| 研究概要 |
代表研究者らは,軸外形制御の軸肥大加工法を用いたニューコンセプトのニア・ネット・シェイプ加工法を提案した.従来の軸肥大加工法により肥大させながらその肥大部外周を金型で外形制御し,肥大部の外形を円柱形状,多角形状や段付き形状など,さらに歯形に成形させる.外形寸法精度の向上,肥大加工後の切削工程の省略や歩留り向上などを確実に実現し,革新的なニアネットシェイプ加工技術を確立することを目的とする.高品質でコスト低減に役立つニアネットシェイプ品を目指し,基礎研究および工作機械の開発を着実に進めている.科学研究費補助金交付期間(H21～H23)の初年度,「成形加工機の開発」および「金型設計」に焦点を絞った研究を行い,具体的な研究成果を下記のように挙げている.
1. 成形加工機の開発
代表研究者らが独自で開発した軸肥大加工機に対して,圧力を負荷する圧縮側のチャック部に異なる数種類の金型を装着し,肥大部の外周・軸方向幅の変形制御を可能に設計した.反対側の回転駆動部と曲げ角度負荷部に,回転速度・曲げ角度の稼働範囲の拡大や微調整などができるように加工機を改良した.ニアネットシェイプ加工の形状精度を向上させるため,特にチャック部の設計に工夫した.
2. 金型の設計
型材の選択,熱処理方法,金型構造・強度設計や加工法などを実験のみならずシミュレーション解析により検討し,用途に応じた高精度・高剛性・高耐摩耗性を有する金型設計を行った.成形加工プロセスへの考慮も含め最も経済的かつ合理的な金型設計を図った.
3. 成形加工実験の実施
肥大加工部の成形精度や健全な加工限界などに及ぼす加工条件や材料の機械的特性などの影響を実験的に明らかにした.加工後の金型の摩耗・破損状況を調べて原因を究明し,金型設計にフィードバックした.
4. 有限要素法(FEM)によるシミュレーション解析手法の開発
FEM解析手法の開発を着手し,金型設計及び加工条件の設定に適用した.
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