JP2007140737A - 形状補正方法、成形型、及び成形品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 成形型モデルのフィレット面の曲面形状を楕円トーラスの一部の曲面形状に修正することにより、プレス成形に適した形状モデルとし、この形状モデルに基づいて成形型を作製し、この成形型を用いてプレス成形を行うことによりしわや亀裂のない良質な成形品を得る。
【選択図】 図2
Description
しかしながら、上述のような従来の手法では、成型品の解析及び成形型の修正に多くの時間と労力を要することから、最近では、シミュレーションにより、プレス成形に好適な成形型形状を模索できる技術が開発されている。
シミュレーションにおいて、成形型モデルを作成する場合には、理想的な成形品の線データから成形型の形状モデルを作成する必要がある。このとき、成形型の形状モデルに角部が存在する場合には、これらの角部を滑らかに繋ぐフィレット面を作成する必要がある。例えば、特開平11−3439号公報(特許文献1)には、線データから作成されたプレス成形解析モデルに対して、半径を入力するという簡単な操作によってフィレット面を形成することができるようにしたプレス成形解析用モデル作成方法が開示されている。
本発明は、フィレット面を備える成形型モデルをプレス成形に適したモデル形状に修正する形状補正方法であって、前記フィレット面の曲面形状を楕円トーラスの一部の曲面形状に修正する第1の修正過程を備える形状補正方法を提供する。
本発明は、楕円トーラス面の曲面形状をしたフィレット面を有する成形型を提供する。
上記製造方法に用いられる成形型はフィレット面が楕円トーラス面として形成されているので、この成形型を用いることによりしわや亀裂のない良質な成形品を製造することが可能となる。
〔形状補正方法〕
図1は、本実施形態に係る形状補正方法を実現するための3次元形状処理装置の概略構成を示したブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る3次元形状処理装置は、CAD(Computer Aided Design)やCAM(Computer Aided Manufacturing)などのコンピュータシステムであり、CPU(中央演算処理装置)1、RAM(Random Access Memory)などの主記憶装置2、HDD(Hard Disk Drive)などの補助記憶装置3、キーボードやマウスなどの入力装置4、及びモニタやプリンタなどの出力装置5などを備えて構成されている。
上記補助記憶装置3には、各種プログラムが格納されており、CPU1が補助記憶装置3からプログラムをRAMなどの主記憶装置2に読み出し、実行することにより、後述する各種処理、例えば、成形型モデルの作成、作成されている成形型モデルの修正処理などを実現させる。
なお、以下に示す形状補正方法は、3次元形状処理装置が備えるCPU1が補助記憶装置3に格納されている形状補正プログラムをRAMなどに読み出し、実行することにより、実現されるものである。
ここで、一般的に、フィレット面はトーラス面により作成されている。よって本実施形態では、トーラス面を抽出することによりフィレット面を抽出する。
以下、曲面解析の一例について、簡単に説明する。
ここで、楕円トーラスも通常のトーラス(断面が円のもの)も上下端部が可展面であり、その間でガウス曲率が変化するという同様の特性を持つが、楕円トーラスは、通常のトーラスに比べて可展面とみなせる部分、つまり、ガウス曲率が略ゼロとされる部分(以下「略可展面」という。)の面積が広いという特徴を有している。従って、この略可展面の部分を有効利用できるように、換言すると、この略可展面を多く含むように、トーラス面であるフィレット面を楕円トーラス面に修正することが好ましい。このように、楕円トーラス面に修正することにより、フィレット面の曲率の変化を抑える、つまり、長さの変位の変化を少なくすることができる。
具体的には、図15に示すように、楕円トーラスの頂点部が肩部(図13及び図14参照)の中央にくるように回転させて、肩部の形状を修正する。すなわち、楕円トーラスの幅方向の楕円弧をπ/4(=45°)回転させた楕円トーラスを肩部に当てはめる。
具体的には、修正後の楕円トーラス面とこの楕円トーラス面に隣接する隣接曲面とを繋いだ稜線が2階以上微分可能な関数として表されるように、楕円トーラス面を修正する。以下に関数の一例を示す。
次に、本発明の一実施形態に係る成形品の製造方法について説明する。
