JP6149843B2 - Method and apparatus for analyzing shape correction of press-formed product, and method for correcting shape of press-formed product - Google Patents
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Description
本発明は、プレス成形品の量産品の形状安定性を確保し、プレス成形品の形状を容易に矯正することのできるプレス成形品の形状矯正解析方法及び形状矯正解析装置、プレス成形品の形状矯正方法に関するものである。 The present invention secures the shape stability of mass-produced press-molded products, and can easily correct the shape of the press-molded product. It relates to the correction method.
プレス成形においてはプレス成形品を金型から取り出す離型の段階で、成形下死点における残留応力分布に応じて、スプリングバックと呼ばれる形状の戻りが発生し、金型どおりの形状(形状凍結)にならずこれが形状凍結不良の原因となる。 In press molding, at the stage of releasing the press-molded product from the mold, a shape return called spring back occurs according to the residual stress distribution at the bottom dead center of the mold, and the shape as the mold (shape freezing) This will cause defective shape freezing.
例えば、長手方向に湾曲するプレス成形品をプレス成形により製造する場合、該プレス成形品を離型するとスプリングバックにより該プレス成形品の端部付近のはね及び/又は長手方向のねじれなどの形状凍結不良が生じる。 For example, when a press-molded product that is curved in the longitudinal direction is manufactured by press molding, when the press-molded product is released, a shape such as a spring near the end of the press-molded product and / or a twist in the longitudinal direction is caused by a springback. Freezing failure occurs.
スプリングバックは加工されるブランク材の強度が高いほど、また、前記ブランク材のヤング率が低いほど大きくなり、寸法精度の高いプレス成形品を製造する上で、スプリングバックによる形状凍結不良は極めて大きな障害となっている。 The springback becomes larger as the strength of the blank material to be processed is higher and the Young's modulus of the blank material is lower, and in producing a press-molded product with high dimensional accuracy, the shape freezing failure due to the springback is extremely large. It is an obstacle.
スプリングバックによる形状凍結不良を克服するための方法として、例えば特許文献1には、プレス成形後のプレス成形品形状に基づいてプレス成形品における変形の発生位置を特定し、該発生位置における変形形態に応じて当該発生位置における残留応力分布を平準化するためにプレス成形過程における変形履歴を制御するプレス成形方法が開示されている。 As a method for overcoming the shape freezing failure due to springback, for example, Patent Document 1 specifies a position where deformation occurs in a press-molded product based on the shape of the press-molded product after press molding, and the deformation mode at the generated position. Accordingly, a press forming method is disclosed in which the deformation history in the press forming process is controlled in order to level the residual stress distribution at the generation position.
特許文献1では、変形の発生位置における変形形態に応じて、当該発生位置における残留応力の分布を平準化するように板状部材の面内変形履歴を制御するとしており、この面内変形履歴の制御方法として、伸びが生じた部位には圧縮応力を付与し、縮みが生じた部位には引張応力を付与するとしている。しかしながら、具体的にどのようにして圧縮応力や引張応力を付与するのかが不明であり、プレス成形品を量産する場合においては、加工条件のばらつきによるプレス成形品の形状変化を抑制する効果は見込めず、該プレス成形品の形状安定性を確保するには十分な効果が期待できない。 In Patent Document 1, the in-plane deformation history of the plate-like member is controlled so as to equalize the distribution of residual stress at the occurrence position according to the deformation mode at the occurrence position of the deformation. As a control method, compressive stress is applied to a site where elongation occurs, and tensile stress is applied to a site where shrinkage occurs. However, it is unclear how to apply compressive stress and tensile stress, and when mass-producing press-molded products, the effect of suppressing the shape change of press-molded products due to variations in processing conditions is expected. Therefore, a sufficient effect cannot be expected to ensure the shape stability of the press-formed product.
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、同一金型で数多くのプレス成形を行う際にプレス成形品のバラツキを抑制して量産品の形状安定性を確保するべく、簡易な方法でプレス成形品の形状を容易に矯正することのできるプレス成形品の形状矯正解析方法及び装置、プレス成形品の形状矯正方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and in order to ensure the shape stability of mass-produced products by suppressing variations in the press-formed products when performing many press moldings with the same mold. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for analyzing the shape of a press-molded product that can easily correct the shape of the press-molded product by the method, and a method for correcting the shape of a press-molded product.
(1)本発明に係るプレス成形品の形状矯正解析方法は、以下の工程をコンピュータが行うものであり、プレス成形解析によってプレス成形品の離型前の残留応力を求め、該残留応力のうちスプリングバックの要因となるものが、前記プレス成形品のどの領域に存在するかを特定するスプリングバック要因領域特定工程と、前記離型前の残留応力に基づいて得られるスプリングバック後の形状における前記スプリングバック要因領域特定工程によって特定された領域に対して、圧子の押し込み部位及び押し込み量を変化させて圧子を押し込んで変形を与えた後のスプリングバック解析を行う圧子押込解析工程と、該圧子押込解析工程で求めた圧子の押し込み後の形状と前記プレス成形品の目標形状とを比較することによって形状矯正に効果のある前記圧子の押し込み部位及び押し込み量を決定する形状矯正条件決定工程とを有し、
前記圧子押込解析工程は、前記スプリングバック要因領域特定工程にて特定された領域に圧縮応力が残留している場合、前記領域内の部位を圧子で押し込み、前記スプリングバック要因領域特定工程にて特定された領域に引張応力が残留している場合、前記領域内の部位を圧子で押し込んだ後に、当該部位に対して前記押し込み面と反対側の面から圧子で前記押し込み方向と反対方向へ押し戻すことを特徴とするものである。
(1) The shape correction analysis method for a press-formed product according to the present invention is a method in which the computer performs the following steps. The residual stress before release of the press-formed product is determined by press forming analysis. A springback factor region specifying step for specifying in which region of the press-molded product a factor causing a springback, and the shape after the springback obtained based on the residual stress before the mold release An indenter indentation analysis step for performing springback analysis after the indenter is pushed and deformed by changing the indenter indentation part and the amount of indentation with respect to the area identified by the springback factor area identification step, and the indenter indentation By comparing the shape after indentation indentation obtained in the analysis process with the target shape of the press-formed product, it is effective for shape correction. The site and pushing the push-in amount of the indenter have a shape correction condition determining step of determining that,
In the indenter indentation analysis step, when compressive stress remains in the region specified in the springback factor region specifying step, the portion in the region is pressed with an indenter and specified in the springback factor region specifying step. If a tensile stress remains in the region, the portion in the region is pushed with an indenter, and then the portion opposite the pushing surface is pushed against the portion with the indenter in the direction opposite to the pushing direction. It is characterized by.
(2)上記(1)に記載のものにおいて、前記スプリングバック要因領域特定工程は、前記プレス成形品の一部の領域の残留応力を0にするか、前記一部の領域の残留応力値を変更するか、前記一部の領域の離型前後の残留応力差を変更するか、のいずれかの処理を行うことを特徴とするものである。 (2) In the above-described (1), in the springback factor region specifying step, the residual stress of a partial region of the press-formed product is set to 0, or the residual stress value of the partial region is set. Either the process is performed, or the residual stress difference before and after the mold release in the partial region is changed.
(3)本発明に係るプレス成形品の形状矯正方法は、上記(1)又は(2)に記載のプレス成形品の形状矯正解析方法を用いたプレス成形実部品の形状矯正方法であって、上記(1)又は(2)のプレス成形解析に用いた金型モデルに対応する金型を用いてプレス成形を行うことによってプレス成形実部品を成形するプレス成形工程と、離型後の前記プレス成形実部品に対して前記形状矯正条件決定工程で得られた前記圧子の押し込み部位及び押し込み量にて、前記圧子を押し込むことによって前記プレス成形実部品の形状を矯正する形状矯正工程とを備えたことを特徴とするものである。 ( 3 ) A method for correcting the shape of a press-formed product according to the present invention is a method for correcting the shape of a press-formed actual part using the method for analyzing the shape correction of a press-formed product according to (1) or (2) above. Press forming step of forming an actual press molded part by performing press molding using a mold corresponding to the mold model used in the press molding analysis of (1) or (2) above, and the press after release A shape correction step of correcting the shape of the press-formed actual part by pressing the indenter at the indentation site and the amount of the indenter obtained in the shape correction condition determining step with respect to the molded actual part. It is characterized by this.
