JP3169787B2 - 板材のプレス成形方法 - Google Patents
板材のプレス成形方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、予測されるスプリング
バック量に基づいて金型の形状を補正し、前記金型によ
って板材をプレス成形する方法に関する。
バック量に基づいて金型の形状を補正し、前記金型によ
って板材をプレス成形する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、板材等の被成形品をプレス成形
した際、前記被成形品に対して変形を与える為に加える
外力を除いた時にあらわれる変形の弾性的な戻りである
スプリングバックが発生し、このスプリングバックによ
ってプレス成形品の成形精度が低下することが知られて
いる。このようなスプリングバックを防止するため、プ
レス成形によって発生するスプリングバック量を予測
し、前記予測されたスプリングバック量を加味した寸法
に基づいてプレス成形を行っている。
した際、前記被成形品に対して変形を与える為に加える
外力を除いた時にあらわれる変形の弾性的な戻りである
スプリングバックが発生し、このスプリングバックによ
ってプレス成形品の成形精度が低下することが知られて
いる。このようなスプリングバックを防止するため、プ
レス成形によって発生するスプリングバック量を予測
し、前記予測されたスプリングバック量を加味した寸法
に基づいてプレス成形を行っている。
【０００３】従来技術に係るスプリングバック量の予測
方法としては、以下に知られるスプリングバック理論式
（いわゆる、戸澤の式）に基づいてスプリングバック理
論値Δθ0 を算出することが知られている。
方法としては、以下に知られるスプリングバック理論式
（いわゆる、戸澤の式）に基づいてスプリングバック理
論値Δθ0 を算出することが知られている。
【０００４】Δθ0 ＝３・λe 1-n ・θ／（２＋ｎ） 但し、λe ＝（２ｒ／ｔ0 ）・（ＹP ／Ｅ） ［ｒ：曲げ部の曲率半径、ｔ0 ：板厚、ＹP ：材料の降
伏応力、Ｅ：ヤング率］ なお、ｎは加工硬化係数、θはテストピースの曲げ角を
それぞれ示す。
伏応力、Ｅ：ヤング率］ なお、ｎは加工硬化係数、θはテストピースの曲げ角を
それぞれ示す。
【０００５】この場合、前記スプリングバック理論式に
よって平面歪み状態におけるスプリングバック量を算出
し、前記予測されたスプリングバック量を加味して所定
の一方向に加圧する単純曲げ（simple bending）のプレ
ス成形を行う。
よって平面歪み状態におけるスプリングバック量を算出
し、前記予測されたスプリングバック量を加味して所定
の一方向に加圧する単純曲げ（simple bending）のプレ
ス成形を行う。
【０００６】また、特開平５−１３８２５８号公報に
は、予測されたスプリングバック量を用いて凹曲面を有
する金型を製造する技術的思想が開示されている。
は、予測されたスプリングバック量を用いて凹曲面を有
する金型を製造する技術的思想が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ス
プリングバック理論式を用いてスプリングバック量を予
測する方法では、該スプリングバック理論式が被成形品
の単純曲げにのみ適用され、種々の複雑な形状を有する
被成形品に適用することができないという不都合があ
る。
プリングバック理論式を用いてスプリングバック量を予
測する方法では、該スプリングバック理論式が被成形品
の単純曲げにのみ適用され、種々の複雑な形状を有する
被成形品に適用することができないという不都合があ
る。
【０００８】すなわち、例えば、自動車の車体部品のよ
うに複雑な形状を有するものをプレス成形する場合、種
々の変形状態、例えば、等２軸、単軸等の種々の変形状
態が発生するために前記スプリングバック理論式を適用
することができず、実際上、職人の経験に基づく手作業
によるか、あるいは成形品に対して仕上げ加工を行うこ
とによって被成形品に対する成形精度を確保している
が、金型の調整等に費やす工数が多くなるという問題点
を有する。
うに複雑な形状を有するものをプレス成形する場合、種
々の変形状態、例えば、等２軸、単軸等の種々の変形状
態が発生するために前記スプリングバック理論式を適用
することができず、実際上、職人の経験に基づく手作業
によるか、あるいは成形品に対して仕上げ加工を行うこ
とによって被成形品に対する成形精度を確保している
が、金型の調整等に費やす工数が多くなるという問題点
を有する。
【０００９】また、前記特開平５−１３８２５８号公報
