JP7299578B2 - 冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定装置及び冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定方法 - Google Patents
冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定装置及び冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定方法 Download PDFInfo
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Description
特許法第３０条第２項適用 令和１年９月２５日発行の第７０回塑性加工連合講演会講演論文集（一般社団法人日本塑性加工学会）第２３７ー２３８頁にて発表
本発明は、冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定装置及び冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定方法に関する。
冷間圧造用線材または線の塑性加工性を表す指標として、線材表面の摩擦係数と、線材の変形抵抗が用いられている。線材の摩擦係数は摩擦試験により、変形抵抗は引張試験により別々に計測されている。
例えば、線材の摩擦係数測定装置は、特許文献１、及び特許文献２で公知であり、変形抵抗の測定については特許文献３が公知である。
従来は、線材メーカーは、線材の摩擦係数の測定用の試験体と、変形抵抗の測定用の試験体はそれぞれ別形状であり、さらに、両試験体の製作や、摩擦試験と、引張試験のそれぞれの実施に手間と時間を要するため、コストを要する問題がある。
本発明の目的は、冷間圧造用線材または線の塑性加工性を表す指標の摩擦係数と、変形抵抗を同時に測定できる冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定装置及び冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定方法を提供することにある。
本発明の冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定装置は、Ｖ溝を有するダイと、前記Ｖ溝内に載置された冷間圧造用線材の試験体を押し込むパンチと、前記パンチの押し込み時のストロークＳｔ、パンチ荷重Ｐ及びダイ歪みｅをそれぞれ検出する検出部と、前記ダイ歪みｅに基づいてダイ荷重Ｑを演算するダイ荷重演算部と、前記パンチ荷重Ｐ及びダイ荷重Ｑに基づいて摩擦係数μを演算する摩擦係数演算部と、試験から得られたパンチ荷重－ストローク曲線の直線領域における傾きａ及び切片ｂを有した直線近似式を、加工硬化指数ｎ、摩擦係数μ及び予歪みε0を含む第１関係式F(ｎ,μ,ε0)と、加工硬化指数ｎ、摩擦係数μ及び予歪みε0を含む第２関係式f(ｎ,μ,ε0)とを含むとともに、塑性係数Ｃ、試験体の直径ｄ及び長さｌを含むパンチ荷重予測式と比較して、前記直線近似式の傾きａと切片ｂから加工硬化指数ｎを演算する第１演算部と、加工硬化指数ｎと前記摩擦係数μをF(ｎ,μ,ε0)Ｃ＝ａに代入して、該式を解くことで塑性係数Ｃを演算する第２演算部と、前記加工硬化指数ｎ及び前記塑性係数Ｃに基づいて変形抵抗値を演算する変形抵抗値演算部を備える。
なお、線材及び線の定義は、JIS G 3507-1、JIS G 3507-2、JIS G 3508-1、JIS G 3508-2、JIS G 3509-1、JIS G 3509-2による。
また、前記パンチ荷重予測式の第１関係式F(ｎ,μ,ε0)、第２関係式f(ｎ,μ,ε0)及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式としてもよい。
また、前記パンチ荷重予測式の第１関係式F(ｎ,μ,ε0)、第２関係式f(ｎ,μ,ε0)及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式としてもよい。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)
＝{(a1×10^7・ε0^4－a2×10^7・ε0^3＋a3×10^6・ε0^2
－a4×10^5・ε0－a5×10^4)μ^3
＋(－a6×10^6・ε0^4＋a7×10^6・ε0^3
－a8×10^5・ε0^2＋a9×10^4・ε0＋a10)μ^2
＋(－a11・ε0^2＋a12・ε0－a13)μ
＋(－a14・ε0^4＋a15・ε0^3－a16・ε0^2＋a17・ε0－a18) }ｎ^2
＋{(－a19×10^4・ε0^3＋a20×10^4・ε0^2－a21・ε0－a22)μ^2
＋(－a23・ε0^3＋a24・ε0^2－a25・ε0＋a26)μ
＋(－a27・ε0^3＋a28・ε0^2－a29・ε0＋a30)} ｎ
＋{(a31・ε0^3－a32・ε0^2＋a33・ε0＋a34)}μ^2＋a35・μ＋a36}
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)
＝{(－a37×10^4・ε0^3＋a38×10^4・ε0^2－a39×10^4・ε0＋a40)μ
＋(－a41・ε0^3＋a42・ε0^2－a43・ε0＋a44)} ｎ^2
＋{ (a45×10^4・ε0^3－a46×10^4・ε0^2＋a47・ε0－a48)μ
＋(a49・ε0^3－a50・ε0^2＋a51・ε0－a52)} ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ１～ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)
＝{F(ｎ,μ,ε0)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ,ε0)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
また、予歪みε０が０の場合、パンチ荷重予測式の第１関係式F(ｎ,μ,ε0)、第２関係式f(ｎ,μ,ε0)及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式としてもよい。
＝{(a1×10^7・ε0^4－a2×10^7・ε0^3＋a3×10^6・ε0^2
－a4×10^5・ε0－a5×10^4)μ^3
＋(－a6×10^6・ε0^4＋a7×10^6・ε0^3
－a8×10^5・ε0^2＋a9×10^4・ε0＋a10)μ^2
＋(－a11・ε0^2＋a12・ε0－a13)μ
＋(－a14・ε0^4＋a15・ε0^3－a16・ε0^2＋a17・ε0－a18) }ｎ^2
＋{(－a19×10^4・ε0^3＋a20×10^4・ε0^2－a21・ε0－a22)μ^2
＋(－a23・ε0^3＋a24・ε0^2－a25・ε0＋a26)μ
＋(－a27・ε0^3＋a28・ε0^2－a29・ε0＋a30)} ｎ
＋{(a31・ε0^3－a32・ε0^2＋a33・ε0＋a34)}μ^2＋a35・μ＋a36}
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)
＝{(－a37×10^4・ε0^3＋a38×10^4・ε0^2－a39×10^4・ε0＋a40)μ
＋(－a41・ε0^3＋a42・ε0^2－a43・ε0＋a44)} ｎ^2
＋{ (a45×10^4・ε0^3－a46×10^4・ε0^2＋a47・ε0－a48)μ
＋(a49・ε0^3－a50・ε0^2＋a51・ε0－a52)} ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ１～ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)
＝{F(ｎ,μ,ε0)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ,ε0)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
また、予歪みε０が０の場合、パンチ荷重予測式の第１関係式F(ｎ,μ,ε0)、第２関係式f(ｎ,μ,ε0)及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式としてもよい。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)＝F(ｎ,μ)
＝(－a5×10^4・μ^3＋a10・μ^2－a13・μ－a18) ｎ^2
＋(－a22・μ^2＋a26・μ＋a30)・ｎ＋(a34・μ^2＋a35・μ＋a36)
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)＝f(ｎ, μ)
＝(＋a40・μ＋a44) ｎ^2 ＋(－a48・μ－a52) ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ５、ａ１０、ａ１３、ａ１８、ａ２２、ａ２６、ａ３０、ａ３４、ａ３５、ａ３６、ａ４０、ａ４４、ａ４８、ａ５２、ａ５３、ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)＝
{F(ｎ,μ)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
また、本発明の冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定方法は、ダイのＶ溝内に載置された冷間圧造用線材または線の試験体をパンチが押し込みした際に、検出部が前記パンチのストロークＳｔ、パンチ荷重Ｐ及びダイ歪みｅをそれぞれ検出する第１段階と、前記ダイ歪みｅに基づいてダイ荷重Ｑを演算する第２段階と、前記パンチ荷重Ｐ及びダイ荷重Ｑに基づいて摩擦係数μを演算する第３段階と、試験から得られたパンチ荷重－ストローク曲線の直線領域における傾きａ及び切片ｂを有した直線近似式を、加工硬化指数ｎ及び摩擦係数μを含む第１関係式F(ｎ,μ,ε0))と、加工硬化指数ｎ及び摩擦係数μを含む第２関係式f(ｎ,μ,ε0))とを含むとともに、塑性係数Ｃ、試験体の直径ｄ及び長さｌを含むパンチ荷重予測式と比較して、前記直線近似式の傾きａと切片ｂから加工硬化指数ｎを演算する第４段階と、前記摩擦係数μをF(ｎ,μ,ε0)C＝aに代入して、該式を解くことで塑性係数Ｃを演算する第５段階と、前記加工硬化指数ｎ及び前記塑性係数Ｃに基づいて変形抵抗値を演算する第６段階を含むものである。
