JP2017146187A - 半抜き加工試験方法 - Google Patents
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一方、ねじり加工では、所定形状のねじり試験片における所定角度のねじり加工時に発生するせん断ひずみやひずみ分布等を観察する。ねじり加工によれば、ねじり角度を大きくすることで変形の程度を大きくすることができ、ねじり加工時に導入されるせん断ひずみ量を据え込み加工の場合に比して大きくすることが可能である。
半抜き加工後の試験片を用いて、鋼材の浸炭処理による結晶粒粗大化傾向を判定する場合、所定のオーステナイト温度域まで加熱する疑似浸炭試験後、せん断ひずみの値が3.0以上となる結晶粒を指標とすることが考えられる。
最初に、上記歯車の成形時に発生するひずみのレベルについて説明しておく。歯車の1例であるストレートべベルギヤの諸元を表1に示す。このストレートべベルギヤは、例えばSCrを素材として冷間鍛造により成形される。図1(a),(b),(c)に示されるように、歯部において高さの異なる部位S1,S2,S3にて半径方向に輪切りにし内部のひずみを解析した。具体的には、有限要素法ソフトDeformを用いて歯車の変形解析を行い、歯元のせん断ひずみと相当ひずみ(x軸,y軸,z軸の各軸方向のひずみを1軸方向のひずみに換算した値)を算出した。
次に、図3(a)及び表2に基づいて、半抜き加工を実施するためのダイセットのモデルについて説明する。このモデルは、上ダイス11、下ダイス12及びパンチ13を含む、通常の打ち抜きダイセット10を基本の構成としている。試験片2は、下ダイス12の孔径d1よりも大径の円板状をなす金属素材であり(表3参照)、ダイス孔12aの中心線Lと同軸状に上下ダイス11,12に固定される。
表3に示す鋼種からなるφ60mm×200mmの熱間圧延素材からφ40mm×6mmの試験片2を切り出し、以下の試験条件で半抜き加工試験を行った。半抜き加工試験では、打ち抜きダイセットを500トンのサーボ油圧プレスに装着して用いた。
(1)ストローク:2.8mm,4.5mm
(2)クリアランス:−8.3%
(3)成形速度:30mm/s
(4)潤滑条件:摩擦係数0.05のテフロン(登録商標)シート使用
(1)焼準処理:950℃で2時間保持後、炉冷。
(2)球状化焼鈍処理:760℃で2時間保持後、650℃まで15℃/hで冷却し、その後空冷。
上記(1),(2)の熱処理後、真空炉にて850℃,900℃,925℃,950℃,975℃の各温度で2時間保持後、油焼入処理を行い、結晶粒を観察した。具体的には、各試験片20を中心線L方向に切断して研磨し、接続部23の界面を結晶粒現出液腐食にて腐食後、光学顕微鏡にて組織を観察した。
10 ダイセット
11 上ダイス(ダイス)
12 下ダイス(ダイス)
12a ダイス孔
13 パンチ
13a 先端部
20 半抜き加工後の試験片
21 素材本体
21a 止まり穴
22 凸部
23 接続部
Claims (4)
- ダイス孔径よりも大径の円板状の金属素材からなる試験片を、該ダイス孔の中心線と同軸状にダイスに固定し、その試験片よりも小径のパンチを該試験片の板厚未満のストロークで前記中心線方向である打ち抜き方向へ打ち抜く半抜き加工を行うことにより、前記パンチの先端部に対応して形成された止まり穴を有する素材本体と、前記打ち抜き方向へ突出形成された凸部とが前記止まり穴の底部周縁近傍にて円環状に繋がった接続部により一体に接続されてなる半抜き加工後の試験片を得ることを特徴とする半抜き加工試験方法。
- 前記ダイスと前記パンチ間のクリアランスが負に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の半抜き加工試験方法。
- 前記試験片に対して前記打ち抜き方向とは反対側から背圧が付与されることを特徴とする請求項1又は2に記載の半抜き加工試験方法。
- 前記金属素材として鋼材を使用し、前記半抜き加工後の試験片の前記接続部に生ずるせん断ひずみの最大値が3.0以上に設定されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の半抜き加工試験方法。
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