ででくくだだささいい■塑性加工の数値シミュレーション技術は，実用レベルに達してから ■年以上経過し，いまでは新しい加工法の開発，生産現場の技術改善等あらゆる場面において不可欠な道具となっている．この数値シミュレーションの解析精度を上げるために，解析に必要な被加工材の構成式に関しては，精力的な研究が積み重ね，精緻な域に達しつつある．一方，解析に必要なもう一つの関係式である，被加工材と金型間の摩擦法則に関しては，面圧の低い領域ではクーロンの法則ffτ=μp■，面圧の高い領域では摩擦せん断応力一定則ffτ=mk■が一般的に使われている■■．しかし，それぞれの法則の適用可能な面圧範囲は不明確であり，μとmの関係も判然としない．このことは，圧延，鍛造加工のような接触界面の面圧が大きく変動し得る加工法の数値解析にとって大きな障害となっている．加えて，近年，塑性加工の守備範囲を拡大させるために，板鍛造に代表されるように各種複合加工法が使われるようになってきている．複合加工においては，面圧は加工の部位によって大きく異なり，分流点が存在するため，摩擦法則は数値解析の精度を左右する重大な課題となっている ■．このように，塑性加工における摩擦現象の解明は，各種塑性加工法の高度化にとって不可欠であり，その根幹となる摩擦法則の確立は学術的な意義に留まらず，塑性加工業界全体に大きな影響をもたらすと考えられている．本研究は，トライボロジーの原理・原則に基づいて，板成形，圧延，鍛造など全ての塑性加工法の数値シミュレーションに簡便に使える摩擦法則を提案する．広範囲の面圧条件下での摩擦現象を調べるために，本研究では側方引張を加えた摩擦試験法と高面圧摩擦試験法を併用した．図■に側方張力形摩擦試験法の原理図■■を示す．表面突起を有する試験片は，両サイドで引張られながら，圧縮工具により下方から圧縮され，摩擦工具により摺動摩擦を受ける．側方の引張荷重は摩擦試験中計測・制御され，摩擦係数は計測した圧縮荷重と摩擦力で算出される．試験片と摩擦工具間の焼付きの発生を無潤滑油状態で抑制するた写写真真位位置置■削削除除ししなないい１．まえがき２．実験方法*岐阜大学 工学部・機械工学科 教授３．ドライ加工における摩擦法則め，摩擦工具の表面に■■■膜を製膜した．この試験機の最大の特徴は以下の 点である．（■）試験片のバルクが弾性状態から塑性状態に移るプロセスにおける摩擦挙動を捉えることができる．（ ）試験片のバルクの応力状態が摩擦挙動に及ぼす影響を検討できる．図 に高面圧摩擦試験機の原理図■■を示す．試験片を密閉型内で圧縮し，高い面圧を付加した後すべりを与える．摩擦係数は計測した圧縮荷重と摩擦力で算出される．試験片とアンビル間の焼付きの発生を抑制するため，アンビル表面に■■■膜を製膜した．ドライ加工は環境に優しい技術としてすでに量産に使われている■■．したがって，ドライ加工における摩擦法則は潤滑条件下の摩擦挙動を理解するための基礎であると共に，実用的にも重要である．図■側方張力形摩擦試験法の原理■■図 高面圧摩擦試験法の原理■■Z. Wang- 40 -塑性加工における摩擦法則の構築塑性加工における摩擦法則の構築王 志剛*王志剛■Report
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