JP2018069263A - Press working condition determination method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、板を湾曲板にプレス加工するためのプレス加工条件を決定する方法と関係する。 The present disclosure relates to a method for determining pressing conditions for pressing a plate into a curved plate.
金型を用いて板を湾曲板にプレス加工するために、使用する金型及びプレス加工時の荷重条件等のプレス加工条件の決定が必要である。従来、これら条件の決定は、熟練の技能者の経験と勘を頼りにトライ&エラーを繰り返すことによって行われてきた。そのため、プレス加工条件が最終的に決定されるまでに長い時間が掛かっていた。 In order to press a plate into a curved plate using a die, it is necessary to determine the die to be used and the pressing conditions such as a load condition at the time of pressing. Conventionally, these conditions are determined by repeating trial and error based on the experience and intuition of skilled technicians. Therefore, it took a long time until the press working conditions were finally determined.
以下の特許文献1に開示された金型設計支援方法では、予め設計された塑性加工品の基準設計形状に基づいて1つの金型CADデータが設計される。そして、この金型CADデータについてのFEMモデルと予め定められた塑性加工品の成形条件とに基づき、プレス加工後の塑性加工品の成形形状がシミュレーションにより算出される。そして、算出された塑性加工品の成形形状が塑性加工品の基準設計形状と比較され、その寸法精度が評価される。その結果、塑性加工品の寸法精度不良が過大である場合には、FEMモデルが修正され、再度上述のシミュレーションが行われる。
In the mold design support method disclosed in
特許文献1記載の金型設計支援システムでは、設計される金型CADデータ及びそのFEMモデルは1つのみである。そのため、算出された塑性加工品の成形形状の寸法精度不良が過大である限り、FEMモデルの修正、シミュレーション及び塑性加工品の成形形状の寸法精度の評価が繰り返し行われる。このため、金型設計を決定するまでに長い時間が掛かる可能性がある。特に、板の複数の位置で、1つの金型を用いてプレス加工を行うような複雑な加工が求められる場合、板の複数の位置全てで寸法精度が許容範囲となる金型を最終的に決定するまでに多大な労力を要してしまう可能性がある。
In the mold design support system described in
以上の問題点に鑑み、本発明に係る幾つかの実施形態は、板を湾曲板にプレス加工するためのプレス加工条件を決定するのに要する労力を低減可能な方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, some embodiments according to the present invention have an object to provide a method capable of reducing the labor required to determine the pressing conditions for pressing a plate into a curved plate. To do.
(1)本発明の幾つかの実施形態に係るプレス加工条件決定方法は、
板を湾曲板にプレス加工するためのプレス加工条件を決定する方法であって、
複数の候補金型を選定するステップと、
各々の前記候補金型について、該候補金型を用いて前記板を複数の位置でプレス加工して得られる前記板のプレス加工後形状を求めるステップと、
各々の前記候補金型についての前記プレス加工後形状と前記湾曲板の目標形状とを比較して、前記複数の候補金型の中から前記湾曲板を製造する際に用いる金型を決定するステップと、を備えることを特徴とする。
(1) A press working condition determination method according to some embodiments of the present invention includes:
A method of determining pressing conditions for pressing a plate into a curved plate,
Selecting multiple candidate molds;
For each of the candidate molds, obtaining a post-pressing shape of the plate obtained by pressing the plate at a plurality of positions using the candidate mold;
Comparing the post-pressing shape of each of the candidate dies with the target shape of the curved plate, and determining a die to be used when manufacturing the curved plate from among the plurality of candidate dies And.
上記(1)の方法によれば、複数の候補金型の各々についてプレス加工後形状を求め、該プレス加工後形状と湾曲板の目標形状との比較により金型を決定するようにしたので、候補金型を選定するステップを繰り返し行わずに、複数の候補金型の中から適切な金型を決定することができる。よって、1つの金型を用いて複数の位置でプレス加工を行う場合であっても、プレス加工条件の決定に要する労力を低減できる。 According to the method of (1), the post-pressing shape is obtained for each of the plurality of candidate dies, and the die is determined by comparing the post-pressing shape with the target shape of the curved plate. An appropriate mold can be determined from a plurality of candidate molds without repeating the step of selecting a candidate mold. Therefore, even when pressing is performed at a plurality of positions using one mold, the labor required for determining the pressing conditions can be reduced.
(2)例示的な一実施形態では、上記(1)の方法において、前記複数の候補金型を選定するステップでは、前記候補金型少なくとも一つは、少なくとも前記湾曲板の前記目標形状と前記板をプレス加工する際に前記板に生ずるスプリングバックとに基づいて選定されることを特徴とする。 (2) In an exemplary embodiment, in the method of (1) above, in the step of selecting the plurality of candidate molds, at least one of the candidate molds includes at least the target shape of the curved plate and the It is selected based on the spring back generated in the plate when the plate is pressed.
上記(2)の方法によれば、候補金型の少なくとも一つが、湾曲板の目標形状にスプリングバックを加味した形状に基づいて選定されるので、当該候補金型により得られるプレス加工後形状は湾曲板の目標形状に近いものとなる。よって、上記(1)で述べた方法によりこれらの候補金型から金型を決定するようにすれば、湾曲板の目標形状を得るのに適した金型を決定することができる。 According to the above method (2), at least one of the candidate dies is selected based on a shape obtained by adding a springback to the target shape of the curved plate, and thus the shape after press working obtained by the candidate dies is It is close to the target shape of the curved plate. Therefore, if a mold is determined from these candidate molds by the method described in (1) above, a mold suitable for obtaining the target shape of the curved plate can be determined.
(3)例示的な一実施形態では、上記(1)又は(2)の構成において、前記プレス加工は、第1方向において前記板に対して前記金型を相対的に移動させて、前記第1方向における複数の位置で行われ、
前記湾曲板の前記目標形状は、前記第1方向において第1板曲率半径Rsを有するとともに、前記第1方向に直交する第2方向において第2板曲率半径rsを有し、
前記候補金型の少なくとも一つは、前記第1方向及び前記第2方向について、それぞれ、下記式(I)〜(IV)を満たす第1金型曲率半径R0及び第2金型曲率半径r0を有することを特徴とする。
σY:前記板の降伏応力、E:前記板のヤング率、b:板幅、t:板厚、ν:前記板のポアソン比、Rs0:第2方向の曲がりのみを拘束した状態での前記板の第1方向曲率半径、rs0:第1方向の曲がりのみを拘束した状態での前記板の第2方向曲率半径
(3) In an exemplary embodiment, in the configuration of the above (1) or (2), the pressing is performed by moving the mold relative to the plate in the first direction. Performed at multiple locations in one direction,
The target shape of the curved plate has a first plate curvature radius R s in the first direction and a second plate curvature radius r s in a second direction orthogonal to the first direction,
At least one of the candidate molds has a first mold curvature radius R 0 and a second mold curvature radius r that satisfy the following formulas (I) to (IV) in the first direction and the second direction, respectively. It has 0 .
σ Y : Yield stress of the plate, E: Young's modulus of the plate, b: Plate width, t: Plate thickness, ν: Poisson's ratio of the plate, R s0 : In a state where only bending in the second direction is constrained First direction radius of curvature of the plate, r s0 : Second direction radius of curvature of the plate in a state where only the bending in the first direction is constrained.
上記(3)の方法によれば、候補金型の少なくとも一つが、上記式(I)〜(IV)を満たすように選定されるので、各候補金型により得られるプレス加工後形状は湾曲板の目標形状に近いものとなる。よって、上記(1)で述べた方法によりこれらの候補金型から金型を決定するようにすれば、スプリングバックを考慮した上で湾曲板の目標形状を得るのに適した金型を決定することができる。 According to the method of (3) above, at least one of the candidate dies is selected so as to satisfy the above formulas (I) to (IV), so that the shape after press working obtained by each candidate dies is a curved plate This is close to the target shape. Therefore, if a die is determined from these candidate dies by the method described in (1) above, a die suitable for obtaining the target shape of the curved plate is determined in consideration of the springback. be able to.
