(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料の応力と歪との関係に基づいて、前記材料と同種の材料に第１のプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第１の加工ストローク加工力関係取得段階と；
前記第１のプレス加工を前記材料と同種の材料に実際に施したときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して取得する第２の加工ストローク加工力関係取得段階と；
前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した第１の加工ストロークと加工力との関係と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した第２の加工ストロークと加工力との関係とを用いて、前記同種の材料における応力と歪との関係を予測する応力歪関係予測段階と；
を有することを特徴とする材料の応力歪関係予測方法。
【請求項２】
材料の応力と歪との関係に基づいて、前記材料と同種の材料に第１のプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第１の加工ストローク加工力関係取得段階と；
前記第１のプレス加工を前記材料と同種の材料に実際に施したときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して取得する第２の加工ストローク加工力関係取得段階と；
前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した第１の加工ストロークと加工力との関係における加工力と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した第２の加工ストロークと加工力との関係における加工力とを、加工ストロークの値をそろえて比較して、加工ストロークと加工力の差との関係を取得する加工ストローク加工力差取得段階と；
前記加工ストローク加工力差取得段階で取得した加工ストロークと加工力の差との関係を用いて、前記同種の材料の応力と歪との関係を予測する応力歪関係予測段階と；
を有することを特徴とする材料の応力歪関係予測方法。
【請求項３】
材料の応力と歪との関係に基づいて、前記材料と同種の材料に第１のプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第１の加工ストローク加工力関係取得段階と；
前記材料の応力と歪との関係における歪の変域で、お互いが異なる歪の値を複数設定する歪値設定段階と；
前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記歪値設定段階で設定した各歪の値に対応する加工ストロークの各値を計算し取得するストローク値取得段階と；
前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第１の加工力値取得段階と；
前記歪値設定段階で設定した１つの歪値に対する応力の値であって前記材料の応力と歪との関係から得られる応力の値を僅かに変化させたときに得られる応力と歪との関係に基づいて、前記材料と同種の材料に前記第１のプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第２の加工ストローク加工力関係取得段階と；
前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記第１のストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第２の加工力値取得段階と；
前記第２の加工力値取得段階で取得した各加工力値と、前記第１の加工力値取得段階で取得した各加工力値との差の各値を、前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値毎に計算して求める第１の加工力差取得段階と；
前記第１の加工力差取得段階で取得した各加工力差の値を、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で変化させた応力の変化量で除して、加工力差と応力変化量との比を１組求める加工力差・応力変化量比取得段階と；
前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階、前記第２の加工力値取得段階、前記第１の加工力差取得段階、前記加工力差・応力変化量比取得段階の各段階を、前記歪値設定段階で取得した各歪値毎に順に繰り返して求められる複数組の加工力差と応力変化量との比で構成される影響係数を求める影響係数取得段階と；
前記第１のプレス加工を前記材料と同種の材料に実際に施したときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して取得する第３の加工ストローク加工力関係取得段階と；
前記第３の加工ストローク加工力関係取得段階で求めた加工ストロークと加工力との関係において、前記第１のストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第３の加工力値取得段階と；
前記第３の加工力値取得段階で取得した各加工力値と、前記第１の加工力値取得段階で取得した各加工力値との差の各値を、前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値毎に求める第２の加工力差取得段階と；
前記影響係数取得段階で求めた影響係数と、前記第２の加工力差取得段階で求めた各加工力の差とを用いて、前記歪値設定段階で設定した各歪値毎に、前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で使用した応力と歪との関係に対する応力の変化量を計算して求める応力値変化量取得段階と；
前記応力値変化量取得段階で取得した各応力の変化量と、第１の加工ストローク加工力関係取得段階で使用した応力と歪との関係とから前記同種の材料における実際の応力と歪との関係を計算して取得する応力歪関係取得段階と；
を有することを特徴とする材料の応力歪関係予測方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の材料の応力歪関係予測方法を用いて取得した前記同種の材料における実際の応力と歪との関係を用いて、前記同種の材料に第２のプレス加工を施す加工段階を有することを特徴とする材料の加工方法。
【請求項５】
平板状で帯状に形成されている金属材料における引っ張り応力と歪との関係に基づいて、前記金属材料と同種の材料にパンチを用いた打ち抜き加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を、有限要素法を用いて計算し取得する第１の加工ストローク加工力関係取得段階と；
前記金属材料の応力と歪との関係における歪のほぼ全変域にわたって、所定の間隔をあけてほぼ万遍なくお互いが異なる歪の値を設定する歪値設定段階と；
前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記歪値設定段階で設定した各歪の値に対応する加工ストロークの各値を計算し取得するストローク値取得段階と；
前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第１の加工力値取得段階と；
前記歪値設定段階で設定した１つの歪値に対する応力の値であって前記金属材料の応力と歪との関係から得られる応力の値を僅かに変化させたときに得られる応力と歪との関係に基づいて、前記金属材料と同種の材料に前記パンチを用いた打ち抜き加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第２の加工ストローク加工力関係取得段階と；
前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記第１のストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第２の加工力値取得段階と；
前記第２の加工力値取得段階で取得した各加工力値と、前記第１の加工力値取得段階で取得した各加工力値との差の各値を、前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値毎に計算して求める第１の加工力差取得段階と；
前記第１の加工力差取得段階で取得した各加工力差の値を、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で変化させた応力の変化量で除して、加工力差と応力変化量との１組の比を行列の１列として求める加工力差・応力変化量比取得段階と；
