JPH07265964A - 板金のためのバインダーリングの設計方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械的特性を考慮にいれた、時間的にも経費
的にも有利なバインダーリング表面の設計方法を提供す
る。 【構成】 板金のためのバインダーリングの設計方法に
おいて、複数個の板金メッシュのノードのうち、少なく
とも１つがバインダー表面に押し付けられる板金成型の
第１段階において、初期のバインダー表面の設計に関し
て、初期のバインダーセットを評価する工程（３０）
と、ダイキャビティー内の板金メッシュにおける、受容
できない変形の領域を検出する工程（３２）と、受容で
きない板金の変形に関連して、バインダー表面に押しつ
けられた複数個のノードのうち少なくとも１つを同定す
る工程（３２）と、同定された前記複数個のノードのう
ち少なくとも１つを解放して、同定されたノードを移動
させて、板金が緩やかな状態になるようにする工程（３
４）と、修正されたバインダー表面を得るために、緩や
かな状態に基づいた初期のバインダー表面を再設計する
工程（３６）とを有する板金のためのバインダーリング
の設計方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本出願はタンに対して発布され、
本発明の譲渡人に譲渡された米国特許第５，１２８，８
７７に関連する。

【０００２】本発明は板金成型のためのバインダーリン
グの表面を設計するための方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】板金を部品に形成するための従来からの
絞りプロセスは全体的に２つの段階に分割され、それら
はバインダーセット（バインダーラップ）の段階と、ダ
イの閉塞段階とである。第１段階の間は、板金の半加工
品は、１あるいはそれ以上のエッジに沿って平坦な平面
から偏在した大きな曲率を有するバインダーリングによ
って、外周部を把持されている。板金はダイの下部バイ
ンダー表面の上に置かれ、バインダーセットと呼ばれる
バインダーの形状を設定するために、上部バインダーリ
ングが降下される。第２段階においては、ポンチが上部
バインダーリングの中を降下し、パネルの輪郭形状を形
成する。ダイ閉塞段階においては、板金がバインダーリ
ングとダイとの間で絞られ、ダイクロージャの深絞りに
合致するような内部形状にさせられる。

【０００４】さらに解析して、第２段階におけるダイ閉
塞を規定できるようにするために、板金のバインダーセ
ットの形状を計算することが必要である。板金の半加工
品の内側における把持されていない部分は垂直方向に吊
されている。その変形された形状は板金の重さの結果と
して、また強制的な外周曲率の結果として、複雑であ
る。

【０００５】半加工品の吊された部分の中央位置におい
て、最初は絞り用のポンチと接触していない板金の絞り
半加工品は、一杯に絞られた時に、半加工品の中にしわ
を形成しがちである。すべての特別な目的のために、そ
のような中央位置において、ポンチが半加工品と接触す
るように設計するために、半加工品の変形された形状
を、それがバインダーセットの段階において把持された
時に、ポンチとダイを再設計することができるように、
知ったりあるいは規定しなければならない。また、ダイ
キャビティーの中に過剰な材料が存在すると、不適切に
設計されたバインダーリングの表面が得られる。これも
また絞り形成プロセスにおいて板金の座屈の原因とな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は今までに実
質的に３つの方法を用いていた。即ち、(i) 望みの形状
が得られるまで再作業と再設計を行う、物理的なプラス
ター開発におけるバインダーとポンチ／ダイを製作する
トライアル アンド エラーの方法と、(ii)バインダー
リングの形状の各々のセグメントにおける最も近い幾何
学的形状をしたＣＡＤベースの適用表面の突出部を用い
る幾何学的方法と、(iii) 板金の変位が加えられた負荷
に対して比例すると仮定した線形理論（ＮＡＳＴＲＡＮ
のような標準的な有限要素プログラムが線形理論を実行
するために商業的に利用可能となっている）を用いるバ
インダーラップの予測法とである。

