粘附预测方法、粘附预测程序、以及粘附预测装置制造方法及图纸

一种粘附预测方法，在使用铝基材料作为工件的锻造过程中预测工件中的金属颗粒对模具的粘附，该粘附预测方法包括：累积摩擦工作量计算步骤，计算工件与模具之间产生的累积摩擦工作量；金属扩散分析步骤，分析工件与模具之间的金属颗粒的扩散状态；以及粘附预测判定步骤，考虑在累积摩擦工作量计算步骤中计算的累积摩擦工作量、在金属扩散分析步骤中分析的扩散状态、以及设在模具的与工件接触的表面上的润滑膜的膜厚，来预测金属颗粒对模具的粘附的发生的状态。发生的状态。发生的状态。

【技术实现步骤摘要】
粘附预测方法、粘附预测程序、以及粘附预测装置


[0001]本专利技术涉及用于铝或铝合金(在本说明书中统称为“铝”)对于模具的粘附预测方法，粘附预测程序、以及粘附预测装置。

技术介绍

[0002]作为用于形成金属产品的方法，存在一种通过使用模具的锻造过程来形成工件(待加工的材料)的方法。公开号为2015
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199098(JP 2015
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199098 A)的日本未审查专利申请公开了一种在不使用润滑油的情况下的镀铝钢板的粘附预测方法。更具体地，JP 2015
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199098 A公开了一种预测方法，包括：分析步骤，在结合热分析和结构分析的情况下，在热冲压(hot stamping)期间的压制成形和冷却过程中获得钢板的温度分布、表面压力分布、和面内压应力分布的分析；结果处理步骤，基于分析来计算表面压力和面内压应力的乘积的分布；以及判定处理步骤，基于乘积的分布来判定在热冲压期间镀铝对模具的粘附的发生的状态。