前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階、前記第２の加工力値取得段階、前記第１の加工力差取得段階、前記加工力差・応力変化量比取得段階の各段階を、前記歪値設定段階で取得した各歪値毎に順に繰り返して求められる複数組の加工力差と応力変化量との比によって行列として構成される影響係数を求める影響係数取得段階と；
前記パンチを用いた打ち抜き加工を前記金属材料と同種の材料に実際に施したときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して取得する第３の加工ストローク加工力関係取得段階と；
前記第３の加工ストローク加工力関係取得段階で求めた加工ストロークと加工力との関係において、前記第１のストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第３の加工力値取得段階と；
前記第３の加工力値取得段階で取得した各加工力値と、前記第１の加工力値取得段階で取得した各加工力値との差の各値を、前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値毎に１列の行列として求める第２の加工力差取得段階と；
前記第２の加工力差取得段階で求めた１列の行列に、前記影響係数取得段階で求めた影響係数の逆行列を掛けて、前記歪値設定段階で設定した各歪値毎に、前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で使用した引っ張り応力と歪との関係に対する応力の変化量を計算して求める応力値変化量取得段階と；
前記応力値変化量取得段階で取得した各応力の変化量と前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で使用した引っ張り応力と歪との関係とから前記同種の材料における実際の引っ張り応力と歪との関係を計算して取得する応力歪関係取得段階と；
を有することを特徴とする材料の応力歪関係予測方法。
【請求項６】
請求項５に記載の材料の応力歪関係予測方法を用いて取得した前記同種の金属材料における実際の引っ張り応力と歪との関係を用いて、前記同種の材料に曲げ加工を施す加工段階を有することを特徴とする材料の加工方法。
【請求項７】
材料の応力と歪との関係に基づいて、前記材料と同種の材料にプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第１の加工ストローク加工力関係取得手段と；
前記材料の応力と歪との関係における歪の変域で、お互いが異なる歪の値を複数設定する歪値設定手段と；
前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段が取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記歪値設定手段が設定した各歪の値に対応する加工ストロークの各値を計算して取得するストローク値取得手段と；
前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段が取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記ストローク値取得手段が取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第１の加工力値取得手段と；
前記歪値設定手段が設定した１つの歪値に対する応力の値であって前記材料の応力と歪との関係から得られる応力の値を僅かに変化させたときに得られる応力と歪との関係に基づいて、前記材料と同種の材料に前記プレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第２の加工ストローク加工力関係取得手段と；
前記第２の加工ストローク加工力関係取得手段が取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記第１のストローク値取得手段が取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第２の加工力値取得手段と；
前記第２の加工力値取得手段が取得した各加工力値と、前記第１の加工力値取得手段が取得した各加工力値との差の各値を、前記ストローク値取得手段が取得した各ストローク値毎に計算して求める第１の加工力差取得手段と；
前記第１の加工力差取得手段が取得した各加工力差値を、前記第２の加工ストローク加工力関係取得手段で変化させた応力の変化量で除して、加工力差と応力変化量との１組の比を求める加工力差・応力変化量比取得手段と；
前記第２の加工ストローク加工力関係取得手段、前記第２の加工力値取得手段、前記第１の加工力差取得手段、前記加工力差・応力変化量比取得手段の各手段による動作を、前記歪値設定手段が取得した各歪値毎に順に繰り返して求められる複数組の加工力差と応力変化量との比で構成される影響係数を求める影響係数取得手段と；
前記プレス加工を前記材料と同種の材料に実際に施したときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して取得する第３の加工ストローク加工力関係取得手段と；
前記第３の加工ストローク加工力関係取得手段が求めた加工ストロークと加工力との関係において、前記第１のストローク値取得手段が取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第３の加工力値取得手段と；
前記第３の加工力値取得手段が取得した各加工力値と、前記第１の加工力値取得手段が取得した各加工力値との差の各値を、前記ストローク値取得手段が取得した各ストローク値毎に求める第２の加工力差取得手段と；
前記影響係数取得手段が求めた影響係数と、前記第２の加工力差取得手段が求めた各加工力の差とを用いて、前記歪値設定手段が設定した各歪値毎に、前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段で使用した応力と歪との関係に対する応力の変化量を計算して求める応力値変化量取得手段と；
前記応力値変化量取得手段が取得した各応力の変化量と前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段で使用した応力と歪との関係から前記同種の材料における実際の応力と歪との関係を計算して取得する応力歪関係取得手段と；
を有することを特徴とする材料の応力歪関係予測装置。
【請求項８】
材料に第１のプレス加工を実際にするときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して求め、この求めた加工ストロークと加工力との関係から、前記材料の応力と歪との関係を求め、この求めた材料の応力と歪との関係を用いて、前記材料に第２のプレス加工を施すことを特徴とする材料の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料の応力歪関係予測方法、材料の加工方法および材料の応力歪関係予測装置に係り、特に、材料に打ち抜き加工、成型加工等を施したときの加工ストロークと加工力とを用いて、前記材料の応力と歪との関係を取得するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、金属板のプレス加工は、自動車や電機・家電製品、事務機器などの工業製品から、鍋、飲料缶などの身近な日用品の製造にいたるまで広い分野で多用されている。金属板のプレス加工は、プレス機械および型工具を使用して金属板に塑性変形を与え、所要の形状、寸法の製品や部品を得るものである。
【０００３】
プレス加工では、下型に素材金属板を置いて上型を押し込むことで、金属板を容易に所要の形状寸法にすることができるので、生産効率が良く、製品を大量生産するときに使われている。なお、代表的なプレス加工として、深絞り加工、張り出し加工、せん断加工、曲げ加工がある。
【０００４】
なお、上述した従来の技術に関連する特許文献として、たとえば、特許文献１を掲げることができる。
【特許文献１】特開２００１−１９８６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、金属板のプレス加工は用途が広く、また、プレス加工した後にスプリングバックが生じ成形品の寸法精度が悪くなる。成形品の寸法精度を良好な状態で確保するためには、材料特性を把握したうえで、プレス加工に使用するパンチのストローク等の加工条件を決定する必要がある。
【０００６】
