プレス板成形のCAE検証:市販専門書の実践検証「プレス加工のツボとコツQ&A」第1回目

目次

第1回目、プレス板成形のCAE検証

当事務所では、LS-Dynaという解析ソフトを使っています。

こちらのソフトは、プレス板成形専用というわけではなく、汎用的にさまざまな非線形の解析に使うことができます。

プレス板成形専門ソフトでシュミレーションをする場合と比べ、若干不自由するところもありますが、その分、専用ソフトと比較すると安価で購入できます。

詳しい機能紹介は割愛するとして、このソフトには、プレス板成形向けのアプリケーションがありますので、そちらの機能を使うことで、抜きせん断加工以外(設定次第では可能)、その他にも制約はありますが、ある程度のプレス板成形のシュミレーションができます。

ぜひ、当事務所で解析している事例を紹介したい、というところですが、普段は、機密事項の制約のある企業様の形状を扱っていることが多いため、公開できる案件はほとんどありません。

そこで、市販のプレス専門書に説明されている事例を使い、シュミレーションではどのように再現されるのか、いくつか試していこうと思います。

今回、取り組む専門書は、下の「プレス加工のツボとコツQ&A」です。

プレス加工のツボとコツQ&A

タイトル「プレス加工のツボとコツQ&A」 著者:吉田弘美 著 出版社:日刊工業新聞社 出版年:2008

今回は、こちらの64ページにかかれている「フランジのある製品を曲げるとフランジにしわが出る」を取り上げてみたいと思います。

こちらには、下のような図が書かれており、いくつか対策例も記載されております。

その対策方法の曲げ方についても、いずれシュミレーションしてみたいと思いますが、今回はまず、どのようにしわがでるのか、結果は本に記載されておりますが、シュミレーションの醍醐味の一つである、途中経過がどのようになるのかを見てみたいと思います。

フランジのある製品を曲げるとフランジにしわが出る

この本に記載されている工程は、上図のように、先にフランジを曲げてから、2工程目で、L字に折り曲げていますが、私の経験では、この形状は順送金型で扱うことが多く、その場合、L字に曲げるほうを先に行っていましたので、その工程設計でシュミレーションをしました。

各工程の金型は、下図のとおりです。

1工程目の下型

1工程目の下型

2工程目の下型

2工程目の下型

ブランクは、下図の形状です。板厚は1ミリ、SPC材の設定です。

ブランク

まず、1工程目のシュミレーション結果は次のようになりました。

image_1-1
image_1-2
image_1-3
image_1-4

ブランクのみで表示すると、このような形状になりました。

1工程目の完了

ここから、この形状について、応力などの状態を持たせたまま、2工程目のフランジ曲げを行います。

下型については、下図のように、中パッド仕様にして、クッション圧をかけて浮かせ、1工程目で曲げたL字形状を押えつつ、フランジを折り曲げていきます。

曲げる前の状態

この状態から上型が入っていき、赤色で示すブランク形状が曲がっていくという動きになります。

※ 上型は非表示にしていますので、見えません。

image_2-1
image_2-2
image_2-3

.

image_2-4
image_2-5
image_2-6
image_2-7

最終的には、このように、しわになる部分が伸びきった表現になりました。

この部位を、金型の表示は消して、ブランクだけの表示にし、本の記載内容のようなしわが、どのように発生しているか、拡大して見てみると・・・

曲げ途中の拡大図1
曲げ途中の拡大図2

このように、縮められるフランジ部が、重なるようにして、しわが発生しているのがわかります。

板厚をコンタ表示にして見てみると・・・

板厚のコンタ表示

重なる部分の板厚は、外側に向かって厚くなっているようです。

もちろん、金型のダイRやクッション圧、板材の材質を、440Mpaや590Mpaなど、ハイテンの設定にすると、また結果は変わってくるはずです。

それらの調整を、コンピュータの画面の中で出来ることが、シュミレーションを使うことの大きなメリットとされています。

また、このようにシュミレーションソフトを使うと、専門書の内容を、動的に学習することができます。

普段の実務では、こうした専門書に書かれている内容を、複合的に集めた加工が多いと思いますが、こと学習する点においては、個別に要点を分け、勉強するほうが確実に学習効果は高いです。

このように、当事務所では、実務に活かせることを重点においた、基礎学習、応用学習をサポートしておりますので、ご興味ありましたら、お問い合わせください。

※ 実際の加工においては、被削材の物性、機械剛性、工具の消耗状態、被削材のクランプ状態などの外的要因で、如何様にも状態は変化するため、実際の対処については、自己責任のうえ、充分な確認・検証を行ったうえで、加工してください。

金型・部品加工業専門コンサルティングからのご案内

「金型メーカー・機械加工業のための自己診断ハンドブック」が発売されました!

自己診断ハンドブックの販売

私がコンサルティングの初回訪問時や、無料診断サービスにおいて、訪問先企業の製造現場で確認する項目を解析付きで紹介しています。

金型メーカーや部品加工メーカーに皆さまに、自社をセルフチェック自己診断)するために使っていただければと思っております。

くわしくはこちらのページからどうぞ。

ホームページの技術コラム本の第3巻が発売されました!

第3巻の表紙

設計部署や製造現場、管理部署にぜひ一冊。

経営者や部長などマネージャー職の方々から、悩める現場リーダーへのプレゼントにも最適です。

くわしくはこちらのページからどうぞ。

オーダーメイドの社内教育マニュアルを作成いたします

当事務所では、企業さま独自の社内教育マニュアル作成代行しております。

サンプルページ_1
サンプルページ_2
サンプルページ_3
  • 研修機関や工作機械メーカーで受ける基礎講習の先の応用的な内容を社内教育マニュアルにしたい
  • 社内の設計や加工ノウハウについて、作業者ごとバラバラでベストな条件での標準化ができていないので何とかしたい
  • 社内のベテランしかできない加工や設計があり、それを引退前に後輩に伝授しなくてはいけない
  • エース社員やベテラン固有の技術をノウハウ化したい
  • 現状男性の職人さんしか対応できない設計やCAMの作業を、女性パート社員さんでも対応できるようマニュアル化と標準化を図りたい

といった様々なご要望を受け付けております。

当事務所では、一定のヒアリングと現状把握をさせていただいたのち、御社の教科書として、今後長きに渡って受け継いでいけるオリジナルの社内マニュアルを代行して作成しております。

詳しくは、こちらのご案内ページからご確認ください。

CAMや設計パソコン用のデスクトップ壁紙を販売いたします

当事務所のコラムを読んでくださっているユーザー様へ、日ごろのご愛顧の感謝を込めて、CAMや設計でお使いになられているパソコン用のデスクトップ壁紙を販売させていただきます。

今回の壁紙は、お忙しい皆さまに、後工程へアウトプットする直前にお使いいただくチェックシートとしてご活用いただけます。

デスクトップ壁紙は、以下の4種類があります。

金型・部品加工業専門コンサルティングの壁紙

詳しくは、こちらのご案内ページからご確認ください。

4コマ漫画ギャラリーを開設しました

コラムページにプロローグとして添付している4コマ漫画を集めたページを開設しました。

4コマ漫画ギャラリー

こちらをクリックすると入れます

コラム投稿者

金型・部品加工業 専門コンサルティング
代表:村上 英樹(中小企業診断士)
愛知県刈谷市 TEL 0566-21-2054

よかったらシェアしてね!
目次
閉じる