JP6044606B2 - Expected mold shape creation method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、プレス成形品のスプリングバック量を見込んだ金型形状の作成方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for creating a mold shape that allows for a springback amount of a press-formed product.
近年、自動車部品の開発においては、有限要素法による計算機シミュレーションを活用することにより、実際のプレス成形品の製造時に発生する不具合（割れ、しわ、スプリングバック）を事前に予測し、不具合対策に活用することが一般的に実施されている。
このような、シミュレーションによる予測を用いた不具合対策の例として、金型形状についてスプリングバックを見込んだ形状に最適化することにより、形状不良に関する対策が、例えば特許文献１及び特許文献２において提案されている。
In recent years, in the development of automotive parts, by utilizing computer simulations using the finite element method, problems (cracks, wrinkles, springback) that occur during the production of actual press-formed products are predicted in advance and used for countermeasures. It is generally practiced.
As an example of such trouble countermeasures using prediction by simulation, countermeasures related to shape defects are proposed in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 by optimizing the mold shape to a shape that allows for springback. ing.
特許文献１では、スプリングバックによる変形前のプレス成形品解析モデルの節点変位ベクトルに基づいて金型修正の見込みベクトル量を算出し、この見込みベクトル量を用いて金型形状の修正を行う方法が提案されている。
しかし、特許文献１では、見込みベクトルは前記変形前のプレス成形品解析モデルの節点変位ベクトルに基づいて求めているため、前記変形前のプレス成形品解析モデルと接触していない金型の領域には見込みベクトルは設定されず、この領域についての見込みベクトル量の算出ができず、そのため、前記変形前のプレス成形品解析モデルと接触していない金型の形状をどのように修正すればよいかが不明である。
また、前記変形前のプレス成形品解析モデルの節点変位ベクトルから取得した変位量を金型修正の見込み量として反映する際に、前記変形前のプレス成形品解析モデルのどの節点の変位量を金型のどの節点に反映すればよいかという、前記変形前のプレス成形品解析モデルと金型との対応する節点を割り出すための処理が煩雑であるという問題がある。
In Patent Document 1, there is a method of calculating the expected vector amount of the mold correction based on the nodal displacement vector of the press molded product analysis model before the deformation due to the spring back, and correcting the mold shape using this expected vector amount. Proposed.
However, in Patent Document 1, since the expectation vector is obtained based on the nodal displacement vector of the pre-deformation press-formed product analysis model, the expectation vector is in the region of the mold that is not in contact with the pre-deformation press-formed product analysis model. No expectation vector is set, and no estimate vector amount can be calculated for this region, so how to correct the shape of the mold that is not in contact with the pre-deformation press molded product analysis model. It is unknown.
Further, when reflecting the amount of displacement obtained from the nodal displacement vector of the press-formed product analysis model before deformation as the expected amount of mold correction, the displacement amount of any node of the press-formed product analysis model before deformation is determined as the metal amount. There is a problem that the processing for determining the corresponding node between the press-molded product analysis model before deformation and the mold, which node should be reflected, is complicated.
また、特許文献２には、バネやダンパを介して金型の変形計算を実施することにより見込み量を算出する方法が提案されているが、条件によってはプレス成形品端部の位置で折れ曲がったような金型見込み形状が得られる場合がある。 Further, Patent Document 2 proposes a method for calculating the expected amount by performing deformation calculation of a mold through a spring or a damper, but it is bent at the position of the end of the press-formed product depending on conditions. Such a mold expected shape may be obtained.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、プレス成形品の節点変位ベクトルから取得した変位量を金型修正の見込み量として反映する際の処理が簡易であり、また、プレス成形品と接触していない金型の形状についても滑らかな形状を得ることができる見込み金型形状作成方法及び装置を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the processing when reflecting the amount of displacement acquired from the nodal displacement vector of the press-formed product as the expected amount of mold correction is simple, It is another object of the present invention to provide a prospective mold shape creation method and apparatus capable of obtaining a smooth shape even with respect to the shape of a mold not in contact with a press-formed product.
（１）本発明に係る見込み金型形状作成方法は、プレス成形品のスプリングバック量を見込んだ見込み金型形状作成方法であり、コンピュータが以下の各工程を行うものであって、
金型の初期形状を作成する金型形状作成工程と、該金型形状作成工程で得られた金型を用いて成形解析及びスプリングバック解析を行い、スプリングバック後のプレス成形品形状を取得するスプリングバック後形状取得工程と、該スプリングバック後形状取得工程で得られたスプリングバック後のプレス成形品形状と目標形状とを比較して、プレス成形品と当接する金型部分についてスプリングバックを防止するための金型形状の修正すべき量としての金型見込み量を取得する金型見込み量取得工程と、金型形状に対してパラメータ空間を設定するパラメータ空間設定工程と、前記金型見込み量を前記パラメータ空間に曲面で表し、該曲面をスプライン曲面で近似することで、前記金型見込み量の修正を行う金型見込み量修正工程と、前記スプライン曲面を用いて、プレス成形品と当接しない金型部分についての金型見込み量を外挿によって取得する金型見込み量外挿工程と、前記金型見込み量修正工程及び前記金型見込み量外挿工程で得られた金型見込み量に基づいて金型形状を修正する金型形状修正工程とを備えたことを特徴とするものである。
(1) A prospective mold shape creation method according to the present invention is a prospective mold shape creation method that anticipates the amount of springback of a press-formed product, and the computer performs the following steps.
Mold shape creation process for creating the initial shape of the mold and molding analysis and springback analysis using the mold obtained in the mold shape creation process to obtain the press molded product shape after springback Compare the shape of the post-springback shape acquisition process and the shape of the press-molded product after springback obtained in the post-springback shape acquisition process to the target shape, and prevent springback for the mold part that contacts the press-molded product A mold expected amount acquisition step of acquiring a mold expected amount as an amount to be corrected of the mold shape to perform, a parameter space setting step of setting a parameter space for the mold shape, and the mold expected amount Is represented by a curved surface in the parameter space, and approximated by a spline curved surface, the expected mold amount correcting step of correcting the expected mold amount, and the scan. A mold expected amount extrapolation step for obtaining a mold expected amount for a mold part that does not come into contact with a press-molded product by extrapolation using a line curved surface, the mold expected amount correction step, and the mold expected amount And a die shape correcting step for correcting the die shape based on the expected die amount obtained in the extrapolation step.
（２）本発明に係る見込み金型形状作成方法は、プレス成形品のスプリングバック量を見込んだ見込み金型形状作成方法であり、実金型を用いて製作されたプレス成形実部品の３次元形状計測とコンピュータによる金型形状の修正を行うものであって、金型の初期形状を作成する初期金型形状作成工程と、該初期金型形状作成工程で作成した前記金型の形状に基づいて実金型を製作する実金型製作工程と、該実金型製作工程で製作された実金型を用いてプレス成形実部品を製作し、該プレス成形実部品のスプリングバック後における３次元形状計測を行って、スプリングバック後のプレス成形実部品形状を取得するスプリングバック後形状取得工程と、該スプリングバック後形状取得工程で得られた前記プレス成形実部品形状と目標形状との偏差を求め、該偏差に基づいて前記実金型の形状の修正すべき量である金型見込み量を取得する金型見込み量取得工程と、該金型見込み量を金型形状に対するパラメータ空間において設定するパラメータ空間設定工程と、前記金型見込み量を前記パラメータ空間において曲面で表し、該曲面をスプライン曲面で近似することで、前記金型見込み量の修正を行う金型見込み量修正工程と、前記スプライン曲面を用いて、前記プレス成形品と当接しない金型部分についての金型見込み量を外挿によって取得する金型見込み量外挿工程と、該金型見込み量外挿工程及び前記金型見込み量修正工程で得られた金型見込み量に基づいて前記実金型の形状を修正する金型形状修正工程とを備えたことを特徴とするものである。 (2) The prospective mold shape creation method according to the present invention is a prospective mold shape creation method that anticipates the springback amount of the press-molded product, and is a three-dimensional press-molded actual part manufactured using the real mold. Compensation of mold shape by shape measurement and computer, based on the initial mold shape creation step for creating the initial shape of the mold, and the shape of the mold created in the initial mold shape creation step A real mold manufacturing process for manufacturing a real mold, and a press-molded real part is manufactured using the real mold manufactured in the real mold manufacturing process, and the three-dimensional after the spring back of the press-molded real part The shape measurement step is performed to obtain the post-spring-back shape acquisition step after the spring back, and the press-molding actual part shape obtained in the post-spring-back shape acquisition step and the target shape. Obtaining a difference and obtaining a mold expected amount that is a quantity to be corrected of the shape of the actual mold based on the deviation; and obtaining the mold expected amount in a parameter space for the mold shape. A parameter space setting step for setting, a mold expected amount correction step for correcting the mold expected amount by representing the mold expected amount as a curved surface in the parameter space, and approximating the curved surface with a spline curved surface; Using the spline curved surface, an expected mold amount extrapolation step for obtaining a predicted mold amount for a mold part that does not contact the press-molded product by extrapolation, the expected mold amount extrapolation step, and the mold A mold shape correcting step of correcting the shape of the actual mold based on the mold expected amount obtained in the mold expected amount correcting step.
（３）本発明に係る見込み金型形状作成方法は、プレス成形品のスプリングバック量を見込んだ見込み金型形状作成方法であり、実金型を用いて実際に製作されたプレス成形実部品の３次元形状計測とコンピュータによる金型形状の修正を組み合わせた方法であって、金型の初期形状を作成する初期金型形状作成工程と、該金型形状作成工程で得られた金型を用いて成形解析及びスプリングバック解析を行い、スプリングバック後のプレス成形品形状を取得するスプリングバック後形状取得工程と、該スプリングバック後形状取得工程で得られたスプリングバック後のプレス成形品形状と目標形状とを比較して、プレス成形品と当接する金型部分についてスプリングバックを防止するための金型形状の修正すべき量としての金型見込み量を取得する金型見込み量取得工程と、金型形状に対してパラメータ空間を設定するパラメータ空間設定工程と、前記金型見込み量を前記パラメータ空間に曲面で表し、該曲面をスプライン曲面で近似することで、前記金型見込み量の修正を行う金型見込み量修正工程と、前記スプライン曲面を用いて、プレス成形品と当接しない金型部分についての金型見込み量を外挿によって取得する金型見込み量外挿工程と、前記金型見込み量修正工程及び前記金型見込み量外挿工程で得られた金型見込み量に基づいて金型形状を修正する金型形状修正工程と、前記スプリングバック後のプレス成形品形状と目標形状との比較により、実金型を製作する程度まで前記金型形状が修正されたかどうかの判定を行う実金型製作許容判定工程と、該実金型製作許容判定工程において、実金型を製作する程度まで金型形状が修正されたと判定された場合、前記修正された金型形状に対して実金型を製作し、該実金型を用いてプレス成形実部品を製作し、該プレス成形実部品のスプリングバック後における３次元形状計測を行って、スプリングバック後の前記プレス成形実部品形状を取得するスプリングバック後形状取得工程と、該スプリングバック後形状取得工程で得られた前記プレス成形実部品形状と目標形状との偏差を求め、該偏差に基づいて前記実金型の形状の修正すべき量である金型見込み量を取得する金型見込み量取得工程と、該金型見込み量を金型形状に対するパラメータ空間において設定するパラメータ空間設定工程と、前記金型見込み量を前記パラメータ空間において曲面で表し、該曲面をスプライン曲面で近似することで、前記金型見込み量の修正を行う金型見込み量修正工程と、前記スプライン曲面を用いて、前記プレス成形品と当接しない金型部分についての金型見込み量を外挿によって取得する金型見込み量外挿工程と、該金型見込み量外挿工程及び前記金型見込み量修正工程で得られた金型見込み量に基づいて前記実金型の形状を修正する金型形状修正工程とを備えたことを特徴とするものである。 (3) The prospective mold shape creation method according to the present invention is a prospective mold shape creation method that anticipates the springback amount of the press-formed product, and the actual press-molded part that is actually manufactured using the actual mold. A method combining three-dimensional shape measurement and correction of a mold shape by a computer, using an initial mold shape creation step for creating an initial shape of a mold, and a mold obtained in the mold shape creation step The post-spring back shape acquisition process for performing the molding analysis and the spring back analysis to obtain the press molded product shape after the spring back, and the press molded product shape and the target after the spring back obtained in the post-spring back shape acquisition process Compare the shape and calculate the expected amount of mold as the amount to be corrected of the mold shape to prevent the spring back of the mold part that contacts the press-molded product. A mold expected amount obtaining step, a parameter space setting step for setting a parameter space for the mold shape, the mold expected amount is represented by a curved surface in the parameter space, and the curved surface is approximated by a spline curved surface. , The expected mold quantity correction step for correcting the expected mold quantity, and the expected mold quantity by extrapolating the expected mold quantity for the mold part that does not contact the press-molded product using the spline curved surface A quantity extrapolation step, a mold shape correction step for correcting the mold shape based on the mold expected amount obtained in the mold expected amount correction step and the mold expected amount extrapolation step, and after the spring back The actual mold manufacturing allowance determining step for determining whether or not the mold shape has been corrected to the extent that an actual mold is manufactured by comparing the press-formed product shape with the target shape, and the actual mold manufacturing allowance determination In the process, when it is determined that the mold shape has been corrected to the extent that the actual mold is manufactured, the actual mold is manufactured with respect to the corrected mold shape, and press molding is performed using the actual mold. After the spring back, the part is manufactured, the three-dimensional shape measurement after the spring back of the press-molded actual part is performed, and the shape of the press-molded actual part after the spring back is obtained. Obtaining the expected amount of molds, which obtains the deviation between the actual shape of the press-molded part obtained in the process and the target shape, and obtains the expected amount of mold that is the amount to be corrected of the shape of the actual mold based on the deviation A parameter space setting step for setting the expected mold amount in a parameter space for the mold shape, and expressing the expected mold amount as a curved surface in the parameter space. By approximating with the pre-curved surface, the expected die amount correcting step for correcting the expected die amount, and using the spline curved surface, the expected die amount for the die portion that does not contact the press-formed product is obtained. The shape of the actual mold is corrected based on the expected mold amount extrapolation step acquired by extrapolation, and the expected mold amount obtained in the expected mold amount extrapolation step and the expected mold amount correction step. And a mold shape correcting step.
（４）また、上記（１）乃至（３）のいずれか一項に記載のものにおいて、前記金型見込み量外挿工程は、スプライン曲面におけるコントロールポイントを直線的に配置することを特徴とするものである。 (4) Further, in the one described in any one of (1) to (3) above, the expected die extrapolation step arranges control points on the spline curved surface linearly. Is.
