JPH09234536A - Method for deciding shape in pre-process for forging product and method for designing die for forging - Google Patents

Method for deciding shape in pre-process for forging product and method for designing die for forging

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JPH09234536A
JPH09234536A JP8042299A JP4229996A JPH09234536A JP H09234536 A JPH09234536 A JP H09234536A JP 8042299 A JP8042299 A JP 8042299A JP 4229996 A JP4229996 A JP 4229996A JP H09234536 A JPH09234536 A JP H09234536A
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forging
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily obtain a cross sectional shape by obtaining a similarity between a new forging product and an existing forged product based on a similarity evaluating formula in consideration of the length of each bar-like datum, respectively and selecting the shape in a pre-process of the existing forged product as the shape in a pre-forging of the new forging product. SOLUTION: After forming the finish forged product to a solid model in the step 1, the data are stored in a data base. Successively, a prescribed shape treatment is executed in the step 3, and the calculation of the similarity S is executed in the step 5. Then, this calculation of the similarity is repeatedly executed by number of the precedents stored in the data base DB in the steps 6, 7. Thereafter, a retrieval of the similar shape is executed in the step 8 and based on plural shapes extracted in the step 9, a newly obtd. shape of the forging product in the pre-process is obtd. from synthesization. Successively, a surface drawing treatment is applied to the bar-like data in the step 10 and the solid model of the forging product as a solid shape is formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、鍛造品の最終形状
(または中間工程における途中形状)から、それ以前の
工程における中間形状を求める鍛造品の形状決定方法お
よび鍛造用金型の設計方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of determining a shape of a forged product from a final shape of a forged product (or an intermediate shape in an intermediate process) and a method of designing a forging die for obtaining an intermediate shape in a process before that. .

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、鍛造により製品を製作する場合、
その中間工程における中間形状を想定して、段階を追っ
て鍛造作業が行われている。
2. Description of the Related Art Usually, when a product is manufactured by forging,
Forging work is performed step by step, assuming an intermediate shape in the intermediate process.

【0003】そして、従来、中間形状は、製品形状すな
わち鍛造終了後の最終形状から、熟練技術者の経験と勘
に基づき想定されていた。勿論、中間形状から、さらに
その前工程における中間形状を想定する場合も同様であ
る。
Conventionally, the intermediate shape has been assumed from the product shape, that is, the final shape after the forging, based on the experience and intuition of a skilled engineer. Of course, the same applies when assuming an intermediate shape in the preceding process from the intermediate shape.

【0004】具体的に説明すれば、鍛造作業において
は、ビレットからの体積配分を容易にするためのフォー
ジングロール成形、潰し鍛造、荒地型を用いて予備的な
成形を行う荒打ちおよび仕上げ型を用いて最終的な成形
を行う仕上げ打ち、さらに抜打ち型を用いて外バリや内
バリを打ち抜くバリ抜き工程などが順番に行われる。し
たがって、各工程での鍛造品の中間形状を正しく求める
必要がある。
More specifically, in a forging operation, a roughing and finishing die for performing preliminary forming using a forging roll forming, crushing forging, or a wasteland die for facilitating volume distribution from a billet. , And a deburring step of punching out outer burrs and inner burrs using a punching die is sequentially performed. Therefore, it is necessary to correctly determine the intermediate shape of the forged product in each step.

【0005】そして、中間工程における各鍛造品の形状
を決定する場合、最終製品の最終形状を、所定の方向例
えば鍛造品の延びる方向に沿って複数に分割した場合の
各分割部毎に、設計者が鍛造後の断面形状と鍛造前(前
工程)の断面形状との間に成立する関係から鍛造前の断
面形状を求め、この求められた各分割部毎の断面形状を
用いて鍛造前での全体形状が求められていた。
[0005] When determining the shape of each forged product in the intermediate step, the final shape of the final product is divided into a plurality of parts along a predetermined direction, for example, a direction in which the forged product extends. The user determines the cross-sectional shape before forging from the relationship established between the cross-sectional shape after forging and the cross-sectional shape before forging (pre-process), and uses the obtained cross-sectional shape for each of the divided parts before forging. The overall shape was required.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、鍛造品の各分
割部ごとに、設計者が、鍛造後と鍛造前との断面の関係
から、鍛造前の形状を求める作業は非常に面倒であり熟
練を要するもので、かつ時間を要し、設計能率を向上さ
せるにも限界があるという問題があった。
However, for each divided part of the forged product, it is very troublesome for a designer to obtain the shape before forging from the relationship between the cross section after forging and before forging. However, there is a problem that time is required, and there is a limit in improving the design efficiency.