(4)例示的な一実施形態では、上記(1)から(3)のいずれか1つの方法において、前記プレス加工後形状を求めるステップでは、前記候補金型を用いて前記板をプレス加工する際の荷重条件が、前記複数の位置の各々において同一であることを特徴とする。 (4) In an exemplary embodiment, in any one of the methods (1) to (3), in the step of obtaining the post-pressing shape, the plate is pressed using the candidate mold. The load condition at the time is the same at each of the plurality of positions.
上記(4)の方法によれば、候補金型を用いて板をプレス加工する際の荷重条件を、湾曲板の形状等に係らず、全てのプレス加工位置において同一にする。その結果、各々の候補金型によるプレス加工後形状の比較が、各々の候補金型についてプレス加工位置に応じて荷重条件を異ならせるよりも容易になり、金型を決定するまでに要する労力を低減できる。 According to the above method (4), the load condition when the plate is pressed using the candidate mold is made the same at all the pressing positions regardless of the shape of the curved plate. As a result, it is easier to compare the shapes after pressing with each candidate mold than to change the load conditions according to the pressing position for each candidate mold, and the labor required to determine the mold is reduced. Can be reduced.
(5)例示的な一実施形態では、上記(1)から(4)のいずれか1つの方法において、前記金型を用いた前記板のプレス加工が行われる各位置におけるプレス荷重条件を最適化するステップをさらに備えることを特徴とする。 (5) In an exemplary embodiment, in any one of the above methods (1) to (4), the press load condition at each position where the plate is pressed using the mold is optimized. The method further comprises the step of:
上記(5)の方法によれば、複数の候補金型から決定される金型について、プレス加工が行われる各位置におけるプレス荷重条件が最適化される。その結果、複数の候補金型から決定される金型に適したプレス荷重条件を用いることで、プレス加工により湾曲板の形状を目標形状により近づけることができる。 According to the above method (5), the press load condition at each position where the press working is performed is optimized for the die determined from the plurality of candidate dies. As a result, by using a press load condition suitable for a die determined from a plurality of candidate dies, the shape of the curved plate can be made closer to the target shape by pressing.
(6)例示的な一実施形態では、上記(5)の方法において、前記プレス荷重条件を最適化するステップでは、前記金型を決定した後、前記金型を用いて複数種のプレス荷重条件について前記板をプレス加工して得られる前記湾曲板の形状と前記目標形状との比較結果に基づいて、前記複数種のプレス荷重条件の中から最適なプレス荷重条件を選択することを特徴とする。 (6) In an exemplary embodiment, in the method of (5) above, in the step of optimizing the press load condition, after determining the mold, a plurality of types of press load conditions using the mold are determined. Based on the comparison result between the shape of the curved plate obtained by pressing the plate and the target shape, an optimal press load condition is selected from the plurality of types of press load conditions. .
上記(6)の方法によれば、金型が決定された後、該金型についての複数種のプレス荷重条件の中から最適なプレス荷重条件が選択される。そのため、最適なプレス荷重条件の選択(プレス荷重条件の最適化作業)が一回で済み、板を湾曲板にプレス加工するためのプレス加工条件を決定するための労力を低減できる。 According to the above method (6), after the mold is determined, the optimum press load condition is selected from a plurality of types of press load conditions for the mold. Therefore, selection of the optimum press load condition (optimization operation of the press load condition) is only required once, and the labor for determining the press work condition for pressing the plate into the curved plate can be reduced.
(7)例示的な一実施形態では、上記(5)の方法において、前記プレス加工後形状を求めるステップでは、
各々の前記候補金型について、前記候補金型を用いて複数種のプレス荷重条件について前記板をプレス加工して得られる前記湾曲板の形状と前記目標形状との比較結果に基づいて、前記複数種のプレス荷重条件の中から最適なプレス荷重条件を選択し、
各々の前記候補金型について、該候補金型に対応する前記最適なプレス荷重条件によってプレス加工して得られる前記板の前記プレス加工後形状を求め、
前記プレス荷重条件を最適化するステップでは、前記金型を決定するステップで前記複数の候補金型から選ばれた前記金型に対応する前記最適なプレス荷重条件を得ることを特徴とする。
(7) In an exemplary embodiment, in the method of (5), in the step of obtaining the post-pressing shape,
For each of the candidate molds, based on the comparison result between the shape of the curved plate obtained by pressing the plate with respect to a plurality of types of press load conditions using the candidate mold and the target shape, Select the optimal press load condition from the various press load conditions,
For each of the candidate dies, obtain the post-pressing shape of the plate obtained by pressing under the optimal press load conditions corresponding to the candidate dies,
In the step of optimizing the press load condition, the optimum press load condition corresponding to the mold selected from the plurality of candidate molds is obtained in the step of determining the mold.
上記(7)の方法によれば、各々の金型候補について、該金型候補を用いた最適なプレス荷重条件により得られるプレス加工後形状が求められ比較される。そのため、比較されるプレス加工後形状は、各々の金型候補を用いて実際に得ることができる概ね最良の湾曲板の形状であると言える。従って、湾曲板の目標形状を得るためにより最適な金型を決定することができる。また、金型の決定時に、当該金型に対応するプレス荷重条件も併せて得ることができる。 According to the method of (7) above, for each die candidate, the post-pressing shape obtained under the optimum press load condition using the die candidate is obtained and compared. Therefore, it can be said that the compared post-press shapes are generally the best curved plate shapes that can actually be obtained using the respective mold candidates. Therefore, it is possible to determine a more optimal mold for obtaining the target shape of the curved plate. Moreover, the press load condition corresponding to the said metal mold | die can also be obtained at the time of determination of a metal mold | die.
(8)例示的な一実施形態では、上記(5)から(7)のいずれか1つの方法において、前記プレス荷重条件を最適化するステップでは、前記金型と前記板とをそれぞれ同一のスケールで小さくした試験用金型と試験用板とを用いた小スケール試験により、前記板の前記各々の位置における最適なプレス荷重条件を求めることを特徴とする。 (8) In an exemplary embodiment, in the method of any one of the above (5) to (7), in the step of optimizing the press load condition, the mold and the plate are respectively set to the same scale. The optimum pressing load condition at each position of the plate is obtained by a small-scale test using a test die and a test plate reduced in step (1).
上記(8)の方法によれば、小スケール試験が行われることによって、実際の金型と実際の板とを用いた試験よりも簡易に最適なプレス荷重条件を求めることができる。 According to the above method (8), by performing a small scale test, it is possible to obtain an optimum press load condition more easily than a test using an actual mold and an actual plate.
(9)例示的な一実施形態では、上記(5)から(7)のいずれか1つの方法において、前記プレス荷重条件を最適化するステップでは、コンピュータを用いたシミュレーションにより、前記板の前記各々の位置における最適なプレス荷重条件を求めることを特徴とする。 (9) In an exemplary embodiment, in the method of any one of the above (5) to (7), in the step of optimizing the press load condition, each of the plates is performed by simulation using a computer. It is characterized in that an optimum press load condition at the position is obtained.
上記(9)の方法によれば、コンピュータを用いたシミュレーションが行われることによって、実際の金型と実際の板とを用いた試験よりも簡易に最適なプレス荷重条件を求めることができる。 According to the method of (9) above, by performing a simulation using a computer, it is possible to obtain an optimum press load condition more easily than a test using an actual mold and an actual plate.
(10)例示的な一実施形態では、上記(1)から(9)のいずれか1つの方法において、前記プレス加工後形状を求めるステップでは、前記複数の候補金型と前記板とをそれぞれ同一のスケールで小さくした複数の試験用候補金型と試験用板とを用いた小スケール試験により、前記板の前記プレス加工後形状を求めることを特徴とする。 (10) In an exemplary embodiment, in any one of the above methods (1) to (9), in the step of obtaining the post-pressing shape, the plurality of candidate dies and the plate are respectively identical. The post-pressing shape of the plate is obtained by a small scale test using a plurality of test candidate molds and a test plate reduced in scale.
