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金属加工において、成形とは機械的変形によって金属部品や物体を作ることです。ワークピースは材料を追加または除去することなく再形成され、その質量は変化しません。[1]成形は、材料の物理的形状が永久に変形する 塑性変形という材料科学の原理に基づいて行われます。
特徴
金属成形は、切断や接合といった同時代のプロセスに比べて、サブプロセス全体でより均一な特性を持つ傾向があります。
工業規模での成形の特徴は次のようなものである[2]。
- 非常に高い荷重と応力が必要で、50～2500 N/mm 2 ( 7～360 ksi )
- このような高いストレスと負荷に対応するためには、大きくて重く、高価な機械が必要である。
- 生産は多くの部品を使用して行われ、生産の経済性を最大化し、工作機械の費用を補う。
成形プロセス
成形プロセスは、有効応力の違いによって分類される傾向があります。これらの分類と説明は、特定のプロセスで局所的に作用する応力が非常に複雑で、同時に作用する多くの種類の応力が関与したり、操作の過程で変化する応力が関与したりする可能性があるため、非常に単純化されています。[3]
圧縮成形には、塑性変形の主な手段が単軸または多軸の圧縮荷重であるプロセスが含まれます。
- 圧延、材料を一対のローラーに通す
- 押し出し、つまり材料を穴から押し出すこと
- 金型成形、つまりプレス機で材料を金型の周囲または上に打ち抜くこと。
- 鍛造、材料を局所的な圧縮力で成形する
- インデント加工、工具をワークピースに押し付ける加工
引張成形
引張成形には、塑性変形の主な手段が単軸または多軸の引張応力であるプロセスが含まれます。
- 伸張、つまりワークピースの縦軸に沿って引張荷重が加えられること
- 拡大、中空体の円周が接線方向の荷重によって増加する
- 引張荷重によって凹みや穴が形成される凹み
引張成形と圧縮成形の組み合わせ
このカテゴリの成形プロセスには、塑性変形の主な手段として引張応力と圧縮荷重の両方が関与する操作が含まれます。
曲げ
このカテゴリの成形プロセスには、塑性変形の主な手段が曲げ荷重である操作が含まれます。
剪断
このカテゴリの成形プロセスには、塑性変形の主な手段がせん断荷重である操作が含まれます。
注記
- ^ ランゲ 1985、2.1ページ。
- ^ ランゲ 1985、2.2ページ。
- ^ ランゲ 1985、2.4ページ。
参考文献
- Lange, Kurt 編 (1985)。『金属成形ハンドブック』。McGraw-Hill 社、製造技術者協会の委託により発行。ISBN 0872634574。