JP4828498B2 - Lubricating oil evaluation method and die for lubricating oil evaluation - Google Patents
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Description
本発明は、潤滑油が付与された試験材料に静水圧を作用させた状態で、パンチとダイとでプレスするファインブランキング加工に使用される潤滑油の評価方法と、当該潤滑油評価方法に好適に使用される潤滑油評価用の金型に関する。 The present invention relates to an evaluation method for lubricating oil used in fine blanking processing in which pressing is performed with a punch and a die in a state where hydrostatic pressure is applied to a test material to which the lubricating oil is applied, and the lubricating oil evaluation method. The present invention relates to a mold for evaluating lubricating oil which is preferably used.
鉄鋼材料などの金属材料の加工技術の1つとして、プレス加工がある。プレス加工としては、例えば金属材料をパンチとダイで打ち抜く打ち抜き加工や、パンチとダイで打ち抜くまでは至らず、金属材料を一面から他面にかけて凹ます半抜き加工などが挙げられる。また、加工後の金属材料全体が平滑で通常のプレス加工よりもさらに精密な加工が可能な、ファインブランキング加工(FB加工)もプレス加工の1つである。このFB加工は、パンチとダイとで加工するに際して、金属材料を加圧して静水圧(圧縮応力)を作用させることで金属材料の塑性変形能が高められており、この状態で加工することで金属材料をほぼ最終製品形状に仕上げることができる。したがって、FB加工によれば加工後の切削加工やフライス加工などの二次加工が不要であるため加工工程数を削減でき、設備費用、加工能率、エネルギー効率などの面で著しく有利な展開を図れるため、経済性、生産性を高次元で両立できる。このような理由により、近年では、建設機械部品や家電、電子機器、特に自動車部品などの複雑な形状や高い精度が要求される製品においては、FB加工が多用されている。しかし、FB加工では、パンチやダイなどの加工工具と金属材料との間に通常のプレス加工よりも非常に大きな応力が発生するため、FB加工に際して使用される潤滑油には、高い潤滑性や耐焼付性などの潤滑特性が要求される。潤滑油の潤滑特性が十分でないと、金属材料に割れやカジリが生じたり、摩擦増大による金型寿命や工具寿命が低下するという問題が発生する。 One of the processing techniques for metal materials such as steel materials is pressing. Examples of pressing include punching in which a metal material is punched with a punch and die, and half punching in which a metal material is recessed from one surface to the other without being punched with a punch and die. In addition, fine blanking (FB processing) is one of the press processings in which the entire metal material after processing is smooth and can be processed more precisely than normal press processing. In this FB processing, when processing with a punch and a die, the metal material is pressurized and hydrostatic pressure (compressive stress) is applied to increase the plastic deformability of the metal material. By processing in this state, The metal material can be finished to almost the final product shape. Therefore, according to FB processing, secondary processing such as cutting and milling after processing is unnecessary, so the number of processing steps can be reduced, and it is possible to achieve extremely advantageous development in terms of equipment cost, processing efficiency, energy efficiency, etc. Therefore, economic efficiency and productivity can be achieved at a high level. For these reasons, in recent years, FB processing is frequently used in products that require complex shapes and high accuracy such as construction machine parts, home appliances, electronic devices, especially automobile parts. However, in FB processing, a much greater stress is generated between a processing tool such as a punch or die and a metal material than in normal press processing. Therefore, the lubricating oil used in FB processing has high lubricity and Lubrication characteristics such as seizure resistance are required. If the lubricating properties of the lubricating oil are not sufficient, there are problems that the metal material is cracked or frayed, or that the die life or tool life is reduced due to increased friction.
