KR0128119B1 - The device measuring friction charcter for plate - Google Patents
The device measuring friction charcter for plateInfo
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Abstract
Description
제1도는 스탬핑 공정에 사용되는 통상적인 복동프레스의 단면개략도.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional double acting press used in a stamping process.
제2도는 본 발명에 부합되는 판재의 마찰특성 측정장치의 일례를 나타내는 것으로써, 가)도는 부분단면도, 나)도는 좌측면도임.2 shows an example of an apparatus for measuring frictional characteristics of a sheet according to the present invention, wherein a) is a partial cross-sectional view and b) is a left side view.
제3도는 본 발명에 부합되는 마찰특성 측정장치의 룰러비드부의 분해사시도.Figure 3 is an exploded perspective view of the ruler bead portion of the friction characteristic measuring apparatus according to the present invention.
제4도는 본 발명에 부합되는 마찰특성 측정장치의 고정비드부의 분해사시도.Figure 4 is an exploded perspective view of the fixed bead portion of the friction characteristic measuring apparatus according to the present invention.
제5도는 롤러비드 및 고정비드에 대한 인발거리에 따른 인발력 및 가압력 변화를 나타내는 그래프.5 is a graph showing the change in drawing force and pressing force according to the drawing distance for the roller bead and the fixed bead.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 비드부, 11 : 롤러비드부,10: bead portion, 11: roller bead portion,
13 : 고정비드부, 20 : 인발부,13: fixed bead part, 20: drawing part,
20 : 인발부, 21 : 인발그립,20: drawing part, 21: drawing grip,
24 : 스크류부, 30 : 본체,24: screw portion, 30: the body,
40 : 프로세스 제어부, 41 : 증폭기,40: process control, 41: amplifier,
42 : A/D 컨버터, 50 : 데이타 처리부,42: A / D converter, 50: data processing unit,
51 : 솔레노이드 밸브, 52 : 프로세스 로직제어기51: solenoid valve, 52: process logic controller
본 발명은 자동차용 강판등으로 널리 사용되고 있는 얇은 판재의 마찰특성을 측정하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring the friction characteristics of a thin plate widely used as a steel sheet for automobiles.
통상, 자동차 제조공정에 있어서는 판재를 변형시켜 필요로 하는 3차원 형상의 판넬을 만드는 스탬핑 공정을 거쳐 완성된 판넬이 제조된다. 그러나, 판넬형상의 대부분은 첫번째 단계인 드로잉금형에서 결정되기 때문에 이 공정에서의 파단, 주름등의 성형불량이 없는 완전한 제품을 만드는 것이 매우 중요하다. 이런 성형불량의 발생원인으로는 재료(판재)의 기계적 성질과 마찰특성 뿐 아니라 프레스 금형의 가공조건등을 들 수 있다.Usually, in the automobile manufacturing process, a completed panel is manufactured through the stamping process of deforming a board | plate material and creating the required three-dimensional panel. However, since most panel shapes are determined in the first step, drawing mold, it is very important to make a perfect product without molding defects such as breakage and wrinkles in this process. The causes of such molding failure include the mechanical properties and friction characteristics of the material (plate material) as well as the processing conditions of the press die.
통상의 스탬핑 공정을 복동 프레스에 의한 스탬핑 공정을 나타내는 제1도를 통해, 설명하면 다음과 같다.A typical stamping process will be described with reference to FIG. 1 showing a stamping process by a double-acting press as follows.
프레스 성형은 성형하려는 판재(4)를 투입한 후 블랭크 홀더(1)이 하강하여 판재(4)의 외주부위를 적당한 힘으로 눌러 잡아주고 편치(2)를 하강시키면 판재(4)의 외주부위가 하형다이(3)의 내부(5)로 유입되므로써 이루어진다.Press molding is carried out by inserting the plate (4) to be molded, the blank holder (1) is lowered to press the outer peripheral portion of the plate (4) with a suitable force and lower the biasing (2) when the outer peripheral portion of the plate (4) is This is achieved by inflow into the interior 5 of the lower die 3.
