(57)【要約】スプリングバックを効率的に抑制することができ、しかも剛性向上によるスプリングバック低減効果の大きい位置を簡便に特定することができるプレス成形方法を提供することを目的とし、板状材料から所定形状の成形品をプレス成形する際に用いられるプレス成形方法が、前記所定形状を有する成形品モデルの特定位置の伸び縮み変形を拘束する一方で回転は許容することで仮想的に剛性を向上させる処理を施した解析モデルを用いて行うスプリングバック解析を、拘束する位置を変えて繰り返し行い、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定する第１の工程と、前記成形品モデルの前記第１の工程で特定した位置に対応する前記板状材料の位置に剛性向上対策を施す第２の工程と、前記剛性向上対策を施した前記板状材料から前記プレス成形品をプレス成形する第３の工程と、を含んでいる。
2019150933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状材料から所定形状のプレス成形品をプレス成形する際に用いられるプレス成形方法において、
前記所定形状を有する成形品モデルの特定位置の伸び縮み変形を拘束する一方で回転は許容することで仮想的に剛性を向上させる処理を施した解析モデルを用いて行うスプリングバック解析を、拘束する位置を変えて繰り返し行い、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定する第１の工程と、
前記成形品モデルの前記第１の工程で特定した位置に対応する前記板状材料の位置に剛性向上対策を施す第２の工程と、
前記剛性向上対策を施した前記板状材料から前記プレス成形品をプレス成形する第３の工程と、
を含むことを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
前記第１の工程において、前記スプリングバック解析を、拘束する位置を変えて繰り返し行うに際し、
先ず、前記成形品モデル全体を分割して複数の初回分割位置を設定し、それらの初回分割位置を順次に前記拘束する位置として前記スプリングバック解析を行って、それらの初回分割位置のうちで剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定するという処理を行い、
その後、前回特定した剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を分割して複数の細分割位置を設定し、それらの細分割位置を順次に前記拘束する位置として前記スプリングバック解析を行って、それらの細分割位置のうちで剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置をさらに狭めて特定するという処理を１回もしくは繰り返し行うことを特徴とする、請求項１記載のプレス成形方法。
【請求項３】
所定形状のプレス成形品をプレス成形する際に用いる板状材料の、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定する方法であって、
前記所定形状を有する成形品モデルの特定位置の伸び縮み変形を拘束する一方で回転は許容することで仮想的に剛性を向上させる処理を施した解析モデルを用い、その拘束する位置を変えてスプリングバック解析を繰り返し行って、前記成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を求め、
前記成形品モデルの、前記剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置との対応により、前記板状材料の、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定することを特徴とする剛性向上位置特定方法。
【請求項４】
板状材料から所定形状のプレス成形品をプレス成形する際に用いられるプレス成形システムにおいて、
前記所定形状を有する成形品モデルの特定位置の伸び縮み変形を拘束する一方で回転は許容することで仮想的に剛性を向上させる処理を施した解析モデルを用いて行うスプリングバック解析を、拘束する位置を変えて繰り返し行って、前記成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を求め、その成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置との対応関係により、前記板状材料の、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定する剛性向上位置特定装置と、
