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JP2865609B2 - Method for determining shape in pre-process of forged product and method for designing forging die - Google Patents
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JP2865609B2 - Method for determining shape in pre-process of forged product and method for designing forging die - Google Patents

Method for determining shape in pre-process of forged product and method for designing forging die

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JP2865609B2
JP2865609B2 JP4229896A JP4229896A JP2865609B2 JP 2865609 B2 JP2865609 B2 JP 2865609B2 JP 4229896 A JP4229896 A JP 4229896A JP 4229896 A JP4229896 A JP 4229896A JP 2865609 B2 JP2865609 B2 JP 2865609B2
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forged product
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、鍛造品の最終形状
(または中間工程における途中形状)から、それ以前の
工程における中間形状を求める鍛造品の形状決定方法お
よび鍛造用金型の設計方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of determining a shape of a forged product from a final shape of a forged product (or an intermediate shape in an intermediate process) and a method of designing a forging die for obtaining an intermediate shape in a process before that. .

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、鍛造により製品を製作する場合、
その中間工程における中間形状の金型を用いて、段階を
追って鍛造作業が行われている。
2. Description of the Related Art Usually, when a product is manufactured by forging,
Forging work is performed step by step using a mold having an intermediate shape in the intermediate process.

【0003】そして、従来、中間形状は、製品形状すな
わち鍛造終了後の最終形状から、熟練技術者の経験と勘
に基づき想定されていた。勿論、中間形状から、さらに
その前工程における中間形状を想定する場合も同様であ
る。
[0003] Conventionally, an intermediate shape has been assumed based on the experience and intuition of a skilled technician from the product shape, that is, the final shape after completion of forging. Of course, the same applies when assuming an intermediate shape in the preceding process from the intermediate shape.

【0004】具体的に説明すれば、鍛造作業において
は、ビレットからの体積配分を容易にする潰し鍛造、荒
地型を用いて予備的な成形を行う荒打ちおよび仕上げ型
を用いて最終的な成形を行う仕上げ打ちとが順番に行わ
れる。したがって、前工程での形状、例えば仕上げ形状
(仕上げ打ち後の形状)から荒地形状(荒打ち後の形
状、すなわち仕上げ打ち前の形状)を正しく求める必要
がある。
More specifically, in the forging operation, crushing forging for facilitating volume distribution from a billet, preliminary forming using a rough land mold, and final shaping using a finishing die are performed. Are performed in order. Therefore, it is necessary to correctly determine a rough land shape (a shape after rough striking, that is, a shape before finishing striking) from a shape in a previous process, for example, a finished shape (shape after finishing striking).

【0005】そして、中間工程における各鍛造品の形状
を決定する場合、最終製品の最終形状を、所定の方向例
えば鍛造品の延びる方向に沿って複数に分割した場合の
各分割部毎に、設計者が鍛造後の断面形状と鍛造前(前
工程)の断面形状との間に成立する関係から鍛造前の断
面形状を求め、この求められた各分割部毎の断面形状を
用いて鍛造前での全体形状が求められていた。
[0005] When determining the shape of each forged product in the intermediate step, the final shape of the final product is divided into a plurality of parts along a predetermined direction, for example, a direction in which the forged product extends. The user determines the cross-sectional shape before forging from the relationship established between the cross-sectional shape after forging and the cross-sectional shape before forging (pre-process), and uses the obtained cross-sectional shape for each of the divided parts before forging. The overall shape was required.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、鍛造品の各分
割部ごとに、設計者が、鍛造後と鍛造前との断面の関係
から、鍛造前の形状を求める作業は非常に面倒であり熟
練を要するもので、かつ多くの時間を要し、設計能率を
向上させるにも限界があるという問題があった。
However, for each divided part of the forged product, it is very troublesome for a designer to obtain the shape before forging from the relationship between the cross section after forging and before forging. However, there is a problem that it takes a lot of time, and there is a limit in improving the design efficiency.

【0007】そこで、本発明は、鍛造品の前工程での断
面形状を、容易にかつ短時間に求め得る形状決定方法お
よび鍛造用金型の設計方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a shape determining method and a design method of a die for forging capable of easily and quickly finding a cross-sectional shape of a forged product in a pre-process.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第1の手段は、所定工程での形状が新規な
新鍛造品における前工程での形状を決定する方法であっ
て、まず所定工程に対応する形状が既知である複数の既
鍛造品の形状およびそれぞれにおける前工程での形状を
予め求めておき、次に上記新鍛造品と、各既鍛造品との
類似度を類似度評価式に基づきそれぞれ求め、次にこの
類似度が高い既鍛造品における前工程での形状を、新鍛
造品における前工程での形状として選択し、かつ上記類
似度評価式を、面積比で表される特徴量と、図形の周長
比で表される特徴量と、面積と周長との比で表される特
徴量と、重心を考慮した特徴量と、鍛造型の型割線の類
似性を考慮した評価値とを加えた式とした鍛造品の前工
程での形状決定方法である。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a first means of the present invention is a method for determining the shape in a previous step of a new forged product whose shape in a predetermined step is a new forging. First, the shapes of a plurality of forged products whose shapes corresponding to the predetermined process are known and the shapes in the previous process in each of them are obtained in advance, and then the similarity between the new forged product and each of the forged products is similar. Then, the shape in the previous process of the forged product having the highest similarity is selected as the shape in the previous process of the new forged product , and
The similarity evaluation formula is calculated using the feature quantity expressed by the area ratio and the perimeter of the figure.
The characteristic amount expressed by the ratio and the characteristic amount expressed by the ratio between the area and the circumference
Collection amount, feature amount considering the center of gravity, and the type of forging die parting line
This is a method for determining the shape of a forged product in a previous process, which is obtained by adding an evaluation value in consideration of similarity and an expression .