(4)本発明に係るプレス成形品の形状矯正解析装置は、プレス成形解析によってプレス成形品の離型前の残留応力を求め、該残留応力のうちスプリングバックの要因となるものが、前記プレス成形品のどの領域に存在するかを特定するスプリングバック要因領域特定手段と、前記離型前の残留応力に基づいて得られるスプリングバック後の形状における前記スプリングバック要因領域特定手段によって特定された領域に対して、圧子の押し込み部位及び押し込み量を変化させて圧子を押し込んで変形を与えた後のスプリングバック解析を行う圧子押込解析手段と、該圧子押込解析手段で求めた圧子の押し込み後の形状と前記プレス成形品の目標形状とを比較することによって形状矯正に効果のある前記圧子の押し込み部位及び押し込み量を決定する形状矯正条件決定手段とを有し、
前記圧子押込解析手段は、前記スプリングバック要因領域特定手段にて特定された領域に圧縮応力が残留している場合、前記領域内の部位を圧子で押し込み、前記スプリングバック要因領域特定手段にて特定された領域に引張応力が残留している場合、前記領域内の部位を圧子で押し込んだ後に、当該部位に対して前記押し込み面と反対側の面から圧子で前記押し込み方向と反対方向へ押し戻すことを特徴とするものである。
( 4 ) The press-molded product shape correction analysis apparatus according to the present invention obtains a residual stress before release of the press-molded product by press molding analysis, and the residual stress that causes a springback is the press An area specified by the springback factor area specifying means for specifying in which area of the molded product, and the springback factor area specifying means in the shape after the springback obtained based on the residual stress before the mold release On the other hand, an indenter indentation analyzing means for performing a springback analysis after the indenter is pushed and deformed by changing the indentation part and the amount of indentation, and a shape after the indenter is obtained by the indenter indentation analyzing means And the indented part and the amount of indentation, which are effective for shape correction by comparing the target shape of the press-formed product Possess and determination to shape correction condition determining means,
When the compressive stress remains in the area specified by the springback factor area specifying means, the indenter indentation analysis means presses a part in the area with the indenter and specifies by the springback factor area specifying means If a tensile stress remains in the region, the portion in the region is pushed with an indenter, and then the portion opposite the pushing surface is pushed against the portion with the indenter in the direction opposite to the pushing direction. It is characterized by.
(5)上記(4)に記載のものにおいて、前記スプリングバック要因領域特定手段は、前記プレス成形品の一部の領域の残留応力を0にするか、前記一部の領域の残留応力値を変更するか、前記一部の領域の離型前後の残留応力差を変更するか、のいずれかの処理を行うことを特徴とするものである。 ( 5 ) In the above-mentioned ( 4 ), the springback factor area specifying means sets the residual stress of a partial area of the press-molded product to 0 or sets the residual stress value of the partial area to 0. Either the process is performed, or the residual stress difference before and after the mold release in the partial region is changed.
本発明においては、プレス成形解析によってプレス成形品の離型前の残留応力を求め、該残留応力のうちスプリングバックの要因となるものが、前記プレス成形品のどの領域に存在するかを特定するスプリングバック要因領域特定工程と、前記離型前の残留応力に基づいて得られるスプリングバック後の形状における前記スプリングバック要因領域特定工程によって特定された領域に対して、圧子の押し込み部位及び押し込み量を変化させて圧子を押し込んで変形を与えた後のスプリングバック解析を行う圧子押込解析工程と、該圧子押込解析工程で求めた圧子の押し込み後の形状と前記プレス成形品の目標形状とを比較することによって形状矯正に効果のある前記圧子の押し込み部位及び押し込み量を決定する形状矯正条件決定工程とを有することにより、簡易な方法でプレス成形品の形状を容易に矯正することが可能となり、プレス成形品の量産品の形状安定性を確保することができる。 In the present invention, the residual stress before release of the press-molded product is obtained by press-molding analysis, and the region of the press-molded product where the residual stress causes the springback is specified. For the region specified by the springback factor region specifying step and the springback factor region specifying step in the shape after the springback obtained based on the residual stress before the mold release, the indentation portion and the pressing amount of the indenter are set. The indenter indentation analysis step for performing the springback analysis after the indenter is changed and deformed, and the shape after the indenter obtained in the indenter indentation analysis step is compared with the target shape of the press-molded product. And a shape correction condition determining step for determining the indentation portion and the amount of the indenter effective for shape correction. Rukoto makes it possible to easily correct the shape of the press-molded product in a simple manner, it is possible to ensure the shape stability of the press-molded product of mass production.
[プレス成形品]
本発明の実施の形態1〜3で対象とするプレス成形品は、図2に示すように、自動車用フロントピラー補強部材を模擬したプレス成形品21であり、プレス成形品21のブランク材として980MPa級GA(Galvannealed)鋼板(板厚1.4mm)を使用している。プレス成形品21は、断面ハット形状で長手方向に湾曲した形状であるため、プレス成形して離型後にねじれや反りなどのスプリングバックが発生し易く、形状凍結精度の観点から高強度材の適用が難しい。
[Press-formed product]
As shown in FIG. 2, the press-formed product targeted in the first to third embodiments of the present invention is a press-formed product 21 simulating a front pillar reinforcing member for automobiles, and 980 MPa as a blank material for the press-formed product 21. A grade GA (Galvannealed) steel plate (thickness 1.4mm) is used. Since the press-formed product 21 has a hat-shaped cross-sectional shape and is curved in the longitudinal direction, spring back such as torsion and warpage is likely to occur after press-molding and releasing, and application of a high-strength material from the viewpoint of shape freezing accuracy. Is difficult.
プレス成形品21をプレス成形するのに際して、離型後にスプリングバックによる形状凍結不良が生じた場合、スプリングバックの度合いを定量的に評価する必要がある。
そこで本発明の実施の形態においては、スプリングバックの度合いの定量的な評価値として、図3に示すねじれ角度及び先端はね量を用いる。
When the press-molded product 21 is press-molded, if a shape freezing failure due to springback occurs after mold release, it is necessary to quantitatively evaluate the degree of springback.
Therefore, in the embodiment of the present invention, the twist angle and the tip spring amount shown in FIG. 3 are used as quantitative evaluation values of the degree of springback.
ねじれ角度は、図3(a)に示すように、プレス成形品21の右側端部付近にある3点を固定点として、スプリングバック前後の左側端部にある2点の成す直線の交差角度とした。
一方、先端はね量は、図3(b)に示すように、プレス成形品21の右側端部付近にある3点を固定点として、スプリングバック前後の左側端部にある1点の変位量とした。
As shown in FIG. 3 (a), the twist angle is defined by a crossing angle of a straight line formed by two points at the left end portion before and after the spring back, with three points near the right end portion of the press-formed product 21 as fixed points. did.
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the tip splash amount is a displacement amount of one point at the left end portion before and after the spring back, with the three points near the right end portion of the press-formed product 21 as fixed points. It was.
本発明の実施形態1〜3に係るプレス成形解析及びスプリングバック解析は、市販のFEM(有限要素法)解析システムを用いて行ってもよい。 You may perform the press molding analysis and springback analysis which concern on Embodiment 1-3 of this invention using a commercially available FEM (finite element method) analysis system.
