JPH10166070A - Press working simulation method - Google Patents
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- JPH10166070A JPH10166070A JP32668196A JP32668196A JPH10166070A JP H10166070 A JPH10166070 A JP H10166070A JP 32668196 A JP32668196 A JP 32668196A JP 32668196 A JP32668196 A JP 32668196A JP H10166070 A JPH10166070 A JP H10166070A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、量産部品のプレス
加工において、有限要素法による塑性変形のシミュレー
ト計算に基づき、製品の寸法形状や成形不良の発生を予
測するプレス加工シミュレーション方法に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a press working simulation method for predicting the size and shape of a product and the occurrence of molding defects based on a simulation calculation of plastic deformation by a finite element method in press working of mass-produced parts. is there.
【０００２】[0002]
【従来の技術】モータフレームのような複雑形状のプレ
ス加工に使用する金型を設計する場合、事前に材料の塑
性変形量を計算で求め、製品の寸法形状や成形不良の発
生を予測して金型の設計に活用する手法が用いられる。
その解析方法には、材料を多数の領域（有限要素）に分
割し、その要素の各頂点を節点として、この節点の変位
を解析して変形量を算出する有限要素法がある。2. Description of the Related Art When designing a die used for press working of a complicated shape such as a motor frame, the amount of plastic deformation of a material is calculated in advance, and the size and shape of a product and occurrence of molding defects are predicted. A technique used for designing a mold is used.
As an analysis method, there is a finite element method in which a material is divided into a large number of regions (finite elements), and each vertex of the element is set as a node, and displacement of the node is analyzed to calculate a deformation amount.
【０００３】図９は、従来の、有限要素法を用いたプレ
ス加工シミュレーション方法の手順を示すフローチャー
トである。まず、ステップＳ３１において、第１工程の
入力データを作成する。この入力データは、材料に関す
るデータ、金型に関するデータ、計算条件に関するデー
タの３つから成る。材料に関するデータとしては、材料
の形状と材料定数を入力する。材料定数とは、引張試験
の応力σと塑性歪みεとの関係式であるσ＝Ｆ・εnで
表されるところの塑性係数Ｆと加工硬化係数ｎであり、
各々の材料が持つ固有の物性値である。また、計算条件
に関するデータとしては、材料の要素を構成する節点の
座標値、節点の節点番号を入力する。さらに、金型に関
するデータとしては、金型の形状、金型と材料との摩擦
係数、プレス下死点位置を入力する。これらの入力デー
タをもとに、ステップＳ３２において第１工程の有限要
素法の計算を行う。計算終了後、ステップＳ３３におい
て計算結果である板厚が表示されると共に、金型のプレ
ス挙動がグラフィックで表示され、第１工程のシミュレ
ーションが終了する。FIG. 9 is a flowchart showing the procedure of a conventional press working simulation method using the finite element method. First, in step S31, input data for the first step is created. The input data consists of three items: data on materials, data on dies, and data on calculation conditions. As data relating to the material, the shape and material constant of the material are input. The material constant, a tensile test stress sigma and plastic strain is a relational expression between the ε σ = F · ε plastic coefficients where represented by n F and work hardening coefficient n,
It is a unique property value of each material. As data relating to the calculation conditions, the coordinate values of the nodes constituting the element of the material and the node numbers of the nodes are input. Further, as the data on the mold, the shape of the mold, the coefficient of friction between the mold and the material, and the position of the bottom dead center of the press are input. Based on these input data, the finite element method of the first step is calculated in step S32. After the calculation is completed, the plate thickness, which is the calculation result, is displayed in step S33, and the press behavior of the mold is graphically displayed, thereby ending the simulation of the first process.
【０００４】次に、ステップＳ３４において第ｎ工程の
入力データを作成する。材料に関するデータは、前工程
の計算結果から、変形した素材の形状と素材内部の歪み
分布を引き継いで第ｎ工程のデータとする。計算条件に
関するデータは、第１工程と同じものを使用する。金型
に関するデータは、工程ごとに使用する金型が異なるた
め新規に作成する。これらの入力データをもとに、ステ
ップＳ３５において第ｎ工程の有限要素法の計算を行
う。計算終了後、ステップＳ３６において計算結果であ
る板厚が表示されると共に、金型のプレス挙動がグラフ
ィックで表示され、第ｎ工程のシミュレーションが終了
する。以降、同様の作業を繰り返して最終工程に至る。Next, in step S34, input data for the n-th process is created. The data on the material is taken as the data of the n-th process by inheriting the shape of the deformed material and the strain distribution inside the material from the calculation result of the previous process. The same data as in the first step is used for data relating to the calculation conditions. Data on the mold is newly created because the mold used differs for each process. Based on these input data, the finite element method of the n-th step is calculated in step S35. After the calculation is completed, the plate thickness, which is the calculation result, is displayed in step S36, and the press behavior of the mold is graphically displayed, thereby ending the simulation of the n-th process. Thereafter, the same operation is repeated to reach the final step.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来のプレス加工シミ
ュレーション方法は以上のような方法であったため、前
工程の計算結果を踏まえて、次工程のデータを再度入力
しなければならず、データ入力に手間がかかるという問
題点があった。Since the conventional press working simulation method is the method described above, the data of the next process must be input again based on the calculation results of the previous process. There was a problem that it took time and effort.
