JP2000301253A - 金属管の軸押し加工法 - Google Patents
金属管の軸押し加工法Info
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- JP2000301253A JP2000301253A JP11110368A JP11036899A JP2000301253A JP 2000301253 A JP2000301253 A JP 2000301253A JP 11110368 A JP11110368 A JP 11110368A JP 11036899 A JP11036899 A JP 11036899A JP 2000301253 A JP2000301253 A JP 2000301253A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 割れを発生させることなく、複雑な形状を実
用的に成形加工できる金属管の軸押し加工法を提供す
る。 【解決手段】 金型２の内部にセットされた金属管Ｐの
端面を、金属管Ｐ内に次第に増加する液圧を加えながら
軸押して金属管Ｐの中間に膨出部１１を成形する金属管
の軸押し加工法であって、金属管Ｐの断面が、膨出部を
含む範囲で肉厚が厚くなっている金属管を用いて加工す
る。
用的に成形加工できる金属管の軸押し加工法を提供す
る。 【解決手段】 金型２の内部にセットされた金属管Ｐの
端面を、金属管Ｐ内に次第に増加する液圧を加えながら
軸押して金属管Ｐの中間に膨出部１１を成形する金属管
の軸押し加工法であって、金属管Ｐの断面が、膨出部を
含む範囲で肉厚が厚くなっている金属管を用いて加工す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイドロフォーミ
ング又は液圧バルジ加工と呼ばれる金属管の軸押し加工
法に関するものである。
ング又は液圧バルジ加工と呼ばれる金属管の軸押し加工
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属管を素材として素材長手方向中間に
膨出部を持つト型、人型、Ｙ型等の形状の部品を製造す
る為に、従来からハイドロフォーミング又は液圧バルジ
加工と呼ばれる塑性加工法が知られている。この方法
は、例えば図１に示すように、人型の空洞部１を持つ金
型２の内部に素材となる金属管Ｐをセットし、その両端
を液圧供給孔３を備えた軸押し金具４により軸押しする
方法であり、金属管Ｐは内部に液圧が加えられた状態で
端面を軸押しされ、金型２の空洞部１の形状に沿って塑
性変形する。
膨出部を持つト型、人型、Ｙ型等の形状の部品を製造す
る為に、従来からハイドロフォーミング又は液圧バルジ
加工と呼ばれる塑性加工法が知られている。この方法
は、例えば図１に示すように、人型の空洞部１を持つ金
型２の内部に素材となる金属管Ｐをセットし、その両端
を液圧供給孔３を備えた軸押し金具４により軸押しする
方法であり、金属管Ｐは内部に液圧が加えられた状態で
端面を軸押しされ、金型２の空洞部１の形状に沿って塑
性変形する。
【０００３】この際、軸押し過多なる場合には、金属管
Ｐが金型２に沿った変形を完了する前に提灯座屈し易
く、液圧過多なる場合には膨出部において破裂し易くな
り、適当な軸押し・液圧バランスを見出すことは容易で
ない。また、仮に適当な軸押し・液圧バランスを見出し
たとしても、製造現場でそのバランスを保つことは容易
ではない。この軸押し・液圧バランス許容範囲は、空洞
部１の形状が金属管Ｐに比して複雑になる程狭くなって
いることが経験的に知られており、さまざまな工夫に拘
わらず現在加工可能な形状は限られている。
Ｐが金型２に沿った変形を完了する前に提灯座屈し易
く、液圧過多なる場合には膨出部において破裂し易くな
り、適当な軸押し・液圧バランスを見出すことは容易で
ない。また、仮に適当な軸押し・液圧バランスを見出し
たとしても、製造現場でそのバランスを保つことは容易
ではない。この軸押し・液圧バランス許容範囲は、空洞
部１の形状が金属管Ｐに比して複雑になる程狭くなって
いることが経験的に知られており、さまざまな工夫に拘
わらず現在加工可能な形状は限られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、提灯座屈や割れを発生させることな
く、複雑な形状を実用的に成形加工できる金属管の軸押