[実施の形態1]
本発明の実施の形態1に係るプレス成形品の形状矯正解析装置(以下、単に「形状矯正解析装置」という)について図1〜図6に基づいて説明する。
[Embodiment 1]
A press-formed product shape correction analysis apparatus (hereinafter, simply referred to as “shape correction analysis apparatus”) according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
<形状矯正解析装置>
形状矯正解析装置1は、図1に示すように、コンピュータによって構成され、表示装置3と入力装置5と主記憶装置7と補助記憶装置9及び演算処理部11を有している。
表示装置3は、モニター等で構成され、解析結果の表示等に用いられる。入力装置5は、キーボードやマウス等で構成され、オペレータの条件入力などに用いられる。主記憶装置7は、RAM等で構成され、演算処理部11で使用するデータの一時保存や演算等に用いられる。補助記憶装置9は、ハードディスク等で構成され、ファイルの記憶等に用いられる。
演算処理部11には、表示装置3と入力装置5と主記憶装置7及び補助記憶装置9が接続されている。
<Shaping correction analyzer>
As shown in FIG. 1, the shape correction analysis apparatus 1 is configured by a computer, and includes a display device 3, an input device 5, a main storage device 7, an auxiliary storage device 9, and an arithmetic processing unit 11.
The display device 3 is composed of a monitor or the like, and is used for displaying analysis results. The input device 5 includes a keyboard, a mouse, and the like, and is used for operator condition input. The main storage device 7 is composed of a RAM or the like, and is used for temporary storage of data used in the arithmetic processing unit 11 and arithmetic operations. The auxiliary storage device 9 is composed of a hard disk or the like, and is used for storing files.
A display device 3, an input device 5, a main storage device 7, and an auxiliary storage device 9 are connected to the arithmetic processing unit 11.
演算処理部11はコンピュータのCPU(中央演算処理装置)によって構成され、以下に説明する各手段はCPUが所定のプログラムを実行することによって実現される。
演算処理部11によって実現される手段として、スプリングバック要因領域特定手段13と、圧子押込解析手段15と、形状矯正条件決定手段17とを備えている。
The arithmetic processing unit 11 is constituted by a CPU (Central Processing Unit) of a computer, and each means described below is realized by the CPU executing a predetermined program.
As means realized by the arithmetic processing unit 11, a springback factor region specifying means 13, an indenter indentation analyzing means 15, and a shape correction condition determining means 17 are provided.
≪スプリングバック要因領域特定手段≫
スプリングバック要因領域特定手段13は、プレス成形解析によってプレス成形品21の離型前の残留応力を求め、該残留応力のうちスプリングバックの要因となるものが、プレス成形品21のどの領域に存在するかを特定するためのものである。
≪Springback factor area identification means≫
The springback factor region specifying means 13 obtains the residual stress before release of the press-molded product 21 by press-molding analysis, and in the region of the press-molded product 21 the factor causing the springback is present in the residual stress. It is for specifying what to do.
スプリングバックの要因となる領域を特定する処理としては、例えば以下のものが挙げられる。
まず、図2に示すプレス成形品21をプレス成形するプレス成形解析を行い、成形下死点、すなわち、プレス成形品21の離型前のデータ(形状、応力分布及びひずみ分布等)を取得する。そして、図4に示すように、該離型前のデータに基づいてスプリングバック解析を行ってスプリングバック量xを算出する。
Examples of the process for specifying the region that causes the springback include the following.
First, press molding analysis for press molding the press-molded product 21 shown in FIG. 2 is performed, and molding bottom dead center, that is, data (shape, stress distribution, strain distribution, etc.) before release of the press-molded product 21 is acquired. . Then, as shown in FIG. 4, a springback analysis is performed based on the data before the mold release to calculate the springback amount x.
次に、スプリングバック寄与度を演算する。
まず、前記離型前のデータにおいて、離型前のプレス成形品21の応力分布に対して一部領域Pにおける応力を消去した応力分布に基づいてスプリングバック解析を行い、スプリングバック量pを算出する。
Next, the springback contribution is calculated.
First, in the data before release, a springback analysis is performed on the stress distribution of the press-formed product 21 before release based on the stress distribution obtained by eliminating the stress in the partial region P, and the springback amount p is calculated. To do.
ここで、応力を消去する方法として、プレス成形品21における領域Pの応力値を0にする、又は、プレス成形品21の離型前後の応力差を求め、領域Pについては前記応力差を0にする、などが挙げられる。本発明の実施の形態においては、いずれの方法を用いても構わない。 Here, as a method of erasing the stress, the stress value of the region P in the press-formed product 21 is set to 0, or the stress difference before and after the release of the press-formed product 21 is obtained. And so on. In the embodiment of the present invention, any method may be used.
同様に、前記離型前のデータにおいて、離型前のプレス成形品21の応力分布に対して領域Pとは異なる一部領域Qの応力を消去した応力分布に基づいてスプリングバック解析を行い、スプリングバック量qを算出する。 Similarly, in the data before the mold release, a springback analysis is performed based on the stress distribution obtained by eliminating the stress of the partial region Q different from the region P with respect to the stress distribution of the press-formed product 21 before the mold release. Calculate the springback amount q.
次に、プレス成形品21における領域Pと領域Qのそれぞれに残留する応力のスプリングバックへの寄与の度合い(以下、スプリングバック寄与度という)を算出する。具体的には、前記離型前のデータに基づいて得られたスプリングバック量xと応力分布を変更して得られたスプリングバック量pあるいはqとの差(x-p)あるいは(x-q)をそれぞれ求め、(x-p)と(x-q)のスプリングバック量xに対する比率(x-p)/x及び(x-q)/xをスプリングバック寄与度として算出する。このようにして算出したスプリングバック寄与度の値が大きいほど、当該スプリングバック寄与度に係る領域の残留応力がスプリングバックに寄与する度合いが大きいことを表す。 Next, the degree of contribution to the springback of the stress remaining in each of the regions P and Q in the press-formed product 21 (hereinafter referred to as springback contribution) is calculated. Specifically, the difference (xp) or (xq) between the springback amount x obtained based on the data before mold release and the springback amount p or q obtained by changing the stress distribution is obtained, respectively. The ratios (xp) / x and (xq) / x of (xp) and (xq) to the springback amount x are calculated as the contributions of springback. This indicates that the greater the value of the springback contribution calculated in this way, the greater the degree that the residual stress in the region related to the springback contribution contributes to the springback.
以上の操作により算出したプレス成形品21の一部領域におけるスプリングバック寄与度に基づいて、離型前のプレス成形品21の領域Pと領域Qのどちらの領域に残留する応力がよりスプリングバックに寄与しているかによって、スプリングバックの要因となる残留応力が存在する領域が特定される。 Based on the springback contribution in the partial region of the press-formed product 21 calculated by the above operation, the stress remaining in either the region P or the region Q of the press-formed product 21 before release is more springback. Depending on whether it contributes, the region where the residual stress that causes the springback exists is specified.
上記の操作において、スプリングバック量としては、図3に示すねじれ角度又は先端はね量を用いる。該ねじれ角度又は先端はね量それぞれに対してスプリングバック寄与度を算出することにより、プレス成形品21の離型後に生じるねじれ又は反りの要因となる残留応力が存在する領域がそれぞれ特定される。 In the above operation, as the spring back amount, the twist angle or the tip spring amount shown in FIG. 3 is used. By calculating the springback contribution for each of the twist angle or the tip splash amount, each region in which residual stress that causes torsion or warpage occurring after the release of the press-formed product 21 exists is specified.
なお、上記の説明では領域Pと領域Qの2つの領域に対するスプリングバック寄与度を求め、領域Pと領域Qのスプリングバック寄与度を比較する例を示したが、スプリングバック寄与度を求める領域の数は2つに限られず3つ以上としてもよく、該領域の数が多いほど、スプリングバックに寄与する残留応力が存在する領域をより正確に特定することができる。 In the above description, an example is shown in which the springback contributions for the two regions of the region P and the region Q are obtained and the springback contributions of the region P and the region Q are compared. The number is not limited to two, and may be three or more. The larger the number of the regions, the more accurately the region where the residual stress contributing to the springback exists.