前記剛性向上位置特定装置が特定した剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置に剛性向上対策が施された前記板状材料から前記プレス成形品をプレス成形するプレス成形装置と、
を具えることを特徴とするプレス成形システム。
【請求項５】
請求項１または２記載のプレス成形方法でプレス成形されることを特徴とするプレス成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のプレス成形工程を含む板状材料のプレス成形において生じるスプリングバックを低減し、プレス成形品の寸法精度を高めるプレス成形方法、板状材料の剛性向上位置特定方法、プレス成形システムおよび、そのプレス成形方法で成形したプレス成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費の向上を目的とした自動車車体の軽量化のため、高強度鋼板の適用拡大が進んでいる。高強度鋼板を適用することによって、板厚を大きくすることなく、自動車車体の強度、剛性や衝突時の吸収エネルギーを高めることができる。【０００３】
しかしながら、一般に車体部品の加工に多用されているプレス成形においては、スプリングバックと呼ばれる形状凍結不良が問題となる。スプリングバックは、板状材料としての鋼板からプレス成形したプレス成形品を金型から離型した際に生じ、鋼板の材料強度の高まりに伴って大きくなる。スプリングバックは外観品質を損なうだけでなく組立て時の溶接不良の原因ともなるため、高強度鋼板の適用拡大には、スプリングバック対策が必要不可欠である。【０００４】
スプリングバックの原因は、残留応力の不均一によって生じる曲げモーメントがプレス成形品の離型時に解放されることによる弾性回復である。このため従来から、スプリングバック対策として残留応力の不均一を緩和させる方法等が提案されている。【０００５】
特許文献１では、伸びフランジ部にエンボスを配置し、縮みフランジ部に余肉ビードを配置した中間品を成形し、最終成形品の成形において、伸びフランジ部にはエンボスを潰すことで圧縮応力を与え、縮みフランジ部には余肉ビードによって引張応力を与えることで、プレス成形品の残留応力分布を平準化する技術が提案されている。【０００６】
特許文献２では、有限要素法によるプレス成形解析を行って、プレス成形品の形状を複数領域に分割した各領域における離型前の残留応力を求め、その残留応力を消去したデータに基づくスプリングバック解析と残留応力を消去する前のデータに基づくスプリングバック解析との結果とを比較して、スプリングバックに対する各領域での残留応力の寄与度を算出し、寄与度が高い領域に関して成形金型のポンチ底に対応する部分に凹凸部を設定して、プレス成形途中の下死点付近でフランジ部の材料をポンチ側に流入させ、その凹凸部への材料移動により、フランジ部の長手方向外側への引張応力に抗する圧縮応力を発生させることで、フランジ部の引張応力を緩和する技術が提案されている。【０００７】
特許文献３では、プレス成形品の形状を複数領域に分割したうちの任意の領域を選択し、その選択領域のＸ，Ｙ，Ｚ方向の何れかのヤング率を変更し、そのヤング率変更後のプレス成形品のスプリングバック解析を行い、ヤング率変更前のプレス成形品のスプリングバック量とヤング率変更後のプレス成形品のスプリングバック量との差を取得するという処理を、選択領域毎かつ指定方向毎に行うことで、スプリングバック対策に有効な応力領域と応力方向を特定する技術が提案されている。【０００８】
特許文献４では、プレス成形品の解析モデルに対しトポロジー最適化解析等の形状最適化解析を行って剛性への寄与の高い位置を検出し、ブランク材のその位置に、板厚の大きい材料や高剛性材料を嵌合もしくは重合し、または同じ材料を重合する等の剛性向上手段を講じることで、効率的にスプリングバックを抑制する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５３８０８９０号公報
【特許文献２】特許第５７９４０２５号公報
【特許文献３】特許第６０６０５９１号公報
【特許文献４】特許第６０６４４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
残留応力を平準化させる方法として、特許文献１では伸びフランジ部にエンボスを形成するとともに縮みフランジ部に余肉ビードを形成する方法を提案しているが、複雑な形状の成形品では、対策形状を付与する位置の特定が容易ではない。【００１１】
また残留応力を緩和する方法として、特許文献２では凹凸形状を付与する方法を提案し、特許文献３では特定方向のヤング率を変更することでスプリングバックに有効な応力領域と方向を特定する方法を提案しているが、低剛性部品においては、低い残留応力でもスプリングバックが生じるため、特定した位置の残留応力を低減させても他の位置の残留応力でスプリングバックが残存する場合があり、また、特定した位置に形状を付与した結果生じる新たな応力でスプリングバックが生じる場合もあるので、これらではスプリングバック対策として不十分である。【００１２】