し加工法を提供するためになされたものである。
の問題点を解決し、提灯座屈や割れを発生させることな
く、複雑な形状を実用的に成形加工できる金属管の軸押
し加工法を提供するためになされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する為
になされた本発明は、金型の内部にセットされた金属管
の端面を、金属管内に次第に増加する液圧を加えながら
軸押して金属管の中間に膨出部を成形する金属管の軸押
し加工法であって、金型の内部にセットされた金属管の
端面を、金属管内に次第に増加する液圧を加えながら軸
押して金属管の中間に膨出部を成形する金属管の軸押し
加工法であって、金属管の断面が、膨出部を含む範囲で
肉厚が厚くなっている金属管を用いて加工することを特
徴とする金属管の軸押し加工法を基本とし、これを請求
項１の発明とするものである。また、前記した方法は、
肉厚が厚くなっている膨出部を含む範囲が複数個所ある
金属管を用いての軸押し加工法にも応用でき、これを請
求項２に係る発明とする。
になされた本発明は、金型の内部にセットされた金属管
の端面を、金属管内に次第に増加する液圧を加えながら
軸押して金属管の中間に膨出部を成形する金属管の軸押
し加工法であって、金型の内部にセットされた金属管の
端面を、金属管内に次第に増加する液圧を加えながら軸
押して金属管の中間に膨出部を成形する金属管の軸押し
加工法であって、金属管の断面が、膨出部を含む範囲で
肉厚が厚くなっている金属管を用いて加工することを特
徴とする金属管の軸押し加工法を基本とし、これを請求
項１の発明とするものである。また、前記した方法は、
肉厚が厚くなっている膨出部を含む範囲が複数個所ある
金属管を用いての軸押し加工法にも応用でき、これを請
求項２に係る発明とする。
【０００６】即ち、本発明では素材である金属管とし
て、金型の空洞部に位置せられて膨出部に成形される範
囲の断面が他の部分より厚くなっている金属管を用いる
ことに特徴があり、これにより膨出部において薄肉化が
緩和されて破裂剛性が改善され、結果として適当な軸押
し・液圧バランスの範囲を拡げて複雑な形状を実用的に
成形加工できるようになる。なお、肉厚がより厚くなっ
ている範囲は必ずしも中心角度１８０度分ある必要はな
く、また、唯一個所に存在するのではなく、２箇所以上
に分散させることも可能である。
て、金型の空洞部に位置せられて膨出部に成形される範
囲の断面が他の部分より厚くなっている金属管を用いる
ことに特徴があり、これにより膨出部において薄肉化が
緩和されて破裂剛性が改善され、結果として適当な軸押
し・液圧バランスの範囲を拡げて複雑な形状を実用的に
成形加工できるようになる。なお、肉厚がより厚くなっ
ている範囲は必ずしも中心角度１８０度分ある必要はな
く、また、唯一個所に存在するのではなく、２箇所以上
に分散させることも可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態
を示す。図２は、膨出部１１の方向に厚肉範囲１２をも
つ金属管Ｐを金型２にセットした状態を示し、金属管Ｐ
は厚肉範囲１２においては、通常肉厚範囲１３よりも肉
厚が厚い。厚肉範囲１２と通常肉厚範囲１３との境界線
１５の位置は、膨出部１１の根元１４の位置と比して膨
出方向の反対側であり、境界線１５において肉厚は徐々
に変化している。図２では金属管Ｐの断面が示されてお
り、この肉厚分布が長手方向に連なっている。金属管が
溶接管である場合には、溶接線の位置は通常肉厚範囲１
３のどこかになるようにする。図２に示す金属管Ｐは、
厚肉範囲１２が加工に従い膨出して薄肉化する。ここ
で、厚肉範囲１２における肉厚が厚いほど薄肉化が金属
管全断面においてより均質に起こる。この結果、薄肉化
の局部集中度合が小さくなり、割れ発生確率が下がる。
を示す。図２は、膨出部１１の方向に厚肉範囲１２をも
つ金属管Ｐを金型２にセットした状態を示し、金属管Ｐ
は厚肉範囲１２においては、通常肉厚範囲１３よりも肉
厚が厚い。厚肉範囲１２と通常肉厚範囲１３との境界線
１５の位置は、膨出部１１の根元１４の位置と比して膨
出方向の反対側であり、境界線１５において肉厚は徐々
に変化している。図２では金属管Ｐの断面が示されてお
り、この肉厚分布が長手方向に連なっている。金属管が
溶接管である場合には、溶接線の位置は通常肉厚範囲１
３のどこかになるようにする。図２に示す金属管Ｐは、