＝(－a5×10^4・μ^3＋a10・μ^2－a13・μ－a18) ｎ^2
＋(－a22・μ^2＋a26・μ＋a30)・ｎ＋(a34・μ^2＋a35・μ＋a36)
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)＝f(ｎ, μ)
＝(＋a40・μ＋a44) ｎ^2 ＋(－a48・μ－a52) ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ５、ａ１０、ａ１３、ａ１８、ａ２２、ａ２６、ａ３０、ａ３４、ａ３５、ａ３６、ａ４０、ａ４４、ａ４８、ａ５２、ａ５３、ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)＝
{F(ｎ,μ)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
また、本発明の冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定方法は、ダイのＶ溝内に載置された冷間圧造用線材または線の試験体をパンチが押し込みした際に、検出部が前記パンチのストロークＳｔ、パンチ荷重Ｐ及びダイ歪みｅをそれぞれ検出する第１段階と、前記ダイ歪みｅに基づいてダイ荷重Ｑを演算する第２段階と、前記パンチ荷重Ｐ及びダイ荷重Ｑに基づいて摩擦係数μを演算する第３段階と、試験から得られたパンチ荷重－ストローク曲線の直線領域における傾きａ及び切片ｂを有した直線近似式を、加工硬化指数ｎ及び摩擦係数μを含む第１関係式F(ｎ,μ,ε0))と、加工硬化指数ｎ及び摩擦係数μを含む第２関係式f(ｎ,μ,ε0))とを含むとともに、塑性係数Ｃ、試験体の直径ｄ及び長さｌを含むパンチ荷重予測式と比較して、前記直線近似式の傾きａと切片ｂから加工硬化指数ｎを演算する第４段階と、前記摩擦係数μをF(ｎ,μ,ε0)C＝aに代入して、該式を解くことで塑性係数Ｃを演算する第５段階と、前記加工硬化指数ｎ及び前記塑性係数Ｃに基づいて変形抵抗値を演算する第６段階を含むものである。
また、前記パンチ荷重予測式の第１関係式F(ｎ,μ,ε0)及び第２関係式f(ｎ,μ,ε0) 及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式としてもよい。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)
＝{(a1×10^7・ε0^4－a2×10^7・ε0^3＋a3×10^6・ε0^2
－a4×10^5・ε0－a5×10^4)μ^3
＋(－a6×10^6・ε0^4＋a7×10^6・ε0^3
－a8×10^5・ε0^2＋a9×10^4・ε0＋a10)μ^2
＋(－a11・ε0^2＋a12・ε0－a13)μ
＋(－a14・ε0^4＋a15・ε0^3－a16・ε0^2＋a17・ε0－a18) }ｎ^2
＋{(－a19×10^4・ε0^3＋a20×10^4・ε0^2－a21・ε0－a22)μ^2
＋(－a23・ε0^3＋a24・ε0^2－a25・ε0＋a26)μ
＋(－a27・ε0^3＋a28・ε0^2－a29・ε0＋a30)}ｎ
＋{(a31・ε0^3－a32・ε0^2＋a33・ε0＋a34)}μ^2＋a35・μ＋a36}]
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)
＝{(－a37×10^4・ε0^3＋a38×10^4・ε0^2－a39×10^4・ε0＋a40)μ
＋(－a41・ε0^3＋a42・ε0^2－a43・ε0＋a44)} ｎ^2
＋{ (a45×10^4・ε0^3－a46×10^4・ε0^2＋a47・ε0－a48)μ
＋(a49・ε0^3－a50・ε0^2＋a51・ε0－a52)} ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ１～ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)
＝{F(ｎ,μ,ε0)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ,ε0)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
また、予歪みε０が０の場合は、前記パンチ荷重予測式の第１関係式F(ｎ,μ,ε0)、第２関係式f(ｎ,μ,ε0)及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式である
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)＝F(ｎ,μ)
＝(－a5×10^4・μ^3＋a10・μ^2－a13・μ－a18) ｎ^2
＋(－a22・μ^2＋a26・μ＋a30)・ｎ＋(a34・μ^2＋a35・μ＋a36)
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)＝f(ｎ, μ)
＝(＋a40・μ＋a44) ｎ^2 ＋(－a48・μ－a52) ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ５、ａ１０、ａ１３、ａ１８、ａ２２、ａ２６、ａ３０、ａ３４、ａ３５、ａ３６、ａ４０、ａ４４、ａ４８、ａ５２、ａ５３、ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)＝
{F(ｎ,μ)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)
＝{(a1×10^7・ε0^4－a2×10^7・ε0^3＋a3×10^6・ε0^2
－a4×10^5・ε0－a5×10^4)μ^3
＋(－a6×10^6・ε0^4＋a7×10^6・ε0^3
－a8×10^5・ε0^2＋a9×10^4・ε0＋a10)μ^2
＋(－a11・ε0^2＋a12・ε0－a13)μ
＋(－a14・ε0^4＋a15・ε0^3－a16・ε0^2＋a17・ε0－a18) }ｎ^2
＋{(－a19×10^4・ε0^3＋a20×10^4・ε0^2－a21・ε0－a22)μ^2
＋(－a23・ε0^3＋a24・ε0^2－a25・ε0＋a26)μ
＋(－a27・ε0^3＋a28・ε0^2－a29・ε0＋a30)}ｎ
＋{(a31・ε0^3－a32・ε0^2＋a33・ε0＋a34)}μ^2＋a35・μ＋a36}]
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)
＝{(－a37×10^4・ε0^3＋a38×10^4・ε0^2－a39×10^4・ε0＋a40)μ
＋(－a41・ε0^3＋a42・ε0^2－a43・ε0＋a44)} ｎ^2
＋{ (a45×10^4・ε0^3－a46×10^4・ε0^2＋a47・ε0－a48)μ
＋(a49・ε0^3－a50・ε0^2＋a51・ε0－a52)} ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ１～ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)
＝{F(ｎ,μ,ε0)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ,ε0)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
また、予歪みε０が０の場合は、前記パンチ荷重予測式の第１関係式F(ｎ,μ,ε0)、第２関係式f(ｎ,μ,ε0)及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式である
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)＝F(ｎ,μ)
＝(－a5×10^4・μ^3＋a10・μ^2－a13・μ－a18) ｎ^2
＋(－a22・μ^2＋a26・μ＋a30)・ｎ＋(a34・μ^2＋a35・μ＋a36)
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)＝f(ｎ, μ)
＝(＋a40・μ＋a44) ｎ^2 ＋(－a48・μ－a52) ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ５、ａ１０、ａ１３、ａ１８、ａ２２、ａ２６、ａ３０、ａ３４、ａ３５、ａ３６、ａ４０、ａ４４、ａ４８、ａ５２、ａ５３、ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)＝
{F(ｎ,μ)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
本発明によれば、冷間圧造用線材の塑性加工性を表す指標の摩擦係数と、変形抵抗を同時に測定できる効果を奏する。
図１～図１５を参照して、本発明を具体化した冷間圧造用線材の塑性加工性の指標測定装置及び冷間圧造用線材の塑性加工性の指標測定方法を説明する。まず、本実施形態で使用する冷間圧造用線材の塑性加工性の指標測定装置について説明する。
図１、図２に示すように、指標測定装置１０はダイ２０と、パンチ３０とを備えている。ダイ２０は、弾性を有していて、略四角ブロック状をなし、ダイ２０の上面には、Ｚ方向、すなわち、上方向へいくほど開口幅が広くなるとともにＹ方向に延出されたＶ溝２２が形成されている。
ダイ２０において、Ｖ溝２２を挟んで、Ｙ方向に向いてＹ軸と直交する一対の面２３ａ、２３ｂ及びＶ溝２２を挟んで、反Ｙ方向に向いてＹ軸と直交する一対の面２３ｃ、２３ｄには、歪みゲージｈ１～ｈ４が貼着されている。
図１に示すように、パンチ３０は、弾性を有していて、下部には下方へ行くほど肉厚が薄くなるように、かつ、Ｖ溝２２内に挿入可能に形成された押圧部３２を有している。図２に示すように、パンチ３０の上部には、押圧体４０が連結されていて、図示しないクランク機構等を備える駆動部により、パンチ３０を上下動自在としている。図２に示すように、パンチ３０と押圧体４０との間には、押圧体４０を押圧してＶ溝２２内に挿入した際に、パンチ３０に作用するパンチ荷重Ｐを検出する荷重センサ４２が配置されている。具体的には、荷重センサ４２は、ロードセルからなる。前記図示しない駆動部にはパンチ３０がＶ溝内に配置された試験体９０に対して当接したときからの押圧移動距離、すなわち、ストロークを検出するストロークセンサ５０を備えている。ストロークセンサ５０は、パンチ自体の直線移動を計測するリニアセンサからなる。ここで、荷重センサ４２、ストロークセンサ５０、及び歪みゲージｈ１～ｈ４により、検出部が構成されている。
