(57)【要約】【課題】  多工程の絞り成形工程を経て製造され、比較的高さが高く、かつ継ぎ目が無い外装ケースなどの有底非円筒形状の絞り成形品の各絞り成形工程の金型形状やブランク形状などについて、破断やしわの発生しない絞り成形工程の工程内容などを容易に決定することができる成形工程決定装置を提供する。【解決手段】  本発明の成形工程決定装置１は、記憶手段３と、底面形状設定手段５１と、金型−ブランク形状設定手段５２と、成形性判定手段５３と、側壁条件判定手段５４と、底面形状再設定手段５５と、工程決定手段５６とを備えている。【選択図】      図１
2006281281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多工程の絞り成形工程を行うことで完成される有底非円筒形状の絞り成形品における、絞り成形工程を決定する成形工程決定装置であって、
前記絞り成形品の材質を示す素材データを予め記憶しておく記憶手段と、
前記絞り成形品の完成品の形状データである完成形状データの底面の形状を、絞り成形工程における底面形状として設定する底面形状設定手段と、
この底面形状設定手段で設定された底面形状が金型凹面となる金型形状の設定と、絞り成形される際の絞り成形量が予め定められた成形条件を満たすブランク形状の設定と、を行う金型−ブランク形状設定手段と、
この金型−ブランク形状設定手段で設定された金型形状とブランク形状を基に、前記底面形状を有する絞り成形品に成形することが可能であるか否かを、前記記憶手段に記憶されている前記素材データ、および予め設定された閾値に基づいて判定する成形性判定手段と、
この成形性判定手段で成形することが可能であると判定された場合に、これらの金型形状およびブランク形状を用いて成形される絞り成形品の側壁の高さが、予め定められた側壁条件を満たすか否かを判定する側壁条件判定手段と、
この側壁条件判定手段で前記側壁条件を満たさないと判定された場合に、前記金型−ブランク形状設定手段で設定されたブランク形状を、前記金型凹面の底面形状として再設定する底面形状再設定手段と、
前記側壁条件判定手段で前記側壁条件を満たすと判定された場合に、前記ブランク形状と前記金型形状とを含む工程情報を、前記多工程の絞り成形工程を行う情報として決定する工程決定手段と、
を備えていることを特徴とする成形工程決定装置。
【請求項２】
多工程の絞り成形工程を行うことで完成される有底非円筒形状の絞り成形品における、絞り成形工程を決定する成形工程決定プログラムであって、
コンピュータを、
前記絞り成形品の完成品の形状データである完成形状データの底面の形状を、絞り成形工程における底面形状として設定する底面形状設定手段、
この底面形状設定手段で設定された底面形状が金型凹面となる金型形状の設定と、絞り成形される際の絞り成形量が予め定められた成形条件を満たすブランク形状の設定と、を行う金型−ブランク形状設定手段、
この金型−ブランク形状設定手段で設定された金型形状とブランク形状を基に、前記底面形状を有する絞り成形品に成形することが可能であるか否かを、予め記憶手段に記憶されている前記絞り成形品の素材データ、および予め設定された閾値に基づいて判定する成形性判定手段、
この成形性判定手段で成形することが可能であると判定された場合に、これらの金型形状およびブランク形状を用いて成形される絞り成形品の側壁の高さが、予め定められた側壁条件を満たすか否かを判定する側壁条件判定手段、
この側壁条件判定手段で前記側壁条件を満たさないと判定された場合に、前記金型−ブランク形状設定手段で設定されたブランク形状を、前記金型凹面の底面形状として再設定する底面形状再設定手段、
前記側壁条件判定手段で前記側壁条件を満たすと判定された場合に、前記ブランク形状と前記金型形状とを含む工程情報を、前記多工程の絞り成形工程を行う情報として決定する工程決定手段、
として機能させることを特徴とする成形工程決定プログラム。
【請求項３】
多工程の絞り成形工程を行うことで完成される有底非円筒形状の絞り成形品における、絞り成形工程を決定する成形工程決定方法であって、
前記絞り成形品の完成品の形状データである完成形状データの底面の形状を、絞り成形工程における底面形状として設定する底面形状設定ステップと、
この底面形状設定ステップで設定された底面形状が金型凹面となる金型形状の設定と、絞り成形される際の絞り成形量が予め定められた成形条件を満たすブランク形状の設定と、を行う金型−ブランク形状設定ステップと、
この金型−ブランク形状設定ステップで設定された金型形状とブランク形状を基に、前記底面形状を有する絞り成形品に成形することが可能であるか否かを判定する成形性判定ステップと、
この成形性判定ステップで成形することが可能であると判定された場合に、これらの金型形状およびブランク形状を用いて成形される絞り成形品の側壁の高さが、予め定められた側壁条件を満たすか否かを判定する側壁条件判定ステップと、
この側壁条件判定ステップで前記側壁条件を満たさないと判定された場合に、前記金型−ブランク形状設定ステップで設定されたブランク形状を、前記金型凹面の底面形状として再設定する底面形状再設定ステップと、
前記側壁条件判定ステップで前記側壁条件を満たすと判定された場合に、前記ブランク形状と前記金型形状とを含む工程情報を、前記多工程の絞り成形工程を行う情報として決定する工程決定ステップと、を含み、
前記金型−ブランク形状設定ステップから前記底面形状再設定ステップまでを、前記側壁条件を満たすまで繰り返し行わせることを特徴とする成形工程決定方法。
【請求項４】
絞り成形工程を行うことで完成される有底非円筒形状の絞り成形品における、絞り成形工程の成功の可否を判定する成形性判定装置であって、
前記絞り成形品の材質を示す素材データを予め記憶しておく記憶手段と、
前記絞り成形品の完成品の形状データである完成形状データの底面の形状を、絞り成形工程における底面形状として設定する底面形状設定手段と、
この底面形状設定手段で設定された底面形状が金型凹面となる金型形状の設定と、絞り成形される際の絞り成形量が予め定められた成形条件を満たすブランク形状の設定と、を行う金型−ブランク形状設定手段と、
この金型−ブランク形状設定手段で設定された金型形状とブランク形状を基に、前記底面形状を有する前記完成品に成形することが可能であるか否かを、前記記憶手段に記憶されている前記素材データ、および予め設定された閾値に基づいて判定する成形性判定手段と、
を備えていることを特徴とする成形性判定装置。
【請求項５】
絞り成形工程を行うことで完成される有底非円筒形状の絞り成形品における、絞り成形工程の成功の可否を判定する成形性判定プログラムであって、
コンピュータを、
前記絞り成形品の材質を示す素材データを予め記憶しておく記憶手段、
前記絞り成形品の完成品の形状データである完成形状データの底面の形状を、絞り成形工程における底面形状として設定する底面形状設定手段、
この底面形状設定手段で設定された底面形状が金型凹面となる金型形状の設定と、絞り成形される際の絞り成形量が予め定められた成形条件を満たすブランク形状の設定と、を行う金型−ブランク形状設定手段、
この金型−ブランク形状設定手段で設定された金型形状とブランク形状を基に、前記底面形状を有する前記完成品に成形することが可能であるか否かを、前記記憶手段に記憶されている前記素材データ、および予め設定された閾値に基づいて判定する成形性判定手段、
として機能させることを特徴とする成形性判定プログラム。
【請求項６】
絞り成形工程を行うことで完成される有底非円筒形状の絞り成形品における、絞り成形工程を判定する成形工程判定方法であって、
前記絞り成形品の完成品の形状データである完成形状データの底面の形状を、絞り成形工程における底面形状として設定する底面形状設定ステップと、
この底面形状設定ステップで設定された底面形状が金型凹面となる金型形状の設定と、絞り成形される際の絞り成形量が予め定められた成形条件を満たすブランク形状の設定と、を行う金型−ブランク形状設定ステップと、
この金型−ブランク形状設定ステップで設定された金型形状とブランク形状を基に、前記底面形状を有する前記完成品に成形することが可能であるか否かを判定する成形性判定ステップと、
を含んでいることを特徴とする成形工程判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的高さが高く、かつ、継ぎ目が無い有底非円筒形状の外装ケースなどを成形加工する場合に用いる成形工程決定装置および成形性判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属の中でもアルミニウムやアルミニウム合金は、軽量でありながら、適度な機械的強度と優れた耐腐食性とを兼ね備えていることから、飲料用缶容器をはじめとして種々の外装ケースの素材として広く使用されている。
【０００３】
アルミニウムやアルミニウム合金を用いた外装ケースの作製にあたっては、予め樹脂被膜を被覆すると、潤滑油を用いない成形加工（いわゆるドライ加工）が可能であるために、成形後の洗浄工程を省くことができるという長所がある。このような長所を有するために、アルミニウムやアルミニウム合金を用いた飲料用缶容器や外装ケースに対する需要は高い。
【０００４】
特に、圧延模様を活かした外装ケース（飲料用缶容器）は、観る者に高級感や清潔感を与えるという長所があるために、圧延模様を活かした外装ケースの需要は非常に高い。
なお、前記の圧延模様を活かした飲料用缶容器は、成形前に透明感のある樹脂被膜を平板の表面に予め被覆し、当該樹脂被膜を被覆した平板に対して絞り成形などを行うことで製造されている。
【０００５】
アルミニウムやアルミニウム合金は、前記の長所に加えて非磁性かつ電磁遮蔽性の特徴を有していることから、携帯電話端末や家電製品のリモコンなどの電子機器についても、電子機器用の外装ケースとして、有底非円筒形状を呈する外装ケースの利用が大いに期待されている。
【０００６】
電子機器用の有底非円筒形状を呈する外装ケースの形状は多種多様であるが、前記の飲料用缶容器の場合と同様に、透明感のある樹脂被膜を予め被覆してドライ加工することで製造される、圧延模様を活かした有底非円筒形状の外装ケースの需要が大いに見込まれる。
【０００７】
通常（有底）円筒形状の飲料用缶容器は、所定の形状に切り出した平板状の素材（ブランク）から絞り加工やしごき加工を行うことによって、比較的容易に成形することができる。これに対し、有底非円筒形状の外装ケースなどは、ブランクの形状や使用する金型の形状について適切なものを選択する必要があるだけでなく、多工程の絞り成形工程で絞り成形される外装ケースの条件設定が最終成形品に近付くほど（下工程になるほど）成形許容範囲が小さくなり、その条件設定が厳しくなる。
【０００８】