（５）本発明に係る見込み金型形状作成装置は、プレス成形品のスプリングバック量を見込んだ見込み金型形状作成装置であって、
金型の初期形状を作成する金型形状作成手段と、該金型形状作成手段で得られた金型を用いて成形解析及びスプリングバック解析を行い、スプリングバック後のプレス成形品形状を取得するスプリングバック後形状取得手段と、該スプリングバック後形状取得手段で得られたスプリングバック後のプレス成形品形状と目標形状とを比較して、プレス成形品と当接する金型部分についてスプリングバックを防止するための金型形状の修正すべき量としての金型見込み量を取得する金型見込み量取得手段と、金型形状に対してパラメータ空間を設定するパラメータ空間設定手段と、前記金型見込み量を前記パラメータ空間に曲面で表し、該曲面をスプライン曲面で近似することで、前記金型見込み量の修正を行う金型見込み量修正手段と、前記スプライン曲面を用いて、プレス成形品と当接しない金型部分についての金型見込み量を外挿によって取得する金型見込み量外挿手段と、前記金型見込み量修正手段及び前記金型見込み量外挿手段で得られた金型見込み量に基づいて金型形状を修正する金型形状修正手段とを備えたことを特徴とするものである。
(5) A prospective mold shape creation device according to the present invention is a prospective mold shape creation device that anticipates the amount of springback of a press-formed product,
Mold shape creation means for creating the initial shape of the mold and molding analysis and springback analysis using the mold obtained by the mold shape creation means to obtain the press molded product shape after springback Comparing the post-springback shape acquisition means with the post-springback shape acquisition means obtained by the springback shape acquisition means and the target shape to prevent springback in the mold part that contacts the press molding A mold expected amount acquisition means for acquiring a mold expected amount as an amount to be corrected of the mold shape, a parameter space setting means for setting a parameter space for the mold shape, and the mold expected amount Is represented by a curved surface in the parameter space, and the estimated mold amount correcting means for correcting the estimated mold amount by approximating the curved surface with a spline curved surface; A mold expected amount extrapolation means for obtaining a mold expected amount for a mold portion that does not come into contact with the press-molded product by extrapolation using a line curved surface, the mold expected amount correction means, and the mold expected amount A mold shape correcting means for correcting the mold shape based on the expected mold amount obtained by the extrapolating means is provided.
（６）また、上記（５）に記載のものにおいて、前記金型見込み量外挿手段は、スプライン曲面におけるコントロールポイントを直線的に配置することを特徴とするものである。 (6) Further, in the above (5), the expected die extrapolation means linearly arranges control points on the spline curved surface.
本発明においては、金型の初期形状を作成する金型形状作成工程と、スプリングバック後形状取得工程と、プレス成形品と当接する金型部分についての金型見込み量を取得する金型見込み量取得工程と、金型形状に対してパラメータ空間を設定するパラメータ空間設定工程と、金型見込み量の修正を行う金型見込み量修正工程と、プレス成形品と当接しない金型部分についての金型見込み量を外挿によって取得する金型見込み量外挿工程と、金型見込み量修正工程及び金型見込み量外挿工程で得られた金型見込み量に基づいて金型形状を修正する金型形状修正工程とを備えたことにより、プレス成形品の節点変位ベクトルから取得した変位量を金型修正の見込み量として反映する際の処理が簡易であり、また、プレス成形品と接触していない金型の形状についても滑らかな形状を得ることができて、精度良いスプリングバック対策が可能な金型形状を得ることができる。 In the present invention, the mold shape creation step for creating the initial shape of the mold, the post-spring back shape acquisition step, and the mold expected amount for acquiring the mold expected amount for the mold part in contact with the press-formed product An acquisition process, a parameter space setting process for setting a parameter space for a mold shape, a mold expected quantity correcting process for correcting a mold expected quantity, and a mold for a mold part that does not contact a press-molded product Mold that corrects the mold shape based on the expected mold quantity obtained in the expected mold quantity extrapolation process that obtains the expected mold quantity by extrapolation, the expected mold quantity correction process, and the expected mold quantity extrapolation process With the mold shape correction process, the processing when reflecting the displacement obtained from the nodal displacement vector of the press-molded product as the expected amount of mold correction is simple, and it is in contact with the press-molded product. Absent Also it is possible to obtain a smooth shape for the shape of the mold, it is possible to obtain a precise springback measures capable die shape.
［実施の形態１］
本発明の一実施の形態に係る見込み金型形状作成方法及び見込み金型形状作成装置について、まず、見込み金型形状作成装置について図１〜図１０に基づいて説明した後に、該装置を用いた見込み金型形状作成方法について説明する。
[Embodiment 1]
Regarding the prospective mold shape creation method and the prospective mold shape creation apparatus according to the embodiment of the present invention, first, the prospective mold shape creation apparatus is described with reference to FIGS. A method for creating a prospective mold shape will be described.
〔見込み金型形状作成装置〕
本発明の一実施の形態に係る見込み金型形状作成装置１は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）によって構成され、図１に示す通り、表示装置３と入力装置５と主記憶装置７と補助記憶装置９及び演算処理部１１を有している。
演算処理部１１には、表示装置３と入力装置５と主記憶装置７および補助記憶装置９が接続されている。
表示装置３は、モニター等で構成され、解析結果の表示等に用いられる。入力装置５は、キーボードやマウス等で構成され、オペレータの条件入力などに用いられる。主記憶装置７は、ＲＡＭ等で構成され、演算処理部１１で使用するデータの一時保存や演算等に用いられる。補助記憶装置９は、ハードディスク等で構成され、ファイルの記憶等に用いられる。
[Expected mold shape creation device]
A prospective mold shape creation device 1 according to an embodiment of the present invention is configured by a PC (personal computer), and as shown in FIG. 1, a display device 3, an input device 5, a main storage device 7, and an auxiliary storage device 9. And an arithmetic processing unit 11.
A display device 3, an input device 5, a main storage device 7, and an auxiliary storage device 9 are connected to the arithmetic processing unit 11.
The display device 3 is composed of a monitor or the like, and is used for displaying analysis results. The input device 5 includes a keyboard, a mouse, and the like, and is used for operator condition input. The main storage device 7 is composed of a RAM or the like, and is used for temporary storage of data used in the arithmetic processing unit 11 and arithmetic operations. The auxiliary storage device 9 is composed of a hard disk or the like, and is used for storing files.
演算処理部１１はコンピュータのＣＰＵによって構成され、以下に説明する各手段は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によって実現される手段として、金型形状作成手段１３と、スプリングバック後形状取得手段１５と、金型形状判定手段１７と、金型見込み量取得手段１９と、パラメータ空間設定手段２１と、金型見込み量修正手段２３と、金型見込み量外挿手段２５と、金型形状修正手段２７とを備えている。
以下、各手段についてさらに詳細に説明する。
The arithmetic processing unit 11 is constituted by a CPU of a computer, and each means described below is realized by the CPU executing a predetermined program.
As means realized by the arithmetic processing unit 11, a mold shape creation means 13, a post-springback shape acquisition means 15, a mold shape determination means 17, a mold expected amount acquisition means 19, and a parameter space setting means 21. A mold expected amount correcting means 23, a mold expected amount extrapolating means 25, and a mold shape correcting means 27.
Hereinafter, each means will be described in more detail.
＜金型形状作成手段＞
金型形状作成手段１３は、見込み金型形状の作成対象となる金型の初期形状を作成するためのものである。
本実施の形態では、金型の初期形状として、図２に示すような、溝形状部品を成形するための金型形状２９を作成した。
<Mold shape creation means>
The mold shape creating means 13 is for creating an initial shape of a mold that is a target for creating a prospective mold shape.
In the present embodiment, a mold shape 29 for forming a groove-shaped part as shown in FIG. 2 is created as the initial shape of the mold.
＜スプリングバック後形状取得手段＞
スプリングバック後形状取得手段１５は、金型形状作成手段１３で得られた金型を用いて成形解析及びスプリングバック解析を行い、スプリングバック後のプレス成形品形状を取得するものである。
図２は、見込み金型形状の作成対象となる金型の初期形状（金型形状２９）と、金型形状２９を用いて成形解析を行った際のプレス成形品３１の下死点状態を図示したものである。なお、図２において金型形状２９は透視状に図示している。この状態では、プレス成形品３１は金型形状２９に当接しており、プレス成形品３１には残留応力が蓄積されている。
図２に示す状態からスプリングバック解析を行うと、プレス成形品３１の残留応力が開放されてスプリングバックが生じ、スプリングバック後のプレス成形品３１の形状が取得できる。
図３は、プレス成形品の目標形状３３とスプリングバック後のプレス成形品３１の形状とを比較したものである。金型を離型すると、プレス成形品３１は下死点状態から、図３に示すように両側の溝壁が開く、いわゆる口開きのスプリングバックが生ずる。
<Shape acquisition means after spring back>
The post-springback shape acquisition means 15 performs molding analysis and springback analysis using the mold obtained by the mold shape creation means 13, and acquires the press-molded product shape after springback.
FIG. 2 shows an initial shape (die shape 29) of a die that is a target for creating a prospective die shape, and a bottom dead center state of a press-formed product 31 when a molding analysis is performed using the die shape 29. It is illustrated. In FIG. 2, the mold shape 29 is illustrated in a transparent manner. In this state, the press-formed product 31 is in contact with the mold shape 29, and residual stress is accumulated in the press-formed product 31.
When the spring back analysis is performed from the state shown in FIG. 2, the residual stress of the press-formed product 31 is released and a spring back is generated, and the shape of the press-formed product 31 after the spring back can be acquired.
FIG. 3 compares the target shape 33 of the press-formed product with the shape of the press-formed product 31 after the spring back. When the mold is released, the press-formed product 31 has a so-called open-back spring back in which the groove walls on both sides are opened as shown in FIG. 3 from the bottom dead center state.
＜金型形状判定手段＞
金型形状判定手段１７は、スプリングバック後形状取得手段１５で得られたスプリングバック後のプレス成形品３１の形状と目標形状３３とを比較して偏差（製品精度）を求め、該偏差が所定の許容値以下であるかどうかを確認することで、スプリングバック後形状取得手段１５で用いた金型形状が適正なものかどうか判定するものである。偏差が所定の許容値以下であれば、用いた金型形状は適正であると判断される。
<Mold shape determination means>
The mold shape determining means 17 compares the shape of the press-formed product 31 after spring back obtained by the post-spring back shape obtaining means 15 with the target shape 33 to obtain a deviation (product accuracy), and the deviation is predetermined. It is determined whether or not the die shape used in the post-springback shape acquisition means 15 is appropriate by checking whether or not it is less than the allowable value. If the deviation is equal to or less than a predetermined allowable value, it is determined that the mold shape used is appropriate.
＜金型見込み量取得手段＞
金型見込み量取得手段１９は、スプリングバック後形状取得手段１５で得られたスプリングバック後のプレス成形品３１の形状と目標形状３３とを比較して、プレス成形品３１と当接する金型部分についてスプリングバックを防止するための金型形状２９の修正すべき量としての金型見込み量を取得するためのものである。以下、本工程で取得された金型見込み量を「取得金型見込み量gI」という。
<Estimated tool acquisition method>
The expected mold amount acquisition means 19 compares the shape of the press-formed product 31 after spring back obtained by the post-spring-back shape acquisition means 15 with the target shape 33, and the die portion that contacts the press-formed product 31. This is to obtain the expected amount of the mold as the amount to be corrected of the mold shape 29 for preventing the spring back. Hereinafter, the expected mold amount acquired in this process is referred to as “acquired mold amount g I ”.
ここで金型形状２９のプレス成形品３１と当接する金型部分とは、スプリングバック後形状取得手段１５の成形解析における下死点で金型形状２９とプレス成形品３１とが当接する金型部分であり、この金型部分についてはスプリングバック後のプレス成形品形状に基づき、取得金型見込み量gIを取得することができる。 Here, the mold part that comes into contact with the press-formed product 31 of the mold shape 29 is a mold that makes the mold shape 29 and the press-formed product 31 contact at the bottom dead center in the molding analysis of the post-backback shape acquisition means 15. It is a portion, and for this die portion, it is possible to obtain the expected die amount g I based on the shape of the press-formed product after the spring back.
取得金型見込み量gIとは、x方向、y方向、z方向についての取得金型見込み量gx I、gy I、gz Iをもつベクトル量であり、I=1、2…、Nである。
取得金型見込み量gIは、プレス成形品３１の節点変位ベクトルを求め、求めた節点変位ベクトルからプレス成形品３１の変位量を求め、このプレス成形品３１の変位量をプレス成形品３１の節点に対応する金型形状２９の節点の修正すべき変位量として得る。
なお、プレス成形品３１と金型形状２９の対応する節点を割り出すための計算が煩雑になるような場合等には、例えば、一番近い節点同士を対応付けてもよい。このように、簡易的に対応付けを行った場合であっても、金型見込み量修正手段２３で取得金型見込み量gIを修正するので、金型見込み量の精度が低下することがない。この点については後に詳細に説明する。
なお、上記のように、取得金型見込み量gIが設定された金型形状２９上のN個の点を、以下の説明において、「取得点」という。
The acquisition mold expected quantity g I is a vector quantity having the acquisition mold expected quantities g x I , g y I , g z I in the x direction, the y direction, and the z direction, and I = 1, 2,. N.
The acquired mold expected amount g I obtains the nodal displacement vector of the press-formed product 31, obtains the displacement amount of the press-formed product 31 from the obtained nodal displacement vector, and uses the displacement amount of the press-formed product 31 as the press-formed product 31. It is obtained as the amount of displacement to be corrected of the node of the mold shape 29 corresponding to the node.
In addition, when calculation for determining the corresponding nodes of the press-formed product 31 and the die shape 29 is complicated, for example, the closest nodes may be associated with each other. As described above, even if the association is simply performed, the expected mold amount g I is corrected by the expected mold amount correcting means 23, so that the accuracy of the expected mold amount does not decrease. . This point will be described in detail later.
Note that, as described above, N points on the mold shape 29 in which the acquisition mold expected amount g I is set are referred to as “acquisition points” in the following description.
＜パラメータ空間設定手段＞
パラメータ空間設定手段２１は、金型形状２９に対してパラメータ空間を設定するためのものである。
パラメータ空間は、取得金型見込み量gIを曲面で表現するための空間であり、金型形状２９の表面位置を表す２つの方向と、取得金型見込み量gIを表す方向からなる。
以下に、z方向の取得金型見込み量gz Iをパラメータ空間に曲面で表現する場合を例に挙げて説明する。
<Parameter space setting means>
The parameter space setting means 21 is for setting a parameter space for the mold shape 29.
The parameter space is a space for expressing the acquired mold expected amount g I with a curved surface, and includes two directions representing the surface position of the mold shape 29 and a direction representing the acquired mold expected amount g I.
In the following, a case where the expected amount of acquired mold g z I in the z direction is expressed by a curved surface in the parameter space is described as an example.
基準とする金型形状２９の表面位置を表す２つの方向（パラメータ方向、ノットベクトル）としては、例えば、図４に示すように、１つを金型形状２９の軸方向（v方向）とし、もう一つを、v方向に直交しかつ金型形状２９の表面形状に沿う方向（u方向）とする。
次に、設定した各パラメータ方向を所定の大きさに分割することで座標を設定する。分割数はパラメータ方向毎に任意に設定すればよく、複雑に形状変化する方向には細かく設定するとよい。
As two directions (parameter direction, knot vector) representing the surface position of the mold shape 29 as a reference, for example, as shown in FIG. 4, one is the axial direction (v direction) of the mold shape 29, The other is a direction (u direction) perpendicular to the v direction and along the surface shape of the mold shape 29.