【0009】また、本発明の第2の手段は、所定工程で
の形状が新規な新鍛造品における前工程での形状を決定
する方法であって、まず所定工程に対応する形状が既知
である複数の既鍛造品の形状およびそれぞれにおける前
工程での形状を予め求めておき、次に上記新鍛造品と、
各既鍛造品との類似度を類似度評価式に基づきそれぞれ
求め、次にこの類似度が高い既鍛造品における前工程で
の形状を複数選択するとともに、この選択された複数の
既鍛造品における前工程での形状を合成することによ
り、新鍛造品における前工程での形状を求める鍛造品の
前工程での形状決定方法である。
[0009] The second means of the present invention, a predetermined process
Shape determines the shape of the new forged product in the previous process
First, a shape corresponding to a predetermined process is known.
The shape of the plurality of forged products and the front in each
The shape in the process is determined in advance, then the new forged product,
The similarity with each forged product is calculated based on the similarity evaluation formula.
Next, in the pre-process of the forged product with a high similarity
By selecting a plurality of shapes of the forged product and combining the shapes of the selected plurality of forged products in the previous process, the shape of the forged product in the front process of the new forged product is determined. It is.

【0010】また、本発明の第3の手段は、上記第2の
手段の構成において、複数の既鍛造品における前工程で
の形状を合成する際に、異なる工程での形状を合成する
鍛造品の前工程での形状決定方法である。
[0010] A third means of the present invention is the forged product according to the second means, wherein the shapes of the plurality of forged products in different steps are combined when combining the shapes in the previous step. Is a method for determining the shape in the previous step.

【0011】また、本発明の第4の手段は、上記第2ま
たは第3の手段の構成において、類似度評価式を、面積
比で表される特徴量と、図形の周長比で表される特徴量
と、面積と周長との比で表される特徴量と、重心を考慮
した特徴量と、鍛造型の型割線の類似性を考慮した評価
値とを加えた式とした鍛造品の前工程での形状決定方法
である。
Further, the fourth means of the present invention is the above-mentioned second means.
Alternatively, in the configuration of the third means, the similarity evaluation expression is represented by a ratio between the feature amount represented by the area ratio, the feature amount represented by the circumference ratio of the figure, and the area and the circumference. This is a method for determining the shape of a forged product in a pre-process, which is a formula in which a feature value, a feature value in consideration of a center of gravity, and an evaluation value in consideration of similarity of a forging die parting line are used.

【0012】さらに、本発明の第5の手段は、上記第1
ないし第4のいずれかの手段における鍛造品の前工程で
の形状決定方法により決定された形状データに基づき、
鍛造用金型の凹面形状を求める鍛造用金型の設計方法で
ある。
Further, the fifth means of the present invention is characterized in that:
Or based on shape data determined by a shape determining method in a preceding step of a forged product in any one of the fourth means,
This is a design method of a forging die for obtaining a concave shape of the forging die.

【0013】上記各手段における形状処理方法による
と、新鍛造品の形状が与えられると、予め記憶されてい
る既鍛造品の形状とが比較されて、類似度が高い既鍛造
品における前工程での形状が、新鍛造品の前工程での形
状とされ、または類似度が高い複数の既鍛造品における
前工程での形状が選択されるとともに、これらの形状が
合成されて、新鍛造品の前工程での形状とされるため、
非常に容易にかつ短時間で、所定の新鍛造品の前工程で
の形状を決定することができる。また、類似度を判断す
る類似度評価式を、面積比、図形の周長比、重心、およ
び鍛造型の型割線の類似性を考慮したものとしているの
で、類似度の判断を良好に行うことができる。
According to the shape processing method in each of the above means, when the shape of a new forged product is given, the shape of the forged product stored in advance is compared with that of the previously forged product, and the shape of the forged product having a high degree of similarity in the previous process is high. The shape of the pre-process of the new forged product is selected or the shape of the pre-process of a plurality of forged products having high similarity is selected, and these shapes are synthesized to form the new forged product. Because it is the shape of the previous process,
It is very easy and in a short time to determine the shape of a given new forging in the pre-process. Also, determine the similarity
The similarity evaluation formula is calculated using the area ratio, perimeter ratio of the figure, center of gravity, and
And the similarity of the parting line of the forging die is taken into account.
Thus, the similarity can be determined satisfactorily.

