[mm]88129.7216.95.02～5.073.85～3.922.6～2.71肉厚[mm]硬さ[HV]34602684――３．結果と考察ちシミュレーションにより検討した．図５にシミュレーション結果を示す．シミュレーションには図３に示した材料パラメータを使用した．押し込み速度は1 mm/sである．図５シミュレーションの結果：各工程での最大トレスカ応力は，それぞれ■■ ，■ ■■■■となった．シミュレーションは日本ニューロンが行った．実際に使用した液圧成形機を図６に，成形した銅パイプを図７に示す．液圧成形機は縦方向に圧縮する．流体は水である．シミュレーションを基に決定した，ストロークと水圧の関係（負荷経路）を数値データとして，液圧成形機に入力することで，自動的に成形できる．成形時間は各工程2分程度である．工程で変化した特性値を表１に示す．成形により肉厚は減少し，中央部は1工程後に3.9 mm，2工程後に2.6 mmとなった．実験において破裂したパイプは，肉厚のばらつきが大きいものが見られた．今回は肉厚のばらつき（最大値－最小値）が0.1 mm以下になるように特別に製造したパイプを使用した．本成形では非常に大きく膨らませるので，材料の伸びも大切であるが，それ以上に肉厚のばらつきを小さくすることが重要である．金型図６液圧成形機（日本ニューロンの厚意による）図７成形した銅パイプ：上段・素管，中段・１工程後のパイプ，下段・２工程後のパイプ，成形によりパイプの全長が短くなっていく様子がわかる．工程成形による加工硬化により硬さが高くなる．1工程後の焼鈍により初期状態以下に硬さが戻っている．2工程は大きく膨らませるために加工硬化が大きく，1工程後よりさらに硬さが高くなる．切断した空洞内面を図８に示す．成形前のパイプ内面の長手方向の表面粗さは1.0 µmRaである．成形後のセルの大径部（赤道と呼ぶ）は2.9 µmRaである．肌荒れの少ない良好な仕上がりとなった．また肉厚分布が発生し，赤道部が最も薄くなった．キャリパで測定した肉厚の測定結果を図９に示す．長手方向55 mmあたりがアイリス部である．加速空洞は内面形状が重要であり，肉厚分布をあらかじめ予想して金型形状の設計を行う必要がある．シミュレーションにより求めた肉厚を合わせて示す．成形の最終段階では，パイプと金型が接触した状態で形状が変化する．そのため，シミュレーションと実際の形状を合わせるためには，適切な摩擦係数を与える必要がある．摩擦係数=0と0.2の場合の結果を示す．=0.2の場合の方が，実測値に近い結果を得られた．をさらに大きくしても，赤道部表１各工程における特性値全長[mm]初期状態499.61工程後450.1焼鈍後―2工程後371外径（中央）− 162 −
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