JP4655818B2 - Lubricant evaluation method - Google Patents

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Description

本発明は、塑性加工を容易とするための潤滑剤が外周面に被着されている柱状の金属試験片を塑性変形させることにより、その潤滑剤の潤滑性能を評価する潤滑剤評価方法に関するものである。   The present invention relates to a lubricant evaluation method for evaluating the lubrication performance of a lubricant by plastically deforming a columnar metal test piece in which a lubricant for facilitating plastic working is applied to an outer peripheral surface. It is.

一般に、線材の引き抜き、伸線、圧延等の塑性加工を容易とするために、リン酸亜鉛、2硫化モリブデン等の固体潤滑剤、鉱油、油脂、界面活性剤等の液状潤滑剤等の潤滑剤が金属素材の表面に被着させて用いられている。このような塑性加工を容易とするための潤滑剤の潤滑性能を評価する潤滑剤評価方法は、リング圧縮試験法、ボール通し試験法、スパイク試験法、テーパーカップ試験法などが提案されている。たとえば、スパイク試験法は特許文献1に示されるものであり、テーパーカップ試験法は特許文献2に示されている。
特許第3227721号公報 特開2004−12296号公報
In general, in order to facilitate plastic processing such as drawing, drawing, and rolling of wire rods, lubricants such as solid lubricants such as zinc phosphate and molybdenum disulfide, and liquid lubricants such as mineral oil, fats and oils, and surfactants Is applied to the surface of a metal material. As a lubricant evaluation method for evaluating the lubrication performance of the lubricant for facilitating such plastic working, a ring compression test method, a ball threading test method, a spike test method, a taper cup test method, and the like have been proposed. For example, the spike test method is shown in Patent Document 1, and the taper cup test method is shown in Patent Document 2.
Japanese Patent No. 3227721 JP 2004-12296 A

上記特許文献1に示されるスパイク試験法は、水平面に対して小さく傾斜した上方ロート部分と水平面に対して大きく傾斜した下方ロート部分とがアール(R)を介して連続的に接続されたロート状の内周面を有するダイに円柱状の金属試験片を載せ、潤滑剤の適用下でその金属試験片をダイに押し込んでスパイクを形成した後、成形された金属片を逆の方向から突き出す操作を行い、一定の押し込み量を達成するのに要した荷重、突き出すに要する荷重に基づいて金属試験片の端面に被着された潤滑剤の性能を評価するものである。   The spike test method disclosed in Patent Document 1 is a funnel shape in which an upper funnel portion that is slightly inclined with respect to a horizontal plane and a lower funnel portion that is greatly inclined with respect to a horizontal plane are continuously connected via R (R). A cylindrical metal test piece is placed on a die having an inner peripheral surface, and the metal test piece is pushed into the die under application of a lubricant to form a spike, and then the formed metal piece is ejected from the opposite direction. And the performance of the lubricant applied to the end face of the metal test piece is evaluated based on the load required to achieve a certain push-in amount and the load required to protrude.

また、特許文献2に示されるテーパーカップ試験法は、前端面および側面が金型により拘束されている金属試験片に対して、解放されている金属試験片の後端面から、先端ほど小径となるテーパ面を有するパンチを用いて後方押し出し加工を行い、そのときの成形荷重またはストリッパ荷重に基づいて金属試験片の端面に被着された潤滑性能を評価するものである。   Further, the taper cup test method disclosed in Patent Document 2 has a smaller diameter from the rear end surface of the released metal test piece to the front end surface than the metal test piece whose front end surface and side surface are constrained by a mold. Backward extrusion is performed using a punch having a tapered surface, and the lubrication performance applied to the end face of the metal test piece is evaluated based on the forming load or stripper load at that time.

ところで、上記従来の潤滑剤評価方法では、金属試験片の端面に塑性変形が加えられることによりその端面に被着された潤滑剤の潤滑性能を評価できるのであるが、金属試験片の側面に被着されたときの潤滑剤の潤滑性能を評価することが困難であった。このため、線材の引き抜き加工、伸線加工、圧延加工などにおいて線材の外周面に用いられる潤滑剤の潤滑性能を正確に評価することができなかった。   By the way, in the conventional lubricant evaluation method described above, plastic deformation is applied to the end face of the metal test piece to evaluate the lubrication performance of the lubricant applied to the end face. It was difficult to evaluate the lubrication performance of the lubricant when worn. For this reason, the lubrication performance of the lubricant used for the outer peripheral surface of the wire in drawing, drawing, rolling and the like of the wire cannot be accurately evaluated.

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を正確に評価することができる潤滑剤評価方法を提供することにある。   The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a lubricant that can accurately evaluate the lubrication performance of a lubricant applied to the side surface of a metal material during plastic working. To provide an evaluation method.

前記目的を達成するための請求項1に係る発明の要旨とするところは、潤滑剤が外周面に被着されている柱状の金属試験片を塑性変形させることによりその潤滑剤の潤滑性能を評価する潤滑剤評価方法であって、前記金属試験片をその両端面から一定のストロークで挟圧してその金属試験片の中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、そのときのその金属試験片の表面拡大比およびその金属試験片に対する押圧荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することを特徴とする。
The gist of the invention according to claim 1 for achieving the above object is to evaluate the lubricating performance of the lubricant by plastically deforming a columnar metal test piece in which the lubricant is adhered to the outer peripheral surface. a lubricant evaluation method to perform plastic working to project the metal specimen nipped at a fixed stroke from the both end faces with the flange-like intermediate portion of the metal test piece to the outer peripheral side, that at that time The lubricating performance of the lubricant is evaluated based on the surface enlargement ratio of the metal test piece and the pressing load on the metal test piece.

また、請求項2に係る発明の要旨とするところは、上記請求項1に係る発明の塑性加工は、押圧方向に対して直角な押圧平面を有する第1金型と、前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第2金型との間でその金属試験片が挟圧されることによって行われることを特徴とする。   The gist of the invention according to claim 2 is that the plastic working of the invention according to claim 1 includes a first mold having a pressing plane perpendicular to the pressing direction, and a shaft of the metal test piece. The metal test piece is clamped between a second mold having an inclined pressing surface inclined in a taper shape around the center.

また、請求項3に係る発明の要旨とするところは、請求項1に係る発明において、さらに、前記金属試験片をその一端部が底付嵌合穴内に嵌め入れられた状態でその両端面から一定のストロークで挟圧してその金属試験片の中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、その底付嵌合穴内からその金属試験片の一端部を突き出すときの突出し荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することを特徴とする。
Further, the gist of the invention according to claim 3 is that, in the invention according to claim 1, further, the metal test piece is inserted into the bottomed fitting hole from one end face of the metal test piece. Based on the protruding load when one end of the metal test piece is protruded from the bottom fitting hole by performing plastic working to clamp the metal test piece with a fixed stroke and project the intermediate part of the metal test piece in a flange shape toward the outer periphery. The lubricating performance of the lubricant is evaluated.

また、請求項4に係る発明の要旨とするところは、請求項3に係る発明の塑性加工は、前記金属試験片の一端部を嵌め入れる底付嵌合穴と押圧方向に対して直角な押圧平面とを有する第1金型と、前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第2金型との間でその金属試験片が挟圧されることによって行われることを特徴とする。   The gist of the invention according to claim 4 is that the plastic working of the invention according to claim 3 is performed by pressing the fitting hole with the bottom into which one end of the metal test piece is fitted and the pressing direction perpendicular to the pressing direction. The metal test piece is clamped between a first mold having a flat surface and a second mold having an inclined pressing surface inclined in a taper shape about the axis of the metal test piece. It is characterized by being.

