Способ штамповки (варианты) и устройство для штамповки (варианты)

Способ штамповки (варианты) и устройство для штамповки (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для штамповки, например, тонкой пластины, и в частности к устройству и способу для штамповки, которые измеряют деформацию инструмента, возникающую при прессовании.

При прессовании усилие штамповки от устройства пресса, сила противодействия материала, подлежащего обработке, реакция деформации и т.п. действуют на инструмент, и инструмент упруго деформируется. Такая упругая деформация называется деформацией инструмента.

На фиг.25 показано концептуальное представление деформации инструмента, возникающей при выполнении штамповки в прессе, состоящем из пуансона 2, матрицы 7 и держателя 4 для заготовки. Сплошная линия показывает внешнюю форму инструмента до выполнения штамповки, а пунктирная линия показывает внешнюю форму инструмента, если инструмент упруго деформируется при штамповке. На фиг.25 деформация показывается особо подчеркнуто, но величина упругой деформации в диапазоне нагрузки фактического формования составляет приблизительно несколько микрометров.

На фиг.25 показана только деформация пуансона 2, матрицы 7 и держателя 4 для заготовки, хотя, если быть точным, упругая деформация предположительно также происходит по отношению к другим элементам устройства пресса, таким как ползун пресса и направляющий элемент. Однако считается, что доминирующей упругой деформацией в явлении формования прессованием является деформация пуансона, матрицы и держателя заготовки, и в дальнейшем в качестве деформации инструмента будет обсуждаться упругая деформация, касающаяся трех элементов: пуансона, матрицы и держателя заготовки.

Возникновение деформации инструмента снижает точность размеров штампуемого изделия. Величина деформации и распределение деформации штампуемого изделия вследствие деформации инструмента изменяются в соответствии с усилием штамповки от устройства пресса, силой противодействия материала, подлежащего обработке, сопротивлением деформации и т.п. Следовательно, деформация инструмента изменяется вследствие изменения различных условий, таких как устройство пресса, форма инструмента, качество материала, подлежащего обработке, форма материала, подлежащего обработке, смазка и усилие штамповки, и изменение деформации инструмента вызывает неравномерность качества между штампуемыми деталями. В прогнозировании формования по способу конечных элементов или подобному в рассмотрение не может приниматься деформация инструмента вследствие невозможности выполнения вычислений и т.п., и, следовательно, деформация инструмента затрудняет прогнозирование формования по способу конечных элементов.

В качестве устройства, предназначенного для управления (контролирования) деформацией инструмента, в публикации выложенной заявки на патент Японии № Hei 5-337554 (далее Документ 1) раскрыто устройство для корректирующего полуотпускания прессового тормоза в листогибочном (фрикционном) прессе, который изгибает деталь между пуансоном и матрицей посредством действия пуансона, прикрепленного к верхней траверсе, и матрицы, прикрепленной к нижней траверсе, чтобы входить в соприкосновение и отделяться друг от друга, и устройство включает в себя множество датчиков деформации для верхней траверсы, расположенных вдоль продольного направления верхней траверсы и выявляющих деформацию только верхней траверсы, множество датчиков деформации для нижней траверсы, расположенных вдоль продольного направления нижней траверсы и выявляющих деформацию нижней траверсы, множество исполнительных устройств, которые расположены равномерно между нижней траверсой и нижним инструментом или между верхней траверсой и верхним инструментом вдоль направления линии изгиба и прикладывают усилие штамповки в вертикальном направлении по отношению к нижнему инструменту или верхнему инструменту, и управляющее средство, которое после начала прессования останавливает на части пути опускание верхней траверсы до завершения прессования, во время состояния останова извлекает выводимые данные измерений датчика деформации для верхней траверсы и датчика деформации для нижней траверсы, вычисляет величину деформации верхней траверсы и нижней траверсы на основании соответственных выводимых данных измерений, на основании вычисленных значений управляет возбуждением множества исполнительных устройств с тем, чтобы величины деформации верхней траверсы и нижней траверсы были надлежащими значениями, и после этого проводит управление повторным запуском управления прессованием. Посредством этого должно получаться формованное изделие, имеющее равномерный угол изгиба по всей длине.