Next, coordinates are set by dividing each set parameter direction into a predetermined size. The number of divisions may be arbitrarily set for each parameter direction, and may be set finely in directions in which the shape changes in a complicated manner.
具体的には、例えば、図４に示すように、基準とする金型形状２９の軸方向（v方向）に分割する断面を所定間隔で複数設定し、該各断面上の金型形状２９に沿う方向（u方向）に所定間隔で複数に分割する。本例では、u方向に一様の間隔で400分割とし、v方向に一様の間隔で101分割とした。 Specifically, for example, as shown in FIG. 4, a plurality of cross sections to be divided in the axial direction (v direction) of the reference mold shape 29 are set at a predetermined interval, and the mold shape 29 on each cross section is formed. It divides | segments into a plurality at predetermined intervals in the direction (u direction) along. In this example, 400 divisions were made at a uniform interval in the u direction, and 101 divisions were made at a uniform interval in the v direction.
図５及び図６は、上記方法で設定したu方向及びv方向を、参考のために金型形状２９上に表現したものであり、図５はv方向の位置を、図６はu方向の位置をそれぞれコンター表示したものである。 5 and 6 show the u direction and the v direction set by the above method on the mold shape 29 for reference, FIG. 5 shows the position in the v direction, and FIG. 6 shows the u direction. Each position is contoured.
以上のようにして、uv座標（0,0）〜uv座標（400,101）を有する基準とする金型形状２９のuv平面（図７参照）が設定され、このuv平面においては、基準とする金型形状２９の表面に対応する位置をuv座標で表現することができる。 As described above, the uv plane (see FIG. 7) of the reference mold shape 29 having the uv coordinates (0,0) to uv coordinates (400,101) is set. In this uv plane, the reference gold A position corresponding to the surface of the mold shape 29 can be expressed by uv coordinates.
このように設定されたuv平面に直交する方向が取得金型見込み量gIを表す方向となり、uv平面とこれに直交する方向を有する空間がパラメータ空間である。なお、gIの方向は、u方向がx、y、zの３次元で表されるため、x方向、y方向、z方向がある。
例えば、取得金型見込み量gz Iを曲面で表すパラメータ空間としては、図７に示すように、取得金型見込み量gIを表す方向をuv平面に垂直なz方向とすればよく、以下の説明において、このパラメータ空間をuvz空間という。
パラメータ空間としては他にuvx空間、uvy空間があり、それぞれ取得金型見込み量gx I、取得金型見込み量gy Iをuv平面の垂直方向にとった曲面として表現することができる。
The direction orthogonal to the uv plane set in this way is the direction that represents the acquisition mold expected amount g I , and the space having the uv plane and the direction orthogonal thereto is the parameter space. Note that the direction of g I includes the x direction, the y direction, and the z direction because the u direction is represented by three dimensions of x, y, and z.
For example, as a parameter space for expressing the acquired mold expected amount g z I as a curved surface, the direction indicating the acquired mold expected amount g I may be the z direction perpendicular to the uv plane, as shown in FIG. In this description, this parameter space is referred to as uvz space.
Other parameter spaces include a uvx space and a uvy space, and the acquired mold expected amount g x I and the acquired mold expected amount g y I can be expressed as curved surfaces taken in the direction perpendicular to the uv plane, respectively.
＜金型見込み量修正手段＞
金型見込み量修正手段２３は、金型見込み量取得手段１９で取得した取得金型見込み量gIを、パラメータ空間設定手段２１で設定されたパラメータ空間に曲面で表し、該曲面をスプライン曲面で近似することで、金型見込み量の修正を行うためのものである。
<Die expected amount correction means>
The expected mold quantity correction means 23 represents the acquired expected mold quantity g I acquired by the expected mold quantity acquisition means 19 as a curved surface in the parameter space set by the parameter space setting means 21, and the curved surface is represented by a spline curved surface. By approximating, it is for correcting the expected amount of molds.
例えば、図７は、取得金型見込み量gz Iをuvz空間にgz I曲面として表現したものである。図７において、uv平面上に実線で囲まれた領域（uvz座標（0,0,0）〜uvz座標（400,101,0））は金型の存在する領域であり、そのうち破線で囲まれた領域はプレス成形品３１と接触する部分である。取得金型見込み量gz Iはスプリングバック後のプレス成形品形状に基づいて取得されるものであるから、gz I曲面はプレス成形品３１と金型が接触する部分と対応している。 For example, FIG. 7 represents the obtained mold expected amount g z I in the uvz space as a g z I curved surface. In FIG. 7, a region (uvz coordinate (0,0,0) to uvz coordinate (400,101,0)) surrounded by a solid line on the uv plane is a region where a mold exists, and is a region surrounded by a broken line. Is a portion in contact with the press-formed product 31. Since the acquired mold expected amount g z I is acquired based on the shape of the press-molded product after the spring back, the g z I curved surface corresponds to the portion where the press-molded product 31 and the die are in contact.
近似は、上記のように曲面で表された取得金型見込み量gx I、gy I、gz Iについてそれぞれ行う。例えば、図７に示すようなgz I曲面をスプライン曲面で近似する。
スプライン曲面を規定するスプライン関数fx(u,v)、fy(u,v)、fz(u,v)を、下式(1)〜式(3)に示す。
The approximation is performed for each of the acquisition mold expected quantities g x I , g y I , and g z I expressed as a curved surface as described above. For example, a g z I curved surface as shown in FIG. 7 is approximated by a spline curved surface.
The spline functions f x (u, v), f y (u, v), and f z (u, v) that define the spline curved surface are shown in the following expressions (1) to (3).
なお、以下の説明において、例えば、スプライン関数fx(u,v)、fy(u,v)、fz(u,v)で表されるスプライン曲面を「fx曲面」、「fy曲面」、「fz曲面」という。
上式(1)〜式(3)においてBx i,j、By i,j、Bz i,jはコントロールポイントの３方向成分であり、Ri,j(u,v)は有理化Ｂスプライン基底関数である。ここで、コントロールポイントとは、スプライン曲面形状を形成するのに用いられる点であり、空間内に複数個（n×m個）配置される。有理化Ｂスプライン基底関数とは、各コントロールポイントの曲面形状への影響度の強さを表す係数の役割を有するものである。
有理化Ｂスプライン基底関数Ri,j(u,v)は下式(4)で与えられる。
In the following description, for example, spline curved surfaces represented by spline functions f x (u, v), f y (u, v), f z (u, v) are expressed as “f x curved surface”, “f y "Curved surface", "f z curved surface".
In the above formulas (1) to (3), B x i, j , B y i, j and B z i, j are the three-way components of the control point, and R i, j (u, v) is rationalized B-spline basis function. Here, the control points are points used to form a spline curved surface shape, and a plurality (n × m) of control points are arranged in the space. The rationalized B-spline basis function has a role of a coefficient representing the strength of the degree of influence of each control point on the curved surface shape.
The rationalized B-spline basis function R i, j (u, v) is given by the following equation (4).
上式(4)において、Nu i,k(u)はu方向のＢスプライン基底関数であり、Nv j,l(v)はv方向のBスプライン基底関数である。Nu i,k(u)及びNv j,l(v)は下式(5)及び式(6)で与えられる。 In the above equation (4), N u i, k (u) is a u-direction B-spline basis function, and N v j, l (v) is a v-direction B-spline basis function. N u i, k (u) and N v j, l (v) are given by the following equations (5) and (6).
取得金型見込み量（gx I、gy I、gz I）を近似するスプライン関数fx(u,v)、fy(u,v)、fz(u,v)は、取得金型見込み量（gx I、gy I、gz I）と、各取得点(uI,vI)において演算される金型見込み量との差（近似誤差）の二乗和が最小になるようにする（近似）ことで求められる。ここで、各取得点(uI,vI)において演算される金型見込み量は、取得点のuv座標を(uI,vI)とするとfx(uI,vI)、fy(uI,vI)、fz(uI,vI)で表される。
具体的には下式(7)〜式(9)に示す目的関数Fx、Fy、Fzの値がそれぞれ最小になるように、各係数等（式(4)〜式(6)参照）を設定する。あるいは、下式(7)〜式(9)に示す目的関数Fx、Fy、Fzの和を求め、該和が最小になるように各係数等を設定してもよい。
The spline functions f x (u, v), f y (u, v) and f z (u, v) that approximate the expected mold acquisition quantities (g x I , g y I , g z I ) The sum of squares of the difference (approximation error) between the expected mold quantity (g x I , g y I , g z I ) and the expected mold quantity calculated at each acquisition point (u I , v I ) is minimized It is obtained by doing (approximation). Here, mold estimated amount is calculated at each acquisition point (u I, v I) is, uv coordinates (u I, v I) of the acquisition points to the f x (u I, v I ), f y (u I , v I ), f z (u I , v I ).
Specifically, each coefficient, etc. (see Equation (4) to Equation (6)) so that the values of the objective functions F x , F y , and F z shown in Equation (7) to Equation (9) are minimized. ) Is set. Alternatively, the sum of the objective functions F x , F y , and F z shown in the following equations (7) to (9) may be obtained, and each coefficient may be set so that the sum is minimized.
このようにして、取得金型見込み量（gx I、gy I、gz I）を近似するスプライン関数fx(u,v)、fy(u,v)、fz(u,v)が得られる。
図８は、図７に示すgz I曲面と、スプライン関数fz(u,v)によって作成されるfz曲面とを同じuvz空間に図示したものである。図８においてfz曲面をgz I曲面より淡い色で示している。fz曲面は図８に示すように、gz I曲面とほぼ一致している。このように、gz I曲面をfz曲面で近似することができた。
なお、上記は、gz I曲面の近似についての説明であったが、gx I曲面及びgy I曲面についても同様である。
In this way, spline functions f x (u, v), f y (u, v), f z (u, v) approximating the acquired mold expected quantities (g x I , g y I , g z I ) ) Is obtained.
FIG. 8 shows the g z I curved surface shown in FIG. 7 and the f z curved surface created by the spline function f z (u, v) in the same uvz space. In FIG. 8, the f z curved surface is shown in a lighter color than the g z I curved surface. As shown in FIG. 8, the f z curved surface substantially coincides with the g z I curved surface. Thus, the g z I curved surface could be approximated by the f z curved surface.
Although the above description is about the approximation of the g z I curved surface, the same applies to the g x I curved surface and the g y I curved surface.
以上のように、各取得金型見込み量gIをスプライン曲面で近似することができ、これによって、取得金型見込み量gIを修正（スムージング化）することができる。このため、前述したように、金型見込み量取得手段１９において、簡易的な方法で取得金型見込み量gIを取得した場合であっても、金型見込み量の精度が低下することがない。従って、金型見込み量取得手段１９の取得金型見込み量gIを取得する際の処理を簡易なものにすることができる。 As described above, each estimated mold expected amount g I can be approximated by a spline curved surface, whereby the acquired mold estimated amount g I can be corrected (smoothed). For this reason, as described above, even if the expected mold amount g I is acquired by the simple method in the expected mold amount acquisition means 19, the accuracy of the expected mold amount does not decrease. . Therefore, it is possible to process in acquiring acquires mold estimated amount g I mold estimated amount acquiring means 19 to be simplified.
＜金型見込み量外挿手段＞
金型見込み量外挿手段２５は、金型見込み量修正手段２３で得られたスプライン関数fx(u,v)、fy(u,v)、fz(u,v)を用いてプレス成形品３１と当接しない金型部分についての金型見込み量を外挿によって取得するものである。
プレス成形品３１と当接しない金型部分についての金型見込み量は、スプライン関数fx(u,v)、fy(u,v)、fz(u,v)に、プレス成形品３１と当接しない金型部分におけるuv座標を入力することで取得することができる。
外挿結果の一例として、gzに関してプレス成形品３１と当接する金型部分（図２参照）からu方向（図４参照）に延出する部分の金型見込み量を外挿によって取得し、該取得結果をuvz空間に表したものを図９に示す。なお、前述したu方向に延出する部分は、下死点に至るまでにプレス成形品３１と当接する金型部分を含んでいるので、スプリングバックに影響する部分である。
<Mold extrapolation means>
The expected mold amount extrapolating means 25 is pressed using the spline functions f x (u, v), f y (u, v), f z (u, v) obtained by the expected mold quantity correcting means 23. The estimated amount of mold for the mold part that does not contact the molded product 31 is obtained by extrapolation.
The expected die amount for the mold part that does not come into contact with the press-molded product 31 is represented by the spline function f x (u, v), f y (u, v), f z (u, v). It can be obtained by inputting the uv coordinates in the mold part that does not come into contact.
As an example of the extrapolation result, the expected die amount of the portion extending in the u direction (see FIG. 4) from the die portion (see FIG. 2) that contacts the press-formed product 31 with respect to g z is obtained by extrapolation. FIG. 9 shows the acquisition result in uvz space. The portion extending in the u direction described above includes a mold portion that comes into contact with the press-formed product 31 until reaching the bottom dead center, and is a portion that affects the spring back.
＜金型形状修正手段＞
金型形状修正手段２７は、金型見込み量修正手段２３及び金型見込み量外挿手段２５で得られた金型見込み量に基づいて金型形状を修正するためのものである。
図１０に、金型見込み量修正手段２３で得られた金型見込み量（図８参照）及び金型見込み量外挿手段２５で得られた金型見込み量（図９参照）に基づいて、図２に示す金型形状２９を修正したものを示す。図１０に示す金型形状３５は、プレス成形品３１と当接する金型部分（図２参照）及び、該金型部分からu方向（図４参照）に延出する金型部分のみを図示したものである。
<Mold shape correction means>
The mold shape correcting means 27 is for correcting the mold shape based on the expected mold amount obtained by the expected mold amount correcting means 23 and the expected mold amount extrapolating means 25.
In FIG. 10, based on the expected mold quantity (see FIG. 8) obtained by the expected mold quantity correcting means 23 (see FIG. 8) and the expected mold quantity (see FIG. 9) obtained by the extra mold quantity extrapolating means 25, 3 shows a modified version of the mold shape 29 shown in FIG. The mold shape 35 shown in FIG. 10 illustrates only a mold part (see FIG. 2) that comes into contact with the press-formed product 31 and a mold part that extends from the mold part in the u direction (see FIG. 4). Is.
〔見込み金型形状作成方法〕
次に、以上のように構成された見込み金型形状作成装置１を用いた見込み金型形状作成方法を、初期形状である金型形状２９を修正する場合を例に挙げて、見込み金型形状作成装置１の動作と共に説明する。
本発明の一実施の形態に係る見込み金型形状作成方法は、金型形状作成工程と、スプリングバック後形状取得工程と、金型形状判定工程と、金型見込み量取得工程と、パラメータ空間設定工程と、金型見込み量修正工程と、金型見込み量外挿工程と、金型形状修正工程とを備えている。
以下に、上記各工程について図１１に基づいて詳細に説明する。
[How to create a prospective mold shape]
Next, the prospective mold shape creation method using the prospective mold shape creation apparatus 1 configured as described above is exemplified by a case where the mold shape 29 which is the initial shape is corrected. The operation of the creating apparatus 1 will be described.
