JP4932609B2 - Molding condition determination system - Google Patents
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Description
本発明は、プレス加工装置における成形条件を決定する成形条件決定システムに関する。詳しくは、プレス成形品のひずみ状態に応じて成形条件を決定する方法に関する。 The present invention relates to a molding condition determination system that determines molding conditions in a press working apparatus. Specifically, the present invention relates to a method for determining molding conditions according to the strain state of a press-formed product.
従来より、プレス加工において、成形速度が成形品の品質に大きな影響を及ぼすことが知られている。このため、成形品に発生する割れ、しわ、寸法精度不良等を防止するために成形速度を制御するプレス方法およびプレス装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に示されたプレス方法およびプレス装置によれば、上型の移動量と材料の流入量との比が、予め設定された適正な範囲内に収まるように成形速度が制御される。
ところで、自動二輪車の燃料タンクといった複雑な形状の成形品は、絞り成形される部分と張出し成形される部分とを有している。これら2つの成形は、それぞれ、最適な成形速度が異なる。具体的には、成形速度を速くすると材料の流入量が増大するため、絞り成形される部分については、成形速度を速くしてプレス成形することが好ましい。一方、成形速度を遅くすると材料の伸びが増大するため、張出し成形される部分については、成形速度を遅くしてプレス成形することが好ましい。 Incidentally, a molded product having a complicated shape such as a fuel tank of a motorcycle has a portion to be drawn and a portion to be stretched. These two moldings have different optimum molding speeds. Specifically, since the inflow of material increases when the molding speed is increased, it is preferable to press-mold the portion to be drawn at a higher molding speed. On the other hand, since the elongation of the material increases when the molding speed is slowed, it is preferable that the part to be stretch-molded is press-molded at a slow molding speed.
つまり、プレス成形において、絞り成形と張出し成形とのどちらが支配的であるかによって、適切に成形速度を調整する必要がある。しかしながら、特許文献1に示されるような成形速度決定方法では、このような複雑な形状を有する成形品を適切に形成するための成形速度を決定することができない。したがって、このような場合、成形速度は、作業者の経験により決定されることが多く、よって、成形速度を決定するのに時間がかかる場合があった。
That is, in press molding, it is necessary to appropriately adjust the molding speed depending on which of the draw molding and the stretch molding is dominant. However, the molding speed determination method as disclosed in
また、サーボプレス機等といった、成形速度やしわ押え圧を成形途中に変化させることが可能なプレス機械においては、設定可能な成形速度およびしわ押え圧の組み合わせが多岐にわたる。このため、例えば、成形速度としわ押え圧との最適な組み合わせを決定する場合、上述のように作業者の経験に基づいて成形速度を決定すると、膨大な時間や多くの材料および費用がかかるおそれがあった。 Further, in a press machine such as a servo press that can change the forming speed and the wrinkle pressing pressure during forming, there are a wide variety of combinations of the forming speed and wrinkle pressing pressure that can be set. For this reason, for example, when determining the optimum combination of the forming speed and the wrinkle presser pressure, if the forming speed is determined based on the operator's experience as described above, it may take enormous time, a lot of materials and costs. was there.
本発明は、プレス加工装置の成形速度を適切にかつ迅速に決定できる成形条件決定システムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the molding condition determination system which can determine the shaping | molding speed of a press work apparatus appropriately and rapidly.
本発明の成形条件決定システムは、板材(例えば、後述の鋼板32)をプレス成形するプレス加工装置(例えば、後述のプレス加工装置30)の成形条件を決定する成形条件決定システムであって、成形速度を含む成形条件下で成形シミュレーションを行う成形シミュレーション手段(例えば、後述の成形シミュレーション手段131)と、前記成形シミュレーション手段による結果に基づいて、プレス成形された板材の各要素におけるひずみ状態を、成形限界線を含む成形限界線図にプロットしてひずみ分布図を作成するひずみ分布図プロット手段(例えば、後述のひずみ分布図プロット手段132)と、当該ひずみ分布図プロット手段によりプロットされた点と前記成形限界線との相対位置関係に基づいて、前記プロットされた点のうち最も亀裂が生じやすいものを亀裂危険度最大点(例えば、後述の亀裂危険度最大点QA)として抽出し、プレス成形品の品質が一定基準に達するか否かを判定する判定手段(例えば、後述の判定手段133)と、当該判定手段によりプレス成形品の品質が一定基準に達しないと判定され、かつ、前記亀裂危険度最大点の最小主ひずみが0以下である場合には、前記成形速度を増加させて前記成形条件を設定し、前記亀裂危険度最大点の最小主ひずみが0より大きい場合には、前記成形速度を減少させて成形条件を設定する成形速度増減手段(例えば、後述の成形速度増減手段134)と、を備え、前記判定手段により品質が一定基準に達すると判定されるまで、成形シミュレーション手段、ひずみ分布図プロット手段、判定手段の順に繰り返すことを特徴とする。
The molding condition determination system of the present invention is a molding condition determination system that determines molding conditions of a press working apparatus (for example, press working
ここで、最小主ひずみが0より大きい領域は、張出し成形される領域であり、また、最小主ひずみが0以下となる領域は、絞り成形される領域である。
本発明によれば、成形シミュレーション手段により成形シミュレーションが行われ、この結果に基づいて、ひずみ分布図プロット手段によりひずみ分布図が作成される。次に、判定手段により、ひずみ分布図にプロットされた点のうち、最も亀裂が生じやすい点が亀裂危険度最大点として抽出され、これに基づき成形品の品質が判定される。
Here, the region where the minimum principal strain is greater than 0 is a region to be stretch-formed, and the region where the minimum principal strain is 0 or less is a region to be drawn.
According to the present invention, a molding simulation is performed by the molding simulation unit, and a strain distribution diagram is created by the strain distribution diagram plotting unit based on the result. Next, of the points plotted in the strain distribution diagram, the point where cracking is most likely to occur is extracted as the crack risk maximum point by the determination means, and the quality of the molded product is determined based on this.
ここで、成形品の品質が一定基準に達しないと判定され、かつ、亀裂危険度最大点の最小主ひずみが0以下である場合には、この成形品において絞り成形が支配的であるとして、成形速度増減手段により成形速度が増加される。また、成形品の品質が一定基準に達しないと判定され、かつ、亀裂危険度最大点の最小主ひずみが0より大きい場合には、この成形品において張出し成形が支配的であるとして、成形速度増減手段により成形速度が減少される。 Here, when it is determined that the quality of the molded product does not reach a certain standard, and the minimum principal strain at the maximum risk point of cracking is 0 or less, the draw molding is dominant in this molded product. The molding speed is increased by the molding speed increasing / decreasing means. Further, when it is determined that the quality of the molded product does not reach a certain standard and the minimum principal strain at the maximum point of risk of cracking is greater than 0, it is determined that the stretch molding is dominant in this molded product, and the molding speed The molding speed is reduced by the increasing / decreasing means.
