JP7453508B2 - Impact processing terminal and impact processing method using the same - Google Patents
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Description
本開示は、金属材料を打撃処理するための打撃処理用端子及びそれを用いた打撃処理方法に関する。 The present disclosure relates to an impact processing terminal for impact processing a metal material and an impact processing method using the same.
溶接によりT字形に組み立てた構造体を突合せ溶接する場合、T字型の部材の端部を平面に溶接して付ける場合、または金属板にその板の表面側に飛び出すように金属板を溶接する場合は、溶接の継ぎ目同士が交差、重なることを避けるため、及び溶接トーチまたは溶接棒を溶接部に近づけて溶接作業を行いやすくするために、スカラップを設ける。 When butt welding a T-shaped structure assembled by welding, when attaching the ends of a T-shaped member to a flat surface, or when welding a metal plate to a metal plate so that it protrudes from the surface side of the plate. In such cases, scallops are provided to prevent welding seams from crossing or overlapping each other, and to bring the welding torch or welding rod closer to the welding area to facilitate welding work.
このような、金属材料で構成される構造物においてスカラップ等の応力集中部となっている部位のエッジ部は、特に鋼橋、船舶、建機、クレーン等の繰り返し負荷が加わる溶接構造物で、疲労き裂が生じやすい。 In structures made of metal materials, the edges of areas where stress is concentrated, such as scallops, are especially welded structures that are subjected to repeated loads such as steel bridges, ships, construction machines, cranes, etc. Fatigue cracks are likely to occur.
そのため、疲労亀裂が生じやすい金属材料のエッジ部にピーニング処理が試みられることがある。ところが、ピーニング装置(打撃処理用端子)の先端は、一般的に凸形状であり、エッジ部から逃げやすいので、エッジ部を打撃し続けることが困難であった。 Therefore, peening treatment is sometimes attempted on the edge portions of metal materials where fatigue cracks are likely to occur. However, the tip of the peening device (terminal for impact processing) generally has a convex shape and tends to escape from the edge, making it difficult to continue impacting the edge.
特許文献1には、金属材料の面取り装置及び面取り方法に関し、金属材料のエッジ部を面取りするための振動端子が示されている。この振動端子は、エッジラインに対して直角な方向から打撃することを前提として、図1に模式的に示すように、振動方向と直交する方向に直線状に延び、且つこの延びる方向と直交する断面が先端側に開いた凹面の溝を有している。 Patent Document 1 relates to a metal material chamfering device and a chamfering method, and discloses a vibrating terminal for chamfering an edge portion of a metal material. As schematically shown in FIG. 1, this vibration terminal extends linearly in a direction perpendicular to the vibration direction, and is perpendicular to the direction in which it extends, as schematically shown in FIG. It has a concave groove whose cross section opens toward the distal end.
しかしながら、特許文献1に記載されるような凹面の溝を持つ振動端子1で、図2に示すような角部(丸で囲んだ部分)を備えた四角穴を有する金属板2のエッジ部を打撃処理しようとすると、図1の丸で囲んだ箇所が、金属板2の角部(丸で囲んだ部分)に引っ掛かり、滑らかな打撃を行うことができない。
However, in the vibrating terminal 1 having a concave groove as described in Patent Document 1, the edge portion of the
また、特許文献1に記載されるような振動端子は、先端がとがっているため、エッジ部に対して振動端子を当てる角度が制限され、狭い場所で打撃処理を行うことが難しかった。 Further, since the vibrating terminal as described in Patent Document 1 has a sharp tip, the angle at which the vibrating terminal is applied to the edge portion is limited, making it difficult to perform impact processing in a narrow space.
そのため、金属材料のエッジ部を容易に打撃処理することができる打撃処理用端子が望まれている。 Therefore, there is a need for a terminal for impact processing that can easily impact the edge portion of a metal material.
本発明は、下記の打撃処理用端子及び打撃処理方法を要旨とする。 The gist of the present invention is the following impact processing terminal and impact processing method.
