JPH035005A - 管押抜加工装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鍛造管を製造するために使用される管押抜加
工装置に関する。

〔従来の技術〕

鍛造管の製造技術として、底付管にマンドレルを挿入し
、そのマンドレルに軸方向の推力を与えて、底付管をロ
ールスタンド内に挿通させる押抜加工による技術が特開
昭６４−７１５０７号公報に開示されている。ロールス
タンドには、第５図に示すように、パスラインを隔てて
回転軸をパスラインと直交する方向に延在させて圧下位
置調節可能に支持対設された１対の四柱状フラットロー
ルｌａ、ｌｂと、該フラットロールｌａ、ｌｂの対設間
にパスラインを隔てて間隔調節可能に支持対設された１
対のガイドロック２ａ、２ｂとが設けられている。

ロールスタンド内のフラットロールｌａ、ｌｂ間には所
定温度に加熱された有底管状の材料３がマンドレル４に
より押し込まれ、これにより、材料３には減肉加工が加
えられる。この時、材料３はフラットロールｌａ、ｌｂ
間で一対のガイドブック２ａ、２ｂにて両側から拘束さ
れることにより幅広がりが防止される。材料３を周方向
に回転させて異なる方向から圧下を繰り返すことにより
、材料３は鍛造管とされて行く。

このような鍛造管の製造技術は、間隔調整可能なフラッ
トロールを使用するために、一種類のロールを用いて多
様な仕上げ径の管を製造できる利点があり、従来行われ
ていたリングダイス使用の押抜加工による製造技術と比
べて、工具のストック数を大幅に削減することができる
。また、フラットロールは前述したとおり圧下自在の構
造であるから、ロール間隔をガイドロックの幅まで最小
しめ込むことができる。さらに、フラットロールおよび
そのハウジング等の強度が許すならば、材料とフラット
ロールとの接触幅がロール長を超えない限り、大径の材
料を加工することが可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

スタンド内に円柱状のフラットロールを組込んだ従来の
前押抜加工装置で鍛造管を製造する場合、上述したよう
な種々利点を享受できるが、その反面、操業時には次の
２点が問題になる。

第１は、フラットロールとガイドプロッタとの間で材料
の内面がマンドレルの外面に接触しないいわゆる内面ひ
けが生じる点である。フラットロールによる加工を行な
う以上、管外面形状は真円にはならず、従って上記装置
による押抜加工後は真円のリングダイス等を用いた押抜
加工が仕上げ加工として必要になる。この時、内面ひけ
の程度が大きいと、真円のリングダイス等による仕上げ
加工では内面ひけを完全に除去できず、製品管に偏肉が
残存する事態を招くのである。

第２の問題点は、材料が圧下方向を変更しなから圧下加
工を繰り返す過程で外面が角形状になり、材料の方向に
よってはガイドプロッタで材料が十分に拘束されず、圧
下加工中に管軸まわりに材料が捩れるいわゆるたおれが
発生することである。

たおれが発生すると、それより後方の材料に偏肉が生じ
、後続バスでこの偏肉が防止できない場合は材料全体が
スクラップになる。また後続バスで偏肉が防止できても
、通常はパス数増加が必要であり、工数増加や場合によ
っては冷却した材料の再加熱が必要になり、製造コスト
の増加を招く。

マンドレルは周方向に固定であるので、材料の内面のマ
ンドレルの外面との密着が強固であればたおれを生じる
危険性はないが、この密着性が強すぎると、加工後に材
料からマンドレルで抜くいわゆるストリッピング作業が
困難になるので、実際の作業では材料とマンドレルとの
間は強固には密着していない。しかも、この間には上述
した内面ひけが存在しているため、通常のリングダイス
を用いた押抜製管の場合に比べてたおれが発生しやすい
状態にある。言うまでもなくたおれは防止すべきもので
あるから、たおれが生じやすい状態では強圧下を加えな
いといったバススケジュール上の制限等も必要になる。

