JP6741514B2 - Method and apparatus for optimizing press molding - Google Patents

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Description

本発明は、板材をプレス成形して成形品を製造するとき、最適なプレス条件や素材形状を決定するプレス成形の最適化方法及び装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for optimizing press molding for determining an optimum press condition and material shape when a molded product is manufactured by press molding a plate material.

例えば、板材をプレス加工して所定形状の製品を製作するとき、事前に、有限要素法などを用いてシミュレーションを実施し、プレス加工時に割れなどが発生しない素材形状、押込回数、金型形状などを推定することが一般に行われている。例えば、下記特許文献1に記載された見込み金型形状作成方法及び装置がある。 For example, when pressing a plate material to manufacture a product with a predetermined shape, a simulation is performed in advance using the finite element method, etc., and the material shape, the number of times of pressing, the mold shape, etc., which does not cause cracks during the press processing, etc. It is common practice to estimate For example, there is a prospective mold shape creating method and apparatus described in Patent Document 1 below.

特開2016−020000号公報JP, 2016-020000, A

上述した従来の見込み金型形状作成方法及び装置では、金型形状作成工程を実施した後、スプリングバック後形状を取得し、プレス成形品と当接する金型部分についての金型見込み量を取得し、金型見込み量に基づいて金型形状を修正するものである。ところが、プレス加工時に素材に割れなどを発生させない要因としては、金型だけではなく、素材の形状に応じた場合が多く、素材形状の最適化が求められている。 In the conventional prospective mold shape creating method and apparatus described above, after performing the mold shape creating step, the shape after springback is acquired, and the expected mold quantity for the mold part that contacts the press-formed product is acquired. , The shape of the mold is corrected based on the estimated amount of the mold. However, as a factor that does not cause a crack or the like in the material during press working, it is often not only the mold but also the shape of the material, and optimization of the material shape is required.

本発明は上述した課題を解決するものであり、プレス加工により製作された製品の高精度化及び素材の最適形状化における解析時間の短縮化を図るプレス成形の最適化方法及び装置を提供することを目的とする。 The present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide an optimization method and apparatus for press molding that improves the accuracy of a product manufactured by press working and shortens the analysis time in optimizing the shape of a material. With the goal.

上記の目的を達成するための本発明のプレス成形の最適化方法は、仮素材形状を設定する仮素材形状設定ステップと、プレス加工の解析モデルを作成する解析モデル作成ステップと、前記解析モデルを用いて前記仮素材形状に対する押込量と押込回数からなるプレス条件を決定するプレス条件決定ステップと、前記解析モデルとプレス条件を用いてスプリングバックを考慮したプレス加工解析により素材形状を決定する素材形状決定ステップと、を有することを特徴とするものである。 The optimization method of the press forming of the present invention to achieve the above object, a temporary material shape setting step of setting a temporary material shape, an analysis model creating step of creating an analysis model of press working, the analysis model A press condition determining step for determining a press condition including a pressing amount and a pressing frequency for the temporary material shape using the material, and a material shape for determining a material shape by a press working analysis considering springback using the analysis model and the pressing condition. And a determining step.

従って、解析モデルを用いて仮素材形状に対する押込量と押込回数からなるプレス条件を決定すると共に、解析モデルを用いてスプリングバックを考慮した素材形状を決定することで、プレス加工により製作された製品の精度を向上することができると共に、素材の最適形状化における解析時間を短縮することができる。 Therefore, by using the analysis model to determine the press conditions consisting of the indentation amount and the number of indentations with respect to the temporary material shape, and by using the analysis model to determine the material shape in consideration of springback, the product manufactured by press working The accuracy of can be improved, and the analysis time for forming the optimum shape of the material can be shortened.

本発明のプレス成形の最適化方法では、最大押込量より小さい所定の第1押込量により前記解析モデルを用いたシミュレーションを行い、予め設定された第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生したと判定されると、前記第1押込量を減少して前記解析モデルを用いたシミュレーションを再度行い、前記第1割れクライテリアにより割れ判定を行うことを特徴としている。 In the method for optimizing press molding of the present invention, a simulation using the analysis model is performed with a predetermined first indentation amount smaller than the maximum indentation amount, a crack is determined based on a preset first cracking criterion, and a crack occurs. If it is determined that the first cracking amount is decreased, the first pushing amount is reduced, the simulation using the analysis model is performed again, and the cracking determination is performed based on the first cracking criterion.

従って、第1押込量により解析モデルを用いたシミュレーション結果に基づいて第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生したと判定されると、第1押込量を減少して再度シミュレーションして割れ判定を行うことで、1回の押込量を適正量に設定することができる。 Therefore, the first indentation amount is reduced based on the simulation result using the analysis model based on the simulation result using the analysis model, and if it is determined that the indentation has occurred, the first indentation amount is decreased and the simulation is performed again. By making the determination, the amount of one push can be set to an appropriate amount.

本発明のプレス成形の最適化方法では、前記第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生しないと判定されると、前記最大押込量から前記第1押込量を減算した第2押込量により前記解析モデルを用いたシミュレーションを行い、前記第1割れクライテリアにより割れ判定を行うことを特徴としている。 In the method for optimizing press molding of the present invention, a crack is determined by the first crack criteria, and when it is determined that no crack occurs, a second push amount obtained by subtracting the first push amount from the maximum push amount is used. A simulation is performed using the analysis model, and crack determination is performed based on the first crack criteria.

従って、第1押込量でのシミュレーション結果で割れが発生しないと、第2押込量を設定してシミュレーションを行うことで、複数回の押込量を適正量に設定することができる。 Therefore, if a crack does not occur in the simulation result with the first pushing amount, the pushing amount can be set to an appropriate amount for a plurality of times by setting the second pushing amount and performing the simulation.

本発明のプレス成形の最適化方法では、前記第2押込量を設定した後、前記解析モデルを用いた前記素材の残留ひずみを除去するシミュレーションを実施することを特徴としている。 The method for optimizing press molding of the present invention is characterized in that after the second indentation amount is set, a simulation for removing the residual strain of the material using the analysis model is performed.

従って、素材の残留ひずみを考慮したシミュレーションを実施することで、高精度な割れ判定を行うことができる。 Therefore, by performing a simulation in consideration of the residual strain of the material, highly accurate crack determination can be performed.

本発明のプレス成形の最適化方法では、前記第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生しないと判定されると、複数設定した前記押込量の合計値が前記最大押込量に到達したかどうかを判定し、前記押込量の合計値が前記最大押込量に到達していないと判定されると、次の押込量を設定する一方、前記押込量の合計値が前記最大押込量に到達したと判定されると、ここまでに設定した複数の押込量と押込回数を最適なプレス条件として決定することを特徴としている。 In the method for optimizing press molding of the present invention, a crack determination is performed based on the first crack criteria, and when it is determined that no crack occurs, whether a total value of a plurality of the set push amounts reaches the maximum push amount. If it is determined that the total value of the pushing amount does not reach the maximum pushing amount, the next pushing amount is set, while the total value of the pushing amount reaches the maximum pushing amount. If it is determined that the plurality of pushing amounts and the number of pushing times set up to this point are determined as the optimum pressing conditions.

従って、複数の押込量の合計値が最大押込量に到達したとき、ここまでに設定した複数の押込量と押込回数を最適なプレス条件として決定することで、最適なプレス条件を容易に設定することができる。 Therefore, when the total value of the plurality of pressing amounts reaches the maximum pressing amount, the plurality of pressing amounts and the number of times of pressing set up to this point are determined as the optimum pressing conditions, so that the optimum pressing conditions can be easily set. be able to.

本発明のプレス成形の最適化方法では、設定されたプレス条件に基づいて前記解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工のシミュレーションを行い、予め設定された第2割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生したと判定されると、割れない素材形状に変更して前記解析モデルを用いたシミュレーションを行うことを特徴としている。 In the optimization method of press molding of the present invention, a simulation of press working in consideration of springback using the analysis model is performed on the basis of set press conditions, and crack determination is performed by a preset second crack criteria. When it is determined that a crack has occurred, the material shape is changed to a non-cracking material shape and a simulation using the analysis model is performed.

