| 研究課題/領域番号 |
12555034
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
機械工作・生産工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
竹増 光家 (2002-2003) 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (40207006)
尾崎 龍夫 (2000-2001) 九州大学, 工学研究院, 教授 (40037742)
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| 研究分担者 |
横井 道治 アイシン精機(株), 生産技術部・係長
穗屋下 茂 (穂屋下 茂) 佐賀大学, 理工学部, 助教授 (70109221)
山崎 進 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (70037993)
松永 良一 北九州市立大学, 国際環境工学部, 講師 (30253488)
竹増 光家 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (40207006)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2002年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2001年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2000年度: 6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
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| キーワード | 焼結合金 / 歯車 / 仕上げ転造 / 緻密化 / 高強度化 / 高精度化 / 数値制御 / クラウニング / 超音波振動 / 押出し / 複合加工システム / ローラ |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、乗用車トランスミッション用歯車の加工コストを大幅に低減するために、歯車の仕上げ転造法と超音波振動押出し加工法とを組み合わせ、高強度で高精度な鉄系焼結合金歯車(以後P/M歯車と呼ぶ)を高能率に生産できる複合加工システムを開発することである。研究成果の概要は以下の通りである。1)超音波振動押出しは焼結材表面層の緻密化に劇的な効果は及ぼさず、仕上げ転造のみで十分な緻密化と高精度化を達成できる。2)軸交差式転造盤によるP/MローラとP/M歯車の転造実験を行い、各種加工パラメータと転造特性の関係を定量化した結果、加工面垂直方向の実転造量を0.15mm以上に設定すれば、目標とする表面層の高密度化を達成でき、面圧疲労強度も2倍程度に上昇した。3)標準ホブと修整P/M歯車を組み合わせた転造実験では、歯車のピッチ点近傍の中凸量を工具の歯面垂直方向押込み量と同程度にすることにより平坦な転造歯形が得られた。4)ねじ状工具によるP/M歯車の仕上げ転造プロセスを歯形解析するための三次元弾塑性有限要素モデルを開発した。それにより最適化された修整歯形をもつねじ状工具により転造実験を行った結果、工具押込み量によらず目標精度のP/M歯車を転造できた。5)軸交差式転造盤の素材送り速度と工具押込み量の設定を数値制御化した結果、P/M歯車の高精度なクラウニング加工が可能になった。6)2ダイスプランジ式転造盤によるP/MローラおよびP/M歯車の転造実験を行い、基本的な転造特性を調査した。その結果、ローラおよび歯車のいずれの加工においても素材表面層は軸交差転造の場合と同程度もしくはそれ以上によく緻密化されることが分かった。7)二次元の弾塑性有限要素法によりP/M歯車の2ダイスプランジ式転造プロセスにおける数値歯形解析を行い、実験をよく再現する結果が得られた。
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