本実施形態に係る成形品の製造方法では、上述した形状補正方法により形状補正が行われた成形型モデルに基づいて作製された成形型を用いて成形品を製造する。つまり、本実施形態に係る成形品の製造方法に用いられる成形型は、フィレット面がトーラス面ではなく、楕円トーラス面となっている。
本実施形態では、図16に示すように、ダイ10の上面に板材を配置し、パンチ11をプレスすることにより円筒絞り加工を行うことにより成形品を製造する。このとき、図16に示したダイ10のダイ肩部Aの曲面及びパンチ11のパンチ肩部Bの曲面は、図15に示すように楕円トーラス面となるように修正されているため、この箇所における圧縮変形や伸び変形をトーラス面の場合に比べて軽減させることができる。これにより、しわや亀裂の極めて少ない良質な成形品を製造することが可能となる。
なお、上記実施形態では、プレス加工として円筒絞り加工を具体例として説明したが、これは一例であり、例えば、フランジ加工(伸ばしフランジ曲げ、絞りフランジ曲げ)、押出加工、深絞り加工、絞り曲げ加工、張り出し加工、縁曲げ加工、押し出し加工な等にも適用することが可能である。
2 主記憶装置
3 補助記憶装置
4 入力装置
5 出力装置
Claims (10)
- フィレット面を備える成形型モデルをプレス成形に適したモデル形状に修正する形状補正方法であって、
前記フィレット面の曲面形状を楕円トーラスの一部の曲面形状に修正する第1の修正過程を備える形状補正方法。 - 前記第1の修正後における前記フィレット面と該フィレット面に隣接する面との境界部における曲率が、滑らかに、且つ、連続的になるように、前記フィレット面の形状を更に修正する第2の修正過程を備える請求項1に記載の形状補正方法。
- 前記第2の修正過程では、前記第1の修正後における前記フィレット面と該フィレット面に隣接する面とを繋いだ稜線が2階以上微分可能な関数として表されるように、前記フィレット面を修正する請求項2に記載の形状補正方法。
- プレス成形に適した成形型モデルを作成する成形型モデル作成方法であって、
前記3次元形状モデルから2つの面にて構成される角部を抽出する角部抽出過程と、
少なくとも1つの前記角部に、楕円トーラス面のフィレット面を作成するフィレット作成過程と
を備える成形型モデル作成方法。 - 請求項1から請求項4のいずれかの項に記載の形状補正方法により修正された成形型モデルに基づいて製造された成形型。
- 楕円トーラス面の曲面形状をしたフィレット面を有する成形型。
- 楕円トーラス面の曲面形状をしたフィレット面を有する成形型を用いて、板材をプレス成形することにより成形品を製造する成形品の製造方法。
- フィレット面を備える成形型モデルをプレス成形に適したモデル形状に修正する3次元形状処理装置であって、
前記フィレット面の曲面形状を楕円トーラスの一部の曲面形状に修正する第1の修正手段を備える3次元形状処理装置。 - フィレット面を備える成形型モデルをプレス成形に適したモデル形状に修正するための形状補正プログラムであって、
前記フィレット面の曲面形状を楕円トーラスの一部の曲面形状に修正する第1の修正処理をコンピュータに実行させるための形状補正プログラム。
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JP2011245534A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Toyota Motor Corp | プレス金型及びその製造方法 |
CN115320135A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-11-11 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 一种热压成形框架结构模具及其设计方法 |
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CSNC200800577012, 飯田健人, ""概念・意匠設計を効果的に遂行できる専用CADシステム「コンセプト・アンリミテッド」"", 機械と工具, 20040201, 第48巻,第2号, pp.45−50, 新谷 滋記 株式会社工業調査会 * |
JPN6009055462, 飯田健人, ""概念・意匠設計を効果的に遂行できる専用CADシステム「コンセプト・アンリミテッド」"", 機械と工具, 20040201, 第48巻,第2号, pp.45−50, 新谷 滋記 株式会社工業調査会 * |
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