JP2008006475A - Proof stress detection method and stretch bending method using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属材料に永久ひずみが生じるときの応力である耐力を検出する方法及びそれを用いた引張曲げ加工方法に関するものである。 The present invention relates to a method for detecting a proof stress, which is a stress when permanent deformation occurs in a metal material, and a tensile bending method using the method.
金属材料からなる形材を曲げ加工する際には、曲げの内周側における座屈の発生や除荷後のスプリングバックの発生により、所定の製品形状が得られない場合がある。そこで、形材に耐力付近の引張荷重を与えながら曲げ加工を行えば、曲げ中立軸が内周側に移動して座屈が抑制されると共に、スプリングバックも抑制されることが従来の研究により分かっている。 When bending a shape made of a metal material, a predetermined product shape may not be obtained due to the occurrence of buckling on the inner peripheral side of bending or the occurrence of springback after unloading. Therefore, if bending is performed while applying a tensile load in the vicinity of the proof stress to the shape material, the bending neutral axis moves to the inner peripheral side and buckling is suppressed, and springback is also suppressed by conventional research. I know it.
例えば、特許文献1に開示された引張曲げ加工方法では、まず量産前に、形材の引張曲げ加工において目的の形状が得られるときの張力t2’と、その形材が耐力に達したときの張力t1’とを予め求めておく。次いで、量産中に、形材の両端を各クランプ(チャック)で把持して引張荷重を与え、クランプ間距離を測定して0.2%の塑性ひずみが発生する耐力時の張力t1を検出し、引張曲げ加工中に加える張力t2を以下の式1で求める。 For example, in the tension bending method disclosed in Patent Document 1, first, before mass production, the tension t2 ′ when the desired shape is obtained in the tensile bending process of the profile, and when the profile reaches the yield strength The tension t1 ′ is obtained in advance. Next, during mass production, both ends of the profile are gripped by each clamp (chuck), a tensile load is applied, the distance between the clamps is measured, and the tension t1 at the proof stress at which 0.2% plastic strain occurs is detected. The tension t2 applied during the tensile bending process is obtained by the following formula 1.
t2/t1=t2’/t1’ ・・・(式1)
そして、この張力t2で形材に引張荷重を与えた状態で曲げ加工を行うことにより、引張曲げ加工後に除荷した際にスプリングバックが発生しても、ある程度安定して目的の形状が得られるようになっている。
Then, by performing bending while applying a tensile load to the shape member with this tension t2, even if a springback occurs when unloading after tensile bending, the target shape can be obtained with a certain degree of stability. It is like that.
しかしながら、特許文献1に開示された方法では、形材が耐力に達したときの張力t1がクランプ間距離に基づいて検出されている。そうすると、各クランプの形材を掴む箇所に誤差が生じたり、クランプにガタが存在したり、クランプが形材に食い込んだりした場合に、耐力時の張力t1に誤差が含まれることとなり、引張曲げ加工中に加える張力t2が変動してしまう。よって、量産時には、同一形材であるにも関わらず製品毎にスプリングバック量が変動し、製品バラツキが生じるという問題がある。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, the tension t1 when the shape material reaches the proof stress is detected based on the distance between the clamps. Then, if an error occurs in the location where each clamp's profile is gripped, if there is play in the clamp, or if the clamp bites into the profile, an error will be included in the tension t1 at the time of proof stress. The tension t2 applied during processing varies. Therefore, at the time of mass production, there is a problem that the amount of spring back varies from product to product despite the same shape, resulting in product variations.
そこで、本発明は、耐力の検出精度を向上し、引張曲げ加工による製品バラツキを抑制することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to improve the accuracy of detecting the proof stress and to suppress the product variation due to the tensile bending process.
本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る耐力検出方法は、金属材料を把持装置で把持して引張荷重を負荷しながら、該引張荷重の微小時間での荷重変化量ΔFと、該金属材料の微小時間での伸び変化量ΔLとを逐次計測し、ΔF/ΔLの値がその初期最大値に対して材料に応じて決められた割合の値に達した時点における引張荷重を、前記金属材料の耐力であると判定することを特徴とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and the proof stress detection method according to the present invention is a method of gripping a metal material with a gripping device and applying a tensile load in a minute time of the tensile load. The load change amount ΔF and the elongation change amount ΔL in a minute time of the metal material were sequentially measured, and the value of ΔF / ΔL reached a value determined in accordance with the material with respect to the initial maximum value. It is determined that the tensile load at the time is the proof stress of the metal material.
