JP2017094357A - Shear testing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、素材のせん断加工を評価するために用いられるせん断試験装置に関する。 The present invention relates to a shear test apparatus used for evaluating shearing of a material.
連続的に供給される素材を所定の長さに切断し、当該切断したものを鍛造によって成形する連続式の鍛造装置が公知である(例えば、下記特許文献1参照)。
A continuous forging device that cuts a continuously supplied material into a predetermined length and shapes the cut material by forging is known (for example, see
このような連続式の鍛造装置において、素材をせん断により切断する際、切断面の荒れや、割れ等が発生するおそれがある。このような不具合は、鍛造成形品の不良に繋がることから改善する必要がある。せん断による切断工程と鍛造工程が一体化された鍛造装置においては、切断工程と鍛造工程が連続的に実行されるようシステム化されているから、当該鍛造装置自体を用いて切断工程のみを評価することが困難である。 In such a continuous forging device, when the material is cut by shearing, the cut surface may be roughened or cracked. Such problems need to be improved because they lead to defects in forged products. In the forging device in which the cutting process by shearing and the forging process are integrated, since the cutting process and the forging process are systematically executed, only the cutting process is evaluated using the forging apparatus itself. Is difficult.
本発明が解決しようとする課題は、素材が連続的に供給され、当該素材がせん断により切断される鍛造装置において、当該せん断加工の評価を行うのに好適なせん断試験装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a shear test apparatus suitable for evaluating the shearing process in a forging device in which the material is continuously supplied and the material is cut by shearing. .
上記課題を解決するため本発明にかかるせん断試験装置は、連続的に供給される素材をせん断加工後、当該せん断加工された材料を鍛造成形する鍛造装置についての前記素材のせん断加工の試験装置であって、単発型プレス機と、前記素材を支持する固定刃部と、前記固定刃部と同軸である原位置から前記単発型プレス機の圧力によって変位可能に設けられた移動刃部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a shear test apparatus according to the present invention is a shear test apparatus for a raw material for a forging apparatus that forge-molds the shear-processed material after shearing the continuously supplied material. A single-press machine, a fixed blade portion that supports the material, and a movable blade portion that is displaceable by the pressure of the single-press machine from an original position that is coaxial with the fixed blade portion. It is characterized by providing.
上記のような試験装置を用いることで、鍛造供給用の素材のせん断による切断評価を簡単に行うことができる。 By using the test apparatus as described above, it is possible to easily perform the cutting evaluation by shearing the forging supply material.
コイル状となっている前記素材が連続的に供給される前記鍛造装置についてのせん断加工の試験装置であって、前記素材に対し、引張力を作用させる引張力付与手段を備えるとよい。 It is a shearing test apparatus for the forging device to which the material in the form of a coil is continuously supplied, and it is preferable to include a tensile force applying means for applying a tensile force to the material.
前記引張力付与手段は、前記移動刃部を前記固定刃部との間に挟むように設けられ、前記素材に接続される素材接続部と、前記移動刃部が変位することで、前記素材接続部を前記固定刃部から離れる方向に変位させる引張力付与部と、を有するとよい。 The tensile force applying means is provided so as to sandwich the moving blade portion with the fixed blade portion, and the material connecting portion connected to the material and the moving blade portion are displaced, whereby the material connection It is good to have a tension | tensile_strength provision part which displaces a part in the direction away from the said fixed blade part.
コイル状の素材が連続的に供給される鍛造装置では、素材の切断時において、当該素材にはコイル状に巻かれていたが故の歪が残存している可能性がある。当該歪は素材に対する引張力として生ずることから、上記のような引張力付与手段を備えた試験装置を用いることで、試験装置による素材の切断の状態を、コイル状の素材が連続的に供給される鍛造装置における素材の切断の状態に近づけることが可能である。 In a forging device in which a coil-shaped material is continuously supplied, there is a possibility that distortion occurs because the material is wound in a coil shape when the material is cut. Since the strain is generated as a tensile force on the material, a coiled material can be continuously supplied by using a test apparatus equipped with a tensile force applying means as described above to indicate the state of cutting of the material by the test apparatus. It is possible to approach the cutting state of the material in the forging device.
本発明におけるせん断試験装置は、素材が連続的に供給され、当該素材がせん断により切断される鍛造装置における当該せん断加工の評価を行うのに好適である。 The shear test apparatus in the present invention is suitable for evaluating the shearing process in a forging apparatus in which a material is continuously supplied and the material is cut by shear.