【０００６】また、シミュレーションで材料が破断また
は所望の板厚が得られなかった場合、技術者が金型の修
正部分と修正量を考えて金型の寸法修正を行い、再度シ
ミュレーションをするという作業を行うにあたって、所
望の結果が得られるまで繰り返し修正量を入力しなくて
はならず、データ入力に手間がかかるという問題点があ
った。In the case where a material is broken or a desired plate thickness is not obtained in the simulation, a technician corrects the dimensions of the die in consideration of the correction portion and the correction amount of the die, and performs the simulation again. In such a case, it is necessary to repeatedly input a correction amount until a desired result is obtained, and there is a problem that it takes time and effort to input data.
【０００７】次に、金型の動作に関する問題点について
説明する。金型には次の二つの属性がある。バネ、ウレ
タンゴムなどの弾性力を駆動源とした圧力制御金型と、
はずみ車の回転エネルギーを駆動力とした速度制御金型
である。工程によっては、前記二つの属性が混在するこ
ともある。一回の計算ステップ内で二つの属性が混在す
ると計算時間が非常に長くなる。以下その理由を説明す
る。Next, problems relating to the operation of the mold will be described. The mold has the following two attributes. A pressure control mold using an elastic force such as a spring or urethane rubber as a driving source;
This is a speed control mold that uses the rotational energy of the flywheel as the driving force. Depending on the process, the two attributes may be mixed. If two attributes are mixed in one calculation step, the calculation time becomes very long. The reason will be described below.
【０００８】速度制御金型は、金型の位置は確定してお
り、これを変位の境界条件として塑性変形の計算を行
う。これに対して圧力制御金型は、金型の位置をとりあ
えず仮定して塑性変形の計算を行い、さらに、この位置
で金型を支える弾性体（バネなど）の釣り合いが取れて
いるか計算をする。一般には、仮定された位置では釣り
合わずに、材料の反力などで金型の位置は変動する。そ
こで、金型の位置を動かして再度計算をやりなおす。以
上のように、二つの属性が混在すると、一つの計算ステ
ップ内に二種類の計算が存在して計算が大規模になる。
特に、圧力制御金型と速度制御金型とが一体となり、プ
レス下死点位置まで到達する間の計算は非常に大規模と
なる。In the speed control mold, the position of the mold is determined, and the plastic deformation is calculated using this as a boundary condition for displacement. On the other hand, the pressure control mold calculates the plastic deformation assuming the position of the mold for the time being, and further calculates whether the elastic body (spring or the like) supporting the mold is balanced at this position. . In general, the position of the mold fluctuates due to the reaction force of the material or the like, without being balanced at the assumed position. Therefore, the position of the mold is moved and the calculation is performed again. As described above, when two attributes are mixed, two types of calculations exist in one calculation step, and the calculation becomes large-scale.
In particular, the calculation during the time when the pressure control mold and the speed control mold are integrated to reach the bottom dead center of the press becomes very large.
【０００９】従来例は、二つの属性が混在する工程で
は、工程の最初から最後まで二つの属性の金型を同時に
動作させていると共に、圧力制御金型と速度制御金型と
が一体となった後も、両方の属性を混在させて計算をさ
せていたため、計算が大規模になって長時間を要した
り、無限ループに陥って計算が進行しなくなるという問
題点があった。In the conventional example, in a process where two attributes are mixed, dies of two attributes are simultaneously operated from the beginning to the end of the process, and the pressure control die and the speed control die are integrated. After that, the calculation was performed by mixing both attributes, so that there was a problem that the calculation became large-scale and took a long time, or the calculation fell into an infinite loop and the calculation did not progress.