そのため、従来は、多工程の絞り成形を行うことで作製される有底非円筒形状の絞り成形品の各絞り成形工程における工程内容の決定にあたっては、高度な技術をもった熟練者が、試作金型等を幾つも作製して試行錯誤を重ねて成形精度の向上や工程内容の適正化を図らなければならないという問題があった。そのため、試作金型を製作する時間と費用がかさむという問題もあった。
【０００９】
これらの問題は、近年、種々の製品で求められている多品種少量生産、開発費削減、納期短縮という要望に応えるために解決しなければならない課題の一つであるが、新製品開発においては、成形工程設計における試作回数・コスト低減が、かかる問題を解決するための重要な要素となっている。
【００１０】
前記の問題を解決するため、各種数値解析シミュレーションを使用することで、極力、試作金型を製作することなく、多工程から成る絞り成形工程の工程内容を決定しようとする技術の確立が試みられている。
【００１１】
例えば、特許文献１には、ステンレス薄鋼板を多角筒ケース（本発明の「有底非円筒形状の外装ケース」に相当）に深絞り加工するにあたり、ブランクの形状と寸法およびダイス穴形状を等方性塑性体のすべり線場理論に基づくシミュレーションによって決定する旨が記載されている。
【００１２】
特許文献１に記載されているように、等方性塑性体のすべり線場理論に基づくシミュレーションなどの従来の数値解析シミュレーションを用いた成形工程の設計においては、平板から最終成形品に成形する実際の成形順序（すなわち、最初の絞り成形工程から最後の絞り成形工程）に沿って数値解析シミュレーションを行っていくのが一般的な手法であった。
【特許文献１】特開平１１−３０９５１９号公報（段落００２９、００３０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、前記のような一般的な手法を用いる従来の多工程の絞り成形工程の設計にあっては、一度成形工程を設定した後、その成形工程に沿って最終形状まで一連の成形解析を行う必要があるだけでなく、最初の絞り成形工程から成形解析と予備実験を行ってブランク形状の適正化を検討した結果、目的とする形状に成形することができないと判明した場合、それまでの成形解析および予備実験が無駄になるという問題があった。
【００１４】
また、従来のように、最初の絞り成形工程から成形解析をすすめて多工程の絞り成形工程におけるブランク形状の適正化を行う場合、多工程の絞り成形工程を経て成形される絞り成形品について各成形工程を適正化するために、各成形工程でどのような形状にするのが適切であるか、また、絞り量をどの程度に設定するのが適切であるか、などを一義的に決定するのが困難であり、熟練者によらなければ適切な条件を設定し得ないという問題があった。
【００１５】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、多工程の絞り成形工程を経て製造され、比較的高さが高く、かつ継ぎ目が無い外装ケースなどの有底非円筒形状の絞り成形品における各絞り成形工程の金型形状やブランク形状などについて、破断やしわの発生しない絞り成形工程の工程内容などを容易に決定することができる成形工程決定装置、成形工程決定プログラム、成形工程決定方法および成形性判定装置、成形性判定プログラム、成形性判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
従来は、平板状の素材（ブランク）をどのように成形すれば完成品（有底非円筒形状の絞り成形品）とすることができるか、という観点から成形工程を決定していた（すなわち、最初の絞り成形工程から最後の絞り成形工程に向けて工程内容等を決定していた）が、本発明者らは、鋭意研究した結果、従来の観点とは逆に、最後の絞り成形工程から最初の絞り成形工程に向けて（すなわち、完成品からブランクに向けて）絞り成形工程の工程内容（金型形状およびブランク形状）を決定していくことで前記課題を解決することができること、特に、完成品を絞り成形するための絞り成形工程（最終の絞り成形工程）の絞り成形性を判定することによって、絞り成形が可能であるか否かを見極めることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１７】
すなわち、本発明の成形工程決定装置は、多工程の絞り成形工程を行うことで完成される有底非円筒形状の絞り成形品における、絞り成形工程を決定する成形工程決定装置であって、記憶手段と、底面形状設定手段と、金型−ブランク形状設定手段と、成形性判定手段と、側壁条件判定手段と、底面形状再設定手段と、工程決定手段と、を備える構成とした。
【００１８】
このような構成の成形工程決定装置とすれば、記憶手段によって、絞り成形品の材質を示す素材データを予め記憶しておき、底面形状設定手段によって、絞り成形品の完成形状データから当該絞り成形品の底面の形状を抽出して底面形状として設定する。
【００１９】
また、金型−ブランク形状設定手段によって、かかる底面形状を金型凹面とする金型形状と、絞り成形量が、予め定められた成形条件を満たすブランク形状と、を設定する。
【００２０】
そして、成形性判定手段によって、前記の金型−ブランク形状設定手段で設定された金型形状およびブランク形状を用いて前記の底面形状を有する絞り成形品を成形することが可能であるか否かを、素材データおよび予め設定された閾値に基づいて判定する。このようにすれば、通常、絞り加工が進み、成形品の最終形状に近付くにつれて加工が困難になるところ、最も加工が困難となる最終形状に加工する絞り工程について早期の段階で解析するので、多工程の絞り成形工程の設定や決定を行うにあたって、早期に成形の可否についての判断を行うことが可能となり、無駄な解析等を避けることが可能となる。
【００２１】
さらに、側壁条件判定手段によって、成形される絞り成形品の側壁の高さが、予め定められた側壁条件を満たすか否かを判定し、絞り成形品の側壁の高さが側壁条件を満たすと判定した場合は、工程決定手段によって、ブランク形状と金型形状を含む工程情報を、多工程の絞り成形工程を行う情報として決定する。
【００２２】
一方、絞り成形品の側壁の高さが側壁条件を満たさないと判定した場合は、底面形状再設定手段によって、金型−ブランク形状設定手段で設定されたブランク形状を金型凹面の底面形状として、再絞り成形性を考慮して再設定し、この再設定された底面形状を基に、再度、金型−ブランク形状設定手段、成形性判定手段、および側壁条件判定手段の内容を行わせる。これにより、前記の成形性判定手段で既に決定されているブランク形状に基づいて、その絞り成形工程よりも１工程前の絞り成形工程で形成しておくべきブランクの形状（ブランク形状）についての解析等を行うことができる。１工程前の絞り成形工程で形成しておくべきブランク形状を決定すれば、そのブランク形状を基に最後の絞り成形工程まで行っても、絞り成形品にしわや破断等が発生しにくいことから、このような絞り成形工程の設計を容易に行うことが可能となる。
【００２３】
また、本発明の成形工程決定プログラムは、多工程の絞り成形工程を行うことで完成される有底非円筒形状の絞り成形品における、絞り成形工程を決定する成形工程決定プログラムであって、コンピュータを、底面形状設定手段、金型−ブランク形状設定手段、成形性判定手段、側壁条件判定手段、底面形状再設定手段、工程決定手段、として機能させるものである。
【００２４】
すなわち、底面形状設定手段によって、絞り成形品の形状データである完成形状データの底面の形状を、絞り成形工程における底面形状として設定し、金型−ブランク形状設定手段によって、底面形状設定手段で設定された底面形状が金型凹面となる金型形状と、絞り成形量が予め定められた成形条件を満たすブランク形状と、を設定する。
【００２５】
そして、成形性判定手段によって、この金型形状とブランク形状の成形性を判定し、成形性判定手段で成形することが可能であると判定された場合には、側壁条件判定手段で、絞り成形品が、側壁条件を満たすか否かの判定を行う。
この側壁条件判定手段で側壁条件を満たすと判定された場合は、工程決定手段によって、かかる金型形状とブランク形状を含む工程情報を、多工程の絞り成形工程を行う情報として決定する。
【００２６】
一方、側壁条件判定手段で側壁条件を満たさないと判定された場合は、底面形状再設定手段によって、前記のブランク形状を底面形状として再設定し、その後、金型−ブランク形状設定手段からの各手段の内容を行うことで、その１つ前の絞り成形工程の金型形状およびブランク形状を決定する。
【００２７】
さらに、本発明の成形工程決定方法は、多工程の絞り成形工程を行うことで完成される有底非円筒形状の絞り成形品における、絞り成形工程を決定する成形工程決定方法であって、底面形状設定ステップと、金型−ブランク形状設定ステップと、成形性判定ステップと、側壁条件判定ステップと、底面形状再設定ステップと、工程決定ステップと、を含んでなる。
【００２８】
このように、本発明の成形工程決定方法は、底面形状設定ステップによって、絞り成形品の形状データである完成形状データの底面の形状を、絞り成形工程で用いる底面形状として設定し、金型−ブランク形状設定ステップによって、かかる底面形状を形成するための金型凹面を有する金型形状と、絞り成形量が、予め定められた成形条件を満たすブランク形状と、を設定することができる。
【００２９】
さらに、成形性判定ステップによって、これらの金型形状とブランク形状によって最後の絞り成形品（すなわち、完成品）を成形することが可能であるかを判定することができる。
【００３０】
そして、側壁条件判定ステップによって、成形される絞り成形品の側壁の高さが、予め定められた側壁条件を満たすか否かを判定することで、ブランク形状と金型形状とを含む工程情報を、多工程の絞り成形工程を行う情報として決定する工程決定ステップに進むか、前記で決定したブランク形状を基に、さらに１つ前の絞り成形工程に適切なブランク形状を決定するための底面形状再設定ステップに進むか、を決定する。
【００３１】
すなわち、側壁条件を満たさなければ、さらに１つ前の金型形状およびブランク形状を決定するため、既に決定されたブランク形状を基に、再度、金型−ブランク形状設定ステップから側壁条件判定ステップまでを行わせ、側壁条件を満たせば、決定された金型形状およびブランク形状とを含む工程情報を、多工程の絞り成形工程を行う情報として決定して、当該成形工程決定方法を終了する。これにより、最後の絞り成形工程から最初の絞り成形工程に遡って、ブランク形状を決定することができる。
【００３２】
また、本発明の成形性判定装置は、絞り成形工程を行うことで完成される有底非円筒形状の絞り成形品における、絞り成形工程の成功の可否を判定する成形性判定装置であって、記憶手段と、底面形状設定手段と、金型−ブランク形状設定手段と、成形性判定手段と、を備える構成とした。
【００３３】