(1)振動装置の振動方向の先端部に取り付けて金属製の被処理材を打撃する打撃処理用端子であって、
先端部が、2つの突起部と、2つの前記突起部の間に前記突起部に連続して形成される谷部と、を有し、
前記谷部および2つの前記突起部は、前記谷部の谷線方向に平行な断面において、曲率を有する凸形状を有する、
打撃処理用端子。
(2)前記先端部から続く胴部を有し、前記胴部が円柱状である、上記(1)に記載の打撃処理用端子。
(3)2つの前記突起部の頂部を通り、且つ、軸心に平行な面を基準として、1/2対称である形状を有する、上記(1)または(2)に記載の打撃処理用端子。
(4)前記先端部がロックウェルCスケール硬度(HRC)で60以上の硬さを有する、上記(1)~(3)のいずれかに記載の打撃処理用端子。
(5)上記(1)~(4)のいずれかに記載の打撃処理用端子の前記突起部をガイドとして用いて前記谷部に前記金属製の被処理材のエッジ部を当接させながら、前記打撃処理用端子を1秒間に1回~5万回振動させて、前記エッジ部を塑性変形させることを含む、金属材料の打撃処理方法。
(1) A striking processing terminal that is attached to the tip of a vibrating device in the vibration direction and strikes a metal workpiece,
The tip portion has two protrusions and a trough formed between the two protrusions and continuous with the protrusions,
The trough and the two protrusions have a convex shape with curvature in a cross section parallel to the trough line direction of the trough.
Terminal for impact processing.
(2) The impact processing terminal according to (1) above, which has a body continuing from the tip, and the body has a cylindrical shape.
(3) The impact processing terminal according to (1) or (2) above, which passes through the tops of the two projections and has a shape that is 1/2 symmetrical with respect to a plane parallel to the axis. .
(4) The impact processing terminal according to any one of (1) to (3) above, wherein the tip portion has a hardness of 60 or more on the Rockwell C scale hardness (HRC).
(5) While bringing the edge portion of the metal workpiece into contact with the valley portion using the projection portion of the impact processing terminal according to any one of (1) to (4) above as a guide, A method for impact treatment of a metal material, the method comprising vibrating the impact treatment terminal 1 to 50,000 times per second to plastically deform the edge portion.
本発明によれば、金属材料のエッジ部を容易に打撃処理することができる打撃処理用端子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a terminal for impact processing that can easily perform impact processing on the edge portion of a metal material.
本発明は、振動装置の振動方向の先端部に取り付けて金属製の被処理材を打撃する打撃処理用端子であって、先端部が、2つの突起部と、2つの前記突起部の間に前記突起部に連続して形成される谷部と、を有し、前記谷部および2つの前記突起部は、前記谷部の谷線方向に平行な断面において、曲率を有する凸形状を有する。 The present invention is a striking processing terminal that is attached to the tip of a vibrating device in the vibration direction to strike a metal workpiece, the tip being between two protrusions and the two protrusions. a trough formed continuously with the protrusion, and the trough and the two protrusions have a convex shape with curvature in a cross section parallel to the valley line direction of the trough.
本発明に係る打撃処理用端子によれば、打撃処理用端子の先端部が逃げないように金属製の被処理材のエッジ部に突起部をひっかけながら、谷部でエッジ部を打撃処理することができる。そのため、金属材料のエッジ部を、直線形状でない箇所も含めて、打撃処理用端子がエッジ部から逃げずに滑らかに打撃して、圧縮残留応力を導入することができる。 According to the impact processing terminal according to the present invention, the edge portion can be impacted at the valley portion while the protrusion is hooked onto the edge portion of the metal workpiece so that the tip of the impact processing terminal does not escape. Can be done. Therefore, the impact processing terminal can smoothly impact the edge portion of the metal material, including areas that are not linear, without escaping from the edge portion, thereby introducing compressive residual stress.
本発明に係る打撃処理用端子によれば、エッジ部以外の金属部を突起部で打撃処理することもできる。 According to the terminal for impact processing according to the present invention, it is also possible to perform impact processing on metal parts other than the edge portions using the projections.