上記(10)の方法によれば、小スケール試験が行われることによって、実際の金型と実際の板とを用いた試験よりも簡易に板のプレス加工後形状を求めることができる。 According to the above method (10), by performing a small scale test, the post-pressing shape of the plate can be obtained more easily than the test using the actual mold and the actual plate.
(11)例示的な一実施形態では、上記(1)から(9)のいずれか1つの方法において、
前記プレス加工後形状を求めるステップでは、コンピュータを用いたシミュレーションにより、前記板の前記プレス加工後形状を求めることを特徴とする。
(11) In an exemplary embodiment, in any one of the methods (1) to (9),
In the step of obtaining the post-pressing shape, the post-pressing shape of the plate is obtained by a simulation using a computer.
上記(11)の方法によれば、コンピュータを用いたシミュレーションが行われることによって、実際の金型と実際の板とを用いた試験よりも簡易に板のプレス加工後形状を求めることができる。 According to the above method (11), by performing a simulation using a computer, the post-pressing shape of the plate can be obtained more easily than the test using the actual mold and the actual plate.
(12)例示的な一実施形態では、上記(1)から(11)のいずれか1つの方法において、前記プレス加工は、第1方向において前記板に対して前記金型を相対的に移動させて、前記第1方向における複数の位置で行われ、
前記湾曲板の前記目標形状は、前記第1方向において第1板曲率半径Rsを有するとともに、前記第1方向に直交する第2方向において第2板曲率半径rsを有し、
前記第2板曲率半径rsは、前記第1方向における位置に応じて変化することを特徴とする。
(12) In an exemplary embodiment, in any one of the above methods (1) to (11), the pressing process moves the mold relative to the plate in the first direction. Performed at a plurality of positions in the first direction,
The target shape of the curved plate has a first plate curvature radius R s in the first direction and a second plate curvature radius r s in a second direction orthogonal to the first direction,
It said second plate a radius of curvature r s is characterized by changes in accordance with the position in the first direction.
上記(1)から(11)の方法は、上述のとおり、複数の候補金型の各々についてプレス加工後形状を求め、該プレス加工後形状と湾曲板の目標形状との比較により金型を決定するようにしたので、プレス加工条件の決定に要する労力を低減できる。このため、上記(12)のように、第2方向の曲率半径rsが第1方向の位置に応じて変化するような湾曲板を得るために第1方向の複数位置でプレス加工を行う場合であっても、少ない労力でプレス加工条件を決定することができる。 In the methods (1) to (11), as described above, the post-pressing shape is obtained for each of the plurality of candidate dies, and the die is determined by comparing the post-pressing shape with the target shape of the curved plate. As a result, the labor required to determine the press working conditions can be reduced. Therefore, as in the above (12), if the radius of curvature r s of the second direction to perform press working at a plurality of positions in the first direction in order to obtain a curved plate that varies in response to the first direction of the position Even so, it is possible to determine the press working conditions with less effort.
(13)例示的な一実施形態では、上記(1)から(12)のいずれか1つの方法において、前記湾曲板は、LNG運搬船の非真球タンクの殻の一部を構成することを特徴とする。 (13) In an exemplary embodiment, in any one of the above methods (1) to (12), the curved plate constitutes a part of a shell of a non-spherical tank of an LNG carrier. And
上述したように、上記(1)から(11)の方法によりプレス加工条件の決定に要する労力を低減可能であるから、上記(13)のように、LNG運搬船の非真球タンクの殻の一部を構成する複雑な形状の湾曲板をプレス加工により得る場合であっても、プレス加工条件を適切に決定することができる。 As described above, since it is possible to reduce the labor required for determining the press working conditions by the methods (1) to (11), as described in the above (13), one of the shells of the non-spherical tank of the LNG carrier ship. Even when the curved plate having a complicated shape constituting the portion is obtained by press working, the press working conditions can be appropriately determined.
本発明の幾つかの実施形態によれば、板を湾曲板にプレス加工するためのプレス加工条件を決定するのに要する労力を低減することができる。 According to some embodiments of the present invention, it is possible to reduce the labor required to determine the pressing conditions for pressing a plate into a curved plate.
(第1実施形態)
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
(First embodiment)
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state. On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.
以下、最初に、幾つかの実施形態に係るプレス加工条件決定方法を説明するのに先立って、本発明に係る幾つかの実施形態の適用対象となるプレス加工の目的物の一例として、LNG運搬船の非真球タンクを構成する湾曲板について、図1及び図2を参照して説明する。続いて、本発明に係る幾つかの実施形態の適用対象となるプレス加工について図3及び図4を用いて説明する。そして、本発明の幾つかの実施形態に係る加工条件決定方法の内容について図3から図6を用いて説明し、別の実施形態に係る加工条件決定方法について図7を用いて説明し、さらに別の実施形態に係る加工条件決定方法について図8を用いて説明する。 Hereinafter, first, before describing the press working condition determination method according to some embodiments, as an example of a press working object to which some embodiments according to the present invention are applied, an LNG carrier The curved plate constituting the non-spherical tank will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Then, the press work used as the application object of some embodiment which concerns on this invention is demonstrated using FIG.3 and FIG.4. And the content of the processing condition determination method which concerns on some embodiment of this invention is demonstrated using FIGS. 3-6, The processing condition determination method which concerns on another embodiment is demonstrated using FIG. A processing condition determination method according to another embodiment will be described with reference to FIG.
本発明に係る幾つかの実施形態の適用対象となるプレス加工は、例えば、LNG運搬船の非球形タンクを構成する湾曲板の製造のために用いられる。
図1は、LNG運搬船の非真球タンクの一例を示す図である。図1に示すように、LNGタンク運搬船の非真球タンク1を形成する殻は、y方向(第1方向)に沿って配列された複数のセクション(3a〜3c,5a,5b,7)を接合することによって形成されていてもよい。図1に示す例示的な実施形態では、非真球タンク1は、タンク1の一方の側(紙面における上側)から他方の側(紙面における下側)に向かって順に、第1の球殻部3a、第2の円環部5a、円筒部7、第2の球殻部3b、第2の円環部5b及び第3の球殻部3cが並ぶことによって構成されている。
The press work to which some embodiments according to the present invention are applied is used, for example, for manufacturing a curved plate constituting a non-spherical tank of an LNG carrier.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a non-spherical tank of an LNG carrier. As shown in FIG. 1, the shell forming the
非真球タンク1を構成する複数のセクション(3a〜3c,5a,5b,7)の各々は、複数の湾曲板が溶接等によって接合されることによって形成されていてもよい。この際、x方向(第2方向)に配列された複数の湾曲板を互いに接合することで、各々のセクション(3a〜3c,5a,5b,7)を構成してもよい。
Each of the plurality of sections (3a to 3c, 5a, 5b, 7) constituting the
ここで、非真球タンク1の各セクションを構成する湾曲板の具体例について説明する。
図2(a)は一実施形態に係る湾曲板を示す平面図であり、図2(b)は図2(a)に示す湾曲板のx方向に沿った断面図であり、図2(c)は図2(a)に示す湾曲板のy方向に沿った断面図である。
図2(a)及び図2(b)に示す例示的な実施形態では、各々の湾曲板9は、y方向を長手方向とする形状を有する。即ち、湾曲板9は、y方向における長さの方がx方向における幅よりも大きい。この場合、x方向(第2方向)に配列された複数の湾曲板9を互いに接合することで、非真球タンク1の各セクション(3a〜3c,5a,5b,7)を構成してもよい。
なお、図2に示す例では、湾曲板9は、y方向全域に亘り、x方向(第2方向)に沿った断面において曲率半径rsを有し(図2(b)参照)、y方向(第1方向)に沿った断面において曲率半径Rsを有する(図2(c)参照)。
Here, a specific example of the curved plate constituting each section of the
2A is a plan view showing a curved plate according to an embodiment, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the x direction of the curved plate shown in FIG. ) Is a cross-sectional view taken along the y direction of the curved plate shown in FIG.