В публикации выложенной заявки на патент Японии № Hei 9-29358 (далее Документ 2) раскрыт инструмент пресса в виде инструмента для штамповки, отличающегося включением в состав средства регистрации нагрузки, средства регистрации величины хода, средства регистрации частоты прессования, средства регистрации нагрева инструмента, модели прогнозирования деформации, составленной из одиночной модели или нескольких моделей в составе модели абразивного износа инструмента, модели температурной деформации инструмента, модели деформации инструмента под действием нагрузки, модели температурной деформации материала, подлежащего обработке, и модели упругого последействия материала, подлежащего обработке, генератора сигнала многомерного управления и устройства возбуждения, которое деформирует внутреннюю стенку формующей углубленной части (детали). Таким образом, должно получаться изделие, имеющее высокоточные размеры и форму.

В публикации выложенной заявки на патент Японии №2004-249365 (далее Документ 3) раскрыто устройство для штамповки, которое не управляет деформацией инструмента, но отличается наличием пуансона, матрицы и держателя заготовки, средства измерения силы абразивного износа, закрепленного между матрицей и держателем для заготовки, и средства регулировки усилия держателя заготовки. Таким образом, может применяться надлежащая сила трения без обращения к изменчивому фактору, такому как смазывающая способность между инструментом и обрабатываемой деталью и характеристика поверхности, и должно обеспечиваться должное штампуемое изделие независимо от неравномерности характеристик материала и изменения окружающей среды.

В Документе 1 раскрыто изобретение, относящееся к устройству с наличием функции измерения деформации инструмента за исключением того, что для гибочного пресса обеспечивается датчик деформации траверсы вдоль продольного направления траверсы. Следовательно, чтобы проводить управление качеством с высокой точностью при штамповке, используя инструмент, имеющий более сложную форму, чем траверса (гибочная балка) для гибочного пресса, изобретение согласно Документу 1 не может в достаточной степени измерять деформацию инструмента, возникающую в инструменте, имеющем сложную форму, и конструкция согласно Документу 1 не является достаточной.

Дополнительно, в Документе 1 раскрыто устройство, управляющее деформацией инструмента, хотя компоненты регистрации (измерения) деформации, используемые для регистрации деформации верхних и нижних траверс листогибочного пресса, установлены на верхних и нижних траверсах, при этом исполнительное устройство, используемое для управления деформацией верхней и нижней траверс, устанавливается между нижней траверсой и нижним инструментом или между верхней траверсой и верхним инструментом, и позиции регистрации деформации и управления деформацией отличаются.

Соответственно, если конструкция согласно Документу 1 применяется по отношению к инструменту, имеющему форму, более сложную, чем инструмент для листогибочного пресса, например к инструменту для вытяжки, управление деформацией посредством исполнительного устройства оказывает влияние не только на величину деформации в позиции регистрации величины деформации, подлежащей управлению, но также и на величину деформации в позиции регистрации величины деформации, которой не требуется управлять, и, следовательно, становится низким отношение (S/N) сигнал-шум в качестве контрольного. Дополнительно, при штамповке с помощью инструмента, имеющего усложненную форму, действующее на инструмент распределение контактного давления не является однородным, и распределение величины деформации, имеющее место по отношению к инструменту, является усложненным. Соответственно, требуемая контрольная величина деформации различается в соответствии с позицией регистрации величины деформации. Следовательно, в устройстве согласно Документу 1 затруднено управление исполнительным устройством для управления контрольной величиной деформации по отношению к требуемой величине.