上述のようにFB加工では高い応力が発生するので、基本的にFB加工の際には潤滑特性に優れる潤滑油を使用することが好ましい。しかし、厳密にはパンチや金属材料の材質によって発生する応力は異なり、同じFB加工でも打ち抜き加工や半抜き加工などの加工方法によっても発生する応力は異なる。したがって、さほど大きな応力が発生しない場合にまで潤滑特性に優れる高価な潤滑油を使用したのでは、コストの無駄である。そこで、パンチや金属材料の材質、加工方法の相違による応力に応じた適切な潤滑特性の潤滑油を使用することが望まれる。しかし、発生する応力に応じた適切な潤滑油を選定、評価することは容易ではない。ここで、一般的に潤滑油評価方法としては、スパイクテスト(非特許文献1)、局所引抜き形(非特許文献2)、据込み−前方押し出し形(非特許文献3)などがある。また、FB加工用ではないが、プレス金型を用いて実成形に即した潤滑油評価や潤滑油由来の加工性などの評価方法として、特許文献1ないし特許文献4も提案されている。
As described above, since high stress is generated in the FB processing, it is basically preferable to use a lubricating oil having excellent lubrication characteristics in the FB processing. However, strictly speaking, the stress generated varies depending on the material of the punch or the metal material, and the generated stress varies depending on the processing method such as punching or half punching even in the same FB processing. Therefore, it is a waste of cost to use an expensive lubricating oil that is excellent in lubrication characteristics even when no significant stress is generated. Therefore, it is desired to use a lubricating oil having an appropriate lubricating characteristic corresponding to the stress due to the difference in the material and processing method of the punch or metal material. However, it is not easy to select and evaluate an appropriate lubricating oil according to the generated stress. Here, as a lubricating oil evaluation method, generally, there are a spike test (Non-patent document 1), a local pulling-out type (Non-patent document 2), an upsetting-front pushing type (Non-patent document 3), and the like. Further, although not for FB processing,
しかし、非特許文献1〜3に記載の潤滑油評価方法は、実際の加工条件を想定した評価方法ではないので、ここで得られたデータを直ちに実際の現場でのFB加工に反映させるには無理があり、FB加工における潤滑特性や工具寿命の評価には適さない。これに対し特許文献1〜4は、実際の加工条件に即した評価方法であり、ここでのデータが直接の評価項目として使用される。しかし、非特許文献1〜3や特許文献1〜4では単一条件での評価であり、パンチや金属材料の素材や形状、加工方法の相違などによる複数の潤滑特性の違いを同時に対比評価することはできない。これでは、パンチや金属材料の素材や形状、加工方法を変更した場合の潤滑油評価が煩雑である。
However, since the lubricating oil evaluation method described in
そこで本発明は、実際のファインブランキング加工に即した条件において、潤滑性や工具寿命などを迅速・簡便に評価できる評価方法と、これに使用される金型を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an evaluation method capable of quickly and easily evaluating lubricity, tool life, and the like under conditions suitable for actual fine blanking, and a die used for the evaluation method.
上記目的を達成するために本発明は、潤滑油が付与されたシート状の試験材料に静水圧を作用させた状態で、パンチとダイとでプレスするファインブランキング加工(FB加工)に使用される潤滑油の評価方法に関し、金型に、材質、表面処理被膜、形状、長さ寸法のうちの1つまたは2つ以上が異なる複数個のパンチを適宜組み合わせて固定し、該各々異なる複数個のパンチとこれに対応するダイとによって、順送されてくる試験材料を同時にかつ同一条件で複数回(複数ショット)連続してファインブランキング加工し、所定回数(ショット数)加工後の試験材料の加工面やパンチの表面を観察することで、潤滑油の潤滑特性を評価する。 In order to achieve the above object, the present invention is used for fine blanking processing (FB processing) in which a hydrostatic pressure is applied to a sheet-like test material to which lubricating oil is applied, and pressed with a punch and a die. A plurality of punches having different one or more of material, surface treatment film, shape, and length dimension are appropriately combined and fixed to a mold. The test material is fed fine blanking continuously multiple times (multiple shots) under the same conditions at the same time and with the same punch and the corresponding die. The lubrication characteristics of the lubricating oil are evaluated by observing the processed surface and the surface of the punch.
ここで使用される試験材料は、FB加工に供される金属材料である。静水圧とは、試験材料がある程度塑性変形するまで加えられる圧力である。同一条件でFB加工するとは、プレス圧、金型のストローク量、試験材料の厚みなど、主にパンチに由来する要素以外の要素が同一であることを意味する。潤滑特性とは、代表的には潤滑油の潤滑性や耐焼付き性であるが、本発明ではこれらに由来する工具寿命や加工性をも含む概念である。また、本発明におけるファインブランキング加工とは、静水圧を作用させた状態での打ち抜き加工などのせん断加工を意味する狭義のファインブランキング加工ではなく、静水圧を作用させた状態での、せん断加工のほか半抜き加工などをも含めたプレス加工を意味する広義のファインブランキング加工を意味する。 The test material used here is a metal material used for FB processing. The hydrostatic pressure is a pressure applied until the test material is plastically deformed to some extent. The FB processing under the same conditions means that the elements other than the elements mainly derived from the punch such as the press pressure, the stroke amount of the mold, and the thickness of the test material are the same. The lubrication characteristics are typically the lubricity and seizure resistance of the lubricating oil, but the present invention is a concept including tool life and workability derived from these. In addition, the fine blanking process in the present invention is not a fine blanking process in a narrow sense that means a shearing process such as punching process in a state in which a hydrostatic pressure is applied, but in a state in which a hydrostatic pressure is applied. This means fine blanking in a broad sense, which means press working including half-cutting in addition to machining.