An expected mold shape creation method according to an embodiment of the present invention includes a mold shape creation process, a post-springback shape acquisition process, a mold shape determination process, a mold expected amount acquisition process, and a parameter space setting. A process, a mold expected quantity correcting process, a mold expected quantity extrapolating process, and a mold shape correcting process.
Below, each said process is demonstrated in detail based on FIG.
＜金型形状作成工程＞
金型形状作成工程は、金型形状作成手段１３によって、図２に示すような金型の初期形状（金型形状２９）を作成する工程である（Ｓ１）。
<Mold shape creation process>
The mold shape creating process is a process of creating an initial mold shape (mold shape 29) as shown in FIG. 2 by the mold shape creating means 13 (S1).
＜スプリングバック後形状取得工程＞
スプリングバック後形状取得工程は、スプリングバック後形状取得手段１５によって、金型形状作成工程で得られた金型を用いてプレス成形品３１について成形解析及びスプリングバック解析を行い、スプリングバック後のプレス成形品形状を取得する工程である（Ｓ３）。
図２は、成形解析における下死点（離型前）のプレス成形品３１の状態を示している。この状態からスプリングバック解析を行うと、例えば図３に示すような口開きのスプリングバックが生じ、スプリングバック後のプレス成形品形状を取得することができる。
<Shape acquisition process after springback>
In the post-springback shape acquisition step, the post-springback shape acquisition means 15 performs molding analysis and springback analysis on the press-formed product 31 using the mold obtained in the mold shape creation step, and presses after the springback. This is a step of obtaining the shape of the molded product (S3).
FIG. 2 shows the state of the press-formed product 31 at the bottom dead center (before mold release) in the molding analysis. When the springback analysis is performed from this state, for example, a mouth-opening springback as shown in FIG. 3 occurs, and the shape of the press-formed product after the springback can be acquired.
＜金型形状判定工程＞
金型形状判定工程は、金型形状判定手段１７によって、スプリングバック後形状取得工程で得られたスプリングバック後のプレス成形品３１の形状と目標形状３３とを比較して偏差（スプリングバック誤差）を求め、該偏差が所定の許容値以下であるかどうかを判定する工程である（Ｓ５）。
判定の結果、前記偏差が許容値以下である場合、金型形状がスプリングバック防止に最適であるものとして処理が終了し、該偏差が許容値を超える場合、金型形状がスプリングバック防止に最適でないものとされ、次工程以降（金型見込み量取得工程（Ｓ７）、パラメータ空間設定工程（Ｓ９）、金型見込み量修正工程（Ｓ１１）、金型見込み量外挿工程（Ｓ１３）、金型形状修正工程（Ｓ１５））が行われる。
<Mold shape determination process>
In the mold shape determining step, the mold shape determining means 17 compares the shape of the press-molded product 31 after the spring back obtained in the post-spring back shape acquisition step with the target shape 33 and makes a deviation (spring back error). And determining whether the deviation is equal to or smaller than a predetermined allowable value (S5).
As a result of the determination, if the deviation is less than the allowable value, the process is terminated assuming that the mold shape is optimal for preventing springback, and if the deviation exceeds the allowable value, the mold shape is optimal for preventing springback. And subsequent processes (mold expected quantity acquisition process (S7), parameter space setting process (S9), mold expected quantity correction process (S11), mold expected quantity extrapolation process (S13), mold A shape correction step (S15)) is performed.
＜金型見込み量取得工程＞
金型見込み量取得工程は、金型見込み量取得手段１９によって、得られたスプリングバック後のプレス成形品３１の形状と目標形状３３とを比較して、プレス成形品３１と当接する金型部分についての金型形状の修正すべき量としての金型見込み量gIを取得する工程である（Ｓ７）。
金型形状２９について金型見込み量gIをx方向、y方向、z方向についてそれぞれ取得する（gx I、gy I、gz I）。
<Estimated mold acquisition process>
In the expected mold quantity acquisition step, the expected mold quantity acquisition unit 19 compares the obtained shape of the press-molded product 31 after spring back with the target shape 33, and a mold part that comes into contact with the press-molded product 31. This is a step of obtaining the expected mold amount g I as the amount of the mold shape to be corrected (S7).
The expected mold amount g I is acquired for the mold shape 29 in the x direction, the y direction, and the z direction (g x I , g y I , g z I ).
＜パラメータ空間設定工程＞
パラメータ空間設定工程は、パラメータ空間設定手段２１を用いて、金型形状２９に対してパラメータ空間を設定する工程である（Ｓ９）。
金型形状２９に対してパラメータ空間として、２つのパラメータ方向（u方向、v方向）と、x方向、y方向又はz方向からなるuvx空間、uvy空間及びuvz空間（図７参照）を設定した。
ここで、v方向は金型形状２９の軸方向であり、u方向は金型形状２９に沿う方向（図４参照）である。v方向は101分割とし（図５参照）、u方向は400分割とした（図６参照）。
<Parameter space setting process>
The parameter space setting step is a step of setting a parameter space for the mold shape 29 using the parameter space setting means 21 (S9).
As parameter space for the mold shape 29, two parameter directions (u direction and v direction) and uvx space, uvy space and uvz space (see FIG. 7) consisting of x direction, y direction or z direction are set. .
Here, the v direction is the axial direction of the mold shape 29, and the u direction is a direction along the mold shape 29 (see FIG. 4). The v direction was 101 divisions (see FIG. 5), and the u direction was 400 divisions (see FIG. 6).
＜金型見込み量修正工程＞
金型見込み量修正工程は、金型見込み量取得工程（Ｓ７）で得られた金型見込み量gIを、金型見込み量修正手段２３によって、パラメータ空間設定工程（Ｓ９）で設定したパラメータ空間に曲面で表し、該曲面をスプライン曲面で近似することで、金型見込み量の修正を行う工程である（Ｓ１１）。
取得した金型見込み量gIのうち、金型見込み量gz Iをuvz空間に曲面（gz I曲面）で表したものを図７に示し、該曲面及び該曲面を近似するスプライン曲面（fz曲面）を図８に示す。
<Die expected amount correction process>
In the expected mold quantity correction step, the expected mold quantity g I obtained in the expected mold quantity acquisition step (S7) is the parameter space set in the parameter space setting step (S9) by the expected mold quantity correction means 23. This is a step of correcting the expected amount of dies by representing the curved surface with a curved surface and approximating the curved surface with a spline curved surface (S11).
Of the acquired expected mold quantity g I , the expected mold quantity g z I is represented by a curved surface (g z I curved surface) in the uvz space as shown in FIG. 7, and the curved surface and a spline curved surface approximating the curved surface ( f z curved surface) is shown in FIG.
＜金型見込み量外挿工程＞
金型見込み量外挿工程は、金型見込み量外挿手段２５によって、スプライン曲面を用いて、プレス成形品３１と当接しない金型部分についての金型見込み量を外挿によって取得する工程である（Ｓ１３）。
外挿結果の一例として、gzに関してプレス成形品３１と当接する金型部分（図２参照）からu方向（図４参照）に延出する部分の金型見込み量を外挿によって取得し、該取得結果をuvz空間に表したものを図９に示す。
なお、金型見込み量修正工程と金型見込み量外挿工程は、同時に行ってもよい。
<Mold extrapolation process>
The expected mold quantity extrapolation step is a process in which the expected mold quantity extrapolation means 25 uses a spline curved surface to obtain the expected mold quantity for a mold part that does not come into contact with the press-formed product 31 by extrapolation. Yes (S13).
As an example of the extrapolation result, the expected die amount of the portion extending in the u direction (see FIG. 4) from the die portion (see FIG. 2) that contacts the press-formed product 31 with respect to g z is obtained by extrapolation. FIG. 9 shows the acquisition result in uvz space.
In addition, you may perform a metal mold | die estimated amount correction process and a metal mold | die estimated amount extrapolation process simultaneously.
＜金型形状修正工程＞
金型形状修正工程は、金型形状修正手段２７によって、金型見込み量修正工程（Ｓ１１）で得られた金型見込み量及び金型見込み量外挿工程（Ｓ１３）で得られた金型見込み量に基づいて金型形状２９を修正する工程である（Ｓ１５）。
本例では、金型形状２９に対し、プレス成形品３１と当接する金型部分と、該金型部分からu方向に延出する部分について修正した（図１１参照）。
<Mold shape correction process>
In the mold shape correcting step, the expected mold amount obtained in the expected mold amount correcting step (S11) and the expected mold amount obtained in the expected mold amount extrapolating step (S13) by the mold shape correcting means 27. This is a step of correcting the mold shape 29 based on the amount (S15).
In this example, with respect to the mold shape 29, the mold part that contacts the press-molded product 31 and the part that extends from the mold part in the u direction are corrected (see FIG. 11).
以上のように、金型形状作成工程（Ｓ１）、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ３）、金型形状判定工程（Ｓ５）、金型見込み量取得工程（Ｓ７）、パラメータ空間設定工程（Ｓ９）、金型見込み量修正工程（Ｓ１１）、金型見込み量外挿工程（Ｓ１３）及び金型形状修正工程（Ｓ１５）を行うことで、１回目の修正済み金型形状が得られた。
次に、得られた金型形状でスプリングバック後形状取得工程（Ｓ３）及び金型形状判定工程（Ｓ５）を行う。
金型形状判定工程で、スプリングバック後のプレス成形品３１の形状と目標形状３３との偏差が許容値を超えると判定された場合、一連の処理として、金型見込み量取得工程（Ｓ７）、パラメータ空間設定工程（Ｓ９）、金型見込み量修正工程（Ｓ１１）、金型見込み量外挿工程（Ｓ１３）及び金型形状修正工程（Ｓ１５）、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ３）、金型形状判定工程（Ｓ５）を、金型形状判定工程（Ｓ５）で許容値以下と判定されるまで、すなわち金型形状がスプリングバックの防止に最適であると判定されるまで繰り返す。
このように、上記一連の処理を繰り返すことで、金型形状がスプリングバックをより低減させる形状に修正され、最適な金型形状が得られる。
図１０に示す金型形状３５は、上記一連の処理を１回繰り返して得られたものである。なお、得られた金型形状３５は、図１０に示すように、従来方法による凹凸や折れがなく、良好な形状を得ることができる。
As described above, the mold shape creation step (S1), the post-springback shape acquisition step (S3), the mold shape determination step (S5), the expected mold amount acquisition step (S7), the parameter space setting step (S9). The first corrected mold shape was obtained by performing the mold expected amount correcting step (S11), the mold expected amount extrapolating step (S13), and the mold shape correcting step (S15).
Next, a post-springback shape acquisition step (S3) and a die shape determination step (S5) are performed on the obtained die shape.
When it is determined in the mold shape determination step that the deviation between the shape of the press-formed product 31 after the spring back and the target shape 33 exceeds the allowable value, as a series of processes, a mold expected amount acquisition step (S7), Parameter space setting step (S9), mold expected amount correction step (S11), mold expected amount extrapolation step (S13) and mold shape correction step (S15), post-springback shape acquisition step (S3), mold The shape determination step (S5) is repeated until it is determined in the mold shape determination step (S5) that it is less than the allowable value, that is, until it is determined that the mold shape is optimal for preventing spring back.
In this way, by repeating the above-described series of processes, the mold shape is corrected to a shape that further reduces the spring back, and an optimum mold shape is obtained.
The mold shape 35 shown in FIG. 10 is obtained by repeating the above series of processes once. In addition, as shown in FIG. 10, the obtained metal mold | die shape 35 does not have the unevenness | corrugation and bending by a conventional method, and can obtain a favorable shape.
以上のように、本実施の形態においては、プレス成形品３１と当接している金型部分については、金型見込み量修正工程（Ｓ１１）で取得金型見込み量の修正が行われるため、金型見込み量取得工程（Ｓ７）での取得金型見込み量の取得方法を簡易なものにすることができる。 As described above, in the present embodiment, for the die portion that is in contact with the press-formed product 31, the expected die amount is corrected in the expected die amount correcting step (S11). It is possible to simplify the acquisition method of the acquisition mold expected amount in the expected mold amount acquisition step (S7).
また、プレス成形品３１と当接していない金型部分については、金型見込み量取得工程（Ｓ７）で得られたプレス成形品３１と当接している金型部分における金型見込み量に対して、スプライン関数を用いて金型見込み量外挿工程（Ｓ１３）において外挿することによって金型見込み量を求めることができ、凹凸や折れがなく滑らかな金型形状を得ることができる。 Moreover, about the die part which is not contact | abutting with the press-molded product 31, with respect to the metal mold | die estimated amount in the metal mold | die part which is contact | abutted with the press-molded product 31 obtained at the metal mold | die estimated amount acquisition process (S7). The expected amount of mold can be obtained by extrapolating in the extrapolated mold amount extrapolation step (S13) using a spline function, and a smooth mold shape without irregularities and breaks can be obtained.
さらに、金型形状判定工程（Ｓ５）で金型形状の判定が行われ、スプリングバック防止に適正と判定されるまで金型見込み量の修正の一連の処理が繰り返し行われるようにしたので、これによってより最適な金型形状を得ることができる。 Furthermore, since the mold shape is determined in the mold shape determination step (S5), a series of processes for correcting the expected amount of the mold is repeatedly performed until it is determined to be appropriate for preventing springback. Thus, a more optimal mold shape can be obtained.
なお、上記では、パラメータ空間設定手段２１でパラメータ方向（u方向及びv方向、ノットベクトル）の分割の間隔（ノットベクトルの増分）は一様としたが、分割の間隔は一様でなくてもよく（非一様）、こうすることでスプライン曲面としてNURBS（Non-Uniform Rational B-Splines、非一様有理Ｂスプライン）曲面を扱うことができ、複雑な曲面をより正確に近似することができる。 In the above description, the parameter space setting means 21 uses the parameter space (u direction and v direction, knot vector) to have a uniform division interval (knot vector increment), but the division interval may not be uniform. Well (non-uniform), by doing this, NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) surfaces can be handled as spline surfaces, and complex surfaces can be approximated more accurately. .
［実施の形態２］
実施の形態１で得られたスプライン関数fz(u,v)で、プレス成形品３１に当接している金型部分だけでなく、当接していないv方向（金型の軸方向）も入れて、金型全体の範囲について外挿を行った結果、上記実施の形態１のみでは、金型見込み量外挿工程（Ｓ１３）において、外挿の際にスプライン曲面が異常な場合があった。図１２にその一例を示すように、fz曲面は、プレス成形品３１の幅方向（v方向）端部の近傍部分において異常な振動を生じている。このような結果をそのまま金型形状２９に反映すると、図１３の金型形状４１に示すように一部に異常な凹凸が形成されてしまうという問題がある。
このような問題を改善するための方法を以下に説明する。
[Embodiment 2]
In the spline function f z (u, v) obtained in the first embodiment, not only the mold part that is in contact with the press-formed product 31 but also the v direction that is not in contact (the axial direction of the mold) is entered. As a result of extrapolating the entire range of the mold, only in the first embodiment, in the expected mold amount extrapolation step (S13), the spline curved surface may be abnormal at the time of extrapolation. As shown in an example in FIG. 12, the f z curved surface generates abnormal vibration in the vicinity of the end portion in the width direction (v direction) of the press-formed product 31. If such a result is reflected in the mold shape 29 as it is, there is a problem that abnormal irregularities are formed in part as shown in the mold shape 41 of FIG.
