JPS61286034A - Device for rotary swaging working of difficult workability material - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To execute an efficient size-down without generating a crack, a burr, a disconnection, etc. of a difficult workability material, by providing continuously a worked material feeding line base, a heating device, a rotary swaging device and a winder. CONSTITUTION:A line base 2 for supplying a material to be worked 1, the beating device 3 of induction heating, etc. for executing the rotary swaging at a recrystallization temperature or above, a rotary swaging device 4 and a winder 5 are placed continuously in said order. According to such a constitution, a good product can be obtained, and especially, when a die by an appropriate die design is used, the efficient working can be executed with the high reduction rate of area and also at the high speed. In this regard, as for said difficult workability material, an Ni-Ti compound shape memory alloy is desirable. Also, as necessary, a straightening machine 6 is provided on the entry of the heating device 3.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はロータリースェージング加工に係り、より詳細
には、Ｎｉ−Ｔｉ系形状記憶合金等の難加工性材料をロ
ータリースェージングにより効率的にサイズダウン可能
な加工設備に関する。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to rotary swaging processing, and more specifically, to efficiently process difficult-to-process materials such as Ni-Ti shape memory alloys by rotary swaging. Regarding processing equipment that can be downsized.

（従来の技術及び問題点） ロータリースェージング装置を用いたスェージ加工法は
、円形断面を有する中小製品をスェージ加工する方法で
、テーパー管、段付管、細径線などの製造や管端加工等
々の各種用途に利用されている。(Prior art and problems) The swaging method using a rotary swaging device is a method for swaging small and medium-sized products with a circular cross section, and is used for manufacturing tapered pipes, stepped pipes, small diameter wires, etc. It is used for various purposes such as.

特に細径線の製造の場合には、一般的に線引き加工の方
が高能率であるため、ＷやＴａ、Ｎｉ−Ｔｉ系形状記憶
合金などの難加工性材料のサイズダウンに適用されてい
るが、材質上、割れが生じ易すがったり、断線が発生す
るなどの問題があり、特にＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金の
ような新材料で難加工性の材料を効率的にサイズダウン
可能な方策の出現が望まれている。In particular, when manufacturing small diameter wires, wire drawing is generally more efficient, so it is applied to reduce the size of difficult-to-process materials such as W, Ta, and Ni-Ti shape memory alloys. However, due to the material, there are problems such as cracking and breakage, and in particular, new materials such as Ni-Ti shape memory alloys that are difficult to work with can be efficiently downsized. It is hoped that the emergence of

（発明の目的） 本発明は、特に上述の要請に応えるべくなされたもので
あって、Ｎｉ−Ｔｉ系形状記憶合金のような難加工性材
料をロータリースェージングにより効率的にサイズダウ
ンでき、良好な製品を工業的に得ることが可能なロータ
リースェージング加工設備を提供することを目的とする
ものである。(Object of the Invention) The present invention has been made especially in response to the above-mentioned requirements, and is capable of efficiently reducing the size of difficult-to-process materials such as Ni-Ti shape memory alloys by rotary swaging, resulting in good quality. The purpose of the present invention is to provide rotary swaging processing equipment that can industrially produce products with high quality.

（発明の構成） 難加工性の細径線などの被加工線材をサイズダウンする
従来のロータリースェージング装置は、出側に巻取機を
設けて単に冷間でスェージングするというもので、加工
後に焼鈍を施していた。そのため、１パス当たりの減面
率が小さく、多数回のパスを必要とし、割れなどが生じ
易すがった。(Structure of the Invention) Conventional rotary swaging equipment for reducing the size of wire materials to be processed, such as small diameter wires that are difficult to process, simply swags coldly with a winder installed on the output side. It had been annealed. Therefore, the area reduction rate per pass was small, many passes were required, and cracks were likely to occur.

これに対し、本発明は、難加工性材料の特性を考慮して
熱間でロータリースェージングを行うこととし、そのた
めに縁台とロータリースェージング装置との間に加熱装
置を設け、被加工材を再結晶温度以上の温度でロータリ
ースェージング加工を行う構成とすることを骨子とする
ものである。In contrast, the present invention performs hot rotary swaging in consideration of the characteristics of difficult-to-process materials, and for this purpose, a heating device is provided between the edge stand and the rotary swaging device, and the workpiece material is heated. The gist of this is to have a configuration in which rotary swaging processing is performed at a temperature higher than the recrystallization temperature.

これにより、従来よりも１パス当たりの減面率を増大す
ることができてバス回数を減少させることが可能となる
。また、縁台と加熱装置の間に矯正機を必要に応じて設
けることができ、被加工材の送給の安定性、加熱やスェ
ージング加工の作業性の向上をも図ることができる。This makes it possible to increase the area reduction rate per pass and reduce the number of buses compared to the conventional method. Further, a straightening machine can be provided between the edge stand and the heating device as necessary, and it is possible to improve the stability of feeding the workpiece and the workability of heating and swaging processing.