厚肉範囲１２が加工に従い膨出して薄肉化する。ここ
で、厚肉範囲１２における肉厚が厚いほど薄肉化が金属
管全断面においてより均質に起こる。この結果、薄肉化
の局部集中度合が小さくなり、割れ発生確率が下がる。
【０００８】また、図３に示すような偏肉管（外心と内
心が一致しない金属管）も、本発明に係る加工法におい
ては有効である。このような偏肉管では、図２に示す厚
肉範囲１２や通常肉厚範囲１３のように肉厚が一定とは
ならないが、得られる効果としては図２に示した断面の
場合とほぼ同様である。図４は細い厚肉範囲が２箇所に
分散している金属管Ｐを示している。このように厚肉範
囲を分散させるのは、主として図４に示す如く膨出部が
複数個所ありその膨出方向が異なる場合である。図４に
おいては、膨出部１１０と厚肉範囲１２０とが対応して
おり、膨出部１１１と厚肉範囲１２１とが対応してい
る。なお、上記した各金属管は、押出しや引抜きなどの
非溶接造管法によっても、また、電縫溶接法などの溶接
造管法によっても製造可能である。図２や図４の例は溶
接造管法によってより簡便に製造可能であり、図３の例
は非溶接造管法によってより簡便に製造可能である。材
質は鉄鋼、アルミなどの一般的なものをはじめ、鋼、チ
タンその他金属管であればなんでもよく、場合によって
は２種類以上の金属を複合化したものがコストメリット
があることもあり、このように本発明は金属の種類を単
一に限定するものではなく、異種金属の複合分布状態を
何等誓約するものではない。
心が一致しない金属管）も、本発明に係る加工法におい
ては有効である。このような偏肉管では、図２に示す厚
肉範囲１２や通常肉厚範囲１３のように肉厚が一定とは
ならないが、得られる効果としては図２に示した断面の
場合とほぼ同様である。図４は細い厚肉範囲が２箇所に
分散している金属管Ｐを示している。このように厚肉範
囲を分散させるのは、主として図４に示す如く膨出部が
複数個所ありその膨出方向が異なる場合である。図４に
おいては、膨出部１１０と厚肉範囲１２０とが対応して
おり、膨出部１１１と厚肉範囲１２１とが対応してい
る。なお、上記した各金属管は、押出しや引抜きなどの
非溶接造管法によっても、また、電縫溶接法などの溶接
造管法によっても製造可能である。図２や図４の例は溶
接造管法によってより簡便に製造可能であり、図３の例
は非溶接造管法によってより簡便に製造可能である。材
質は鉄鋼、アルミなどの一般的なものをはじめ、鋼、チ
タンその他金属管であればなんでもよく、場合によって
は２種類以上の金属を複合化したものがコストメリット
があることもあり、このように本発明は金属の種類を単
一に限定するものではなく、異種金属の複合分布状態を
何等誓約するものではない。
【０００９】
【実施例】上記した成形加工において、本発明の軸押し
加工法により実施した軸押し加工について下記に説明
し、従来の加工法によるものと加工性を比較した。 （実施例１）直径３０mmの図２に示すような断面形状の
ステンレス鋼電縫溶接管であって、肉厚１．０mmの厚肉
範囲１２が上半分に、また、肉厚０．８mmの通常肉厚範
囲１３が下半分に存在するものを、図５に示すト型の膨
出部１１を成形するための空洞部１を備えた金型２にセ
ットして軸押し加工をする例を説明する。ト型の膨出部
１１は幅ａが鋼管径と同一の３０mm、長さｂが４０mm、
高さｃが３０mmの台形状のものである。内圧と軸押量を
それぞれ最大1080kgf/cm2 と２５mmまでほぼ線形に上昇
させる加工条件の下で、前記したような金型の空洞部に
位置せられる範囲の断面が他の部分より厚くなっている
金属管を用いた場合には良好な成形が完遂できた。一
方、従来の肉厚が均一である同じ材質の鋼管を用いた場
合には、膨出部高さｃが２２mmの時点において膨出部頂
点個所において割れが発生した。なお、いずれの場合に
も溶接線は真下に位置させて加工した。
加工法により実施した軸押し加工について下記に説明
し、従来の加工法によるものと加工性を比較した。 （実施例１）直径３０mmの図２に示すような断面形状の
ステンレス鋼電縫溶接管であって、肉厚１．０mmの厚肉
範囲１２が上半分に、また、肉厚０．８mmの通常肉厚範
囲１３が下半分に存在するものを、図５に示すト型の膨
出部１１を成形するための空洞部１を備えた金型２にセ
ットして軸押し加工をする例を説明する。ト型の膨出部
１１は幅ａが鋼管径と同一の３０mm、長さｂが４０mm、
