JP7216913B2 - Shape defect correction method, shape defect cause analysis device, program and recording medium for analyzing cause of shape defect - Google Patents
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Description
本発明は、形状不良修正方法、形状不良発生原因分析装置、形状不良発生原因を分析するためのプログラムおよび記録媒体に関する。
The present invention relates to a shape defect correction method, a shape defect cause analysis device, a program for analyzing the shape defect cause, and a recording medium.
従来、ドアビーム、ピラーやバンパーなど多くの自動車用部材は、鋼板などの金属板をプレス成形することにより製造されている。近年、これらの部材に対する軽量化を実現するため、高強度化および高機能化の要求が高まっている。この要求を実現するため、ホットスタンプ工法によって強度分布を有する自動車骨格部材の適用が拡大している。 Conventionally, many automobile members such as door beams, pillars and bumpers are manufactured by press forming metal plates such as steel plates. In recent years, in order to reduce the weight of these members, there is an increasing demand for higher strength and higher functionality. In order to meet this demand, the application of automobile frame members having strength distribution by the hot stamping method is expanding.
ホットスタンプ工法による成形工程および冷却工程においては、金型との不均一な接触等が生じ、温度分布が部材内で生じる。さらに、強度分布を有する部材を製造する際には、金型加熱や部分冷却などが行われるため、さらに大きな温度分布が部材内に生じる。このような温度分布が生じた際に、材料の相変態が不均一に起こるようになるため、局部的に残留応力が増加する。金型から部品を離型する時には、この残留応力が解放されるため、部品の形状不良が発生する。 In the molding process and the cooling process by the hot stamping method, non-uniform contact with the mold occurs, and temperature distribution occurs within the member. Furthermore, when manufacturing a member having a strength distribution, mold heating, partial cooling, and the like are performed, so a larger temperature distribution is generated within the member. When such a temperature distribution occurs, the phase transformation of the material occurs non-uniformly, resulting in a local increase in residual stress. When the part is released from the mold, this residual stress is released, resulting in a defective shape of the part.
このような形状不良についての対策が求められているが、ホットスタンプ工法においては、部品剛性と温度不均一が形状不良に対して相互に影響するため、具体的な形状不良対策方法は確立されていない。また、部材内に強度分布を有する部材でも同様の状況である。 There is a demand for countermeasures against such shape defects, but in the hot stamping method, part rigidity and temperature non-uniformity affect each other. do not have. The situation is the same for a member having a strength distribution within the member.
従来の冷間成形における形状不良対策として、スプリングバック要因分析システムを用いて、部品のスプリンバックの原因である応力を主に仮想的に書き換え、スプリングバックの主要因部を分析し、その部分の応力を低減する対策が行われている（特許文献１）。
また、成形品の設計段階において、スプリングバックの発生原因となる箇所を分析する方法なども提案されている（特許文献２）。
As a countermeasure against shape defects in conventional cold forming, we use a springback factor analysis system to virtually rewrite the stress that is the cause of springback in a part, analyze the main cause of springback, and Measures have been taken to reduce the stress (Patent Document 1).
In addition, a method of analyzing locations that cause springback at the stage of designing a molded product has been proposed (Patent Document 2).
上述のような分析手法が検討されているものの、ホットスタンプ工法による熱間成形の形状不良原因は、主に温度不均一の結果発生した応力分布に起因する。これらを鑑みると、形状不良対策としては、温度を仮想的に部分的に逐次書換えて形状不具合の主要因部を分析するシステムが想定される。 Although the analysis methods described above have been studied, the cause of shape defects in hot forming by the hot stamping method is mainly due to the stress distribution generated as a result of uneven temperature. In view of these, as a countermeasure against shape defects, a system is assumed in which temperature is virtually partially rewritten sequentially to analyze the main cause of shape defects.
しかしながら、ホットスタンプ工法においては、金型による冷却時の相変態による歪みや熱歪み（膨張や収縮）が生じるため、冷間成形のように簡便にプレス下死点での応力を予測することができなかった。そこで、本発明者らは、数値計算機を用いて、熱間成形における相変態・熱歪みを考慮した応力解析システムを検討した。
そして、本発明者らは、従来の不具合要因の分析手法と熱間成形における相変態・熱歪みを考慮した応力解析システムを統合することで、熱間成形時の温度不均一が冷却後下死点での応力分布へ与える影響を数値的に解析可能となることを見出した。さらに、この解析の結果得られた形状不良の主要因部に対し、部分水冷や部分加熱などの温度制御を行うことで、高強度かつ形状精度に優れた高機能自動車部材の実現が期待できることも見出した。
However, in the hot stamping method, strain and thermal strain (expansion and contraction) occur due to phase transformation during cooling by the mold. could not. Therefore, the present inventors used a numerical computer to study a stress analysis system that considers phase transformation and thermal strain in hot forming.
Then, the present inventors integrated a stress analysis system that considers the phase transformation and thermal strain in hot forming with a conventional analysis method of defect factors, and found that the temperature unevenness during hot forming is the bottom death after cooling. We found that it is possible to numerically analyze the effect on the stress distribution at a point. Furthermore, by performing temperature control such as partial water cooling and partial heating on the main cause of shape defects obtained from this analysis, it is expected that high-performance automobile parts with high strength and excellent shape accuracy can be realized. Found it.
このような状況に鑑みてなされた、本発明の目的は、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因となる部位を特定可能な形状不良発生原因分析方法を提供することである。また、本発明の目的は、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因として特定された部位に対する修正方法を提案できる形状不良修正方法を提供することである。
また、本発明の目的は、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因となる部位を特定可能な、形状不良発生原因分析装置、形状不良発生原因を分析するためのプログラムおよび記録媒体を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention, which has been made in view of such circumstances, is to provide a method for analyzing the cause of shape defects that can identify the site that is the main cause of shape defects in press-formed products by the hot stamping method. . Another object of the present invention is to provide a shape defect correcting method capable of proposing a method of correcting a portion identified as a major cause of shape defect of a press-formed product by the hot stamping method.
Further, the object of the present invention is to provide a shape defect cause analysis device, a program and record for analyzing the cause of shape defect, which can identify the part that is the main cause of the shape defect of the press-formed product by the hot stamping method. It is to provide the medium.
（１）本発明の他の態様に係る形状不良修正方法は、
プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、
形状不良発生原因分析方法によって特定された、形状不良要因領域に対して部分的に冷却、保温又は加熱を行い、
形状不良発生原因分析方法は、
プレス成形品の形状不良発生原因分析方法であって、
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、
プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第１応力値を算出する第１応力値算出工程と、
第１応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する第１形状不良値算出工程と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、
パラメータ変更工程でパラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第２応力値を算出する第２応力値算出工程と、
第２応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する第２形状不良値算出工程と、
第１形状不良値と第２形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、
第１形状不良値と第２形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、
差分値算出工程の結果に基づき、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程と、
を含むことを特徴とする。
（２）本発明の他の態様に係る形状不良修正方法は、
プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、
形状不良発生原因分析方法によって特定された、形状不良要因領域以外の領域に対して部分的に加熱、保温又は冷却を行い、
形状不良発生原因分析方法は、
プレス成形品の形状不良発生原因分析方法であって、
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、
プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第１応力値を算出する第１応力値算出工程と、
第１応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する第１形状不良値算出工程と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、
パラメータ変更工程でパラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第２応力値を算出する第２応力値算出工程と、
第２応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する第２形状不良値算出工程と、
第１形状不良値と第２形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、
第１形状不良値と第２形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、
差分値算出工程の結果に基づき、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程と、
を含むことを特徴とする。
（３）本発明の他の態様に係る形状不良修正方法は、
プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、
形状不良発生原因分析方法によって特定された、形状不良要因領域の板厚又は形状不良要因領域以外の領域の板厚を変更し、
形状不良発生原因分析方法は、
プレス成形品の形状不良発生原因分析方法であって、
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、
プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第１応力値を算出する第１応力値算出工程と、
第１応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する第１形状不良値算出工程と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、
パラメータ変更工程でパラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第２応力値を算出する第２応力値算出工程と、
第２応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する第２形状不良値算出工程と、
第１形状不良値と第２形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、
第１形状不良値と第２形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、
差分値算出工程の結果に基づき、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程と、
を含むことを特徴とする。
（４）本発明の他の態様に係る形状不良修正方法は、
プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置したのちのプレス工程で、
形状不良発生原因分析方法によって特定された、形状不良要因領域に対向する金型のクリアランス又は形状不良要因領域以外の領域に対向する金型のクリアランスを変更し、
形状不良発生原因分析方法は、
プレス成形品の形状不良発生原因分析方法であって、
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、
プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第１応力値を算出する第１応力値算出工程と、
第１応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する第１形状不良値算出工程と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、
パラメータ変更工程でパラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第２応力値を算出する第２応力値算出工程と、
第２応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する第２形状不良値算出工程と、
第１形状不良値と第２形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、
第１形状不良値と第２形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、
差分値算出工程の結果に基づき、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程と、
を含むことを特徴とする。
（５）上記（１）から（４）のいずれか一項に記載の形状不良修正方法では、
パラメータ変更工程でパラメータを変更する領域およびパラメータを変更し、
パラメータ変更工程、第２応力値算出工程、第２形状不良値算出工程、形状不良値比較工程および差分値算出工程を繰り返し行い、
形状不良値比較工程および差分値算出工程で、第１形状不良値よりも第２形状不良値が小さくかつ第２形状不良値が最も小さくなるとき、又は、第１形状不良値よりも第２形状不良値が小さくかつ差分値が最も大きくなるときの、パラメータを変更した領域を形状不良要因領域として特定してもよい。
（６）上記（１）から（５）のいずれか一項に記載の形状不良修正方法では、
パラメータは、プレス成形品の、温度、板厚、熱伝導率、応力の成分値、歪みの成分値、熱膨張係数、変態塑性係数、比熱、被加工材の化学成分、からなる群から選択される１種または２種以上であってもよい。
(1) A shape defect correcting method according to another aspect of the present invention includes:
In the conveying process or pressing process from heating the material to be press-formed to placing it in the mold,
Partially cooling, retaining heat, or heating the region causing the shape defect identified by the method for analyzing the cause of the shape defect ,
The method for analyzing the cause of shape defects is
A method for analyzing the causes of shape defects in press-molded products,
A press-molding analysis process of performing press-molding analysis by numerical simulation and calculating molding data of the press-molded product based on the molding conditions of the press-molded product;
A mold cooling analysis process for calculating molding data of mold-cooled products by means of numerical simulation;
a first stress value calculation step of calculating a first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product;
a first shape defect value calculation step of calculating a first shape defect value based on the first stress value of the mold-cooled product obtained by the first stress value calculation step;
a parameter changing step of dividing the press-formed product into a plurality of regions and changing the parameters of each region;
Calculate the second stress value of the die-cooled product based on the temperature change and the amount of strain during press forming obtained from the forming data of the press-formed product whose parameters have been changed in the parameter change process and the forming data of the die-cooled product. a second stress value calculation step;
a second shape defect value calculation step of calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold-cooled product obtained by the second stress value calculation step;
a shape defect value comparison step of comparing the first shape defect value and the second shape defect value;
a difference value calculating step of calculating a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value;
a shape defect factor identification step of identifying a shape defect factor region from the region in which the parameter is changed based on the result of the difference value calculation step;
characterized by comprising
(2) A shape defect correcting method according to another aspect of the present invention includes:
In the conveying process or pressing process from heating the material to be press-formed to placing it in the mold,
Partially heating, keeping warm or cooling the region other than the region causing the defective shape, which is specified by the method for analyzing the cause of the defective shape ,
The method for analyzing the cause of shape defects is
A method for analyzing the causes of shape defects in press-molded products,
A press-molding analysis process of performing press-molding analysis by numerical simulation and calculating molding data of the press-molded product based on the molding conditions of the press-molded product;
A mold cooling analysis process for calculating molding data of mold-cooled products by means of numerical simulation;
a first stress value calculation step of calculating a first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product;
a first shape defect value calculation step of calculating a first shape defect value based on the first stress value of the mold-cooled product obtained by the first stress value calculation step;
a parameter changing step of dividing the press-formed product into a plurality of regions and changing the parameters of each region;
Calculate the second stress value of the die-cooled product based on the temperature change and the amount of strain during press forming obtained from the forming data of the press-formed product whose parameters have been changed in the parameter change process and the forming data of the die-cooled product. a second stress value calculation step;
a second shape defect value calculation step of calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold-cooled product obtained by the second stress value calculation step;
a shape defect value comparison step of comparing the first shape defect value and the second shape defect value;
a difference value calculating step of calculating a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value;
a shape defect factor identification step of identifying a shape defect factor region from the region in which the parameter is changed based on the result of the difference value calculation step;
characterized by comprising
(3) A shape defect correcting method according to another aspect of the present invention includes:
In the conveying process or pressing process from heating the material to be press-formed to placing it in the mold,
Changing the plate thickness of the shape defect factor region or the plate thickness of the region other than the shape defect factor region specified by the shape defect occurrence cause analysis method ,
The method for analyzing the cause of shape defects is
A method for analyzing the causes of shape defects in press-molded products,
