摩擦压接方法及摩擦压接装置与流程

本发明涉及摩擦压接方法及摩擦压接装置。

背景技术：

作为将工件彼此接合的方法，如专利文献1、专利文献2所示，摩擦压接方法被广泛公知。在此摩擦压接方法中，通过使两工件的端面彼此在赋予了推压力的状态下一边相互抵接一边相对旋转，使该两工件的接合界面产生摩擦热(摩擦过程)，此后，在使两工件的相对旋转停止后，通过向该两工件施加镦锻压力，将该两工件彼此进行一体化(镦锻过程)。由此，若使用此摩擦压接方法，则除摩擦热以外不再需要热源，也不再需要使用焊条、助熔剂。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-47885号公报

专利文献2：日本特开平11-156562号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

但是，在上述摩擦压接方法中，存在产生在加工中以一方的工件相对于另一方的工件弯曲的状态进行接合的现象的情况，需要可靠地防止该现象。

本发明是鉴于这样的情况并着眼于推压力和工件的端面状态做出的发明，其第一目的是提供一种能够一边确保适当地进行摩擦过程，一边将一方的工件和另一方的工件不成为弯曲的关系地适当地接合的摩擦压接方法。

第二目的是提供一种具体地利用了前述摩擦压接方法的摩擦压接装置。

为了解决课题的手段

为了实现前述第一目的，在本发明中，由如下的(1)～(5)构成。

(1)一种摩擦压接方法，所述摩擦压接方法通过使一方的工件的端面和另一方的工件的端面一边在赋予了推压力的状态下相互抵接一边相对旋转，使该两工件的接合界面产生摩擦热，接着，在使前述两工件的相对旋转停止后向该两工件施加镦锻压力，其中，

在前述一方的工件的端面和前述另一方的工件的端面抵接时，作为前述推压力，使用不达到该一方的工件相对于该另一方的工件产生弯曲的弯曲推压力的下限值的推压力，并且由该推压力和前述两工件彼此的相对旋转，使前述摩擦热成为使该工件端面彼此之间产生塑性变形的摩擦热。

根据此结构，因为着眼于如下的情况，即，在一方的工件的端面和另一方的工件的端面抵接时，作为一方的工件相对于另一方的工件产生弯曲的要素在于推压力和两工件的端面状态，在该两工件的端面彼此抵接时，作为推压力，使用不达到一方的工件相对于另一方的工件产生弯曲的弯曲推压力的下限值的推压力，所以即使在最容易受到两工件的端面状态的影响时，也能够通过推压力的调整(降低)防止一方的工件和另一方的工件成为弯曲状态。另一方面，因为同时由上述推压力和工件彼此的相对旋转使摩擦热成为使两工件端面彼此之间产生塑性变形的摩擦热，所以能够将两工件的端面状态本身修正为在一方的工件和另一方的工件中不存在产生弯曲现象的端面状态，以后，能够使推压力比两工件的端面彼此抵接时的推压力高，能够确保在摩擦过程中所需要的摩擦热。因此，能够提供一种能够一边确保适当地进行摩擦过程，一边使一方的工件和另一方的工件不成为弯曲的关系地可靠地接合的摩擦压接方法。

(2)在前述(1)的结构的基础上，做成如下的结构，即，

在前述一方的工件的端面和前述另一方的工件的端面抵接时，作为前述推压力，使用与不产生前述摩擦热的区域的上限值相比接近前述弯曲推压力的下限值的推压力。

根据此结构，通过利用屈服应力越大而成为该屈服应力的温度越低的情况，使推压力在能够容许的范围内尽量大，能够使两工件的端面之间的部分迅速地塑性变形。因此，能够迅速地结束两工件的端面状态的修正处理。

(3)在前述(1)的结构的基础上，做成如下的结构，即，

在前述两工件的端面彼此抵接后，至少使前述推压力比前述两工件的端面彼此抵接时的推压力高，使前述摩擦热比该两工件的端面彼此抵接时的摩擦热高。

根据此结构，能够在两工件的端面彼此抵接时一边防止在该两工件中产生弯曲关系，一边向原来的摩擦过程转移，能够使两工件不成为弯曲的关系地可靠地接合。

(4)在前述(3)的结构的基础上，做成如下的结构，即，

在前述两工件的端面彼此抵接后，使前述两工件的相对转速也比该两工件的端面彼此抵接时的相对转速高。

根据此结构，不仅提高推压力，也提高两工件的相对转速，能够增大摩擦热的产生，即使是在两工件的端面彼此抵接时进行特有的处理的情况下，也能够在摩擦过程中可靠地产生所需要的摩擦热。