このような構成の成形性判定装置とすれば、底面形状設定手段によって、完成品である絞り成形品の完成形状データから当該絞り成形品の底面の形状を抽出して底面形状を設定し、金型−ブランク形状設定手段によって、かかる底面形状を形成するための金型凹面を有する金型形状と、絞り成形量が、予め定められた成形条件を満たすブランク形状と、を設定する。
そして、成形性判定手段によって、前記で設定された金型形状およびブランク形状を用いて前記の底面形状を有する絞り成形品を成形することが可能であるか否か、つまり、前記の絞り成形工程の成功の可否を判定する。
【００３４】
すなわち、本発明の成形性判定装置は、前記した手段を備えているので、絞り成形が最も困難となる最終の絞り成形工程における成形性の可否を判定することができる。そのため、さらに前の絞り成形工程の解析を行うか否かについて、早期に判断することが可能となる。結果的に、無駄な解析等を避けることが可能となる。
【００３５】
本発明の成形性判定プログラムは、絞り成形工程を行うことで完成される有底非円筒形状の絞り成形品における、絞り成形工程の成功の可否を判定する成形性判定プログラムであって、コンピュータを、底面形状設定手段、金型−ブランク形状設定手段、成形性判定手段、として機能させる。
【００３６】
すなわち、成形性判定プログラムは、底面形状設定手段により、絞り成形品の形状データである完成形状データの底面の形状を、絞り成形工程における底面形状として設定し、金型−ブランク形状設定手段により、底面形状設定手段で設定された底面形状が金型凹面となる金型形状と、絞り成形量が予め定められた成形条件を満たすブランク形状と、を設定し、かつ、成形性判定手段により、金型形状とブランク形状を用いて前記の底面形状を有する絞り成形品を成形することが可能であるか否かを判定している。
このように、本発明の成形性判定プログラムは、前記のようにコンピュータを機能させることによって、絞り成形が最も困難となる最終の絞り成形工程における成形性の可否を判定することができる。そのため、さらに前の絞り成形工程の解析を行うか否かを早期に決定することが可能となる。結果的に、無駄な解析等を避けることが可能となる。
【００３７】
本発明の成形工程判定方法は、絞り成形工程を行うことで完成される有底非円筒形状の絞り成形品における、絞り成形工程を判定する成形工程判定方法であって、底面形状設定ステップと、金型−ブランク形状設定ステップと、成形性判定ステップと、を含んでなる。
【００３８】
このように、本発明の成形工程判定方法は、底面形状設定ステップによって、絞り成形品の形状データである完成形状データの底面の形状を、最後の絞り成形工程で用いる底面形状として設定し、金型−ブランク形状設定ステップによって、かかる底面形状を形成するための金型凹面を有する金型形状と、絞り成形量が、予め定められた成形条件を満たすブランク形状と、を設定する。そして、成形性判定ステップによって、この金型形状とブランク形状を用いて前記の底面形状を有する絞り成形品を成形することが可能であるか否かを判定する。
【００３９】
このように、本発明の成形性判定方法によれば、前記の各ステップによって、絞り成形が最も困難となる最終の絞り成形工程における成形性の可否を判定することができる。そのため、さらに前の絞り成形工程の解析を行うか否かを早期に決定することが可能となる。結果的に、無駄な解析等を避けることが可能となる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の成形工程決定装置によれば、多工程の絞り成形工程を経て製造され、比較的高さが高く、かつ継ぎ目が無い外装ケースなどの有底非円筒形状の絞り成形品の各絞り成形工程の金型形状やブランク形状などについて、破断やしわの発生しない絞り成形工程の工程内容などを容易に決定することができる。
【００４１】
さらに、本発明の成形工程決定プログラムの内容に従ってコンピュータを機能させれば、多工程の絞り成形工程を経て製造され、比較的高さが高く、かつ継ぎ目が無い外装ケースなどの有底非円筒形状の絞り成形品の各絞り成形工程の金型形状やブランク形状などについて、破断やしわの発生しない絞り成形工程の工程内容などを容易に決定することができる。
【００４２】
また、本発明の成形工程決定方法によれば、多工程の絞り成形工程を経て製造され、比較的高さが高く、かつ継ぎ目が無い外装ケースなどの有底非円筒形状の絞り成形品の各絞り成形工程の金型形状やブランク形状などについて、破断やしわの発生しない絞り成形工程の工程内容などを容易に決定することができる。
特に、本発明の成形工程決定方法によれば、絞り成形工程の工程内容を決定するときに、かかる工程内容の決定をデータ上で行うだけでなく、実際に試作金型等を用いた実験によっても行うことができる。
【００４３】
本発明の成形性判定装置によれば、入力された完成形状データから、絞り成形工程により成形することができるか否かを容易に判定することができる。
すなわち、種々の絞り成形品を設計した後、または、絞り成形品の絞り成形工程を設計する際に、当該装置を任意に用いることで、絞り成形工程に形成できるか否かの判定を行うことができる。また、絞り成形工程の工程内容（金型形状およびブランク形状）についても容易かつ正確に判定することができる。
したがって、従来のように、多工程の絞り成形工程について検討を重ねてきた結果、最終の絞り成形を行っても、所望の形状の絞り成形品を得ることができなかったという事態を避けることができる。
【００４４】
本発明の成形性判定プログラムの内容に従ってコンピュータを機能させれば、比較的高さが高く、かつ継ぎ目が無い外装ケースなどの有底非円筒形状の絞り成形品の各絞り成形工程の金型形状やブランク形状などについて、破断やしわの発生しない絞り成形工程の工程内容などを容易に判定することができる。
【００４５】
また、本発明の成形工程判定方法によれば、絞り成形工程を経て製造され、比較的高さが高く、かつ継ぎ目が無い外装ケースなどの有底非円筒形状の絞り成形品の各絞り成形工程の金型形状やブランク形状などについて、破断やしわの発生しない絞り成形工程の工程内容などを容易に判定することができる。
特に、本発明の成形工程判定方法によれば、絞り成形工程の工程内容を判定するときに、かかる工程内容の判定をデータ上で行うだけでなく、実際の実験によっても行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
次に、適宜図面を参照して、本発明に係る成形工程決定装置、成形工程決定方法、および成形工程決定プログラムについて説明する。参照する図面において図１は、本発明に係る成形工程決定装置の構成を示すブロック図である。
【００４７】
［成形工程決定装置］
図１に示すように、本発明に係る成形工程決定装置１は、多工程の絞り成形工程を行うことで完成される有底非円筒形状の絞り成形品における、絞り成形工程を決定するものである。
【００４８】
かかる成形工程決定装置１の構成としては、絞り成形品の形状や必要なデータ等を入力するための入力手段２、記憶手段３と、形状データや各種の情報を表示または印刷するために出力する出力手段４と、種々の手段を実行させるための制御手段５と、を備えている。
【００４９】
なお、図１に示す各ブロックは、内部バスや外部バスなどによって相互に接続され、これらのバスを介して種々のデータ等が入出力され、制御手段５の制御のもと、種々の処理が実行される。ここで、内部バスとは、制御手段５の中のデータの通路をいい、外部バスとは、制御手段５と、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）やＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などのメモリや、ハードディスクである記憶手段３と、をつなぐデータの通路をいう。
【００５０】
（入力手段）
入力手段２は、キーボード、マウス等から構成され、操作者が種々のデータおよび操作指令等を入力するために使用される。
【００５１】
（記憶手段）
記憶手段３は、前記したようにＲＯＭやＲＡＭなどのメモリや、当該成形工程決定装置１に内蔵されている、あるいは、外部に接続されたハードディスクで構成されている。
ＲＯＭには、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）等のシステムプログラムなどが記憶されている。
成形工程決定装置１に内蔵された、あるいは外部に接続されたハードディスクには、所定のＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）などが記憶されている。
なお、後に詳述する成形工程決定プログラムは、ＲＯＭやハードディスクに記憶（格納）されている。
そして、ＲＡＭは、制御手段（例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ；中央演算処理装置））５の作業領域等として用いられる。
【００５２】
この記憶手段３には、後記するように、底面形状データを含む完成形状データ、ブランク形状データ、金型形状データ、成形条件、側壁条件、素材データ（伸び、厚み等）、金型−ブランク対応データなどの入力データが記憶される。
【００５３】
ここで、完成形状データとは、所望の絞り成形品の完成品としての形状をデータ化したものをいい、底面形状データとは、所望の絞り成形品の完成品の底面近傍部分の形状、すなわち、側壁からの丸み部分（アール（Ｒ）部分）を含んだ形状をデータ化したものをいう。
また、金型形状データとは、ブランクを絞り成形するためのポンチ、ダイス、ホルダなどで構成される金型（絞りツール）の形状、寸法、肩部の丸み（肩アール部）の形成半径などについてデータ化したものをいい、ブランク形状データとは、完成品の底面形状を形成するための平板状の素材（ブランク）の形状をデータ化したものをいう。
【００５４】
成形条件とは、絞り成形を受けた場合に、ブランクに発生する全体的および／または局所的な伸長量・成形量など、および絞り成形工程で用いられる素材などに起因して破断やしわなどが発生する素材の変形量や成形量（これらを「成形量閾値」という）が上限未満であることをいう。この成形量閾値は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、銅、銅合金など、用いる素材が異なる場合、これらの素材の特性に合わせて任意に設定することができる。
側壁条件とは、絞り成形品を完成させるために必要な絞り成形品の側壁の条件として予め設定された条件をいう。このような条件としては、側壁の高さおよび／または側壁の体積を挙げることができる。側壁の高さを条件とした場合は、例えば、絞り成形品に対してしごき加工を行わないでも完成品の側壁の高さを充足する側壁の高さを側壁高閾値として設定することができる。これと同様に、側壁の体積を条件とした場合は、例えば、１〜３回のしごき加工を行えば、所望の完成品の側壁の高さと肉厚を充足する側壁の体積を側壁体積閾値として設定することができる。