これら成形シミュレーション手段、ひずみ分布図プロット手段、判定手段による処理は、成形品の品質が一定基準に達すると判定されるまで繰り返され、これにより、成形品の形状に応じた最適な成形速度が自動的に決定される。したがって、従来のように作業者の勘や経験に基づいて成形速度を決定する場合と比較して、プレス加工装置の成形速度を適切かつ迅速に決定できる。また、この発明によれば、成形速度を自動的に決定できるので、実際のプレス加工装置や材料を用いた試作の回数を大幅に削減でき、コストを低減できる。また、製品の形状を設計する段階で、本発明の成形条件決定システムを用いて成形条件を予測することで、複雑な形状の製品を成形できる。 The processing by these molding simulation means, strain distribution plotting means, and judgment means is repeated until it is judged that the quality of the molded product reaches a certain standard, whereby the optimum molding speed corresponding to the shape of the molded product is automatically set. To be determined. Therefore, the molding speed of the press working apparatus can be determined appropriately and quickly as compared with the conventional case where the molding speed is determined based on the intuition and experience of the operator. Further, according to the present invention, since the molding speed can be automatically determined, the number of trial productions using an actual press working apparatus or material can be greatly reduced, and the cost can be reduced. Further, at the stage of designing the shape of the product, a product having a complicated shape can be molded by predicting the molding condition using the molding condition determination system of the present invention.
この発明によれば、従来のように作業者の勘や経験に基づいて成形速度を決定する場合と比較して、プレス加工装置の成形速度を適切かつ迅速に決定できる。また、この発明によれば、成形速度を自動的に決定できるので、実際のプレス加工装置や材料を用いた試作の回数を大幅に削減でき、コストを低減できる。また、製品の形状を設計する段階で、本発明の成形条件決定システムを用いて成形条件を予測することで、複雑な形状の製品を成形できる。 According to this invention, compared with the case where the forming speed is determined based on the operator's intuition and experience as in the prior art, the forming speed of the press working apparatus can be determined appropriately and quickly. Further, according to the present invention, since the molding speed can be automatically determined, the number of trial productions using an actual press working apparatus or material can be greatly reduced, and the cost can be reduced. Further, at the stage of designing the shape of the product, a product having a complicated shape can be molded by predicting the molding condition using the molding condition determination system of the present invention.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る成形条件決定システム1の概略構成を示す図である。成形条件決定システム1は、プレス加工装置30に接続され、種々のプログラムを実行する演算処理装置10と、演算処理装置10に情報を入力する入力手段20とを備える。
プレス加工装置30は、サーボで駆動するサーボプレス機であり、成形条件決定システム1は、このプレス加工装置30に成形速度としわ押え圧を含むプレス成形条件を出力する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a molding
The
成形条件決定システム1は、動作制御を行うOS(Operating System)上に展開されるプログラムとしての、成形条件最適化手段11、およびプレス制御データ生成手段14を備える。
The molding
成形条件最適化手段11は、しわ押え圧最適化手段12と成形速度最適化手段13とを備え、上記プレス成形条件に含まれるしわ押え圧および成形速度を最適化する。具体的には、しわ押え圧最適化手段12および成形速度最適化手段13は、それぞれ、入力手段20から入力された情報に基づいて成形シミュレーション(CAE解析)を行い、これに基づき最適なしわ押え圧および成形速度を決定する。
The molding
プレス制御データ生成手段14は、成形条件最適化手段11で決定された成形条件に基づいて、プレス加工装置30を動作させるためのデータを生成する。
入力手段20は、キーボードであり、成形条件最適化手段11で成形シミュレーションを行うために必要な情報が入力可能となっている。
The press control
The
図2は、プレス加工装置30の概略構成を示す図である。
プレス加工装置30は、いわゆるサーボプレス機であり、ワークとしての鋼板32の下側に配置された下型41を有する下型機構40と、下型41に対して、上型51を接近、離隔させる上型機構50と、これら下型機構40および上型機構50を制御する制御装置31と、を有する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
The
上型機構50は、サーボモータ52と、該サーボモータ52によって回転駆動される減速ギア53と、該減速ギア53によって大きいトルクで回転駆動される回転板54と、該回転板54の側面に上端部が揺動可能に軸支されたコネクティングロッド55とを有する。
The
サーボモータ52は、例えばAC型であって、高い応答性を有するとともにトルクむらが小さい。サーボモータ52の軸回転位置は図示しないエンコーダによって検出され、この検出された軸回転位置に基づいて、サーボモータ52はフィードバック制御される。
The
上型機構50は、さらに、コネクティングロッド55の下端に軸支されたスライダ56を備え、上型51は、スライダ56の下面に設けられる。
The
上型51は、下型41とともに鋼板32を挟んでプレス加工するものであって、下面に鋼板32の上面に当接するための型面51aが設けられている。この51は、凹んだ曲面となっており、上型51の周辺には、環状のホルダ57が設けられている。ホルダ57の先端面は水平であり、型面51aよりもやや突出している。したがって、ホルダ57は、鋼板32に対して型面51aよりも先行して当接することになる。
The
下型機構40は、下型41に加えて、ベースとなる固定台42と、鋼板32の周辺部を支持する環状のブランクホルダ43と、該ブランクホルダ43を昇降させるダイクッション機構44とを有する。
In addition to the
下型41は、固定台42の上部に設けられており、上型51とともに鋼板32を挟んでプレス加工する。この下型41の上面には、鋼板32の下面に当接するための型面41aが設けられている。
The
ブランクホルダ43は、ホルダ57と対向する位置に設けられ、鋼板32をプレスする際にしわの発生および位置ずれ等を防止するために、該ホルダ57ともに鋼板32の端部を挟持する。
The
ダイクッション機構44は、下方から固定台42および下型41を貫通してブランクホルダ43の下部を支持する複数のピン45と、これらのピン45を昇降させる図示しない油圧式の昇降機構とを有する。
The
昇降機構は、ピン45に連結された図示しない油圧シリンダと、この油圧シリンダを駆動する図示しないサーボ機器と、を含んで構成される。このサーボ機器は、制御装置31に接続されており、制御装置31からの信号に基づいて所定の圧力制御を行うことで、ブランクホルダ43とホルダ57とで、鋼板32の周辺部を適切な圧力(しわ押え圧)で押圧して、しわ押さえを行う。
The lifting mechanism includes a hydraulic cylinder (not shown) connected to the
制御装置31は、サーボモータ52を回転駆動させて上型51を下型41に対して進退させるとともに、ダイクッション機構44を駆動して、ブランクホルダ43を昇降させる。
The
以上のプレス加工装置30を用いて鋼板32の加工を行う手順について図3を参照しながら説明する。
A procedure for processing the
先ず、ステップS1において、初期設定を行う。つまり、ブランクホルダ43を所定位置まで上昇させておき、該ブランクホルダ43によって未加工の鋼板32を支持する。また、上型51は上死点まで上昇させておく。次に、ステップS2において、制御装置31の作用下に、サーボモータ52を回転駆動してスライダ56を下降させる。
First, in step S1, initial setting is performed. That is, the