(5)在前述(1)的结构的基础上，做成如下的结构，即，

将前述两工件的相对转速在产生前述摩擦热的期间维持为一定。

根据此结构，能够遍及摩擦过程的整个区域地使两工件的相对转速成为单一的转速(稳定状态)，不仅能够一边确保适当地进行摩擦过程，一边使一方的工件和另一方的工件不成为弯曲的关系地可靠地接合，还能够谋求转速控制的简化。

为了实现前述第二目的，在本发明中，由如下的(6)～(9)构成。

(6)一种摩擦压接装置，所述摩擦压接装置通过使一方的工件的端面和另一方的工件的端面一边在赋予了推压力的状态下相互抵接一边相对旋转，使该两工件的接合界面产生摩擦热，接着，在使前述两工件的相对旋转停止后，向该两工件施加镦锻压力，其特征在于，

具备一对保持装置、移动用驱动源、旋转驱动源、推压力检测部和控制单元，

所述一对保持装置分别具备保持工件的夹紧部，并被配置成该两夹紧部相向，

所述移动用驱动源相对于前述一对保持装置的至少一方可驱动地相关联，使分别被保持在该一对各保持装置的夹紧部的工件向相对地接近的方向移动，

所述旋转驱动源与前述一对各保持装置中的夹紧部的至少一方可旋转驱动地相关联，使被保持在该两夹紧部的工件相对旋转，

所述推压力检测部检测被保持在前述一对各保持装置中的夹紧部的工件的端面彼此相互推压的推压力，

所述控制单元基于来自前述推压力检测部的信息，在被保持在前述一对各保持装置的夹紧部的工件的端面彼此抵接了时，控制前述移动用驱动源和前述旋转驱动源，使该两工件的端面彼此相互推压的推压力成为不达到使该两工件产生弯曲的弯曲推压力的下限值的推压力，并且由该推压力和前述两工件彼此的相对转速，使在该两工件端面之间产生的摩擦热成为使该两工件端面彼此之间产生塑性变形的摩擦热。

根据此结构，能够具体地提供一种使用有关前述(1)的摩擦压接方法的装置。

(7)在前述(6)的结构的基础上，做成如下的结构，即，

前述控制单元被设定成，在被保持在前述一对各保持装置的夹紧部的工件的端面彼此抵接时，控制前述移动用驱动源，使该两工件的端面彼此相互推压的推压力成为与不产生前述摩擦热的区域的上限值相比接近前述弯曲推压力的下限值的推压力。

根据此结构，能够具体地提供一种使用有关前述(2)的摩擦压接方法的装置。

(8)在前述(6)的结构的基础上，做成如下的结构，即，

前述控制单元被设定成，控制前述移动用驱动源，在前述两工件的端面彼此抵接后，至少使该两工件的端面彼此相互推压的推压力比该两工件的端面彼此抵接时的推压力高。

根据此结构，能够具体地提供一种使用有关前述(3)的摩擦压接方法的装置。

(9)在前述(6)的结构的基础上，做成如下的结构，即，

前述控制单元具备存储部和控制部，

所述存储部将前述旋转驱动源的转速及前述两工件的端面彼此抵接时的推压力作为设定信息进行存储，

所述控制部基于来自前述推压力检测部的信息及前述存储部存储的前述设定信息，在被保持在前述一对各保持装置的夹紧部的工件的端面彼此抵接了时，控制前述移动用驱动源和前述旋转驱动源，以不达到前述弯曲推压力的下限值的推压力推压该两工件的端面彼此，并且由该推压力和前述两工件彼此的相对转速，使该两工件端面彼此之间产生摩擦热，基于该摩擦热使该两工件端面彼此之间产生塑性变形。