金属材料の特性を調べる方法として、従来は、事前に金属材料に引張り試験を行なっている。しかし、事前に行なう引張り試験は、オフラインで行なっているので、換言すれば、プレス加工の対象となる材料と同種の材料を用い前もって引っ張り試験を行っているので、精度良く引っ張り試験を行なっても、たとえばロット毎に材料が持っている個体差により、個々の材料の特性に僅かなばらつきが生じてしまい、精度のよいプレス加工を行なうことが困難である。
【０００７】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、プレス加工する材料に前加工を実際に施すことによって、前記材料の材料特性を正確に予測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、材料の応力と歪との関係に基づいて、前記材料と同種の材料に第１のプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第１の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記第１のプレス加工を前記材料と同種の材料に実際に施したときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して取得する第２の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した第１の加工ストロークと加工力との関係と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した第２の加工ストロークと加工力との関係とを用いて、前記同種の材料における応力と歪との関係を予測する応力歪関係予測段階とを有する材料の応力歪関係予測方法である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、材料の応力と歪との関係に基づいて、前記材料と同種の材料に第１のプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第１の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記第１のプレス加工を前記材料と同種の材料に実際に施したときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して取得する第２の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した第１の加工ストロークと加工力との関係における加工力と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した第２の加工ストロークと加工力との関係における加工力とを、加工ストロークの値をそろえて比較して、加工ストロークと加工力の差との関係を取得する加工ストローク加工力差取得段階と、前記加工ストローク加工力差取得段階で取得した加工ストロークと加工力の差との関係を用いて、前記同種の材料の応力と歪との関係を予測する応力歪関係予測段階とを有する材料の応力歪関係予測方法である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、材料の応力と歪との関係に基づいて、前記材料と同種の材料に第１のプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第１の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記材料の応力と歪との関係における歪の変域で、お互いが異なる歪の値を複数設定する歪値設定段階と、前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記歪値設定段階で設定した各歪の値に対応する加工ストロークの各値を計算し取得するストローク値取得段階と、前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第１の加工力値取得段階と、前記歪値設定段階で設定した１つの歪値に対する応力の値であって前記材料の応力と歪との関係から得られる応力の値を僅かに変化させたときに得られる応力と歪との関係に基づいて、前記材料と同種の材料に前記第１のプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第２の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記第１のストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第２の加工力値取得段階と、前記第２の加工力値取得段階で取得した各加工力値と、前記第１の加工力値取得段階で取得した各加工力値との差の各値を、前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値毎に計算して求める第１の加工力差取得段階と、前記第１の加工力差取得段階で取得した各加工力差の値を、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で変化させた応力の変化量で除して、加工力差と応力変化量との比を１組求める加工力差・応力変化量比取得段階と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階、前記第２の加工力値取得段階、前記第１の加工力差取得段階、前記加工力差・応力変化量比取得段階の各段階を、前記歪値設定段階で取得した各歪値毎に順に繰り返して求められる複数組の加工力差と応力変化量との比で構成される影響係数を求める影響係数取得段階と、前記第１のプレス加工を前記材料と同種の材料に実際に施したときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して取得する第３の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記第３の加工ストローク加工力関係取得段階で求めた加工ストロークと加工力との関係において、前記第１のストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第３の加工力値取得段階と、前記第３の加工力値取得段階で取得した各加工力値と、前記第１の加工力値取得段階で取得した各加工力値との差の各値を、前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値毎に求める第２の加工力差取得段階と、前記影響係数取得段階で求めた影響係数と、前記第２の加工力差取得段階で求めた各加工力の差とを用いて、前記歪値設定段階で設定した各歪値毎に、前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で使用した応力と歪との関係に対する応力の変化量を計算して求める応力値変化量取得段階と、前記応力値変化量取得段階で取得した各応力の変化量と、第１の加工ストローク加工力関係取得段階で使用した応力と歪との関係とから前記同種の材料における実際の応力と歪との関係を計算して取得する応力歪関係取得段階とを有する材料の応力歪関係予測方法である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の材料の応力歪関係予測方法を用いて取得した前記同種の材料における実際の応力と歪との関係を用いて、前記同種の材料に第２のプレス加工を施す加工段階を有することを特徴とする材料の加工方法である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、平板状で帯状に形成されている金属材料における引っ張り応力と歪との関係に基づいて、前記金属材料と同種の材料にパンチを用いた打ち抜き加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を、有限要素法を用いて計算し取得する第１の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記金属材料の応力と歪との関係における歪のほぼ全変域にわたって、所定の間隔をあけてほぼ万遍なくお互いが異なる歪の値を設定する歪値設定段階と、前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記歪値設定段階で設定した各歪の値に対応する加工ストロークの各値を計算し取得するストローク値取得段階と、前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第１の加工力値取得段階と、前記歪値設定段階で設定した１つの歪値に対する応力の値であって前記金属材料の応力と歪との関係から得られる応力の値を僅かに変化させたときに得られる応力と歪との関係に基づいて、前記金属材料と同種の材料に前記パンチを用いた打ち抜き加