JPH10254926A - 鍛造品の前工程での形状決定方法および鍛造用金型の設計方法 - Google Patents
鍛造品の前工程での形状決定方法および鍛造用金型の設計方法Info
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- JPH10254926A JPH10254926A JP9053733A JP5373397A JPH10254926A JP H10254926 A JPH10254926 A JP H10254926A JP 9053733 A JP9053733 A JP 9053733A JP 5373397 A JP5373397 A JP 5373397A JP H10254926 A JPH10254926 A JP H10254926A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】鍛造品の前工程での断面形状を、容易にかつ短
時間に求めることができ、かつ新鍛造品の形状の特徴を
活かし、位置決めや体積配分が新鍛造品に合致する形状
決定方法を提供する。 【解決手段】まず所定工程に対応する形状が既知である
既鍛造品の形状およびその前工程での形状を予め求めて
おき、次に上記新鍛造品、既鍛造品および既鍛造品の前
工程品の３形状の断面の輪郭を、凹凸などの形状の特徴
部に応じてそれぞれ同一数でもって分割し、これら分割
した各区間において、上記新鍛造品、既鍛造品および既
鍛造品の前工程品の輪郭形状の差に基づき、新鍛造品の
前工程形状の断面の輪郭を区間毎に合成し、この合成さ
れた各区間における輪郭をつなぐことにより、新鍛造品
の前工程形状を求める。
時間に求めることができ、かつ新鍛造品の形状の特徴を
活かし、位置決めや体積配分が新鍛造品に合致する形状
決定方法を提供する。 【解決手段】まず所定工程に対応する形状が既知である
既鍛造品の形状およびその前工程での形状を予め求めて
おき、次に上記新鍛造品、既鍛造品および既鍛造品の前
工程品の３形状の断面の輪郭を、凹凸などの形状の特徴
部に応じてそれぞれ同一数でもって分割し、これら分割
した各区間において、上記新鍛造品、既鍛造品および既
鍛造品の前工程品の輪郭形状の差に基づき、新鍛造品の
前工程形状の断面の輪郭を区間毎に合成し、この合成さ
れた各区間における輪郭をつなぐことにより、新鍛造品
の前工程形状を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鍛造品の最終形状
（または中間工程における途中形状）から、それ以前の
工程における中間形状を求める鍛造品の形状決定方法お
よび鍛造用金型の設計方法に関する。
（または中間工程における途中形状）から、それ以前の
工程における中間形状を求める鍛造品の形状決定方法お
よび鍛造用金型の設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、鍛造により製品を製作する場合、
その中間工程における中間形状を想定して、段階を追っ
て鍛造作業が行われている。そして、従来、中間形状
は、製品形状すなわち鍛造終了後の最終形状から、熟練
技術者の経験と勘に基づき想定されていた。勿論、中間
形状から、さらにその前工程における中間形状を想定す
る場合も同様である。
その中間工程における中間形状を想定して、段階を追っ
て鍛造作業が行われている。そして、従来、中間形状
は、製品形状すなわち鍛造終了後の最終形状から、熟練
技術者の経験と勘に基づき想定されていた。勿論、中間
形状から、さらにその前工程における中間形状を想定す
る場合も同様である。
【０００３】具体的に説明すれば、鍛造作業において
は、ビレットからの体積配分を容易にするための潰し鍛
造、荒地型を用いて予備的な成形を行う荒打ち鍛造およ
び仕上げ型を用いて最終的な成形を行う仕上げ鍛造、さ
らに抜打ち型を用いて外バリや内バリを打ち抜くバリ抜
き工程などが順番に行われる。したがって、前工程での
形状、例えば仕上げ形状（仕上げ打ち後の形状）から荒
地形状（荒打ち後の形状、すなわち仕上げ打ち前の形
状）を正しく求める必要がある。
は、ビレットからの体積配分を容易にするための潰し鍛
造、荒地型を用いて予備的な成形を行う荒打ち鍛造およ
び仕上げ型を用いて最終的な成形を行う仕上げ鍛造、さ
らに抜打ち型を用いて外バリや内バリを打ち抜くバリ抜
き工程などが順番に行われる。したがって、前工程での
形状、例えば仕上げ形状（仕上げ打ち後の形状）から荒
地形状（荒打ち後の形状、すなわち仕上げ打ち前の形
状）を正しく求める必要がある。
【０００４】そして、中間工程における各鍛造品の形状
を決定する場合、最終製品の最終形状を、所定の方向例
えば鍛造品の伸びる方向に沿って複数に分割した場合の
各分割部毎に、設計者が鍛造後の断面形状と鍛造前（前
工程）の断面形状との間に成立する関係から鍛造前の断
面形状を求め、この求められた各分割部毎の断面形状を
用いて鍛造前での全体形状が求められていた。
を決定する場合、最終製品の最終形状を、所定の方向例
えば鍛造品の伸びる方向に沿って複数に分割した場合の
各分割部毎に、設計者が鍛造後の断面形状と鍛造前（前
工程）の断面形状との間に成立する関係から鍛造前の断
面形状を求め、この求められた各分割部毎の断面形状を
用いて鍛造前での全体形状が求められていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、鍛造品の各分
割部毎に、設計者が、鍛造後と鍛造前との断面の関係か
ら、鍛造前の形状を求める作業は非常に面倒であり熟練
を要するもので、かつ多くの時間を要し、設計能率を向
上させるにも限界があるという問題があった。