技术实现思路

[0003]近年来，由于对车体重量减轻的需求，除了如JP 2015
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199098 A中使用钢板作为工件的成形技术之外，使用包括铝或铝合金的铝基材料作为工件的锻造过程(下文也称为铝锻造过程)的成形技术的重要性增加。然而，由于铝是一种软材料，因此存在这样的问题，即在铝锻造过程中，工件中的金属颗粒倾向于粘附到模具。
[0004]当工件中的金属颗粒粘附到模具时，必须除去所粘附的铝或更换模具。此外，由于金属颗粒对模具的粘附，所形成的产品质量差可能成为一个问题。为了减少这种情况，需要花费大量的工时来进行模具维护措施和润滑膜条件的调整，这导致生产率降低和成本增加的问题。如果可以预先预测工件中的金属颗粒对模具的粘附，则可以采取诸如优化制造工艺的措施，这可以实现所锻造的铝零件的生产率的改进和所形成的产品的质量的改进。
[0005]本专利技术是鉴于上述情况作出的，并且提供了用于预测在铝锻造过程中金属颗粒对模具的粘附的粘附预测方法、粘附预测程序、以及粘附预测装置。
[0006]本专利技术的第一方面涉及一种粘附预测方法，在使用铝基材料作为工件的锻造过程中预测工件中的金属颗粒对模具的粘附。该粘附预测方法包括：累积摩擦工作量计算步骤，计算工件与模具之间产生的累积摩擦工作量；金属扩散分析步骤，分析工件与模具之间的金属颗粒的扩散状态；以及粘附预测判定步骤，考虑在累积摩擦工作量计算步骤中计算的累积摩擦工作量、在金属扩散分析步骤中分析的扩散状态、以及设在模具的与工件接触的表面上的润滑膜的膜厚，来预测金属颗粒对模具的粘附的发生的状态。
[0007]利用上述构造，在铝锻造过程中，可以根据加工形状、润滑条件等预先预测金属颗粒对模具的粘附的发生。结果，可以实现在铝锻造过程中提高生产率和质量。
[0008]粘附预测判定步骤的优选示例包括一种方法，该方法包括：执行计算处理，对通过将累积摩擦工作量的函数除以润滑膜的膜厚而获得的项与扩散状态的函数的项的乘积进
行计算；以及考虑计算处理的结果，判定金属颗粒对模具的粘附的发生的预测。
[0009]累积摩擦工作量的计算方法的优选示例包括一种方法，其中，累积摩擦工作量由通过在锻造时间内、对作用在工件和模具之间的接触表面压力、摩擦系数和滑动速度在工件和模具的每一个要素部分处进行微小时间(a minute time)的积分而获得的函数来计算的。
[0010]扩散状态的分析方法的优选示例包括一种方法，该方法包括使用考虑工件和模具的材料的组合以及加工温度的阿伦尼乌斯方程(Arrhenius equation)分析金属颗粒的扩散量。
[0011]本专利技术的第二方面涉及一种粘附预测程序，用于在使用铝基材料作为工件的锻造过程中预测工件中的金属颗粒对模具的粘附。该粘附预测程序使计算机执行：累积摩擦工作量计算处理，计算工件与模具之间产生的累积摩擦工作量；金属扩散分析处理，分析工件与模具之间的金属颗粒的扩散状态；以及粘附预测判定处理，考虑在累积摩擦工作量计算处理中计算的累积摩擦工作量、在金属扩散分析处理中分析的扩散状态、以及设在模具的与工件接触的表面上的润滑膜的膜厚，来预测金属颗粒对模具的粘附的发生的状态。利用上述构造，在铝锻造过程中，可以根据产品形状、润滑条件等预先预测金属颗粒对模具的粘附的发生。结果，可以实现在铝锻造过程中提高生产率和质量。
[0012]本专利技术的第三方面涉及一种粘附预测装置，用于在使用铝基材料作为工件的锻造过程中预测工件中的金属颗粒对模具的粘附。该粘附预测装置包括：累积摩擦工作量计算单元，其计算工件和模具之间产生的累积摩擦工作量；金属扩散分析单元，其分析工件和模具之间的金属颗粒的扩散状态；以及粘附预测判定单元，其考虑通过累积摩擦工作量计算单元计算的累积摩擦工作量、通过金属扩散分析单元分析的扩散状态、以及设在模具的与工件接触的表面上的润滑膜的膜厚，来预测金属颗粒对模具的粘附的发生的状态。利用上述构造，在铝锻造过程中，可以根据产品形状、润滑条件等预先预测金属颗粒对模具的粘附的发生。结果，可以实现在铝锻造过程中提高生产率和质量。
[0013]根据本专利技术，可以提供用于预测在铝锻造过程中金属颗粒对模具的粘附的粘附预测方法、粘附预测程序、以及粘附预测装置。
附图说明
[0014]下面将参考附图描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，在附图中相同的符号表示相同的元件，并且在附图中：
[0015]图1是说明铝锻造过程的制造过程的示意图；
[0016]图2是说明铝锻造过程的制造过程的示意图；
[0017]图3是说明铝锻造过程的制造过程的示意图；
[0018]图4是说明铝锻造过程的制造过程的示意图；
[0019]图5是示出本实施例的粘附预测方法的示例的流程图；
[0020]图6是示出在本实施例的粘附预测方法中粘附判定函数关于锻造进展时间的示例的曲线图；
[0021]图7是示出本实施例的粘附预测装置的硬件构造的示例的框图；以及
[0022]图8是示出由本实施例的粘附预测装置的信息处理装置执行的每个功能的功能框
图。
具体实施方式
[0023]在下文中，将描述本实施例的示例，但是根据权利要求书的本专利技术不限于以下实施例。而且，并非所有实施例中所描述的构造都作为解决问题的手段是必不可少的。为了清楚起见，以下描述和附图已被适当地省略和简化。
[0024]在通过本专利技术的实施例描述本专利技术之前，首先，将参考图1至4描述在铝锻造过程中工件中的金属颗粒对模具的粘附。注意，本文中的铝基材料代表铝或铝合金。铝合金是指除铝(Al)和不可避免的杂质外还含有铁、硅、铜、锌、镁、锰、铬、钛或/和镍的合金。要粘附的金属颗粒是源自工件的组分的金属，并且在本文中，是源自铝或铝合金的组分的金属。
[0025]如图1所示，锻造设备1具有下模2和上模3，它们布置成彼此分离并且彼此面对，并且用作一组模具。润滑膜4设置在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.粘附预测方法，在使用铝基材料作为工件的锻造过程中预测所述工件中的金属颗粒对模具的粘附，所述粘附预测方法包括：累积摩擦工作量计算步骤，计算所述工件与所述模具之间产生的累积摩擦工作量；金属扩散分析步骤，分析所述工件与所述模具之间的所述金属颗粒的扩散状态；以及粘附预测判定步骤，考虑在所述累积摩擦工作量计算步骤中计算的所述累积摩擦工作量、在所述金属扩散分析步骤中分析的所述扩散状态、以及设在所述模具的与所述工件接触的表面上的润滑膜的膜厚，来预测所述金属颗粒对所述模具的粘附的发生的状态。2.根据权利要求1所述的粘附预测方法，其特征在于，所述粘附预测判定步骤包括：执行计算处理，对通过将所述累积摩擦工作量的函数除以所述润滑膜的膜厚而获得的项与所述扩散状态的函数的项的乘积进行计算；以及考虑所述计算处理的结果，判定所述金属颗粒对所述模具的粘附的发生的预测。3.根据权利要求1或2所述的粘附预测方法，其特征在于，所述累积摩擦工作量由通过在锻造时间内、对作用在所述工件和所述模具之间的接触表面压力、摩擦系数和滑动速度在所述工件和所述模具的每一个要素部分处进行微小时间的积分而获得的函数来计算的。4.根据权利要求1至3中任一项所述的粘附预测方法，其特征在于，所述扩散状态的分析是通过使用考虑所述工件...

【专利技术属性】
技术研发人员：小名国仁，铃木一广，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：