特許文献４の剛性寄与位置の検出方法は、トポロジー解析等の形状最適化解析を用いており、設計初期段階で導入することで自由度の高い設計が可能となるが、形状最適化解析は、高度な知識を必要とする上、実用上不可能な形状や非常に複雑な形状が求まる場合があり、必ずしも簡便に最適な成形品形状が得られるとは限らないという不都合がある。【００１３】
即ち、従来の技術の解決すべき課題を列記すると以下のようになる。
(1) 剛性が低い形状の部品にも有効なスプリングバック対策であること。
(2) 剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を部品形状によらず特定できること。
(3) 上記(2)で示す剛性向上の対策を講じる位置の特定が簡便に行えること。【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、剛性向上によるスプリングバック抑制に効果的な位置を特定し、プレス成形後のスプリングバック量が小さく、形状凍結性に優れたプレス成形品をプレス成形することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を有利に解決する本発明のプレス成形方法は、
板状材料から所定形状のプレス成形品をプレス成形する際に用いられるプレス成形方法であって、
前記所定形状を有する成形品モデルの特定位置の伸び縮み変形を拘束する一方で回転は許容することで仮想的に剛性を向上させる処理を施した解析モデルを用いて行うスプリングバック解析を、拘束する位置を変えて繰り返し行い、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定する第１の工程と、
前記成形品モデルの前記第１の工程で特定した位置に対応する前記板状材料の位置に剛性向上対策を施す第２の工程と、
前記剛性向上対策を施した前記板状材料から前記プレス成形品をプレス成形する第３の工程と、
を含むことを特徴としている。【００１６】
また、上記課題を有利に解決する本発明の剛性向上位置特定方法は、
所定形状のプレス成形品をプレス成形する際に用いる板状材料の、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定する方法であって、
前記所定形状を有する成形品モデルの特定位置の伸び縮み変形を拘束する一方で回転は許容することで仮想的に剛性を向上させる処理を施した解析モデルを用い、その拘束する位置を変えてスプリングバック解析を繰り返し行って、前記成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を求め、
前記成形品モデルの、前記剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置との対応により、前記板状材料の、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定することを特徴とするものである。【００１７】
また、上記課題を有利に解決する本発明のプレス成形システムは、
板状材料から所定形状のプレス成形品をプレス成形する際に用いられるプレス成形システムにおいて、
前記所定形状を有する成形品モデルの特定位置の伸び縮み変形を拘束する一方で回転は許容することで仮想的に剛性を向上させる処理を施した解析モデルを用いて行うスプリングバック解析を、拘束する位置を変えて繰り返し行って、前記成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を求め、その成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置との対応関係により、前記板状材料の、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定する剛性向上位置特定装置と、
前記剛性向上位置特定装置が特定した剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置に剛性向上対策が施された前記板状材料から前記プレス成形品をプレス成形するプレス成形装置と、
を具えることを特徴としている。【００１８】
さらに、上記課題を有利に解決する本発明のプレス成形品は、
本発明のプレス成形方法でプレス成形されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のプレス成形方法では、プレス成形品の剛性を向上させた場合のスプリングバック低減効果を評価するために、プレス成形品の形状を有する成形品モデルに部分的に剛体化処理を施し、スプリングバック解析を行う。本発明における剛体化処理とは、成形下死点のプレス成形品に伸び縮み変形を拘束する一方で回転は許容するという変形条件を付与することで、仮想的に剛性を向上させる手法である。【００２０】