スライダ56をある程度下降をさせると、ホルダ57が鋼板32の上面に接触し、該鋼板32はホルダ57とブランクホルダ43により挟持される。この時点から、制御装置31の作用下にブランクホルダ43を下降させる(ステップS3)。具体的には、制御装置31の作用下にブランクホルダ43が鋼板32の下面を押圧気味となるように適度な力を発生させて鋼板32を確実に保持させながら下降するように圧力制御を行う。つまり、ブランクホルダ43は、ホルダ57によって鋼板32を介して押圧され、該鋼板32に適度な圧力を与えながら押し下げられることになる。これにより、鋼板32はホルダ57とブランクホルダ43によって周辺部を保持(挟持)されながら下降し、次第に上型51と下型41によって製品形状にプレスされる。
When the
ステップS4において、制御装置31は、スライダ56の位置を下死点(つまり、上型51が1ストロークする間の最下点)に到達させる。ステップS5において、制御装置31の作用下に、サーボモータ52を回転駆動して、スライダ56をパネル搬送位置まで上昇させる。
In step S4, the
ステップS6において、スライダ56の位置がパネル搬送位置まで達したか否かを確認し、達しているときにはステップS7へ移り、未達のときにはスライダ56の上昇を継続する。ステップS7において、制御装置31の作用下にブランクホルダ43を上昇させる。これによりブランクホルダ43は、スライダ56よりもやや遅れて上昇することになる。
In step S6, it is confirmed whether or not the position of the
ステップS8において、制御装置31の作用下に、ブランクホルダ43をパネル搬送位置まで上昇させる。ステップS9において、ブランクホルダ43の上昇を一時停止させ、ドロー成形加工が終了した鋼板32を図示しない搬送手段によって次工程のステーションへ搬送する。
In step S8, the
ステップS10において、制御装置31は、ブランクホルダ43を再上昇させて、ブランクホルダ43を加工待機位置まで到達させる。ステップS11において、未加工の鋼板を所定の位置に配置する。なお、この間もスライダ56は上昇を継続している。ステップS12において、制御装置31は、スライダ56を上死点まで到達させる。
In step S10, the
次に、プレス加工装置30のスライダの変位について図4を参照して説明する。
上述のドロー成形では、スライダ56つまり上型51を、図4に示すように変位させて、絞り加工を行う。具体的には、上型51を上死点(X1)から下降させ、鋼板に接触する位置(X2)の直前で速度を低下させて、プレス成形する。上型51が下死点(X3)に到達すると、この上型51を、元の所定速度で上昇させる。以下では、成形速度とは、図4において、スライダ56が接触位置(X2)から下死点(X3)に到達するまでの区間におけるスライダ56の速度であるとする。
Next, displacement of the slider of the
In the above-described draw molding, the drawing is performed by displacing the
図5は、成形速度最適化手段13の概略構成を示すブロック図である。
成形速度最適化手段13は、成形シミュレーションを行う成形シミュレーション手段131と、ひずみ分布図を作成するひずみ分布図プロット手段132と、プレス成形品の品質の判定を行う判定手段133と、成形速度の設定を増減させる成形速度増減手段134を備える。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the molding
The forming
成形シミュレーション手段131は、プレス成形の成形シミュレーションを行うものであり、解析条件が入力されると、この解析条件の下で成形シミュレーションを行い、その解析結果を出力する。この解析条件には、成形速度およびしわ押え圧を含むプレス成形条件の他、ワークの形状および材質、プレス成形品の形状、および成形シミュレーションに必要な境界条件等が含まれる。 The molding simulation unit 131 performs press molding molding simulation. When an analysis condition is input, the molding simulation unit 131 performs a molding simulation under the analysis condition and outputs the analysis result. In addition to the press forming conditions including the forming speed and the wrinkle pressing pressure, the analysis conditions include the shape and material of the workpiece, the shape of the press-formed product, and boundary conditions necessary for forming simulation.
図6は、解析条件の1つとして入力されるワークの形状の一例を示す図である。図7は、解析条件の1つとして入力されるプレス成形品の形状の一例を示す図である。本実施形態における成形シミュレーション手段131では、例えば、図6に示すような板状のワーク80をプレス成形して、図7に示すような略箱状の自動二輪車の燃料タンク90を形成する成形シミュレーションが行われる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the shape of a workpiece input as one of analysis conditions. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the shape of a press-formed product that is input as one of analysis conditions. In the molding simulation means 131 in the present embodiment, for example, a molding simulation for forming a
これら図6および図7に示すように、成形シミュレーションが行われるワーク80には、プレス成形品の状態を測定するために、網の目状の複数の要素P1〜PNが仮定される。また、成形シミュレーションの解析結果には、各要素P1〜PNにおけるプレス成形品のしわや面ひずみの指標となる最大主ひずみおよび最小主ひずみが含まれる。
As shown in FIG. 6 and FIG. 7, a plurality of mesh-like elements P 1 to P N are assumed for the
ひずみ分布図プロット手段132は、成形シミュレーション手段131から出力された解析結果に基づいて、プレス成形されたワークの各要素P1〜PNにおけるひずみ状態を、成形限界線を含む成形限界線図にプロットしてひずみ分布図を作成する。 Based on the analysis result output from the forming simulation means 131, the strain distribution diagram plotting means 132 converts the strain state in each element P 1 to PN of the press-formed work into a forming limit line including a forming limit line. Plot to create a strain distribution diagram.
図8及び図9は、ひずみ分布図プロット手段132により作成されたひずみ分布図の一例を示す図である。具体的には、図8は、横軸を鋼板の面内方向における最大主ひずみε1(≧0)とし、縦軸を鋼板の面内方向における最小主ひずみε2とし、このε1−ε2座標上に、プレス成形品の各要素P1〜PNにおけるひずみ状態(変形状態)をプロットした図である。 8 and 9 are diagrams showing examples of strain distribution diagrams created by the strain distribution diagram plotting unit 132. FIG. Specifically, in FIG. 8, the horizontal axis is the maximum principal strain ε 1 (≧ 0) in the in-plane direction of the steel sheet, the vertical axis is the minimum principal strain ε 2 in the in-plane direction of the steel sheet, and this ε 1 -ε on 2 coordinate, it is a plot of state (deformation state) strain in the elements P 1 to P N of the press-molded product.
この図8のひずみ分布図において、原点Oから右上方に延びる線(ε2=ε1)は、等二軸引張りを表わす。この等二軸引張り(ε2=ε1)により、鋼板は、成形前と略相似の形状に引き伸ばされることとなる。この等二軸引張りは、例えば、深絞り容器の底部の変形状態に対応する。 In the strain distribution diagram of FIG. 8, a line (ε 2 = ε 1 ) extending from the origin O to the upper right represents equal biaxial tension. By this equal biaxial tension (ε 2 = ε 1 ), the steel sheet is stretched to a shape substantially similar to that before forming. This equibiaxial tension corresponds to, for example, the deformation state of the bottom of the deep-drawn container.