すなわち、従来装置でたおれを防止しようとすると、装
置能力が著しく制限され、甚だ非効率的な加工しか実施
できないことになる。

本発明は、斯かる状況に鑑みなされたもので、マンドレ
ルと材料との間に生じる内面ひけを問題のない程度に抑
制でき、しかも装置能力に大きな制限を加えることなく
たおれが防止できる前押抜加工装置を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の前押抜加工装置は、底付管をマンドレルにより
スタンド内に挿通させて減肉加工する前押抜加工装置で
あって、前記スタンドが、パスラインを隔てて回転軸を
パスラインと直交する方向に延在させて圧下位置調節可
能に支持対設された１対の圧下用鼓形ロールと、該鼓形
ロールの対設間にパスラインを隔てて間隔調節可能に支
持対設された１対のガイドロックとを有することを特徴
としてなる。

〔作　　用〕

材料圧下用の一対のロールを鼓形ロールとすることによ
り、ロール中央部での圧下量が同一であれば、材料とロ
ールとの周方向の接触長さが長くなり、材料外表面の自
由表面部分が少なくなる。

その結果、材料とマンドレルとの間に生じる内面ひけが
軽減される。また、材料が鼓型ロールにより周方向で効
果的に保持され、ひけの範囲が抑制されることとあいま
って材料のたおれが生じ難くなる。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例について説明する。

本実施例の前押加工装置は、第１図および第２図に示す
ように、ロールスタンドｌＯとその入側に設けられたマ
ンドレル２０とを備えている。

ロールスタンド１０には、１対の材料圧下用の鼓形ロー
ルｌｌａ、ｌｌｂと、１対のガイドブロック１２ａ、１
２ｂとが組込まれている。１対の材料圧下用の鼓形ロー
ルｌｌａ、ｌｌｂは、パスラインＬを隔てて、その回転
軸をパスラインＬと直交する方向に延在させ、かつ並行
に対設されており、両軸端は図示しない軸受で正逆回転
自在にアイドル支承されている。前記軸受は、図示しな
いロールスタンドハウジングに対して、これも図示しな
いスクリュージヤツキおよび／又は液圧圧・下装置を介
して取り付けられており、これによって前記鼓形ロール
ｌｌａ、ｌｌｂの圧下位置、換言すればロールギャップ
を調整可能とされている。

鼓形ロールｌｌａ、ｆｌｂの形状については、そのロー
ル孔型から材料がはみ出すことなく加工を受けるために
、孔型形状が加工前の材料３０の外面曲率半径よりも大
きい曲率半径によって規定されている必要がある。すな
わち、孔型形状を規定する曲率半径は、加工前の材料の
外面曲率半径を下限とする必要がある。

一方、本発明の管押抜加工装置では、ロールと管軸中心
との距離を自在に変更して多種類のサイズの材料の加工
に対応できることがその主な特徴となっている。通常押
抜加工で製管される管の材料サイズは最大径と最小径の
比が４以内に収まることから、一種類のロール孔型で全
サイズの押抜加工を行なおうとすると、最大径の材料外
径に合致する孔型を用いた場合は、最小径の材料に対し
てはその外径の４倍の孔型曲率半径を有するロール孔型
で加工を行うことになる。すなわち、本発明の上記特徴
を滅失させないためには、材料外面の曲率半径に対して
孔型の曲率半径が大きくするほうがよい。しかし、こう
すると、ロールはフラットロールに近づき、材料を圧下
したときの材料外面の自由表面部分が拡大する。

このようなことから、孔型の曲率半径Ｒは材料の最大半
径Ｒ８に対して、Ｒ０≦Ｒ≦４×Ｒ０の範囲内に制限す
るのが望ましく、Ｒ０≦Ｒ≦２×Ｒ０を最適範囲とする
。ただし、最適範囲のロール形状で加工を行なう場合に
は、全サイズの加工を行なおうとすると、２種類以上の
孔型ロールを用意する必要がある。