指標測定装置１０は、演算装置６０を備えている。演算装置６０は、コンピュータからなり、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶部等を有している。図２に示すように、演算装置６０は、ディスプレイ７０、及びプリンタ８０が電気的に接続されている。図２に示すように、演算装置６０は、前記ＣＰＵにより、機能的には、ダイ荷重演算部６１、摩擦係数演算部６２、第１演算部６３、第２演算部６４、及び変形抵抗値演算部６５を有している。
試験体９０は、段面円形の冷間圧造用線材または線であって、直径ｄ、及び長さｌを備えている。なお、冷間圧造用線材または線は、弾塑性体である。本実施形態の冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定方法で測定される試験体９０は、ダイ２０のＶ溝２２内に載置されて、パンチ３０により押圧された場合、試験体９０はパンチ３０が移動する方向にのみ変形し、自身の長さ方向の変形がほぼ無視できる大きさで行う。
ここで、試験体の長さの影響について説明する。
＜試験体の長さの影響の確認シミュレーション＞
試験体自身の長さ方向の変形がない試験体９０の大きさを知るために、すなわち、直径ｄと長さｌとの関係を確認するためにシミュレーションを有限要素解析で行った。シミュレーション条件は、直径ｄを１１ｍｍとし、長さｌを、５５．０ｍｍ、４９．５ｍｍ、４４．０ｍｍ、３８．５ｍｍとし、変形抵抗値σ＝８３５（ε＋０．２０）＾０．０５、摩擦係数μ＝０．０６とした。なお、＾は冪乗である。εは歪みである。予歪みε０は０．２０としている。
＜試験体の長さの影響の確認シミュレーション＞
試験体自身の長さ方向の変形がない試験体９０の大きさを知るために、すなわち、直径ｄと長さｌとの関係を確認するためにシミュレーションを有限要素解析で行った。シミュレーション条件は、直径ｄを１１ｍｍとし、長さｌを、５５．０ｍｍ、４９．５ｍｍ、４４．０ｍｍ、３８．５ｍｍとし、変形抵抗値σ＝８３５（ε＋０．２０）＾０．０５、摩擦係数μ＝０．０６とした。なお、＾は冪乗である。εは歪みである。予歪みε０は０．２０としている。
図１５（ａ）は、横軸をストローク、縦軸をパンチ荷重にして、パンチ荷重における長さｌの影響が示されている。同図に示すように、パンチ荷重では、直線近似式を求めた場合、長さｌが小さくなるほど、直線近似式の傾きが小さくなるとともに、切片も異なることが容易に予想できる。すなわち、長さｌが５５ｍｍ以下では、傾きも切片も変わるため、５５ｍｍと同一の結果は得られず、測定精度が落ちる。この理由は、長さｌが直径ｄに対して５倍未満の場合には、パンチ３０の押圧時に、試験体自身の長さ方向の変形があり、本実施形態の指標測定方法では、適正な結果が得られないものとなる。
因みに、図１５（ｂ）は、横軸をストローク、縦軸をダイ荷重にして、ダイ荷重における長さｌの影響が示されている。同図に示すように、ダイ荷重では、直線近似式を求めた場合、長さｌが小さくなるほど、直線近似式の傾きが小さくなるとともに、切片も異なることが容易に予想できる。
図１５（ｃ）は、横軸をストローク、縦軸をＰ×（５５／ｌ）／ｋＮにして、Ｐ×（５５／ｌ）における長さｌの影響が示されている。この場合、いずれの長さｌも略合致した曲線が得られており、長さの影響は小さいものとなっている。図１５（ｄ）は、横軸をストローク、縦軸をＱ×（５５／ｌ）／ｋＮにして、Ｐ×（５５／ｌ）における長さｌの影響が示されている。いずれの長さｌも略合致した曲線が得られており、長さの影響は小さいものとなっている。
その結果、試験体９０の大きさは、長さｌが直径ｄに対して５倍以上の関係が好ましいことが確認された。
（実施形態の作用）
次に、上記のように構成された冷間圧造用線材の塑性加工性の指標測定装置の作用及び冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定方法について説明する。
（実施形態の作用）
次に、上記のように構成された冷間圧造用線材の塑性加工性の指標測定装置の作用及び冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定方法について説明する。
図６は、指標測定装置１０の演算装置６０が指標測定プログラムソフトに従って実行するフローチャートである。
（Ｓ１０）
Ｓ１０では、図１に示すように、試験体９０が指標測定装置１０のダイ２０のＶ溝２２内に載置された状態でパンチ３０を図３、図４に示すように下動させることにより、図２に示す演算装置６０は、ストロークＳｔ、パンチ荷重Ｐ及びダイ歪みｅを、ストロークセンサ５０、荷重センサ４２及び歪みゲージｈ１～ｈ４からそれぞれ取得する。
（Ｓ１０）
Ｓ１０では、図１に示すように、試験体９０が指標測定装置１０のダイ２０のＶ溝２２内に載置された状態でパンチ３０を図３、図４に示すように下動させることにより、図２に示す演算装置６０は、ストロークＳｔ、パンチ荷重Ｐ及びダイ歪みｅを、ストロークセンサ５０、荷重センサ４２及び歪みゲージｈ１～ｈ４からそれぞれ取得する。
ここでの処理は、複数個の同じ大きさの試験体９０に対して、同様にダイ２０のＶ溝２２内に載置された状態でパンチ３０を下動させることにより、演算装置６０は、ストロークＳｔ、パンチ荷重Ｐ及びダイ歪みｅを取得する。前記ダイ歪みｅは、歪みゲージｈ１～ｈ４からそれぞれ取得した検出値の平均値が算出されて、この平均値が試験体９０のダイ歪みｅとする。Ｓ１０は、指標測定方法の第１段階に相当する。
（Ｓ２０）
Ｓ２０では、演算装置６０のダイ荷重演算部６１は、ダイ荷重Ｑの演算を行う。まず、ダイ荷重Ｑを算出する理由を、説明する。
Ｓ２０では、演算装置６０のダイ荷重演算部６１は、ダイ荷重Ｑの演算を行う。まず、ダイ荷重Ｑを算出する理由を、説明する。
＜力の釣り合い＞
パンチ３０を、ダイ２０のＶ溝２２内にある試験体９０に対して押圧下動したときの、力の釣り合いは、下記のようになる。
パンチ３０を、ダイ２０のＶ溝２２内にある試験体９０に対して押圧下動したときの、力の釣り合いは、下記のようになる。
図５に示すように、Ｖ溝２２の開き角度を２θ、試験体９０がＶ溝２２内面から受ける垂直抗力Ｎ、試験体９０とＶ溝２２内面間に働く摩擦力Ｆとすると、これらの関係は、力の釣り合いから下記の式が成り立つ。
パンチ荷重Ｐ：P＝2(Nsinθ＋Fcosθ) ……（１）
垂直抗力Ｎ ：N＝Q/(cosθ－μsinθ) ……（２）
摩擦力Ｆ ：F＝μN＝μQ/(cosθ－μsinθ) ……（３）
上記式(１)、式（２）及び式（３）から、摩擦係数μを算出する式（４）が導出される。
垂直抗力Ｎ ：N＝Q/(cosθ－μsinθ) ……（２）
摩擦力Ｆ ：F＝μN＝μQ/(cosθ－μsinθ) ……（３）
上記式(１)、式（２）及び式（３）から、摩擦係数μを算出する式（４）が導出される。
摩擦係数μ＝(P/2Q － sinθ/cosθ)/((P/2Q)・(sinθ/cosθ)＋ 1)……（４）
このように、パンチ荷重Ｐ、及びダイ荷重Ｑが分かれば式（４）から、摩擦係数μを算出できることになる。
（Ｓ２０）
ダイ荷重Ｑとダイ歪みｅとの関係を、予め知る必要があるため、摩擦係数を既知とした下記の校正試験を行って、前記関係が取得されている。
このように、パンチ荷重Ｐ、及びダイ荷重Ｑが分かれば式（４）から、摩擦係数μを算出できることになる。
（Ｓ２０）
ダイ荷重Ｑとダイ歪みｅとの関係を、予め知る必要があるため、摩擦係数を既知とした下記の校正試験を行って、前記関係が取得されている。
以下の説明では、説明の便宜上、θ＝１２°とし、すなわち、Ｔ＝sinθ/cosθ＝０．２１としているが、θは１２°に限定するものではない。この結果、ダイ荷重Qは式（５）に基づいてパンチ荷重Pから算出される。
Ｑ＝（１－０．２１μ）Ｐ／{２（０．２１＋μ）} ……（５）
予め、試験体９０と同じ大きさの試験体を、摩擦係数が既知のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）シートでくるんだ状態にして、同じ指標測定装置１０でストロークＳｔ、パンチ荷重Ｐ及びダイ歪みｅを取得する。ＰＴＦＥシートの摩擦係数μは０．０４である。なお、摩擦係数が既知のものであれば、ＰＴＦＥシートに限定するものではなく、他の樹脂製シートで同じ試験体をくるんで行ってもよい。ダイ荷重Ｑとダイ歪みｅとのそれぞれの関係は、予め図示しない記憶部に記憶されている。
予め、試験体９０と同じ大きさの試験体を、摩擦係数が既知のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）シートでくるんだ状態にして、同じ指標測定装置１０でストロークＳｔ、パンチ荷重Ｐ及びダイ歪みｅを取得する。ＰＴＦＥシートの摩擦係数μは０．０４である。なお、摩擦係数が既知のものであれば、ＰＴＦＥシートに限定するものではなく、他の樹脂製シートで同じ試験体をくるんで行ってもよい。ダイ荷重Ｑとダイ歪みｅとのそれぞれの関係は、予め図示しない記憶部に記憶されている。
そして、上記校正試験では、ＰＴＦＥシートの摩擦係数μは０．０４であることから、式（５）から、式（６）が得られている。
Ｑ＝１．９８×Ｐ ……（６）
また、校正試験の結果、パンチ荷重Ｐについては式（７）が得られる。
Ｑ＝１．９８×Ｐ ……（６）
また、校正試験の結果、パンチ荷重Ｐについては式（７）が得られる。
Ｐ＝－０．２９６ｅ ……（７）
ダイ荷重Ｑとダイ歪みｅとの関係は式（８）となり、ダイ荷重演算部６１は、ダイ歪みｅに基づいてダイ荷重Ｑの演算を行う。
ダイ荷重Ｑとダイ歪みｅとの関係は式（８）となり、ダイ荷重演算部６１は、ダイ歪みｅに基づいてダイ荷重Ｑの演算を行う。
Ｑ＝１．９８×－０．２９６ｅ
＝－０．５８６ｅ ……（８）
Ｓ２０は、指標測定方法の第２段階に相当する。
＝－０．５８６ｅ ……（８）
Ｓ２０は、指標測定方法の第２段階に相当する。
（Ｓ３０）
Ｓ３０では、演算装置６０の摩擦係数演算部６２は、パンチ荷重Ｐ及びＳ２０で演算されたダイ荷重Ｑに基づいて、式（４）を使用して試験体９０の摩擦係数μの演算を行う。なお、θ＝１２°の場合、式（４）は、式（１１）を使用して摩擦係数μを演算する。
Ｓ３０では、演算装置６０の摩擦係数演算部６２は、パンチ荷重Ｐ及びＳ２０で演算されたダイ荷重Ｑに基づいて、式（４）を使用して試験体９０の摩擦係数μの演算を行う。なお、θ＝１２°の場合、式（４）は、式（１１）を使用して摩擦係数μを演算する。
μ＝(P/2Q － 0.21)/((P/2Q)・(0.21)＋ 1)……（１１）
Ｓ３０は、指標測定方法の第３段階に相当する。
（Ｓ４０）