【0014】また、上記鍛造用金型の設計方法による
と、上記各形状決定方法により求められた新鍛造品の前
工程での形状データを使用することにより、特にコンピ
ュータ装置および三次元CADソフトウエアを使用し
て、形状データを求めることにより、複雑な形状であっ
ても、非常に簡単に金型を設計することができる。
According to the forging die design method, the shape data of the new forged product obtained in the preceding process obtained by each of the above-mentioned shape determining methods is used, and in particular, a computer device and three-dimensional CAD software are used. Is used to determine the shape data, so that a mold can be designed very easily even for a complicated shape.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る鍛造品の前工程での形状決定方法を、図1〜図8に基
づき説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for determining a shape of a forged product in a pre-process according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0016】本発明の要旨は、形状が既知である既鍛造
品の前工程での形状を決定する方法であり、より具体的
には、最終製品である鍛造品(以下、最終鍛造品と称
す)の形状から、その前工程すなわち中間工程での鍛造
品の形状および初期工程でのビレット(以下、中間鍛造
品と称し、これにはビレットをも含むものとする)の形
状を、コンピュータ装置(図8に示す)を使用して、演
算により求める方法である。すなわち、ある鍛造品とそ
の前工程での中間鍛造品との間には、ある種の幾何学的
関係があり、この関係を利用することにより、前工程で
の中間鍛造品の形状が求められることに基づくものであ
る。なお、この形状決定方法は、鍛造品の形状が軸対称
物品である場合に適している。
The gist of the present invention is a method of determining the shape of a forged product having a known shape in a previous process, and more specifically, a forged product as a final product (hereinafter referred to as a final forged product). ), The shape of the forged product in the preceding process, ie, the intermediate process, and the shape of the billet in the initial process (hereinafter, referred to as an intermediate forged product, which includes billets) are converted into a computer device (FIG. 8). This is a method of calculating by calculation using That is, there is a certain geometric relationship between a certain forged product and the intermediate forged product in the previous process, and by using this relationship, the shape of the intermediate forged product in the previous process is determined. It is based on This shape determination method is suitable when the shape of the forged product is an axisymmetric product.

【0017】以下、鍛造品の前工程での形状決定方法
を、図1のフローチャートに基づき説明する。本実施の
形態においては、最終鍛造品の形状からビレットまでの
途中の中間鍛造品、すなわち仕上げ工程での形状(以
下、仕上げ品と称す)、荒打ち工程での形状(以下、荒
打ち品と称す)、潰し工程での形状(以下、潰し品と称
す)および初期工程での形状(ビレットの形状)のデー
タをそれぞれ求める場合について説明する。なお、ここ
で扱う最終鍛造品の形状としては軸対称物品とする。
Hereinafter, a method of determining a shape of a forged product in a pre-process will be described with reference to the flowchart of FIG. In the present embodiment, an intermediate forged product from the shape of the final forged product to the billet, that is, a shape in the finishing process (hereinafter, referred to as a finished product), a shape in the roughing process (hereinafter, referred to as a rough product) The following describes a case in which data of the shape in the crushing step (hereinafter, referred to as a crushed product) and the shape in the initial step (the shape of the billet) are obtained. The shape of the final forged product handled here is an axisymmetric product.

【0018】まず、最終鍛造品をソリッドモデル化した
後(ステップ1)、M=1(このMは、各工程の段階を
示し、その具体的な値とそれに対応する工程を、図1中
のデータベース11内に記述しておく(ステップ2)。
First, after the final forged product is converted into a solid model (step 1), M = 1 (where M indicates the stage of each process, and its specific value and the corresponding process are shown in FIG. 1). It is described in the database 11 (step 2).

【0019】次に、所定の形状処理を行う(ステップ
3)。この形状処理としては、大きく分けて、無次元化
処理および2値化処理があり、以下これらの処理につい
て説明する。
Next, predetermined shape processing is performed (step 3). The shape processing is roughly classified into a dimensionless processing and a binarization processing, and these processings will be described below.

【0020】まず、最終鍛造品を、対称の中心である中
心軸を通る断面で切断して、二次元断面を得る。次に、
この二次元断面の形状データの内、径方向すなわち対称
軸の幅方向については、外径寸法で割って無次元化し、
その外径(直径)を1.0とする。
First, the final forged product is cut at a cross-section passing through the center axis which is the center of symmetry to obtain a two-dimensional cross-section. next,
Of the shape data of this two-dimensional cross section, the radial direction, that is, the width direction of the axis of symmetry, is divided by the outer diameter dimension to make it dimensionless,
The outer diameter (diameter) is set to 1.0.

【0021】また、同様に、二次元断面の形状データの
内、高さ方向についても、外径寸法で割って無次元化す
る。そして、次に形状データの細かい凹凸または模様な
どについては、その中間工程にあってはあまり重要でな
いため、2値化処理を施して単純化する。例えば、切断
した断面を、縦×横=80×50程度のメッシュに分割
し、このメッシュ部分のオン・オフ状態にて形状を表
す。なお、図2に2値化処理を施した鍛造品の形状デー
タの一例を示す(オン・オフ状態を、1と0とで示
す)。
Similarly, of the two-dimensional cross-section shape data, the height direction is also divided by the outer diameter dimension to make it dimensionless. Then, fine irregularities or patterns in the shape data are not so important in the intermediate process, and are simplified by performing a binarization process. For example, the cut cross section is divided into a mesh of about 80 × 50 (vertical × horizontal), and the shape is represented by an on / off state of this mesh portion. FIG. 2 shows an example of shape data of a forged product subjected to the binarization process (ON / OFF states are indicated by 1 and 0).