【0007】そこで、本発明は、鍛造品の前工程での断
面形状を、容易にかつ短時間に求め得る形状決定方法お
よび鍛造用金型の設計方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a shape determining method and a design method of a die for forging capable of easily and quickly finding a cross-sectional shape of a forged product in a pre-process.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第1の手段は、所定工程での形状が新規な
新鍛造品における前工程での形状を決定する方法であっ
て、まず所定工程に対応する形状が既知である複数の既
鍛造品の形状およびそれぞれにおける前工程での形状
を、棒状データの集合体として予め求めておき、次に上
記新鍛造品と、各既鍛造品との類似度を類似度評価式に
基づきそれぞれ求め、次にこの類似度が高い既鍛造品に
おける前工程での形状を、新鍛造品における前工程での
形状として選択し、かつ上記類似度評価式を、新鍛造品
と既鍛造品における各棒状データの長さを考慮する式と
した鍛造品の前工程での形状決定方法である。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a first means of the present invention is a method for determining the shape in a previous step of a new forged product whose shape in a predetermined step is a new forging. First, the shapes of a plurality of forged products whose shapes corresponding to the predetermined process are known and the shapes in the previous process in each of them are obtained in advance as a set of rod-shaped data, and then the new forged product and each forged product are obtained. The degree of similarity with the product is obtained based on the similarity evaluation formula, and the shape of the forged product having a high similarity in the previous process is selected as the shape in the previous process of the new forged product. This is a method for determining the shape of a forged product in a pre-process in which the evaluation formula is a formula that takes into account the length of each bar-shaped data in a new forged product and an already forged product.

【0009】また、本発明の第2の手段は、上記第1の
手段の構成において、類似度の高い既鍛造品における前
工程での形状を選択する際に、複数の形状を選択すると
ともに、この選択された複数の既鍛造品における前工程
での形状を合成することにより、新鍛造品における前工
程での形状を求める形状決定方法である。
The second means of the present invention, in the configuration of the first means, selects a plurality of shapes when selecting a shape in a previous step of a forged product having a high degree of similarity. This is a shape determination method for determining the shape of the new forged product in the previous process by synthesizing the shape of the selected forged product in the previous process.

【0010】また、本発明の第3の手段は、上記第2の
手段の構成において、複数の既鍛造品における前工程で
の形状を合成する際に、異なる工程での形状を合成する
新鍛造品の前工程での形状決定方法である。
[0010] A third means of the present invention, in the structure of the second means, is a new forging for combining shapes in different steps when combining shapes of a plurality of forged products in a previous step. This is a method for determining the shape of a product in a previous process.

【0011】さらに、本発明の第4の手段は、上記第1
ないし第3のいずれかの手段における鍛造品の前工程で
の形状決定方法により決定された形状データに基づき、
鍛造用金型の凹面形状を求める鍛造用金型の設計方法で
ある。
Further, the fourth means of the present invention is based on the first aspect.
Or based on the shape data determined by the shape determining method in the preceding step of the forged product in any one of the third means,
This is a design method of a forging die for obtaining a concave shape of the forging die.

【0012】上記各手段における形状処理方法による
と、新鍛造品の形状が与えられると、予め記憶されてい
る既鍛造品の形状とが、それぞれ棒状データ化されたデ
ータ同士により比較されて、類似度が高い既鍛造品にお
ける前工程での形状が、新鍛造品の前工程での形状とさ
れ、または類似度が高い複数の既鍛造品における前工程
での形状が選択されるとともに、これらの形状が合成さ
れて、新鍛造品の前工程での形状とされるため、非常に
容易にかつ短時間で、所定の新鍛造品の前工程での形状
を決定することができる。
According to the shape processing method in each of the above-described means, when the shape of a new forged product is given, the shape of a previously forged product stored in advance is compared with each other in the form of bar-shaped data, and similarities are obtained. The shape in the pre-process of the high forged product is selected as the shape in the pre-process of the new forged product, or the shape in the pre-process of a plurality of forged products with high similarity is selected. Since the shapes are synthesized to be the shape in the pre-process of the new forged product, the shape of the predetermined new forged product in the pre-process can be determined very easily and in a short time.

【0013】また、上記鍛造用金型の設計方法による
と、上記各形状決定方法により求められた新鍛造品の前
工程での形状データを使用することにより、特にコンピ
ュータ装置などを使用して、形状データを求めることに
より、複雑な形状であっても、非常に簡単に金型を設計
することができる。
According to the forging die design method, the shape data in the previous process of the new forged product obtained by each of the above-mentioned shape determining methods is used. By obtaining shape data, a mold can be designed very easily even for a complicated shape.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る鍛造品の前工程での形状決定方法を、図1〜図8に基
づき説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a method for determining a shape of a forged product in a pre-process according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0015】本発明の要旨は、形状が既知である既鍛造
品の前工程での形状を決定する方法であり、より具体的
には、最終製品である鍛造品(以下、最終鍛造品と称
す)の形状から、その前工程すなわち中間工程での鍛造
品の形状および初期工程での最終フォージングロールま
たはビレット(以下、中間鍛造品と称し、これには初期
工程のフォージングロールおよびビレットをも含むもの
とする)の形状を、コンピュータ装置(図8に示す)を
使用して、演算により求める方法である。すなわち、あ
る鍛造品とその前工程での中間鍛造品との間には、一定
の幾何学的関係が成立しており、この関係を利用するこ
とにより、前工程での中間鍛造品の形状が求められるこ
とに基づくものである。なお、この形状決定方法は、鍛
造品の形状が非軸対称物品の場合に適している方法であ
る。
The gist of the present invention is a method of determining the shape of a forged product having a known shape in a previous process, and more specifically, a forged product as a final product (hereinafter referred to as a final forged product). ), The shape of the forged product in the preceding process, ie, the intermediate process, and the final forging roll or billet in the initial process (hereinafter, referred to as the intermediate forged product, including the forging roll and billet in the initial process) This is a method of calculating the shape of a computer by using a computer device (shown in FIG. 8). In other words, a certain geometric relationship is established between a certain forged product and the intermediate forged product in the previous process, and by utilizing this relationship, the shape of the intermediate forged product in the previous process is changed. It is based on what is required. This shape determining method is a method suitable for a case where the shape of a forged product is a non-axisymmetric article.