に開示された技術的思想では、凹曲面形状に対するスプ
リングバック量を予測するものであり、等２軸、単軸等
の種々の変形状態を有する被成形品に適用することが困
難である。
に開示された技術的思想では、凹曲面形状に対するスプ
リングバック量を予測するものであり、等２軸、単軸等
の種々の変形状態を有する被成形品に適用することが困
難である。
【００１０】本発明は、前記の不都合を克服するために
なされたものであり、例えば、平面歪み、等２軸、単軸
等の種々の変形状態に対応でき、複雑な形状を有する被
成形品のスプリングバック量を予測して精度を向上させ
ることが可能な板材のプレス成形方法を提供することを
目的とする。
なされたものであり、例えば、平面歪み、等２軸、単軸
等の種々の変形状態に対応でき、複雑な形状を有する被
成形品のスプリングバック量を予測して精度を向上させ
ることが可能な板材のプレス成形方法を提供することを
目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、金型を介して板材を加圧し、前記板材
を所望の形状にプレス成形する方法において、簡易モデ
ルを用いて、変形状態である等２軸歪み状態、平面歪み
状態または単軸歪み状態に応じた異なるスプリングバッ
ク係数を得る工程と、被成形品の形状モデルのデータを
コンピュータに入力して成形シミュレーションを行い、
有限要素法による成形解析によって形状モデルの成形部
位に応じて、等２軸歪み状態、平面歪み状態または単軸
歪み状態のいずれの変形状態であるかを判定する工程
と、スプリングバック理論値（Δθ0）と、前記判定結
果による変形状態に応じて適用されるスプリングバック
係数とに基づいて、被成形品の成形部位に応じたスプリ
ングバック量（Δθ）を予測する工程と、前記予測され
たスプリングバック量に基づいて金型の形状を補正し、
前記金型によって板材を加圧する工程と、を有すること
を特徴とする。
めに、本発明は、金型を介して板材を加圧し、前記板材
を所望の形状にプレス成形する方法において、簡易モデ
ルを用いて、変形状態である等２軸歪み状態、平面歪み
状態または単軸歪み状態に応じた異なるスプリングバッ
ク係数を得る工程と、被成形品の形状モデルのデータを
コンピュータに入力して成形シミュレーションを行い、
有限要素法による成形解析によって形状モデルの成形部
位に応じて、等２軸歪み状態、平面歪み状態または単軸
歪み状態のいずれの変形状態であるかを判定する工程
と、スプリングバック理論値（Δθ0）と、前記判定結
果による変形状態に応じて適用されるスプリングバック
係数とに基づいて、被成形品の成形部位に応じたスプリ
ングバック量（Δθ）を予測する工程と、前記予測され
たスプリングバック量に基づいて金型の形状を補正し、
前記金型によって板材を加圧する工程と、を有すること
を特徴とする。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【作用】上記の本発明に係る板材のプレス成形方法で
は、まず、所望のデータをコンピュータに入力して被成
形品の形状モデルをシミュレーションする。前記シミュ
レーションされた形状モデルに対し有限要素法を用いて
成形解析を行い、被成形品の成形部位に応じて、等２軸
歪み状態、平面歪み状態または単軸歪み状態のいずれの
変形状態であるかを判別する。前記判別結果に基づき、
前記等２軸歪み状態、平面歪み状態または単軸歪み状態
のいずれかの変形状態に対応するスプリングバック係数
を用いてスプリングバック量を予測する。
は、まず、所望のデータをコンピュータに入力して被成
形品の形状モデルをシミュレーションする。前記シミュ
レーションされた形状モデルに対し有限要素法を用いて
成形解析を行い、被成形品の成形部位に応じて、等２軸
歪み状態、平面歪み状態または単軸歪み状態のいずれの
変形状態であるかを判別する。前記判別結果に基づき、
前記等２軸歪み状態、平面歪み状態または単軸歪み状態
のいずれかの変形状態に対応するスプリングバック係数
を用いてスプリングバック量を予測する。
【００１５】次に、前記予測されたスプリングバック量
に基づいて金型の形状を補正し、前記補正された寸法に
よる金型によって板材をプレス成形する。
に基づいて金型の形状を補正し、前記補正された寸法に
よる金型によって板材をプレス成形する。
【００１６】この結果、寸法精度が高いプレス成形品を
得ることができる。
得ることができる。
【００１７】
【実施例】次に、本発明に係る板材のプレス成形方法に
ついて好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。