통상 자동차 판넬의 스탬핑 성형을 위한 드로잉금형의 블랭크홀더(1)의 상면(6)에는 제1도에서와 같이, 원형단면 혹은 사각단면 형상을 갖는 드로비드(7)가 설정되어 있는 것이 일반적이다. 판재(4)가 이 드로비드(7)을 통과하는데 작용하는 유입 저항력은 드로비드(7)에서 재료가 연속적인 굽힘변형과 굽힘풀림변형을 반복하는데 소요되는 소성변형력과 판재(4)와 드로비드(7)의 표면 사이에 작용하는 마찰력의 합으로 결정된다. 이 드로비드(7)에서의 유입저항력의 크기는 다이내부(5)로의 재료의 유입량및 장력을 조절하여 판넬의 파단이나 좌굴등을 방지하는 중요한 역할을 한다. 드로비드에서의 유입저항력의 크기는 비드의 형상, 강판의 두께 및 재료의 기계적 특성, 블랭크홀더력 그리고 판재와 드로비드 면과의 마찰특성에 의존한다. 따라서 성형하려는 판재의 종류, 두께 그리고 가공조건이 결정되어 있는 경우에 판재와 드로비드면 사이에 작용하는 마찰력의 크기가 판재의 성형성패 여부를 결정하는 중요한 역할을 한다. 스탬핑 공정중에 작용하는 판재의 마찰특성을 평가하기 위한 종래의 방법으로는 자동차스탬핑 공정에서 사용되고 있는 드로비드들의 대표적인 형상을 재현한 다이셋트 2개를 제작하여 인장시험기에 체결하여 실험하는 방법을 들 수 있다. 그러나 이 방법은 항상 인장시험기를 이용해야 하는제약조건이 있고 또한 쿠롬마찰계수를 측정하는데 있어서 고정비드와 롤러비드로 불리는 2개의 다이셋트를 교대로 체결하여야 하는 단점이 있다.It is common that the upper surface 6 of the blank holder 1 of the drawing mold for stamping molding of an automobile panel is set with a draw bead 7 having a circular cross section or a square cross section as shown in FIG. The inflow resistance force acting on the plate 4 to pass through this draw bead 7 is the plastic strain and the sheet 4 and draw bead required for the material to repeat the continuous bending and unwinding deformation in the draw bead 7. It is determined by the sum of the frictional forces acting between the surfaces of (7). The magnitude of the inflow resistance in the draw bead 7 plays an important role in preventing the panel from breaking or buckling by adjusting the inflow and tension of the material into the die 5. The magnitude of the inrush resistance in the draw beads depends on the shape of the bead, the thickness of the steel plate and the mechanical properties of the material, the blank holder force and the friction between the plate and the draw bead face. Therefore, when the type, thickness, and processing conditions of the sheet to be formed are determined, the amount of frictional force acting between the sheet and the draw bead surface plays an important role in determining the formability of the sheet. Conventional methods for evaluating the frictional properties of the plates acting during the stamping process include the production of two die sets that reproduce the typical shapes of the draw beads used in the automotive stamping process, and then test them by connecting them to a tensile tester. have. However, this method has the disadvantage of always using a tensile tester and also has the disadvantage of alternately fastening two dies, called fixed beads and roller beads, in measuring the Corom friction coefficient.
본 발명은 상기한 종래방법의 단점을 개선하기 위하여 제안된 것으로써, 인장시험기에 의존하지 않고 단독으로 마찰특성을 측정할 수 있고, 또한 자동화하여 판재의 마찰특성을 정확하고 신속하게 측정할수 있는 판재의 마찰특성 측정장치를 제공하고자 한데, 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in order to improve the disadvantages of the above-described conventional method, it is possible to measure the friction characteristics alone without relying on the tensile tester, and also can be automated to accurately and quickly measure the friction characteristics of the plate An object of the present invention is to provide an apparatus for measuring friction characteristics.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.
본 발명의 마찰특성 측정장치는 시편에 일정깊이의 비드를 형성하는 비드부, 시편을 상기 비드부를 통과시켜 시편에 굽힘변형과 굽힘풀림 변형을 반복시키면서 인발하는 인발부, 상기 비드부 및 인발부를 유지하는 본체, 비드부 및 인발부를 제어하는 프로세스 제어부 및 시편이 상기 비드부를 통과하여 인발될때 나오는 미세한 신호들을 처리하는 데이타 처리부를 포함하여 구성된다.The friction measuring apparatus of the present invention is a bead portion forming a bead of a predetermined depth on the specimen, the draw portion to be drawn while repeating the bending deformation and the bending deformation on the specimen by passing the specimen through the bead, the bead portion and the drawn portion And a process controller for controlling the main body, the bead part, and the drawing part, and a data processing part for processing the minute signals that are drawn when the specimen is drawn through the bead part.
이하, 본 발명을 도면에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by the drawings.
제2도에 나타난 바와같이, 본 발명의 마찰 특성 측정장치(100)는, 시편에 일정깊이의 비드를 형성하는 비드부(10), 시편에 굽힘변형과 굽힘풀림 변형을 반복시키면서 시편을 일정한 속도로 인발하는 인발부(20), 상기 비드부(10)와 인발부(20)를 유지하는 본체(30), 시편이 상기 비드부(10)를 통과하여 인발될때 나오는 미세한 신호들을 처리하는 데이타 처리부(40) 및 상기 비드부(10) 및 인발부(20)를 제어하는 프로세스 제어부(50)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the friction measuring apparatus 100 according to the present invention includes a bead portion 10 for forming a bead having a predetermined depth in a specimen, and a specimen at a constant speed while repeating bending deformation and bending deformation in the specimen. A drawer 20 for drawing into the drawer 20, a main body 30 for holding the bead 10 and the drawer 20, and a data processor for processing minute signals that are drawn when the specimen is drawn through the bead 10. 40 and a process control section 50 for controlling the bead section 10 and the drawing section 20.