Ｓ４０では、演算装置６０の第１演算部６３は、パンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線の直線近似式の傾きａと切片ｂ、及び加工硬化指数ｎの演算を行う。この演算は、有限要素解析で得られたF(ｎ, μ, ε0) とf(ｎ, μ, ε0)と、パンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線の直線近似式とを比較することにより行われる。
Ｓ３０は、指標測定方法の第３段階に相当する。
（Ｓ４０）
Ｓ４０では、演算装置６０の第１演算部６３は、パンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線の直線近似式の傾きａと切片ｂ、及び加工硬化指数ｎの演算を行う。この演算は、有限要素解析で得られたF(ｎ, μ, ε0) とf(ｎ, μ, ε0)と、パンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線の直線近似式とを比較することにより行われる。
まず、有限要素解析について説明する。なお、有限要素解析は、指標測定装置１０の測定の以前に行われている。
（有限要素解析）
有限要素解析の解析条件は、下記の通りである。モデル条件は、パンチ及びダイは、それぞれ剛体とし、試験体は、弾塑性体とした。θ＝１２°とした。試験体の寸法は、直径ｄは１１ｍｍ、長さｌは５５ｍｍとした。また変形抵抗値σ＝Ｃ(ε+ε0)＾ｎとした。なお、＾は冪乗を表す。塑性係数のＣ値は、６３５～９３５ＭＰａとした。また、加工硬化指数ｎのｎ値は、０～０．３０とした。予歪みε0は0～０．５とした。クーロン摩擦則のμ値は、０～０．０８とした。（μ，ｎ，Ｃ，ε0）を上記範囲内の様々な組合せで有限要素解析を行った。その結果を、図７、図８及び図９に示す。
（有限要素解析）
有限要素解析の解析条件は、下記の通りである。モデル条件は、パンチ及びダイは、それぞれ剛体とし、試験体は、弾塑性体とした。θ＝１２°とした。試験体の寸法は、直径ｄは１１ｍｍ、長さｌは５５ｍｍとした。また変形抵抗値σ＝Ｃ(ε+ε0)＾ｎとした。なお、＾は冪乗を表す。塑性係数のＣ値は、６３５～９３５ＭＰａとした。また、加工硬化指数ｎのｎ値は、０～０．３０とした。予歪みε0は0～０．５とした。クーロン摩擦則のμ値は、０～０．０８とした。（μ，ｎ，Ｃ，ε0）を上記範囲内の様々な組合せで有限要素解析を行った。その結果を、図７、図８及び図９に示す。
図７は、塑性係数Ｃ及び変形抵抗値σを、それぞれを８３５、８３５ε＾ｎにして、加工硬化指数ｎを、０、０．０５、０．１０、０．１５、０．２０、０．２５、０．３０と変化させたことにより、その影響を示す有限要素解析によるパンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線図である。図８は、加工硬化指数ｎ及び変形抵抗値σを、それぞれ０．１５、８３５ε＾０．１５にして、摩擦係数μを、０、０．０２、０．０４、０．０６、０．０８と変化させたことにより、その影響を示す有限要素解析によるパンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線図である。図９は、変形抵抗値σ及び摩擦係数μを、それぞれε＾０．１５、０．０６にして、塑性係数Ｃを、６３５、７３５、８３５、９３５と変化させたことにより、その影響を示す有限要素解析によるパンチ荷重／Ｃ－ストローク曲線図である。
ここで、図７及び図８のパンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線図の５mm≦Ｓｔ≦７mmの範囲では、下記（ａ）～（ｄ）の特徴があることが分かった。
（ａ）パンチ荷重ＰはストロークＳｔに対して線形に増加する（図７～図９参照）。
（ａ）パンチ荷重ＰはストロークＳｔに対して線形に増加する（図７～図９参照）。
（ｂ）加工硬化指数ｎが大きくなると、パンチ荷重Ｐは小さくなる（図７参照）。
（ｃ）塑性係数Ｃはパンチ荷重Ｐに対して線形に影響を与える（図９参照）。
（ｄ）摩擦係数μが大きくなると、パンチ荷重Ｐは大きくなり、グラフの傾きも大きくなる。
（ｃ）塑性係数Ｃはパンチ荷重Ｐに対して線形に影響を与える（図９参照）。
（ｄ）摩擦係数μが大きくなると、パンチ荷重Ｐは大きくなり、グラフの傾きも大きくなる。
上記（ａ）～（ｄ）の特徴から、下記のパンチ荷重予測式（１２）が導出できる。
Ｐ＝{Ｆ（ｎ,μ）・Ｓｔ ＋ ｆ（ｎ，μ）}×C ……（１２）
ここで、Ｆ（ｎ,μ）は、加工硬化指数ｎ及び摩擦係数μを含む第１関係式である。ｆ（ｎ，μ）は、加工硬化指数ｎ及び摩擦係数μを含む第２関係式である。
Ｐ＝{Ｆ（ｎ,μ）・Ｓｔ ＋ ｆ（ｎ，μ）}×C ……（１２）
ここで、Ｆ（ｎ,μ）は、加工硬化指数ｎ及び摩擦係数μを含む第１関係式である。ｆ（ｎ，μ）は、加工硬化指数ｎ及び摩擦係数μを含む第２関係式である。
上記のことから、本実施形態では、上記有限要素解析の結果から得られたパンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線を、直線領域の範囲で、直線近似し、パンチ荷重予測式（１２）中のＦ（ｎ,μ）及びｆ（ｎ，μ）を特定するのである。
本実施形態では、試験結果から得られるパンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線も、同様に直線領域があって直線近似するため、上記式（１２）のように定式化した式と比較することで、加工硬化指数ｎ及び塑性係数Ｃを特定するのである。
そして、本実施形態では、式（１２）に基づいて、さらに、有限要素解析が行われ、下記の第１関係式（１３）、第２関係式（１４）、及びパンチ予測式（１５）が導出されている。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)
＝{(a1×10^7・ε0^4－a2×10^7・ε0^3＋a3×10^6・ε0^2
－a4×10^5・ε0－a5×10^4)μ^3
＋(－a6×10^6・ε0^4＋a7×10^6・ε0^3
－a8×10^5・ε0^2＋a9×10^4・ε0＋a10)μ^2
＋(－a11・ε0^2＋a12・ε0－a13)μ
＋(－a14・ε0^4＋a15・ε0^3－a16・ε0^2＋a17・ε0－a18) } ｎ^2
＋{(－a19×10^4・ε0^3＋a20×10^4・ε0^2－a21・ε0－a22)μ^2
＋(－a23・ε0^3＋a24・ε0^2－a25・ε0＋a26)μ
＋(－a27・ε0^3＋a28・ε0^2－a29・ε0＋a30)}ｎ
＋{(a31・ε0^3－a32・ε0^2＋a33・ε0＋a34)}μ^2＋a35・μ＋a36}]
……（１３）
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)
＝{(－a37×10^4・ε0^3＋a38×10^4・ε0^2－a39×10^4・ε0＋a40)μ
＋(－a41・ε0^3＋a42・ε0^2－a43・ε0＋a44)} ｎ^2
＋{ (a45×10^4・ε0^3－a46×10^4・ε0^2＋a47・ε0－a48)μ
＋(a49・ε0^3－a50・ε0^2＋a51・ε0－a52)} ｎ
＋(a53・μ＋a54) ……（１４）
（ただし、ε０は予歪み、ａ１～ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
試験体９０に予歪みε０が付与されている場合、ε０は既知の値であって、図示しない記憶部に予め記憶されている。
＝{(a1×10^7・ε0^4－a2×10^7・ε0^3＋a3×10^6・ε0^2
－a4×10^5・ε0－a5×10^4)μ^3
＋(－a6×10^6・ε0^4＋a7×10^6・ε0^3
－a8×10^5・ε0^2＋a9×10^4・ε0＋a10)μ^2
＋(－a11・ε0^2＋a12・ε0－a13)μ
＋(－a14・ε0^4＋a15・ε0^3－a16・ε0^2＋a17・ε0－a18) } ｎ^2
＋{(－a19×10^4・ε0^3＋a20×10^4・ε0^2－a21・ε0－a22)μ^2
＋(－a23・ε0^3＋a24・ε0^2－a25・ε0＋a26)μ
＋(－a27・ε0^3＋a28・ε0^2－a29・ε0＋a30)}ｎ
＋{(a31・ε0^3－a32・ε0^2＋a33・ε0＋a34)}μ^2＋a35・μ＋a36}]
……（１３）
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)
＝{(－a37×10^4・ε0^3＋a38×10^4・ε0^2－a39×10^4・ε0＋a40)μ
＋(－a41・ε0^3＋a42・ε0^2－a43・ε0＋a44)} ｎ^2
＋{ (a45×10^4・ε0^3－a46×10^4・ε0^2＋a47・ε0－a48)μ
＋(a49・ε0^3－a50・ε0^2＋a51・ε0－a52)} ｎ
＋(a53・μ＋a54) ……（１４）
（ただし、ε０は予歪み、ａ１～ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
試験体９０に予歪みε０が付与されている場合、ε０は既知の値であって、図示しない記憶部に予め記憶されている。
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)＝{F(ｎ,μ,ε0)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ,ε0)}×C ……（１５）
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。そして、５ｄ０≦ｌ０の関係としている。）
＜ｄ０／ｄ，ｌ０／ｌの説明＞
ここで、パンチ荷重予測式（１５）における試験体の大きさについて説明する。試験体の大きさは種々あるため、パンチ荷重予測式（１５）は、試験体の大きさが変わっても対応できる必要がある。ここで、基準試験体の直径１１ｍｍ、長さ５５ｍｍとする。図１１は、有限要素解析において、塑性係数Ｃを８３５とし、加工硬化指数ｎを０．１０とし、摩擦係数μを０．０８にして、試験体の直径ｄと、長さｌとの値をそれぞれ（１１．０ｍｍ，５５．０ｍｍ）、（１６．５ｍｍ，８２．５ｍｍ）、（１９．８ｍｍ，９９ｍｍ）としたときの、パンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線図である。図１２は、パンチ荷重に１１／ｄと５５／ｌを乗じた値を縦軸とし、Ｓｔ／ｄを横軸としたときの、グラフである。
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。そして、５ｄ０≦ｌ０の関係としている。）
＜ｄ０／ｄ，ｌ０／ｌの説明＞