さらに、最もスプリングバック寄与度の大きい残留応力を有する領域について、当該領域をさらに複数に分割し、分割した後の領域の中から、さらに最もスプリングバック寄与度の高い残留応力を有する領域を求めるようにしてもよい。こうすることでも、スプリングバックに寄与する領域をさらに正確かつ詳細に特定することができる。 Further, for a region having a residual stress with the largest contribution of springback, the region is further divided into a plurality of regions, and a region having a residual stress with the highest contribution of springback is obtained from the divided regions. It may be. This also makes it possible to specify the region contributing to the springback more accurately and in detail.
≪圧子押込解析手段≫
圧子押込解析手段15は、スプリングバック要因領域特定手段13で特定されたスプリングバックの要因となる残留応力が存在する領域に圧子を押し込む過程の成形解析を行い、圧子の押し込みにより変形したプレス成形品21の形状データ及び応力分布等に基づいてスプリングバック解析を行うものである。
≪Indenter indentation analysis means≫
The indenter indentation analysis means 15 performs a molding analysis of the process of pushing the indenter into the region where the residual stress that causes the springback specified by the springback factor area specifying means 13 is present, and the press molded product deformed by the indenter indentation. The springback analysis is performed based on the shape data 21 and the stress distribution.
まず、図5(a)に示すように、前記プレス成形解析によって得られた離型前のデータに基づいて行ったスプリングバック解析後のプレス成形品21の外周に対し、拘束条件を与える。 First, as shown in FIG. 5A, a constraint condition is given to the outer periphery of the press-formed product 21 after the springback analysis performed based on the data before release obtained by the press-forming analysis.
スプリングバック要因領域特定手段13において特定された前記領域に圧縮応力が残留している場合、前記領域における圧縮応力の値を目安として圧子の押し込み部位を設定し(図5(b))、前記拘束条件の下で、例えば、該部位に対して球頭の圧子23を押し込む過程の成形解析を行う。該成形解析において所定の押し込み量に達した時のプレス成形品21の形状データ及び応力分布等を取得する(図5(c))。 When compressive stress remains in the region specified by the springback factor region specifying means 13, an indenter indentation site is set using the value of the compressive stress in the region as a guide (FIG. 5B), and the constraint Under the conditions, for example, a molding analysis of the process of pushing the ball head indenter 23 into the part is performed. In the molding analysis, the shape data, stress distribution, and the like of the press-formed product 21 when a predetermined indentation amount is reached are acquired (FIG. 5C).
一方、スプリングバック要因領域特定手段13にて特定された前記領域に引張応力が残留している場合、まずは前記領域における引張応力の値を目安として圧子23の押し込み部位を設定し(図6(a))、前記拘束条件の下、該部位に対して圧子23を押し込む過程の成形解析を行う。所定の押し込み量に達した後に、前記拘束条件の下、例えば、平坦面の圧子25を前記部位に対して前記押し込み面と反対側の面から前記押し込み方向とは反対方向へ所定の押し戻し量に達するまで押し戻す過程の成形解析を行い(図6(b))、平坦面の圧子25により押し戻した後の押し戻したプレス成形品21の形状データ及び応力分布等を取得する(図6(c))。ここで、前記押し戻し量は圧子23による押し込み量と同一とする。 On the other hand, when the tensile stress remains in the region specified by the springback factor region specifying means 13, first, the indentation portion of the indenter 23 is set using the tensile stress value in the region as a guide (FIG. 6 (a )), A molding analysis of the process of pushing the indenter 23 into the part under the constraint condition is performed. After reaching a predetermined pushing amount, for example, the flat surface indenter 25 is set to a predetermined pushing back amount in a direction opposite to the pushing direction from the surface opposite to the pushing surface with respect to the portion under the constraint condition. Forming analysis of the process of pushing back until it reaches (FIG. 6 (b)), and obtaining shape data, stress distribution, etc. of the pressed product 21 after being pushed back by the flat surface indenter 25 (FIG. 6 (c)). . Here, the pushing back amount is the same as the pushing amount by the indenter 23.
圧子23による押し込み及び圧子25による押し戻し過程の成形解析は前記押し込み部位および押し込み量を変更して行い、押し込み部位及び押し込み量を変更した条件毎にスプリングバック解析によりスプリングバック後のプレス成形品21の形状データを取得する。 Molding analysis of the indentation by the indenter 23 and the pushback process by the indenter 25 is performed by changing the indentation part and the indentation amount, and the press-formed product 21 after the springback is analyzed by springback analysis for each condition in which the indentation part and the indentation amount are changed. Get shape data.
≪形状矯正条件決定手段≫
形状矯正条件決定手段17は、圧子押込解析手段15において求めたスプリングバック後のプレス成形品21の形状を矯正するのに適した条件を決定するためのものである。
≪Shape correction condition determination means≫
The shape correction condition determining means 17 is for determining conditions suitable for correcting the shape of the press-formed product 21 after the spring back obtained by the indenter indentation analyzing means 15.
具体的には、スプリングバック後のプレス成形品21の形状データとプレス成形品21の目標形状データとの偏差を算出し、該偏差を圧子の押し込みによる形状矯正量として取得する。圧子23の押し込み部位及び押し込み量を変更した場合の形状矯正量を比較することにより、スプリングバック後のプレス成形品21の形状を矯正するのに適した圧子23の押し込み部位及び押し込み量を決定する。 Specifically, a deviation between the shape data of the press-formed product 21 after the spring back and the target shape data of the press-formed product 21 is calculated, and the deviation is acquired as a shape correction amount by pressing the indenter. By comparing the shape correction amount when the pressing portion and the pressing amount of the indenter 23 are changed, the pressing portion and the pressing amount of the indenter 23 that are suitable for correcting the shape of the press-formed product 21 after the spring back are determined. .
プレス成形品21のスプリングバック後の形状データと目標形状データとの偏差は、プレス成形品21の目標形状データを基準とし、図3に示すように、スプリングバック後のプレス成形品21のねじれ角度及び先端はね量を算出することにより求めることができる。 The deviation between the shape data after the spring back of the press-formed product 21 and the target shape data is based on the target shape data of the press-formed product 21, and the twist angle of the press-formed product 21 after the spring back as shown in FIG. And it can obtain | require by calculating the amount of tip splashes.
<形状矯正解析方法>
次に、上記のように構成された形状矯正解析装置1を用いた形状矯正解析方法を、プレス成形品21の形状を矯正する場合を例に挙げて、形状矯正解析装置1の動作と共に説明する。
本発明の実施の形態1に係る形状矯正解析方法は、スプリングバック要因領域特定工程と、圧子押込解析工程と、形状矯正条件決定工程とを備えている。
以下、上記各工程を図7に基づいて詳細に説明する。
<Shaping correction analysis method>
Next, the shape correction analysis method using the shape correction analysis apparatus 1 configured as described above will be described together with the operation of the shape correction analysis apparatus 1 by taking the case of correcting the shape of the press-formed product 21 as an example. .
The shape correction analysis method according to the first embodiment of the present invention includes a springback factor region specifying step, an indenter indentation analysis step, and a shape correction condition determination step.
Hereafter, each said process is demonstrated in detail based on FIG.
≪スプリングバック要因領域特定工程≫
スプリングバック要因領域特定工程S1は、スプリングバック要因領域特定手段13によって、プレス成形品21のプレス成形解析を行って離型前の残留応力を求め、該残留応力のうちスプリングバックの要因となるものがプレス成形品21のどの領域に存在するかを特定する工程である。
≪Springback factor area identification process≫
In the spring back factor region specifying step S1, the press back analysis of the press-formed product 21 is performed by the spring back factor region specifying means 13 to obtain the residual stress before releasing, and the residual stress becomes a factor of the spring back. Is a step of identifying which region of the press-formed product 21 exists.
