JP2009210413A - Anvil for hardness testing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料に圧子を押し付けて当該試料の硬さ測定を行う形式の硬さ試験機に関し、特に押し込み深さを測定する硬さ試験機、たとえば、ロックウエル硬さ試験機等に用いられる試料を載置するアンビルに関するものである。 The present invention relates to a hardness tester of a type in which an indenter is pressed against a sample to measure the hardness of the sample, and in particular, a sample used in a hardness tester for measuring an indentation depth, such as a Rockwell hardness tester. Is related to the anvil where
ロックウェル硬さ試験は、1919年に米国で発明された金属の硬さ試験法である。他の硬さ試験法に比べ、測定時間がきわめて短く、操作も簡便であるため、現在、各種製造業を中心に世界中でもっとも広く用いられている。また、その試験方法はISO, JIS, ASTM, ENなど、各国の工業規格に取り入れられている。
この試験法の特徴は、他の硬さ試験法がくぼみの大きさを顕微鏡により測定するという時間のかかる作業を必要とするのに対し、ロックウェル硬さでは圧子の押込み深さから求められるよう、硬さ値の計算方法を定義しているためである。
The Rockwell hardness test is a metal hardness test method invented in the United States in 1919. Compared to other hardness testing methods, the measurement time is extremely short and the operation is simple, so it is currently most widely used around the world, mainly in various manufacturing industries. In addition, the test method is adopted in the industrial standards of each country such as ISO, JIS, ASTM, EN.
The feature of this test method is that it requires time-consuming work of measuring the size of the indentation with a microscope, whereas Rockwell hardness is obtained from the indentation depth of the indenter. This is because the calculation method of the hardness value is defined.
一方で、押込み深さの測定には試験機や試験片(試料ともいう。以下同じ。)の弾性変形の影響が顕著に表れるため、試験機の剛性を高めると同時に、試験片と支持台 (アンビル) を隙間なく接触させるなどの注意が必要である。
通常は、平坦に加工されたフラットアンビル (市販のものでは直径60から70 mm程度のものが多い) の上に試験片を置いて試験を行うが、試料底面の平面度が悪く、アンビル面との間に隙間を生じるような場合には、図5に示すスポットアンビル20と呼ばれる接触面21の小さなアンビル (直径12 mm程度が多い) を使用し、試料底面とアンビル面2が密着させることが推奨されている。しかし、接触面が小さくなると試料が安定しないため、試料を手で保持しながら試験を行うなどの技能が要求される。このことが逆に測定誤差を生じる原因にもなるため、スポットアンビルの使用を敬遠するユーザーも少なくない。
On the other hand, since the influence of elastic deformation of the tester or test piece (also referred to as a sample; the same shall apply hereinafter) appears significantly in the measurement of the indentation depth, the tester and the support ( Care must be taken, such as contacting the anvil) without any gaps.
Normally, the test piece is placed on a flat anvil that has been machined flat (commercially available ones with a diameter of about 60 to 70 mm). 5 is used, a sample anvil having a
スポットアンビルを用いたものとしては、スポットアンビルに接触させずに試料を移動させることができるようにした発明(特許文献1参照)、および、長尺試料を試料搬送台に載置したまま硬さ測定を行えるようにした発明(特許文献2参照)が知られている。
従来のスポットアンビルは測定者が試験片を手で保持しながら試験を行うため、測定者の技能によって測定結果にばらつきを生じていた。
一方、本願の出願人は、ロックウェル硬さの標準維持・供給を行っており「硬さ基準片」と呼ばれる金属のブロックを標準物質として硬さ標準値をユーザーにトランスファしている。硬さ基準片の底面は平坦に加工されているが、試験条件によっては測定力を付加することによって基準片に反り変形を生じ、アンビルと基準片底面に隙間を生じる場合がある。このような条件では、スポットアンビルの使用が望ましいため、試料を安定に支持しながら小さな接触面で試験が行えるスポットアンビルが切望されていた。
In the conventional spot anvil, the measurement person performs the test while holding the test piece by hand, and thus the measurement results vary depending on the skill of the measurement person.
On the other hand, the applicant of the present application performs standard maintenance and supply of Rockwell hardness, and transfers a hardness standard value to a user using a metal block called “hardness reference piece” as a standard material. The bottom surface of the hardness reference piece is processed to be flat, but depending on the test conditions, a warping deformation may occur in the reference piece by applying a measuring force, and a gap may be formed between the anvil and the reference piece bottom. Under these conditions, since it is desirable to use a spot anvil, a spot anvil capable of performing a test with a small contact surface while stably supporting a sample has been desired.
本発明は、測定者が手を添えなくても測定が行える試料支持機構をスポットアンビルに取り付けることにより、測定のばらつきを小さくすることができる硬さ試験機用アンビルを提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide an anvil for a hardness tester that can reduce variation in measurement by attaching a sample support mechanism to a spot anvil that can perform measurement without a measurer's hand. Is.