Дополнительно, в конструкции согласно Документу 1 выполнение штамповки временно останавливается в течение штамповки, в состоянии останова регистрируются величины деформации верхней и нижней траверс, причем управление исполнительным устройством ведется с тем, чтобы величины деформации верхней и нижней траверс стали надлежащими значениями, и после этого повторно запускается выполнение штамповки. Однако, в отличие от штамповки, основным образом состоящей из гибки, как в случае гибочного пресса, в вытяжке сила трения между материалом, подлежащим обработке, и инструментом значительно отличается от силы трения при штамповке, если выполнение штамповки промежуточно прерывается. Следовательно, при использовании конструкции согласно Документу 1 к вытяжке измеренная величина деформации инструмента отличается от величины деформации инструмента в течение выполнения штамповки, и ухудшается точность регулирования.

Дополнительно, в конструкции согласно Документу 1 работа должна временно останавливаться в течение штамповки, и продолжительность цикла штамповки ухудшается из-за выполнения управления в соответствии с конструкцией согласно Документу 1.

В Документе 2 раскрыто устройство, осуществляющее управление деформацией инструмента. Это устройство использует модель прогнозирования деформации, которая прогнозирует состояние деформации инструмента и материала, подлежащего обработке, на основании уменьшения толщины, выявленного средством регистрации хода, нагрузки, выявленной средством регистрации нагрузки, и нагрева, выявленного средством регистрации нагрева инструмента, и исходя из результата прогнозирования оценивает величину коррекции формы формующей углубленной части, требуемой для получения изделия заданного размера и формы, для того, чтобы выполнить управление. Состояние деформации инструмента является результатом прогнозирования, использующего модель, а не является непосредственно измеренным.

В Документе 3 раскрыт принцип прямого измерения силы трения. То есть плоская пластина и держатель заготовки скрепляются с помощью болта или подобного, чтобы поместить между ними элемент измерения деформации, и когда обрабатываемая деталь зажата между матрицей и плоской пластиной и скользит в этом состоянии, происходит деформация сдвига по отношению к элементу измерения деформации, так что может быть измерена сила трения. Это подразумевает измерение силы трения путем установки некоторой конструкции в держателе для заготовки или матрице, но не измеряет непосредственно деформацию инструмента для держателя заготовки или матрицы.

Чтобы проводить управление качеством с высокой точностью, необходимо измерять деформацию инструмента непосредственно для пуансона, матрицы и держателя заготовки, и для достижения этой цели устройства согласно Документам 1-3 не являются достаточными.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа для штамповки, которые позволяют осуществлять управление деформацией инструмента при штамповке и имеют высокую точность и высокую применимость. В частности, настоящее изобретение относится к устройству и способу для штамповки, которые измеряют деформацию инструмента, имеющую место при работе пресса.

Для решения указанной задачи согласно первому аспекту настоящего изобретения создано устройство для штамповки, содержащее пуансон; матрицу, выполненную с возможностью перемещения относительно пуансона; средство измерения величины деформации, которое обеспечивается внутри элемента, подлежащего управлению, и выполнено с возможностью измерения величины деформации элемента, подлежащего управлению, которая возникает в соответствии с выполнением штамповки, когда пуансон и/или матрица становится элементом, подлежащим управлению; и средство управления величиной деформации, которое обеспечивается в элементе, подлежащем управлению, и выполнено с возможностью осуществления управления величиной деформации элемента, подлежащего управлению, возникающей в соответствии с выполнением штамповки, при этом средство измерения величины деформации и средство управления величиной деформации расположены относительно друг друга на расстоянии от 1 до 1000 мм внутри подлежащего управлению элемента на расстоянии от его поверхности от 1 до 500 мм.