상기 비드부(10)는 롤러비드부(11)와 고정비드부(13)로 이루어진다. 상기 롤러비드부(11)는 제3도의 분해 사시도에 나타낸 바와같이 일정한 간격을 두고 회전가능하게 유지되는 한쌍의 상부 롤러비드(113), 상기 상부 롤러비드(113)를 유지해주는 한쌍의 상부 롤러비드 유지체(11), 상기 상부 롤러비드 유지체(112)를 고정해주는 제 1상부 고정판(111), 상기 롤러비드(11)와 일정한 간격을 두고 마주보면서 회전가능하게 유지되는 하부롤러비드(117) 및 상기 하부롤러비드(117)를 유지해주는 제1하부고정판(115)을 포함한다.The bead part 10 consists of a roller bead part 11 and a fixed bead part 13. The roller bead portion 11 has a pair of upper roller beads 113 which are rotatably held at regular intervals as shown in the exploded perspective view of FIG. 3 and a pair of upper roller beads which hold the upper roller beads 113. Retaining body 11, the first upper fixing plate 111 for fixing the upper roller bead holding body 112, the lower roller bead 117 is rotatably maintained facing the roller bead 11 at regular intervals And a first lower fixing plate 115 for holding the lower roller bead 117.
상기 한쌍의 상부롤러비드(111)의 롤러비드 사이의 간격은 롤러비드부(11)가 가압상태에 있는 경우 상부롤러비드(113)와 하부롤러비드(117) 사이의 간격이 시험하고자 하는 판재의 두께보다 약간 크게 되도록 선정되어야 하는데, 그 이유는 롤러비드 사이를 시편이 통과할때 시편에 아이어닝이 일어나지 않도록 하기 위함이다.The interval between the roller beads of the pair of upper roller beads 111 is the gap between the upper roller bead 113 and the lower roller bead 117 when the roller bead 11 is in a pressurized state. It should be chosen to be slightly larger than the thickness, to avoid ironing of the specimen as it passes between the roller beads.
상기 제1상부 고정판(111)은 제1상부홈(111a) 및 두개의 제1하부홈(111b)이 형성되고, 상기 상부롤러비드 유지체(112)에는 롤러비드 고정홈(112a)이 형성된다.The first upper fixing plate 111 is formed with a first upper groove 111a and two first lower grooves 111b, and a roller bead fixing groove 112a is formed in the upper roller bead holder 112. .
상기 상부롤러 비드 유지체(112)의 상부는 상기 하부홈(111b)에 삽입되어 볼트등에 의해 과정되므로써 상기 상부롤러 비드 유지체(112)는 상기 제1상부 고정판(111)에 고정되고, 상기 상부 롤러비드(113)는 상기 롤러비드 고정홈(112c)에 회전가능하게 고정된다.The upper roller bead holder 112 is fixed to the first upper fixing plate 111 by being inserted into the lower groove 111b and being processed by a bolt or the like. The roller bead 113 is rotatably fixed to the roller bead fixing groove 112c.
상기 베어링 수용부(112b)내에는 상기 롤러비드(113)를 지지 해주는 다수개의 롤러베어링(114)이 내장된다.A plurality of roller bearings 114 for supporting the roller beads 113 are embedded in the bearing accommodation part 112b.
상기 제1하부 고정판(115)에는 하부롤러 비드 유지홈(115a) 및 롤러비드 지지대 고정홈(115b)이 형성되어 있고, 상기 하부롤러 비드 유지홈(115a)에는 하부 롤러비드(117)를 지지해주는 하부롤러비드 지지대(116), 하부롤러비드(117) 밑에 위치되어 하부롤러비드(117)를 지지해주는 다수개의 하부롤러베어링(118) 및 상기 하부롤러 베어링(118)을 수용하는 다수개의 베어링박스(119)가 놓이게 된다. 또한, 상기 제1하부 고정판(115)에는 제 1가이드 롤러(120)가 회전가능하게 구비되어 있으며, 이 제1가이드 롤러(120)는 시편을 안내할 뿐만 아니라 시편이 롤러비드의 반경부를 완전히 감싸면서 변형되도록 해준다.The lower roller bead holding groove 115a and the roller bead holding groove 115b are formed in the first lower fixing plate 115, and the lower roller bead holding groove 115a supports the lower roller bead 117. Lower roller bead support 116, a plurality of lower roller bearings 118 positioned below the lower roller bead 117 to support the lower roller bead 117 and a plurality of bearing boxes for receiving the lower roller bearing 118 ( 119) will be placed. In addition, a first guide roller 120 is rotatably provided on the first lower fixing plate 115, and the first guide roller 120 not only guides the specimen but also completely surrounds the radius of the roller bead. To be deformed.
상기 하부롤러 지지대(116)에는 돌출부(116a)가 형성되어 있고, 상기 돌출부(116a)가 롤러지지대 고정홈(115b)에 삽입된 상태에서 볼트등에 의해 상기 하부롤러 지지대(116)에 고정되고, 상기 베어링박스(119)도 볼트등에 의해 고정된다.The lower roller support 116 is formed with a protrusion 116a, and the protrusion 116a is fixed to the lower roller support 116 by a bolt or the like in a state where the protrusion 116a is inserted into the roller support fixing groove 115b. The bearing box 119 is also fixed by a bolt or the like.
상기 제1상, 하부 고정판(111) 및 (115)은 본체(30)의 상, 하부 프레임(31),(32)에 각각 내장되며, 상기 제 1상부 고정판(111)은 제 1고정구(14a)를 통해 상부 프레임(31a)에 고정된다.The first upper and lower fixing plates 111 and 115 are embedded in the upper and lower frames 31 and 32 of the main body 30, respectively, and the first upper fixing plate 111 is the first fixing tool 14a. It is fixed to the upper frame (31a) through.