高さｃが３０mmの台形状のものである。内圧と軸押量を
それぞれ最大1080kgf/cm2 と２５mmまでほぼ線形に上昇
させる加工条件の下で、前記したような金型の空洞部に
位置せられる範囲の断面が他の部分より厚くなっている
金属管を用いた場合には良好な成形が完遂できた。一
方、従来の肉厚が均一である同じ材質の鋼管を用いた場
合には、膨出部高さｃが２２mmの時点において膨出部頂
点個所において割れが発生した。なお、いずれの場合に
も溶接線は真下に位置させて加工した。
【００１０】（実施例２）直径３０mmの図３に示すよう
な断面形状の炭素鋼シームレス鋼管であって、最大肉厚
が１．０mm、最小肉厚が０．８mmの偏心中空となってい
るものを、図５に示すト型の膨出部１１を成形するため
の空洞部１を備えた金型２にセットして軸押し加工を試
みた。内圧と軸押量をそれぞれ最大1300kgf/cm2 と３０
mmまでほぼ線形に上昇させる加工条件の下で、前記した
鋼管を用いた場合には良好な成形が完遂できた。一方、
従来の肉厚が均一である同じ材質の鋼管を用いた場合に
は、膨出部高さｃが１５mmの時点において膨出部頂点個
所において割れが発生した。なお、いずれの場合にも溶
接線は真下に位置させて加工した。
な断面形状の炭素鋼シームレス鋼管であって、最大肉厚
が１．０mm、最小肉厚が０．８mmの偏心中空となってい
るものを、図５に示すト型の膨出部１１を成形するため
の空洞部１を備えた金型２にセットして軸押し加工を試
みた。内圧と軸押量をそれぞれ最大1300kgf/cm2 と３０
mmまでほぼ線形に上昇させる加工条件の下で、前記した
鋼管を用いた場合には良好な成形が完遂できた。一方、
従来の肉厚が均一である同じ材質の鋼管を用いた場合に
は、膨出部高さｃが１５mmの時点において膨出部頂点個
所において割れが発生した。なお、いずれの場合にも溶
接線は真下に位置させて加工した。
【００１１】（実施例３）直径３０mmの図４に示すよう
な断面形状のステンレス鋼電縫溶接管であって、肉厚
１．０mmの厚肉範囲１２０および肉厚１．１mmの厚肉範
囲１２１がそれぞれ中心角度７０度分の範囲で２時の方
向と１０時の方向に存在し、通常肉厚範囲１３の肉厚が
０．８mmであるものを用いて、図４に示した２個所の円
筒形状の人型の膨出部１１０、１１１を成形するための
空洞部を備えた金型にセットして軸押し加工をする例を
説明する。人型の膨出部のうち一方の膨出部１１０はそ
の内径が鋼管径と同じ３０mm、高さが３０mmとし、他方
の膨出部１１１はその内径が２８mm、高さが４０mmのも
のである。内圧と軸押量をそれぞれ最大1100kgf/cm2 と
２５mmまでほぼ線形に上昇させる加工条件の下で、前記
した鋼管を用いた場合には良好な成形が完遂できた。一
方、従来の肉厚が均一である同じ材質の鋼管を用いた場
合には、膨出部１１１の高さが２０mmの時点において頂
点個所において割れが発生した。なお、いずれの場合に
も溶接線は真下に位置させて加工した。
な断面形状のステンレス鋼電縫溶接管であって、肉厚
１．０mmの厚肉範囲１２０および肉厚１．１mmの厚肉範
囲１２１がそれぞれ中心角度７０度分の範囲で２時の方
向と１０時の方向に存在し、通常肉厚範囲１３の肉厚が
０．８mmであるものを用いて、図４に示した２個所の円
筒形状の人型の膨出部１１０、１１１を成形するための
空洞部を備えた金型にセットして軸押し加工をする例を
説明する。人型の膨出部のうち一方の膨出部１１０はそ
の内径が鋼管径と同じ３０mm、高さが３０mmとし、他方
の膨出部１１１はその内径が２８mm、高さが４０mmのも
のである。内圧と軸押量をそれぞれ最大1100kgf/cm2 と
２５mmまでほぼ線形に上昇させる加工条件の下で、前記
した鋼管を用いた場合には良好な成形が完遂できた。一
方、従来の肉厚が均一である同じ材質の鋼管を用いた場
合には、膨出部１１１の高さが２０mmの時点において頂
点個所において割れが発生した。なお、いずれの場合に
も溶接線は真下に位置させて加工した。
【００１２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、金属管の断面における肉厚分布をもたせた素材を用
いることにより、従来不可能であった複雑形状の成形加
工が可能となった。
ば、金属管の断面における肉厚分布をもたせた素材を用
いることにより、従来不可能であった複雑形状の成形加