【０００７】第１の方法は費用と時間とがかかり過ぎ、
第２の方法は極端に単純すぎ、金属の機械的特性、厚
さ、摩擦特性を考慮していないので、絞り加工の品質が
低下する。さらに、幾何学的方法によって予測されるバ
インダーセットは、表面の純粋な幾何学的方法が板金の
機械的特性を考慮にいれることができないので、打抜き
プラントで観察される実際の形状から離れてしまうこと
がある。結果として、プラスターショップは設計された
バインダーリングの表面を確認することが必要であっ
た。このことは不正確さを補償するための費用のかかる
テストを行わねばならないだけでなく、最適なバインダ
ー表面の設計を得ることも不可能であった。最後の方法
は旧い線形理論であり、おおきな変位を計算することも
できない。最後の方法を用いることを示す論文として
は、１９８５年の、金属学会の、ワンとタンとによって
編集された、高橋他による、板金成型プレスのコンピュ
ータモデルに関する“ＣＡＤを用いたプレス成型シビア
リティの評価方法”の３７〜５０ページに示されてい
る。

【０００８】タンに発布され、本発明の譲渡人に譲渡さ
れた米国特許第５，１２８，８７７は、絞り成型しよう
とする非対称的な多角形パネルに関してバインダーセッ
トの半加工品の形状を確実かつ正確に規定する方法を開
示している。この方法は実質的に３つのステップからな
っており、それらは(a) パネルの半加工品の輪郭の座標
ベースのモデルを形成することと、(b) 機械論的な非線
形理論によって、バインダーラップの変位の境界条件を
特定することと、(c) ポンチの開口線の内側に吊された
パネルの変位された形状を規定することであり、(b) の
ステップは(i)パネルを既知の平坦な状態から、バイン
ダー表面の状態へ、各アークセットがその半径を変化さ
せる時に固定的な点を通過するように制御して、増加的
に曲げながら、最大の曲率を有する半加工品の輪郭の両
側における突出部をアーク平面上に適合させるためにア
ークセットを規定することと、(ii)その様な最大の曲率
を有する突出部のない両側における点を作り出し、その
ような側部に沿って半加工品の輪郭のためのバインダー
表面を規定するために前記アークセットから内挿するこ
とと、(iii) 前記ステップ(i) における曲げプロセスの
間にギャップあるいは締めしろを徐々に減少させること
によって、そのような側部をバインダー表面に押し付け
ることにより、最小の曲率を有する側部に沿って半加工
品の輪郭のためのバインダー表面を規定することとから
なっている。

【０００９】しかしながら、この方法は、第１の成型段
階においてバインダーリング表面の与えられた設計につ
いて評価するためのものであり、したがって、設計のた
めの道具ではない。したがって、板金の機械的特性を考
慮にいれたバインダーリング表面を設計するための、自
由度のある、急速でかつ正確な方法を提供することが望
まれる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は板金の機
械的特性を考慮にいれたバインダーリング表面を設計す
るための、自由度のある、急速でかつ正確な方法を提供
することにある。

【００１１】本発明の上記目的や他の目的および特徴を
実行するために、板金を成型する工具の設計を助けるた
めの方法であって、記憶回路を有したコンピュータと共
に、また絞りダイと、板金を部品に成型するために設計
された表面を有するポンチとバインダーとからなる成型
工具と共に用い、前記板金が複数個のノードを有するメ
ッシュとして表される、その方法において、複数個の板
金メッシュのノードのうち、少なくとも１つがバインダ
ー表面に押し付けられる板金成型の第１段階において、
初期のバインダー表面の設計に関して、初期のバインダ
ーセットを評価する工程と、ダイキャビティー内の板金
メッシュにおける、受容できない変形の領域を検出する
工程と、受容できない板金の変形に関連して、バインダ
ー表面に押し付けられた複数個のノードのうち少なくと
も１つを同定する工程と、同定された前記複数個のノー
ドのうち少なくとも１つを解放して、同定されたノード
を移動させて、板金が緩やかな状態になるようにする工
程と、修正されたバインダー表面を得るために、緩やか
な状態に基づいた初期のバインダー表面を再設計する工
程とを有する板金のためのバインダーリングの設計方法
が提供される。