ロールスタンドｌＯ内で鼓形ロールｌｌａ、１１ｂと組
合される前記１対のガイドブロック１２ａ、１２ｂは、
パスラインＬ方向に長い断面矩形の角柱状体で、前記１
対の鼓形ロール１１　ａ、　１　ｌｂの対設方向と直交
する方向、換言すれば鼓形ロールｌｌａ、ｌｌｂの対設
間に、パスラインＬを隔ててその相対向する面１３ａ、
１３ｂがパスラインＬに平行となるように対設されてい
る。そして、その背面１４ａ、１４ｂは、図示しないロ
ールスタンドハウジングに対して、これも図示しないス
クリュージヤツキ機構、テーパ楔機構等の適宜な位置調
整手段を介して取り付けられており、これによって前記
ガイドブロック１２ａ、１２ｂの相対向する面１３ａ、
１３ｂの間隔を調整可能とされている。ガイドブロック
１２ａ、１２ｂの相対向する面１３ａ、１３ｂは、鼓形
ロールｌｌａ。

１１ｂの孔型に対応して湾曲させてもよい。

マンドレル２０は、断面円形で、その外径は得るべき断
面円形の製品管の内径寸法と同一もしくは若干小径であ
り、その長さは前記製品管の長さより長尺とされており
、その基端（第１図左方）は所謂ブツシュベンチ製管装
置と同様に水圧プレスのラムヘッドに自在継手等をジ゛
１−で連結されている。

このような構成の管押抜加工装置による鍛造管製造プロ
セスは、２パス加工の場合は次のとおりである。

先ず、１対の鼓形ロールｌｌａ、ｌｌｂのロールギャッ
プを所定の値、具体的には２パス加工の場合には得るべ
き製品管の外径寸法と同一もしくは若干大きな値に設定
すると共に、１対のガイドブロック１２ａ、１２ｂの間
隔を加工すべき有底管状の材料３０の外径と同一もしく
は若干大きな寸法に設定する。しかる後、マンドレル２
０に外嵌した材料３０をマンドレル２０を前進させて第
１パス目の加工を行い、圧下方向の相対向する外面が平
滑面となった内面がほぼ円形で外面異形の管状の材料に
成形する。成形後はマンドレル２０を後退させて前記管
状の材料をロールスタンド１０の入側に引き戻し、管状
の材料をマンドレル２０と共に図示省略した管回転装置
によりその軸心まわりに９０°回転させる。

この材料の回転操作の間に、前記ロールギャップとガイ
ドブロック１２ａ、１２ｂの間とをそれぞれ第２パス目
の加工に備えるべく設定する。すなわち、ロールギャッ
プは第１パス目と実質同一の値に、ガイドブロックの間
隔は第１パス目のロールギャップと同一もしくはこれよ
り若干大きな寸法に設定する。しかる後、第１パス目と
同様にマンドレル２０を前進させて第２パス目の加工を
行ない、圧下方向とこれを直交する方向の外面四辺が平
滑面となった内面がほぼ円形で外面異形の管状の材料に
成形する。

前記第１および第２パス目の加工においては、鼓型ロー
ルｌｌａ、ｌｌｂが凹状の周面を有することから、材料
３０の外面とロール周面との周方向の接触長が長くなり
、鼓型ロール１１　ａ、　　１　ｌｂとガイドブロック
１２ａ、１２ｂとの間における材料外表面の自由表面部
分が制限されるので、材料３０の内面ひけが抑制される
。また、材料３０が鼓形ロールｌｌａ、Ｎｌｂによる圧
下の際に周方向で十分に保持され、内面ひけの抑制によ
りマンドレル２０との間の接触面積が拡大していること
とあいまって、その回転が阻止される。なお、前記第２
パス目の加工は、鼓型ロールｌｌａ、１ｉｂの配置を９
０°位相差を有するロールスタンド１０を２台連設し、
マンドレル２０の一度の前進操作のみで第１パス目の加
工に連続して行なうことができる。

第２パス目の加工によって得られた前記管状の材料は、
マンドレル２０を挿入した状態で得るべき断面円形の製
品管の外径と同一もしくは若干大径の真円内径を有する
ダイスに押抜押通し、内外面が共に断面円形の製品管に
軽加工度をもって成１ 形される。この最終の成形加工は、ダイス等を有するス
タンドを前記ロールスタンド１０の後段に連設しておく
ことにより、前記第２パス目の加工に連続して行うこと
ができる。最終成形加工を行なう前に材料３０に生じて
いた内面ひけは、軽微であるので、軽度の最終成形加工
によって完全に消失させることができる。