A method for improving such a problem will be described below.
まず、上記のようなスプライン曲面の振動について、fx曲面を例に挙げて詳細に説明する。
fx曲面は、uvx空間内に複数配置されるコントロールポイントBxに基づいて形成されており、fx曲面の形状はコントロールポイントBxの配置と密接に関係している。
図１４は、fx曲面に関して、あるコントロールポイントBx i,jと該コントロールポイントに隣接するコントロールポイントについて図示したものである。コントロールポイントBx i,jのu方向における両側にはコントロールポイントBx i-1,jとコントロールポイントBx i+1,jが配置されており、コントロールポイントBx i,jのv方向における両側にはコントロールポイントBx i,j-1とコントロールポイントBx i,j+1が配置されている。
First, the vibration of the spline surface as described above, by taking a f x curved example will be described in detail.
f x curved surface is formed on the basis of control points B x which is more disposed uvx space shape of f x curved is closely linked to the arrangement of control points B x.
FIG. 14 illustrates a certain control point B x i, j and a control point adjacent to the control point with respect to the f x curved surface. Control Point B x i, control point B x i-1 on both sides in the u direction of j, j and the control point B x i + 1, j are arranged, the control point B x i, in the direction of v j On both sides, a control point B x i, j-1 and a control point B x i, j + 1 are arranged.
fx曲面が図１２に示すfz曲面のように振動箇所を有している場合、振動箇所においては、あるコントロールポイントBx i,jとこれに隣接するコントロールポイント（Bx i-1,j、Bx i+1,j、Bx i,j-1、Bx i,j+1）のx座標値は大きく異なっており、そのためfx曲面が振動している。
このことからfx曲面の振動を小さくするには、コントロールポイントBx i,jと該コントロールポイントに隣接する各コントロールポイントのx座標値を同様の値に揃えればよい。
各コントロールポイントのx座標値を同様の値に揃えるためには、u方向においてコントロールポイントBx i-1,j、Bx i,j、Bx i+1,jを直線的に配置し、同様にv方向においてコントロールポイントBx i,j-1、Bx i,j、Bx i,j+1を直線的に配置すればよい。
When the f x curved surface has a vibration part like the f z curved surface shown in FIG. 12, at the vibration part, a certain control point B x i, j and a control point (B x i−1, adjacent thereto) j , B x i + 1, j , B x i, j−1 , B x i, j + 1 ) are greatly different from each other, and the fx curved surface vibrates.
To reduce the vibration of f x curved From this fact, it Soroere control points B x i, the x-coordinate values of the respective control points adjacent to j and the control point to the same value.
To align the x-coordinate value of each control point with the same value, arrange the control points B x i-1, j , B x i, j , B x i + 1, j in the u direction, Similarly, the control points B x i, j−1 , B x i, j and B x i, j + 1 may be arranged linearly in the v direction.
そこで、金型見込み量修正手段２３でスプライン関数を求める際に、上記のように、コントロールポイントBx i,jと該コントロールポイントに隣接する各コントロールポイントをu方向及びv方向に直線的に配置するように規定した。具体的には、式(7)〜式(9)を用いる代わりに下式(10)〜式(12)を用いた。 Therefore, when the spline function is calculated by the expected mold amount correcting means 23, the control point B x i, j and each control point adjacent to the control point are linearly arranged in the u direction and the v direction as described above. It was stipulated. Specifically, the following formulas (10) to (12) were used instead of formulas (7) to (9).
上式(10)は、式(7)にコントロールポイントBx i,jとそのu方向及びv方向に隣接するコントロールポイントとの配置関係を規定する項（第２項）を加えたものである。式(11)及び式(12)は、式(10)の場合と同様に、式(8)及び式(9)に各コントロールポイントの配置関係を規定する項をそれぞれ加えたものである。
なお、ノットベクトルが一様な場合等には、簡易的にlu i=lv j=1としてもよい。
The above equation (10) is obtained by adding a term (second term) that defines the arrangement relationship between the control point B x i, j and its adjacent control points in the u and v directions to the equation (7). . Expressions (11) and (12) are obtained by adding terms defining the arrangement relationship of the control points to Expressions (8) and (9), respectively, as in Expression (10).
If the knot vector is uniform, etc., l u i = l v j = 1 may be simply set.
上記実施の形態１の場合と同様に、例えば式(10)において目的関数Fxを最小化させることで、gx Iがfx曲面で近似される（式(10)の第１項参照）とともに、各コントロールポイントBx ijが直線的に配置されfx曲面の振動を抑えられる（式(10)の第２項参照）。
同様に、式(11)及び式(12)においても、目的関数Fy、Fzをそれぞれ最小化させることで、gy I、gz Iがfy曲面、fz曲面で近似されるとともに、各近似曲面の振動を抑えられる。
なお、目的関数Fx、Fy、Fzの和を求め、この和を最小化させてもよい。
As in the case of the first embodiment, for example, by minimizing the objective function F x in equation (10), g x I is approximated by an fx curved surface (see the first term of equation (10)). together, each control point B x ij is suppressed vibration of f x curved disposed linearly (see second term of equation (10)).
Similarly, in Equation (11) and Equation (12), by minimizing the objective functions F y and F z , g y I and g z I are approximated by f y curved surface and f z curved surface, respectively. The vibration of each approximate curved surface can be suppressed.
Note that the sum of the objective functions F x , F y , and F z may be obtained and the sum may be minimized.
得られたfz(u,v)を用いて、金型見込み量修正工程（Ｓ１１）及び金型見込み量外挿工程（Ｓ１３）を行い、得られたfz曲面を図１５に示す。図１５に示すように、fz曲面には異常な振動が見られず好適であった。 Using the obtained f z (u, v), the expected mold amount correcting step (S11) and the expected mold amount extrapolating step (S13) are performed, and the obtained f z curved surface is shown in FIG. As shown in FIG. 15, abnormal vibration was not observed on the f z curved surface, which was preferable.
さらに、一連の処理として、金型見込み量取得工程（Ｓ７）、パラメータ空間設定工程（Ｓ９）、金型見込み量修正工程（Ｓ１１）、金型見込み量外挿工程（Ｓ１３）及び金型形状修正工程（Ｓ１５）、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ３）及び金型形状判定工程（Ｓ５）を繰り返したところ、図１６に示す金型形状４３が得られた。得られた金型形状４３は凹凸がなく、良好な形状であった。 Furthermore, as a series of processes, the expected mold amount acquisition step (S7), the parameter space setting step (S9), the expected die amount correction step (S11), the expected die amount extrapolation step (S13), and the mold shape correction When the step (S15), the post-springback shape acquisition step (S3), and the die shape determination step (S5) were repeated, a die shape 43 shown in FIG. 16 was obtained. The obtained mold shape 43 had no irregularities and was a good shape.
以上のように、本実施の形態においては、金型見込み量修正手段２３でスプライン関数を求める際に、あるコントロールポイントと該コントロールポイントに隣接する各コントロールポイントをu方向及びv方向に直線的に配置するように規定した（上式(10)〜式(12)参照）ので、スプライン曲面が図１２に示すような異常な振動をすることがなく、従って良好な金型形状を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, when the spline function is obtained by the expected mold amount correcting means 23, a certain control point and each control point adjacent to the control point are linearly arranged in the u direction and the v direction. Since it is defined so as to be arranged (see the above formula (10) to formula (12)), the spline curved surface does not vibrate abnormally as shown in FIG. 12, and therefore a good mold shape can be obtained. .
なお、上記実施の形態１及び実施の形態２では、金型見込み量修正手段２３により近似する方法として、近似誤差の最小二乗和を求めるものを例に挙げたが、他の方法で行ってもよい。 In Embodiment 1 and Embodiment 2 described above, the method of obtaining the least square sum of approximation errors is given as an example of a method of approximation by the mold expected amount correction means 23, but other methods may be used. Good.
上記実施の形態１及び実施の形態２では、金型形状判定工程（Ｓ５）を行うものについて説明したが、該工程は行わなくともよい。この場合、金型形状作成工程（Ｓ１）、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ３）、金型見込み量取得工程（Ｓ７）、パラメータ空間設定工程（Ｓ９）、金型見込み量修正工程（Ｓ１１）、金型見込み量外挿工程（Ｓ１３）及び金型形状修正工程（Ｓ１５）が１度ずつのみ行われて、修正済み金型形状が得られる。また、この場合、金型形状判定手段１７は不要である。
もっとも、上記実施の形態１及び実施の形態２で説明したように金型形状判定工程（Ｓ５）を行うようにした方が、より適正な金型形状が得られスプリングバックをより低減することができる。
In Embodiment 1 and Embodiment 2 described above, the mold shape determining step (S5) has been described. However, this step need not be performed. In this case, a mold shape creation step (S1), a post-springback shape acquisition step (S3), a mold expected amount acquisition step (S7), a parameter space setting step (S9), a mold expected amount correction step (S11), The expected mold amount extrapolation step (S13) and the die shape correction step (S15) are performed only once, and a corrected die shape is obtained. In this case, the mold shape determining means 17 is not necessary.
However, as described in the first embodiment and the second embodiment, the mold shape determination step (S5) may be performed to obtain a more appropriate mold shape and further reduce the spring back. it can.
［実施の形態３］
上記実施の形態１及び実施の形態２では、成形解析とスプリングバック解析によるシミュレーション結果を基に金型形状修正量を決定しているため、シミュレーション誤差に起因して十分な精度の金型形状４３が得られない恐れがある。
そこで、シミュレーション誤差の問題を解消するため、本実施の形態では、実金型を用いたプレス成形実部品の３次元計測による形状データ取得とコンピュータによる金型形状修正量決定を組み合わせることにより、高精度な実金型を製作するための見込み金型形状作成方法について説明する。
[Embodiment 3]
In the first embodiment and the second embodiment, since the mold shape correction amount is determined based on the simulation results by the molding analysis and the springback analysis, the mold shape 43 with sufficient accuracy due to the simulation error is determined. May not be obtained.
Therefore, in order to solve the problem of simulation error, in the present embodiment, by combining the shape data acquisition by three-dimensional measurement of the press-molded actual part using the actual mold and the determination of the mold shape correction amount by the computer, A prospective mold shape creation method for producing a precise actual mold will be described.
本実施の形態に係る見込み金型形状作成方法は、初期金型形状作成工程、実金型製作工程、スプリングバック後形状取得工程、実金型形状判定工程、金型見込み量取得工程、パラメータ空間設定工程、金型見込み量修正工程、金型見込み量外挿工程、金型形状修正工程とを備えている。
以下、上記各工程について図１７に基づいて詳細に説明する。
The expected mold shape creation method according to the present embodiment includes an initial mold shape creation process, an actual mold production process, a post-springback shape acquisition process, an actual mold shape determination process, an expected mold amount acquisition process, and a parameter space. A setting process, a mold expected quantity correcting process, a mold expected quantity extrapolating process, and a mold shape correcting process.
Hereafter, each said process is demonstrated in detail based on FIG.
＜初期金型形状作成工程＞
初期金型形状作成工程は、実部品をプレス成形する際に用いる実金型の初期形状データを作成する工程である（Ｓ２１）。実金型の該初期形状データはプレス成形品３１の目標形状に対してブランク材の板厚分を金型側にオフセットしたものである。（Ｓ２１）。
<Initial mold shape creation process>
The initial mold shape creation step is a step of creating initial shape data of an actual mold used when press molding an actual part (S21). The initial shape data of the actual mold is obtained by offsetting the blank thickness to the mold side with respect to the target shape of the press-formed product 31. (S21).
＜実金型製作工程＞
実金型製作工程は、初期金型形状作成工程（Ｓ２１）で作成又は後述する金型形状修正工程で作成された実金型の形状データを用いて実金型を製作する工程である（Ｓ２２）。
<Real mold manufacturing process>
The actual mold manufacturing process is a process of manufacturing an actual mold using the actual mold shape data created in the initial mold shape creating process (S21) or created in the mold shape correcting process described later (S22). ).
＜スプリングバック後形状取得工程＞
スプリングバック後形状取得工程は、前記実金型を用いて製作されたプレス成形実部品を前記実金型から離型した際に生じるスプリングバック後の該プレス成形実部品の３次元形状データを３次元形状測定器等により取得する工程である（Ｓ２３）。
<Shape acquisition process after springback>
In the post-springback shape acquisition step, three-dimensional shape data of the press-molded actual part after springback generated when the press-molded actual part manufactured using the actual mold is released from the actual mold is 3 This is a step of acquiring with a dimension shape measuring instrument or the like (S23).
＜実金型形状判定工程＞
金型形状判定工程は、スプリングバック後の前記プレス成形実部品の形状データを目標形状データと比較することにより偏差（部品精度）を求め、該偏差の大きさに基づいて金型形状データ修正の要否を判定する工程である（Ｓ２５）。
前記偏差が所定の許容値以下であるかどうかの判定の結果、前記偏差が所定の許容値以下である場合、金型形状がスプリングバックの防止に最適であるものとして処理を終了する。一方、該偏差が許容値を超える場合、前記金型形状がスプリングバック防止に最適でないものとされ、次工程以降（金型見込み量取得工程（Ｓ２７）、パラメータ空間設定工程（Ｓ２９）、金型見込み量修正工程（Ｓ３１）、金型見込み量外挿工程（Ｓ３３）、金型形状修正工程（Ｓ３５））が行われる。
<Real mold shape determination process>
The mold shape determination step obtains a deviation (part accuracy) by comparing the shape data of the press-formed actual part after the spring back with the target shape data, and corrects the mold shape data based on the magnitude of the deviation. This is a step of determining necessity (S25).
As a result of determining whether or not the deviation is equal to or smaller than a predetermined allowable value, if the deviation is equal to or smaller than the predetermined allowable value, the process is terminated assuming that the mold shape is optimal for preventing spring back. On the other hand, if the deviation exceeds the allowable value, the mold shape is not optimal for preventing springback, and the subsequent process (mold expected amount acquisition process (S27), parameter space setting process (S29), mold, An expected amount correction step (S31), a mold expected amount extrapolation step (S33), and a mold shape correction step (S35)) are performed.
＜金型見込み量取得工程＞
金型見込み量取得工程は、実施の形態１で示した金型見込み量取得工程（Ｓ７）と同様に、金型見込み量取得手段１９により、スプリングバック後のプレス成形品３１の形状と目標形状３３とを比較して、プレス成形品３１と当接する金型部分についての金型形状の修正すべき量としての金型見込み量を取得する（Ｓ２７）。
<Estimated mold acquisition process>
In the expected mold amount acquisition step, the expected mold amount acquisition unit 19 and the shape of the press-formed product 31 after the spring back and the target shape are the same as in the expected mold amount acquisition step (S7) shown in the first embodiment. Compared with 33, the expected die amount as the amount to be corrected of the die shape of the die part in contact with the press-formed product 31 is acquired (S27).