ついて好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。
【００１８】まず、図１に示されるように、プレス成形
によって製造される自動車のフレーム系部品１０には、
例えば、等２軸歪み状態（以下、等２軸という）１２、
平面歪み状態（以下、平面歪みという）１４並びに単軸
歪み状態（以下、単軸という）１６等の種々の変形状態
が混在している。ここで、等２軸とは、相互に直交する
Ｘ軸方向の歪み量εX とＹ軸方向の歪み量εY とが等し
く且つＹ軸方向の歪み量εY が０より大きい変形状態を
いい（図２Ａ参照）、平面歪みとは、Ｘ軸方向またはＹ
軸方向のいずれか一方向にのみ歪んで、前記一方向に直
交する他方向の歪み量εY （εX ）が０である変形状態
をいい（図２Ｂ参照）、単軸とは、Ｘ軸方向またはＹ軸
方向のいずれか一方向にのみ歪んで、前記一方向と直交
する他方向の歪み量εY （εX ）が零より小さくなる
（縮小する）変形状態をいう（図２Ｃ参照）。
によって製造される自動車のフレーム系部品１０には、
例えば、等２軸歪み状態（以下、等２軸という）１２、
平面歪み状態（以下、平面歪みという）１４並びに単軸
歪み状態（以下、単軸という）１６等の種々の変形状態
が混在している。ここで、等２軸とは、相互に直交する
Ｘ軸方向の歪み量εX とＹ軸方向の歪み量εY とが等し
く且つＹ軸方向の歪み量εY が０より大きい変形状態を
いい（図２Ａ参照）、平面歪みとは、Ｘ軸方向またはＹ
軸方向のいずれか一方向にのみ歪んで、前記一方向に直
交する他方向の歪み量εY （εX ）が０である変形状態
をいい（図２Ｂ参照）、単軸とは、Ｘ軸方向またはＹ軸
方向のいずれか一方向にのみ歪んで、前記一方向と直交
する他方向の歪み量εY （εX ）が零より小さくなる
（縮小する）変形状態をいう（図２Ｃ参照）。
【００１９】そこで、前記と同様な種々の変形状態をテ
ストモデルに形成して以下のような実験を行い、変形状
態に対応するスプリングバック係数（以下、係数とい
う）を求めた。なお、テストモデルとして、例えば、球
頭や角頭を用いた成形モデルがあるが、本実施例では球
頭成形モデルを用いて説明する。
ストモデルに形成して以下のような実験を行い、変形状
態に対応するスプリングバック係数（以下、係数とい
う）を求めた。なお、テストモデルとして、例えば、球
頭や角頭を用いた成形モデルがあるが、本実施例では球
頭成形モデルを用いて説明する。
【００２０】使用されたテストモデルＴの材質は、鋼板
（ＳＰＣ）、高張力鋼板およびアルミニウムの３種類か
らなり、それぞれ同一種類の材質中、幅の異なる複数の
板材を用いて種々の変形状態モデルを形成した。すなわ
ち、サイズとしては、等２軸用として２．０ｍｍ（厚
さ）×２００ｍｍ×２００ｍｍの板材を用い、平面歪み
用として２．０ｍｍ（厚さ）×２００ｍｍ×１００ｍｍ
の板材、単軸用として２．０ｍｍ（厚さ）×２００ｍｍ
×４０ｍｍの板材を基本に用いた。
（ＳＰＣ）、高張力鋼板およびアルミニウムの３種類か
らなり、それぞれ同一種類の材質中、幅の異なる複数の
板材を用いて種々の変形状態モデルを形成した。すなわ
ち、サイズとしては、等２軸用として２．０ｍｍ（厚
さ）×２００ｍｍ×２００ｍｍの板材を用い、平面歪み
用として２．０ｍｍ（厚さ）×２００ｍｍ×１００ｍｍ
の板材、単軸用として２．０ｍｍ（厚さ）×２００ｍｍ
×４０ｍｍの板材を基本に用いた。
【００２１】そして、前記板材をダイおよびパンチによ
ってプレス成形し、複数のテストモデルＴのそれぞれに
対して半球面を突出させる球頭張り出しテストを行った
（図３参照）。なお、本実験では、ダイに対するパンチ
の成形高さを一定とし、ダイクッション圧の調整によっ
て各種変形状態を形成した。
ってプレス成形し、複数のテストモデルＴのそれぞれに
対して半球面を突出させる球頭張り出しテストを行った
（図３参照）。なお、本実験では、ダイに対するパンチ
の成形高さを一定とし、ダイクッション圧の調整によっ
て各種変形状態を形成した。
【００２２】このようにしてテストモデルＴに対して種
々の変形状態（等２軸、平面歪み、単軸）を形成した
後、前記半球面の中央部分を所定幅Ｗからなる帯状体Ｈ
に切断し、スクライブドサークル試験法を用いて歪み量
を測定した。なお、前記スクライブドサークル試験法と
は、被成形品の表面に円形模様を予め描いておき、プレ
ス成形後の円の変形状態から歪み量を測定し、その変形
状態を調査する方法をいう。この場合、半球面上の歪み
測定ポイントをＰとし、テストモデルＴの切断方向と略