本発明に係る打撃処理用端子によれば、被処理面と打撃処理用端子(ピン)との角度が垂直から大きく傾いて打撃処理が困難な部位でも処理を行うことができる。例えば、本発明に係る打撃処理用端子の突起部でスカラップ内面(コバ面)を打撃処理することもできる。従来、スカラップの内面を打撃処理しようとすると、打撃処理用端子の先端をスカラップの内面に対して垂直から大きく傾けて打撃する必要があるが、打撃処理用端子の先端が打撃により弾んでスカラップの内面から滑ってしまうため、十分な打撃処理を継続するのが困難であった。本発明に係る打撃処理用端子によれば、打撃処理用端子の先端部が逃げないように被処理材のエッジ部に突起部をひっかけながら、突起部でスカラップ内面を打撃処理することもできる。 According to the impact processing terminal according to the present invention, it is possible to perform processing even in a region where the angle between the surface to be treated and the impact processing terminal (pin) is significantly inclined from the vertical, making it difficult to perform impact processing. For example, it is also possible to perform impact treatment on the scalloped inner surface (edge surface) with the projection of the impact processing terminal according to the present invention. Conventionally, when attempting to impact the inner surface of a scallop, it was necessary to tilt the tip of the impact terminal greatly from perpendicular to the inner surface of the scallop. Since it slipped from the inner surface, it was difficult to continue sufficient impact processing. According to the impact processing terminal according to the present invention, it is also possible to impact the inner surface of the scallop with the projection while hooking the projection on the edge of the material to be treated so that the tip of the impact processing terminal does not escape.
図3に、本発明の一実施形態として、打撃処理用端子10を示す。図3に示される打撃処理用端子10は、先端部12、及び先端部12から続く胴部14を有する。
FIG. 3 shows a
先端部12とは、図3の打撃処理用端子10の断面模式図のうち、外形が曲線を有する先端部分をいう。先端部12は、突起部16及び突起部16の間の谷部18を有し、突起部16及び谷部18はそれぞれ所定の曲率を備えた曲面を有する。図3は、打撃処理用端子の、2つの突起部の頂部を含み且つ軸心に平行な断面の模式図である。図3において、軸心を一点鎖線で表す。以下同様である。
The
先端部12は、ロックウェルCスケール硬度(HRC)で60以上の硬さを有することが好ましく、ロックウェルCスケール硬度(HRC)で62以上の硬さを有することがより好ましい。先端部12がロックウェルCスケール硬度(HRC)で60以上の硬さを有することにより、強度が1000N/mm2以上の溶接構造用高強度鋼材の打撃処理でも、先端部12の突起部16及び谷部18の形状が実質的に変形することを抑制することができる。なお、先端部12の硬さの測定方法は、ロックウェル硬さ試験法に限定されない。他の測定方法によって先端部12の硬さを測定する場合であっても、その測定結果をロックウェルCスケール硬度(HRC)に換算することができる。このような先端部12は、例えば金属製とされる。
The
ロックウェルCスケール硬度(HRC)で60以上の硬さを有する金属材料としては、工具鋼を焼き入れたもの、さらに焼戻しをしたもの等、各種超硬合金が挙げられる。 Examples of metal materials having a hardness of 60 or more on the Rockwell C scale (HRC) include various cemented carbides such as hardened tool steel and further tempered material.
胴部14とは、図3の打撃処理用端子10の断面模式図のうち、先端部12を除く部分、すなわち図3の打撃処理用端子10の断面模式図のうち、外形が直線状の部分をいい、直径が一定である。
The
胴部14は、好ましくは円柱状である。打撃処理用端子(打撃処理用ピン)は、端子ホルダー(ピンホルダー)に入れて用いられ得るが、胴部が円柱状であることにより、打撃処理用端子が端子ホルダー内で打撃処理用端子の軸心を中心に回転可能になる。胴部14の直径は、好ましくは3~10mm、より好ましくは4~6mmである。
The
打撃処理用端子が端子ホルダー内で軸心を中心に回転可能であることにより、打撃処理用端子の角度を変えながら被処理材のエッジ部を打撃処理する際に、打撃処理用端子が振動しながら、エッジ部の形状に合わせて、軸心を中心に回転することができる。打撃処理用端子が振動しながら被処理材のエッジ部の形状に合わせて軸心を中心に回転することにより、打撃処理用端子がエッジ部やその周辺に引っ掛かることを防止することができる。 Since the impact processing terminal is rotatable around the axis within the terminal holder, the impact processing terminal does not vibrate when impact processing is performed on the edge of the material to be treated while changing the angle of the impact processing terminal. However, it can be rotated around the axis according to the shape of the edge part. By rotating the impact processing terminal around the axis while vibrating in accordance with the shape of the edge portion of the material to be treated, it is possible to prevent the impact processing terminal from being caught on the edge portion or its surroundings.