以下、本発明の一実施形態にかかるせん断試験装置1(以下、単に試験装置1と称することもある)について詳細に説明する。本実施形態にかかる試験装置1は、連続的に供給される素材をせん断加工後、当該せん断加工された材料(以下、基材と称することもある)を鍛造成形する鍛造装置について、当該素材のせん断加工が鍛造に適したものとなるかどうかを評価、検討等するための装置である。
Hereinafter, a shear test apparatus 1 (hereinafter also simply referred to as a test apparatus 1) according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The
まず、本実施形態にかかる試験装置1による評価対象である公知の鍛造装置100について、図3を用いて簡単に説明する。鍛造装置100は、連続的に供給される金属製の細長い素材M(線状の素材)をせん断によって切断し、所定長さの基材M1を得る切断工程110と、得られた基材M1を鍛造によって所望の形態に成形して製品Pを得る鍛造工程120を連続的に行うものである。素材Mは、コイル状に巻かれたものが直状に矯正されつつ、切断工程110に向けて連続的に供給されることになる。なお、本明細書においては、特に明示した場合を除き、切断工程110および鍛造工程120を実行する装置100aだけでなく、素材M(原料)をコイル状に維持しておく装置100bを含めたものを「鍛造装置」と定義する。このような鍛造装置100においては、切断工程110と鍛造工程120が連続的に実行される(素材Mの切断によって得られた基材M1が即座に鍛造工程120に送られるようシステム化されている)ため、切断工程110のみを抜き出して、素材Mの切断評価を行うことは困難である。よって、本実施形態における試験装置1が有効となる。
First, a known
図1および図2に示す本実施形態にかかる試験装置1は、単発型プレス機10、固定刃部20、移動刃部30、および引張力付与手段40を備える。以下、各構成について説明する。なお、以下の説明における上下方向とは、単発型プレス機10が発現する圧力の作用方向に沿う方向(圧力付与方向を下とする)をいい、軸方向(長手方向)とは、素材Mの軸方向に沿う方向をいうものとする。
The
単発型プレス機10は、一工程のみのプレス加工(プレス作用)を実行する公知の装置である。作動方式はどのようなものであってもよい。クランクプレスのような機械式プレスであってもよいし、油圧などを利用する液圧式プレスであってもよい。
The single-
固定刃部20は、移動刃部30との協働により素材Mをせん断により切断するためのものであって、単発型プレス機10の土台に直接または間接的に固定されたものである。つまり、固定刃部20は単発型プレス機10に対する相対位置を変化させるものではない。固定刃部20は、中心に素材Mが挿入可能な空間(以下、固定側空間21と称することもある)が形成された筒状の部材である。本実施形態における素材Mは断面円形の金属材料であることから、固定側空間21の形状も断面円形である。固定側空間21内に素材Mが挿入されたとき、固定刃部20の固定側空間21に面する内壁面と素材Mの外周面の間の隙間(ガタ)はできるだけ小さくすることが望ましい。
The fixed
移動刃部30は、固定刃部20と同様に、素材Mが挿入可能な空間(以下、移動側空間31と称することもある)が形成された筒状の部材である。本実施形態における素材Mは断面円形の金属材料であることから、移動側空間31の形状も断面円形である。移動側空間31内に素材Mが挿入されたとき、移動刃部30の移動側空間31に面する内壁面と素材Mの外周面の間の隙間(ガタ)はできるだけ小さくすることが望ましい。
Similar to the
かかる移動刃部30は、原位置において固定刃部20と中心軸(固定側空間21と移動側空間31の中心軸)を一致させるようにして軸方向に並ぶ。つまり、移動刃部30が原位置に位置している状態においては、固定側空間21と移動側空間31がひとまとまりの連続する細長い空間を構成する。試験片としての素材Mは、当該固定側空間21と移動側空間31に跨るようにしてセットされる。また、固定刃部20と移動刃部30の間に切断のためのクリアランスを適宜設定することもできる。
The
移動刃部30は、単発型プレス機10の圧力によって下方に変位する(図2参照)。単発型プレス機10のスライドと移動刃部30とは直接または間接的に接続されていてもよいし、スライドが下降した際に移動刃部30に接触し、その力が移動刃部30に伝わるように構成されていてもよい。つまり、単発型プレス機10(スライド)の動力が移動刃部30に伝達される構造であれば、当該動力伝達の構造はどのようなものであってもよい。
The moving
引張力付与手段40は、素材接続部41および引張力付与部42を有する。素材接続部41は、試験片としての素材Mに接続される部材である。素材接続部41は、軸方向において、原位置に位置する移動刃部30を固定刃部20との間に挟むように設けられる。つまり、軸方向において固定刃部20側から見て、固定刃部20、移動刃部30、素材接続部41の順に並ぶ。なお、移動刃部30と素材接続部41の間には後述する引張力付与部42が位置する。素材接続部41は、素材Mにおける移動刃部30側の一部に接続される。当該素材接続部41の素材Mの接続構造はどのようなものであってもよい。本実施形態では、素材Mの先端側の一部を移動刃部30(移動刃部30の固定刃部20側の反対側開口)から突出させ、当該突出させた部分に雄ねじを形成する。そして、素材接続部41には当該雄ねじに螺合可能な雌ねじを形成する。当該雄ねじと雌ねじの螺合により、素材接続部41と素材Mが一体化される。
The tensile force applying means 40 includes a material connecting