根据此结构，能够提供一种将有关前述(6)的摩擦压接装置做成了更具体的结构的装置。

发明的效果

从以上的内容看，根据本发明，能够提供一种能够一边确保适当地进行摩擦过程，一边使一方的工件和另一方的工件不成为弯曲的关系地可靠地接合的摩擦压接方法。

另外，在本发明中，能够提供一种具体地利用了上述摩擦压接方法的摩擦压接装置。

附图说明

图1是表示有关实施方式的摩擦压接装置的整体结构图。

图2是说明实施一般的摩擦压接方法的控制单元的控制内容的说明图。

图3是表示一方的工件相对于另一方的工件产生了弯曲的状态的图。

图4是说明实施有关实施方式的摩擦压接方法的控制单元的控制内容的说明图。

图5是表示确认预备摩擦过程的插入效果的测试条件的图。

图6是表示图5的测试条件的结果的图。

图7是表示图6的测试结果的评价的图。

图8是说明用于得到图6的结果的测定方法的说明图。

图9是说明弯矩参与一方的工件相对于另一方的工件产生弯曲的情况的说明图。

图10是说明作为推压力的p0(推力)超过弯曲推压力的下限值pbl的状态的说明图。

图11是说明作为推压力的p0(推力)在规定转速n0状态下处于不产生摩擦热的上限值(推压力)phu以下的状态的说明图，该摩擦热的是产生塑性变形摩擦热。

图12是说明有关实施方式的p0(推力)属于不到弯曲推压力的下限值pbl的区域且产生摩擦热的区域(推压力区域)的情况的说明图，摩擦热是产生塑性变形的摩擦热。

图13是表示工件的屈服应力和用于成为该屈服应力的温度的关系的特性图。

图14是表示实施有关实施方式的摩擦压接方法的控制单元的控制例的流程图。

图15是说明实施有关其它的实施方式的摩擦压接方法的控制单元的控制内容的说明图。

具体实施方式

为了实施发明的方式

下面，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。

在有关本实施方式的摩擦压接方法中，概略地说，依次执行摩擦过程和镦锻过程，所述摩擦过程通过使两个工件的端面彼此在相互推压的状态(赋予摩擦压力的状态)下相对旋转，使接合界面产生摩擦热，所述镦锻过程使工件彼此的相对旋转停止，并且以镦锻压力推压该工件彼此之间，其中，在摩擦过程中，在原来的摩擦过程的基础上，插入了预备摩擦过程。在说明有关此实施方式的摩擦压接方法前，对使用该摩擦压接方法的摩擦压接装置进行说明。

上述摩擦压接装置1，如图1所示，具有通过摩擦压接将两个工件w1、w2进行一体化的作用。

在本实施方式中，作为一方的工件w1使用轴材(在具体使用轴材时也使用符号w1)，作为另一方的工件w2使用伞材(在具体使用伞材时也使用符号w2)。作为一方的工件w1的轴材整体地形成为轴状(例如，6mm的截面圆形)，作为另一方的工件w2的伞材一体地具有阀体部w21和从该阀体部w21延伸的轴部w22(例如，6mm的截面圆形)。它们处于通过将伞材w2的轴部w22和轴材w1接合一体化来构成发动机阀门的关系。

在本实施方式中，工件w1和工件w2由异种材料构成。具体地说，作为工件w1(轴材)，使用suh11，作为工件w2(伞材)使用suh35。

摩擦压接装置1，如图1所示，在沿一方向延伸的长条的支承台2上，作为一对保持装置，以并列设置的状态具备主轴装置3和滑块装置4。

主轴装置3，在支承台2的长度方向一方侧(在图1中为右侧)被固定在支承台2的上面上。此主轴装置3，在支承台2的长度方向内方侧具备夹紧(保持)作为一方的工件w1的轴材的一部分的夹紧部5，主轴装置3具有作为旋转驱动源的旋转驱动源部6，该夹紧部5由旋转驱动源部6进行旋转驱动。

滑块装置4，在支承台2的长度方向另一方侧(在图1中为左侧)，被配置在支承台2的上面上。在此滑块装置4上，相关联地附加了一对导轨7、已知的滚珠丝杆机构8和用于使该滚珠丝杆机构8工作的作为移动用驱动源的驱动马达9，由此，滑块装置4可相对于主轴装置3进行接近离开动作。

在此滑块装置4上，在支承台2的长度方向内方侧，具备夹紧部11。此夹紧部11是夹紧(保持)作为另一方的工件w2的伞材的轴部w22的部件，在该轴部w22被夹紧在此夹紧部11时，该轴部w22向与阀体部w21相比远离夹紧部11的方向延伸，该轴部w22的端面伴随着滑块装置4的滑动动作相对于主轴装置3保持的轴材w1的端面进行接近离开动作。