A press-molding analysis process of performing press-molding analysis by numerical simulation and calculating molding data of the press-molded product based on the molding conditions of the press-molded product;
A mold cooling analysis process for calculating molding data of mold-cooled products by means of numerical simulation;
a first stress value calculation step of calculating a first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product;
a first shape defect value calculation step of calculating a first shape defect value based on the first stress value of the mold-cooled product obtained by the first stress value calculation step;
a parameter changing step of dividing the press-formed product into a plurality of regions and changing the parameters of each region;
Calculate the second stress value of the die-cooled product based on the temperature change and the amount of strain during press forming obtained from the forming data of the press-formed product whose parameters have been changed in the parameter change process and the forming data of the die-cooled product. a second stress value calculation step;
a second shape defect value calculation step of calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold-cooled product obtained by the second stress value calculation step;
a shape defect value comparison step of comparing the first shape defect value and the second shape defect value;
a difference value calculating step of calculating a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value;
a shape defect factor identification step of identifying a shape defect factor region from the region in which the parameter is changed based on the result of the difference value calculation step;
characterized by comprising
(4) A shape defect correcting method according to another aspect of the present invention includes:
In the press process after heating the workpiece of the press-molded product and placing it in the mold,
Changing the clearance of the mold facing the shape defect factor region or the mold clearance facing the region other than the shape defect factor region specified by the shape defect occurrence cause analysis method ,
The method for analyzing the cause of shape defects is
A method for analyzing the causes of shape defects in press-molded products,
A press-molding analysis process of performing press-molding analysis by numerical simulation and calculating molding data of the press-molded product based on the molding conditions of the press-molded product;
A mold cooling analysis process for calculating molding data of mold-cooled products by means of numerical simulation;
a first stress value calculation step of calculating a first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product;
a first shape defect value calculation step of calculating a first shape defect value based on the first stress value of the mold-cooled product obtained by the first stress value calculation step;
a parameter changing step of dividing the press-formed product into a plurality of regions and changing the parameters of each region;
Calculate the second stress value of the die-cooled product based on the temperature change and the amount of strain during press forming obtained from the forming data of the press-formed product whose parameters have been changed in the parameter change process and the forming data of the die-cooled product. a second stress value calculation step;
a second shape defect value calculation step of calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold-cooled product obtained by the second stress value calculation step;
a shape defect value comparison step of comparing the first shape defect value and the second shape defect value;
a difference value calculating step of calculating a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value;
a shape defect factor identification step of identifying a shape defect factor region from the region in which the parameter is changed based on the result of the difference value calculation step;
characterized by comprising
(5) In the shape defect correction method according to any one of (1) to (4) above,
Change the parameter change area and parameter in the parameter change process,
Repeating the parameter change step, the second stress value calculation step, the second shape defect value calculation step, the shape defect value comparison step and the difference value calculation step,
In the shape defect value comparison step and the difference value calculation step, when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the second shape defect value is the smallest, or when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value A region in which the parameter is changed when the defect value is small and the difference value is the largest may be specified as the shape defect factor region.
(6) In the shape defect correction method according to any one of (1) to (5) above,
The parameter is selected from the group consisting of temperature, plate thickness, thermal conductivity, stress component value, strain component value, thermal expansion coefficient, transformation plasticity coefficient, specific heat, and chemical composition of the work material of the press-formed product. may be one or two or more.
（７）本発明の一態様に係る形状不良発生原因分析装置は、
プレス成形品のプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析部と、
金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析部と、
プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第１応力値を算出する第１応力値算出部と、
第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する第１形状不良値算出部と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更部と、
パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第２応力値を算出する第２応力値算出部と、
金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する第２形状不良値算出部と、
第１形状不良値と第２形状不良値とを比較する形状不良値比較部と、
第１形状不良値と第２形状不良値との差分値を算出する差分値算出部と、
パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定部と、を備えることを特徴とする。
（８）上記（７）に記載の形状不良発生原因分析装置では、
形状不良要因特定部が、
第１形状不良値よりも第２形状不良値が小さくかつ第２形状不良値が最も小さくなるとき、又は、第１形状不良値よりも第２形状不良値が小さくかつ差分値が最も大きくなるときの、パラメータを変更した領域およびパラメータを形状不良要因として特定するように構成されてもよい。
(7) A shape defect cause analysis device according to one aspect of the present invention includes:
a press forming analysis unit that performs press forming analysis of the press formed product and calculates forming data of the press formed product based on the forming conditions of the press formed product;
a mold cooling analysis unit that calculates molding data of a mold cooled product by mold cooling;
a first stress value calculation unit that calculates a first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product;
a first shape defect value calculator that calculates a first shape defect value based on the first stress value;
a parameter changing unit that divides the press-formed product into a plurality of regions and changes the parameters of each region;
Second stress value for calculating the second stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount during press-forming obtained from the forming data of the press-formed product whose parameters have been changed and the forming data of the die-cooled product a calculation unit;
a second shape defect value calculation unit that calculates a second shape defect value based on the second stress value of the mold-cooled product;
a shape defect value comparison unit that compares the first shape defect value and the second shape defect value;
a difference value calculator that calculates a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value;
and a shape defect factor specifying unit that specifies a shape defect factor region from the parameter-changed region.
(8) In the shape defect occurrence cause analysis device described in (7) above,
The shape defect factor identification unit
When the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the second shape defect value is the smallest, or when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the difference value is the largest , the parameter-changed region and the parameter may be specified as the shape defect factor.
（９）本発明の一態様に係るプログラムは、
プレス成形品の形状不良発生原因を分析するためのプログラムであって、
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出する処理と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する処理と、
プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第１応力値を算出する処理と、
金型冷却品の第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する処理と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更する処理と、
パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第２応力値を算出する処理と、
金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する処理と、
第１形状不良値と第２形状不良値とを比較する処理と、
第１形状不良値と第２形状不良値との差分値を算出する処理と、
パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
（１０）本発明の一態様に係る記録媒体は、上記（９）に記載のプログラムを格納したコンピュータで読取り可能な記録媒体である。
(9) A program according to one aspect of the present invention,
A program for analyzing the causes of shape defects in press-formed products,
A process of performing press forming analysis by numerical simulation and calculating forming data of the press formed product based on the forming conditions of the press formed product;
A process of calculating molding data for a mold-cooled product by means of numerical simulation,
A process of calculating the first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product;
A process of calculating a first shape defect value based on the first stress value of the mold cooling product;
A process of dividing the press-formed product into multiple regions and changing the parameters of each region;
A process of calculating the second stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product whose parameters have been changed and the molding data of the mold-cooled product;
A process of calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold cooling product;
a process of comparing the first shape defect value and the second shape defect value;
a process of calculating a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value;
A process of identifying a shape defect factor area from the area where the parameter is changed;
It is a program that causes a computer to execute
(10) A recording medium according to an aspect of the present invention is a computer-readable recording medium storing the program according to (9) above.
本発明によれば、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因となる部位を特定可能な形状不良発生原因分析方法、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因として特定された部位に対する修正方法を提案できる形状不良修正方法、また、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因となる部位を特定可能な、形状不良発生原因分析装置、形状不良発生原因を分析するためのプログラムおよび記録媒体を提供できる。 According to the present invention, there are provided a method for analyzing the cause of shape defects that can identify a portion that is the main cause of shape defects in press-formed products by the hot stamping method, and a major cause of shape defects in press-formed products by the hot stamping method. A shape defect correction method that can propose a correction method for the part identified as a shape defect, and a shape defect cause analysis device that can identify the part that is the main cause of the shape defect of the press-formed product by the hot stamping method. A program and recording medium for analyzing the cause of occurrence can be provided.
本発明者らは、ホットスタンプ工法による熱間成形品の部品の形状精度を担保するために、冷間成形と同様に、製品形状をＣＡＥを用いて高精度に予測し、効率的に工法対策を打つことが有効であるとの知見を見出した。冷間成形においては、コンピュータ上で応力やヤング率を部分的に削除・変化させることで、プレス成形部品の形状不良の要因部位の特定や形状付与などの対策が可能である。
一方、たとえば鋼板の熱間・温間成形、いわゆるホットスタンプ成形では、金型において加熱部、非加熱部、冷却部が存在し、金型と加熱した鋼板が部分的に接触し冷却され、鋼板の内部組織の相変態による変態ひずみや熱歪みが生じるために、プレス下死点での応力や冷却後の形状を予測することが困難であるという課題があった。
In order to ensure the shape accuracy of the parts of the hot-formed product by the hot stamping method, the present inventors used CAE to predict the product shape with high accuracy in the same way as cold forming, and efficiently took measures against the method. It was found that hitting is effective. In cold forming, by partially deleting or changing the stress and Young's modulus on a computer, it is possible to identify the part causing the shape defect of the press-formed part and to take measures such as shaping.
On the other hand, for example, in hot/warm forming of steel plate, so-called hot stamping, the mold has a heated portion, a non-heated portion, and a cooled portion, and the mold and the heated steel plate are partially contacted and cooled, and the steel plate There is a problem that it is difficult to predict the stress at the press bottom dead center and the shape after cooling because transformation strain and thermal strain occur due to the phase transformation of the internal structure of the steel.
本発明者らは、熱間・温間成形における相変態・熱歪みを考慮し、相変態後の応力を予測可能なシステムを提供することで、熱間・温間成形の温度分布が冷却後の下死点での応力分布へ与える影響を数値的に解析可能になるとの考えに基づき、冷却後の下死点における成形品の温度分布を部分的に変化させることで、プレス成形部品の形状不良の要因部位の特定や形状付与などの対策が可能となるとの知見に至った。 The present inventors consider the phase transformation and thermal strain in hot/warm forming, and provide a system that can predict the stress after phase transformation, so that the temperature distribution in hot/warm forming after cooling Based on the idea that it would be possible to numerically analyze the effect on the stress distribution at the bottom dead center, the shape of the press-formed part was changed by partially changing the temperature distribution of the molded product at the bottom dead center after cooling. We have come to the knowledge that it is possible to identify the cause of the defect and take measures such as shaping.
以下、本発明の実施形態について例を挙げて説明するが、本発明は以下で説明する例に限定されないことは自明である。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本発明の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to examples, but it is obvious that the present invention is not limited to the examples described below. In the following description, specific numerical values and materials may be exemplified, but other numerical values and materials may be applied as long as the effects of the present invention can be obtained.
［第１実施形態］
第１実施形態では、本発明の形状不良発生原因分析方法について説明する。
本実施形態に係る形状不良原因分析方法は、プレス成形品の形状不良発生原因分析方法であって、数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第１応力値を算出する第１応力値算出工程と、第１応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第１応力値に基づいて、第１寸法精度不良値を算出する第１形状不良値算出工程と、プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、パラメータ変更工程でパラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第２応力値を算出する第２応力値算出工程と、第２応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する第２形状不良値算出工程と、第１形状不良値と第２形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、第１形状不良値と第２形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、差分値算出工程の結果に基づき、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程とを含む。
[First embodiment]
In the first embodiment, a method for analyzing the cause of shape defects according to the present invention will be described.