平行な方向の歪み量を最大主歪（εx ）とし、前記切断
方向と略直交する方向の歪み量を最小主歪（εy ）とし
て測定した（図３参照）。また、スプリングバック量
（開き角の実測値）Δθ（度）は、図４に示されるΔθ
1 ＋Δθ2 によって求めた。
々の変形状態（等２軸、平面歪み、単軸）を形成した
後、前記半球面の中央部分を所定幅Ｗからなる帯状体Ｈ
に切断し、スクライブドサークル試験法を用いて歪み量
を測定した。なお、前記スクライブドサークル試験法と
は、被成形品の表面に円形模様を予め描いておき、プレ
ス成形後の円の変形状態から歪み量を測定し、その変形
状態を調査する方法をいう。この場合、半球面上の歪み
測定ポイントをＰとし、テストモデルＴの切断方向と略
平行な方向の歪み量を最大主歪（εx ）とし、前記切断
方向と略直交する方向の歪み量を最小主歪（εy ）とし
て測定した（図３参照）。また、スプリングバック量
（開き角の実測値）Δθ（度）は、図４に示されるΔθ
1 ＋Δθ2 によって求めた。
【００２３】ここで、テストモデルＴの材質が鋼板（Ｓ
ＰＣ）の場合の最大主歪（εx ）と最小主歪（εy ）の
測定結果を図５に示す。図５では、横軸に最大主歪をと
り、縦軸に最小主歪を表し、スプリングバック量（Δ
θ）が略同一となる値を曲線で結んで示している。な
お、直線Ａ、直線Ｂおよび直線Ｃは、等２軸、平面歪み
および単軸をそれぞれ示している。
ＰＣ）の場合の最大主歪（εx ）と最小主歪（εy ）の
測定結果を図５に示す。図５では、横軸に最大主歪をと
り、縦軸に最小主歪を表し、スプリングバック量（Δ
θ）が略同一となる値を曲線で結んで示している。な
お、直線Ａ、直線Ｂおよび直線Ｃは、等２軸、平面歪み
および単軸をそれぞれ示している。
【００２４】この結果、等２軸、平面歪みおよび単軸の
各変形状態における最大主歪（εx）とスプリングバッ
ク量（Δθ）との関係を明確にすることができた。すな
わち、前記図５に示された関係を最大主歪（εx ）を横
軸にとり、スプリングバック量（Δθ）を縦軸にして表
すと、図６に示すようになり、等２軸、平面歪みおよび
単軸のいずれの変形状態においても最大主歪が増加する
とスプリングバック量が減少することがわかる。そこ
で、同一の最大主歪値におけるそれぞれの変形状態のス
プリングバック量を比較すると、平面歪み＞等２軸＞単
軸となる関係が存在する。
各変形状態における最大主歪（εx）とスプリングバッ
ク量（Δθ）との関係を明確にすることができた。すな
わち、前記図５に示された関係を最大主歪（εx ）を横
軸にとり、スプリングバック量（Δθ）を縦軸にして表
すと、図６に示すようになり、等２軸、平面歪みおよび
単軸のいずれの変形状態においても最大主歪が増加する
とスプリングバック量が減少することがわかる。そこ
で、同一の最大主歪値におけるそれぞれの変形状態のス
プリングバック量を比較すると、平面歪み＞等２軸＞単
軸となる関係が存在する。
【００２５】また、テストモデルＴの材質別に最大主歪
（εx ）とスプリングバック量（Δθ）との関係を図７
に示す。そこで、材質に着目して同一最大主歪値におけ
るスプリングバック量を比較すると、鋼板（ＳＰＣ）＜
高張力鋼板＜アルミニウムとなる関係が分かる。
（εx ）とスプリングバック量（Δθ）との関係を図７
に示す。そこで、材質に着目して同一最大主歪値におけ
るスプリングバック量を比較すると、鋼板（ＳＰＣ）＜
高張力鋼板＜アルミニウムとなる関係が分かる。
【００２６】さらに、図７に示すテスト結果から、各材
質別にスプリングバック量の最大主歪方向（切断方向と
平行）と最小主歪方向（切断方向と垂直）とを比較する
と図８に示すようになる。但し、図示したスプリングバ
ック量（Δθ）は、図７における最大主歪（εx ）の値
が０．１３のときの各材質のテストモデル３個の平均値
をとったものである。その結果、鋼板および高張力鋼板
は、切断方向と平行方向（εx 方向）に対して切断方向
と垂直方向（εy 方向）のスプリングバック量が大き
く、一方、アルミニウムは、切断方向と平行方向（εx
方向）のスプリングバック量が大きいことがわかる。
質別にスプリングバック量の最大主歪方向（切断方向と
平行）と最小主歪方向（切断方向と垂直）とを比較する
と図８に示すようになる。但し、図示したスプリングバ
ック量（Δθ）は、図７における最大主歪（εx ）の値
が０．１３のときの各材質のテストモデル３個の平均値
をとったものである。その結果、鋼板および高張力鋼板
は、切断方向と平行方向（εx 方向）に対して切断方向
と垂直方向（εy 方向）のスプリングバック量が大き