割部毎に、設計者が、鍛造後と鍛造前との断面の関係か
ら、鍛造前の形状を求める作業は非常に面倒であり熟練
を要するもので、かつ多くの時間を要し、設計能率を向
上させるにも限界があるという問題があった。
【０００６】なお、これらの課題を解決するための手段
としては、複数の類似品の前工程での形状を合成する方
法が考えられるが、新鍛造品の形状が反映されず、した
がって鍛造時の位置決めや体積配分などが、新鍛造品に
合わない場合も生じるという問題がある。
としては、複数の類似品の前工程での形状を合成する方
法が考えられるが、新鍛造品の形状が反映されず、した
がって鍛造時の位置決めや体積配分などが、新鍛造品に
合わない場合も生じるという問題がある。
【０００７】そこで、本発明は、鍛造品の前工程での断
面形状を、容易にかつ短時間に求めることができ、か
つ、新鍛造品の形状の特徴を活かし、位置決めや体積配
分が新鍛造品に合致する前工程での形状決定方法および
鍛造用金型の設計方法を提供することを目的とする。
面形状を、容易にかつ短時間に求めることができ、か
つ、新鍛造品の形状の特徴を活かし、位置決めや体積配
分が新鍛造品に合致する前工程での形状決定方法および
鍛造用金型の設計方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１の手段は、所定工程での形状が新規な
新鍛造品における前工程での形状を決定する方法であっ
て、まず所定工程に対応する形状が既知である既鍛造品
の形状およびその前工程での形状を予め求めておき、次
に上記新鍛造品、既鍛造品および既鍛造品の前工程品の
３形状の断面の輪郭を、凹凸などの形状の特徴部に応じ
てそれぞれ同一数でもって分割し、これら分割した各区
間において、上記新鍛造品、既鍛造品および既鍛造品の
前工程品の輪郭形状の差に基づき、新鍛造品の前工程形
状の断面の輪郭を区間毎に合成し、この合成された各区
間における輪郭をつなぐことにより、新鍛造品の前工程
形状を求める鍛造品の前工程での形状決定方法である。
め、本発明の第１の手段は、所定工程での形状が新規な
新鍛造品における前工程での形状を決定する方法であっ
て、まず所定工程に対応する形状が既知である既鍛造品
の形状およびその前工程での形状を予め求めておき、次
に上記新鍛造品、既鍛造品および既鍛造品の前工程品の
３形状の断面の輪郭を、凹凸などの形状の特徴部に応じ
てそれぞれ同一数でもって分割し、これら分割した各区
間において、上記新鍛造品、既鍛造品および既鍛造品の
前工程品の輪郭形状の差に基づき、新鍛造品の前工程形
状の断面の輪郭を区間毎に合成し、この合成された各区
間における輪郭をつなぐことにより、新鍛造品の前工程
形状を求める鍛造品の前工程での形状決定方法である。
【０００９】また、本発明の第２の手段は、上記第１の
手段の構成において、新鍛造品の前工程形状の断面の輪
郭を区間毎に合成する際に、新鍛造品、既鍛造品および
既鍛造品の前工程品の３形状の断面の輪郭をそれぞれ点
列座標データに変換し、各形状の各区間ごとに対応する
上記各座標データの差に基づき、新鍛造品の前工程形状
に対応する各区間毎における各座標データを求め、これ
ら各座標データに基づき合成を行う鍛造品の前工程での
形状決定方法である。
手段の構成において、新鍛造品の前工程形状の断面の輪
郭を区間毎に合成する際に、新鍛造品、既鍛造品および
既鍛造品の前工程品の３形状の断面の輪郭をそれぞれ点
列座標データに変換し、各形状の各区間ごとに対応する
上記各座標データの差に基づき、新鍛造品の前工程形状
に対応する各区間毎における各座標データを求め、これ
ら各座標データに基づき合成を行う鍛造品の前工程での
形状決定方法である。
【００１０】また、本発明の第３の手段は、上記第１の
手段の構成において、新鍛造品の前工程形状の断面の輪
郭を区間毎に合成する際に、新鍛造品、既鍛造品および
既鍛造品の前工程品の３形状の断面の輪郭をそれぞれ線
分と円弧とにかつ同一数でもって要素分割し、各形状の
対応する要素同士の曲率の差に基づき新鍛造品の前工程
形状における各要素の線分と円弧の曲率を求め、この曲
率に基づく線分または円弧を合成する鍛造品の前工程で
の形状決定方法である。
手段の構成において、新鍛造品の前工程形状の断面の輪
郭を区間毎に合成する際に、新鍛造品、既鍛造品および
既鍛造品の前工程品の３形状の断面の輪郭をそれぞれ線
分と円弧とにかつ同一数でもって要素分割し、各形状の
対応する要素同士の曲率の差に基づき新鍛造品の前工程
形状における各要素の線分と円弧の曲率を求め、この曲
率に基づく線分または円弧を合成する鍛造品の前工程で
の形状決定方法である。
【００１１】また、本発明の第４の手段は、上記第１な
いし第３の手段における鍛造品の前工程での形状決定法
により決定される断面の形状を複数断面について求め、
求められた断面をつなぎ合わせて３次元形状を合成する
ことにより、新鍛造品の３次元の前工程形状とする鍛造
品の前工程での形状決定方法である。
いし第３の手段における鍛造品の前工程での形状決定法
により決定される断面の形状を複数断面について求め、
求められた断面をつなぎ合わせて３次元形状を合成する
ことにより、新鍛造品の３次元の前工程形状とする鍛造
品の前工程での形状決定方法である。
【００１２】さらに、本発明の第５の手段は、上記第１
ないし第４のいずれかの手段における鍛造品の前工程で
の形状決定法により決定された形状データに基づき、鍛
造用金型の凹面形状を求める鍛造用金型の設計方法であ
る。
ないし第４のいずれかの手段における鍛造品の前工程で
の形状決定法により決定された形状データに基づき、鍛
造用金型の凹面形状を求める鍛造用金型の設計方法であ
る。
