(57)【要約】【課題】背板に埋設したひずみ計によって鍛圧を正確に測定できるようにし、金型を交換しても再設定の必要がなく手間がかからずコストが軽減され、ひずみ計の配線も容易で断線のおそれのないものとする。【解決手段】複数のダイ３１〜３４が隣り合うように固設された多段鍛造機の１枚の背板２０にダイ毎のひずみ計６２，６３を埋設し、予め各ダイ毎に個々に既知の値の荷重を掛けその際の各ひずみ計の値を測定し、しかも夫々異なる複数の既知の値の荷重を各ダイ毎に掛けることにより該各ダイのひずみ計の測定値と隣り合うダイのひずみ計の測定値との関係式を各ダイ毎に算出し、これらの関係式を連立方程式として解くことにより多段鍛造時の該各ひずみ計の測定値から各ダイに実際に掛かる鍛圧を求める。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のダイが隣り合うように固設された多段鍛造機の１枚の背板にダイ毎のひずみ計を埋設し、予め各ダイ毎に個々に既知の値の荷重を掛けその際の各ひずみ計の値を測定し、しかも夫々異なる複数の既知の値の荷重を各ダイ毎に掛けることにより該各ダイのひずみ計の測定値と隣り合うダイのひずみ計の測定値との関係式を各ダイ毎に算出し、これらの関係式を連立方程式として解くことにより多段鍛造時の該各ひずみ計の測定値から各ダイに実際に掛かる鍛圧を求めるようにしたことを特徴とする多段鍛造機の鍛圧測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の金型が設けられ、素材を順に移動させて所期の形状に成形する多段鍛造機において、各金型に実際に掛かる鍛圧を測定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に示されたすえ込み鍛造機のような複数の金型が設けられる多段鍛造機では、鍛造時に各金型に実際に掛かる鍛圧を知ることは、金型設計上、或いは、過荷重を防止し好ましい操業状態を維持するうえで重要である。
【０００３】
そのために、（ア）ひずみ計を金型に直接貼り付ける。（イ）ロードセルを金型の間に取り付ける。（ウ）プレスラムフレームの楔受面にひずみ計を埋め込む。等の方法が考えられた。
しかし、上記（ア）の方法では、鍛造する製品毎に金型を交換するため、すべての製品で成形荷重を測定しようとすると、交換するすべての金型にひずみ計を取り付ける必要があり、またその場合、金型毎に測定値の校正が必要であるので、設定に手間がかかりコストも高くなるという問題があった。また、上記（イ）の方法では、金型を交換する度にロードセル配線の接続作業を要し、また、金型周辺は可動部が存在するため配線の引き回しが困難であり、配線の可動部への接触による断線の危険がある。また、上記（ウ）の方法では、プレスラム自体が揺動するので配線の引き回しが困難であり断線のおそれがある。
【特許文献１】特許第２７８０４４１号公報
【０００４】
また、金型のダイ側が固着される鍛造機の背板に各ダイ毎にひずみ計を埋設することが考えられるが、背板にひずみ計を埋設すると隣り合うダイに掛かる鍛圧が影響するため各金型（ダイ）ごとの鍛圧を正確に測定できないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、鍛造機の背板に各ダイ毎に埋設したひずみ計により、多段鍛造時に各金型に実際に掛かる鍛圧をできるだけ正確に求められるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために本発明に係る多段鍛造機の鍛圧測定方法は、複数のダイが隣り合うように固設された多段鍛造機の１枚の背板にダイ毎のひずみ計を埋設し、予め各ダイ毎に個々に既知の値の荷重を掛けその際の各ひずみ計の値を測定し、しかも夫々異なる複数の既知の値の荷重を各ダイ毎に掛けることにより該各ダイのひずみ計の測定値と隣り合うダイのひずみ計の測定値との関係式を各ダイ毎に算出し、これらの関係式を連立方程式として解くことにより多段鍛造時の該各ひずみ計の測定値から各ダイに実際に掛かる鍛圧を求めるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
背板に埋設したひずみ計によって鍛圧を測定できることから、金型を交換しても再設定の必要がなく手間がかからずコストも軽減されるとともに、ひずみ計の配線も容易で断線のおそれもない。そして、各金型に実際に掛かる鍛圧を正確に知ることができるので、鍛造品の品質管理や型設計等の貴重な資料とすることができる。
【実施例１】
【０００８】
次に本発明を４つの鍛造工程を具備した多段鍛造機の第２工程と第３工程に実施した例について図面とともに説明する。図１は４つの鍛造工程を具備した多段鍛造機における金型設定部の概略を示す平面図、図２はそのＡ−Ａ線断面図、図３はＢ−Ｂ線断面図である。図中、１０は固定盤、２０は該固定盤にボルト（図示せず）により固着された背板（ダイ側ハードプレート）、３１〜３４は該背板の前面に隣り合うように固設されたダイである。また、４０は可動盤、５１〜５４は該可動盤に固設されたパンチで、該各パンチは夫々ダイ３１〜３４と相対していて該可動盤が矢印で示したように進退動し、該各パンチが同時に該各ダイに圧着することにより金属素材が第１工程〜第４工程からなる４つの工程を経て所望形状に塑性加工される。なお、該可動盤を進退動させる駆動部、および、金属素材，鍛造品の工程間搬送機構、エジェクト機構等は図示省略した。