また、請求項5に係る発明の要旨とするところは、前記請求項2または4において、前記傾斜押圧面は、5乃至70度の角度範囲で、前記押圧方向に直交する面に対して傾斜させられていることを特徴とする。   Further, the gist of the invention according to claim 5 is that, in the claim 2 or 4, the inclined pressing surface is inclined with respect to a surface orthogonal to the pressing direction in an angle range of 5 to 70 degrees. It is characterized by being.

請求項1に係る発明の潤滑剤評価方法によれば、前記金属試験片をその両端面から一定のストロークで挟圧してその金属試験片の中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、そのときのその金属試験片の表面拡大比およびその金属試験片に対する押圧荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することから、金属試験片の中間部である側面に被着された潤滑剤の潤滑性能がその中間部から外周側へフランジ状に突出させる塑性加工での金属試験片の表面拡大比に対して密接に影響するので、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を正確に評価することができる。 According to the lubricant evaluation method of the invention according to claim 1, plastic working is performed in which the metal test piece is clamped from both end faces with a constant stroke so that an intermediate portion of the metal test piece protrudes in a flange shape toward the outer peripheral side. Since the lubrication performance of the lubricant was evaluated based on the surface expansion ratio of the metal test piece and the pressing load on the metal test piece at that time, the metal test piece was attached to the side surface which is an intermediate part of the metal test piece Since the lubrication performance of the lubricant has a close influence on the surface expansion ratio of the metal test piece in the plastic working that protrudes in the form of a flange from its intermediate part to the outer peripheral side, it is attached to the side surface of the metal material during the plastic working The lubricating performance of the lubricant can be accurately evaluated.

また、請求項2に係る発明の潤滑剤評価方法によれば、前記塑性加工が、押圧方向に対して直角な押圧平面を有する第1金型と、前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第2金型との間で金属試験片が挟圧されることによって行われることから、金属試験片から離れるほど狭くなる第1金型と第2金型との間の隙間を通して金属試験片の中間部から外周側へフランジ状に突出させられるので、潤滑剤の潤滑性能を反映する塑性変形負荷が金型の押圧荷重に反映され、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を一層正確に評価することができる。   According to the lubricant evaluation method of the invention according to claim 2, the plastic working is tapered with the first mold having a pressing plane perpendicular to the pressing direction and the axis of the metal test piece as a center. A first metal mold and a second metal mold that become narrower as they move away from the metal test piece. The plastic deformation load reflecting the lubrication performance of the lubricant is reflected in the pressing load of the mold, and the metal material during the plastic working The lubricating performance of the lubricant applied to the side surface can be more accurately evaluated.

また、請求項3に係る発明の潤滑剤評価方法によれば、前記金属試験片をその一端部が底付嵌合穴内に嵌め入れられた状態でその両端面から一定のストロークで挟圧してその金属試験片の中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、その底付嵌合穴内からその金属試験片の一端部を突き出すときの突出し荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することから、金属試験片の一端部の外周面とそれが嵌め入れられた底付嵌合穴の内周面との間の強固な締まり嵌め状態から、その底付嵌合穴内からその金属試験片の一端部を突き出すときの突出し荷重に対して潤滑剤の潤滑性能が密接に影響するので、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を正確に評価することができる。   According to the lubricant evaluation method of the invention of claim 3, the metal test piece is clamped with a constant stroke from both end faces in a state where one end of the metal test piece is fitted in the bottomed fitting hole. We perform plastic working to project the intermediate part of the metal test piece to the outer peripheral side in a flange shape, and based on the protruding load when projecting one end part of the metal test piece from the bottomed fitting hole, the lubricating performance of the lubricant From the evaluation, it can be seen that the metal from the bottom fitting hole has a strong interference fit between the outer peripheral surface of one end of the metal test piece and the inner peripheral surface of the bottom fitting hole into which the metal test piece is fitted. Since the lubrication performance of the lubricant closely affects the protruding load when one end of the test piece is projected, it is possible to accurately evaluate the lubrication performance of the lubricant applied to the side surface of the metal material during plastic processing. it can.

また、請求項4に係る発明の潤滑剤評価方法によれば、前記塑性加工は、前記金属試験片の一端部を嵌め入れる底付嵌合穴と押圧方向に対して直角な押圧平面とを有する第1金型と、前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第2金型との間でその金属試験片が挟圧されることによって行われることから、金属試験片から離れるほど狭くなる第1金型と第2金型との間の隙間を通して金属試験片の中間部から外周側へフランジ状に突出させられるので、潤滑剤の潤滑性能を反映する塑性変形負荷が金型の押圧荷重に反映され、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を一層正確に評価することができる。   Moreover, according to the lubricant evaluation method of the invention which concerns on Claim 4, the said plastic working has a fitting hole with a bottom which inserts the one end part of the said metal test piece, and a press plane orthogonal to a press direction. Since the metal test piece is clamped between the first mold and the second mold having an inclined pressing surface inclined in a taper shape with the axis of the metal test piece as a center, Since it protrudes in the form of a flange from the middle part of the metal test piece through the gap between the first mold and the second mold that becomes narrower as the distance from the metal test piece increases, the plasticity reflects the lubrication performance of the lubricant. The deformation load is reflected in the pressing load of the mold, and the lubricating performance of the lubricant applied to the side surface of the metal material during plastic working can be more accurately evaluated.

また、請求項5に係る発明の潤滑剤評価方法によれば、前記傾斜押圧面は、5乃至70度の角度範囲で、前記押圧方向に直交する面に対して傾斜させられていることから、金属試験片から離れるほど狭くなる第1金型と第2金型との間の隙間を通して金属試験片の中間部から外周側へフランジ状に突出させられるので、潤滑剤の潤滑性能を反映する塑性変形負荷が金型の押圧荷重に適切に反映される。   Further, according to the lubricant evaluation method of the invention according to claim 5, the inclined pressing surface is inclined with respect to the surface orthogonal to the pressing direction in an angle range of 5 to 70 degrees. Since it protrudes in the form of a flange from the middle part of the metal test piece through the gap between the first mold and the second mold that becomes narrower as the distance from the metal test piece increases, the plasticity reflects the lubrication performance of the lubricant. The deformation load is appropriately reflected in the pressing load of the mold.

ここで、好適には、前記第2金型において、前記テーパ状押圧面の外周に隣接して、押圧方向に直交する円環状の平坦面が設けられる。このようにすれば、塑性変形の終期において負荷が急上昇することが回避される。   Here, preferably, in the second mold, an annular flat surface orthogonal to the pressing direction is provided adjacent to the outer periphery of the tapered pressing surface. In this way, it is possible to avoid a sudden increase in load at the end of plastic deformation.

また、好適には、前記第2金型において、前記テーパ状押圧面の内周に隣接して、金属試験片の他端部を嵌め入れるための有底嵌合穴が設けられる。このようにすれば、塑性変形に際して、金属試験片の他端部の第2金型に対する位置決めが安定して行われる。   Preferably, in the second mold, a bottomed fitting hole for fitting the other end portion of the metal test piece is provided adjacent to the inner periphery of the tapered pressing surface. If it does in this way, in plastic deformation, positioning to the 2nd metallic mold of the other end part of a metal test piece will be performed stably.