【００１２】本方法を実行するためのシステムもまた提
供される。

【００１３】本発明によって得られる利点は多数であ
る。例えば、本方法は最適な、座屈のないバインダー表
面を、従来の方法で可能であった時間よりも短い時間で
設計することができる。

【００１４】

【実施例】本発明の上記した目的や他の目的、および特
徴、利点は、添付図面を参照しながら、本発明を実行す
るための最高のモードの詳細な説明を読むと容易に認識
できるであろう。

【００１５】図１および図２を参照すると、自動車のボ
ディーパネルのための深絞り成型装置の断面図が示され
ており、それぞれ金属成型プロセスのバインダー設定段
階とダイの閉塞段階にあるところが示されている。図１
に最もよく示したようにバインダー設定段階において
は、バインダーリングは閉じられ、半加工板金の外周部
を保持している。上部のバインダーリングが降下し、バ
インダーの形を設定しており、このことをまたバインダ
ーラップと称することにする。図２に最もよく示したよ
うに、ダイ閉塞段階においては、ポンチはバインダーリ
ングの中を下方へ滑り、半加工板金をプレスし、自動車
のボディーパネルの輪郭を形成する。この段階において
は、正確な絞り成型結果を得るために、摩擦を伴った表
面接触問題を解決しなければならない。

【００１６】図１および図２に示したように、下部ダイ
は、半加工板金を絞り成型するための中央キャビティー
を提供するためだけではなく、絞り成型段階の前に上部
バインダーリングが降下して接触するリング表面を有す
るように構成されている。絞り成型の後に、内部に吊さ
れているパネル部分にしわが生じないようにするため
に、板金のバインダーにラップされた外周部分を適正に
作らなければならない。そのようなバインダーリングの
内周部は成型しようとしているボディーパネルの望みの
最終外周部と合致していなければならないが、パネルが
バインダーにラップされた表面からキャビティーの中へ
引き込まれた時にしわができるのを防ぐようにしなけれ
ばならない。吊された部分の輪郭と形状とは、絞り成型
操作より前にわかっていなければならず、したがって、
上部ポンチは最初は吊されたパネル部分と全体的に中心
部分において接触するように拘束されている。内部のパ
ネル部分の正確な吊された形状を知ることは、上部ポン
チと吊された部分との間でどの程度の偏心接触がなされ
るかを知るために重要である。そのような事前の知識に
よって、バインダー表面の傾斜度を調節して、吊された
パネル部分を中心部において上部ダイと接触させること
が可能となった。

【００１７】本発明による方法は好ましくはＩＢＭ Ｒ
Ｓ６０００ワークステーションのようなコンピュータに
よって行われ、その機能的なブロックダイアグラムが図
３に示されている。図３に示したように、コンピュータ
はＣＰＵ１０と、ＲＡＭあるいはコアメモリー１２と、
ディスクメモリー１４と、ディスプレーあるいは同様な
出力装置１６と、キィーボードのような入力装置１８と
からなっている。コンピュータは板金からの自動車のボ
ディーパネルの形成を模擬している。

【００１８】図４を参照すると、本発明の方法のステッ
プを説明するフローチャートが示されている。ステップ
２０においては、非対称的な多角形のボディーパネルに
関して、半加工品の輪郭（即ち、板金の外周部）とポン
チの開口線（即ちポンチの通過する孔の境界線）との座
標ベースのモデルが形成される。図５に最もよく示され
た前記座標ベースのモデルは入力ポイントデータによっ
て形成され、半加工品の輪郭５０とポンチ開口線５２と
を作成する。