従って、スプリングバックを考慮したプレス加工のシミュレーションを行った結果に基づいて割れ判定を行うことで、高精度の素材形状を設定することができる。 Therefore, it is possible to set a highly accurate material shape by performing crack determination based on the result of a simulation of press working in consideration of springback.

本発明のプレス成形の最適化方法では、前記第2割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生しないと判定されると、前記シミュレーション後の素材形状の精度が予め設定された目標値以内にあるかどうかを判定し、前記シミュレーション後の素材形状の精度が予め設定された目標値以内にないと判定されると、前記素材形状の精度が前記目標値以内となる素材形状に変更して前記解析モデルを用いたシミュレーションを行うことを特徴としている。 In the press forming optimization method of the present invention, the accuracy of the material shape after the simulation is within a preset target value when a crack is determined by the second crack criteria and it is determined that no crack occurs. If it is determined that the accuracy of the material shape after the simulation is not within the preset target value, the analysis is performed by changing the material shape so that the accuracy of the material shape is within the target value. It is characterized by performing a simulation using a model.

従って、シミュレーション後の素材形状の精度が目標値以内にないとき、素材形状を変更して再度シミュレーションを行うことで、素材形状の精度を容易に目標値以内に設定することができる。 Therefore, when the accuracy of the material shape after the simulation is not within the target value, it is possible to easily set the accuracy of the material shape within the target value by changing the material shape and performing the simulation again.

本発明のプレス成形の最適化方法では、前記シミュレーション後の素材形状の精度が前記目標値以内にあると判定されると、前記シミュレーション後の素材形状を最適な素材形状として決定することを特徴としている。 In the press molding optimization method of the present invention, when the accuracy of the material shape after the simulation is determined to be within the target value, the material shape after the simulation is determined as the optimum material shape. There is.

従って、シミュレーション後の素材形状の精度を目標値と比較して最適な素材形状を決定することで、プレス加工により製作された製品の精度を向上することができる。 Therefore, by comparing the accuracy of the material shape after simulation with the target value to determine the optimum material shape, it is possible to improve the accuracy of the product manufactured by press working.

本発明のプレス成形の最適化方法では、仮成形型形状を設定する仮成形型形状設定ステップと、前記解析モデルを用いてスプリングバックを考慮した成形型形状を決定する成形型形状決定ステップとを設けることを特徴としている。 In the method for optimizing press molding of the present invention, a temporary mold shape setting step of setting a temporary mold shape, and a mold shape determining step of determining a mold shape in consideration of springback using the analysis model. The feature is that it is provided.

従って、解析モデルを用いてスプリングバックを考慮した成形型形状を決定することで、プレス加工により製作された製品の精度を向上することができる。 Therefore, the precision of the product manufactured by press working can be improved by determining the forming die shape in consideration of springback using the analysis model.

また、本発明のプレス成形の最適化装置は、初期押込み量と仮素材形状を入力する入力部と、前記入力部から入力された前記初期押込み量と前記仮素材形状に基づいて解析モデルを用いたシミュレーションを行うことで押込量と押込回数からなるプレス条件とスプリングバックを考慮した素材形状を求める演算部と、前記演算部が求めた前記プレス条件でシミュレーションされた素材形状とスプリングバックを考慮した素材形状に対して割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生したと判定されると前記プレス条件と前記素材形状を変更して再度シミュレーションを行う一方、割れが発生しないと判定されると前記プレス条件と前記素材形状を決定する判定部と、を備えることを特徴とするものである。 Further, the press molding optimization apparatus of the present invention uses an input unit for inputting an initial pushing amount and a temporary material shape, and an analysis model based on the initial pushing amount and the temporary material shape input from the input unit. The calculation unit that obtains the material shape in consideration of the press condition and the springback, which consists of the amount of pressing and the number of times of pressing by performing the simulation, and the material shape and the springback that were simulated by the press condition obtained by the calculation unit were considered. If it is determined that a crack has occurred in the material shape based on the cracking criteria, and if it is determined that a crack has occurred, the press conditions and the material shape are changed and the simulation is performed again. It is characterized by comprising a condition and a determination unit for determining the material shape.

従って、解析モデルを用いて仮素材形状に対する押込量と押込回数からなるプレス条件を決定すると共に、解析モデルを用いてスプリングバックを考慮した素材形状を決定するので、プレス加工により製作された製品の精度を向上することができると共に、素材の最適形状化における解析時間を短縮することができる。 Therefore, the press condition consisting of the pressing amount and the pressing frequency for the temporary material shape is determined using the analysis model, and the material shape considering the spring back is determined using the analysis model. The accuracy can be improved, and the analysis time for forming the optimum shape of the material can be shortened.

本発明のプレス成形の最適化方法及び装置によれば、解析モデルを用いて仮素材形状に対する押込量と押込回数からなるプレス条件を決定すると共に、解析モデルを用いてスプリングバックを考慮した素材形状を決定するので、プレス加工により製作された製品の精度を向上することができると共に、素材の最適形状化における解析時間を短縮することができる。 According to the method and apparatus for optimizing press forming of the present invention, the pressing condition including the pressing amount and the pressing frequency for the temporary material shape is determined using the analysis model, and the material shape considering the springback is used using the analysis model. Therefore, the accuracy of the product manufactured by the press working can be improved, and the analysis time in the optimum shape forming of the material can be shortened.

図1は、第1実施形態のプレス成形の最適化装置を表すブロック構成図である。FIG. 1 is a block configuration diagram showing an optimizing device for press molding according to the first embodiment. 図2−1は、プレス成形装置を表す概略図である。FIG. 2-1 is a schematic diagram showing a press molding apparatus. 図2−2は、プレス成形装置による成形品を表す概略図である。FIG. 2-2 is a schematic view showing a molded product by the press molding device. 図3は、第1実施形態のプレス成形の最適化方法を表すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the method for optimizing the press molding of the first embodiment. 図4は、プレス条件の決定方法を表すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a method of determining press conditions. 図5は、素材形状の決定方法を表すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a method for determining the material shape. 図6は、変形限界線図を表すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a deformation limit diagram. 図7は、第2実施形態のプレス成形の最適化方法における金型形状の決定処理を表すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a mold shape determination process in the press molding optimization method of the second embodiment.

以下に添付図面を参照して、本発明に係るプレス成形の最適化方法及び装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。 Preferred embodiments of a press molding optimization method and apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present invention is not limited to this embodiment, and when there are a plurality of embodiments, the present invention also includes those configured by combining the embodiments.

[第1実施形態]
第1実施形態のプレス成形の最適化方法及び装置は、板材をプレス加工して所定形状の製品を製作するとき、事前に、有限要素法などを用いてシミュレーションを実施し、プレス加工時に割れやしわなどが発生しないプレス条件や素材形状を推定するものである。
[First Embodiment]
The press forming optimization method and apparatus of the first embodiment performs a simulation using a finite element method or the like in advance when a plate material is pressed to manufacture a product having a predetermined shape, and cracks or the like are generated during the press processing. This is to estimate the press conditions and the material shape where wrinkles do not occur.

図2−1は、プレス成形装置を表す概略図、図2−2は、プレス成形装置による成形品を表す概略図である。 FIG. 2-1 is a schematic diagram showing a press molding device, and FIG. 2-2 is a schematic diagram showing a molded product by the press molding device.

図2−1に示すように、プレス成形装置20は、所定の位置に固定されたダイ21と、ダイ21の上方に配置されて昇降可能なパンチ22とから構成されている。ダイ21は、凹部21aが形成され、パンチ22は、凹部21aに対向する凸部22aが形成されている。素材31は、中央に孔32が形成されており、この孔32は、凹部21aや凸部22aよりも小さいものとなっている。なお、凹部21a、凸部22a、孔32の形状は、円形や多角形、または異形であってもよい。また、素材31は、孔32がなくてもよい。 As shown in FIG. 2A, the press molding apparatus 20 includes a die 21 fixed at a predetermined position and a punch 22 arranged above the die 21 and capable of moving up and down. The die 21 is formed with a concave portion 21a, and the punch 22 is formed with a convex portion 22a facing the concave portion 21a. The material 31 has a hole 32 formed in the center thereof, and the hole 32 is smaller than the concave portion 21a and the convex portion 22a. The shapes of the concave portions 21a, the convex portions 22a, and the holes 32 may be circular, polygonal, or irregular. Further, the material 31 may not have the hole 32.