Предпочтительно средство управления величиной деформации выполнено с возможностью управления величиной деформации элемента, подлежащего управлению, с тем, чтобы величина деформации, измеренная посредством средства измерения величины деформации, находилась в заданном диапазоне при штамповке.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит вычислитель силы трения, который выполнен с возможностью вычисления, на основании величины деформации, измеренной средством измерения величины деформации, силы трения, возникающей во время скольжения элемента, подлежащего управлению, и материала, подлежащего обработке.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит первый вычислитель величины упругого последействия, который выполнен с возможностью вычисления величины упругого последействия формы штампуемого изделия на основании силы трения, вычисленной вычислителем силы трения.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит второй вычислитель величины упругого последействия, который выполнен с возможностью вычисления величины упругого последействия формы штампуемого изделия на основании величины деформации, измеренной средством измерения величины деформации.

Предпочтительно средством измерения величины деформации является пьезоэлектрический датчик.

Предпочтительно средством управления величиной деформации является пьезоэлектрическое исполнительное устройство.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения создан способ штамповки с использованием вышеописанного устройства для штамповки, при котором управляют величиной деформации элемента, подлежащего управлению, посредством средства управления величиной деформации таким образом, чтобы величина деформации, измеренная средством измерения величины деформации, находилась в заданном диапазоне при штамповке.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения создано устройство для штамповки, содержащее пуансон; матрицу, выполненную с возможностью перемещения относительно пуансона; держатель заготовки, выполненный с возможностью приложения силы удержания заготовки к материалу, подлежащему обработке; средство измерения величины деформации, которое обеспечивается внутри элемента, подлежащего управлению, и выполнено с возможностью измерения величины деформации элемента, подлежащего управлению, которая возникает в соответствии с выполнением штамповки, когда пуансон, и/или матрица, и/или держатель заготовки становится элементом, подлежащим управлению; и средство управления величиной деформации, которое обеспечивается в элементе, подлежащем управлению, и выполнено с возможностью осуществления управления величиной деформации элемента, подлежащего управлению, возникающей в соответствии с выполнением штамповки, при этом средство измерения величины деформации и средство управления величиной деформации расположены относительно друг друга на расстоянии от 1 до 1000 мм внутри подлежащего управлению элемента на расстоянии от его поверхности от 1 до 500 мм.

Предпочтительно средство управления величиной деформации выполнено с возможностью управления величиной деформации элемента, подлежащего управлению, с тем, чтобы величина деформации, измеренная посредством средства измерения величины деформации, находилась в заданном диапазоне при штамповке.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит вычислитель силы трения, который выполнен с возможностью вычисления, на основании величины деформации, измеренной средством измерения величины деформации, силы трения, возникающей во время скольжения элемента, подлежащего управлению, и материала, подлежащего обработке.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит первый вычислитель величины упругого последействия, который выполнен с возможностью вычисления величины упругого последействия формы штампуемого изделия на основании силы трения, вычисленной вычислителем силы трения.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит второй вычислитель величины упругого последействия, который выполнен с возможностью вычисления величины упругого последействия формы штампуемого изделия на основании величины деформации, измеренной средством измерения величины деформации.

Предпочтительно средством измерения величины деформации является пьезоэлектрический датчик.

Предпочтительно средством управления величиной деформации является пьезоэлектрическое исполнительное устройство.

Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения создан способ штамповки с использованием описанного выше устройства для штамповки, при котором управляют величиной деформации элемента, подлежащего управлению, посредством средства управления величиной деформации таким образом, чтобы величина деформации, измеренная средством измерения величины деформации, находилась в заданном диапазоне при штамповке.

Таким образом, согласно изобретению созданы устройства и способ для штамповки, которые обеспечивают управление деформацией инструмента при выполнении штамповки и имеют высокую точность и высокую применимость.