ここで、パンチ荷重予測式（１５）における試験体の大きさについて説明する。試験体の大きさは種々あるため、パンチ荷重予測式（１５）は、試験体の大きさが変わっても対応できる必要がある。ここで、基準試験体の直径１１ｍｍ、長さ５５ｍｍとする。図１１は、有限要素解析において、塑性係数Ｃを８３５とし、加工硬化指数ｎを０．１０とし、摩擦係数μを０．０８にして、試験体の直径ｄと、長さｌとの値をそれぞれ（１１．０ｍｍ，５５．０ｍｍ）、（１６．５ｍｍ，８２．５ｍｍ）、（１９．８ｍｍ，９９ｍｍ）としたときの、パンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線図である。図１２は、パンチ荷重に１１／ｄと５５／ｌを乗じた値を縦軸とし、Ｓｔ／ｄを横軸としたときの、グラフである。
基準試験体を含む試験体の大きさが異なっていた場合、図１１では、相互に異なる曲線を示しているが、図１２では、試験体の大きさが異なっていても、一致している。このことから、
P× 11/d × 55/l ＝{F(ｎ,μ,ε0)(St×11/d) ＋ f(ｎ,μ,ε0)}×C ……（１６）
が成立する。
P× 11/d × 55/l ＝{F(ｎ,μ,ε0)(St×11/d) ＋ f(ｎ,μ,ε0)}×C ……（１６）
が成立する。
また、基準試験体の直径１１ｍｍ、長さ５５ｍｍの代わりに、基準試験体の大きさが、５ｄ＜ｌの場合も、同じ関係となる。そこで、基準試験体の大きさについては、直径ｄ０、長さｌ０として、式（１６）を、さらに拡張した拡張式（１７）が得られる。
P× d0/d × l0/l ＝{F(ｎ,μ,ε0)(St・d0/d) ＋ f(ｎ,μ,ε0)}×C ……（１７）
また、上記した定数ａ１～ａ５４は、試験体の大きさによって、測定結果に影響があるため、本実施形態において、基準試験体の直径ｄ０を１１ｍｍ、及び長さｌ０を５５ｍｍとし、さらなる有限要素解析によって、このときの第１関係式及び第２関係式の定数ａ１～ａ５４を特定すればよい。
また、上記した定数ａ１～ａ５４は、試験体の大きさによって、測定結果に影響があるため、本実施形態において、基準試験体の直径ｄ０を１１ｍｍ、及び長さｌ０を５５ｍｍとし、さらなる有限要素解析によって、このときの第１関係式及び第２関係式の定数ａ１～ａ５４を特定すればよい。
以下の説明では、第１関係式及び第２関係式を含むパンチ荷重予測式（１７）と、試験結果から得られるパンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線の直線領域に基づいて得られる直線近似式とを比較することで、加工硬化指数ｎ及び塑性係数Ｃを特定する。
ここで、話しを図６に示すフローチャートのＳ４０に戻す。
図１０は、本実施形態での複数の試験体の測定結果におけるパンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線図である。図１０に示すように、演算装置６０の第１演算部６３は、試験体の測定結果から得られるパンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線において、直線領域、すなわち、本実施形態では、５mm≦Ｓｔ≦７mmの範囲における下記の直線近似式（１９）を最小二乗法により取得する。
図１０は、本実施形態での複数の試験体の測定結果におけるパンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線図である。図１０に示すように、演算装置６０の第１演算部６３は、試験体の測定結果から得られるパンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線において、直線領域、すなわち、本実施形態では、５mm≦Ｓｔ≦７mmの範囲における下記の直線近似式（１９）を最小二乗法により取得する。
Ｐ＝ａ（Ｓｔ）＋ｂ ……（１９）
（ａは傾き、ｂは切片である。）
そして、第１演算部６３は、Ｓ３０で取得した摩擦係数μを第１関係式及び第２関係式に代入し、さらに、傾きａを第１関係式に、切片ｂを第２関係式にそれぞれ代入し、連立方程式を解くことで加工硬化指数ｎを算出する。Ｓ４０は、指標測定方法の第４段階に相当する。
（ａは傾き、ｂは切片である。）
そして、第１演算部６３は、Ｓ３０で取得した摩擦係数μを第１関係式及び第２関係式に代入し、さらに、傾きａを第１関係式に、切片ｂを第２関係式にそれぞれ代入し、連立方程式を解くことで加工硬化指数ｎを算出する。Ｓ４０は、指標測定方法の第４段階に相当する。
（Ｓ５０）
Ｓ５０では、演算装置６０の第２演算部６４は、Ｓ３０で演算した摩擦係数μ及びＳ４０で演算した加工硬化指数ｎを、第１関係式F(ｎ,μ,ε0)に代入するとともに、F(ｎ,μ,ε0)C＝aにして、該式を解くことで塑性係数Cを演算する。Ｓ５０は、指標測定方法の第５段階に相当する。
Ｓ５０では、演算装置６０の第２演算部６４は、Ｓ３０で演算した摩擦係数μ及びＳ４０で演算した加工硬化指数ｎを、第１関係式F(ｎ,μ,ε0)に代入するとともに、F(ｎ,μ,ε0)C＝aにして、該式を解くことで塑性係数Cを演算する。Ｓ５０は、指標測定方法の第５段階に相当する。
（Ｓ６０）
Ｓ６０では、演算装置６０の変形抵抗値演算部６５は、得られた加工硬化指数ｎ及び塑性係数Ｃに基づいて、変形抵抗値σ＝Ｃ（ε＋ε０）＾ｎを演算し、このフローチャートを終了する。Ｓ６０は、指標測定方法の第６段階に相当する。
Ｓ６０では、演算装置６０の変形抵抗値演算部６５は、得られた加工硬化指数ｎ及び塑性係数Ｃに基づいて、変形抵抗値σ＝Ｃ（ε＋ε０）＾ｎを演算し、このフローチャートを終了する。Ｓ６０は、指標測定方法の第６段階に相当する。
演算装置６０は、この演算した摩擦係数μ及び変形抵抗値σを、プリンタ８０、ディスプレイ７０の少なくともいずれかに出力する。
本実施形態では、下記の特徴を有する。
本実施形態では、下記の特徴を有する。
（１）本実施形態の指標測定装置１０は、Ｖ溝２２を有するダイ２０と、Ｖ溝２２内に載置された冷間圧造用線材または線の試験体９０を押し込むパンチ３０と、パンチ３０の押し込み時のストロークＳｔ、パンチ荷重Ｐ及びダイ歪みｅをそれぞれ検出するストロークセンサ５０、荷重センサ４２、歪みゲージｈ１～ｈ４を備える。
また、指標測定装置１０は、ダイ歪みｅに基づいてダイ荷重Ｑを演算するダイ荷重演算部６１と、パンチ荷重Ｐ及びダイ荷重Ｑに基づいて摩擦係数μを演算する摩擦係数演算部６２を備える。さらに、指標測定装置１０は、第１演算部６３を備える。第１演算部６３は、パンチ荷重－ストローク曲線の直線領域における傾きａ及び切片ｂを有する直線近似式を、加工硬化指数ｎ及び摩擦係数μを含む第１関係式F (ｎ,μ,ε0)と、加工硬化指数ｎ及び摩擦係数μを含む第２関係式f(ｎ,μ,ε0)とを含むとともに、塑性係数Ｃ、試験体の直径ｄ及び長さｌを含むパンチ荷重予測式と比較する。第１演算部６３は、前記直線近似式の傾きａと切片ｂから加工硬化指数ｎを演算する。また、指標測定装置１０は、加工硬化指数ｎと摩擦係数μをF(ｎ,μ,ε0)C＝ａに代入して、該式を解くことで塑性係数Ｃを演算する第２演算部６４と、加工硬化指数ｎ及び塑性係数Ｃに基づいて変形抵抗値を演算する変形抵抗値演算部６５を備える。
上記構成により、冷間圧造用線材または線の塑性加工性を表す指標の摩擦係数と、変形抵抗を同時に測定できる。
（２）また、本実施形態の指標測定装置１０では、パンチ荷重予測式の第１関係式F(μ)、第２関係式f(ｎ,μ)及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式としている。
（２）また、本実施形態の指標測定装置１０では、パンチ荷重予測式の第１関係式F(μ)、第２関係式f(ｎ,μ)及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式としている。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)
＝{(a1×10^7・ε0^4－a2×10^7・ε0^3＋a3×10^6・ε0^2
－a4×10^5・ε0－a5×10^4)μ^3
＋(－a6×10^6・ε0^4＋a7×10^6・ε0^3
－a8×10^5・ε0^2＋a9×10^4・ε0＋a10)μ^2
＋(－a11・ε0^2＋a12・ε0－a13)μ
＋(－a14・ε0^4＋a15・ε0^3－a16・ε0^2＋a17・ε0－a18) }ｎ^2
＋{(－a19×10^4・ε0^3＋a20×10^4・ε0^2－a21・ε0－a22)μ^2
＋(－a23・ε0^3＋a24・ε0^2－a25・ε0＋a26)μ
＋(－a27・ε0^3＋a28・ε0^2－a29・ε0＋a30)} ｎ
＋{(a31・ε0^3－a32・ε0^2＋a33・ε0＋a34)}μ^2＋a35・μ＋a36}
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)
＝{(－a37×10^4・ε0^3＋a38×10^4・ε0^2－a39×10^4・ε0＋a40)μ
＋(－a41・ε0^3＋a42・ε0^2－a43・ε0＋a44)} ｎ^2
＋{ (a45×10^4・ε0^3－a46×10^4・ε0^2＋a47・ε0－a48)μ
＋(a49・ε0^3－a50・ε0^2＋a51・ε0－a52)} ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ε０は予歪み、ａ１～ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)
＝{F(ｎ,μ,ε0)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ,ε0)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
この結果、予歪みε０が付与された試験体９０塑性加工性を表す指標の摩擦係数と、変形抵抗を同時に測定できる。
＝{(a1×10^7・ε0^4－a2×10^7・ε0^3＋a3×10^6・ε0^2
－a4×10^5・ε0－a5×10^4)μ^3
＋(－a6×10^6・ε0^4＋a7×10^6・ε0^3
－a8×10^5・ε0^2＋a9×10^4・ε0＋a10)μ^2
＋(－a11・ε0^2＋a12・ε0－a13)μ
＋(－a14・ε0^4＋a15・ε0^3－a16・ε0^2＋a17・ε0－a18) }ｎ^2
＋{(－a19×10^4・ε0^3＋a20×10^4・ε0^2－a21・ε0－a22)μ^2
＋(－a23・ε0^3＋a24・ε0^2－a25・ε0＋a26)μ
＋(－a27・ε0^3＋a28・ε0^2－a29・ε0＋a30)} ｎ