상기 제1하부 고정판(115) 하부에는 제1 가압판(15a)이 위치되고, 이 제1 가압판(15a) 하부에는 제1 로드셀 지지체(17a)에 고정되어 있는 제1 로드셀(16a)이 위치되고 그리고 상기 제1 로드셀 지지체(17a)는 제1 실린더(19a)에 의해 상, 하 운동 하도록 구성되는 제1 이동체(18a)에 고정되어 있다.A first pressure plate 15a is positioned below the first lower fixing plate 115, and a first load cell 16a fixed to the first load cell support 17a is positioned below the first pressure plate 15a. The first load cell support 17a is fixed to the first moving body 18a configured to move up and down by the first cylinder 19a.
상기 제1 실린더(19a)는 제1 유압공급관(19a)에 의해 유압모터(191)에 연결되어 있고, 볼트등에 의해 본체(30)의 실린더 지지체(34)에 고정되어 있다.The first cylinder 19a is connected to the hydraulic motor 191 by the first hydraulic pressure supply pipe 19a, and is fixed to the cylinder support 34 of the main body 30 by bolts or the like.
상기 고정비드부(13)는 제4도에 나타난 바와 같이, 일정한 간격을 두고 고정되어 있는 한쌍의 상부 고정비드(133), 상기 상부 고정비드(133)를 유지해주는 한쌍의 상부 고정비드 유지체(132), 상기 상부 고정비드 유지체(132)를 고정해주는 제2상부 고정판(131), 상기 상부 고정비드(133)와 일정간격을 두고 마주보면서 유지된 하부 고정비드(137) 및 상기 하부 고정비드(137)를 유지해주는 하부 고정비드 유지체(135)와 상기 하부 고정비드 유지체(135)를 유지해주는 제2하부 고정판(134)을 포함한다.As shown in FIG. 4, the fixed bead part 13 includes a pair of upper fixed beads 133 which are fixed at regular intervals, and a pair of upper fixed bead holders for holding the upper fixed beads 133 ( 132), a second upper fixing plate 131 for fixing the upper fixing bead holder 132, a lower fixing bead 137 and the lower fixing bead which are held while facing the upper fixing bead 133 at a predetermined interval. A lower fixed bead holder 135 for holding 137 and a second lower fixed plate 134 for holding the lower fixed bead holder 135 are included.
상기 한쌍의 고정비드(133)의 고정비드 사이의 간격은, 하부 고정비드(137)가 가압상태에 있는 경우 상부 고정비드(133)와 하부 고정비드(137) 사이의 간격이 시험하고자 하는 판재의 두께보다 약간 크게되도록, 선정되어야 하는데 그 이유는 고정비드 사이를 시편이 통과할때 시편에 아이어닝이 일어나지 않도록 하기 위함이다.The interval between the fixed beads of the pair of fixed beads 133 is, when the lower fixed beads 137 are in a pressurized state, the interval between the upper fixed beads 133 and the lower fixed beads 137 is to be tested. It should be chosen so that it is slightly larger than the thickness, so that ironing does not occur in the specimen as it passes between the fixed beads.
상기 제2 상부 고정판(131)에는 제2 상부홈(131a) 및 두개의 제2 하부홈(131b)이 형성되고 있고, 상기 상부 고정비드 유지체(132)에는 고정비드 고정홈(132a)이 형성되어 있다.A second upper groove 131a and two second lower grooves 131b are formed in the second upper fixing plate 131, and fixed bead fixing grooves 132a are formed in the upper fixing bead holder 132. It is.
상기 상부 고정비드 유지체(132)의 상부는 제2 하부홈(131b)에 삽입되어 볼트등에 의해 고정되므로써 상기 상부 고정비드 유지체(132)는 상기 제2 상부 고정판(131)에 고정되고, 상기 상부 고정비드(133)는 상기 고정비드 고정홈(132a)에 고정된다.The upper fixing bead holder 132 is fixed to the second upper fixing plate 131 by being inserted into the second lower groove 131b and fixed by a bolt or the like. The upper fixing bead 133 is fixed to the fixing bead fixing groove 132a.
상기 제2 하부 고정판(134)에는 하부 고정비드 유지홈(134a) 및 고정비드 유지체 고정홈(134b)이 형성되어 있고, 상기 하부 고정비드(134a)에는 하부 고정비드(137)를 지지해주는 하부 고정비드 유지체(135)가 수용되어 볼트등에 의해 고정되고, 상기 하부 고정비드 유지체(135) 위에는 하부 고정비드(137)를 고정해주는 하부 고정비드 지지대(136)가 고정되어 있다.A lower fixing bead holding groove 134a and a fixing bead holding body fixing groove 134b are formed in the second lower fixing plate 134, and the lower fixing bead 134a supports a lower fixing bead 137. The fixed bead holder 135 is accommodated and fixed by bolts, and the lower fixed bead support 136 for fixing the lower fixed bead 137 is fixed on the lower fixed bead holder 135.
또한 상기 제2 하부 고정판(134)에는 들어오는 시험편을 가이드하기 위하여 제2 가이드롤로(138)가 회전가능하게 유지되어 있으며, 상기 제2 가이드롤러(138)는 시편을 안내할 뿐만 아니라 시편이 고정비드의 반경부를 완전히 감싸면서 변형되도록 해준다.In addition, the second lower fixing plate 134 is rotatably maintained with a second guide roller 138 to guide the incoming test piece, the second guide roller 138 guides the specimen as well as the specimen bead fixed It completely encloses the radius of the to allow it to deform.