The method for analyzing the cause of shape defects according to the present embodiment is a method for analyzing the causes of shape defects in press-formed products. A press forming analysis process to calculate the , a mold cooling analysis process to calculate the forming data of the mold cooled product by mold cooling by numerical simulation, and obtain from the forming data of the press formed product and the forming data A first stress value calculation step of calculating a first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding, and a first stress value calculation step of the mold-cooled product obtained by the first stress value calculation step A first shape defect value calculation step of calculating a first dimensional accuracy defect value based on the stress value, a parameter change step of dividing the press-formed product into a plurality of regions and changing parameters of each region, and a parameter change step. Calculate the second stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press-molding obtained from the molding data of the press-formed product whose parameters are changed in , and the molding data of the mold-cooled product. a second shape defect value calculation step of calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold-cooled product obtained by the value calculation step and the second stress value calculation step; and a first shape defect value and a second shape defect value, a difference value calculation step of calculating a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value, and a difference value calculation step. and a shape defect factor specifying step of specifying a shape defect factor region from the parameter-changed region.
ホットスタンプ工法とは、加熱炉または通電加熱装置を用い、被加工材を７００～１０００℃に加熱、搬送し、プレス成形のための金型内に被加工材を設置し、プレス成形と共に冷却を行い成形品を得る工法である。本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法は、被加工材を７００～１０００℃に加熱して、被加工材を４００～８５０℃で成形したのち、１～１０００℃／ｓの冷却速度で冷却するホットスタンプ工法に好ましく用いることができる。
寸法精度不良とは、たとえばスプリングバックや熱ひずみによるねじれなどが含まれる。スプリングバックは、プレス成形時に被加工材内に局所的に生じる応力に起因して、プレス成形後のプレス成形品に設計形状との誤差が生じる現象である。
The hot stamping method uses a heating furnace or electric heating device to heat the workpiece to 700 to 1000 ° C, convey it, place the workpiece in the mold for press molding, and cool it while press molding. It is a construction method to obtain a molded product. In the method for analyzing the cause of shape defects according to the present embodiment, the workpiece is heated to 700 to 1000 ° C., the workpiece is molded at 400 to 850 ° C., and then cooled at a cooling rate of 1 to 1000 ° C./s. It can be preferably used for the hot stamping method.
Poor dimensional accuracy includes, for example, springback and torsion due to thermal strain. Springback is a phenomenon in which a press-formed product after press-forming deviates from its designed shape due to stress that is locally generated in the workpiece during press-forming.
以下、図１のフロー図と共に本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法について説明する。 Hereinafter, the method for analyzing the cause of shape defects according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、第１形状不良値の算出ステップ（Ｓ１００～Ｓ１０８）を説明する。 First, the steps of calculating the first shape defect value (S100 to S108) will be described.
（プレス成形解析工程）
プレス成形解析工程では、成形条件を入力し（Ｓ１００）、数値シミュレーションによってプレス成形解析を行う（Ｓ１０２）。
プレス成形解析工程では、入力されたプレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出する。成形条件には、被加工材（たとえば素材鋼板）の化学成分、被加工材の形状データ、板厚、加熱条件、被加工材の搬送時間、冷却条件、熱伝導率、熱伝達率、熱膨張係数、変態塑性係数、比熱、金型の形状データが含まれる。プレス成形品の成形条件は、たとえば図２又は図３に示すようなデータテーブルとして、コンピュータで読み書き可能な記録媒体に入力されてもよい。
(Press forming analysis process)
In the press forming analysis step, forming conditions are input (S100), and press forming analysis is performed by numerical simulation (S102).
In the press-forming analysis step, forming data of the press-formed product is calculated based on the input forming conditions of the press-formed product. Forming conditions include the chemical composition of the work material (for example, steel plate), shape data of the work material, plate thickness, heating conditions, transport time of the work material, cooling conditions, thermal conductivity, heat transfer coefficient, and thermal expansion. Modulus, transformation plasticity coefficient, specific heat, mold geometry data are included. The molding conditions for the press-molded product may be input into a computer-readable/writable recording medium as a data table, for example, as shown in FIG. 2 or 3 .
プレス成形品の成形データとは、被加工材を加熱し、プレス成形した後の成形データを意味する。プレス成形品の成形データには、プレス成形品の、温度、板厚、熱伝導率、応力の成分値、歪みの成分値、相分率が含まれる。 The forming data of the press-formed product means the forming data after the material to be processed is heated and press-formed. The forming data of the press-formed product includes the temperature, plate thickness, thermal conductivity, stress component value, strain component value, and phase fraction of the press-formed product.
プレス成形品の成形データは、たとえば図４に示すようなデータテーブルとして、コンピュータで読み書き可能な記録媒体に記憶されてもよい。
成形条件として入力された被加工材の化学成分と加熱履歴によって、上記被加工材を構成する相の分率を計算することができる。さらに被加工材を構成する相の分率と各相の熱膨張係数から、上記被加工材における熱膨張係数を算出する。また、被加工材を構成する相の分率と各相の変態塑性係数から上記被加工材における変態塑性係数を算出する。
The molding data of the press-molded product may be stored in a computer-readable/writable recording medium, for example, as a data table as shown in FIG.
Based on the chemical composition and heating history of the material to be processed which are input as molding conditions, the fraction of the phases constituting the material to be processed can be calculated. Further, the coefficient of thermal expansion of the material to be processed is calculated from the fraction of phases constituting the material to be processed and the coefficient of thermal expansion of each phase. Also, the transformation plasticity coefficient of the work material is calculated from the fraction of the phases constituting the work material and the transformation plasticity coefficient of each phase.
（金型冷却解析工程）
金型冷却解析工程では、数値シミュレーションによって、金型冷却後の金型冷却品の成形データを算出する（Ｓ１０４）。
金型冷却品の成形データとは、ホットスタンプ工法によるプレス成形時の下死点保持後の成形データを意味する。金型冷却品の成形データには、プレス成形品の、温度、板厚、応力の成分値、歪みの成分値、相分率が含まれる。
上記プレス成形解析によって得られる冷却履歴によって、上記被加工材を構成する相の分率の変化を計算し更新することができる。更新した被加工材を構成する相の分率と各相の熱膨張係数から、上記被加工材における熱膨張係数を算出する。また、被加工材を構成する相の分率と各相の変態塑性係数から上記被加工材における変態塑性係数を算出する。
(Mold cooling analysis process)
In the mold cooling analysis step, numerical simulation is performed to calculate molding data of the mold-cooled product after mold cooling (S104).
The molding data of the mold-cooled product means the molding data after holding the bottom dead center during press molding by the hot stamping method. The molding data of the mold-cooled product includes the temperature, plate thickness, stress component values, strain component values, and phase fraction of the press-molded product.
The cooling history obtained by the press forming analysis allows calculation and update of changes in the fractions of the phases that make up the work piece. The coefficient of thermal expansion of the material to be processed is calculated from the fraction of phases constituting the updated material to be processed and the coefficient of thermal expansion of each phase. Also, the transformation plasticity coefficient of the work material is calculated from the fraction of the phases constituting the work material and the transformation plasticity coefficient of each phase.
金型冷却品の成形データは、図５に示すようなデータテーブルとして、コンピュータで読み書き可能な記録媒体に記憶されてもよい。 The molding data of the mold-cooled product may be stored in a computer-readable/writable recording medium as a data table as shown in FIG.
（第１応力値算出工程）
プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データを解析する際に得られるプレス成形時の時々刻々の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第１応力値を算出する（Ｓ１０６）。
(First stress value calculation step)
The first stress value of the mold-cooled product is calculated based on the momentary temperature change and strain amount during press molding obtained when the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product are analyzed (S106 ).
（第１形状不良値算出工程）
第１形状不良値算出工程では、計算されたプレス成形品または金型冷却品の第１応力値算出工程によって得られた第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する（Ｓ１０８）。
(First shape defect value calculation step)
In the first shape defect value calculation step, a first shape defect value is calculated based on the first stress value obtained by the first stress value calculation step of the calculated press-formed product or mold cooled product (S108). .
形状不良値とは、プレス成形品の任意の場所における、設計値に対する形状精度のかい離量である。
本実施形態の例では、形状不良値は、図６に示すプレス成形品で、ａ点およびａ’点を拘束した場合の、ｂ点の高さ方向ｚ（プレス成形品１０の長手方向ｘと幅方向ｙに垂直な方向）の変位量である。本実施形態の例では、設計値に対するｂ点の変位量を形状不良値とする。
The shape defect value is the amount of deviation of the shape accuracy from the design value at an arbitrary location of the press-formed product.
In the example of this embodiment, the shape defect value is the height direction z of the point b (the longitudinal direction x of the press-formed
第１形状不良値算出工程で算出される第１形状不良値は、プレス成形品の設計値に対して、ホットスタンプ工法によって成形したプレス成形品がどの程度誤差を有するかを示す計算上の値である。上述のように、ホットスタンプ成形では、金型において加熱部、非加熱部、冷却部が存在し、金型と加熱した素材鋼板が部分的に接触し冷却され、素材鋼板の内部組織における相変態や熱歪みが生じる。第１形状不良値は、このような相変態や熱歪みを考慮した形状不良値である。 The first shape defect value calculated in the first shape defect value calculation step is a calculated value that indicates how much the press-formed product formed by the hot stamping method has an error with respect to the design value of the press-formed product. is. As described above, in hot stamping, the mold has a heated portion, a non-heated portion, and a cooled portion. and thermal distortion. The first shape defect value is a shape defect value considering such phase transformation and thermal strain.
次に、第２形状不良値の算出ステップ（Ｓ１１０～Ｓ１２２）を説明する。第１形状不良値の算出ステップ（Ｓ１００～Ｓ１０８）と第２形状不良値の算出ステップ（Ｓ１１０～Ｓ１２２）を実施する順序は問わず、これらのステップが並行して実施されてもよい。
なお、以下の説明では、第１形状不良値の算出ステップ（Ｓ１００～Ｓ１０８）と第２形状不良値の算出ステップ（Ｓ１１０～Ｓ１２２）とで、重複する構成の説明は省略する。
Next, the steps of calculating the second shape defect value (S110 to S122) will be described. The steps of calculating the first shape defect value (S100 to S108) and the steps of calculating the second shape defect value (S110 to S122) may be performed in parallel regardless of the order.
In the following description, redundant description of the first shape defect value calculation steps (S100 to S108) and the second shape defect value calculation steps (S110 to S122) will be omitted.
（プレス成形解析工程）
プレス成形解析工程では、成形条件を入力し（Ｓ１１０）、数値シミュレーションによってプレス成形解析を行う（Ｓ１１２）。
プレス成形解析工程では、入力されたプレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出する。
(Press forming analysis process)
In the press forming analysis step, forming conditions are input (S110), and press forming analysis is performed by numerical simulation (S112).
In the press-forming analysis step, forming data of the press-formed product is calculated based on the input forming conditions of the press-formed product.
（金型冷却解析工程）
金型冷却解析工程では、数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する（Ｓ１１４）。
(Mold cooling analysis process)
In the mold cooling analysis step, numerical simulation is performed to calculate molding data of the product cooled by mold cooling (S114).
（パラメータ変更工程）
パラメータ変更工程では、プレス成形品を複数の領域に分割する（Ｓ１１６）。
具体的には、領域分割ソフトウェアを用いて、プレス成形品の面を複数の領域に仮想的に分割する処理を行う。分割する領域は、プレス成形品の形状などに基づいて決定すればよく、幅方向に５～２００、長手方向に５～４００の数に分割することが好ましい。
(Parameter change process)
In the parameter changing step, the press-formed product is divided into a plurality of regions (S116).
Specifically, region division software is used to virtually divide the surface of the press-formed product into a plurality of regions. The area to be divided may be determined based on the shape of the press-formed product, and it is preferable to divide the area into 5 to 200 in the width direction and 5 to 400 in the longitudinal direction.
図６に、プレス成形品１０を幅方向に７、長手方向に１０の数の領域に分割した例を示す。図６の例では、稜線部と平面部の領域の面積は異なり、稜線部、天板面、縦壁部を分けるように分割するのが好ましい。
FIG. 6 shows an example in which the press-formed
そして、分割された各領域のパラメータを変更する（Ｓ１１８）。
図７から図９に、分割された各領域のパラメータを変更する場合のデータテーブルの一例を示す。
たとえば図７では、Ｘ個に領域分割し、領域４のみの温度を５４０℃に変更している。連続的に処理することによって、領域１～Ｘのうちの１つの領域のみの温度を変更した、成形前入力データをＸ個作成する。たとえば図８では、Ｘ個に領域分割し、領域１のみの板厚を１．６ｍｍに変更している。連続的に処理することによって、領域１～Ｘのうちの１つの領域のみの板厚を変更した、成形前入力データをＸ個作成する。また、たとえば図９では、Ｘ個に領域分割し、領域４のみの熱伝達率を２６００Ｗ／ｍ２・Ｋに変更している。連続的に処理することによって、領域１～Ｘのうちの１つの領域のみの金型の熱伝達率を変更した、成形前入力データをＸ個作成する。
Then, the parameters of each divided area are changed (S118).