以下に本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。The present invention will be explained in detail below based on illustrated embodiments.

（実施例） 第１図は本発明に係る加工設備の配置を示す図で、同図
（ａ）は線台２→加熱装置３→ロータリースェージング
装［４→巻取機５をこの順序で連続した加工ラインであ
り、同図（ｂ）は更に加熱装置の入側に矯正機６を配置
した加工ラインである。(Example) Fig. 1 is a diagram showing the arrangement of processing equipment according to the present invention, and Fig. 1 (a) shows wire stand 2 -> heating device 3 -> rotary swaging device [4 -> winding machine 5 in this order. This is a continuous machining line, and FIG. 2B shows a machining line in which a straightening machine 6 is further disposed on the entrance side of the heating device.

縁台２及び加熱装置３は特にその型式を制限しないが、
誘導加熱等により被加工材１を表面及び内部を所定の加
工温度に安定して加熱するため、またＮｉ−’Ｉ’ｉ系
形状記憶合金のように縁台２がら繰り出された際に加熱
装置３での加熱に起因して真直になりにくい材料特性を
有する材料の場合には、縁台２を若干の張力付加が可能
な型式にするか、或いは矯正機６を設けるのが好ましい
。The types of the edge stand 2 and heating device 3 are not particularly limited, but
In order to stably heat the surface and inside of the workpiece 1 to a predetermined processing temperature by induction heating, etc., and when the workpiece 1 is fed out from the edge stand 2 like a Ni-'I'i shape memory alloy, the heating device 3 is used. In the case of a material that has material characteristics that make it difficult to straighten due to heating, it is preferable that the edge stand 2 be of a type that can apply a slight tension, or that a straightening machine 6 be provided.

加熱装置は他に通電加熱装置或いは一般の加熱炉であっ
てもよい。The heating device may also be an electrical heating device or a general heating furnace.

また１巻取機も特にその型式を制限しないが、熱間で加
工されて巻取られるので、この点を考慮した型式のもの
が望ましい。The model of the single winder is not particularly limited, but since the winding is performed after hot processing, a model that takes this point into consideration is desirable.

次に、ロータリースェージング装置４について説明する
。第２図はダイス孔型の曲率半径Ｒが０．５ｄ　（但し
、ｄは加工後の材料の直径）のダイス７を装着したロー
タリースェージング装置の一例を示しており、ダイス７
の外側には凹凸面を有するハンマー８が設けられ、これ
らがスピンドル９に摺動自在に配置されていて、スピン
ドル９とリング１０の間にはハンマーローラー１１が多
数介挿されている。スピンドル９を回転することにより
、ハンマーローラー１１とハンマー８とカ間欠的に回転
接触し、これにより、ダイス７が被加工材１にハンマリ
ング作用を与えるものである。Next, the rotary swaging device 4 will be explained. Figure 2 shows an example of a rotary swaging device equipped with a die 7 whose die hole has a radius of curvature R of 0.5d (where d is the diameter of the material after processing).
A hammer 8 having an uneven surface is provided on the outside of the ring 1, and these hammers 8 are slidably arranged on a spindle 9, and a number of hammer rollers 11 are interposed between the spindle 9 and the ring 10. By rotating the spindle 9, the hammer roller 11 and the hammer 8 are intermittently brought into rotational contact, whereby the die 7 applies a hammering action to the workpiece 1.

このダイス設計によれば、約１５％の減面率までパリが
生じることなく加工することが可能である。これ以上の
減面率で高速加工を行うには、以下に示すダイス設計の
ダイスを使用するのが効率的である。According to this die design, it is possible to process up to a reduction in area of about 15% without causing a flash. In order to perform high-speed processing with an area reduction rate higher than this, it is efficient to use a die with the die design shown below.

第３図及び第４図に示すダイス７は、アプローチ部Ａの
形状をテーパー状（ストレート状）又は円弧形状にし、
ダイス孔型の曲率半径Ｒを０．７５〜１ｄにし、更にベ
アリング部Ｂの長さＱを２〜６ｄにしたものである。The die 7 shown in FIGS. 3 and 4 has an approach portion A having a tapered shape (straight shape) or an arc shape,
The radius of curvature R of the die hole type is set to 0.75 to 1 d, and the length Q of the bearing portion B is set to 2 to 6 d.