本発明のプレス成形方法によれば、上記の剛体化処理を施す位置を様々に変えてスプリングバック解析を行うことで、成形品モデルにおいて剛性向上によるスプリングバック抑制効果の高い位置を特定し、成形品モデルのその特定した剛性向上位置に対応する板状材料の位置に剛性向上対策を施すことで、板状材料が効率的にスプリングバックを抑制できるものとなり、その板状材料からプレス成形品をプレス成形するので、プレス成形品のスプリングバックを効率的に抑制することができる。【００２１】
しかも、本発明のプレス成形方法によれば、最適な剛性向上位置を特定する上で、トポロジー解析のような高度な知識や技能を要する最適化解析を行う必要がなく、剛体化処理を施す位置を変えて繰り返しスプリングバック解析を行うだけで済むので、剛性向上によるスプリングバック低減効果の大きい位置を簡便に特定することができる。【００２２】
なお、本発明のプレス成形方法においては、前記第１の工程において、前記スプリングバック解析を、拘束する位置を変えて繰り返し行うに際し、
先ず、前記成形品モデル全体を分割して複数の初回分割位置を設定し、それらの初回分割位置を順次に前記拘束する位置として前記スプリングバック解析を行って、それらの初回分割位置のうちで剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定するという処理を行い、
その後、前回特定した剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を分割して複数の細分割位置を設定し、それらの細分割位置を順次に前記拘束する位置として前記スプリングバック解析を行って、それらの細分割位置のうちで剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置をさらに狭めて特定するという処理を１回もしくは繰り返し行うこととしてもよい。
このようにすれば、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を効率良くかつ高精度に特定することができる。【００２３】
また、本発明の剛性向上位置特定方法によれば、所定形状のプレス成形品をプレス成形する際に用いる板状材料の、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定する際に、前記所定形状を有する成形品モデルの特定位置の伸び縮み変形を拘束する一方で回転は許容することで仮想的に剛性を向上させる処理を施した解析モデルを用い、その拘束する位置を変えてスプリングバック解析を繰り返し行って、前記成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を求め、その成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置との対応関係により、前記板状材料の、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定するので、剛性向上によるスプリングバック低減効果の大きい位置を簡便に特定することができる。【００２４】
一方、本発明のプレス成形システムにあっては、
剛性向上位置特定装置が、前記所定形状を有する成形品モデルの特定位置の伸び縮み変形のみを拘束することで仮想的に剛性を向上させる処理を施した解析モデルを用いて行うスプリングバック解析を、拘束する位置を変えて繰り返し行って、前記成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を求め、その成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置との対応関係により、前記板状材料の、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定し、
プレス成形装置すなわちプレス金型が、前記剛性向上位置特定装置が特定した剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置に剛性向上対策が施された前記板状材料から前記プレス成形品をプレス成形する。【００２５】
従って、本発明のプレス成形システムによれば、プレス成形品のスプリングバックを効率的に抑制することができる。【００２６】
さらに、本発明のプレス成形品によれば、本発明のプレス成形方法でプレス成形されるものであるので、スプリングバックを効率的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態のプレス成形システムが実施する本発明の一実施形態のプレス成形方法およびそこにおける本発明の一実施形態の剛性向上位置特定方法の実施手順をフローチャートで示す工程図である。