＋{(a31・ε0^3－a32・ε0^2＋a33・ε0＋a34)}μ^2＋a35・μ＋a36}
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)
＝{(－a37×10^4・ε0^3＋a38×10^4・ε0^2－a39×10^4・ε0＋a40)μ
＋(－a41・ε0^3＋a42・ε0^2－a43・ε0＋a44)} ｎ^2
＋{ (a45×10^4・ε0^3－a46×10^4・ε0^2＋a47・ε0－a48)μ
＋(a49・ε0^3－a50・ε0^2＋a51・ε0－a52)} ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ε０は予歪み、ａ１～ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)
＝{F(ｎ,μ,ε0)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ,ε0)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
この結果、予歪みε０が付与された試験体９０塑性加工性を表す指標の摩擦係数と、変形抵抗を同時に測定できる。
（３）本実施形態の指標測定方法は、第１段階のＳ１０では、ダイのＶ溝内に載置された冷間圧造用線材または線の試験体をパンチが押し込みした際に、検出部が前記パンチのストロークＳｔ、パンチ荷重Ｐ及びダイ歪みｅをそれぞれ検出する。第２段階のＳ２０では、前記ダイ歪みｅに基づいてダイ荷重Ｑを演算する。第３段階のＳ３０では、前記パンチ荷重Ｐ及びダイ荷重Ｑに基づいて摩擦係数μを演算する。第４段階のＳ４０では、複数の試験から得られたパンチ荷重－ストローク曲線の直線領域における傾きａ及び切片ｂを有する直線近似式を、加工硬化指数ｎ及び摩擦係数μを含む第１関係式F(ｎ,μ,ε0)と、第２関係式f(ｎ,μ,ε0)とを含むとともに、塑性係数Ｃ、試験体の直径ｄ及び長さｌを含むパンチ荷重予測式と比較して、前記直線近似式の傾きａと切片ｂから加工硬化指数ｎを演算する。第５段階のＳ５０では、摩擦係数μをF(ｎ,μ,ε0)C＝aに代入して、該式を解くことで塑性係数Ｃを演算する。第６段階のＳ６０では、前記加工硬化指数ｎ及び前記塑性係数Ｃに基づいて変形抵抗値を演算する。
この結果、本実施形態の方法によれば、冷間圧造用線材の塑性加工性を表す指標の摩擦係数と、変形抵抗を同時に測定できる。
（３）また、本実施形態の指標測定方法では、前記パンチ荷重予測式の第１関係式F(ｎ,μ,ε0)及び第２関係式f(ｎ,μ,ε0) 及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式としている。
（３）また、本実施形態の指標測定方法では、前記パンチ荷重予測式の第１関係式F(ｎ,μ,ε0)及び第２関係式f(ｎ,μ,ε0) 及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式としている。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)
＝{(a1×10^7・ε0^4－a2×10^7・ε0^3＋a3×10^6・ε0^2
－a4×10^5・ε0－a5×10^4)μ^3
＋(－a6×10^6・ε0^4＋a7×10^6・ε0^3
－a8×10^5・ε0^2＋a9×10^4・ε0＋a10)μ^2
＋(－a11・ε0^2＋a12・ε0－a13)μ
＋(－a14・ε0^4＋a15・ε0^3－a16・ε0^2＋a17・ε0－a18) }ｎ^2
＋{(－a19×10^4・ε0^3＋a20×10^4・ε0^2－a21・ε0－a22)μ^2
＋(－a23・ε0^3＋a24・ε0^2－a25・ε0＋a26)μ
＋(－a27・ε0^3＋a28・ε0^2－a29・ε0＋a30)} ｎ
＋{(a31・ε0^3－a32・ε0^2＋a33・ε0＋a34)}μ^2＋a35・μ＋a36}]
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)
＝{(－a37×10^4・ε0^3＋a38×10^4・ε0^2－a39×10^4・ε0＋a40)μ
＋(－a41・ε0^3＋a42・ε0^2－a43・ε0＋a44)} ｎ^2
＋{ (a45×10^4・ε0^3－a46×10^4・ε0^2＋a47・ε0－a48)μ
＋(a49・ε0^3－a50・ε0^2＋a51・ε0－a52)} ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ε０は予歪み、ａ１～ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)
＝{F(ｎ,μ,ε0)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ,ε0)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
この結果、本実施形態によれば、予歪みε０が付与された試験体９０塑性加工性を表す指標の摩擦係数と、変形抵抗を同時に測定できる。
＝{(a1×10^7・ε0^4－a2×10^7・ε0^3＋a3×10^6・ε0^2
－a4×10^5・ε0－a5×10^4)μ^3
＋(－a6×10^6・ε0^4＋a7×10^6・ε0^3
－a8×10^5・ε0^2＋a9×10^4・ε0＋a10)μ^2
＋(－a11・ε0^2＋a12・ε0－a13)μ
＋(－a14・ε0^4＋a15・ε0^3－a16・ε0^2＋a17・ε0－a18) }ｎ^2
＋{(－a19×10^4・ε0^3＋a20×10^4・ε0^2－a21・ε0－a22)μ^2
＋(－a23・ε0^3＋a24・ε0^2－a25・ε0＋a26)μ
＋(－a27・ε0^3＋a28・ε0^2－a29・ε0＋a30)} ｎ
＋{(a31・ε0^3－a32・ε0^2＋a33・ε0＋a34)}μ^2＋a35・μ＋a36}]
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)
＝{(－a37×10^4・ε0^3＋a38×10^4・ε0^2－a39×10^4・ε0＋a40)μ
＋(－a41・ε0^3＋a42・ε0^2－a43・ε0＋a44)} ｎ^2
＋{ (a45×10^4・ε0^3－a46×10^4・ε0^2＋a47・ε0－a48)μ
＋(a49・ε0^3－a50・ε0^2＋a51・ε0－a52)} ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ε０は予歪み、ａ１～ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)
＝{F(ｎ,μ,ε0)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ,ε0)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
この結果、本実施形態によれば、予歪みε０が付与された試験体９０塑性加工性を表す指標の摩擦係数と、変形抵抗を同時に測定できる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を説明する。本実施形態では、指標測定装置１０のハード構成は同じであり、指標測定装置１０の演算装置６０が指標測定プログラムソフトに従って実行するフローチャートのＳ４０の一部が異なっているため、同じハード構成については、同一符号を付し、異なるところを中心に説明する。
次に、第２実施形態を説明する。本実施形態では、指標測定装置１０のハード構成は同じであり、指標測定装置１０の演算装置６０が指標測定プログラムソフトに従って実行するフローチャートのＳ４０の一部が異なっているため、同じハード構成については、同一符号を付し、異なるところを中心に説明する。
前記実施形態のフローチャートのＳ４０では、第２関係式を予歪みε0が含まれている式（１４）としたが、予歪みε0が試験体９０に付与されていない場合は、第１関係式及び第２関係式を下記式にしてもよい。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)＝F(ｎ,μ)
＝(－a5×10^4・μ^3＋a10・μ^2－a13・μ－a18) ｎ^2
＋(－a22・μ^2＋a26・μ＋a30)・ｎ＋(a34・μ^2＋a35・μ＋a36)
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)＝f(ｎ, μ)
＝(＋a40・μ＋a44) ｎ^2 ＋(－a48・μ－a52) ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ５、ａ１０、ａ１３、ａ１８、ａ２２、ａ２６、ａ３０、ａ３４、ａ３５、ａ３６、ａ４０、ａ４４、ａ４８、ａ５２、ａ５３、ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
この場合、パンチ荷重予測式は、下記式となる。
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)＝
{F(ｎ,μ,ε0)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ,ε0)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
従って、図６のＳ４０では、上記第１関係式及び上記第２関係式を含むパンチ荷重予測式と、試験結果から得られるパンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線の直線領域に基づいて得られる直線近似式とを比較することで、加工硬化指数ｎ及び塑性係数Ｃを特定する。他のステップでの処理は、第１実施形態と同様である。
＝(－a5×10^4・μ^3＋a10・μ^2－a13・μ－a18) ｎ^2
＋(－a22・μ^2＋a26・μ＋a30)・ｎ＋(a34・μ^2＋a35・μ＋a36)
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)＝f(ｎ, μ)
＝(＋a40・μ＋a44) ｎ^2 ＋(－a48・μ－a52) ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ５、ａ１０、ａ１３、ａ１８、ａ２２、ａ２６、ａ３０、ａ３４、ａ３５、ａ３６、ａ４０、ａ４４、ａ４８、ａ５２、ａ５３、ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
