塑性加工
塑性加工とは、機械的力により材料を変形させ、力を取り除いた後も材料に変形が残る性質(塑性)を利用して、材料を所定の形状、寸法の製品に成形する手段をいう。
塑性加工に属するものには、鍛造、金属プレス、圧延加工、押出加工、伸線加工、引き抜き加工、絞り加工などがあり、金属加工の重要な分野を占めている。
金属材料は塑性加工を行うことにより、強度をはじめとした機械的性質が改善される。また、塑性加工は材料の無駄が少なく、加工速度が速いため、一般的にコストの点で切削加工より有利である。反面、製品の寸法精度においては切削加工の方が優れている。
板、管、線材のように塑性加工でなければつくれないものもあるが、たとえば管の場合、圧延加工と押出し加工のどちらでも製造が可能であるように、同じ品物を別種の塑性加工で製造できる場合も多い。
このように、塑性加工は同一形状、同一寸法製品の多量生産に適した手段であり、加工機械および使用工具の開発、改良によって高精度の製品を効率よく生産する手段として発展してきている。
塑性加工の種類 | ||
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工具・金型を用い、材料の一部または全体を圧縮・打撃を加え成形する。 材料の機械的性質が改善される。 | ボルト・ナット、機械部品など。 | |
2対以上の工具・金型を用い、機械力により金属材料に圧力を加え成形する。 金型の設計により折り・曲げ・切断・変形など多様な加工が同時に行える。 | 端子、バネ、金具など小物から自動車ボディ、建築金物など大型の製品まで幅広い。 | |
主に線材をダイスに通し、ダイス出口側の形状に成形する。 | ワイヤー類、金属棒・パイプ類のほか異形線など。 | |
絞り加工 | 主に板材を、対になったパンチとダイによりくぼみを成形する。 | キャップ類、灰皿、ボトルなど |
曲げ加工 | 主に板材を、対になったパンチとダイによりV字、U字、L字などに曲げ成形する。 | 各種板バネ、ケース類など幅広い他、切断面の折り込み処理など |
接合 | 対の材料をボルト、リベット、釘などを用いて、あるいは材料同士をカシメて機械的につなぎ合わせる。 | カシメの例としては、金属缶の胴と蓋など |
せん断 | 切れ刃を持つポンチとダイにより、主に板材を切断、あるいは穴抜きを行う。 | 端子、ピンなど小物から型抜きなど大型製品のほかロール材の細幅加工など |
用語解説
塑性加工
塑性加工
塑性加工
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2024/01/28 09:02 UTC 版)
塑性加工(そせいかこう、Plastic working または Deformation processing)とは、物質の塑性を利用し、材料に大きな力を加えて変形させることによって、目的とする形状に加工することである。一般に他の加工方法より加工時間が短く、材料のロスが少なくエネルギー原単位が比較的少なく、巨大なものにも適応可能であることから工業製品の生産等に広く用いられる。並びうる素形材造形技術として、切削加工、研削研磨加工、鋳造加工、粉末加工、3Dプリンター、レーザー加工、放電加工に比べ広い範囲に応用されている。
- ^ 山口克彦; 沖本邦郎『材料加工プロセス』共立出版、2000年、30頁。ISBN 4-320-08131-5。
塑性加工
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/05/05 01:16 UTC 版)
金属に弾性限界を超える外的な力を与え、永久ひずみを起こして望む形状や寸法に加工することを塑性加工と言う。これには、加熱した状態で行う「熱間加工」と常温で行う「冷間加工」に分類され、前者は再結晶が伴い、後者は常温で再結晶する一部の金属を除いて再結晶化が起こらない。 塑性加工の手法には、圧延、引抜き、押出し、鍛造、深絞り、打抜きなどがあり、このような変形加工を通じて金属の不均一や粗い結晶粒の微細化が起こり、強靭さが増す。また、圧延などでは個々の結晶粒の方向性が揃いながら集合組織を形成するために、表面のエネルギー特性を高める効果もある。
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塑性加工
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/02/21 15:54 UTC 版)
「オーステナイト系ステンレス鋼」の記事における「塑性加工」の解説
オーステナイト系ステンレス鋼は加工硬化度が大きいのが特徴である。このため、板金プレス加工の張出し加工については、フェライト系よりもオーステナイト系が成形性に優れる。曲げ加工でも、延性が高いため、小さな曲げRでも割れが起きづらい。一方、オーステナイト系の加工硬化度が大きいため、曲げ加工時にはフェライト系よりもスプリングバックが大きい。そのため、狙いの曲げ角度を出すのに工夫を要することもある。 また絞り加工では、SUS304 の場合で限界絞り比は約2.5で、深絞り可能な材料である。ただし、オーステナイト系を深絞りした場合、加工直後から数か月後の間に割れが自然と発生することがある。この現象は置割れや時期割れと呼ばれ、不安定または準安定オーステナイト系で起こる。原因は未だ確定されていないが、材料中の水素が主原因と考えられている。オーステナイト系の絞り加工の成形限界に対しては、温間加工の利用が対策として存在する。これは、フランジ部近辺を 50–200 ℃ に温め、ポンチ頭部近辺は 0–20 ℃ に維持してプレスを行う手法で、加工誘起マルテンサイト変態を起こすオーステナイト系で最も改善の効果が大きい。 また、オーステナイト系で厳しい塑性加工をすると金型との焼きつきが起きることがある。これは、オーステナイト系の熱伝導率の低さが主原因と考えられている。
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塑性加工
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/02/21 15:55 UTC 版)
「オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼」の記事における「塑性加工」の解説
熱間成形加工における二相系の加工性は良好といえる。熱間における変形抵抗は小さい。具体的には鋼種によるが、一般的には加工温度は950℃以上が推奨される。最大加工温度は1150℃程度以下が推奨されることが多い。加工後の冷却は、基本的に大きな冷却速度が推奨される。 冷間成形加工の場合、二相系の変形抵抗は大きく、曲げ加工のスプリングバックも大きい。二相系の冷間加工では、加工硬化の影響が大きいことを考慮する必要がある。オーステナイト系と比較すると、二相系の曲げ加工に要する荷重は大きい。冷間プレス加工については、エリクセン値とコニカルカップ値はオーステナイト系よりは劣るがフェライト系よりは良好な値を示す。
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「塑性加工」の例文・使い方・用例・文例
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