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公開番号2025134112
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-17
出願番号2024031799
出願日2024-03-04
発明の名称プレス成形解析方法、及びプレス成形品の製造方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人
主分類B21D 22/00 20060101AFI20250909BHJP(本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き)
要約【課題】プレス成形により板厚が増加する板厚増加部を有するプレス成形品のプレス成形解析の解析精度を向上させたプレス成形解析方法と、プレス成形品の寸法精度を向上させたプレス成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るプレス成形解析方法は、プレス成形中に板厚が増加する曲げ肩部115を有するプレス成形品110のプレス成形解析において金型の弾性変形を考慮するものであって、プレス成形解析に用いる金型モデル10は、曲げ肩部115を成形する部位であって1層以上の弾性体ソリッド要素でモデル化された弾性体部位と、曲げ肩部115以外を成形する部位であって剛体シェル要素でモデル化された剛体部位と、を有し、弾性体部位と剛体部位との連結部の節点が剛体結合されているものである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
プレス成形中に板厚が増加する板厚増加部を有するプレス成形品のプレス成形解析において金型の弾性変形を考慮するプレス成形解析方法であって、
前記プレス成形解析に用いる金型モデルは、
前記板厚増加部を成形する部位であって１層以上の弾性体ソリッド要素でモデル化された弾性体部位と、
前記板厚増加部以外を成形する部位であって剛体シェル要素でモデル化された剛体部位と、を有し、
前記弾性体部位と前記剛体部位との連結部の節点が剛体結合されている、ことを特徴とするプレス成形解析方法。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記板厚増加部は、フォーム成形により形成される曲げ肩部である、ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形解析方法。
【請求項３】
プレス成形により板厚が増加する板厚増加部を有するプレス成形品を製造するプレス成形品の製造方法であって、
金型全体を剛体シェル要素でモデル化した金型モデルを用いて前記プレス成形品のプレス成形解析を行い、前記板厚増加部の面圧を算出する面圧算出工程と、
前記プレス成形品を実際にプレス成形した時の前記板厚増加部の面圧を実測する面圧実測工程と、
前記面圧算出工程において算出した前記板厚増加部の面圧と、前記面圧実測工程において実測した面圧とを比較し、前記算出した面圧が前記測定した面圧の1.5倍以上である場合、請求項１に記載のプレス成形解析方法により前記プレス成形品のプレス成形解析を行うプレス成形解析工程と、
前記プレス成形解析工程により得られた解析結果に基づいて前記プレス成形品のプレス成形に用いる金型を設計及び作製する実金型設計・作製工程と、
該作製した金型を用いて前記プレス成形品のプレス成形を行うプレス成形工程と、を含むことを特徴とするプレス成形品の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形により板厚が増加する板厚増加部を有するプレス成形品のプレス成形解析方法、プレス成形品の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車の車体部品は、その大部分が金属薄板のプレス成形によって製造される。車体部品のプレス成形性は部品形状によって異なり、金属薄板の延性をはじめとする材料特性の影響も大きい。近年の車体軽量化に対する要望から、車体部品に用いる薄鋼板の高強度化が進んでいるが、金属薄板の高強度化に伴ってスプリングバックが増加するため、プレス成形品の寸法精度の向上が課題となっている。
【０００３】
車体部品のプレス成形に用いる金型は、その作製時のトライ工数削減のため、FEM（Finite Element Method；有限要素法）によるプレス成形解析を用いた事前予測が行われている。しかしながら、金属薄板の高強度化に伴うスプリングバックの増加によって、プレス成形解析の解析精度が悪化している。
【０００４】
また、金属薄板の材料強度が増加することにより、プレス成形中に金型が金属薄板から受ける反力も増加する。そのため、実際には金型もごく僅かに弾性変形しており、金属薄板の材料強度の増加により金型の弾性変形量も大きくなる。しかしながら、通常のプレス成形解析では解析負荷の低減のため、金型は全く変形しない剛体として扱われることが多い。そのため、金型の弾性変形がプレス成形解析精度の悪化の一因であると考えられる。
【０００５】
そこで、金型の弾性変形を考慮したプレス成形解析として、特許文献１には、ブランクと接触するブランク接触面（金型表面）から所定の厚みを有する弾性体ソリッドモデルとして金型をモデル化する方法が提案されている。当該方法は、曲がりハット材のようなフランジ部で局所的に厚みの増減を伴う形状の成形解析において、金型表面の弾性変形を表現することにより、実プレスにおける材料流入と良く一致した精度の高い結果を得ることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第５７９５１５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の方法は、解析精度を向上することができるものの、弾性体ソリッド要素を用いて金型をモデル化して弾性変形を考慮するため、解析負荷が大幅に増加するという問題があった。解析負荷の増加を抑制するには、弾性体ソリッド要素でモデル化する部位の厚みを小さくするか、弾性体ソリッド要素のサイズを大きくすることが考えられるが、これらは解析精度を低下させる要因となる。そのため、量産部品レベルのサイズで現実的かつ高精度なプレス成形解析を行うためには、解析負荷と解析精度のバランスを考慮しながら金型を適切にモデル化する必要があった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、解析負荷の増加を抑えつつ解析精度を向上するように金型をモデル化してプレス成形解析を行うプレス成形解析方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明に係るプレス成形解析によりプレス成形品の寸法精度を向上させるように金型を設計及び作製してプレス成形品を製造するプレス成形品の製造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】
【０００９】
（１）本発明に係るプレス成形解析方法は、プレス成形中に板厚が増加する板厚増加部を有するプレス成形品のプレス成形解析において金型の弾性変形を考慮するものであって、
前記プレス成形解析に用いる金型モデルは、
前記板厚増加部を成形する部位であって１層以上の弾性体ソリッド要素でモデル化された弾性体部位と、
前記板厚増加部以外を成形する部位であって剛体シェル要素でモデル化された剛体部位と、を有し、
前記弾性体部位と前記剛体部位との連結部の節点が剛体結合されている、ことを特徴とするものである。
【００１０】
（２）上記（１）に記載のものにおいて、
前記板厚増加部は、フォーム成形により形成される曲げ肩部である、ことを特徴とするものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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