JP5876701B2 - ボルト刻印工具の強化方法及びボルト刻印工具 - Google Patents
ボルト刻印工具の強化方法及びボルト刻印工具 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5876701B2 JP5876701B2 JP2011223170A JP2011223170A JP5876701B2 JP 5876701 B2 JP5876701 B2 JP 5876701B2 JP 2011223170 A JP2011223170 A JP 2011223170A JP 2011223170 A JP2011223170 A JP 2011223170A JP 5876701 B2 JP5876701 B2 JP 5876701B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bolt
- marking tool
- cavitation
- nozzle
- outer peripheral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
前記凹部の外周側には前記凹部の内周側よりも大きな圧縮残留応力が付与されていることを特徴とする。
キャビテーションピーニング装置1は、図1,2に示すように、高圧水を噴射する円筒状の高圧ノズル部21と、該高圧ノズル部21の周囲に同心状に配設され、低圧水を噴射する円筒状の低圧ノズル部22とを有する二重管構造の噴射ノズル2と、高圧ノズル部21に高圧水を供給する高圧ポンプ3と、低圧ノズル部22に低圧水を供給する低圧ポンプ4と、ボルト刻印工具9を載置するテーブル5と、噴射ノズル2をテーブル5に載置されたボルト刻印工具9に近接、離間させるノズル駆動機構6と、テーブル5を噴射ノズル2の径方向(図1の左右方向及び紙面に直交する方向)に移動させるテーブル駆動機構7と、高圧ポンプ3、低圧ポンプ4、ノズル駆動機構6及び、テーブル駆動機構7を制御する制御部8とを備えている。
次にこのキャビテーションピーニング装置1を用いてボルト刻印工具9を強化する方法について説明する。
本実施形態によれば、高圧ノズル部21から噴射された高圧水と低圧ノズル部22から噴射された低圧水との圧力差により、高圧水中のキャビテーション核が成長してキャビテーション気泡となり、キャビテーション噴流の低圧水側でキャビテーション気泡が崩壊する。そして、このキャビテーション噴流の低圧水側がボルト刻印工具9の凹部91外周側に吹き付けられるため、キャビテーション気泡が崩壊するときの衝撃力によりボルト刻印工具9の凹部91外周側に圧縮残留応力が付与される。これにより、キャビテーションピーニング処理を施さない場合には、摩耗し易いボルト刻印工具9の凹部91外周側が摩耗し難くなる。その結果、凹部91外周側に設けられた刻印部91bが摩耗し難くなり、ボルト刻印工具9の寿命を延ばすことができる。
キャビテーションピーニング装置1は、図1に仮想線で示すように、高圧ノズル部21の高圧水に気泡を供給する気泡発生装置10を備えていてもよい。
本実施例では、内径X1が1mm、外径X2が13mmの高圧ノズル部21と、内径X3が20mm、外径X4が26mmの低圧ノズル部22とを備えた噴射ノズル2を使用した。
キャビテーション噴流の噴射条件は、高圧水圧力を20MPa、低圧水圧力を0.04MPaとした。
本実施例では、気泡発生装置10としてナノバブル生成装置「バヴィタス」(協和機設製)を採用した。この気泡発生装置10を用いて、高圧ノズル部21の高圧水に平均径0.665μmの気泡を1000cm3当たり約51.8万個供給した。
《キャビテーションピーニングによる残留応力の改善効果の確認試験》
キャビテーションピーニングによる残留応力の改善効果を確認するために、強度区分10.9、クロムモリブデン鋼SCM435製で且つ、ねじの呼びM30の六角穴付きボルトを軸方向にスライスして図6に示すような試験片TPを作製し、上記噴射条件で噴射ノズル2から試験片TPに向けてキャビテーション噴流を噴射した。その結果、試験片TPには、キャビテーション噴流の高圧水側に対応する中心領域111と、該中心領域111の周囲に形成され、キャビテーション噴流の低圧水側に対応する環状の外周領域112とから成る壊食痕110が認められた。
キャビテーション噴流の噴射時間を5,10,30,60,120,180秒と変化させて、噴射時間毎に残留応力を微小部X線応力測定装置「Auto Mate」(リガク製)を用いて測定した。残留応力の測定位置は、壊食痕110の中心部111と、外周領域112の内周縁部112aと、外周領域112の略中央部112bとした。
《ボルト刻印工具の強化》
以上のことを踏まえてボルト刻印工具9を強化すべく、ノズル距離Lを調整して噴射ノズル2から噴射されたキャビテーション噴流の低圧流体側をボルト刻印工具9の凹部91外周側に吹き付け、刻印部91bに圧縮残留応力を付与した。実施例で使用したボルト刻印工具9及びノズル距離Lを以下に示す。
本実施例では、強度区分10.9(JIS B1051)、クロムモリブデン鋼SCM435(JIS G4053)製で且つ、ねじの呼びM12の六角ボルトの頭部Hを形成すると共に、該頭部Hの頂面にマークを刻印するためのボルト刻印工具9を使用した。このボルト刻印工具9の上記所定の円の直径Yは、15mmであった。即ち、上記所定の円の直径Yに対する低圧ノズル部22の内径X3の比率は、百分率で約133%であった。
ノズル距離Lは、20mmとした。即ち、低圧ノズル部22の内径X3に対するノズル距離Lの比率は、百分率で100%であった。
《ボルト刻印工具の寿命の評価試験》
上記のようにして強化したボルト刻印工具9の寿命を評価すべく、以下のボルト刻印工具9を作製した。
キャビテーション噴流を10秒間吹き付けたボルト刻印工具9を発明例1とし、キャビテーション噴流を30秒間吹き付けたボルト刻印工具9を発明例2とし、キャビテーション噴流を120秒間吹き付けたボルト刻印工具9を発明例3とした。尚、発明例1〜3の何れのボルト刻印工具9を作製する際にも、気泡発生装置10を使用していない。
キャビテーション噴流を吹き付けていないボルト刻印工具9を比較例とした。
上記発明例1〜3及び比較例のボルト刻印工具9の凹部91を複数のボルト材料Mに順次叩きつけて上記M12の六角ボルトの頭部Hを形成し、ボルト刻印工具9の凹部91外周側が0.1mm摩耗したときをボルト刻印工具9の寿命とした。