7 to 9 show examples of data tables when changing the parameters of each divided area.
For example, in FIG. 7, the area is divided into X areas, and the temperature of
パラメータ変更工程で変更するパラメータは、プレス成形品の、温度、板厚、熱伝導率、応力の成分値、歪みの成分値、熱膨張係数、変態塑性係数、比熱、素材鋼板の化学成分、金型との熱伝達係数からなる群から選択される１種または２種以上であることが好ましい。
パラメータ変更工程で変更するパラメータは、より好ましくは、プレス成形品の、温度、板厚、熱伝導率、比熱、金型との熱伝達係数からなる群から選択される１種である。
The parameters to be changed in the parameter change process are the temperature, plate thickness, thermal conductivity, stress component value, strain component value, thermal expansion coefficient, transformation plasticity coefficient, specific heat, chemical composition of the material steel plate, metal It is preferably one or more selected from the group consisting of heat transfer coefficients with the mold.
The parameter to be changed in the parameter changing step is more preferably one selected from the group consisting of the temperature, plate thickness, thermal conductivity, specific heat, and heat transfer coefficient with the mold of the press-formed product.
（第２応力値算出工程）
第２応力値算出工程では、パラメータ変更工程でパラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第２応力値を算出する（Ｓ１２０）。
(Second stress value calculation step)
In the second stress value calculation process, based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-formed product whose parameters have been changed in the parameter change process and the molding data of the mold-cooled product, is calculated (S120).
（第２形状不良値算出工程）
第２形状不良値算出工程では、第２応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する（Ｓ１２２）。
第２形状不良値の算出方法などは、上述の第１形状不良値の算出方法と同様である。
(Second shape defect value calculation step)
In the second shape defect value calculation step, a second shape defect value is calculated based on the second stress value of the die-cooled product obtained in the second stress value calculation step (S122).
The method of calculating the second shape defect value and the like are the same as the method of calculating the first shape defect value described above.
（形状不良値比較工程）
形状不良値比較工程では、評価点において第１形状不良値と第２形状不良値とを比較する（Ｓ１２４）。評価点は、形状不良値を算出する為の拘束点から離れた位置とすることが望ましい。たとえば図６に示す拘束点ａおよびａ’から離れた位置であるbが評価点である。
形状不良値比較工程では、上述のＳ１００～Ｓ１２２のステップで算出された第１形状不良値と第２形状不良値の絶対値を比較して、第１形状不良値と第２形状不良値のどちらが大きいか判定する。
(Shape defect value comparison step)
In the shape defect value comparison step, the first shape defect value and the second shape defect value are compared at the evaluation point (S124). It is desirable that the evaluation point is located away from the constraint point for calculating the shape defect value. For example, b, which is a position away from constraint points a and a' shown in FIG. 6, is an evaluation point.
In the shape defect value comparison step, the absolute values of the first shape defect value and the second shape defect value calculated in steps S100 to S122 are compared to determine which of the first shape defect value and the second shape defect value is Determine if it is large.
（差分値算出工程）
差分値算出工程では、上述のＳ１００～Ｓ１２２のステップで算出された第１形状不良値と第２形状不良値との差分値を算出する（Ｓ１２６）。
差分値算出工程では、第１形状不良値と第２形状不良値のそれぞれの絶対値の差分値を算出する。
(Difference value calculation step)
In the difference value calculation step, a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value calculated in steps S100 to S122 is calculated (S126).
In the difference value calculation step, a difference value between the absolute values of the first shape defect value and the second shape defect value is calculated.
本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法では、パラメータ変更工程でパラメータを変更する領域およびパラメータを変更し、分割領域数分の成形入力データを作成し、上述の、パラメータ変更工程、第２応力値算出工程、第２形状不良値算出工程、形状不良値比較工程および差分値算出工程（Ｓ１１８～Ｓ１２６）を繰り返し行う。
すなわち、分割された領域の全てに対して、一又は複数の所定のパラメータについて、Ｓ１１８～Ｓ１２６のステップを実施する。あるいは、分割された領域のうちの特定の領域に対して、一又は複数の所定のパラメータについて、Ｓ１１８～Ｓ１２６のステップを実施してもよい。
In the shape defect occurrence cause analysis method according to the present embodiment, the parameters are changed in the parameter changing step and the parameters are changed, the molding input data for the number of divided regions are created, and the parameter changing step, the second stress The value calculation process, the second shape defect value calculation process, the shape defect value comparison process, and the difference value calculation process (S118 to S126) are repeatedly performed.
That is, steps S118 to S126 are performed for one or more predetermined parameters for all of the divided regions. Alternatively, steps S118 to S126 may be performed with respect to one or more predetermined parameters for a specific area among the divided areas.
（形状不良要因特定工程）
形状不良要因特定工程では、差分値算出工程の結果に基づき、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する（Ｓ１２８）。
(Shape defect factor identification process)
In the shape defect factor identification step, a shape defect factor region is identified from the region in which the parameter is changed based on the result of the difference value calculation step (S128).
本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法では、形状不良要因特定工程において、形状不良値比較工程と差分値算出工程との結果から、第１形状不良値よりも第２形状不良値が小さくかつ差分値が最も大きくなるときの、パラメータを変更した領域における形状不良要因領域を特定する。 In the shape defect occurrence cause analysis method according to the present embodiment, in the shape defect factor identification step, from the results of the shape defect value comparison step and the difference value calculation step, the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and A shape defect factor area is specified in the area where the parameter is changed when the difference value is the largest.
第１形状不良値よりも第２形状不良値が小さく、かつ第１形状不良値と第２形状不良値との差分値が最も大きくなるとき、形状不良値、すなわちプレス成形品のスプリングバック量が最も小さくなる。
そのため、第１形状不良値よりも第２形状不良値が小さく、かつ第１形状不良値と第２形状不良値との差分値が最も大きくなるときのパラメータを変更した領域を、形状不良に最も影響を与える形状不良要因部位（あるいは領域）として特定することができる。このような部位を、形状不良要因領域と称してもよい。形状不良要因領域は、たとえば表示装置上において、図１０のように、太線部ｃで囲まれた領域として示されてもよい。
When the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value is the largest, the shape defect value, that is, the springback amount of the press-formed product is be the smallest.
Therefore, the area in which the parameter is changed when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value is the largest is the shape defect most. It can be specified as an influential shape defect factor site (or region). Such a portion may be referred to as a shape defect factor region. The shape defect factor area may be indicated as an area surrounded by a thick line portion c, as shown in FIG. 10, on a display device, for example.
また、第１形状不良値よりも第２形状不良値が小さく、かつ第１形状不良値と第２形状不良値との差分値が最も大きくなるときのパラメータを変更した領域のパラメータを、形状不良に最も影響を与えるパラメータとして特定することができる。このようなパラメータを、たとえば形状不良要因パラメータと称してもよい。 In addition, the parameter of the region where the parameter is changed when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the difference value between the first shape defect value and the second shape defect value is the largest is defined as the shape defect value. can be identified as the parameter that has the greatest impact on Such parameters may be called, for example, shape defect factor parameters.
なお、形状不良値比較工程と差分値算出工程との結果から、上述の第１形状不良値よりも第２形状不良値が大きくなる場合には、形状不良へ影響する領域はないと判定される。この場合、第１形状不良値を最小の形状不良値としてもよい。 From the results of the shape defect value comparison step and the difference value calculation step, if the second shape defect value is larger than the first shape defect value, it is determined that there is no region that affects the shape defect. . In this case, the first shape defect value may be the minimum shape defect value.
形状不良要因となる領域の表示方法あるいは出力方法は、たとえば、第１形状不良値と第２形状不良値との差分値を、パラメータを変更した領域に対し数値として与え、Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐ．製のＬＳ－ＰＲＥＰＯＳＴ等のソフトを用いて表示する方法がある。
図１１は、表示装置の画面上で形状不良要因を表示する一例を示す図である。形状不良要因となる領域は、たとえば図１１に示すように、分割領域ごとに形状不良に与える影響度の大小に応じて色分けされて表されてもよい。
A method of displaying or outputting a region that causes a shape defect is, for example, a difference value between a first shape defect value and a second shape defect value, which is given as a numerical value to a region whose parameters have been changed. There is a method of displaying using software such as LS-PREPOST manufactured by the company.
FIG. 11 is a diagram showing an example of displaying shape defect factors on the screen of the display device. For example, as shown in FIG. 11, the regions that cause shape defects may be represented by different colors depending on the degree of influence on the shape defects for each divided region.
図１１の例では、プレス成形品１０の中央側面部が形状不良に与える影響度が大きい領域であるとされている。また、プレス成形品１０の両端部とその近傍は、形状不良に与える影響度が小さい領域とされている。
In the example of FIG. 11, the central side surface of the press-formed
なお、本実施形態で説明した形状不良発生原因分析方法における各工程の順序は一例に過ぎず、各工程の順序を入れ替えて同分析方法を実施してもよい。 In addition, the order of each step in the method for analyzing the cause of the shape defect described in the present embodiment is merely an example, and the same analysis method may be performed by changing the order of each step.
本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法では、上述の形状不良要因パラメータの具体的な値を特定することもできる。形状不良値比較工程と差分値算出工程との結果から、第１形状不良値よりも第２形状不良値が小さくかつ差分値が最も大きくなるときの、パラメータを変更した領域およびパラメータ、並びにこのパラメータの値を特定してもよい。
上述のように特定されたパラメータを変更した領域およびパラメータは、形状不良への影響が最も大きい。そのため、この領域のパラメータを変更することで、プレス成形品の形状不良を最も小さくすることができる。
In the shape defect occurrence cause analysis method according to the present embodiment, it is also possible to specify specific values of the shape defect factor parameters described above. From the results of the shape defect value comparison step and the difference value calculation step, the area and parameter where the parameter is changed when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the difference value is the largest, and this parameter may specify the value of
The region and parameter where the parameters specified as described above are changed have the greatest influence on the shape defect. Therefore, by changing the parameters in this region, it is possible to minimize the shape defects of the press-formed product.
上述の実施形態に係る形状不良発生原因分析方法を実施して形状不良要因を特定したのち、形状不良要因として特定された領域に対して、さらに上述の実施形態に係る形状不良発生原因分析方法を実施して形状不良要因となる領域をさらに特定してもよい。
この場合、上述のＳ１００～Ｓ１２８を実施し、形状不良要因として特定された領域に対して、さらに分割領域を小さくしてＳ１００～Ｓ１２８と同様のステップを実施する。これにより、さらに詳細な形状不良要因を特定することができる。
After performing the shape defect occurrence cause analysis method according to the above-described embodiment to specify the shape defect factor, the shape defect occurrence cause analysis method according to the above-described embodiment is further applied to the region specified as the shape defect factor. A region that causes a shape defect may be further specified.
In this case, the above-described S100 to S128 are performed, and the division area is further reduced for the area specified as the cause of the shape defect, and the same steps as S100 to S128 are performed. This makes it possible to identify more detailed shape defect factors.
上述の実施形態に係る形状不良発生原因分析方法は、被加工材（ブランク）に温度勾配がある場合、すなわちプレス成形の直前で一つの被加工材に温度分布がある場合にも好ましく用いることができる。また上述の実施形態に係る形状不良発生原因分析方法は、ホットスタンプ工法のプレス成形に用いる金型に温度勾配がある場合、すなわち、ダイ、パンチ、パッドのいずれかまたはすべての金型に温度分布がある場合にも好ましく用いることができる。あるいは、上述の実施形態に係る形状不良発生原因分析方法は、被加工材（ブランク）および金型に温度勾配がある場合にも好ましく用いることができる。 The shape defect occurrence cause analysis method according to the above-described embodiment can also be preferably used when there is a temperature gradient in the workpiece (blank), that is, when there is a temperature distribution in one workpiece immediately before press molding. can. Further, the shape defect generation cause analysis method according to the above-described embodiment can be used when the mold used for press molding by the hot stamping method has a temperature gradient, that is, the temperature distribution in any or all of the dies, punches, and pads. It can also be preferably used when there is Alternatively, the shape defect occurrence cause analysis method according to the above-described embodiment can be preferably used when there is a temperature gradient in the workpiece (blank) and the mold.