アプローチ部Ａの形状は、テーパー状（θは約３０°）
でもよいが、この場合には、被加工材１がサイズダウン
される各ステップにおいて加工率が次第に増大するので
、むしろ第３図中実線で示すような円弧形状の方が好ま
しく、２５〜５０ｍｍの曲率半径が望ましい。円弧形状
の場合には、サイズダウンされる各ステップにおいて減
径に伴い加工量も減少し、終始略一定の変形率でサイズ
ダウンが可能となり、難加工性材料用に特に適している
。The shape of approach part A is tapered (θ is approximately 30°)
However, in this case, since the processing rate gradually increases at each step in which the workpiece 1 is downsized, it is preferable to use an arcuate shape as shown by the solid line in FIG. Radius of curvature is preferred. In the case of a circular arc shape, the amount of processing decreases as the diameter decreases at each step of size reduction, and size reduction can be performed at a substantially constant deformation rate from beginning to end, making it particularly suitable for use with difficult-to-process materials.

ダイス孔型の曲率半径Ｒは、第４図に示すように、ｄ／
２よりも大きくすることによってサイズダウン過程で幅
拡がりが発生しても、孔型端部１２の内側にとｙめるよ
うにすることにより、以降のステップにて加工され、最
終的にはパリのない製品を可能にする。そのためにはＲ
を０．７５〜１ｄにするのが好ましい。The radius of curvature R of the die hole shape is d/as shown in FIG.
Even if the width expands during the size reduction process by making the size larger than 2, by making it stop inside the hole end 12, it will be processed in subsequent steps and the final parity will be reduced. Enabling products without For that purpose, R
is preferably 0.75 to 1 d.

ベアリング部Ｂの長さΩは、アプローチ部Ａで変形加工
を受けた被加工材１に十分な整形作用を与えるべく決め
る必要があり、２ｄ以上にするが、長ずざるとねじれが
発生するおそれがあり、断線の発生原因ともなるので、
８ｄ以下が望ましく、６ｄ以下が好ましい。The length Ω of the bearing part B needs to be determined in order to give a sufficient shaping effect to the workpiece 1 that has been deformed in the approach part A, and should be 2d or more, but if it is not long, there is a risk of twisting. This may cause disconnection, so
8d or less is desirable, and 6d or less is preferable.

なお、以上のダイス設計は２つ割ダイスについて示した
が、４つ割のダイスに対しても同様に適用可能である。Note that although the above die design has been shown for a 2-split die, it can be similarly applied to a 4-split die.

上記構成のダイスを装着したロータリースェージング装
置は、スピンドル回転数を広範囲で運転することができ
、最大６００ｒｐｍ、通常１００〜６００ｒｐｍの回転
数が可能である。A rotary swaging device equipped with a die having the above configuration can operate the spindle at a wide range of rotational speeds, and can rotate at a maximum of 600 rpm, usually from 100 to 600 rpm.

なお、第３図中、１３はピンチロールである。In addition, in FIG. 3, 13 is a pinch roll.

（使用例） 第５図に示すダイス設計〔ダイス孔型の曲率半径Ｒ＝０
．５〜０．８５ｄ（但し、ｄ＝５＋ｍ）、ベアリング部
形状＝テーパー形状又は円弧形状（曲率半径３５＋＋＋
＋＋＋）、ベアリング部長さＱ冨３〜８ｄ）のダイスを
備えたロータリースェージング装置を配置した第１図の
加工設備により、スピンドル回転数３０〜４００ｒｐｍ
、加工温度８００℃でＮｉ−４５％Ｔｉ形状記憶合金を
加工し、５ｍｍφの線材を得た。(Example of use) Die design shown in Figure 5 [curvature radius of die hole type R = 0
．． 5 to 0.85 d (however, d = 5 + m), bearing shape = tapered shape or circular arc shape (curvature radius 35+++
The processing equipment shown in Fig. 1 is equipped with a rotary swaging device equipped with a die with a bearing length Q of 3 to 8 d) and a spindle rotation speed of 30 to 400 rpm.
A Ni-45% Ti shape memory alloy was processed at a processing temperature of 800° C. to obtain a wire rod with a diameter of 5 mm.

その際、減面率及び加工速度（巻取速度）を様々に変化
させ、限界加工減面率（パリを生じないで加工できる最
大減面率）を調べた。その結果を第５図に示す、なお、
同図中、黒印はパリが発生した場合を示している。At that time, the area reduction rate and processing speed (winding speed) were varied, and the limit processing area reduction rate (maximum area reduction rate that can be processed without causing flashing) was investigated. The results are shown in Figure 5.
In the figure, the black mark indicates the case where Paris occurs.