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - схематический вид устройства для штамповки, имеющего средство измерения величины деформации;

фиг.2А - подробный вид ситуации установки средства измерения величины деформации;

фиг.2В - вид матрицы в разрезе;

фиг.2С - вид сбоку средства измерения величины деформации и заглушки;

фиг.3 - схематический вид устройства для штамповки, имеющего несколько средств измерения величины деформации;

фиг.4 - подробный вид ситуации установки средства измерения величины деформации с фиг.3;

фиг.5 - схематический вид устройства для штамповки, имеющего два объекта из матрицы и пуансона в качестве объектов, подлежащих управлению, и имеющего средства измерения величины деформации в объектах, подлежащих управлению;

фиг.6 - схематический вид устройства для штамповки, имеющего три объекта из матрицы, пуансона и держателя заготовки в качестве объектов, подлежащих управлению, и имеющего средства измерения величины деформации в объектах, подлежащих управлению;

фиг.7 - схематический вид устройства для штамповки, имеющего средство измерения величины деформации и средство управления величиной деформации;

фиг.8 - подробный вид ситуации установки средства измерения величины деформации и средства управления величиной деформации с фиг.7;

фиг.9 - схематический вид устройства для штамповки, имеющего средство измерения величины деформации, средство управления величиной деформации и средство вычисления силы трения;

фиг.10 - вид, показывающий пример расположения средств измерения величины деформации с фиг.9;

фиг.11 - схема для пояснения одного примера вычислительной обработки средством вычисления силы трения;

фиг.12 - схематический вид устройства для штамповки, имеющего средство измерения величины деформации, средство управления величиной деформации, средство вычисления силы трения и первое средство вычисления величины упругого последействия;

фиг.13 - схематический вид устройства для штамповки, имеющего средство измерения величины деформации, средство управления величиной деформации и второе средство вычисления величины упругого последействия;

фиг.14 - блок-схема для пояснения процедуры действия устройства для штамповки согласно настоящему изобретению, которое осуществляет управление величиной деформации;

фиг.15 - общий вид штампуемого изделия при его штамповке из квадратного столбчатого элемента;

фиг.16 - общий вид другого штампуемого изделия при его штамповке из квадратного столбчатого элемента;

фиг.17 - вид, иллюстрирующий способ установки средства измерения величины деформации и средства управления величиной деформации;

фиг.18 - вид, показывающий направление установки средства измерения величины деформации и средства управления величиной деформации;

фиг.19 - вид, иллюстрирующий способ установки средства измерения величины деформации и средства управления величиной деформации;

фиг.20 - вид, иллюстрирующий способ установки средства измерения величины деформации и средства управления величиной деформации по отношению к пуансону;

фиг.21 - вид, иллюстрирующий способ установки средства измерения величины деформации и средства управления величиной деформации;

фиг.22 - вид, показывающий направление установки средства измерения величины деформации и средства управления величиной деформации;

фиг.23 - схематический вид устройства для штамповки, имеющего средство измерения величины деформации, средство управления величиной деформации и средство вычисления силы трения;

фиг.24 - вид в увеличенном масштабе области вблизи монтажной позиции элемента измерения величины деформации; и

фиг.25 - концептуальное представление деформации инструмента.

Теперь со ссылкой на чертежи будет описан подробно наилучший вариант осуществления настоящего изобретения.

Первый вариант осуществления изобретения

На фиг.1 показан схематический вид примера устройства для штамповки согласно первому варианту осуществления. Пуансон 2 крепится на плите-держателе 1 устройства пресса, а матрица 7 крепится к верхней направляющей 6, которая приводится в действие средством 5 регулирования нагрузки/скорости для штамповки, соответственно. Ссылочная позиция 10 на чертеже обозначает тонкую пластину, которая является материалом, подлежащим обработке.

На фиг.1 в качестве элемента, подлежащего управлению, выбрана матрица 7, и в ней установлено средство 8 измерения величины деформации.

На фиг.2А показана в увеличенном масштабе область вблизи местоположения установки средства 8 измерения величины деформации. В качестве одного примера способа установки средства 8 измерения величины деформации, как показано в схематическом виде на фиг.2В, в матрице 7 выполняется отверстие, которое не проходит сквозь матрицу 7, и в отверстии нарезается винтовая внутренняя резьба; далее, в основание отверстия помещается средство 8 измерения величины деформации, показанное на фиг.2С, и прикладывается осевая сила заглушки для прессовой посадки в него. В случае, когда средство 8 измерения величины деформации устанавливается диагонально, как показано на фиг.2А, или подобно, осуществляется заполнение воздушного зазора, чтобы сделать поверхность однородной, как необходимо.

