動的超高圧を援用したマイクロ逐次シートハイドロフォーミングの開発

利用动态超高压开发微连续板材液压成形

• 批准号: 15J06110
• 负责人: 佐藤 英樹
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J06110/
• 关键词: マイクロフォーミング; ハイドロフォーミング; 逐次成形; 超高圧; モーション制御; 超深絞り; 再絞り

マイクロ金属加工において動的超高圧およびモーション制御を応用することで，成形限界の飛躍的向上，小型化，高精度化を実現するマイクロ逐次深絞りの開発を目的とし，成形プロセスと装置の開発，成形メカニズムの解明および実証実験を行った．これに対し，以下の研究成果が得られた．(1)工程①で第一絞りによりカップを成形し，工程②で第一パンチとカップ間に隙間を設け，工程③で超高圧を負荷し材料を流動させブランクをパンチに馴染ませ，工程④で第一/第二パンチを同時に下げ，これらの工程②から④を繰り返すことによって，細長いマイクロカップを成形するマイクロ逐次深絞りプロセスを開発した．(2)本プロセスのメカニズム解明のためシミュレーションを行い，カップ端部を拘束し，材料の加工硬化に対応して超高圧のレベルを増加させ，テーパ形状のパンチを用いることで，ダイ内部への材料流動を促進でき成形限界を飛躍的に向上できることを解明した．上記メカニズムを元に加工条件を適正化し，パンチ上下量を小さくし，テーパパンチおよび工具によるカップ端部拘束を採用することで，細長比4.6かつ板厚が均一なマイクロカップをFEMで成形できることを示唆した．(3)既存のトリプルサーボプレス機に据え付ける設計圧力400MPaの小型超高圧発生装置を開発し，成形中に200MPaの超高圧の昇降圧を逐次行えることを確認した．開発した装置を用いて，細長比0.9，直径0.5mmのマイクロカップを成形でき，本マイクロ逐次深絞りプロセスを実証することに成功した．以上により，超高圧とモーション制御を組み合わせて材料流動制御をすることで，成形限界の向上，高精度および細長いマイクロカップを成形できるマイクロ逐次深絞りプロセスの開発に成功した．

The ultra-high voltage and high precision of metal processing are used to realize the rapid development of forming limit, miniaturization and high precision. The following research results were obtained. (1)Project 1: the first strand is formed; Project 2: the first strand is formed; Project 3: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the first and second strands are formed simultaneously; Project 2: the first strand is formed; Project 3: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the first and second strands are formed; Project 4: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the first and second strands are formed; Project 4: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the first and second strands are formed; Project 4: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the first and second strands are formed; Project 4: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the ultra-high pressure material flows; Project 4: the ultra-high pressure material flows; Project 4 (2)This article describes the process of material flow, the end of the material is restrained, the work hardening process of the material is increased, the shape of the material is used, the internal material flow is promoted, the forming limit is improved, and the upward movement is explained. Note that the processing conditions are adjusted properly, and the upper and lower amounts are reduced. The slenderness ratio is 4.6. The plate thickness is uniform. The FEM is formed. (3)According to the design pressure of 400 MPa, the small ultra-high pressure generator was developed in the existing machine, and the ultra-high pressure of 200 MPa was raised and lowered successively in the forming process. The device has been successfully used with an elongation ratio of 0.9 and a diameter of 0.5 mm. In this way, the ultra-high pressure and high-precision material flow control system can be used to control the flow of materials.

项目成果

超高圧とパンチモーションとの逐次制御によるマイクロ超深絞り過程における適正加工条件の有限要素解析

使用超高压和冲头运动的顺序控制对微超深拉深工艺中适当的加工条件进行有限元分析

• 发表时间: 2015
• 作者: 佐藤英樹，真鍋健一，Dongbin Wei;Zhengyi Jiang;眞野峻行，佐藤英樹，近藤大輝，真鍋健一
• 通讯作者: 眞野峻行，佐藤英樹，近藤大輝，真鍋健一

FEM-Base Investigation of Micro Ultra-Deep Drawing

基于有限元的微型超深拉深研究

• 发表时间: 2015
• 作者: Takayuki Mano;Hideki Sato;Daiki Kondo;Ken-ichi Manabe
• 通讯作者: Ken-ichi Manabe

Study on Micro Extra Deep Drawing Process with Ultrahigh Fluid Pressure and Press Controls

超高流体压力微细超深拉工艺及压力机控制研究

• 发表时间: 2015
• 作者: Hideki Sato;Daiki Kondo;Ken-chi Manabe;Kuniyoshi Ito
• 通讯作者: Kuniyoshi Ito

超高圧とパンチモーションとの逐次制御によるマイクロ超深絞りのFEMシミュレーション

使用超高压和冲头运动顺序控制的微型超深拉深有限元模拟

• 发表时间: 2015
• 作者: Hideki Sato;Daiki Kondo;Ken-chi Manabe;Kuniyoshi Ito;佐藤英樹，近藤大輝，眞野峻行，真鍋健一
• 通讯作者: 佐藤英樹，近藤大輝，眞野峻行，真鍋健一

マイクロ対向液圧深絞りにおける変形挙動に及ぼす相対工具寸法の効果

相对工具尺寸对微反向液压拉深变形行为的影响

• 发表时间: 2016
• 期刊: 塑性と加工
• 作者: 佐藤英樹，真鍋健一，Dongbin Wei;Zhengyi Jiang
• 通讯作者: Zhengyi Jiang