【0022】次に、K=1とおいた後(ステップ4)、
類似度の計算が行われる(ステップ5)。なお、このK
は、後述するデータベース内に記憶される鍛造品の個
数、すなわち事例数である。
Next, after setting K = 1 (step 4),
Calculation of similarity is performed (step 5). Note that this K
Is the number of forged products stored in a database described later, that is, the number of cases.

【0023】ここで、類似度の処理内容を具体的に説明
する。この類似度は、上述の2値化処理されたデータ
と、データベース11に予め記憶されている形状データ
とが、類似度評価式Se (後述する)に基づくもので、
所定の換算式(後述する)により換算された値Sで表さ
れる。
Here, the processing content of the similarity will be specifically described. This similarity is based on the similarity evaluation expression S e (described later), which is obtained by combining the above-described binarized data and the shape data stored in the database 11 in advance.
It is represented by a value S converted by a predetermined conversion formula (described later).

【0024】この類似度を、分かり易く説明すると、鍛
造品同士を比較する際に、まずそれぞれの形状データを
無次元化処理および2値化処理した後、複数個(例えば
十数個の小領域に分割し、これら各小領域での幾何学的
特徴量、例えば面積比、周長比、周長/面積の比、重心
位置の比などについて計算を行い、鍛造品の各小領域で
の幾何学的類似性を数値化したものである。
To explain the similarity in a manner that is easy to understand, when comparing forged products, first, each shape data is subjected to dimensionless processing and binarization processing, and then to a plurality (for example, a dozen or more small areas). The geometrical features in each of these small areas, such as the area ratio, the circumference ratio, the circumference / area ratio, and the ratio of the center of gravity, are calculated, and the geometrical features in each of the small areas of the forged product are calculated. It is a numerical representation of the chemical similarity.

【0025】すなわち、データベース11内には、複数
(本実施の形態では5個)の最終鍛造品(M=1の場
合)、およびこれに対応する前工程である中間工程での
各形状(M=2〜5)のデータのソリッドデータおよび
形状処理された形状処理データがそれぞれ記憶されてお
り、この形状処理された既鍛造品の形状と、新鍛造品の
形状との類似度が求められる。
That is, in the database 11, a plurality of (five in the present embodiment) final forgings (in the case of M = 1) and the corresponding shapes (M in the intermediate step, which is the preceding step) corresponding to this, are stored. = 2 to 5) and the shape processed data subjected to the shape processing are stored, and the similarity between the shape of the processed forged product and the shape of the new forged product is obtained.

【0026】上述した類似度評価式Se は、二次元断面
における鍛造品(以下、この説明中において、部品と称
す)の形状と、この形状を囲む矩形図形とにより求めら
れるものであり、基本的には、面積比に相当する特徴量
αと、図形の周長比に相当する特徴量βと、面積と周長
との比である特徴量γと、重心を考慮した特徴量λと、
部品の断面積に関する値と、部品の周長Sに関する値
と、鍛造型の型割線の類似性を考慮した評価値ψとを加
えた値として求められる。
The above-described similarity evaluation expression Se is obtained from the shape of a forged product (hereinafter, referred to as a part in this description) in a two-dimensional cross section and a rectangular figure surrounding the shape. Specifically, a feature amount α corresponding to the area ratio, a feature amount β corresponding to the figure circumference ratio, a feature amount γ which is a ratio of the area to the circumference, a feature amount λ considering the center of gravity,
It is determined as a value obtained by adding a value relating to the cross-sectional area of the part, a value relating to the circumference S of the part, and an evaluation value し た in consideration of the similarity of the parting line of the forging die.

【0027】ここで、類似度評価式Se を具体的に示す
と、下記(1) 式で表される。
Here, the similarity evaluation expression Se is specifically shown by the following expression (1).

【0028】[0028]

【数1】 (Equation 1)

