in a furnace at 900 ° C., using a steel plate for hot stamping with a plate thickness of 1 mm under the condition of low-speed transportation, a long part with a hat cross-sectional shape shown in FIG. 14 is manufactured by hot stamping. The shape defect at the time of making was calculated. The heating temperature of the work piece was 900 ° C., the molding start temperature was about 600 ° C., and the average cooling rate by the mold was 40 ° C./s.

図14に、本発明に係る形状不良発生原因分析方法によって出力されたプレス成形品の形状不良への影響度を表示したコンタ図を示す。
図14によれば、プレス成形品10の中央側面部が形状不良に与える影響度が大きい領域が太線Aで囲まれた範囲(A部)として示されている。また、プレス成形品10の両端部とその近傍は、形状不良に与える影響度が小さい領域が太線BおよびCで囲まれた範囲(B部およびC部)として示されている。
FIG. 14 shows a contour diagram showing the degree of influence on the shape defect of the press-formed product output by the shape defect occurrence cause analysis method according to the present invention.
According to FIG. 14, a region in which the central side surface portion of the press-formed product 10 has a large influence on the shape defect is shown as a range (A portion) surrounded by a thick line A. Further, both ends of the press-formed product 10 and its vicinity are shown as ranges (parts B and C) in which regions having a small influence on shape defects are surrounded by thick lines B and C.

表1に、これらA〜C部について、加熱や冷却などの対策を行った結果を示す。
表1の参考例は、何も対策をしない場合の例である。
評価点における製品形状とのz方向かい離量とは、製造した部品(プレス成形品)の評価点の図面の寸法からz方向にかい離している寸法値である。この値が小さいほど、形状不良が少なく、寸法精度に優れる部品であることを示している。
Table 1 shows the results of taking measures such as heating and cooling for parts A to C.
The reference example in Table 1 is an example when no measures are taken.
The amount of separation from the product shape at the evaluation point in the z direction is a dimensional value that is separated from the drawing of the evaluation point of the manufactured part (press-formed product) in the z direction. The smaller this value is, the less the shape defect is, and the better the dimensional accuracy is.

表1の結果によれば、搬送工程又はプレス成形時に、A〜C部に対策を施すことで、評価点におけるプレス成形品の製品形状とのz方向のかい離量が減少していることがわかる。 According to the results in Table 1, it can be seen that the amount of separation of the press-molded product from the product shape at the evaluation point in the z-direction is reduced by taking measures for parts A to C during the transfer process or press molding. ..

対策の効果は、影響度、面積および対策によるパラメータ調整効果で決まる。たとえば、実施例5では形状不良に与える影響度が小さい領域(太線BおよびCの範囲)に対して対策を施しているが、その対象面積が広く、その部分の温度分布を効率的に解消できる。そのため、形状不良に与える影響度が大きい領域(太線Aの範囲)に対して対策を施す実施例1の場合よりもかい離量が小さくなっている。 The effect of the countermeasure is determined by the degree of influence, the area, and the parameter adjustment effect of the countermeasure. For example, in Example 5, measures are taken for a region (range of thick lines B and C) having a small influence on the shape defect, but the target area is wide and the temperature distribution of that portion can be efficiently eliminated. .. Therefore, the amount of separation is smaller than that in the case of Example 1 in which countermeasures are taken for a region (range of thick line A) having a large influence on shape defects.

本発明に係る形状不良発生原因分析方法、形状不良修正方法、形状不良発生原因分析装置、形状不良発生原因を分析するためのプログラムおよび記録媒体によれば、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因となる部位を特定でき、形状不良の主要な発生原因として特定された部位に対する修正方法を提案できるため、産業上極めて有用である。 According to the shape defect occurrence cause analysis method, the shape defect correction method, the shape defect occurrence cause analysis device, the program for analyzing the shape defect occurrence cause, and the recording medium according to the present invention, the shape defect of the press-formed product by the hot stamping method. It is extremely useful in industry because it is possible to identify the part that is the main cause of the occurrence of the shape defect and to propose a correction method for the part that is identified as the main cause of the shape defect.

