| 研究概要 |
1.二段充てん法によるはすば歯車の成形実験
1回だけの絞りで歯車とする従来法では,充てんした歯車が得られる断面減少率が約25%までである.これに対して二段充てん法では,実験的に調べうる最低の断面減少率は,中実円筒試料の場合でその値は20%となる.この場合でも完全に充てんした歯車が成形できる.
さらに低い断面減少率でも充てんする事が予想された.そこで,試料内径よりも小さい径のマンドレルを用いる成形およびマンドレルを用いない成形を試みた.これにより,断面減少率7%,パンチ面圧では460MPaまで良好な成形品が得られることを明らかにした.
2.成形状態の有限要素法解析
このように二段充てん法による成形が有効となる原因を調べるために,MARKを用いた有限要素法解析を行った.その結果,この成形においては,二段目の絞りの際,歯の側面部を両側から押しつける力が作用していること,これにより材料は,歯先方向に向かう流動も生じさせている事が明らかにされた.このことは,表面部分(スリーブ)と中心部分(コア)で異なる材料とした2層試料での成形実験でも明らかとなった.すなわち,この試料で成形された歯は,スリーブ材の厚さが歯面に沿って一様でなく,歯先部が歯底部に比べて厚くなる.厚くなる割合は二段充てん法の場合の方が顕著で,歯底側から歯先に向かう材料流動が促進されていることを意味している.
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