【0029】なお、上記(1) 式中、各係数の持つ意味
は、下記の[表1]に示す通りである。
In the above equation (1), the meaning of each coefficient is as shown in Table 1 below.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】ここで、上記(1) 式中の内、部品の特徴量
α,β,γ,λおよびψを、図面に基づき詳細に説明す
る。まず、図3に示すように、部品21を囲む矩形図形
22を考え、この矩形図形22を、さらに部品21の特
徴に合わせて縦横に分割し、この分割された個々の領域
(波線で示す)を小領域23と称し、この小領域23毎
に、部品21の特徴量を抽出する。 特徴量αについて 小領域23内をさらに複数のピクセル(画素ともいう)
に分割し、この小領域23内のピクセル総数(0と1で
示した部分)と、小領域23内のピクセル数(1の記号
で示した部分)との比が特徴量αとされ、下記の(2) 式
で表される。 αi =(小領域内の1のピクセル数)/(小領域内のピクセル総数)・・(2) (i=0〜n:以下、同じ) 特徴量βについて 小領域23の周長(ピクセル数で示される)と、小領域
23内での部品21の周長(ピクセル数で示される)と
の比が特徴量βされ、下記の(3) 式で表される。 βi =(小領域内の部品の周長)/(小領域の周長)・・・(3) 特徴量γについて 小領域23内のピクセル数(1の記号で示した部分)
と、小領域23内の部品21の周長との比が特徴量γと
され、下記の(4) 式で表される。但し、小領域23内の
ピクセル数が0の場合は、γi =0とする。 γi =(小領域内の部品の周長)/(小領域内のピクセル数)・・・(4) 特徴量λについて 図4に示すように、小領域23内の部品21の重心位置
で表される。但し、小領域23内のピクセル数(1の記
号で示した部分)が0の場合は、xgi=0,y gi=0と
する。
Here, in the above equation (1), the feature amount of the part
α, β, γ, λ and ψ will be described in detail based on the drawings.
You. First, as shown in FIG.
Considering this rectangular figure 22,
Divide vertically and horizontally according to the characteristics
(Indicated by a dashed line) is referred to as a small area 23, and for each of the small areas 23.
Next, the feature amount of the component 21 is extracted. Regarding the feature amount α, a plurality of pixels (also referred to as pixels) in the small area 23
And the total number of pixels in this small area 23 (0 and 1
And the number of pixels in the small area 23 (symbol of 1)
Is the feature amount α, and the following equation (2)
It is represented by αi = (Number of pixels in one small area) / (total number of pixels in small area) (2) (i = 0 to n: the same applies hereinafter) Shown) and a small area
The circumference of the part 21 in 23 (indicated by the number of pixels)
Is a feature amount β, and is expressed by the following equation (3). βi = (Perimeter of component in small area) / (perimeter of small area) (3) About feature amount γ Number of pixels in small area 23 (portion indicated by symbol 1)
And the ratio of the peripheral length of the component 21 in the small area 23 to the feature amount γ
And is expressed by the following equation (4). However, in the small area 23
If the number of pixels is 0, γi = 0. γi = (Perimeter of component in small area) / (number of pixels in small area) (4) About feature amount λ As shown in FIG.
It is represented by However, the number of pixels in the small area 23 (notation 1)
Is 0, xgi= 0, y gi= 0 and
I do.

【0032】[0032]

【数2】 (Equation 2)

【0033】上記(5) 式および(6) 式を無次元化してλ
(λxi,λyi)を求めると、下記の(7) 式および(8) 式
のようになる。 λxi=xgi/dxi・・・・(7) λyi=ygi/dyi・・・・(8) 型割線の評価値ψについて 図5に示すように、第1部品31の型割線32と第2部
品33の型割線34で形成される斜線領域の面積と、こ
れら両部品31,33全体を囲む矩形図形35の面積と
の比で表される。すなわち、下記の(9) 式にて示され
る。なお、この場合も、無次元化が行われる。
Equations (5) and (6) are made dimensionless to obtain λ
When (λ xi , λ yi ) is obtained, the following equations (7) and (8) are obtained. λ xi = x gi / d xi ··· (7) λ yi = y gi / d yi ··· (8) Evaluation value 型 of the parting line As shown in FIG. It is represented by the ratio of the area of the hatched area formed by the dividing line 32 and the parting line 34 of the second part 33 to the area of the rectangular figure 35 surrounding the whole of both parts 31, 33. That is, it is expressed by the following equation (9). In this case as well, dimensionless processing is performed.

【0034】[0034]

【数3】 (Equation 3)

【0035】また、類似度Sは下記の(10)式にて表され
る。 S=a/(1+k×Se )・・・(10) なお、上記(10)式中、例えば、a=100 ,k=0.5 とさ
れ、この式は、類似度評価値Se を、容易に判断し得る
ように、すなわち全く同一の形状である場合を、100
の値となるように換算するためのものである。
The similarity S is represented by the following equation (10). S = a / (1 + k × S e ) (10) In the above equation (10), for example, a = 100 and k = 0.5, and this equation can easily calculate the similarity evaluation value S e . In other words, if the shapes are exactly the same,
Is to be converted to be a value of.

【0036】上記(10)式により類似度Sが求められ、そ
してこの類似度Sの計算が、データベースに蓄積されて
いる事例個数分(本実施の形態では5個分)だけ、繰り
返して行われる(ステップ7)。
The similarity S is calculated by the above equation (10), and the calculation of the similarity S is repeatedly performed for the number of cases (five in this embodiment) stored in the database. (Step 7).

【0037】上記の繰り返しによる類似度の計算が終了
すると、類似品の検索が行われる。例えば、類似度が高
い順番に、数個(例えば3個程度、勿論、1個だけまた
は適当数)の形状が選択されるか、または類似度が所定
値以上のものの形状が選択されて、データベース11か
ら抽出される(ステップ8)。
When the calculation of the similarity by the repetition is completed, a search for similar products is performed. For example, in the order of similarity, several (for example, about three, of course, only one or an appropriate number) shapes are selected, or shapes whose similarity is equal to or more than a predetermined value are selected. 11 (step 8).

【0038】次に、上記抽出された複数個の形状(すな
わち、形状データ)に基づき、新しく求められる前工程
での鍛造品の形状が合成により求められる(ステップ
9)。勿論、選択された形状が1個だけの場合には、合
成は行われない。
Next, based on the plurality of extracted shapes (ie, shape data), the newly obtained shape of the forged product in the previous process is obtained by synthesis (step 9). Of course, when only one shape is selected, no composition is performed.