原点Oから右方向に延びる線(ε2=0)は、平面ひずみ引張りを表わす。この平面ひずみ引張り(ε2=0)により、鋼板は、幅方向(ε2に沿った方向)に沿った寸法は不変で、高さ方向(ε1に沿った方向)に沿って引き伸ばされることとなる。この平面ひずみ引張りは、例えば、幅は広い鋼板の曲げ部や、深絞り容器の肩−側壁部境界付近の変形状態に対応する。 A line (ε 2 = 0) extending rightward from the origin O represents plane strain tension. By this plane strain tension (ε 2 = 0), the steel sheet is stretched along the height direction (direction along ε 1 ) without changing the dimension along the width direction (direction along ε 2 ). It becomes. This plane strain tension corresponds to, for example, a bent portion of a wide steel plate or a deformed state near the shoulder-side wall boundary of a deep-drawn container.
原点Oから右下方に延びる線(ε2=−0.5ε1)は、一軸引張りを表わす。この一軸引張り(ε2=−0.5ε1)により、鋼板は、幅方向(ε2に沿った方向)に沿って絞られるとともに、高さ方向(ε1に沿った方向)に沿って引き伸ばされることとなる。すなわち、一軸引張りとは、単軸方向に引っ張った変形状態に対応する。 A line extending from the origin O to the lower right (ε 2 = −0.5ε 1 ) represents uniaxial tension. By this uniaxial tension (ε 2 = −0.5ε 1 ), the steel sheet is squeezed along the width direction (direction along ε 2 ) and stretched along the height direction (direction along ε 1 ). Will be. That is, uniaxial tension corresponds to a deformed state pulled in a uniaxial direction.
また、成形限界線FLを、図8中破線で示す。この成形限界線FLは、板面内のひずみ比ε2/ε1を変化させて破断ひずみを測定し、これをε1−ε2座標上にプロットしたものであり、ワークの材質や板厚等に依存する。またここで、ε1−ε2座標上のうち、ε2>0の領域は、ワークが張出し成形された張出し領域を示しており、ε2≦0の領域は、絞り成形された絞り領域を示している。
ひずみ分布図プロット手段132は、プレス成形されたワークの各要素P1〜PNにおけるひずみ状態を、以上のような成形限界線図上に、点Q1〜QNとしてプロットし、図8に示すようなひずみ分布図を作成する。
Further, the forming limit line FL is indicated by a broken line in FIG. This forming limit line FL is obtained by measuring the breaking strain by changing the strain ratio ε 2 / ε 1 in the plate surface, and plotting it on the ε 1 -ε 2 coordinates. Depends on etc. Here, in the ε 1 -ε 2 coordinates, the region of ε 2 > 0 indicates a stretched region where the workpiece is stretched and the region of ε 2 ≦ 0 indicates the stretched region where the workpiece is stretched. Show.
The strain distribution diagram plotting means 132 plots the strain state at each element P 1 to P N of the press-formed workpiece as points Q 1 to Q N on the above-described forming limit diagram, as shown in FIG. Create a strain distribution map as shown.
判定手段133は、ひずみ分布図プロット手段132により作成されたひずみ分布図に基づいて、プレス成形品の品質が一定基準に達するか否かを判定する。具体的には、ひずみ分布図にプロットされた点Q1〜QNのうち最も亀裂が生じやすいものを亀裂危険度最大点QAとして抽出し、この亀裂危険度最大点QAの位置に基づいて、プレス成形品の品質が一定基準に達するか否かを判定する。 The determination unit 133 determines whether the quality of the press-formed product reaches a certain standard based on the strain distribution diagram created by the strain distribution diagram plot unit 132. Specifically, what most cracks are likely to occur among the strain distribution diagram plotted points Q 1 to Q N extracted as crack risk maximum point Q A, based on the position of the crack risk maximum point Q A Thus, it is determined whether or not the quality of the press-formed product reaches a certain standard.
判定手段133は、先ず、ひずみ分布図にプロットされた点Q1〜QNの全ての点において、亀裂危険度E1〜ENを算出する。具体的には、亀裂危険度Eは、原点および対象となる点Qを通過する直線と成形限界線との交点をRとして、原点と交点Rとの距離を、原点と対象となる点Qとの距離で割ることにより算出される。 First, the determination unit 133 calculates crack risk degrees E 1 to E N at all points Q 1 to Q N plotted in the strain distribution diagram. Specifically, the crack risk level E is determined based on the intersection between a straight line passing through the origin and the target point Q and the forming limit line as R, and the distance between the origin and the intersection R as the point Q and the target point Q. It is calculated by dividing by the distance.
例えば、図9に示すひずみ分布図のうち点QAの亀裂危険度EAは、点QAの最大主ひずみおよび最小主ひずみの値を(e1,e2)とし、交点RAの最大主ひずみおよび最小主ひずみの値を(e3,e4)とすると、次式により算出される。 For example, a crack risk E A in the interior point Q A strain distribution diagram shown in Figure 9, the maximum value of the principal strain and minimum principal strain at point Q A and (e 1, e 2), the maximum intersection R A If the values of the main strain and the minimum main strain are (e 3 , e 4 ), they are calculated by the following equations.
つまり、この亀裂危険度Eは、プレス成形品に亀裂が生じる危険性を示す指数であり、この亀裂危険度Eが減少するに従って、危険度が上昇する。E>1の場合は亀裂の危険性が低いものと推定され、E=1の場合は亀裂の限界にあるものと推定され、E<1の場合には亀裂が発生するものと推定される。 That is, the crack risk E is an index indicating the risk of cracking in the press-formed product, and the risk increases as the crack risk E decreases. When E> 1, it is estimated that the risk of cracking is low, when E = 1, it is estimated that the crack is at the limit, and when E <1, it is estimated that a crack occurs.
判定手段133は、ひずみ分布図にプロットされた点Q1〜QNの全ての点において、亀裂危険度E1〜ENを算出し、これら亀裂危険度E1〜ENの中から、最も小さな亀裂危険度を有する点を抽出し、これを亀裂危険度最大点とする。図9に示す例では、点QAが亀裂危険度最大点として抽出される。
Judging means 133, at all points of strain distribution diagram plotted
さらに判定手段133は、抽出した亀裂危険度最大点QAの亀裂危険度EAの大きさに基づいて、成形品の品質を判定する。具体的には、判定手段133は、安全性を考慮して、1より大きい所定値を閾値として設定し、この閾値よりも大きければ、プレス成形品の品質が一定基準に達していると判定する。 Further determination unit 133, based on the size of the crack risk E A of the extracted crack risk maximum point Q A, determines the quality of the molded article. Specifically, the determination unit 133 sets a predetermined value greater than 1 as a threshold value in consideration of safety, and determines that the quality of the press-formed product has reached a certain standard if the threshold value is larger than this threshold value. .
成形速度増減手段134は、亀裂危険度最大点QAの最小主ひずみe2の値に応じて、上述の成形シミュレーション手段131に入力する成形速度を設定を増減する。
具体的には、成形速度増減手段134は、判定手段133によりプレス成形品の品質が一定基準に達しないと判定され、かつ、亀裂危険度最大点QAの最小主ひずみe2の値が0以下である場合には、成形速度を増加させて、この成形速度を設定する。また、成形速度増減手段134は、判定手段133によりプレス成形品の品質が一定基準に達しないと判定され、かつ、亀裂危険度最大点QAの最小主ひずみe2の値が0より大きい場合には、成形速度を減少させて、この成形速度を設定する。
Forming speed adjusting unit 134, according to the value of the minimum principal strain e 2 crack risk maximum point Q A, to increase or decrease the setting the forming speed to be input to the forming simulation means 131 described above.