図3に示される打撃処理用端子10において、先端部12は、2つの突起部16と2つの突起部の間の谷部18とを有する。図3に示されるように、2つの突起部16の頂部を含み且つ軸心に平行な断面において、2つの突起部16は、各々、瘤状であってもよい。突起部16から谷部18は、連続していればよく、曲線、直線、またはそれらの組み合わせで構成される。本願において、連続しているとは、曲線、直線、またはそれらの組み合わせの不連続箇所がない滑らかな面で構成されていることを意味する。
In the
図4に、打撃処理用端子の先端部12付近の、2つの突起部16の頂部を含み且つ軸心に平行な断面の模式図を示す。
FIG. 4 shows a schematic diagram of a cross section in the vicinity of the
図4において、φは、谷部18の谷線方向に平行な方向且つ軸心を含む断面A-A’に対する先端部の側面の傾斜角を意味する。傾斜角φは、好ましく0~30度、より好ましくは0~15度である。傾斜角φが前記好ましい範囲にあることにより、先端部の凹部Rや凸部のRに対し、打撃処理用端子の直径(ピン径)を小さくすることができるため、より狭いところに入り込んで処理することができる。
In FIG. 4, φ means the inclination angle of the side surface of the tip with respect to the cross section A-A' which is parallel to the direction of the valley line of the
図4において、谷部18の谷線方向に平行な方向且つ軸心を含む断面A-A’と、突起部16及び谷部18の間の変曲点19における接線とのなす角度θは、好ましくは45~55度である。θの下限が前記好ましい範囲であることにより、打撃処理用端子の谷部18を被処理部に当てて谷部18で打撃処理を行うことをより容易にし、且つ突起部16の破損を抑制することができる。θの上限が前記好ましい範囲であることにより、打撃処理用端子の先端部が被処理部から逃げてしまうことをより抑制することができる。突起部16と谷部18との間は、直線部で構成されてもよい。
In FIG. 4, the angle θ between a cross section AA′ in a direction parallel to the valley line direction of the
図5及び図6にそれぞれ、傾斜角φが0度の場合の打撃処理用端子の先端部付近の、2つの突起部の頂部を含み且つ軸心に平行な方向の断面の模式図を示す。図5は、突起部16と谷部18との間に変曲点19を有する打撃処理用端子の一例であり、図6は、突起部16と谷部18との間に直線部20を有する打撃処理用端子の一例である。図6に示すように、突起部16と谷部18との間が直線部20で構成される場合も、谷部18の谷線方向に平行な方向且つ軸心を含む断面A-A’と、突起部16及び谷部18の間の直線部20とのなす角度θは、好ましくは45~55度である。
FIGS. 5 and 6 each show a schematic diagram of a cross section in the direction parallel to the axis and including the tops of the two protrusions near the tip of the impact processing terminal when the inclination angle φ is 0 degrees. FIG. 5 shows an example of a striking terminal having an
図5及び6において、谷部は曲率半径R1を有する。曲率半径R1は、好ましくは1~3mmである。曲率半径R1が前記好ましい範囲にあることにより、被処理部のエッジ部に上記曲率半径程度のR加工をすることができる。2つの突起部の曲率半径R2(R2-1、R2-2)は、同じでもよく、互いに異なってもよい。曲率半径R2は、好ましくは、0.5mm~1.5mmである。曲率半径R2が前記好ましい範囲にあることにより、端子がエッジ部から逃げずに、エッジ部及びエッジ部の周辺部位、例えばスカラップのエッジ部及び内面(コバ面)を打撃処理することができる。 In Figures 5 and 6, the valley has a radius of curvature R1. The radius of curvature R1 is preferably 1 to 3 mm. By setting the radius of curvature R1 within the above-mentioned preferable range, the edge portion of the processed portion can be rounded to approximately the above-mentioned radius of curvature. The radius of curvature R2 (R2-1, R2-2) of the two protrusions may be the same or different. The radius of curvature R2 is preferably 0.5 mm to 1.5 mm. By setting the radius of curvature R2 within the preferable range, it is possible to impact the edge and the surrounding area of the edge, such as the edge and inner surface (edge surface) of a scallop, without the terminal escaping from the edge.