In the exemplary embodiment shown in FIGS. 2A and 2B, each curved plate 9 has a shape whose longitudinal direction is the y direction. That is, the length of the curved plate 9 in the y direction is larger than the width in the x direction. In this case, even if each section (3a-3c, 5a, 5b, 7) of the
In the example shown in FIG. 2, the curved plate 9, over the y-direction entire area has a radius of curvature r s in cross section along the x-direction (second direction) (see FIG. 2 (b)), the y-direction It has a radius of curvature R s in the cross section along (first direction) (see FIG. 2C).
非真球タンク1を構成する複数のセクション(3a〜3c,5a,5b,7)の各々の全体形状は、当該セクションを構成する湾曲板9の形状によって決まる。
図1に示す非真球タンク1の例では、球殻部3a、3b及び3cを構成する湾曲板9は、x方向及びy方向において同一の曲率半径を有する(rs=Rs)。また、円環部5a及び5bを構成する湾曲板9はx方向及びy方向がそれぞれ異なる曲率半径を有し(rs≠Rs)、湾曲板9のx方向の曲率半径rsがy方向の位置に応じて変化する。また、円筒部7を構成する湾曲板9は、x方向において同一の曲率半径を有し(rsがy方向の位置によらず一定)、y方向において曲率を有しない(Rs=∞)。
The overall shape of each of the plurality of sections (3a to 3c, 5a, 5b, 7) constituting the
In the example of the non-true
なお、本発明の幾つかの実施形態の適用対象となるプレス加工の目的物の別の例として、LNG運搬船の真球タンクや陸上のLNGタンクがある。これらのタンクは真球であるため、その形状は全て球殻部によって構成される。従って、これらのタンクを構成する湾曲板は、x方向及びy方向において同一の曲率半径を有する形状となる。 In addition, as another example of the target object of the press processing to which some embodiments of the present invention are applied, there are a true spherical tank of an LNG carrier and an LNG tank on land. Since these tanks are true spheres, their shapes are all constituted by spherical shells. Therefore, the curved plates constituting these tanks have a shape having the same radius of curvature in the x direction and the y direction.
以上のような湾曲板9は、本発明に係る幾つかの実施形態の適用対象となるプレス加工によって製造される。以下、このプレス加工を、LNGタンク運搬船の非真球タンク1の円環部5a及び5bを構成する湾曲板9の製造に用いた場合を説明する。しかしながら、このプレス加工は、上述した他の湾曲板等にも適用することが可能である。
The curved plate 9 as described above is manufactured by press working as an application target of some embodiments according to the present invention. Hereinafter, the case where this press work is used for manufacture of the curved board 9 which comprises the
図3は、プレス加工に用いる金型を示す図である。
同図に示すように、プレス加工に用いる金型21は、オス金型21a及びメス金型21bより構成される。上述の湾曲板9を得るためには、被加工部材である例えばアルミ合金製の板に対して複数の位置にて金型21を用いたプレス加工が行われる。
FIG. 3 is a diagram showing a mold used for press working.
As shown in the figure, a mold 21 used for press working is composed of a
図3において、オス金型21aのプレス加工面は、凸状に湾曲する曲面形状に形成される。一方、板19が載置されるメス金型21bのプレス加工面は、凹状に湾曲する湾曲形状に形成される。そして、オス金型21a及びメス金型21bのプレス加工面の湾曲形状は、湾曲板9の湾曲形状に沿った形状を有する。すなわち、LNGタンク運搬船の非真球タンク1の円環部5a及び5bを構成する湾曲板9は、x方向及びy方向のそれぞれが異なる曲率半径を有する。そのため、湾曲板9を製造するためのオス金型21a及びメス金型21bのプレス面の湾曲形状は、x方向及びy方向がそれぞれ異なる曲率半径を有する。
板19のプレス加工時、図3に示す駆動部23が、オス金型21aをメス金型21bに押し付けるように作動する。この駆動部23は、例えば油圧シリンダ等で構成されていてもよい。
In FIG. 3, the press working surface of the
When the
図4は、複数の位置において金型21を用いたプレス加工を行う様子を示す図である。
図4を参照すると、オス金型21a及びメス金型21bのプレス加工面におけるx方向の幅は、板19のx方向の幅にほぼ等しい。またオス金型21a及びメス金型21bのプレス加工面におけるy方向の幅は、板19のy方向幅よりも小さい。そのため、板19のプレス加工時には、メス金型21bに板19が載置される。そして、この板19が、y方向においてオス金型21a及びメス金型21bに対して相対的に移動させられながら、板19の複数のプレス位置50(1)〜50(n)において、オス金型21aによってメス金型21bに押し付けられる。こうして、板19は、複数のプレス位置50(1)〜50(n)にてプレス加工される。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which pressing using the mold 21 is performed at a plurality of positions.
Referring to FIG. 4, the width in the x direction on the pressing surface of the
湾曲板9のx方向の曲率半径は、y方向の位置に応じて変化する。このため、プレス加工によって湾曲板9を製造する場合、オス金型21による板19へのプレス荷重は、板19の複数のプレス位置50(1)〜50(n)において、湾曲板9の目標形状に応じて変化するように設定される。これにより、x方向の曲率半径がy方向の位置に応じて変化する湾曲板9が得られる。
The radius of curvature of the curved plate 9 in the x direction changes according to the position in the y direction. For this reason, when the curved plate 9 is manufactured by press working, the press load applied to the
なお、後述する候補金型31、試験用候補金型41及び荷重条件決定用候補金型51についても、金型21と同様な構成を有する。
このため、図3及び図4には、これらの金型31,41,51についても、それぞれ、各符号の末尾にaを付したものを各金型(31,41,51)のオス金型として示し、各符号の末尾にbを付したものを各金型(31,41,51)のメス金型として示している。
Note that a candidate mold 31, a test candidate mold 41, and a load condition determination candidate mold 51, which will be described later, also have the same configuration as the mold 21.
Therefore, in FIGS. 3 and 4, these dies 31, 41, 51 are also the dies of the respective dies (31, 41, 51) with a suffix added to each symbol. And a symbol with b at the end of each symbol is shown as a female die of each die (31, 41, 51).
次に、図5のフロー図を参照して本発明の幾つかの実施形態に係るプレス加工条件決定方法の内容を説明する。
図5は、本発明の幾つかの実施形態に係るプレス加工条件決定の流れを示すフロー図である。上述と同様、プレス加工の目的物は、LNGタンク運搬船の非真球タンク1の円環部5a及び5bを構成する湾曲板9とする。しかしながら、このプレス加工条件決定方法は、上述した他の湾曲板等のプレス加工にも適用することが可能である。
Next, the contents of the press working condition determination method according to some embodiments of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of determining press working conditions according to some embodiments of the present invention. As described above, the object to be pressed is the curved plate 9 constituting the
図5のフロー図を参照すると、このプレス加工条件決定方法は、複数の候補金型31を選定するステップS101と、各々の候補金型31について、この候補金型31を用いて板19を複数の位置でプレス加工して得られる板のプレス加工後形状を求めるステップS102と、各々の候補金型31についてのプレス加工後形状と湾曲板9の目標形状とを比較して、複数の候補金型31の中から湾曲板9を製造する際に用いる金型21を決定するステップS103と、金型21を用いた板のプレス加工が行われる各位置におけるプレス荷重条件を最適化するステップS104とを備える。以下、それぞれのステップについて詳細に説明する。
Referring to the flow diagram of FIG. 5, in this press working condition determination method, step S101 for selecting a plurality of candidate dies 31 and a plurality of
複数の候補金型31を選定するステップS101では、図3に示すようなオス候補金型31aとメス候補金型31bとを備える候補金型31が複数選定される。後述するS103において、この複数の候補金型31の内、湾曲板9を製造するために最も適した候補金型31が、実際の湾曲板9を製造するための金型21として決定される。 In step S101 for selecting a plurality of candidate dies 31, a plurality of candidate dies 31 including male candidate dies 31a and female candidate dies 31b as shown in FIG. 3 are selected. In S <b> 103 to be described later, the most suitable candidate mold 31 for manufacturing the curved plate 9 among the plurality of candidate molds 31 is determined as the mold 21 for manufacturing the actual curved plate 9.