また、好適には、前記請求項1に係る発明の潤滑剤評価方法が好適に実施される装置発明すなわち潤滑剤評価装置の要旨とするところは、潤滑剤が外周面に被着されている柱状の金属試験片を塑性変形させることによりその潤滑剤の潤滑性能を評価する潤滑剤評価装置であって、(a) 押圧方向に対して直角な押圧平面を有する第1金型と、(b) 前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第2金型と、(c) その第1金型と第2金型との間で前記金属試験片をその両端面から一定のストロークで挟圧したときの挟圧力すなわち押圧荷重を検出する荷重センサとを含み、その荷重センサにより検出された押圧荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することを特徴とする。   Preferably, the gist of the apparatus invention in which the method for evaluating a lubricant according to the first aspect of the present invention is suitably implemented, that is, the gist of the apparatus for evaluating a lubricant is a columnar shape in which the lubricant is attached to the outer peripheral surface. A lubricant evaluation apparatus for evaluating the lubrication performance of the lubricant by plastically deforming the metal test piece of (a), wherein (a) a first mold having a pressing plane perpendicular to the pressing direction; and (b) A second mold having an inclined pressing surface inclined in a taper shape about the axis of the metal test piece; and (c) the metal test piece between the first mold and the second mold. A load sensor that detects a pressing force, that is, a pressing load when the surface is clamped with a certain stroke, and evaluates the lubricating performance of the lubricant based on the pressing load detected by the load sensor. To do.

また、好適には、前記請求項3に係る発明の潤滑剤評価方法が好適に実施される装置発明すなわち潤滑剤評価装置の要旨とするところは、潤滑剤が外周面に被着されている柱状の金属試験片を塑性変形させることによりその潤滑剤の潤滑性能を評価する潤滑剤評価装置であって、(a) 前記金属試験片の一端部を嵌め入れる底付嵌合穴と押圧方向に対して直角な押圧平面とを有する第1金型と、(b) 前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第2金型と、(c) その第1金型と第2金型との間で前記金属試験片をその両端面から一定のストロークで挟圧した後で、前記底付嵌合穴内からその金属試験片の一端部を突き出すときの突出し荷重を検出する荷重センサとを含み、その荷重センサにより検出された押圧荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することを特徴とする。   Preferably, the gist of the apparatus invention in which the method for evaluating a lubricant according to the third aspect of the present invention is suitably implemented, that is, the gist of the apparatus for evaluating a lubricant is a columnar shape in which the lubricant is attached to the outer peripheral surface. A lubricant evaluation device that evaluates the lubrication performance of the lubricant by plastically deforming the metal test piece of (a) with respect to the bottomed fitting hole into which one end of the metal test piece is fitted and the pressing direction. A first mold having a right-angle pressing plane; (b) a second mold having an inclined pressing surface inclined in a taper shape about the axis of the metal specimen; and (c) the first mold. After the metal test piece is clamped between the mold and the second mold from both end faces with a certain stroke, the protruding load when one end of the metal test piece is protruded from the bottomed fitting hole is measured. A load sensor that detects the pressure load detected by the load sensor. Zui it and evaluating the lubrication performance of the lubricant.

また、好適には、前記第1金型に設けられた有底嵌合穴の底面はその第1金型に摺動可能に嵌合されたノックアウトピンの先端面により構成され、そのノックアウトピンによって塑性変形後の金属試験片の一端部が上記底付嵌合穴内から突き出される。これにより、前記荷重センサは、そのノックアウトピンに設けられる。   Preferably, the bottom surface of the bottomed fitting hole provided in the first mold is constituted by a front end surface of a knockout pin slidably fitted to the first mold, and the knockout pin One end portion of the metal test piece after plastic deformation is protruded from the bottom fitting hole. Thereby, the said load sensor is provided in the knockout pin.

また、好適には、前記第1金型には、その第1金型を前記潤滑剤が適用される加工状態での温度に保持させるための加熱装置が備えられる。このようにすれば、潤滑剤の潤滑性能を一層正確に評価することができる。   Preferably, the first mold is provided with a heating device for maintaining the first mold at a temperature in a processing state to which the lubricant is applied. In this way, the lubricating performance of the lubricant can be more accurately evaluated.

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the drawings are appropriately simplified or modified, and the dimensional ratios, shapes, and the like of the respective parts are not necessarily drawn accurately.

図1は、本発明の一実施例である潤滑剤評価装置10の構成を説明する図である。この潤滑剤評価装置10は、プレス装置と同様に構成されており、基台12によって位置固定に支持された下型14と、その下型14の上方に設けられ、下型14に対して接近離隔方向すなわち上下方向に移動可能に設けられた図示しないラムに固定されることにより往復動される上型パンチ18と、電動機およびそれにより駆動されるクランク機構などから構成され、プレス起動操作毎に上型パンチ18をその上昇位置および下降位置との間の一定のストロークで往復駆動する金型駆動装置20とを備えている。本実施例では、上記下型14が第1金型に対応し、上記上型パンチ18が第2金型に対応している。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a lubricant evaluation device 10 according to an embodiment of the present invention. This lubricant evaluation device 10 is configured in the same manner as the press device, and is provided with a lower die 14 supported by a base 12 so as to be fixed in position, and provided above the lower die 14 so as to approach the lower die 14. An upper punch 18 that is reciprocated by being fixed to a ram (not shown) movably provided in the separation direction, that is, the vertical direction, and an electric motor and a crank mechanism that is driven by the upper punch 18. A mold driving device 20 is provided for reciprocatingly driving the upper die punch 18 with a constant stroke between its raised position and lowered position. In this embodiment, the lower die 14 corresponds to the first die, and the upper die punch 18 corresponds to the second die.

図2の左半分は上記上型パンチ18がその上昇位置にある状態を示し、図2の右半分は上記上型パンチ18がその下降位置にある状態を示している。図2に詳しく示すように、下型14は、上記上型パンチ18の軸心Cに対して直交する押圧平面22と、その軸心Cと同心の貫通穴24と、その貫通穴24内に摺動可能に嵌め入れられ且つ油圧アクチュエータ26により軸心C方向に駆動されるノックアウトピン28とを備えている。このノックアウトピン28は、油圧アクチュエータ26により、その先端面30が上記押圧平面22よりも所定寸法だけ低い下端位置と、その押圧平面22よりも所定寸法だけ高い上端位置との間で駆動される。待機期間および押圧期間では、先端面30が上記押圧平面22よりも所定寸法だけ低い下端位置とされるので、底面として機能するその先端面30と内壁面として機能する貫通穴24の内周面とにより有底嵌合穴Bが構成される。すなわち、待機期間および押圧期間では、下型14の押圧平面22の中央部には、軸心Cと同心の有底嵌合穴Bが設けられている。   The left half of FIG. 2 shows a state where the upper die punch 18 is in its raised position, and the right half of FIG. 2 shows a state where the upper die punch 18 is in its lowered position. As shown in detail in FIG. 2, the lower die 14 has a pressing plane 22 orthogonal to the axis C of the upper die punch 18, a through hole 24 concentric with the axis C, and the through hole 24. A knockout pin 28 that is slidably fitted and driven in the direction of the axis C by a hydraulic actuator 26 is provided. The knockout pin 28 is driven by the hydraulic actuator 26 between a lower end position whose tip surface 30 is lower than the pressing plane 22 by a predetermined dimension and an upper end position higher than the pressing plane 22 by a predetermined dimension. In the standby period and the pressing period, the front end surface 30 is at a lower end position lower than the pressing flat surface 22 by a predetermined dimension, so that the front end surface 30 that functions as the bottom surface and the inner peripheral surface of the through hole 24 that functions as the inner wall surface Thus, a bottomed fitting hole B is formed. That is, in the standby period and the pressing period, a bottomed fitting hole B concentric with the axis C is provided at the center of the pressing plane 22 of the lower mold 14.