谷部および2つの突起部は、谷部の谷線方向に平行な断面において、曲率を有する凸形状を有する。例えば、谷部は、谷部の谷線方向に平行な方向且つ軸心を含む断面において、胴部から先端部に向かう振動方向に凸の形状を有し、当該凸形状のうちの少なくとも頂部が所定の曲率を有していてもよい。また、2つの突起部は、谷部の谷線方向に平行な方向且つ突起部の頂部を含む断面において、胴部から先端部に向かう振動方向に凸の形状を有し、当該凸形状のうち少なくとも頂部が所定の曲率を有していてもよい。図7に、図4における先端部12近傍の、谷部18の谷線方向に平行な方向且つ軸心を含む断面A-A’の模式図を示す。図8に、図4における先端部12近傍の、前記谷線方向に平行方向且つ突起部16の頂部を含む断面B-B’の模式図を示す。
The trough and the two projections have a convex shape with curvature in a cross section parallel to the trough line direction of the trough. For example, the trough has a convex shape in the vibration direction from the trunk toward the tip in a cross section parallel to the trough line direction and including the axis, and at least the top of the convex shape is It may have a predetermined curvature. In addition, the two protrusions have a convex shape in the vibration direction from the body to the tip in a direction parallel to the valley line direction of the trough and in a cross section including the top of the protrusion, and the convex shape is At least the top portion may have a predetermined curvature. FIG. 7 shows a schematic view of a cross section A-A' in the vicinity of the
断面A-A’及び断面B-B’のいずれにおいても、胴部から先端部に向かう振動方向に凸の形状を有する。すなわち、先端部は、前記谷線方向に平行方向の断面において、胴部から先端部に向かう振動方向に凸の形状を有する。断面B-B’において、突起部は瘤状であってよい。瘤状とは、打撃処理用端子の軸芯方向に平行方向の断面において胴部から先端部に向かう振動方向に滑らかな凸の形状を有することをいう。また、突起部及び谷部から胴部にかけて、滑らかに連続していてもよい。 Both the cross section A-A' and the cross section B-B' have a convex shape in the vibration direction from the body toward the tip. That is, the tip has a convex shape in the vibration direction from the body toward the tip in a cross section parallel to the valley line direction. In cross-section B-B', the protrusion may be knob-shaped. The lump-like shape refers to a smooth convex shape in the vibration direction from the body toward the tip in a cross section parallel to the axial direction of the impact processing terminal. Further, the protrusion and the trough may be smoothly continuous from the trunk.
谷部の断面A-A’の形状は、図7に実線で示すように、頂部が曲率半径R3を有する凸形状であってよい。谷部の胴部近傍も同じ曲率半径R3を有してもよいが、谷部の胴部近傍は、谷部と胴部との間がより滑らかに連続するように、好ましくは、曲率半径R3よりも小さい曲率半径R4を有する。 The shape of the cross section A-A' of the valley may be a convex shape with the top having a radius of curvature R3, as shown by the solid line in FIG. The vicinity of the trunk of the valley may have the same radius of curvature R3, but the radius of curvature R3 is preferably set near the trunk of the valley so that the valley and the trunk continue more smoothly. It has a smaller radius of curvature R4.
図7の断面図における谷部の曲率半径R3は、好ましくは1.5mm~3.0mmである。曲率半径R3が前記好ましい範囲にあることにより、エッジ部に対して垂直に端子をあてなくても、エッジ部を滑らかな曲面で仕上げることができる。図7の断面図における谷部の胴部近傍の曲率半径R4は、好ましくは0.5mm~1.5mmである。 The radius of curvature R3 of the valley in the cross-sectional view of FIG. 7 is preferably 1.5 mm to 3.0 mm. By setting the radius of curvature R3 within the preferable range, the edge portion can be finished with a smooth curved surface without applying the terminal perpendicularly to the edge portion. The radius of curvature R4 of the valley near the body in the cross-sectional view of FIG. 7 is preferably 0.5 mm to 1.5 mm.