【0016】以下、鍛造品の前工程での形状決定方法
を、図1のフローチャートに基づき説明する。本実施の
形態においては、最終鍛造品の形状から初期工程までの
途中の中間鍛造品、すなわち仕上げ工程での形状(以
下、仕上げ品と称す)、荒打ち工程での形状(以下、荒
打ち品と称す)、潰し工程での形状(以下、潰し品と称
す)および初期工程での形状(最終フォージングロール
の形状またはビレットの形状)のデータをそれぞれ求め
る場合について説明する。
Hereinafter, a method of determining a shape of a forged product in a pre-process will be described with reference to a flowchart of FIG. In the present embodiment, an intermediate forged product in the middle from the shape of the final forged product to the initial process, that is, a shape in the finishing process (hereinafter, referred to as a finished product), a shape in the roughing process (hereinafter, a rough-hit product) The following describes a case in which data of a shape in the crushing step (hereinafter, referred to as a crushed product) and a shape in the initial step (the shape of the final forging roll or the shape of the billet) are obtained.

【0017】まず、最終鍛造品をソリッドモデル化した
後(ステップ1)、F=1(このFは各工程の段階を示
し(ステップ2)、その具体的な値とそれに対応する工
程を、図1中のデータベース(DB)内に記述しておく
(ステップ2)。
First, after a final forged product is converted into a solid model (step 1), F = 1 (where F indicates the stage of each process (step 2), and the specific values and the corresponding processes are shown in FIG. 1 is described in the database (DB) (step 2).

【0018】次に、所定の形状処理を行う(ステップ
3)。この形状処理としては、無次元化処理および棒状
データ化処理があり、以下これらの処理について説明す
る。
Next, predetermined shape processing is performed (step 3). The shape processing includes a dimensionless processing and a rod-shaped data conversion processing, and these processings will be described below.

【0019】この形状処理の目的を概略的に説明する
と、最終鍛造品および中間鍛造品(これには、初期工程
である最終フォージングロールまたはビレットをも含む
ものとする)の形状を、コンピュータでの演算処理の容
易化および記憶メモリの減少化を図るために、外形を表
すソリッドデータではなく、格子点における棒状データ
(ピン状化データともいう)に変換するものである。
The purpose of this shape processing will be briefly described. The shapes of the final forged product and the intermediate forged product (including the final forging roll or billet as an initial step) are calculated by a computer. In order to facilitate processing and reduce storage memory, the data is converted not into solid data representing the outer shape but into bar-shaped data (also referred to as pin-shaped data) at grid points.

【0020】ここで、鍛造品の棒状データへの変換方法
を、図2〜図4に基づき説明しておく。本説明におい
て、鍛造品として、図2に示すようなコネクティングロ
ッド2の場合について説明する。
Here, a method of converting the forged product into bar-shaped data will be described with reference to FIGS. In the present description, the case of a connecting rod 2 as shown in FIG. 2 will be described as a forged product.

【0021】まず、通常のCADにより作成されたコネ
クティングロッド1のソリッドモデルの形状データ(勿
論、他のモデルの形状データでも良い)をコンピュータ
(図示せず)に読み込む。
First, shape data of a solid model (of course, shape data of another model) of the connecting rod 1 created by normal CAD is read into a computer (not shown).

【0022】次に、後述する距離データの無次元化を図
るための量子化単位長さuを求める。まず、立体モデル
の基準長さとして、コネクティングロッド1の両端部、
すなわち小端部である穴部2と、大端部である半円状の
凹部3との中心間距離Bを読み込む(または求める)と
ともに、この中心間距離Bを適当に分割する分割数nを
読み込み(または入力し)、次に中心間距離Bを上記分
割数nで割り、この値(B/n)を量子化単位長さuと
する。
Next, a quantization unit length u for dimensionless distance data, which will be described later, is obtained. First, as the reference length of the three-dimensional model, both ends of the connecting rod 1,
That is, the center distance B between the small end portion of the hole 2 and the large end portion of the semicircular concave portion 3 is read (or obtained), and the division number n for appropriately dividing the center distance B is determined. Reading (or inputting), the center-to-center distance B is then divided by the number of divisions n, and this value (B / n) is set as the quantization unit length u.