2 噴射ノズル
21 高圧ノズル部
22 低圧ノズル部
9 ボルト刻印工具
91 凹部
91a 底面
91b 刻印部
10 気泡発生装置
H (ボルト)頭部
L ノズル距離
M ボルト材料
X3 (低圧ノズル部の)内径
Y (所定の円の)直径
Claims (4)
- 周方向にマークが刻まれた刻印部が底面外周側に設けられた平面視円形状の凹部を有し、冷間圧造により前記凹部を棒状のボルト材料に叩きつけて該ボルト材料に頭部を形成すると共に該頭部の外周側に前記マークを刻印するボルト刻印工具と、
高圧流体を噴射する円筒状の高圧ノズル部と、該高圧ノズル部の周囲に同心状に配設され、低圧流体を噴射する円筒状の低圧ノズル部とを有し、前記高圧流体と低圧流体との圧力差によりキャビテーション気泡を成長させて低圧流体側で崩壊させるキャビテーション噴流噴射ノズルとを準備し、
前記噴射ノズルの軸心と前記凹部の中心とを合致させて前記噴射ノズルから前記キャビテーション噴流を前記ボルト刻印工具に向けて噴射し、該キャビテーション噴流の低圧流体側を前記凹部外周側に吹き付け、前記キャビテーション気泡を前記凹部外周側で崩壊させることにより、キャビテーションにより前記刻印部に圧縮残留応力を付与することを特徴とするボルト刻印工具の強化方法。 - 請求項1に記載のボルト刻印工具の強化方法において、
前記刻印部の最外周部は、前記ボルト刻印工具の軸心を中心とする所定の円周上に位置しており、
前記所定の円の直径に対する前記低圧ノズル部の内径の比率が百分率で60〜150%であり、且つ、前記低圧ノズル部の内径に対する前記噴射ノズルと前記ボルト刻印工具の凹部底面との距離の比率が百分率で80〜120%であることを特徴とするボルト刻印工具の強化方法。 - 請求項1又は2に記載のボルト刻印工具の強化方法において、
前記高圧流体に気泡を供給し、該気泡が供給された高圧流体を前記高圧ノズル部から噴射することを特徴とするボルト刻印工具の強化方法。 - 周方向にマークが刻まれた刻印部が底面外周側に設けられた平面視円形状の凹部を有し、冷間圧造により前記凹部を棒状のボルト材料に叩きつけて該ボルト材料に頭部を形成すると共に該頭部の外周側に前記マークを刻印するボルト刻印工具であって、
前記凹部の外周側には前記凹部の内周側よりも大きな圧縮残留応力が付与されていることを特徴とするボルト刻印工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011223170A JP5876701B2 (ja) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | ボルト刻印工具の強化方法及びボルト刻印工具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011223170A JP5876701B2 (ja) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | ボルト刻印工具の強化方法及びボルト刻印工具 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013082030A JP2013082030A (ja) | 2013-05-09 |
JP5876701B2 true JP5876701B2 (ja) | 2016-03-02 |
Family
ID=48527787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011223170A Expired - Fee Related JP5876701B2 (ja) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | ボルト刻印工具の強化方法及びボルト刻印工具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5876701B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3450103A1 (en) * | 2017-08-31 | 2019-03-06 | The Boeing Company | Portable cavitation peening method |
EP3450105A1 (en) * | 2017-08-31 | 2019-03-06 | The Boeing Company | Portable cavitation peening apparatus |
US10836012B2 (en) | 2017-08-31 | 2020-11-17 | The Boeing Company | Method and apparatus for fluid cavitation abrasive surface finishing |
US11679454B2 (en) | 2017-08-31 | 2023-06-20 | The Boeing Company | Portable cavitation peening method and apparatus |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110561378A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-13 | 皖建生态环境建设有限公司 | 一种便携式园林施工放样工具 |
JP6981633B1 (ja) * | 2020-08-13 | 2021-12-15 | 常石商事株式会社 | 壊食促進方法及び塗装前処理方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2957976B2 (ja) * | 1997-09-09 | 1999-10-06 | 株式会社日立製作所 | 金属材料の残留応力改善方法 |
JP4559933B2 (ja) * | 2004-08-25 | 2010-10-13 | 日本発條株式会社 | 加工用ツールとその製造方法 |
JP5066703B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2012-11-07 | 国立大学法人東北大学 | 金属材料や半導体材料等の表面改質法とそのための表面改質装置 |