【0039】ここで、新鍛造品とこれに類似する幾つか
の鍛造品とから、その前工程での形状を合成により求め
る方法について説明する。まず、類似品における前工程
での形状に関する上型面データおよび下型面データを抽
出した後、これら抽出された複数の上型面の形状同士お
よび下型面の形状同士を、それぞれの類似度により、下
記(11)式を用いて合成する。
Here, a description will be given of a method of obtaining a shape in a previous process from a new forged product and several forged products similar thereto by synthesis. First, after extracting upper mold surface data and lower mold surface data relating to the shapes of similar products in the previous process, the extracted shapes of the upper mold surfaces and the shapes of the lower mold surfaces are compared with each other by the similarity degree. To synthesize using the following formula (11).

【0040】[0040]

【数4】 (Equation 4)

【0041】但し、Yci:合成された形状のY座標値 Sz :部品Z(a,b,・・)の類似度 Yzi:部品Zのi節点のY座標値 i :節点番号である。Here, Y ci : Y coordinate value of the synthesized shape S z : Similarity of component Z (a, b,...) Y zi : Y coordinate value of i node of component Z i: Node number .

【0042】上記の合成方法を図示すると、図6のよう
になる。図6では、部品aと部品bとの形状を合成する
場合を示し、合成された形状は波線にて示される。な
お、上記の合成は、基本的には、荒打ち形状は荒打ち形
状同士で合成され、潰し形状は潰し形状同士で合成さ
れ、類似度が高い場合には、例えば仕上げ形状と荒打ち
形状、または荒打ち形状と潰し形状とのように、異なる
中間工程同士の合成も行われる。なお、ビレットは、類
似度によるアスペクト比の合成により算出している。
FIG. 6 illustrates the above synthesizing method. FIG. 6 shows a case where the shapes of the component a and the component b are combined, and the combined shape is indicated by a broken line. Note that, in the above synthesis, basically, the roughed shape is synthesized with the roughed shapes, the crushed shape is synthesized with the crushed shapes, and when the similarity is high, for example, the finished shape and the roughed shape, Alternatively, synthesis of different intermediate processes such as a rough shape and a crushed shape is also performed. The billet is calculated by combining the aspect ratios based on the similarity.

【0043】このようにして、前工程での形状が合成に
より求められると、形状処理(ステップ3)で行った逆
の処理を行い、すなわち無次元化したものを、同じ比率
で元の外径に戻した後、回転スイープさせて、前工程で
の立体形状としての鍛造品のソリッド化を行う(ステッ
プ10)。
In this way, when the shape in the previous step is obtained by synthesis, the reverse processing performed in the shape processing (step 3) is performed, that is, the dimensionless one is replaced with the original outer diameter at the same ratio. After that, the forged product is solidified as a three-dimensional shape in the previous process by rotating and sweeping (step 10).

【0044】また、ビレットの形状復元は、新鍛造品の
体積と無次元のビレットの体積との比の立方根を算出し
て行っている。そして、このソリッド化された鍛造品の
形状が前工程での形状として、一次的にコンピュータ装
置のメモリに記憶される。
The shape of the billet is restored by calculating the cubic root of the ratio between the volume of the new forged product and the volume of the dimensionless billet. Then, the shape of the solidified forged product is temporarily stored in the memory of the computer device as the shape in the previous process.

【0045】そして、次にステップ11にて、工程を表
すMがインクレメントされ、データベースに記憶されて
いる工程数(本実施の形態では5)より小さい場合に
は、ステップ3に戻り、ステップ11までの作業を繰り
返す。
Then, at step 11, M representing the process is incremented. If the number of processes (five in this embodiment) stored in the database is smaller than the number of processes, the process returns to step 3 and returns to step 11. Repeat the work up to.

【0046】ステップ11にて、所定の工程数に等しく
なった場合には、これよりも前工程がないと判断され、
ステップ13に進み、各工程でのソリッドモデルの形状
データが出力された後、ステップ14にて、これらの形
状データを新規なものとして登録すべきかどうかが判断
(自動的またはオペレータが判断する)される。
In step 11, when the number of processes becomes equal to the predetermined number, it is determined that there is no previous process.
Proceeding to step 13, after the shape data of the solid model in each process is output, it is determined in step 14 whether these shape data should be registered as new (automatically or by the operator). You.

【0047】登録すべき場合は、各工程での形状データ
がすべてデータベースに登録され、登録が必要ないと判
断された場合は作業を終了する。上記の説明において
は、全ての工程についての類似形状を求めるようにした
が、その途中の中間工程、例えば仕上げ工程、荒打ち工
程、潰し工程などのいずれかの工程が省略される場合も
あり、また複雑な形状の場合には、同じ工程、例えば荒
打ち工程が2度出力される場合もある。
If registration is to be performed, all the shape data in each step is registered in the database, and if it is determined that registration is not necessary, the operation ends. In the above description, similar shapes for all steps were obtained, but intermediate steps in the middle, such as a finishing step, a roughing step, and a crushing step, may be omitted. In the case of a complicated shape, the same process, for example, a roughing process may be output twice.

【0048】なお、図7に、最終鍛造品41から、その
前工程における中間鍛造品42,43およびビレット4
4の形状を、合成により順次求めた場合を示す。上述し
た新鍛造品に対する前工程における形状データを求める
装置としては、コンピュータ装置が使用され、上記各処
理に必要なプログラムが入力されている。
In FIG. 7, the intermediate forgings 42, 43 and the billet 4 in the preceding process are shown from the final forging 41.
4 shows a case where the shape of No. 4 is sequentially obtained by synthesis. A computer is used as an apparatus for obtaining shape data in a pre-process for a new forged product described above, and a program required for each of the above processes is input.