そして、素材31をダイ21上に載置し、凹部21a上に孔32が配置されるように位置決めし、この状態でパンチ22を下降する。すると、パンチ22の凸部22aが素材31を介してダイ21の凹部21aに嵌入することで、素材31は、図2−2に示すように、孔32の周囲が折り曲げられることで、フランジ部42と孔43を有する成形品(製品)41が製作される。 Then, the material 31 is placed on the die 21 and positioned so that the hole 32 is arranged on the recess 21a, and the punch 22 is lowered in this state. Then, the convex portion 22a of the punch 22 is fitted into the concave portion 21a of the die 21 via the material 31, so that the material 31 is bent around the hole 32 as shown in FIG. A molded product (product) 41 having 42 and holes 43 is manufactured.

第1実施形態では、孔32を有する素材31をプレス加工して製品41を製作するとき、事前に、解析によるシミュレーションを実施し、プレス加工時に割れやしわなどが発生しないプレス条件と素材形状を推定する。 In the first embodiment, when the material 31 having the holes 32 is pressed to manufacture the product 41, a simulation by analysis is performed in advance to determine the press conditions and material shape such that cracks or wrinkles do not occur during the press processing. presume.

図1は、第1実施形態のプレス成形の最適化装置を表すブロック構成図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the optimizing device for press molding according to the first embodiment.

図1に示すように、第1実施形態のプレス成形の最適化装置10は、解析装置11を備えており、この解析装置11は、入力部12と、表示部13と、記憶部14とが接続されている。また、解析装置11は、演算部15と、判定部16とを備えており、演算部15は、第1演算部15Aと第2演算部15Bを有し、判定部16は、第1判定部16Aと第2判定部16Bを有している。 As shown in FIG. 1, the press molding optimizing device 10 of the first embodiment includes an analyzing device 11, and the analyzing device 11 includes an input unit 12, a display unit 13, and a storage unit 14. It is connected. Further, the analysis device 11 includes a calculation unit 15 and a determination unit 16, the calculation unit 15 includes a first calculation unit 15A and a second calculation unit 15B, and the determination unit 16 is a first determination unit. 16A and the 2nd determination part 16B are included.

入力部12は、プレス加工を実施するときの初期押込み量(ダイ21の凹部21aに対するパンチ22の凸部22aの嵌入量)と、孔32を有する素材31の仮素材形状を入力するものである。 The input unit 12 is for inputting an initial pressing amount (a fitting amount of the convex portion 22a of the punch 22 into the concave portion 21a of the die 21) and a temporary material shape of the material 31 having the holes 32 when performing the press working. ..

解析装置11は、入力された初期押込み量や仮素材形状に基づいて、例えば、有限要素法(FEM)解析の解析モデルを形成し、この解析モデルを用いて最適なプレス条件と素材形状を推定する。表示部13は、解析装置11が推定した最適なプレス条件と素材形状を表示し、記憶部14は、解析装置11が逐次演算して求めた各種データや後述する割れクライテリアなどを記憶する。 The analysis device 11 forms, for example, an analysis model for finite element method (FEM) analysis based on the input initial indentation amount and temporary material shape, and estimates optimal press conditions and material shape using this analysis model. To do. The display unit 13 displays the optimum press conditions and the material shape estimated by the analysis device 11, and the storage unit 14 stores various data obtained by the arithmetic operation of the analysis device 11 sequentially, cracking criteria described later, and the like.

第1演算部15Aは、製品41のフランジ部42の高さに基づいて設定された最大押込量より小さい所定の第1押込量により解析モデルを用いてシミュレーションを行うものである。第1判定部16Aは、第1押込量により解析モデルを用いたシミュレーションした加工品(素材形状)に対して予め設定された割れクライテリア(第1割れクライテリア)により割れ判定を行うものである。ここで、加工品に割れが発生すると判定したとき、第1演算部15Aは、第1押込量から所定量を減少して第1押込量を再設定し、前述と同様に、再設定した第1押込み量により解析モデルを用いたシミュレーションを再度行う。 The first calculation unit 15A performs a simulation using the analysis model with a predetermined first pushing amount smaller than the maximum pushing amount set based on the height of the flange portion 42 of the product 41. 16 A of 1st determination parts perform a crack determination by the crack criteria (1st crack criteria) preset with respect to the processed product (material shape) simulated using the analysis model by the 1st pushing amount. Here, when it is determined that the processed product is cracked, the first calculation unit 15A reduces the predetermined amount from the first pushing amount, resets the first pushing amount, and resets the first pushing amount as described above. 1 The simulation using the analysis model is performed again according to the pushing amount.

また、第1判定部16Aが割れクライテリアによる割れ判定の結果、割れが発生しないと判定したとき、第1演算部15Aは、最大押込量から第1押込量を減算した第2押込量を設定し、第1押込量と第2押込量により解析モデルを用いたシミュレーションを行う。第1判定部16Aは、第1押込量と第2押込量により解析モデルを用いたシミュレーションした加工品に対して割れクライテリアにより割れ判定を行う。 When the first determination unit 16A determines that the crack does not occur as a result of the crack determination based on the crack criteria, the first calculation unit 15A sets the second pushing amount obtained by subtracting the first pushing amount from the maximum pushing amount. , A simulation using an analysis model is performed according to the first pushing amount and the second pushing amount. 16 A of 1st determination parts perform a crack determination by the crack criteria with respect to the processed product simulated using the analysis model by the 1st pushing amount and the 2nd pushing amount.

第1判定部16Aは、割れクライテリアにより割れ判定による複数回の押込量を設定し、複数設定した押込量の合計値が最大押込量に到達したかどうかを判定するものである。即ち、第1判定部16Aは、各押込量の合計値が最大押込量に到達するまで、第1演算部15Aが押込量の設定を行い、各押込量の合計値が最大押込量に到達すると、ここまでに設定した複数の押込量と押込回数を最適なプレス条件として決定する。 The first determination unit 16A sets a pressing amount for a plurality of times by the crack determination based on the crack criteria, and determines whether the total value of the plurality of set pressing amounts has reached the maximum pressing amount. That is, in the first determination unit 16A, the first calculation unit 15A sets the pushing amount until the total value of the pushing amounts reaches the maximum pushing amount, and when the total value of the pushing amounts reaches the maximum pushing amount. , The plurality of pushing amounts and the number of pushings set up to this point are determined as the optimum pressing conditions.

一方、第2演算部15Bは、仮素材形状の素材31に対して、第1判定部16Aにより決定されたプレス条件に基づいて解析モデルを用いたスプリングバックのシミュレーションを行うものである。第2判定部16Bは、仮素材形状の素材に対してプレス条件に基づいて解析モデルを用いたスプリングバックをシミュレーションした加工品に対して、予め設定された割れクライテリア(第2割れクライテリア)により割れ判定を行うものである。ここで、加工品に割れが発生すると判定したとき第2演算部15Bは、割れない素材形状に変更し、前述と同様に、変更された素材形状の素材に対してプレス条件に基づいて解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工のシミュレーションを再度行う。 On the other hand, the second calculation unit 15B performs a springback simulation on the material 31 having a temporary material shape using an analysis model based on the press condition determined by the first determination unit 16A. The second determination unit 16B cracks a workpiece having a temporary material shape by a preset cracking criteria (second cracking criteria) with respect to a workpiece in which springback is simulated using an analysis model based on the press condition. The decision is made. Here, when it is determined that the processed product is cracked, the second calculation unit 15B changes the material shape so that it does not crack, and similarly to the above, the analysis model based on the press condition is applied to the material of the changed material shape. The simulation of press working considering the springback using is performed again.