【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、データ入力が簡易なプレス加工シ
ミュレーション方法を得ることを目的とする。また、短
時間で計算結果を算出することができるプレス加工シミ
ュレーション方法を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a press working simulation method in which data input is simple. Another object of the present invention is to provide a press working simulation method capable of calculating a calculation result in a short time.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明に係るプレス加
工シミュレーション方法は、複数の工程からなるプレス
加工における各工程での材料の塑性変形量を有限要素法
を利用してコンピュータにより計算するプレス加工シミ
ュレーション方法において、シミュレーション開始時に
計算に必要な全工程のデータを一括して入力するもので
ある。According to the present invention, there is provided a press working simulation method in which a computer calculates a plastic deformation amount of a material in each step in a press working including a plurality of steps by using a finite element method. In the simulation method, at the start of the simulation, data of all the processes required for the calculation are input collectively.
【００１２】また、あらかじめ金型の修正部分及びその
修正量の範囲を指定して計算するものである。The calculation is performed by designating a correction portion of the mold and a range of the correction amount in advance.
【００１３】また、複数の工程からなるプレス加工にお
ける各工程での材料の塑性変形量を有限要素法を利用し
てコンピュータにより計算するプレス加工シミュレーシ
ョン方法において、圧力制御金型と速度制御金型とを別
々に動作させると共に、圧力制御金型と速度制御金型と
が完全に一体となったら、圧力制御金型を速度制御金型
として取り扱って計算するものである。Further, in a press working simulation method in which the amount of plastic deformation of a material in each step in a press working comprising a plurality of steps is calculated by a computer using a finite element method, a pressure control mold and a speed control mold are provided. Are operated separately, and when the pressure control mold and the speed control mold are completely integrated, the pressure control mold is treated as a speed control mold and calculation is performed.
【００１４】[0014]
実施の形態１．以下、この発明の実施の一形態を図につ
いて説明する。上記従来例と本実施の形態との相違点
は、従来例では、各工程ごとにデータの入力を行ってい
たが、本実施の形態では、シミュレーション開始時に全
工程のデータを一括して入力する点である。Embodiment 1 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The difference between the above-described conventional example and the present embodiment is that in the conventional example, data is input for each process, but in the present embodiment, data of all processes is input collectively at the start of simulation. Is a point.
【００１５】図１は、この発明の実施の形態１によるプ
レス加工シミュレーション方法を示すフローチャートで
ある。まず、ステップＳ１において、全工程の入力デー
タを作成する。この入力データは、上記従来例同様、材
料に関するデータ、金型に関するデータ、計算条件に関
するデータの３つから成る。材料に関するデータとして
は、材料の形状と材料定数を入力する。材料定数とは、
引張試験の応力σと塑性歪みεとの関係式であるσ＝Ｆ
・εnで表されるところの塑性係数Ｆと加工硬化係数ｎ
であり、各々の材料が持つ固有の物性値である。また、
計算条件に関するデータとしては、材料の要素を構成す
る節点の座標値、節点の節点番号を入力する。なお、上
記材料に関するデータ及び計算条件に関するデータは全
工程同一であるので、第１工程の分だけ入力すれば良
い。さらに、金型に関するデータとしては、全工程の金
型の形状、金型と材料との摩擦係数、プレス下死点位置
を入力する。FIG. 1 is a flowchart showing a press working simulation method according to Embodiment 1 of the present invention. First, in step S1, input data for all processes is created. This input data is composed of three items, that is, data on materials, data on dies, and data on calculation conditions, as in the conventional example. As data relating to the material, the shape and material constant of the material are input. The material constant is
Σ = F which is a relational expression between stress σ in tensile test and plastic strain ε
· Epsilon plastic coefficients where represented by n F and hardening coefficient n
, Which is a unique property value of each material. Also,
As the data relating to the calculation conditions, the coordinate values of the nodes constituting the material element and the node numbers of the nodes are input. Since the data on the above-mentioned materials and the data on the calculation conditions are the same in all the steps, they need to be inputted only for the first step. Further, as the data on the mold, the shape of the mold in all processes, the coefficient of friction between the mold and the material, and the position of the bottom dead center of the press are input.
【００１６】これらの入力データをもとに、ステップＳ
２において全工程の有限要素法の計算を行う。計算終了
後、ステップＳ３において計算結果である板厚が表示さ
れると共に、金型のプレス挙動がグラフィックで表示さ
れ、全工程のシミュレーションが終了する。Based on these input data, step S
In step 2, the finite element method of all steps is calculated. After the calculation is completed, the plate thickness as the calculation result is displayed in step S3, and the press behavior of the mold is displayed graphically, and the simulation of all the processes is completed.