【0049】例えば、図8に示すように、コンピュータ
本体1と、ディスプレイ装置2と、キーボード3および
マウス4などの入力機器5と、ハードディスク装置6
と、カセット型磁気テープ装置(CMT)7と、CD−
ROM装置(読取専用記憶装置)8と、プリンタ、プロ
ッタなどの出力機器(図示せず)とから構成されてい
る。
For example, as shown in FIG. 8, a computer body 1, a display device 2, an input device 5 such as a keyboard 3 and a mouse 4, and a hard disk device 6
, A cassette type magnetic tape device (CMT) 7, and a CD-
It comprises a ROM device (read only storage device) 8 and output devices (not shown) such as a printer and a plotter.

【0050】このコンピュータ装置により、設計者がデ
ィスプレイ装置2の画面上に表示された最終鍛造品(中
間工程での鍛造品)の形状を見ながら、入力機器5から
指示を与えて、前工程での形状を設計することができ
る。勿論、必要な形状データのコンピュータ本体1への
入力方法は、種々の方法が考えられる。直接、入力機器
5から入力する方法、外部の記憶装置から入力する方
法、特殊な入力機器(立体画像を入力し得る機器)から
入力する方法などが考えられる。
With this computer device, the designer gives an instruction from the input device 5 while watching the shape of the final forged product (forged product in the intermediate process) displayed on the screen of the display device 2, and performs the process in the previous process. Can be designed. Of course, various methods can be considered as a method of inputting necessary shape data to the computer main body 1. A method of inputting directly from the input device 5, a method of inputting from an external storage device, a method of inputting from a special input device (a device capable of inputting a stereoscopic image), and the like are conceivable.

【0051】また、類似形状の選択個数も、入力機器な
どから、任意に変更し得るようにされている。そして、
このコンピュータ装置において、新鍛造品に対する前工
程での形状を得るための金型の凹部形状のデータを、容
易に得ることができる。例えば、鍛造により製造される
製品の各前工程(中間工程)での形状のソリッドデータ
を出力し、金型ブロックと前工程でのソリッド形状との
差を求め、金型の凹部形状(凹面形状)を創成し、その
後、設計者が材料の歩留り、機械加工などを考慮して、
より詳細に、金型の構成、例えば金型の分割方法をコン
ピュータ装置上で行うことができる。
The number of selected similar shapes can be arbitrarily changed from an input device or the like. And
In this computer device, it is possible to easily obtain the data of the concave shape of the die for obtaining the shape of the new forged product in the previous process. For example, it outputs solid data of the shape of the product manufactured by forging in each previous process (intermediate process), finds the difference between the mold block and the solid shape in the previous process, and calculates the concave shape (concave shape) of the mold. ), And then the designer takes into account material yield, machining, etc.
More specifically, the configuration of the mold, for example, the method of dividing the mold can be performed on a computer device.

【0052】すなわち、金型を図面化することなく、C
AMのソフトを使用して、直接、機械加工により製作す
ることができる。
That is, without drawing the mold, C
It can be manufactured directly by machining using the software of AM.

【0053】[0053]

【発明の効果】上記本発明の鍛造品の前工程での形状決
定方法によると、新鍛造品の形状が与えられると、予め
記憶されている既鍛造品の形状とが比較されて、類似度
が高い既鍛造品における前工程での形状が、新鍛造品の
前工程での形状とされ、または類似度が高い複数の既鍛
造品における前工程での形状が選択されるとともに、こ
れらの形状が合成されて、新鍛造品の前工程での形状と
されるため、非常に容易にかつ短時間で、所定の新鍛造
品の前工程での形状を決定することができる。また、類
似度を判断する類似度評価式を、面積比、図形の周長
比、重心、および鍛造型の型割線の類似性を考慮したも
のとしているので、類似度の判断を良好に行うことがで
きる。さらに、上記の形状決定方法により求められた新
鍛造品の前工程での形状データを使用することにより、
特にコンピュータ装置などを使用して、形状データを求
めることにより、複雑な形状であっても、非常に簡単に
金型を設計することができる。
According to the method for determining a shape of a forged product in the preceding step of the present invention, when the shape of a new forged product is given, the shape of the forged product stored in advance is compared with that of the previously forged product, and the similarity is determined. The shape in the pre-process of the forged product having a high forged product is the shape in the pre-process of the new forged product, or the shape in the pre-process of a plurality of forged products having a high similarity is selected, and these shapes are selected. Are synthesized into a shape in the pre-process of the new forged product, so that the shape of the predetermined new forged product in the pre-process can be determined very easily and in a short time. Also,
The similarity evaluation formula to determine the similarity is calculated based on the area ratio,
Considering the similarity of the ratio, the center of gravity, and the parting line of the forging die
It is possible to make a good judgment of similarity
Wear. Furthermore, by using the shape data in the previous process of the new forged product obtained by the above shape determination method,
In particular, by obtaining shape data using a computer or the like, a mold can be designed very easily even for a complicated shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態における鍛造品の前工程で
の形状を求めるフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart for obtaining a shape of a forged product in a previous process according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態における鍛造品の形状処理状態を
示す図である。
FIG. 2 is a view showing a shape processing state of a forged product in the embodiment.