上記ノックアウトピン28の先端部には、そのノックアウトピン28の突き出し荷重すなわち先端面30に加えられる荷重を検出するための第1荷重センサ32が設けられている。上記有底嵌合穴B内に対して圧入された後述の塑性変形後の円柱状の金属試験片Aの一端部(下端部)は、ノックアウトピン28の先端面30によってその底付嵌合穴B内から突き出される。このときの突き出し荷重が上記第1荷重センサ32によって検出されるようになっている。この第1荷重センサ32は、たとえばよく知られたロードセルにより構成される。   A distal end portion of the knockout pin 28 is provided with a first load sensor 32 for detecting a protruding load of the knockout pin 28, that is, a load applied to the distal end surface 30. One end portion (lower end portion) of a cylindrical metal test piece A after plastic deformation, which will be described later, press-fitted into the bottomed fitting hole B is fitted to the bottomed fitting hole by the tip surface 30 of the knockout pin 28. It protrudes from inside B. The protruding load at this time is detected by the first load sensor 32. The first load sensor 32 is constituted by, for example, a well-known load cell.

上記下型14内の貫通穴24から所定距離離れた外周位置には、複数個のヒータ34が埋設されるとともに、その複数個のヒータ34に駆動電力を供給する温度制御装置36によって下型14の温度が予め設定された温度に維持されるようになっている。温度制御装置36には、下型14に設けられた図示しない温度センサにより検出された実際の温度を示す信号と図示しない温度設定器により設定された目標温度を示す信号とが供給され、実際の温度が目標温度と一致するように複数個のヒータ34の出力エネルギが調節されるようになっている。上記目標温度は、通常、評価しようとする潤滑剤の適用が予想される塑性加工時の金属の温度に設定される。   A plurality of heaters 34 are embedded in an outer peripheral position separated from the through hole 24 in the lower mold 14 by a predetermined distance, and the lower mold 14 is provided by a temperature control device 36 that supplies driving power to the plurality of heaters 34. Is maintained at a preset temperature. The temperature control device 36 is supplied with a signal indicating an actual temperature detected by a temperature sensor (not shown) provided in the lower mold 14 and a signal indicating a target temperature set by a temperature setting device (not shown). The output energy of the plurality of heaters 34 is adjusted so that the temperature matches the target temperature. The target temperature is usually set to a metal temperature at the time of plastic working at which application of the lubricant to be evaluated is expected.

前記上型パンチ18は、先端面に図3に拡大して示す断面形状の押圧面を有するパンチ38と、そのパンチ38を保持するパンチホルダ40と、下型14とパンチ38との間で円柱状の金属試験片Aを挟圧するプレス加工時にパンチ38が受ける軸心C方向の荷重すなわちパンチ38の押圧荷重を検出するためにパンチ38に設けられた第2荷重センサ42とを備えている。この第2荷重センサ42も、たとえばロードセルにより構成される。   The upper die punch 18 includes a punch 38 having a pressing surface having a cross-sectional shape enlarged in FIG. 3 at the front end surface, a punch holder 40 that holds the punch 38, and a circle between the lower die 14 and the punch 38. A second load sensor 42 provided on the punch 38 is provided for detecting the load in the direction of the axis C that the punch 38 receives during the press working for clamping the columnar metal specimen A, that is, the pressing load of the punch 38. The second load sensor 42 is also constituted by, for example, a load cell.

上記パンチ38の先端面には、軸心Cと同心であって貫通穴24と同径の比較的浅い位置決め穴の底面を構成する受面44と、その受面44の外周側に隣接し、外周側に向かうほど下型14側へ向かうように軸心Cを中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面46と、その傾斜押圧面46の外周側に隣接し、軸心Cに直交する平面である環状平面48と、その環状平面48の外周側に隣接し、外周側に向かうほど下型14から離隔するように軸心Cを中心としてテーパ状に傾斜する逃げ面50とが設けられている。上記傾斜押圧面46の軸心Cに直交する平面に対する角度αは、金属試験片Aの塑性変形時に中間部が外周側へフランジ状に突き出すときの成形負荷すなわち押圧荷重を滑らかに上昇させるためのものであり、5°乃至70°の範囲内で設定されている。   The front surface of the punch 38 is concentric with the axis C and is adjacent to the outer peripheral side of the receiving surface 44, and a receiving surface 44 that forms the bottom surface of a relatively shallow positioning hole having the same diameter as the through hole 24. An inclined pressing surface 46 that inclines in a taper shape with the axis C as a center so as to go to the lower mold 14 side toward the outer peripheral side, and a plane that is adjacent to the outer peripheral side of the inclined pressing surface 46 and orthogonal to the axial center C. There is provided an annular plane 48 and a relief surface 50 that is adjacent to the outer peripheral side of the annular plane 48 and is inclined in a taper shape with the axis C as the center so as to move away from the lower mold 14 toward the outer peripheral side. . The angle α with respect to the plane perpendicular to the axis C of the inclined pressing surface 46 is for smoothly increasing the molding load, that is, the pressing load when the intermediate portion protrudes in a flange shape toward the outer peripheral side during plastic deformation of the metal test piece A. It is set within a range of 5 ° to 70 °.

図1に戻って、制御装置52は、マイクロコンピュータ或いはシーケンサなどにより構成されたものであり、プレス起動操作毎に操作される起動釦54からの信号に応答して予め設定されたプログラムたとえば図4に示すフローチャートに従って金型駆動装置20および油圧アクチュエータ26の作動を制御し、潤滑剤評価作動を実行させる。すなわち、先ず、潤滑剤評価の準備工程として、潤滑剤が外周面に被着された円柱状の金属試験片Aの一端が下型14の有底嵌合穴B内に装入され、相互の軸心が一致するように位置決めされる。図2の左側はこの状態を示している。   Returning to FIG. 1, the control device 52 is constituted by a microcomputer, a sequencer or the like, and is a program preset in response to a signal from the start button 54 operated for each press start operation, for example, FIG. The operation of the mold drive device 20 and the hydraulic actuator 26 is controlled according to the flowchart shown in FIG. That is, first, as a preparatory step for evaluating the lubricant, one end of a cylindrical metal test piece A with the lubricant applied to the outer peripheral surface is inserted into the bottomed fitting hole B of the lower mold 14, and the mutual Positioned so that the axes are aligned. The left side of FIG. 2 shows this state.

