JP2013043182A - プレス成形品のスプリングバック対策効果確認方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のスプリングバック対策効果確認方法は、予め設定した成形条件で成形対象物の離型前の残留応力分布の演算をし、この結果をもとに離型後の成形対象物の残留応力分布の演算をし、これらの結果から残留応力分布の差分を演算し、同様に、変更した成形条件で残留応力分布の差分を求め、これらの残留応力分布の差分の結果から、成形条件の変更による残留応力分布の変化量を求め、これをコンター表示することを特徴とするものである。
【選択図】 図1
Description
特許文献1に開示されたプレス成形解析方法は、製品の所定の領域における残留応力を変化させ、当該残留応力の変化がスプリングバックに及ぼす影響を解析的に明らかにするというものである。
そのため、スプリングバックを低減するための対策として、例えば成形品形状におけるある領域の離型前後の残留応力変化を低減することを目的として成形条件を変更し、その結果、当該領域の離型前後の残留応力の変化が小さくなりスプリングバックが改善されたとしても、それが対策の効果であるかどうかを明確に知ることができない。なぜなら、成形条件を変更すれば、成形品形状の全ての領域において応力状態の変化が生ずるため、前記成形条件の変更が目的とした領域の残留応力変化を低減できスプリングバック低減に効を奏したのか、あるいは成形条件の変更が他の領域の応力状態の変化をもたらし、その結果、偶然にもスプリングバックが低減できたのかの区別ができないからである。
しかしながら、特定領域の離型前の残留応力分布の変更がスプリングバック低減に効果を奏することが判明したとしても、当該領域の残留応力分布を変更するための成形条件の変更を如何にするかという課題が残されることになる。
さらにスプリングバック対策を施した成形条件で成形解析を行って離型前の成形対象物の残留応力分布を演算する対策後離型前残留応力分布演算工程と、該離型前の成形対象物の残留応力分布に基づいてスプリングバック解析を行って離型後の成形対象物の残留応力分布を演算する対策後離型後残留応力分布演算工程と、対策後離型前残留応力分布演算工程と対策後離型後残留応力分布演算工程で求めた残留応力分布の差分を演算する対策後残留応力分布差分演算工程と、
前記第1残留応力分布差分演算工程で求めた残留応力分布の差分と前記対策後残留応力分布差分演算工程で求めた残留応力分布の差分とに基づいて残留応力分布差分の変化量を演算する残留応力分布差分変化量演算工程と、
該残留応力分布差分変化量演算工程における演算値をスプリングバックの変化量に対応付けて成形対象物の形状データ上に視覚的に識別できるように表示する表示工程とを備えたことを特徴とするものである。
離型前の成形対象物の形状の残留応力分布に基づいてスプリングバック解析を行い、離型後の成形対象物の形状の残留応力分布を計算する離型後残留応力分布演算処理部と、
前記離型前残留応力分布演算と前記離型後残留応力分布演算の演算値に基づいて応力差分を計算する残留応力分布差分演算処理部と、
2つの異なる条件で前記離型前残留応力分布演算と前記離型後残留応力分布演算を行い、それぞれの前記残留応力分布差分演算の演算値に基づいて残留応力分布差分の変化量を演算する残留応力分布差分変化量演算処理部と、
前記残留応力分布差分変化量演算の演算値をスプリングバックの変化量に対応付けて視覚的に識別できるように表示装置に表示させる表示処理部とを有することを特徴とするものである。
まず、主として図1に示すブロック図に基づき、適宜他の図面を参照しながらプレス成形時におけるスプリングバック対策効果確認装置1(以下、単に「スプリングバック対策効果確認装置1」という)の構成について説明する。
また、演算処理部11には表示装置3と入力装置5と記憶装置7および作業用データメモリ9が接続されている。
表示装置3は計算結果の表示等に用いられ、液晶モニター等で構成される。
入力装置5は成形対象物情報ファイル13の指示などに用いられ、キーボードやマウス等で構成される。
記憶装置7内には、少なくとも、成形対象物情報ファイル13が格納されている。
作業用データメモリ9内には、計算結果を記憶するデータ記憶領域15と、計算処理を行うための作業領域17を有している。
演算処理部はPCのCPUによって構成され、以下に説明する各処理部はCPUが所定のプログラムを実行することによって実現される。
演算処理部11内には、離型前残留応力分布演算処理部19と、離型後残留応力分布演算処理部21と、残留応力分布差分演算処理部23と、残留応力分布差分変化量演算処理部25と、コンター表示処理部27を有している。
スプリングバック対策効果確認装置1は成形対象物情報ファイル13から成形対象物情報を読み込み、離型前残留応力分布演算処理部19において、スプリングバック対策前の離型前形状29bの残留応力分布データ[データD1]を計算する(ステップS1)。成形対象物29aは金型で押圧されているため、解放される残留応力はまだない。
なお、本ステップは本願発明の第1離型前残留応力分布演算工程に相当する。
なお、本ステップは本願発明の第1離型後残留応力分布演算工程に相当する。
例えば、本ステップの計算の結果(図7(a)参照)をみると、成形対象物29aの湾曲した部分の色が濃くなっており、この部分の応力がスプリングバックで解放されたことがわかる。
なお、本ステップは本願発明の第1残留応力分布差分演算工程に相当する。
なお、本ステップは本願発明の対策後離型前残留応力分布演算工程に相当する。
なお、本ステップは本願発明の対策後離型後残留応力分布演算工程に相当する。