スプリングバックによるプレス成形品21の形状凍結不良としては、前記のとおり、ねじれ及び反りが挙げられる。そこで、まずはプレス成形解析を行い、プレス成形品21の成形下死点、すなわち離型前におけるデータ(形状及び応力分布等)を求める。次に、離型前のデータに基づいてスプリングバック解析を行い、スプリングバック後のプレス成形品21の形状データを取得する。スプリングバック前後の形状データから、図3に示すように、スプリングバックのうちねじれに関してはねじれ角度を、反りに関しては先端はね量を算出することによってスプリングバックによるねじれと反りを定量的に評価する。そして、算出した前記ねじれ角度及び先端はね量に基づいて、プレス成形品21の離型後に生じるねじれ又は反りに寄与する残留応力が存在する領域を特定する。 As described above, the shape freezing failure of the press-formed product 21 due to the spring back includes twisting and warping. Therefore, first, press forming analysis is performed to obtain the bottom dead center of the press-formed product 21, that is, data (shape, stress distribution, etc.) before release. Next, the spring back analysis is performed based on the data before releasing, and the shape data of the press-formed product 21 after the spring back is acquired. From the shape data before and after the spring back, as shown in FIG. 3, the twist and the warp due to the spring back are quantitatively evaluated by calculating the twist angle for the twist and the tip amount of the spring for the warp. . Then, based on the calculated twist angle and the amount of tip splash, a region where residual stress that contributes to twist or warp that occurs after the mold release of the press-formed product 21 exists is specified.
図8にスプリングバック要因領域特定工程S1において特定されたねじれ又は反りの要因となる残留応力が存在する領域を示す。図8より、ねじれの要因として特定された領域Aには主に圧縮応力が残留しているのに対し、反りの要因として特定された領域Bには主に引張応力が残留していることが分かる。 FIG. 8 shows a region where there is residual stress that causes the torsion or warpage identified in the springback factor region identification step S1. From FIG. 8, it can be seen that the compressive stress mainly remains in the region A specified as the cause of the twist, whereas the tensile stress remains mainly in the region B specified as the cause of the warp. I understand.
≪圧子押込解析工程≫
圧子押込解析工程S3は、圧子押込解析手段15によって、スプリングバック要因領域特定工程S1で特定されたスプリングバックの要因となる領域において、例えば、球頭の圧子23を押し込む過程の成形解析を行い、圧子を押し込んで変形した後のプレス成形品21の形状データ及び応力分布等に基づいてスプリングバック解析を行う工程である。
≪Indenter indentation analysis process≫
The indenter indentation analysis step S3 performs, for example, a molding analysis of the process of pushing in the indenter 23 of the ball head in the region that causes the springback identified in the springback factor region identifying step S1 by the indenter indentation analysis unit 15; This is a step of performing a springback analysis based on the shape data and stress distribution of the press-formed product 21 after the indenter is pushed in and deformed.
前記領域に主に圧縮応力が残留している場合、前記領域における圧縮応力の値に基づいて圧子23の押し込み部位を設定し、所定の押し込み量まで圧子23を押し込む。
一方、前記領域に主に引張応力が残留している場合、前記領域における引張応力の値に基づいて圧子23の押し込み部位を設定し、当該部位に対して圧子23を所定の押し込み量に達するまで押し込む。続いて、前記部位に対して前記押し込み面の反対側の面から、例えば、平坦面の圧子25により前記押し込み方向とは反対方向へ所定の押し戻し量に達するまで押し戻す。該押し戻し量は圧子23による前記押し込み量と同じとするとよい。
When compressive stress mainly remains in the region, the indentation portion of the indenter 23 is set based on the value of the compressive stress in the region, and the indenter 23 is pushed in to a predetermined push amount.
On the other hand, when the tensile stress mainly remains in the region, the indentation portion of the indenter 23 is set based on the value of the tensile stress in the region, and the indenter 23 reaches a predetermined amount of indentation with respect to the portion. Push in. Subsequently, the surface is pushed back from the surface opposite to the pushing surface by, for example, a flat surface indenter 25 in a direction opposite to the pushing direction until a predetermined pushback amount is reached. The pushing back amount may be the same as the pushing amount by the indenter 23.
≪形状矯正条件決定工程≫
形状矯正条件決定工程S5は、形状矯正条件決定手段17によって、圧子押込解析工程S3において求めたスプリングバック後のプレス成形品21の形状を矯正するのに適した条件を決定するためのものである。
≪Shaping correction condition determination process≫
In the shape correction condition determination step S5, the shape correction condition determination means 17 determines conditions suitable for correcting the shape of the press-formed product 21 after the spring back obtained in the indenter indentation analysis step S3. .
具体的には、プレス成形品21の目標形状データと圧子押込解析工程S3で得られたスプリングバック後の形状データとの偏差を計算し、該偏差を圧子23の押し込みによる形状矯正量とする。圧子23の押し込み部位及び押し込み量を変更した場合の形状矯正量を比較することにより、スプリングバック後のプレス成形品21の形状を矯正するために適した圧子23の押し込み部位と押し込み量を決定する。 Specifically, a deviation between the target shape data of the press-formed product 21 and the shape data after the spring back obtained in the indenter indentation analysis step S3 is calculated, and the deviation is used as a shape correction amount by indentation of the indenter 23. By comparing the shape correction amount when the pressing portion and the pressing amount of the indenter 23 are changed, the pressing portion and the pressing amount of the indenter 23 suitable for correcting the shape of the press-formed product 21 after the spring back are determined. .
図9に、プレス成形品21のねじれの要因として特定された領域Aのうち、残留圧縮応力の値が高い部位a1に圧子23を押し込んで形状矯正を行った場合において、圧子23の押し込み量を変更した時のねじれ角度及び先端はね量を示す。 In FIG. 9, when the shape correction is performed by pressing the indenter 23 into the region a 1 having a high residual compressive stress value in the region A identified as the cause of the twist of the press-formed product 21, The twist angle and the amount of spring at the tip are shown.
圧子23の押し込み量の増加に伴いねじれ角度は減少し、押し込み量が9mmにおいてねじれ角度はほぼ0°となる。押し込み量をさらに増加させると、ねじれ角度はさらに減少して負の値となり、矯正前のねじれとは逆方向のねじれがプレス成形品に生じる。
一方、先端はね量については、圧子23の押し込み量の増加に伴って僅かに増加するものの、押し込み量6mm以上では先端はね量に変化は見られず、圧子23を押し込むことによる反りの矯正効果は得られない。
As the pushing amount of the indenter 23 increases, the twisting angle decreases, and when the pushing amount is 9 mm, the twisting angle becomes approximately 0 °. When the push-in amount is further increased, the twist angle is further decreased to a negative value, and a twist in the direction opposite to the twist before correction occurs in the press-formed product.
On the other hand, the tip spring amount slightly increases as the indenter 23 push-in amount increases, but when the push-in amount is 6 mm or more, the tip sprung amount does not change, and the warp correction by pushing the indenter 23 is corrected. There is no effect.
図10に、プレス成形品21の反りの要因として特定された領域Bのうち、残留引張応力の値が高い部位bに圧子23を押し込み、次いで部位bに対して前記押し込み面と反対側の面から圧子25を前記押し込み方向とは反対方向へ前記押し込み量と同一量だけ押し戻すことで形状矯正を行った場合において、押し込み量を変更した時のねじれ角度及び先端はね量を示す。 In FIG. 10, in the region B identified as the cause of warping of the press-formed product 21, the indenter 23 is pushed into a portion b having a high residual tensile stress value, and then the surface opposite to the pushing surface with respect to the portion b. When the shape is corrected by pushing back the indenter 25 in the direction opposite to the pushing direction by the same amount as the pushing amount, the twist angle and the tip spring amount when the pushing amount is changed are shown.