プレス成形実部品形状データと目標形状データとの偏差及び金型見込み量の取得においては、プレス成形実部品形状データと目標形状データ、プレス成形実部品形状と金型形状データとの対応付けを行う必要がある。そのためには、例えば、各形状データより３次元メッシュを作成し、これらの３次元メッシュにおいて対応する節点同士を割り出し、金型形状データに対して前記金型見込み量を設定する取得点を決定する方法がある。 In obtaining the deviation between the press forming actual part shape data and the target shape data and the expected die amount, the press forming actual part shape data and the target shape data are associated with each other and the press forming actual part shape and the die shape data are associated with each other. There is a need. For that purpose, for example, a three-dimensional mesh is created from each shape data, corresponding nodes in these three-dimensional meshes are determined, and an acquisition point for setting the expected die amount for the die shape data is determined. There is a way.
以下、プレス成形実部品の３次元メッシュの節点と実金型の３次元メッシュにおいて対応する節点の割り出し方法として、図１８及び図１９に示す２通りの方法を示す。
１）スプリングバック後プレス成形実部品形状の実金型面への投影による方法
図１８に示すように、スプリングバック後のプレス成形実部品表面の節点位置での法線ベクトルを算出する。この法線ベクトルを用いて、実部品表面の節点を金型面に投影し、これを金型面上において対応する節点とする。
２）スプリングバック後プレス成形実部品形状データを用いた成形解析による方法
図１９に示すように、プレス成形実部品の３次元メッシュデータを成形解析の初期条件として入力し、シミュレーションを実行する。金型が下死点に達した時に、プレス成形実部品表面の節点が当接している金型面箇所を金型面上において対応する節点とする。
In the following, two methods shown in FIGS. 18 and 19 are shown as methods for determining corresponding nodes in the three-dimensional mesh of the press-molded actual part and the three-dimensional mesh of the actual mold.
1) Method by Projecting Actual Shape of Press-Molded Parts after Springback onto Actual Mold Surface As shown in FIG. 18, a normal vector at a node position on the surface of the actual parts after springback is calculated. Using this normal vector, the node on the surface of the actual part is projected onto the mold surface, and this is used as the corresponding node on the mold surface.
2) Method by molding analysis using post-spring-back press-formed actual part shape data As shown in FIG. 19, three-dimensional mesh data of the press-formed actual part is input as an initial condition of the forming analysis, and a simulation is executed. When the die reaches the bottom dead center, the die surface portion where the node on the surface of the press-molded part abuts is set as a corresponding node on the die surface.
プレス成形実部品形状と目標形状データの比較においては、実金型の初期形状データに対してブランク材の板厚を考慮して適宜オフセットした金型形状データを作成することにより目標形状データを模擬し、該金型形状データの金型面に対して前記１）又は２）の方法により３次元メッシュにおける節点を設定し、プレス成形実部品形状データの３次元メッシュにおける節点との距離を算出することによりプレス成形実部品形状と目標形状の偏差を求めることができる。 In comparing the actual shape of press-molded parts with the target shape data, the target shape data is simulated by creating die shape data that is appropriately offset from the initial shape data of the actual die in consideration of the blank thickness. Then, a node in the three-dimensional mesh is set on the mold surface of the mold shape data by the method 1) or 2), and the distance from the node in the three-dimensional mesh of the press-molded actual part shape data is calculated. Thus, the deviation between the press-formed actual part shape and the target shape can be obtained.
＜パラメータ空間設定工程＞〜＜金型形状修正工程＞
これらの工程はコンピュータによる金型形状の修正を行うものであり、実施の形態１に記載した内容と同一である。
<Parameter space setting process> to <Die shape correction process>
These steps are for correcting the mold shape by a computer and are the same as the contents described in the first embodiment.
以上のように、本実施の形態は実金型を用いてプレス成形実部品を製作し、該プレス成形実部品の形状と目標形状との偏差を基に金型形状を修正することから、実施の形態１及び２で述べた成形解析及びスプリングバック解析におけるシミュレーション誤差の問題を回避することができる。 As described above, the present embodiment is manufactured by manufacturing a press-molded actual part using an actual mold and correcting the mold shape based on the deviation between the shape of the actual press-molded part and the target shape. The problem of the simulation error in the forming analysis and the springback analysis described in the first and second embodiments can be avoided.
［実施の形態４］
実施の形態３では、実金型を用いてプレス成形実部品を製作し、該プレス成形実部品の形状と目標形状との偏差を基に金型形状の修正及び実金型の製作を繰り返すことから、高精度かつ信頼性の高い金型形状を決定することが可能である。しかしながら、実金型の試作を多数回行う必要があるため、製作工期及びコストの増大を招く。
そこで、本実施の形態では、成形解析とスプリングバック解析を基にした実施の形態１及び実施の形態２による金型形状の修正を繰り返すことで金型形状の精度を上げ、該金型形状が実金型を用いた金型形状の修正を許容する予め定めた所定の精度まで修正された時点において、実施の形態３で述べた実金型を用いて製作したプレス成形実部品の形状データを基にした金型形状の修正を適用する方法について説明する。
[Embodiment 4]
In the third embodiment, a press-molded actual part is manufactured using an actual mold, and the correction of the mold shape and the manufacture of the actual mold are repeated based on the deviation between the shape of the actual press-molded part and the target shape. Therefore, it is possible to determine a highly accurate and highly reliable mold shape. However, since it is necessary to make a prototype of the actual mold many times, the production period and cost are increased.
Therefore, in the present embodiment, the accuracy of the mold shape is increased by repeating the modification of the mold shape according to the first embodiment and the second embodiment based on the molding analysis and the springback analysis. The shape data of the actual press-molded part manufactured using the actual mold described in the third embodiment is obtained at the time when it is corrected to a predetermined accuracy that allows the correction of the mold shape using the actual mold. A method of applying the mold shape correction based on the method will be described.
本実施の形態に係る各工程について図２０を用いて説明する。
まず、初期金型形状作成工程（Ｓ４１）により初期の金型形状データを作成した後、一連の処理として、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ４３）、実金型製作許容判定工程（Ｓ４６）、金型見込み量取得工程（Ｓ４７）、パラメータ空間設定工程（Ｓ４９）、金型見込み量修正工程（Ｓ５１）、金型見込み量外挿工程（Ｓ５３）、金型形状修正工程（Ｓ５５）を繰り返し行い、成形解析及びスプリングバック解析により得られたプレス成形品の形状データから金型形状データの修正を行う。
Each step according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
First, after the initial mold shape data is created by the initial mold shape creation step (S41), the post-springback shape acquisition step (S43), the actual mold production allowance determination step (S46), A mold expected amount acquisition step (S47), a parameter space setting step (S49), a mold expected amount correction step (S51), a mold expected amount extrapolation step (S53), and a mold shape correction step (S55) are repeated. The mold shape data is corrected from the shape data of the press-formed product obtained by the forming analysis and the springback analysis.
この一連の処理において、実金型製作許容判定工程（Ｓ４６）において、実金型を用いた金型形状の修正を許容する精度まで前記金型形状が修正されたかどうかの判定を行う。前記偏差が実金型を用いた金型形状の修正を許容する予め定めた所定の許容値δよりも大きい場合には、実施の形態１又は２と同様、シミュレーション結果に基づいた金型形状修正の一連の処理（Ｓ４７〜Ｓ５５）が繰り返し行われる。 In this series of processes, in the actual mold manufacturing allowance determination step (S46), it is determined whether or not the mold shape has been corrected to an accuracy that allows correction of the mold shape using the actual mold. When the deviation is larger than a predetermined allowable value δ that allows correction of the mold shape using the actual mold, the mold shape correction based on the simulation result is performed as in the first or second embodiment. A series of processes (S47 to S55) are repeated.
一方、プレス成形品形状と目標形状との前記偏差が許容値δよりも小さい場合、実金型製作許容判定工程（Ｓ４６）において実金型を用いた金型形状の修正を許容する精度まで金型形状の修正が施されたものと判定し、実施の形態３と同様、実金型製作工程（Ｓ６１）、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ６３）、実金型形状判定工程（Ｓ６５）、金型見込み量取得工程（Ｓ６７）、パラメータ空間設定工程（Ｓ６９）、金型見込み量修正工程（Ｓ７１）、金型見込み量外挿工程（Ｓ７３）、金型形状修正工程（Ｓ７５）の一連の処理が行われる。この一連の処理において、実金型形状判定工程（Ｓ６５）では、実金型を用いて製作されたプレス成形実部品を実金型から離型した際に生じるスプリングバック後の該プレス成形実部品の形状と目標形状との偏差が所定の許容値δ以下であれば、適正な実金型形状が得られたものと判定して処理を終了する。これに対し、前記偏差が許容値δよりも大きい場合は、スプリングバック後のプレス成形実部品の形状データに基づいた金型形状修正の一連の処理が繰り返し行われる。 On the other hand, when the deviation between the press-formed product shape and the target shape is smaller than the allowable value δ, the metal mold is accurate to allow the correction of the mold shape using the actual mold in the actual mold manufacturing allowance determining step (S46). It is determined that the mold shape has been corrected, and in the same manner as in the third embodiment, the actual mold manufacturing process (S61), the post-springback shape acquisition process (S63), the actual mold shape determination process (S65), the mold A series of processes of an expected mold amount acquisition step (S67), a parameter space setting step (S69), an expected mold amount correction step (S71), an expected die amount extrapolation step (S73), and a mold shape correction step (S75). Is done. In this series of processing, in the actual mold shape determining step (S65), the actual press-molded part after the spring back generated when the actual molded part manufactured using the actual mold is released from the actual mold. If the deviation between the shape and the target shape is less than or equal to the predetermined allowable value δ, it is determined that an appropriate actual mold shape has been obtained, and the process is terminated. On the other hand, when the deviation is larger than the allowable value δ, a series of processes for correcting the die shape based on the shape data of the actual press-formed part after the spring back is repeatedly performed.
以上のように、本実施の形態では、成形解析及びスプリングバック解析によるシミュレーション結果に基づいて金型形状をある精度まで修正し、該修正した金型形状データを用いて実金型を製作してプレス成形実部品の形状を目標形状と比較することにより、実金型製作にかかる製作工期の短縮とコストの低減を実現し、高精度な金型を製作することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the mold shape is corrected to a certain accuracy based on the simulation results by the molding analysis and the springback analysis, and the actual mold is manufactured using the corrected mold shape data. By comparing the shape of the press-molded actual part with the target shape, it is possible to shorten the manufacturing period and cost for manufacturing the actual mold, and to manufacture a highly accurate mold.
本発明の見込み金型形状作成方法による作用効果について確認するための具体的なシミュレーション実験を行ったので、その結果について以下に説明する。 A specific simulation experiment for confirming the effect of the prospective mold shape creation method of the present invention was performed, and the result will be described below.
実験は、見込み金型形状作成方法としてコンピュータにより金型形状を修正し、修正後の金型形状でプレス解析及びスプリングバック解析を行って、スプリングバック量を確認するというものである。
本発明例１及び本発明例２は、図１１に示すとおり、金型形状作成工程（Ｓ１）、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ３）、金型形状判定工程（Ｓ５）を行った後、金型見込み量取得工程（Ｓ７）、パラメータ空間設定工程（Ｓ９）、金型見込み量修正工程（Ｓ１１）、金型見込み量外挿工程（Ｓ１３）及び金型形状修正工程（Ｓ１５）、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ３）、金型形状判定工程（Ｓ５）の一連の処理を２回繰り返し行ったところで、最適な金型形状が得られた。
In the experiment, a mold shape is corrected by a computer as a prospective mold shape creation method, and a press analysis and a springback analysis are performed on the corrected mold shape to confirm a springback amount.
Inventive Example 1 and Inventive Example 2, as shown in FIG. 11, after performing the mold shape creation step (S1), the post-springback shape acquisition step (S3), and the mold shape determination step (S5), Mold expected amount acquisition step (S7), parameter space setting step (S9), mold expected amount correction step (S11), expected die amount extrapolation step (S13) and mold shape correction step (S15), after spring back When a series of processes of the shape acquisition process (S3) and the mold shape determination process (S5) were repeated twice, an optimal mold shape was obtained.
本発明例１では取得金型見込み量修正工程を行う際に式(7)〜式(9)、本発明例２では式(10)〜式(12)をそれぞれ使用した。 In Example 1 of the present invention, Formula (7) to Formula (9) were used when performing the acquisition mold expected amount correction step, and in Example 2 of the present invention, Formulas (10) to (12) were used.
本発明例１及び本発明例２において、式(4)〜式(6)中の各係数を以下の通り設定した。
hi,j＝1、k＝l＝3、nu＝405、n＝402、nv＝106、m＝103
u1＝u2＝u3＝0、u4＝1、u5＝2、u6＝3、…、u402＝399、u403＝u404＝u405＝400
v1＝v2＝v3＝0、v4＝1、v5＝2、v6＝3、…、v103＝100、v104＝v105＝v106＝101
In the present invention example 1 and the present invention example 2, each coefficient in the formulas (4) to (6) was set as follows.
h i, j = 1, k = l = 3, n u = 405, n = 402, n v = 106, m = 103
u 1 = u 2 = u 3 = 0, u 4 = 1, u 5 = 2, u 6 = 3, ..., u 402 = 399, u 403 = u 404 = u 405 = 400
v 1 = v 2 = v 3 = 0, v 4 = 1, v 5 = 2, v 6 = 3, ..., v 103 = 100, v 104 = v 105 = v 106 = 101
本発明例２では、上記設定した係数の他に式(10)〜式(12)中の各係数を以下の通り設定した。
w＝1
lu 1＝2/3、lu 2＝5/6、lu 2＝lu 3＝...＝lu 399＝1、lu 400＝5/6、lu 401＝2/3
lv 1＝2/3、lv 2＝5/6、lv 2＝lv 3＝...＝lv 100＝1、lv 101＝5/6、lv 102＝2/3
In Example 2 of the present invention, in addition to the coefficients set above, the coefficients in the equations (10) to (12) were set as follows.
w = 1
l u 1 = 2/3, l u 2 = 5/6, l u 2 = l u 3 = ... = l u 399 = 1, l u 400 = 5/6, l u 401 = 2/3
l v 1 = 2/3, l v 2 = 5/6, l v 2 = l v 3 = ... = l v 100 = 1, l v 101 = 5/6, l v 102 = 2/3
上記各係数を設定することで得られたNu i,k(u)のグラフを図２１に、Nv j,l(v)のグラフを図２２にそれぞれ参考のために示す。図２１において、縦軸はNu i,k(u)の大きさを表し、横軸はuを表している。同様に図２２において、縦軸はNv j,l(v)の大きさを表し、横軸はvを表している。 A graph of N u i, k (u) obtained by setting each coefficient is shown in FIG. 21, and a graph of N v j, l (v) is shown in FIG. 22 for reference. In FIG. 21, the vertical axis represents the size of N u i, k (u), and the horizontal axis represents u. Similarly, in FIG. 22, the vertical axis represents the magnitude of N v j, l (v), and the horizontal axis represents v.