상기 하부 고정비드 유지체(135)의 하부에는 돌기부(135a)가 형성되어 있으며, 이돌기부(135a)는 상기 하부고정비드 유지홈(134a)에 삽입된다.A protrusion 135a is formed at a lower portion of the lower fixed bead holder 135, and the protrusion 135a is inserted into the lower fixed bead holding groove 134a.
상기 제2 상, 하부 고정판(133) 및 (134)는 본체(30)의 상, 하부 프레임(31),(32)에 각각 내장되며, 상기 제1 상부 고정판(131)는 제2 고정구(14b)를 통해 상부 프레임(31)에 고정된다.The second upper and lower fixing plates 133 and 134 are embedded in the upper, lower frames 31 and 32 of the main body 30, respectively, and the first upper fixing plate 131 is the second fixing member 14b. It is fixed to the upper frame 31 through).
상기 제2 하부 고정판(134) 하부에는 제2 가압판(15b)이 위치되고, 이 제2 가압판(15a) 하부에는 제2 로드셀 지지체(17b)에 고정되어 있는 제2 로드셀(16b)이 위치되고 그리고 상기 제2 로드셀 지지체(17b)는 제2 실린더(19b)에 의해 상, 하 운동하도록 구성되는 제2 이동체(18b)에 고정되어 있다.A second pressure plate 15b is positioned below the second lower fixing plate 134, and a second load cell 16b fixed to the second load cell support 17b is positioned below the second pressure plate 15a. The second load cell support 17b is fixed to the second moving body 18b configured to move up and down by the second cylinder 19b.
상기 제2 실린디(19b)는 제2 유압공급관(191b)을 통해 유압모터(191)에 연결되고, 볼트등에 의해 본체(30)의 실린더 지지체(34)에 고정되어 있다.The second cylinder 19b is connected to the hydraulic motor 191 via the second hydraulic supply pipe 191b, and is fixed to the cylinder support 34 of the main body 30 by bolts or the like.
상기 인발부(20)는 가이드(21a)를 구비하고 있는 인발그립(21), 인발하중을 측정하기 위한 제3 로드셀(22), 모터(27)에 연결되어 왕복운동하도록 이루어진 그크류부(24), 상기 제3 로드셀(22)과 스크류부(24)를 연결해주는 커넥커(23), 상기 가이드(21a)를 안내하기 위한 스크류 안내블록(25) 및 고정블록(26)을 포함한다. 상기 안내블록(25)은 가이드(21a)을 안내하기 위한 안내홈(25a)가 구비되어 있으며 상기 가이드(21a)에는 안내에 따른 마찰력을 최소화하기 위하여 버어링이 내장되어 있다.The drawing part 20 is connected to a drawing grip 21 having a guide 21a, a third load cell 22 for measuring a drawing load, and a crucible part 24 formed to reciprocate. , A connector 23 connecting the third load cell 22 and the screw part 24, a screw guide block 25 and a fixing block 26 for guiding the guide 21a. The guide block 25 is provided with a guide groove 25a for guiding the guide 21a, and the guide 21a has a built-in bearing to minimize the frictional force caused by the guide.
상기 모터(27)에는 모터의 회전속도를 변속시키는 인버터(28)가 구비되어 있어 인발그립(21)의 인발속도를 시험목적에 맞게 설정할 수 있도록 되어 있다. 상기 인발그립(21)에는 인발그립의 상, 하부 날 사이에서 유지되는 핀(21c)을 수용하는 핀수용홀(21la)을 구비하고, 인발그립의 벌어짐과 오므라짐을 부여하도록 구성되는 레버(21b)가 구비되어 있다.The motor 27 is provided with an inverter 28 for changing the rotational speed of the motor so that the drawing speed of the drawing grip 21 can be set according to the test purpose. The drawing grip 21 has a pin receiving hole 21la for receiving the pin 21c held between the upper and lower blades of the drawing grip, and is configured to impart opening and closing of the drawing grip 21b. Is provided.
상기 스크류 안내블록(25) 및 고정블록(26)은 본체(30)의 베드(36)상에 고정된다.The screw guide block 25 and the fixed block 26 are fixed on the bed 36 of the body 30.
상기 스크류부(24)에는 기름 및 이물질이 떨어지지 않도록 고무등으로 이루어진 자바라식의 캐이서를 씌우는 것이 바람직하다.The screw portion 24 is preferably covered with a bellows type casing made of rubber or the like so that oil and foreign matter do not fall off.
상기 제1,2 및 3 로드셀(16a),(16b) 및 (22)은 가압시의 가압력 및 인발시의 인발력을 측정할 수 있도록 구성되는 것으로써 통상적 사용되고 있는 것이라면 어느 것이나 가능하다.The first, second and third load cells 16a, 16b, and 22 are configured to measure the pressing force at the time of pressurization and the pulling force at the time of drawing, and any of the first, second and third load cells 16a, 16b, and 22 can be used.