【００５５】
また、素材データとは、前記に示した絞り成形を行う素材の伸び、厚み、および延性などのデータをいう。また、例えば、解析する絞り成形工程が再絞りに相当する場合など、多工程の絞り成形工程の途中で既に加工を行っている場合には、前記した各データの他にも素材に生じる加工硬化に関するデータや、側壁部分の加工によって生じる肉厚分布に関するデータも考慮することができる。さらに、かかる素材データは、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、銅、銅合金などの素材に適した内容のデータを予め設定して記憶手段３に記憶させておき、これを用いるときに適宜選択して用いることができるほか、入力手段２によって任意に変更することもできる。
そして、金型−ブランク対応データとは、各回の絞り成形工程について決定した金型形状とブランク形状とを対応付けて作成したデータをいう。
【００５６】
（制御手段）
そして、本発明に係る成形工程決定装置１には制御手段５が備えられている。制御手段５は、底面形状設定手段５１、金型−ブランク形状設定手段５２、成形性判定手段５３、側壁条件判定手段５４、底面形状再設定手段５５、および、工程決定手段５６を備えている。
【００５７】
このような制御手段５は、一般的なＣＰＵを用いることにより好適に具現することができる。
【００５８】
（底面形状設定手段）
底面形状設定手段５１は、前記の入力手段２で入力されて、記憶手段３に記憶された絞り成形品の完成形状データから、当該絞り成形品の底面の形状を抽出して、絞り成形工程の底面形状（底面形状データ）として設定するものである。そして、底面形状設定手段５１は、設定した底面形状データを金型−ブランク形状設定手段５２に出力する。
【００５９】
ここで、完成形状データとしては、解析の正確性の観点から３次元ＣＡＤデータを用いるのが好ましいがこれに限定されることはなく、２次元ＣＡＤデータなどの適宜の図面を用いても本発明の成形工程決定装置１を具現することができる。
また、本発明における底面形状とは、絞り成形品の底面と、この底面と側壁とを繋ぐ丸み部分（アール部分）を含む形状をいう。
【００６０】
（金型−ブランク形状設定手段）
金型−ブランク形状設定手段５２は、底面形状設定手段５１から入力した底面形状データで示される底面形状とほぼ同一形状の金型凹面を含む金型形状と、絞り成形されるのに好適な形状を有するブランク形状を、それぞれ一つの候補として設定するものである。
【００６１】
ここで、金型形状とは、ポンチ、ダイス、ホルダ（しわ押さえ治具）、ネストリング（肩部抑え治具）などで構成される金型（絞りツール）の形状をいう。
【００６２】
金型−ブランク形状設定手段５２による金型形状やブランク形状の設定にあたっては、前記の記憶手段３に記憶されているアルミニウムやアルミニウム合金などの素材のデータ（例えば、素材となる板材の伸びや厚みなどのデータ）を適宜読み出し、当該データを参照しつつ金型形状を設定するのが好ましい。このようにすれば、絞り成形品の底面形状を形成するための、より適切な金型形状（金型形状データ）を設定することができる。
【００６３】
なお、金型形状の金型凹面自体は、底面形状を形成することとの関係から、底面形状設定手段５１で取得した底面形状から、ポンチ、ダイス、ホルダ、ネストリングなどの形状をほぼ一義的に設定することができる。もちろん、金型−ブランク形状設定手段５２では、絞り成形品の輪郭形状を有する金型凹面を適切に形成するために、この底面形状から演算して、新規に金型形状を設定することもできる。
【００６４】
この金型−ブランク形状設定手段５２における金型形状の設定を行う内容としては、主として、適切に絞り成形を行うためのポンチ、ダイス、ホルダなどの絞りツールの肩アール部の形成半径に関するパラメータや、これらの隙間などの各種のパラメータ（例えば、ポンチとダイスとの距離などのパラメータ）を種々変更することを示すことができる。例えば、ポンチとダイス等の隙間を適切化すれば、所望の板厚に調節することが可能であり、肩アール部の形成半径を適切化すれば、所望の形状を形成することができるとともに、絞り成形の際の破断を発生させにくくすることができる。
例えば、ダイスの形状の設定を行う場合においては、製品の底面形状に板厚分のすきまをプラスした形状を凹部形状とすることや、ダイス上面の平坦面と凹部の内面とのなす稜線に所定の丸みを設けることで設定することができる。
【００６５】
金型−ブランク形状設定手段５２において、金型形状およびブランク形状を設定する態様としては、前記の各種のパラメータを順次またはランダムに変化させる態様に限定されることはない。
例えば、既に記憶手段３に記憶している金型形状の形状データやパラメータ（ダイス、ホルダ、ポンチ、および、ネストリングなどで形成される金型形状に関するパラメータ）を優先的に用いて金型形状を設定することとし、記憶手段３にこれらの金型形状の形状データやパラメータがなければ、前記したように金型形状の形状データやパラメータを新たに作成して設定してもよい。
【００６６】
例えば、初回絞りの場合、製品の底面形状を基準にダイスの形状を設定し、この設定されたダイスの形状を基準にホルダの形状およびポンチの形状を設定することができる。
また、例えば、再絞りの場合、初回絞りの成形性が確認されたブランク形状を基準に、再絞り加工であることを考慮してダイスの形状を設定し、さらにホルダの形状およびポンチの形状を設定することができる。
なお、同工程で成形した絞り成形品を次工程で再絞りするのに必要となる再絞り用のホルダは、ポンチの形状および既に決定された次工程におけるポンチの形状等のデータから設定することができる。
【００６７】
なお、優先的に設定する金型形状の形状データやパラメータは、既に決定した金型形状に関する形状データやパラメータを、いわゆる経験値として記憶手段３に記憶しておくことで、適宜利用することが可能である。このようにすれば、設定するまでの時間を短縮することが可能なだけでなく、新規に異なる形状の絞り成形品について解析を行う場合であっても、金型形状（絞りツール）を作製し直す可能性が低くなるので、生産コストや時間コストの削減を図ることができる。
【００６８】
当該金型−ブランク形状設定手段５２においては、ダイス、ホルダ、ポンチ、および、ネストリング以外の構成物品を用いて絞り成形を行うことが可能である場合は、かかる構成物品についての形状、大きさ、組み合わせなどについても併せて設定することができることはいうまでもない。
【００６９】
また、金型−ブランク形状設定手段５２は、ブランクの部分的な長さや厚さなどのパラメータを種々変更することで一つの候補として、ブランク形状の設定を行う。
【００７０】
ブランク形状の設定にあたっては、少なくとも、絞り成形を行う際の絞り成形量が、予め定められた成形条件を満たすブランク形状（ブランク形状データ）を設定する。
【００７１】
ここで、絞り成形量とは、絞り成形を行う際の変形量をいい、絞り成形量としては、例えば、ダイス内径から成形前のブランクがどれだけ大きいかを示す絞り比で表すことができる。非円筒形状の絞り成形の場合は、周方向の部位ごとで周方向曲率半径が異なるので、絞り成形可能な絞り成形量も異なる。したがって、本発明においては、絞り成形の最も厳しい箇所、すなわち、周方向曲率半径が最も小さい部分について、絞り成形量（絞り比）を設定するのがよく、その絞り成形量は、絞り成形が最も厳しい部分の絞り高さを基準に絞り成形品の高さが同じになるように設定するのがよい。
【００７２】
また、本発明における成形条件は、例えば、予め設定してある成形量閾値未満となるようにするのがよい。なお、成形量閾値については、既に述べているので説明を省略する。
例えば、四隅が丸みを帯びている（肩アール部を有している）略立方体形状の多角缶を例に説明すると、肩アール部の形成半径が小さい部分（すなわち、曲率半径が小さい部分）が絞り成形が最も厳しい成形箇所となる。したがって、この場合における成形量閾値としては、曲率半径が小さい部分を基準にして設定することができる。
なお、再絞り成形を行う場合もこの成形量閾値は考慮されることはいうまでもなく、このような場合においては、適宜、成形量閾値を低く設定するとよい。
【００７３】
ここで、ブランク形状は、金型凹部形状を取りまく曲線形状が、成形後に成形高さができるだけ均一となるよう決定される。成形高さが均一でないと、絞り成形を行った際に、成形高さの高い部分にかかる応力が過大となり破断する可能性がある。すなわち、再絞り成形性に悪影響を与えるだけでなく、材料ロスが増えるので製品の歩留まりも悪くなる可能性がある。また、金型凹面形状に対してブランク形状が大きすぎると成形時に破断する可能性が高い。一方、金型凹面形状に対してブランク形状が小さすぎると成形高さが小さくなるので、適正値を設定する必要がある。
【００７４】
なお、金型形状とブランク形状について無制限に解析・検討を重ねる（無限ループ）ことを防止するため、金型−ブランク形状設定手段５２は、それぞれ一つの形状について任意の回数を設定して、金型形状とブランク形状の設定を行わせるのが好ましい。このようにすれば、絞り成形を行うのに適切でない金型形状やブランク形状に対して長時間、解析等することを防ぐことができる。この回数は、入力手段２によって適宜変更可能にするのがより好ましい。
【００７５】
また、この金型−ブランク形状設定手段５２で金型形状とブランク形状を設定する場合、一旦、候補となる金型形状やブランク形状を設定し、この設定した金型形状やブランク形状を用いた場合の成形性について、後記する数値解析を行った後に、金型形状およびブランク形状とするのに好適であると判定された金型形状およびブランク形状を一つの候補として設定してもよい。
【００７６】
（成形性判定手段）
成形性判定手段５３は、金型−ブランク形状設定手段５２から取得した金型形状データおよびブランク形状データを用いた場合の成形性を判定するものである。
【００７７】
このとき、成形性判定手段５３は、金型−ブランク形状設定手段５２から取得した金型形状データ、ブランク形状データ、および記憶手段３に記憶されている素材データを用いた場合における成形性を、数値解析（いわゆる成形シミュレーション）を行うことによって解析する。素材データを参照して前記の底面形状を有する絞り成形品（完成品）に成形することが可能であるか否かを判定すれば、絞り成形を行った際に発生し得るしわや破断などの成形不良をより正確に解析することができる。
【００７８】