例えば、本ステップの計算の結果(図7(b)参照)と図7(a)を比較すると、色の濃い部分が異なっており、スプリングバック対策によってスプリングバックで解放された応力の分布が異なっていることがわかる。
なお、本ステップは本願発明の対策後残留応力分布差分演算工程に相当する。
さらに、残留応力分布差分変化量演算処理部25において、残留応力分布差分データ[データD3]とマッピングデータ[データD7]から残留応力分布差分変化量データ[データD8]を計算する(ステップ8)。
なお、ステップ7〜8は本願発明の残留応力分布差分変化量演算工程に相当する。
なお、本ステップは本願発明の表示工程に相当する。
図8に示した成形対象物29aの湾曲部のハット断面の形状をみると、外側フランジ33bは外側フランジ33aよりも外側フランジ33(目標形状)に大きく近づいている。また、内側フランジ31bもハネは見られるが、内側フランジ31aよりも内側フランジ31(目標形状)に近づいていることがわかる。よって、施したスプリングバック対策によりスプリングバック量の低減に効果があったことがスプリングバック解析上でも確認された。
しかしながら、スプリングバック対策前の残留応力分布差分データ[データD3]が、スプリングバック対策後の残留応力分布差分データ[データD6]よりも小さな値になる場合がある。この場合、当該部位においてスプリングバックで解放される応力が逆に増加していることを意味する。このような場合には、当該部位をマイナスを意味する色で表示するようにするようにすればよい。これによって、前記スプリングバック対策はこの部位のスプリングバック量の低減に逆効果を与えるものであることが明確に理解できスプリングバック効果の確認に有効である。
そこで本願発明では例えば、あるスプリングバック対策Aをすでに設定したものを第一成形条件とし、別のスプリングバック対策Bを設定したものを対策後成形条件としてもよい。この場合、スプリングバック対策Aを前提としたスプリングバック対策Bの効果を確認することができる。
3 表示装置
5 入力装置
7 記憶装置
9 作業用データメモリ
11 演算処理部
13 成形対象物情報ファイル
15 データ記憶領域
17 作業領域
19 離型前残留応力分布演算処理部
21 離型後残留応力分布演算処理部
23 残留応力分布差分演算処理部
25 残留応力分布差分変化量演算処理部
27 コンター表示処理部
29a 成形対象物
29b 成形対象物の離型前形状
29c 成形対象物の離型後形状
31 内側フランジ(目標形状)
31a スプリングバック対策前の成形対象物の離型後形状における内側フランジ
31b スプリングバック対策後の成形対象物の離型後形状における内側フランジ
33 外側フランジ(目標形状)
33a スプリングバック対策前の成形対象物の離型後形状における外側フランジ
33b スプリングバック対策後の成形対象物の離型後形状における外側フランジ
35 ダイ
35a スプリングバック対策前のダイ
35b スプリングバック対策後のダイ
37 パンチ
37a スプリングバック対策前のパンチ
37b スプリングバック対策後のパンチ
39 ブランクホルダ
41 ブランク
43 段差形状
Claims (2)
- スプリングバック対策を施す前の、あるいはスプリングバック対策を行って、予め設定した成形条件で成形解析を行って離型前の成形対象物の残留応力分布を演算する第1離型前残留応力分布演算工程と、該離型前の成形対象物の残留応力分布に基づいてスプリングバック解析を行って離型後の成形対象物の残留応力分布を演算する第1離型後残留応力分布演算工程と、該第1離型後残留応力分布演算工程と前記第1離型前残留応力分布演算工程で求めた残留応力分布の差分を演算する第1残留応力分布差分演算工程と、
さらにスプリングバック対策を施した成形条件で成形解析を行って離型前の成形対象物の残留応力分布を演算する対策後離型前残留応力分布演算工程と、該離型前の成形対象物の残留応力分布に基づいてスプリングバック解析を行って離型後の成形対象物の残留応力分布を演算する対策後離型後残留応力分布演算工程と、対策後離型前残留応力分布演算工程と対策後離型後残留応力分布演算工程で求めた残留応力分布の差分を演算する対策後残留応力分布差分演算工程と、
前記第1残留応力分布差分演算工程で求めた残留応力分布の差分と前記対策後残留応力分布差分演算工程で求めた残留応力分布の差分とに基づいて残留応力分布差分の変化量を演算する残留応力分布差分変化量演算工程と、
該残留応力分布差分変化量演算工程における演算値をスプリングバックの変化量に対応付けて成形対象物の形状データ上に視覚的に識別できるように表示する表示工程とを備えたことを特徴とするスプリングバック対策効果確認方法。 - ブランクに対しプレス成形解析を行い、離型前の成形対象物の形状の残留応力分布を計算する離型前残留応力分布演算処理部と、
離型前の成形対象物の形状の残留応力分布に基づいてスプリングバック解析を行い、離型後の成形対象物の形状の残留応力分布を計算する離型後残留応力分布演算処理部と、
前記離型前残留応力分布演算と前記離型後残留応力分布演算の演算値に基づいて応力差分を計算する残留応力分布差分演算処理部と、
2つの異なる条件で前記離型前残留応力分布演算と前記離型後残留応力分布演算を行い、それぞれの前記残留応力分布差分演算の演算値に基づいて残留応力分布差分の変化量を演算する残留応力分布差分変化量演算処理部と、
前記残留応力分布差分変化量演算の演算値をスプリングバックの変化量に対応付けて視覚的に識別できるように表示装置に表示させる表示処理部とを有することを特徴とするスプリングバック対策効果確認装置。
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