JPH01201134A - 摩擦・摩耗試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、工具と材料の摩擦・摩耗試験装置の改良、具
体的には金型等の工具材の摩耗・摩擦係数・焼き付きな
どを実際の加工条件に近い状態でシミュレートし短時間
で性能良く測定・評価するための摩擦・摩耗試験装置に
関するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の摩擦・摩耗試験装置は大きく分けると軽負荷をか
けてメツキや塗膜等の接着強さを往復動によって測定す
る引っ掻き試験装置、し争う切状態における材料、表面
状態や潤滑などを回転もしくは往復動によって測定する
摩擦・摩耗試験装置そして、材料にたいして工具を回転
させ円弧状の切り込みを与える摩擦・摩耗試験装置など
があるがいずれも金型等の工具材の摩耗を実際の加工条
件に近い状態でシミュレートするには、材料塑性域のＦ
′ｌ擦力がかかつていなかったり、一定時間経過後の表
面の摩擦・摩耗状態のため実際の加工条件とは異なる、
あるいは、一定の切り込みになっておらず局部的である
などの欠点があった。

この発明は、前記の欠点を除くために成されたものであ
り、材料を所定の温度に加熱する加熱部を設け、一方、
その材料に対して所定の切り込み１が与えられるように
工具を配するとともに、その工具を保持し、かつその位
置を調整しうる工具Ｒ整品を設け、更に、前記工具に所
定の速度量を与えて材料に塑性変形を生じさせつつ前進
させ、次に所定の位置で停止させた後、変形領域を前記
工具が材料と弾性接触しながら後退して元の状態まで戻
る工具移動部が設けられた摩擦・摩耗試験装置とするこ
とにより、１、金型などの工具の摩耗・焼き付き・摩擦
係数などを実際の加工に近い状態でシミュレートできる
摩擦・摩耗試験装置 ２　温間および、冷間加工のきわめて広い温度条件を設
定でき、実際の加工に近い状態でシミュレートできる摩
擦・摩耗試験装置。

３　速度や切り込み川などを独立に変えることができる
ため、潤滑条件を含め、広範囲な加工条件が設定できる
と共に、実際の加工に近い状態でシミュレートできる摩
擦・摩耗試験装置。

を提供することを目的とする。

し実　施　例］ 一構造一 以下図面を参照して説明する。第１図は本発明に係る摩
擦・摩耗試験装置の正面図を、第２図は本発明に係る摩
擦・摩耗試験装置の側面図を示す。図中１は、試験に用
いる帯板状の材料を示し、フィーダ装置２によって矢印
へ方向にある間隔をもって送り出される。なお、この打
字４１は加熱部６を通過させることにより温間または冷
間加工の試験条件にまで材料の温度を上げることができ
る。工具調整部４は後述する工具３を保持し、親ネジ等
によってその工具３を上下動させると共に重犯材料にた
いして一定の切り込み量を与える位置関係で固定するた
めのものである。なお、この工具調整部４は揺動機構を
備えることにより工具の後退時には跳ね上がらせること
も可能である。

工具移動部５は、工具３を保持した工具調整部４を材料
の幅に応じて所定の長さで往復動させるためのものであ
り、可変速モータ５ａからの回転駆動力を減速機やクラ
ンク機構等を介して往復直線運動に変換した駆動力を用
いて駆動されている。上記に示した加熱部６、工具調整
部４および工具移動部５は操作パネル７のスイッチやメ
ータによってそれぞれの調整もしくは設定条件を独立し
て決めることができるため加工温度、切り込みデおよび
加工速度などの実験のパラメータを多く取ることができ
る。

又、材料に所定の切り込み黴を与えながら工具と材料の
押し付は力Ｆｎおよび工具の押し込み力Ｆｌを材料受台
９に張り付けた歪ゲージ８やオッシロスコープと歪計１
０等によって計測する。必要に応じてコンピュータ１１
に接続することもできる。

第３図は、工具３の詳細図であり、又、第４図はそのＸ
−Ｘ部分の断面図である。この工具の先端部は、材料に
塑性変形を生じさすながら工具が移動する進行方向Ｂに
たいして、側面形状が円弧状をしており、一方、正面形
状については略中央部にて稜線３ａを有し、その左方に
向かっては傾斜面３ｂを、更にその右方に向かっては傾
斜面３ｃを設けてあり、その２つの傾斜面によって刃先
に一定角度を付けている。又場合によっては、前記円弧
状の端部に平坦な、すくい面を設けることもできる。