【００１３】上記各手段における形状決定方法による
と、新鍛造品の形状が与えられると、予め記憶されてい
る既鍛造品の形状とが比較されて、類似度が高い既鍛造
品形状とその前工程での形状が選び出され、新鍛造品形
状を含めた３つの形状より新鍛造品の前工程での形状が
合成されるため、非常に容易にかつ短時間で、新鍛造品
の形状の特徴を活かした所定の新鍛造品の前工程での形
状を決定することができる。
と、新鍛造品の形状が与えられると、予め記憶されてい
る既鍛造品の形状とが比較されて、類似度が高い既鍛造
品形状とその前工程での形状が選び出され、新鍛造品形
状を含めた３つの形状より新鍛造品の前工程での形状が
合成されるため、非常に容易にかつ短時間で、新鍛造品
の形状の特徴を活かした所定の新鍛造品の前工程での形
状を決定することができる。
【００１４】また、上記鍛造用金型の設計方法による
と、上記各形状決定方法により求められた新鍛造品の前
工程での形状データを使用することにより、特にコンピ
ュータ装置および３次元ＣＡＤソフトウェアを使用し
て、形状データを求めることにより、複雑な形状であっ
ても、非常に簡単に金型を設計することができる。
と、上記各形状決定方法により求められた新鍛造品の前
工程での形状データを使用することにより、特にコンピ
ュータ装置および３次元ＣＡＤソフトウェアを使用し
て、形状データを求めることにより、複雑な形状であっ
ても、非常に簡単に金型を設計することができる。
【００１５】なお、上記第１ないし第３の手段による形
状決定方法は、鍛造品の形状が軸対称物品である場合に
適しており、また第４の手段による形状決定方法は、鍛
造品の形状が非軸対称物品である場合に適している。
状決定方法は、鍛造品の形状が軸対称物品である場合に
適しており、また第４の手段による形状決定方法は、鍛
造品の形状が非軸対称物品である場合に適している。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る鍛造品の前工程での形状決定方法を、図面に基づき説
明する。
る鍛造品の前工程での形状決定方法を、図面に基づき説
明する。
【００１７】本発明の要旨は、新鍛造品の前工程での形
状を、形状が既知である既鍛造品とその前工程での形状
との差に基づいて決定する方法であり、より具体的に
は、最終的な成形を行う仕上げ鍛造品（以下、最終鍛造
品と称す）の形状を入力して、その前工程すなわち中間
工程での鍛造品の形状から初期工程でのビレット（以
下、中間鍛造品と称し、これにはビレットをも含むもの
とする）までの形状を、コンピュータ装置を使用して、
演算により求める方法である。すなわち、ある鍛造品と
その前工程での中間鍛造品との間には、ある種の幾何学
的関係があり、この関係を利用することにより、前工程
での中間鍛造品の形状が求められることに基づくもので
ある。なお、この形状決定方法は、鍛造品の形状が軸対
称物品である場合に適している。
状を、形状が既知である既鍛造品とその前工程での形状
との差に基づいて決定する方法であり、より具体的に
は、最終的な成形を行う仕上げ鍛造品（以下、最終鍛造
品と称す）の形状を入力して、その前工程すなわち中間
工程での鍛造品の形状から初期工程でのビレット（以
下、中間鍛造品と称し、これにはビレットをも含むもの
とする）までの形状を、コンピュータ装置を使用して、
演算により求める方法である。すなわち、ある鍛造品と
その前工程での中間鍛造品との間には、ある種の幾何学
的関係があり、この関係を利用することにより、前工程
での中間鍛造品の形状が求められることに基づくもので
ある。なお、この形状決定方法は、鍛造品の形状が軸対
称物品である場合に適している。
【００１８】以下、第１の実施の形態における鍛造品の
前工程での形状決定方法を、図１に示すフローチャート
に基づき説明する。本第１の実施の形態においては、最
終鍛造品の形状からビレット形状までの途中の中間鍛造
品、すなわち荒打ち工程での形状（以下、荒打ち品と称
す）、潰し工程での形状（以下、潰し品と称す）および
初期工程での形状（ビレットの形状）のデータをそれぞ
れ求める場合について説明する。
前工程での形状決定方法を、図１に示すフローチャート
に基づき説明する。本第１の実施の形態においては、最
終鍛造品の形状からビレット形状までの途中の中間鍛造
品、すなわち荒打ち工程での形状（以下、荒打ち品と称
す）、潰し工程での形状（以下、潰し品と称す）および
初期工程での形状（ビレットの形状）のデータをそれぞ
れ求める場合について説明する。
【００１９】まず、最終鍛造品形状である仕上げ形状を
読込み（ステップ１）、合成する断面の数Ｎを決定（こ
のＮは、軸対称品の場合、Ｎ＝１であり、非軸対称品の
場合は、全体形状を表すために必要な断面数である）
（ステップ２）した後、既鍛造品の中から新鍛造品に似
た類似品を探すための検索範囲を設定する（ステップ
３）。この検索範囲の設定は、検索時間の短縮を図る目
的で行うもので、範囲を設定せずデータベースＤ全体を
対象に検索を行うこともできる。
読込み（ステップ１）、合成する断面の数Ｎを決定（こ
のＮは、軸対称品の場合、Ｎ＝１であり、非軸対称品の
場合は、全体形状を表すために必要な断面数である）
（ステップ２）した後、既鍛造品の中から新鍛造品に似
た類似品を探すための検索範囲を設定する（ステップ
３）。この検索範囲の設定は、検索時間の短縮を図る目
的で行うもので、範囲を設定せずデータベースＤ全体を
対象に検索を行うこともできる。
【００２０】次に、Ｍ＝１（このＭは、各工程の段階を
示し、その具体的な値とそれに対応する工程を、図１の
データベースＤ内に記述しておく）として（ステップ
４）、新鍛造品の類似品を検索して形状合成に用いる類