第2判定部16Bは、シミュレーション後の素材形状における加工品の精度が予め設定された目標値以内にあるかどうかを判定するものである。ここで、シミュレーション後の素材形状における加工品の精度が予め設定された目標値以内にないと判定されると、第2演算部15Bは、シミュレーション後の素材形状における加工品の精度が目標値以内となる素材形状に変更し、前述と同様に、変更された素材形状の素材に対してプレス条件に基づいて解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工のシミュレーションを再度行う。 The second determination unit 16B determines whether or not the accuracy of the processed product in the material shape after simulation is within a preset target value. Here, if it is determined that the accuracy of the processed product in the material shape after simulation is not within the preset target value, the second calculation unit 15B determines that the accuracy of the processed product in the material shape after simulation is within the target value. Then, the simulation of press working considering the springback using the analysis model based on the press conditions is performed again on the material of the changed material shape as described above.

第2判定部16Bは、シミュレーション後の素材形状における加工品の精度が目標値以内にあると判定すると、このときの素材形状を最適な素材形状として決定する。 When the second determination unit 16B determines that the precision of the processed product in the material shape after simulation is within the target value, it determines the material shape at this time as the optimum material shape.

ここで、上述したプレス成形の最適化装置10による第1実施形態のプレス成形の最適化方法について説明する。図3は、第1実施形態のプレス成形の最適化方法を表すフローチャート、図4は、プレス条件の決定方法を表すフローチャート、図5は、素材形状の決定方法を表すフローチャート、図6は、変形限界線図を表すグラフである。 Here, a method of optimizing the press molding of the first embodiment by the above-described press molding optimizing apparatus 10 will be described. FIG. 3 is a flow chart showing an optimization method for press molding according to the first embodiment, FIG. 4 is a flow chart showing a method for determining a press condition, FIG. 5 is a flow chart showing a method for determining a material shape, and FIG. 6 is a modification. It is a graph showing a limit diagram.

図3に示すように、ステップS11にて、オペレータは、入力部12を用いて孔32を有する素材31の仮素材形状を入力することで、素材形状を仮設定する。ステップS12にて、演算部15は、素材31をプレス成形するときにプレス条件と素材形状を最適化するための解析モデルを作成する。そして、ステップS13にて、第1演算部15A及び第1判定部16Aは、解析モデルを用いて仮素材形状に対する押込量と押込回数からなるプレス条件を決定する。また、ステップS14にて、第2演算部15B及び第2判定部16Bは、解析モデルを用いてスプリングバックを考慮した素材形状を決定する。そして、ステップS15にて、表示部13は、決定したプレス条件と素材形状を表示する。 As shown in FIG. 3, in step S11, the operator temporarily sets the material shape by inputting the temporary material shape of the material 31 having the hole 32 using the input unit 12. In step S12, the calculation unit 15 creates an analysis model for optimizing the press conditions and the material shape when the material 31 is press-molded. Then, in step S13, the first calculation unit 15A and the first determination unit 16A determine the pressing conditions including the pressing amount and the pressing frequency for the temporary material shape using the analysis model. Further, in step S14, the second calculation unit 15B and the second determination unit 16B determine the material shape in consideration of springback using the analysis model. Then, in step S15, the display unit 13 displays the determined press conditions and material shape.

プレス条件の決定処理において、図4に示すように、ステップS21にて、最大押込量L=Liと仮定する。ここで、iは、プレス回数(押込回数)である。ステップS22にて、第1押込量(初期押込み量)Lを設定し、この第1押込量Lにより解析モデルを用いたシミュレーションを行う。なお、第1押込量Lは、0より大きく、最大押込量Lをより小さいものであり、経験値や事前のシミュレーション、実験などにより求めてもよい。 In the pressing condition determination process, as shown in FIG. 4, it is assumed in step S21 that the maximum pushing amount L=Li. Here, i is the number of times of pressing (the number of times of pressing). In step S22, the first pushing amount (initial pushing amount) L 1 is set, and the simulation using the analysis model is performed with the first pushing amount L 1 . The first pushing amount L 1 is larger than 0 and the maximum pushing amount L is smaller, and may be obtained by an empirical value, a preliminary simulation, an experiment, or the like.

ステップS23にて、第1押込量Lにより解析モデルを用いてシミュレーションした加工品に対して割れクライテリアを用いた割れ判定を行う。この割れクライテリアは、例えば、図6に示すような変形限界線図(FLD)を用いて実施する。最小主ひずみの増減に対して、絞り領域と張出領域で最大主ひずみが増加する引張圧縮限界境界が設定されると共に、成形限界(破断限界)境界が設定されており、引張圧縮限界境界と成形限界境界との間に割れがない適正領域Aが設定されている。ステップS23では、第1押込量Lにより解析モデルを用いてシミュレーションした加工品のひずみが割れクライテリアにおける適正領域A内にあるかないかを判定する。なお、この割れクライテリアは、1つではなく、複数設定してもよく、割れ判定を行う処理ごとに変更してもよい。 In step S23, crack determination using the crack criteria is performed on the processed product simulated by using the analysis model with the first pushing amount L 1 . This cracking criterion is implemented, for example, using a deformation limit diagram (FLD) as shown in FIG. With respect to the increase or decrease of the minimum principal strain, the tension-compression limit boundary where the maximum principal strain increases in the drawing area and the overhang area is set, and the forming limit (fracture limit) boundary is also set. An appropriate area A is set so that there is no crack between the boundary of forming limit. In step S23, it is determined whether or not the strain of the work piece simulated by using the analysis model is within the proper region A in the crack criteria based on the first pushing amount L 1 . It should be noted that this cracking criterion may be set in plural instead of one, and may be changed for each processing for performing the cracking determination.

即ち、ステップS23では、第1押込量Lにより解析モデルを用いてシミュレーションした加工品のひずみが割れクライテリアにおける適正領域A内になく、割れがあると判定(No)されると、ステップS24にて、第1押込量Lから所定量を減少して第1押込量Lを再設定する。そして、ステップS22にて、再設定した第1押込み量Lにより解析モデルを用いたシミュレーションを再度行う。そして、ステップS23にて、再設定された第1押込量Lにより解析モデルを用いたシミュレーションした加工品に対して割れクライテリアにより割れ判定を再び行う。ここで、再び、加工品に割れがあると判定(No)されると、ステップS24に戻り、第1押込量Lを再設定し、前述と同様の処理を実施する。 That is, in step S23, when it is determined that the strain of the processed product simulated using the analysis model with the first pushing amount L 1 is not within the proper region A in the crack criteria and there is a crack (No), the process proceeds to step S24. Then, the first push amount L 1 is reduced by a predetermined amount to reset the first push amount L 1 . Then, in step S22, the simulation using the analysis model is performed again with the reset first pushing amount L 1 . Then, in step S23, the crack determination is performed again on the basis of the crack criteria for the simulated workpiece using the analysis model with the reset first pushing amount L 1 . Here, when it is determined again that the processed product has a crack (No), the process returns to step S24, the first pushing amount L 1 is reset, and the same process as described above is performed.

ステップS23にて、第1押込量Lにより解析モデルを用いてシミュレーションした加工品のひずみが割れクライテリアにおける適正領域A内にあり、割れがないと判定(Yes)されると、ステップS25にて、最大押込量Liの合計値ΣLiが最大押込量Lに到達したかどうかを判定する。ここで、最大押込量Liの合計値ΣLiが最大押込量Lに到達していないと判定(No)されると、ステップS26にて、第1押込量Li+1を最大押込量Liの合計値ΣLiとし、最大押込量Lから第1押込量Lを減算した第2押込量Lを設定する。 If it is determined in step S23 that the strain of the processed product simulated using the analysis model with the first pushing amount L 1 is within the proper region A in the crack criteria and there is no crack (Yes), in step S25. , It is determined whether or not the total value ΣLi of the maximum pushing amounts Li has reached the maximum pushing amount L. If it is determined that the total value ΣLi of the maximum pushing amounts Li has not reached the maximum pushing amount L (No), the first pushing amount Li +1 is set to the total value ΣLi of the maximum pushing amounts Li in step S26. Then, the second pushing amount L 2 is set by subtracting the first pushing amount L 1 from the maximum pushing amount L.

ステップS27では、必要に応じてプレス加工によって生じた加工品におけるひずみ(圧縮応力、引張応力)を除去するシミュレーションを実施する。この場合、例えば、応力除去を目的とした熱処理のシミュレーションを実施する。 In step S27, a simulation for removing the strain (compressive stress, tensile stress) in the processed product caused by the press working is carried out if necessary. In this case, for example, a simulation of heat treatment for stress relief is performed.

