FORM TECH REVIEWvol27

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Pm0L/FL htgnel nemceps laitinIgnenemceps l0L/BLhgne0Lgnenemceps lgnel f/trapdrawkcabi t t too h5 h01234nanaItIii o t hiantIiio123at til f f/trapl iti fl raehs feoc hcnup–nemceps tneciffitcirfnocno/trap drawrof fo htgnel dedurtxEsf/DP = 4.0, ntotal = 1 (vavg = 80mm/s)sf/DP = 2.0, ntotal = 2 (vavg = 40mm/s)sf/DP = 1.3, ntotal = 3 (vavg = 27mm/s)sf/DP = 1.0, ntotal = 4 (vavg = 20mm/s)sf/DP = 4.0, ntotal = 1 (vavg = 20mm/s)LBLF/FLh/trapdrawkcabitil itil sf/DP = 4.0, ntotal = 1 (vavg = 80mm/s)sf/DP = 2.0, ntotal = 2 (vavg = 40mm/s)sf/DP = 1.3, ntotal = 3 (vavg = 27mm/s)sf/DP = 1.0, ntotal = 4 (vavg = 20mm/s)sf/DP = 4.0, ntotal = 1 (vavg = 20mm/s)0L/BLhdedurtxEgnenemceps lgnededurtxE tca t d raw ro d edu rtxE 図図6 パルス前後方押出し鍛造におけるパンチモーションと試験片の前方部，後方部押出し長さの関係（LF：前方部押出し長さ，LB：後方部押出し長さ） 長さLF，LBの関係を図図6に示す．潤滑油を用いた場合，パルス加工ではsfが短くなるとともに，LFは短く，LBは長くなり，パルスモーションにより各段での加工間に潤滑 Forming stroke in each forming step sf /mm30101.61.41.21.00.80.60.40.20.050Forming stroke in each forming step/Punch diameter sf/DP3.3 パンチ－試験片間のせん断摩擦係数の算出 withlubricationwithoutlubrication2515200.70.60.50.40.30.20.10.01.61.41.21.00.80.60.40.20.01.41.31.21.11.00.90.80.71.00.80.60.40.20.0- 31 -0.00.20.40.6Coefficient of shear friction atspecimen–punch contact mP(a) 前方押出し長さ (b) 後方押出し長さ 0.00.20.40.6Coefficient of shear friction atspecimen–punch contact mPDeterminedfrom LFDeterminedfrom LBwithlubricationwithoutlubrication0.81.00.81.004Forming stroke in each forming step/Punch diameter sf/DP油が加工部へ逐次供給され，後方部への材料流動が促進されたことが分かる．一方，無潤滑の場合は，パルス加工ではsfが短くなるとともに，LFは長く，LBは短くなった．これはパルスモーションによりパンチ－加工穴間の摺動距離が長くなり，かじり疵が生じ，摩擦を高めたと推察される． 有限要素解析により後方側パンチ－試験片間のせん断摩擦係数mPと試験片の材料流動の関係を調べた．弾塑性有限要素解析ソフトウェアsimufact.forming ver.11を使用し，二次元軸対称解析で試験片の弾塑性変形と温度変化を計算した．前方側パンチ－試験片間，コンテナ－試験片間のせん断摩擦係数は0.2とした． 図図7にパルス前後方押出し鍛造における前方部，後方部押出し長さの計算結果を示す．低摩擦の場合は後方部，高摩擦の場合は前方部への材料流動が促進され，実験結果と同傾向を示した．そこで，図6で得られた実験結果と図7の計算結果を比較することで，各パンチモーションでのmPを算出した結果を図図8に示す．前方部，後方部押出し長さのいずれから算出したmPも，非パルス加工（sf/DP = 4.0，ntotal = 1）では約0.4となった．一方，パルス加工（sf/DP = 1.0，ntotal = 4）では，無潤滑の場合は0.8以上の高いせん断摩擦係数となったが，潤滑油を使用した場合は，逐次潤滑の効果で0.05以下と低いせん断摩擦係数となった． 以上の結果より，考案したパルス穴あけ加工法は加工途中のパンチモーション制御による逐次潤滑により潤滑効果を得られることが分かる． ４．潤滑油流路付きパンチを使用した逐次潤滑穴あけ加工法の加工穴の形状精度5) 図図7 パルス前後方押出し鍛造におけるパンチモーション，せん断摩擦係数が前方部，後方部押出し長さへ及ぼす影響（有限要素解析） d en mre eD 図図8 実験結果と有限要素解析結果から算出されたせん断摩擦係数とパンチモーションの関係 4.1 パルス後方押出し鍛造の加工条件 図図9に金型構成およびパンチの形状を示す．パンチは超硬合金（WC-10mass%Co）で作製し，先端部直径DP = 6mm，長さLP = 64mmとし，表面粗さRa = 0.02～0.04mに仕上げた．またパンチ内部に設けた潤滑油流路は直径DI = 1.5mm，パンチ先端部での直径DT = 0.5mmとした．一方，コンテナはマトリックス高速度工具鋼（YXR3）で作製し，