く、一方、アルミニウムは、切断方向と平行方向（εx
方向）のスプリングバック量が大きいことがわかる。
【００２７】以上のような実験結果を材質別に且つ変形
状態別に整理して図９に示すような係数（割合）を求め
た。この場合、材質が鋼板（ＳＰＣ）で平面歪みの状態
（切断方向と平行）を基準（割合１）として係数を定め
ていることから、成形部位の変形状態に対応した係数を
選択して適用することにより、被成形品に存する平面歪
みのみならず他の等２軸、単軸等の変形状態にもそれぞ
れ拡張することができるとともに、材質に応じて係数を
選択することが可能となる。
状態別に整理して図９に示すような係数（割合）を求め
た。この場合、材質が鋼板（ＳＰＣ）で平面歪みの状態
（切断方向と平行）を基準（割合１）として係数を定め
ていることから、成形部位の変形状態に対応した係数を
選択して適用することにより、被成形品に存する平面歪
みのみならず他の等２軸、単軸等の変形状態にもそれぞ
れ拡張することができるとともに、材質に応じて係数を
選択することが可能となる。
【００２８】次に、図１０に示されるフローチャートに
基づき、前記係数を用いてスプリングバック量を予測す
る場合について説明する。
基づき、前記係数を用いてスプリングバック量を予測す
る場合について説明する。
【００２９】まず、所望の形状モデルのデータをコンピ
ュータに入力して（ステップＳ１）前記形状モデルの成
形シミュレーションを行う（ステップＳ２）。次に、有
限要素法（Finite Element Method ）を用いてシミュレ
ーションされた形状モデルの成形解析を行い、成形部位
に応じた変形状態を判定する（ステップＳ３）。すなわ
ち、有限要素法の分割データから形状モデルのそれぞれ
の成形部位が、平面歪み、等２軸、あるいは単軸のうち
のどの変形状態に該当するか判別し特定する。続いて、
従来から公知のスプリングバック理論式に基づいてスプ
リングバック理論値（Δθ0 ）を算出し（ステップＳ
４）、このスプリングバック理論値Δθ0を次式に代入
してスプリングバック予測量Δθを求める（ステップＳ
５）。
ュータに入力して（ステップＳ１）前記形状モデルの成
形シミュレーションを行う（ステップＳ２）。次に、有
限要素法（Finite Element Method ）を用いてシミュレ
ーションされた形状モデルの成形解析を行い、成形部位
に応じた変形状態を判定する（ステップＳ３）。すなわ
ち、有限要素法の分割データから形状モデルのそれぞれ
の成形部位が、平面歪み、等２軸、あるいは単軸のうち
のどの変形状態に該当するか判別し特定する。続いて、
従来から公知のスプリングバック理論式に基づいてスプ
リングバック理論値（Δθ0 ）を算出し（ステップＳ
４）、このスプリングバック理論値Δθ0を次式に代入
してスプリングバック予測量Δθを求める（ステップＳ
５）。
【００３０】Δθ＝Ｋ1 ・Ｋ2 ・Δθ0 但し、Ｋ1 は前記実験結果から得られた係数、Ｋ2 は剛
性係数をそれぞれ示している。
性係数をそれぞれ示している。
【００３１】例えば、材質が鋼板からなり平面歪み（切
断方向と平行）の場合にはＫ1 ＝１となり、剛性係数Ｋ
2 ＝１、Δθ0 ＝２．４をそれぞれ上式に代入すること
により、スプリングバック予測量Δθ＝２．４を得るこ
とができる。
断方向と平行）の場合にはＫ1 ＝１となり、剛性係数Ｋ
2 ＝１、Δθ0 ＝２．４をそれぞれ上式に代入すること
により、スプリングバック予測量Δθ＝２．４を得るこ
とができる。
【００３２】このようにして形状モデルの全体にわたる
成形部位のスプリングバック量を予測し（ステップＳ
６）、前記予測されたスプリングバック量を金型形状に
見込んで金型の寸法を設定する（ステップＳ７）。
成形部位のスプリングバック量を予測し（ステップＳ
６）、前記予測されたスプリングバック量を金型形状に
見込んで金型の寸法を設定する（ステップＳ７）。
【００３３】次に、前記実験によって求められた係数の
実証例について説明する。
実証例について説明する。
【００３４】まず、図１１に示されるような鋼板（ＳＰ
Ｃ）からなるフレームのＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面の
変形状態を実測する。すなわち、前記Ａ−Ａ断面のパン
チ肩に該当する部位（図１２Ｂの参照数字２参照）の最
大主歪（εx ）と最小主歪（εy ）とを測定すると図１
２Ａのようになり、パンチ肩に該当する部位の座標（ε
x ，εy ）が（０．０３，０）となることから、該Ａ−
Ａ断面のパンチ肩に該当する部位の変形状態が平面歪み
であることが諒解される。同様にして、Ｂ−Ｂ断面のパ