この状態で図4のステップ(以下、ステップを省略する)S1では、評価開始操作すなわちプレス起動操作が行われたか否かが起動釦54からの信号に基づいて判断される。このS1の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、塑性加工工程或いは塑性加工手段に対応するS2において、1サイクルのプレス手順が開始されて金型駆動装置20により上型パンチ18すなわちパンチ38が図2の右側に示す下降位置まで下降させられ、下型14の有底嵌合穴B内に一端部が嵌め入れられた円柱状の金属試験片Aがその軸心C方向に予め設定された一定距離だけ1秒程度の一定の押圧期間で圧縮されて一定量の塑性変形が行われる。この塑性加工すなわちプレス加工では、図2の右側に示すように、金属試験片Aの中間部が外周側へフランジ状に突出させられる塑性変形が行われる。次いで、押圧荷重検出工程或いは押圧荷重検出手段に対応するS3では、このときのパンチ38の押圧荷重W(ton )が第2荷重センサ42からの信号に基づいて逐次検出され、その最大値である最大押圧荷重WPmaxが記憶される。この押圧荷重Wは押圧期間の開始時点からの経過に伴って上昇し、その押圧期間の終期に最大押圧荷重WPmaxに到達する。 In this state, in step S1 of FIG. 4 (hereinafter, step is omitted), it is determined based on a signal from the activation button 54 whether or not an evaluation start operation, that is, a press activation operation has been performed. If the determination in S1 is negative, this routine is terminated. If the determination is affirmative, in S2 corresponding to the plastic processing step or the plastic processing means, a one-cycle press procedure is started and the die driving device is started. 20, the upper die punch 18, that is, the punch 38 is lowered to the lowered position shown on the right side of FIG. 2, and a cylindrical metal test piece A having one end fitted into the bottomed fitting hole B of the lower die 14 is formed. A predetermined amount of plastic deformation is performed by being compressed in a constant pressing period of about one second by a predetermined distance set in the direction of the axis C. In this plastic working, that is, press working, as shown on the right side of FIG. 2, plastic deformation is performed in which the intermediate portion of the metal test piece A is projected in a flange shape toward the outer peripheral side. Next, in S3 corresponding to the pressing load detecting step or the pressing load detecting means, the pressing load W P (ton) of the punch 38 at this time is sequentially detected based on the signal from the second load sensor 42, and the maximum value is obtained. A certain maximum pressing load W Pmax is stored. The pressing load W P is increased with elapsed from the beginning of the pressing period, it reaches a maximum pressure load W Pmax the end of the pressing period.

続くS4では、金型駆動装置20によりパンチ38が図2の左側に示す上昇位置まで戻される。次に、突出し工程或いは突出し手段に対応するS5では、油圧アクチュエータ26によりノックアウトピン28がその先端面30が押圧平面22よりも高くなる位置まで下型14から突き出され、上記S2において塑性変形させられて下型14の有底嵌合穴Bに食い付いている金属試験片Aの下端部が下型14から突き出されるとともに上昇させられて離隔させられる。続いて、突出し荷重検出工程或いは突出し荷重検出手段に対応するS6において、その時のノックアウトピン28の突き出し荷重W(ton )が第1荷重センサ32からの信号に基づいて逐次検出され、その最大値である最大突出し荷重WEmaxが記憶される。この突出し荷重Wは突出し期間の開始時点で急上昇して最大突出し荷重WEmaxに到達し、その後は零に向かって減少する。 In subsequent S4, the punch 38 is returned to the raised position shown on the left side of FIG. Next, in S5 corresponding to the protruding step or the protruding means, the knockout pin 28 is protruded from the lower mold 14 by the hydraulic actuator 26 to a position where the tip surface 30 is higher than the pressing plane 22, and is plastically deformed in S2. The lower end portion of the metal test piece A biting into the bottomed fitting hole B of the lower die 14 is protruded from the lower die 14 and is raised and separated. Subsequently, in S6 corresponding to the protruding load detecting step or the protruding load detecting means, the protruding load W E (ton) of the knockout pin 28 at that time is sequentially detected based on the signal from the first load sensor 32, and the maximum value thereof is detected. The maximum protruding load W Emax is stored. The projected load W E reaches the maximum projected load W Emax soaring at the beginning of the ejection period, then decreases towards zero.

続くS7では、油圧アクチュエータ26によりノックアウトピン28が図2の左側に示す当初の下降位置まで戻される。そして、評価工程或いは評価手段に対応するS8では、上記最大押圧荷重WPmaxおよび最大突出し荷重WEmaxを用いて、円柱状の金属試験片Aの側面に塗着されていた潤滑剤を評価可能な判定或いは表示が行われる。たとえば、最大押圧荷重WPmaxおよび最大突出し荷重WEmaxを潤滑剤の種類間の差異を表すグラフ表示が出力されたり、最大押圧荷重WPmax或いは最大突出し荷重WEmaxが予め設定された評価基準値を上回るか否かが判定され、その判定結果が潤滑剤の種類毎に表示される。上記最大押圧荷重WPmaxは、金属試験片Aの塑性変形中の表面の摩擦係数変化や焼付きの有無を反映する。上記最大突出し荷重WEmaxは焼付性を反映する。 In subsequent S7, the knockout pin 28 is returned to the initial lowered position shown on the left side of FIG. In S8 corresponding to the evaluation step or the evaluation means, the lubricant applied to the side surface of the cylindrical metal specimen A can be evaluated using the maximum pressing load WPmax and the maximum protruding load WEmax. Determination or display is performed. For example, the maximum pressing load W Pmax and the maximum protruding load W Emax are output as a graph indicating the difference between the types of lubricants, or the maximum pressing load W Pmax or the maximum protruding load W Emax is set to a preset evaluation reference value. It is determined whether or not the difference is exceeded, and the determination result is displayed for each type of lubricant. The maximum pressing load W Pmax reflects the change in the friction coefficient of the surface of the metal specimen A during plastic deformation and the presence or absence of seizure. The maximum protruding load W Emax reflects seizure properties.

材質がS15C、硬さがHRB67である、直径11.83mmφ、高さ24mmの金属試験片に対して異なる潤滑剤を側面すなわち外周面に被着させ、下型14の底付嵌合穴Bの深さを3mm、パンチ38の受面44の直径を12.5mmφ、傾斜押圧面46の幅寸法[=(外径−内径)/2]を4mmφ、傾斜押圧面46の角度αを30°、環状平面48の幅寸法を3mmφとした図1に示す潤滑剤評価装置10を用いて行った潤滑剤評価試験を以下に説明する。   A different lubricant is applied to the side surface, that is, the outer peripheral surface of a metal test piece having a diameter of 11.83 mmφ and a height of 24 mm, which is made of S15C and having a hardness of HRB67. The depth is 3 mm, the diameter of the receiving surface 44 of the punch 38 is 12.5 mmφ, the width dimension [= (outer diameter−inner diameter) / 2] of the inclined pressing surface 46 is 4 mmφ, the angle α of the inclined pressing surface 46 is 30 °, A lubricant evaluation test performed using the lubricant evaluation apparatus 10 shown in FIG. 1 in which the width dimension of the annular plane 48 is 3 mmφ will be described below.

先ず、燐酸亜鉛被膜を側面に被着させた金属試験片A1、Na石鹸被膜を側面に被着させた金属試験片A2、S系油被膜を側面に被着させた金属試験片A3の3種類の試料を用意した。上記金属試験片A1は、燐酸亜鉛被膜処理により燐酸亜鉛被膜が形成されたものである。上記金属試験片A2は、線材にナトリウム石鹸被膜を付着させた上にステアリン酸カルシウム粉末をまぶしながら11.83mmφの直径に線引きし、24mmの長さに切断したものである。上記金属試験片A3は、極圧添加剤として硫黄(30wt%)を用いた潤滑油であり、ハケ塗りによりS系油被膜が形成されたものである。   First, a metal test piece A1 with a zinc phosphate coating on the side, a metal test piece A2 with a Na soap coating on the side, and a metal test piece A3 with an S-based oil coating on the side. Samples were prepared. The metal test piece A1 has a zinc phosphate coating formed by a zinc phosphate coating treatment. The metal test piece A2 was prepared by attaching a sodium soap film to a wire, drawing a calcium stearate powder to a diameter of 11.83 mmφ, and cutting it to a length of 24 mm. The metal test piece A3 is a lubricating oil using sulfur (30 wt%) as an extreme pressure additive, and has an S-based oil film formed by brushing.