【００１９】さらに図４、図５を参照すると、ステップ
２２において、バインダーでラップされた時に最大の曲
率を有する半加工品の輪郭のエッジの２つの対向側部５
４、５６に関する境界条件が、パネルを既知の平坦な状
態から、アークセット５８、６０がその曲率半径を変形
させられる時に固定的なアンカー点Ａ（図６参照）を通
過するように制御しながら、バインダーラップ状態にま
で仮説的に増加的に曲げることによって得られる。この
ことを説明するためにいうと、アークセットという用語
は、完全な突出したパネル側部に合致した、直線と円形
アーク部分との合成体のことをいう。このことを実行す
るために、最大の曲率を有した側部５４、５６が模擬的
な平面６２、６４（図７参照）の上へ突出させられる。
パネルは最初に選択されたアンカー点Ａを通過する平行
な模擬的な位置へ転置されるが、前記アンカー点は、パ
ネルを、過大な垂直方向変位なしに、バインダーラップ
形状に合致させることができるように判断して選択され
る。この模擬的な状態において、パネルはバインダーラ
ップ状態へと増加的に曲げられ、これは突出平面におけ
るそのような側部に沿った直線と円形アーク部分６６に
おける座標を規定している（図６参照）。

【００２０】図６から図８を参照すると、もし側部が曲
線部の合成体である場合には、そのような曲線部のため
に付加的な円形のアーク部分が用いられるが、点Ａはす
べての部分あるいは曲線部に関して同一位置にとどま
る。図６に示したように、前記円形アーク部分６６は２
つの直線部分６８、７０と一緒になってアークセットを
形成している。各々のアークセットは円形のアーク６６
の端部点と一致したアンカー点Ａを有している。２つの
アークセットにおいてアンカー点Ａを結合している線
は、アーク平面に直角なアンカー線と呼ばれる。アンカ
ー点を通過する特定の傾斜角７２を有したアークセット
の目的は、バインダー解析している間の板金を（剛的な
ボディーの動きあるいは過拘束なしに）適正に支持する
ことにある。前記特定の傾斜角７２はバインダー表面上
での板金の初期位置におけるチップ角に等しい。単一の
円形アークを有するアークセットが図６および図８にお
いて用いられており、（図６において最もよく示されて
いるように）２つの接線６８、７０がその円形アークに
引き付けられているように示されており、点Ｐにおいて
アンカー点Ａを通過するアークと特定の傾斜角をなし
て、曲率半径Ｒを有している。

【００２１】板金の初期位置においては、直線ＦＤＥＧ
は、初期位置における板金と１つのアークセット表面と
の交差線である。計算を便利にするために、それはアン
カー点を通過するＦ′Ｇ′に移され、曲げプロセスがこ
の位置から開始される。中間位置ｉ−１においては、円
形アークＢ_i-1 Ｐ_i-1 ＡはＲ_i-1 を有しており、点Ｐ
_i-1 における接線はＦＧに平行である。２つの接線Ｄ
_i-1 Ｂ_i-1 とＡＥ_i-1 が示されている。このアークがア
ンカー点Ａを通過し、アークの長さが変化しないことに
注目しよう。

【００２２】前記中間位置からより進んだ中間位置へは
円形アークは半径Ｒ_i を有するであろう。半径Ｒ_I を有
する円形アークＢ′_i-1 Ｐ_i-1 Ａ′_i はＯ_i-1 Ｐ_i-1 上
に位置する点Ｏ′_i を中心としている。したがって、半
径Ｒ_i を有する円形アークに対する点Ｐ_i-1 における接
線はＦＧに平行である。アークＢ′_i-1 Ｐ_i-1 Ａ′_iを
（回転させずに）固定点Ａを通過するアークＢ_i Ｐ_i Ａ
_i へ移し、これの点Ｐ _i における接線は依然としてＦＧ
に平行である。円形アークの中心はＯ′_i から、

