JPS6139963Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は鍛造型・板金型などのように繰り返し
すべり摩擦が作用するものの摩耗を試験する装置
に関するものである。

塑性加工品の精度は、型精度で規定されるた
め、型が摩耗して所定の精度が維持出来なくなる
と型を交換する必要がある。

型摩耗は塑性加工の特徴である経済性を阻害す
る要因であり、特に本加工の高精度化が強く指向
されている折から、型摩耗問題は増々顕在化して
いる。

生産現場では型摩耗を極力防止するため、型
材、加工条件、潤滑剤等の適正化に努めている
が、型摩耗を机上の検討のみで取扱える程、摩耗
理論は進展していないため、実生産中での長期に
わたる試行錯誤を必要とし、その間のコスト的損
失は大きい。

このような現状を改善するために摩耗試験法の
活用が考えられ、従来から塑性加工温度にまで試
片を加熱し、かつ塑性加工に近い高面圧をかける
など、実体に比較的近い条件を再現出来る試験法
が考案されている。

一般に塑性加工の型の摩耗は、加工中に型と素
材とが数分の１秒ないし数秒間だけ接触して相対
的すべりをおこし、その後成形終了した素材を取
出して潤滑剤を塗付するというサイクルにおいて
発生するものである。そのため、型の摩耗に最も
影響を与える型と素材との接触部の温度は、ある
サイクルをえがくものであつて、従来法のように
試片同士を接触させたまますり合せるだけでは、
その温度サイクルを再現することが出来ず、精度
的に不十分となる。従来法にはこの様な温度面の
不具合があるだけでなく、試片を接触させたまま
であるため、摩耗粉をかみ込んだ状態での試験と
なり、摩耗粉により、ひつかき摩耗が多く生じこ
の面からの精度低下も生じる。

本考案はこれらの欠点を排除するものであつ
て、軸芯を平行にして配設される２つの回転軸
と、同回転軸の一方に取り付けられる型モデル
と、同型モデルを加熱する加熱機構と、上記円筒
の他方に取り付けられる素材モデルと、同素材モ
デルを囲繞するカバーと、同カバー内に不活性ガ
スを供給する供給管と、上記素材モデルを取り付
けた回転軸を冷却する冷却機構と、上記型モデル
を取り付けた回転軸を回転させる回転機構と、上
記２つの回転軸の軸芯の距離を変化させる横移動
機構と、上記２つの回転軸の軸芯方向の位置を変
化させる縦移動機構とからなることを特徴とし、
その目的とするところは摩耗部の熱サイクルをも
再現することが可能となるとともに、試験片等か
ら出る摩耗粉によるひつかき摩耗が生ぜず、それ
に起因する精度低下を生じさせない摩耗試験装置
を提供するものである。

以下本考案を第１図に示した一実施例の装置に
ついて説明する。なおこの実施例では鍛造に使用
する型の摩耗を模擬する場合を例に示してある
が、板金型やその他周期的にすべり摩擦が生じる
ものに対応しうるものである。

１は鍛造素材からなる円筒状の素材モデルであ
つて、中空の回転軸２に取り付けられており、ベ
ツト３上固定されたハウジング４および５によつ
て水平に支持されている。上記素材モデル１は回
転軸２の端部に取り付けた歯車６およびそれと係
合する歯車７がモータ８によつて回転させられる
ことにより所定の周速度で回転する。

９および１０は上記した中空の回転軸２の両端
部に夫々取付けられる回転継手であつて、図示し
ない冷水源に連通して冷却水を循環させる水パイ
プ１１，１２が接続される。

１３は回転軸１４に取り付けられた円筒状の円
盤であつて、モータ１５の駆動によつて回転する
もので、その軸芯は素材モデル１を取り付けた回
転軸２の軸芯と平行になるように配設されてい
る。

上記モータ１５はテーブル１６上に配設されて
おり、ハンドル１７によつて上記円盤１３の軸芯
と直交する方向に前後進できる。またテーブル１
６はベツト３に取り付けたハウジング２９および
モータ１８によつて水平かつ回転軸２と平行に配
設されて回転するねじ軸１９と螺合しており、テ
ーブル１６はねじ軸１９の回転に伴なつて素材モ
デル１等の軸芯方向に移動する。

なお、円盤１３の外周側面には鍛造型と同一材
料よりなる円柱状の型モデル２０が取り付けられ
ており、ノズル２１より吐出される潤滑剤が吹き
付けられる。また円盤１３の端面であつて上記型
モデル２０の近傍には電熱器２２が取り付けてあ
り、導線２３を介して電源に接続される。

２４は高周波加熱用コイルであつて、素材モデ
ル１を所定の温度まで加熱するものであり、素材
モデル１の温度は放射温度計２５で測定される。

これらの素材モデル１およびコイル２４は筒状
の伸縮可能なカバー２６に覆われており、カバー
２６内にはガスの供給管２７を介して不活性ガス
（たとえば窒素ガス）が導入されている。