摩擦压接装置1，如图1所示，为了控制前述主轴装置3中的旋转驱动源部6及滑块装置4中的驱动马达9，具备控制单元(控制组件、控制装置)u。

因此，向控制单元u输入来自检测作用于工件w1、w2之间的压力的压力传感器(推压力检测部)12和检测主轴装置3中的旋转驱动源部(旋转驱动源)6的转速的转速检测传感器35的各种信号，从该控制单元u分别向主轴装置3中的旋转驱动源部6、滑块装置4中的驱动马达9输出控制信号。另外，在控制单元u中，内置了发挥计时器功能的计时器回路。

在前述控制单元u中，如图1所示，为了确保作为计算机的功能，具备存储部13和控制部14。

存储部13由rom(readonlymemory，只读存储器)、ram(randomaccessmemory，随机存取存储器)等存储元件构成，在该存储部13，储存了对工件彼此的摩擦压接所需要的各种程序、滑块装置4的滑动速度、主轴装置3中的旋转驱动源部6的第一转速、第二转速(稳定转速)、后述的设定时间δt00、δt0、δt1、δt2、后述的设定压p0、p1、p2等设定信息。这些各种程序等与需要相应地由控制部14读出，另外，需要的信息被适宜地存储在存储部13。

控制部14由cpu(centralprocessingunit，中央处理器)构成，该控制部14在从存储部13读出的程序下作为设定部15和运算控制部16发挥功能。

设定部15设定直到主轴装置3中的旋转驱动源部6的转速成为第一转速(稳定转速)为止的时间δt00、主轴装置3中的旋转驱动源部6的第一转速(稳定转速)及比该第一转速大的第二转速(稳定转速)、预备摩擦过程(摩擦过程)中的预备摩擦压力(推压力)p0、预备摩擦时间δt0、原来的摩擦过程中的摩擦压力(推压力)p1、摩擦压力控制时间δt1、镦锻过程中的镦锻压力(推压力)p2、镦锻压力控制时间δt2等(参照图4)。

运算控制部16在各种程序下基于设定部15中的设定信息、来自传感器12、35的输入信息进行运算处理，将各种控制信号向主轴装置3中的旋转驱动源部6、滑块装置4中的驱动马达9输出。

在由上述控制单元u进行的摩擦压接控制中，反应了有关实施方式的摩擦压接方法。下面，在说明由控制单元u进行的一般的摩擦压接控制、有关实施方式的基本的摩擦压接控制及其各问题点的基础上，依据有关实施方式的摩擦压接方法，对由控制单元u进行的概略的摩擦压接控制进行说明。

一般的摩擦压接控制

一般的摩擦压接控制，如图2所示，依次执行摩擦过程和镦锻过程，所述摩擦过程通过一边将被夹紧在主轴装置3上的工件w1的端面和夹紧在滑块装置4上的工件w2的端面以摩擦压力p1相互推压一边使之相对旋转(一定转速，在本实施方式中，仅工件w1以其轴线为中心旋转)，使该两工件w1、w2的接合界面产生摩擦热，所述镦锻过程在使该两工件w1、w2彼此的相对旋转停止后，以比摩擦压力p1大的镦锻压力p2推压该两工件w1、w2彼此之间，其中，在摩擦过程中，其整个区域中，摩擦压力p1及工件w1、w2的相对转速分别被维持为一定。

在进行这样的一般的摩擦压接控制的情况下，如图3所示，存在作为一方的工件w1的轴材相对于作为另一方的工件w2的伞材的轴部w22弯曲地接合(一体化)的情况。本发明者对此弯曲现象进行了研究，认为伞材w2中的轴部w22的端面及轴材w1中的端面的做的结果状态(特别是轴材w1的端面的做的结果状态)和摩擦压力(推压力)给该弯曲现象带来影响，其中，至于上述端面的各状态(倾倒面、弯曲面等)，可以认为是起因于切断机(例如，剪切切断机)的不同。另外，在图3中，符号ch表示轴材w2中的由夹紧部5进行的夹紧区域。

有关实施方式的基本的摩擦压接控制

(1)在有关实施方式的摩擦压接控制中，如图4所示，依据上述现象等，一边以前述的一般的摩擦压接控制为基本，一边在摩擦过程中在原来的摩擦过程前插入了预备摩擦过程。可以认为，若轴材w1相对于伞材w2的轴部w22弯曲地接合，则该两者w1、w2在抵接时最受该两者w1、w2的端面形状的影响。在此预备摩擦过程中，使用比原来的摩擦压力p1低的预备摩擦压力p0，并且轴材w1以比原来的摩擦过程中的转速低的转速旋转，在进入原来的摩擦过程前，使伞材w2和轴材w1的端面相适应。