このようにすると、引張荷重の微小時間での荷重変化量ΔFと、金属材料の微小時間での伸び変化量ΔLとの比であるΔF/ΔLが耐力判定の判断基準に用いられており、把持装置間距離は耐力判定に用いられていないので、各把持装置が金属材料を掴む箇所等に誤差が生じても、ΔF/ΔLの値にその誤差が影響することはない。したがって、個々の金属材料で検出される耐力のバラツキを抑制することができる。 In this case, ΔF / ΔL, which is the ratio of the load change amount ΔF in the minute time of the tensile load and the elongation change amount ΔL in the minute time of the metal material, is used as a judgment criterion for the proof stress. Since the inter-device distance is not used for the proof stress determination, even if an error occurs at a location where each gripping device grips the metal material, the error does not affect the value of ΔF / ΔL. Therefore, it is possible to suppress variations in the proof stress detected by individual metal materials.
また、後述するように、引張時のΔF/ΔLの値は、初期最大値を示した後で時間経過とともに徐々に減少していく特性があり、かつ、同種の金属材料では同一の特性を示す。よって、0.2%の塑性ひずみが生じる耐力時におけるΔF/ΔLの値の初期最大値に対する割合を予め調べておけば、ΔF/ΔLの値が該割合の値に達した時点における引張荷重がその金属材料の耐力であると判定でき、耐力の検出精度が向上する。 Further, as will be described later, the value of ΔF / ΔL during tension has a characteristic of gradually decreasing with time after showing the initial maximum value, and the same kind of metal material shows the same characteristic. . Therefore, if the ratio of the ΔF / ΔL value to the initial maximum value at the proof stress at which 0.2% plastic strain is generated is examined in advance, the tensile load when the ΔF / ΔL value reaches the ratio value is It can be determined that the metal material has the proof stress, and the proof stress detection accuracy is improved.
本発明に係る別の耐力検出方法は、金属材料を把持装置で把持して引張荷重を負荷しながら、該引張荷重の微小時間での荷重変化量ΔFと、該金属材料の微小時間での伸び変化量ΔLとを逐次計測し、ΔF/ΔLの値が材料に応じて予め決められた設定値に達した時点における引張荷重を、前記金属材料の耐力であると判定することを特徴とする。 Another proof stress detection method according to the present invention is to grasp a metal material with a grasping device and apply a tensile load, while the load change amount ΔF in the minute time of the tensile load and the elongation of the metal material in the minute time. The amount of change ΔL is sequentially measured, and the tensile load at the time when the value of ΔF / ΔL reaches a preset value corresponding to the material is determined as the yield strength of the metal material.
このようにすると、上記同様に、引張荷重の微小時間での荷重変化量ΔFと、金属材料の微小時間での伸び変化量ΔLとの比であるΔF/ΔLが耐力判定の判断基準に用いられており、把持装置間距離は耐力判定に用いられていないので、各把持装置が金属材料を掴む箇所に誤差が生じても、ΔF/ΔLの値にその誤差が影響することはない。したがって、個々の金属材料で検出される耐力のバラツキを抑制することができる。 In this way, similarly to the above, ΔF / ΔL, which is the ratio of the load change amount ΔF in the minute time of the tensile load and the elongation change amount ΔL in the minute time of the metal material, is used as the judgment criterion of the proof stress. Since the distance between the gripping devices is not used for the proof stress determination, even if an error occurs at the location where each gripping device grips the metal material, the error does not affect the value of ΔF / ΔL. Therefore, it is possible to suppress variations in the proof stress detected by individual metal materials.
また、後述するように、引張時のΔF/ΔLの値は、時間経過とともに一旦増加して初期最大値を示した後で徐々に減少していく特性があり、かつ、同種の金属材料では同一の特性を示す。よって、0.2%の塑性ひずみが生じる耐力時におけるΔF/ΔLの値を予め調べてそれを設定値とすれば、ΔF/ΔLの値が該設定値に達した時点における引張荷重がその金属材料の耐力であると判定でき、耐力の検出精度が向上する。 In addition, as will be described later, the value of ΔF / ΔL at the time of tension has a characteristic of increasing once over time and gradually decreasing after showing the initial maximum value, and the same kind of metal material is the same The characteristics of Therefore, if the value of ΔF / ΔL at the proof stress at which 0.2% plastic strain occurs is examined in advance and set as the set value, the tensile load when the value of ΔF / ΔL reaches the set value is It can be determined that the strength of the material, and the accuracy of detecting the strength is improved.