なお上記カバー２６と回転軸２とは嵌遊してお
り、またカバー２６の一部は型モデル２０と素材
モデル１とが係合できるように切り欠かれてお
り、その切り欠き位置はテーブル１６の移動に伴
なう型モデル２０の縦移動に追従できるようにな
つている。

またモータ８および１５の回転速度は制御器２
８によつて制御される。

この試験装置での試験手順は次のとおりであ
る。

まず回転軸２中に冷却水を通して冷却した後素
材モデル１の温度を鍛造加工中に型摩耗部を通過
する実際の素材温度と一致するよう高周波加熱用
コイル２４で加熱し放射温度計１５で測定する。
一方電熱器２２に通電し、型モデル２０の温度を
通常行なう型の予熱の温度まで上昇させる。

ハンドル１７を操作してテーブル１６を移動さ
せ、円盤１３に取り付けた型モデル２０が素材モ
デル１と接触するまで近づける。

つぎにカバー２６の切り欠きの位置を調整し、
供給管２７より不活性ガスをカバー２６内に供給
し、素材モデル１の周速と、型モデル２０の周速
との和を鍛造加工中に型摩耗部を通過する素材の
すべり速度を一致させ、かつ型モデル２０が鍛造
加工のサイクルタイムと同一時間で１回転するよ
うに素材モデル１と型モデル２０の回転数を制御
器２８によるモータ８および１５の制御で行う。

なお、型モデル２０と素材モデル１の接触時間
が実際の加工時間と一致するように、ハンドル１
７を操作して、素材モデル１に対する型モデル２
０の切込み量を調整する。

素材モデル１と型モデル２０が前記設定値で回
転し、接触すると同時に、ねじ軸１９がモータ１
８によつて回転し、テーブル１６が素材モデル１
の軸芯方向に移動する。

素材モデル１の表面には、型モデル２０とのこ
すれ合いにより溝が生じるが、上記テーブル１６
の移動により、溝を再びこすることなく、常に溝
のない素材モデル１表面とこすれ合うようにして
試験が進行する。

たとえば素材モデル１の寸法を直径100mm、長
さ200mm、型モデル２０の寸法を直径15mm先端を
半径7.5Rの球とした場合、平均的には200ないし
600回の試験が可能である。（１回は、実際の塑性
加工の１個に相当） このように本考案の一実施例の装置によると型
摩耗現象を左右する因子、すなわち、型と素材と
の接触部温度分布、相対すべり速度、相対すべり
量、型と素材との接触時間、サイクルタイム、潤
滑剤等を実際の加工と一致させた模擬試験が行わ
れることになる。

また素材モデル１をカバー２６内に入れ、その
内に不活性ガスを供給管２７によつて供給するよ
うにしたので加熱された素材モデル１の酸化が防
止でき、酸化物による精度低下を防ぐことができ
る。

更に素材モデル１は高温に加熱され（最高1300
℃程度）、その結果回転軸２を通じ熱がハウジン
グ４および５に流入し、この中の軸受が加熱され
焼付きが生じる恐れがあるが、回転軸２は回転継
手９，１０および水パイプ１１，１２を介して冷
却水が循環しているので軸受などにまで熱が及ぶ
ことは無い。

これにより、前述の型と素材との接触部の温度
サイクルを実際の塑性加工と同一に出来、この条
件下で実際と同一の相対すべり速度、すべり量で
摩耗試験を行うことが出来る。それに加えてこす
れ合うたびに新しい潤滑剤を塗付出来かつ前述の
従来法のように摩耗粉が型と素材との間に停滞す
るような障害はない。

以上より、従来法より精度の高い摩耗試験を行
うことが出来る。

なお上記実施例では、テーブル１６上にモータ
１５および円盤１３を配設し、テーブル１６をハ
ンドル１７で移動させるとともにねじ軸１９で軸
芯方向に移動させることによつて型モデル２０と
素材モデル１の位置関係を変えるようにしたが、
素材モデル１側のみを移動させても、また両方を
移動させることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置の全体斜
視図である。 １……素材モデル、２……回転軸、９，１０…
…回転継手、１１，１２……水パイプ、１３……
円盤、１４……回転軸、１６……テーブル、１７
……ハンドル、１８……モータ、１９……ねじ
軸、２０……型モデル、２２……電熱器、２４…
…コイル、２５……温度計、２６……カバー、２
７……供給管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 軸芯を平行にして配設される２つの回転軸と、
   同回転軸の一方に取り付けられる型モデルと、同
   型モデルを加熱する加熱機構と、上記回転軸の他
   方に取り付けられる素材モデルと、同素材モデル
   を囲繞するカバーと、同カバー内に不活性ガスを
   供給する供給管と、上記素材モデルを取り付けた
   回転軸を冷却する冷却機構と、上記型モデルを取
   り付けた回転軸を回転させる回転機構と、上記２
   つの回転軸の軸芯の距離を変化させる横移動機構
   と、上記２つの回転軸の軸芯方向の位置を変化さ
   せる縦移動機構とからなることを特徴とする摩耗
   試験装置。