押し込み量の増加に伴いねじれ角度は僅かに上昇しているが、その変化は小さく、圧子23の押し込みによるねじれの矯正効果は得られない。
一方、先端はね量に関しては、押し込み量の増加に伴い減少し、押し込み量約8mmにおいて先端はね量はほぼ0mmとなった。押し込み量をさらに増加しても、先端はね量の変化はわずかであり、押し込み量8mm以上においては圧子23の押し込みによるさらなる先端はね量の変化は得られにくい。
Although the twist angle slightly increases as the amount of push-in increases, the change is small, and the effect of correcting the twist due to the push-in of the indenter 23 cannot be obtained.
On the other hand, the tip spring amount decreased as the push amount increased, and at the push amount of about 8 mm, the tip splash amount was almost 0 mm. Even if the push-in amount is further increased, the change in the tip spring amount is slight. When the push-in amount is 8 mm or more, it is difficult to obtain a further change in the tip spring amount due to the push of the indenter 23.
以上より、プレス成形解析とスプリングバック解析を行うことにより、離型後のプレス成形品に生じるスプリングバックによる形状凍結不良の要因となる領域を特定することができ、該領域において圧縮応力が残留している場合は圧子で押し込むことにより、又は、引張応力が残留している場合には圧子による押し込みと平坦面の圧子による押し戻しを行うことにより、スプリングバック後のプレス成形品の形状凍結不良を矯正することが可能となる。また、圧子の押し込み量を変更することで、形状矯正量を変化させることができる。 As described above, by performing the press molding analysis and the spring back analysis, it is possible to identify the region that causes the shape freezing failure due to the spring back generated in the press-molded product after the mold release, in which the compressive stress remains. If there is, press the indenter, or if the tensile stress remains, press the indenter and push back with a flat surface indenter to correct the shape freeze defect of the press-molded product after springback. It becomes possible to do. Moreover, the amount of shape correction can be changed by changing the pushing amount of the indenter.
実際にプレス成形品の形状を矯正する場合においては、汎用性の観点から、ねじれと反りのどちらか一方を個別に矯正することが可能である方が好ましく、上記のようにねじれを矯正することができる部位(図8の領域Aの部位a1)と反りを矯正することができる部位(図8の領域Bの部位b)を特定し、プレス成形品の形状を適切に矯正することができる圧子の押し込み部位と押し込み量を把握することが望ましい。 When actually correcting the shape of a press-formed product, it is preferable that either twist or warp can be individually corrected from the viewpoint of versatility, and the twist should be corrected as described above. The part (part a 1 in the area A in FIG. 8) and the part (part b in the area B in FIG. 8) that can correct the warp can be specified, and the shape of the press-molded product can be corrected appropriately. It is desirable to know the indentation site and the amount of indentation.
上記の説明においては、押し戻し過程においては平坦面の圧子を用いるものとしているが、当該押し戻し過程においては、プレス成形品の変形を押し戻すことができればよく、曲面の圧子を用いることを排除するものではない。 In the above description, a flat surface indenter is used in the push-back process, but in the push-back process, it is only necessary to be able to push back the deformation of the press-molded product, and it does not exclude the use of a curved indenter. Absent.
[実施の形態2]
上記の実施の形態1においては、ブランク材をプレス成形したプレス成形品21において、離型後に発生したスプリングバックによる形状凍結不良を矯正するための形状矯正解析装置1及び形状矯正解析方法について述べた。実施の形態1においては、プレス成形品21のねじれと反りそれぞれ個別に矯正することを対象としていたが、本実施の形態2は、ねじれと反りの両方を矯正する装置及び方法に関するものである。
以下、本実施の形態2について詳細に説明する。
[Embodiment 2]
In the first embodiment described above, the shape correction analysis device 1 and the shape correction analysis method for correcting the shape freezing failure due to the springback generated after the release in the press-formed product 21 obtained by press-molding the blank material have been described. . In the first embodiment, the object is to individually correct the twist and warpage of the press-formed product 21, but the second embodiment relates to an apparatus and method for correcting both the twist and warpage.
Hereinafter, the second embodiment will be described in detail.
図2に示すプレス成形品21は、離型後にスプリングバックによりねじれ及び反りが生じ、ねじれ角度及び先端はね量はそれぞれ1.1°及び3.6mmであった。
そこで、実施の形態1にて示した形状矯正解析装置1あるいは形状矯正解析方法により、前記ねじれ角度及び先端はね量を矯正するために圧子23の押し込み部位及び押し込み量を決定する。
The press-molded product 21 shown in FIG. 2 was twisted and warped by the springback after the mold release, and the twist angle and the tip amount were 1.1 ° and 3.6 mm, respectively.
Therefore, the pressing portion and the pressing amount of the indenter 23 are determined by the shape correction analyzing apparatus 1 or the shape correction analyzing method shown in the first embodiment in order to correct the twist angle and the tip spring amount.
図9(a)はプレス成形品21の離型後にねじれの要因となる残留応力が存在する部位a1(図8)に圧子23を押し込んだ場合の押し込み量とねじれ角度の関係を示すグラフであり、このグラフから、押し込み量9mmのとき、ねじれ角度はほぼ0°となることが分かる。 FIG. 9A is a graph showing the relationship between the pushing amount and the twisting angle when the indenter 23 is pushed into the portion a 1 (FIG. 8) where the residual stress that causes twisting exists after the press-molded product 21 is released. Yes, it can be seen from this graph that the twist angle is almost 0 ° when the push-in amount is 9 mm.
図10(b)はプレス成形品21の離型後に反りの要因となる残留応力が存在する部位b(図8)に圧子23を押し込んで同一量押し戻した場合の押し込み量と先端はね量の関係を示すグラフであり、このグラフから、押し込み量8mmのとき、先端はね量はほぼ0mmとなることが分かる。 FIG. 10B shows the amount of push-in and the amount of tip bounce when the indenter 23 is pushed back into the part b (FIG. 8) where residual stress that causes warping exists after the press-molded product 21 is released and pushed back by the same amount. This graph shows the relationship, and it can be seen from this graph that when the push-in amount is 8 mm, the tip spring amount is almost 0 mm.
そこで、プレス成形品21に対し、まず、部位bに対して押し込み量8mmとして圧子を押し込んで同一量押し戻して反りを矯正し、次いで部位a1に対して押し込み量9mmとして圧子を押し込むことでねじれを矯正する、という順に加工を行った。
上記加工を行った時の先端はね量及びねじれ角度の結果を表1に示す。
Therefore, the press-molded product 21 is first twisted by pushing the indenter into the portion b with an indentation amount of 8 mm and pushing back the same amount to correct the warp, and then pushing indenter with an indentation amount of 9 mm into the portion a 1 . The processing was performed in the order of correcting.
Table 1 shows the results of the amount of tip splash and the twist angle when the above processing is performed.
表1の結果より、当初のねじれ角度1.1°、先端はね量3.6mmであったのが、部位bを押し込んで同一量押し戻した後に部位a1を押し込むことにより、ねじれ角度0.1°、先端はね量0.3mmと大幅に形状が改善された。
なお、本実施の形態は、部位bを押し込んで同一量押し戻した後に部位a1を押し込むことにより、ねじれと反りの両方を矯正したものであるが、部位a1を押し込んだ後に部位bを押し込んで同一量押し戻すことにより矯正しても同等の効果は得られ、押し込み部位の順序による形状矯正の効果に差異はない。
From the results of Table 1, the initial twist angle was 1.1 ° and the tip bounce amount was 3.6mm. However, by pushing back part b and pushing back part a 1 by the same amount, the twist angle was 0.1 ° and the tip was The shape has been greatly improved with a 0.3mm length.
In the present embodiment, both the twist and the warp are corrected by pushing the part a 1 after pushing the part b and pushing back the same amount, but pushing the part b after pushing the part a 1 Even if correction is performed by pushing back by the same amount, the same effect can be obtained, and there is no difference in the effect of shape correction depending on the order of the pushed-in parts.