Средство 8 измерения величины деформации устанавливается внутри элемента, подлежащего управлению, с тем, чтобы позиция измерения величины деформации находилась на ds [мм] от поверхности инструмента. Желательно, чтобы значение ds [мм] находилось в диапазоне от 1 до 500 [мм].

Средство 8 измерения величины деформации устанавливается внутри элемента, подлежащего управлению, из условия, чтобы направление измерения величины деформации было выражено посредством вектора, имеющего компоненты (xs, ys, zs) в произвольной ортогональной системе координат с позицией измерения величины деформации в качестве начала координат. В этом случае xs, ys и zs находятся, соответственно, в диапазоне от -1 до 1 и выражаются согласно нижеследующему математическому выражению (1):

На фиг.1 показан случай, когда в элементе, подлежащем управлению, установлено одно средство 8 измерения величины деформации, хотя в элементе, подлежащем управлению, может быть установлено несколько средств 8 измерения величины деформации. На фиг.3 приведен пример, в котором показаны установленными несколько средств 8 измерения величины деформации. Фиг.3 является сходной с фиг.2, за исключением того, что в элементе, подлежащем управлению, устанавливаются два средства 8 измерения величины деформации.

На фиг.4 показана в увеличенном масштабе область вблизи местоположения установки средства 8 измерения величины деформации согласно фиг.3. Позиции измерения величины деформации и направление измерения величины деформации для нескольких средств 8 измерения величины деформации могут быть определены независимо соответствующим образом.

На фиг.1 в качестве элемента, подлежащего управлению, выбрана матрица 7, но требуется, чтобы, по меньшей мере, один объект из матрицы 7 или пуансона 2 был выбран в качестве элемента, подлежащего управлению. На фиг.5 показан случай, когда как матрица 7, так и пуансон 2 выбраны в качестве элементов, подлежащих управлению.

Второй вариант осуществления изобретения

На фиг.6 показан схематический вид примера устройства для штамповки согласно второму варианту осуществления изобретения. Пуансон 2 крепится на плите-держателе 1 устройства пресса, держатель 4 для заготовки крепится к средству 3 регулирования усилия держателя заготовки, а матрица 7 крепится к верхней направляющей 6, которая приводится в действие средством 5 регулирования нагрузки/скорости для штамповки.

Согласно фиг.6 три объекта из матрицы 7, пуансона 2 и держателя 4 для заготовки выбраны в качестве элементов, подлежащих управлению, и средства 8 измерения величины деформации установлены в их соответственных внутренних частях. Требуется, чтобы, по меньшей мере, один любой объект из матрицы 7, пуансона 2 и держателя 4 для заготовки был выбран в качестве элемента, подлежащего управлению.

Третий вариант осуществления изобретения

На фиг.7 показан схематический вид примера устройства для штамповки согласно третьему варианту осуществления. Как на фиг.6, пуансон 2 крепится на плите-держателе 1 устройства пресса, держатель 4 для заготовки крепится к средству 3 регулирования усилия держателя заготовки, а матрица 7 крепится к верхней направляющей 6, которая приводится в действие средством 5 регулирования нагрузки/скорости инструмента.

Согласно фиг.7 три объекта из матрицы 7, пуансона 2 и держателя 4 для заготовки выбраны в качестве элементов, подлежащих управлению, и средство 8 измерения величины деформации и средство 9 управления величиной деформации установлены в их внутренних частях, соответственно.