【００１７】次に、この実施の形態のプレス加工シミュ
レーション方法を採用したソフトを使用して行った、金
型の設計経緯について説明する。図２は、この発明の実
施の形態１でシミュレーションするプレス加工の工程を
示す図である。図に示すように、板厚１．６ｍｍ、直径
２３８ｍｍのＳＰＣＥ円板材を、第１絞りから第６絞り
までの工程を経てモーターフレームを成形するものであ
る。なお、摩擦係数は０．１、塑性係数は５３ｋｇ／ｍ
ｍ2、で行った。また図３は、後述する表１のＤ案の第
４絞りの様子をグラフィック化したものである。図にお
いて、１はダイ、２はパンチ、３はノックアウトであ
り、以上３つの金型で第４絞りの成形を行う。また、４
はプレス材料である。Next, a description will be given of how the mold is designed using software that employs the press working simulation method of this embodiment. FIG. 2 is a diagram showing steps of the press working simulated in the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, a motor frame is formed from a SPCE disk having a thickness of 1.6 mm and a diameter of 238 mm through a process from a first drawing to a sixth drawing. The coefficient of friction is 0.1 and the coefficient of plasticity is 53 kg / m
m 2 . FIG. 3 is a graphic representation of the state of the fourth diaphragm of the plan D in Table 1 described later. In the drawing, reference numeral 1 denotes a die, 2 denotes a punch, and 3 denotes a knockout. The fourth die is formed by the above three dies. Also, 4
Is a press material.
【００１８】以上のような条件のもとにシミュレーショ
ンを行った。表１は、この発明の実施の形態１によるプ
レス加工シミュレーション方法を採用したソフトを使用
して行った金型設計の経緯を示す表である。A simulation was performed under the above conditions. Table 1 is a table showing the history of die design performed using software employing the press working simulation method according to the first embodiment of the present invention.
【００１９】[0019]
【表１】 [Table 1]
【００２０】表において、第３絞りと第４絞りの計算結
果しか記載されていないが、これは、第３絞りと第４絞
りの加工度合いが大きく、ここでの結果がほぼ最終結果
となるためである。In the table, only the calculation results of the third and fourth apertures are described, but this is because the degree of processing of the third and fourth apertures is large, and the result here is almost the final result. It is.
【００２１】表に示すように、最初に、第２絞りのパン
チ金型のパンチ長２０．５ｍｍ、第３絞りのパンチ金型
のパンチ長４１ｍｍとしたＡ案でシミュレーションを行
ったが、第３絞りの板厚は８６％（成形前の板厚を１０
０％としたときの値、なお、第４絞りで８０％以上が望
ましい）第４絞りで破断という結果になった。シミュレ
ーションで、成形不良の発生が予測されると、金型の形
状修正を行うが、その修正部位は無数にあるわけではな
く、主要金型の高さを変更するのが大半である。そこ
で、第３絞りのパンチ長を４６ｍｍに変更したＢ案でシ
ミュレーションを行った。第３絞りの板厚は８８％であ
ったが、第４絞りの板厚が７４％とやや不足であった。
そこで、第２絞りのパンチ長を２３．５ｍｍに変更した
Ｃ案でシミュレーションを行ったところ、第４絞りでの
板厚が６３％と改善が見られなかった。As shown in the table, first, a simulation was performed using the A plan in which the punch length of the second die was 20.5 mm and the punch length of the third die was 41 mm. The thickness of the drawing is 86% (the thickness before forming is 10%).
0%, preferably 80% or more at the fourth aperture). The fourth aperture resulted in fracture. When the occurrence of molding defects is predicted by simulation, the shape of the mold is corrected. However, the number of corrected portions is not innumerable, and the height of the main mold is changed in most cases. Therefore, a simulation was performed using plan B in which the punch length of the third aperture was changed to 46 mm. The thickness of the third aperture was 88%, but the thickness of the fourth aperture was 74%, which was slightly insufficient.
Therefore, when a simulation was performed using a plan C in which the punch length of the second aperture was changed to 23.5 mm, the plate thickness at the fourth aperture was 63%, and no improvement was observed.
【００２２】以上の結果から、パンチ長の調整だけでは
不十分であると判断、さらに、第４絞りの金型形状が不
適切であるため、スムーズな材料流入が行われず、板厚
が減少するものと推定した。そこで、図３に示すよう
に、ダイ１にわずかなテーパを設けたＤ案を立案してシ
ミュレーションを行ったところ、第４絞りでの板厚は８
２％となり、所望の結果を得ることができた。From the above results, it is determined that the adjustment of the punch length alone is not sufficient. Further, since the shape of the mold of the fourth stop is inappropriate, a smooth material inflow is not performed, and the plate thickness is reduced. Presumed to be. Therefore, as shown in FIG. 3, a simulation was performed by drafting a plan D in which the die 1 was slightly tapered.