통상, 로드셀은 로드버튼에 하중이 가해지면 일그러짐이 일어나는 물체에 그 무게가 가해지기 때문에 중량에 비례한 일그러짐이 발생하여 일그러진 량에 따라 일그러짐 게이지의 전기저항이 바뀌기 때문에 흐르는 전압이 변화하게 되며, 따라서, 이것에 기초하여 가압력 및 인발력을 측정할 수 있다.In general, since a load cell is loaded with a load on a load button, the weight is applied to an object that causes distortion, so that distortion occurs in proportion to the weight, and the electrical resistance of the distortion gauge changes according to the amount of distortion. Based on this, the pressing force and the pulling force can be measured.
본 발명에서는 가압력 및 인발력을 측정하기 위한 수단으로써 상기한 로드셀에 한정되는 것은 아니며, 당업계에서 통상 사용되고 있는 수단을 구비시킬 수 있다.In the present invention, it is not limited to the above-described load cell as a means for measuring the pressing force and the pulling force, it can be provided with means commonly used in the art.
한편, 상기 본체(30)의 배면부에는 제2도(나)에 나타난 바와같이, 제1,2 실린더(19a) 및 (19b)의 상승운동을 제어하기 위한 제1 근접 스위치(61) 및 제2 근접 스위치(도시되어 있지 않음)가 부착되어 있다.On the other hand, the rear portion of the main body 30, as shown in Figure 2 (b), the first proximity switch 61 and the second for controlling the upward movement of the first and second cylinders (19a) and (19b) Proximity switches (not shown) are attached.
상기 데이타 처리부(40)는 제1,2 및 3 로드셀(16a)(16b) 및 (22)과 전기적으로 연결되어 이들로 부터 발생된 미세한 신호를 받아 증폭시키는 증폭기(41), 증폭된 신호를 디지탈 신호로 변환시키는 A/D 컨버터(42) 및 A/D 컨버터(42)로부터 입력된 디지탈 신호를 처리하여 마찰계수를 구하는 제어 단말기(43)로 이루어진다.The data processor 40 is electrically connected to the first, second, and third load cells 16a, 16b, and 22 to receive and amplify the minute signals generated therefrom. A / D converter 42 for converting into a signal and a control terminal 43 for processing a digital signal input from the A / D converter 42 to obtain a friction coefficient.
그리고, 상기 프로세스 제어부(50)는 제1,2 유압실린더(19a)(19b)를 각각 유압펌프(191)에 연결하는 제1 유압공급관(191a) 및 제2 유압공급관(191b)에 각각 설치되는 제1 솔레노이드 밸브(51a) 및 제2 솔레노이드 밸브(51b)와 상기 A/D 컨버터(42), 제1 근접스위치(61) 및 제2 근접 스위치, 제1,2 솔레노이드 밸브(51a) 및 (51b), 유압펌프(191) 및 인버터(28)에 전기적으로 연결되어 있는 프로세스 로직제어기(52)로 이루어져 있다.In addition, the process control unit 50 is respectively installed in the first hydraulic supply pipe 191a and the second hydraulic supply pipe 191b connecting the first and second hydraulic cylinders 19a and 19b to the hydraulic pump 191, respectively. First solenoid valve 51a and second solenoid valve 51b and the A / D converter 42, first proximity switch 61 and second proximity switch, first and second solenoid valves 51a and 51b. ), A hydraulic pump 191 and a process logic controller 52 electrically connected to the inverter 28.
상기 프로세스 로직제어기(52)의 작동개시는 증폭기(41)를 통해 전기적으로 연결된 제어 단말기(43)에 의해 이루어진다. 이하 상기와 같이 구성되는 본 발명의 마찰특성 측정장치를 사용하여 마찰특성을 측정하는 방법에 대하여 설명한다.Operation of the process logic controller 52 is initiated by a control terminal 43 electrically connected via an amplifier 41. Hereinafter, a method of measuring friction characteristics using the friction characteristic measurement apparatus of the present invention configured as described above will be described.
본 발명에 따라 마찰특성을 측정하기 위해서는 먼저 시편(4)을 코일의 압연방향으로 일정크기로 절단하여 절단면의 가장자기 버어를 완전히 제거하고 시편(4) 표면의 이물질과 기름을 닦아내고 필요에따라 평가하려는 윤활유를 도포한 후 시편의 한쪽 끝을 로로비드부(11)와 고정비드부(l3)의 상하비드 사이를 통과시켜 인발그립(21)에 고정한다.In order to measure the friction characteristics according to the present invention, first, the specimen 4 is cut to a certain size in the rolling direction of the coil to completely remove the most magnetic burr on the cut surface, and wipe off the foreign matter and oil on the surface of the specimen 4 and evaluate as necessary. After applying the desired lubricant, one end of the test piece is passed between the lower bead portion 11 and the upper and lower beads of the fixed bead portion l3 to be fixed to the drawing grip 21.