また、比較例１として、取得金型見込み量に基づいて、図２３に示すように、プレス成形品３１と当接する金型部分に、特許文献２に示されるバネ５３を介して金型を変形させるような境界条件を与え、プレス成形品３１と当接しない金型部分についての見込み量を求め、該見込み量に基づいて金型形状を修正した。 Further, as Comparative Example 1, based on the estimated amount of acquired mold, as shown in FIG. 23, the mold is deformed to the mold part that comes into contact with the press-formed product 31 through the spring 53 shown in Patent Document 2. The expected amount of the mold part that does not come into contact with the press-formed product 31 was obtained, and the mold shape was corrected based on the estimated amount.
本発明例１及び本発明例２における修正後の金型形状は、折れや凹凸等の異常が発生することなく、良好な金型形状を得ることができた（図１０及び図１６参照）。
一方、比較例１における修正後の金型形状５１は、図２４に示すように、プレス成形品幅方向端部に当接する金型部位で顕著な折れが発生した。
The mold shape after correction in Invention Example 1 and Invention Example 2 was able to obtain a good mold shape without causing abnormalities such as bending or unevenness (see FIGS. 10 and 16).
On the other hand, as shown in FIG. 24, the corrected mold shape 51 in the comparative example 1 was significantly bent at the mold part in contact with the end part in the width direction of the press-formed product.
次に得られた金型形状を用いて、本発明例１及び本発明例２における修正後の金型形状（金型形状３５及び金型形状４３）を用いて成形解析及びスプリングバック解析を行って、スプリングバック量を確認した。図２５は本発明例１の金型形状３５（図１０参照）を用いて行った成形解析の下死点状態を示したものである。
なお、比較例１では得られた金型形状５１に折れが発生していたため解析を行わなかった。
また、比較例２として、修正前の金型形状２９（図２参照）を用いて同様に成形解析及びスプリングバック解析を行って、スプリングバックを確認した。
Next, using the obtained mold shape, a molding analysis and a springback analysis were performed using the corrected mold shapes (mold shape 35 and mold shape 43) in Invention Example 1 and Invention Example 2. The amount of spring back was confirmed. FIG. 25 shows the bottom dead center state of the molding analysis performed using the mold shape 35 (see FIG. 10) of Example 1 of the present invention.
In Comparative Example 1, analysis was not performed because the mold shape 51 obtained was broken.
Further, as Comparative Example 2, a molding analysis and a springback analysis were similarly performed using a mold shape 29 (see FIG. 2) before correction, and a springback was confirmed.
図２６は、本発明例１の修正後の金型形状３５を用いてプレス成形した製品形状５５と目標形状３３との差を、製品形状５５上にコンター表示したものである。図２７は、図２６と同様に、本発明例２の修正後の金型形状４３を用いてプレス成形した製品形状５７と目標形状３３との差を、製品形状５７上にコンター表示したものである。
また、図２８は、比較例２に関する図であり、修正前の金型形状２９を用いてプレス成形された製品形状５９と目標形状３３との差を、製品形状５９上にコンター表示したものである。
FIG. 26 shows a contour display on the product shape 55 of the difference between the product shape 55 press-molded using the corrected mold shape 35 of Example 1 of the present invention and the target shape 33. FIG. 27 shows the difference between the product shape 57 and the target shape 33 press-molded using the modified mold shape 43 of Example 2 of the present invention on the product shape 57 in the same manner as FIG. is there.
FIG. 28 is a diagram related to Comparative Example 2, in which the difference between the product shape 59 press-molded using the mold shape 29 before correction and the target shape 33 is displayed on the product shape 59 in a contour display. is there.
比較例２では図２８に示すように目標形状３３との差の最大値は2.2mmであったのに対し、本発明例１及び本発明例２では図２６及び図２７に示すようにいずれも最大値は0.4mmであり、スプリングバックが大幅に改善された。 In Comparative Example 2, the maximum value of the difference from the target shape 33 was 2.2 mm as shown in FIG. 28, whereas in the Inventive Example 1 and Inventive Example 2, both were shown in FIGS. 26 and 27. The maximum value was 0.4mm, and the springback was greatly improved.
実験は、実金型を用いたプレス成形実部品の３次元計測による形状データ取得とコンピュータによる金型形状の修正を組み合わせることによる見込み金型形状作成方法であり、修正後の金型形状で実プレスを行って、スプリングバック量を確認するというものである。 The experiment is a method for creating a prospective mold shape by combining the acquisition of shape data by three-dimensional measurement of a press-molded actual part using a real mold and the correction of the mold shape by a computer. The amount of spring back is confirmed by pressing.
本発明例３は、図１７に示すとおり、初期金型形状作成工程（Ｓ２１）、実金型形状製作工程（Ｓ２２）、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ２３）、実金型形状判定工程（Ｓ２５）を行った後、金型見込み量取得工程（Ｓ２７）、パラメータ空間設定工程（Ｓ２９）、金型見込み量修正工程（Ｓ３１）、金型見込み量外挿工程（Ｓ３３）及び金型形状修正工程（Ｓ３５）、実金型形状製作工程（Ｓ２２）、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ２３）、実金型形状判定工程（Ｓ２５）の一連の処理を３回繰り返し行ったところで、最適な金型形状が得られた。 As shown in FIG. 17, Example 3 of the present invention includes an initial mold shape creation step (S21), a real mold shape production step (S22), a post-springback shape acquisition step (S23), and a real mold shape determination step (S25). ), The expected mold amount acquisition step (S27), the parameter space setting step (S29), the expected die amount correction step (S31), the expected die amount extrapolation step (S33), and the die shape correction step. (S35), the actual mold shape manufacturing process (S22), the post-springback shape acquisition process (S23), and the actual mold shape determination process (S25) are repeated three times, the optimal mold shape was gotten.
本発明例３では取得金型見込み量修正工程を行う際に式(7)〜式(9)を使用した。また、式(4)〜式(6)中の各係数を以下の通り設定した。
hi,j＝1、k＝l＝3、nu＝405、n＝402、nv＝106、m＝103
u1＝u2＝u3＝0、u4＝1、u5＝2、u6＝3、…、u402＝399、u403＝u404＝u405＝400
v1＝v2＝v3＝0、v4＝1、v5＝2、v6＝3、…、v103＝100、v104＝v105＝v106＝101
上記各係数を設定することで得られたNu i,k(u)のグラフを図２１に、Nv j,l(v)のグラフを図２２にそれぞれ参考のために示す。図２１において、縦軸はNu i,k(u)の大きさを表し、横軸はuを表している。同様に図２２において、縦軸はNv j,l(v)の大きさを表し、横軸はvを表している。
In Example 3 of the present invention, the formula (7) to the formula (9) were used when performing the obtained mold expected amount correction step. Moreover, each coefficient in Formula (4)-Formula (6) was set as follows.
h i, j = 1, k = l = 3, n u = 405, n = 402, n v = 106, m = 103
u 1 = u 2 = u 3 = 0, u 4 = 1, u 5 = 2, u 6 = 3, ..., u 402 = 399, u 403 = u 404 = u 405 = 400
v 1 = v 2 = v 3 = 0, v 4 = 1, v 5 = 2, v 6 = 3, ..., v 103 = 100, v 104 = v 105 = v 106 = 101
A graph of N u i, k (u) obtained by setting each coefficient is shown in FIG. 21, and a graph of N v j, l (v) is shown in FIG. 22 for reference. In FIG. 21, the vertical axis represents the size of N u i, k (u), and the horizontal axis represents u. Similarly, in FIG. 22, the vertical axis represents the magnitude of N v j, l (v), and the horizontal axis represents v.
本発明例３における修正後の金型形状は、折れや凹凸等の異常が発生することなく、図１０または図１６と同様に良好な金型形状を得ることができた。
また、比較例３としては、実施例１と同様に、取得金型見込み量に基づいて、図２３に示す特許文献２に示されるバネ５３を介して金型を変形させるような境界条件を与えた場合とした。比較例３における修正後の金型形状は、図２４と同様に、プレス成形品幅方向端部に当接する金型部位で顕著な折れが発生した。
The mold shape after correction in Example 3 of the present invention was able to obtain a good mold shape as in FIG. 10 or FIG. 16 without occurrence of abnormalities such as bending or unevenness.
Further, as in Comparative Example 3, as in Example 1, a boundary condition is given so that the mold is deformed via the spring 53 shown in Patent Document 2 shown in FIG. It was a case. The mold shape after the correction in Comparative Example 3 was markedly broken at the mold part in contact with the end in the width direction of the press-formed product, as in FIG.
次に得られた金型形状を用いて実金型を製作し、プレス成形を行って、スプリングバック量を確認した。
その結果、比較例３では目標形状３３との差の最大値は2.0mmであったのに対し、本発明例３では最大値が0.2mmであり、スプリングバックが大幅に改善された。
Next, an actual mold was manufactured using the obtained mold shape, press-molded, and the amount of spring back was confirmed.
As a result, in Comparative Example 3, the maximum value of the difference from the target shape 33 was 2.0 mm, whereas in Example 3 of the present invention, the maximum value was 0.2 mm, and the springback was greatly improved.
実験は、コンピュータにより金型形状を修正し、修正後の金型形状でプレス解析及びスプリングバック解析を行った後、さらに、実金型を用いたプレス成形実部品の3次元計測による形状データ取得とコンピュータによる金型形状の修正を組み合わせて行った見込み金型形状作成方法であり、修正後の金型形状で実プレスを行って、スプリングバック量を確認するというものである。 In the experiment, the mold shape was corrected by a computer, press analysis and springback analysis were performed on the corrected mold shape, and then the shape data was acquired by three-dimensional measurement of the actual press-molded part using the actual mold. This is a prospective mold shape creation method that is performed by combining the correction of the mold shape by a computer, and the actual press is performed with the corrected mold shape to confirm the springback amount.
本発明例４は、図２０に示すとおり、初期金型形状作成工程（Ｓ４１）、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ４３）、実金型製作許容判定工程（Ｓ４６）を行った後、金型見込み量取得工程（Ｓ４７）、パラメータ空間設定工程（Ｓ４９）、金型見込み量修正工程（Ｓ５１）、金型見込み量外挿工程（Ｓ５３）及び金型形状修正工程（Ｓ５５）、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ４３）、金型形状判定工程（Ｓ４５）の一連の処理を２回繰り返し行い、続いて、実金型形状製作工程（Ｓ６１）、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ６３）、実金型形状判定工程（Ｓ６５）を行った後、金型見込み量取得工程（Ｓ６７）、パラメータ空間設定工程（Ｓ６９）、金型見込み量修正工程（Ｓ７１）、金型見込み量外挿工程（Ｓ７３）及び金型形状修正工程（Ｓ７５）、実金型形状製作工程（Ｓ６１）、スプリングバック後形状取得工程（Ｓ６３）、実金型形状判定工程（Ｓ６５）の一連の処理を１回行ったところで、最適な金型形状が得られた。 In Example 4 of the present invention, as shown in FIG. 20, after performing the initial mold shape creation step (S41), the post-springback shape acquisition step (S43), and the actual mold production allowance determination step (S46), the mold expectation Quantity acquisition process (S47), parameter space setting process (S49), mold expected quantity correction process (S51), mold expected quantity extrapolation process (S53) and mold shape correction process (S55), post-springback shape acquisition A series of processes of the step (S43) and the mold shape determination step (S45) are repeated twice, followed by the actual mold shape manufacturing step (S61), the post-springback shape acquisition step (S63), and the actual mold shape. After performing the determination step (S65), the expected mold amount acquisition step (S67), the parameter space setting step (S69), the expected die amount correction step (S71), the expected die amount extrapolation step (S73), and the die When a series of processes of the shape correction step (S75), the real mold shape production step (S61), the post-springback shape acquisition step (S63), and the real die shape determination step (S65) are performed once, the optimum die A mold shape was obtained.
本発明例４では、取得金型見込み量修正工程を行う際に式(10)〜式(12)を使用した。
また、式(4)〜式(6)中の各係数を以下の通り設定した。
hi,j＝1、k＝l＝3、nu＝405、n＝402、nv＝106、m＝103
u1＝u2＝u3＝0、u4＝1、u5＝2、u6＝3、…、u402＝399、u403＝u404＝u405＝400
v1＝v2＝v3＝0、v4＝1、v5＝2、v6＝3、…、v103＝100、v104＝v105＝v106＝101
さらに、上記設定した係数の他に式(10)〜式(12)中の各係数を以下の通り設定した。
w＝1
lu 1＝2/3、lu 2＝5/6、lu 2＝lu 3＝...＝lu 399＝1、lu 400＝5/6、lu 401＝2/3
lv 1＝2/3、lv 2＝5/6、lv 2＝lv 3＝...＝lv 100＝1、lv 101＝5/6、lv 102＝2/3
上記各係数を設定することで得られたNu i,k(u)のグラフを図２１に、Nv j,l(v)のグラフを図２２にそれぞれ参考のために示す。図１７において、縦軸はNu i,k(u)の大きさを表し、横軸はuを表している。同様に図１８において、縦軸はNv j,l(v)の大きさを表し、横軸はvを表している。
In Example 4 of the present invention, Formula (10) to Formula (12) were used when performing the acquisition mold expected amount correction step.
Moreover, each coefficient in Formula (4)-Formula (6) was set as follows.
h i, j = 1, k = l = 3, n u = 405, n = 402, n v = 106, m = 103
u 1 = u 2 = u 3 = 0, u 4 = 1, u 5 = 2, u 6 = 3, ..., u 402 = 399, u 403 = u 404 = u 405 = 400
v 1 = v 2 = v 3 = 0, v 4 = 1, v 5 = 2, v 6 = 3, ..., v 103 = 100, v 104 = v 105 = v 106 = 101
Furthermore, in addition to the coefficients set above, the coefficients in the equations (10) to (12) were set as follows.
w = 1
l u 1 = 2/3, l u 2 = 5/6, l u 2 = l u 3 = ... = l u 399 = 1, l u 400 = 5/6, l u 401 = 2/3
l v 1 = 2/3, l v 2 = 5/6, l v 2 = l v 3 = ... = l v 100 = 1, l v 101 = 5/6, l v 102 = 2/3
A graph of N u i, k (u) obtained by setting each coefficient is shown in FIG. 21, and a graph of N v j, l (v) is shown in FIG. 22 for reference. In FIG. 17, the vertical axis represents the size of N u i, k (u), and the horizontal axis represents u. Similarly, in FIG. 18, the vertical axis represents the magnitude of N v j, l (v), and the horizontal axis represents v.
