C/p■𝜎𝜎=501𝐶𝐶𝑐.2 ■■■𝑝𝑝 ∕ ■■■■■■𝑡𝑡𝑐 ■■■■■■■■■ 𝑐𝑐𝑐■■■■■■■■𝑡𝑡𝑐𝑐𝑐■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■𝜇𝜇𝑐■■■■■■■■パンチストロークs■tc■■■■■■■■■■点■点■点■点■点■点■■■■■━𝑡𝑡𝑐∕𝑡𝑡𝑐𝑐𝑐■■■■■━𝑡𝑡𝑐∕𝑡𝑡𝑐𝑐𝑐■■■■■■ctct ■■■ ■ C■■■ 012345 ■𝑡𝑡𝑐ひずみ速度s− 𝑡𝑡 𝑝𝑝 𝑑𝑑𝑐𝑐𝑐=𝑑𝑑 𝑐𝑐= 𝑐𝑐𝑐𝑑𝑑𝑡𝑡𝑐𝑐𝑐 𝑐𝑡𝑡𝑐𝑐切削鍛造中 さ厚ブェウ 図■(c)のようにパンチ圧力は初期に急激に上がる．パンチストロークが大きくなるとせん断領域がパンチの縁に達するB点からは圧力上昇は緩やかになる．図■(d)に示すように，ウェブの厚さは直線的に増加し，カウンターパ力圧チンパp力圧チンパ ━シミュレーション━体積一定則による理論値パンチストロークs/tc0リングパンチ■固定■(a) 鍛造プロセス (b) パンチ角近傍の拡大図 (c) パンチ圧力の推移 ンチの角部のウェブの厚さが中心付近よりも小さいため，体積一定と仮定した予測結果よりもわずかに大きくなる． 図■の条件では，tanφは0.425，せん断変形による相当ひずみεは1.6，せん断変形抵抗kは323.8MPaで，式(2)からp = 90.7 MPa，p + pb = 94.2 MPaと予測される．この値は，図■(c) のシミュレーション結果である94.5 MPa (p/C = 0.19)とほぼ同じ大きさである． 図■にウェブ形状に及ぼすカウンターパンチによる背圧の効果を示す．背圧が10倍変化しても製品形状の変化はほとんど認められない． 図■に示すように，切込み深さt0が増すとパンチ圧力が高くなるが，切込み深さt0が0.5tc0であってもパンチ圧力p/Cは0.3以下である． 0.30.20.10.0図■■切削鍛造の成形過程7) 図■■ウェブ形状に及ぼす背圧の影響7) 図■■パンチ圧力に及ぼす切込み深さの影響 （シミュレーション）7) (d) ウェブ厚さの推移 ３．シミュレーションによる成形方法の検討■カウンターパンチパンチ切削鍛造前■■■■シミュレーションの条件■切削鍛造が可能な範囲を図■の軸対称モデルのシミュレーションで調べた．被加工材はSPCC 軟鋼板とし，変形抵抗曲線を𝜎𝜎=𝐶𝐶𝐶𝐶𝑛𝑛で近似し，C = 501MPa，𝑛𝑛 = 0.24 とした．Cを変形抵抗の代表値とする．背圧をpb/C = 0.005-0.05，摩擦係数を0.1-0.5の範囲で変化させた． ■■ ■工具圧力■カウンターパンチによりpb/C = 0.005 の背圧を加えて切削鍛造するときのH字型ダブルカップの成形工程を図■(a)，(b) に示し，加工中のパンチ圧力の変動を(c)に示す．図■(a)における点A，BおよびCは，図■(c)の同じ記号の位置に対応する．上下パンチの角の間のせん断変形によってカップ状素材の底部は上方に動かされてウェブになる．ウェブはほぼ平坦に保たれ，シミュレーションの条件内でバルジ変形は発生しない．図■(b)のようにウェブ厚さはカウンターパンチの角でわずかに薄くなり，ウェブの厚さが薄い領域はパンチストロークの増加とともにカップ中心に向かって広がる． 図■■絞りカップの底面を移動する模式図7) - 17 -ダイ被削材相当ひずみ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■𝑝𝑝 /𝐶𝐶=■■■■■𝜎𝜎=501𝐶𝐶𝑐.2 ■■■■■𝑝𝑝 ∕ ■■■■■■■■■𝜇𝜇𝑐■■■■■𝑡𝑡𝑐 ■■■■■■■■■■■ 𝑐𝑐𝑐■■■■■■■■■■𝑡𝑡𝑐𝑐𝑐■■■■■■■■■■■パンチストロークs■tc■■■■■𝑝𝑝 /𝐶𝐶=■■■■𝜎𝜎=501𝐶𝐶𝑐.2 ■■■■■𝜇𝜇𝑐■■■■■𝑝𝑝 ∕ ■■■■■■■■■ 𝑐𝑐𝑐■■■■■■■■
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