この複数の候補金型31の少なくとも1つは、湾曲板9の目標形状に対し、板19をプレス加工する際にこの板19に生ずるスプリングバックが加味されてその形状が決定される。すなわち、オス金型21a及びメス金型21bによる板19のプレス後、オス金型21aが板19及びメス金型21bから離間すると、板19の曲率半径は、オス金型21a及びメス金型21bによってプレスされていた際の曲率半径から、プレス前の曲率半径に幾分か戻るように変化する。そこで、この曲率半径の変化が起こった後の板19のプレス加工後形状が、湾曲板9の目標形状となるように候補金型31の少なくとも1つが決定される。
At least one of the plurality of candidate molds 31 is determined by taking into account the springback generated in the
上述したスプリングバックを加味した候補金型31の形状は、以下のようにして求めることができる。すなわち、プレス加工が、y方向(第1方向)において、板19に対して金型21を相対的に移動させて、y方向における複数の位置で行われ、湾曲板9の目標形状が、y方向において第1板曲率半径Rsを有するとともに、y方向に直交するx方向において第2板曲率半径rsを有する場合、候補金型31のy方向における第1金型曲率半径R0及びx方向における第2金型曲率半径r0は、以下の(I)〜(IV)によって算出される。
σY:板19の降伏応力、E:板19のヤング率、b:板19のx方向の幅、t:板厚、ν:板19のポアソン比、Rs0:x方向の曲がりのみを拘束した状態での板19の第1方向(y方向)曲率半径、rs0:y方向の曲がりのみを拘束した状態での板19のx方向における第2方向曲率半径
The shape of the candidate mold 31 in consideration of the spring back described above can be obtained as follows. That is, pressing is performed at a plurality of positions in the y direction by moving the mold 21 relative to the
σ Y : yield stress of the
ここで、湾曲板9の目標形状は、図6に示すように、y方向(第1方向)における位置に依存してx方向(第2方向)の曲率半径が変化する。この場合、湾曲板9のy方向における代表位置における目標形状のrsを上記式(I)〜(IV)に代入してもよい。例えば、湾曲板9の目標形状において、x方向における最大曲率半径と最小曲率半径との平均の曲率半径となるような湾曲板9のy方向位置(以下、「平均y方向位置」という)を代表位置として用い、平均y方向位置における目標形状のrsを上記式(I)〜(IV)に代入してもよい。 Here, as shown in FIG. 6, the radius of curvature of the curved plate 9 changes in the x direction (second direction) depending on the position in the y direction (first direction). In this case, the r s of the target shape at the representative position in the y direction of the bending plate 9 may be substituted into the above formula (I) ~ (IV). For example, in the target shape of the curved plate 9, the y-direction position of the curved plate 9 (hereinafter referred to as “average y-direction position”) that represents the average curvature radius of the maximum curvature radius and the minimum curvature radius in the x direction is representative. used as the position, the r s of the target shape in the average y position may be substituted into the above formula (I) ~ (IV).
また、上記にて求めた候補金型31の他の複数の候補金型31は、上記(I)〜(IV)の式を用いて、湾曲板9の代表位置(例えば平均y方向位置)とは別のy方向位置における目標形状のrsを上記式(I)〜(IV)に代入して求めてもよい。また、他の複数の候補金型31は、例えば、代表位置における目標形状のrsを上記式(I)〜(IV)に代入して求めた候補金型31に近い形状が、経験則等に基づいてランダムに選択されてもよい。 Further, the plurality of candidate molds 31 obtained as described above are obtained by using the expressions (I) to (IV) above and the representative position (for example, the average y-direction position) of the curved plate 9. the r s of the target shape in another y position may be obtained by substituting the above formula (I) ~ (IV) is. Also, several other candidate mold 31, for example, the shape close to a candidate mold 31 of obtaining the r s of the target shape at the representative position is substituted into the above formula (I) ~ (IV), heuristics, etc. May be selected randomly based on.
なお、上述した方法では、少なくとも1つの候補金型31の第1金型曲率半径R0及び第2金型曲率半径r0を、上記(I)〜(IV)の式によって求めたがこれに限られず、例えば、板19のスプリングバック率に基づいて、スプリングバックが起こった後の板19の形状が湾曲板9の目標形状となるように、少なくとも1つの候補金型31が決定されてもよい。この方法は、上述したLNG運搬船の非球形タンク1の球殻部3a、3b及び3cを構成する湾曲板9のように、y方向における曲率半径の値とx方向における曲率半径の値とが同一である場合に好適に使用することができる。
In the above-described method, the first mold radius of curvature R 0 and the second mold radius of curvature r 0 of at least one candidate mold 31 are obtained by the above formulas (I) to (IV). For example, based on the springback rate of the
続いて、プレス加工後形状を求めるステップS102では、上述で選定された各々の候補金型31について、これら候補金型31を用いて板19を複数の位置でプレス加工して得られる板19のプレス加工後形状が求められる。この実施形態では、複数の候補金型31と板19とをそれぞれ同一のスケールで小さくした複数の試験用候補金型41と試験用板49とを用いた小スケール試験により、板19のプレス加工後形状が求められる。
Subsequently, in step S102 for obtaining a post-pressing shape, for each candidate die 31 selected above, the
具体的には、図4に示すように、各々の試験用候補金型41について、試験用板49が、y方向においてオス試験用候補金型41a及びメス試験用候補金型41bに対して相対的に移動させられながら、板19の複数のプレス位置50(1)〜50(n)に対応する試験用板49のプレス位置において、オス試験用候補金型41aによってメス試験用候補金型41bに押し付けられる。こうすることによって、各々の試験用候補金型41によってプレス加工された複数の試験用板49が形成される。
Specifically, as shown in FIG. 4, for each test candidate mold 41, the test plate 49 is relative to the male
この時、試験用候補金型41を用いて前記試験用板49をプレス加工する際のプレス荷重条件は、試験用板49の複数のプレス位置において同一とする。なお、このプレス荷重条件は、上述の代表位置(例えば平均y方向位置)において適切であると予想されるプレス荷重条件とすることができる。そして、各々の試験用板49のプレス加工後形状から、各々の候補金型31についての板19のプレス加工後形状が求められる。なお、上述の小スケール試験に変えて、実スケールの試験によって、各々の候補金型31についての板19のプレス加工後形状が求められてもよい。
At this time, the press load conditions when the test plate 49 is pressed using the test candidate mold 41 are the same at a plurality of press positions of the test plate 49. The press load condition can be a press load condition that is expected to be appropriate at the above-described representative position (for example, the average y-direction position). Then, the post-pressing shape of the
続いて、金型を決定するステップS103では、ステップS102で求めた各々の候補金型31についてのプレス加工後形状と湾曲板9の目標形状とを比較して、複数の候補金型31の中から湾曲板9を製造する際に用いる金型21を決定する。図6は、湾曲板9の目標形状と、3つの候補金型31である候補金型A、候補金型B及び候補金型Cについて、ステップS102で求めたプレス加工後形状を示す図である。 Subsequently, in step S103 for determining a mold, the post-pressing shape for each candidate mold 31 obtained in step S102 is compared with the target shape of the curved plate 9, and a plurality of candidate molds 31 are compared. The mold 21 used when manufacturing the curved plate 9 is determined. FIG. 6 is a diagram illustrating the target shape of the curved plate 9 and the post-pressing shapes obtained in step S102 for the candidate die A, candidate die B, and candidate die C, which are the three candidate dies 31. FIG. .