この場合、パンチ荷重予測式は、下記式となる。
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)＝
{F(ｎ,μ,ε0)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ,ε0)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
従って、図６のＳ４０では、上記第１関係式及び上記第２関係式を含むパンチ荷重予測式と、試験結果から得られるパンチ荷重Ｐ－ストロークＳｔ曲線の直線領域に基づいて得られる直線近似式とを比較することで、加工硬化指数ｎ及び塑性係数Ｃを特定する。他のステップでの処理は、第１実施形態と同様である。
本実施形態では、下記の特徴を有する。
（１）また、指標測定装置１０は、パンチ荷重予測式の第１関係式F(μ)、第２関係式f(ｎ,μ)及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式としている。
（１）また、指標測定装置１０は、パンチ荷重予測式の第１関係式F(μ)、第２関係式f(ｎ,μ)及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式としている。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)＝F(ｎ,μ)
＝(－a5×10^4・μ^3＋a10・μ^2－a13・μ－a18) ｎ^2
＋(－a22・μ^2＋a26・μ＋a30)・ｎ＋(a34・μ^2＋a35・μ＋a36)
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)＝f(ｎ, μ)
＝(＋a40・μ＋a44) ｎ^2 ＋(－a48・μ－a52) ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ５、ａ１０、ａ１３、ａ１８、ａ２２、ａ２６、ａ３０、ａ３４、ａ３５、ａ３６、ａ４０、ａ４４、ａ４８、ａ５２、ａ５３、ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
この結果、本実施形態の指標測定装置１０によれば、予歪みε0が試験体９０に付与されていない場合においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
＝(－a5×10^4・μ^3＋a10・μ^2－a13・μ－a18) ｎ^2
＋(－a22・μ^2＋a26・μ＋a30)・ｎ＋(a34・μ^2＋a35・μ＋a36)
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)＝f(ｎ, μ)
＝(＋a40・μ＋a44) ｎ^2 ＋(－a48・μ－a52) ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ５、ａ１０、ａ１３、ａ１８、ａ２２、ａ２６、ａ３０、ａ３４、ａ３５、ａ３６、ａ４０、ａ４４、ａ４８、ａ５２、ａ５３、ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
この結果、本実施形態の指標測定装置１０によれば、予歪みε0が試験体９０に付与されていない場合においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
（２）また、本実施形態の指標測定方法では、パンチ荷重予測式の第１関係式F(μ)、第２関係式f(ｎ,μ)及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式としている。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)＝F(ｎ,μ)
＝(－a5×10^4・μ^3＋a10・μ^2－a13・μ－a18) ｎ^2
＋(－a22・μ^2＋a26・μ＋a30)・ｎ＋(a34・μ^2＋a35・μ＋a36)
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)＝f(ｎ, μ)
＝(＋a40・μ＋a44) ｎ^2 ＋(－a48・μ－a52) ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ５、ａ１０、ａ１３、ａ１８、ａ２２、ａ２６、ａ３０、ａ３４、ａ３５、ａ３６、ａ４０、ａ４４、ａ４８、ａ５２、ａ５３、ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
この結果、本実施形態の指標測定方法によれば、予歪みε0が試験体９０に付与されていない場合においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)＝F(ｎ,μ)
＝(－a5×10^4・μ^3＋a10・μ^2－a13・μ－a18) ｎ^2
＋(－a22・μ^2＋a26・μ＋a30)・ｎ＋(a34・μ^2＋a35・μ＋a36)
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)＝f(ｎ, μ)
＝(＋a40・μ＋a44) ｎ^2 ＋(－a48・μ－a52) ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ５、ａ１０、ａ１３、ａ１８、ａ２２、ａ２６、ａ３０、ａ３４、ａ３５、ａ３６、ａ４０、ａ４４、ａ４８、ａ５２、ａ５３、ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
この結果、本実施形態の指標測定方法によれば、予歪みε0が試験体９０に付与されていない場合においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
＜実施例１～４＞
予歪みε０が０．３３、直径ｄ及び長さｌが、それぞれ１１ｍｍ、５５ｍｍの試験体９０をそれぞれ実施例１～４にして指標測定装置１０にて測定した結果を、図１３（ａ）～図１３（ｃ）に示す。
予歪みε０が０．３３、直径ｄ及び長さｌが、それぞれ１１ｍｍ、５５ｍｍの試験体９０をそれぞれ実施例１～４にして指標測定装置１０にて測定した結果を、図１３（ａ）～図１３（ｃ）に示す。
図１３（ａ）は、は実施例１～４における実験結果のパンチ荷重－ストローク曲線図である。図１３（ｂ）は実施例１～４における実験結果のダイ荷重－ストローク曲線図である。図１３（ｃ）は実施例１～４における実験結果の摩擦係数－ストローク曲線図である。実施例１～４で、指標測定装置１０の演算で得られたＣ／ MPa、ｎ、μは、下記の通りであった。
実施例１：６９５、０．１２、０．０６８
実施例２：６９３、０．１１、０．０６８
実施例３：７０２、０．０９８、０．０６６
実施例４：６９６、０．０９５、０．０６６
ここでは、試験の繰り返し誤差が表れているが、塑性係数Ｃ、加工硬化指数ｎ、摩擦係数μについて概ね良好な計算値が得られている。なお、変形抵抗値σは、σ＝Ｃ(ε+ε０)＾ｎにより演算される。なお、この誤差は、例えば、１１ｍｍ、５５ｍｍの試験体９０としているが、実際は、その大きさ自体に誤差があることから生じていることが考えられる。
実施例２：６９３、０．１１、０．０６８
実施例３：７０２、０．０９８、０．０６６
実施例４：６９６、０．０９５、０．０６６
ここでは、試験の繰り返し誤差が表れているが、塑性係数Ｃ、加工硬化指数ｎ、摩擦係数μについて概ね良好な計算値が得られている。なお、変形抵抗値σは、σ＝Ｃ(ε+ε０)＾ｎにより演算される。なお、この誤差は、例えば、１１ｍｍ、５５ｍｍの試験体９０としているが、実際は、その大きさ自体に誤差があることから生じていることが考えられる。
＜実施例５、６と有限要素解析結果との比較＞
次に、実施例５と、有限要素解析の結果との比較を説明する。実施例５では、ε０＝０．３３、C=７１０MPa, ｎ=0.082, μ=0.066としている。また、実施例６では、ε０＝０．３３、C=695MPa, ｎ=0.12, μ=0.068としている。一方、有限要素解析でも、実施例５、実施例６と同じ数値でシミュレーション１、２として行った。
次に、実施例５と、有限要素解析の結果との比較を説明する。実施例５では、ε０＝０．３３、C=７１０MPa, ｎ=0.082, μ=0.066としている。また、実施例６では、ε０＝０．３３、C=695MPa, ｎ=0.12, μ=0.068としている。一方、有限要素解析でも、実施例５、実施例６と同じ数値でシミュレーション１、２として行った。
図１４（ａ）は実施例５と、有限要素解析結果のシミュレーション１のパンチ荷重－ストローク曲線図である。図１４（ｂ）は実施例５と、有限要素解析結果のシミュレーション１のダイ荷重－ストローク曲線図である。両図に示すように、ストロークＳｔが、５mm≦Ｓｔ≦７mmの範囲では、実施例５と、有限要素解析の結果が一致していることが分かる。
次に、実施例６と、有限要素解析結果との比較を説明する。
図１４（ｃ）は実施例６と、有限要素解析結果のシミュレーション２のパンチ荷重－ストローク曲線図である。図１４（ｄ）は実施例６と、有限要素解析結果のシミュレーション２のダイ荷重－ストローク曲線図である。両図に示すように、ストロークＳｔが、５mm≦Ｓｔ≦７mmの範囲では、実施例６と、有限要素解析の結果が一致していることが分かる。
図１４（ｃ）は実施例６と、有限要素解析結果のシミュレーション２のパンチ荷重－ストローク曲線図である。図１４（ｄ）は実施例６と、有限要素解析結果のシミュレーション２のダイ荷重－ストローク曲線図である。両図に示すように、ストロークＳｔが、５mm≦Ｓｔ≦７mmの範囲では、実施例６と、有限要素解析の結果が一致していることが分かる。
なお、パンチ荷重予測式（１７）は、予歪みε０の場合であっても、成立するものであり、予歪みε０が０の試験体においても同様に上記測定装置及び冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定方法を行ってもよい。
１０…指標測定装置、２０…ダイ、２２…Ｖ溝、
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ…面、
３０…パンチ、３２…押圧部、４０…押圧体、４２…荷重センサ（検出部）、
５０…ストロークセンサ（検出部）、６０…演算装置、６１…ダイ荷重演算部、
６２…摩擦係数演算部、６３…第１演算部、６４…第２演算部、
６５…変形抵抗値演算部、７０…ディスプレイ、８０…プリンタ、
９０…試験体、ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４…歪みゲージ（検出部）。