上記においては、ねじれの要因として特定された領域のうち、図8に示す部位a1に対して圧子23を押し込むことにより、ねじれの矯正を図った。部位a1は、前記領域において残留圧縮応力の値が高く、圧子23の押し込みによる形状矯正効果が得られると期待された部位である。一方で、前記領域には、残留圧縮応力の値が高い部位a2が確認できる。
そこで、部位a1と同様に前記領域のうち残留圧縮応力の値が高く、異なる位置の部位a2(図8)に圧子23を押し込んでねじりの矯正を試みた。
In the above description, the twist is corrected by pushing the indenter 23 into the part a 1 shown in FIG. 8 in the region specified as the cause of the twist. The part a 1 is a part where the value of the residual compressive stress is high in the region, and the shape correction effect by pressing the indenter 23 is expected. On the other hand, a region a 2 having a high residual compressive stress value can be confirmed in the region.
Accordingly, as in the case of the part a 1 , the value of the residual compressive stress is high in the region, and the indenter 23 is pushed into the part a 2 (FIG. 8) at a different position to try to correct the torsion.
図11に部位a2に対して圧子23を押し込んだ場合において、圧子23の押し込み量を変更した時のねじれ角度及び先端はね量を示す。
押し込み量の増加に伴ってねじれ角度及び先端はね量はともに減少し、押し込み量10mmにおいてねじれ角度及び先端はね量はそれぞれ約0°及び約0mmとなり、プレス成形品21の形状凍結不良は十分に矯正される。押し込み量をさらに増加した場合、ねじれ角度と先端はね量はともにさらに減少して負の値となり、矯正前のねじれ及び反りとは逆方向に形状凍結不良が生じる。
When pushed in indenter 23 against sites a 2 in FIG. 11 shows the twist angle and the tip vane amount when changing the pushing amount of the indenter 23.
As the push-in amount increases, both the twist angle and the tip spring amount decrease, and when the push amount is 10 mm, the twist angle and the tip spring amount are about 0 ° and about 0 mm, respectively. Will be corrected. When the push-in amount is further increased, both the twist angle and the tip bounce amount are further reduced to negative values, and a shape freezing defect occurs in the direction opposite to the twist and warp before correction.
図9及び図11に示された結果から、離型後のプレス成形品21のスプリングバックによるねじれと反りとを個別に矯正することができる部位と、ねじれと反りの両方を同時に矯正することができる部位があることがわかった。 From the results shown in FIG. 9 and FIG. 11, it is possible to correct both the twist and the warp at the same time, the portion where the twist and warp due to the spring back of the press-formed product 21 after the mold release can be individually corrected. It was found that there was a site that could
[実施の形態3]
実施の形態3に係るプレス成形実部品の形状矯正方法は、実施の形態1又は2に記載のプレス成形品の形状矯正解析方法を用いたプレス成形実部品の形状矯正方法であって、プレス成形実部品をプレス成形するプレス成形工程S11と、該プレス成形工程で製造されたプレス成形実部品の形状を測定するプレス成形実部品形状取得工程S13と、該形状取得工程で得られた前記プレス成形実部品の形状データと前記プレス成形実部品の目標形状データとの偏差を求め、該偏差に基づいて、前記プレス成形実部品の形状を矯正する際の圧子の押し込み部位と押し込み量を決定する圧子押込条件決定工程S15と、該圧子押込条件決定工程で決定された前記圧子の押し込み部位と押し込み量に基づいて前記プレス成形実部品に圧子を押し込むプレス成形実部品形状矯正工程S17とを備えている。
以下、上記各工程について図12に基づいて詳細に説明する。
[Embodiment 3]
The method for correcting the shape of an actual press-molded part according to the third embodiment is a method for correcting the shape of an actual press-molded part using the method for analyzing the shape correction of a press-formed product according to the first or second embodiment. Press forming step S11 for press forming an actual part, press forming actual part shape acquiring step S13 for measuring the shape of the press formed actual part manufactured in the press forming step, and the press forming obtained in the shape acquiring step An indenter that obtains a deviation between shape data of an actual part and target shape data of the press-formed actual part, and determines an indentation portion and an amount of indentation when correcting the shape of the actual press-formed part based on the deviation Indentation condition determination step S15, and a pre-indenter that presses the indenter into the actual press-molded part based on the indentation portion and the amount of indentation determined in the indenter indentation condition determination step. And a molded actual parts straightening step S17.
Hereafter, each said process is demonstrated in detail based on FIG.
<プレス成形工程>
プレス成形工程S11は、実施の形態1及び2におけるプレス成形解析に用いた金型モデルに対応する金型を用いてプレス成形を行うことによってプレス成形実部品を成形する工程である。成形されたプレス成形実部品においては、加工条件のばらつきによって、スプリングバック量に差異が生じる。
<Press molding process>
The press molding step S11 is a step of molding an actual press molded part by performing press molding using a mold corresponding to the mold model used for the press molding analysis in the first and second embodiments. In the formed press-molded actual part, the spring back amount varies due to variations in processing conditions.
<プレス成形実部品形状取得工程>
プレス成形実部品形状取得工程S13は、プレス成形されたプレス成形実部品に対して、例えば3次元形状計測装置を用いて、当該プレス成形実部品の形状データを取得する工程である。
<Press molding actual part shape acquisition process>
The press-molded actual part shape acquisition step S13 is a process of acquiring the shape data of the press-molded actual part using, for example, a three-dimensional shape measuring device with respect to the press-molded press-molded actual part.
<圧子押込条件決定工程>
圧子押込条件決定工程S15は、プレス成形実部品形状取得工程S13で取得された前記プレス成形実部品の形状データと目標形状データとを比較することにより、ねじれ角度や先端はね量といった前記形状データと目標形状データとの偏差を算出し、該偏差と実施の形態1及び2で示した形状矯正解析装置1及び形状矯正解析方法によって得られたスプリングバックによる形状凍結不良を矯正するための圧子の押し込み部位及び押し込み(同一量押し戻し)量とスプリングバック量との関係に基づいて、前記プレス成形実部品における圧子の押し込み部位及び押し込み量を決定する工程である。
<Indenter indentation condition determination process>
The indenter indentation condition determination step S15 compares the shape data of the actual press-molded part acquired in the actual press-molded part shape acquisition step S13 with the target shape data, thereby obtaining the shape data such as the twist angle and the tip splash amount. Of the indenter for correcting the shape freezing failure due to the spring back obtained by the deviation and the shape correction analysis device 1 and the shape correction analysis method described in the first and second embodiments. This is a step of determining the indenter indentation part and the indentation amount in the actual press-molded part based on the relationship between the indentation part and the indentation (the same amount pushback) amount and the springback amount.
<プレス成形実部品形状矯正工程>
プレス成形実部品形状矯正工程S17は、離型後のプレス成形実部品に対して圧子押込条件決定工程S15で得られた圧子の押し込み部位及び押し込み(同一量押し戻し)量で圧子を押し込むことによりプレス成形実部品の形状を矯正する工程である。
<Press forming actual part shape correction process>
In the press molding actual part shape correction step S17, pressing is performed by pressing the indenter into the indenter pressing condition determining step S15 obtained by the indenter pressing condition and the pressing (same amount pressing back) amount to the press molded actual part after releasing. This is a step of correcting the shape of the actual molded part.
プレス成形実部品は、加工条件等のわずかな違いによって、離型後のスプリングバック量にばらつきが生じる。例えば、同じプレス成形条件でプレス成形したプレス成形実部品を離型した後の形状データを取得し、目標形状データとの偏差を求めると、先端はね量の偏差は大きい値であるがねじれ角度の偏差はわずかなものや、逆に先端はね量の偏差は小さい値であるがねじれ角度の偏差が大きいものなど、プレス成形実部品毎に形状凍結不良が異なる。 The actual press-formed parts vary in the amount of spring back after release due to slight differences in processing conditions and the like. For example, if you obtain shape data after releasing a press-formed actual part that was press-formed under the same press-forming conditions, and obtain the deviation from the target shape data, the tip spring amount deviation is large, but the twist angle The shape freezing defect differs depending on the actual press-molded part, such as a slight deviation, or conversely, a deviation of the tip splash amount is a small value but a deviation of the twist angle is large.