It was 2%, and the desired result could be obtained.
【００２３】実施の形態２．図４は、この発明の実施の
形態２によるプレス加工シミュレーション方法を示すフ
ローチャートである。ステップＳ１１において、上記実
施の形態１と同様に全工程の入力データを作成するが、
上記実施の形態１と違うところは、金型に関するデータ
のところで、あらかじめ金型の修正部分及びその修正量
の範囲を予測して入力する点である。Embodiment 2 FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a press working simulation method according to Embodiment 2 of the present invention. In step S11, input data for all processes is created in the same manner as in the first embodiment.
The difference from the first embodiment is that the correction part of the mold and the range of the correction amount are predicted and input in advance at the data on the mold.
【００２４】金型設計において、金型の寸法形状を修正
する場合、寸法修正する箇所は無限にあるわけではな
く、大半は、パンチ、ダイなどの主要金型の高さの調
節、Ｒ形状の変更に特定されている。従って、あらかじ
め前述のような金型部位を指定して、その修正量の範囲
を入力しておけば、上記従来例のようにデータ入力が煩
雑になることはない。In the design of a mold, when the dimension and shape of the mold are corrected, the places where the dimensions are corrected are not infinite, but most of them are adjustment of the height of the main mold such as a punch and a die, and the R-shape. Be specific to the change. Therefore, if the above-described mold portion is specified in advance and the range of the correction amount is input, the data input does not become complicated as in the above-described conventional example.
【００２５】ステップＳ１２において、全工程の有限要
素法の計算を実行し、ステップＳ１３で、各工程におい
て所望の板厚の計算値が得られなかった場合、ステップ
Ｓ１１で入力した金型の修正部分及びその修正量の範囲
内で、シミュレーションソフトが自動的にステップＳ１
２で所望の板厚が得られるまで計算を繰り返す。各工程
において所望の板厚が得られたら、ステップＳ１４にお
いて全工程の計算結果を表示してシミュレーションを終
了する。In step S12, the calculation of the finite element method for all the steps is executed. In step S13, if the calculated value of the desired plate thickness is not obtained in each step, the correction part of the mold input in step S11 is obtained. And the simulation software automatically performs step S1 within the range of the correction amount.
The calculation is repeated until the desired thickness is obtained in step 2. When the desired plate thickness is obtained in each step, the calculation results of all the steps are displayed in step S14, and the simulation ends.
【００２６】なお、ステップＳ１１であらかじめ入力し
た修正部位及びその修正量の範囲内で所望の結果が得ら
れなかった場合、技術者がまた新たに対策を構じなけれ
ばならない。If a desired result cannot be obtained within the range of the correction portion and the correction amount input in advance in step S11, the engineer must take another measure.
【００２７】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３によるプレス加工シミュレーション方法を示すフ
ローチャートである。まず、ステップＳ２１において、
上記従来例と同様に第ｎ工程の入力データを作成する
が、上記従来例と違うところは、金型に関するデータの
ところで金型の属性を入力する点である。上記従来例で
も説明したとおり、金型には圧力制御金型と速度制御金
型と二つの属性があり、ここでは、この工程で使用する
金型がどの属性にあるかを入力する。Embodiment 3 FIG. 5 is a flowchart showing a press working simulation method according to Embodiment 3 of the present invention. First, in step S21,
The input data of the n-th process is created in the same manner as in the above-described conventional example, but the difference from the above-described conventional example is that the attribute of the mold is input at the data on the mold. As described in the above-described conventional example, the mold has two attributes, a pressure control mold and a speed control mold. Here, the attribute of the mold used in this step is input.
【００２８】ステップＳ２２において、第ｎ工程の有限
要素法による計算が実行されるが、ステップＳ２３で、
一つの工程に金型の属性が一つであれば、上記従来例と
同様に計算が行われ、ステップＳ２７へ進む。違う属性
を持つ金型が混在していたらステップＳ２４に進む。In step S22, the calculation by the finite element method in the n-th step is executed.
If the mold has one attribute in one process, the calculation is performed in the same manner as in the above-described conventional example, and the process proceeds to step S27. If molds having different attributes are mixed, the process proceeds to step S24.
