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近年、プレス加工の現場においても地球環境保護の観点から潤滑油を使用しないドライプレス加工が求められている。そこで、ドライプレス加工実現の可能性について検討した。特に、これまでの研究においては、絞り加工のドライ加工化の可能性を示してきた。本研究では、せん断加工のドライ加工化を目指す。
前年度は、被加工材SPCCの連続10万回のドライ小径(φ5mm)せん断加工を導電性セラミックス工具(ZrO_2-WC工具)を用いて達成したが、他のセラミックス工具についての評価が完了していなかった。また、被加工材SUS304については連続10万回を達成できていなかった。
本年度の研究において、工具材質と被加工材の組み合わせについて検討を行った。その結果、SPCCの連続10万回のドライ小径(φ5mm)せん断加工を各種セラミックス工具(HIP-ZrO_2、ZrO_2、Si_3N_4)を用いて達成した。ブランクのバリ高さ測定および切り口面のせん断面長さ測定によって、工具材質による優劣を明らかとした。また、SUS304の連続10万回については、ダイスにシャー角を設けることで加工力の低減および工具にかかる衝撃荷重の低減が可能となることを確認した。さらに、破壊靱性の異なる超硬合金工具(WC-Co工具)を用いた試験を実施し、SUS304のドライせん断加工においては工具の破壊靱性が大きく影響することを明らかとした。
また、より複雑形状である5mm角のドライせん断加工についても検討を行った。その結果、SPCCの5mm角の連続10万回ドライせん断加工をZrO_2-WC工具を用いて達成した。
以上により、被加工材SPCCおよびSUS304のドライせん断加工が可能となれば、ドライ絞り加工と併せて、多くのプレス加工をドライ加工化することが可能となる。本技術は、環境負荷低減だけでなく、低コスト、短納期に対しても大きな利点のある技術と言える。
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