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第２の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記第１のストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第２の加工力値取得段階と、前記第２の加工力値取得段階で取得した各加工力値と、前記第１の加工力値取得段階で取得した各加工力値との差の各値を、前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値毎に計算して求める第１の加工力差取得段階と、前記第１の加工力差取得段階で取得した各加工力差の値を、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で変化させた応力の変化量で除して、加工力差と応力変化量との１組の比を行列の１列として求める加工力差・応力変化量比取得段階と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階、前記第２の加工力値取得段階、前記第１の加工力差取得段階、前記加工力差・応力変化量比取得段階の各段階を、前記歪値設定段階で取得した各歪値毎に順に繰り返して求められる複数組の加工力差と応力変化量との比によって行列として構成される影響係数を求める影響係数取得段階と、前記パンチを用いた打ち抜き加工を前記金属材料と同種の材料に実際に施したときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して取得する第３の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記第３の加工ストローク加工力関係取得段階で求めた加工ストロークと加工力との関係において、前記第１のストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第３の加工力値取得段階と、前記第３の加工力値取得段階で取得した各加工力値と、前記第１の加工力値取得段階で取得した各加工力値との差の各値を、前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値毎に１列の行列として求める第２の加工力差取得段階と、前記第２の加工力差取得段階で求めた１列の行列に、前記影響係数取得段階で求めた影響係数の逆行列を掛けて、前記歪値設定段階で設定した各歪値毎に、前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で使用した引っ張り応力と歪との関係に対する応力の変化量を計算して求める応力値変化量取得段階と、前記応力値変化量取得段階で取得した各応力の変化量と前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で使用した引っ張り応力と歪との関係とから前記同種の材料における実際の引っ張り応力と歪との関係を計算して取得する応力歪関係取得段階とを有する材料の応力歪関係予測方法である。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の材料の応力歪関係予測方法を用いて取得した前記同種の金属材料における実際の引っ張り応力と歪との関係を用いて、前記同種の材料に曲げ加工を施す加工段階を有する材料の加工方法である。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、材料の応力と歪との関係に基づいて、前記材料と同種の材料にプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第１の加工ストローク加工力関係取得手段と、前記材料の応力と歪との関係における歪の変域で、お互いが異なる歪の値を複数設定する歪値設定手段と、前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段が取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記歪値設定手段が設定した各歪の値に対応する加工ストロークの各値を計算して取得するストローク値取得手段と、前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段が取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記ストローク値取得手段が取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第１の加工力値取得手段と、前記歪値設定手段が設定した１つの歪値に対する応力の値であって前記材料の応力と歪との関係から得られる応力の値を僅かに変化させたときに得られる応力と歪との関係に基づいて、前記材料と同種の材料に前記プレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第２の加工ストローク加工力関係取得手段と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得手段が取得した加工ストロークと加工力との関係において、前記第１のストローク値取得手段が取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第２の加工力値取得手段と、前記第２の加工力値取得手段が取得した各加工力値と、前記第１の加工力値取得手段が取得した各加工力値との差の各値を、前記ストローク値取得手段が取得した各ストローク値毎に計算して求める第１の加工力差取得手段と、前記第１の加工力差取得手段が取得した各加工力差値を、前記第２の加工ストローク加工力関係取得手段で変化させた応力の変化量で除して、加工力差と応力変化量との１組の比を求める加工力差・応力変化量比取得手段と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得手段、前記第２の加工力値取得手段、前記第１の加工力差取得手段、前記加工力差・応力変化量比取得手段の各手段による動作を、前記歪値設定手段が取得した各歪値毎に順に繰り返して求められる複数組の加工力差と応力変化量との比で構成される影響係数を求める影響係数取得手段と、前記プレス加工を前記材料と同種の材料に実際に施したときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して取得する第３の加工ストローク加工力関係取得手段と、前記第３の加工ストローク加工力関係取得手段が求めた加工ストロークと加工力との関係において、前記第１のストローク値取得手段が取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第３の加工力値取得手段と、前記第３の加工力値取得手段が取得した各加工力値と、前記第１の加工力値取得手段が取得した各加工力値との差の各値を、前記ストローク値取得手段が取得した各ストローク値毎に求める第２の加工力差取得手段と、前記影響係数取得手段が求めた影響係数と、前記第２の加工力差取得手段が求めた各加工力の差とを用いて、前記歪値設定手段が設定した各歪値毎に、前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段で使用した応力と歪との関係に対する応力の変化量を計算して求める応力値変化量取得手段と、前記応力値変化量取得手段が取得した各応力の変化量と前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段で使用した応力と歪との関係から前記同種の材料における実際の応力と歪との関係を計算して取得する応力歪関係取得手段とを有する材料の応力歪関係予測装置である。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、材料に第１のプレス加工を実際にするときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して求め、この求めた加工ストロークと加工力との関係から、前記材料の応力と歪との関係を求め、この求めた材料の応力と歪との関係を用いて、前記材料に第２のプレス加工を施す材料の加工方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、プレス加工する材料に前加工を実際に施すことによって、前記材料の材料特性を正確に予測することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る金属材料Ｗの応力歪関係予測方法とこの方法を用いてなされる金属材料Ｗの曲げ加工の概要を示す図である。
【００１８】