そして、ステップS22に戻り、設定した第2押込量Lにより解析モデルを用いたシミュレーションを行う。その後、前述と同様に、ステップS23,S24,S25,S26,S27の処理を繰り返し行う。 Then, the process returns to step S22, and the simulation using the analysis model is performed with the set second pressing amount L 2 . Then, similarly to the above, the processes of steps S23, S24, S25, S26 and S27 are repeated.

ステップS25にて、複数設定した最大押込量Liの合計値が最大押込量Lに到達したと判定(Yes)されると、ステップS28にて、ここまでに設定した複数の押込量とプレス回数を最適なプレス条件として決定する。 When it is determined in step S25 that the total value of the plurality of set maximum pushing amounts Li has reached the maximum pushing amount L (Yes), the plurality of pushing amounts and the number of presses set so far are determined in step S28. Determine as the optimum press conditions.

一方、素材形状の決定処理において、プレス条件の決定処理で最適なプレス条件が決定されると、図5に示すように、ステップS31にて、このプレス条件で、仮素材形状の素材31に対して、解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工のシミュレーションを行う。即ち、素材をプレス加工すると、加工後にスプリングバックが発生し、加工品が素材形状に戻るような変形をする。ここで、このスプリングバックによる戻り量を考慮したシミュレーションを行う。ステップS32にて、仮素材形状の素材に対してプレス条件に基づいて解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工をシミュレーションした加工品に対して、割れクライテリアにより割れ判定を行う。この割れクライテリアは、プレス条件の決定処理で使用した図6に示すものを使用すればよい。 On the other hand, in the material shape determination process, when the optimum press condition is determined in the press condition determination process, as shown in FIG. Then, the simulation of the press working considering the springback using the analytical model is performed. That is, when the material is pressed, springback occurs after the processing, and the processed product is deformed to return to the material shape. Here, a simulation is performed in consideration of the return amount due to this springback. In step S32, crack determination is performed based on the crack criteria with respect to the processed product in which the press working in consideration of the springback using the analysis model based on the press condition is simulated for the material of the temporary material shape. As the cracking criteria, the one shown in FIG. 6 used in the pressing condition determination process may be used.

即ち、ステップS32では、仮素材形状の素材に対してプレス条件に基づいて解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工をのシミュレーションした加工品のひずみが割れクライテリアにおける適正領域A内になく、割れがあると判定(No)されると、ステップS33にて、割れない素材形状を予測し、ステップS34にて、予測した素材形状により解析モデルを修正(メッシュモーフィーングなど)する。具体的には、素材31における孔32の形状や形成位置などを修正する。そして、ステップS31にて、修正した素材形状に対して解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工のシミュレーションを再度行う。そして、ステップS32にて、修正された素材形状の素材に対してプレス条件に基づいて解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工をシミュレーションした加工品に対して、割れクライテリアにより割れ判定を行う。ここで、再び、加工品に割れがあると判定(No)されると、ステップS33に戻り、割れない素材形状を再予測し、前述と同様の処理を実施する。 That is, in step S32, the strain of the work piece simulated in the press work in consideration of the spring back using the analysis model based on the press condition for the material of the temporary material shape is not within the proper region A in the crack criteria, If it is determined that there is a crack (No), a material shape that does not crack is predicted in step S33, and the analysis model is corrected (mesh morphing, etc.) with the predicted material shape in step S34. Specifically, the shape and formation position of the hole 32 in the material 31 are corrected. Then, in step S31, the simulation of the press working considering the springback using the analysis model is performed again on the corrected material shape. Then, in step S32, crack determination is performed on the basis of the crack criteria for the processed product that simulates the press working considering the spring back using the analysis model based on the press condition for the material of the corrected material shape. .. Here, if it is determined again that the processed product has a crack (No), the process returns to step S33, the material shape that does not crack is re-estimated, and the same processing as described above is performed.

ステップS32にて、スプリングバックをシミュレーションした加工品のひずみが割れクライテリアにおける適正領域A内にあり、割れがないと判定(Yes)されると、ステップS35にて、シミュレーション後の素材形状における加工品の精度が予め設定された目標値以内にあるかどうかを判定する。この目標値とは、製品41となる加工品の寸法公差でよく、また、寸法公差より厳しい値であってもよい。 In step S32, if the strain of the processed product simulating springback is within the proper region A in the crack criteria and it is determined that there is no crack (Yes), the processed product in the material shape after simulation is determined in step S35. It is determined whether the accuracy of is within a preset target value. The target value may be the dimensional tolerance of the processed product that is the product 41, or may be a value that is stricter than the dimensional tolerance.

ここで、シミュレーション後の素材形状における加工品の精度が目標値以内にないと判定(No)されると、ステップS36にて、加工品の精度が目標値以内となる素材形状を予測し、ステップS34にて、予測した素材形状により解析モデルを修正する。そして、ステップS31にて、修正した素材形状に対して解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工のシミュレーションを再度行う。そして、ステップS32にて、修正された素材形状の素材に対してプレス条件に基づいて解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工をシミュレーションした加工品に対して、割れクライテリアにより割れ判定を行う。ここで、再び、加工品に割れがあると判定(No)されると、ステップS33に戻り、割れない素材形状を再予測し、前述と同様の処理を実施する。 Here, if it is determined that the precision of the processed product in the material shape after the simulation is not within the target value (No), the material shape in which the precision of the processed product is within the target value is predicted in step S36, and the step In S34, the analysis model is corrected according to the predicted material shape. Then, in step S31, the simulation of the press working considering the springback using the analysis model is performed again on the corrected material shape. Then, in step S32, crack determination is performed on the basis of the crack criteria for the processed product that simulates the press working considering the spring back using the analysis model based on the press condition for the material of the corrected material shape. .. Here, if it is determined again that the processed product has a crack (No), the process returns to step S33, the material shape that does not crack is re-estimated, and the same processing as described above is performed.

ステップS35にて、シミュレーション後の素材形状における加工品の精度が目標値以内にあると判定(Yes)されると、ステップS37にて、ここまでに設定した素材形状を最適な素材形状として決定する。 If it is determined in step S35 that the precision of the processed product in the material shape after simulation is within the target value (Yes), the material shape set up to this point is determined as the optimum material shape in step S37. ..

このように第1実施形態のプレス成形の最適化方法にあっては、仮素材形状を設定する仮素材形状設定ステップと、プレス加工の解析モデルを作成する解析モデル作成ステップと、解析モデルを用いて仮素材形状に対する押込量と押込回数からなるプレス条件を決定するプレス条件決定ステップと、解析モデルとプレス条件を用いてスプリングバックを考慮したプレス加工解析により素材形状を決定する素材形状決定ステップとを有している。 As described above, in the press forming optimization method of the first embodiment, the temporary material shape setting step for setting the temporary material shape, the analysis model creating step for creating the analysis model of the press working, and the analysis model are used. A press condition determining step that determines the press condition consisting of the amount of pressing and the number of times the temporary material shape is pressed, and a material shape determining step that determines the material shape by press working analysis that considers springback using the analysis model and press conditions. have.

従って、解析モデルを用いて仮素材形状に対する押込量と押込回数からなるプレス条件を決定すると共に、解析モデルを用いてスプリングバックを考慮した素材形状を決定することで、プレス加工により製作された製品の精度を向上することができると共に、素材の最適形状化における解析時間を短縮することができる。 Therefore, by using the analysis model to determine the press conditions consisting of the indentation amount and the number of indentations with respect to the temporary material shape, and by using the analysis model to determine the material shape in consideration of springback, the product manufactured by press working The accuracy of can be improved, and the analysis time for forming the optimum shape of the material can be shortened.