Claims (11)

プレス成形品の形状不良発生原因分析方法であって、
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、
前記プレス成形品の成形データおよび前記金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第1応力値を算出する第1応力値算出工程と、
前記第1応力値算出工程によって得られた前記金型冷却品の第1応力値に基づいて、第1形状不良値を算出する第1形状不良値算出工程と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、
前記パラメータ変更工程で前記パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第2応力値を算出する第2応力値算出工程と、
前記第2応力値算出工程によって得られた前記金型冷却品の第2応力値に基づいて、第2形状不良値を算出する第2形状不良値算出工程と、
前記第1形状不良値と前記第2形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、
前記第1形状不良値と前記第2形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、
前記差分値算出工程の結果に基づき、前記パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程と、
を含む
ことを特徴とする形状不良発生原因分析方法。
This is a method for analyzing the cause of shape defects in press-formed products.
A press molding analysis process that performs press molding analysis by numerical simulation and calculates molding data for the press molded product based on the molding conditions of the press molded product.
A mold cooling analysis process that calculates molding data for mold cooling products by mold cooling by numerical simulation,
First stress value calculation step for calculating the first stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product. When,
A first shape defect value calculation step for calculating a first shape defect value based on the first stress value of the mold cooling product obtained by the first stress value calculation step, and a first shape defect value calculation step.
A parameter change process that divides the press-formed product into multiple regions and changes the parameters of each region,
The second stress value of the die-cooled product is based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product whose parameters are changed in the parameter changing step. The second stress value calculation process to calculate
A second shape defect value calculation step for calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold cooling product obtained by the second stress value calculation step, and a second shape defect value calculation step.
A shape defect value comparison step for comparing the first shape defect value and the second shape defect value, and
A difference value calculation step for calculating a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value, and
Based on the result of the difference value calculation step, the shape defect factor identification step of specifying the shape defect factor region from the region where the parameter is changed, and the shape defect factor identification step.
A method for analyzing the cause of shape defects, which comprises.
前記パラメータ変更工程で前記パラメータを変更する領域および前記パラメータを変更し、
前記パラメータ変更工程、前記第2応力値算出工程、前記第2形状不良値算出工程、前記形状不良値比較工程および前記差分値算出工程を繰り返し行い、
前記形状不良値比較工程および前記差分値算出工程で、前記第1形状不良値よりも前記第2形状不良値が小さくかつ前記第2形状不良値が最も小さくなるとき、又は、前記第1形状不良値よりも前記第2形状不良値が小さくかつ前記差分値が最も大きくなるときの、前記パラメータを変更した領域を形状不良要因領域として特定する
ことを特徴とする請求項1に記載の形状不良発生原因分析方法。
In the parameter changing step, the area where the parameter is changed and the parameter are changed.
The parameter changing step, the second stress value calculation step, the second shape defect value calculation step, the shape defect value comparison step, and the difference value calculation step are repeated.
In the shape defect value comparison step and the difference value calculation step, when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the second shape defect value is the smallest, or when the first shape defect value is the smallest. The shape defect occurrence according to claim 1, wherein a region in which the parameter is changed is specified as a shape defect factor region when the second shape defect value is smaller than the value and the difference value is the largest. Cause analysis method.
前記パラメータは、プレス成形品の、温度、板厚、熱伝導率、応力の成分値、歪みの成分値、熱膨張係数、変態塑性係数、比熱、被加工材の化学成分、からなる群から選択される1種または2種以上である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の形状不良発生原因分析方法。
The parameters are selected from the group consisting of temperature, plate thickness, thermal conductivity, stress component value, strain component value, coefficient of thermal expansion, transformation plasticity coefficient, specific heat, and chemical component of the work material of the press-formed product. The method for analyzing the cause of shape defect according to claim 1 or 2, wherein the number of types is one or more.
プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、
前記請求項1から3のいずれか一項に記載の形状不良発生原因分析方法によって特定された、前記形状不良要因領域に対して部分的に冷却、保温又は加熱を行う
ことを特徴とする形状不良修正方法。
In the transfer process or press process from heating the work material of the press-formed product to installing it in the die.
A shape defect characterized by partially cooling, keeping warm, or heating the shape defect factor region identified by the shape defect occurrence cause analysis method according to any one of claims 1 to 3. How to fix.
プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、
前記請求項1から3のいずれか一項に記載の形状不良発生原因分析方法によって特定された、前記形状不良要因領域以外の領域に対して部分的に加熱、保温又は冷却を行う
ことを特徴とする形状不良修正方法。
In the transfer process or press process from heating the work material of the press-formed product to installing it in the die.
It is characterized in that a region other than the shape defect factor region specified by the shape defect occurrence cause analysis method according to any one of claims 1 to 3 is partially heated, kept warm or cooled. How to fix shape defects.
プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、
前記請求項1から3のいずれか一項に記載の形状不良発生原因分析方法によって特定された、前記形状不良要因領域の板厚又は前記形状不良要因領域以外の領域の板厚を変更する
ことを特徴とする形状不良修正方法。
In the transfer process or press process from heating the work material of the press-formed product to installing it in the die.
