2014 Fiscal Year Research-status Report
自動車軽量化のためのチェーン状MHS成形体のロータリープレス加工法確立と特性調査
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25420056
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
吉村 英徳 香川大学, 工学部, 准教授 (30314412)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ポーラス金属 / 中空金属球 / チェーンボール / ロータリープレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
チェーンボール状鈴形MHSを作製し，それを固化成形する新ポーラス金属を開発するとともに，チェーンボール状MHSの安価かつ高速，比較的高精度で生産する方法として，ロータリープレス加工法の検討を行っている．H25年度では，隣接するMHS同士が連結することで，引張り強度が向上することを検証するため，直動プレスによってチェーンボール状MHSを製作して，圧縮および引張り，曲げ試験を行った．また，ロータリープレスの第2工程である半球絞り加工についてFEM解析を用いて装置設計を行った．それを受けて，H26年度は，科研費の年度計画に記載した項目として，実際に半球絞りロータリープレス装置を試作・改良し，チェーンボール状MHSが製造できるおおよその装置を完成させた．このとき，隣接するMHSの間隔や絞り加工時の板材の破断，真球度などの問題が生じたが，FEM解析により原因等を探り，板材の挿入角度や位置合わせ，板材の材質を変更することによって解決した．さらに，第3工程の端部起こし工程についても，FEM解析を行って検討した．申請書では，テーパー上の工具に通すだけでできるものとして比較的容易な検討と考えていた．しかし，予期した方向に対して垂直方向に端部が倒れ込んでしまうため，ロータリープレス上の成形型の構造から再検討した．端部（ひれ形状）の付け根を2か所適切に押し込むことで，端部が良好に起き上り，第4工程に適した形状のカップ状に
成形できることが分かった．設計図までは仕上げたが，計画書通り第3工程の装置の試作はH27年度に実施する予定である．申請書のH25～26年度に記載した計画の一部である第1工程のブランキングであるが，ロータリープレスでは精度的に装置が困難であることが分かり，現在は順送りプレスでとりあえずしのぐため，順送りプレス用のブランキング金型の設計を行っている．ただし，精度が極めて高い高価な金型が必要なため，別途ファンド申請を考えたい．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
チェーンボール状MHS成形体の機械的特性評価、および、ロータリープレス加工法の第2工程、第3工程については、計画書の前倒しで進んでいるため、順調に進展していると判断した。しかし、計画以上に進展しているという評価でないのは、第1工程のブランキングについて、計画時と異なり、金型・装置の精度上の問題から、順送りプレス加工での検討としている。
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| Strategy for Future Research Activity |
「現在までの達成度」で報告した第1工程のブランキングについて、ロータリープレスでの検討を諦めずに進めたい。ブランキングのFEM解析のための破壊条件式の検討は計画外の内容だが、成形限界式を確立し、H27年度5月に投稿論文が掲載となったので、成果は着実に出していると言える。その式を破断判定まで発展させ、FEM解析に導入し、厳密にロータリープレスでのブランキングの検討をしたいと考えている。ただし、最大の課題は、精度上の問題にはその装置を試作する費用の問題もあって、科研費基盤(C)以外にもファンド申請を行って、実施に向けて邁進したい。
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| Causes of Carryover |
ロータリープレスの第1工程のブランキングの装置を断念したため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
順送りプレスのブランキング金型費用として使用する。これがなければ、H25年度、26年度で、放電ワイヤーカットにて切断することになり、1個の中空球列を切断するにも1日程度かかる。順送りプレス用の金型だけでも試作できれば、10秒程度で切断できるため、今後、第2～第4行程および固化成形体の試作、特性試験のサイクルが極めて早くなる。
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