似品の選択を行う（ステップ５）。
示し、その具体的な値とそれに対応する工程を、図１の
データベースＤ内に記述しておく）として（ステップ
４）、新鍛造品の類似品を検索して形状合成に用いる類
似品の選択を行う（ステップ５）。
【００２１】次に、Ｋ＝１（このＫは、合成する断面数
をカウントする変数でＫ＝１からＮまでの値である）と
して（ステップ６）、新鍛造品、選択されたその類似品
および類似品の前工程品の３形状（３種類）の断面の輪
郭形状を読込み（ステップ７）、３形状の断面の輪郭形
状に基づき新鍛造品の前工程での断面の輪郭形状の合成
処理を行う（ステップ８）。新鍛造品が非軸対称物品で
ある場合には、この合成処理を必要断面数に達するまで
繰り返す（ステップ１０）。なお、この合成処理につい
ては、あとで詳しく説明する。
をカウントする変数でＫ＝１からＮまでの値である）と
して（ステップ６）、新鍛造品、選択されたその類似品
および類似品の前工程品の３形状（３種類）の断面の輪
郭形状を読込み（ステップ７）、３形状の断面の輪郭形
状に基づき新鍛造品の前工程での断面の輪郭形状の合成
処理を行う（ステップ８）。新鍛造品が非軸対称物品で
ある場合には、この合成処理を必要断面数に達するまで
繰り返す（ステップ１０）。なお、この合成処理につい
ては、あとで詳しく説明する。
【００２２】このようにして得られた断面の輪郭形状よ
り、新鍛造品の前工程での全体形状を作成する（新鍛造
品が軸対称物品の場合は、断面を回転して作成し、非軸
対称物品の場合には、複数の断面をつないで全体形状を
作成する）（ステップ１１）。
り、新鍛造品の前工程での全体形状を作成する（新鍛造
品が軸対称物品の場合は、断面を回転して作成し、非軸
対称物品の場合には、複数の断面をつないで全体形状を
作成する）（ステップ１１）。
【００２３】さらに、Ｍ＝Ｍ＋１（ステップ１２）とし
て、その前の工程での形状合成をビレットが得られるま
で繰り返す（ステップ１３）。以上で、新鍛造品の中間
鍛造品の形状がすべて求まり、これを出力（ステップ１
４）するとともに、金型の型彫り形状へデータ変換する
（ステップ１５）。また、ステップ１６にて、これらの
形状データを新規なものとしてデータベースＤに登録す
るかどうかが判断（自動的またはオペレーターが判断す
る）される。
て、その前の工程での形状合成をビレットが得られるま
で繰り返す（ステップ１３）。以上で、新鍛造品の中間
鍛造品の形状がすべて求まり、これを出力（ステップ１
４）するとともに、金型の型彫り形状へデータ変換する
（ステップ１５）。また、ステップ１６にて、これらの
形状データを新規なものとしてデータベースＤに登録す
るかどうかが判断（自動的またはオペレーターが判断す
る）される。
【００２４】次に、上記一連の中間鍛造品の形状合成処
理の中で、ステップ８の新鍛造品の前工程での断面の輪
郭形状の合成処理について、図２のフローチャートに基
づき、詳細に説明する。
理の中で、ステップ８の新鍛造品の前工程での断面の輪
郭形状の合成処理について、図２のフローチャートに基
づき、詳細に説明する。
【００２５】まず、Ｊ＝１（Ｊは、処理する輪郭形状の
番号でＪ＝１は新鍛造品、Ｊ＝２は新鍛造品の類似品、
Ｊ＝３は同類似品の前工程での形状とする）（ステップ
１）として、新鍛造品の輪郭形状の無次元化点列座標デ
ータおよび２値化データを読み込む（ステップ２）。
番号でＪ＝１は新鍛造品、Ｊ＝２は新鍛造品の類似品、
Ｊ＝３は同類似品の前工程での形状とする）（ステップ
１）として、新鍛造品の輪郭形状の無次元化点列座標デ
ータおよび２値化データを読み込む（ステップ２）。
【００２６】点列座標データとは、線分や曲線で表され
ている輪郭線上に所定の間隔で点を配置した時の各点の
座標値の集まりであり、点列座標データに変換すること
により、以下の形状合成処理をコンピュータが得意とす
る数値演算だけで行うことができるようになる。
ている輪郭線上に所定の間隔で点を配置した時の各点の
座標値の集まりであり、点列座標データに変換すること
により、以下の形状合成処理をコンピュータが得意とす
る数値演算だけで行うことができるようになる。
【００２７】無次元化点列座標データとは、各点の座標
値を断面の外半径と高さで割って、外半径を１．０、高
さを１．０とする座標系に置き換えた点列座標データの
ことである。
値を断面の外半径と高さで割って、外半径を１．０、高
さを１．０とする座標系に置き換えた点列座標データの
ことである。
【００２８】また、２値化データとは、断面を縦×横＝
５０×５０程度のメッシュに分割し、このメッシュ部分
のオン・オフ状態（１，０）にて形状を表したもので、
その例を図３に示す。
５０×５０程度のメッシュに分割し、このメッシュ部分
のオン・オフ状態（１，０）にて形状を表したもので、
その例を図３に示す。
【００２９】次に、輪郭形状を形状の凹凸に応じて区間
に分割する（ステップ３）。形状の凹凸および分割位置
は、２値化データを用いて判定する。分割位置の例を図
３に示している。図３の例では、輪郭形状１を黒い丸印
（分割位置）２で示すように８区間に分割している。こ
の処理をＪ＝３まで繰り返し（ステップ４）、３形状の
分割数を合わせるように分割数（分割数の多い方に合わ
せる）と分割位置２とを調整する（ステップ６）。
に分割する（ステップ３）。形状の凹凸および分割位置
は、２値化データを用いて判定する。分割位置の例を図
３に示している。図３の例では、輪郭形状１を黒い丸印
（分割位置）２で示すように８区間に分割している。こ
の処理をＪ＝３まで繰り返し（ステップ４）、３形状の
分割数を合わせるように分割数（分割数の多い方に合わ
せる）と分割位置２とを調整する（ステップ６）。