【図3】同実施の形態の形状処理において、類似度にお
ける特徴量を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a feature amount in the similarity in the shape processing according to the embodiment;

【図4】同実施の形態の形状処理において、類似度にお
ける特徴量を求める説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for obtaining a feature amount at a similarity in the shape processing according to the embodiment;

【図5】同実施の形態の形状処理において、類似度にお
ける型割線を求める説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for obtaining a parting line at a similarity in the shape processing according to the embodiment;

【図6】同実施の形態の形状処理における形状の合成方
法を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a shape combining method in the shape processing according to the embodiment;

【図7】同実施の形態の形状決定方法により、前工程で
の形状を、順次求めた場合の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view in a case where shapes in a previous process are sequentially obtained by the shape determination method of the embodiment.

【図8】同実施の形態の形状処理方法を行うためのコン
ピュータ装置を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a computer device for performing the shape processing method according to the embodiment;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コンピュータ本体 2 ディスプレイ装置 5 入力機器 6 ハードディスク装置 11 データベース 21 部品 22 矩形図形 23 小領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Computer main body 2 Display device 5 Input device 6 Hard disk device 11 Database 21 Parts 22 Rectangular figure 23 Small area

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】所定工程での形状が新規な新鍛造品におけ
る前工程での形状を決定する方法であって、まず所定工
程に対応する形状が既知である複数の既鍛造品の形状お
よびそれぞれにおける前工程での形状を予め求めてお
き、次に上記新鍛造品と、各既鍛造品との類似度を類似
度評価式に基づきそれぞれ求め、次にこの類似度が高い
既鍛造品における前工程での形状を、新鍛造品における
前工程での形状として選択し、かつ上記類似度評価式
を、面積比で表される特徴量と、図形の周長比で表され
る特徴量と、面積と周長との比で表される特徴量と、重
心を考慮した特徴量と、鍛造型の型割線の類似性を考慮
した評価値とを加えた式としたことを特徴とする鍛造品
の前工程での形状決定方法。
1. A method for determining a shape of a new forged product in a pre-process in which a shape in a predetermined process is a new forged product. In advance, the shape in the previous process is determined in advance, then the similarity between the new forged product and each forged product is determined based on the similarity evaluation formula. The shape in the process is selected as the shape in the previous process of the new forging , and the similarity evaluation formula
Is expressed by the feature amount represented by the area ratio and the perimeter ratio of the figure.
And the amount of feature expressed by the ratio of area to circumference
Considering the similarity between the features that take into account the mind and the parting line of the forging die
A method for determining a shape of a forged product in a previous process, wherein the formula is obtained by adding the obtained evaluation value .
【請求項2】所定工程での形状が新規な新鍛造品におけ
る前工程での形状を決定する方法であって、まず所定工
程に対応する形状が既知である複数の既鍛造品の形状お
よびそれぞれにおける前工程での形状を予め求めてお
き、次に上記新鍛造品と、各既鍛造品との類似度を類似
度評価式に基づきそれぞれ求め、次にこの類似度が高い
既鍛造品における前工程での形状を複数選択するととも
にこの選択された複数の既鍛造品における前工程での形
状を合成することにより、新鍛造品における前工程での
形状を求めることを特徴とする鍛造品の前工程での形状
決定方法。
2. A method for determining a shape of a new forged product in a predetermined step, the shape of the new forged product in a previous step. In advance, the shape in the previous process is determined in advance, then the similarity between the new forged product and each forged product is determined based on the similarity evaluation formula. Select multiple shapes in the process
The shape of the selected forged products in the previous process
By synthesizing the shape, it is possible to
Shape determination method in the forging of the previous step, characterized in that to determine the shape.
【請求項3】複数の既鍛造品における前工程での形状を
合成する際に、異なる工程での形状を合成することを特
徴とする請求項2記載の鍛造品の前工程での形状決定方
法。
3. The method for determining a shape of a forged product in a pre-process according to claim 2, wherein, when synthesizing shapes in a pre-process of a plurality of forged products, shapes in different processes are synthesized. .
【請求項4】類似度評価式を、面積比で表される特徴量
と、図形の周長比で表される特徴量と、面積と周長との
比で表される特徴量と、重心を考慮した特徴量と、鍛造
型の型割線の類似性を考慮した評価値とを加えた式とし
たことを特徴とする請求項2または3に記載の鍛造品の
前工程での形状決定方法。
4. A similarity evaluation formula is obtained by calculating a feature quantity represented by an area ratio, a feature quantity represented by a circumference ratio of a figure, a feature quantity represented by a ratio of an area to a circumference, and a center of gravity. 4. A method for determining a shape of a forged product in a previous process according to claim 2 or 3, wherein the formula is obtained by adding a feature value in consideration of the above and an evaluation value in consideration of the similarity of the parting line of the forging die. .
【請求項5】請求項1ないし4のいずれかに記載の鍛造
品の前工程での形状決定方法により決定された形状に基
づき、新鍛造品における前工程での鍛造用金型の凹面形
状を求めることを特徴とする鍛造用金型の設計方法。
5. A concave shape of a forging die in a pre-process of a new forged product based on a shape determined by the method for determining a shape of a forged product in a pre-process according to any one of claims 1 to 4. A method for designing a forging die, which is characterized by what is required.
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