SE533283C2 (sv) * | 2008-03-18 | 2010-08-10 | Uddeholm Tooling Ab | Stål, process för tillverkning av ett stålämne samt process för tillverkning av en detalj av stålet |
JP5431139B2 (ja) * | 2009-12-11 | 2014-03-05 | Jfe条鋼株式会社 | 高疲労強度ボルトおよびその製造方法 |
-
2011
- 2011-10-07 JP JP2011223170A patent/JP5876701B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3450103A1 (en) * | 2017-08-31 | 2019-03-06 | The Boeing Company | Portable cavitation peening method |
EP3450105A1 (en) * | 2017-08-31 | 2019-03-06 | The Boeing Company | Portable cavitation peening apparatus |
US10836012B2 (en) | 2017-08-31 | 2020-11-17 | The Boeing Company | Method and apparatus for fluid cavitation abrasive surface finishing |
US11679454B2 (en) | 2017-08-31 | 2023-06-20 | The Boeing Company | Portable cavitation peening method and apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013082030A (ja) | 2013-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5876701B2 (ja) | ボルト刻印工具の強化方法及びボルト刻印工具 | |
US11633777B2 (en) | Manufacturing methods for wheel rim, spoke and steel wheel and steel wheel formed by methods | |
US8739589B2 (en) | Method and apparatus for surface strengthening of blisk blades | |
US9050642B2 (en) | Method and apparatus for surface enhancement | |
JP2005271201A (ja) | 工作物表面を改善するための装置及び方法 | |
JP2012135864A (ja) | 金属成品の瞬間熱処理法 | |
JPWO2010134495A1 (ja) | 曲げ加工装置 | |
CN102719637A (zh) | 一种适用于机械化操作的内藏针式超声表面强化冲击头 | |
JP5076496B2 (ja) | 熱間鍛造部品の冷却方法およびその装置、並びに熱間鍛造部品の製造方法 | |
CN106272096A (zh) | 一种低碳钢零件渗碳后表面强化方法 | |
JP5578318B2 (ja) | キャビテーション発生装置 | |
CN101318261A (zh) | 一种金属塑性成形模具表面的激光复合造型处理方法 | |
JPWO2016031970A1 (ja) | 曲げ部材の製造方法及び鋼材の熱間曲げ加工装置 | |
JP5365723B2 (ja) | 穿孔圧延用プラグの製造方法 | |
US9115417B2 (en) | Liquid drop peening method and apparatus therefor | |
WO2017026056A1 (ja) | 金型の表面処理方法及び前記方法で処理された金型 | |
JP2008264931A (ja) | 刻印用スクラッチツール | |
JP2000343429A (ja) | 穴内壁用エアショットピーニング装置 | |
JP6292944B2 (ja) | 金型強化方法及び鍛造用金型 | |
KR102497311B1 (ko) | 금속재료용 마킹장치 | |
CN104841818A (zh) | 一种输送管法兰制造方法 | |
CN204545195U (zh) | 热压成型工艺中板料的全方位定位结构 | |
JP4335712B2 (ja) | 液噴流ピーニング用ノズル | |
JPH08267400A (ja) | ウォータージェットによる表面異質層を有する材料表面の処理方法 | |
EP2519380B1 (en) | Unit for surface treatment of top layers, especially of metal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140716 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20140825 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20140825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150414 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150615 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150825 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151015 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160122 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5876701 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |