TWI734641B - 鍛造成形道次預估方法及使用該方法的鍛造成形設計系統 - Google Patents
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一種鍛造成形道次預估方法及使用該方法的鍛造成形設計系統，用以解決習知模具設計依賴實務經驗法則無法有效地完成模具設計評估的問題。係包含：取得一待測鍛品的一鍛造變形參數及一工作條件；由一鍛造成形資料庫中取得符合該工作條件的一道次評估數據，該道次評估數據具有數個道次區域，該數個道次區域各別具有一上邊界及一下邊界，該數個道次區域彼此間的道次次數互不相同，且分別用以記錄具有相同道次次數的已知鍛品的製程參數；及將該待測鍛品的鍛造變形參數與各該道次區域的上邊界及下邊界比對，以取得該待測鍛品所需的道次。
Description
本發明係關於一種鍛造評估方法，尤其是一種用以評估胚料鍛造成形為鍛品所需道次的鍛造成形道次預估方法及使用該方法的鍛造成形設計系統。
目前產業界對於冷鍛模具設計，普遍係依賴實務經驗法則評估模具鍛造成形所需的道次，然而端賴這些實務經驗技術對模具開發時效及成本不具經濟效益，且無法有效地完成模具設計評估工作。
有鑑於此，有必要提供一種道次預估方法，以解決上述問題。
為解決上述問題，本發明的目的是提供一種鍛造成形道次預估方法，係能夠評估胚料鍛造成形為鍛品所需道次者。
本發明的次一目的是提供一種鍛造成形設計系統，係能夠用以模擬各式金屬塑性成形加工者。
本發明全文所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上(頂)」、「下(底)」、「內」、「外」、「側面」
等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。
本發明全文所述之「冷鍛」，係指鍛造加工時的胚料溫度係為室溫。
本發明全文所述之「溫鍛」，係指鍛造加工時的胚料溫度係為室溫至再結晶(Recrystallization)溫度。
本發明全文所述之「熱鍛」，係指鍛造加工時的胚料溫度係為再結晶溫度以上。
本發明全文所記載的元件及構件使用「一」或「一個」之量詞，僅是為了方便使用且提供本發明範圍的通常意義；於本發明中應被解讀為包括一個或至少一個，且單一的概念也包括複數的情況，除非其明顯意指其他意思。
本發明的鍛造成形道次預估方法，包含：取得一待測鍛品的一鍛造變形參數，該鍛造變形參數具有一橫截面積比及一形狀複雜度，該橫截面積比及該形狀複雜度係為由一胚料鍛造形成該待測鍛品時的結構變形量，以及該胚料鍛造形成該待測鍛品的一工作條件，計算該胚料的橫截面積，以產生一第一面積，計算該待測鍛品的一鍛造部的最大橫截面積，以產生一第二面積，計算該第二面積與該第一面積的差值，並計算該差值與該第一面積的比值，以獲得該橫截面積比，計算該鍛造部的實際體積，以產生一第一體積，計算該第二面積與該鍛造部高度的乘積，以產生一第二體積，計算該第二體積與該第一體積的比值，以獲得該形狀複雜度；由一鍛造成形資料庫中取得符合該工作條件的一道次評估數據，該道次評估數據具有數個道次區域，該數個道次區域各別具有一上邊界及一下邊界，該數個道次區域彼此間的道次次數互不相同，且分別用以記錄具有相同道次次數的已知鍛品的製程參數；
及將該待測鍛品的橫截面積比及形狀複雜度與各該道次區域的上邊界及下邊界比對，以取得該待測鍛品所需的道次。
本發明的鍛造成形設計系統，係運作於一運算處理裝置內，並使用上述鍛造成形道次預估方法，該系統包含：一自動識圖模組，具有一輸入單元及一推論引擎單元，該輸入單元供使用者輸入一待測鍛品的一鍛造變形參數及一工作條件，該鍛造變形參數包含該待測鍛品的一橫截面積比及一形狀複雜度，該工作條件係供鍛造形成該待測鍛品的胚料的材料種類，該推論引擎單元用以依據該鍛造變形參數及該工作條件辨識產生該待測鍛品的一模擬模型，並依據該鍛造成形道次預估方法取得該待測鍛品所需的道次；及一自動建模模組，具有一模具零件資料庫，該模具零件資料庫用以儲存數種不同鍛品的零件模組，該自動建模模組依據該待測鍛品的道次建立所需模具數量，再由該模具零件資料庫中建立與該待測鍛品相對應的零件模組，其中，該運算處理裝置用以依序執行該自動識圖模組及該自動建模模組。