打ち抜き加工の加工性を評価する場合は、試験材料をプレスしたときに該試験材料を貫通し得る長寸のパンチを使用し、半抜き加工の加工性を評価する場合は、試験材料をプレスしたときに該試験材料の厚みの中途部で留まる短寸のパンチを使用する。そして、長寸のパンチと短寸のパンチを同時に併用することで、1つの金型で打ち抜き加工における潤滑特性と半抜き加工における潤滑特性とを同時に評価することもできる。 When evaluating the workability of punching, a long punch that can penetrate the test material is used when the test material is pressed. When evaluating the workability of half-punching, the test material is pressed. Sometimes a short punch is used that stays in the middle of the thickness of the test material. Further, by using a long punch and a short punch at the same time, it is possible to simultaneously evaluate the lubrication characteristics in the punching process and the lubrication characteristics in the half punching process with one die.
また、本発明によれば、次のような潤滑油評価用の金型を提案できる。すなわち、上型と下型とからなる金型と、上型と下型のうちの一方に着脱自在に固定されるパンチと、上型と下型のうちの他方に固定されるダイとを有し、潤滑油が付与されたシート状の試験材料に上型と下型とで加圧することで静水圧を作用させた状態で、パンチとダイとでプレスするファインブランキング加工に使用される潤滑油の評価用に使用される金型であって、金型には、複数個のパンチを着脱自在であり、ダイには、パンチの外形に対応する形状で、かつ試験材料をプレスしたときに各パンチがそれぞれ進入可能な開口部が、パンチを固定し得るだけの数穿設されている。 Further, according to the present invention, the following mold for lubricating oil evaluation can be proposed. That is, it has a mold composed of an upper mold and a lower mold, a punch that is detachably fixed to one of the upper mold and the lower mold, and a die that is fixed to the other of the upper mold and the lower mold. Lubricant used for fine blanking processing where pressing is performed with a punch and die while hydrostatic pressure is applied to the sheet-shaped test material to which lubricating oil has been applied by applying pressure between the upper die and the lower die. A mold used for oil evaluation, in which a plurality of punches can be attached to and removed from the mold, and the die has a shape corresponding to the outer shape of the punch and when a test material is pressed. A number of openings through which each punch can enter are formed so as to fix the punch.
ダイの開口部内には、試験材料をパンチの反対側から押さえるエジェクターが着脱可能であり、半抜き加工における潤滑油特性を評価する場合は、金型に短寸のパンチを固定すると共に、該短寸のパンチの固定箇所と対向するダイの開口部内にエジェクターを固定する。 An ejector that holds the test material from the opposite side of the punch is detachable in the opening of the die. When evaluating the lubricating oil characteristics in the half punching process, a short punch is fixed to the mold and the short punch is fixed. The ejector is fixed in the opening of the die facing the fixed position of the small punch.
前記上型の下面及び/又は下型の上面における、前記パンチ及び開口部よりも試験材料の順送方向上流側には、試験材料に静水圧を作用させるための、少なくともダイの開口部を囲める大きさの円形プレス部が、試料材料の順送方向に等間隔で複数個並設されている。 Enclose at least the die opening for applying hydrostatic pressure to the test material on the lower surface of the upper die and / or the upper surface of the lower die upstream of the punch and the opening in the forward direction of the test material. A plurality of circular press sections having a size are arranged in parallel at equal intervals in the progressive direction of the sample material.
本発明に係る潤滑油評価方法及び潤滑油評価用の金型によれば、金型には複数個のパンチが着脱自在となっており、これに対応するダイにもパンチの外形に対応する形状で、かつ各パンチがそれぞれ進入可能な開口部が、パンチを固定し得るだけの数穿設されている。そのうえで、材質、表面処理被膜、形状、長さ寸法のうちの1つまたは2つ以上が異なる複数個のパンチを適宜組み合わせて金型に固定すれば、1つの金型で種々の加工条件における潤滑油の潤滑特性を同時に評価できるので、潤滑油評価を迅速かつ簡便に行うことができる。しかも、順送されてくる試験材料を実際にパンチとダイとによって複数ショットFB加工したときの試験材料の加工面やパンチの表面を観察しているので、実際に各種製品をFB加工する場合に即しており、ここで獲られるデータ(結果)の信頼性も高い。 According to the lubricating oil evaluation method and the lubricating oil evaluation mold according to the present invention, a plurality of punches are detachable from the mold, and the corresponding die has a shape corresponding to the outer shape of the punch. In addition, a number of openings through which each punch can enter are formed so as to fix the punch. In addition, if a plurality of punches having different one or more of material, surface treatment film, shape, and length dimension are appropriately combined and fixed to the mold, lubrication under various processing conditions with one mold. Since the lubricating properties of the oil can be evaluated at the same time, the lubricating oil can be evaluated quickly and easily. In addition, since the processing surface of the test material and the surface of the punch when the test material that is being fed is actually shot and processed by a plurality of shots by a punch and die are observed, when various products are actually processed by FB The data (results) collected here is highly reliable.