【００２９】次に、ステップＳ２４以降においてどのよ
うな処理を行っているか図について説明する。図６から
８は、この発明の実施の形態３を説明するための図で、
ある工程のプレスの一連の様子を示すものである。図に
おいて、１はダイ、１２は第一のノックアウト、２２は
第二のノックアウト、１３は第一のパンチ、２３は第二
のパンチ、４は材料、５は第二のパンチ２３に圧力を与
えるバネである。符号は上記実施の形態１と対応してお
り同じ役割をするものだが、金型の形状が異なってい
る。この工程では、違う属性を持つ金型が混在してお
り、ここでは、圧力制御金型は、第二のパンチ２３、速
度制御金型は、ダイ１、第一のノックアウト１２、第二
のノックアウト２２、第一のパンチ１３である。Next, a description will be given of what kind of processing is performed after step S24. 6 to 8 are views for explaining Embodiment 3 of the present invention.
This shows a series of press operations in a certain process. In the figure, 1 is the die, 12 is the first knockout, 22 is the second knockout, 13 is the first punch, 23 is the second punch, 4 is the material, and 5 is the pressure on the second punch 23. It is a spring. The reference numerals correspond to those in the first embodiment and have the same role, but the shapes of the molds are different. In this step, molds having different attributes are mixed, and here, the pressure control mold is the second punch 23, the speed control mold is the die 1, the first knockout 12, the second knockout. 22 is the first punch 13.
【００３０】なお、第一のノックアウト１２及び第二の
ノックアウト２２は、本来は圧力制御金型であるが、こ
こでは、説明を分かり易くするために、第一のノックア
ウト１２及び第二ノックアウト２２を支えるバネは底付
きをしてダイ１と一体化したとし、速度制御金型として
取り扱っている。また、あらかじめ金型を動作させる順
番が指定されており、ここでは、第一のノックアウト１
２及び第二のノックアウト２２、第二のパンチ２３、ダ
イ１、第一のパンチ１３の順とし、圧力制御金型と速度
制御金型の二種類の属性の計算を同時に行わないように
する。図６は、第一のノックアウト１２及び第二のノッ
クアウト２２、第二のパンチ２３が既に移動を完了し
て、材料に接触している状態である。Although the first knockout 12 and the second knockout 22 are originally pressure control dies, here, the first knockout 12 and the second knockout 22 will be described in order to make the description easy to understand. The supporting spring has a bottom and is integrated with the die 1, and is handled as a speed control mold. The order in which the molds are operated is specified in advance, and here, the first knockout 1
The second and second knockouts 22, the second punch 23, the die 1, and the first punch 13 are arranged in this order, and the calculation of the two attributes of the pressure control mold and the speed control mold is not performed simultaneously. FIG. 6 shows a state in which the first knockout 12, the second knockout 22, and the second punch 23 have already completed the movement and are in contact with the material.
【００３１】まず、図６に示すように、ダイ１と第一の
ノックアウト１２と第二のノックアウト２２とが一体と
なって下降すると、バネ５は縮んで第二のパンチ２３は
徐々に下降を始める。ここで、速度制御金型であるダイ
１及び第一のノックアウト１２及び第二のノックアウト
２２と、圧力制御金型である第二のパンチ２３が同時に
動作しているが、ダイ１が下降する力よりもバネ５の弾
性力の方が弱いので、材料４の塑性変形は少なく、計算
も大規模とはならない。First, as shown in FIG. 6, when the die 1, the first knockout 12 and the second knockout 22 are integrally lowered, the spring 5 is contracted and the second punch 23 is gradually lowered. start. Here, the die 1 and the first knockout 12 and the second knockout 22 that are the speed control mold and the second punch 23 that is the pressure control mold are operating at the same time. Since the elastic force of the spring 5 is smaller than that of the spring 5, the plastic deformation of the material 4 is small, and the calculation is not large.
【００３２】次に、図７に示すように、バネ５が縮んで
底付きすると、圧力制御金型である第二のパンチ２３と
速度制御金型である第一のパンチ１３とは完全に一体化
する（ステップＳ２４）。バネ５は第一のパンチ１３に
底付きしているために、第二のパンチ２３は固定され、
材料４はダイ１などにより大きく塑性変形を受ける。従
って、これから金型がプレス下死点位置まで到達する間
の計算は非常に大規模なものとなる。そこで、これ以
降、第二のパンチ２３は速度制御金型として取り扱うこ
とによって、属性を統一して計算を簡易なものとする。
（ステップＳ２５）。実際の現象では、速度制御金型と
一体となった圧力制御金型でも、材料の変形などでバネ
の復元力が発生して材料に圧力を加えるが、その量はわ
ずかであるため、シミュレーションでは無視する。Next, as shown in FIG. 7, when the spring 5 contracts and bottoms, the second punch 23 as the pressure control mold and the first punch 13 as the speed control mold are completely integrated. (Step S24). Since the spring 5 is bottomed on the first punch 13, the second punch 23 is fixed,
The material 4 is greatly plastically deformed by the die 1 or the like. Therefore, the calculation during the time when the mold reaches the bottom dead center of the press will be very large. Therefore, hereinafter, the second punch 23 is treated as a speed control mold to unify the attributes and simplify the calculation.
