本研究では，国内で稼動しているプレス機械の70～80%で使用されている とも言われているせん断加工を対象とし，特に今後需要が高まる仕上げ抜き 法による高張力鋼板の穴抜き加工に着目して，所望のせん断面割合を得られ る条件と量産をする上で焼付きの発生しない条件を明らかにし，工業的な利 用を拡げることを目的に行われた．研究結果を以下にまとめる．
第 1 章の序論では，せん断加工に関する従来研究の成果と到達点，今後需 要が高まるであろう仕上げ抜き法の発展性を述べ，本研究の目的を示した．
第 2 章では，仕上げ抜き法の重要な加工条件であるクリアランス，工具刃 先形状，被加工材材質の成形品せん断面割合への影響を調査し，工業現場で 簡便に使用できる設計手法を提供することを目的とした．
従来の切口面割合を予測する手法である，有限要素解析(FEM)による要素 消去法の問題点である要素形状依存性と計算が複雑になり加工終了まで計算 できないといった問題点を解決するために，延性破壊条件式であるAyadaの 式を用いてクラックの発生を予測し，被加工材の引張強さの最大主応力等高 線方向にクラックが進展すると予測する，新たな仕上げ抜き法のせん断面割 合予測手法を提案した．この手法を用いることにより，所望のせん断面割合 を得られる工具刃先の最適条件を決定できる．
また，仕上げ抜き法の加工条件によっては，大きなバリが発生することが あるが，これは被加工材がパンチ直下に発生したクラックで分離した後，そ のパンチ直下のしごかれる材料の量が多いと，その後のしごき工程でクリア ランスにつまる加工形態で大きなバリが発生するためである．
第 3 章では，焼付きの発生しにくい加工条件について，せん断面割合が高 くなると焼付きが発生しやすく，また必ずしも高いせん断面割合を得ること がせん断加工に求められていないことから，せん断面に素材表面の酸化膜を 流入させ，一般的なせん断面割合の製品を量産できる設計手法を提供するこ とを目的とした．
パンチ形状によっては，せん断分離時に破断面であった箇所が，分離後に
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しごき加工を受けることにより，せん断面の光沢部になり，この酸化膜がな い破断面からせん断面光沢部への移行過程において焼付きが発生することを 明らかにした．そこで，FEM解析により実加工前にパンチ刃先のクラックの 発生位置を予測し，面取り上部で被加工材が分離して破断面からせん断面光 沢部への移行過程が発生しない，全面が酸化膜に覆われたせん断面を得られ る条件を見いだすことにより，焼付き防止性が高い加工条件を設定でき，量 産上最適な工具刃先形状を決定できる．
本研究により，いわゆる所望の製品を得るための品質条件と，大量生産を 行う上で焼付きによるトラブルが発生しない量産条件の設計手法を示すこと ができた．
今後の課題として，本手法の妥当性は丸穴抜きについてしか検討されてお らず，複雑形状の仕上げ抜き加工についても本手法が適用できるか検討が必 要である．また，FEM解析を行うためには引張試験等の材料試験を用いて被 加工材の材料特性を抽出し，解析条件に入れ込む必要があり，コストと時間 がかかる．したがって，例えば本予測手法の最初の段階である慣用せん断時 の荷重とストロークの関係から材料特性を抽出できる方法を発明できれば，
本手法の工業的な価値はさらに高まる．
本研究の一連の成果は，今後のせん断加工の発展に大きく貢献し，工業的 に大きな価値を有すると確信する．
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84 関連論文目録
＜発表論文＞
1. Effect of Tool Shape on Galling Behavior in Plate Shearing (Tomohiro Yamada, Zhigang Wang, Takuya Fukao), Advanced Materials Research, Vol. 853 (2014), pp.460-465.
2. Effect of Edge Shape of Tool in Finish Blanking (Tomohiro Yamada, Zhigang Wang, Takuya Fukao), Advanced Materials Research, Vol. 939 (2014), pp.253-259.
＜口頭発表＞
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2. Effect Effect of Edge Shape of Tool in Finish Blanking (Tomohiro Yamada, Zhigang Wang, Takuya Fukao), 16th International Conference on Advances in Materials and Processing Technologies (AMPT2013), (2013), Taipei, S34_5.
3. 中厚板せん断加工における焼付き現象に及ぼす工具形状の影響（山田 智 裕，深尾 拓也，王 志剛），第64回塑性加工連合講演会講演論文集，(2013)， pp.313-314.
4. Effect of Tool Shape on Galling Behavior in Plate Shearing (Tomohiro Yamada, Zhigang Wang, Takuya Fukao), International Conference on Materials Science, Machinery and Energy Engineering (MSMEE 2013), (2013), Hong Kong, No.119.
5. 鋼板の穴抜き加工における切れ刃形状とクリアランスの切口面割合への 影響（山田 智裕，王 志剛，深尾 拓也），平成26 年度塑性加工春季講演 会講演論文集，(2014)，pp.163-164，つくば.
6. Effect of Tool Shape on Galling Behavior in Plate Shearing (Tomohiro Yamada, Zhigang Wang, Tomonori Sasa), 11th International Conference on Technology of Plasticity (ICTP 2014), (2014), Nagoya, M-B1-5．