Specifically, the molding speed adjusting unit 134, the determination unit 133 is determined as the quality of the press-molded product does not reach the predetermined reference, and the value of the minimum principal strain e 2 crack risk
以上のように構成された成形速度最適化手段13は、判定手段133により成形品の品質が一定基準に達すると判定されるまで、成形シミュレーション手段131に入力する成形速度を設定を変更し、成形シミュレーション手段131、ひずみ分布図プロット手段132、判定手段133の順で処理を繰り返す。ここで、判定手段133により成形品の品質が一定基準に達すると判定された場合には、このときの成形速度が最適な成形速度として決定される。
The molding
次に、成形速度最適化手段13の動作を図10のフローチャートを用いて説明する。
まず、S21では、プレス成形品の形状を設定し、S22では、ワークを分割し、複数の要素を設定する。具体的には、本実施形態では、図6に示すような要素P1〜PNが設けられたワーク80を、図7に示す自動二輪車の燃料タンク90にプレス成形するように設定する。S23では、成形速度およびしわ押え圧を含む成形条件の他、成形シミュレーションに必要な境界条件を設定する。
Next, the operation of the molding
First, in S21, the shape of the press-formed product is set, and in S22, the work is divided and a plurality of elements are set. Specifically, in the present embodiment, the
S24では、上記S21〜S23において設定された解析条件の下で、後に図14〜図22を参照して説明する成形シミュレーション解析を実行する。S25では、成形シミュレーション解析の結果に基づいて、図8に示すようなひずみ分布図を作成する。S26では、作成されたひずみ分布図における亀裂危険度最大点QAを抽出する。 In S24, the molding simulation analysis described later with reference to FIGS. 14 to 22 is executed under the analysis conditions set in S21 to S23. In S25, a strain distribution diagram as shown in FIG. 8 is created based on the result of the molding simulation analysis. In S26, the crack risk maximum point Q A in the created strain distribution diagram is extracted.
S27では、抽出された亀裂危険度最大点QAにおける亀裂危険度EAの値に基づいて、プレス成形品の品質が一定基準に達したか否かを判定する。この判定がYesの場合には、設定された成形速度を最適な成形速度として決定し、処理を終了し、Noの場合には、S28に移る。 In S27, based on the value of the crack risk E A at the extracted crack risk maximum point Q A, it determines whether the quality of the press-molded product has reached a certain level. If this determination is Yes, the set molding speed is determined as the optimum molding speed, the process is terminated, and if No, the process proceeds to S28.
S28では、亀裂危険度最大点QAにおける最小主ひずみが0以下であるか否かを判別する。この判別がYesの場合にはS29に移り、Noの場合にはS30に移る。S29では、設定された成形速度を上げて、S24に移り、成形シミュレーション解析を再び行う。具体的には、設定された成形速度が図4中実線D0に示すような成形速度であった場合には、破線D2に示すような成形速度に上げる。S30では、設定された成形速度を下げて、S24に移り、成形シミュレーション解析を再び行う。具体的には、設定された成形速度が図4中実線D0に示すような成形速度であった場合には、破線D1に示すような成形速度に下げる。 In S28, the minimum main strain at the crack risk maximum point Q A is determined whether 0 or less. If this determination is Yes, the process moves to S29, and if No, the process moves to S30. In S29, the set molding speed is increased, the process proceeds to S24, and the molding simulation analysis is performed again. Specifically, when forming speed set were forming speed as shown by the solid line D 0 in FIG. 4, raising the forming speed as shown in a broken line D 2. In S30, the set molding speed is reduced, and the process proceeds to S24, where the molding simulation analysis is performed again. Specifically, when forming speed set were forming speed as shown by the solid line D 0 in FIG. 4, lower the molding speed, as indicated by the broken line D 1.
図11は、成形速度とプレス成形されたワークの伸びとの関係を示すグラフである。
図11に示すように、ワークの伸びは、成形速度が速くなるに従って減少する。つまり、ワークの伸びが成形限界に大きな影響を与える張出し成形の場合、すなわち最小主ひずみが0より大きい場合、成形された部分の板厚減少率は成形速度が遅くなるに従って低下するので、成形速度は遅い方が好ましい。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the forming speed and the elongation of the press-formed work.
As shown in FIG. 11, the elongation of the work decreases as the forming speed increases. That is, in the case of stretch forming in which the elongation of the workpiece has a great influence on the forming limit, that is, when the minimum principal strain is greater than 0, the reduction rate of the thickness of the formed portion decreases as the forming speed decreases. Is preferably slower.
図12は、成形速度とワークおよび金型間の摩擦係数との関係を示すグラフであり、図13は、成形速度とワークの流入量との関係を示すグラフである。
図12に示すように、ワークと金型との間の摩擦係数は、成形速度が速くなるに従って低下する。その結果、図13に示すように、ワークの流入量は、成形速度が速くなるに従って増加することとなる。つまり、ワークの流入量が成形限界に大きな影響を与える絞り成形の場合、すなわち、最小主ひずみが0以下の場合、成形された部分の板厚減少率は成形速度が速くなるに従って低下するので、成形速度は速い方が好ましい。
また、面圧が大きくなるに従って摩擦による影響は大きくなるので、図13に示すように、鋼板の流入量は、面圧が小さい場合よりも、面圧が大きい場合の方がより顕著に増大する。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the forming speed and the coefficient of friction between the workpiece and the mold, and FIG. 13 is a graph showing the relationship between the forming speed and the inflow amount of the workpiece.
As shown in FIG. 12, the coefficient of friction between the workpiece and the mold decreases as the molding speed increases. As a result, as shown in FIG. 13, the inflow amount of the work increases as the forming speed increases. In other words, in the case of draw forming in which the inflow amount of the work greatly affects the forming limit, that is, when the minimum principal strain is 0 or less, the plate thickness reduction rate of the formed portion decreases as the forming speed increases. A higher molding speed is preferable.
Further, since the influence of friction increases as the surface pressure increases, as shown in FIG. 13, the inflow amount of the steel sheet increases more significantly when the surface pressure is large than when the surface pressure is small. .
次に、成形シミュレーション解析の手順、すなわち成形シミュレーション手段131の動作について、図14のフローチャートを用いて説明する。
S31では、解析条件が入力される。具体的には、プレス成形品の形状、ワークの形状および材質、成形速度、しわ押え圧、ワークの応力−ひずみ関係や、摩擦係数等の成形条件を含む解析条件が入力される。ここで、応力−ひずみ特性は、ひずみ速度に依存しており、摩擦係数は、ワークと金型との摺動速度および接触面圧に依存する。
Next, the procedure of the molding simulation analysis, that is, the operation of the molding simulation means 131 will be described using the flowchart of FIG.