據此，本發明的鍛造成形道次預估方法及使用該方法的鍛造成形設計系統，係能夠考量鍛品於鍛造製程之幾何變化，透過量化分析該鍛品與其胚料的橫截面積比與形狀複雜度，以取得該鍛品所需的道次。如此，本發明係可以快速地設計鍛品與製程，係具有預估以冷鍛方式所鍛造出的鍛品所需道次、提高研發效率及降低研發成本的功效。
其中，該待測鍛品的鍛造方式係為冷鍛時，該工作條件係可以包含該胚料的材料種類。如此，係具有預估以冷鍛方式所鍛造出的鍛品所需道次的功效。
其中，該待測鍛品的鍛造方式係為溫鍛或熱鍛時，該工作條件係可以包含該胚料的材料種類及鍛造溫度。如此，係具有預估以冷鍛、溫鍛及熱鍛等方式所鍛造出的鍛品所需道次的功效。
其中，取得該數個不同的已知鍛品各自的道次、橫截面積比、形狀複雜度及工作條件，將具有相同工作條件的已知鍛品整合在同一個道次評估數據中，以形成數個道次評估數據，依據位於各該道次評估數據中的數個已知鍛品的道次、橫截面積比及形狀複雜度，以形成數個道次區域，各該道次區域係可以以具有相同道次的已知鍛品中的最大橫截面積比與最大形狀複雜度作為該上邊界，及以相鄰且道次次數較少的道次區域的已知鍛品中的最大橫截面積比與最大形狀複雜度作為該下邊界，該數個道次區域中具有最少道次次數的道次區域的下邊界係為零。如此，係具有以鍛品與其胚料的橫截面積比與形狀複雜度評估該胚料鍛造形成該鍛品所需道次的功效。
其中，將該橫截面積比與該形狀複雜度以內插法與各該道次區域的上邊界與下邊界計算，以取得該待測鍛品所需的道次。如此，係具有減少計算該道次所需花費時間成本的功效。
其中，該工作條件具有該胚料的鍛造溫度。如此，係具有建立以冷鍛、溫鍛及熱鍛等方式所鍛造出的鍛品相對應的零件模組的功效。
1:自動識圖模組
11:輸入單元
12:推論引擎單元
2:自動建模模組
21:模具零件資料庫
S1:輸入步驟
S11:第一運算步驟
S12:第二運算步驟
S2:資料庫建立與搜尋步驟
S3:道次解析步驟
A1:第一面積
A2:第二面積
B:胚料
F:待測鍛品
F1:鍛造部
V1:第一體積
V2:第二體積
〔第1圖〕本發明鍛造成形道次預估方法的方法流程圖。
〔第2圖〕本發明鍛造成形道次預估方法之胚料的立體圖。
〔第3圖〕如第2圖之胚料所鍛造成形之鍛品的立體圖。
〔第4圖〕如第3圖之鍛品頭部的立體圖。
〔第5圖〕本發明鍛造成形道次預估方法之數個道次區域的座標圖。
〔第6圖〕本發明鍛造成形設計系統之系統方塊圖。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1圖所示，其係本發明鍛造成形道次預估方法的一較佳實施例，係包含一輸入步驟S1、一資料庫建立與搜尋步驟S2及一道次解析步驟S3。
請一併參照第2圖所示，該輸入步驟S1取得一待測鍛品F的一鍛造變形參數，該鍛造變形參數係為由一胚料B鍛造形成該待測鍛品F時的結構變形量，以及該胚料B鍛造形成該待測鍛品F的一工作條件，在本實施例中，該待測鍛品F係可以由冷鍛(Cold Forging)、溫鍛(Warm Forging)或熱鍛(Hot Forging)等鍛造方式產生；該待測鍛品F的鍛造方式係為冷鍛時，該工作條件係可以包含該胚料B的材料種類，或著，該待測鍛品F的鍛造方式係為溫鍛或熱鍛時，該工作條件係可以包含該胚料B的材料種類及鍛造溫度。