【００３０】以上で、３形状のそれぞれ対応する区間が
決まり、各区間毎に以下の処理を行う。まず、ｉ＝１
（このｉは、区間の番号を表す変数で、ｉ＝１〜Ｌであ
る）とし（ステップ７）、３形状の区間［図４（ａ）の
線分３（新鍛造品の輪郭形状），４（類似品の輪郭形
状），５（類似品の前工程での輪郭形状）にて表す］の
左端を図４（ａ）の点６［座標値は（ξi-1 ，η
i-1 ）］の位置に、右端を点７［座標値は（ξi ，η
i ）］の位置に合わせ、区間の両端を一致させるように
区間内の点列の座標変換を行う（ステップ８）。この座
標変換を新鍛造品の場合について式で表すと下記(1) 式
となる。
決まり、各区間毎に以下の処理を行う。まず、ｉ＝１
（このｉは、区間の番号を表す変数で、ｉ＝１〜Ｌであ
る）とし（ステップ７）、３形状の区間［図４（ａ）の
線分３（新鍛造品の輪郭形状），４（類似品の輪郭形
状），５（類似品の前工程での輪郭形状）にて表す］の
左端を図４（ａ）の点６［座標値は（ξi-1 ，η
i-1 ）］の位置に、右端を点７［座標値は（ξi ，η
i ）］の位置に合わせ、区間の両端を一致させるように
区間内の点列の座標変換を行う（ステップ８）。この座
標変換を新鍛造品の場合について式で表すと下記(1) 式
となる。
【００３１】
【数１】
【００３２】但し、(1) 式中、 （ｘ，ｙ）：新鍛造品の輪郭線上の任意の点の座標 （ｘ′，ｙ′）：座標変換後の同上の座標 （ｘi-1 ，ｙi-1 ）：座標変換前の区間の左端の座標 （ｘi ，ｙi ）：座標変換前の区間の右端の座標 （ξi-1 ，ηi-1 ）：左端を合わせる点の座標 （ξi ，ηi ）：右端を合わせる点の座標 である。
【００３３】類似品および類似品の前工程品も同様の式
になる［類似品の座標は座標変換前（ｕ，ｖ）、変換後
（ｕ′，ｖ′）類似品の前工程品の座標は座標変換前
（Ｕ，Ｖ）、変換後（Ｕ′，Ｖ′）で表す］。
になる［類似品の座標は座標変換前（ｕ，ｖ）、変換後
（ｕ′，ｖ′）類似品の前工程品の座標は座標変換前
（Ｕ，Ｖ）、変換後（Ｕ′，Ｖ′）で表す］。
【００３４】この座標変換後の状態は、図４（ｂ）に示
すようになる。図４（ｂ）中、３′〜７′は、図４
（ａ）における３〜７の座標変換後のものを示す。な
お、端点を合わせる位置の点６（ξi-1 ，ηi-1 ）、点
７（ξi ，ηi ）は、形状合成後の新鍛造品の前工程で
の形状の各区間がつながる条件を満足すれば、他に特に
制限はない。本実施の形態では、３形状の端点の座標値
と係数ａ，ｂ，ｃを用いて下記の(2) 式で、点７の座標
値（ξi ，ηi ）を決定した。
すようになる。図４（ｂ）中、３′〜７′は、図４
（ａ）における３〜７の座標変換後のものを示す。な
お、端点を合わせる位置の点６（ξi-1 ，ηi-1 ）、点
７（ξi ，ηi ）は、形状合成後の新鍛造品の前工程で
の形状の各区間がつながる条件を満足すれば、他に特に
制限はない。本実施の形態では、３形状の端点の座標値
と係数ａ，ｂ，ｃを用いて下記の(2) 式で、点７の座標
値（ξi ，ηi ）を決定した。
【００３５】
【数２】
【００３６】点６の座標値（ξi-1 ，ηi-1 ）について
も、同様に決定する。次に、座標変換後の点列データ
を、下記の(3) 式を用いて、極座標に変換する（ステッ
プ９）。
も、同様に決定する。次に、座標変換後の点列データ
を、下記の(3) 式を用いて、極座標に変換する（ステッ
プ９）。
【００３７】
【数３】
【００３８】但し、(3) 式中、 （ｒ，θ）：新鍛造品の輪郭線上の任意の点（ｘ′，
ｙ′）を極座標変換した時の極座標値 また、類似品の極座標値（ρ，φ）、類似品の前工程品
の極座標値（Ρ，Φ）も同様にして求める（ステップ
９）。
ｙ′）を極座標変換した時の極座標値 また、類似品の極座標値（ρ，φ）、類似品の前工程品
の極座標値（Ρ，Φ）も同様にして求める（ステップ
９）。
【００３９】以上で得られた半径ｒ、ρ、Ρ（θ＝φ＝
Φの時の値を用いる）により新鍛造品の前工程での半径
Ｒ（この時の角度は、Θ＝θとする）を、下記の(4) 式
により求める（ステップ１０）。
Φの時の値を用いる）により新鍛造品の前工程での半径
Ｒ（この時の角度は、Θ＝θとする）を、下記の(4) 式
により求める（ステップ１０）。
【００４０】
【数４】
【００４１】但し、(4) 式中、 ａ：新鍛造品の係数 ｂ：類似品の係数 ｃ：類似品の前工程品の係数 である。
【００４２】このＲを所定のΘの間隔で求めることによ
り、この区間の新鍛造品の前工程での極座標表示による
点列データが求まる。この点列データをこれまで行って
きた座標変換と逆の変換、すなわち、下記の(5) 式に示
す直交座標への変換［変換後の座標値を（Ｘ′，Ｙ′）
とする］（ステップ１１）、下記の(6) 式に示す区間の
端点を元に戻す変換［変換後の座標値を（Ｘ，Ｙ）とす
る］（ステップ１２）を行うことにより、元の座標系で
の点列データが求まる。
り、この区間の新鍛造品の前工程での極座標表示による
点列データが求まる。この点列データをこれまで行って
きた座標変換と逆の変換、すなわち、下記の(5) 式に示
す直交座標への変換［変換後の座標値を（Ｘ′，Ｙ′）
とする］（ステップ１１）、下記の(6) 式に示す区間の
端点を元に戻す変換［変換後の座標値を（Ｘ，Ｙ）とす
る］（ステップ１２）を行うことにより、元の座標系で
の点列データが求まる。
【００４３】
【数５】
【００４４】但し、区間の右の端点の元の位置にあたる
（Ｘi ，Ｙi ）は、各区間がつながる条件を満たすた
め、下記の(7) 式により求める。
（Ｘi ，Ｙi ）は、各区間がつながる条件を満たすた
め、下記の(7) 式により求める。
【００４５】
【数６】