本発明例４における修正後の金型形状は、折れや凹凸等の異常が発生することなく、図１０または図１６と同様に良好な金型形状を得ることができた。
比較例４としては、実施例１と同様に、取得金型見込み量に基づいて、図２３に示す特許文献２に示されるバネ５３を介して金型を変形させるような境界条件を与えた場合とした。比較例４における修正後の金型形状は、図２４と同様に、プレス成形品幅方向端部に当接する金型部位で顕著な折れが発生した。
The mold shape after correction in Example 4 of the present invention was able to obtain a good mold shape as in FIG. 10 or FIG. 16 without occurrence of abnormalities such as bending and unevenness.
As Comparative Example 4, similarly to Example 1, a boundary condition is given such that the mold is deformed via the spring 53 shown in Patent Document 2 shown in FIG. It was. The mold shape after correction in Comparative Example 4 was markedly broken at the mold part that was in contact with the end in the width direction of the press-formed product, as in FIG.
次に得られた金型形状を用いて実金型を製作し、プレス成形を行って、スプリングバック量を確認した。
その結果、比較例４では目標形状３３との差の最大値は1.8mmであったのに対し、本発明例４では最大値が0.1mmであり、スプリングバックが大幅に改善された。
Next, an actual mold was manufactured using the obtained mold shape, press-molded, and the amount of spring back was confirmed.
As a result, in Comparative Example 4, the maximum value of the difference from the target shape 33 was 1.8 mm, while in Example 4 of the present invention, the maximum value was 0.1 mm, and the springback was greatly improved.
１ 見込み金型形状作成装置
３ 表示装置
５ 入力装置
７ 主記憶装置
９ 補助記憶装置
１１ 演算処理部
１３ 金型形状作成手段
１５ スプリングバック後形状取得手段
１７ 金型形状判定手段
１９ 金型見込み量取得手段
２１ パラメータ空間設定手段
２３ 金型見込み量修正手段
２５ 金型見込み量外挿手段
２７ 金型形状修正手段
２９ 金型形状（初期形状）
３１ プレス成形品
３３ 目標形状
３５ 金型形状（修正後）
４１ 金型形状（実施の形態２における比較例）
４３ 金型形状（実施の形態２における本発明例）
５１ 金型形状（実施例における比較例１）
５３ バネ
５５ 製品形状（実施例における本発明例１）
５７ 製品形状（実施例における本発明例２）
５９ 製品形状（実施例における比較例２）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Prospect mold shape creation apparatus 3 Display apparatus 5 Input device 7 Main storage device 9 Auxiliary storage apparatus 11 Computation processing part 13 Mold shape creation means 15 Post-springback shape acquisition means 17 Mold shape determination means 19 Mold expectation amount acquisition Means 21 Parameter space setting means 23 Mold expected amount correcting means 25 Mold expected amount extrapolating means 27 Mold shape correcting means 29 Mold shape (initial shape)
31 Press-formed product 33 Target shape 35 Mold shape (after correction)
41 Mold Shape (Comparative Example in Embodiment 2)
43 Mold Shape (Invention Example in Embodiment 2)
51 Mold Shape (Comparative Example 1 in Examples)
53 Spring 55 Product Shape (Invention Example 1 in Examples)
57 Product Shape (Invention Example 2 in Examples)
59 Product Shape (Comparative Example 2 in Examples)
Claims (6)
金型の初期形状を作成する金型形状作成工程と、該金型形状作成工程で得られた金型を用いて成形解析及びスプリングバック解析を行い、スプリングバック後のプレス成形品形状を取得するスプリングバック後形状取得工程と、該スプリングバック後形状取得工程で得られたスプリングバック後のプレス成形品形状と目標形状とを比較して、プレス成形品と当接する金型部分についてスプリングバックを防止するための金型形状の修正すべき量としての金型見込み量を取得する金型見込み量取得工程と、金型形状に対してパラメータ空間を設定するパラメータ空間設定工程と、前記金型見込み量を前記パラメータ空間に曲面で表し、該曲面をスプライン曲面で近似することで、前記金型見込み量の修正を行う金型見込み量修正工程と、前記スプライン曲面を用いて、プレス成形品と当接しない金型部分についての金型見込み量を外挿によって取得する金型見込み量外挿工程と、前記金型見込み量修正工程及び前記金型見込み量外挿工程で得られた金型見込み量に基づいて金型形状を修正する金型形状修正工程とを備えたことを特徴とする見込み金型形状作成方法。 It is a prospective mold shape creation method that anticipates the springback amount of the press-formed product, and the computer performs the following steps,
Mold shape creation process for creating the initial shape of the mold and molding analysis and springback analysis using the mold obtained in the mold shape creation process to obtain the press molded product shape after springback Compare the shape of the post-springback shape acquisition process and the shape of the press-molded product after springback obtained in the post-springback shape acquisition process to the target shape, and prevent springback for the mold part that contacts the press-molded product A mold expected amount acquisition step of acquiring a mold expected amount as an amount to be corrected of the mold shape to perform, a parameter space setting step of setting a parameter space for the mold shape, and the mold expected amount Is represented by a curved surface in the parameter space, and approximated by a spline curved surface, the expected mold amount correcting step of correcting the expected mold amount, and the scan. A mold expected amount extrapolation step for obtaining a mold expected amount for a mold part that does not come into contact with a press-molded product by extrapolation using a line curved surface, the mold expected amount correction step, and the mold expected amount A prospective mold shape creating method comprising: a mold shape correcting step of correcting a mold shape based on a mold expected amount obtained in the extrapolation step.
金型の初期形状を作成する初期金型形状作成工程と、
該初期金型形状作成工程で作成した前記金型の形状に基づいて実金型を製作する実金型製作工程と、
該実金型製作工程で製作された実金型を用いてプレス成形実部品を製作し、該プレス成形実部品のスプリングバック後における３次元形状計測を行って、スプリングバック後のプレス成形実部品形状を取得するスプリングバック後形状取得工程と、
該スプリングバック後形状取得工程で得られた前記プレス成形実部品形状と目標形状との偏差を求め、該偏差に基づいて前記実金型の形状の修正すべき量である金型見込み量を取得する金型見込み量取得工程と、
該金型見込み量を金型形状に対するパラメータ空間において設定するパラメータ空間設定工程と、
前記金型見込み量を前記パラメータ空間において曲面で表し、該曲面をスプライン曲面で近似することで、前記金型見込み量の修正を行う金型見込み量修正工程と、
前記スプライン曲面を用いて、前記プレス成形品と当接しない金型部分についての金型見込み量を外挿によって取得する金型見込み量外挿工程と、
該金型見込み量外挿工程及び前記金型見込み量修正工程で得られた金型見込み量に基づいて前記実金型の形状を修正する金型形状修正工程とを備えたことを特徴とする見込み金型形状作成方法。 This is a method for creating a probable mold shape that allows for the amount of spring back of a press-formed product, and is a method of measuring the three-dimensional shape of a press-formed actual part manufactured using a real mold and correcting the mold shape using a computer. And
An initial mold shape creation process for creating an initial mold shape;
An actual mold production process for producing an actual mold based on the shape of the mold created in the initial mold shape creation process;
Press molded real parts are manufactured using the actual molds manufactured in the actual mold manufacturing process, the three-dimensional shape measurement after the spring back of the press molded real parts is performed, and the press molded actual parts after the spring back A shape acquisition step after spring back to acquire the shape;
The deviation between the actual shape of the press-molded part obtained in the post-springback shape acquisition step and the target shape is obtained, and the expected amount of the die, which is the amount to be corrected of the shape of the actual die, is obtained based on the deviation. The expected mold quantity acquisition process,
A parameter space setting step for setting the expected amount of the mold in the parameter space for the mold shape;
Expressing the expected mold amount in the parameter space as a curved surface, and approximating the curved surface with a spline curved surface, the expected mold amount correcting step for correcting the expected mold amount,
Using the spline curved surface, an expected mold amount extrapolation step of obtaining an expected mold amount by extrapolation for a mold part that does not come into contact with the press-formed product,
And a mold shape correcting step for correcting the shape of the actual mold based on the mold expected amount obtained in the mold expected amount extrapolation step and the mold expected amount correction step. Proposed mold shape creation method.
金型の初期形状を作成する初期金型形状作成工程と、
該金型形状作成工程で得られた金型を用いて成形解析及びスプリングバック解析を行い、スプリングバック後のプレス成形品形状を取得するスプリングバック後形状取得工程と、
該スプリングバック後形状取得工程で得られたスプリングバック後のプレス成形品形状と目標形状とを比較して、プレス成形品と当接する金型部分についてスプリングバックを防止するための金型形状の修正すべき量としての金型見込み量を取得する金型見込み量取得工程と、
金型形状に対してパラメータ空間を設定するパラメータ空間設定工程と、前記金型見込み量を前記パラメータ空間に曲面で表し、該曲面をスプライン曲面で近似することで、前記金型見込み量の修正を行う金型見込み量修正工程と、
前記スプライン曲面を用いて、プレス成形品と当接しない金型部分についての金型見込み量を外挿によって取得する金型見込み量外挿工程と、
前記金型見込み量修正工程及び前記金型見込み量外挿工程で得られた金型見込み量に基づいて金型形状を修正する金型形状修正工程と、
前記スプリングバック後のプレス成形品形状と目標形状との比較により、実金型を製作する精度まで前記金型形状が修正されたかどうかの判定を行う実金型製作許容判定工程と、
該実金型製作許容判定工程において、実金型を製作する程度まで金型形状が修正されたと判定された場合、前記修正された金型形状に対して実金型を製作し、該実金型を用いてプレス成形実部品を製作し、該プレス成形実部品のスプリングバック後における３次元形状計測を行って、スプリングバック後の前記プレス成形実部品形状を取得するスプリングバック後形状取得工程と、
該スプリングバック後形状取得工程で得られた前記プレス成形実部品形状と目標形状との偏差を求め、該偏差に基づいて前記実金型の形状の修正すべき量である金型見込み量を取得する金型見込み量取得工程と、
該金型見込み量を金型形状に対するパラメータ空間において設定するパラメータ空間設定工程と、
前記金型見込み量を前記パラメータ空間において曲面で表し、該曲面をスプライン曲面で近似することで、前記金型見込み量の修正を行う金型見込み量修正工程と、
前記スプライン曲面を用いて、前記プレス成形品と当接しない金型部分についての金型見込み量を外挿によって取得する金型見込み量外挿工程と、
該金型見込み量外挿工程及び前記金型見込み量修正工程で得られた金型見込み量に基づいて前記実金型の形状を修正する金型形状修正工程
とを備えたことを特徴とする見込み金型形状作成方法。 This is a method for creating a probable mold shape that anticipates the amount of springback in press-molded products, and combines three-dimensional shape measurement of actual press-molded parts actually produced using a real mold and correction of the mold shape by a computer. A method,
An initial mold shape creation process for creating an initial mold shape;
Using the mold obtained in the mold shape creation step, performing a molding analysis and a springback analysis, and obtaining a post-springback shape obtaining step for obtaining a press molded product shape after the springback;
Comparing the shape of the press-molded product after the spring back obtained in the post-spring-back shape acquisition step with the target shape, and correcting the mold shape to prevent the spring back of the mold part in contact with the press-molded product The expected mold quantity acquisition process to acquire the expected mold quantity as the quantity to be
A parameter space setting step for setting a parameter space for a mold shape, and the expected mold amount is represented by a curved surface in the parameter space, and the curved surface is approximated by a spline curved surface, thereby correcting the expected mold amount. The expected mold amount correction process to be performed,
Using the spline curved surface, an expected mold amount extrapolation step of obtaining an expected mold amount by extrapolation for a mold part that does not come into contact with the press-molded product,
A mold shape correcting step for correcting the mold shape based on the mold expected amount obtained in the mold expected amount correcting step and the mold expected amount extrapolating step;
By comparing the shape of the press-molded product after the spring back and the target shape, an actual mold production allowance determination step for determining whether or not the mold shape has been corrected to the accuracy of manufacturing an actual mold,
When it is determined in the real mold manufacturing allowance determining step that the mold shape has been corrected to the extent that a real mold is manufactured, a real mold is manufactured for the corrected mold shape, and the actual mold is manufactured. A post-spring back shape acquisition step of manufacturing a press-molded real part using a mold, performing three-dimensional shape measurement after the spring back of the press-molded real part, and acquiring the press-molded real part shape after the spring back; ,
The deviation between the actual shape of the press-molded part obtained in the post-springback shape acquisition step and the target shape is obtained, and the expected amount of the die, which is the amount to be corrected of the shape of the actual die, is obtained based on the deviation. The expected mold quantity acquisition process,
A parameter space setting step for setting the expected amount of the mold in the parameter space for the mold shape;
Expressing the expected mold amount in the parameter space as a curved surface, and approximating the curved surface with a spline curved surface, the expected mold amount correcting step for correcting the expected mold amount,
Using the spline curved surface, an expected mold amount extrapolation step of obtaining an expected mold amount by extrapolation for a mold part that does not come into contact with the press-formed product,
And a mold shape correcting step for correcting the shape of the actual mold based on the mold expected amount obtained in the mold expected amount extrapolation step and the mold expected amount correction step. Proposed mold shape creation method.
金型の初期形状を作成する金型形状作成手段と、該金型形状作成手段で得られた金型を用いて成形解析及びスプリングバック解析を行い、スプリングバック後のプレス成形品形状を取得するスプリングバック後形状取得手段と、該スプリングバック後形状取得手段で得られたスプリングバック後のプレス成形品形状と目標形状とを比較して、プレス成形品と当接する金型部分についてスプリングバックを防止するための金型形状の修正すべき量としての金型見込み量を取得する金型見込み量取得手段と、金型形状に対してパラメータ空間を設定するパラメータ空間設定手段と、前記金型見込み量を前記パラメータ空間に曲面で表し、該曲面をスプライン曲面で近似することで、前記金型見込み量の修正を行う金型見込み量修正手段と、前記スプライン曲面を用いて、プレス成形品と当接しない金型部分についての金型見込み量を外挿によって取得する金型見込み量外挿手段と、前記金型見込み量修正手段及び前記金型見込み量外挿手段で得られた金型見込み量に基づいて金型形状を修正する金型形状修正手段とを備えたことを特徴とする見込み金型形状作成装置。 An expected mold shape creation device that anticipates the amount of springback of press-formed products,
Mold shape creation means for creating the initial shape of the mold and molding analysis and springback analysis using the mold obtained by the mold shape creation means to obtain the press molded product shape after springback Comparing the post-springback shape acquisition means with the post-springback shape acquisition means obtained by the springback shape acquisition means and the target shape to prevent springback in the mold part that contacts the press molding A mold expected amount acquisition means for acquiring a mold expected amount as an amount to be corrected of the mold shape, a parameter space setting means for setting a parameter space for the mold shape, and the mold expected amount Is represented by a curved surface in the parameter space, and the estimated mold amount correcting means for correcting the estimated mold amount by approximating the curved surface with a spline curved surface; A mold expected amount extrapolation means for obtaining a mold expected amount for a mold portion that does not come into contact with the press-molded product by extrapolation using a line curved surface, the mold expected amount correction means, and the mold expected amount A prospective mold shape creating apparatus comprising: a mold shape correcting means for correcting a mold shape based on a mold expected amount obtained by an extrapolation means.
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