上記目的を達成するため本発明の硬さ試験機用アンビルは、試料に圧子を押し付けて当該試料の硬さ測定を行う形式の硬さ試験機の圧子の直下に上下動可能に設けられるアンビルにおいて、円筒形の本体部と該本体部より小さな径の試料載置面が本体部から突出してなる形状を持つスポットアンビルと、該スポットアンビルの本体部外周に螺合してスポットアンビルに対して上下動自在な試料支持台を設けることを特徴としている。
また、本発明の硬さ試験機用アンビルは、支持台を傾斜させることなく上下動を可能とするため、スポットアンビルの本体部の外周面と試料支持台の内周面との間に案内面を形成することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the anvil for a hardness tester according to the present invention is an anvil provided so as to be movable up and down directly under an indenter of a hardness tester of a type in which a hardness is measured by pressing an indenter on a sample. A spot anvil having a shape in which a cylindrical main body, a sample mounting surface having a smaller diameter than the main body protrudes from the main body, and a spot anvil that is screwed onto the outer periphery of the spot anvil so as to be vertically It is characterized by providing a movable sample support.
In addition, the anvil for a hardness tester according to the present invention can move up and down without tilting the support table, so that a guide surface is provided between the outer peripheral surface of the spot anvil body and the inner peripheral surface of the sample support table. It is characterized by forming.
本発明の硬さ試験機用アンビルは、以下のような優れた効果を奏する。
(1)ユーザーレベルでは、ロックウェル硬さ測定の精度が向上 (ばらつきが低下) するため、製品の品質保証の信頼度を向上できる。
(2)校正・試験機関および国家標準レベルでは、おもにロックウェル硬さBスケールなどの非鉄金属で作られた硬さ基準片の校正において、その不確かさを低減できる。
The anvil for hardness tester of the present invention has the following excellent effects.
(1) At the user level, the accuracy of Rockwell hardness measurement is improved (variation is reduced), so the reliability of product quality assurance can be improved.
(2) At the calibration / testing institution and national standard level, the uncertainty can be reduced in the calibration of hardness reference pieces mainly made of non-ferrous metals such as Rockwell hardness B scale.
以下、図面を参照して、本発明の硬さ試験機用アンビルの実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加えうるものである。 Hereinafter, embodiments of an anvil for a hardness tester according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not construed as being limited thereto, and departs from the scope of the present invention. Insofar as various changes, modifications, and improvements can be made based on the knowledge of those skilled in the art.
図1は、本発明に係るアンビルが硬さ試験機に装着された状態を示す斜視図である。また、図2は、本発明に係る硬さ試験機用アンビルの正面断面図、図3は、スポットアンビルの正面図、図4は、試料支持台の正面断面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a state where an anvil according to the present invention is mounted on a hardness tester. 2 is a front sectional view of an anvil for hardness testing machine according to the present invention, FIG. 3 is a front view of a spot anvil, and FIG. 4 is a front sectional view of a sample support.
図1において、硬さ試験機の本体1に、アンビル2の駆動機構としてのナット3が回転可能に取り付けられるとともに、ナット3に螺合しナット3の回転によって上下方向に移動可能なアンビル2の基軸としての角ネジ部材4が取り付けられている。なお角ネジ部材4は硬さ試験機の本体1に装着された圧子16の直下に設けられている。
In FIG. 1, a
アンビル2は、図2に示すように、円筒形の本体6と該本体6より小さな径の試料載置面7が本体6から上方に突出してなる形状を持つスポットアンビル5と、該スポットアンビル5の本体外周に螺合してスポットアンビル5に対して上下動自在なリング型の試料支持台8とから構成される。
As shown in FIG. 2, the
スポットアンビル5は、図3に示すように、大径の本体6と該本体6に連続して上側に形成された中径の案内面13−1、やや小径のねじ11形成面および一番小径の試料載置面7と、本体6に連続して下側に形成された小径の下部円筒部9とから形成されている。
本明細書において、スポットアンビルの本体部とは、大径の本体6と該本体6に連続して上側に形成された中径の案内面13−1、やや小径のねじ11形成面とを指している。
スポットアンビル5の本体6の下方に突出する小径の下部円筒部9が角ネジ部材4の嵌合穴10に嵌合し、スポットアンビル5が角ネジ部材4に支持されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
In this specification, the main part of the spot anvil refers to the large-diameter
A small-diameter lower
試料支持台8は、図4に示すように、リング型をしており、内周上部にスポットアンビル5のねじ11に螺合するねじ12形成面が形成され、内周下部にスポットアンビル5の案内面13−1と係合する案内面13−2が形成されている。試料支持台8は、スポットアンビル5にねじ11および12で螺合することによりスポットアンビル5に対して上下動自在になっている。また、案内面13−2と直交する位置に、外周面から貫通して雌ねじ穴14が複数設けられ、該雌ねじ穴14に固定ねじ15(図1参照)が螺入される。