【図２】上記実施形態のプレス成形システムが実施する上記実施形態のプレス成形方法におけるプレス成形品およびそのプレス成形品の形状を有する成形品モデルの一例を模式的に示す斜視図である。
【図３】上記例の成形品モデルを大きく三つの領域に分割する分割例を示す説明図である。
【図４】上記例の成形品モデルの三つの領域のうち剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きいと判明した中央の領域をさらに九つに細分割する分割例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の一実施形態のプレス成形方法は、先ず、板状材料からなるブランクをプレス成形により所定形状のプレス成形品に成形する際に本実施形態のプレス成形方法が適用できるか否かを、プレス成形品の材料や形状等の情報に基づいて判断する。本実施形態のプレス成形方法が適用可能と判断した場合には、成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定し（第１の工程）、その成形品モデルの第１の工程で特定した位置に対応するブランクの位置に剛性を向上させる対策を施し（第２の工程）、そのブランクに対してプレス成形を行う。
【００２９】
本実施形態のプレス成形方法が適用可能なプレス成形品の板状材料は、素材強度が引張強度４４０ＭＰａ以上の鋼板が好ましく、さらに理想的には引張強度７８０ＭＰａ以上の鋼板であることが望ましい。これは他のプレス成形方法でのプレス成形が困難だからである。また、本実施形態のプレス成形方法が適用可能なプレス成形品の形状は、プレス成形後の短手方向（図４中のＸ軸方向）長さが、板厚の３００倍以上、かつプレス成形品の高さの１０倍以上のものであり、例えば鋼板製の自動車車体部品が、そのようなプレス成形品の形状を有している場合が多い。なお、プレス成形品の形状に関する本実施形態のプレス成形方法の適用可否の判断は、プレス成形品の断面形状から断面二次モーメントを算出し、それを閾値として用いてもよい。
【００３０】
以下に、図１に示すフローチャートおよび図２に示すプレス成形品例を用いて、本実施形態のプレス成形システムおよび本実施形態のプレス成形方法並びに本実施形態の剛性向上位置特定方法について説明する。図１は、本発明の一実施形態のプレス成形システムが実施する本発明の一実施形態のプレス成形方法およびそこにおける本発明の一実施形態の剛性向上位置特定方法の実施手順をフローチャートで示す工程図であり、図２は、上記実施形態のプレス成形システムが実施する上記実施形態のプレス成形方法におけるプレス成形品およびそのプレス成形品の形状を有する成形品モデルの一例を斜め上方から見て模式的に示す斜視図である。
【００３１】
本実施形態のプレス成形方法は、図１のフローチャートに示す通り、プレス成形解析工程Ｓ１からプレス成形工程Ｓ４までの全４工程からなり、最初のプレス成形解析工程Ｓ１では、先ず、プレス金型形状、ブランク形状およびブランク材質等に基づいて、例えば図２に示すようなプレス成形品Ｍの成形品モデル（便宜上プレス成形品と同じ符号Ｍを用いる）を作成し、その成形品モデルＭを用いて、通常のコンピュータによる有限要素法を用いた数値計算によりプレス成形をシミュレーション（模擬）し、プレス金型の成形下死点でのプレス成形品Ｍの成形形状およびその成形形状の各部の残留応力を得る。
【００３２】
次の剛性向上位置決定工程Ｓ２は、上記通常のコンピュータが実行する剛体化処理工程Ｓ２−１およびスプリングバック解析工程Ｓ２−２からなり、剛体化処理工程Ｓ２−１では、上記成形下死点でのプレス成形品Ｍを複数の領域に分割し、各領域に対して、伸び縮み変形を拘束する一方で回転は許容する剛体化処理を行い、解析モデルを作成する。そしてスプリングバック解析工程Ｓ２−２では、プレス金型の成形下死点での解析モデルの各部の残留応力が解放された後の最終形状の解析を行う。
【００３３】
すなわち、剛性向上位置決定工程Ｓ２では、剛体化処理工程Ｓ２−１およびスプリングバック解析工程Ｓ２−２において、上記実施形態の剛性向上位置特定方法を実施して、剛体化処理を行わない場合のスプリングバック量と各領域で剛体化処理を行った場合のスプリングバック量とを比較し、剛性向上によるスプリングバック低減効果を評価する。この評価に際しては、スプリングバック量として後述するように解析モデルの端部の「落ち込み」あるいは「跳ね上がり」と「捩れ」とをそれぞれ比較する。その際、プレス成形品Ｍの分割領域を徐々に狭めながらスプリングバック解析を繰り返し行うことで、剛性向上の効果が大きい位置を特定することができる。
【００３４】