다음에, 계산기(43)의 개시신호에 의해 프로세스 로직제어기(52)가 작동되고, 이 프로세스 로직제어기(52)에서 유압펌프(191)를 작동시키기 위한 신호 및 제1 실린더(19a)를 상승시키도록 제1 솔레노이드 밸브를 작동시키기 위한 신호를 펌프(191) 및 제1 솔레노이드 밸브(191a)로 보내어 펌프(191) 및 제1 솔레노이드 밸브(191a)를 작동시켜 제1 실린더(19a)를 상승시키고, 이에 의해 하부롤러 비드(117)가 상승되어 시편을 가압한 상태에서 모터(27)의 작동에 의해 스크류부(24)를 일정한 거리만큼 후진시켜 시편을 일정한 속도로 인발시킨다.Next, the process logic controller 52 is activated by the start signal of the calculator 43, and the process logic controller 52 raises the signal for operating the hydraulic pump 191 and the first cylinder 19a. Sends a signal for operating the first solenoid valve to the pump 191 and the first solenoid valve 191a to operate the pump 191 and the first solenoid valve 191a to raise the first cylinder 19a, As a result, the lower roller bead 117 is raised to retract the screw portion 24 by a predetermined distance by the operation of the motor 27 while pressing the specimen to draw the specimen at a constant speed.
이때, 제1 실린더(90a) 일정높이 이상 상승하면 제1 근접 스위치(61)에 의해 정지된다.At this time, when the first cylinder 90a rises above the predetermined height, the first proximity switch 61 is stopped.
다음에, 제1 솔레노이드 밸브(191a)를 반대로 작동시켜 상기 제1 실린더(19a)를 하강시킴으로써 하부롤러비드(117)를 하강시켜 롤러비드부(11)의 가압상태를 해제한 다음, 상기 하부 롤러비드(117)를 상승시키는 것과 동일한 방법으로 하부 고정비드(137)를 상승시켜 시편(4)을 가압한 상태에서 모터(27)의 작동에 의해 스크류부(24)를 일정한 거리만큼 후진시켜 다시 일정한 속도로 시편을 인발시킨다. 이때, 제2 실린더(19b)는 일정높이 이상 상승하면 제2 근접스위치에 의해 정지된다.Next, by lowering the first roller 19a by operating the first solenoid valve 191a in reverse, the lower roller bead 117 is lowered to release the pressurization state of the roller bead portion 11, and then the lower roller The lower fixed bead 137 is raised in the same manner as the bead 117 is raised, and the screw portion 24 is moved backward by a predetermined distance by the operation of the motor 27 while the specimen 4 is pressed. Draw the specimen at speed. At this time, when the second cylinder 19b rises by a predetermined height or more, it is stopped by the second proximity switch.
한편, 제1 로드셀(16a) 및 제2 로드셀(16b)에 의해 측정된 가압력에 대한 신호 및 제3 로드셀(22)에 의해 측정된 인발력에 대한 신호는 증폭기(41)에서 증폭된 다음, A/D 컨버터(42)에서 디지탈 신호로 변환된 후 제어 단말기(43)에 입력된다. 모니터에 의해 인발거리에 따른 각각의 비드에 작용하는 가압력과 인발그립에 걸리는 인발력을 x-y 좌표상에 표시될 수 있다.On the other hand, the signal for the pressing force measured by the first load cell 16a and the second load cell 16b and the pullout force measured by the third load cell 22 are amplified by the amplifier 41, and then A / A. It is converted into a digital signal by the D converter 42 and input to the control terminal 43. By the monitor, the pressing force acting on each bead according to the drawing distance and the drawing force applied to the drawing grip can be displayed on the x-y coordinate.
상기에서, 시편의 일발속도 변경은 프로세스 로직제어기(52)에 연결된 인버터(28)에 의해 모터(27)의 회전속도를 무단변속시킴으로서 가능하게 된다.In the above, the blow speed change of the specimen is made possible by continuously changing the rotational speed of the motor 27 by an inverter 28 connected to the process logic controller 52.
또한, 상기한 롤러비드와 고정비드의 가압깊이는 프레임에 위치센서등을 설치하여 조절하는 것이 바람직하며, 본 발명에 따라 판재의 마찰계수를 측정하기 위해서는 롤러비드와 고정비드의 가압깊이가 동일해야 한다.In addition, the pressing depth of the roller bead and the fixed bead is preferably adjusted by installing a position sensor or the like on the frame, in order to measure the friction coefficient of the plate according to the present invention, the pressing depth of the roller bead and the fixed bead must be the same. do.
상기 제어단말기(43)에서는 입력된 인발거리에 따른 가압력과 인발력의 평균값을 이용하여 쿠롬 마찰계수(μ)를 구하는데, 이에 대하여 설명하면 다음과 같다.The control terminal 43 obtains the Corom friction coefficient (μ) by using the average value of the pressing force and the pulling force according to the input draw distance, which will be described below.
즉, 고정비드부(13)의 강ㅂ에 의해 시편(4)이 고정비드부(13)를 통과할때 시편에 작용하는 인발력은 고정비드면과 시편의 표면간의 마찰력 및 비드를 통과하면서 연속적인 굽힘변형-굽힘풀림 변형을 반복하는데 대한 소성변형력의 합으로 나타난다.That is, the pulling force acting on the specimen when the specimen 4 passes through the fixed bead portion 13 by the rigidity of the fixed bead portion 13 is continuously passed through the frictional force between the fixed bead surface and the surface of the specimen and the bead. Bending strain--expressed as the sum of plastic strain forces for repeating bending loosening strain.
한편, 롤러비드부(11)의 가압에 의해 시편에 작용하는 인발력은 롤러비드면과 시편 표면간의 마찰력은 무시할 정도이므로 소성변형력만으로 표시된다.On the other hand, the pulling force acting on the specimen by the pressurization of the roller bead portion 11 is represented by plastic deformation force only because the friction force between the roller bead surface and the specimen surface is negligible.