一作　用− 操作パネル７によって以下の操作を行なう。

試験に用いる帯板状の材料をフィーダ装置２によって材
料受台９まで送り出す、前述した先端形状を有する工具
３を保持した工具調整部４を上下動させ工具先端部が前
記材料にたいして一定の切り込み世を与える位置関係で
固定する。

加熱部６を作動させ材料が温間加工あるいは冷間加工の
試験条件温度になるように設定する。

さて、工具移動部５を作動させると材料に工具３を押し
込みなからＢ方向に移動し、前進位置で一旦停止した後
、塑性変形を与えた材料域を工具の姿勢を変えずにＣ方
向に後退する。この際前記工具形状に対する材料の押し
付は力Ｆｎおよび工具の押し込み力Ｆしを計測している
ので摩擦力が解る。次に、フィーダ装置２によって材料
を一定ピッチ送り込んでから先程と同じ様に工具移動Ｎ
Ｓ５を作動させる。即ち、行きの工程では材料に塑性変
形を生じさせ、戻りの工程では、同じ路をその工具が材
料と弾性接触しながら戻る。以上に示した工程を繰り返
すことにより試験材料のごく狭い面積に、塑性加工工具
が受ける厳しい摩擦条件、即ち、高面圧、高面広がり、
高すべり速度、そしてそれに伴う、高温度を発生させ、
戻りの工程では一般の加工における材料の工具からの取
りだしくノックアウト）をシミュレートする。又、−回
の引っ掻き面積が狭いので少ない試験材料で多数回の引
っ掻きが行なえるので自動化できるとともに、きわめて
経済的にシミュレートが行なえる。

この試験工程を適当数繰り返すことにより試験材料と工
具の関係における、摩擦係数、焼き付きや摩耗を自動的
に、きわめて短時間で評価できる。又、材料を例えば、
固体、可溶性、有機化学、水溶性などの種々の潤滑剤で
潤滑することによりその潤滑剤のｉｌｌ！滑性能をも合
わせて評価できる。次に、工具調整部４に揺動機構を備
えることにより工具の後退時には跳ね上がらせることが
できるのでノックアウトプロセスのない加工のシミュレ
ーションを行なう摩擦・摩耗試験機としても使える。

［効　　果］ 本発明は、上記のように材料を所定の温度に加熱する加
熱部を設け、一方、その材料に対して所定の切り込み世
が与えられるように工具を配するとともに、その工具を
保持し、かつその位置を調整しうる工具調整部を設け、
更に、前記工具に所定の速度量を与えて前記材料に塑性
変形を生じさせつつ、先ず前進させ、次に所定の位置で
停止させた後、変形領域を後退させて元の状態まで戻す
工具移動部が設けられている摩擦・摩耗試験装置とする
ことにより、■、金型などの工具の摩耗を実際の加工に
近い状態で短時間にシミュレートできる。

２、温間および、冷間加工のきわめて広い温度条件を設
定でき、実際の加工に近い状態でシミュレートできる。

３、速度や切り込み世などを独立に変えることができる
ため、潤滑条件を含め、広範囲な加工条件が設定できる
と共に、実際の加工に近い状態でシミュレートできる。

という効果を有するきわめて有用な発明である。なお、
この発明は、前述の実施例以外の実施態様においても実
施しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示した摩擦・摩耗試験機の
正面図。第２図は、本発明の実施例を示した摩擦・摩耗
試験機の側面図。第３図は、本発明の実施例を示した工
具の詳細図。第４図は、本発明の実施例を示した工具の
ｘ−Ｘ断面図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、工具と材料の摩擦・摩耗試験装置において材料を所
   定の温度に加熱する加熱部を設け、一方、その材料に対
   して所定の切り込み量が与えられるように工具を配する
   とともに、その工具を保持し、かつその位置を調整しう
   る工具調整部を設け、更に、前記工具に所定の速度量を
   与えて材料に塑性変形を生じさせつつ前進させ、次に所
   定の位置で停止させた後、変形領域を前記工具が材料と
   弾性接触しながら後退して元の状態まで戻る工具移動部
   が設けられていることを特徴とする摩擦・摩耗試験装置
   。 ２、試験条件を与える、加熱部、工具調整部および、工
   具移動部はそれぞれ独立して加工温度、切り込み量およ
   び、速度を変えることができることを特徴とする第１項
   記載の摩擦・摩耗試験装置。 ３、前記工具の先端部は、その工具の進行方向にたいし
   て、側面形状が円弧状をし、又、正面形状が中央部にて
   稜線を有し、左右方向に向かって一定角度でそれぞれ傾
   斜面を有していることを特徴とする第１項記載の摩擦・
   摩耗試験装置。