請參照第1~4圖所示，具體而言，該鍛造變形參數係可以具有一橫截面積比及一形狀複雜度；該輸入步驟S1係可以透過執行一第一運算步驟S11及一第二運算步驟S2，以獲得該橫截面積比及該形狀複雜度。其中，該第一運算步驟S11係可以計算該胚料B的橫截面積，以產生一第一面積A1；計算該待測鍛品F的一鍛造部F1的最大橫截面積，以產生一第二面積A2；計算該第二面積A2與該第一面積A1的差值，並計算該差值與該第一面積A1的比值，以獲得該橫截面積比。該第二運算步驟S12係可以計算該鍛造部F1的實際體積，以產生一第一體積V1；計算該第二面積A2與該鍛造部高度H的乘積，以產生一第二體積V2；計算該第二體積V2與該第一體積V1的比值，以獲得該形狀複雜度。
請參照第5圖所示，該資料庫建立與搜尋步驟S2係由一鍛造成形資料庫中取得符合該工作條件的一道次評估數據，該道次評估數據具有數個道次區域，該數個道次區域各別具有一上邊界及一下邊界，該數個道次區域彼此間的道次次數互不相同，且分別用以記錄具有相同道次次數的已知鍛品的製程參數，該製程參數係可以包含上述的鍛造變形參數及工作條件。舉例而言，該數個已知鍛品係可以包含六角承窩短頭、極低內六角、有槽扁圓頂埋頭、六角承窩平頂埋頭、有槽平頂錐頭、有槽盤頭、內六角鈕扣頭、方頭、六角頭及六角法蘭頭等扣件，惟不以此為限。
該鍛造成形資料庫的建立，係可以取得該數個不同的該已知鍛品各自的道次、橫截面積比、形狀複雜度及工作條件；將具有相同工作條件的已知鍛品整合在同一個道次評估數據中，以形成數個道次評估數據；依據位於各該道次評估數據中的數個已知鍛品的道次、橫截面積比及形狀複雜度，以形成數個道次區域；各該道次區域係以具有相同道次的已知鍛品中的最大橫截面積比與最大形狀複雜度作為該上邊界，及以相鄰且道次次數較少的道次區域的已知鍛品中的最大橫截面積比與最大形狀複雜度作為該下邊界，其中，該數個道次區域中具有最少道次次數的道次區域的下邊界係為零。在本實施例中，係以該橫截面積比及該形狀複雜度的其中一個作為一直角坐標系的橫軸，另一個作為該直角坐標系的縱軸，並以該道次作為該橫軸與該縱軸交點的坐標點數據，以形成該數個道次區域。
該道次解析步驟S3係透過計算取得該待測鍛品F的鍛造變形參數，即取得該橫截面積比與該形狀複雜度；將該待測鍛品的橫截面積比與該形狀複雜度與各該道次區域的上邊界及下邊界比對，以取得該待測鍛品所需的道次。較佳地，係可以透過將該待測鍛品的橫截面積比與形狀複雜度以內插法(Interpolation Method)與各該道次區域的上邊界與下邊界計算，以取
得該待測鍛品所需的道次。
請參照第6圖所示，其係本發明鍛造成形設計系統的一較佳實施例，係供運作於一運算處理裝置內，該鍛造成形設計系統包含一自動識圖模組1及一自動建模模組2。
該自動識圖模組1具有一輸入單元11及一推論引擎單元12，該輸入單元11供使用者輸入一待測鍛品的一鍛造變形參數及一工作條件，該鍛造變形參數係可以包含該待測鍛品的一橫截面積比及一形狀複雜度；該工作條件係可以供鍛造形成該待測鍛品的胚料的材料種類，較佳地，該工作條件還可以具有該胚料的鍛造溫度。
該推論引擎單元12用以依據該鍛造變形參數及該工作條件辨識產生該待測鍛品的一模擬模型，並依據上述鍛造成形道次預估方法取得該待測鍛品所需的道次。
該自動建模模組2具有一模具零件資料庫21，該模具零件資料庫21用以儲存數種不同鍛品的零件模組，在本實施例中，該數種不同鍛品係可以為不同種類的鍛品，或是相同種類的鍛品但具有不同鍛造變形參數及道次。該自動建模模組2依據該待測鍛品的道次建立所需模具數量，再由該模具零件資料庫21中建立與該待測鍛品相對應的零件模組，其中，該運算處理裝置用以依序執行該自動識圖模組1及該自動建模模組2，在本實施例中，該運算處理裝置係可以為一般電腦主機或其他具有運算處理功能的手機、平板或伺服器，惟不以此為限。
綜上所述，本發明的鍛造成形道次預估方法及使用該方法的鍛造成形設計系統，係能夠考量鍛品於鍛造製程之幾何變化，透過量化分析該鍛品與其胚料的橫截面積比與形狀複雜度，以取得該鍛品所需的道次。如此，本發明係可以快速地設計鍛品與製程，係具有提高研發效率及降低研發成本