本発明の引張曲げ加工方法は、前記方法により検出された耐力に対して、前記金属材料の形状及び曲げの曲率半径に応じて決定される所定の係数を乗じた値を算出し、該算出された値を引張荷重として維持した状態で前記金属材料の曲げ加工を行うことを特徴とする。 The tensile bending method of the present invention calculates a value obtained by multiplying the yield strength detected by the above method by a predetermined coefficient determined according to the shape of the metal material and the radius of curvature of the bending. The metal material is bent in a state where the value is maintained as a tensile load.
このようにすると、上述した耐力検出方法によれば量産中の個々の金属材料ごとの耐力を元に引張加重が決められるので、常に安定したスプリングバック量が得られることとなる。したがって、金属材料を引張曲げ加工した際の製品バラツキを抑制することが可能となる。また、スプリングバック量は金属材料の形状や曲げの曲率半径にも依存するので、それに応じて決定される所定の係数を耐力に乗じた値を引張荷重として設定すれば、スプリングバック量を低減することができる。 In this way, according to the above-described yield strength detection method, the tensile load is determined based on the yield strength of each individual metal material being mass-produced, so that a stable springback amount can always be obtained. Therefore, it is possible to suppress product variations when the metal material is subjected to tensile bending. The springback amount also depends on the shape of the metal material and the radius of curvature of the bending. Therefore, if the value obtained by multiplying the yield strength by a predetermined coefficient determined accordingly is set as the tensile load, the springback amount is reduced. be able to.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、個々の金属材料で検出される耐力のバラツキを抑制することができ、金属材料を引張曲げ加工した際の製品バラツキも抑制することが可能となる。 As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to suppress variations in yield strength detected by individual metal materials, and it is also possible to suppress product variations when a metal material is pulled and bent. It becomes.
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る引張曲げ加工装置1を示すブロック図である。図1に示すように、引張曲げ加工装置1は、金属材料からなる形材100の両端部を把持する一対のチャック2(把持装置)と、各チャック2を離反方向に移動させる一対の引張用シリンダ3とを備えている。各引張用シリンダ3には一対のアーム5の一端部が回転軸4で回転自在に枢支されている。各アーム5は下方中央に固定されたベース7に向けて延在されており、各アーム5の他端部が回転軸6で回転自在にベース7に枢支されている。各アーム5とベース7との間には一対の曲げ用シリンダ8が回転軸9,10を介して接続されており、曲げ用シリンダ8の伸縮により各アーム5が傾動可能となっている。形材100の下方には、形材100との当接面が円弧状となっている金型11がベース7に固定されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a tensile bending apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the tensile bending apparatus 1 includes a pair of chucks 2 (gripping devices) that grip both ends of a
引張用シリンダ3には、内部のピストン(図示せず)を往復動作させる作動油を供給する油圧ポンプ13が接続されており、その油圧ポンプ13には駆動用のモータ14が接続されている。引張用シリンダ3と油圧ポンプ13との間の油圧経路には圧力センサからなる荷重センサ15が設けられている。即ち、引張用シリンダ3内の圧力が検出されることで、引張用シリンダ3の負荷する荷重が算出可能な構成となっている。
A
引張用シリンダ3には、内部のピストン(図示せず)の移動量を検出することでチャック2の変位量を検出する変位センサ12が設けられている。曲げ用シリンダ8には、内部のピストン(図示せず)を往復動作させる作動油を供給する油圧ポンプ16が接続されており、その油圧ポンプ16には駆動用のモータ17が接続されている。また、変位センサ12、荷重センサ15及びモータ14,17にはコントローラ18が接続されており、該コントローラ18は変位センサ12及び荷重センサ15から受信する情報に基づいてモータ14,17を駆動制御する構成となっている。