図6を参照すると、候補金型Aの形状が、他の候補金型31である候補金型B及び候補金型Cに比べて、湾曲板9の目標形状に近い。そのため、この候補金型Aが、湾曲板9を製造する際に用いる金型21として決定される。金型21の決定は、例えば、各々の候補金型31の内、各y方向位置における候補金型31のx方向の曲率半径と湾曲板9の目標形状との差が許容範囲に収まっている候補金型31に決定することができる。 Referring to FIG. 6, the shape of the candidate mold A is closer to the target shape of the curved plate 9 than the candidate mold B and the candidate mold C which are the other candidate molds 31. Therefore, this candidate mold A is determined as the mold 21 used when the curved plate 9 is manufactured. The determination of the mold 21 is, for example, that the difference between the radius of curvature of the candidate mold 31 in the x direction and the target shape of the curved plate 9 is within an allowable range in each candidate mold 31. Candidate mold 31 can be determined.
また、前述の差が許容範囲に収まっている候補金型31が複数存在する場合には、例えば、これら複数の候補金型について、各y方向位置におけるx方向の曲率半径が湾曲板9の目標形状を下回る量を比較し、その量が他の候補金型に比べて相対的に小さい候補金型31が、優先的に選ばれてもよい。なぜなら、LNGタンク運搬船の非真球タンク1を構成するアルミ合金製の湾曲板9等は、プレス加工後に曲率半径を大きくする修正加工が困難な可能性があるためである。
In addition, when there are a plurality of candidate molds 31 in which the above-described difference falls within an allowable range, for example, with respect to the plurality of candidate molds, the curvature radius in the x direction at each y-direction position is the target of the curved plate 9. An amount that is less than the shape may be compared, and the candidate mold 31 that is relatively smaller than the other candidate molds may be preferentially selected. This is because the curved plate 9 made of aluminum alloy that constitutes the
続いて、プレス荷重条件を最適化するステップS104では、ステップS103で決定した金型21を用いた板19のプレス加工が行われる各々のy方向位置でのプレス荷重条件が最適化される。具体的には、金型21を決定した後、この金型21を用いて複数種のプレス荷重条件について板19をプレス加工して得られる湾曲板9の形状と湾曲板9の目標形状との比較結果に基づいて、複数種のプレス荷重条件の中から最適なプレス荷重条件が選択される。
Subsequently, in step S104 for optimizing the press load condition, the press load condition at each y-direction position where the
この実施形態では、決定した金型21と板19とをそれぞれ同一のスケールで小さくした荷重条件決定用金型51と荷重条件決定用板59とを用いた小スケール試験が行われる。図4に示すように、荷重条件決定用金型51について、荷重条件決定用板59が、y方向においてオス荷重条件決定用金型51a及びメス荷重条件決定用金型51bに対して相対的に移動させられながら、板19の複数のプレス位置50(1)〜50(n)に対応する荷重条件決定用板59のプレス位置において、オス荷重条件決定用金型51aによってメス荷重条件決定用金型51bに押し付けられる。こうすることによって、荷重条件決定用金型51によってプレス加工された荷重条件決定用板59が形成される。この小スケール試験が、複数の荷重条件決定用板59に対し、複数種のプレス荷重条件を用いて行われる。
In this embodiment, a small-scale test is performed using a load condition determining die 51 and a load condition determining plate 59 in which the determined mold 21 and
そして、各々の荷重条件決定用板59のプレス加工後形状から、各々のプレス荷重条件を用いた金型21についての板19のプレス加工後形状が求められる。この各々のプレス加工後形状と湾曲板9の目標形状との比較結果に基づいて、複数種のプレス荷重条件の中から最適なプレス荷重条件が選択され、このフローが終了する。なお、上述の小スケール試験に変えて、実スケールの試験によって、各々のプレス荷重条件についての板19のプレス加工後形状が求められてもよい。
Then, the post-pressing shape of the
本実施形態では以上によって、プレス加工条件が決定される。そのため、本実施形態では、ステップS101において複数の候補金型31の各々についてプレス加工後形状を求め、ステップS102においてこのプレス加工後形状と湾曲板9の目標形状との比較により金型21を決定するようにしたので、候補金型31を選定するステップを繰り返し行わずに、複数の候補金型31の中から適切な金型21を決定することができる。よって、本実施形態のように1つの金型21を用いて複数のy方向位置でプレス加工を行う場合であっても、プレス加工条件の決定に要する労力を低減できる。
このため、例えば、x方向の曲率半径rsがy方向の位置に応じて変化するような湾曲板9を得るために複数のy方向位置でプレス加工を行う場合であっても、少ない労力でプレス加工条件を決定することができる。同様に、例えば、LNG運搬船の非真球タンクの殻の一部を構成する複雑な形状の湾曲板9をプレス加工により得る場合であっても、プレス加工条件を適切に決定することができる。
In the present embodiment, the press working conditions are determined as described above. Therefore, in this embodiment, the post-pressing shape is obtained for each of the plurality of candidate dies 31 in step S101, and the die 21 is determined by comparing the post-pressing shape with the target shape of the curved plate 9 in step S102. Thus, an appropriate mold 21 can be determined from the plurality of candidate molds 31 without repeatedly performing the step of selecting the candidate mold 31. Therefore, even when pressing is performed at a plurality of positions in the y direction using one mold 21 as in the present embodiment, the labor required to determine the pressing conditions can be reduced.
Thus, for example, even in the case of performing the press working in multiple y-direction position to the radius of curvature r s of the x-direction to obtain a curved plate 9 that varies depending on the position in the y direction, with less effort Pressing conditions can be determined. Similarly, for example, even when the curved plate 9 having a complicated shape constituting a part of the shell of a non-spherical tank of an LNG carrier is obtained by press processing, the press processing conditions can be appropriately determined.
また、本実施形態では、ステップS101において複数の候補金型31の少なくとも一つが、湾曲板9の目標形状にスプリングバックを加味した形状に基づいて選定されるので、各候補金型31により得られるプレス加工後形状は湾曲板9の目標形状に近いものとなる。よって、本実施形態に係るプレス加工条件の決定方法を用いて複数の候補金型31から金型21を決定するようにすれば、湾曲板9の目標形状を得るのに適した金型21を決定することができる。 In the present embodiment, at least one of the plurality of candidate dies 31 is selected based on the shape obtained by adding the springback to the target shape of the curved plate 9 in step S101, and thus obtained by each candidate dies 31. The post-pressing shape is close to the target shape of the curved plate 9. Therefore, if the die 21 is determined from the plurality of candidate dies 31 using the method for determining press working conditions according to the present embodiment, the die 21 suitable for obtaining the target shape of the curved plate 9 is obtained. Can be determined.
また、本実施形態では、ステップS101において候補金型31の少なくとも一つが、上記式(I)〜(IV)を満たすように選定されるので、各候補金型31により得られるプレス加工後形状は湾曲板9の目標形状に近いものとなる。よって、本実施形態に係るプレス加工条件の決定方法によって複数の候補金型31から金型21を決定するようにすれば、湾曲板9の目標形状を得るのに適した金型21を決定することができる。なお、上記(I)〜(IV)の式は、湾曲板9の目標形状が、第1方向における位置に依存して第2方向曲率半径rsが変化するような複雑な湾曲形状である場合に好適に使用できる。よって、上記(I)〜(IV)の式を満たす候補金型31を少なくとも一つ選定しておけば、当該候補金型31を含む複数の候補金型31の中から、上述した複雑な目標形状の湾曲板9を製造するのに適した金型21を決定することができる。 Moreover, in this embodiment, since at least one of the candidate dies 31 is selected so as to satisfy the above formulas (I) to (IV) in step S101, the post-pressing shape obtained by each candidate dies 31 is This is close to the target shape of the curved plate 9. Therefore, if the die 21 is determined from the plurality of candidate dies 31 by the method for determining the press working condition according to the present embodiment, the die 21 suitable for obtaining the target shape of the curved plate 9 is determined. be able to. Incidentally, the above formula (I) ~ (IV) is, if the target shape of the curved plate 9 is a complicated curved shape as the second direction of curvature radius r s depending on the position in the first direction changes Can be suitably used. Therefore, if at least one candidate mold 31 satisfying the above formulas (I) to (IV) is selected, the above-described complicated target is selected from the plurality of candidate molds 31 including the candidate mold 31. A mold 21 suitable for manufacturing the curved plate 9 having a shape can be determined.