따라서 고정비드부가 작용할때의 인발력(Tftd)으로부터 롤러비드부가 작용할때의 인발력(Td)를 빼면 고정비드면에 작용하는 마찰력이 얻어진다.Therefore, the frictional force acting on the fixed bead surface is obtained by subtracting the pulling force Td when the roller bead portion acts from the pulling force Tftd when the fixed bead portion acts.
여기서, 시편이 고정비드에 접촉한 모든 면에서 접촉압력이 균일하다고 가정하면 쿠롬마찰 법칙에 따라 마찰계수(μ)는 고정비드에 작용하는 가압력(Nftd)에 대한 마찰력(Tftd-Td)의 비로서 구할 수 있으며, 이들 수식으로 표시하면 다음식과 같다.Here, assuming that the contact pressure is uniform across all surfaces of the specimen in contact with the stationary bead, the friction coefficient (μ) is the ratio of the frictional force (Tftd-Td) to the applied force (Nftd) acting on the stationary bead according to the Kurrom friction law. It can be obtained and expressed by these formulas are as follows.
μ = (Tftd- Td ) / Ⅱ Nftdμ = (Tftd- Td) / II Nftd
이하 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.
실시예Example
0.8mm 두께를 갖는 딥드로잉용 자동차 강판 코일의 압연방향으로 폭을 45mm, 깊이를 600mm 크기로 절단하여 절단면의 가장자리 버어를 완전히 제거한 후 이물질을 알콜로 닦은 다음, 윤활유를 도포하여 시편을 준비하였다.45 mm in width and 600 mm in depth were cut in the rolling direction of the deep drawing automotive steel coil having a thickness of 0.8 mm to completely remove the edge burr of the cut surface, and then wipe the foreign matter with alcohol, and then apply lubricant to prepare a specimen.
로드비드 및 고정비드가 비커스(Vickers) 경도계로 610(Hv 100g) 정도인 SKD 11 공구강으로 제조된 본 발명의 마찰계수 측정장치를 사용하여 인발속도 약 1000mm/min의 속도에서 가압깊이는 통상 자동차 판넬의 스탬핑 공정에서 사용되는 비드의 평균적인 반경인 4.76mm의 2배인 9.52mm로 하여 상기와 같이 준비된 시편에 대한 쿠롬 마찰계수를 측정하였다.Normally the panel of the press bead at a speed of about 1000 mm / min is drawn using the friction coefficient measuring device of the present invention made of SKD 11 tool steel having rod and fixed beads of about 610 (Hv 100 g) as a Vickers hardness tester. The Coulomb friction coefficient for the specimen prepared as described above was measured as 9.52 mm, which is twice the average radius of the beads used in the stamping process of 4.76 mm.
이때, 로드셀에 의해서 측정된 롤러비드 및 고정비드에 대한 인발거리-인발하중 및 인발거리-가압하중 곡선은 제5도와 같았으며, 상기와 같이 하여 측정된 쿠롬 마찰계수값은 0.152로 이 시편에 대하여 3회 반복하여 실험한 결과, 마찰계수에 대한 오차는 ± 0.002 이내였다.At this time, the draw distance-draw load and draw distance-pressurization load curves for the roller beads and the fixed beads measured by the load cell were as shown in FIG. 5, and the Coulomb friction coefficient value measured as described above was 0.152 for this specimen. The experiment was repeated three times and the error of friction coefficient was within ± 0.002.
상술한 바와같이, 본 발명은 마찰시험의 수행과 드로잉력-드로잉 거리에 대한 데이타가 컴퓨터에 입력되어 자동처리되고 종래의 마찰시험기와는 달리 인정시험기에 부착되지 않고 단독으로 마찰계수 측정이 가능할 뿐만 아니라 동일한 강판에 대한 반복 마찰계수에서 마찰계수의 오차가 ± 0.002 이내로 작아 시험의 재현성이 매우 우수한 마찰계수 측정장치를 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, in the present invention, the friction test and the drawing force-drawing distance data are input to the computer and automatically processed. Unlike the conventional friction tester, the friction coefficient can be measured alone without being attached to the accreditation tester. In addition, it is effective to provide a friction coefficient measuring device having a very good reproducibility of the test because the error of the friction coefficient in the repeated friction coefficient for the same steel sheet is within ± 0.002.
Claims (4)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019940028957A KR0128119B1 (en) | 1994-11-05 | 1994-11-05 | The device measuring friction charcter for plate |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019940028957A KR0128119B1 (en) | 1994-11-05 | 1994-11-05 | The device measuring friction charcter for plate |
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KR960018544A KR960018544A (en) | 1996-06-17 |
KR0128119B1 true KR0128119B1 (en) | 1998-04-04 |
Family
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KR1019940028957A KR0128119B1 (en) | 1994-11-05 | 1994-11-05 | The device measuring friction charcter for plate |
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100385078B1 (en) * | 2000-11-28 | 2003-05-22 | 한국과학기술연구원 | very small friction and wear tester |
-
1994
- 1994-11-05 KR KR1019940028957A patent/KR0128119B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100385078B1 (en) * | 2000-11-28 | 2003-05-22 | 한국과학기술연구원 | very small friction and wear tester |
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KR960018544A (en) | 1996-06-17 |
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