In S31, analysis conditions are input. Specifically, analysis conditions including molding conditions such as the shape of the press-molded product, the shape and material of the workpiece, the molding speed, the wrinkle pressing pressure, the stress-strain relationship of the workpiece, and the friction coefficient are input. Here, the stress-strain characteristics depend on the strain rate, and the friction coefficient depends on the sliding speed between the workpiece and the mold and the contact surface pressure.
S32では、変形が生じるか否かを判別する。この判別がYesの場合には、S33に移り、Noの場合には、S36に移る。 In S32, it is determined whether or not deformation occurs. If this determination is Yes, the process moves to S33, and if No, the process moves to S36.
S33では、変形部分のひずみ速度を計算し、S34では、このひずみ速度に基づいて、応力−ひずみ関係を決定する。なお、この応力―ひずみ関係の決定は、終了時刻に達するまで、所定サイクル毎に行われる。 In S33, the strain rate of the deformed portion is calculated, and in S34, the stress-strain relationship is determined based on this strain rate. The determination of the stress-strain relationship is performed every predetermined cycle until the end time is reached.
図15は、応力−ひずみ関係を示す図である。
図15に示すように、応力−ひずみ関係は、ひずみ速度に依存し、ひずみ速度が大きいほど、同一のひずみ量における応力は大きくなる傾向がある。
具体的には、同一のひずみ量におけるひずみ速度は、ひずみ速度10、1、0.1、0.01の順に小さくなる。
FIG. 15 is a diagram illustrating a stress-strain relationship.
As shown in FIG. 15, the stress-strain relationship depends on the strain rate, and the stress at the same strain amount tends to increase as the strain rate increases.
Specifically, the strain rates at the same strain amount decrease in the order of
また、図16に示すように、変形の途中でひずみ速度が変化すると、ひずみ速度が変化した後の応力−ひずみ関係は、変化前のひずみ速度にかかわらず、変化後のひずみ速度にのみ依存することが判明している。つまり、ひずみ速度が変化した後の応力−ひずみ関係は、ひずみ速度が変化する前の速度履歴の影響を受けないのである。
具体的には、ひずみ速度が1、0.1、0.01のいずれであっても、ひずみ速度が0.1に変化した場合には、応力は、ひずみ速度0.1のグラフに従う。
Further, as shown in FIG. 16, when the strain rate changes during the deformation, the stress-strain relationship after the strain rate changes depends only on the strain rate after the change regardless of the strain rate before the change. It has been found. That is, the stress-strain relationship after the strain rate changes is not affected by the speed history before the strain rate changes.
Specifically, even if the strain rate is 1, 0.1, or 0.01, when the strain rate changes to 0.1, the stress follows the graph of the strain rate of 0.1.
そこで、応力−ひずみ関係を、相当応力および相当塑性ひずみを用いて、以下のようにして定義する。相当応力とは、一軸(単軸)引張に換算した応力であり、相当塑性ひずみとは、一軸引張に換算した塑性ひずみである。このように換算することによって、簡単に比較ができ、強度評価が容易となるためである。
すなわち、図17に示すように、実験等により、所定のひずみ速度について、所定の相当塑性ひずみと相当応力との関係を求め、点列データを生成する。
Therefore, the stress-strain relationship is defined as follows using equivalent stress and equivalent plastic strain. The equivalent stress is a stress converted to uniaxial tension, and the equivalent plastic strain is a plastic strain converted to uniaxial tension. By converting in this way, the comparison can be made easily and the strength evaluation becomes easy.
That is, as shown in FIG. 17, the relationship between a predetermined equivalent plastic strain and an equivalent stress is obtained for a predetermined strain rate by an experiment or the like, and point sequence data is generated.
ここでは、所定のひずみ速度を、0.01、0.1、1、10とし、所定の相当塑性ひずみを、0、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25・・・のように、0.05刻みとした。そして、これら点列データを、図18に示すように、グラフ上にプロットし、各点同士を直線で結んだ。 Here, the predetermined strain rate is 0.01, 0.1, 1, 10, and the predetermined equivalent plastic strain is 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25. As shown in FIG. Then, these point sequence data were plotted on a graph as shown in FIG. 18, and each point was connected by a straight line.
なお、計算対象となるひずみ速度や相当塑性ひずみが上述の点列データに含まれていない場合には、相当応力―相当塑性ひずみ関係を、直接、点列データから求めることができないため、以下の手順で求める。
計算対象となる相当塑性ひずみ値が図18で定義された2つの相当塑性ひずみの間に位置する場合には、これら2つの相当塑性ひずみの内挿値を用いて、相当応力−相当塑性ひずみ関係を求める。
Note that if the strain rate and equivalent plastic strain to be calculated are not included in the above point sequence data, the equivalent stress-equivalent plastic strain relationship cannot be obtained directly from the point sequence data. Ask in the procedure.
When the equivalent plastic strain value to be calculated is located between the two equivalent plastic strains defined in FIG. 18, the equivalent stress-equivalent plastic strain relationship is obtained using the interpolation values of these two equivalent plastic strains. Ask for.
計算対象となるひずみ速度が図18で定義された2つのひずみ速度の間に位置する場合には、これら2つのひずみ速度の内挿値を用いて、相当応力−相当塑性ひずみ関係を求める。
なお、以上の内挿値は、一次関数(直線)を用いて求めてもよいし、二次以上の関数を用いて求めてもよい。
When the strain rate to be calculated is located between the two strain rates defined in FIG. 18, the equivalent stress-equivalent plastic strain relationship is obtained using the interpolation value of these two strain rates.
In addition, the above interpolation value may be calculated | required using a linear function (straight line), and may be calculated | required using a quadratic or more function.
ただし、計算対象となるひずみ速度が図18で定義された最大のひずみ速度よりも大きい場合には、定義された最大のひずみ速度における相当応力−相当塑性ひずみ関係を用いる。また、計算対象となるひずみ速度が図18で定義された最小のひずみ速度よりも小さい場合には、定義された最小のひずみ速度における相当応力−相当塑性ひずみ関係を用いる。つまり、ひずみ速度の外挿値を用いることはしない。 However, when the strain rate to be calculated is larger than the maximum strain rate defined in FIG. 18, the equivalent stress-equivalent plastic strain relationship at the defined maximum strain rate is used. When the strain rate to be calculated is smaller than the minimum strain rate defined in FIG. 18, the equivalent stress-equivalent plastic strain relationship at the defined minimum strain rate is used. That is, an extrapolated value of strain rate is not used.
例えば、図19に示すように、ひずみ速度xの点列データをxa、xb、xcとし、ひずみ速度yの点列データをya、yb、ycとする。
ひずみ速度zの相当塑性ひずみd、eにおける相当応力を求める場合、まず、2つのひずみ速度x、yの点列データの内挿値を、ひずみ速度zの点列データとする。そして、このひずみ速度zの点列データのうち、相当塑性ひずみa、b、cにおける相当応力za、zb、zcの内挿値を、ひずみ速度zの相当塑性ひずみd、eにおける相当応力とする。
これにより、図19中太線Aで示すように、任意のひずみ速度における相当応力―相当塑性ひずみ関係を容易に計算できるうえに、変形途中でひずみ速度が変化しても、ひずみ速度が変化した後の相当応力−相当塑性ひずみ関係も容易に計算できる。
For example, as shown in FIG. 19, the point sequence data of the strain rate x is xa, xb, xc, and the point sequence data of the strain rate y is ya, yb, yc.