曲げ加工は、材料（素材）として薄い平板状の金属材料（たとえば、板厚１．２ｍｍのＳＰＣＣ）Ｗを用意し（図１（ａ））、この金属材料Ｗにたとえはパンチ加工により貫通孔Ｈを設け（図１（ｂ））、貫通孔Ｈを設けた金属材料ＷをダイＤとパンチＰとで挟み込んで曲げ加工を行い（図１（ｃ））、製品もしくは部品（半製品）を得るためになされるものである（図１（ｄ））。
【００１９】
金属材料Ｗの応力歪関係予測方法について説明する。
【００２０】
図２は、金属材料Ｗの応力歪関係予測方法について概略的に説明する図である。
【００２１】
金属材料Ｗの応力歪関係予測方法では、まず、予め取得した金属材料の応力（垂直応力）σと歪（垂直歪）εとの関係（図２（ａ）のグラフＧ２１）に基づいて、前記金属材料と同種の金属材料Ｗに第１のプレス加工（たとえば、パンチを用いた打ち抜き加工；図１において貫通孔Ｈを形成する加工）をするときに得られるであろう加工ストローク（たとえば図１のダイＤに対するパンチＰの相対的な位置）Ｓと加工力Ｆとの関係（図２（ｂ）に示すグラフＧ２２）を、たとえば有限要素法（ＦＥＭ）を用いて計算し（弾塑性解析し）取得する。なお、図２（ａ）のグラフＧ２１のもとになった金属材料であるが、図１に示す金属材料Ｗと同じ材質であればよく同形状である必要はない。
【００２２】
また、有限要素法を用いる方法は公知の方法であるので本件明細書では、詳しい説明は省略するが、以下、概要を示す。
【００２３】
図１５（ｂ）は、ＦＥＭ汎用コードＥＬＦＥＮを用いて弾塑性解析を行うときの解析モデルを示している。図１５（ｂ）は一点鎖線ＣＬにおいて２次元軸対称であり、パンチＰａとダイＤａと板押さえＨａは剛体とし、パンチＰａとダイＤａと板押さえＨａの摩擦には、クーロン摩擦を仮定してある。金属材料Ｗは板厚ｔ（たとえば、１．５３ｍｍ）のｓｐｃｃである。機械特性（金属材料Ｗの特性）として、引っ張り試験で得られた応力−歪曲線（応力歪線図）を用いる。パンチＰａの肩半径Ｒｐ、ダイ肩半径Ｒｄ、クリアランスＣと摩擦係数μの解析条件を図１５（ａ）に示してある。
【００２４】
前述した加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係（図２（ｂ）のＧ２２）を取得した後、前記第１のプレス加工（貫通孔Ｈを形成する加工）を金属材料（図２（ａ）のグラフＧ２１のもとになった材料と材質が同じであり形状が同じである材料）Ｗに実際に施したときにおける加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係（加工ストローク加工力線図；図２（ｂ）のグラフＧ２３）を実際に測定して取得する。
【００２５】
続いて、この測定して取得した第１の加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係（図２（ｂ）のグラフＧ２３）における加工力Ｆと、前記計算して取得した加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係（図２（ｂ）のＧ２２）における加工力Ｆとを、加工ストロークＳの値をそろえて比較して、加工ストロークＳと加工力Ｆの差ΔＦとの関係を計算して取得する。
【００２６】
なお、加工力Ｆの差ΔＦも、加工力の場合と同様にして加工ストロークＳの変化に応じて変化するようになっている。たとえば、図２（ｂ）を参照するに、ストロークＳが０．１ｍｍであるときにおける加工力Ｆの差ΔＦは、３ｋＮ程度であり、ストロークＳが０．２ｍｍになると、加工力Ｆの差ΔＦは、２ｋＮ程度になる。
【００２７】
続いて、前記取得した加工ストロークＳと加工力Ｆの差ΔＦとの関係を用いて、金属材料Ｗの応力σと歪εとの関係（図２（ａ）のグラフＧ２４）を予測する。
【００２８】
この予測は、たとえば、前記取得した加工ストロークＳと加工力Ｆの差ΔＦとの関係を用いて、前記予め取得した材料の応力σと歪εとの関係（図２（ａ）のグラフＧ２１）における応力σに対する金属材料Ｗの応力の変化量Δσと歪εとの関係を計算して求め、この求めた応力σの変化量（差）Δσと歪εとの関係における応力σの変化量Δσを、歪εの値をそろえて、前記予め取得した材料の応力σと歪εとの関係（図２（ａ）のグラフＧ２１）における応力σに加えることにより、実際に図１に示す加工の対象となる金属材料Ｗの応力σと歪εとの関係（図２（ａ）のグラフＧ２４）を予測するものである。
【００２９】
金属材料Ｗの応力歪関係（応力歪図）の予測方法について例を掲げてさらに詳しく説明する。
【００３０】
図３〜図１２は、金属材料Ｗの応力歪関係予測方法について詳しく説明する図である。
【００３１】
まず、薄い平板状で帯状に形成されている金属材料における引っ張り応力と歪との関係（応力歪図；図３〜図７、図１２に示すグラフＧ３１；図２（ａ）のグラフＧ２１に相当するグラフ）に基づいて、前記金属材料と同種の材料（図１に示す金属材料Ｗに相当）にパンチを用いた打ち抜き加工をするときに得られるであろう加工ストロークＳと加工力（パンチが金属材料Ｗから受ける反力）Ｆとの関係（加工ストローク加工力線図；図８〜図１１に示すグラフＧ８１；図２（ｂ）のグラフＧ２２に相当するグラフ）を、有限要素法を用いて計算し取得する。
【００３２】
なお、図３〜図７のグラフＧ３１で示す応力歪図は、前述したように予め取得してあるものであり、帯状の金属材料にこの長手方向の引っ張り荷重を加えたときにおける前記金属材料に発生する引っ張り応力と歪との関係を示すものである。図３等に示すグラフＧ３１で示す応力歪図であるが、前記金属材料の試験片を作って実際に測定して求めてもよいし、便覧等の公知資料から取得してもよい。また、図３等に示すグラフＧ３１で示す応力歪図は、前記金属材料に加えられる外力の対する前記金属材料の応力が、「０」のときから破壊強さに至るまでのものであるが、前記金属材料の弾性変形領域の一部と塑性変形領域の一部とを含んでいるものであってもよい。
【００３３】
また、図８〜図１１に示す加工ストロークＳは、パンチＰにより薄い板状の金属材料Ｗに貫通孔Ｈをあけるパンチ加工をするときにおけるダイＤや金属材料Ｗに対するパンチＰの相対的な移動量である。加工ストロークＳは、前記金属材料の応力σと歪εとの関係（図３等の示すグラフＧ３１）における歪εに、所定の関係を保ちつつ対応しているのである。すなわちたとえば、図３等における歪εが０．０５である場合、加工ストロークＳは、図８等に示すように、０．０５ｍｍになっている。また、同様にして、図３等における歪εが０．１５、０．２５、０．３５である場合、加工ストロークＳは、図８等に示すように、０．１５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３５ｍｍになっている。なお、図３等における歪εが０．０５、０．１５、０．２５、０．３５である場合、図８等に示す加工ストロークＳが、別の値、たとえば、０．１ｍｍ、０．２２ｍｍ、０．３６ｍｍ、０．４３ｍｍというようになる場合もある。
【００３４】
続いて、前記金属材料の応力σと歪εとの関係（図３に示すグラフＧ３１）における歪εのほぼ全変域にわたって、所定の間隔をあけてほぼ万遍なくお互いが異なる歪εの値を設定する。たとえば、歪εのほぼ全変域（０〜０．４）において所定の間隔をあけてほぼ万遍なくお互いが異なる歪εの値を設定する。図３では、歪εの値として０．０５、０．１５、０．２５、０．３５（グラフＧ３１の各点Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３、Ｐ３４における歪εの値）を設定してある。
【００３５】
続いて、図８等に示す加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係において、前記設定した各歪εの値（図３に示す歪εの各値０．０５、０．１５等）に対応する加工ストロークの各値を、たとえば有限要素法を用いて計算し取得する。このようにして取得された加工ストロークの各値は、図８〜図１１では、前述したように、０．０５ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３５ｍｍになる。
【００３６】
続いて、図８等に示す加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係（グラフＧ８１）において、前記計算して取得した各ストローク値Ｓに対応した加工力の各値を求める。すなわち、加工ストロークの各値０．０５ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３５ｍｍに対応する加工力Ｆの各値を、グラフＧ８１に基づいて求める。
【００３７】