同じパンチを使用していても、加工方法によって発生する応力も異なり、それに対する潤滑油の評価も異なる。そこで、例えば1つの金型で打ち抜き加工における潤滑特性と半抜き加工における潤滑特性とを同時に評価できれば、潤滑油評価の項目範囲を広げることができる。この場合でも、単に長寸のパンチと短寸のパンチを併用すると共に、ダイの開口部を塞ぐエジェクターを設置するだけでよいので、潤滑油評価を簡便に行うことができる。 Even if the same punch is used, the stress generated by the processing method is different, and the evaluation of the lubricating oil is different. Therefore, for example, if the lubrication characteristics in the punching process and the lubrication characteristics in the half-cutting process can be simultaneously evaluated with one die, the item range of the lubricating oil evaluation can be expanded. Even in this case, it is only necessary to use a long punch and a short punch together and to install an ejector that closes the opening of the die, so that the lubricating oil can be easily evaluated.
試験材料に静水圧を作用させるためのプレス部を、パンチとダイによる加工部よりも試験材料の順送方向上流側に形成していれば、パンチとダイによる加工部で静水圧を作用させる場合よりも安定してFB加工できる。当該プレス部を少なくともダイの開口部を囲める大きさにしておけば、FB加工したい部位に対して的確に静水圧を作用させることができ、確実な加工精度を担保できる。また、プレス部を試料材料の順送方向に等間隔で複数個並設していれば、確実に静水圧を作用させられる。 If the press part for applying hydrostatic pressure to the test material is formed on the upstream side in the feed direction of the test material from the processed part by the punch and die, the hydrostatic pressure is applied by the processed part by the punch and die FB processing can be performed more stably. If the press part is sized so as to surround at least the opening of the die, the hydrostatic pressure can be accurately applied to the part to be processed by FB, and reliable processing accuracy can be ensured. Further, if a plurality of press sections are arranged in parallel in the progressive direction of the sample material, the hydrostatic pressure can be reliably applied.
以下に、図面を参照しながら本発明の実施例について説明するが、これに限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。まず、本発明のファインブランキング加工(FB加工)に使用される潤滑油の評価に使用される金型について説明する。図1は、金型を構成する下型の平面図である。図2は、図1のA−A線に相当する部分において切断した、試験材料Sを加工している状態の金型の縦断正面図である。図3は、図1のB−B線に相当する部分において切断した、試験材料Sを加工している状態の金型の縦断右側面図である。図1〜3において金型本体1は下型2と上型3とからなり、当該下型2と上型3が、それぞれ図示していないプレス機にボルト固定されて、上型3のみが昇降可能となっている。プレス機は、油圧式でも機械式でも構わない。試験材料Sとしては、FB加工に供される金属材料であれば特に限定されず、例えばSAPH,SPC,S10〜S60C,SK5,SCr,SCM,SUSなどの鉄鋼材料や、銅合金やアルミニウム合金などの非鉄材料などを使用できる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. First, the metal mold | die used for evaluation of the lubricating oil used for the fine blanking process (FB process) of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a plan view of a lower mold constituting the mold. FIG. 2 is a longitudinal front view of the mold in a state where the test material S is cut, which is cut at a portion corresponding to the line AA in FIG. FIG. 3 is a vertical right side view of the mold in a state in which the test material S is processed, cut at a portion corresponding to the line BB in FIG. 1. 1 to 3, the mold