На фиг.8 показаны подробности ситуации установки средства 8 измерения величины деформации и средства 9 управления величиной деформации согласно фиг.7. Способ установки средства 8 измерения величины деформации является таким же, как описано со ссылкой на фиг.2А-2С. В качестве способа установки средства 9 управления величиной деформации также имеется способ расточки высверленного отверстия, которое не проходит насквозь, и прессовой посадки средства 9 управления величиной деформации посредством заглушки, как описано со ссылкой на фиг.2А-2С, в качестве одного примера.

Средство 9 управления величиной деформации устанавливается внутри элемента, подлежащего управлению, из условия, чтобы позиция управления величиной деформации была на da [мм] от поверхности инструмента. Желательно, чтобы значение da [мм] находилось в диапазоне от 1 до 500 [мм].

Дополнительно, средство 9 управления величиной деформации устанавливается внутри элемента, подлежащего управлению, с тем, чтобы направление управления величиной деформации было выражено вектором с компонентами, являющимися (ха, уа, za) в произвольной ортогональной системе координат с позицией управления величиной деформации в качестве начала координат. В этом случае ха, уа и za находятся соответственно в диапазоне от -1 до 1 и выражаются согласно нижеследующему математическому выражению (2):

Когда желательно, чтобы величина деформации, измеренная средством 8 измерения величины деформации, управлялась средством 9 управления величиной деформации, средство 9 управления величиной деформации устанавливается так, чтобы между позицией измерения величины деформации, подлежащей управлению, и позицией управления величиной деформации, соответствующей средству 9 управления величиной деформации, было расстояние L [мм]. Желательно, чтобы L [мм] находилось в диапазоне от 1 до 1000 [мм].

В качестве примера способа управления имеется способ выполнения управления величиной возбуждения элемента, подлежащего управлению, с помощью средства 9 управления величиной деформации с тем, чтобы величина деформации, измеренная средством 8 измерения величины деформации, находилась в заданном диапазоне при формовании. В качестве одного конкретного примера, если величина деформации сжатия, измеренная средством 8 измерения величины деформации, при штамповке превышает 110 µε, выполняется управление, чтобы посредством средства 9 управления величиной деформации создать деформацию в направлении нейтрализации величины деформации сжатия, с тем, чтобы величина деформации сжатия, измеренная посредством средства 8 измерения величины деформации, стала 110 µε или менее.

Четвертый вариант осуществления изобретения

На фиг.9 показан схематический вид устройства для штамповки согласно четвертому варианту осуществления. В этом случае выходной сигнал средства 8 измерения величины деформации, установленного, как показано на фиг.7 в устройстве для штамповки, вводится в средство 11 вычисления силы трения. Средство 11 вычисления силы трения вычисляет силу трения, возникающую во время скольжения элемента, подлежащего управлению, и материала, подлежащего обработке, на основании величины деформации, измеренной средством 8 измерения величины деформации.

Средство 11 вычисления силы трения будет описано более подробно со ссылкой на фиг.10 и 11. Согласно фиг.10 средство 8 измерения величины деформации устанавливается внутри матрицы 7 так, чтобы расстояние Ds_x от поверхности держателя удовлетворяло Ds_x=10 мм и расстояние Ds_y от вертикальной стены матрицы удовлетворяло Ds_y=15 мм.

Средство 8 измерения величины деформации устанавливается внутри матрицы 7 так, чтобы направление измерения величины деформации выражалось вектором с компонентами, удовлетворяющими (xs, ys, zs)=(0, 1, 0) в ортогональной системе координат, как показано на чертеже, причем направление высоты формованного изделия задается как X, направление ширины формованного изделия задается как Y, а продольное направление формованного изделия задается как Z при позиции измерения величины деформации в качестве начала координат. То есть средство 8 измерения величины деформации может регистрировать деформацию сжатия и растяжения в направлении Y на чертеже.