（１）続いて、図３で示すようい設定した設定した１つの歪εの値（たとえば、０．０５）に対する（対応する）応力σの値であって前記金属材料の応力と歪との関係（図３等に示すグラフＧ３１）から得られる応力の値を僅かに変化させたときに得られる応力と歪との関係（図４に示すグラフＧ４１、図５に示すグラフＧ５１、図６に示すグラフＧ６１、図７に示すグラフＧ７１）に基づいて、金属材料（図３に示すグラフＧ３１のもとになった材料と同種の材料）ＷにパンチＰを用いた打ち抜き加工をするときに得られるであろう加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係を、前述したようにたとえば有限要素法を用いて計算し取得する。
【００３８】
すなわち、図３に示す点Ｐ３１における応力σの値（歪εの値０．０５に対応する応力σの値）を、図４に示すように、１５．５１ＭＰａ（Δσ１）だけ仮想的に僅かな値だけ増やす（減らしてもよい）。１５．５１ＭＰａの値は、たとえば、点Ｐ３１における応力σの５％程度の値である。応力σの値の僅かな増加は、点Ｐ３１の近傍（たとえば、歪εが０〜０．１である区間）において行われる。応力σの値の変化量は、点Ｐ３１から離れるしたがって徐々に小さくなっている。また、応力σの値を変化させたときにおける応力歪線図は、点Ｐ３１の近傍においてグラフＧ４１のようになる。点Ｐ３１から離れたところでは、グラフＧ４１はグラフＧ３１に重なっている。また、図４に示すグラフＧ４１に基づいて、図８に示すグラフＧ８２を、前述したようにたとえば有限要素法を用い計算して求める。グラフＧ８２は、加工ストロークＳが０．０５である箇所とこの近傍では、グラフＧ８１に対して離れている。一方、加工ストロークＳが０．０５から離れたところ（たとえば、加工ストロークＳが０．１５よりも大きいところ）では、グラフＧ８２はグラフＧ８１の近くに位置しており、重なっているように見える。
【００３９】
（２）続いて、図８のグラフＧ８２に示す加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係において、各加工ストロークＳの値０．０５ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３５ｍｍに対応した加工力Ｆの各値を求める。
【００４０】
（３）この求めた加工力Ｆの各値と、図８のグラフＧ８１に示す各加工ストロークＳの値０．０５ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３５ｍｍに対応した加工力Ｆの各値との差ΔＦを計算して求める。このようにして求められた加工力Ｆの差ΔＦは、図８に示すように、ΔＦ１＝９６９．５５ｋＮ（加工ストロークＳの値０．０５ｍｍに対応して加工力差）、ΔＦ２＝２６７．４５ｋＮ（加工ストロークＳの値０．１５ｍｍに対応して加工力差）、ΔＦ３＝１６９．８５ｋＮ（加工ストロークＳの値０．２５ｍｍに対応して加工力差）、ΔＦ４＝１１３．６５ｋＮ（加工ストロークＳの値０．３５ｍｍに対応して加工力差）になる。
【数１】
0005140388.tif 000002
【００４１】
このようにして求められた加工力Ｆの差ΔＦの各値ΔＦ１、ΔＦ２、ΔＦ３、ΔＦ４を、４列１行の行列で表すと、上記数式ｆ１ａのようになる。
【００４２】
（４）続いて、各加工力の差の各値ΔＦ１、ΔＦ２、ΔＦ３、ΔＦ４を、図４に示すように僅かに増加させた応力の変化量Δσ１で除して、加工力Ｆの差ΔＦの各値ΔＦ１、ΔＦ２、ΔＦ３、ΔＦ４と応力の変化量Δσ１との比（１組の比）を行列の１列として求める。このようにして求められた１組の比を行列は、上記数式ｆ１ｂのようになる。
【００４３】
同様にして、上述した（１）、（２）、（３）、（４）における各値の取得を、歪εの値が０．１５の場合においても順に行い（図５、図９参照）、次に示す数式ｆ２ａ、ｆ２ｂを得る。
【数２】
0005140388.tif 000003
【００４４】
同様にして、上述した（１）、（２）、（３）、（４）における各値の取得を、歪εの値が０．２５の場合においても順に行い（図６、図１０参照）、次に示す数式ｆ３ａ、ｆ３ｂを得る。
【数３】
0005140388.tif 000004
【００４５】
同様にして、上述した（１）、（２）、（３）、（４）における各値の取得を、歪εの値が０．３５の場合においても順に行い（図７、図１１参照）、次に示す数式ｆ４ａ、ｆ４ｂを得る。
【数４】
0005140388.tif 000005
【００４６】
このようにして、複数組の加工力Ｆの差ΔＦと応力σの変化量Δσとの比によって行列として構成される影響係数Ａを求める。影響係数Ａは、次に示す数式ｆ５のようになる。
【数５】
0005140388.tif 000006
【００４７】
数式ｆ１ａ、ｆ１ｂ、ｆ２ａ、ｆ２ｂ、ｆ３ａ、ｆ３ｂ、ｆ４ａ、ｆ４ｂにより、加工力Ｆの差ΔＦｉと影響係数Ａと応力σｉの変化量Δσｉとの関係は、次に示す数式ｆ６のようになる。たとえば、１つの加工力の差ΔＦ１は、重ね合わせの原理で表すことができ、ΔＦ１＝（∂Ｆ１／∂σ１）・Δσ１＋（∂Ｆ１／∂σ２）・Δσ２＋（∂Ｆ１／∂σ３）・Δσ３＋（∂Ｆ１／∂σ４）・Δσ４になる。ΔＦ２、ΔＦ３、ΔＦ４においても同様である。
【数６】
0005140388.tif 000007
【００４８】
続いて、パンチＰを用いた打ち抜き加工を金属材料（図３に示すグラフＧ３１のもとになった金属材料と材質が同じである材料。なお、板厚等の形状が同じであってもよい。）Ｗに実際に施したときにおける加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係（加工ストローク加工力線図；図２の（ｂ）のグラフＧ２３に相当するグラフ）を測定して取得する。
【００４９】
続いて、金属材料Ｗに実際に施したときにおける加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係において、図８等に示す加工ストロークＳの各値０．０５ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３５ｍｍに対応した加工力の各値を求める。すなわち、図２（ｂ）のグラフＧ２３に相当するグラフにおける加工ストロークＳの各値０．０５ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３５ｍｍに対応した加工力の各値を求める。
【数７】
0005140388.tif 000008
【００５０】
続いて、図８等に示すグラフＧ８１（図２（ｂ）に示すグラフＧ２２に相当するグラフ）の加工ストロークＳの各値０．０５ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３５ｍｍに対応した加工力の各値と、図２（ｂ）に示すグラフＧ２３に相当するグラフにおける加工ストロークＳの各値０．０５ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３５ｍｍに対応した加工力Ｆの各値との差の各値ΔＦｉを、１列の行列として求める（数式ｆ７のΔＦ１、ΔＦ２、ΔＦ３、ΔＦ４が記載されている列を参照）。
【００５１】
続いて、前記求めた１列の行列（数式ｆ７のΔＦ１、ΔＦ２、ΔＦ３、ΔＦ４が記載されている列）に、影響係数Ａの逆行列を掛けて、歪εの値（０．０５、０．１５、０．２５、０．３５）毎に、図２（ａ）におけるグラフＧ２１で示す引っ張り応力σと歪εとの関係に対する応力σの変化量（図１２に示すグラフＧ１２１とＧ３１との差）Δσｉを計算して求める（数式ｆ７のΔσ１、Δσ２、Δσ３、Δσ４が記載されている列を参照）。
【００５２】
続いて、前記計算して求めた応力σの変化量Δσｉと、図２（ａ）におけるグラフＧ２１で示す引っ張り応力σと歪εとの関係とから金属材料Ｗにおける実際の引っ張り応力と歪との関係を計算して（計算により予測して）取得する。すなわち、図２（ａ）のグラフＧ２４（図１２のグラフＧ１２１）を求める。
【００５３】
なお、上述したようにして取得した金属材料Ｗのおける実際の引っ張り応力と歪との関係（図２（ａ）のグラフＧ２４）を用いて、金属材料Ｗに、たとえばプレスブレーキを用いて、図１（ｃ）に示すような曲げ加工を施すようにしてもよい。この場合、図１（ｃ）に示すパンチＰのストローク（金属材料Ｗに曲げ加工するときにおけるダイＤに対するパンチＰの相対的な移動量）を、図２（ａ）のグラフＧ２４に示す関係を用いて補正するものとする。このように補正することにより、金属材料Ｗの正確な曲げ加工をすることができる。
【００５４】