図1及び図2に示されるように、下型2は、プレス機に固定されるダイホルダー5と、試験材料Sに静水圧を作用させると共にFB加工するダイ6と、ダイホルダー5の四隅において上型3の下降衝撃を緩衝するピストン7と、試験材料Sの順送方向を安定させる支持部材8と、加工後の試験材料Sを所定寸法毎に切断するカッター9とを有し、ダイ6、ピストン7、支持部材8、及びカッター9は、それぞれダイホルダー5の上面にボルト10によって固定されている。なお、各ボルト10の上端は、プレス加工に支障を与えないようそれぞれダイ6、ピストン7、支持部材8、及びカッター9の上面よりも下方へ没入した状態で固定されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
ダイ6はダイホルダー5の中央部に固定されており、当該ダイ6に対して図1の左側から薄肉シート状の試験材料Sが順送されてくる。支持部材8は、直方体状の支持部材本体8aと、支持部材本体8aの上端から一体的に突出形成されたフランジ8bとからなり、ダイ6よりも試験材料Sの順送方向上流側において試験材料Sを挟み込むように対向状に2つ固定されている。両支持部材本体8a・8aの距離は、試験材料Sの幅寸法と同等に設計されており、当該支持部材本体8aによって試験材料Sの側面が支持されている。また、試験材料Sは両支持部材8のフランジ8bの下面を摺動する高さで順送され、当該フランジ8bによって試験材料Sの上面が支持されている。これにより、試験材料Sは、支持部材8によって上下左右方向へのガタツキなく安定して順送される。また、ダイ6の試験材料Sの順送方向下流側縁には、内方に向けて凹んだ凹部6aが形成されており、当該凹部6a内に、カッター9が固定されている。ダイ6の上面とカッター9の上面とは、面一となっている。また、ダイホルダー5の上面であって、カッター9の試験材料Sの順送方向下流側には、加工後に所定寸法に切断された試験材料Sを滑落させる傾斜溝11が形成されており、この傾斜溝11の先には、滑落していく切断材料S1の散乱を防止するストッパー12が傾斜溝11の出口を覆う状態でボルト留めされている。
The
ダイ6の上面には、後述するパンチ25の外形に対応する形状で、かつ試験材料Sをプレスしたときに各パンチ25がそれぞれ進入可能な開口部13が、パンチ25を固定し得るだけの数、上下方向に穿設されている。本実施例では、四角形の開口部13を、試験材料Sの幅方向に2つ並設した。また、ダイ6の上面における、開口部13よりも試験材料Sの順送方向上流側には、試験材料Sに静水圧を作用させるためのプレス部14が、試料材料Sの順送方向に等間隔で複数個並設されている。プレス部14は、ダイ6の上面に円環状の溝14aを凹み形成することで設けられており、この円環溝14aの内径は、開口部13の対角線寸法とほぼ同等に設計されている。本実施例では、円形プレス部14を、試料材料Sの順送方向に等間隔で2つ並設している。また、ダイ6の上面には、順送されてくる試験材料Sの側面に沿って二本の長溝15が凹み形成されている。二本の長溝15は、試験材料Sのやや外側に位置している。
The upper surface of the
図2及び図3に示されるように、上型3は、パンチホルダー20と、スペーサ21と、板押さえ22とを有し、上からこれの順で積層された状態でそれぞれがボルト留めされており、パンチホルダー20が、図外のプレス機に固定される。パンチホルダー20の下面で、下型2のピストン7に臨む四隅には、ピストン7と嵌合するシリンダー23がボルト留めされている。板押さえ22は、下型2のダイ6に対向するスペーサ21の下面中央部に固定されており、ダイ6とほぼ同一寸法となっている。また、板押さえ22における試験材料Sの順送方向下流側であって、下型2のカッター9に臨むスペーサ21の下面には、下型2のカッター9と共に試験材料Sを切断するカッター24がボルト留めされている。また、板押さえ22の下面の、ダイ6のプレス部14と対向する部位にも、当該ダイ6の円形プレス部14と同一形状寸法のプレス部14が同様に形成されている。なお、上型3において各部材を固定する各ボルトも、プレス加工に支障を与えないようそれぞれ各部材の表面から突出しない状態で固定されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the upper die 3 has a
そして、上型3には、複数個のパンチ25を着脱自在に固定できるようになっている。本実施例では、ダイ6の開口部13と対向するように、試験材料Sの幅方向に2つ並設した。具体的には、板押さえ22には、ダイ6の開口部13に臨む部位にパンチ25設置用の装着孔40が貫通状に穿設されており、板押さえ22をスペーサ21から取り外した状態で、パンチ25を板押さえ22の装着孔40の上方から挿入させる。この状態で板押さえ22をスペーサ21にボルト留めし、装着孔40の上方へ連通するパンチホルダー20及びスペーサ21に貫通状に穿設されたボルト孔41に、当該ボルト孔41よりも長寸のボルト10を挿入して、ボルト10でパンチ25を固定する。すなわち、本実施例のプレス加工機は、固定パンチ式となっている。パンチ25は、円形の固定部43と、該固定部43の下方へ一体的に連続し、固定部43よりも直径の小さい加工部44とからなり、固定部43の中央部に螺子溝が形成されている。板押さえ22の装着孔40は、上方側は円形となっており、下方側はパンチ25の加工部44の外形と同形に形成されている。そして、装着孔40の下方側は上方側よりも小径となっていることで、装着孔40の内部には段部42が形成されている。これにより、板押さえ22をスペーサ21から取り外した状態で装着孔40内にパンチ25を挿入しても、段部42にパンチ25の固定部43の下端が当接することで、パンチ25が装着孔40から抜け落ちることはない。板押さえ22をスペーサ21に固定したとき、パンチ25は装着孔40の最下端にあるので、手でパンチ25を持ち上げながら、ボルト10を固定部43の螺子溝と螺合させる。パンチ25の上方限界は、該パンチ25の固定部43の上面がスペーサ21の下面に当接することで規定される。このとき、パンチ25の長さは、少なくとも板押さえ22の下面から所定量下方へ突出する長さとしておく。本実施例では、パンチ25の加工部をダイ6の開口部13と同様に四角形に形成した。この場合、パンチ25の固定部43の外径は加工部44の対角線寸法よりも大きい。