谷部の断面形状は、好ましくは、図7に破線で示すように、曲率半径R3を有する頂部と直線部32とを有する。谷部の断面形状が図7の破線で示す形状を有することにより、先端部がよりコンパクトになり、スペースの限られた箇所の打撃処理をより容易に行うことができる。
The cross-sectional shape of the valley preferably has a top having a radius of curvature R3 and a
突起部の断面B-B’の形状は、図8に示すように、頂部が曲率半径R2を有する凸形状であってよい。突起部の胴部近傍も同じ曲率半径R2を有してもよいが、突起部の胴部近傍は、突起部と胴部との間がより滑らかに連続するように、好ましくは、曲率半径R2よりも小さい曲率半径R5を有する。 The shape of the cross section B-B' of the protrusion may be a convex shape whose top portion has a radius of curvature R2, as shown in FIG. The vicinity of the body of the protrusion may also have the same radius of curvature R2, but the radius of curvature R2 is preferably set near the body of the protrusion so that the protrusion and the body are more smoothly continuous. It has a smaller radius of curvature R5.
図8の断面図における突起部の曲率半径R6は、好ましくは1.0mm~2.5mmである。図8の断面図における突起部の胴部近傍の曲率半径R5は、好ましくは3.0mm以上である。 The radius of curvature R6 of the protrusion in the cross-sectional view of FIG. 8 is preferably 1.0 mm to 2.5 mm. The radius of curvature R5 of the projection near the body in the cross-sectional view of FIG. 8 is preferably 3.0 mm or more.
図9に、図4の突起部16における、軸心に垂直な方向の断面C-C’の模式図を示す。2つの突起部16は、互いに対称形状を有しなくてもよく、2つの突起部のうちいずれかの突起部が大きくてもよいが、好ましくは互いに対称形状を有する。2つの突起部が互いに対称形状を有することにより、突起部を逆にしても同様のR加工をすることができる。
FIG. 9 shows a schematic diagram of a cross section C-C' in the direction perpendicular to the axis of the
図10及び図11に、本発明の打撃処理用端子の他の実施形態を示す。図10及び11は、打撃処理用端子の谷部の谷線に垂直な方向且つ軸心を通る断面を模式的に示している。 10 and 11 show other embodiments of the impact processing terminal of the present invention. 10 and 11 schematically show a cross section of the trough of the impact processing terminal in a direction perpendicular to the trough line and passing through the axis.
図10に示されるように、打撃処理用端子は先端部12が先細りの形状を有していてもよい。これにより、例えば、打撃処理用端子は、図3の打撃処理用端子に比べて、先端部12を細長くすることができ、被処理材に対して曲率半径が小さい打撃処理を施すことに、より適している。また、打撃処理用端子において先端部よりも胴部を太くすることで、端子の強度が向上し、端子自身の折損や疲労亀裂の発生をより抑制できる。図11の打撃処理用端子は、図10の打撃処理用端子に比べて、先端部12が短い先細り形状を有しており、被処理材に曲率半径が小さい打撃処理を施すことに、より適している。
As shown in FIG. 10, the impact processing terminal may have a
打撃処理用端子は、好ましくは、2つの突起部の頂部を通り、且つ、軸心と平行な面を基準として、1/2対称である形状を有する。打撃処理用端子は長手方向の軸を中心に回転することができるが、打撃処理用端子が上記1/2対称である形状を有することにより、打撃処理用端子を長手方向の軸を中心に回転させて用いても、被処理部に同じ打撃処理を行うことができ、同じ形の打撃処理部を形成することができる。 The impact processing terminal preferably has a shape that is 1/2 symmetrical with respect to a plane that passes through the tops of the two projections and is parallel to the axis. The impact processing terminal can be rotated around the longitudinal axis, but since the impact processing terminal has the above-mentioned 1/2 symmetrical shape, the impact processing terminal can be rotated around the longitudinal axis. Even when used in this manner, the same impact treatment can be performed on the treated portion, and the impact treatment portions can be formed in the same shape.
先端部と胴部とは一体物として作製することができる。先端部の硬度が高くなるように、少なくとも先端部を焼き入れ処理し、所望により焼戻しを行って、打撃処理用端子を作製してもよい。 The tip and body can be made as one piece. In order to increase the hardness of the tip, at least the tip may be hardened and, if desired, tempered to produce a terminal for impact processing.