但是，即使在摩擦过程中插入预备摩擦过程，根据确认该预备摩擦过程的插入效果的图5～图7的测试的结果，不一定得到可靠的改善结果。

图5表示确认该预备摩擦过程的插入效果的测试条件。在图5中，转速(主轴转速)(rpm)表示由主轴装置3中的旋转驱动部6旋转的夹紧部5的转速，p0(推力)表示在测试中作为在使伞材w2的轴部w22的端面和轴材w1的端面一致的状态下进行推压的推压力，替代摩擦压力p0(mpa)使用推力(kn)的情况。测试是一边使用下述共同的工件w1、w2一边在适宜地改变了转速(rpm)和p0(推力)的图5中的no.1～no.20的条件下进行预备摩擦过程，然后在下述共同条件下进行原来的摩擦过程、镦锻过程。

测试的共同条件

工件w1：轴材(材质suh11)，径6mm，从夹紧部5的突出量16mm

工件w2：伞材(材质suh35)，伞材的轴部的径6mm，从夹紧部11的突出量11mm

预备摩擦过程：预备摩擦时间0.5sec

原来的摩擦过程：p1(推力)(替代压力使用了推力的原来的摩擦过程：下面表示为p1(推力))6.5kn，摩擦时间0.78sec，转速3600rpm

镦锻过程：p2(推力)(替代压力使用了推力的镦锻过程：下面表示为p2(推力))11.3kn，镦锻时间0.31sec，p2l(从相对于夹紧部5指示旋转停止到切换到p2为止的延迟时间)0.05sec

图6表示在图5所示的no.1～no.20的条件下，在将伞材w2和轴材w1接合后，测定了轴材w1的相对于伞材w2的轴部w22的弯曲的测定结果。

在此情况下，在测定轴材w1的相对于伞材w2的轴部w22的弯曲时，如图8所示，将接合了伞材w2和轴材w1的结构(测定物)设定在设定装置上，一边使它以其中心线为中心旋转，一边在距伞材w2和轴材w1的接合界面2mm的位置由测定件30测定相对于以上述中心线为中心的原来的轴材w1的径的变化值，对该变化值的(1/2)值求出最大值和最小值。在图6中，max表示上述最大值，min表示最小值，av表示在各测试条件下的所有的测定结果的平均值，r表示最大值和最小值的差量。另外，图6的测试no.b/m表示在图2所示的一般的摩擦压接控制下进行的结果。

图7表示相对于图6的测定结果的评价结果。在图7中，附加了灰色的色彩的测定结果是实质上不产生弯曲的良好的测定结果，在该评价时，将图6所示的平均值(ave)的值为0.1mm以下的测定结果判断为实质上不产生弯曲的良好的测定结果。

根据图7，在转速为1250rpm以上，在p0(推力)为1.0～2.0kn的范围内表示出良好的结果，至于p0(推力)为4kn以上或0.5kn以下的测定，无论转速如何，都没有表示出良好的结果。另外，至于转速为1000rpm以下的测定结果，无论p0(推力)如何，都没有表示出良好的结果。

从有关实施方式的基本的摩擦压接控制得到的见解

本发明者根据这样的评价结果，认为存在如下的那样的见解。

(1)在一方的工件(轴材)w1的端面和另一方的工件(伞材)w2的端面抵接时，在将该两工件w1、w2的端面彼此以规定以上的推压力推压的情况下，一方的工件w1相对于另一方的工件w2产生弯曲。

这是因为，根据测试的评价结果，可以承认，在p0(推力)为4kn以上的情况下，与转速无关必然产生弯曲现象，存在使一方的工件w1相对于另一方的工件w2弯曲的弯曲推压力的下限值。另外，这是因为，作为一方的工件w1相对于另一方的工件w2产生弯曲现象的要素，在考虑推压力和两工件w1、w2的端面状态的过程中，可以认为就工件w1(w2)的端面状态的程度而言没有太大不同，另一方面，可以认为是否产生弯曲现象全由推压力的值所左右。

另一方面，本发明者认为，在一方的工件(轴材)w1的端面和另一方的工件(伞材)w2的端面抵接时，如图9所示，在由弯矩产生的应力起作用的状态下，压缩应力对各工件w1(w2)起作用，这在该两工件w1、w2抵接时给弯曲现象的产生带来了影响。因此，对具有相对于工件w2容易弯曲的倾向的工件w1(suh11)，尝试了弯曲产生推力py的试验计算。它能够由下述式表示。另外，在图9中，符号l是工件w1的从夹紧部5的突出量。