なお、素材データとしては、絞り成形を行う素材の伸び、厚み、延性およびｒ値（絞り成形することでブランクに歪みが加わった場合に生じる板幅方向と板厚方向の歪みの比をいう）などのデータや、プレコート材の場合はプレコート膜厚などのデータを挙げることができる。また、多工程の絞り成形工程の途中で、既に加工を行っている場合（例えば、解析する絞り成形工程が再絞りに相当する場合など）には、素材に生じる加工硬化や肉厚分布に関するデータもこれに含まれる。
【００７９】
成形性判定手段５３は、数値解析で得られた判定結果が肯定的である場合は、後記するように、金型−ブランク形状設定手段５２で設定された金型形状とブランク形状を用いることを決定して側壁条件判定手段５４にその旨の信号を出力する。一方、数値解析で得られた判定結果が否定的である場合は、再度、金型形状とブランク形状を設定するため、底面形状再設定手段５５にその旨の信号を出力する。これについては、後記する［成形工程決定方法に基づく成形工程決定装置の動作］の項目で詳述する。
【００８０】
ここで、数値解析は、入力手段２で入力された３次元ＣＡＤデータなどを基に、ＦＥＭ解析（動的陽解法有限要素解析）によって行うと、正確にしわや破断の発生の有無を解析することができるとともに、絞り成形品の強度なども算出することが可能であるので好ましい。しかし、本発明で用いることのできる数値解析としてはこれに限定されることはなく、例えば、静的陽解法有限要素解析、静的陰解法有限要素解析などによっても行うことができる。
【００８１】
ここで、成形性判定手段５３における成形性の判定の基準は、絞り成形工程における成形が成形条件を満たすか否かを基準とするのがよい。このような成形条件としては、例えば、設定された金型形状を用いて絞り成形を行う際に、ブランクに発生する全体的および／または局所的な伸長量・成形量などが素材の限界を超えない（すなわち、成形量閾値未満）とすることなどを示すことができる。
【００８２】
なお、成形性判定手段５３では、このようにしてＦＥＭ解析を行った結果を、逐次、出力手段４に出力させてもよいことはいうまでもない。
【００８３】
また、本発明の成形工程決定装置１の成形性判定手段５３は、逐次、試作金型を実際に作製し、作製した試作金型を用いて、ブランクや絞り成形品などの素材特性に基づいて成形性を判定することも可能である。
【００８４】
（側壁条件判定手段）
側壁条件判定手段５４は、成形性判定手段５３で成形性について、成形することが可能であるという肯定的な判定結果が得られ、これを用いることが決定された金型形状およびブランク形状を用いて成形した場合における絞り成形品の側壁の高さおよび／または側壁の体積を算出し、予め定められた側壁条件を満たすか否かを判定するものである。
【００８５】
予め定められた側壁条件としては、前記したように、絞り成形品の完成品を作製するために必要な側壁の高さ（側壁高閾値）や側壁の体積（側壁体積閾値）などを挙げることができる。
側壁高閾値として具体的には、前記したように、絞り成形品に対してしごき加工を行わないでも完成品の側壁の高さを充足する側壁の高さを側壁高閾値とすることができる。
また、側壁体積閾値として具体的には、前記したように、絞り成形品に対して例えば、１〜３回のしごき加工を行えば、所望の完成品の側壁の高さと肉厚を充足する側壁の体積を側壁体積閾値とすることができる。
なお、しごき加工によって伸長することのできる長さは、しごき加工を行う素材によって異なるため、用いる素材に応じて側壁体積閾値を適宜設定変更可能とするのが好ましい。
【００８６】
そして、当該側壁条件判定手段５４で側壁高閾値（または、側壁体積閾値）を満たしていないと判定された場合、側壁条件判定手段５４は、底面形状の再設定を実行する旨の命令信号を底面形状再設定手段５５に出力する。
これに対して、当該側壁条件判定手段５４で側壁高閾値（または、側壁体積閾値）を満たすと判定された場合、側壁条件判定手段５４は、絞り成形工程の決定・解析終了する旨の命令信号を工程決定手段５６に出力する。
【００８７】
（底面形状再設定手段）
底面形状再設定手段５５は、側壁条件判定手段５４によって、絞り成形品の側壁の高さ（体積）が側壁高閾値（または、側壁体積閾値）を満たしていないと判定された場合に、前記で決定されたブランク形状を、金型凹面の底面形状（底面形状データ）として再設定して、この再設定した底面形状データを金型−ブランク形状設定手段５２に出力するものである。
【００８８】
すなわち、側壁条件判定手段５４までに決定されたブランク形状を、その１工程前の絞り成形工程における底面形状とすることにより、既に決定された金型形状とブランク形状で成形される絞り成形品までの成形性を確保した上で、さらにその１工程前の絞り成形工程の金型形状およびブランク形状を決定することができる。
なお、底面形状再設定手段５５においては、再設定される底面形状が、再絞りの際の曲げ／曲げ延ばしに起因して破断等することを避けるために成形性の余裕をもたせて決定されたブランク形状の大きさより若干小さくして再設定するのがよく、具体的には、直近に決定されたダイスの大きさよりも大きく、前記ブランク形状より小さい大きさであって、かつ、解析回数を考慮して任意に定められた設定変更量に基づいて設定される。
【００８９】
なお、これまでに説明した手段における動作を繰り返し行わせることによって、最後の絞り成形工程（完成品を絞り成形する絞り成形工程）から順次遡って最初の絞り成形工程（平板状のブランクを最初に絞り成形する絞り成形工程）の金型形状およびブランク形状を容易に決定することができる。
そして、最終的には後記する工程決定手段５６によって、全ての絞り成形工程に関する工程情報、すなわち、最後の絞り成形工程の金型形状とブランク形状から、最初の絞り成形工程の金型形状とブランク形状までの全ての絞り成形工程における金型形状とブランク形状を決定することができる。
【００９０】
（工程決定手段）
工程決定手段５６は、側壁条件判定手段５４から絞り成形工程を決定する旨の命令信号を取得した場合に、各回の絞り成形工程についての金型形状とブランク形状とを対応付けて、最後の絞り成形工程から最初の絞り成形工程までのそれぞれの金型−ブランク対応データを作成するものである。
【００９１】
そして、工程決定手段５６は、最後の絞り成形工程から最初の絞り成形工程までの金型−ブランク対応データを決定すると、この工程決定手段５６において、｛最後の絞り成形工程の金型−ブランク対応データ、その１工程前の絞り成形工程の金型−ブランク対応データ……最初の絞り成形工程の金型−ブランク対応データ｝の順番で編集した工程情報（第１の工程情報）、および、この順番を順次遡って編集した工程情報（第２の工程情報）のうち少なくとも１つを、多工程の絞り成形工程を行う情報として作成する。
【００９２】
このように、第１の工程情報を得ることができれば、絞り成形を行うことが困難である場合において、その原因等を把握することが容易となるので、操作者が設定の変更を行うなどの措置を講じやすくなる。
また、第２の工程情報を得ることができれば、実際の作業工程順（絞り成形加工順）に編集されているので、絞り成形工程の決定や作業工程手順書などのマニュアル化を容易に行うことができる。
【００９３】
工程決定手段５６は、この多工程の絞り成形工程を行う情報を出力データ（第１の工程情報および／または第２の工程情報）として記憶手段３に記憶させるとともに、制御手段５の制御のもと、この出力データを本発明の成形工程決定装置１で決定された内容として、後記の出力手段４で出力させてもよい。
【００９４】
なお、当該工程決定手段５６における動作を行った場合、これ以上の金型形状およびブランク形状の設定、解析、および決定することは必要ないという決定も併せて行う。
【００９５】
（出力手段）
出力手段４は、制御手段５の制御のもと、出力データ（第１の工程情報および／または第２の工程情報を含む多工程の絞り成形工程を行う情報）や、入力された完成品の形状データ、その他の各種の情報などを表示装置や印刷装置などで表示または印刷等するものである。
表示装置としては、液晶ディスプレイやＣＲＴ（陰極線管）ディスプレイなどを挙げることができ、印刷装置としては、プリンタやプロッタなどを挙げることができる。
【００９６】
以上説明したように、本発明の成形工程決定装置１は、所定の条件を満たすまで金型−ブランク形状設定手段５２から底面形状再設定手段５５までの動作を繰り返し行うことで、絞り成形工程ごとに金型形状とブランク形状とを緻密に決定していく。したがって、本発明の成形工程決定装置１は、総合的には、多工程の絞り成形工程を経て、比較的高さが高く、かつ継ぎ目が無い、有底非円筒形状の外装ケースなどの絞り成形品の金型形状およびブランク形状を含む工程内容を容易に決定することができる。
【００９７】
つまり、本発明の成形工程決定装置１は、高い確率、かつ、最短の時間、最少の労力・コストで最初の絞り成形工程までその工程内容（条件）を決定することが可能であり、結果的に無駄な解析等を避けることができるので、時間や手間などの開発コストを低減することが可能となる。
【００９８】
［成形工程決定方法に基づく成形工程決定装置の動作］
次に、本発明の成形工程決定装置１の作業手順の具体例について、図１を適宜参照しつつ図２および図３を参照して説明する。
なお、図２は、本発明に係る成形工程決定装置の動作を示すフローチャートであり、図３は、本発明の成形工程決定装置によって決定された金型形状とブランク形状の関係を示す説明図である。
【００９９】
ここでは、主として、底面形状設定ステップと、金型−ブランク形状設定ステップと、成形性判定ステップと、側壁条件判定ステップと、底面形状再設定ステップと、工程決定ステップと、を順次行う。
【０１００】
なお、ここで説明する具体例は、結果的に合計ｎ回（ｎは、２以上の自然数であり、以下に示す具体例では４回の絞り成形工程を行うことを想定しているため、ｎ＝４である。）の多工程でなる有底非円筒形状の絞り成形品の絞り成形工程を決定した場合を示す。
以下の説明において、最後の絞り成形工程で用いる金型形状を金型形状Ｋ（ｎ）、その１工程前の絞り成形工程で用いる金型形状を金型形状Ｋ（ｎ−１）、以下、絞り成形工程を１つ遡るごとに金型形状Ｋ（ｎ−２）……金型形状Ｋ（１）ということとする。
また、これと同様に、最後の絞り成形工程で形成するブランク形状をブランク形状Ｂ（ｎ）、その１工程前の絞り成形工程で形成するブランク形状をブランク形状Ｂ（ｎ−１）、以下、絞り成形工程を１つ遡るごとにブランク形状Ｂ（ｎ−２）……ブランク形状Ｂ（１）ということとする。
なお、アルファベット「Ｋ」、「Ｂ」および「Ｔ」に付しているカッコ書きの「ｎ」は、最初の絞り成形工程（第１回目の絞り成形工程）からの絞り成形工程の工程数を表す。
【０１０１】