図12に、本発明に係る打撃処理用端子を用いた打撃処理の一例を模式的に示す。図12において、実線が打撃処理用端子10の中央位置における外形を表し、破線101、102が打撃処理用端子10のエッジ部に対する角度を変えた位置における外形を表す。図12に示すように、所望により角度を変えながら被処理材34の角張ったエッジ部に打撃処理用端子10を矢印で示す方向に押し当てることで、図12に示す丸印のそれぞれに打撃が与えられ、図13に示す処理材36の処理形状を得ることができる。
FIG. 12 schematically shows an example of impact processing using the impact processing terminal according to the present invention. In FIG. 12, a solid line represents the outer shape of the
図14に、溶接部51を有するフランジ50とスカラップ42を有するウェブ材40とを溶接部52で溶接したスカラップ42の内面及びエッジ部への、本発明に係る打撃処理用端子を用いた打撃処理の一例の模式図を示す。 In FIG. 14, a flange 50 having a welded portion 51 and a web material 40 having a scallop 42 are welded at the welded portion 52, and the inner surface and edge portion of the scallop 42 are subjected to impact treatment using the impact treatment terminal according to the present invention. A schematic diagram of an example is shown.
スカラップ42の溶接止端、すなわち溶接部52との境目のスカラップ42の止端部に、曲線の矢印で示す方向に打撃処理用端子を移動させながら、直線の矢印で示す方向から打撃処理を行うことで、スカラップ40の溶接止端に圧縮残留応力を導入することができる。これにより、疲労亀裂の発生を抑制することができる。 While moving the impact processing terminal in the direction shown by the curved arrow, impact processing is performed on the weld toe of the scallop 42, that is, the toe of the scallop 42 at the boundary with the welding part 52 from the direction shown by the straight arrow. This allows compressive residual stress to be introduced into the weld toe of the scallop 40. Thereby, the occurrence of fatigue cracks can be suppressed.
ウェブ材は金属製であり、板厚は、好ましくは10mm以下である。上記好ましい範囲の厚みを有する比較的薄いウェブ材であれば、ウェブ材の両側から打撃処理を行い、角だけではなくウェブ材の厚みの全てにわたって、すなわちスカラップ内面の全面を打撃処理することができる。金属製の被処理材の板厚の下限は、特に限定されないが、例えば3mm以上であることができる。 The web material is made of metal, and the plate thickness is preferably 10 mm or less. If the web material is relatively thin and has a thickness within the above preferred range, the impact treatment can be performed from both sides of the web material, and the impact treatment can be applied not only to the corners but also over the entire thickness of the web material, that is, the entire inner surface of the scallop. . The lower limit of the thickness of the metal material to be treated is not particularly limited, but may be, for example, 3 mm or more.
本発明に係る打撃処理用端子を取り付ける打撃装置は、従来と同様のものを用いることができる。打撃装置としては、特に限定されないが、超音波衝撃処理装置、空圧振動装置、電動打撃装置等の打撃装置等を用いることができる。 As the impact device to which the impact processing terminal according to the present invention is attached, the same one as the conventional one can be used. The striking device is not particularly limited, but a striking device such as an ultrasonic impact processing device, a pneumatic vibration device, an electric striking device, etc. can be used.
打撃装置の一例として、超音波衝撃処理装置の構成を説明する。超音波衝撃処理装置は、磁歪コアまたはピエゾ素子からなる発振体と発振体の周囲に巻かれた発振コイルを有する発振部と、発振体の前方に接続された導波体を備える。 As an example of a striking device, the configuration of an ultrasonic impact processing device will be described. The ultrasonic shock processing device includes an oscillating body including an oscillating body made of a magnetostrictive core or a piezo element, an oscillating unit having an oscillating coil wound around the oscillating body, and a waveguide connected in front of the oscillating body.
発振部及び導波体は筒体に収納されており、導波体はスプリングを介して筒体に保持される。筒体より前方に突出した導波体の先端にはピンホルダーが設けられ、これにより打撃子が導波体に振動可能に取り付けられる。すなわち、打撃子は、振動装置の振動方向の先端側(前方側)に取り付けられる。 The oscillator and the waveguide are housed in a cylinder, and the waveguide is held in the cylinder via a spring. A pin holder is provided at the tip of the waveguide that protrudes forward from the cylindrical body, and the striker is thereby attached to the waveguide so that it can vibrate. That is, the striker is attached to the tip side (front side) of the vibration device in the vibration direction.