σ(全部应力)＝p/a(压缩应力)+m/z(由弯矩产生的应力)

＝(p/(πd²/4))+p(d/2)/(πd³/32)

在这里，p是推力(n)，d是工件的径(mm)，a＝πd²/4是工件的截面积(mm²)，m＝p(d/2)是弯矩(nmm)，z＝πd³/32是截面圆形的截面系数。

若将上述式变形，则成为

p＝σ/(1/(πd²/4)+(d/2)/(πd³/32))

＝σπd²/20········(a)

在上述式(a)中，若代入工件(suh11)的耐力σy＝685(n/mm²)、工件的直径d＝6(mm)，则工件(suh11)的弯曲产生推力py成为

py＝3.87(kn)。

此值是与在两工件w1、w2的端面彼此抵接时必然产生弯曲现象的测试结果(p0(推力)＝4.0(kn))接近的值，可以认为在两工件w1、w2的端面彼此抵接时，弯矩给弯曲现象带来了影响，可以认为此弯矩导出了弯曲推压力的下限值pbl。

因此，在前述的测试结果中，在p0(推力)＝4.0(kn)以上的条件下，在两工件w1、w2产生弯曲现象的原因，可以认为是在两工件w1、w2抵接时，如图10所示，p0(推力)成为产生弯曲现象的弯曲推力区域(弯曲推压力区域)的下限值pbl以上。

(2)在一方的工件w1的端面和另一方的工件w2的端面抵接时，由于即使在该两工件w1、w2之间产生摩擦热，也不是产生塑性变形的摩擦热，因此，一方的工件w1相对于另一方的工件w2产生弯曲。

根据测试的评价结果，如果转速为1000rpm以下，则在p0(推力)为1.0～2.0kn的范围内，一方的工件w1相对于另一方的工件w2产生弯曲，在p0(推力)为0.5kn的情况下，在直到转速为3000rpm为止的范围内，一方的工件w1相对于另一方的工件w2产生弯曲，但可以认为这是因为，如果是在这样的预备摩擦过程中的转速和p0(推力)，则在工件w1、w2之间不因由它们产生的预备摩擦热产生塑性变形，各工件w1(w2)的端面状态维持着当初的状态不变地向原来的摩擦过程转移，在该原来的摩擦过程中，两工件w1、w2受到超过弯曲现象的下限值(推压力)pbl(4kn)的p1(推力)。

具体地由图11进行说明。在预备摩擦过程中，为了产生使工件w1、w2之间产生塑性变形的预备摩擦热，若使该转速为n0，则在使该转速为n0的条件下，需要p0(推力)超过不产生使塑性变形产生的预备摩擦热的推压力区域的上限值phu(例如，在n0＝3000rpm的条件下，p0(推力)＝0.5kn)。但是，在该转速n0的条件下，在p0(推力)为上限值phu以下的情况下(例如，在n0＝3000rpm的条件下，在p0(推力)＝0.4kn的情况下)，预备摩擦热成为不使两工件w1、w2之间产生塑性变形的预备摩擦热，各工件w1(w2)维持该当初的端面状态不变地向原来的摩擦过程转移。因此，可以认为工件w1和w2在当初的端面状态下受到超过弯曲现象的下限值pbl(4kn)的p1(推力)，基于此，在两工件w1和w2之间产生弯曲现象。

当然，在此情况下，若上述转速n0变化，则与之相伴，上述上限值phu也变化，在该情况下，需要p0(推力)超过与该变化了的转速n0相应的上限值phu。这是因为，求出的预备摩擦热为一定，另一方面，该预备摩擦热由转速和推压力(p0(推力))决定。

上述内容也能够从与图7所示的各测试条件有关的具体的摩擦热证明。下面具体地进行说明。

在工件w1、w2之间产生的摩擦热q，如果使摩擦时间为一定，则与p0(推力)及转速n0成比例，摩擦热q能够由下述式来表示。

q＝k×p0(推力)×n0(k是常数)

若基于此式对摩擦热q进行计算，则在图7中表示出良好的结果的摩擦热，即使是最小值也成为1500k(1500k～7200k)，与此相对，在图7中没有表示出良好的结果的摩擦热，即使是最大值也成为2000k(750k～2000k)。由此，能够推测在图7中没有表示出良好的结果的摩擦热与在图7中摩擦热相比，是摩擦热q不足的趋势，可以认为，工件w1、w2，如图11所示，其端面状态在预备摩擦过程中没有受到修正而向原来的摩擦过程转移了。