本発明の成形工程決定装置１の動作においては、［金型−ブランク形状設定ステップ→成形性判定ステップ］という順序で、金型形状とブランク形状を「決定」し、成形性の判定を行い、絞り成形工程を決定するが、この具体例では、金型−ブランク形状設定ステップにおいて、ブランク形状を決定するにあたり、一旦、候補となる金型形状とブランク形状を「設定」した後にＦＥＭ解析で成形性の判定を行い、当該金型形状とブランク形状を用いることに関して肯定的な判定結果が得られた場合に、その金型形状とブランク形状を用いることを「決定」し、その後、成形性の判定を行う。このような場合も本発明の成形工程決定装置１の動作に含まれることはいうまでもない。
【０１０２】
はじめに、ステップＳ１では、入力手段２によって絞り成形品の完成形状データ、素材の素材データ（素材の伸びや厚み等）、成形条件（成形量閾値）、側壁条件（なお、以下の説明においては、側壁条件として側壁高閾値を用いた場合について説明する。）などを含む入力データや、各種のパラメータなどが入力されると、その内容を記憶手段３に記憶する（入力ステップ）。記憶された各データやパラメータは、以下に説明する各ステップにおいて必要に応じて読み出され、参照される。
【０１０３】
そして、ステップＳ２では、底面形状設定手段５１が、ステップＳ１で入力された完成形状データから底面部分の形状を抽出し、底面形状Ｔ（ｎ）（すなわち、最後の絞り成形工程における底面形状）として設定する（底面形状設定ステップ）。
【０１０４】
次に、ステップＳ３では、金型−ブランク形状設定手段５２が、ステップＳ２で設定された底面形状Ｔ（ｎ）を基に、この底面形状Ｔ（ｎ）を絞り成形するための金型凹面を含む金型形状Ｋ（ｎ）を設定する（金型−ブランク形状設定ステップ）。
なお、設定された金型形状Ｋ（ｎ）は、必要に応じて記憶手段３に記憶する。
【０１０５】
そして、ステップＳ４では、金型−ブランク形状設定手段５２が、ステップＳ３で設定された金型形状Ｋ（ｎ）を用いて、底面形状Ｔ（ｎ）を適切に形成し得るブランク形状Ｂ（ｎ）を設定する（金型−ブランク形状設定ステップ）。
ブランク形状Ｂ（ｎ）を設定する際には、記憶手段３に記憶されている入力データ、特に、素材データ（伸び、厚みなど）を適宜参照して、絞り成形される素材の変形量が限界を超えないようにブランク形状Ｂ（ｎ）を設定する。このようにすれば、より適切なブランク形状Ｂ（ｎ）を設定することができる。
なお、前記と同様に、設定されたブランク形状Ｂ（ｎ）は、必要に応じて記憶手段３に記憶させてもよい。
【０１０６】
なお、本発明の成形工程決定装置１においては、絞り成形品の形状データや、入力データとして入力されている素材データや、ダイス等の形状、大きさなどのパラメータを、総当たり的に順次変更して設定する態様とすれば、絞り成形工程の決定を自動的に行うことができる。すなわち、操作者の手を煩わせることなく、最初のデータ入力等を行えば、多工程の絞り成形工程の工程内容を自動的に決定することができるので特に好ましいが、これに限られるものではない。
すなわち、操作者が形状データ、入力データおよび各パラメータなどを任意に変更して設定し、その設定した内容について成形性判定手段の内容を行わせる態様とすることもできる。また、形状データ、入力データおよびパラメータの変更は、１つ１つの数値を順次変更させて総当たり的に行う必要はなく、それぞれをランダムに変更させてもよい。
【０１０７】
次いで、ステップＳ５では、成形性判定手段５３が、金型形状Ｋ（ｎ）、ブランク形状Ｂ（ｎ）および記憶手段３に記憶されている素材データを用いて、例えば、絞り成形した場合に、底面形状Ｔ（ｎ）を絞り成形することができるか否かを判定する。
ここで、成形性の判定は、ＦＥＭ解析を用いて行うと、正確な成形性の判定結果を迅速に得ることができるので好ましい。
【０１０８】
なお、底面形状Ｔ（ｎ）を絞り成形し得るか否かは、ＦＥＭ解析によって、前記のステップＳ３で設定された金型形状Ｋ（ｎ）と、ステップＳ４で設定されたブランク形状Ｂ（ｎ）を用いて絞り成形を行ったときに、絞り成形品に破断、しわ、耳などのいわゆる成形不良が発生するか否かを判定基準とするのがよい。
なお、通常の多工程の絞り成形では、絞り成形用のポンチが、口径が順次小さくなるように配設されている複数のダイス内を摺動することによって、ブランクや絞り成形品を１回の絞り成形工程で所定の形状に成形している。このような場合、ステップＳ５は、各絞り成形工程における初回絞りが適切に行うことができるか否かをＦＥＭ解析等により判定してもよい。もちろん、ＦＥＭ解析等により、各絞り成形工程において複数設けられているダイスを全て摺動した際の成形性を判定してもよいことはいうまでもない。
【０１０９】
ＦＥＭ解析の結果、当該金型形状Ｋ（ｎ）とブランク形状Ｂ（ｎ）を用いると、底面形状Ｔ（ｎ）を適切に成形することが可能であるという肯定的な判定結果が得られた場合（ステップＳ５で“ＹＥＳ”）は、ステップＳ６において、金型−ブランク形状設定手段５２が、第ｎ回目の絞り成形工程におけるブランク形状Ｂ（ｎ）を設定する（金型−ブランク形状設定ステップ）。
【０１１０】
次に、ステップＳ７において、成形性判定手段５３が、ステップＳ２で設定された金型形状Ｋ（ｎ）と、ステップＳ６で設定されたブランク形状Ｂ（ｎ）とを用いた場合における底面形状Ｔ（ｎ）の成形性について、ＦＥＭ解析を用いて判定する（成形性判定ステップ）。
また、このステップＳ７では、前記のように絞り成形工程ごとの成形性を判定するだけでなく、現在、ＦＥＭ解析を行っている絞り成形工程から最終絞り成形品（完成品）の底面形状を成形することができるか否かについても、実際の絞り成形の作業順序に従って解析し、その成形性を判定するのがよい。ブランクを大きくし再絞り成形を重ねる場合、ブランクに作用する加工硬化の影響なども変化するため、それまで決定してきた金型形状で最終絞り成形品を成形することができるか否か逐一解析するのが好ましいからである。
【０１１１】
ＦＥＭ解析の結果、当該金型形状Ｋ（ｎ）とブランク形状Ｂ（ｎ）を用いると、底面形状Ｔ（ｎ）を適切に成形できるという肯定的な判定結果が得られた場合（ステップＳ７で“ＹＥＳ”）は、ステップＳ８において、成形性判定手段５３が、金型形状Ｋ（ｎ）およびブランク形状Ｂ（ｎ）を用いることを決定する（成形性判定ステップ）。すなわち、当該ステップＳ７およびステップＳ８では、それまで、いわば仮決定であった金型形状Ｋ（ｎ）およびブランク形状Ｂ（ｎ）を用いることを本決定する。
【０１１２】
なお、ステップＳ５のＦＥＭ解析の結果、金型形状Ｋ（ｎ）とブランク形状Ｂ（ｎ）を用いると、破断、しわ、耳などが発生するので、底面形状Ｔ（ｎ）を適切に成形できないという否定的な判定結果が得られた場合（ステップＳ５で“ＮＯ”）は、ステップＳ９においてブランク形状の設定変更範囲が予め設定された範囲を超えるか否かを判定する。
【０１１３】
ここで、ブランク形状Ｂ（ｎ）の設定変更範囲が予め設定された範囲を超えた場合（ステップＳ９で“ＹＥＳ”）は、かかる金型形状Ｋ（ｎ）とブランク形状Ｂ（ｎ）についてこれ以上解析等を行っても良好な結果が得られる可能性は低いことが推測されるため、本発明の成形工程決定方法を中止する（エンド）。
【０１１４】
一方、ブランク形状Ｂ（ｎ）の設定変更範囲が予め設定された範囲内であった場合（ステップＳ９で“ＮＯ”）は、ステップＳ４にループし、再度、ブランク形状Ｂ（ｎ）を設定し、本発明の成形工程決定方法を継続する。
【０１１５】
また、ステップＳ７のＦＥＭ解析の結果、金型形状Ｋ（ｎ）とブランク形状Ｂ（ｎ）を用いると、破断、しわ、耳などが発生するので、底面形状Ｔ（ｎ）を適切に成形できないという否定的な判定結果が得られた場合（ステップＳ７で“ＮＯ”）、ステップＳ１０において、金型形状の設定回数が所定回数を超えるか否かを判定する。
【０１１６】
金型形状の設定変更範囲が予め設定された範囲を超えた場合（ステップＳ１０で“ＹＥＳ”）は、かかる金型形状Ｋ（ｎ）とブランク形状Ｂ（ｎ）についてこれ以上解析等を行っても良好な結果が得られる可能性は低いと推測されるため、本発明の成形工程決定方法を中止する（エンド）。
【０１１７】
一方、金型形状の設定変更範囲が予め設定された範囲を超えない場合（ステップＳ１０で“ＮＯ”）は、例えば、再絞り比を小さくして再度設定を変更した金型形状Ｋ（ｎ）およびブランク形状Ｂ（ｎ）の解析を行うため、後記するステップＳ１３に進み、さらにステップＳ３にループして、再度、金型形状Ｋ（ｎ）を設定し、本発明の成形工程決定方法を継続する（なお、ステップＳ１３の内容については、後に詳述する。）。
【０１１８】
なお、破断、しわ、耳などの発生の有無は、ＦＥＭ解析の結果から得られるものであるが、これらの発生の有無を左右する大きなパラメータとしては、ブランク形状、絞りダイスの肩アール部の形成半径、しわ押さえ力、潤滑状態（潤滑剤の種類と量）、金型形状の材質や表面の仕上げ状態、成形速度、素材の強度、伸び、厚み、延性、ｒ値、加工硬化特性などが挙げられる。
したがって、これらのパラメータは、入力手段２によって自由に設定できるようにするのが好ましい。また、これらのパラメータは、実用的範囲における具体的条件との兼ね合いで設定を調整するのが好ましい。
【０１１９】
ここで、ステップＳ９およびステップＳ１０で予め設定される設定変更範囲は、解析を行う時間およびコストを勘案してそれぞれ適宜の範囲で設定することができる。
また、ステップＳ４のブランク形状の設定における変更量や、ステップＳ１３の１工程前の底面形状の再設定における変更量も入力手段２で適宜に変更可能とすることにより、ステップＳ９および／またはステップＳ１０を行う回数を制限することもできる。このような回数としては、特に限定されるものではないが、１０〜３００回程度とするのが好ましい。当該回数が１０回以下では、有効な解析や検討を行うことができない場合が多い。また、解析を行う所定回数が３００回を超えると、成形可能性のない金型形状およびブランク形状を対象とする無駄な解析を行う可能性も高くなる。
【０１２０】
ＦＥＭ解析で破断が認められた場合は、前記のパラメータを調整しても、その成形性に関して肯定的な判定を得ることができない場合が多いため、即座に成形不可能であると判断し、他の金型形状とブランク形状について新規に設定、解析、および決定を行うのが好ましい。
一方、しわや耳などが認められた場合は、前記のパラメータを変更・調節することによって、肯定的な判定結果を得ることができる場合もあるので、各種のパラメータ等を変更して再度ＦＥＭ解析を行うのも好適である。
【０１２１】
ステップＳ８で金型形状Ｋ（ｎ）を決定した後、ステップＳ１１において、かかる金型形状Ｋ（ｎ）とブランク形状Ｂ（ｎ）を用いた場合における絞り成形品の側壁の高さを算出し、この側壁の高さが予め定められた側壁条件（側壁高閾値）を満たすか否かを判定する（側壁条件判定ステップ）。
【０１２２】
なお、側壁条件は、入力手段２によって操作者が任意に設定変更することができるようにするのが好ましい。絞り成形品の形状や用いる素材により、設定を変更する必要があるためである。なお、側壁条件の内容については、前記したとおりである。
【０１２３】