的功效。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S1:輸入步驟
S11:第一運算步驟
S12:第二運算步驟
S2:資料庫建立與搜尋步驟
S3:道次解析步驟
Claims (7)
- 一種鍛造成形道次預估方法，包含：取得一待測鍛品的一鍛造變形參數，該鍛造變形參數具有一橫截面積比及一形狀複雜度，該橫截面積比及該形狀複雜度係為由一胚料鍛造形成該待測鍛品時的結構變形量，以及該胚料鍛造形成該待測鍛品的一工作條件，計算該胚料的橫截面積，以產生一第一面積，計算該待測鍛品的一鍛造部的最大橫截面積，以產生一第二面積，計算該第二面積與該第一面積的差值，並計算該差值與該第一面積的比值，以獲得該橫截面積比，計算該鍛造部的實際體積，以產生一第一體積，計算該第二面積與該鍛造部高度的乘積，以產生一第二體積，計算該第二體積與該第一體積的比值，以獲得該形狀複雜度；由一鍛造成形資料庫中取得符合該工作條件的一道次評估數據，該道次評估數據具有數個道次區域，該數個道次區域各別具有一上邊界及一下邊界，該數個道次區域彼此間的道次次數互不相同，且分別用以記錄具有相同道次次數的已知鍛品的製程參數；及將該待測鍛品的橫截面積比及形狀複雜度與各該道次區域的上邊界及下邊界比對，以取得該待測鍛品所需的道次。
- 如請求項1之鍛造成形道次預估方法，其中，該待測鍛品的鍛造方式係為冷鍛時，該工作條件係包含該胚料的材料種類。
- 如請求項1之鍛造成形道次預估方法，其中，該待測鍛品的鍛造方式係為溫鍛或熱鍛時，該工作條件係包含該胚料的材料種類及鍛造溫度。
- 如請求項1之鍛造成形道次預估方法，其中，取得該數個不同的已知鍛品各自的道次、橫截面積比、形狀複雜度及工作條件，將具有相同工作條件的已知鍛品整合在同一個道次評估數據中，以形成數個道次評估 數據，依據位於各該道次評估數據中的數個已知鍛品的道次、橫截面積比及形狀複雜度，以形成數個道次區域，各該道次區域係以具有相同道次的已知鍛品中的最大橫截面積比與最大形狀複雜度作為該上邊界，及以相鄰且道次次數較少的道次區域的已知鍛品中的最大橫截面積比與最大形狀複雜度作為該下邊界，該數個道次區域中具有最少道次次數的道次區域的下邊界係為零。
- 如請求項1之鍛造成形道次預估方法，其中，將該橫截面積比與該形狀複雜度以內插法與各該道次區域的上邊界與下邊界計算，以取得該待測鍛品所需的道次。
- 一種鍛造成形設計系統，係供運作於一運算處理裝置內，並使用如請求項1至5中任一項之鍛造成形道次預估方法，該系統包含：一自動識圖模組，具有一輸入單元及一推論引擎單元，該輸入單元供使用者輸入一待測鍛品的一鍛造變形參數及一工作條件，該鍛造變形參數包含該待測鍛品的一橫截面積比及一形狀複雜度，該工作條件係供鍛造形成該待測鍛品的胚料的材料種類，該推論引擎單元用以依據該鍛造變形參數及該工作條件辨識產生該待測鍛品的一模擬模型，並依據該鍛造成形道次預估方法取得該待測鍛品所需的道次；及一自動建模模組，具有一模具零件資料庫，該模具零件資料庫用以儲存數種不同鍛品的零件模組，該自動建模模組依據該待測鍛品的道次建立所需模具數量，再由該模具零件資料庫中建立與該待測鍛品相對應的零件模組，其中，該運算處理裝置用以依序執行該自動識圖模組及該自動建模模組。
- 如請求項6之鍛造成形設計系統，其中，該工作條件具有該胚料的鍛造溫度。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW458822B (en) * | 1998-06-29 | 2001-10-11 | Amada Metrecs Co | Sheet metal working data control system and storage medium storing sheet metal working control program |