【0023】次に、コネクティングロッド1の所定の平
面上に投影した投影図の全体を矩形の線11により囲
み、そしてこの矩形に囲まれた矩形平面12を、直線1
3により縦横に分割する。なお、この分割する直線(以
下、分割線という)13の間隔は量子化単位長さuとさ
れ、したがって矩形平面12の短辺12aおよび長辺1
2bは、量子化単位長さuの倍数の長さ(Ly ,Lx
とされる。
Next, the whole projected view projected on a predetermined plane of the connecting rod 1 is surrounded by a rectangular line 11, and a rectangular plane 12 surrounded by the rectangle is defined by a straight line 1
3 is divided vertically and horizontally. Note that the interval between the dividing straight lines (hereinafter, referred to as dividing lines) 13 is set to the quantization unit length u, and therefore, the short side 12a and the long side 1
2b is a length (L y , L x ) that is a multiple of the quantization unit length u.
It is said.

【0024】次に、上記分割線13の各交点P
ij(Pmn)の座標を求めるとともに、これら各交点Pij
を始点として上記矩形平面12への垂直線(z軸と平行
な直線)14をそれぞれ作製し、そして各垂直線14と
コネクティングロッド1表面との各交点Mij1 ,Mij2
(Mijk )の座標を求める。
Next, each intersection P of the dividing line 13
ij (P mn ) and the intersection P ij
, A vertical line (a straight line parallel to the z-axis) 14 to the rectangular plane 12 is prepared, and each intersection M ij1 , M ij2 of each vertical line 14 and the surface of the connecting rod 1 is formed.
Find the coordinates of (M ijk ).

【0025】次に、上記各垂直線14において、矩形平
面12からコネクティングロッド1までの距離Lsij1
(Lsijk )、および各垂直線14におけるコネクティ
ングロッド1表面間の距離Lcij1 (Lcijk )を演算
により求める。勿論、これらの距離Lsij1 ,Lcij1
を求める際には、上記各交点Pij,Mij1 ,Mij2 の座
標が使用される。
Next, in each of the vertical lines 14, the distance Ls ij1 from the rectangular plane 12 to the connecting rod 1
(Ls ijk ) and the distance Lc ij1 (Lc ijk ) between the surfaces of the connecting rods 1 at the respective vertical lines 14 are calculated. Of course, these distances Ls ij1 , Lc ij1
Are used, the coordinates of the intersections P ij , M ij1 , and M ij2 are used.

【0026】なお、図面上では、Pijにおける場合だけ
を示している。次に、上記求められた各距離Lsij1
(Lsijk ),Lcij1 (Lcijk )を、コネクティン
グロッド1の基準長さBで除して無次元化し、各交点に
おけるコネクティングロッド1の代表値とする。
In the drawings, only the case of P ij is shown. Next, each of the distances Ls ij1 obtained above is calculated.
(Ls ijk ), Lc ij1 (Lc ijk ) are divided by the reference length B of the connecting rod 1 to make it dimensionless, and are used as representative values of the connecting rod 1 at each intersection.

【0027】そして、これらの各データ、すなわち矩形
平面12における各交点の座標、および上記無次元化さ
れた距離がそれぞれデータとして蓄積されて、データベ
ース化される。
Each of these data, that is, the coordinates of each intersection on the rectangular plane 12, and the dimensionless distance are accumulated as data, and are stored in a database.

【0028】上記手順をフローチャートに示すと図3の
ようになる。また、上記手順により、上述の棒状データ
化されたデータを図示すると、図4のようになる。
The flow chart of the above procedure is shown in FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating the data converted into the bar-shaped data according to the above procedure.

【0029】すなわち、図4の(a)に示すコネクティ
ングロッド1の立体モデルが、図4の(b)に示すよう
な、線分の集合として表され(変換され)、したがって
コネクティングロッド1の形状を示すデータとしては、
そのデータ量が非常に少なくなる。
That is, the three-dimensional model of the connecting rod 1 shown in FIG. 4A is represented (converted) as a set of line segments as shown in FIG. The data indicating
The amount of data becomes very small.

【0030】例えば、コネクティングロッドのような複
雑な形状を持つソリッドモデルの場合に比べると、1/
100〜1/500程度のデータ量となる。このよう
に、立体モデルを、線分すなわち棒状データの集合によ
り表すようにしているので、例えばある大きい立体モデ
ルと小さい立体モデルとを合成させて中間形状の立体モ
デルを作製する際にも、棒状データ同士の合成で済み、
したがって合成作業が非常に短時間でかつ容易に行うこ
とができる。
For example, as compared with the case of a solid model having a complicated shape such as a connecting rod, 1 /
The data amount is about 100 to 1/500. As described above, since the three-dimensional model is represented by a line segment, that is, a set of bar-shaped data, for example, when a certain large three-dimensional model is combined with a small three-dimensional model to produce an intermediate three-dimensional model, It is enough to combine data,
Therefore, the synthesizing operation can be performed in a very short time and easily.

【0031】ところで、上記の箇所では説明しなかった
が、図5に示すように、例えば立体モデル21に凹部2
2がある場合には、その部分の垂直線34は、立体モデ
ル21の凹部22の両側(図面上は上下部分)を貫通す
ることになり、この場合、凹部22おける上下の貫通部
21a,21bの距離Lcij1 ,Lcij2 および矩形平
面32からの距離Lsij1 並びにこの貫通部間における
空間部23の距離Ls ij2 も一緒にデータベースに記憶
される。
By the way, it was not explained in the above section.
However, as shown in FIG.
2 is present, the vertical line 34 of that part is
Penetrate both sides (upper and lower parts in the drawing) of the concave portion 22 of the screw 21
In this case, the upper and lower penetration portions in the concave portion 22
Distance Lc between 21a and 21bij1 , Lcij2 And rectangular flat
Distance Ls from plane 32ij1 And between these penetrations
Distance Ls of space 23 ij2 Also stored in the database together
Is done.

