2004 Fiscal Year Annual Research Report
層状試料の押出しによる断面炭素濃度の異なる歯車の成形に関する研究
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16560093
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
沢木 洋三 静岡大学, 工学部, 教授 (30005417)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂井田 喜久 静岡大学, 工学部, 助教授 (10334955)
吉田 始 静岡大学, 工学部, 助手 (90283340)
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| Keywords | 塑性加工 / 押出し成形 / 歯車 / 有限要素法解析 / 二層試料 / 断面減少率 / 充てん |
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| Research Abstract |
1.二層試料の外径を絞るのみの実験と解析
外周部(スリーブ)を高炭素鋼,内側(コア)を低炭素鋼とした二層試料に対して,MARCを用いた有限要素解析を試みた.その結果,解析された荷重行程曲線や成形品形状にコアが先行する突き出しが生ずることなど,実験結果とほぼ一致した.二層試料の成形品に現れる特有の突き出しは,断面減少率と関係しており,この値の小さいものほど成形に必要な面圧が低くなり,これとともに突き出しもわずかとなる.
2.二層試料を用いた平歯車の成形
二層試料を用いた二段充てん法による平歯車の成形に対しても有限要素法解析を行った.解析された荷重行程曲線は,実験で得られたそれと良く一致し,曲線の勾配変化は,ダイスによる材料の絞り状態と良く対応している事が示された.平歯車でもコア材が先行する突き出しが生じた.断面減少率を低く抑える成形が有効である事が1の結果より明らかにされた.このための方法として,試料内径よりも小さい径のマンドレルを使用し,試料の半径方向内向きの流動を許す成形法を考えた.これにより突き出しは抑える事が出来るが,試料材質の組み合わせ,寸法形状などについての検討が今後の課題である.
3.浸炭試料を用いた平歯車の成形
歯部分の材料流動を促進させる二段充てん法は,この材料の成形には不向きであることがわかった.これに対して,試料断面のかなりの部分が流動に関係する,1回だけの絞りで歯車とする従来法での成形は可能であるが,断面減少率約30%以上とすることが必要であった.成形された歯は,歯先と歯底で浸炭深さの差が少なく,これに短時間の高周波焼き入れを行えば,これまでのように歯切り後浸炭焼き入れを行った歯車と同等の製品が得られる.
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