第５図かられかるように、本発明による加工設備によれ
ば、いずれのダイス設計によってもパリを発生すること
なくロータリースェージング加工が可能であり、特にダ
イス孔型の形状、アプローチ部の形状及びベアリング部
の長さを適切条件でダイス設計したダイスを装着した使
用例１では、約６０％以上の高減面率で、高加工速度で
もパリなどの欠陥を生じることがなく、良好な製品を得
ることができる。As can be seen from FIG. 5, according to the processing equipment according to the present invention, rotary swaging processing can be performed without generating flash regardless of the die design, and in particular, the shape of the die hole type and the shape of the approach part. In usage example 1, in which the die was designed with the length of the bearing part under appropriate conditions, the product had a high area reduction of about 60% or more and did not have defects such as cracks even at high machining speeds, resulting in a good product. can be obtained.

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、従来実質的に不
可能であったＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金等のロータリー
スェージング加工を熱間で実施できる構成にしたので、
パリ、割れ、断線などを生じることなく加工可能となり
、しかも特に適切なダイス設計によるダイスを用いた場
合には、１パス当たりの減面率を５０％以上で、かつ、
高速で加工することが可能である。(Effects of the Invention) As detailed above, according to the present invention, the rotary swaging process of Ni-Ti-based shape memory alloys, etc., which was virtually impossible in the past, can be performed hot. ,
Processing is possible without causing cracks, cracks, wire breaks, etc., and when using a die with a particularly appropriate die design, the area reduction rate per pass is 50% or more, and
It is possible to process at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明に係る加工設備の装置配
列を示す図、 第２図は本発明の一実施例に係る加工設備で用いるロー
タリースェージング装置及びダイス形状の一例を示す断
面図、 第３図及び第４図はダイスの他の例を示す図で、第３図
は側面図、第４図は第３図のｘ−Ｘ断面図、第５図は本
発明の使用例における限界加工減面率と加工速度の関係
を示す図である。 １・・・被加工材、　　　　　　２・・・線台、３・・
・加熱装置、 ４・・・ロータリースェージング装置、５・・・巻取機
、　　　　　　６・・・矯正機。 ７・・・ダイス、　　　　　　　８・・・ハンマー、９
・・・スピンドル、　　　　　１０・・・リング。 １１・・・ハンマーローラー　１２・・・孔型端部、１
３・・・ビンチロール。Figures 1 (a) and (b) are diagrams showing the equipment arrangement of processing equipment according to the present invention, and Figure 2 shows an example of the rotary swaging device and die shape used in the processing equipment according to an embodiment of the present invention. 3 and 4 are diagrams showing other examples of the die, in which FIG. 3 is a side view, FIG. 4 is a sectional view taken along line XX in FIG. 3, and FIG. It is a figure which shows the relationship between the limit machining area reduction rate and machining speed in an example of use. 1...Work material, 2...Wire stand, 3...
- Heating device, 4... Rotary swaging device, 5... Winding machine, 6... Straightening machine. 7...Dice, 8...Hammer, 9
...Spindle, 10...Ring. 11... Hammer roller 12... Hole end, 1
3...vinci roll.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １　難加工性材料をサイズダウンする設備において、被
加工材を供給するための線台と、被加工材を加熱するた
めの加熱装置と、ロータリースエージング装置と、巻取
機とを連続して配設したことを特徴とする難加工性材料
のロータリースエージング加工用設備。 ２　前記難加工性材料がＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金であ
る特許請求の範囲第１項記載の難加工性材料のロータリ
ースエージング加工用設備。 ３　難加工性材料をサイズダウンする設備において、被
加工材を供給するための線台と、矯正機と、被加工材を
加熱するための加熱装置と、ロータリースエージング装
置と、巻取機とを連続して配設したことを特徴とする難
加工性材料のロータリースエージング加工用設備。 ４　前記難加工性材料がＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金であ
る特許請求の範囲第３項記載の難加工性材料のロータリ
ースエージング加工用設備。[Claims] 1. A facility for downsizing difficult-to-process materials, which includes a wire stand for supplying the workpiece, a heating device for heating the workpiece, a rotary swaging device, and a winding device. Equipment for rotary swaging processing of difficult-to-process materials, characterized by a continuous arrangement of machines and machines. 2. The rotary swaging equipment for a difficult-to-work material according to claim 1, wherein the difficult-to-work material is a Ni-Ti shape memory alloy. 3 Equipment for downsizing difficult-to-process materials includes a wire stand for supplying the workpiece, a straightening machine, a heating device for heating the workpiece, a rotary swaging device, and a winding machine. Equipment for rotary swaging processing of difficult-to-process materials, characterized by a continuous arrangement of . 4. The rotary swaging equipment for a difficult-to-work material according to claim 3, wherein the difficult-to-work material is a Ni-Ti shape memory alloy.