20. ショットの跳返りを利用した機械部品内面への ショットピーニング加工法の開発

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1 20. ショットの跳返りを利用した機械部品内面への ショットピーニング加工法の開発
　　　　　　ショットピーニング加工法の開発 塑性加工研究室　藤岡武洋 内面の加工は困難 一般的なショットピ－ニング加工 (a) 圧縮空気式 (b) 遠心投射式 シリンダブロック

2 跳返りショットピーニング加工 円筒部品 ばね の適用 圧縮空気 ノズル ショット 加工部 接続板 (a) 固定式 (b) 回転式 反射治具
　跳返りショットピーニング加工 圧縮空気 ノズル ショット 加工部 接続板 (a) 固定式 (b) 回転式 反射治具 円筒部品 　　ばね　 の適用 SKD11, HV840, θ=45°

3 円筒部品への適用 ショット 圧縮空気 試験片 反射治具 送り 高炭素鋳鉄, HV500 p= 0.2～0.8MPa
d=0.3, 0.6, 1.0mm p= 0.2～0.8MPa 試験片 　円管　 内径46mm, 肉厚2mm 　　　　・A6063, HV40 　　　　・STK41, HV83 送り 反射治具

4 回転式反射治具による投射密度の向上 100 80 / % 60 投射密度 40 回転式 固定式 20 ノズル断面 60 120 180
60 120 180 240 300 360 円周方向 α / (A6063, d=1.0mm, p=0.6MPa)

5 加工条件と残留応力分布の関係 (b) ショット直径の影響 (a) 噴射圧力の影響 (STK41, P=0.6MPa)
(STK41, d=1.0mm) (b) ショット直径の影響 　(STK41, P=0.6MPa) 内面をX線回折により測定

6 コイルばねへの適用 内面から破壊したばね (a) 引張ばね (b) 圧縮ばね

7 ストレスピ－ニング加工方法 回転 加工条件； d=1mm, p=0.6MPa 投射密度100%(内面) 試験片；バルブスプリング
試験片；バルブスプリング　 　　　　 SWOSC－VHV, HV512 回転 初期応力；σpre =712MPa(内面) 初期応力；σpre =306MPa(内面) 跳返り法 (b) 従来法

8 疲労試験片の残留応力分布と表面粗さ 50 100 150 -1400 -1200 -1000 -800 -600 -400 -200 200
表面粗さRa(μm) 　未加工 0.74 　従来法 0.47 0.25 　跳返り法 　従来法 + 跳返り法 0.32 50 100 150 -1400 -1200 -1000 -800 -600 -400 -200 200 残留応力 / MPa 加工面からの深さ / μ m 応力測定 粗さ測定 45° 内側 外側 測定方向

9 疲労試験における破壊までの繰り返し回数 　（σm±σａ＝700MPa±569MPa） 端部

10 まとめ ・跳返りを利用し部品内面のショットピーニング加工を行うことができた．
・噴射圧力やショット直径を増加させる　ことによって，圧縮残留応力の値と発生する領域を増加させることができた． ・ストレスピ－ニング加工によりばねの　疲労寿命を向上させることができた．　特に従来法と跳返り法の２段ストレス　ピーニングの効果が大きかった．