| TW200618884A (en) * | 2004-09-10 | 2006-06-16 | Nippon Steel Corp | Press-forming systems, process and computer program |
| CN102142054A (zh) * | 2011-04-01 | 2011-08-03 | 上海飞机制造有限公司 | 一种铝合金蒙皮拉伸成形道次划分方法 |
| JP4783202B2 (ja) * | 2006-05-11 | 2011-09-28 | 株式会社神戸製鋼所 | リング鍛造における工程設計方法と鍛造制御方法 |
| JP4813999B2 (ja) * | 2006-07-26 | 2011-11-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 鍛造品の形状予測方法およびそのプログラム |
| CN107220485A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-09-29 | 华中科技大学 | 一种适用于多道次压缩的本构模型的建立方法 |
| TWI709054B (zh) * | 2019-12-05 | 2020-11-01 | 財團法人資訊工業策進會 | 預測模型的建立裝置、建立方法與產品品質監控系統 |
-
2020
- 2020-11-06 TW TW109138861A patent/TWI734641B/zh active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW458822B (en) * | 1998-06-29 | 2001-10-11 | Amada Metrecs Co | Sheet metal working data control system and storage medium storing sheet metal working control program |
| TW200618884A (en) * | 2004-09-10 | 2006-06-16 | Nippon Steel Corp | Press-forming systems, process and computer program |
| JP4783202B2 (ja) * | 2006-05-11 | 2011-09-28 | 株式会社神戸製鋼所 | リング鍛造における工程設計方法と鍛造制御方法 |
| JP4813999B2 (ja) * | 2006-07-26 | 2011-11-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 鍛造品の形状予測方法およびそのプログラム |
| CN102142054A (zh) * | 2011-04-01 | 2011-08-03 | 上海飞机制造有限公司 | 一种铝合金蒙皮拉伸成形道次划分方法 |
| CN107220485A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-09-29 | 华中科技大学 | 一种适用于多道次压缩的本构模型的建立方法 |
| TWI709054B (zh) * | 2019-12-05 | 2020-11-01 | 財團法人資訊工業策進會 | 預測模型的建立裝置、建立方法與產品品質監控系統 |
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