長手方向に断面形状を変化させる押出し加工法に関する研究

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前年度の結果より,提案したテーパマンドレルを用いた断面形状を変化させる新しい押出し加工法では,マンドレル先端がテーパ形状であるため,成形品外径がダイス出口直径より小さくなる問題が明らかになった.そこで,成形品外径減少の問題に対して,本加工法においてチョーク付きダイスを用いる方法を提案し,その有効性を検討した.1.マンドレルを移動させていない場合について,ダイスチョーク角が成形品外径・内径に与える影響を実験と有限要素数値シミュレーションにより明らかにした.その結果,ダイスチョーク角がマンドレルテーパ角より大きい場合では,成形品外径がフラットダイスの場合より小さくなり,成形品内径がフラットダイスの場合とほぼ同じになるのに対し,ダイスチョーク角がマンドレルテーパ角より小さい場合では,チョーク角が小さくなるにしたがい,成形品外径がダイス直径に近づき,成形品内径がより大きくなる.2.成形品外径減少改善に効果のあるチョーク付きダイスを用いてマンドレルを移動させた場合に,意図した形状に押出すことが可能であるかを実験的に検討した.そのために,ビレットの非圧縮性を考慮し理論的に求めた成形品長手方向の肉厚分布と,実験により得られた成形品長手方向の肉厚分布を比較した.その結果,チョーク上部で押出されたメタルが,チョーク部に接触するマンドレル速度においては,理論的に求めた成形品長手方向の肉厚分布と,実験により得られた成形品長手方向の肉厚分布は良い一致を示し,意図した形状に押出すことが可能であることを示した.以上のことより,提案した押出し加工法において,成形品外径減少の改善を目的としてチョーク付きダイスを用いることの有効性を明らかにした.