【0032】なお、上記実施の形態において、距離を無
次元化する際に、小端部と大端部との間の中心間距離B
を使用したが、この中心間距離Bを選択したのは、例え
ばこの立体モデルと同種の他の立体モデルとを合成させ
る際に便宜を図るとともに、同種の他の立体モデルとの
類似の程度を調べる際にも都合がよいからである。
In the above embodiment, when the distance is made dimensionless, the center-to-center distance B between the small end and the large end is determined.
The reason why the center-to-center distance B is selected is that, for example, when combining this three-dimensional model with another three-dimensional model of the same type, the degree of similarity with other three-dimensional models of the same type is selected. This is because it is convenient when checking.

【0033】次に、E=1とおいた後(ステップ4)、
類似度の計算が行われる(ステップ5)。なお、このE
は、後述するデータベース内に記憶される鍛造品の個数
(N)、すなわち事例数である。
Next, after setting E = 1 (step 4),
Calculation of similarity is performed (step 5). Note that this E
Is the number (N) of forged products stored in a database described later, that is, the number of cases.

【0034】ここで、類似度の処理内容を具体的に説明
する。この類似度Sは、上述の棒状データ化処理された
データと、データベースDBに予め記憶されている形状
データ(勿論、このデータについても、それぞれ上記と
同様の棒状データ化処理されたものである)とが、下記
に示す類似度評価式(1) により表される。
Here, the processing content of the similarity will be specifically described. The similarity S is determined by the above-described rod-shaped data processing data and the shape data stored in the database DB in advance (of course, this data is also the same bar-data conversion processing as described above). Are represented by the similarity evaluation formula (1) shown below.

【0035】[0035]

【数1】 [Equation 1]

【0036】この類似度Sを説明すると、新鍛造品の所
定位置(i,j)における棒状データすなわち線分ベク
トル(Z)(例えば、図2においては、Mij1 →M
ij2 )と、比較する既鍛造品の所定位置(i,j)とに
おける棒状データである線分ベクトル(バーZ)との共
通長さの二乗を、各線分ベクトルの絶対値の積で除した
ものを、各座標位置ごとに求め、これらの総和したもの
を、その総和数で除したものである。
Explaining the similarity S, the bar-shaped data at the predetermined position (i, j) of the new forged product, that is, the line vector (Z) (for example, in FIG. 2, M ij1 → M
ij2 ) and the square of the common length of the line segment vector (bar Z), which is the bar-shaped data at the predetermined position (i, j) of the forged product to be compared, is divided by the product of the absolute values of the line segment vectors. Are obtained for each coordinate position, and the sum of these is divided by the total number.

【0037】すなわち、データベースDB内には、複数
(本実施の形態では5個)の最終鍛造品(F=1の場
合)、およびこれに対応する前工程である中間工程での
各形状(F=2〜5)のデータのソリッドデータおよび
形状処理された形状処理データがそれぞれ記憶されてお
り、この形状処理された既鍛造品の形状と、新鍛造品の
形状との類似度Sが求められる。
That is, in the database DB, a plurality of (five in the present embodiment) final forgings (in the case of F = 1) and the corresponding shapes (F in the intermediate step as the preceding step) corresponding thereto = 2 to 5) are stored, and the similarity S between the shape of the forged product subjected to the shape processing and the shape of the new forged product is obtained. .

【0038】上記(1) 式により類似度Sが求められ、そ
してこの類似度Sの計算が、データベースDBに蓄積さ
れている事例個数分(本実施の形態では5個分)だけ、
繰り返して行われる(ステップ6,ステップ7)。
The similarity S is obtained by the above equation (1), and the calculation of the similarity S is performed by the number of cases (five in this embodiment) stored in the database DB.
It is performed repeatedly (steps 6 and 7).

【0039】上記の繰り返しによる類似度の計算が終了
すると、類似品形状の検索が行われる。例えば、類似度
が高い順番に、数個(例えば3個程度、勿論、1個だけ
または適当数)の形状が選択されるか、または類似度が
所定値以上のものの形状が選択されて、データベースD
Bから抽出される(ステップ8)。
When the calculation of the degree of similarity by the above iterations is completed, the similar product shape is searched. For example, in the order of similarity, several (for example, about three, of course, only one or an appropriate number) shapes are selected, or shapes whose similarity is equal to or more than a predetermined value are selected. D
B (step 8).

【0040】次に、上記抽出された複数個の形状(すな
わち、形状データ)に基づき、新しく求められる前工程
での鍛造品の形状が合成により求められる(ステップ
9)。勿論、選択された形状が1個だけの場合には、合
成は行われない。
Next, based on the extracted plurality of shapes (ie, shape data), the newly obtained shape of the forged product in the previous process is obtained by synthesis (step 9). Of course, when only one shape is selected, no composition is performed.

