極限成形システム研究室 加藤 勇希

部分圧縮によって加工硬化されたブランクの 絞り加工の有限要素シミュレーション

海外生産の増加 現地材料でのプレス成形

ロット間のばらつき：大

ロットを変えると成形困難 割れ発生

部分圧縮による 割れ部分の変形抑制

部分圧縮によって加工硬化されたブランクの絞り加工の

シミュレーションを行い，実験と比較する

目的 絞り

変形集中 割れ

板厚のばらつき

1．ブランクの部分圧縮加工

2．部分圧縮されたブランクの 絞り加工

部分圧縮によって加工硬化されたブランクの 絞り加工の有限要素シミュレーション

ブランクの部分圧縮加工

(b) 部分圧縮あり

部分圧縮されたブランク

割れ 抑制

ブランク パンチ しわ押え

ダイス

割れ

(a) 部分圧縮なし

ブランクの部分圧縮加工条件

（a）圧縮金型 （b）ブランク圧縮範囲

ブランク

しわ押え

割れ

絞り加工 圧縮箇所

ダイス

パンチ しわ押え力

0.55kN 7

15°

φ38.2

φ34

15

ダイス

ブランク

1.5

ストッパー

圧縮範囲

球頭パンチ

しわ押え R

しわ押え 15

φ4

ブランク A1050-O材 変形抵抗 σ=142ε0.28MPa

圧縮率 r = t0

t0 - t

R= 5，10，15mm

R

部分圧縮のシミュレーション

計算ソフト 解析条件 金型 ブランク

DEFORM 3D 1/2分割モデル

剛体 弾塑性体

ブランクの要素数 16454

摩擦係数 0.3

球頭パンチ しわ 押え

ブランク

ダイス

R =5mm，r =24%における部分圧縮後の

板厚・強度変化率分布

0

板厚・強度変化率

/%

15 20 30 5 25

-10

0

50

-20

-40

40

ブランク

x

強度=板厚×変形抵抗 [MPa・mm]

30

20

10

-30

強度

板厚

ブランク中心からのx方向距離 /mm 10

実験

計算

圧縮率 r = t0

t0 - t

部分圧縮によって加工硬化されたブランクの 絞り加工の有限要素シミュレーション

1．ブランクの部分圧縮加工

2．部分圧縮されたブランクの 絞り加工

絞りのシミュレーション

パンチ

ダイス

しわ押え

ブランク

計算ソフト 解析条件 金型 ブランク

DEFORM 3D 1/2分割モデル

剛体 弾塑性体

ブランクの要素数 16454

摩擦係数 0.2

絞りのシミュレーション

絞りのシミュレーション

割れ

R =5mm，r =24%における

絞り荷重とストロークの関係

割れ

0

絞り荷重

/kN

12 10 14 2 16 4 6 8

4

10

12

圧縮なし

ストローク /mm

2

6

8

圧縮あり

0

破断時ストローク変化率

/%

25 20 30

6.0

圧縮率r /%

2.0

-6.0

-4.0

-2.0

R15 R10

R5

R15

R10

R5

15 35

4.0 実験

計算

圧縮なし

部分圧縮されたブランクの絞り加工における 破断時ストロークに及ぼすパンチ半径の影響

破断時

ストローク

1．球頭パンチを用いて部分圧縮することで圧縮部の強度が増加した．

2．球頭パンチで部分圧縮したブランクを絞り加工

すると，部分圧縮していないブランクと比べて，破断時ストロークが約3%増加した．

まとめ