【外１】 とを規定するＯ_i へ移ることに注目しよう。２つの接線
Ｄ_i Ｂ_i とＡＥ_i を引くことができ、Ｄ_i Ｂ_i はＤＢに
等しく、ＡＥ_i はＡＥに等しい。すべての中間ステップ
において、円形アークに関する方程式は

【数１】（Ｘ_i-1 −Ｘ₀ ）² ＋（Ｚ_i-1 −Ｚ₀ ）² ＝
（Ｒ_i-1 ）² である。次のステップにおいてはこの方程式は

【数２】 となり、ここで

【外２】 は前記アークが固定点を通過し、アーク上の点における
傾斜角が特定されるように規定される。したがって、移
動増分の境界条件は

【数３】ΔＺ＝Ｚ_i −Ｚ_i-1 となる。各々の増加ステップにおける数値解を確実に収
束させるためには、ΔＺは特定の値、例えば２インチよ
り大きくなってはならない。したがって、図８に示した
ように、アークは無限大の半径を有した初期位置（直
線）から、Ｒ_i の半径へ進み、最終的に最終位置の半径
Ｒにまで進む。

【００２３】図４および図９を参照すると、バインダー
表面７６と、最小の曲率を有する半加工品の輪郭の側部
７８、８０における点との間の締めしろのギャップ７４
を規定するための方法が示されている。図４のステップ
２４によって示されるように、そのような側部は、以下
のような曲げプロセスの間にギャップ７４あるいは締め
しろを徐々に減少させることにより、バインダー表面１
１（図１）上に位置させられる。

【００２４】ロール加工された表面のエッジにおける点
Ａ_r と、半加工品の最小の曲げ側部の輪郭とに関する境
界条件は

【数４】ΔＺ＝Ｚ_b −Ｚ_r であり、ここでＺ_b はバインダー表面上の点Ａ_b のＺ座
標であり、Ｘ座標とＹ座標とは点Ａ_r のそれらと同じで
ある。最終形状に到達するには曲げプロセスには“ｎ”
回のステップが存在するので、ΔＺ／ｎがより小さい曲
率を有したエッジ上の点における各ステップに関する増
加境界条件として挿入される。

【００２５】再び図４を参照すると、ステップ２４にお
ける変形された形状は、吊されたパネル部分を含む半加
工品を分割した（図１０参照）セグメントのノードにお
ける変位増分を規定することによって得られる。この規
定はパネルの大きな変形の非線形の特性のゆえに、増加
ステップにおける境界値問題を解くということによって
行われる。半加工品の輪郭における点に関する変位増分
の境界条件はステップ２２、２４にしたがって確立さ
れ、力の増分はパネルの重量によるものである。前記境
界値問題は非線形のシェル理論に基づいて公式化され、
ポンチの開口線の内側における変形を計算するのに有限
要素法が用いられる。シェル理論においては、板金は薄
い殻構造としてモデル化される。

【００２６】シェルの変形されない金属表面が参考表面
になる。薄いシェルを仮定すると、応力の状態はほぼ平
坦であり、即ち参考表面に作用する横方向の剪断応力と
垂直応力との影響は無視することができる。シェル理論
を用いると、３次元板金は１つの表面（中間表面）によ
って表される。板金内の点における伸びは

【数５】 で表され、ここで

【外３】 は中間表面における伸びであり、

【外４】 は中間表面の曲率の変化であり、ｚは中間表面からの距
離である。

【００２７】変形していない中間表面は

【数６】 で表され、変形された中間表面は

【数７】 で表される。中間表面の伸びは、

【数８】 によって計算され、ここで

【数９】 で、

【外５】 で置き換える以外は同じ方程式によって計算される。曲
率の変化は

【数１０】 で表され、ここでＣＯＲＲ_STR は伸びによる修正であ
り、ここで

【数１１】 であり、ここでｎは中間表面に対して垂直であり、

【外６】 で置き換える以外は同じ方程式によって計算される。応
力の増分は伸びの増分によって表され、

【数１２】 ここで、Ｄはパネルのための材料テンサーである。仮想
作業の原理を適用すると、以下のように従来形状のため
の均衡式を確立する。

【数１３】 ここで、伸び

【外７】 は仮想変位δｕ_i であり、Ａはパネル表面の全面積、ｈ
は変形された厚さ、ｆⁱは表面の単位面積あたりのパネ
ルの重さである。

【００２８】図１０に最もよく示したように、前述した
ように、有限要素法（変位法）は板金の中間表面を小さ
な要素に細分することによって実行され、この場合には
要素は三角形８２である。前記三角形の頂点８４、８
６、８８はノード点あるいはノードと呼ばれる。各々の
三角形８２の中では、変形された形状は変位量と３つの
ノードにおける変位勾配という用語で仮定される。シェ
ル理論から、伸びはノードの変位によって表され、した
がって、応力は応力／伸びの関係を用いることによって
ノード変位で表される。前述した均衡条件を用いること
によって、パネルに関する以下の均衡方程式が確立され
る。

【数１４】Ｋ_t ΔＵ＝ΔＦ ここで、Ｋ_t は接線方向の硬さのマトリックスで、ΔＦ
はパネルの重量によってかけられる力の増分である。均
衡方程式は、これが非線形の問題であって、ステップ毎
に線形化プロセスが用いられるので、増分型式が書かれ
ていることに注目しよう。変位増分のベクトルΔＵはス
テップ２２、２４からわかり、したがって、ΔＵにおけ
る残りの要素は、本方法が急速収束するので、より急速
に解くことができる。すべての変位増分を加えることに
よって、ポンチの開口線の内側における最終形状が図４
のステップ２６において計算される。

【００２９】前記収束状態は各種の理由のために悪化す
る。例えば、スナップスルー型の座屈が生じることがあ
る。座屈の開始点に近くなると、ニュートン−ラフソン
法における接線方向の硬さのマトリックスは、それが不
安定な構造の硬さを反射するので、悪い状態あるいは特
異な状態になる。これによって、このマトリックスに基
づいて計算されるノードの変位増分が大きいので、反復
解法が発散させられる。１９９３年１０月２８日付け
で、本発明の譲渡人に譲渡された“板金の座屈後の変形
を予測するための方法および装置”と題する米国特許出
願第０８／１４３，０２４は、これらの発散の問題を扱
い、解決し、板金の座屈後の変形を予測することのでき
る方法を開示している。

【００３０】仮定した最終半径Ｒに到達した時に、バイ
ンダー表面との一致がなされているかどうかを検出する
ことが望ましい。もしそうでない場合には、板金のすべ
ての側部は、パネルがダイのバインダー表面上に位置す
るように調節される。ここで再び非線形のシェル理論と
有限要素法とを用いて、調節による追加的な変形が実行
される。

【００３１】上述の方法によると、与えられたバインダ
ー表面の設計によって板金の座屈を検出することができ
る。本発明による前記方法を拡張することによって、座
屈のないバインダーセットのためのバインダー表面が設
計される。本発明による有限要素法の助けを得たバイン
ダーの設計は、バインダー開発のための工具設計段階に
おける有限要素解析を利用しており、絞り加工の開発技
術者が局部的な座屈の問題を有したバインダー表面を固
定するのを助け、また幾つかの制御点を与えられた時に
バインダー表面を領域的に設計するのを助ける。

【００３２】ポンチの開口線の内側におけるパネルの最
終形状がステップ２６によって計算されると、最初のバ
インダーセットを、例えばステップ２８におけるエンジ
ニアリング ワークステーションにおいて、図解的に表
示することができる。図１１(a) は、自動車のドアの外
パネルに関するバインダーセットの図解的な説明図であ
る。ステップ３０において、最初のバインダー設計から
得られたバインダーセットが受容できるか否かの決定が
なされ、もしそうでない場合には、ステップ３２におい
てしわや、ねじれや、他の受容できない変形を有した領
域が同定される。一般的には、ねじれの存在するのはダ
イキャビティー内に過大な量の板金が存在することによ
るものである。バインダーセットの段階の間は、半加工
品のエッジに近い板金ノードは、実質的にバインダーリ
ングの表面に強制的に押し付けられる。バインダーセッ
トの段階においてねじれが生じると、バインダー表面に
おける垂直な反作用力が増加する。この結果、半加工品
には、半加工品が過拘束されているので、例えば逆方向
に曲がった領域において、大きな応力と大きな伸びとが
生じることになる。このようにして、半加工品における
応力と伸びの分布を考慮すると、バインダーにおける再
設計の必要のある領域を同定することができる。

【００３３】図４をさらに参照すると、変更すべき領域
が同定されると、ステップ３４において、有限要素法の
モデルの板金半加工品のノードにおける拘束力が解放さ
れ、したがってこれらの領域における板金半加工品のノ
ードはバインダーリングの表面に押し付けられることは
なくなる。これらのノードを解放することによって、板
金は拘束されない状態になり、したがって、自然な緩や
かな状態になることができる。一度解放されると、ダイ
キャビティーの中の半加工品はねじれのない緩やかな形
状になることができる。しかしながら、ある種の場合
に、ノードを解放しても座屈の問題の厳しさを減少させ
るだけであり、ある種の領域においては、ダイ閉塞時に
十分な材料を提供するために余り厳しくないねじれが必
要となる。

【００３４】図４に示したように、ステップ３６におい
ては、バインダー表面が次に修正される。このことに
は、ステップ２０〜２６を参考にしながら、バインダー
セットを計算し、自由になったノードの変形された位置
を規定するために、上述した評価方法を繰り返すことが
含まれている。バインダーの表面はまたノードのメッシ
ュとして表現される。ある種のバインダー表面のノー
ド、即ち、解放された板金ノードに関係するノードが自
由になったノードの位置と合致するために再び位置決め
される。このようにして、バインダー表面は緩やかな状
態にある板金表面と合致あるいは一致させるために再設
計される。

【００３５】修正されたバインダー表面を確認する場合
に、ステップ３８において再び評価プログラムが実行さ
れ、すべてのねじれが検出される。図１１(b) は最初の
設計と修正された設計との間の違いを示し、図１１(c)
は座屈のない修正されたバインダーセットを示してい
る。したがって、これがドアの外パネルに関するバイン
ダー表面の最終設計である。３つのコンピュータ評価を
含む全設計プロセスには合計で２、３時間しかかから
ず、工具バインダーのソフト的な修正を、時間的にも費
用的にもなくすことができる。

【００３６】図１２(a) と１２(b) を参照すると、局部
的な設計と修正とのために、本発明を使用する一例が示
されている。もっと詳しくいうと、図１２(a) はフェン
ダーの外パネルの初期設計を示し、これは領域（Ａ）に
よってうまく設計されていない。上述したように本発明
による方法を適用した後には、図１２(b) に示したよう
に、バインダーセットは滑らかで、受容できるものにな
っている。

【００３７】図１３(a) から図１３(c) を参照すると、
領域的な設計と修正をするために、本発明の使用例が示
されている。もっと詳しくいうと、図１３(a) はフード
の外パネルの初期設計を示しており、これは座屈によっ
て不十分なものである。図１３(b) は表面のための設計
上の要求事項を示している。この場合には、受容できる
バインダー表面は、バインダーセットが与えられた制御
点１〜３を通過するものである。上述したような本発明
の方法を適用すると、修正されたバインダーセットは、
図１３(c) に示したように、制御点の要求事項を満た
し、座屈が存在しない。