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ…面、
３０…パンチ、３２…押圧部、４０…押圧体、４２…荷重センサ（検出部）、
５０…ストロークセンサ（検出部）、６０…演算装置、６１…ダイ荷重演算部、
６２…摩擦係数演算部、６３…第１演算部、６４…第２演算部、
６５…変形抵抗値演算部、７０…ディスプレイ、８０…プリンタ、
９０…試験体、ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４…歪みゲージ（検出部）。
Claims (6)
- Ｖ溝を有するダイと、前記Ｖ溝内に載置された冷間圧造用線材の試験体を押し込むパンチと、前記パンチの押し込み時のストロークＳｔ、パンチ荷重Ｐ及びダイ歪みｅをそれぞれ検出する検出部と、前記ダイ歪みｅに基づいてダイ荷重Ｑを演算するダイ荷重演算部と、前記パンチ荷重Ｐ及びダイ荷重Ｑに基づいて摩擦係数μを演算する摩擦係数演算部と、試験から得られたパンチ荷重－ストローク曲線の直線領域における傾きａ及び切片ｂを有した直線近似式を、加工硬化指数ｎ、摩擦係数及び予歪みε0を含む第１関係式F(ｎ,μ,ε0)と、加工硬化指数ｎ、摩擦係数μ及び予歪みε0を含む第２関係式f(ｎ,μ,ε0)とを含むとともに、塑性係数Ｃ、試験体の直径ｄ及び長さｌを含むパンチ荷重予測式と比較して、前記直線近似式の傾きａと切片ｂから加工硬化指数ｎを演算する第１演算部と、加工硬化指数ｎと前記摩擦係数μをF(ｎ,μ,ε0)Ｃ＝ａに代入して、該式を解くことで塑性係数Ｃを演算する第２演算部と、前記加工硬化指数ｎ及び前記塑性係数Ｃに基づいて変形抵抗値を演算する変形抵抗値演算部を備える冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定装置。
- 前記パンチ荷重予測式の第１関係式F(ｎ,μ,ε0)、第２関係式f(ｎ,μ,ε0)及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式である請求項１に記載の冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定装置。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)
＝{(a1×10^7・ε0^4－a2×10^7・ε0^3＋a3×10^6・ε0^2
－a4×10^5・ε0－a5×10^4)μ^3
＋(－a6×10^6・ε0^4＋a7×10^6・ε0^3
－a8×10^5・ε0^2＋a9×10^4・ε0＋a10)μ^2
＋(－a11・ε0^2＋a12・ε0－a13)μ
＋(－a14・ε0^4＋a15・ε0^3－a16・ε0^2＋a17・ε0－a18) }ｎ^2
＋{(－a19×10^4・ε0^3＋a20×10^4・ε0^2－a21・ε0－a22)μ^2
＋(－a23・ε0^3＋a24・ε0^2－a25・ε0＋a26)μ
＋(－a27・ε0^3＋a28・ε0^2－a29・ε0＋a30)} ｎ
＋{(a31・ε0^3－a32・ε0^2＋a33・ε0＋a34)}μ^2＋a35・μ＋a36}
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)
＝{(－a37×10^4・ε0^3＋a38×10^4・ε0^2－a39×10^4・ε0＋a40)μ
＋(－a41・ε0^3＋a42・ε0^2－a43・ε0＋a44)} ｎ^2
＋{ (a45×10^4・ε0^3－a46×10^4・ε0^2＋a47・ε0－a48)μ
＋(a49・ε0^3－a50・ε0^2＋a51・ε0－a52)} ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ１～ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)＝{F(ｎ,μ,ε0)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ,ε0)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。） - 前記パンチ荷重予測式の第１関係式F(ｎ,μ,ε0)、第２関係式f(ｎ,μ,ε0)及びパンチ荷重予測式は、予歪みε0が０の場合、それぞれ下記の式である請求項１に記載の冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定装置。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)＝F(ｎ,μ)
＝(－a5×10^4・μ^3＋a10・μ^2－a13・μ－a18) ｎ^2
＋(－a22・μ^2＋a26・μ＋a30)・ｎ＋(a34・μ^2＋a35・μ＋a36)
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)＝f(ｎ, μ)
＝(＋a40・μ＋a44) ｎ^2 ＋(－a48・μ－a52) ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ５、ａ１０、ａ１３、ａ１８、ａ２２、ａ２６、ａ３０、ａ３４、ａ３５、ａ３６、ａ４０、ａ４４、ａ４８、ａ５２、ａ５３、ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)＝
{F(ｎ,μ)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。） - ダイのＶ溝内に載置された冷間圧造用線材の試験体をパンチが押し込みした際に、検出部が前記パンチのストロークＳｔ、パンチ荷重Ｐ及びダイ歪みｅをそれぞれ検出する第１段階と、前記ダイ歪みｅに基づいてダイ荷重Ｑを演算する第２段階と、前記パンチ荷重Ｐ及びダイ荷重Ｑに基づいて摩擦係数μを演算する第３段階と、試験から得られたパンチ荷重－ストローク曲線の直線領域における傾きａ及び切片ｂを有した直線近似式を、加工硬化指数ｎ、摩擦係数μ及び予歪みε0を含む第１関係式F(ｎ,μ,ε0))と、加工硬化指数ｎ、摩擦係数μ及び予歪みε0を含む第２関係式f(ｎ,μ,ε0))とを含むとともに、塑性係数Ｃ、試験体の直径ｄ及び長さｌを含むパンチ荷重予測式と比較して、前記直線近似式の傾きａと切片ｂから加工硬化指数ｎを演算する第４段階と、前記摩擦係数μをF(ｎ,μ,ε0)C＝aに代入して、該式を解くことで塑性係数Ｃを演算する第５段階と、前記加工硬化指数ｎ及び前記塑性係数Ｃに基づいて変形抵抗値を演算する第６段階を含む冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定方法。
- 前記パンチ荷重予測式の第１関係式F(ｎ,μ,ε0)及び第２関係式f(ｎ,μ,ε0) 及びパンチ荷重予測式は、それぞれ下記の式である請求項４に記載の冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定方法。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)
＝{(a1×10^7・ε0^4－a2×10^7・ε0^3＋a3×10^6・ε0^2
－a4×10^5・ε0－a5×10^4)μ^3
＋(－a6×10^6・ε0^4＋a7×10^6・ε0^3
－a8×10^5・ε0^2＋a9×10^4・ε0＋a10)μ^2
＋(－a11・ε0^2＋a12・ε0－a13)μ
＋(－a14・ε0^4＋a15・ε0^3－a16・ε0^2＋a17・ε0－a18) }ｎ^2
＋{(－a19×10^4・ε0^3＋a20×10^4・ε0^2－a21・ε0－a22)μ^2
＋(－a23・ε0^3＋a24・ε0^2－a25・ε0＋a26)μ
＋(－a27・ε0^3＋a28・ε0^2－a29・ε0＋a30)} ｎ
＋{(a31・ε0^3－a32・ε0^2＋a33・ε0＋a34)}μ^2＋a35・μ＋a36}]
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)
＝{(－a37×10^4・ε0^3＋a38×10^4・ε0^2－a39×10^4・ε0＋a40)μ
＋(－a41・ε0^3＋a42・ε0^2－a43・ε0＋a44)} ｎ^2
＋{ (a45×10^4・ε0^3－a46×10^4・ε0^2＋a47・ε0－a48)μ
＋(a49・ε0^3－a50・ε0^2＋a51・ε0－a52)} ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ１～ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)＝{F(ｎ,μ,ε0)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ,ε0)}×C
（ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。） - 前記パンチ荷重予測式の第１関係式F(ｎ,μ,ε0)、第２関係式f(ｎ,μ,ε0)及びパンチ荷重予測式は、予歪みε0が０の場合、それぞれ下記の式である請求項４に記載の冷間圧造用線材または線の塑性加工性の指標測定方法。
第１関係式：F(ｎ,μ,ε0)＝F(ｎ,μ)
＝(－a5×10^4・μ^3＋a10・μ^2－a13・μ－a18) ｎ^2
＋(－a22・μ^2＋a26・μ＋a30)・ｎ＋(a34・μ^2＋a35・μ＋a36)
第２関係式：f(ｎ,μ,ε0)＝f(ｎ, μ)
＝(＋a40・μ＋a44) ｎ^2 ＋(－a48・μ－a52) ｎ
＋(a53・μ＋a54)
（ただし、ａ５、ａ１０、ａ１３、ａ１８、ａ２２、ａ２６、ａ３０、ａ３４、ａ３５、ａ３６、ａ４０、ａ４４、ａ４８、ａ５２、ａ５３、ａ５４は定数である。^は冪乗である。）
パンチ荷重予測式：P・(d0/d)・(l0/l)＝
{F(ｎ,μ)・(Ｓｔ・d0/d)＋f(ｎ,μ)}×C
{ （ただし、d0は基準試験体の直径、l0は基準試験体の長さである。）
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| JP2010094731A (ja) | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Nippon Parkerizing Co Ltd | 鍛造用潤滑皮膜評価方法及び鍛造用潤滑皮膜評価装置 |
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