Если подлежащий обработке материал 10 штампуется в этом состоянии, то с ходом выполнения штамповки подлежащий обработке материал 10 изгибается на плечевую часть R матрицы 7 и вызывает деформацию сжатия по отношению к плечевой части R матрицы 7. Деформация сжатия плечевой части R матрицы 7 измеряется средством 8 измерения величины деформации и передается на средство 11 вычисления силы трения.

Функция средства 11 вычисления силы трения будет описана с использованием фиг.11. Поскольку вывод от средства 8 измерения величины деформации изменяется по величине в соответствии с единичными ходами для штамповки, как показано на фиг.11, сила трения, возникающая при скольжении матрицы 7 и материала 10, подлежащего обработке, вычисляется путем извлечения величины деформации в (граничном) положении хода S1 в виде «Деформация 1» и величины деформации в положении хода S2 в виде «Деформация 2» и подстановкой этих значений в формулу перевода. В качестве формулы перевода предпочтительно принят способ с использованием анализа методом (FEM) конечных элементов и получения корреляции для установленного значения коэффициента трения в виде FEM-анализа и величины деформации, происходящей по отношению к инструменту, в виде результата анализа согласно аппроксимации полиномами. В качестве одного конкретного примера, оценка выполняется согласно нижеследующей формуле

F_fric: сила [N] трения, имеющая место во время скольжения,

Strain (s) (деформация): величина деформации в положении хода S=dr+dp+r

(dr: заплечик R матрицы, dp: заплечик R пуансона, t: толщина пластины материала, подлежащего обработке),

BHF: сила [N] держателя заготовки.

Пятый вариант осуществления

На фиг.12 показан схематический вид устройства для штамповки согласно пятому варианту осуществления. В этом случае устройство для штамповки выполнено так, чтобы вывод средства 8 измерения величины деформации, установленного так, как в показанном на фиг.7 устройстве для штамповки, вводился в средство 11 вычисления силы трения и сила трения, которая является выводимыми данными средства 11 вычисления силы трения, передавалась в первое средство 12 вычисления величины упругого последействия. Средство 11 вычисления силы трения вычисляет силу трения, возникающую при скольжении элемента, подлежащего управлению, и материала, подлежащего обработке, на основании величины деформации, измеренной в средстве 8 измерения величины деформации, и является таким же, как в четвертом варианте осуществления.

Относительно средства 12 вычисления величины упругого последействия, средство 12 вычисления величины упругого последействия вычисляет величину упругого последействия для штампуемого изделия путем подстановки в формулу перевода (значения) силы трения, которая является выводимыми данными средства 11 вычисления силы трения. В качестве формулы перевода предпочтительно принят способ получения величины упругого последействия путем многократного выполнения для штамповки, исследования корреляции выводимых данных средства 11 вычисления силы трения и формы формуемого изделия и выполнения аппроксимации с использованием полиномиального выражения или подобного. В качестве одного конкретного примера, оценка выполняется согласно нижеследующей формуле.

Δθ_р: величина упругого последействия для угла [град] заплечика матрицы формуемого изделия,

F_fric: сила [N] трения, возникающая во время скольжения.

Шестой вариант осуществления изобретения

На фиг.13 показан схематический вид устройства для штамповки согласно шестому варианту осуществления. В этом случае устройство для штамповки выполнено так, чтобы выводимые данные средства 8 измерения величины деформации, установленного, как показано на фиг.7 в устройстве для штамповки, передавались на второе средство 13 вычисления величины упругого последействия. Второе средство 13 вычисления величины упругого последействия вычисляет величину упругого последействия формуемого изделия путем подстановки в формулу перевода величины деформации, измеренной с помощью средства 8 измерения величины деформации. В качестве формулы перевода предпочтительно принят способ получения величины упругого последействия путем многократного выполнения для штамповки, исследования корреляции выводимых данных средства 8 измерения величины деформации и формы штампуемого изделия и выполнения аппроксимации с использованием полиномиального выражения или подобного. В качестве одного конкретного примера, оценка выполняется согласно нижеследующей формуле.