そこで、本実施の形態3で示したプレス成形実部品の形状矯正方法を適用することにより、プレス成形実部品の形状データを実測して、個々のプレス成形実部品の形状凍結不良に併せて、形状矯正するための圧子の押し込み部位及び押し込み量を個別に決定することが可能となり、プレス成形実部品毎の形状ばらつきを低減することができる。 Therefore, by applying the method for correcting the shape of the actual press-molded part shown in the third embodiment, the actual shape data of the actual press-molded part is measured and combined with the shape freezing failure of the individual press-molded actual part, It becomes possible to individually determine the indentation site and the amount of indentation for shape correction, and to reduce the shape variation for each press-formed actual part.
また、本発明は、プレス成形実部品毎の形状矯正だけではなく、生産ロット毎に、形状評価を行って圧子の押し込み部位及び押し込み量を設定するなど、形状矯正のための条件を設定する頻度を適宜選択しても、効果が期待できる。 In addition, the present invention is not limited to the shape correction for each press-molded actual part, but for each production lot, the frequency of setting the conditions for shape correction, such as performing shape evaluation and setting the indentation part and the amount of indentation. The effect can be expected even if is appropriately selected.
プレス成形をして離型後のスプリングバックによる形状凍結不良が問題となるプレス成形品であれば、本発明で検証した形状矯正解析装置及び形状矯正解析方法ならびに形状矯正方法を適用することにより、プレス成形品の量産品の形状安定性を確保することができる。 By applying the shape correction analysis device and the shape correction analysis method and the shape correction method verified in the present invention, if it is a press-molded product in which the shape freezing failure due to the spring back after the mold release is a problem, The shape stability of mass-produced press-formed products can be ensured.
1 形状矯正解析装置
3 表示装置
5 入力装置
7 主記憶装置
9 補助記憶装置
11 演算処理部
13 スプリングバック要因領域特定手段
15 圧子押込解析手段
17 形状矯正条件決定手段
21 プレス成形品
23 圧子(球頭)
25 圧子(平坦面)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shape correction analysis apparatus 3 Display apparatus 5 Input apparatus 7 Main storage device 9 Auxiliary storage apparatus 11 Arithmetic processing part 13 Springback factor area | region identification means 15 Indenter indentation analysis means 17 Shape correction condition determination means 21 Press molded product 23 Indenter (ball head) )
25 Indenter (flat surface)
Claims (5)
プレス成形解析によってプレス成形品の離型前の残留応力を求め、該残留応力のうちスプリングバックの要因となるものが、前記プレス成形品のどの領域に存在するかを特定するスプリングバック要因領域特定工程と、
前記離型前の残留応力に基づいて得られるスプリングバック後の形状における前記スプリングバック要因領域特定工程によって特定された領域に対して、圧子の押し込み部位及び押し込み量を変化させて圧子を押し込んで変形を与えた後のスプリングバック解析を行う圧子押込解析工程と、
該圧子押込解析工程で求めた圧子の押し込み後の形状と前記プレス成形品の目標形状とを比較することによって形状矯正に効果のある前記圧子の押し込み部位及び押し込み量を決定する形状矯正条件決定工程とを有し、
前記圧子押込解析工程は、前記スプリングバック要因領域特定工程にて特定された領域に圧縮応力が残留している場合、前記領域内の部位を圧子で押し込み、
前記スプリングバック要因領域特定工程にて特定された領域に引張応力が残留している場合、前記領域内の部位を圧子で押し込んだ後に、当該部位に対して前記押し込み面と反対側の面から圧子で前記押し込み方向と反対方向へ押し戻すことを特徴とするプレス成形品の形状矯正解析方法。 A method for analyzing the shape correction of a press-formed product, wherein the computer performs the following steps:
Determine the residual stress before release of the press-molded product by press-molding analysis, and specify in which region of the press-molded product the factor that causes the spring back of the residual stress is specified Process,
For the region specified by the springback factor region specifying step in the shape after the springback obtained based on the residual stress before the mold release, the indenter is pressed and deformed by changing the pressing portion and the pressing amount. Indenter indentation analysis process for performing springback analysis after giving
Shape correction condition determining step for determining the indentation portion and the amount of indentation effective for shape correction by comparing the shape after indentation of the indenter determined in the indenter indentation analysis step with the target shape of the press-formed product. It has a door,
In the indenter indentation analysis step, when compressive stress remains in the region identified in the springback factor region identification step, the region in the region is pushed in with an indenter,
When tensile stress remains in the region specified in the springback factor region specifying step, after the portion in the region is pressed with an indenter, the indenter is pressed from the surface opposite to the pressing surface with respect to the portion. A method for analyzing the shape correction of a press-molded product, characterized in that it is pushed back in a direction opposite to the pushing direction .
請求項1又は2のプレス成形解析に用いた金型モデルに対応する金型を用いてプレス成形を行うことによってプレス成形実部品を成形するプレス成形工程と、離型後の前記プレス成形実部品に対して前記形状矯正条件決定工程で得られた前記圧子の押し込み部位及び押し込み量にて、前記圧子を押し込むことによって前記プレス成形実部品の形状を矯正する形状矯正工程とを備えたことを特徴とするプレス成形品の形状矯正方法。 A method of correcting the shape of an actual press-molded part using the method of analyzing the shape correction of a press-formed product according to claim 1 or 2 ,
A press molding step of forming a press molded actual part by performing press molding using a mold corresponding to the mold model used in the press molding analysis according to claim 1 or 2 , and the press molded actual part after release A shape correcting step of correcting the shape of the press-molded actual part by pressing the indenter with the pressing portion and the pressing amount of the indenter obtained in the shape correction condition determining step. A method for correcting the shape of a press-formed product.
前記離型前の残留応力に基づいて得られるスプリングバック後の形状における前記スプリングバック要因領域特定手段によって特定された領域に対して、圧子の押し込み部位及び押し込み量を変化させて圧子を押し込んで変形を与えた後のスプリングバック解析を行う圧子押込解析手段と、
該圧子押込解析手段で求めた圧子の押し込み後の形状と前記プレス成形品の目標形状とを比較することによって形状矯正に効果のある前記圧子の押し込み部位及び押し込み量を決定する形状矯正条件決定手段とを有し、
前記圧子押込解析手段は、前記スプリングバック要因領域特定手段にて特定された領域に圧縮応力が残留している場合、前記領域内の部位を圧子で押し込み、
前記スプリングバック要因領域特定手段にて特定された領域に引張応力が残留している場合、前記領域内の部位を圧子で押し込んだ後に、当該部位に対して前記押し込み面と反対側の面から圧子で前記押し込み方向と反対方向へ押し戻すことを特徴とするプレス成形品の形状矯正解析装置。 Determine the residual stress before release of the press-molded product by press-molding analysis, and specify in which region of the press-molded product the factor that causes the spring back of the residual stress is specified Means,
Deformation by indenting the indenter by changing the indentation part and the amount of indentation to the area specified by the springback factor area specifying means in the shape after springback obtained based on the residual stress before releasing Indenter indentation analysis means for performing springback analysis after giving
Shape correction condition determining means for determining the indentation portion and the amount of indentation effective for shape correction by comparing the shape after indentation of the indenter determined by the indenter indentation analysis means with the target shape of the press-formed product. It has a door,
The indenter indentation analysis means, when compressive stress remains in the area specified by the springback factor area specifying means, presses a site in the area with an indenter,
When a tensile stress remains in the region specified by the springback factor region specifying means, after the portion in the region is pressed with an indenter, the indenter starts from the surface opposite to the pressing surface with respect to the portion. The shape correction analysis device for a press-formed product , wherein the device is pushed back in a direction opposite to the pushing direction .
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