【0041】ここで、新鍛造品とこれに類似する幾つか
の鍛造品とから、その前工程での形状を合成により求め
る方法について説明する。まず、類似品における前工程
での形状に関する上型面データおよび下型面データを抽
出した後、これら抽出された複数の上型面の形状同士お
よび下型面の形状同士を、それぞれの類似度により、下
記(2) 式を用いて合成する。
Here, a description will be given of a method of obtaining a shape in a preceding process from a new forged product and several forged products similar thereto by synthesis. First, after extracting upper mold surface data and lower mold surface data relating to the shapes of similar products in the previous process, the extracted shapes of the upper mold surfaces and the shapes of the lower mold surfaces are compared with each other by the similarity degree. To synthesize using the following formula (2).

【0042】[0042]

【数2】 [Equation 2]

【0043】但し、Yci:合成された形状のY座標値 Sz :部品Z(a,b,・・)の類似度 Yzi:部品Zのi節点のY座標値 i :節点番号 である。Here, Y ci : Y coordinate value of the synthesized shape S z : Similarity of component Z (a, b,...) Y zi : Y coordinate value of i node of component Z i: node number .

【0044】上記の合成方法を図示すると、図6のよう
になる。図6では、部品aと部品bとの形状を合成する
場合を示す。合成された部品は点線で示す。なお、上記
の合成は、基本的には、荒打ち形状は荒打ち形状同士で
合成され、潰し形状は潰し形状同士で合成され、フォー
ジングロール(またはビレット)の合成はフォージング
ロール(またはビレット)同士で合成されるが、類似度
が高い場合には、例えば仕上げ形状と荒打ち形状、また
は荒打ち形状と潰し形状とのように、異なる中間工程同
士の合成も行われる。
FIG. 6 illustrates the above synthesizing method. FIG. 6 shows a case where the shapes of the component a and the component b are combined. The synthesized parts are indicated by dotted lines. In the above synthesis, basically, the roughing shape is synthesized with the roughing shapes, the crushed shape is synthesized with the crushing shapes, and the forging roll (or billet) is synthesized with the forging roll (or billet). However, if the similarity is high, different intermediate processes such as a finished shape and a roughed shape or a roughed shape and a crushed shape are also synthesized.

【0045】このようにして、前工程での形状が合成に
より求められると、図7(a)から図7(b)に示すよ
うに、形状処理(ステップ3)で行った逆の処理を行
い、すなわち棒状データ化したものに面張り処理を施
し、立体形状としての鍛造品のソリッドモデル化を行う
(ステップ10)。そして、このソリッド化された鍛造
品の形状が前工程での形状として、一次的にコンピュー
タ装置のメモリに記憶される。
As described above, when the shape in the previous process is obtained by synthesis, as shown in FIG. 7A to FIG. 7B, the reverse process performed in the shape process (step 3) is performed. That is, the bar-shaped data is subjected to surface treatment to form a solid model of a forged product as a three-dimensional shape (step 10). Then, the shape of the solidified forged product is temporarily stored in the memory of the computer device as the shape in the previous process.

【0046】そして、次にステップ11にて、工程を表
すFがインクレメントされ、データベースDBに記憶さ
れている工程数(本実施の形態では5)より小さい場合
には、ステップ3に戻り、ステップ11までの作業を繰
り返す。
Then, at step 11, F representing the process is incremented, and if the number of processes stored in the database DB is smaller than 5 (5 in this embodiment), the process returns to step 3, and Repeat the work up to 11.

【0047】ステップ12にて、所定の工程数に等しく
なった場合には、これよりも前工程がないと判断され、
ステップ13に進み、各工程でのソリッドモデルの形状
データが出力された後、ステップ14にて、上金型およ
び下金型の凹部形状(凹面形状)が、コンピュータ装置
により出力される。
In step 12, when the number of processes becomes equal to the predetermined number, it is determined that there is no previous process.
Proceeding to step 13, after the shape data of the solid model in each process is output, in step 14, the concave shape (concave surface shape) of the upper die and the lower die is output by the computer device.

【0048】また、ステップ15にて、これらの形状デ
ータを新規なものとして登録すべきかどうかが判断(自
動的またはオペレータが判断する)される。登録すべき
場合は、各工程での形状データがすべてデータベースに
登録され、登録が必要ないと判断された場合は作業を終
了する。
In step 15, it is determined whether these shape data should be registered as new data (either automatically or by an operator). If registration is required, all the shape data in each step is registered in the database, and if it is determined that registration is not necessary, the operation is terminated.

【0049】上記の説明においては、全ての工程につい
ての類似形状を求めるようにしたが、その途中の中間工
程、例えば仕上げ工程、荒打ち工程、潰し工程などのい
ずれかの工程が省略される場合もあり、また複雑な形状
の場合には、同じ工程、例えば荒打ち工程が2度出力さ
れる場合もある。
In the above description, similar shapes are obtained for all the steps. However, in the case where any of the intermediate steps such as the finishing step, the roughing step, the crushing step, etc. are omitted. In the case of a complicated shape, the same process, for example, the roughing process may be output twice.

【0050】上述した新鍛造品に対する前工程における
形状データを求める装置としては、コンピュータ装置が
使用され、上記各処理に必要なプログラムが入力されて
いる。
A computer is used as an apparatus for obtaining shape data in a pre-process for a new forged product as described above, and a program necessary for each of the above processes is input.