【００４６】左の端点（Ｘi-1 ，Ｙi-1 ）も同様の式で
求める。以上の形状合成を全分割区間で行う（ステップ
１３）。ここで、本実施の形態における形状の決定方法
を、荒工程品の形状合成に適用した場合を、図５に示
す。
求める。以上の形状合成を全分割区間で行う（ステップ
１３）。ここで、本実施の形態における形状の決定方法
を、荒工程品の形状合成に適用した場合を、図５に示
す。
【００４７】図５（ａ）は、新鍛造品の仕上げ形状を、
図５（ｂ）は、類似品の仕上げ形状を、図５（ｃ）は、
類似品の前工程形状である荒打ち形状をそれぞれ表し、
図５（ｄ）〜（ｆ）は、合成した新鍛造品の荒打ち形状
を表す。
図５（ｂ）は、類似品の仕上げ形状を、図５（ｃ）は、
類似品の前工程形状である荒打ち形状をそれぞれ表し、
図５（ｄ）〜（ｆ）は、合成した新鍛造品の荒打ち形状
を表す。
【００４８】なお、この形状の合成方法によると、係数
ａ，ｂ，ｃの値を変えることにより、バラエティーに富
んだ形状を出力することができる。この係数は、通常は
予め設定しておくものであるが、出力された結果を見て
係数を変更して、形状合成だけをやり直すことができ
る。
ａ，ｂ，ｃの値を変えることにより、バラエティーに富
んだ形状を出力することができる。この係数は、通常は
予め設定しておくものであるが、出力された結果を見て
係数を変更して、形状合成だけをやり直すことができ
る。
【００４９】また、本実施の形態における形状の合成方
法では、新鍛造品形状を用いているため、新鍛造品の形
状の特徴を反映していることは勿論であるが、類似品と
類似品の前工程品との形状差も用いているため、類似品
の位置決め、体積配分、欠陥防止などのノウハウも受け
継いでいることになる。
法では、新鍛造品形状を用いているため、新鍛造品の形
状の特徴を反映していることは勿論であるが、類似品と
類似品の前工程品との形状差も用いているため、類似品
の位置決め、体積配分、欠陥防止などのノウハウも受け
継いでいることになる。
【００５０】なお、選択する類似品は、１種類だけでな
く複数の類似品を選択して複数の形状合成結果を同時に
出力できるようになっており、設計者は、これらの中か
ら自社に合った形状を選ぶことができる。
く複数の類似品を選択して複数の形状合成結果を同時に
出力できるようになっており、設計者は、これらの中か
ら自社に合った形状を選ぶことができる。
【００５１】この第１の実施の形態では、まず断面の輪
郭形状を区間に分け、各区間を新鍛造品、類似品および
類似品の前工程品で１：１：１に対応させ、最終的に
は、輪郭線上の点列をも１：１：１に対応させるように
したものである。
郭形状を区間に分け、各区間を新鍛造品、類似品および
類似品の前工程品で１：１：１に対応させ、最終的に
は、輪郭線上の点列をも１：１：１に対応させるように
したものである。
【００５２】次に、本発明の第２の実施の形態における
形状決定方法について説明するが、第１の実施の形態と
異なる箇所は、新鍛造品の前工程形状の断面の輪郭の合
成の方法であるため、本第２の実施の形態においては、
この部分に着目して説明する。
形状決定方法について説明するが、第１の実施の形態と
異なる箇所は、新鍛造品の前工程形状の断面の輪郭の合
成の方法であるため、本第２の実施の形態においては、
この部分に着目して説明する。
【００５３】すなわち、上記第１の実施の形態では、上
述したように、まず断面の輪郭形状を区間に分け、各区
間を新鍛造品、類似品および類似品の前工程品で１：
１：１に対応させ、最終的には、輪郭線上の点列をも
１：１：１に対応させるようにしたが、本第２の実施の
形態の形状決定方法は、その原理を拡張して、断面形状
の輪郭線を線分と円弧とからなる要素で表し、各要素を
新鍛造品、類似品および類似品の前工程品で１：１：１
に対応させることで、(4) 式の半径の代わりに各要素の
曲率を用いた下記に示す(8) 式に基づき新鍛造品の前工
程での形状を求める方法である。
述したように、まず断面の輪郭形状を区間に分け、各区
間を新鍛造品、類似品および類似品の前工程品で１：
１：１に対応させ、最終的には、輪郭線上の点列をも
１：１：１に対応させるようにしたが、本第２の実施の
形態の形状決定方法は、その原理を拡張して、断面形状
の輪郭線を線分と円弧とからなる要素で表し、各要素を
新鍛造品、類似品および類似品の前工程品で１：１：１
に対応させることで、(4) 式の半径の代わりに各要素の
曲率を用いた下記に示す(8) 式に基づき新鍛造品の前工
程での形状を求める方法である。
【００５４】
【数７】
【００５５】但し、(8) 式中、 １／Ｒ：新鍛造品の前工程での形状の断面輪郭形状の要
素の曲率 １／ｒ：新鍛造品の断面輪郭形状の要素の曲率 １／ρ：類似品の断面輪郭形状の要素の曲率 １／Ρ：類似品の前工程での形状の断面輪郭形状の要素
の曲率 である。
素の曲率 １／ｒ：新鍛造品の断面輪郭形状の要素の曲率 １／ρ：類似品の断面輪郭形状の要素の曲率 １／Ρ：類似品の前工程での形状の断面輪郭形状の要素
の曲率 である。
【００５６】新鍛造品が軸対称物品である場合には、以
上で得られた前工程での無次元化断面の輪郭形状を元の
寸法に戻した後（外半径を基準に戻し、高さ方向で断面
積を合わせる）、断面を回転スイープさせて全体形状を
求める。
上で得られた前工程での無次元化断面の輪郭形状を元の
寸法に戻した後（外半径を基準に戻し、高さ方向で断面
積を合わせる）、断面を回転スイープさせて全体形状を
求める。
【００５７】新鍛造品が非軸対称物品である場合には、
断面の水平方向の寸法を基準に高さ方向で断面積を合わ
せる様にして元の寸法に戻し、この断面をつないで全体
形状を求める。このように断面の外半径あるいは水平方