工が可能となった。
【図１】軸押し加工法を示す斜視図である。
【図２】上半分の肉厚みがより厚い金属管を金型にセッ
トした際の断面図である。
トした際の断面図である。
【図３】内部空間が偏心している偏肉金属管の断面図で
ある。
ある。
【図４】異なる方向に人型の膨出部を形成するための空
洞部を有する金型の内部に２個所の厚肉範囲を有する金
属管をセットして示す斜視図である。
洞部を有する金型の内部に２個所の厚肉範囲を有する金
属管をセットして示す斜視図である。
【図５】ト型の膨出部を形成するための空洞部を有する
金型の内部に金属管をセットして示す斜視図である。
金型の内部に金属管をセットして示す斜視図である。
１ 空洞部 ２ 金型 ３ 液圧供給孔 ４ 軸押し金具 11 膨出部 12 厚肉範囲 13 通常肉厚範囲 14 膨出部の根元 15 境界線 110 膨出部 111 膨出部 120 厚肉範囲 121 厚肉範囲 Ｐ 金属管
Claims (2)
- 【請求項１】 金型の内部にセットされた金属管の端面
を、金属管内に次第に増加する液圧を加えながら軸押し
て金属管の中間に膨出部を成形する金属管の軸押し加工
法であって、金属管の断面が、膨出部を含む範囲で肉厚
が厚くなっている金属管を用いて加工することを特徴と
する金属管の軸押し加工法。 - 【請求項２】 肉厚が厚くなっている膨出部を含む範囲
が複数個所ある金属管を用いて加工することを特徴とす
る請求項１に記載の金属管の軸押し加工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11110368A JP2000301253A (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 金属管の軸押し加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11110368A JP2000301253A (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 金属管の軸押し加工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000301253A true JP2000301253A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=14534032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11110368A Withdrawn JP2000301253A (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 金属管の軸押し加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000301253A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005270998A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Nissan Motor Co Ltd | 座面形成装置および座面形成方法 |
| JP2008149357A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Nippon Steel Corp | ハイドロフォーム用鋼管及びハイドロフォーム成形方法 |
-
1999
- 1999-04-19 JP JP11110368A patent/JP2000301253A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005270998A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Nissan Motor Co Ltd | 座面形成装置および座面形成方法 |
| JP2008149357A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Nippon Steel Corp | ハイドロフォーム用鋼管及びハイドロフォーム成形方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060704 |