【0051】例えば、図8に示すように、コンピュータ
本体41と、ディスプレイ装置42と、キーボード43
およびマウス44などの入力機器45と、ハードディス
ク装置46と、カセット型磁気テープ装置(CMT)4
7と、CD−ROM装置(読取専用記憶装置)48と、
レーザプリンタ49およびプロッタ50などの出力機器
51とから構成されている。
For example, as shown in FIG. 8, a computer main body 41, a display device 42, a keyboard 43
And an input device 45 such as a mouse 44, a hard disk device 46, and a cassette type magnetic tape device (CMT) 4.
7, a CD-ROM device (read-only storage device) 48,
It comprises an output device 51 such as a laser printer 49 and a plotter 50.

【0052】このコンピュータ装置により、設計者がデ
ィスプレイ装置42の画面上に表示された最終鍛造品
(中間工程での鍛造品)の形状を見ながら、入力機器4
5から指示を与えて、前工程での形状を設計することが
できる。勿論、必要な形状データのコンピュータ本体4
1への入力方法は、種々の方法が考えられる。直接、入
力機器45から入力する方法、外部の記憶装置から入力
する方法、特殊な入力機器(立体画像を入力し得る機
器)から入力する方法などが考えられる。
With this computer device, the designer looks at the shape of the final forged product (forged product in the intermediate process) displayed on the screen of the display device 42 while watching the input device 4.
By giving an instruction from 5, the shape in the previous process can be designed. Of course, the computer body 4 of necessary shape data
Various methods are conceivable as the input method to 1. A method of directly inputting from the input device 45, a method of inputting from an external storage device, a method of inputting from a special input device (a device capable of inputting a stereoscopic image), and the like can be considered.

【0053】また、類似形状の選択個数も、入力機器な
どから、任意に変更し得るようにされている。そして、
このコンピュータ装置において、新鍛造品に対する前工
程での形状を得るための金型の凹部形状のデータを、容
易に得ることができる。例えば、鍛造により製造される
製品の各前工程(中間工程)での形状のソリッドデータ
を出力し、金型ブロックと前工程でのソリッド形状との
差を求め、金型の凹部形状(凹面形状)を創成し、その
後、設計者が材料の歩留り、機械加工などを考慮して、
より詳細に、金型の構成、例えば金型の分割方法をコン
ピュータ装置上で行うことができる。
The number of selected similar shapes can be arbitrarily changed from an input device or the like. And
In this computer device, it is possible to easily obtain the data of the concave shape of the die for obtaining the shape of the new forged product in the previous process. For example, it outputs solid data of the shape of the product manufactured by forging in each previous process (intermediate process), finds the difference between the mold block and the solid shape in the previous process, and calculates the concave shape (concave shape) of the mold. ), And then the designer takes into account material yield, machining, etc.
More specifically, the configuration of the mold, for example, the method of dividing the mold can be performed on a computer device.

【0054】すなわち、金型を図面化することなく、C
AMのソフトを使用して、直接、機械加工により製作す
ることができる。ところで、実施の形態においては、鍛
造品として、コネクティングロッドの場合を説明した
が、例えばクランクシャフトの場合における無次元化処
理については、ジャーナル部の寸法で、コネクティング
ロッドと同様に、X,Y,Z方向で割って無次元化し、
その後、基準面上に、基準線および原点が決定される。
That is, without drawing the mold, C
It can be manufactured directly by machining using the software of AM. By the way, in the embodiment, the case where the connecting rod is used as the forged product has been described. Dividing in the Z direction to make it dimensionless,
Thereafter, a reference line and an origin are determined on the reference plane.

【0055】[0055]

【発明の効果】上記本発明の鍛造品の前工程での形状決
定方法によると、新鍛造品の形状が与えられると、予め
記憶されている既鍛造品の形状とが、それぞれ棒状デー
タ化されたデータ同士により比較されて、類似度が高い
既鍛造品における前工程での形状が、新鍛造品の前工程
での形状とされ、または類似度が高い複数の既鍛造品に
おける前工程での形状が選択されるとともに、これらの
形状が合成されて、新鍛造品の前工程での形状とされる
ため、非常に容易にかつ短時間で、所定の新鍛造品の前
工程での形状を決定することができる。また、上記の形
状決定方法により求められた新鍛造品の前工程での形状
データを使用することにより、特にコンピュータ装置な
どを使用して、形状データを求めることにより、複雑な
形状であっても、非常に簡単に金型を設計することがで
きる。
According to the method for determining the shape of a forged product in the preceding step according to the present invention, when the shape of a new forged product is given, the previously stored shape of the forged product is converted into bar-shaped data. Compared with each other, the shape in the previous process of the forged product with high similarity is the shape in the previous process of the new forged product, or the shape in the previous process of a plurality of forged products with high similarity The shape is selected, and these shapes are synthesized to form the shape in the pre-process of the new forging, so that the shape of the predetermined new forging in the pre-process can be very easily and quickly. Can be determined. In addition, by using the shape data in the previous process of the new forged product obtained by the above shape determination method, particularly by using a computer device or the like to obtain the shape data, even a complicated shape The mold can be designed very easily.

