キーワード：拡管，口広げ，抽伸，薄肉管 （2次元・陰解法）（2次元・陰解法） (b) 抽伸 (第2工程) 図1 拡管型抽伸加工の概要 (a) 口広げ (第1工程) σz yzθrθryz rzrztyzxxzσr■■■■2σr■σz■σθ■/3σθσzσr■■■■2σr■σz■σθ■/3lbαdTubeαep図3 解析モデルの概略 pdddxamtpednimtて，所定の寸法に加工する方法である．機械的強度，寸法精度および表面性状の向上を目的として行われ，抽伸加工品は幅広い産業分野において，構造材や配管部品などとして利用されている．一方，近年，部材軽量化のため，薄肉管の需要が高まっているが，抽伸加工において効率的に薄肉管を製造することは難しい．これは，1パスあたりの管肉厚の減少率（減肉率）を大きく設定しすぎると，抽伸荷重の大幅な増加によって，加工時に管が破断するためである．このため，抽伸加工によって薄肉管を製造する際は，複数回ダイスを通して，段階的に薄肉化する必要があり，加工に時間がかかる． 上記の問題を解決するため，拡管型抽伸加工法を提案する．図1に，提案手法の概略図を示す．まず口広げ工程にて，後続工程用のつかみ部を成形する．その後，口広げ部をつかみ，プラグを円管材から引き抜く．図2に示すように，本手法は，拡管時に円周方向に引張応力が働くため，従来の円周方向に圧縮応力が働く縮管型の抽伸加工と比べ，効率的な薄肉化が実現できる可能性がある． 本研究では，拡管型抽伸加工の加工特性を把握するとともに，薄肉管を製造するにあたって，適切な工具形状を明らかにすることを目的とした．まず，有限要素法 (FEM) 解析および小型の試験機を用いた実験によって提案手法の優位性を確認するとともに，基本的な加工特性を明らかにした．さらに，プロトタイプ機を用いた実験を行うことによって，薄肉管を製造するにあたって適正な工具形状や，成形品の強度を明らかにした． ２．拡管型抽伸加工における加工特性の把握1)~3) 2・1 解析および実験方法 拡管型抽伸加工の有効性を調査するため，FEM解析を行った．拡管と縮管抽伸において，減肉率をはじめとした加工特性を比較した．さらに，小型の試験機を用いた実験を行い，解析結果と比較することによって，解析結果の妥当性を検証した． １．研究の目的と背景 管の抽伸加工とは，管をダイスから引き抜くことによっ電気通信大学 機械知能システム学専攻 （2018年度 奨励研究助成(若手研究者) AF-2018034-C2） 准教授 梶川 翔平 半径方向偏差応力半径方向偏差応力FEM解析には，Rockfield Software社にて開発された汎用有限要素法解析ソフトウェア”ELFEN”を用いた．図3にFEM解析モデルの概略を示す．拡管と縮管抽伸の加工特性を比較するため，図3 (a)および(b)に示す2次元軸 Tube(a) 拡管型抽伸-σθ(a) 縮管型抽伸(従来手法)(b) 拡管型抽伸(提案手法)図2 縮管型と拡管型の比較 Plug(b) 縮管型抽伸TubeExpansion areaCross sectional view(c) 拡管型抽伸(3次元・陽解法)-σr-σrDiePlugTubePlug− 173 −薄肉管の効率的な製造を可能とする 拡管型抽伸加工法の開発
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