ステップＳ１１の側壁条件判定ステップの結果、側壁条件を満たさないと判定された場合（ステップＳ１１で“ＮＯ”）は、次のステップＳ１２において、全ての絞り成形工程数が、予め定められた許容工定数以内であるか否かについての判定を行う。
【０１２４】
全ての絞り成形工程数が、予め定められた許容工定数以内である場合（ステップＳ１２で“ＹＥＳ”）は、次のステップＳ１３において、ステップＳ８で決定されたブランク形状Ｂ（ｎ）を、１工程前の絞り成形工程（第ｎ−１回目の絞り成形工程）で形成すべき底面形状Ｔ（ｎ−１）として再設定し、ステップＳ３にループする（底面形状再設定ステップ）。
【０１２５】
そして、金型−ブランク形状設定手段５２は、ステップＳ１３で再設定された底面形状Ｔ（ｎ−１）を基に、金型形状Ｋ（ｎ−１）とブランク形状Ｂ（ｎ−１）の設定を行う。
【０１２６】
このように、成形工程決定装置１を、前記で詳述したステップＳ３〜ステップＳ１４における処理を繰り返し行わせることで、最後の絞り成形工程（第ｎ回目の絞り成形工程）から最初の絞り成形工程（第１回目の絞り成形工程）まで遡って工程情報（金型形状Ｋ（１）およびブランク形状Ｂ（１）などの工程内容）を決定することができる。
【０１２７】
なお、ステップＳ１１において、側壁の高さ（側壁高閾値）が、側壁条件を満たす場合（ステップＳ１１で“ＹＥＳ”）は、次のステップＳ１４に移行して工程決定を行う（工程決定ステップ）。
【０１２８】
ステップＳ１４では、それぞれの金型形状Ｋ（ｎ），Ｋ（ｎ−１）……Ｋ（１）と、ブランク形状Ｂ（ｎ），Ｂ（ｎ−１）……Ｂ（１）と、を対応付けた金型−ブランク対応データを多工程の絞り成形工程を行う情報として作成し、さらに、これらの解析を行った順番、または、絞り成形工程を行った順番に編集して出力手段４に出力する。そして、このステップＳ１４を行った場合は、これ以上の金型形状およびブランク形状の解析を必要としないことから、本発明の成形工程決定方法を終了する（エンド）。
【０１２９】
なお、ステップＳ１２において、全ての絞り成形工程数が、予め定められた許容工定数を超えている場合（ステップＳ１２で“ＮＯ”）、ここまで解析を行ってきた金型形状およびブランク形状は、操作者が設定した要求条件を満たさないと推測されるので、新規に金型形状およびブランク形状を設定・解析・決定するのが望ましい。新規に金型形状およびブランク形状を設定、解析、および決定した方が、結果的に早期に金型形状とブランク形状を決定し得ることが考えられるからである。
【０１３０】
ここで、操作者が設定した許容工程数は、生産コストなどの観点をもとに、入力手段２によって、操作者が任意に設定可能とするのが好ましい。例えば、再絞りの工程数を５回行うことで完成品を得たいと考えるときは、許容工程数を「５回」と設定することができる。
【０１３１】
そして、前記のステップＳ９およびステップＳ１０の所定回数は、無限ループを避けるため任意の有限回数で設定することとし、この所定回数は、入力手段２によって操作者が変更できるのが好ましい。
【０１３２】
前記で説明したように、各絞り成形工程における適切な金型形状とブランク形状とを、最後の絞り成形工程から最初の絞り成形工程に遡って順次決定していくので、比較的高さが高く、かつ継ぎ目が無い外装ケースなどの有底非円筒形状の絞り成形品における各成形工程の工程内容を容易に決定することができる。
【０１３３】
以上、成形工程決定装置１の動作について説明したが、本発明の成形工程決定方法は、かかる動作を具現することによって達成される。
また、本発明の成形工程決定方法は、本発明の成形工程決定装置１を用いて行うと好適に達成されるので、かかる場合を例にして説明したが、これに限定されるものではなく、多工程の絞り成形工程を設計する成形工程設計者が、以下の（ａ）〜（ｆ）に従って、順次、試作金型と試作ブランクを作製することでも達成することが可能である。
【０１３４】
すなわち、本発明の成形工程決定方法は、成形工程設計者が、（ａ）絞り成形品の底面の形状を、最後の絞り成形工程における底面形状として設定する底面形状設定ステップと、（ｂ）この底面形状設定ステップで設定された底面形状が金型凹面となる金型形状の設定と、絞り成形される際の絞り成形量が予め定められた成形条件を満たすブランク形状の設定と、を行う金型−ブランク形状設定ステップと、（ｃ）この金型−ブランク形状設定ステップで設定された金型形状とブランク形状を基に、底面形状を有する絞り成形品に成形することが可能であるか否かを、絞り成形品の素材特性に基づいて判定する成形性判定ステップと、（ｄ）この成形性判定ステップで成形することが可能であると判定された場合に、これらの金型形状およびブランク形状を用いて成形される絞り成形品の側壁の高さが、予め定めた側壁条件を満たすか否かを判定する側壁条件判定ステップと、（ｅ）この側壁条件判定ステップで側壁条件を満たさないと判定された場合に、金型−ブランク形状設定ステップで設定されたブランク形状を、金型凹面の底面形状として再設定する底面形状再設定ステップと、（ｆ）前記の側壁条件判定ステップで側壁条件を満たすと判定された場合に、ブランク形状と金型形状とを含む工程情報を、多工程の絞り成形工程を行う情報として決定する工程決定ステップと、を含み、（ｂ）の金型−ブランク形状設定ステップから（ｅ）底面形状再設定ステップまでを、前記した側壁条件を満たすまで繰り返し行うことによって、試作金型と試作ブランクとを作製しつつ、多工程の絞り成形工程を設計することによっても実現することができる。
このような成形工程決定方法も本発明の趣旨に含まれるものであり、本発明の課題を解決することが可能である。
【０１３５】
以上、本発明の内容について詳細に説明したが、本発明の内容はこれに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で広く改変・修正して用いることができる。
【０１３６】
例えば、前記の説明において、成形工程決定装置１の制御手段５が、各手段における設定や決定を行う場合を示して具体的に説明したが、これに限定されることはない。すなわち、金型−ブランク形状設定手段によって、金型形状やブランク形状を幾つか設定し、成形工程決定装置１の操作者が適宜選択して決定していくこととしてもよい。本発明の成形工程決定装置１は、このような構成としても実現することが可能である。
【０１３７】
また、例えば、金型−ブランク形状設定手段５２と成形性判定手段５３によって、絞り成形工程の金型形状とブランク形状の決定を行うにあたり、金型−ブランク形状設定手段５２でブランク形状を設定した後に、成形性判定手段５３のＦＥＭ解析によって成形性の判断を行い（ステップＳ５を参照）、このＦＥＭ解析の結果が肯定的なものであるときにこれを用いることを決定する態様（ステップＳ６参照）を説明したが、本発明においては、このような態様に限定されることはない。
例えば、金型−ブランク形状設定手段５２で、金型形状とブランク形状とを直接的に決定し、決定された金型形状とブランク形状について、成形性判定手段５３で成形性を判定することとしてもよい（図２のステップＳ７に相当）。
【０１３８】
［成形性判定装置］
そして、前記で説明した本発明の成形工程決定装置１の構成のうち、絞り成形品の材質を示す素材データを予め記憶しておく記憶手段３と、絞り成形品の形状データである完成形状データの底面の形状を、最後の絞り成形工程における底面形状として設定する底面形状設定手段５１と、この底面形状設定手段５１で設定された底面形状が金型凹面となる金型形状の設定と、絞り成形される際の絞り成形量が予め定められた成形条件を満たすブランク形状の設定と、を行う金型−ブランク形状設定手段５２と、この金型−ブランク形状設定手段５２で設定された金型形状とブランク形状を基に、底面形状を有する完成品に成形することが可能であるか否かを判定する成形性判定手段５３と、を備えることにより、本発明の成形性判定装置（不図示）を具現することができる。
【０１３９】
各構成の機能および作用は、本発明の成形工程決定装置１と同様であり、かかる装置の説明において既に説明しているので、詳細な説明を省略するが、成形性判定装置は、前記した手段を備えているので、入力された完成形状データを基に、絞り成形が最も困難となる最終の絞り成形工程における成形性の可否を判定することができる。そのため、設定した金型形状およびブランク形状を用いて、さらに上工程となる絞り成形工程についての解析を行うか否かを、早期かつ容易に判断することができる。結果的に、無駄な解析等を避けることが可能となる。
【０１４０】
したがって、多工程の絞り成形工程における絞り成形工程の内容・条件を検討・解析を行うにあたり、まず初めに、本発明の成形性判定装置を用いることで、設定した金型形状とブランク形状によって最終の絞り成形工程を行い、完成品を成形することが可能であることが確認された後に、はじめて、さらにその前の絞り成形工程の内容・条件について解析していく、という方法をとることもできる。なお、かかる解析は、コンピュータによって解析することが好適であるが、工程設計者が試作金型を作製するなどして解析してもよいことはいうまでもない。
このようにすれば、高い確率で最初の絞り成形工程までその工程内容（条件）を決定することが可能であり、結果的に無駄な解析等を避けることができるので、時間や手間などの開発コストを低減することが可能となる。
【０１４１】
［成形工程判定方法に基づく成形性判定装置の動作］
また、成形工程判定方法に基づく成形性判定装置の動作についても、前記で詳細に説明した［成形工程決定方法に基づく成形工程決定装置の動作］の項目の底面形状設定ステップから成形性判定ステップまでの処理と同様であるので詳細な説明を省略するが、かかる成形工程判定方法に基づいて成形性判定装置の処理を行うことで、絞り成形が最も困難となる最終の絞り成形工程における成形性の可否を判定することができる。そのため、さらに前の絞り成形工程の解析を行うか否かを早期に決定することが可能となる。結果的に、無駄な解析等を避けることが可能となる。
【０１４２】
以上に説明した成形工程決定装置１や成形性判定装置は、既に述べているように、一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させる成形工程決定プログラムや成形性判定プログラムとして実現することもできる。そして、この成形工程決定プログラムや成形性判定プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体（不図示）に記録し、記録媒体駆動装置（不図示）によって、当該記録媒体から成形工程決定プログラムや成形性判定プログラムを読み出して記憶手段３にインストールして実行するようにしてもよい。
【０１４３】