上述の実施形態に係る形状不良発生原因分析方法によれば、鋼板や棒鋼などの鋼材、アルミ、マグネシウム、チタンなどの材料、あるいはこれらの合金をホットスタンプ工法によってプレス成形した際に、プレス成形品に発生する形状不良の要因となる被加工材の領域および／又はプレス成形品に発生する形状不良の要因となる部位およびパラメータを特定することができる。 According to the shape defect generation cause analysis method according to the above-described embodiment, when steel materials such as steel plates and steel bars, materials such as aluminum, magnesium, and titanium, or alloys thereof are press-formed by a hot stamping method, press-formed products It is possible to specify the area of the workpiece that causes the shape defect that occurs in the press-formed product and/or the site and parameter that cause the shape defect that occurs in the press-formed product.
本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法によれば、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因となる部位を特定できる。また、形状不良の主要な発生原因となる部位における形状不良の要因となるパラメータを特定することができる。 According to the shape defect occurrence cause analysis method according to the present embodiment, it is possible to identify the portion that is the main cause of the shape defect of the press-formed product formed by the hot stamping method. In addition, it is possible to specify the parameters that are the cause of the shape defect in the portion that is the main cause of the shape defect.
［第２実施形態］
本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法は、基本的な構成は上述の第１実施形態に係る形状不良発生原因分析方法と同様であるが、形状不良要因特定工程において、形状不良値比較工程と差分値算出工程との結果から、第１形状不良値よりも第２形状不良値が小さくかつ第２形状不良値が最も小さくなるときの、パラメータを変更した領域およびパラメータを形状不良要因として特定する。
[Second embodiment]
The shape defect occurrence cause analysis method according to the present embodiment has the same basic configuration as the shape defect occurrence cause analysis method according to the first embodiment described above, but in the shape defect factor identification step, the shape defect value comparison step and the difference value calculating step, specify the area and the parameter where the parameter is changed when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the second shape defect value is the smallest as the shape defect factor. do.
第２形状不良値が最も小さくなるとき、形状不良値、すなわちプレス成形品のスプリングバック量が最も小さくなる。
そのため、第２形状不良値が最も小さくなるときのパラメータを変更した領域を、形状不良に最も影響を与える形状不良要因部位（あるいは領域）として特定することができる。
また、第２形状不良値が最も小さくなるときのパラメータを変更した領域のパラメータを、形状不良に最も影響を与えるパラメータとして特定することができる。
When the second shape defect value is the smallest, the shape defect value, that is, the springback amount of the press-formed product is the smallest.
Therefore, the region where the parameter is changed when the second shape defect value is the smallest can be specified as the shape defect factor portion (or region) that most affects the shape defect.
In addition, it is possible to specify the parameter of the region where the parameter is changed when the second shape defect value is the smallest as the parameter that most affects the shape defect.
なお、形状不良値比較工程と差分値算出工程との結果から、上述の第１形状不良値よりも第２形状不良値が大きくなる場合には、形状不良へ影響する領域はないと判定される。この場合、第１形状不良値を最小の形状不良値としてもよい。 From the results of the shape defect value comparison step and the difference value calculation step, if the second shape defect value is larger than the first shape defect value, it is determined that there is no region that affects the shape defect. . In this case, the first shape defect value may be the minimum shape defect value.
本実施形態に係る形状不良発生原因分析方法では、形状不良を低減するためのパラメータ値が定量的に得られ、そのパラメータを目標にプレス方法を目標に制御すれば形状精度に優れた製品が得られるという効果がある。 In the method for analyzing the cause of shape defects according to the present embodiment, parameter values for reducing shape defects can be obtained quantitatively, and by controlling the pressing method with those parameters as targets, products with excellent shape accuracy can be obtained. It has the effect of being
［第３実施形態］
次に、本発明の形状不良修正方法について説明する。本実施形態に係る形状不良修正方法では、プレス成形品の素材鋼板を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、下記プレス成形品の形状不良発生原因分析方法によって特定された、パラメータを変更した領域に対して部分的に冷却、保温又は加熱を行うか、パラメータを変更した領域以外の領域に対して部分的に冷却、保温又は加熱を行い、製造工程中の形状不良要因部位近傍の温度分布の不均一を低減する対策を行う。
[Third embodiment]
Next, the shape defect correcting method of the present invention will be described. In the shape defect correcting method according to the present embodiment, in the conveying process or the pressing process from heating the material steel plate of the press-formed product to placing it in the mold, the following method for analyzing the cause of shape defects in the press-formed product is used. Partial cooling, heat insulation, or heating of the identified area where the parameter is changed, or partial cooling, heat insulation, or heating of the area other than the area where the parameter is changed, and Measures are taken to reduce non-uniform temperature distribution in the vicinity of the part causing the shape defect.
本実施形態に係る形状不良修正方法は、以下の工程を含むプレス成形品の形状不良発生原因分析方法を利用する。
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第１応力値を算出する第１応力値算出工程と、第１応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する第１形状不良値算出工程と、プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、パラメータ変更工程でパラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第２応力値を算出する第２応力値算出工程と、第２応力値算出工程によって得られた金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する第２形状不良値算出工程と、第１形状不良値と第２形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、第１形状不良値と第２形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、差分値算出工程の結果に基づき、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程。
The shape defect correcting method according to the present embodiment utilizes a method for analyzing the cause of shape defect occurrence of a press-formed product including the following steps.
Press forming analysis is performed by numerical simulation, and the forming data of the press-formed product is calculated based on the forming conditions of the press-formed product. Based on the mold cooling analysis process and the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press molded product and the molding data of the cooled mold product, the first stress value of the mold cooled product is calculated. A first shape defect value calculation step of calculating a first shape defect value based on the first stress value of the mold cooled product obtained by the first stress value calculation step and the first stress value calculation step; is divided into multiple areas, and the parameter change process that changes the parameters of each area, and the press-molded data obtained from the press-formed product and the mold-cooled product whose parameters have been changed in the parameter change process Based on the second stress value of the mold-cooled product obtained by the second stress value calculation step of calculating the second stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and the strain amount, and the second stress value of the mold-cooled product obtained by the second stress value calculation step a second shape defect value calculation step of calculating a second shape defect value; a shape defect value comparison step of comparing the first shape defect value and the second shape defect value; and a first shape defect value and a second shape defect value. and a shape defect factor identification step of identifying a shape defect factor area from the area in which the parameter is changed based on the result of the difference value calculation process.
なお、本実施形態に係る形状不良修正方法では、上述の第１および第２実施形態の形状不良発生原因分析方法の構成を採用することができる。
本実施形態では、上述の第１実施形態の形状不良要因特定工程で形状不良要因となる領域およびパラメータを特定した場合について説明する。
In addition, in the shape defect correcting method according to the present embodiment, the configuration of the shape defect occurrence cause analysis method of the above-described first and second embodiments can be adopted.
In this embodiment, a case will be described in which a region and a parameter that cause a shape defect are specified in the shape defect factor specifying step of the above-described first embodiment.
図１２は、図１１同様に、表示装置の画面上で形状不良要因を表示する一例を示す図である。
図１２の例では、プレス成形品１０の中央側面部が形状不良に与える影響度が大きい領域が太線ｄで囲まれた範囲として示されている。また、プレス成形品１０の両端部とその近傍は、形状不良に与える影響度が小さい領域が太線ｅおよびｅ’で囲まれた範囲として示されている。
製造工程中の形状不良要因部位近傍の温度分布の不均一、それに伴う相変態の不均一な発生が原因となり応力値が増加し、形状不良が生じるものと考えられる。本実施形態に係る形状不良修正方法では、形状不良要因部位近傍の温度分布の不均一を低減させることで、形状不良が改善される。
FIG. 12, like FIG. 11, is a diagram showing an example of displaying shape defect factors on the screen of the display device.
In the example of FIG. 12, the area surrounded by the thick line d indicates the area where the central side surface of the press-formed
It is considered that the stress value increases due to non-uniform temperature distribution in the vicinity of the part causing the shape defect during the manufacturing process, and the accompanying non-uniform occurrence of phase transformation causes the shape defect. In the shape defect correcting method according to the present embodiment, the shape defect is improved by reducing the non-uniformity of the temperature distribution in the vicinity of the portion causing the shape defect.
本実施形態に係る形状不良修正方法では、プレス成形品の素材鋼板を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、温度分布の不均一を解消するために、形状不良要因領域に対して部分的に冷却、保温又は加熱を行うか、形状不良要因領域以外の領域に対して部分的に冷却、保温又は加熱を行い、製造工程中の形状不良要因部位近傍の温度分布の不均一を低減する対策を行う。 In the shape defect correcting method according to the present embodiment, in the conveying process from heating the material steel plate of the press-formed product to placing it in the mold, or in the pressing process, in order to eliminate uneven temperature distribution, the shape Partially cooling, keeping warm, or heating the defect factor area, or partially cooling, keeping warm, or heating the area other than the shape defect factor area, and the temperature in the vicinity of the shape defect factor part during the manufacturing process Take measures to reduce uneven distribution.
例えば、図１２では、太線ｄで示された領域に対して部分的に冷却を行う。又は、太線ｅ又はｅ’で示された領域に対して部分的に保温又は加熱を行い、製造工程中の温度分布の不均一を低減させる。
冷却方法は、部分的に流量を増加させて直接水冷を行う方法、部分的に冷媒をスプレーで吹きかける方法、部分的に高熱伝導率の金型を用いて金型冷却する方法などが挙げられる。加熱方法は、搬送中にレーザーを照射して加熱する方法、部分的に通電加熱することで部分的に加熱する方法、ヒータを設置した金型を用いて金型加熱する方法などが挙げられる。保温方法は、被加工材を部分的に断熱カバーで覆い搬送する方法などが挙げられる。
For example, in FIG. 12, the area indicated by the thick line d is partially cooled. Alternatively, the region indicated by the thick line e or e' is partially insulated or heated to reduce non-uniform temperature distribution during the manufacturing process.
Cooling methods include a method of partially increasing the flow rate and directly water-cooling, a method of partially spraying a refrigerant with a spray, and a method of partially cooling the mold using a mold with high thermal conductivity. Examples of the heating method include a method of heating by irradiating a laser during transportation, a method of partially heating by electrically heating, and a method of heating a mold using a mold provided with a heater. As a heat insulating method, there is a method of partially covering the material to be processed with a heat insulating cover and conveying the material.
上述の加熱、保温又は冷却は、プレス成形品の素材鋼板を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で行う。 The above-described heating, heat insulation, or cooling is performed in the conveying process or the pressing process from heating the material steel plate of the press-formed product to placing it in the mold.
また、本実施形態に係る形状不良修正方法では、プレス成形品の素材鋼板を加熱してから金型内に設置するまでの搬送工程、又はプレス工程で、形状不良要因領域の板厚又は形状不良要因領域以外の領域の板厚を変更してもよい。 In addition, in the shape defect correcting method according to the present embodiment, the plate thickness or the shape defect in the shape defect factor region is removed in the conveying process or the pressing process from heating the material steel plate of the press-formed product to placing it in the mold. You may change the plate|board thickness of area|regions other than a factor area|region.
板厚を調整することにより、被加工材の冷却速度を制御することができ、製造工程における温度不均一を低減させることができる。 By adjusting the plate thickness, it is possible to control the cooling rate of the workpiece and reduce temperature non-uniformity in the manufacturing process.
なお、上述の実施形態に係るプレス成形品の板厚は、３ｍｍ以下、好ましくは１．６ｍｍ以下である。 The plate thickness of the press-formed product according to the above embodiment is 3 mm or less, preferably 1.6 mm or less.
また、本実施形態に係る形状不良修正方法では、プレス成形品の被加工材を加熱してから金型内に設置したのちのプレス工程で、形状不良要因領域に対向する金型のクリアランス、又は形状不良要因領域以外の領域に対向する金型のクリアランスを変更してもよい。 Further, in the shape defect correcting method according to the present embodiment, in the pressing process after heating the workpiece of the press-formed product and placing it in the mold, the clearance of the mold facing the shape defect factor region, or The clearance of the mold facing the region other than the shape defect factor region may be changed.