次に、本発明の実施結果を説明する。

溝底直径が５４０閣で孔型曲率半径が２８０ｍ＋ｎ、３
５０ｍｍの２種類の鼓型ロールをロールスタンドに組込
んで、第１表に示すスケジュールにより９バスの押抜加
工を行なった。ガイドプロッタ幅は１５０ｍｍであり、
その相対向する面は鼓型ロールの孔型に対応する２種類
の曲率半径２８０，３５０ｍｍの湾曲面とした。また、
材料は３２０Ｃからなり、加工前の寸法は外径２８０ｍ
ｍ、内径１８５鵬、肉厚４７．５　ｍｍであり、加熱温
度は１２００°Ｃとした。鼓型ロールにおける孔型曲率
半径２８０間は材料外面半径の２倍に相当し、３５０ｍ
ｍは２゜５倍に相当する。

２ 前記材料は各パス間で孔型に対して奇数パス後、偶数パ
ス前には９０°、偶数パス後、奇数パス前には４５°回
転させて次のパスに供した。９パス目は２２０ｍｍの孔
ダイスを用いて真円に仕上げることを目的とした押抜加
工である。

また、比較のために、鼓型ロールの代わりにフラットロ
ールを用いて同様の加工を行なった。

第　　　１　　　表　　（単位節） フラットロールを用いた場合の８パス後の材料断面形状
を第３図（ａ）、９パス後の断面形状を第３図（ｂ）に
それぞれ示す。また、孔型曲率半径が２８０閣の鼓型ロ
ールを用いた場合の８パス後、９パス後の各材料断面形
状を第４図（ａ）（ｂ）にそれぞれ示す。

フラットロールを用いた場合は、９パス目で真円ダイス
による仕上加工を行なったにもかかわらず、矢示部分に
内面ひけに起因する深さ２ｍｍの偏肉が生じ、また外面
の白抜矢示位置にも当りの悪い部分が生じた。

これに対し、孔型曲率半径が２８０１１Ｉ［１１の鼓型
ロールを用いた場合は、内外面とも良好な形状が得られ
た。また、孔型曲率半径が３５０ｍｍの鼓型ロールを用
いた場合は、深さ０．５ｍｍの軽微な局所偏肉を生じた
にとどまった。

【発明の効果〕

本発明の管押抜加工装置は、材料に生じる内面ひけを、
軽度の仕上加工で除去できる程度に抑制することができ
、製品管の品質を向上させる。

また、加工中の材料を鼓型ロールにより周方向で効果的
に保持し、十分な圧下を加えた場合にも材料のたおれを
防止することができる。従って、たおれによる偏肉およ
びその矯正に伴なう工数増加が防止でき、加工度も十分
に確保でき、能率面で著しく優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す管押抜加工装置の側面図
、第２図はその正面図、第３図（ａ）（ｂ）は従来装置
で加工した材料の断面図、第４図（ａ）（ｂ）は本発明
装置で加工した材料の断面図、第５図は従来装置の正面
図である。 図中、１０：ロールスタンド、ｌｌａ、１１ｂ：鼓型ロ
ール、１２ａ、１２ｂ　：ガイドプｔｌｌ１７り、２０
：マンドレル、３０：材料。 ５ ６ 第 ３ （Ｑ） （ｂ） 図 （ＣＩ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、底付管をマンドレルによりスタンド内に挿通させて
   減肉加工する管押抜加工装置であって、前記スタンドが
   、パスラインを隔てて回転軸をパスラインと直交する方
   向に延在させて圧下位置調節可能に支持対設された１対
   の圧下用鼓形ロールと、該鼓形ロールの対設間にパスラ
   インを隔てて間隔調節可能に支持対設された１対のガイ
   ドロックとを有することを特徴とする管押抜加工装置。