スプリングバック補正は、金属成形において、成形工具から金属片を取り出した後の最終形状が所望の形状であることを保証するために用いられる。通常、金属を室温で成形する場合、塑性変形と弾性変形の両方を受ける。金属ワークピースを工具または成形装置から取り外すと、弾性変形は解除され、塑性変形のみが残る。そのため、ワークピースは元の位置と成形時の位置の間の位置に「スプリングバック」する。[1]通常、スプリングバック補正は、スプリングバックの大きさに対応する量だけ材料を過剰に曲げることによって実現される。
金属を曲げる場合、スプリングバックの補正はワークピースを金型にさらに押し込むことによって行われます。絞りなどの他の板金成形操作では、部品の予定形状を超えて板金を変形させることにより、部品の弾性変形が解放されたときに、その部品の塑性変形によって部品の目的の形状が得られます。複雑なツールの場合、スプリングバックはエンジニアリングおよび構築段階で考慮する必要があります。複雑なソフトウェアシミュレーションがよく使用されますが、目的の結果を得るには十分ではないことがよくあります。このような場合、試行錯誤と経験を使用して実際の実験が行われ、プロセスが修正されます。ただし、影響するすべての要因が同じである場合にのみ、プロセスの結果は安定します。[2]これらには、降伏強度、化学組成、老化プロセス、ワークピースの構造、ツールの摩耗、成形プロセス中の温度と変形率などが含まれます。
最終成形品のスプリングバック評価は困難な問題であり、成形形状の複雑さに影響を受けます。NUMISHEET 93会議のベンチマーク問題は、3つの測定パラメータを用いたUチャンネルの引張曲げです。より複雑な形状に対してはパラメータレスアプローチが提案されていますが、検証が必要です。[3]
パラメトリック有限要素解析は、スプリングバックを予測するための人工知能（ROM-AI）に基づく低次元モデルの作成に使用できます。[4]
実例: スプリングバック補正機能を備えた電子曲げツール
電気アセンブリの製造では、銅とアルミニウムを用いて平らな部品を製造します。銅とアルミニウムの機械的特性は大きく異なるため、同じ寸法特性を実現するには、異なるプログラム可能な入力が必要です。
板材の曲げ加工には、曲げ角度を一つ一つ測定し、スプリングバックを補正する技術が不可欠です。これにより、板材の曲げ角度を真に正確に測定できます。これは、電子角度測定技術を備えた曲げプリズムを使用することで実現します。曲げ加工中、材料を支える2つの平らなボルトが回転します。ボルトは角度センサーに直接接続されています。そして、コンピューター、つまり機械制御装置が必要な最終ストロークを計算します。材料の種類に関わらず、すべての曲げ加工においてスプリングバックが補正されます。
測定精度が0.1°の場合、最初のワークピースで+/- 0.2°という高い角度精度が即座に達成され、手直しは不要です。調整が不要なため、材料の無駄とセットアップ時間が大幅に削減されます。1つの材料ピース内でのばらつきも自動的に調整されます。
参照
参考文献
- ^ F. Hosford, William; Caddel, Robert M. (2014). Metal Forming: Mechanics and Metallurgy (第4版). Cambridge University Press. pp. 199– 209. ISBN 9781107004528。
- ^ Optimierung der Produkt- und Prozessentwicklung。チューリッヒ工科大学。 1999.p. 67.ISBN 978-3728126962。
- ^ Raghavan; et al. (2013年9月). 「形状多様体を用いたレベルセット補間による深絞り工程におけるスプリングバックの数値評価」. International Journal of Material Forming . 7 (4): 487– 501. doi :10.1007/s12289-013-1145-8. S2CID 255585418.
- ^ Spathopoulos SC, Stavroulakis GE. 有限要素解析と人工ニューラルネットワークアプローチに基づく板金成形におけるスプリングバック予測. 応用力学. 2020; 1(2):97-110. https://doi.org/10.3390/applmech1020007
- M. Weck: Werkzeugmaschinen Maschinenarten und Anwendungsbereiche (VDI-Buch Springer Vieweg Verlag、2005 年 8 月 6 日 (2005 年 8 月 2 日)、ISBN 3540225048
- EHRT:パンフレット 曲げ機械と工具。、ラインブライトバッハ、2012年。