向で寸法を合わせるのは、次の工程（例えば、荒打ち品
の次の工程においては仕上げ工程となる）での位置決め
を容易にするためである。
断面の水平方向の寸法を基準に高さ方向で断面積を合わ
せる様にして元の寸法に戻し、この断面をつないで全体
形状を求める。このように断面の外半径あるいは水平方
向で寸法を合わせるのは、次の工程（例えば、荒打ち品
の次の工程においては仕上げ工程となる）での位置決め
を容易にするためである。
【００５８】これらの新鍛造品に対する前工程における
形状合成処理は、コンピュータ装置を用いて行い、最終
的に求められた全体形状データを用いると、新鍛造品に
対する前工程での形状を得るための金型の凹部形状の形
状データを容易に得ることができる。
形状合成処理は、コンピュータ装置を用いて行い、最終
的に求められた全体形状データを用いると、新鍛造品に
対する前工程での形状を得るための金型の凹部形状の形
状データを容易に得ることができる。
【００５９】
【発明の効果】上記本発明の鍛造品の前工程での形状決
定方法によると、新鍛造品の形状が与えられると、予め
記憶されている既鍛造品の形状とが比較されて、類似度
が高い既鍛造品とその前工程での形状が選択され、そし
て新鍛造品の形状を含めた３形状を用いて新鍛造品の前
工程での形状を合成するため、新鍛造品の形状の特徴を
反映することができ、したがって位置決め、体積配分、
欠陥等の問題が少なく、出力された形状の修正も少なく
なる。
定方法によると、新鍛造品の形状が与えられると、予め
記憶されている既鍛造品の形状とが比較されて、類似度
が高い既鍛造品とその前工程での形状が選択され、そし
て新鍛造品の形状を含めた３形状を用いて新鍛造品の前
工程での形状を合成するため、新鍛造品の形状の特徴を
反映することができ、したがって位置決め、体積配分、
欠陥等の問題が少なく、出力された形状の修正も少なく
なる。
【００６０】また、複数の類似品について同時に新鍛造
品の前工程での形状が出力されるため、自社に合った前
工程形状を選択し、決定することができる。さらに、上
記の形状決定方法により求められた新鍛造品の前工程で
の形状データを使用することにより、特にコンピュータ
装置等を使用して、形状データを求めることにより、複
雑な形状であっても、非常に簡単に金型形状を設計する
ことができる。
品の前工程での形状が出力されるため、自社に合った前
工程形状を選択し、決定することができる。さらに、上
記の形状決定方法により求められた新鍛造品の前工程で
の形状データを使用することにより、特にコンピュータ
装置等を使用して、形状データを求めることにより、複
雑な形状であっても、非常に簡単に金型形状を設計する
ことができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態における鍛造品の前
工程での形状を求めるフローチャートである。
工程での形状を求めるフローチャートである。
【図２】同第１の実施の形態における鍛造品の前工程で
の形状を求める処理中の断面の輪郭形状を求めるフロー
チャートである。
の形状を求める処理中の断面の輪郭形状を求めるフロー
チャートである。
【図３】同第１の実施の形態における鍛造品の形状処理
の状態を示す図である。
の状態を示す図である。
【図４】同第１の実施の形態における鍛造品の形状処理
のための座標変換を説明する図である。
のための座標変換を説明する図である。
【図５】同第１の実施の形態における各種形状とその合
成形状を示す図である。
成形状を示す図である。
１ 鍛造品の断面の輪郭形状 ２ 断面の輪郭を分割する点（分割点） ３ 新鍛造品の輪郭形状（区間分割後） ４ 類似品の輪郭形状（区間分割後） ５ 類似品の前工程での輪郭形状（区間分割後） ６ 区間の左端点を合わせる位置 ７ 区間の右端点を合わせる位置
Claims (5)
- 【請求項１】所定工程での形状が新規な新鍛造品におけ
る前工程での形状を決定する方法であって、まず所定工
程に対応する形状が既知である既鍛造品の形状およびそ
の前工程での形状を予め求めておき、次に上記新鍛造
品、既鍛造品および既鍛造品の前工程品の３形状の断面
の輪郭を、凹凸などの形状の特徴部に応じてそれぞれ同
一数でもって分割し、これら分割した各区間において、
上記新鍛造品、既鍛造品および既鍛造品の前工程品の輪
郭形状の差に基づき、新鍛造品の前工程形状の断面の輪
郭を区間毎に合成し、この合成された各区間における輪
郭をつなぐことにより、新鍛造品の前工程形状を求める
ことを特徴とする鍛造品の前工程での形状決定方法。 - 【請求項２】新鍛造品の前工程形状の断面の輪郭を区間
毎に合成する際に、新鍛造品、既鍛造品および既鍛造品
の前工程品の３形状の断面の輪郭をそれぞれ点列座標デ
ータに変換し、各形状の各区間ごとに対応する上記各座
標データの差に基づき、新鍛造品の前工程形状に対応す
る各区間毎における各座標データを求め、これら各座標
データに基づき合成を行うことを特徴とする請求項１記
載の鍛造品の前工程での形状決定方法。 - 【請求項３】新鍛造品の前工程形状の断面の輪郭を区間
毎に合成する際に、新鍛造品、既鍛造品および既鍛造品
の前工程品の３形状の断面の輪郭をそれぞれ線分と円弧
とにかつ同一数でもって要素分割し、各形状の対応する
要素同士の曲率の差に基づき新鍛造品の前工程形状にお
ける各要素の線分と円弧の曲率を求め、この曲率に基づ
く線分または円弧を合成することを特徴とする請求項１
記載の鍛造品の前工程での形状決定方法。 - 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の鍛造
品の前工程での形状決定法により決定される断面の形状
を複数断面について求め、求められた断面をつなぎ合わ