次いで、下型14の温度を150℃に保持し、上記3種類の金属試験片A1、A2、A3を、下型14の有底嵌合穴Bの底面と下降位置におけるパンチ38の受け面44との間隔すなわちギャップG(mm)を複数種類に変えて塑性変形させたときの最大押圧荷重WPmaxを測定した。図5は、塑性変形後の試験片高さH(mm)と最大押圧荷重WPmaxとの二次元座標において、上記の測定結果を示している。上記塑性変形後の金属試験片高さHは最大表面拡大比RSmaxに対応しているため、図5の二次元座標の塑性変形後の試験片高さHを示す軸に替えて最大表面拡大比RSmaxを示す軸が用いられてもよい。図5の二次元座標の下辺に塑性変形後の金属試験片高さHを示す軸が上辺に最大表面拡大比RSmaxを示す軸が示されている。 Next, the temperature of the lower die 14 is maintained at 150 ° C., and the three kinds of metal test pieces A1, A2, A3 are placed on the bottom surface of the bottomed fitting hole B of the lower die 14 and the receiving surface 44 of the punch 38 at the lowered position. The maximum pressing load WPmax when plastically deforming by changing the gap between the gap G and the gap G (mm) was measured. FIG. 5 shows the above measurement results in two-dimensional coordinates of the test piece height H (mm) and the maximum pressing load WPmax after plastic deformation. Since the metal specimen height H after plastic deformation corresponds to the maximum surface enlargement ratio R Smax , the maximum surface enlargement is obtained in place of the axis indicating the specimen height H after plastic deformation in the two-dimensional coordinates of FIG. An axis indicating the ratio R Smax may be used. The axis indicating the metal specimen height H after plastic deformation is shown on the lower side of the two-dimensional coordinates in FIG. 5, and the axis showing the maximum surface enlargement ratio R Smax is shown on the upper side.

図6および図7は、表面拡大比Rおよび最大表面拡大比RSmaxを説明するための有限要素法を用いて解析した図である。図6および図7において、細かな点Pは、塑性変形前の円柱状金属試験片の側面において軸心C方向に等区分された各有限要素の境界に付されることによって等間隔であったものが、塑性変形後において側面がフランジ状に変形させられた結果、不等間隔とされた状態を示している。図6は押圧による塑性変形途中である状態を示し、図7は塑性変形がさらに進んだ変形完了状態を示している。上記表面拡大比Rとは、一対の点Pで挟まれた各区分毎の円環状の表面積の変化の割合であって、塑性変形後の面積/塑性変形前の面積である。図6では、区分aの表面拡大比Rは1.01であり、区分bの表面拡大比Rは5.65であり、その区分bの表面拡大比Rが最大表面拡大比RSmaxである。また、図7では、区分cの表面拡大比Rは2.01であり、区分dの表面拡大比Rは13.8であり、その区分dの表面拡大比Rが最大表面拡大比RSmaxである。 6 and 7 are diagrams analyzed using a finite element method for explaining the surface expansion ratio R S and the maximum surface expansion ratio R Smax . 6 and 7, the fine points P are equidistant by being attached to the boundaries of the finite elements equally divided in the direction of the axis C on the side surface of the cylindrical metal specimen before plastic deformation. The figure shows a state in which the side surfaces are deformed into flanges after plastic deformation, resulting in unequal intervals. FIG. 6 shows a state in the middle of plastic deformation due to pressing, and FIG. 7 shows a state where the plastic deformation has further progressed. The surface expansion ratio R S is a ratio of change in the annular surface area for each section sandwiched between a pair of points P, and is the area after plastic deformation / the area before plastic deformation. In FIG. 6, the surface expansion ratio R S of the section a is 1.01, the surface expansion ratio R S of the section b is 5.65, and the surface expansion ratio R S of the section b is the maximum surface expansion ratio R Smax. It is. In FIG. 7, the surface expansion ratio R S of the section c is 2.01, the surface expansion ratio R S of the section d is 13.8, and the surface expansion ratio R S of the section d is the maximum surface expansion ratio. R Smax .

図5において、□印は燐酸亜鉛被膜が側面に被着された金属試験片A1の値を示し、○印はNa石鹸被膜が側面に被着された金属試験片A2の値を示し、△印はS系油被膜が側面に被着された金属試験片A3の値を示している。図5の破線は、設定されたギャップGが同じ条件で塑性変形が行われた試料を示している。下型14とパンチ38とのギャップGが同じで塑性変形が行われても、潤滑剤の影響で押圧後試験片高さHが相違している。この点において、押圧後試験片高さHに基づいても潤滑剤の評価が可能であるが、潤滑剤の変化による押圧後試験片高さHの変化が比較的小さい。図5の1点鎖線は、同じ潤滑剤を用いた場合における押圧後試験片高さHと最大押圧荷重WPmaxとの関係を示している。潤滑剤の変化による最大押圧荷重WPmaxの変化が比較的大きく、その最大押圧荷重WPmaxを対比したり、予め設定された判定値と比較して判定することにより容易に潤滑剤が評価される。 In FIG. 5, □ indicates the value of the metal test piece A1 with the zinc phosphate coating applied to the side surface, ○ indicates the value of the metal test piece A2 with the Na soap coating applied to the side surface, and Δ mark Indicates the value of the metal test piece A3 with the S-based oil film deposited on the side surface. The broken line in FIG. 5 shows a sample in which the set gap G is plastically deformed under the same conditions. Even when the gap G between the lower die 14 and the punch 38 is the same and plastic deformation is performed, the post-pressing test piece height H is different due to the influence of the lubricant. In this respect, the lubricant can be evaluated based on the post-pressing test piece height H, but the change in the post-pressing test piece height H due to the change in the lubricant is relatively small. The one-dot chain line in FIG. 5 shows the relationship between the post-pressing test piece height H and the maximum pressing load WPmax when the same lubricant is used. The change of the maximum pressing load W Pmax due to the change of the lubricant is relatively large, and the lubricant is easily evaluated by comparing the maximum pressing load W Pmax or by comparing with a predetermined determination value. .

上述のように、本実施例の潤滑剤評価方法によれば、金属試験片Aをその両端面から一定のストロークで挟圧して金属試験片Aの中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、そのときの金属試験片Aに対する押圧荷重Wに基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することから、金属試験片Aの中間部である側面に被着された潤滑剤の潤滑性能がその中間部から外周側へフランジ状に突出させる塑性加工に対して密接に影響するので、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を正確に評価することができる。 As described above, according to the lubricant evaluation method of the present embodiment, the plasticity in which the metal test piece A is clamped from both end faces with a constant stroke so that the intermediate portion of the metal test piece A protrudes in a flange shape toward the outer peripheral side. processing performed, lubrication evaluating the lubrication performance of the lubricant on the basis of the pressure load W P for metal test piece a at that time, the side surface on the deposited lubricant an intermediate portion of the metal test piece a Since the performance closely affects the plastic working that protrudes in the form of a flange from the intermediate portion to the outer peripheral side, the lubricating performance of the lubricant applied to the side surface of the metal material can be accurately evaluated during the plastic working. .