When obtaining the equivalent stress at the equivalent plastic strains d and e at the strain rate z, first, the interpolated values of the point sequence data of the two strain rates x and y are set as the point sequence data of the strain rate z. Of the point sequence data of the strain rate z, the interpolated values of the equivalent stresses za, zb, and zc at the equivalent plastic strains a, b, and c are set as equivalent stresses at the equivalent plastic strains d and e at the strain rate z. .
Accordingly, as shown by a thick line A in FIG. 19, the equivalent stress-equivalent plastic strain relationship at an arbitrary strain rate can be easily calculated, and even if the strain rate changes during the deformation, the strain rate changes. The equivalent stress-equivalent plastic strain relationship can be easily calculated.
S35では、選択された相当応力―相当塑性ひずみ関係を用いて、変形部分の応力を計算し。S36では、ワークと金型とが接触するか否かを判定する。この判別がYesの場合には、S37に移り、Noの場合には、S41に移る。 In S35, the stress of the deformed portion is calculated using the selected equivalent stress-equivalent plastic strain relationship. In S36, it is determined whether or not the workpiece and the mold are in contact with each other. If this determination is Yes, the process moves to S37, and if No, the process moves to S41.
S37では、ワークと金型との摺動速度を計算し、S38では、ワークと金型との接触面圧を計算する。
続いて、S39では、ワークと金型との摺動速度および接触面圧に基づいて、摩擦係数を決定する。この摩擦係数の決定は、終了時刻に達するまで、所定サイクル毎に行われる。
In S37, the sliding speed between the workpiece and the mold is calculated, and in S38, the contact surface pressure between the workpiece and the mold is calculated.
Subsequently, in S39, the friction coefficient is determined based on the sliding speed and the contact surface pressure between the workpiece and the mold. The determination of the friction coefficient is performed every predetermined cycle until the end time is reached.
図20は、摺動速度および接触面圧と摩擦係数との関係を示す図である。
図20に示すように、ワークと金型との間に洗浄油等の潤滑機能を有する流体が存在する場合、摩擦係数は、ワークと金型との摺動速度に依存し、摺動速度が大きいほど小さくなる傾向がある。
また、ワークと工具との接触面圧が大きいほど、摩擦係数は摺動速度に大きく依存する傾向がある。つまり、ワークと工具との接触面圧が大きいほど、摺動速度が大きくなるに従って摩擦係数が小さくなる。
なお、絞り成形では、ワークと金型との接触面積が小さいため、接触面圧が大きくなり、張出し成形では、接触面積が大きいため、接触面圧が小さくなる傾向がある。
FIG. 20 is a diagram illustrating the relationship between the sliding speed, the contact surface pressure, and the friction coefficient.
As shown in FIG. 20, when a fluid having a lubricating function such as cleaning oil exists between the workpiece and the mold, the friction coefficient depends on the sliding speed between the workpiece and the mold, and the sliding speed is The larger the size, the smaller the tendency.
In addition, as the contact surface pressure between the workpiece and the tool increases, the friction coefficient tends to greatly depend on the sliding speed. That is, as the contact surface pressure between the workpiece and the tool increases, the friction coefficient decreases as the sliding speed increases.
In the draw forming, the contact area between the workpiece and the mold is small, so the contact surface pressure increases. In the overhang forming, the contact area is large, so the contact surface pressure tends to decrease.
そこで、摺動速度および接触面圧と摩擦係数との関係を以下のようにして定義する。
すなわち、図21に示すように、実験等により、所定の接触面圧について、所定の摺動速度と摩擦係数との関係を求め、点列データとする。
ここでは、所定の接触面圧を、1、2、5、10とし、所定の摺動速度を、1、5、10、50、100、200とした。そして、これら点列データを、図22に示すように、グラフ上にプロットし、各点同士を直線で結んだ。
Therefore, the relationship between the sliding speed and contact surface pressure and the friction coefficient is defined as follows.
That is, as shown in FIG. 21, the relationship between a predetermined sliding speed and a friction coefficient is obtained for a predetermined contact surface pressure by experiments or the like, and set as point sequence data.
Here, the predetermined contact surface pressure was 1, 2, 5, 10, and the predetermined sliding speed was 1, 5, 10, 50, 100, 200. Then, these point sequence data were plotted on a graph as shown in FIG. 22, and each point was connected by a straight line.
なお、計算対象となる摺動速度や接触面圧が上述の点列データに含まれていない場合には、摺動速度および接触面圧と摩擦係数との関係を、直接、点列データから求めることができないため、以下の手順で求める。
計算対象となる摺動速度が図21で定義された2つの摺動速度の間に位置する場合には、これら2つの摺動速度の内挿値を用いて、摺動速度および接触面圧と摩擦係数との関係を求める。
If the sliding speed and contact surface pressure to be calculated are not included in the above point sequence data, the relationship between the sliding speed and contact surface pressure and the friction coefficient is obtained directly from the point sequence data. Since it is not possible, it asks in the following procedures.
When the sliding speed to be calculated is located between the two sliding speeds defined in FIG. 21, the sliding speed and the contact surface pressure are calculated using the interpolation values of these two sliding speeds. Find the relationship with the coefficient of friction.
計算対象となる接触面圧が図21で定義された2つの接触面圧の間に位置する場合には、これら2つの接触面圧の内挿値を用いて、摺動速度および接触面圧と摩擦係数との関係を求める。
なお、以上の内挿値は、一次関数(直線)を用いて求めてもよいし、二次以上の関数を用いて求めてもよい。
When the contact surface pressure to be calculated is located between the two contact surface pressures defined in FIG. 21, the sliding speed and the contact surface pressure are calculated using the interpolated values of these two contact surface pressures. Find the relationship with the coefficient of friction.
In addition, the above interpolation value may be calculated | required using a linear function (straight line), and may be calculated | required using a quadratic or more function.
ただし、計算対象となる接触面圧が図21で定義された最大の接触面圧よりも大きい場合には、定義された最大の接触面圧における摺動速度および接触面圧と摩擦係数との関係を用いる。また、計算対象となる接触面圧が図21で定義された最小の接触面圧よりも小さい場合には、定義された最小の接触面圧における摺動速度および接触面圧と摩擦係数との関係を用いる。つまり、接触面圧の外挿値を用いることはしない。 However, when the contact surface pressure to be calculated is larger than the maximum contact surface pressure defined in FIG. 21, the relationship between the sliding speed at the defined maximum contact surface pressure, the contact surface pressure, and the friction coefficient. Is used. Further, when the contact surface pressure to be calculated is smaller than the minimum contact surface pressure defined in FIG. 21, the relationship between the sliding speed and the contact surface pressure at the defined minimum contact surface pressure and the friction coefficient. Is used. That is, the extrapolated value of the contact surface pressure is not used.