A plurality of
なお、FB加工の高い加工性を確保するために、ダイ6の開口部13とパンチ25の加工部44とのクリアランスはできるだけ小さくしておく。その目安としては、試験材料Sの厚み寸法に対して2%以下、好ましくは1%以下としておく。
Note that the clearance between the opening 13 of the
次に、金型1の作用について説明する。先ず、図外のローラードライブ式順送機によって送られてきた薄板で長寸シート状の試験材料Sが、2つの支持部材8の間を側面及び上面を支持されながらガタツクことなく安定してダイ6上に至る。このとき、上型3は一定ストロークで昇降運動を繰り返しており、試験材料Sの表面には潤滑油が付与されている。潤滑油の付与方法としては特に限定されず、刷毛塗布、ローラー塗布、噴霧など周知の方法により付与すればよい。ダイ6に至った試験材料Sは、開口部13へ至るまでに2つの円形プレス部14において下型2と上型3とで挟持加圧されることで、ある程度組成変形されて静水圧(圧縮応力)が作用する。高い圧縮応力の下では金属材料に亀裂が生じたり、進展しにくいという特性を利用したものである。そして、静水圧が作用した状態でさらに進み、ダイ6とパンチ25とによってFB加工される。試験材料Sの順送速度は、上型3が上下に1往復する間に、試験材料Sの順送方向に並ぶ2つの円形プレス部14の間の距離分進む速度に制御されている。これにより、試験材料Sの順送方向に複数列並ぶ静水圧作用部(加工部位)のうち、先の加工部位がプレス加工され、上型3が上下に1往復して再度下降したとき、パンチ25と開口部13との間に次の列の加工部位がちょうど位置している。打ち抜き加工の場合は、パンチ25によって打ち抜かれた試験材料S2は、開口部13内を落下していく。これにより、順送されてくる試験材料Sが、一定間隔で連続して複数ショットプレス加工されていく。プレス加工された後さらに進んで試験材料Sが下型2のカッター9の先端までくると、上型3のカッター24とのせん断力によって試験材料Sがちょうど1回のプレス加工部を含むような寸法で切断され(図4参照)、切断された試験材料S1が傾斜溝11を滑落していき、金型1外で貯留される。なお、試験材料Sから流れ落ちる潤滑油は、当該試験材料Sの側面に沿って延びる二本の長溝15内に流入してダイ6外へ流動していく。
Next, the operation of the
次に、このような金型を用いて、打ち抜き加工における潤滑特性と半抜き加工における潤滑特性とを同時に評価する方法について、図3を参照しながら説明する。先ず、打ち抜き加工用のパンチ25aと、半抜き加工用のパンチ25bとを用意する。打ち抜き加工用のパンチ25aとしては、試験材料Sをプレスしたときに該試験材料Sを貫通し得る長寸のパンチを使用する。一方、半抜き加工用のパンチ25bとしては、試験材料Sをプレスしたときに該試験材料Sの厚みの中途部で留まる短寸のパンチを使用する。同時に、半抜き加工用のパンチ25bの固定部位に対応するダイ6の開口部13に、該開口部13を塞ぎ、試験材料Sを下方から押さえるプランジャー27を螺合させておく。これにより、1つの金型1を使用しながら、長寸のパンチ25aによって打ち抜き加工が為されると同時に、短寸のパンチ25bによって半抜き加工が為され、図4に示すような打ち抜き加工面30と半抜き加工面31とが形成された切断材料S1を得ることができる。
Next, a method for simultaneously evaluating the lubrication characteristics in the punching process and the lubrication characteristics in the half punching process using such a mold will be described with reference to FIG. First, a
そして、例えば1000ショット後など、一定ショット数後の切断試験試料S1の加工面や、そのときのパンチ25や開口部13の表面を観察することで、潤滑油の潤滑特性を評価することができる。例えば、切断材料S1の打ち抜き加工面30におけるバリやダレの有無、半抜き加工面31における割れやカジリの有無、工具すなわちパンチ25やダイ6の開口部13の欠損や磨耗程度などを観察する。加工面30、31にバリや割れが発生していたり、工具の欠損や磨耗が激しい場合は、潤滑油の潤滑性や耐焼付き性が低く、これによって工具寿命も短いことがわかる。逆に、このような問題が確認されなければ、潤滑性や耐焼付き性及び工具寿命などの潤滑特性が良好であり、潤滑油として好適に使用できることが評価できる。このように、試験材料S1や工具6・25の表面を観察しながら、順次組成の異なる潤滑油を使用して評価すれば、打ち抜き加工と半抜き加工に対する潤滑油の評価を迅速かつ簡便に行うことができる。
Then, for example, after observing the processed surface of the cutting test sample S 1 after a certain number of shots, such as after 1000 shots, and the surface of the
(変形例)