The pulling
詳しくは、コントローラ18は、チャック2で把持された形材100に対して引張用シリンダ3により引張荷重を負荷させながら、荷重センサ15から引張荷重の信号を受信すると共に変位センサ12から変位量(形材100の伸び量)の信号を受信する構成となっている。また、コントローラ18は、当該引張時に、受信した引張荷重の微小時間での荷重変化量ΔFと、形材100の微小時間での伸び変化量ΔLとを逐次計測する構成となっている。
Specifically, the
図2はΔF/ΔLと経過時間との関係を表したグラフである。(図2中の曲線が0点から出発していないのは初期値を省いて記載しているためである。)図2に示すように、形材に引張荷重を負荷した際には、ΔF/ΔLの値は時間経過と共にいったん増加して初期最大値Maxを示した後、徐々に減少する特性を示し、かつ、同種の形材では同一の特性を示す。これによれば、後述する実験例で説明するように、ΔF/ΔLの値がその初期最大値Maxに対して予め決められた割合αの値に達した時点における引張荷重が、形材に0.2%歪みが生じる耐力であるとみなすことができる。なお、割合αは、後述する実験例で説明するように、形材の材質毎に実験的に検証して予め定まる値(0<α<1)である。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between ΔF / ΔL and elapsed time. (The reason why the curve in FIG. 2 does not start from the zero point is that the initial value is omitted.) As shown in FIG. 2, when a tensile load is applied to the profile, ΔF The value of / ΔL once increases with time, shows the initial maximum value Max, and then gradually decreases, and the same kind of profile shows the same characteristics. According to this, as will be described in an experimental example to be described later, the tensile load at the time when the value of ΔF / ΔL reaches the value of the ratio α determined in advance with respect to the initial maximum value Max is 0 for the profile. It can be considered that the yield strength is 2% strain. Note that the ratio α is a value (0 <α <1) determined in advance by experimental verification for each material of the shape, as will be described in an experimental example described later.
次に、引張曲げ加工装置1を用いた引張曲げ加工作業について説明する。図3は引張曲げ加工の手順を説明するフローチャートである。図4は耐力検出中の引張動作を説明する図面である。図5は引張曲げ加工を説明する図面である。図1及び3に示すように、まず作業者は、耐力判定基準となるΔF/ΔLの初期最大値Maxに対する割合αをコントローラ18に初期設定する(ステップS1)。また、作業者は、検出された耐力に対して乗じる所定の係数であって、形材100の形状及び曲げの曲率半径に応じて実験的に予め決定される係数βをコントローラ18に初期設定する(ステップS2)。なお、係数βは、形材の形状及び曲げの曲率半径に応じて0.8<β<1.2の範囲で設定される。
Next, a tensile bending work using the tensile bending apparatus 1 will be described. FIG. 3 is a flowchart for explaining the procedure of tensile bending. FIG. 4 is a drawing for explaining the pulling operation during the proof stress detection. FIG. 5 is a drawing for explaining the tensile bending process. As shown in FIGS. 1 and 3, first, the operator initially sets the ratio α of the initial maximum value Max of ΔF / ΔL serving as a proof stress determination criterion in the controller 18 (step S1). In addition, the operator initially sets in the controller 18 a predetermined coefficient to be multiplied by the detected proof stress, which is experimentally predetermined according to the shape of the