また、本実施形態に係る形状不良修正方法では、プレス成形品の素材鋼板を加熱してから金型内に設置したのちのプレス工程で、形状不良要因領域における金型の熱伝導率又は形状不良要因領域以外の領域における金型の熱伝導率を変更してもよい。 Further, in the shape defect correction method according to the present embodiment, in the pressing process after heating the material steel plate of the press-formed product and placing it in the mold, the thermal conductivity of the mold in the shape defect factor region or the shape defect The thermal conductivity of the mold may be changed in regions other than the factor region.
また、本実施形態に係る形状不良修正方法では、プレス成形品の素材鋼板を加熱してから金型内に設置したのちのプレス工程で、形状不良要因領域における被加工材と金型との接触圧又は形状不良要因領域以外の領域における被加工材と金型との接触圧を変更してもよい。 In addition, in the shape defect correcting method according to the present embodiment, in the press process after heating the material steel plate of the press-formed product and placing it in the mold, the contact between the workpiece and the mold in the shape defect factor region The contact pressure between the workpiece and the mold may be changed in areas other than the pressure or the shape defect factor area.
なお、形状不良値比較工程と差分値算出工程との結果から、上述の第１形状不良値よりも第２形状不良値が大きくなる場合には、形状不良へ影響する領域はないと判定される。この場合、本実施形態に係る形状不良修正方法による修正は必要ない。 From the results of the shape defect value comparison step and the difference value calculation step, if the second shape defect value is larger than the first shape defect value, it is determined that there is no region that affects the shape defect. . In this case, correction by the shape defect correction method according to this embodiment is not necessary.
なお、本実施形態に係る形状不良修正方法では、上述の第１および第２実施形態の形状不良発生原因分析方法の各構成を単独であるいは組み合わせて採用することができる。 In addition, in the shape defect correcting method according to the present embodiment, each configuration of the shape defect occurrence cause analysis method of the above-described first and second embodiments can be employed singly or in combination.
［第４実施形態］
次に、本発明の形状不良発生原因分析装置について説明する。
図１３は、本実施形態に係る形状不良要因分析装置の構成図である。
本実施形態に係る形状不良発生原因分析装置４００は、図１３に示すように、ホットスタンプ工法によって得られるプレス成形品のプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析部４０１と、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析部４０２と、プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第１応力値を算出する第１応力値算出部（応力値算出部４０３）と、第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する第１形状不良値算出部（形状不良値算出部４０４）と、プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更部４０５と、パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第２応力値を算出する第２応力値算出部（応力値算出部４０３）と、金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する第２形状不良値算出部（形状不良値算出部４０４）と、１形状不良値と第２形状不良値とを比較する形状不良値比較部４０６と、第１形状不良値と第２形状不良値との差分値を算出する差分値算出部４０７と、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定部４０８とを備える。
[Fourth embodiment]
Next, the shape defect generation cause analysis device of the present invention will be described.
FIG. 13 is a configuration diagram of a shape defect factor analysis device according to this embodiment.
As shown in FIG. 13, the shape defect occurrence
図１３の例では、上述のプレス成形解析部４０１から形状不良要因特定部４０８は、演算処理部４０９に含まれている。また、本実施形態に係る形状不良要因分析装置は、演算処理部４０９は、入力部４１０、記憶部４１１、出力部４１２を有する。
演算処理部４０９は、ＣＰＵ、メモリを含むコンピュータであってもよい。入力部４１０は外部記憶装置、他のコンピュータ、測定装置、キーボード等であってもよい。記憶部４１１はハードディスクなどの記憶媒体であってもよい。出力部４１２は、ディスプレイやプリンタであってもよい。
In the example of FIG. 13 , the press forming analysis unit 401 to the shape defect
The
入力部４１０は、後述するプレス成形解析部４０１および金型冷却解析部４０２で解析対象となる被加工材の形状データ（板厚、長さ、幅、曲率等）、性状（化学成分、結晶粒径、強度、伸びなどの材質、表面状態に対応する摩擦係数など）、被加工材の加熱温度や温度分布、金型形状（ダイ（金型）及びパンチ形状、曲率、径、クリアランス、潤滑条件）、プレス条件（しわ押さえ荷重、パッド荷重、ビード張力、プレス圧力、温度、冷却速度）などの成形条件を入力する入力部である。
The
プレス成形解析部４０１は、入力部４１０で入力された成形条件を入力情報として、弾塑性有限要素法、剛塑性有限要素法、ワンステップ有限要素法、境界要素法、初等解析等を用いて、プレス成形された被加工物である鋼板等の応力や歪や板厚などを求める数値解析を行う。プレス成形解析部４０１は、被加工物の板厚、応力の成分値、歪の成分値等の変数や、その変数の分布という形式で数値解析結果を出力する。応力値の算出に関しては、随時応力値算出部４０３とプレス成形解析部４０１との間で、被加工材の温度・相分率・ひずみ状態に関する状態変数に関してデータ通信を行い、熱膨張ひずみ・相変態ひずみを考慮に入れ、平面応力状態を仮定して、収束計算を行うことで任意のひずみ状態における応力、要素ごとの状態変数を計算する。プレス成形解析部４０１の出力データは、例えば、電子ファイル「ｐｒｅｓｓ＿ｐｏｓｔ＿ｄａｔａ．ｋ」として、記憶部４１１に出力される。「ｐｒｅｓｓ＿ｐｏｓｔ＿ｄａｔａ．ｋ」には更新された、被加工材の温度・相分率・ひずみ・応力の状態変数データが含まれる。
The press forming analysis unit 401 uses the forming conditions input at the
プレス成形解析部４０１による数値解析は、有限要素法（例えば市販のソフトウェアＰＡＭ－ＳＴＡＭＰ、ＬＳ－ＤＹＮＡ、Ａｕｔｏｆｏｒｍ、ＯＰＴＲＩＳ、ＩＴＡＳ－３Ｄ、ＡＳＵ／Ｐ－ＦＯＲＭ、ＡＢＡＱＵＳ、ＡＮＳＹＳ、ＭＡＲＣ、ＨＹＳＴＡＭＰ、Ｈｙｐｅｒｆｏｒｍ、ＳＩＭＥＸ、Ｆａｓｔｆｏｒｍ３Ｄ、Ｑｕｉｋｓｔａｍｐ）を用いて、プレス成形する製品の形状データ（板厚、長さ、幅、曲率など）及び、使用する金属板の性状（化学成分、結晶粒径、強度、伸びなどの材質、、表面状態に対応する摩擦係数など）に基づいて、必要であれば金型形状（ダイ及びパンチ形状、曲率、径、クリアランス、潤滑条件）、ホットスタンプ工法でのプレス条件（温度、圧力、冷却速度、熱伝達係数）などの成形条件を設定し、成形解析を行い、かつ、成形後の応力、歪値の分布を数値的に得ることができる。 Numerical analysis by the press forming analysis unit 401 is performed using the finite element method (for example, commercially available software PAM-STAMP, LS-DYNA, Autoform, OPTRIS, ITAS-3D, ASU/P-FORM, ABAQUS, ANSYS, MARC, HYSTAMP, Hyperform, SIMEX, Fastform3D, Quikstamp), the shape data of the product to be press-molded (plate thickness, length, width, curvature, etc.) and the properties of the metal plate to be used (chemical composition, crystal grain size, strength, elongation, etc. Material, friction coefficient corresponding to surface condition, etc.), if necessary, mold shape (die and punch shape, curvature, diameter, clearance, lubrication conditions), press conditions in hot stamping method (temperature, pressure , cooling rate, heat transfer coefficient) can be set, molding analysis can be performed, and distribution of stress and strain values after molding can be obtained numerically.
また、プレス成形解析部４０１は、有限要素法による応力分布や曲率等の解析結果を、ポスト処理ソフトを用いて、出力部４１２にコンタ表示することが可能である。
In addition, the press forming analysis unit 401 can contour display the analysis results of stress distribution, curvature, etc. by the finite element method on the
金型冷却解析部４０２は、入力部４１０で入力された成形条件、プレス成形解析部４０１の出力データ「ｐｒｅｓｓ＿ｐｏｓｔ＿ｄａｔａ．ｋ」を入力情報として、弾塑性有限要素法、剛塑性有限要素法、ワンステップ有限要素法、境界要素法、初等解析等を用いて、金型冷却された被加工物である鋼板等の応力や歪や板厚などを求める数値解析を行う。金型冷却解析部４０２は、被加工物の板厚、応力の成分値、歪の成分値等の変数や、その変数の分布という形式で数値解析結果を出力する。応力値の算出に関しては、随時応力値算出部４０３と金型冷却解析部４０２との間で、被加工材の温度・相分率・ひずみ状態に関する状態変数に関してデータ通信を行い、熱膨張ひずみ・相変態ひずみを考慮に入れ、平面応力状態を仮定して、収束計算を行うことで任意のひずみ状態における応力、要素ごとの状態変数を計算する。金型冷却解析部４０２の出力データは、例えば、電子ファイル「ｑｕｅｎｃｈ＿ｐｏｓｔ＿ｄａｔａ．ｋ」として、記憶部４１１に出力される。「ｑｕｅｎｃｈ＿ｐｏｓｔ＿ｄａｔａ．ｋ」には更新された、被加工材の温度・相分率・ひずみ・応力の状態変数データが含まれる。
The mold
形状不良値算出部４０４は、プレス成形解析部４０１の出力データファイル「ｐｒｅｓｓ＿ｐｏｓｔ＿ｄａｔａ．ｋ」、または金型冷却解析部４０２の出力データファイル「ｑｕｅｎｃｈ＿ｐｏｓｔ＿ｄａｔａ．ｋ」を入力データとして用いて、スプリングバック解析を行う。スプリングバック解析とは、プレス成形解析部４０１、金型冷却解析部４０２、および応力値算出部４０３の出力結果である被加工物の板厚、応力の成分値、歪の成分値等の変数、及び変数分布データ「ｐｒｅｓｓ＿ｐｏｓｔ＿ｄａｔａ．ｋ」、または「ｑｕｅｎｃｈ＿ｐｏｓｔ＿ｄａｔａ．ｋ」に基づいて、弾性有限要素法、弾塑性有限要素法、ワンステップ有限要素法、初等解析等により、任意の拘束点で材料を固定し、除荷過程の計算を行い、被加工物に生じる変形量であるスプリングバック量を数値解析することである。そのスプリングバック量は、被加工物を有限要素法等により分割し、３次元データ座標の要素毎に計算される。
なお、被加工物に生じる形状不良値であるスプリングバック量としては、被加工物の任意点の変形量、被加工物の指定領域内の最大変位点もしくは最小変位点の変形量、被加工物内の複数の任意の面又は線同士がなす角度、または、被加工物の任意の面又は線のなす曲率などがある。
The shape defect
The amount of springback, which is a shape defect value that occurs in the workpiece, includes the amount of deformation at an arbitrary point of the workpiece, the amount of deformation at the maximum displacement point or the minimum displacement point in the specified area of the workpiece, There is an angle formed by a plurality of arbitrary planes or lines in the workpiece, or a curvature formed by arbitrary planes or lines of the workpiece.
形状不良値算出部４０４のスプリングバック解析結果である出力データは、スプリングバック量、スプリングバック後の歪等の形状、性状、応力等を含み、出力部４１２に出力される。入力データファイル「ｐｒｅｓｓ＿ｐｏｓｔ＿ｄａｔａ．ｋ」、または「ｑｕｅｎｃｈ＿ｐｏｓｔ＿ｄａｔａ．ｋ」を用い、数値解析結果出力データファイル「ＳＢ＿ｐｏｓｔ＿ｄａｔａ．ｋ」として、形状不良値比較部４０６や記憶部４１１に出力される。
The output data, which is the springback analysis result of the shape defect
パラメータ変更部４０５は、入力データから被加工体の１つであるプレス成形品のデータを取得すると、そのプレス成形品のデータを複数の領域に分割する処理を行う。その領域分割方法の１つは、プレス成形品のローカル座標系に添って、幅方向および長手方向の分割数を指定することで、分割する。
When the
分割を考慮する際は、対策が施工可能なサイズで検討することが望ましい。つまり、特定部位を発見しても、特定部位への有効な対策がとれない極めて微小な領域であっては、解析結果が有効に活かせない場合がある。例えば、特定部位への対策が２０ｍｍ×１００ｍｍのビードを加えることである場合、分割領域は、２０ｍｍ角程度となることが挙げられる。 When considering division, it is desirable to consider the size at which countermeasures can be constructed. In other words, even if a specific site is found, the analysis result may not be used effectively in an extremely small area where effective countermeasures cannot be taken for the specific site. For example, if the measure for a specific portion is to add a 20 mm×100 mm bead, the divided area may be about 20 mm square.