【００３８】ここに示し、記載してきた本発明の形態は
本発明の好ましい実施例を構成しているが、そのすべて
の可能性のある形態を説明しようとするものではないこ
とが分かるはずである。またここで用いた用語も限定の
ためよりも説明のための用語であり、開示してきた本発
明の精神と範囲を逸脱することなしに各種の変更を行う
ことが可能なこともわかるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポンチが不動作状態にある時の、金属成型プロ
セスのバインダーセット段階における、自動車のボディ
ーパネルのための深絞りダイ装置の断面図。

【図２】ポンチが底部キャビティーの中へ降下された動
作位置にある時の、金属成型プロセスのダイ閉塞段階に
おける、自動車のボディーパネルのための、深絞りダイ
装置の断面図。

【図３】本発明に用いるためのコンピュータのブロック
図。

【図４】本発明の略記されたプロセス段階のブロック
図。

【図５】説明しているプロセスの第１ステップのために
用いられる座標ベースのモデルの一例の概略図。

【図６】最大の曲率を有する１つの側部に沿ったアーク
セットを規定するために用いられる、単一のアーク部分
の概略図。

【図７】図５の座標ベースのモデルの平面図。

【図８】曲げ加工の中間位置を説明した、２つの直線部
分と１つのアーク部分との拡大図。

【図９】最小の曲率を有する側部に沿った半加工品の輪
郭のためのバインダー表面の概略図であり、そのような
側部は曲げプロセス間にギャップを徐々に減少させるこ
とによって、バインダー表面に押し付けられている。

【図１０】ポンチの開口線の内側で吊されたパネルの変
形された形状を規定するのに用いるために、三角形に細
分されたパネルモデルの平面図。

【図１１】(a) は最初にバインダーリング表面から得ら
れたバインダーセットの図、(b)は最初の設計と本発明
によって修正された設計との違いを示す図、(c) は全て
の座屈がなくなった修正されたバインダーセットの図。

【図１２】(a) は悪い設計になった自動車のフェンダー
のための初期のバインダーリングの設計のバインダーセ
ットの図、(b) は本発明によって修正された後の、バイ
ンダーリングのためのバインダーセットの図。

【図１３】(a) は自動車のフードの不十分な初期設計の
図、(b) はフードのための設計上の要求事項の図、(c)
は設計要求事項を満たす修正されたバインダーの設計を
示す図。

【符号の説明】

３０ 評価工程 ３２ 同定工程 ３４ 解放工程 ３６ 再設計工程 ８４、８６、８８ ノード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板金を成型する工具の設計を助けるため
   の方法であって、記憶回路を有したコンピュータと共
   に、また絞りダイと、板金を部品に成型するために設計
   された表面を有するポンチとバインダーと、ダイキャビ
   ティーとからなる成型工具と共に用い、前記板金がある
   表面を有しかつ複数個のノードを有するメッシュとして
   表される、その方法において、 複数個の板金メッシュのノードのうち、少なくとも１つ
   がバインダー表面に押し付けられる板金成型の第１段階
   において、初期のバインダー表面の設計に関して、初期
   のバインダーセットを評価する工程と、 ダイキャビティー内の板金メッシュにおける、受容でき
   ない変形の領域を検出する工程と、 受容できない板金の変形に関連して、バインダー表面に
   押し付けられた複数個のノードのうち少なくとも１つを
   同定する工程と、 同定された前記複数個のノードのうち少なくとも１つを
   解放して、同定されたノードを移動させて、板金が緩や
   かな状態になるようにする工程と、 修正されたバインダー表面を得るために、緩やかな状態
   に基づいた初期のバインダー表面を再設計する工程とを
   有する板金のためのバインダーリングの設計方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、各々の解
   放されたノードのための新しい位置を規定する工程をさ
   らに有する板金のためのバインダーリングの設計方法。