また、本実施例の潤滑剤評価方法によれば、塑性加工が、押圧方向に対して直角な押圧平面22を有する下型(第1金型)14と、金属試験片Aの軸心Cを中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面46を有するパンチ(第2金型)38との間で金属試験片Aが挟圧されることによって行われることから、金属試験片Aから離れるほど狭くなる下型14とパンチ38との間の隙間を通して金属試験片Aの中間部から外周側へフランジ状に突出させられるので、潤滑剤の潤滑性能を反映する塑性変形負荷が上記金型の押圧荷重に反映され、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を一層正確に評価することができる。   Further, according to the lubricant evaluation method of the present embodiment, the plastic working is performed using the lower mold (first mold) 14 having the pressing plane 22 perpendicular to the pressing direction and the axis C of the metal test piece A. Since the metal test piece A is sandwiched between the punch (second mold) 38 having the inclined pressing surface 46 inclined in a taper shape as the center, the distance from the metal test piece A becomes narrower. Since it protrudes in a flange shape from the intermediate part of the metal test piece A through the gap between the lower die 14 and the punch 38 to the outer peripheral side, the plastic deformation load reflecting the lubricating performance of the lubricant is applied to the pressing load of the die. As a result, the lubrication performance of the lubricant applied to the side surface of the metal material during plastic working can be more accurately evaluated.

また、本実施例の潤滑剤評価方法によれば、金属試験片Aをその一端部が底付嵌合穴B内に嵌め入れられた状態でその両端面から一定のストロークで挟圧して金属試験片Aの中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、その底付嵌合穴B内から金属試験片Aの一端部(下端部)を突き出すときの突出し荷重に基づいて潤滑剤の潤滑性能を評価することから、金属試験片Aの一端部の外周面とそれが嵌め入れられた底付嵌合穴Bの内周面との間の強固な締まり嵌め状態から、その底付嵌合穴B内から金属試験片Aの一端部を突き出すときの突出し荷重に対して潤滑剤の潤滑性能が密接に影響するので、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を正確に評価することができる。   Further, according to the lubricant evaluation method of the present embodiment, the metal test piece A is clamped with a constant stroke from both end faces in a state where one end of the metal test piece A is fitted in the bottomed fitting hole B, and a metal test is performed. Lubricant based on the protruding load when plastic processing is performed to project the intermediate part of the piece A to the outer peripheral side in a flange shape, and one end part (lower end part) of the metal test piece A is projected from the bottom fitting hole B From the firm interference fit state between the outer peripheral surface of one end portion of the metal test piece A and the inner peripheral surface of the bottomed fitting hole B into which the metal test piece A is fitted, Since the lubricating performance of the lubricant closely affects the protruding load when one end of the metal test piece A is protruded from the fitting hole B, lubrication of the lubricant applied to the side surface of the metal material during plastic working Performance can be accurately evaluated.

また、本実施例の潤滑剤評価方法によれば、塑性加工が、金属試験片Aの一端部を嵌め入れる底付嵌合穴Bと押圧方向に対して直角な押圧平面22とを有する下型(第1金型)14と、金属試験片Aの軸心Cを中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面46を有するパンチ(第2金型)38との間でその金属試験片Aが挟圧されることによって行われることから、金属試験片Aから離れるほど狭くなる下型14とパンチ38との間の隙間を通して金属試験片Aの中間部から外周側へフランジ状に突出させられるので、潤滑剤の潤滑性能を反映する塑性変形負荷が金型の押圧荷重に反映され、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を一層正確に評価することができる。   Further, according to the lubricant evaluation method of the present embodiment, the lower die having the bottoming fitting hole B into which the one end portion of the metal test piece A is fitted and the pressing plane 22 perpendicular to the pressing direction is used. The metal test piece A is sandwiched between the (first mold) 14 and a punch (second mold) 38 having an inclined pressing surface 46 inclined in a taper shape about the axis C of the metal test piece A. Since it is performed by being pressed, it protrudes in the form of a flange from the intermediate part of the metal test piece A to the outer peripheral side through the gap between the lower mold 14 and the punch 38 that becomes narrower as the distance from the metal test piece A increases. The plastic deformation load reflecting the lubrication performance of the lubricant is reflected in the pressing load of the mold, and the lubrication performance of the lubricant applied to the side surface of the metal material during plastic working can be more accurately evaluated.

また、本実施例の潤滑剤評価方法によれば前記傾斜押圧面46は、5乃至70度の角度範囲で、押圧方向である軸心Cに直交する面に対して傾斜させられていることから、金属試験片Aから離れるほど狭くなる下型14とパンチ38との間の隙間を通して金属試験片Aの中間部から外周側へフランジ状に突出させられるので、潤滑剤の潤滑性能を反映する塑性変形負荷が金型の押圧荷重に適切に反映される。   Further, according to the lubricant evaluation method of the present embodiment, the inclined pressing surface 46 is inclined with respect to a surface orthogonal to the axis C that is the pressing direction in an angle range of 5 to 70 degrees. In addition, since it protrudes in a flange shape from the intermediate part of the metal test piece A to the outer peripheral side through the gap between the lower die 14 and the punch 38 that becomes narrower as the distance from the metal test piece A, the plasticity reflects the lubricating performance of the lubricant. The deformation load is appropriately reflected in the pressing load of the mold.

以上、本発明の一実施例を図面い基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。   As mentioned above, although one Example of this invention was described based on drawing, this invention is applied also in another aspect.

たとえば、前述の実施例において、第1荷重センサ32はノックアウトピン28の先端部に設けられていたが、中間部或いは基端部に設けられていてもよい。また、実質的にノックアウトピン28による突出し荷重が検出されればよいことから、第1荷重センサ32は、その突出し荷重に対応する量たとえば油圧シリンダ26の油圧を検出する油圧センサや、その油圧シリンダ26の取り付け部位に固着されたストレーンゲージなどから構成されてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the first load sensor 32 is provided at the distal end portion of the knockout pin 28, but may be provided at an intermediate portion or a proximal end portion. In addition, since the protruding load by the knockout pin 28 only needs to be detected, the first load sensor 32 detects an amount corresponding to the protruding load, for example, a hydraulic sensor for detecting the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder 26, or the hydraulic cylinder thereof. It may be composed of a strain gauge or the like fixed to 26 attachment sites.

また、前述の第2荷重センサ42はパンチ38の背面にに設けられていたが、先端部に設けられていてもよい。また、実質的にパンチ38による押圧荷重が検出されればよいことから、第2荷重センサ42は、上型パンチ18が固定された部位に固着されたストレーンゲージや、金型駆動装置20を構成する電動機の駆動電流センサなどから構成されてもよい。   Moreover, although the above-mentioned 2nd load sensor 42 was provided in the back surface of the punch 38, you may provide in the front-end | tip part. In addition, since it is only necessary to detect the pressing load by the punch 38, the second load sensor 42 constitutes a strain gauge fixed to the portion where the upper punch 18 is fixed, or the mold driving device 20. It may be configured by a drive current sensor of an electric motor.

また、前述の実施例の下型14の押圧平面22やパンチ38の先端面は、他の形状であってもよい。たとえばパンチ38の先端面は平面に形成され、下型14の押圧面に傾斜押圧面46が形成されてもよい。また、下型14の押圧面およびパンチ38の先端面はいずれも平面であってもよい。   In addition, the pressing plane 22 of the lower mold 14 and the tip end surface of the punch 38 in the above-described embodiment may have other shapes. For example, the tip surface of the punch 38 may be formed as a flat surface, and the inclined pressing surface 46 may be formed on the pressing surface of the lower mold 14. Further, both the pressing surface of the lower mold 14 and the tip surface of the punch 38 may be flat.