例えば、図22に示すように、接触面圧5kgf/cm2の点列データをpf、pgとし、接触面圧10kgf/cm2の点列データをqf、qgとする。
接触面圧8kgf/cm2の摺動速度hにおける摩擦係数を求める場合、まず、2つの接触面圧5kgf/cm2および接触面圧10kgf/cm2の点列データの内挿値を、接触面圧8kgf/cm2の点列データとする。そして、この接触面圧8kgf/cm2の点列データのうち、摺動速度f、gにおける摩擦係数rf、rgの内挿値を、接触面圧8kgf/cm2の摺動速度hにおける摩擦係数とする。
For example, as shown in FIG. 22, point sequence data with a contact surface pressure of 5 kgf /
When obtaining the friction coefficient at the sliding speed h of the contact surface pressure of 8 kgf / cm2, first, the interpolated value of the point sequence data of the two contact surface pressures of 5 kgf / cm2 and the contact surface pressure of 10 kgf / cm2 is obtained as the contact surface pressure of 8 kgf / cm2. It is point sequence data of cm2. Of the point sequence data of the contact surface pressure of 8 kgf /
続いて、S40では、接触する部分の接触反力を計算し、S41では、各要素の運動方程式を解く。S42では、終了時刻に達したか否かを判別し、この判別がNoの場合には、S32に戻り、Yesの場合には、結果を出力し(S43)、終了する。
この出力結果には、しわや面ひずみの指標となる最大主ひずみおよび最小主ひずみが含まれる。
Subsequently, in S40, the contact reaction force of the contacting portion is calculated, and in S41, the equation of motion of each element is solved. In S42, it is determined whether or not the end time has been reached. If this determination is No, the process returns to S32, and if Yes, the result is output (S43) and the process ends.
This output result includes the maximum principal strain and the minimum principal strain which are indicators of wrinkles and surface strain.
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
成形シミュレーション手段131により成形シミュレーションが行われ、この結果に基づいて、ひずみ分布図プロット手段132によりひずみ分布図が作成される。次に、判定手段133により、ひずみ分布図にプロットされた点のうち、最も亀裂が生じやすい点が亀裂危険度最大点QAとして抽出され、これに基づき成形品の品質が判定される。
According to this embodiment, there are the following effects.
A molding simulation is performed by the molding simulation unit 131, and a strain distribution diagram is created by the strain distribution diagram plotting unit 132 based on the result. Next, the determination unit 133, among the plotted points strain distribution diagram, most cracks are prone points are extracted as the maximum point Q A cracking risk, the quality of molded products is determined on this basis.
ここで、成形品の品質が一定基準に達しないと判定され、かつ、亀裂危険度最大点QAの最小主ひずみが0以下である場合には、この成形品において絞り成形が支配的であるとして、成形速度増減手段134により成形速度が増加される。また、成形品の品質が一定基準に達しないと判定され、かつ、亀裂危険度最大点QAの最小主ひずみが0より大きい場合には、この成形品において張出し成形が支配的であるとして、成形速度増減手段134により成形速度が減少される。 Here, when it is determined that the quality of the molded product does not reach a certain standard and the minimum principal strain at the crack risk maximum point Q A is 0 or less, the drawing is dominant in this molded product. The molding speed is increased by the molding speed increasing / decreasing means 134. Further, when it is determined that the quality of the molded product does not reach a certain standard, and the minimum principal strain at the crack risk maximum point Q A is larger than 0, it is assumed that the overhang molding is dominant in this molded product. The molding speed is decreased by the molding speed increasing / decreasing means 134.
これら成形シミュレーション手段131、ひずみ分布図プロット手段132、判定手段133による処理は、成形品の品質が一定基準に達すると判定されるまで繰り返され、これにより、成形品の形状に応じた最適な成形速度が自動的に決定される。したがって、従来のように作業者の勘や経験に基づいて成形速度を決定する場合と比較して、プレス加工装置30の成形速度を適切かつ迅速に決定できる。また、この発明によれば、成形速度を自動的に決定できるので、実際のプレス加工装置30や材料を用いた試作の回数を大幅に削減でき、コストを低減できる。また、製品の形状を設計する段階で、本発明の成形条件決定システム1を用いて成形条件を予測することで、複雑な形状の製品を成形できる。
The processing by the molding simulation unit 131, the strain distribution diagram plotting unit 132, and the determination unit 133 is repeated until it is determined that the quality of the molded product reaches a certain standard, and thereby the optimal molding according to the shape of the molded product. The speed is automatically determined. Therefore, compared with the case where the forming speed is determined based on the operator's intuition and experience as in the prior art, the forming speed of the
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
1 成形条件決定システム
10 演算処理装置
11 成形条件最適化手段
12 しわ押え圧最適化手段
13 成形速度最適化手段
13 成形速度最適化手段
131 成形シミュレーション手段
132 ひずみ分布図プロット手段
133 判定手段
134 成形速度増減手段
20 入力手段
30 プレス加工装置
DESCRIPTION OF
Claims (1)
成形速度を含む成形条件下で成形シミュレーションを行う成形シミュレーション手段と、
前記成形シミュレーション手段による結果に基づいて、プレス成形された板材の各要素におけるひずみ状態を、成形限界線を含む成形限界線図にプロットしてひずみ分布図を作成するひずみ分布図プロット手段と、
当該ひずみ分布図プロット手段によりプロットされた点と前記成形限界線との相対位置関係に基づいて、前記プロットされた点のうち最も亀裂が生じやすいものを亀裂危険度最大点として抽出し、プレス成形品の品質が一定基準に達するか否かを判定する判定手段と、
当該判定手段によりプレス成形品の品質が一定基準に達しないと判定され、かつ、前記亀裂危険度最大点の最小主ひずみが0以下である場合には、前記成形速度を増加させて前記成形条件を設定し、前記亀裂危険度最大点の最小主ひずみが0より大きい場合には、前記成形速度を減少させて成形条件を設定する成形速度増減手段と、を備え、
前記判定手段により品質が一定基準に達すると判定されるまで、成形シミュレーション手段、ひずみ分布図プロット手段、判定手段の順に繰り返すことを特徴とする成形条件決定システム。 A molding condition determination system for determining molding conditions of a press processing apparatus for press molding a plate material,
Molding simulation means for performing molding simulation under molding conditions including molding speed,
Based on the result of the forming simulation means, a strain distribution diagram plotting means for creating a strain distribution diagram by plotting a strain state in each element of the press-formed plate material on a forming limit diagram including a forming limit line;
Based on the relative positional relationship between the points plotted by the strain distribution diagram plotting means and the forming limit line, the most likely cracks of the plotted points are extracted as the maximum crack risk point, and press forming Determination means for determining whether the quality of the product reaches a certain standard,
When it is determined by the determining means that the quality of the press-formed product does not reach a certain standard, and the minimum principal strain at the maximum crack risk point is 0 or less, the forming condition is increased by increasing the forming speed. When the minimum principal strain of the crack risk maximum point is larger than 0, the molding speed increasing and decreasing means for setting the molding conditions by reducing the molding speed,
A molding condition determining system that repeats the molding simulation unit, the strain distribution diagram plotting unit, and the determining unit in this order until the determining unit determines that the quality reaches a certain standard.
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