次いで、作業者は、形材100をチャック2に把持させて引張曲げ加工装置1にセットする(ステップS3)。この状態から作業者がコントローラ18をスタートさせると、コントローラ18は、図4に示すようにモータ14に指令して油圧ポンプ13を駆動させて引張用シリンダ3を伸長させることにより、チャック2を離反させて形材100に引張荷重を負荷する。その際、コントローラ18は、荷重センサ15から引張荷重の信号を受信すると共に変位センサ12から変位量の信号を受信しており、引張荷重の微小時間での荷重変化量ΔFと、形材100の微小時間での伸び変化量ΔLとを逐次計測する(ステップS4)。そして、コントローラ18は、今回算出されたΔF/ΔLの値がそれまでに算出された値よりも大きい場合には、今回のΔF/ΔLの値を初期最大値Maxとしてメモリに記憶する(ステップS5)。一方、今回算出されたΔF/ΔLの値がそれまでに算出された値よりも小さい場合には、前回までの最大値をそのまま初期最大値Maxとしてメモリに保持しておく。
Next, the operator holds the
次いで、コントローラ18は、今回算出されたΔF/ΔLの値が、初期最大値Maxに対して予め決められた割合αの値Max・α以下であるか否かを判定する(ステップS6)。今回算出されたΔF/ΔLの値がMax・α以下でないときは、コントローラ18は再びステップS4に戻って処理を繰り返す。一方、今回算出されたΔF/ΔLの値がMax・α以下であるときは、コントローラ18はその時点の引張荷重を形材100の耐力であると判定し、引張用シリンダ3に引張荷重の増加を停止させて耐力荷重を維持させる(ステップS7)。
Next, the
次いで、コントローラ18は、検出された耐力に対して、形材100の形状及び曲げの曲率半径に応じて初期設定された係数βを乗じた値を算出する(ステップS8)。そして、図5に示すように、コントローラ18は、耐力に係数βを乗じた値を引張荷重として維持させた状態で、モータ17に指令して油圧ポンプ16を駆動させて曲げ用シリンダ8を伸長させることにより、アーム5を傾動させて形材100に金型11の円弧面に沿った曲げ荷重を負荷し、引張曲げ加工を行う(ステップS9)。
Next, the
以上の構成によれば、耐力判定の判断基準には各チャック2間の距離を用いず、ΔF/ΔLの値が用いられており、各チャック2が形材100を掴む箇所に誤差が生じても、ΔF/ΔLの値にその誤差が影響することはない。そうすると、量産時において個々の形材100で検出される耐力のバラツキが抑制され、常に安定したスプリングバック量が得られることとなる。したがって、形材100を引張曲げ加工した際の製品バラツキを抑制することが可能となる。
According to the configuration described above, the distance between the
また、ΔF/ΔLの値は同種の形材100では同一の特性を示すので、0.2%の塑性ひずみが生じる耐力時におけるΔF/ΔLの値の初期最大値Maxに対する割合αを予め調べておけば、ΔF/ΔLの値がMax・αの値に達した時点における引張荷重がその形材100の耐力であると判定でき、チャック2の掴み箇所に関わらず耐力の検出精度が向上する。さらに、スプリングバック量は形材100の形状や曲げの曲率半径にも依存するので、それに応じて決定される所定の係数βを耐力に乗じた値を引張荷重として設定することで、スプリングバック量を低減することもできる。
Further, since the ΔF / ΔL value shows the same characteristics in the same type of
(第2実施形態)
図6は第2実施形態の引張曲げ加工の手順を説明するフローチャートである。図6に示すように、本実施形態は、ステップS2〜S4及びS7〜S9については第1実施形態と同様であり、ステップS10及びステップS11が第1実施形態と相違する。なお、本実施形態の引張曲げ加工装置の構成は、コントローラ18の制御動作以外は図1と同様である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a flowchart for explaining the procedure of the tensile bending process of the second embodiment. As shown in FIG. 6, this embodiment is the same as that of 1st Embodiment about step S2-S4 and S7-S9, and step S10 and step S11 differ from 1st Embodiment. The configuration of the tension bending apparatus of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 except for the control operation of the
図2に示したように、形材に引張荷重を負荷した際には、ΔF/ΔLの値は時間経過と共にいったん増加して初期最大値Maxを示した後、徐々に減少する特性があり、かつ、同種の形材では同一の特性を示す。よって、0.2%の塑性ひずみが生じる耐力時におけるΔF/ΔLの値を予め実験的に調べてそれを設定値Tとすれば、ΔF/ΔLの値が設定値Tに達した時点における引張荷重がその形材の耐力であるとみなすことができる。 As shown in FIG. 2, when a tensile load is applied to the shape member, the value of ΔF / ΔL once increases with time and shows the initial maximum value Max, and then gradually decreases. And the same kind of profile shows the same characteristics. Therefore, if the value of ΔF / ΔL at the proof stress at which 0.2% plastic strain occurs is experimentally examined in advance and set as the set value T, the tensile force at the time when the value of ΔF / ΔL reaches the set value T is obtained. It can be considered that the load is the yield strength of the profile.
