JP5107595B2 - シミュレーション解析方法および金型の設計方法 - Google Patents
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Description
この手法によれば、スプリングバック量を解析することにより、高い精度でプレス成形をシミュレーション解析できる。
図1は、本発明の一実施形態に係るシミュレーション解析方法および金型の設計方法が適用されたプレス成形システム1の概略構成を示すブロック図である。
プレス成形システム1は、ワークをプレス成形して製品を製造するプロセスをシミュレーション解析し、プレス機のNCデータを生成するものである。このプレス成形システム1は、種々のプログラムを実行する演算処理装置と、ハードディスク等の情報を記憶する記憶装置と、を備え、動作制御を行うOS(Operating System)上に展開されるプログラムとしての、設計手段11、成形シミュレーション手段12、および加工手段13を備える。
成形シミュレーション手段12は、CAE(compuer aided engineering)システムであり、ワークをモデル化してワークモデルを生成し、設計手段11で生成された金型モデルを用いて、コンピュータ上でワークモデルの成形プロセスのシミュレーション解析を行う。すなわち、解析条件が入力されると、この解析条件下で成形シミュレーションを行い、その解析結果を出力する。
成形シミュレーション手段12は、プレス成形解析手段121と、スプリングバック解析手段122と、自重変形解析手段123と、を備える。
スプリングバック解析手段122は、解析条件として、拘束条件、材料モデル、および解析方法などが入力され、これらの入力された解析条件に従って、プレス成形されたワークのトリミングおよびスプリングバックのシミュレーション解析を行う。
具体的には、拘束条件とは、例えば、製品の精度を測定するための測定治具による拘束であり、摩擦係数とは、例えば、測定治具と製品との摩擦係数である。自重変形解析手段123は、測定治具による拘束点および重力方向に基づいて、これら拘束点でワークを拘束した状態におけるワークの自重による変形を、シミュレーション解析する。
ここで、金型により製造される製品は、図4に示すように、自動車のフロントフェンダパネル20とする。フロントフェンダパネル20は、鋼板をプレス成形することにより製造される大型で長いパネルであり、このフロントフェンダパネル20の周縁には、前輪が取り付けられる円弧状の凹部21と、ヘッドライトが取り付けられる凹部22と、形成されている。このフロントフェンダパネル20の先端側、つまり、凹部22側は、尖った形状となっている。
次に、プレス成形解析手段121により、ワークをモデル化してワークモデルを生成し、図5に示すように、このワークモデル30のプレス成形のシミュレーション解析を行う(S4)。
次に、スプリングバック解析手段122により、スプリングバックのシミュレーション解析を行う(S5)。具体的には、図6に示すように、プレス成形されたワークモデル30をトリミングする。すると、図6中矢印で示すように、スプリングバック現象により、ワークモデル30の先端が跳ね上がる。
この判別がNoの場合には、S3に戻り、再び、シミュレーション解析結果に基づいて、金型モデルを修正する。
一方、この判別がYesの場合には、S8に移り、加工手段13により、NCデータを生成する。次に、このNCデータに従って、実際に、プレス加工によりワークから試作品を製造する(S9)。
この判別がNoの場合には、S3に戻り、実際の測定データに基づいて、金型モデルを修正する。
一方、この判別がYesの場合には、金型モデルを金型形状として決定して、終了する。
(1)スプリングバックに加えて、自重による変形を考慮して、シミュレーション解析を行ったので、例えばフロントフェンダパネル20のような大型で長いパネルについても、シミュレーション解析の精度を向上できる。その結果、実際にプレス機を用いて成形品を試作し、この試作品を測定治具で測定することなく、自重による変形を考慮して金型を製造でき、金型の製作時間を短縮して、コストを低減できる。
30 ワークモデル
40 測定治具モデル
Claims (1)
- プレス成形によりワークから製品を製造するプレス機に用いられる金型の設計方法であって、
前記製品の設計上のデータに基づいて、少なくとも絞り成形または曲げ成形のどちらかを含む成形を行う金型の金型モデルを生成し、
前記ワークをモデル化してワークモデルを生成し、
前記金型モデルを用いた前記ワークモデルのプレス成形をシミュレーション解析し、
当該プレス成形によるスプリングバックをシミュレーション解析し、
前記製品を測定するための測定治具をモデル化して測定治具モデルを生成し、この測定治具モデルで前記ワークモデルを拘束した状態における当該ワークモデルの自重による変形をシミュレーション解析し、
これらの解析結果に基づいて前記金型モデルを修正し、当該修正した金型モデルに基づいて、金型を製造することを特徴とする金型の設計方法。
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