由前述控制单元u进行的概略的摩擦压接控制

根据上述见解(1)(2)，在由有关实施方式的控制单元u进行的摩擦压接控制中，如图4、图12所示，在摩擦过程中除原来的摩擦过程外插入预备摩擦过程，在该预备摩擦过程中，作为预备摩擦压力p0(推压力)，使用不达到一方的工件w1相对于另一方的工件w2产生弯曲的弯曲推压力的下限值pbl的预备摩擦压力，并且通过调整该预备摩擦压力p0及工件w1的转速，使摩擦热成为使两工件w1、w2端面彼此之间产生塑性变形的摩擦热。

因此，在与前述的测试条件的情况共同的条件下，若作为推压力使用推力进行特别指定，则在工件w1的转速为1250rpm以上(例如，3000rpm)的条件下，p0(推力)被设定为超过0.5kn、不足4kn的范围的规定值(例如，2kn)。

在此情况下，预备摩擦压力p0在不达到一方的工件w1相对于另一方的工件w2产生弯曲的弯曲推压力的下限值pbl(在前述测试条件下为4kn)的限度内越尽可能接近越好，预备摩擦压力p0被作为与为了产生规定的摩擦热而必须超过的上限值phu相比接近推压力的下限值pbl的预备摩擦压力。如图13所示，这是因为，屈服应力越大，用于成为该屈服应力的温度越低，所以利用它，使两工件的端面之间的部分迅速地塑性变形。由此，能够迅速地结束两工件的端面状态的修正处理。

基于图4、图12所示的各参数的动作说明图、图14所示的流程图，具体地说明前述控制单元u的控制例。另外，图14中的s表示步骤。另外，设定信息等的各种信息作为被预先读入的信息。

若工件w1、w2被保持在主轴装置3及滑块装置4上，满足控制开始条件，则设定计时器，主轴装置3的旋转驱动源部6朝向第一转速(例如，在与前述测试条件的情况共同的条件下为3000rpm(稳定转速))旋转(s1～s3)。

在设定了计时器后(s2)，若经过设定时间δt00，则为了使工件w1、w2的端面彼此抵接，滑块装置4开始移动(s4、s5)，在s6中，判别摩擦压力(推压力)是否成为预备摩擦压力p0以上。这是为了使工件w1、w2的端面彼此在预备摩擦压力p0的条件下抵接，使该工件w1、w2的端面之间产生摩擦热(预备摩擦压力控制)。在此情况下，作为预备摩擦压力p0，使用不达到一方的工件w1相对于另一方的工件w2产生弯曲的弯曲推压力的下限值pbl(例如，在与前述测试条件的情况共同的条件下换算成推力为4kn)的预备摩擦压力(例如，2.0kn)，由通过该预备摩擦压力p0和前述第一转速产生的摩擦热，使两工件w1、w2端面之间的部分成为塑性变形状态。这是因为，在两工件w1、w2抵接时，通过使用不达到弯曲推压力的下限值pbl的预备摩擦压力p0，使得在该两工件w1、w2中不产生弯曲现象，并且通过塑性变形修正该两工件w1、w2的端面状态，此后，即使进行由原来的摩擦压力p1进行的推压，在两工件w1、w2中也不产生弯曲现象。

因此，在s6为否时，滑块装置4的移动继续进行，工件w1、w2之间的推压力提高，另一方面，在s6为是时，设定计时器，开始时间的计数，并且执行预备摩擦压力控制(s7、s8)。在该预备摩擦压力控制中，通过控制滑块装置4的移动，将推压力p维持在预备摩擦压力p0，在该预备摩擦压力p0的条件下，仅在规定时间δt0，在工件w1、w2的端面之间产生摩擦热(s8、s9)。

若从s7重新启动计时器，经过规定时间δt0，则由旋转驱动源部6进行的转速变更为第二转速(例如，在与前述的测试条件的情况共同的条件下为3600rpm(稳定转速))，并且结束预备摩擦压力控制，开始由滑块装置4进行的通常的移动(s9～s11)。由此，两工件w1、w2的端面之间的推压力(摩擦压力)p开始提高到预备摩擦压力p0以上。