次に、第2実施形態の引張曲げ加工作業について説明する。図6に示すように、まず作業者は、耐力時のΔF/ΔLの値である設定値Tをコントローラ18に初期設定する(ステップS10)。そして、ステップS2〜S4は上述した通りであるため説明を省略する。次いで、コントローラ18は、今回算出されたΔF/ΔLの値が、予め入力された設定値T以下であるか否かを判定する(ステップS11)。今回算出されたΔF/ΔLの値が設定値T以下でないときは、コントローラ18は再びステップS4に戻って処理を繰り返す。一方、今回算出されたΔF/ΔLの値が設定値T以下であるときは、ステップS7に移行する。そして、ステップS7〜S9は上述した通りであるため説明を省略する。
Next, the tension bending work of 2nd Embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 6, first, the operator initially sets a set value T, which is a value of ΔF / ΔL at the time of yield strength, in the controller 18 (step S10). Since steps S2 to S4 are as described above, the description thereof is omitted. Next, the
以上の構成によれば、耐力判定の判断基準には各チャック2間の距離を用いず、ΔF/ΔLの値が用いられており、各チャック2が形材100を掴む箇所に誤差が生じても、ΔF/ΔLの値にその誤差が影響することはない。そうすると、量産時において個々の形材100の耐力に元に引張荷重が決められて、常に安定したスプリングバック量が得られることとなる。したがって、形材100を引張曲げ加工した際の製品バラツキを抑制することが可能となる。
According to the configuration described above, the distance between the
また、ΔF/ΔLの値は同種の形材100では同一の特性を示すので、0.2%の塑性ひずみが生じる耐力時におけるΔF/ΔLの設定値Tを予め調べておけば、ΔF/ΔLが設定値Tに達した時点における引張荷重がその形材100の耐力であると判定でき、チャック2の掴み箇所に関わらず耐力の検出精度が向上する。
In addition, since ΔF / ΔL shows the same characteristics in the
(実験例)
以下、耐力判定について検証した実験例について説明する。
(Experimental example)
Hereinafter, experimental examples verified for the proof stress determination will be described.
図1の装置1を用いて形材に引張荷重を負荷して耐力判定の検証を行った。使用した形材100の材質はSUS304で、形材100の断面形状は図7に示すようなオフセット形状を呈している。形材100の各辺長さMはそれぞれ同一の40mmであり、板厚は2mmである。
A tensile load was applied to the shape member using the apparatus 1 of FIG. The material of the
図8は実験例の引張荷重とテンションシリンダ3の変位量との関係を表したグラフである。(図8中、変位が0の時点で引張荷重が発生しているのは、チャック2の把持時に荷重が負荷されてしまうためである。)図8に示すように、変位の増加に伴って引張荷重が増加し、その曲線の傾きは徐々に減少している。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the tensile load and the displacement amount of the
図9は図8のデータに基づいたΔF/ΔLと経過時間との関係を表したグラフである。なお、図9は測定誤差を吸収するために移動平均処理(10回平均)を施している。(図9中の曲線が0点から出発していないのは初期値を省いて記載しているためである。)図9は、ΔF/ΔLの値が時間経過と共にいったん増加して初期最大値を示した後、徐々に減少する傾向を示している。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between ΔF / ΔL and elapsed time based on the data of FIG. In FIG. 9, a moving average process (average of 10 times) is performed to absorb measurement errors. (The reason why the curve in FIG. 9 does not start from the zero point is that the initial value is omitted.) FIG. 9 shows that the value of ΔF / ΔL once increases with time and the initial maximum value. It shows a tendency to gradually decrease after showing.
ここで、第1実施形態で述べた耐力判定に用いる割合αを0.1とすると、ΔF/ΔLの値がその初期最大値Maxに対して割合αを乗じた値Max・αとなるのは、経過時間43sの時点である。この時点を、図10に示す同一形材100の引張試験による応力−ひずみ線図上に記すと、0.2%耐力の時点であることが分かった。(なお、図10中、ひずみが0の時点で応力が発生しているのは、チャック把持時に荷重が負荷されてしまうためである。)よって、43sの時点におけるΔF/ΔLの値の初期最大値Maxに対する割合をαとして使用してよいことが分かる。また、43sの時のΔF/ΔLの値を第2実施形態で述べた設定値Tに使用してもよいことも分かる。43sの時点のΔF/ΔLの値を第2実施形態で述べた設定値Tに使用してもよいことも分かる。即ち、図9と図10は一対一の関係にあるため、ΔF/ΔLの値により耐力の推定が可能であることが確認できた。
Here, if the ratio α used for the proof strength determination described in the first embodiment is 0.1, the value of ΔF / ΔL becomes the value Max · α obtained by multiplying the initial maximum value Max by the ratio α. The elapsed time is 43 s. When this point was described on a stress-strain diagram of the
また逆に言えば、応力に形材の初期断面積を乗じると引張荷重となり、ひずみに形材の初期長さを乗じると伸びとなるので、ΔF/ΔLとdσ/dε(微小時間における応力/ひずみ)とは同じ傾向が得られ、耐力判定に用いるΔF/ΔLの初期最大値に対する割合αまたは設定値Tは、応力−ひずみ線図から取得可能であると言うこともできる。 Conversely, if the stress is multiplied by the initial cross-sectional area of the shape material, it becomes a tensile load, and if the strain is multiplied by the initial length of the shape material, it becomes elongation, so ΔF / ΔL and dσ / dε (stress / The same tendency as the strain) is obtained, and it can be said that the ratio α or the set value T with respect to the initial maximum value of ΔF / ΔL used for the proof stress determination can be obtained from the stress-strain diagram.