成形品の分割領域を決定するための１つの方法として、曲率や要素に基づいて、分割領域を決定する方法もある。
プレス成形解析部４０１は、数値解析により、成形解析後の被加工物の幾何学的な情報として各節点の座標値を得、各要素の曲率や要素間の角度を客観的に算出することが可能である。プレス成形品の場合、変形後の被加工物はパンチ肩Ｒやダイ肩Ｒ等の曲げの稜線部では、曲げ稜線に垂直な方向で他の部位に比べ非常に大きな曲率となる。
One method for determining the division areas of the molded article is to determine the division areas based on curvature and elements.
The press forming analysis unit 401 obtains the coordinate values of each node as geometric information of the workpiece after forming analysis by numerical analysis, and can objectively calculate the curvature of each element and the angle between the elements. It is possible. In the case of a press-formed product, bending ridges such as the punch shoulder R and the die shoulder R of the deformed workpiece have a much larger curvature in the direction perpendicular to the bending ridge than other portions.
ここでは各要素の最大曲率を計算し、ある閾値以上の曲率となる要素を非表示にし、パンチ肩Ｒやダイ肩Ｒ以外の部位（ウェブ面、縦壁部、フランジ部）を別々の領域として領域分割し、パンチ肩Ｒやダイ肩Ｒ部も部材の長手方向に分割することで、それぞれの部位の形状不良への寄与度の分析が可能である。 Here, the maximum curvature of each element is calculated, the elements with a curvature greater than a certain threshold are hidden, and the parts other than the punch shoulder R and die shoulder R (web surface, vertical wall part, flange part) are set as separate areas. By dividing the area and dividing the punch shoulder R and the die shoulder R in the longitudinal direction of the member, it is possible to analyze the degree of contribution of each part to the shape defect.
形状不良値比較部４０６では、評価点における第１形状不良値と第２形状不良値の比較を行い、それぞれの分割部位に対するパラメータ変更による形状不良対策効果を検証する。
The shape defect
差分値算出部４０７では、評価点における第１形状不良値とパラメータ変更により求めたそれぞれの第２形状不良値との差分値を算出する。
The
形状不良要因特定部４０８では、プレス成形品上のパラメータを変更したそれぞれの分割領域ごとにそれぞれの上記差分値をマッピングすることで、パラメータ変更による形状の改善度合いを可視化し、プレス成形品の形状不良要因領域を特定する。
形状不良要因特定部４０８は、上述の形状不良値算出部４０４で算出された第１形状不良値よりも第２形状不良値が小さくかつ第２形状不良値が最も小さくなるとき、又は、第１形状不良値よりも第２形状不良値が小さくかつ差分値が最も大きくなるときの、パラメータを変更した領域を形状不良主要因部として特定するように構成される。
The shape defect
The shape defect
形状不良要因は、出力部４１２に出力される。
The shape defect factors are output to the
［第５実施形態］
次に本発明の、プレス成形品の形状不良発生原因を分析するためのプログラムについて説明する。
本実施形態に係るプレス成形品の形状不良発生原因を分析するためのプログラムは、ホットスタンプ工法によって得られるプレス成形品の形状不良発生原因を分析するためのプログラムである。同プログラムは、数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出する処理と、数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する処理と、プレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第１応力値を算出する処理と、金型冷却品の第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する処理と、プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更する処理と、パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、金型冷却品の第２応力値を算出する処理と、金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する処理と、第１形状不良値と第２形状不良値とを比較する処理と、第１形状不良値と第２形状不良値との差分値を算出する処理と、パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
[Fifth embodiment]
Next, the program for analyzing the cause of the shape defect of the press-formed product according to the present invention will be described.
A program for analyzing the cause of the shape defect of the press-formed product according to the present embodiment is a program for analyzing the cause of the shape defect of the press-formed product obtained by the hot stamping method. This program performs press forming analysis by numerical simulation, calculates the forming data of the press formed product based on the forming conditions of the press formed product, and calculates the forming data of the cooled product by mold cooling through the numerical simulation. A process of calculating the first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and the amount of strain during press molding obtained from the forming data of the press-formed product and the forming data of the mold-cooled product; Based on the first stress value of the die-cooled product, a process of calculating a first shape defect value, a process of dividing the press-formed product into a plurality of regions, a process of changing the parameters of each region, and a press with the changed parameters Processing for calculating the second stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the molded product and the molding data of the mold-cooled product, and the second stress value of the mold-cooled product A process of calculating a second shape defect value based on the stress value, a process of comparing the first shape defect value and the second shape defect value, and a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value. is a program for causing a computer to execute a process of calculating , and a process of specifying a shape defect factor area from the area in which the parameter is changed.
上述のプログラムは、コンピュータで読取り可能な記録媒体に格納されてもよい。記録媒体は、ハードディスク、メモリ装置、一般的な記録メディアなどの非一過性の記録媒体であってもよい。
また、本実施形態に係るプログラムは、第４実施形態で説明した装置の記憶部４１１に格納されてもよい。
The above program may be stored in a computer-readable recording medium. The recording medium may be a non-transitory recording medium such as a hard disk, memory device, or general recording medium.
Also, the program according to this embodiment may be stored in the
［実施例］
以下に、本発明に係る形状不良発生原因分析方法の実施例について説明する。
実施例では、Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐ．製の解析ソフトＬＳ－ＤＹＮＡを用いて、９００℃炉加熱後、低速搬送の条件で、板厚１ｍｍのホットスタンプ用鋼板を用い、図１４に示すハット断面形状の長尺部品をホットスタンプにより製造する際の形状不良について計算した。被加工品の加熱温度は９００℃、成形開始温度は約６００℃、金型による平均冷却速度は４０℃／ｓであった。
[Example]
An embodiment of the method for analyzing the cause of shape defects according to the present invention will be described below.
In the examples, Livermore Software Technology Corp. Using the analysis software LS-DYNA of the company, after heating the furnace to 900 ° C., using a steel plate for hot stamping with a thickness of 1 mm under the conditions of low speed transportation, manufacture a long part with a hat cross-sectional shape shown in Fig. 14 by hot stamping. We calculated the shape defects when The heating temperature of the workpiece was 900° C., the molding start temperature was about 600° C., and the average cooling rate by the mold was 40° C./s.
図１４に、本発明に係る形状不良発生原因分析方法によって出力されたプレス成形品の形状不良への影響度を表示したコンタ図を示す。
図１４によれば、プレス成形品１０の中央側面部が形状不良に与える影響度が大きい領域が太線Ａで囲まれた範囲（Ａ部）として示されている。また、プレス成形品１０の両端部とその近傍は、形状不良に与える影響度が小さい領域が太線ＢおよびＣで囲まれた範囲（Ｂ部およびＣ部）として示されている。
FIG. 14 is a contour diagram showing the degree of influence on the shape defect of the press-formed product output by the shape defect generation cause analysis method according to the present invention.
According to FIG. 14, the region surrounded by the thick line A (portion A) indicates the region where the central side surface of the press-formed
表１に、これらＡ～Ｃ部について、加熱や冷却などの対策を行った結果を示す。
表１の参考例は、何も対策をしない場合の例である。
評価点における製品形状とのｚ方向かい離量とは、製造した部品（プレス成形品）の評価点の図面の寸法からｚ方向にかい離している寸法値である。この値が小さいほど、形状不良が少なく、寸法精度に優れる部品であることを示している。
Table 1 shows the results of measures such as heating and cooling for these parts A to C.
The reference example in Table 1 is an example in which no measures are taken.
The deviation in the z direction from the product shape at the evaluation point is the dimensional value of the manufactured part (press-molded product) separated from the dimension in the drawing at the evaluation point in the z direction. A smaller value indicates that the part has fewer shape defects and is more excellent in dimensional accuracy.
表１の結果によれば、搬送工程又はプレス成形時に、Ａ～Ｃ部に対策を施すことで、評価点におけるプレス成形品の製品形状とのｚ方向のかい離量が減少していることがわかる。 According to the results in Table 1, it can be seen that the z-direction deviation from the product shape of the press-formed product at the evaluation point is reduced by taking measures for parts A to C during the conveying process or press forming. .
対策の効果は、影響度、面積および対策によるパラメータ調整効果で決まる。たとえば、実施例５では形状不良に与える影響度が小さい領域（太線ＢおよびＣの範囲）に対して対策を施しているが、その対象面積が広く、その部分の温度分布を効率的に解消できる。そのため、形状不良に与える影響度が大きい領域（太線Ａの範囲）に対して対策を施す実施例１の場合よりもかい離量が小さくなっている。 The effect of countermeasures is determined by the degree of impact, the area, and the parameter adjustment effect of the countermeasures. For example, in Example 5, countermeasures are taken for areas that have a small degree of influence on shape defects (ranges of bold lines B and C). . Therefore, the amount of deviation is smaller than in the case of Example 1 in which countermeasures are taken for the region (range of thick line A) that has a large degree of influence on the shape defect.
本発明に係る形状不良発生原因分析方法、形状不良修正方法、形状不良発生原因分析装置、形状不良発生原因を分析するためのプログラムおよび記録媒体によれば、ホットスタンプ工法によるプレス成形品の形状不良の主要な発生原因となる部位を特定でき、形状不良の主要な発生原因として特定された部位に対する修正方法を提案できるため、産業上極めて有用である。 According to the method for analyzing the cause of defective shape, the method for correcting the defective shape, the apparatus for analyzing the cause of defective shape, the program for analyzing the cause of defective shape, and the recording medium according to the present invention, the defective shape of the press-formed product by the hot stamping method can be obtained. This is extremely useful industrially because it is possible to identify a portion that is the main cause of the occurrence of a shape defect and to propose a correction method for the portion that is the main cause of the occurrence of a shape defect.