また、本実施形態では、S102のステップにおいて候補金型31を用いて板19をプレス加工する際の荷重条件を、湾曲板9の形状等に係らず、板19のプレス加工を行うy方向位置において同一にする。その結果、各々の候補金型31によるプレス加工後形状の比較が、各々の候補金型31についてy方向位置に応じて荷重条件を異ならせるよりも容易になり、金型21を決定するまでに要する労力を低減できる。
Further, in this embodiment, the load condition when pressing the
また、本実施形態では、ステップS103にて金型21が決定された後、ステップ104にてこの金型21についての複数種のプレス荷重条件の中から最適なプレス荷重条件が選択される。そのため、最適なプレス荷重条件の選択(プレス荷重条件の最適化作業)が一回で済み、板19を湾曲板21にプレス加工するためのプレス加工条件を決定するための労力を低減できる。
In the present embodiment, after the mold 21 is determined in step S103, an optimal press load condition is selected from a plurality of types of press load conditions for the mold 21 in step 104. Therefore, selection of the optimum press load condition (optimization work of the press load condition) is only required once, and the labor for determining the press work condition for pressing the
また、本実施形態では、ステップ104にて、小スケール試験が行われることによって板19の各々のy方向位置における最適なプレス荷重条件を求めるため、実際の金型21と実際の板19とを用いた試験よりも簡易に最適なプレス荷重条件を求めることができる。
Further, in the present embodiment, in order to obtain an optimum press load condition at each y-direction position of the
また、本実施形態では、ステップ102にて、小スケール試験が行われることによって板19のプレス加工後形状を求めるため、実際の金型21と実際の板19とを用いた試験よりも簡易に板19のプレス加工後形状を求めることができる。
In this embodiment, since the small scale test is performed in step 102 to obtain the post-pressing shape of the
(第2実施形態)
第1実施形態とは別の実施形態について、図7を参照して説明する。なお、以下の説明において第1実施形態と構成を共通にする箇所には同一符号を付して重複した説明を省略する。本実施形態に係るプレス荷重条件決定方法が第1実施形態と異なる点は、ステップ202及びステップS204において、第1実施形態のステップS102及びステップS104に係る小スケール試験に変えて、コンピュータを用いたシミュレーションを行う点である。
(Second Embodiment)
An embodiment different from the first embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the same reference numerals are given to portions having the same configuration as that of the first embodiment, and redundant description is omitted. The difference between the press load condition determination method according to the present embodiment and the first embodiment is that a computer is used in Step 202 and Step S204 instead of the small scale test according to Step S102 and Step S104 of the first embodiment. It is a point to perform simulation.
図7に示すように、プレス加工後形状を求めるステップS202では、複数の候補金型31を選定するステップS101にて選定された各々の候補金型31について、これら候補金型31を用いて板19を複数のy方向位置でプレス加工して得られる板19のプレス加工後形状がコンピュータを用いたシミュレーション(例えばFEM)により求められる。
As shown in FIG. 7, in step S <b> 202 for obtaining a shape after press working, for each candidate die 31 selected in step S <b> 101 for selecting a plurality of candidate dies 31, a plate is formed using these candidate dies 31. The post-pressing shape of the
また、図7に示すように、プレス荷重条件を最適化するステップS204では、ステップS103で金型21を決定した後、この金型21を用いて複数種のプレス荷重条件について板19をプレス加工して得られる湾曲板9の形状が、コンピュータを用いたシミュレーション(例えばFEM)により求められる。そして、この形状と湾曲板9の目標形状との比較結果に基づいて、複数種のプレス荷重条件の中から最適なプレス荷重条件が選択される。
Further, as shown in FIG. 7, in step S204 for optimizing the press load condition, after the mold 21 is determined in step S103, the
本実施形態では、ステップ202にて、コンピュータを用いたシミュレーションが行われることによって板19のプレス加工後形状を求めるため、実際の金型21と実際の板19とを用いた試験によって板19のプレス加工後形状を求めるよりも簡易に板のプレス加工後形状を求めることができる。
In this embodiment, in order to obtain the post-pressing shape of the
また、本実施形態では、ステップ204にて、コンピュータを用いたシミュレーションが行われることによって板19の各々のy方向位置における最適なプレス荷重条件を求めるため、実際の金型21と実際の板19とを用いた試験よりも簡易に最適なプレス荷重条件を求めることができる。
Further, in the present embodiment, in step 204, a simulation using a computer is performed to obtain an optimum press load condition at each y-direction position of the
なお、他の実施形態では、ステップS202に替えて、上記図5で述べたステップS102を行ってもよい。即ち、プレス加工後形状を求める際に、ステップS101で選定された各々の候補金型31について、試験用候補金型41と試験用板49とを用いた小スケール試験により、板19のプレス加工後形状を求めてもよい。その後、図7に示すステップS103及びステップS204を行うことで、金型21の決定と、当該金型21に対応する最適なプレス荷重条件を算出する。
さらに別の実施形態では、ステップS204に替えて、上記図5で述べたステップS104を行ってもよい。即ち、図7におけるステップS101、S202及びS103を行った後、荷重条件決定用金型51と荷重条件決定用板59とを用いた小スケール試験を行うことで、金型21に対応する最適なプレス荷重条件を求めてもよい。
In another embodiment, step S102 described in FIG. 5 may be performed instead of step S202. That is, when the post-pressing shape is obtained, the
In still another embodiment, step S104 described in FIG. 5 may be performed instead of step S204. That is, after performing steps S101, S202, and S103 in FIG. 7, a small-scale test using the load condition determining mold 51 and the load condition determining plate 59 is performed, so that the optimum for the mold 21 is obtained. The press load condition may be obtained.
(第3実施形態)
第1実施形態及び第2実施形態とは別の実施形態について、図8を参照して説明する。なお、以下の説明において第1実施形態及び第2実施形態と構成を共通にする箇所には同一符号を付して重複した説明を省略する。
(Third embodiment)
An embodiment different from the first embodiment and the second embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, parts having the same configurations as those in the first embodiment and the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図8に示すように、本実施形態においてプレス加工後形状を求めるステップは、図3及び図4に示す各々の候補金型31について、複数種のプレス荷重条件のそれぞれについてプレス加工後形状を求めるステップS302を有する。 As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the step of obtaining the post-pressing shape obtains the post-pressing shape for each of a plurality of types of press load conditions for each of the candidate dies 31 shown in FIGS. 3 and 4. Step S302 is included.