アルミや鋼などの金属材料の応力−ひずみ線図は、引張り初期の弾性域においてはdσ/dεがヤング率Eとなる一方、塑性域においてはdσ/dεが以下の式2の曲線とほぼ一致することが分かっている。
In the stress-strain diagram of metallic materials such as aluminum and steel, dσ / dε is Young's modulus E in the elastic region at the initial stage of tension, while dσ / dε is almost the same as the curve of
σ=Cεn ・・・・(式2)
この式1を微分することで、ΔF/ΔLと同義となるdσ/dε(応力変化/ひずみ変化)は、次の式3で表される
dσ/dε=Cnε(n−1) ・・・・(式3)
よって、この式3に対して、表1に示すように、予想されるC値、n値及びε=0.002を入力することで、0.2%耐力時のdσ/dε、即ち、0.2%耐力時のΔF/ΔLを推定することができる。
σ = Cε n ... (Formula 2)
By differentiating Equation 1, dσ / dε (stress change / strain change), which is synonymous with ΔF / ΔL, is expressed by the following
Therefore, as shown in Table 1, by inputting the expected C value, n value, and ε = 0.002 to this
よって、0.2%の塑性ひずみ時のdσ/dεは、ε=0.002とすることで、n値及びC値と式3とから求められる。表1に示すように、軟鋼、ステンレス、アルミのE、n値、C値は一般に知られており、上述した耐力時の設定値T(=dσ/dε)及び割合α(=(dσ/dε)/E)の大まかな値を材質毎に予測することができる。
Therefore, dσ / dε at the time of plastic strain of 0.2% can be obtained from the n value, the C value, and
以上のように、本発明に係る耐力検出方法及びそれを用いた引張曲げ加工方法は、個々の金属材料で検出される耐力のバラツキが抑制され、引張曲げ加工時の製品バラツキの抑制及びスプリングバック量の低減が図られる優れた効果を有し、形材の引張曲げ加工に適用すると有益である。 As described above, the proof stress detection method and the tensile bending method using the same according to the present invention suppress the variation in proof stress detected in each metal material, suppress the product variation during the tensile bending process, and the spring back. It has an excellent effect of reducing the amount, and is beneficial when applied to the tensile bending of a profile.
1 引張曲げ加工装置
2 チャック(把持装置)
3 引張用シリンダ
8 曲げ用シリンダ
11 金型
12 変位センサ
15 荷重センサ
18 コントローラ
100 形材(金属材料)
1
3 Pulling
Claims (3)
ΔF/ΔLの値がその初期最大値に対して材料に応じて決められた割合の値に達した時点における引張荷重を、前記金属材料の耐力であると判定することを特徴とする耐力検出方法。 While grasping the metal material with a grasping device and applying a tensile load, the load change amount ΔF in the minute time of the tensile load and the elongation change amount ΔL in the minute time of the metal material are sequentially measured,
A method for detecting a proof stress, characterized in that a tensile load at a time when a value of ΔF / ΔL reaches a value determined in accordance with a material with respect to an initial maximum value is determined as a proof strength of the metal material .
ΔF/ΔLの値が材料に応じて予め決められた設定値に達した時点における引張荷重を、前記金属材料の耐力であると判定することを特徴とする耐力検出方法。 While grasping the metal material with a grasping device and applying a tensile load, the load change amount ΔF in the minute time of the tensile load and the elongation change amount ΔL in the minute time of the metal material are sequentially measured,
A yield strength detection method, wherein a tensile load at a time when a value of ΔF / ΔL reaches a preset value corresponding to a material is determined to be a yield strength of the metal material.
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