Claims (10)
形状不良発生原因分析方法によって特定された、形状不良要因領域に対して部分的に冷却、保温又は加熱を行い、
前記形状不良発生原因分析方法は、
前記プレス成形品の形状不良発生原因分析方法であって、
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、
前記プレス成形品の成形データおよび前記金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第１応力値を算出する第１応力値算出工程と、
前記第１応力値算出工程によって得られた前記金型冷却品の第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する第１形状不良値算出工程と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、
前記パラメータ変更工程で前記パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第２応力値を算出する第２応力値算出工程と、
前記第２応力値算出工程によって得られた前記金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する第２形状不良値算出工程と、
前記第１形状不良値と前記第２形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、
前記第１形状不良値と前記第２形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、
前記差分値算出工程の結果に基づき、前記パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程と、
を含む
ことを特徴とする形状不良修正方法。 In the conveying process or pressing process from heating the material to be press-formed to placing it in the mold,
Partially cooling, retaining heat, or heating the region causing the shape defect identified by the method for analyzing the cause of the shape defect ,
The shape defect generation cause analysis method includes:
A method for analyzing the causes of shape defects in the press-molded product,
A press-molding analysis process of performing press-molding analysis by numerical simulation and calculating molding data of the press-molded product based on the molding conditions of the press-molded product;
A mold cooling analysis process for calculating molding data of mold-cooled products by means of numerical simulation;
A first stress value calculation step of calculating a first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product. and,
a first shape defect value calculation step of calculating a first shape defect value based on the first stress value of the mold-cooled product obtained by the first stress value calculation step;
a parameter changing step of dividing the press-formed product into a plurality of regions and changing the parameters of each region;
A second stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product whose parameters have been changed in the parameter changing step and the molding data of the mold-cooled product. A second stress value calculation step of calculating
a second shape defect value calculation step of calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold-cooled product obtained by the second stress value calculation step;
a shape defect value comparison step of comparing the first shape defect value and the second shape defect value;
a difference value calculating step of calculating a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value;
a shape defect factor specifying step of specifying a shape defect factor region from the region in which the parameter is changed based on the result of the difference value calculation step;
including
A shape defect correction method characterized by:
形状不良発生原因分析方法によって特定された、形状不良要因領域以外の領域に対して部分的に加熱、保温又は冷却を行い、
前記形状不良発生原因分析方法は、
前記プレス成形品の形状不良発生原因分析方法であって、
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、
前記プレス成形品の成形データおよび前記金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第１応力値を算出する第１応力値算出工程と、
前記第１応力値算出工程によって得られた前記金型冷却品の第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する第１形状不良値算出工程と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、
前記パラメータ変更工程で前記パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第２応力値を算出する第２応力値算出工程と、
前記第２応力値算出工程によって得られた前記金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する第２形状不良値算出工程と、
前記第１形状不良値と前記第２形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、
前記第１形状不良値と前記第２形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、
前記差分値算出工程の結果に基づき、前記パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程と、
を含む
ことを特徴とする形状不良修正方法。 In the conveying process or pressing process from heating the material to be press-formed to placing it in the mold,
Partially heating, keeping warm or cooling the region other than the region causing the defective shape, which is specified by the method for analyzing the cause of the defective shape ,
The shape defect generation cause analysis method includes:
A method for analyzing the causes of shape defects in the press-molded product,
A press-molding analysis process of performing press-molding analysis by numerical simulation and calculating molding data of the press-molded product based on the molding conditions of the press-molded product;
A mold cooling analysis process for calculating molding data of mold-cooled products by means of numerical simulation;
A first stress value calculation step of calculating a first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product. and,
a first shape defect value calculation step of calculating a first shape defect value based on the first stress value of the mold-cooled product obtained by the first stress value calculation step;
a parameter changing step of dividing the press-formed product into a plurality of regions and changing the parameters of each region;
A second stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product whose parameters have been changed in the parameter changing step and the molding data of the mold-cooled product. A second stress value calculation step of calculating
a second shape defect value calculation step of calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold-cooled product obtained by the second stress value calculation step;
a shape defect value comparison step of comparing the first shape defect value and the second shape defect value;
a difference value calculating step of calculating a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value;
a shape defect factor specifying step of specifying a shape defect factor region from the region in which the parameter is changed based on the result of the difference value calculation step;
including
A shape defect correction method characterized by:
形状不良発生原因分析方法によって特定された、形状不良要因領域の板厚又は前記形状不良要因領域以外の領域の板厚を変更し、
前記形状不良発生原因分析方法は、
前記プレス成形品の形状不良発生原因分析方法であって、
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、
前記プレス成形品の成形データおよび前記金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第１応力値を算出する第１応力値算出工程と、
前記第１応力値算出工程によって得られた前記金型冷却品の第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する第１形状不良値算出工程と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、
前記パラメータ変更工程で前記パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第２応力値を算出する第２応力値算出工程と、
前記第２応力値算出工程によって得られた前記金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する第２形状不良値算出工程と、
前記第１形状不良値と前記第２形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、
前記第１形状不良値と前記第２形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、
前記差分値算出工程の結果に基づき、前記パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程と、
を含む
ことを特徴とする形状不良修正方法。 In the conveying process or pressing process from heating the material to be press-formed to placing it in the mold,
Changing the plate thickness of the shape defect factor region or the plate thickness of the region other than the shape defect factor region specified by the shape defect occurrence cause analysis method ,
The shape defect generation cause analysis method includes:
A method for analyzing the causes of shape defects in the press-molded product,
A press-molding analysis process of performing press-molding analysis by numerical simulation and calculating molding data of the press-molded product based on the molding conditions of the press-molded product;
A mold cooling analysis process for calculating molding data of mold-cooled products by means of numerical simulation;
A first stress value calculation step of calculating a first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product. and,
a first shape defect value calculation step of calculating a first shape defect value based on the first stress value of the mold-cooled product obtained by the first stress value calculation step;
a parameter changing step of dividing the press-formed product into a plurality of regions and changing the parameters of each region;
A second stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product whose parameters have been changed in the parameter changing step and the molding data of the mold-cooled product. A second stress value calculation step of calculating
a second shape defect value calculation step of calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold-cooled product obtained by the second stress value calculation step;
a shape defect value comparison step of comparing the first shape defect value and the second shape defect value;
a difference value calculating step of calculating a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value;
a shape defect factor specifying step of specifying a shape defect factor region from the region in which the parameter is changed based on the result of the difference value calculation step;
including
A shape defect correction method characterized by:
形状不良発生原因分析方法によって特定された、形状不良要因領域に対向する金型のクリアランス又は前記形状不良要因領域以外の領域に対向する金型のクリアランスを変更し、
前記形状不良発生原因分析方法は、
前記プレス成形品の形状不良発生原因分析方法であって、
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出するプレス成形解析工程と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析工程と、
前記プレス成形品の成形データおよび前記金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第１応力値を算出する第１応力値算出工程と、
前記第１応力値算出工程によって得られた前記金型冷却品の第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する第１形状不良値算出工程と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更工程と、
前記パラメータ変更工程で前記パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第２応力値を算出する第２応力値算出工程と、
前記第２応力値算出工程によって得られた前記金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する第２形状不良値算出工程と、
前記第１形状不良値と前記第２形状不良値とを比較する形状不良値比較工程と、
前記第１形状不良値と前記第２形状不良値との差分値を算出する差分値算出工程と、
前記差分値算出工程の結果に基づき、前記パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定工程と、
を含む
ことを特徴とする形状不良修正方法。 In the press process after heating the workpiece of the press-molded product and placing it in the mold,
Changing the clearance of the mold facing the shape defect factor region or the mold clearance facing the region other than the shape defect factor region specified by the shape defect occurrence cause analysis method ,
The shape defect generation cause analysis method includes:
A method for analyzing the causes of shape defects in the press-molded product,
A press-molding analysis process of performing press-molding analysis by numerical simulation and calculating molding data of the press-molded product based on the molding conditions of the press-molded product;
A mold cooling analysis process for calculating molding data of mold-cooled products by means of numerical simulation;
A first stress value calculation step of calculating a first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product. and,
a first shape defect value calculation step of calculating a first shape defect value based on the first stress value of the mold-cooled product obtained by the first stress value calculation step;
a parameter changing step of dividing the press-formed product into a plurality of regions and changing the parameters of each region;
A second stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product whose parameters have been changed in the parameter changing step and the molding data of the mold-cooled product. A second stress value calculation step of calculating
a second shape defect value calculation step of calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold-cooled product obtained by the second stress value calculation step;
a shape defect value comparison step of comparing the first shape defect value and the second shape defect value;
a difference value calculating step of calculating a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value;
a shape defect factor specifying step of specifying a shape defect factor region from the region in which the parameter is changed based on the result of the difference value calculation step;
including
A shape defect correction method characterized by:
前記パラメータ変更工程、前記第２応力値算出工程、前記第２形状不良値算出工程、前記形状不良値比較工程および前記差分値算出工程を繰り返し行い、
前記形状不良値比較工程および前記差分値算出工程で、前記第１形状不良値よりも前記第２形状不良値が小さくかつ前記第２形状不良値が最も小さくなるとき、又は、前記第１形状不良値よりも前記第２形状不良値が小さくかつ前記差分値が最も大きくなるときの、前記パラメータを変更した領域を形状不良要因領域として特定する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の形状不良修正方法。 changing the parameter changing region and the parameter in the parameter changing step;
Repeating the parameter change step, the second stress value calculation step, the second shape defect value calculation step, the shape defect value comparison step, and the difference value calculation step,
In the shape defect value comparison step and the difference value calculation step, when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the second shape defect value is the smallest, or the first shape defect 5. The area in which the parameter is changed when the second shape defect value is smaller than the second shape defect value and the difference value is the largest is specified as the shape defect factor area . The shape defect correction method described in the paragraph .
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の形状不良修正方法。 The parameters are selected from the group consisting of the temperature, plate thickness, thermal conductivity, stress component value, strain component value, thermal expansion coefficient, transformation plasticity coefficient, specific heat, and chemical composition of the work material of the press-formed product. 6. The shape defect correcting method according to any one of claims 1 to 5, wherein the shape defect correcting method is one or more than one.
金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する金型冷却解析部と、
前記プレス成形品の成形データおよび前記金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第１応力値を算出する第１応力値算出部と、
前記第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する第１形状不良値算出部と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更するパラメータ変更部と、
パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第２応力値を算出する第２応力値算出部と、
前記金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する第２形状不良値算出部と、
前記第１形状不良値と前記第２形状不良値とを比較する形状不良値比較部と、
前記第１形状不良値と前記第２形状不良値との差分値を算出する差分値算出部と、
前記パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する形状不良要因特定部と、
を備える
ことを特徴とする形状不良発生原因分析装置。 a press forming analysis unit that performs press forming analysis of the press formed product and calculates forming data of the press formed product based on the forming conditions of the press formed product;
a mold cooling analysis unit that calculates molding data of a mold cooled product by mold cooling;
A first stress value calculation unit that calculates a first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product. and,
a first shape defect value calculation unit that calculates a first shape defect value based on the first stress value;
a parameter changing unit that divides the press-formed product into a plurality of regions and changes the parameters of each region;
Second stress for calculating the second stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount during press-molding obtained from the forming data of the press-formed product whose parameters have been changed and the forming data of the die-cooled product a value calculator;
a second shape defect value calculation unit that calculates a second shape defect value based on the second stress value of the mold-cooled product;
a shape defect value comparison unit that compares the first shape defect value and the second shape defect value;
a difference value calculator that calculates a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value;
a shape defect factor identification unit that identifies a shape defect factor area from the area in which the parameters have been changed;
A shape defect occurrence cause analysis device, comprising:
前記第１形状不良値よりも前記第２形状不良値が小さくかつ前記第２形状不良値が最も小さくなるとき、又は、前記第１形状不良値よりも前記第２形状不良値が小さくかつ前記差分値が最も大きくなるときの、前記パラメータを変更した領域および前記パラメータを形状不良要因として特定するように構成された
ことを特徴とする請求項７に記載の形状不良発生原因分析装置。 The shape defect factor identification unit
When the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the second shape defect value is the smallest, or when the second shape defect value is smaller than the first shape defect value and the difference 8. The device for analyzing the cause of shape defect according to claim 7 , wherein the region where the parameter is changed and the parameter when the value is the largest are specified as the shape defect factor.
数値シミュレーションによってプレス成形解析を行い、プレス成形品の成形条件に基づき、プレス成形品の成形データを算出する処理と、
数値シミュレーションによって、金型冷却による金型冷却品の成形データを算出する処理と、
前記プレス成形品の成形データおよび前記金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第１応力値を算出する処理と、
前記金型冷却品の第１応力値に基づいて、第１形状不良値を算出する処理と、
プレス成形品を複数の領域に分割し、各領域のパラメータを変更する処理と、
前記パラメータが変更されたプレス成形品の成形データおよび金型冷却品の成形データから得られるプレス成形時の温度変化および歪み量に基づき、前記金型冷却品の第２応力値を算出する処理と、
前記金型冷却品の第２応力値に基づいて、第２形状不良値を算出する処理と、
前記第１形状不良値と前記第２形状不良値とを比較する処理と、
前記第１形状不良値と前記第２形状不良値との差分値を算出する処理と、
前記パラメータを変更した領域から形状不良要因領域を特定する処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for analyzing the causes of shape defects in press-formed products,
A process of performing press forming analysis by numerical simulation and calculating forming data of the press formed product based on the forming conditions of the press formed product;
A process of calculating molding data for a mold-cooled product by means of numerical simulation,
A process of calculating a first stress value of the mold-cooled product based on the temperature change and strain amount during press molding obtained from the molding data of the press-molded product and the molding data of the mold-cooled product;
a process of calculating a first shape defect value based on the first stress value of the mold cooling product;
A process of dividing the press-formed product into multiple regions and changing the parameters of each region;
A process of calculating a second stress value of the die-cooled product based on the temperature change and strain amount during press-molding obtained from the forming data of the press-formed product whose parameters have been changed and the forming data of the die-cooled product; ,
a process of calculating a second shape defect value based on the second stress value of the mold-cooled product;
a process of comparing the first shape defect value and the second shape defect value;
a process of calculating a difference value between the first shape defect value and the second shape defect value;
A process of identifying a shape defect factor area from the area where the parameter is changed;
A program that causes a computer to run
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