例えば図３は、上記例の成形品モデルＭの全体を大きく三つの領域に分割する初回分割例を、成形品モデルＭを斜め上方から見て示す説明図であり、図３に示す通り、プレス金型の成形下死点での成形品モデルＭの全体をその長手方向に三分割し、三つの初回分割領域（初回分割位置）Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３を設定する。そして成形品モデルＭのＲ１１〜Ｒ１３の各初回分割領域に対し伸び縮み変形を拘束する一方で回転は拘束しない剛体化処理を行ってそれぞれ解析モデルを作成し、スプリングバック解析を行う。
【００３５】
図４は、上記例の成形品モデルＭの三つの初回分割領域Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３のうち剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きいと判明した中央の初回分割領域Ｒ１２をさらに九つに細分割する細分割例を、成形品モデルＭを斜め上方から見て示す説明図であり、図４中の座標系で示すように、成形品モデルＭの短手方向をＸ方向、長手方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向とするとともに、Ｙ方向プラス側を紙面右方向、マイナス側を紙面左方向、Ｚ方向プラス側を紙面手前方向、マイナス側を紙面奥方向としている。「落ち込み」はスプリングバックによりＺ方向マイナス側に変位する現象、「跳ね上がり」はスプリングバックによりＺ方向プラス側に変位する現象、「捩れ」はＺ方向変位量が場所により異なるために成形品モデルＭが捩れる現象である。
【００３６】
剛性向上位置決定工程Ｓ２では、何れの初回分割領域にも剛体化処理を行わない場合の成形品モデルＭのスプリングバック量と、Ｒ１１〜Ｒ１３の各初回分割領域を剛体化処理した場合の成形品モデルＭのスプリングバック量とを、落ち込み量あるいは跳ね上がり量と、捩れ角とについてそれぞれ比較し、例えば初回分割領域Ｒ１２のスプリングバック低減効果が最も大きければ、図４に示す通り、初回分割領域Ｒ１２をさらに細分割して九つの細分割領域（細分割位置）Ｒ２１〜Ｒ２９を設定し、各細分割領域に対し初回分割領域と同様に剛体化処理を行ってそれぞれ解析モデルを作成し、スプリングバック解析を行って、スプリングバック量としての落ち込み量あるいは跳ね上がり量と、捩れ角とについてそれぞれ比較する。以上のような細分割およびスプリングバック解析のプロセスを、初回分割およびスプリングバック解析の後に１回、もしくは２回以上繰り返し行って、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい領域（位置）をさらに狭めることにより、剛性向上によるスプリングバック低減効果が最も大きい位置を効率良くかつ高精度に特定することができる。
【００３７】
剛性向上対策工程Ｓ３では、剛性向上位置決定工程Ｓ２にて特定した成形品モデルＭの剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置に対応する実際のブランクの位置に部分的に剛性向上対策を施す。ブランクの剛性を部分的に向上させる対策方法としては、ブランクの該当位置の板厚を大きくする方法、ブランクの該当位置に当該ブランクと同じ材料あるいはそれより剛性の高い材料を張り付ける方法、ブランクの該当位置の材料を剛性が高い別の材料に置き換える方法、該当位置に凹凸形状を付与する方法等から、プレス成形品の形状や金型構造等に応じて適宜選択して適用することができる。
【００３８】
そして、プレス成形工程Ｓ４では、前工程までに決定されたプレス金型および剛性向上対策を施されたブランクを用いて、プレス成形品Ｍのプレス成形を行う。
【００３９】
従って、上記プレス成形解析工程Ｓ１および剛性向上位置決定工程Ｓ２は、本発明のプレス成形方法における第１の工程に対応し、上記剛性向上対策工程Ｓ３および上記プレス成形工程Ｓ４は、本発明のプレス成形方法における第２の工程および第３の工程にそれぞれ対応する。また、予め与えられたプログラムに基づき上記プレス成形解析工程Ｓ１および剛性向上位置決定工程Ｓ２を実行する上記コンピュータは、本発明のプレス成形システムにおける剛性向上位置特定装置に相当し、上記プレス成形工程Ｓ４でプレス成形品Ｍのプレス成形を行う上記プレス金型は、本発明のプレス成形システムにおけるプレス成形装置に相当する。さらに、上記剛性向上位置決定工程Ｓ２は、上記実施形態の剛性向上位置特定方法を実施するものである。
【００４０】
（実施例）
本実施形態の実施例について以下に説明する。この実施例のプレス成形方法は、低剛性の車体部品のスプリングバック対策として、車体部品としてのフロントピラーロアインナー材のプレス成形に適用した。適用した明細および機械特性値は以下の通りである。