ステップS302では、ステップS101にて選定された候補金型31毎に、複数種のプレス荷重条件により板19のプレス加工が行われる各々のy方向位置をプレス加工して得られる湾曲板の形状が求められる。
In step S302, for each candidate die 31 selected in step S101, the shape of the curved plate obtained by pressing each y-direction position where the
なお、複数種のプレス荷重条件についてプレス加工後に得られる湾曲板9の形状は、各々の候補金型31と板19とをそれぞれ同一のスケールで小さくした試験用候補金型41と試験用板49とを用いた小スケール試験を行って求めることができる。また、複数種のプレス荷重条件についてプレス加工後に得られる湾曲板9の形状は、コンピュータを用いたシミュレーション(例えばFEM)によって求めることもできる。また、実際のスケールの候補金型31と板19とを用いた試験によって求めてもよい。
In addition, the shape of the curved plate 9 obtained after press working for a plurality of types of press load conditions is such that the test candidate mold 41 and the test plate 49 in which the candidate mold 31 and the
続いて、ステップS303では、ステップS302で各々の候補金型31について複数種のプレス荷重条件ごとに求めた板19のプレス加工後形状と湾曲板9の目標形状とを比較する。この比較結果に基づいて、複数の候補金型31の中から湾曲板9を製造する際に用いる金型21及びこれに対応する最適プレス荷重条件を決定する。
なお、ステップS303では、湾曲板9の目標形状に最も近いプレス加工後形状が得られる最適なプレス荷重条件を候補金型31ごとに求めた後、当該最適プレス荷重条件の下で各候補金型31により得られるプレス加工後形状の中から湾曲板9の目標形状に最も近い候補金型31を金型21として採用するようにしてもよい。
Subsequently, in step S303, the post-pressing shape of the
In step S303, after obtaining the optimum press load condition for each candidate die 31 to obtain the post-pressing shape closest to the target shape of the curved plate 9, each candidate die is obtained under the optimum press load condition. The candidate die 31 closest to the target shape of the curved plate 9 among the post-press shapes obtained by 31 may be adopted as the die 21.
なお、この金型21の決定は、例えば、各々の候補金型31の内、各y方向位置における候補金型31のx方向の曲率半径と湾曲板9の目標形状との差が許容範囲に収まっている候補金型31に決定することができる。また、前述の差が許容範囲に収まっている候補金型31が複数存在する場合には、例えば、これら複数の候補金型について、各y方向位置におけるx方向の曲率半径が湾曲板9の目標形状を下回る量を比較し、その量が他の候補金型に比べて相対的に小さい候補金型31が、優先的に選ばれてもよい。 The determination of the mold 21 is, for example, within the allowable range of the difference between the radius of curvature of the candidate mold 31 in the x direction and the target shape of the curved plate 9 at each y position in the candidate molds 31. The candidate mold 31 can be determined. In addition, when there are a plurality of candidate molds 31 in which the above-described difference falls within an allowable range, for example, with respect to the plurality of candidate molds, the curvature radius in the x direction at each y-direction position is the target of the curved plate 9. An amount that is less than the shape may be compared, and the candidate mold 31 that is relatively smaller than the other candidate molds may be preferentially selected.
本実施形態によれば、各々の金型候補31について、この金型候補31を用いた最適なプレス荷重条件により得られるプレス加工後形状が求められ比較される。そのため、比較されるプレス加工後形状は、各々の金型候補31を用いて実際に得ることができる概ね最良の湾曲板9の形状であると言える。従って、湾曲板9の目標形状を得るためにより最適な金型21を決定することができる。また、金型の決定時に、金型21に対応するプレス荷重条件も併せて得ることができる。 According to the present embodiment, for each die candidate 31, the post-pressing shape obtained by the optimum press load condition using this die candidate 31 is obtained and compared. Therefore, it can be said that the compared post-pressing shapes are generally the best shapes of the curved plates 9 that can be actually obtained using the respective mold candidates 31. Therefore, a more optimal mold 21 can be determined to obtain the target shape of the curved plate 9. Moreover, the press load conditions corresponding to the mold 21 can be obtained together with the determination of the mold.
1 タンク
3a、3b、3c 球殻部
5a、5b、5c 円環部
7 円筒部
9 湾曲板
21 金型
21a オス金型
21b メス金型
23 駆動部
31 候補金型
31a オス候補金型
31b メス候補金型
41 試験用候補金型
41a オス試験用候補金型
41b メス試験用候補金型
51 荷重条件決定用金型
51a オス荷重条件決定用候補金型
51b メス荷重条件決定用候補金型
DESCRIPTION OF
Claims (13)
複数の候補金型を選定するステップと、
各々の前記候補金型について、該候補金型を用いて前記板を複数の位置でプレス加工して得られる前記板のプレス加工後形状を求めるステップと、
各々の前記候補金型についての前記プレス加工後形状と前記湾曲板の目標形状とを比較して、前記複数の候補金型の中から前記湾曲板を製造する際に用いる金型を決定するステップと、
を備えることを特徴とするプレス加工条件決定方法。 A method of determining pressing conditions for pressing a plate into a curved plate,
Selecting multiple candidate molds;
For each of the candidate molds, obtaining a post-pressing shape of the plate obtained by pressing the plate at a plurality of positions using the candidate mold;
Comparing the post-pressing shape of each of the candidate dies with the target shape of the curved plate, and determining a die to be used when manufacturing the curved plate from among the plurality of candidate dies When,
A press working condition determining method comprising:
前記湾曲板の前記目標形状は、前記第1方向において第1板曲率半径Rsを有するとともに、前記第1方向に直交する第2方向において第2板曲率半径rsを有し、
前記候補金型の少なくとも一つは、前記第1方向及び前記第2方向について、それぞれ、下記式(I)〜(IV)を満たす第1金型曲率半径R0及び第2金型曲率半径r0を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のプレス加工条件決定方法。
σY:前記板の降伏応力、E:前記板のヤング率、b:板幅、t:板厚、ν:前記板のポアソン比、Rs0:第2方向の曲がりのみを拘束した状態での前記板の第1方向曲率半径、rs0:第1方向の曲がりのみを拘束した状態での前記板の第2方向曲率半径 The pressing is performed at a plurality of positions in the first direction by moving the mold relative to the plate in the first direction,
The target shape of the curved plate has a first plate curvature radius R s in the first direction and a second plate curvature radius r s in a second direction orthogonal to the first direction,
At least one of the candidate molds has a first mold curvature radius R 0 and a second mold curvature radius r that satisfy the following formulas (I) to (IV) in the first direction and the second direction, respectively. The press working condition determination method according to claim 1, wherein the press working condition determination method has zero .
σ Y : Yield stress of the plate, E: Young's modulus of the plate, b: Plate width, t: Plate thickness, ν: Poisson's ratio of the plate, R s0 : In a state where only bending in the second direction is constrained First direction radius of curvature of the plate, r s0 : Second direction radius of curvature of the plate in a state where only the bending in the first direction is constrained.
各々の前記候補金型について、前記候補金型を用いて複数種のプレス荷重条件について前記板をプレス加工して得られる前記湾曲板の形状と前記目標形状との比較結果に基づいて、前記複数種のプレス荷重条件の中から最適なプレス荷重条件を選択し、
各々の前記候補金型について、該候補金型に対応する前記最適なプレス荷重条件によってプレス加工して得られる前記板の前記プレス加工後形状を求め、
前記プレス荷重条件を最適化するステップでは、前記金型を決定するステップで前記複数の候補金型から選ばれた前記金型に対応する前記最適なプレス荷重条件を得ることを特徴とする請求項5に記載のプレス加工条件決定方法。 In the step of obtaining the post-press shape,
For each of the candidate molds, based on the comparison result between the shape of the curved plate obtained by pressing the plate with respect to a plurality of types of press load conditions using the candidate mold and the target shape, Select the optimal press load condition from the various press load conditions,
For each of the candidate dies, obtain the post-pressing shape of the plate obtained by pressing under the optimal press load conditions corresponding to the candidate dies,
The step of optimizing the press load condition obtains the optimum press load condition corresponding to the mold selected from the plurality of candidate molds in the step of determining the mold. 5. The press working condition determination method according to 5.
前記湾曲板の前記目標形状は、前記第1方向において第1板曲率半径Rsを有するとともに、前記第1方向に直交する第2方向において第2板曲率半径rsを有し、
前記第2板曲率半径rsは、前記第1方向における位置に応じて変化することを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか一項に記載のプレス加工条件決定方法。 The pressing is performed at a plurality of positions in the first direction by moving the mold relative to the plate in the first direction,
The target shape of the curved plate has a first plate curvature radius R s in the first direction and a second plate curvature radius r s in a second direction orthogonal to the first direction,
It said second plate a radius of curvature r s is pressing condition determining method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that changes in accordance with the position in the first direction.
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