若滑块装置4再次开始移动(s11)，则在s12中，判别推压力(摩擦压力)p是否上升到原来的摩擦压力p1。这是为了使工件w1、w2的端面之间在摩擦压力p1的条件下产生在原来的摩擦过程中的摩擦热。此时，摩擦压力p1比前述预备摩擦压力p0大，但因为两工件w1、w2的端面状态由预备摩擦过程中的塑性变形进行了修正，所以在两工件w1、w2不产生弯曲现象。

在s12为否时，滑块装置4的通常的移动继续进行，推压力(摩擦压力)p提高，另一方面，在s12为是时，重新设定计时器，开始时间的计数，并且执行摩擦压力控制(s13、s14)。通过此摩擦压力控制，进行滑块装置4的移动控制，推压力p仅在规定时间δt1被维持在原来的摩擦压力p1(例如，在与前述的测试条件的情况共同的条件下，换算成推力为6.5kn)(s14、s15)。

若摩擦压力控制仅执行规定时间δt1(s15)，则结束摩擦过程，结束主轴装置3中的旋转驱动源部6的第二转速控制，工件w1的基于旋转驱动源部6的旋转停止(s16)。接着，在接下来的s17中，再次开始滑块装置4的通常的移动，由此，推压力p提高，在接下来的s18中，判别推压力p是否达到镦锻压力p2。在s18为否时，推压力p的增大继续进行，另一方面，在s18为是时，重新设定计时器，开始时间的计数，并且执行镦锻压力控制(s19、s20)。通过此镦锻压力控制，进行滑块装置4的移动控制，推压力p仅在规定时间δt2被维持在原来的镦锻压力p2(例如，在与前述的测试条件的情况共同的条件下，换算成推力为11.3kn)(s20、s21)。

若从s19重新启动计时器，经过镦锻过程时间δt2(s21)，则镦锻压力控制结束(s22)。伴随着此镦锻压力控制的结束，进行基于滑块装置4的对工件w1、w2端面之间的推压的停止、镦锻压力的释放等(s23)，从摩擦压接装置1取出被进行了一体化了的工件w1、w2。

图15是作为其它的实施方式表示前述实施方式的变形例的图。在此其它的实施方式中，作为预备摩擦过程中的预备摩擦压力p0，使用不达到弯曲推压力的下限值pbl的预备摩擦压力(p0(推力)＝2kn)，另一方面，作为该预备摩擦过程中的工件w1的转速，使用与原来的摩擦过程中的工件w1的转速(例如，3600rpm)相等的转速，摩擦过程(预备摩擦过程及原来的摩擦过程)中的转速(稳定状态)为一定。当然，此工件w1的转速和预备摩擦压力p0协作，作为摩擦热，产生使两工件w1、w2端面彼此之间产生塑性变形的摩擦热。

因此，在此其它的实施方式中，不仅与前述实施方式同样，能够一边确保适当地进行摩擦过程，一边将工件w1、w2彼此不会成为弯曲的关系地适当地接合，还能够在摩擦过程(预备摩擦过程及原来的摩擦过程)中，使工件w1的转速成为单一的转速(稳定状态)，能够谋求转速控制的简化。

在对上面的实施方式进行了说明的本发明中，包括下面的方式。

(1)在本实施方式中，基于来自转速检测传感器35的检测信息，控制旋转驱动源部6，以便成为设定转速(稳定状态)，但作为旋转驱动源部6使用伺服马达，由编码器监视该伺服马达的旋转状态，在其监视结果为脱离了设定转速的结果时，作为处于错误状态，停止该伺服马达的旋转。

(2)作为工件w1、w2，只要是将棒状的端面彼此接合一体化的工件，则是怎样的工件均可。

(3)关于使两工件w1、w2产生弯曲的弯曲推压力的下限值，与切断机、工件的端面径等相应地适宜地找出。

(4)至于工件w1、w2的任意一个，都被进行旋转驱动，使工件w1和w2相对旋转。

符号的说明

1：摩擦压接装置；3：主轴装置(保持装置)；4：滑块装置(保持装置)；5：夹紧部；6：旋转驱动源部(旋转驱动源)；9：驱动马达(移动用驱动源)；12：压力传感器(推压力检测部)；p0：预备摩擦压力(推压力)；p1：摩擦压力(推压力)；p2：镦锻压力；w1、w2：工件；pbl：弯曲推压力的下限值；phu：不产生使塑性变形产生的摩擦热的区域(推压力)的上限值；q：摩擦热；n0：预备摩擦过程的转速；u：控制单元。