第1実施形態のプレス成形の最適化方法では、最大押込量より小さい所定の第1押込量により解析モデルを用いたシミュレーションを行い、予め設定された第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生したと判定されると、第1押込量を減少して解析モデルを用いたシミュレーションを再度行い、第1割れクライテリアにより割れ判定を行う。従って、1回の押込量を適正量に設定することができる。 In the press molding optimization method of the first embodiment, a simulation using an analysis model is performed with a predetermined first indentation amount smaller than the maximum indentation amount, and a crack determination is performed according to a preset first crack criteria, and a crack is detected. If it is determined that the cracking has occurred, the first pushing amount is reduced, the simulation using the analysis model is performed again, and the crack determination is performed based on the first crack criteria. Therefore, the amount of pushing once can be set to an appropriate amount.

第1実施形態のプレス成形の最適化方法では、第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生しないと判定されると、最大押込量から第1押込量を減算した第2押込量により解析モデルを用いたシミュレーションを行い、第1割れクライテリアにより割れ判定を行う。従って、複数回の押込量を適正量に設定することができる。 In the method for optimizing press molding of the first embodiment, crack determination is performed based on the first crack criteria, and when it is determined that no crack occurs, analysis is performed using the second push amount obtained by subtracting the first push amount from the maximum push amount. A simulation using a model is performed, and a crack is judged according to the first crack criteria. Therefore, it is possible to set the pushing amount of plural times to an appropriate amount.

第1実施形態のプレス成形の最適化方法では、第2押込量を設定した後、解析モデルを用いた素材の残留ひずみを除去するシミュレーションを実施する。従って、高精度な割れ判定を行うことができる。 In the method for optimizing the press forming of the first embodiment, after setting the second indentation amount, a simulation for removing the residual strain of the material using the analysis model is performed. Therefore, highly accurate crack determination can be performed.

第1実施形態のプレス成形の最適化方法では、第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生しないと判定されると、複数設定した押込量の合計値が最大押込量に到達したかどうかを判定し、押込量の合計値が最大押込量に到達していないと判定されると、次の押込量を設定する一方、押込量の合計値が最大押込量に到達したと判定されると、ここまでに設定した複数の押込量と押込回数を最適なプレス条件として決定する。従って、最適なプレス条件を容易に設定することができる。 In the press molding optimization method of the first embodiment, the crack determination is performed based on the first crack criteria, and if it is determined that the crack does not occur, whether or not the total value of the plurality of set push amounts has reached the maximum push amount. If it is determined that the total value of the push-in amount has not reached the maximum push-in amount, the next push-in amount is set, while it is determined that the total value of the push-in amount has reached the maximum push-in amount. , The plurality of pushing amounts and the number of pushings set up to this point are determined as the optimum pressing conditions. Therefore, the optimum press conditions can be easily set.

第1実施形態のプレス成形の最適化方法では、設定されたプレス条件に基づいて解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工のシミュレーションを行い、予め設定された第2割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生したと判定されると、割れない素材形状に変更して解析モデルを用いたシミュレーションを行う。従って、高精度の素材形状を設定することができる。 In the press molding optimization method of the first embodiment, a press working simulation considering springback using an analytical model is performed based on the set press conditions, and a crack determination is performed based on a preset second crack criteria. When it is determined that a crack has occurred, the material shape is changed to a crack-free material shape and a simulation using the analysis model is performed. Therefore, a highly accurate material shape can be set.

第1実施形態のプレス成形の最適化方法では、第2割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生しないと判定されると、シミュレーション後の素材形状の精度が予め設定された目標値以内にあるかどうかを判定し、シミュレーション後の素材形状の精度が予め設定された目標値以内にないと判定されると、素材形状の精度が目標値以内となる素材形状に変更して解析モデルを用いたシミュレーションを行う。従って、素材形状の精度を容易に目標値以内に設定することができる。 In the press molding optimization method of the first embodiment, the crack determination is performed based on the second crack criteria, and if it is determined that no crack occurs, the accuracy of the material shape after simulation is within a preset target value. If it is judged that the accuracy of the material shape after simulation is not within the preset target value, the material shape accuracy is changed to within the target value and the analysis model is used. Perform a simulation. Therefore, the accuracy of the material shape can be easily set within the target value.

第1実施形態のプレス成形の最適化方法では、シミュレーション後の素材形状の精度が目標値以内にあると判定されると、シミュレーション後の素材形状を最適な素材形状として決定する。従って、プレス加工により製作された製品の精度を向上することができる。 In the press molding optimization method of the first embodiment, when it is determined that the accuracy of the material shape after simulation is within the target value, the material shape after simulation is determined as the optimum material shape. Therefore, the precision of the product manufactured by the press working can be improved.

また、第1実施形態のプレス成形の最適化装置にあっては、初期押込み量と仮素材形状を入力する入力部12と、入力部12から入力された初期押込み量と仮素材形状に基づいて解析モデルを用いたシミュレーションを行うことで押込量と押込回数からなるプレス条件とスプリングバックを考慮した素材形状を求める演算部15と、演算部15が求めたプレス条件でシミュレーションされた素材形状とスプリングバックを考慮した素材形状に対して割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生したと判定されるとプレス条件と素材形状を変更して再度シミュレーションを行う一方、割れが発生しないと判定されるとプレス条件と素材形状を決定する判定部16とを備えている。 Further, in the press molding optimization apparatus of the first embodiment, based on the input unit 12 for inputting the initial pushing amount and the temporary material shape, and the initial pushing amount and the temporary material shape input from the input unit 12. A calculation unit 15 that obtains a material shape in consideration of a spring condition and a press condition including an amount of pressing and a number of times of pressing by performing a simulation using an analysis model, and a material shape and a spring that are simulated under the press condition obtained by the operation unit 15. A crack is judged based on the crack criteria for the material shape considering the back, and if it is judged that a crack has occurred, the press conditions and the material shape are changed and the simulation is performed again, while it is judged that no crack occurs. A determination unit 16 that determines the press conditions and the material shape is provided.

従って、解析モデルを用いて仮素材形状に対する押込量と押込回数からなるプレス条件を決定すると共に、解析モデルを用いてスプリングバックを考慮した素材形状を決定するので、プレス加工により製作された製品の精度を向上することができると共に、素材の最適形状化における解析時間を短縮することができる。 Therefore, the press condition consisting of the pressing amount and the pressing frequency for the temporary material shape is determined using the analysis model, and the material shape considering the spring back is determined using the analysis model. The accuracy can be improved, and the analysis time for forming the optimum shape of the material can be shortened.

[第2実施形態]
図7は、第2実施形態のプレス成形の最適化方法における金型形状の決定処理を表すフローチャートである。なお、本実施形態の基本的な構成は、上述した第1実施形態とほぼ同様の構成であり、図1を用いて説明すると共に、上述した第1実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a flowchart showing a mold shape determination process in the press molding optimization method of the second embodiment. The basic configuration of the present embodiment is almost the same as that of the above-described first embodiment, and will be described with reference to FIG. 1 and members having the same functions as those of the above-described first embodiment will be described. , The same reference numerals are given and detailed description is omitted.

第2実施形態は、第1実施形態のプレス成形の最適化方法でプレス条件と素材形状を決定した後、金型形状の決定処理を行うものである。 In the second embodiment, after the press conditions and the material shape are determined by the press molding optimization method of the first embodiment, the die shape determination processing is performed.

即ち、図7に示すように、金型形状の決定処理において、ステップS41にて、所定のプレス条件及び素材形状で、仮金型形状(ダイ21、パンチ22)に対して、解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工のシミュレーションを行う。ステップS42にて、仮金型形状に対してプレス条件に基づいて解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工をシミュレーションした加工品に対して、割れクライテリアにより割れ判定を行う。 That is, as shown in FIG. 7, in the mold shape determination process, in step S41, an analysis model is used for the temporary mold shape (die 21, punch 22) under predetermined press conditions and material shapes. We will perform a simulation of the press processing that takes into account the springback that was present. In step S42, crack determination is performed based on the crack criteria for the processed product that simulates the press working in consideration of the springback using the analysis model based on the press condition for the temporary die shape.