ンチ肩に該当する部位（図１３Ｂの参照数字６参照）の
座標（εx ，ε y ）が（０．０３，０．０３）となるこ
とから、該Ｂ−Ｂ断面のパンチ肩に該当する部位の変形
状態が等２軸であることが諒解される。
Ｃ）からなるフレームのＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面の
変形状態を実測する。すなわち、前記Ａ−Ａ断面のパン
チ肩に該当する部位（図１２Ｂの参照数字２参照）の最
大主歪（εx ）と最小主歪（εy ）とを測定すると図１
２Ａのようになり、パンチ肩に該当する部位の座標（ε
x ，εy ）が（０．０３，０）となることから、該Ａ−
Ａ断面のパンチ肩に該当する部位の変形状態が平面歪み
であることが諒解される。同様にして、Ｂ−Ｂ断面のパ
ンチ肩に該当する部位（図１３Ｂの参照数字６参照）の
座標（εx ，ε y ）が（０．０３，０．０３）となるこ
とから、該Ｂ−Ｂ断面のパンチ肩に該当する部位の変形
状態が等２軸であることが諒解される。
【００３５】次に、前記Ａ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面の
パンチ肩に該当する部位のスプリングバック量を実測す
ると図１４に示すようになり、前記平面歪み（Ａ−Ａ断
面）と等２軸（Ｂ−Ｂ断面）とのスプリングバック比を
求めると１：０．７となる。なお、図１４において縦軸
は、スプリングバック量の実測値を正規の曲げ角度で割
ったスプリングバック率を表しており、実験で求められ
た係数と略一致した。
パンチ肩に該当する部位のスプリングバック量を実測す
ると図１４に示すようになり、前記平面歪み（Ａ−Ａ断
面）と等２軸（Ｂ−Ｂ断面）とのスプリングバック比を
求めると１：０．７となる。なお、図１４において縦軸
は、スプリングバック量の実測値を正規の曲げ角度で割
ったスプリングバック率を表しており、実験で求められ
た係数と略一致した。
【００３６】このようにして、係数を用いて平面歪みの
みならず等２軸、単軸等に適用して複雑な形状を有する
被成形品のスプリングバック量を予測することが可能と
なる。
みならず等２軸、単軸等に適用して複雑な形状を有する
被成形品のスプリングバック量を予測することが可能と
なる。
【００３７】次に、以上のようにして求められたスプリ
ングバック量に応じて金型の寸法を補正し、前記金型に
基づいて板材をプレス成形して寸法精度が高い成形品を
得ることができる。
ングバック量に応じて金型の寸法を補正し、前記金型に
基づいて板材をプレス成形して寸法精度が高い成形品を
得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明に係る板材のプレス成形方法によ
れば、以下の効果が得られる。
れば、以下の効果が得られる。
【００３９】すなわち、例えば、平面歪み、等２軸また
は単軸等の被成形品の成形部位の変形状態に応じて異な
る係数を用いてスプリングバック量を予測することがで
きる。
は単軸等の被成形品の成形部位の変形状態に応じて異な
る係数を用いてスプリングバック量を予測することがで
きる。
【００４０】この結果、種々の複雑な形状を有する被成
形品のスプリングバック量を予測することが可能とな
り、前記スプリングバック量に基づいて金型の形状を補
正することにより、寸法精度が高い成形品を得ることが
できる。
形品のスプリングバック量を予測することが可能とな
り、前記スプリングバック量に基づいて金型の形状を補
正することにより、寸法精度が高い成形品を得ることが
できる。
【図１】種々の変形状態を有するフレーム系部品の説明
図である。
図である。
【図２】等２軸、平面歪み、単軸等の変形状態の説明図
である。
である。
【図３】テストモデルＴに対して行われる球頭張り出し
テストの説明図である。
テストの説明図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。
【図５】テストモデルＴの材質が鋼板（ＳＰＣ）の場合
の最大主歪と最小主歪の測定結果を示す説明図である。
の最大主歪と最小主歪の測定結果を示す説明図である。
【図６】図５の測定結果における最大主歪とスプリング
バック量との関係を示す説明図である。
バック量との関係を示す説明図である。
【図７】テストモデルＴの材質別に最大主歪とスプリン
グバックとの関係を示す説明図である。
グバックとの関係を示す説明図である。
【図８】各材質別にスプリングバック量の最大歪方向と
最小歪方向とを比較した説明図である。
最小歪方向とを比較した説明図である。
【図９】本発明の実施例に係る板材のプレス成形方法に
