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0.5mm. 中空バルブ 軽量化:エンジンの 高出力化,低燃費化. 多段深絞り加工 内面性状の悪化. 内面しごき加工による ステンレス多段深絞り容器の表面粗さの低減. 塑性加工研究室 池口真人. カム. バルブ. ピストン. ガソリンエンジン. 10mm. 多段深絞り加工により得られた容器の外観写真. ステンレス鋼板 SUS305. 直径: 50mm, 板厚: 1.0mm. (e) 4 段. (c) 2 段. (d) 3 段. (b)1 段. (a) 素板. (j)9 段. (f)5 段. (h)7 段. (i)8 段.
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0.5mm 中空バルブ 軽量化:エンジンの 高出力化,低燃費化 多段深絞り加工 内面性状の悪化 内面しごき加工による ステンレス多段深絞り容器の表面粗さの低減 塑性加工研究室 池口真人 カム バルブ ピストン ガソリンエンジン
10mm 多段深絞り加工により得られた容器の外観写真 ステンレス鋼板SUS305 直径:50mm, 板厚:1.0mm (e) 4段 (c) 2段 (d) 3段 (b)1段 (a)素板 (j)9段 (f)5段 (h)7段 (i)8段 (g)6段 対象容器
0.5mm 粗さ増加 多段深絞り加工により得られた容器の表面粗さ 1 6 しごき絞り 1 2 内面 8 周方向平均最大高さ Rz/μm 4 外面 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 絞り段数
ポンチ(SKD) ポンチ(SKD) ポンチ(SKD) ポンチ(SKD) しごき率r=5,10% ストリッパ ストリッパ 容器 容器 容器 容器 15° 塩素系 プレス油 塩素系 プレス油 1 φ7.39 15° 15° コンテナ (SKD) コンテナ (SKD) 54 φ8.99 1 ダイス(SKD) しごき率 r=5,20,40% ダイス(SKD) 3° φ8.99 φ9.03 内面平滑化を目的としたしごき加工法 (a)内面しごき加工 (b)外面しごき加工
み ず ひ 厚 肉 カ ッ プ 角 部 か ら の 距 離 / m m 加工後断面写真と肉厚分布 - 0 . 1 加工前 内面しごき 外面しごき 未加工部 未加工部 - 0 . 2 - 0 . 3 クリアランス 5mm - 0 . 4 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 未加工部 加工後の肉厚分布 (a)内面しごき (b)外面しごき
加工前 r=5%内面しごき r=20%外面しごき 0.5mm 内面しごき加工と外面しごき加工の比較 2 0 (a) 加工前 1 5 r=40%外面しごき 1 0 周方向平均最大高さ Rz/μm 5 (b) r=5%内面しごき 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 カップ角部からの距離 /mm (c) r=40%外面しごき
500 0 -500 -1000 -1500 -2000 -2500 -3000 シミュレーションによる しごき加工の半径方向応力解析 σr/MPa ポンチ ポンチ コンテナ ダイス (b)外面しごき(r=40%) (a)内面しごき(r=5%)
バルブ部品への内面しごき加工の適用 押込みポンチ(SKD) バルブ部品 (14段) 支え ボール (超硬-TiCN) しごき率r=18% 分割コンテナ (SKD) Φ3.85 5mm R0.5 押込みポンチ(SKD) バルブ部品 (14段) 支え ボール (超硬-TiCN) 87 分割コンテナ 57 (SKD) Φ4.98 (バルブ部品) Φ5.01 (コンテナ) バルブ部品(14段)
- 0 . 3 - み 0 . 4 加 工 前 ず ひ - 厚 0 . 5 (r= 1 8 %) 内面しごき加工後 肉 - 0 . 6 0 1 0 2 0 4 0 5 0 6 0 7 0 3 0 カ ッ プ 角 部 か ら の 距 離 / m m 5mm 加工後断面写真と肉厚分布 クリアランス 加工後の肉厚分布
1 5 m 加 工 前 μ / 1 0 z R さ 5 高 % 内 面 し ご き 加 工 後 ( r = 1 8 ) 大 最 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 カ ッ プ 角 部 か ら の 距 離 / m m 0.5mm ボールによるバルブ部品の内面しごき加工結果 (b) r=18%内面しごき (a) 加工前
まとめ • 多段深絞り加工により得られた容器の内面粗さを比 較的低いしごき率の内面しごき加工で大幅に低減で きた. • 外面しごき加工では,高いしごき率を用いても内面 しごき加工より内面粗さを低減できなかった.これは 内面に発生する半径方向応力が小さいためである. • 中空エンジンバルブ部品に対してTiCN処理した超硬ボー ルを用いて内面しごき加工を行い,内面粗さを大幅に低 減できた.