(Step S25). In actual phenomena, even with a pressure control mold integrated with a speed control mold, a spring restoring force is generated due to deformation of the material and the like, and pressure is applied to the material. ignore.
【００３３】さらに、図８に示すように、金型がプレス
下死点位置に到達すれば、この工程は完了する（ステッ
プＳ２６）。ステップＳ２７で第ｎ工程の計算結果が表
示され、次のｎ＋１工程のシミュレーションが上述と同
様の方法で行われる。Further, as shown in FIG. 8, when the mold reaches the bottom dead center of the press, this step is completed (step S26). In step S27, the calculation result of the n-th process is displayed, and the simulation of the next (n + 1) -th process is performed by the same method as described above.
【００３４】次に、この実施の形態のプレス加工シミュ
レーション方法を採用したソフトを使用して行った、金
型の設計経緯について説明する。板厚１ｍｍ、直径１２
６ｍｍのＳＰＣＥ円板材を、第１絞りから第６絞りまで
の工程を経てモーターフレームを成形する。なお、摩擦
係数は０．１、塑性係数は５３ｋｇ／ｍｍ2、で行っ
た。表２は、この発明の実施の形態２によるプレス加工
シミュレーション方法を採用したソフトを使用して行っ
た金型設計の経緯を示す表である。Next, a description will be given of how the mold is designed using software that employs the press working simulation method of this embodiment. Board thickness 1mm, diameter 12
A 6 mm SPCE disk material is formed into a motor frame through the steps from the first drawing to the sixth drawing. The friction coefficient was 0.1 and the plastic coefficient was 53 kg / mm 2 . Table 2 is a table showing the history of mold design performed using software employing the press working simulation method according to the second embodiment of the present invention.
【００３５】[0035]
【表２】 [Table 2]
【００３６】表において、第３絞りと第４絞りの計算結
果しか記載されていないが、これは、第３絞りと第４絞
りの加工度合いが大きく、ここでの結果がほぼ最終結果
となるためである。In the table, only the calculation results of the third and fourth apertures are described, but this is because the degree of processing of the third and fourth apertures is large, and the result here is almost the final result. It is.
【００３７】表に示すように、最初に、第２絞りの絞り
深さを４２ｍｍとしたＡ案でシミュレーションを行った
が、第３絞りで破断という結果になった。上記実施の形
態１及び２でも説明したように、シミュレーションで成
形不良の発生が予測されると、主要金型の高さを変更す
る形状修正を行う。そこで、第２絞りの絞り深さを５０
ｍｍ、パンチ金型に挿入されたバッキング板を外して金
型の高さを変更したＢ案でシミュレーションを行った。
第３絞りの板厚は９２％、第４絞りの板厚は７９％とな
り、所望の結果を得ることができた。As shown in the table, first, a simulation was performed using the plan A in which the drawing depth of the second drawing was set to 42 mm, and the result was that the third drawing was broken. As described in the first and second embodiments, when the occurrence of molding failure is predicted by the simulation, the shape correction for changing the height of the main mold is performed. Therefore, the depth of the second diaphragm is set to 50
The simulation was performed using plan B in which the height of the mold was changed by removing the backing plate inserted into the punch mold.
The plate thickness of the third stop was 92% and the plate thickness of the fourth stop was 79%, and desired results could be obtained.
【００３８】なお、上記の事例は約１時間で終了するこ
とができた。従来のソフトでは、同様の事例で約１２時
間３０分かかっていたので、本ソフトを用いてシミュレ
ーションを行えば、短時間で計算できることが確認され
た。Note that the above case could be completed in about one hour. With conventional software, it took about 12 hours and 30 minutes in a similar case, so it was confirmed that the simulation could be performed in a short time by using this software.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、シミュレーション開始時に計算に必要な全工程の
データを一括して入力するので、工程毎にデータを入力
する必要が無く、データ入力を簡易にできる効果が得ら
れる。As described above, according to the first aspect of the present invention, at the start of the simulation, the data of all the processes required for the calculation are input at once, so that there is no need to input the data for each process. The effect that data input can be simplified is obtained.