・適用明細：９８０ＭＰａ級高張力鋼板／板厚０．９ｍｍ／フロントピラーロアインナー
・機械特性値：ＹＰ：６２０ＭＰａ，ＴＳ：１０３０ＭＰａ，Ｅｌ：１５％
【００４１】
上記適用明細のプレス成形品Ｍの形状を図２に示す。上記実施形態で説明した通り、先ず、プレス成形解析を実施し、プレス金型の下死点での車体部品の部品形状および応力状態を得た。その後、図３に示す通り、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置である剛性有効位置を特定するためにプレス成形品Ｍの形状を三分割し、互いに異なる初回分割領域に対し剛体化処理を施した三つの解析モデルについてそれぞれスプリングバック解析を行った。
【００４２】
上記のスプリングバック解析の結果、部品中央部の初回分割領域（位置）Ｒ１２が最も効果が大きかったため、この実施例では図４に示す通り、初回分割領域（位置）Ｒ１２をさらに九つに細分割し、互いに異なる細分割領域に対し剛体化処理を施した九つの解析モデルについてそれぞれスプリングバック解析を行い、その結果、細分割領域（位置）Ｒ２３が最も効果が大きかったため、先に剛性有効位置として特定した初回分割領域（位置）Ｒ１２をさらに狭めた細分割領域（位置）Ｒ２３を剛性有効位置として特定（更新）した。
【００４３】
上記実施例ではスプリングバックとして落ち込みと捩れが発生した。以下の表１は、上記実施例における剛体化位置とスプリングバック量（落ち込み量、捩れ角）の解析結果を示す。なお、表１中、剛体化位置Ｒ０は、剛体化処置を行わない場合を示す。また、太字は、図３の解析モデルと図４の細分割解析モデルとのそれぞれについて、剛体化処理の効果が最も大きかった領域（位置）を示す。
【００４４】
【表１】
2019150933.tif 000003
【００４５】
この実施例によって特定したブランクの位置Ｒ２３に剛体化処理を施してから、そのブランクを用いて上記適用明細のプレス成形品Ｍを実際にプレス成形することで、プレス成形後のスプリングバック量が小さく、形状凍結性に優れたプレス成形品をプレス成形することができる。
【００４６】
以上、図示例に基づき説明したが、本発明のプレス成形方法、剛性向上位置特定方法、プレス成形システムおよびプレス成形品は上記例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、プレス成形品の形状は、図２に示すもの以外でもよく、また成形品モデルの分割形態は、図３，４に示す形態以外でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
かくして本発明のプレス成形方法、プレス成形システムおよびプレス成形品によれば、スプリングバックを効率的に抑制することができ、しかも、剛性向上によるスプリングバック低減効果の大きい位置を簡便に特定することができる。【００４８】
また、本発明の剛性向上位置特定方法によれば、剛性向上によるスプリングバック低減効果の大きい位置を簡便に特定することができる。
【符号の説明】
【００４９】
Ｍ  プレス成形品（成形品モデル）
Ｒ１１〜Ｒ１３  初回分割領域
Ｒ２１〜２９  細分割領域
Ｓ１  プレス成形解析工程
Ｓ２  剛性向上位置決定工程
Ｓ２−１  剛体化処理工程
Ｓ２−２  スプリングバック解析工程
Ｓ３  剛性向上対策工程
Ｓ４  プレス成形工程
【図１】
2019150933.tif 000004
【図２】
2019150933.tif 000005
【図３】
2019150933.tif 000006
【図４】
2019150933.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月7日(2019.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状材料から所定形状のプレス成形品をプレス成形する際に用いられるプレス成形方法において、
前記所定形状を有する成形品モデルの特定位置の伸び縮み変形を拘束する一方で回転は許容することで仮想的に剛性を向上させる処理を施した解析モデルを用いて行うスプリングバック解析を、拘束する位置を変えて繰り返し行い、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定する第１の工程と、
前記成形品モデルの前記第１の工程で特定した位置に対応する前記板状材料の位置に剛性向上対策を施す第２の工程と、
前記剛性向上対策を施した前記板状材料から前記プレス成形品をプレス成形する第３の工程と、
を含むことを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
前記第１の工程において、前記スプリングバック解析を、拘束する位置を変えて繰り返し行うに際し、