以上、2つのパンチ25を用いて試験材料Sを四角形に打ち抜き及び半抜き加工する場合の潤滑油評価方法とその金型の実施例について説明したが、本発明によればこれ以外にも多種多用の評価方法を提案できる。先ず、パンチ25を下型2に、ダイ6を上型3に設けてもよい。そして、パンチ25の設置個数及びこれに対応するダイ6の開口部13の穿設個数は、2つに限らず試験材料Sの幅方向に3つや4つ並設することもできる。パンチ25や開口部13の数が多いほど、1つの金型で同時に対比比較できる対象も多くなり、より迅速で簡便な評価が可能となる。したがって、試験材料Sの幅方向に複数個並設されたパンチ25の列が、試験材料Sの順送方向に複数列並設されているとなおよい。このときの試験材料Sの順送速度は、上型3が上下に1往復する間に、互いに対比比較する1群の加工部位分進む速度に制御する。すなわち、加工後に得られた切断材料S1に、比較対象となる加工面がちょうど1セット含まれているような速度とする。
(Modification)
As described above, the lubricating oil evaluation method and the embodiment of the mold in the case where the test material S is punched and half-punched using the two
また、異なる加工方法による潤滑特性の評価の他、同じ加工方法において異なる素材などのパンチ25を組み合わせた場合の潤滑特性の相違を比較対比することもできる。その組み合わせとしては多種多用あるが、例えば全て打ち抜き加工用としたうえで、異なる素材のパンチの組み合わせ、表面処理方法(被膜)の異なるパンチの組み合わせ、円形や三角形など(加工部の)形状の異なるパンチの組み合わせなどを挙げることができる。パンチ25の設置個数を増やして、これらを複合した組み合わせも選択できる。もちろん、パンチ25の加工部44とダイ6の開口部13の形状は同一にしておく。さらには、試験材料Sの幅方向に並ぶ複数の加工部位に付与する潤滑油を異ならせて、同じパンチ25による異なる種類の潤滑油を使用した評価方法を採用することもできる。
In addition to the evaluation of the lubrication characteristics by different processing methods, the difference in the lubrication characteristics when combining punches 25 of different materials in the same processing method can be compared and contrasted. There are many different combinations, but for example, all are for punching, and combinations of punches of different materials, combinations of punches with different surface treatment methods (coating), circular and triangular shapes (of the processed part) are different. A combination of punches can be mentioned. A combination of these can be selected by increasing the number of
また、潤滑特性を評価するタイミング、すなわち切断材料S1の加工面や工具表面を観察するショット数(加工回数)も、1000ショット後、3000ショット後、10000ショット後など、種々選択できる。また、観察回数も1回に限らず、100ショット毎、500ショット毎、1000ショット毎など、定期的に観察してもよい、これによれば、ショット数の増加に応じた加工面や工具表面の損傷経緯を経時的に把握することができる。また、一定ショット後の加工面や工具表面を観察するだけでなく、加工面や工具が損傷するまでのショット数を計測する方法により、評価することもできる。加工面や工具が損傷するまでのショット数の多少の差も、潤滑特性に大きく依存するからである。 The timing to evaluate the lubricating properties, i.e. the number of shots to observe the processing surface and the tool surface of the cutting material S 1 (processing number) even after 1000 shots, after 3000 shots, and after 10000 shots, can be variously selected. Also, the number of observations is not limited to one time, but may be periodically observed, such as every 100 shots, every 500 shots, every 1000 shots, etc. It is possible to grasp the history of damage over time. In addition to observing the machined surface and tool surface after a certain shot, it is also possible to evaluate by measuring the number of shots until the machined surface and tool are damaged. This is because a slight difference in the number of shots until the machined surface or tool is damaged also greatly depends on the lubrication characteristics.