上述した予測方法（図２（ａ）のグラフＧ２４や図１２のグラフＧ１２１に示す関係を求める方法）によれば、金属材料Ｗの応力σと歪εとの関係に基づいて金属材料Ｗに第１のプレス加工（パンチを用いた打ち抜き加工）をするときに得られるであろう第１の加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係を計算し取得し、前記第１のプレス加工を金属材料Ｗに実際に施したときにおける第２の加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係を測定して取得し、前記第１の加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係における加工力と、前記第２の加工ストロークＳと加工力Ｆとの関係における加工力とを、加工ストロークＳの値をそろえて比較して、加工ストロークＳと加工力Ｆの差ΔＦとの関係を取得し、この取得した加工ストロークＳと加工力Ｆの差ΔＦとの関係を用いて、金属材料Ｗの応力σと歪εとの関係を予測するので、金属材料Ｗの材料特性（応力σと歪εとの関係）を正確に予測することができる。
【００５５】
また、金属材料Ｗに前加工であるパンチを用いた打ち抜き加工を実際に施すことによって得られた正確な材料特性を用いて、金属材料Ｗに曲げ加工をするので、金属材料Ｗの正確な曲げ加工を行なうことができる。さらに、曲げ加工を施す金属材料Ｗのロットが変わって、材料特性がわずかに変化しても、正確な材料特性を得ることができ、金属材料Ｗの正確な曲げ加工を行なうことができる。
【００５６】
ところで、図２（ａ）のグラフＧ２４に示す関係を用いて、曲げ加工（たとえば図１参照）ではなく、深絞り加工、張り出し加工、せん断加工等を採用し、これらの加工に使用する工具のストロークの補正をしてもよい。
【００５７】
また、図３〜図１２および数式ｆ１ａ、ｆ１ｂ〜ｆ７を用いた上記説明では、説明の便宜のために歪εの値として４つのもの（Δσ１、Δσ２、Δσ３、Δσ４）を用いているが、歪εの値として４つ以上のｎ（ｎは自然数）個のもの（Δσ１、Δσ２、Δσ３、Δσ４、・・・Δσｎ）を採用してもよい。ｎの数を増やしていけば、一層精度良く図２（ａ）のグラフＧ２４や図１２のグラフＧ１２１を求めることができる。この場合、前述した数式ｆ７に対応する応力の増加量と影響係数と加工力の増加量との関係は、次に示す数式ｆ８のようになる。なお、数式ｆ８では、Δσ等の添え字が「０」から始まっている。
【数８】
0005140388.tif 000009
【００５８】
ところで、上記説明では、Δσｉを僅かに増加（Δσ１等を僅かな大きさのプラス値）してあるが、Δσｉを僅かに減少させてもよい。
【００５９】
また、図１３、図４〜図７では、Δσｉをσｉの５％程度増加しているが、図１４に示すように、Δσｉと隣のσｉ＋１とσｉとの差（σｉとσｉ−１との差でもよい）をΔσｉとして採用してもよい。
【００６０】
また、上記説明では、金属材料を例に掲げて説明したが、金属材料に限る必要はなく、金属材料と同様に塑性変形する材料等であってもよい。また、図１（ｃ）に示す加工として、パンチを用いた打ち抜き加工を採用したが、打ち抜き加工に代えてせん断加工等によって材料の一部を分離する加工を採用してもよいし、または、曲げ加工等の材料の一部を分離しない塑性加工等のプレス加工を採用してもよい。
【００６１】
すなわち、上述した材料の応力歪関係予測方法は、予め取得した材料の応力と歪との関係に基づいて前記材料に第１のプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第１の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記材料の応力と歪との関係における歪の変域でお互いが異なる歪の値を複数設定する歪値設定段階と、前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において前記歪値設定段階で設定した各歪の値に対応する加工ストロークの各値を計算し取得するストローク値取得段階と、前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第１の加工力値取得段階と、前記歪値設定段階で設定した１つの歪値に対する応力の値であって前記材料の応力と歪との関係から得られる応力の値を僅かに変化させたときに得られる応力と歪との関係に基づいて前記材料に前記第１のプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を（前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階と同様にして）計算し取得する第２の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した加工ストロークと加工力との関係において前記第１のストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第２の加工力値取得段階と、前記第２の加工力値取得段階で取得した各加工力値と前記第１の加工力値取得段階で取得した各加工力値との差の各値を前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値毎に計算して求める第１の加工力差取得段階と、前記第１の加工力差取得段階で取得した各加工力差値を前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で変化させた応力の変化量で除して加工力差と応力変化量との１組の比を求める加工力差・応力変化量比取得段階と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階，前記第２の加工力値取得段階，前記第１の加工力差取得段階，前記加工力差・応力変化量比取得段階の各段階を前記歪値設定段階で取得した各歪値毎に順に繰り返して求められる複数組の加工力差と応力変化量との比で構成される影響係数を求める影響係数取得段階と、前記第１のプレス加工を前記材料と同種の材料（前記材料の材質が同じであり形状が同じである材料）に実際に施したときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して取得する第３の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記第３の加工ストローク加工力関係取得段階で求めた加工ストロークと加工力との関係において前記第１のストローク値取得段階で取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第３の加工力値取得段階と、前記第３の加工力値取得段階で取得した各加工力値と前記第１の加工力値取得段階で取得した各加工力値との差の各値を前記ストローク値取得段階で取得した各ストローク値毎に求める第２の加工力差取得段階と、前記影響係数取得段階で求めた影響係数と前記第２の加工力差取得段階で求めた各加工力の差とを用いて前記歪値設定段階で設定した各歪値毎に前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で使用した応力と歪との関係に対する応力の変化量を計算して求める応力値変化量取得段階と、前記応力値変化量取得段階で取得した各応力の変化量と第１の加工ストローク加工力関係取得段階で使用した応力と歪との関係とから前記同種の材料における実際の応力と歪との関係を計算して取得する応力歪関係取得段階とを有する材料の応力歪関係予測方法の例である。
【００６２】
また、上記材料の応力歪関係予測方法を用いて得られた材料の応力歪関係を用いて、前記同種の材料に第２のプレス加工を施すようにしてもよい。
【００６３】
また、上述した実施形態に係るものを、材料の応力歪関係予測装置として把握してもよい。
【００６４】
この予測装置は、材料にプレス加工を行う曲げ加工機等の制御装置の一部を構成していてもよいし、前記制御装置とは別個に存在していてもよい。
【００６５】