また、前述の実施例では、金属試験片Aの外周面に被着された潤滑剤の潤滑性能の評価のために最大押圧荷重WPmax或いは最大突出し荷重WEmaxが用いられていたが、押圧期間内における押圧荷重Wの積算値ΣW、或いは突出し期間内の突出し荷重Wの積算値ΣWが用いられてもよい。これら押圧荷重Wの積算値ΣW、或いは突出し荷重Wの積算値ΣWも、上記最大押圧荷重WPmax或いは最大突出し荷重WEmaxと同様に、金属試験片Aの外周面に被着された潤滑剤の潤滑性能を反映して変化する性質があるので、潤滑剤の潤滑性能の評価に用いられ得る。上記積算値ΣW或いはΣWは、制御装置52のマイクロコンピュータにおいてたとえば数ms程度毎の所定の周期でサンプリング入力される押圧荷重W或いは突出し荷重Wを逐次加算することによって得られる。 In the above-described embodiment, the maximum pressing load W Pmax or the maximum protruding load W Emax is used for evaluating the lubricating performance of the lubricant applied to the outer peripheral surface of the metal test piece A. integrated value .SIGMA.W P pressing load W P on the inner or integrated value .SIGMA.W E ejector load W E in projecting period may be used. Integrated value .SIGMA.W P of pressure load W P, or even integrated value .SIGMA.W E ejector load W E, similarly to the maximum pressure load W Pmax or the maximum projected load W Emax, is deposited on the outer peripheral surface of the metal test piece A Therefore, it can be used to evaluate the lubricating performance of the lubricant. The cumulative value .SIGMA.W P or .SIGMA.W E is obtained by sequentially adding the pressure load W P or protruding load W E being sampled input at a predetermined period, for example every several ms in the microcomputer of the control device 52.

また、前述の実施例では、パンチ38は下型14に向かって下向きに押圧するように構成されていたが、水平方向或いは上向きに押圧するように構成されていても差し支えない。   Further, in the above-described embodiment, the punch 38 is configured to press downward toward the lower mold 14, but may be configured to press horizontally or upward.

以上、本発明を詳細に説明したが、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。   Although the present invention has been described in detail above, the above description is merely an embodiment, and the present invention can be implemented in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.

本発明の一実施例が適用される潤滑剤評価装置の構成を説明する全体図である。1 is an overall view illustrating a configuration of a lubricant evaluation device to which an embodiment of the present invention is applied. 図1の潤滑剤評価装置の下型および上型パンチの作動状態を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the operating state of the lower mold | type and upper mold | type punch of the lubricant evaluation apparatus of FIG. 図1の潤滑剤評価装置のパンチの先端形状を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the front-end | tip shape of the punch of the lubricant evaluation apparatus of FIG. 図1の制御装置の作動の要部を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the principal part of the action | operation of the control apparatus of FIG. 異なる潤滑油が被着された金属試験片を、ギャップGを変化させてそれぞれ塑性変形させたときの実験結果を示す図であって、塑性変形後の金属試験片高さHと最大押圧荷重WPmaxとの関係を示している。It is a figure which shows the experimental result when the metal test piece to which the different lubricating oil was adhered was changed plastically by changing the gap G, respectively, Comprising: Metal test piece height H after plastic deformation and the maximum pressing load W The relationship with Pmax is shown. 金属試験片の塑性変形時の表面拡大比を説明する図であって、塑性変形途中である状態を示している。It is a figure explaining the surface expansion ratio at the time of plastic deformation of a metal test piece, and shows a state in the middle of plastic deformation. 金属試験片の塑性変形時の表面拡大比を説明する図であって、塑性変形がさらに進んだ変形完了状態を示している。It is a figure explaining the surface expansion ratio at the time of the plastic deformation of a metal test piece, Comprising: The deformation completion state which plastic deformation further advanced is shown.

符号の説明Explanation of symbols

10:潤滑剤評価装置
14:下型(第1金型)
18:上型パンチ(第2金型)
22:押圧平面
24:貫通穴、30:先端面(有底嵌合穴)
28:ノックアウトピン
46:傾斜押圧面
10: Lubricant evaluation device 14: Lower mold (first mold)
18: Upper die punch (second die)
22: Pressing plane 24: Through hole, 30: Front end surface (bottom fitting hole)
28: Knockout pin 46: Inclined pressing surface

Claims (5)

潤滑剤が外周面に被着されている柱状の金属試験片を塑性変形させることにより該潤滑剤の潤滑性能を評価する潤滑剤評価方法であって、
前記金属試験片をその両端面から一定のストロークで挟圧して該金属試験片の中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、そのときの該金属試験片の表面拡大比および該金属試験片に対する押圧荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することを特徴とする潤滑剤評価方法。
A lubricant evaluation method for evaluating the lubrication performance of a lubricant by plastically deforming a columnar metal test piece having a lubricant adhered to an outer peripheral surface,
Perform plastic working to project on the flange-shaped metal test piece nipped at a fixed stroke from the end faces of the intermediate portion of the metal test piece to the outer peripheral side, enlarged surface ratio and the of the metal test piece at that time A method for evaluating a lubricant, comprising evaluating the lubricating performance of the lubricant based on a pressing load on a metal test piece.
前記塑性加工は、押圧方向に対して直角な押圧平面を有する第1金型と、前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第2金型との間で該金属試験片が挟圧されることによって行われるものである請求項1の潤滑剤評価方法。   The plastic working is performed between a first mold having a pressing plane perpendicular to the pressing direction and a second mold having an inclined pressing surface inclined in a taper shape around the axis of the metal test piece. 2. The method for evaluating a lubricant according to claim 1, wherein the evaluation is performed by pressing the metal test piece. 記金属試験片をその一端部が底付嵌合穴内に嵌め入れられた状態でその両端面から一定のストロークで挟圧して該金属試験片の中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、その底付嵌合穴内から該金属試験片の一端部を突き出すときの突出し荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することを特徴とする請求項1の潤滑剤評価方法。 Plastic projecting the pre Symbol metal test piece at one end thereof a flange shape nipped from both end faces thereof in a state of being fitted into the bottomed fitting hole with a constant stroke of the intermediate portion of the metal test piece to the outer peripheral side 2. The method of evaluating a lubricant according to claim 1, wherein the lubricating performance of the lubricant is evaluated based on a protruding load when the metal test piece is protruded from the bottomed fitting hole. 前記塑性加工は、前記金属試験片の一端部を嵌め入れる底付嵌合穴と押圧方向に対して直角な押圧平面とを有する第1金型と、前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第2金型との間で該金属試験片が挟圧されることによって行われるものである請求項3の潤滑剤評価方法。   The plastic working includes a first mold having a bottomed fitting hole into which one end of the metal test piece is fitted and a pressing plane perpendicular to the pressing direction, and a taper centered on the axis of the metal test piece. 4. The method for evaluating a lubricant according to claim 3, wherein the method is carried out by sandwiching the metal test piece with a second mold having an inclined pressing surface inclined in a shape. 前記傾斜押圧面は、5乃至70度の角度範囲で、前記押圧方向に直交する面に対して傾斜させられている請求項2または4の潤滑剤評価方法。   The lubricant evaluation method according to claim 2 or 4, wherein the inclined pressing surface is inclined with respect to a surface orthogonal to the pressing direction in an angle range of 5 to 70 degrees.
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