また、通信ネットワークなどの通信手段を備えた成形工程決定装置１や成形性判定装置（クライアント）が、成形工程決定プログラムや成形性判定プログラムが通信ネットワークを介して接続された他のコンピュータ（サーバ）に記憶されている場合、当該コンピュータからネットワークを介して成形工程決定プログラムや成形性判定プログラムをダウンロードして実行するようにしてもよい。また、この場合、数値解析した結果をサーバに備えられた記憶手段（不図示）に記憶することとしてもよい。
【０１４４】
さらに、本発明の成形工程決定装置１や成形性判定装置を用いて多工程の絞り成形工程を決定または判定する場合、前記で説明したように、本発明の成形工程決定プログラムや成形性判定プログラムを実行させて多工程の絞り成形工程の決定または判定を行うのが最も好ましいが、これに限定されるものではない。
すなわち、当該プログラムを構成する２つの主な手段である、〔Ａ〕金型形状とブランク形状を決定するための設定手段（金型−ブランク形状設定手段）と、〔Ｂ〕成形性を判定するための判定手段（成形性判定手段）と、を別々のプログラムによって実行させても、本発明の成形工程決定方法や成形工程判定方法を実行することが可能であり、本発明の課題を解決することができる。
【０１４５】
なお、成形工程決定装置１や成形性判定装置を用いて多工程の絞り成形工程を決定または判定した場合に、下工程の絞り成形工程から上工程の絞り成形工程までを決定できなかったときは、解析に用いた金型形状およびブランク形状は、多工程の絞り成形工程に用いることができないことが示唆される。
【実施例】
【０１４６】
次に、本発明に係る成形工程決定装置１の実施例について説明する。
なお、図４の（ａ）〜（ｃ）は、実施例で成形すべき形状として設定した絞り成形品の三面図であって、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、平面図、（ｃ）は、側面図である。（ａ）〜（ｃ）に示すように、上底２５ｍｍ、下底５０ｍｍ、高さ１３０ｍｍ、深さ４０ｍｍという、底面の最終形状が有底非円筒形状である絞り成形品を成形するにあたり、多工程の絞り成形で成形する場合における絞り成形工程を、本発明に係る成形工程決定装置１による成形シミュレーション（ＦＥＭ解析）を行うことで決定した。
【０１４７】
すなわち、本実施例では、コンピュータ上で、任意の形状および肩アール部の形成半径（ミリメートル［ｍｍ］；以下、単に「肩Ｒ」という）を有する一組のダイス、ポンチ、およびホルダのいわゆる絞りツールでなる金型形状を用いて、任意の形状のブランクの成形性を解析する場合について説明する。
解析を行うための解析ソフトとしては、汎用の動的陽解法有限要素解析（ＦＥＭ解析）ソフトウェア（ＥＳＩ社製Ｐａｍ−Ｓｔａｍｐ）を用いた。ＦＥＭ解析を行うにあたり、ブランクは４節点シェル要素でモデル化し、純アルミ相当の材料特性（耐力２４ＭＰａ、引張強さ７６ＭＰａ、伸び４２％）を与えて解析した。絞りツールの金型部分は、剛体としてモデル化した。また、両者の間の摩擦係数としては、０．１２を与え、しわ押さえ力としては、１０ｋＮを与えて解析した。
【０１４８】
まず、絞り成形品の最終的な形状および各寸法から、条件Ｎｏ．１で解析を行うためのブランク形状Ｂａを決定した。
【０１４９】
工程設計時に検討した条件Ｎｏ．１〜５の一覧を表１に示す。
【０１５０】
【表１】
2006281281.tif 000003
【０１５１】
（条件Ｎｏ．１）
条件Ｎｏ．１では、底面の最終形状が非円形断面αである絞り成形品を、１回の絞り成形で成形することを目的として、ブランク形状Ｂａについての解析を行った。
前記に示す寸法の上底、下底、および高さを有し、かつ、底面の最終形状が非円形断面αであり、ダイス１（肩Ｒ４ｍｍ）と、このダイス１と所定の間隔を有して内接するポンチ１（肩Ｒ１０ｍｍ）と、前記のダイス１と正対する平坦形状のホルダ１と、からなる絞りツールを用い、図５中のブランク形状Ｂａからの成形シミュレーション（ＦＥＭ解析）を行った。
その結果、絞り成形工程の終了時に、図６に示すように成形品の端部に耳（成形不良部１０１）が発生することが判明した。したがって、ブランク形状Ｂａは不適切な形状であるという結果になった。なお、図６は、条件Ｎｏ．１によるＦＥＭ解析の結果を示す図であって、図４（ａ）のＨ−Ｈ断面をＲ側から観察した様子を示している。
【０１５２】
（条件Ｎｏ．２）
図５に示すように、前記の条件Ｎｏ．１で用いたブランク形状Ｂａ（一部の二点鎖線と実線で示す）から、端部部分のＡ部を切除したブランク形状Ｂｂを用い、非円形断面αを得る工程の成形シミュレーション（ＦＥＭ解析）を行った。
図７に示すように、良好な成形状態が予想される結果となった。そこで、この条件Ｎｏ．２で用いたブランク形状Ｂｂを、最終形状である非円形断面αへ成形する際の最適ブランク形状とした。なお、図７は、条件Ｎｏ．２によるＦＥＭ解析の結果を示す図であって、図４（ａ）のＨ−Ｈ断面をＲ側から観察した様子を示している。
【０１５３】
（条件Ｎｏ．３）
前記の条件Ｎｏ．２で求めたブランク形状Ｂｂを、さらに１工程前の絞りで作られるべき非円形断面βとして設定した。非円形断面βの底面形状およびダイス２（肩Ｒ４ｍｍ）と、これに内接するポンチ２（肩Ｒ１０ｍｍ）、ダイス２と正対するホルダ２を用い、図８に示すブランク形状Ｂｃ（二点鎖線で示す）にて、成形シミュレーション（ＦＥＭ解析）を行った。
その結果、非円形断面βを得る工程の終了時に、図９に示すように、絞り成形品の高さが低い部分（成形不良部１０２，１０３）が生じた。なお、図９は、条件Ｎｏ．３によるＦＥＭ解析の結果を示す図であって、図４（ａ）のＨ−Ｈ断面をＲ側から観察した様子を示している。
【０１５４】
（条件Ｎｏ．４）
条件Ｎｏ．４では、ブランク形状Ｂｃに対して、図８に示すように、ブランクの長径側両端のＢ部とＣ部を延長するとともに、短径部のＤ部とＥ部を削除したブランク形状Ｂｄ（実線で示す）とした。このブランク形状Ｂｄにて、ポンチ２とダイス２、ホルダ２からなる絞りツール（金型形状）での成形シミュレーション（ＦＥＭ解析）を行った。
その結果、第１回目の絞り成形工程では良好な成形状態であることが分かった。
【０１５５】
そして、第１回目の絞り成形工程に引き続き、ダイス１、ポンチ１、およびダイス２に内接するホルダ３を用いて、第２回目の絞り成形工程の成形シミュレーションを行った。
その結果、図１０に示すように、第２回目の絞り成形工程を行うと、しわ（成形不良部１０４，１０５）が発生することが分かった。なお、図１０は、条件Ｎｏ．４によるＦＥＭ解析の結果を示す図であって、図４（ａ）のＨ−Ｈ断面をＬ側から観察した様子を示している。
【０１５６】
（条件Ｎｏ．５）
前記のしわを防止するため、第１回目の絞り成形工程で用いるポンチ２（肩Ｒ１０ｍｍ）からポンチ３（肩Ｒ４ｍｍ）に変更して、第１回目の絞り成形工程の成形シミュレーション（ＦＥＭ解析）を行った。なお、条件Ｎｏ．５では、条件Ｎｏ．４で用いたブランク形状Ｂｄを採用した。この場合も、良好な成形状態が予想される結果となった。
【０１５７】
次に、ホルダ３の肩Ｒを１０ｍｍから４ｍｍに変更したホルダ４、ポンチ１、ダイス１からなる絞りツール（金型形状）で、非円形断面αを得る工程の成形シミュレーション（ＦＥＭ解析）を行ったところ、極端なしわや減肉もなく、図１１に示すように良好な成形状態が予想される結果となった。また、このときの絞り成形品の深さは最も低い部分でも４０ｍｍあるという解析結果が得られた。これは、今回の有底非円筒形状の絞り成形品の深さを満足するものであった。なお、図１１は、条件Ｎｏ．５によるＦＥＭ解析の結果を示す図であって、図４（ａ）のＨ−Ｈ断面をＲ側から観察した様子を示している。
【０１５８】
以上から、本発明の成形工程決定装置１を用いて金型形状とブランク形状の決定、および、成形シミュレーション（ＦＥＭ解析）を行うことにより、合計２回の絞り成形工程で図４に示す有底非円筒形状の絞り成形品を成形し得ることが分かった。
【０１５９】
特に、本実施例では、条件Ｎｏ．２で決定した非円形断面αを得るための絞り成形工程の内容をその後変更することなく、これに基づいて、さらにその１工程前の絞り成形工程の内容を決定することができた。すなわち、条件Ｎｏ．３，４のように、工程内容が好ましくないと予想された場合であっても、この工程内容の検討を最初からやり直すという事態を避けつつ、条件Ｎｏ．５を決定することができた。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明に係る成形工程決定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る成形工程決定装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の成形工程決定装置によって決定された金型形状とブランク形状の関係を示す説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、実施例で成形すべき形状として設定した絞り成形品の三面図であって、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、平面図、（ｃ）は、側面図である。
【図５】条件Ｎｏ．１および条件Ｎｏ．２で検討を行ったブランク形状Ｂａ，Ｂｂを示す図である。
【図６】条件Ｎｏ．１によるＦＥＭ解析の結果を示す図である。
【図７】条件Ｎｏ．２によるＦＥＭ解析の結果を示す図である。
【図８】条件Ｎｏ．３〜条件Ｎｏ．５で検討を行ったブランク形状Ｂｃ，Ｂｄを示す図である。
【図９】条件Ｎｏ．３によるＦＥＭ解析の結果を示す図である。
【図１０】条件Ｎｏ．４によるＦＥＭ解析の結果を示す図である。
【図１１】条件Ｎｏ．５によるＦＥＭ解析の結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１      成形工程決定装置
２      入力手段
３      記憶手段
４      出力手段
５      制御手段
５１    底面形状設定手段
５２    金型−ブランク形状設定手段
５３    成形性判定手段
５４    側壁条件判定手段
５５    底面形状再設定手段
５６    工程決定手段
Ｂ      ブランク形状
Ｋ      金型形状
Ｔ      底面形状
【図１】
2006281281.tif 000004
【図２】
2006281281.tif 000005
【図３】
2006281281.tif 000006
【図４】
2006281281.tif 000007
【図５】
2006281281.tif 000008
【図８】
2006281281.tif 000009
【図６】
2006281281.tif 000010
【図７】
2006281281.tif 000011
【図９】
2006281281.tif 000012
【図１０】
2006281281.tif 000013
【図１１】
2006281281.tif 000014