Changing the plate thickness of the shape defect factor region or the plate thickness of the region other than the shape defect factor region specified by the shape defect occurrence cause analysis method according to any one of claims 1 to 3. A characteristic shape defect correction method.
プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置したのちのプレス工程で、
前記請求項1から3のいずれか一項に記載の形状不良発生原因分析方法によって特定された、前記形状不良要因領域に対向する金型のクリアランス又は前記形状不良要因領域以外の領域に対向する金型のクリアランスを変更する
ことを特徴とする形状不良修正方法。
In the press process after heating the work material of the press-formed product and then installing it in the die.
The clearance of the mold facing the shape defect factor region or the mold facing the region other than the shape defect factor region identified by the shape defect occurrence cause analysis method according to any one of claims 1 to 3. A shape defect correction method characterized by changing the mold clearance.
プレス成形品のプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析部と、
金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析部と、
前記プレス成形品の成形データおよび前記金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第1応力値を算出する第1応力値算出部と、
前記第1応力値に基づいて、第1形状不良値を算出する第1形状不良値算出部と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更部と、
パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第2応力値を算出する第2応力値算出部と、
前記金型冷却品の第2応力値に基づいて、第2形状不良値を算出する第2形状不良値算出部と、
前記第1形状不良値と前記第2形状不良値とを比較する形状不良値比較部と、
前記第1形状不良値と前記第2形状不良値との差分値を算出する差分値算出部と、
前記パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定部と、
を備える
ことを特徴とする形状不良発生原因分析装置。
A press molding analysis unit that performs press molding analysis of a press-molded product and calculates molding data of the press-molded product based on the molding conditions of the press-molded product.
A mold cooling analysis unit that calculates molding data for mold cooling products by mold cooling,
A first stress value calculation unit that calculates the first stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product. When,
A first shape defect value calculation unit that calculates a first shape defect value based on the first stress value,
A parameter change section that divides the press-formed product into multiple regions and changes the parameters of each region,
A second stress that calculates the second stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product whose parameters have been changed and the molding data of the mold-cooled product. Value calculation unit and
A second shape defect value calculation unit that calculates a second shape defect value based on the second stress value of the mold cooling product, and
A shape defect value comparison unit that compares the first shape defect value with the second shape defect value,
A difference value calculation unit that calculates a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value,
A shape defect factor identification part that identifies a shape defect factor region from the region where the parameters are changed,
A shape defect occurrence cause analyzer characterized by being provided with.
前記形状不良要因特定部が、
前記第1形状不良値よりも前記第2形状不良値が小さくかつ前記第2形状不良値が最も小さくなるとき、又は、前記第1形状不良値よりも前記第2形状不良値が小さくかつ前記差分値が最も大きくなるときの、前記パラメータを変更した領域および前記パラメータを形状不良要因として特定するように構成された
ことを特徴とする請求項8に記載の形状不良発生原因分析装置。
The shape defect factor identification part
When the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the second shape defect value is the smallest, or when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the difference is The shape defect occurrence cause analyzer according to claim 8, wherein the region in which the parameter is changed and the parameter are configured to be specified as a shape defect factor when the value becomes the largest.
プレス成形品の形状不良発生原因を分析するためのプログラムであって、
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出する処理と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する処理と、
前記プレス成形品の成形データおよび前記金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第1応力値を算出する処理と、
前記金型冷却品の第1応力値に基づいて、第1形状不良値を算出する処理と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更する処理と、
前記パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第2応力値を算出する処理と、
前記金型冷却品の第2応力値に基づいて、第2形状不良値を算出する処理と、
前記第1形状不良値と前記第2形状不良値とを比較する処理と、
前記第1形状不良値と前記第2形状不良値との差分値を算出する処理と、
前記パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
This is a program for analyzing the causes of shape defects in press-formed products.
Press molding analysis is performed by numerical simulation, and molding data of the press molded product is calculated based on the molding conditions of the press molded product.
Processing to calculate molding data of mold cooled products by mold cooling by numerical simulation,
A process of calculating the first stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product.
A process of calculating the first shape defect value based on the first stress value of the mold cooling product, and
The process of dividing the press-formed product into multiple regions and changing the parameters of each region,
A process of calculating the second stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount at the time of press molding obtained from the molding data of the press-molded product in which the parameters are changed and the molding data of the mold-cooled product. ,
A process of calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold cooling product, and
The process of comparing the first shape defect value with the second shape defect value and
The process of calculating the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value, and
The process of identifying the shape defect factor region from the region where the parameters are changed, and
A program that lets your computer run.
請求項10に記載のプログラムを格納したコンピュータで読取り可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium containing the program according to claim 10.
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