二段充てん法による歯付き部品の押出し成形に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650115
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 沢木 洋三 静岡大学, 工学部, 教授 (30005417)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 始 静岡大学, 工学部, 助手 (90283340)
• Keywords: 塑性加工 / 押出し成形 / 歯車 / 断面減少率 / 充てん / 有限要素法

Research Abstract

1.最適ダイス形状
有限要素法により二段充てん法と従来法での材料流動の違いを調べた.その結果,前者では円周方向の材料流動が半径方向内向き(歯元方向)の流動を抑えており,これが良好な成形をもたらす原因である事が示された.そこでこの効果をより発揮させるためのダイス形状について,一段目の歯厚,ダイス半角を変化させた有限要素解析を行った.成形性の点からは,一段目の歯厚を厚くすること,また面圧の点からは,ダイス半角を小さくすることが有効である事が明らかにされた.実際にこのダイスを用いた時の成形の様子を有限要素法でシミュレートした結果,充てんした歯車が低い面圧で成形されることがわかった.
2.荷重行程曲線の上下変動に対する解析
有限要素法により成形中の荷重行程曲線を解析すると,荷重に上下変動が生ずる.この原因について調べたところ,ダイスで絞られる要素数がN個,N-1個を繰り返す結果であることが判明した.この上下変動を抑えるには,絞られる時の要素数Nを多くすればよいが,多くしても0とすることは出来ない.適当な要素で解析し,変動の上側の点を通る曲線が実際の荷重を示していることも明らかにされた.
このように,二段充てん法に対する有限要素解析は,ほぼ実験をシミュレートしていることが明らかにされ,最適ダイス形状の決定も行える事になった.有限要素法を数多く行えば,最適形状の決定が一層簡単になるものと思われる.

Research Products

• [Publications] 沢木洋三, 吉田始, 坂井田喜久, 鈴木正: "外径絞りを伴う二段充てん法による平歯車の成形"塑性と加工. 4巻507号. 462-466 (2003)
• [Publications] 沢木洋三, 吉田始, 坂井田喜久, 鈴木裕司: "浸炭試料を用いた平歯車の成形"平成15年度塑性加工春期講演会講演論文集. 71-72 (2003)
• [Publications] 吉田始, 沢木洋三, 坂井田喜久, 鈴木正: "二段充てん法による低断面減少率下での平歯車の成形"平成15年度塑性加工春期講演会講演論文集. 73-74 (2003)
• [Publications] 吉田始, 沢木洋三, 坂井田喜久: "高炭素鋼試料による平歯車の押出し成形"日本機械学会第11回機械材料・材料加工技術講演会講演論文集. 303-304 (2003)
• [Publications] 吉田始, 沢木洋三, 坂井田喜久, 磯谷章, 鈴木裕司: "内径拡張による歯付き部品の成形"日本機械学会関東支部山梨講演会講演論文集. 247-248 (2003)
• [Publications] 吉田始, 沢木洋三, 坂井田喜久, 鈴木裕司: "内径拡張による平歯車の成形"第54回塑性加工連合講演会講演論文集. 157-158 (2003)