用いられる係数を示す説明図である。
用いられる係数を示す説明図である。
【図１０】スプリングバック量を予測するための概略工
程を示すフローチャートである。
程を示すフローチャートである。
【図１１】図１０に示す係数の実証例に用いられるフレ
ームの斜視図である。
ームの斜視図である。
【図１２】図１２Ａは、Ａ−Ａ断面のパンチ肩に該当す
る部位の変形状態を示す説明図であり、図１２Ｂは、前
記パンチ肩を示すＡ−Ａ断面図である。
る部位の変形状態を示す説明図であり、図１２Ｂは、前
記パンチ肩を示すＡ−Ａ断面図である。
【図１３】図１３Ａは、Ｂ−Ｂ断面のパンチ肩に該当す
る部位の変形状態を示す説明図であり、図１３Ｂは、前
記パンチ肩を示すＢ−Ｂ断面図である。
る部位の変形状態を示す説明図であり、図１３Ｂは、前
記パンチ肩を示すＢ−Ｂ断面図である。
【図１４】平面歪みおよび等２軸とスプリングバック率
との関係を示す説明図である。
との関係を示す説明図である。
１０…フレーム系部品 １２…等２軸歪
み状態 １４…平面歪み状態 １６…単軸歪み
状態 Ｔ…テストモデル Ｐ…測定ポイン
ト
み状態 １４…平面歪み状態 １６…単軸歪み
状態 Ｔ…テストモデル Ｐ…測定ポイン
ト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 学 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダ エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 江河 隆幸 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダ エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−104537（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−199518（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−79374（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−138258（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−154912（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−184654（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−197320（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−106261（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−19838（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−138265（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21D 37/20 B21D 22/26
Claims (3)
- 【請求項１】金型を介して板材を加圧し、前記板材を所
望の形状にプレス成形する方法において、 簡易モデルを用いて、変形状態である等２軸歪み状態、
平面歪み状態または単軸歪み状態に応じた異なるスプリ
ングバック係数を得る工程と、 被成形品の形状モデルのデータをコンピュータに入力し
て成形シミュレーションを行い、有限要素法による成形
解析によって形状モデルの成形部位に応じて、等２軸歪
み状態、平面歪み状態または単軸歪み状態のいずれの変
形状態であるかを判定する工程と、 スプリングバック理論値（Δθ0）と、前記判定結果に
よる変形状態に応じて適用されるスプリングバック係数
とに基づいて、被成形品の成形部位に応じたスプリング
バック量（Δθ）を予測する工程と、 前記予測されたスプリングバック量に基づいて金型の形
状を補正し、前記金型によって板材を加圧する工程と、 を有することを特徴とする板材のプレス成形方法。 - 【請求項２】請求項１記載の方法において、 スプリングバック係数は、変形状態である等２軸歪み状
態、平面歪み状態または単軸歪み状態別に、それぞれ、
球頭張り出し方法によって得られたことを特徴とする板
材のプレス成形方法。 - 【請求項３】請求項１または２記載の方法において、 被成形品の材質および切断方向に応じて異なるスプリン