As shown in FIG. 4, the
一般に、ロックウェル硬さ試験機のアンビルは測定力 (Bスケールで100 kgf) によって変形してはならないため、前記スポットアンビル5は焼入れ鋼等、十分な硬さを持った材質で制作する 。試作品では工具鋼SKS3を焼入れ焼戻し処理をして使用した。
一方、試料支持台8には試験力が作用しないため機械的強度は要求されない 。試作品はステンレス鋼 SUS316で製作した。
Generally, since the anvil of the Rockwell hardness tester should not be deformed by the measuring force (100 kgf on B scale), the
On the other hand, since no test force acts on the
後述の通り、スポットアンビル5の本体6の上部外周に形成されるねじ11は試料載置面7と試料支持台8の段差を精密に設定するため、ピッチの細かい細目ねじを使用する。試料支持台8がスポットアンビル5に対して移動する際、がたつきにより試料支持台8の上面が傾斜することを避けるため、スポットアンビル5と試料支持台8の間には、図2に示すように、案内面13が設定されている。 この案内面13は、上記したスポットアンビル5の案内面13−1と試料支持台8の案内面13−2からなる。
これら案内面13−1と13−2とのはめあいを必要最小限の隙間に設定することにより、スムースな回転を維持しながらも試料支持台8の傾斜を防いでいる 。試作品では案内面の直径60mmに対し隙間が10〜59μmの隙間ばめであり、案内面13の長さは約10mmであるので、試料支持台8の傾きの公差は3′〜20′である。
As will be described later, the
By setting the fit between the guide surfaces 13-1 and 13-2 to the necessary minimum gap, the
試料支持台8の上面とスポットアンビル5の試料載置面7が一致するように試料支持台8の高さを調節し、この状態で試料支持台8とスポットアンビル5の試料載置面7を同時に研磨する。このときのねじ11および12のかみ合い位置をスポットアンビル5の本体6外周面と試料支持台8外周面とにマーク13(図1参照)しておき、スポットアンビル5の試料載置面7と試料支持台8の上面の段差がゼロの基準位置とする。
試料支持台8の上面とスポットアンビル5の試料載置面7が一致した状態で硬さ試験を行う場合は、基準位置において、固定ねじ15を雌ねじ穴14にねじ込んで固定ねじ15の先端をスポットアンビル5の案内面13−1に押し込み試料支持台8をスポットアンビル5に固定する。
The height of the sample support table 8 is adjusted so that the upper surface of the sample support table 8 and the
When the hardness test is performed in a state where the upper surface of the sample support 8 and the
試料支持台8を使わず、スポットアンビル5単独で使用する場合にはスポットアンビル5の試料載置面7が試料支持台8の上面より突出していなければならないので、ねじ11および12のかみ合い位置をずらすことによって相対的にスポットアンビル5の試料載置面7が突き出た状態にする。この状態で固定ねじ15をねじ込んで試料支持台8をスポットアンビル5に固定する。
突出量 (スポットアンビル5の試料載置面7と試料支持台8の上面との段差) は、試料支持台8のスポットアンビル5に対する回転角度とねじ11および12のピッチから求めることができる。そのため数十μm程度の微少な段差を設定することが可能である。このように段差が小さい場合には、試料を試料支持台8に置いた状態と試験力を負荷した状態との、試料の姿勢変化が小さいため、試料を手で保持していなくても適正な硬さ試験を行うことができる。
When using the
The protrusion amount (the step between the
試料に圧子を押し付けて当該試料の硬さ測定を行う形式の硬さ試験機に関し、特に押し込み深さを測定する硬さ試験機、たとえば、ロックウエル硬さ試験機は金属、機械分野の製造業において、おもに製品検査、品質保証などの目的で多く使用されている。本発明により、より正確な測定が簡便に行えるようになるため、製品としての実用性は高い。また、硬さ試験機や硬さ基準片の校正を行う事業者においては、本発明が最高測定能力の向上に直接寄与するため、ニーズは高い。 A hardness tester of a type that measures the hardness of a sample by pressing an indenter on the sample. Particularly, a hardness tester that measures the indentation depth, for example, a Rockwell hardness tester is used in the manufacturing industry in the metal and mechanical fields. It is often used for purposes such as product inspection and quality assurance. According to the present invention, since more accurate measurement can be easily performed, the practicality as a product is high. In addition, there is a high need for businesses that calibrate hardness testers and hardness reference pieces because the present invention directly contributes to the improvement of the maximum measurement capability.
1 硬さ試験機の本体
2 アンビル
3 ナット
4 角ネジ部材
5 スポットアンビル
6 本体
7 試料載置面
8 試料支持台
9 下部円筒部
10 嵌合穴
11 ねじ
12 ねじ
13 案内面
14 雌ねじ穴
15 固定ねじ
16 圧子
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Claims (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008053616A JP5008083B2 (en) | 2008-03-04 | 2008-03-04 | Anvil for hardness tester |
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---|---|---|---|---|
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CN108489836A (en) * | 2018-03-12 | 2018-09-04 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | It is a kind of using air-bearing and the dead weight Rockwell hardness machine of screw classifying loading technique |
CN112630071A (en) * | 2020-12-08 | 2021-04-09 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | Leveling and fixing device for Vickers hardness test surface of cylindrical embedded sample |
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