素材接続部41には、上方から下方にかけて固定刃部20や移動刃部30から離れるように傾斜した傾斜面(以下、後述する第二傾斜面421と区別するため第一傾斜面411と称する)が形成されている。当該第一傾斜面411の傾斜角度は、後述する第二傾斜面421と同じに設定されている。
The
引張力付与部42は、移動刃部30が移動したときに素材接続部41を固定刃部20から離れる方向に変位させるための部材である。本実施形態における移動刃部30は、上方から下方にかけて固定刃部20から離れるように傾斜した傾斜面(以下、上記第一傾斜面411と区別するため第二傾斜面421と称する)が形成された部材である。本実施形態における引張力付与部42は、軸方向において移動刃部30と素材接続部41の間に設置される。引張力付与部42は、その位置を変化させることがないよう、単発型プレス機10に直接または間接的に固定される。
The tensile
上述したように、第二傾斜面421の傾斜角度は第一傾斜面411と同じである。素材接続部41の第一傾斜面411と引張力付与部42の第二傾斜面421は密着している。詳細を後述するように、両傾斜面の傾斜角度は、素材Mに付与する引張力の大きさを決める因子となる。また、移動刃部30を変位させると、第二傾斜面421上を第二傾斜面421が摺動することになるため、両面の間の摩擦抵抗をできるだけ小さくすることが望ましい。
As described above, the inclination angle of the second
以下、このように構成される試験装置1の作用(せん断試験方法)について、一部上記説明と重複するが詳細に説明する。まず、移動刃部30が原位置に位置している状態で、試験片としての素材Mをセットする(図1参照)。つまり、固定側空間21と移動側空間31に跨るようにして素材Mをセットする。当該素材Mには予め雄ねじ部を形成しておき、当該雄ねじ部に雌ねじ部を螺合させることにより、素材Mに対し素材接続部41を接続する。素材接続部41は、その第一傾斜面411が、単発型プレス機10に直接または間接的に固定されている引張力付与部42の第二傾斜面421に密着する位置にセットされる。
Hereinafter, the operation (shear test method) of the
かかる状態で単発型プレス機10を駆動し、その圧力により移動刃部30を下方に変位させる。これにより、固定刃部20と移動刃部30の間にせん断力が生じ、素材Mが固定刃部20と移動刃部30の境界で切断されることになる(図2参照)。単発型プレス機10のスライドの下降速度を変化させることで、切断の速度(移動刃部30の下降速度)を調整することもできる。また、荷重測定手段(例えば、ロードセル等)により、切断時の荷重を測定できるようにしてもよい。
In this state, the
移動刃部30が下方に変位するということは、素材Mにおける移動刃部30側に接続された素材接続部41も移動刃部30とともに下方に変位するということである。つまり、移動刃部30の下方への変位は、素材Mを介して素材接続部41に伝達されることになる。そして、素材接続部41はその第一傾斜面411を引張力付与部42の第二傾斜面421に密着させており、当該傾斜面は上方から下方にかけて固定刃部20から離れる方向に向かうように傾斜しているから、素材接続部41は固定刃部20から離れる方向に変位する(図2参照)。つまり、素材接続部41は、下方に変位しつつ、固定刃部20から離れる方向(斜め下方)に変位することになる。素材接続部41には素材Mが接続されているため、このように変位する素材接続部41により、切断時に素材Mに対して引張力が作用する。引張力は、第一傾斜面411や第二傾斜面421の上下方向(鉛直方向)に対する傾斜角度を大きくすればするほど大きくなる。本実施形態では、第一傾斜面411や第二傾斜面421の傾斜角度を30度に設定している。
That the
このように素材Mに引張力を作用させる理由は以下の通りである。本実施形態にかかる試験装置1は、コイル状に巻かれた素材Mが連続的に切断工程に供給される鍛造装置を想定したものである。コイル状に巻かれた素材Mは直線状に矯正されることとなるが、コイル状に巻かれていたことによる歪が残存していると、当該歪によって切断時に素材Mが湾曲しようとする。本実施形態にかかる試験装置1は、切断時に素材Mに対して引張力を作用させることにより、当該歪が残存した状態に近づけることができるものである。
The reason for applying the tensile force to the material M in this way is as follows. The
したがって、切断工程に供給される素材Mがコイル状に巻かれないものや、コイル状に巻かれる等するものであっても、直線状とする矯正によって歪が除去できると思われる鍛造装置を対象とした試験においては、上記のような引張力付与手段40が設けられていない試験装置1を用いてもよいということになる。つまり、本実施形態にかかる試験装置1の引張力付与手段40は、素材Mがコイル状に巻かれる鍛造装置(図3に示したような鍛造装置100)を念頭においたものであるといえる。
Therefore, even if the material M supplied to the cutting process is not wound in a coil shape, or is wound in a coil shape, the forging device is considered to be able to remove strain by straightening straightening. In this test, the
以上説明した本実施形態にかかる試験装置1によれば、鍛造工程に供給される素材Mのせん断による切断工程の評価が簡単になる。