グバック係数を用いることを特徴とする板材のプレス成
形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05274995A JP3169787B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 板材のプレス成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05274995A JP3169787B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 板材のプレス成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08243657A JPH08243657A (ja) | 1996-09-24 |
| JP3169787B2 true JP3169787B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=12923563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05274995A Expired - Fee Related JP3169787B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 板材のプレス成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3169787B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170122463A (ko) * | 2016-04-27 | 2017-11-06 | 주식회사케이에스엠 | 고강도 저비중 경량강재를 이용한 차량용 판재 제조방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4631335B2 (ja) * | 2004-07-21 | 2011-02-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | プレス成形用金型の形状決定方法 |
| JP4716171B2 (ja) * | 2005-05-16 | 2011-07-06 | 有限会社エムアンドエムリサーチ | プレス加工の金型設計支援プログラムおよびその方法 |
| JP5803097B2 (ja) * | 2010-12-14 | 2015-11-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 円筒成形加工用材料の設計方法および円筒成形加工品の製造方法 |
| JP6355980B2 (ja) * | 2014-06-13 | 2018-07-11 | ダイハツ工業株式会社 | 歪測定装置および歪測定方法 |
| DE102014226970A1 (de) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | Sms Group Gmbh | Oberflächentexturierung von Umformungswerkzeugen |
| WO2023135914A1 (ja) * | 2022-01-17 | 2023-07-20 | Ｊｆｅスチール株式会社 | プレス成形解析方法、プレス成形解析装置及びプレス成形解析プログラム |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP05274995A patent/JP3169787B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| KR20170122463A (ko) * | 2016-04-27 | 2017-11-06 | 주식회사케이에스엠 | 고강도 저비중 경량강재를 이용한 차량용 판재 제조방법 |
| KR102142092B1 (ko) | 2016-04-27 | 2020-08-06 | 주식회사케이에스엠 | 고강도 저비중 경량강재를 이용한 차량용 판재 제조방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08243657A (ja) | 1996-09-24 |
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