【００４０】また、請求項２記載の発明によれば、あら
かじめ金型の修正部分及びその修正量の範囲を指定して
計算するので、データ入力を簡易にできる効果が得られ
る。According to the second aspect of the present invention, since the calculation is performed by designating the correction portion of the mold and the range of the correction amount in advance, the effect of simplifying data input can be obtained.
【００４１】また、請求項３記載の発明によれば、圧力
制御金型と速度制御金型とを別々に動作させると共に、
圧力制御金型と速度制御金型とが完全に一体となった
ら、圧力制御金型を速度制御金型として取り扱って計算
するので、一つの計算ステップ内に二種類の計算が存在
せず、また、工程中大規模な計算を必要とする所では金
型の属性が統一されるので、短時間で計算結果を算出で
きる効果が得られる。According to the third aspect of the present invention, the pressure control mold and the speed control mold are operated separately,
When the pressure control mold and the speed control mold are completely integrated, the pressure control mold is treated as a speed control mold and calculation is performed.Therefore, there are no two types of calculations in one calculation step, and Since the attributes of the mold are unified where a large-scale calculation is required during the process, the calculation result can be calculated in a short time.
【図１】 この発明の実施の形態１によるプレス加工シ
ミュレーション方法を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a press working simulation method according to Embodiment 1 of the present invention.
【図２】 この発明の実施の形態１を説明するための図
である。FIG. 2 is a diagram for describing Embodiment 1 of the present invention.
【図３】 この発明の実施の形態１を説明するための図
である。FIG. 3 is a diagram for describing Embodiment 1 of the present invention.
【図４】 この発明の実施の形態２によるプレス加工シ
ミュレーション方法を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating a press working simulation method according to Embodiment 2 of the present invention;
【図５】 この発明の実施の形態３によるプレス加工シ
ミュレーション方法を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a press working simulation method according to Embodiment 3 of the present invention.
【図６】 この発明の実施の形態３を説明するための図
である。FIG. 6 is a diagram for describing Embodiment 3 of the present invention.
【図７】 この発明の実施の形態３を説明するための図
である。FIG. 7 is a diagram for explaining Embodiment 3 of the present invention.
【図８】 この発明の実施の形態３を説明するための図
である。FIG. 8 is a diagram for explaining Embodiment 3 of the present invention.
【図９】 従来のプレス加工シミュレーション方法を示
すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a conventional press working simulation method.
１ ダイ、２ ノックアウト、３ パンチ、４ 材料、
５ バネ1 die, 2 knockouts, 3 punches, 4 materials,
5 Spring
Claims (3)
各工程での材料の塑性変形量を有限要素法を利用してコ
ンピュータにより計算するプレス加工シミュレーション
方法において、シミュレーション開始時に計算に必要な
全工程のデータを一括して入力することを特徴とするプ
レス加工シミュレーション方法。1. A press working simulation method in which the amount of plastic deformation of a material in each step in a press working consisting of a plurality of steps is calculated by a computer using a finite element method. A press working simulation method characterized by inputting data collectively.
量の範囲を指定して計算することを特徴とする請求項１
記載のプレス加工シミュレーション方法。2. The method according to claim 1, wherein a correction portion of the mold and a range of the correction amount are designated in advance and calculated.
The described press working simulation method.
各工程での材料の塑性変形量を有限要素法を利用してコ
ンピュータにより計算するプレス加工シミュレーション
方法において、圧力制御金型と速度制御金型とを別々に
動作させると共に、圧力制御金型と速度制御金型とが完
全に一体となったら、前記圧力制御金型を速度制御金型
として取り扱って計算することを特徴とするプレス加工
シミュレーション方法。3. A press working simulation method for calculating the amount of plastic deformation of a material in each step in a press working comprising a plurality of steps by a computer using a finite element method. Are operated separately, and when the pressure control mold and the speed control mold are completely integrated, the pressure control mold is treated as a speed control mold to calculate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32668196A JPH10166070A (en) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | Press working simulation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32668196A JPH10166070A (en) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | Press working simulation method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10166070A true JPH10166070A (en) | 1998-06-23 |
Family
ID=18190474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32668196A Pending JPH10166070A (en) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | Press working simulation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10166070A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN113176738A (en) * | 2021-03-23 | 2021-07-27 | 首钢集团有限公司 | Method and apparatus for controlling press formability |
-
1996
- 1996-12-06 JP JP32668196A patent/JPH10166070A/en active Pending
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