自由鍛造においてCAEを活用することにより、素材の成形過程における荷重や変形の推移、温度変化を可視化し、成形中に起こる素材の割れなどの不具合現象の予測もできます。本記事では「自由鍛造」の概要から、CAE解析するメリットや解析事例などを紹介します。
自由鍛造とは？
自由鍛造では、表面が曲面形状をした単純工具を用い、素材表面は覆わず自由(開放)な状態で素材または工具を移動・回転させ素材を直接工具で加圧成形します。
移動・回転により同じ部位を複数回成形し、都度、工具が前進し成形終了後には所定の形状が得られるという方法です。
主に大型部材の荒地成形に用いられることが多く、メリットは１成形当たりの加工力が低く素材の大きさに対して安価な設備で対応が可能なことです。デメリットは荒地素材であることから製品にするためにプレスや切削などの後工程が必要となります。
自由鍛造の代表的な種類としては、鍛伸(コギング)／据えこみ／ラジアルフォージングなどがあります。
自由鍛造をCAE解析するメリット
素材の成形過程における荷重や変形の推移、温度変化を可視化し、成形中に起こる素材の割れなどの不具合現象の予測もできるため、適切な複数の金敷動作を設定し、不具合を事前に回避でき、部品生産コストを低減できます。
CAEを用いた自由鍛造解析の事例
ここからはCAEソフト「DEFORM」を使用した解析事例を紹介していきます。
※CAEソフト「DEFORM」とは？
鍛造・切削・熱処理など、あらゆる金属加工に対応した総合加工シミュレーションソフト。
多彩な解析機能を有し、自動車分野をはじめ、鉄鋼、航空・宇宙、電気・電子、化学まで、あらゆる分野のお客様に導入いただいています。
より詳しい内容は、以下リンクよりご覧ください。
事例一覧 （画像をクリックすると解析動画のページに遷移します）
コギングや4-ダイGFMといった様々な自由鍛造加工の解析事例です。
複数の金敷動作タイミングや速度、温度などの成形条件によって成形形状が異なってきます。
最後に
いかがだったでしょうか？
CAEを活用することによって、事前に不具合を回避し、コストやリードタイムを削減することができます。
CAEソフト「DEFORM」では、今回紹介した事例以外にも対応可能な工程や、データ分析、実験計画法モジュール、最適化モジュールなど設計者の方を支援する機能を取り揃えています。
製品設計・製作のうえで、お悩み事がありましたらお気軽にお問合せください。
CAEソフト「DEFORM」カタログ
DEFORMは、鍛造・切削・熱処理など、あらゆる金属加工に対応した総合加工シミュレーションソフトです。対応できる工程、各種機能の詳細や事例をまとめた総合カタログです。