先ず、前記成形品モデル全体を分割して複数の初回分割位置を設定し、それらの初回分割位置を順次に前記拘束する位置として前記スプリングバック解析を行って、それらの初回分割位置のうちで剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定するという処理を行い、
その後、前回特定した剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を分割して複数の細分割位置を設定し、それらの細分割位置を順次に前記拘束する位置として前記スプリングバック解析を行って、それらの細分割位置のうちで剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置をさらに狭めて特定するという処理を１回もしくは繰り返し行うことを特徴とする、請求項１記載のプレス成形方法。
【請求項３】
所定形状のプレス成形品をプレス成形する際に用いる板状材料の、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定する方法であって、
前記所定形状を有する成形品モデルの特定位置の伸び縮み変形を拘束する一方で回転は許容することで仮想的に剛性を向上させる処理を施した解析モデルを用い、その拘束する位置を変えてスプリングバック解析を繰り返し行って、前記成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を求め、
前記成形品モデルの、前記剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置との対応により、前記板状材料の、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定することを特徴とする剛性向上位置特定方法。
【請求項４】
板状材料から所定形状のプレス成形品をプレス成形する際に用いられるプレス成形システムにおいて、
前記所定形状を有する成形品モデルの特定位置の伸び縮み変形を拘束する一方で回転は許容することで仮想的に剛性を向上させる処理を施した解析モデルを用いて行うスプリングバック解析を、拘束する位置を変えて繰り返し行って、前記成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を求め、その成形品モデルの、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置との対応関係により、前記板状材料の、剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置を特定する剛性向上位置特定装置と、
前記剛性向上位置特定装置が特定した剛性向上によるスプリングバック低減効果が大きい位置に剛性向上対策が施された前記板状材料から前記プレス成形品をプレス成形するプレス成形装置と、
を具えることを特徴とするプレス成形システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、複数のプレス成形工程を含む板状材料のプレス成形において生じるスプリングバックを低減し、プレス成形品の寸法精度を高めるプレス成形方法、板状材料の剛性向上位置特定方法およびプレス成形システムに関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
さらに、上記課題を有利に解決するプレス成形品は、
本発明のプレス成形方法でプレス成形されることを特徴としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
さらに、本発明のプレス成形方法でプレス成形されるプレス成形品によればスプリングバックを効率的に抑制することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
以上、図示例に基づき説明したが、本発明のプレス成形方法、剛性向上位置特定方法およびプレス成形システムは上記例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、プレス成形品の形状は、図２に示すもの以外でもよく、また成形品モデルの分割形態は、図３，４に示す形態以外でもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
かくして本発明のプレス成形方法およびプレス成形システムによれば、スプリングバックを効率的に抑制することができ、しかも、剛性向上によるスプリングバック低減効果の大きい位置を簡便に特定することができる。
【国際調査報告】
2019150933.tif 000008
2019150933.tif 000009
2019150933.tif 000010
2019150933.tif 000011