せて３次元形状を合成することにより、新鍛造品の３次
元の前工程形状を決定することを特徴とする鍛造品の前
工程での形状決定方法。 - 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の鍛造
品の前工程での形状決定法により決定された形状に基づ
き、新鍛造品における前工程での鍛造用金型の凹面形状
を求めることを特徴とする鍛造用金型の設計方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05373397A JP3148144B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 鍛造品の前工程での形状演算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05373397A JP3148144B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 鍛造品の前工程での形状演算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10254926A true JPH10254926A (ja) | 1998-09-25 |
| JP3148144B2 JP3148144B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=12951042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05373397A Expired - Fee Related JP3148144B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 鍛造品の前工程での形状演算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3148144B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012003396A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Honda Motor Co Ltd | 形状データ作成システム及び形状データ作成方法 |
| JP2015109034A (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 本田技研工業株式会社 | ドローモデル生成方法及びドローモデル生成システム |
| JP2015109043A (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 本田技研工業株式会社 | ドローモデル生成方法及びドローモデル生成システム |
| CN106040930A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-10-26 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 特大型钛合金框短流程锻造方法 |
| CN113939782A (zh) * | 2019-07-24 | 2022-01-14 | 株式会社日立制作所 | 制造工序设计方法及制造工序设计*** |
-
1997
- 1997-03-10 JP JP05373397A patent/JP3148144B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012003396A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Honda Motor Co Ltd | 形状データ作成システム及び形状データ作成方法 |
| JP2015109034A (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 本田技研工業株式会社 | ドローモデル生成方法及びドローモデル生成システム |
| JP2015109043A (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 本田技研工業株式会社 | ドローモデル生成方法及びドローモデル生成システム |
| CN106040930A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-10-26 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 特大型钛合金框短流程锻造方法 |
| CN106040930B (zh) * | 2016-05-30 | 2017-10-10 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 特大型钛合金框短流程锻造方法 |
| CN113939782A (zh) * | 2019-07-24 | 2022-01-14 | 株式会社日立制作所 | 制造工序设计方法及制造工序设计*** |
| CN113939782B (zh) * | 2019-07-24 | 2023-08-18 | 株式会社日立制作所 | 制造工序设计方法及制造工序设计*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3148144B2 (ja) | 2001-03-19 |
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