| 研究課題/領域番号 |
15K06504
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
松本 良 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50362645)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 塑性加工 / 成形加工 / 加工モーション / 加工荷重 / プレス機械 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では先進塑性加工プロセスの開発として，塑性加工プロセス中の加工モーション制御に着目して，鍛造加工中にねじりモーションを付加するねじりモーション付加鍛造加工プロセスを考案し，成形荷重の低減，材質制御・形状制御に取り組んだ．
従来の加工モーション制御（加速，減速，一旦停止，上下振動等）は主加工方向（プレス機械のスライド動作方向）と同方向の加工モーション制御であるが，ねじりモーション付加制御は主加工方向とは異なる方向（直角方向の回転）であり，汎用プレス機械等の従来の加工機械では実施困難である．そこで，まずコンピュータによる有限要素シミュレーション解析により，据込み自由鍛造を対象とした解析を行い，ねじりモーション付加条件（ねじり速度，角度，回数，周期）が成形荷重，被加工材へのひずみ付与（材質制御），材料流動（形状制御）に及ぼす影響を調べた．適切なねじりモーションを付加することで，成形荷重の低減，ひずみ分布の変化が得られることを明らかにした．
次に上記で得られた有限要素シミュレーション解析の結果を基に，ねじりモーション付加鍛造加工プロセスの試験装置および金型形状の設計および作製を行った．上述の通り，プレス機械のスライドモーション制御機構を流用することはできず，また広範囲なねじりモーション（ねじり速度，角度，回数，周期）の付加を可能とするため，サーボモータによるねじりモーション付加機構を取り入れた独自の試験装置を作製した．
作製した試験装置および金型を用いて，低荷重で成形可能なアルミニウムを被加工材とした予備実験を行い，適切なねじり付加条件で成形荷重が低減することを明らかにした．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成27年度の目標に掲げたねじりモーション付加鍛造加工プロセスの試験装置および金型形状の設計および作製について，計画通り，年度中盤までに設計を行い，年度終盤に納入された．作製した試験装置および金型を用いて，試運転を兼ねた予備実験を行い，適切なねじり付加条件で成形荷重を低減できることを実証した．
以上より，おおむね順調に進展していると判断する．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成27年度はねじりモーション付加鍛造加工プロセスの試験装置および金型形状の設計に重点を置いたため，試験装置の完成が年度の終盤であった．試験装置の完成時期は当初の計画通りであり，平成28年度の前半は，アルミニウムを被加工材としてねじりモーション付加条件（ねじり速度，角度，回数，周期）が成形荷重，被加工材へのひずみ付与，材料流動に及ぼす影響を詳細に調べる予定である．得られる知見を基に，ステンレス鋼や難加工材であるチタン合金，ニッケル基合金の熱間鍛造加工への応用展開を図る．特にチタン合金，ニッケル基合金の熱間鍛造加工では，材質制御が重要となるため，ねじりモーション付加による加工発熱制御，加工ひずみ制御に着目して，金属組織変化についても詳細に調べる．
また上記の冷間据込み自由鍛造の加工実験で得られる知見を基に，冷間型鍛造加工プロセスへのねじりモーション付加制御の応用展開も試みる．
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