導波体と筒体の周方向の間隙にはシールが設けられ、冷却装置から冷却水管を経て筒体後端に設けられた給水口、排水口から冷却水を筒体内に供給、排出し、振動装置を冷却する。また、筒体の後端には、打撃作業用のハンドルが取り付けられる。 A seal is provided in the circumferential gap between the waveguide and the cylindrical body, and cooling water is supplied and discharged from the cooling device through the cooling water pipe into the cylindrical body from the water supply port and drain port provided at the rear end of the cylindrical body. Cool the vibration device. Furthermore, a handle for striking work is attached to the rear end of the cylinder.
本発明は金属材料の打撃処理方法としての側面も有する。本発明に係る金属材料の打撃処理方法は、上記の打撃処理用端子の前記突起部をガイドとして用いて前記谷部に前記金属製の被処理材のエッジ部を当接させながら、前記打撃処理用端子を1秒間に1回~5万回振動させて、前記エッジ部を塑性変形させることを含む。 The present invention also has an aspect as a method for impact treatment of metal materials. The impact processing method for a metal material according to the present invention includes the impact processing while bringing the edge portion of the metal material to be processed into contact with the valley using the protrusion of the impact processing terminal as a guide. The method includes vibrating the terminal 1 to 50,000 times per second to plastically deform the edge portion.
本方法によれば、打撃処理用端子の先端部が逃げないように、突起部をガイドとして用いて谷部に金属製の被処理材のエッジ部を当接させながら、谷部でエッジ部を打撃処理することができる。そのため、直線形状でないエッジ部も含めて、打撃処理用端子が逃げずに滑らかに打撃して、圧縮残留応力を導入することができる。本方法によれば、好ましくは、突起部でエッジ部からずれないよう保持しつつ、スカラップ内面(コバ面)を打撃することもできる。 According to this method, in order to prevent the tip of the terminal for impact processing from escaping, the protrusion is used as a guide to bring the edge of the metal workpiece into contact with the trough, and the edge is pressed at the trough. Can handle blows. Therefore, the impact processing terminal can be smoothly impacted without escaping, including edge portions that are not linear, and compressive residual stress can be introduced. According to this method, it is also possible to strike the scalloped inner surface (edge surface) while preferably holding the protruding portion so as not to shift from the edge portion.
本方法においては、上記の打撃処理用端子を1秒間に1回~5万回振動させて、被処理材を打撃処理することにより、被処理材の被処理部が、打撃処理用端子の谷部の形状及び突起部の形状が転写されるように打撃処理され、塑性変形される。 In this method, the above-mentioned impact processing terminal is vibrated 1 to 50,000 times per second and the material to be processed is subjected to impact processing, so that the portion to be processed of the material to be processed is damaged by the valley of the impact processing terminal. The impact treatment is performed so that the shape of the part and the shape of the protrusion are transferred and plastically deformed.
1 従来の振動端子
2 角部を備えた四角穴を有する金属板
10 打撃処理用端子
12 先端部
14 胴部
16 突起部
18 谷部
19 突起部と谷部との間の曲線の変曲点
20 突起部と谷部との間の直線部
32 直線部
34 被処理材
36 処理材
40 ウェブ材
42 スカラップ
50 フランジ
51 溶接部
52 溶接部
101 打撃処理用端子のエッジ部に対する角度を変えた位置における外形
102 打撃処理用端子のエッジ部に対する角度を変えた位置における外形
1 Conventional vibrating terminal 2 Metal plate having a square hole with
Claims (6)
先端部が、2つの突起部と、2つの前記突起部の間に前記突起部に連続して形成される谷部と、を有し、
前記谷部および2つの前記突起部は、前記谷部の谷線方向に平行な断面において、曲率を有する凸形状であり、
前記谷部の前記凸形状の頂部が、1.5mm~3.0mmの曲率半径を有する、
打撃処理用端子。 A striking processing terminal that is attached to the tip of a vibrating device in the vibration direction to strike a metal workpiece,
The tip portion has two protrusions and a trough formed between the two protrusions and continuous with the protrusions,
The trough and the two protrusions have a convex shape with curvature in a cross section parallel to the trough line direction of the trough,
The convex top of the valley has a radius of curvature of 1.5 mm to 3.0 mm .
Terminal for impact processing.
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