前記材料の応力歪関係予測装置は、材料の応力と歪との関係に基づいて前記材料と同種の材料にプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第１の加工ストローク加工力関係取得手段と、前記材料の応力と歪との関係における歪の変域でお互いが異なる歪の値を複数設定する歪値設定手段と、前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段が取得した加工ストロークと加工力との関係において前記歪値設定手段が設定した各歪の値に対応する加工ストロークの各値を計算して取得するストローク値取得手段と、前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段が取得した加工ストロークと加工力との関係において前記ストローク値取得手段が取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第１の加工力値取得手段と、前記歪値設定手段が設定した１つの歪値に対する応力の値であって前記材料の応力と歪との関係から得られる応力の値を僅かに変化させたときに得られる応力と歪との関係に基づいて前記材料と同種の材料に前記プレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段と同様にして計算し取得する第２の加工ストローク加工力関係取得手段と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得手段が取得した加工ストロークと加工力との関係において前記第１のストローク値取得手段が取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第２の加工力値取得手段と、前記第２の加工力値取得手段が取得した各加工力値と前記第１の加工力値取得手段が取得した各加工力値との差の各値を、前記ストローク値取得手段が取得した各ストローク値毎に計算して求める第１の加工力差取得手段と、前記第１の加工力差取得手段が取得した各加工力差値を前記第２の加工ストローク加工力関係取得手段で変化させた応力の変化量で除して加工力差と応力変化量との１組の比を求める加工力差・応力変化量比取得手段と、前記第２の加工ストローク加工力関係取得手段，前記第２の加工力値取得手段，前記第１の加工力差取得手段，前記加工力差・応力変化量比取得手段の各手段による動作を前記歪値設定手段が取得した各歪値毎に順に繰り返して求められる複数組の加工力差と応力変化量との比で構成される影響係数を求める影響係数取得手段と、前記プレス加工を前記材料と同種の材料（前記材料の材質が同じであり形状が同じである材料）に実際に施したときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して取得する第３の加工ストローク加工力関係取得手段と、前記第３の加工ストローク加工力関係取得手段が求めた加工ストロークと加工力との関係において前記第１のストローク値取得手段が取得した各ストローク値に対応した加工力の各値を求める第３の加工力値取得手段と、前記第３の加工力値取得手段が取得した各加工力値と前記第１の加工力値取得手段が取得した各加工力値との差の各値を前記ストローク値取得手段が取得した各ストローク値毎に求める第２の加工力差取得手段と、前記影響係数取得手段が求めた影響係数と前記第２の加工力差取得手段が求めた各加工力の差とを用いて前記歪値設定手段が設定した各歪値毎に前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段で使用した応力と歪との関係に対する応力の変化量を計算して求める応力値変化量取得手段と、前記応力値変化量取得手段が取得した各応力の変化量と前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段で使用した応力と歪との関係から前記同種の材料における実際の応力と歪との関係を計算して取得する応力歪関係取得手段とを有する材料の応力歪関係予測装置として把握することができる。
【００６６】
なお、前記材料の応力歪関係予測装置は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ、メモリ、タッチパネルやＵＳＢ端子等で構成されている情報入力手段、ＬＣＤやＵＳＢ端子等で構成されている情報出力手段を備えているものとする。
【００６７】
そして、前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段における材料の応力と歪との関係は、たとえば前記情報入力手段によってなされ、前記第１の加工ストローク加工力関係取得手段における加工ストロークと加工力との関係の取得等は、前記メモリに予め格納されているプログラムに基づきＣＰＵよってなされるようになっている。
【００６８】
また、歪値設定手段における歪値の設定は、前記メモリに予め格納されているプログラムに基づきＣＰＵよってなされるようになっている。なお、歪値の設定を、前記情報入力手段を介して行なってもよい。
【００６９】
また、前記ストローク値取得手段における加工ストローク値の取得、前記第１の加工力値取得手段における加工力の取得、前記第２の加工ストローク加工力関係取得手段における加工ストロークと加工力との関係の取得、前記第２の加工力値取得手段にける加工力値の取得、前記第１の加工力差取得手段における加工力の差の取得、前記加工力差・応力変化量比取得手段における加工力差と応力変化量と比の取得、前記影響係数取得手段における影響係数の取得は、前記メモリに予め格納されているプログラムに基づきＣＰＵによってなされるようになっている。
【００７０】
また、前記第３の加工ストローク加工力関係取得手段における加工ストロークと加工力との関係の取得は、パンチ加工機等のプレス加工機に設けられているストローク検出装置（たとえばリニアエンコーダ等、ダイに対するパンチの相対的な位置を検出可能な装置）、パンチ加工機等のプレス加工機に設けられパンチ等の工具に発生する加工力を測定することができる歪ゲージ等の加工力検出センサを用い、前記情報入力手段を介してなされるようになっている。
【００７１】
また、前記第３の加工力値取得手段における加工力の取得、前記第２の加工力差取得手段における加工力の差の取得、前記応力値変化量取得手段における応力の変化量の取得、前記応力歪関係取得手段における応力と歪との関係の取得は、前記メモリに予め格納されているプログラムに基づきＣＰＵよってなされるようになっている。
【００７２】
なお、上述した実施形態で示した材料の応力歪関係予測方法は、材料の応力と歪との関係に基づいて前記材料と同種の材料に第１のプレス加工をするときに得られるであろう加工ストロークと加工力との関係を計算し取得する第１の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記第１のプレス加工を前記材料と同種の材料に実際に施したときにおける加工ストロークと加工力との関係を実際に測定して取得する第２の加工ストローク加工力関係取得段階と、前記第１の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した第１の加工ストロークと加工力との関係と前記第２の加工ストローク加工力関係取得段階で取得した第２の加工ストロークと加工力との関係とを用いて前記同種の材料における応力と歪との関係を予測する応力歪関係予測段階とを有する材料の応力歪関係予測方法の例である。
【００７３】
また、上述した実施形態で示した材料の加工方法は、材料を実際に第１のプレス加工するときにおける加工ストロークと加工力との関係を測定して求め、この求めた加工ストロークと加工力との関係から前記材料の応力と歪との関係を求め、この求めた材料の応力と歪との関係を用いて、前記材料に第２のプレス加工を施す材料の加工方法の例である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態に係る金属材料Ｗの応力歪関係予測方法とこの方法を用いてなされる金属材料Ｗの曲げ加工の概要を示す図である。
【図２】金属材料Ｗの応力歪関係予測方法について概略的に説明する図である。
【図３】予め取得した金属材料の応力歪図を示す図である。
【図４】予め取得した金属材料の応力歪図において、歪ε＝０．０５における応力σを僅かに増加した状態を示す図である。
【図５】予め取得した金属材料の応力歪図において、歪ε＝０．１５における応力σを僅かに増加した状態を示す図である。
【図６】予め取得した金属材料の応力歪図において、歪ε＝０．２５における応力σを僅かに増加した状態を示す図である。
【図７】予め取得した金属材料の応力歪図において、歪ε＝０．３５における応力σを僅かに増加した状態を示す図である。
【図８】図４に示す関係に体操した加工ストロークと加工力との関係を示す図である。
【図９】図５に示す関係に体操した加工ストロークと加工力との関係を示す図である。
【図１０】図６に示す関係に体操した加工ストロークと加工力との関係を示す図である。
【図１１】図７に示す関係に体操した加工ストロークと加工力との関係を示す図である。
【図１２】図３で示した予め取得した金属材料の応力歪図（グラフＧ３１）と、影響係数Ａを用いて求めた金属材料の応力歪図（グラフＧ１２１）とを示す図である。
【図１３】応力σの変化量Δσｉをσｉの５％増加する場合を示す図である。
【図１４】応力σの変化量Δσｉとして、隣のσｉ＋１とσｉとの差を用いる場合を示す図である。
【図１５】ＦＥＭ汎用コードＥＬＦＥＮを用いて弾塑性解析を行うときの解析モデル等を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
Ｗ  金属材料
Ｈ  貫通孔
Ｐ  パンチ
Ｄ  ダイ
Ａ  影響係数
ΔＦｉ  加工力の差
Δσｉ  応力の差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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