【0056】さらに、新鍛造品と既鍛造品との形状を比
較する際に、棒状化処理されたデータ同士により比較す
るため、形状データとして、非常にデータ量が少なく、
したがって必要とするコンピュータ装置の性能および記
憶容量が少なくて済み、経済的である。
Further, when comparing the shape of the new forged product and the shape of the forged product, the data obtained by the bar-forming processing are compared with each other.
Therefore, the required performance and storage capacity of the computer device are small and economical.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態における鍛造品の前工程で
の形状を求めるフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart for obtaining a shape of a forged product in a previous process according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態の形状処理を説明するコネクティ
ングロッドの斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a connecting rod for explaining shape processing according to the embodiment;

【図3】同コネクティングロッドのデータベース化の手
順を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for creating a database of the connecting rod.

【図4】同コネクティングロッドのソリッドモデルと棒
状データ化処理した場合を比較する図で、(a)はソリ
ッドモデルを示す図、(b)は棒状データ化処理した状
態を示す図である。
FIGS. 4A and 4B are diagrams comparing a solid model of the connecting rod and a case where bar-shaped data processing is performed, wherein FIG. 4A is a diagram illustrating a solid model and FIG.

【図5】同棒状データ化処理における他の方法を説明す
る要部断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a principal part explaining another method in the rod-shaped data conversion processing.

【図6】同実施の形態の形状処理における形状の合成方
法を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a shape combining method in the shape processing according to the embodiment;

【図7】同実施の形態における形状のソリッド化を示す
斜視図で、(a)は棒状データ、(b)はソリッドモデ
ルである。
FIGS. 7A and 7B are perspective views showing the solidification of the shape in the embodiment, wherein FIG. 7A shows bar-shaped data and FIG. 7B shows a solid model.

【図8】同実施の形態の形状処理方法を行うためのコン
ピュータ装置を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a computer device for performing the shape processing method according to the embodiment;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コネクティングロッド 2 穴部 3 凹部 11 線 12 矩形平面 13 分割線 14 垂直線 41 コンピュータ本体 43 ディスプレイ装置 45 入力機器 46 ハードディスク装置 DB データベース DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Connecting rod 2 Hole part 3 Concave part 11 line 12 Rectangular plane 13 Dividing line 14 Vertical line 41 Computer main body 43 Display device 45 Input device 46 Hard disk device DB database

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定工程での形状が新規な新鍛造品におけ
る前工程での形状を決定する方法であって、まず所定工
程に対応する形状が既知である複数の既鍛造品の形状お
よびそれぞれにおける前工程での形状を、棒状データの
集合体として予め求めておき、次に上記新鍛造品と、各
既鍛造品との類似度を類似度評価式に基づきそれぞれ求
め、次にこの類似度が高い既鍛造品における前工程での
形状を、新鍛造品における前工程での形状として選択
し、かつ上記類似度評価式を、新鍛造品と既鍛造品にお
ける各棒状データの長さを考慮する式としたことを特徴
とする鍛造品の前工程での形状決定方法。
1. A method for determining a shape of a new forged product in a pre-process in which a shape in a predetermined process is a new forged product. The shape in the previous process in is obtained in advance as a set of rod-shaped data, and then the similarity between the new forged product and each forged product is obtained based on a similarity evaluation formula. The shape in the pre-process of the forged product with a high forged product is selected as the shape in the pre-process of the new forged product, and the above similarity evaluation formula is taken into account the length of each bar-shaped data in the new forged product and the forged product A method for determining the shape of a forged product in a previous process, characterized in that:
【請求項2】類似度の高い既鍛造品における前工程での
形状を選択する際に、複数の形状を選択するとともに、
この選択された複数の既鍛造品における前工程での形状
を合成することにより、新鍛造品における前工程での形
状を求めることを特徴とする請求項1記載の鍛造品の前
工程での形状決定方法。
2. A method for selecting a plurality of shapes when selecting a shape in a pre-process of a forged product having a high degree of similarity,
The shape in the previous step of the forged product according to claim 1, wherein the shape in the previous step in the new forged product is obtained by synthesizing the shape in the previous step in the plurality of selected forged products. How to decide.
【請求項3】複数の既鍛造品における前工程での形状を
合成する際に、異なる工程での形状を合成することを特
徴とする請求項2記載の鍛造品の前工程での形状決定方
法。
3. The method for determining a shape of a forged product in a pre-process according to claim 2, wherein, when synthesizing shapes in a pre-process of a plurality of forged products, shapes in different processes are synthesized. .
【請求項4】請求項1ないし3のいずれかに記載の鍛造
品の前工程での形状決定方法により決定された形状に基
づき、新鍛造品における前工程での鍛造用金型の凹面形
状を求めることを特徴とする鍛造用金型の設計方法。
4. A concave shape of a forging die in a pre-process of a new forged product based on a shape determined by the shape determining method in a pre-process of a forged product according to any one of claims 1 to 3. A method for designing a forging die, which is characterized by what is required.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006021251A (en) * 2004-07-09 2006-01-26 Snecma Moteurs Method for forming geometrical profile of flash land in forging of complicated parts
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