このように、本発明のファインブランキング加工に使用される潤滑油の評価用として好適に設計された金型と、これを用いたファインブランキング加工における潤滑油評価方法によれば、実際のファインブランキング加工に即した条件において、1つの金型で多種多用の条件を適宜自由に選択組み合わせながら同時に比較評価できるので、信頼性の高い評価を、迅速かつ簡便に行うことができる。 As described above, according to the mold suitably designed for the evaluation of the lubricating oil used in the fine blanking process of the present invention and the lubricating oil evaluation method in the fine blanking process using the mold, the actual fine Under conditions suitable for blanking processing, since a wide variety of conditions can be selected and combined as appropriate in a single mold, comparative evaluation can be performed simultaneously, so that highly reliable evaluation can be performed quickly and easily.
1 金型
2 下型
3 上型
5 ダイホルダー
6 ダイ
7 ピストン
8 支持部材
9・24 カッター
10 ボルト
11 傾斜溝
12 ストッパー
13 開口部
14 プレス部
20 パンチホルダー
21 スペーサ
25 パンチ
25a 打ち抜き用パンチ
25b 半抜き用パンチ
27 プランジャー
30 打ち抜き加工面
31 半抜き加工面
40 装着孔
41 ボルト孔
42 段部
43 固定部
44 加工部
S1 切断材料
1
Claims (5)
金型に、材質、表面処理被膜、形状、長さ寸法のうちの1つまたは2つ以上が異なる複数個のパンチを適宜組み合わせて着脱自在に固定し、該各々異なる複数個のパンチとこれに対応するダイとによって、順送されてくる前記試験材料を同時に同一条件で複数回連続してファインブランキング加工し、
所定回数加工後の前記試験試料の加工面やパンチの表面を観察することで、潤滑油の潤滑特性を評価する、潤滑油評価方法。 A method for evaluating a lubricating oil used in fine blanking processing in which a hydrostatic pressure is applied to a sheet-like test material to which a lubricating oil is applied, and pressed with a punch and a die,
A plurality of punches having one or two or more different materials, surface treatment coatings, shapes, and length dimensions are appropriately combined and detachably fixed to the mold. With the corresponding die, the test materials that are fed in advance are simultaneously fine blanked multiple times under the same conditions,
A lubricating oil evaluation method for evaluating lubricating characteristics of a lubricating oil by observing a processed surface and a punch surface of the test sample after a predetermined number of processing.
半抜き加工の加工性を評価する場合は、前記試験材料をプレスしたときに該試験材料の厚みの中途部で留まる短寸のパンチを使用し、
前記長寸のパンチと短寸のパンチを併用することで、1つの金型で打ち抜き加工における潤滑特性と半抜き加工における潤滑特性とを同時に評価する、請求項1に記載の潤滑油評価方法。 When evaluating the workability of punching, use a long punch that can penetrate the test material when the test material is pressed,
When evaluating the workability of half-punching, use a short punch that stays in the middle of the thickness of the test material when the test material is pressed,
The lubricating oil evaluation method according to claim 1, wherein by using the long punch and the short punch in combination, the lubricating characteristic in the punching process and the lubricating characteristic in the half punching process are simultaneously evaluated with one die.
前記金型には、複数個のパンチを着脱自在であり、
前記ダイには、前記パンチの外形に対応する形状で、かつ前記試験材料をプレスしたときに前記各パンチがそれぞれ進入可能な開口部が、前記パンチを固定し得るだけの数穿設されている、潤滑油評価用の金型。 A mold composed of an upper mold and a lower mold; a punch that is detachably fixed to one of the upper mold and the lower mold; and a die that is fixed to the other of the upper mold and the lower mold. In addition, it is used for fine blanking processing in which the hydrostatic pressure is applied to the sheet-shaped test material to which lubricating oil has been applied by applying pressure with the upper die and the lower die, and pressing with the punch and die. A mold used for the evaluation of lubricating oil,
A plurality of punches can be detachably attached to the mold,
The die has a shape corresponding to the outer shape of the punch, and a plurality of openings into which the punches can enter when the test material is pressed so as to fix the punch. Die for lubricant evaluation.
前記金型に短寸のパンチを固定すると共に、該短寸のパンチの固定箇所と対向するダイの開口部内に、前記エジェクターを固定することで、半抜き加工における加工性の評価が可能な請求項3に記載の潤滑油評価用の金型。 In the opening of the die, an ejector that holds the test material from the opposite side of the punch is detachable,
The fixing of the short punch to the mold and the fixing of the ejector in the opening of the die facing the fixing position of the short punch enables evaluation of workability in the half punching process. Item 4. A mold for lubricating oil evaluation according to Item 3.
At least the opening of the die for applying a hydrostatic pressure to the test material on the upstream side in the forward direction of the test material with respect to the punch and the opening on the lower surface of the upper mold and / or the upper surface of the lower mold 5. The mold for evaluating a lubricating oil according to claim 3, wherein a plurality of circular press portions having a size surrounding the outer periphery of the sample material are arranged in parallel in the progressive direction of the sample material at equal intervals.
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