According to the
また、本実施形態にかかる試験装置1は、上記のような引張力付与手段40を備えるものであるため、試験装置1による素材Mの切断の状態を、コイル状の素材Mが連続的に供給される鍛造装置における素材Mの切断の状態に近づけることが可能である。
Moreover, since the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment at all, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
1 せん断試験装置
10 単発型プレス機
20 固定刃部
21 固定側空間
30 移動刃部
31 移動側空間
40 引張力付与手段
41 素材接続部
411 第一傾斜面
42 引張力付与部
421 第二傾斜面
M 素材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
単発型プレス機と、
前記素材を支持する固定刃部と、
前記固定刃部と同軸である原位置から前記単発型プレス機の圧力によって変位可能に設けられた移動刃部と、
を備えることを特徴とするせん断試験装置。 A shearing test apparatus for a forging device for forging a material that is continuously fed and then forging the sheared material,
Single-press machine,
A fixed blade portion for supporting the material;
A movable blade provided to be displaceable by the pressure of the one-shot press from an original position coaxial with the fixed blade,
A shear test apparatus comprising:
前記素材に対し、引張力を作用させる引張力付与手段を備えることを特徴とする請求項1に記載のせん断試験装置。 A shearing test device for the forging device to which the coiled material is continuously supplied,
The shear test apparatus according to claim 1, further comprising a tensile force applying unit that applies a tensile force to the material.
前記移動刃部を前記固定刃部との間に挟むように設けられ、前記素材に固定される素材接続部と、
前記移動刃部が変位することで、前記素材接続部を前記固定刃部から離れる方向に変位させる引張力付与部と、
を有することを特徴とする請求項2に記載のせん断試験装置。 The tensile force applying means is
A material connecting part that is provided so as to sandwich the movable blade part between the fixed blade part and fixed to the material;
A tensile force imparting part that displaces the material connection part in a direction away from the fixed blade part by displacing the moving blade part,
The shear test apparatus according to claim 2, wherein
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JP2015229247A JP2017094357A (en) | 2015-11-25 | 2015-11-25 | Shear testing device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113432969A (en) * | 2021-06-02 | 2021-09-24 | 无锡市产品质量监督检验院 | Manufacturing method of shear strength test clamp and shear strength test clamp |
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2015
- 2015-11-25 JP JP2015229247A patent/JP2017094357A/en active Pending
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CN113432969A (en) * | 2021-06-02 | 2021-09-24 | 无锡市产品质量监督检验院 | Manufacturing method of shear strength test clamp and shear strength test clamp |
CN113432969B (en) * | 2021-06-02 | 2022-12-27 | 无锡市产品质量监督检验院 | Manufacturing method of shear strength test fixture and shear strength test fixture |
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