即ち、ステップS42では、仮金型形状に対してプレス条件に基づいて解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工をシミュレーションした加工品のひずみが割れクライテリアにおける適正領域A内になく、割れがあると判定(No)されると、ステップS43にて、割れない金型形状を予測し、ステップS44にて、予測した金型形状により解析モデルを修正(メッシュモーフィングなど)する。そして、ステップS41にて、修正した金型形状に対して解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工のシミュレーションを再度行う。そして、ステップS42にて、修正された金型形状の素材に対してプレス条件に基づいて解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工をシミュレーションした加工品に対して、割れクライテリアにより割れ判定を行う。ここで、再び、加工品に割れがあると判定(No)されると、ステップS43に戻り、割れない金型形状を再予測し、前述と同様の処理を実施する。 That is, in step S42, the strain of the work piece simulating the press working considering the spring back using the analysis model based on the press condition for the temporary die shape is not in the proper region A in the crack criteria, and the crack is generated. If it is determined (No), a mold shape that does not break is predicted in step S43, and the analysis model is modified (mesh morphing or the like) with the predicted mold shape in step S44. Then, in step S41, the simulation of the press working considering the springback using the analytical model is performed again on the corrected die shape. Then, in step S42, crack determination is performed by the crack criteria with respect to the processed product that simulates the press working considering the springback using the analysis model based on the press condition for the material of the corrected mold shape. To do. Here, if it is determined again that the processed product has a crack (No), the process returns to step S43 to re-estimate the mold shape without cracking, and the same processing as described above is performed.

ステップS42にて、スプリングバックを考慮したプレス加工をシミュレーションした加工品のひずみが割れクライテリアにおける適正領域A内にあり、割れがないと判定(Yes)されると、ステップS45にて、シミュレーション後の素材形状における加工品の精度が予め設定された目標値以内にあるかどうかを判定する。 If it is determined in step S42 that the distortion of the work piece simulating press working in consideration of springback is within the proper region A in the crack criteria and there is no crack (Yes), in step S45, the post-simulation It is determined whether or not the precision of the processed product in the material shape is within a preset target value.

ここで、シミュレーション後の素材形状における加工品の精度が目標値以内にないと判定(No)されると、ステップS46にて、加工品の精度が目標値以内となる金型形状を予測し、ステップS44にて、予測した金型形状により解析モデルを修正する。そして、ステップS41にて、修正した金型形状に対して解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工のシミュレーションを再度行う。そして、ステップS42にて、修正された金型形状に対してプレス条件に基づいて解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工をシミュレーションした加工品に対して、割れクライテリアにより割れ判定を行う。ここで、再び、加工品に割れがあると判定(No)されると、ステップS43に戻り、割れない金型形状を再予測し、前述と同様の処理を実施する。 If it is determined (No) that the accuracy of the processed product in the material shape after simulation is not within the target value (No), the mold shape in which the accuracy of the processed product is within the target value is predicted in step S46, In step S44, the analysis model is corrected based on the predicted die shape. Then, in step S41, the simulation of the press working considering the springback using the analytical model is performed again on the corrected die shape. Then, in step S42, crack determination is performed based on the crack criteria with respect to the processed product in which the pressed mold in which the spring back using the analysis model is taken into consideration is simulated for the corrected mold shape based on the pressing condition. Here, if it is determined again that the processed product has a crack (No), the process returns to step S43 to re-estimate the mold shape without cracking, and the same processing as described above is performed.

ステップS45にて、シミュレーション後の金型形状における加工品の精度が目標値以内にあると判定(Yes)されると、ステップS47にて、ここまでに設定した金型形状を最適な金型形状として決定する。 If it is determined in step S45 that the precision of the processed product in the die shape after simulation is within the target value (Yes), in step S47, the die shape set up to this point is set to the optimum die shape. To decide.

このように第2実施形態のプレス成形の最適化方法にあっては、仮成形型形状を設定する仮成形型形状設定ステップと、解析モデルを用いてスプリングバックを考慮した成形型形状を決定する成形型形状決定ステップとを設けている。 As described above, in the method for optimizing the press molding of the second embodiment, the temporary molding die shape setting step of setting the temporary molding die shape and the molding die shape in consideration of the springback are determined using the analysis model. And a molding die shape determining step.

従って、解析モデルを用いてスプリングバックを考慮した成形型形状を決定することで、プレス加工により製作された製品の精度を向上することができる。 Therefore, the precision of the product manufactured by press working can be improved by determining the forming die shape in consideration of springback using the analysis model.

なお、上述した実施形態では、最適なプレス条件を決定してから最適な素材形状を決定するように処理したが、最適な素材形状を決定してから最適なプレス条件を決定するように処理してもよい。また、最適なプレス条件を決定してから最適な素材形状を決定した後、再び、最適なプレス条件の決定処理や最適な素材形状の決定処理を行ってもよい。 In the above-described embodiment, the optimum press condition is determined and then the optimum material shape is determined. However, the optimum material shape is determined and then the optimum press condition is determined. May be. Further, after determining the optimum press condition and then determining the optimum material shape, the optimum press condition determination process and the optimum material shape determination process may be performed again.

また、上述した実施形態にて、ステップS23にて、第1押込量Lにより解析モデルを用いてシミュレーションした加工品のひずみが割れクライテリアにおける適正領域A内にあり、割れがないと判定(Yes)されると、ステップS25に移行したが、例えば、第1押込量Lを増加する処理を行ってもよい。 Further, in the above-described embodiment, in step S23, it is determined that the strain of the processed product simulated with the first pushing amount L 1 using the analysis model is within the proper region A in the crack criteria and there is no crack (Yes). ), the process proceeds to step S25. However, for example, a process of increasing the first pushing amount L 1 may be performed.

また、上述した実施形態では、プレス条件の決定処理にて、押込み回数ごとに金型を変更せずに対応したが、金型を変更して対応するようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, in the pressing condition determination process, the mold is not changed for each number of pressings, but the mold may be changed.

また、上述した実施形態では、割れクライテリアとして、変形限界線図(FLD)を用いて割れ判定を実施するものとしたが、別の割れクライテリアを適用したり、複数の割れクライテリアを併用したりしてもよい。また、プレス条件の決定処理と素材形状の決定処理を別の割れクライテリアとして適用してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the crack determination is performed by using the deformation limit diagram (FLD) as the crack criteria, but another crack criterion may be applied or a plurality of crack criteria may be used in combination. May be. Further, the pressing condition determining process and the material shape determining process may be applied as different crack criteria.

10 プレス成形の最適化装置
11 解析装置
12 入力部
13 表示部
14 記憶部
15 演算部
15A 第1演算部
15B 第2演算部
16 判定部
16A 第1判定部
16B 第2判定部
10 Optimizer for press molding 11 Analysis device 12 Input unit 13 Display unit 14 Storage unit 15 Calculation unit 15A First calculation unit 15B Second calculation unit 16 Judgment unit 16A First judgment unit 16B Second judgment unit

Claims (8)