【０００９】
この実施例では第２工程の金型である上記ダイ３２の取付位置近傍と、第３工程の金型である上記ダイ３３の取付位置近傍に、背板２０の上面より埋込用の細孔２２，２３を夫々穿設し、該各細孔中にダイプラグタイプのひずみ計６２，６３を埋設する。該ひずみ計６２，６３は金属抵抗体がひずむとその電気抵抗が変化することを利用するもので、これを背板２０のダイ３２，３３の近くに埋設することにより、その出力から該ダイ３２，３３に掛かる荷重を測定できる。
【００１０】
しかして本発明では、先ずダイ３２のみに単独で既知の値の荷重を掛け、その際にひずみ計６２およびひずみ計６３に表れる値を測定し、しかもダイ３２に掛ける荷重を既知の複数の値とすることにより、図４に示したようにダイ３２に掛かる荷重（ひずみ計６２の測定値）とひずみ計６３の測定値との関係を求める。なお、ダイ３２のみに単独で荷重を掛けるには、例えば他工程の金型を離脱すれば簡単にできる。その結果、図４から分かるように、ひずみ計６２の測定値（以下、自工程荷重という）とひずみ計６３の測定値（以下、影響荷重という）とは略々直線状の関係となり、自工程荷重をａとすると影響荷重ｆ（ａ）はその関数として図４に示した例では次式（１）で表わされる。
ｆ（ａ）＝０．２８０ａ＋１７．９                        （１）
【００１１】
次にダイ３３のみに単独で既知の値の荷重を掛け、その際にひずみ計６２およびひずみ計６３に表れる値を測定し、しかもダイ３３に掛ける荷重を既知の複数の値とすることにより、図５に示したようにダイ３３に掛かる荷重（ひずみ計６３の測定値）とひずみ計６２の測定値との関係を求める。これも同図から分かるように略々直線状の関係となり、影響荷重ｆ（ｂ）は自工程荷重ｂの関数として、図５に示した例では次式（２）で表わされる。
ｆ（ｂ）＝０．０８８６ｂ＋２２．１                      （２）
【００１２】
ところで多段鍛造機における各工程の金型には実際には同時に荷重が掛かることから、実操業における第２工程のひずみ計６２の表示値Ｗ２は、自工程荷重ａと影響荷重ｆ（ｂ）との和となり、上記（２）式から
Ｗ２＝ａ＋０．０８８６ｂ＋２２．１                      （３）
と表される。
また、実操業における第３工程のひずみ計６３の表示値Ｗ３は、自工程荷重ｂと影響荷重ｆ（ａ）の和となり、上記（１）式から
Ｗ３＝ｂ＋０．２８０ａ＋１７．９                        （４）
と表される。
そこで、式（３）、（４）を連立方程式として解くことにより、自工程荷重ａ，ｂは次式で表される。
ａ＝１．０２５Ｗ２−０．０９０８Ｗ３−２１．０４        （５）
ｂ＝１．０２５Ｗ３−０．２８７０Ｗ２−１２．０１        （６）
【００１３】
このため、実操業時にひずみ計６２の表示値Ｗ２とひずみ計６３の表示値Ｗ３を知れば、上記式（５）、（６）により自工程荷重ａ，ｂ、即ち、第２工程のダイ３２に掛かる鍛圧と第３工程のダイ３３に掛かる鍛圧を正確に求めることができる。即ち、式（５）、（６）より自工程荷重ａ，ｂを算出することにより互いの影響荷重が相殺され、常に正確な鍛圧を求めることができる。こうして知り得た鍛圧は金型を交換した場合でも何ら校正を要することなく正確性が維持される。また、固定盤１０側の背板２０にひずみ計６２，６３を埋設したことにより、配線の引き回しが容易であり断線等のトラブルが避けられ、金型交換を支障なく行うことができる。
【００１４】
なおこの実施例は、第２工程と第３工程の互いの影響荷重のみを想定したが、第１工程から第４工程まで総ての金型について背板２０にひずみ計を埋設し、各金型について同様に影響荷重と自工程荷重との関係式を求め、その４つの関係式を連立方程式として解くことにより、操業時における自工程の鍛圧を各ひずみ計の測定値から正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る多段鍛造機の概略を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】第２工程のダイにおける自工程荷重と影響荷重との関係を示す線図。
【図５】第３工程のダイにおける自工程荷重と影響荷重との関係を示す線図。
【符号の説明】
【００１６】
１０          固定盤
２０          背板
２２，２３    細孔
３１〜３４    ダイ
４０          可動盤
５１〜５４    パンチ
６２，６３    ひずみ計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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