プレス加工により孔を有する素材を折り曲げて穴を有するフランジ部を形成するプレス成形の最適化方法において、
仮素材形状を設定する仮素材形状設定ステップと、
プレス加工の解析モデルを作成する解析モデル作成ステップと、
前記解析モデルを用いて前記仮素材形状に対する押込量と押込回数からなるプレス条件を決定するプレス条件決定ステップと、
前記解析モデルとプレス条件を用いてスプリングバックを考慮したプレス加工解析により素材形状を決定する素材形状決定ステップと、
を有し、
前記プレス条件決定ステップは、前記フランジ部の高さに基づいて設定された最大押込量より小さい所定の第1押込量により前記解析モデルを用いたシミュレーションを行い、予め設定された第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生したと判定されると、前記第1押込量を減少して前記解析モデルを用いたシミュレーションを再度行い、前記第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、
前記第1割れクライテリアの割れ判定により割れが発生しないと判定されると、前記最大押込量から前記第1押込量を減算した第2押込量により前記解析モデルを用いたシミュレーションを行い、前記第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生したと判定されると、前記第2押込量を減少して前記解析モデルを用いたシミュレーションを再度行い、割れが発生しないと判定されるまで、次の押込量を設定していくことで、1回の押込量と押込回数を決定する、
ことを特徴とするプレス成形の最適化方法。
In an optimization method of press molding in which a material having a hole is bent by pressing to form a flange portion having a hole,
A temporary material shape setting step for setting the temporary material shape,
An analysis model creation step for creating an analysis model for press working,
A press condition determining step of determining a press condition consisting of a pressing amount and a pressing frequency for the temporary material shape using the analysis model;
A material shape determining step of determining a material shape by press working analysis in consideration of springback using the analysis model and the press conditions,
Have a,
In the pressing condition determining step, a simulation using the analysis model is performed with a predetermined first pushing amount smaller than the maximum pushing amount set based on the height of the flange portion, and a first cracking criterion set in advance is used. When a crack is determined and it is determined that a crack has occurred, the first indentation amount is reduced and the simulation using the analysis model is performed again, and the crack is determined by the first crack criteria,
When it is determined by the crack determination of the first crack criteria that a crack does not occur, a simulation using the analysis model is performed with a second push amount obtained by subtracting the first push amount from the maximum push amount, and When it is determined that a crack has occurred by performing the crack determination based on the crack criteria, the second indentation amount is reduced and the simulation using the analysis model is performed again. By setting the push amount, the push amount and push count are determined once.
A method for optimizing press molding, which is characterized in that
前記第2押込量を設定した後、プレス加工によって生じた加工品の残留ひずみを除去するシミュレーションを実施することを特徴とする請求項1に記載のプレス成形の最適化方法。 The method for optimizing press molding according to claim 1 , wherein after the second indentation amount is set, a simulation for removing the residual strain of the processed product caused by press working is carried out. 前記第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生しないと判定されると、複数設定した前記押込量の合計値が前記最大押込量に到達したかどうかを判定し、前記押込量の合計値が前記最大押込量に到達していないと判定されると、次の押込量を設定する一方、前記押込量の合計値が前記最大押込量に到達したと判定されると、ここまでに設定した複数の押込量と押込回数を最適なプレス条件として決定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のプレス成形の最適化方法。 When a crack is determined according to the first crack criteria and it is determined that no crack occurs, it is determined whether or not the total value of the plurality of set pushing amounts has reached the maximum pushing amount, and the total value of the pushing amount. When it is determined that has not reached the maximum push amount, while setting the next push amount, when it is determined that the total value of the push amount has reached the maximum push amount, set up to here The method for optimizing press molding according to claim 1 or 2 , wherein a plurality of pressing amounts and the number of times of pressing are determined as optimum pressing conditions. 設定されたプレス条件に基づいて前記解析モデルを用いたスプリングバックを考慮したプレス加工のシミュレーションを行い、予め設定された第2割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生したと判定されると、前記第2割れクライテリアによる割れ判定で割れが発生しない素材形状を予測により変更して前記解析モデルを用いたシミュレーションを行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のプレス成形の最適化方法。 A simulation of press working in consideration of springback using the analysis model is performed based on the set press conditions, and a crack determination is performed according to a preset second crack criteria, and when it is determined that a crack has occurred, 4. The simulation using the analysis model is performed by predictively changing a material shape in which no crack occurs in the crack determination based on the second crack criteria, and the simulation is performed according to any one of claims 1 to 3 . Optimization method for press molding. 前記第2割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生しないと判定されると、前記解析モデルを用いたシミュレーション後の素材形状の精度が予め設定された目標値以内にあるかどうかを判定し、前記シミュレーション後の素材形状の精度が予め設定された目標値以内にないと判定されると、前記素材形状の精度が前記目標値以内となる素材形状に変更して前記解析モデルを用いたシミュレーションを行うことを特徴とする請求項4に記載のプレス成形の最適化方法。 When the crack determination is performed by the second crack criteria and it is determined that the crack does not occur, it is determined whether the accuracy of the material shape after simulation using the analysis model is within a preset target value, When it is determined that the accuracy of the material shape after the simulation is not within the preset target value, the simulation using the analysis model is performed by changing the material shape so that the accuracy of the material shape is within the target value. The method for optimizing press molding according to claim 4, which is performed. 前記シミュレーション後の素材形状の精度が前記目標値以内にあると判定されると、前記シミュレーション後の素材形状を最適な素材形状として決定することを特徴とする請求項5に記載のプレス成形の最適化方法。 The optimum press molding according to claim 5 , wherein when the accuracy of the material shape after the simulation is determined to be within the target value, the material shape after the simulation is determined as an optimum material shape. Method. 仮成形型形状を設定する仮成形型形状設定ステップと、前記解析モデルを用いてスプリングバックを考慮した成形型形状を決定する成形型形状決定ステップとを設けることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のプレス成形の最適化方法。 A preformed shape setting step of setting a preliminarily molded shape, according claim 1, characterized in that providing the mold shape determining step of determining a mold shape in consideration of springback using the analysis model Item 6. The method for optimizing press molding according to any one of items 5 . プレス加工により孔を有する素材を折り曲げて穴を有するフランジ部を形成するプレス成形の最適化装置において、
初期押込み量と仮素材形状を入力する入力部と、
前記入力部から入力された前記初期押込み量と前記仮素材形状に基づいて解析モデルを用いたシミュレーションを行うことで押込量と押込回数からなるプレス条件とスプリングバックを考慮した素材形状を求める演算部と、
前記演算部が求めた前記プレス条件でシミュレーションされた素材形状に対して第1割れクライテリアにより割れ判定を行うと共に前記演算部が求めたスプリングバックを考慮した素材形状に対して第2割れクライテリアにより割れ判定を行い、前記第1割れクライテリアにより割れが発生したと判定されると前記プレス条件を変更して再度シミュレーションを行うと共に、前記第2割れクライテリアにより割れが発生したと判定されると前記素材形状を変更して再度シミュレーションを行う一方、前記第1割れクライテリア及び前記第2割れクライテリアにより割れが発生しないと判定されると前記プレス条件と前記素材形状を決定する判定部と、
を備え、
前記演算部は、前記フランジ部の高さに基づいて設定された最大押込量より小さい所定の第1押込量により前記解析モデルを用いたシミュレーションを行い、前記判定部は、予め設定された第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生したと判定されると、前記第1押込量を減少して前記解析モデルを用いたシミュレーションを再度行い、前記第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、
前記第1割れクライテリアの割れ判定により割れが発生しないと判定されると、前記最大押込量から前記第1押込量を減算した第2押込量により前記解析モデルを用いたシミュレーションを行い、前記第1割れクライテリアにより割れ判定を行い、割れが発生したと判定されると、前記第2押込量を減少して前記解析モデルを用いたシミュレーションを再度行い、割れが発生しないと判定されるまで、次の押込量を設定していくことで、1回の押込量と押込回数を決定する、
ことを特徴とするプレス成形の最適化装置。
In a press molding optimizing device that bends a material having holes by press working to form a flange portion having holes,
An input unit for inputting the initial pushing amount and temporary material shape,
An arithmetic unit that obtains a material shape in consideration of a press condition including a pressing amount and the number of pressings and a springback by performing a simulation using an analysis model based on the initial pressing amount and the temporary material shape input from the input unit. When,
Cracking is performed on the material shape simulated by the computing unit under the pressing conditions by the first cracking criterion, and the material shape in consideration of the springback determined by the computing unit is cracked by the second cracking criterion. If it is determined that a crack has occurred according to the first crack criteria, the press conditions are changed and a simulation is performed again, and if it is determined that a crack has occurred due to the second crack criteria, the material shape On the other hand, while performing the simulation again, a determination unit that determines the press condition and the material shape when it is determined that no crack occurs due to the first crack criteria and the second crack criteria .
Bei to give a,
The calculation unit performs a simulation using the analysis model with a predetermined first pushing amount smaller than the maximum pushing amount set based on the height of the flange portion, and the determining unit sets the first preset amount. A crack is determined by the crack criteria, and when it is determined that a crack has occurred, the first indentation amount is reduced and the simulation using the analysis model is performed again, and the crack is determined by the first crack criteria.
If it is determined by the crack determination of the first crack criteria that a crack does not occur, a simulation using the analysis model is performed with a second push amount obtained by subtracting the first push amount from the maximum push amount, and When it is determined that a crack has occurred by performing the crack determination based on the crack criteria, the second indentation amount is reduced and the simulation using the analysis model is performed again. By setting the push amount, the push amount and push count are determined once.
An apparatus for optimizing press molding, which is characterized in that
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