JP2000351015A

JP2000351015A - 金属管の引き抜き加工方法

Info

Publication number: JP2000351015A
Application number: JP16402299A
Authority: JP
Inventors: Arimichi Fukuda; 有道福田; Akio Onishi; 章夫大西; Junichi Shibata; 順一柴田; Hiroshi Suzuki; 宏鈴木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2000-12-19

Abstract

(57)【要約】【課題】管内外部に傷のない引き抜き管を歩留まりよ
く、高速で連続的に引き抜き加工することができる金属
管の引き抜き方法の提供。【解決手段】金属管１をダイス６及びプラグ７を用い
て引き抜き加工するに際し、金属管１内に潤滑剤３を充
填し、冷却水ノズル８から冷却水を噴出して金属管１の
外周部を冷却する。また、金属管１内には、管内面に摺
動可能な潤滑剤液面低下防止具１１を配置する。金属管
１の冷却により潤滑剤３の粘度が低下し、かつ、潤滑剤
３は、潤滑剤液面低下防止具１１により引き抜き方向に
押し込まれ、常時管内に万弁なく充填した状態が維持さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属管の引き抜き
加工方法に関し、特にコイル状に巻かれた長尺の金属管
を所定の内外径に連続的に引き抜き加工するのに好適な
金属管の引き抜き加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】銅管など、金属管を加工して細径管にし
たり、異形管にする方法として、管内にプラグを挿入し
ダイスを通して冷間で引き抜き加工するいわゆる芯引き
法、プラグを挿入せずダイスのみを用いる空引き法が知
られている。金属管の連続引き抜き方法としては、例え
ば特開昭６３−２４２４１５に記載の方法がある。この
コイル状金属管の連続引き抜き方法は、図１０に示すよ
うにコイル状金属管１の一端から所要量の液状潤滑剤３
を管内に導入し、金属管１の一端からフローティングプ
ラグ７を管内に挿入し、さらに潤滑剤供給装置５から潤
滑剤を金属管１の表面に供給しながら，金属管１の端部
を先付け加工し、ついで金属管の一端からダイス６を通
して所定の内外径を有する引き抜き管２を加工する方法
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題点がある。上述の状態で引き
抜き加工を行うとダイス６とフローティングプラグ７で
引き抜き加工熱が発生し、この熱が逐次畜熱されて金属
管１内の潤滑剤３は高温にさらされることになる。そし
て図１１に示すように、高温にさらされた金属管１内の
潤滑剤３は粘度が低下することによって潤滑剤液面が低
下しフローティングプラグ７の全周に潤滑剤３を供給で
きなくなる。この結果、潤滑効果が薄れた状態で金属管
１を引き抜き加工すると、ダイス６の部分でビビリ現象
が起き、引き抜き管２の表面に縞状の模様が発生し美観
を著しく損ねる。また、潤滑剤１の粘度が低下すること
により潤滑剤液面が低下しフローティングプラグ７の全
周に潤滑剤３を供給できなくなり、このまま金属管１を
引き抜き加工すると管内部に焼き付き、傷が発生しフロ
ーティングプラグ７の寿命を著しく短くし、ひいてはダ
イス６の部分で金属管１の破断現象が起こり引き抜き加
工ができなくなる。

【０００４】本発明の目的は、上記のような問題点に鑑
みてなされたもので、長尺の金属管をダイス、プラグで
引き抜き加工するに際して、管内外部に傷のない引き抜
き管を歩留まり良く、かつ高速引き抜き加工することが
できる金属管の引き抜き加工方法を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段は、下記の通りである。すなわち、＜１＞金属管を、ダイスと金属管内に配置されたプラ
グとによって所定の内外径に加工する方法において、金
属管内に潤滑剤が導入された金属管の引き抜き加工前に
金属管の外周部を冷却することを特徴とする金属管の引
き抜き方法である。＜２＞金属管の外周部を冷却液体媒体または冷却気体
媒体にした後、金属管の外周部にエアーを噴出させるこ
とを特徴とする＜１＞に記載の金属管の引き抜き加工方
法である。＜３＞金属管を、ダイスと金属管内に配置されたプラ
グとによって所定の内外径に加工する方法において、金
属管内に潤滑剤が導入され、この潤滑剤が導入された領
域よりも金属管の引き抜き方向上流側に前記金属管の内
面を摺動可能な潤滑剤液面低下防止具を挿入することを
特徴とする金属管の引き抜き方法である。＜４＞金属管の引き抜き加工前に金属管の外周部を冷
却することを特徴とする＜３＞に記載の金属管の引き抜
き加工方法である。

【０００６】前記＜１＞に記載の金属管の引き抜き加工
方法においては、引き抜き加工時のダイスとプラグとの
間で引き抜き加工熱が発生する。この熱は、逐次金属管
内に蓄積され、管内の潤滑剤は高温にさらされると、粘
度が低下して潤滑剤の液面が低下しプラクの全周に供給
できない。この状態のときに金属管の外周部を冷却する
と、潤滑剤の粘度は低下することなく、潤滑剤はプラグ
の全周に供給される。前記＜２＞に記載の金属管の引き
抜き加工方法においては、金属管の外周部は、効率的に
冷却され、潤滑剤の粘度上昇がなく、金属管の外周部に
供給された冷却液体媒体(冷却水等）は、金属管の外周
部に供給されるエアーによって金属管から除去され、金
属管の外周部に冷却液体媒体が付着したままの状態で金
属管が引き抜き加工されることがない。前記＜３＞に記
載の金属管の引き抜き加工方法においては、引き抜き加
工時、潤滑剤液面低下防止具は、金属管の移動に追随し
て金属管の引き抜き方向側に移動し、金属管内の潤滑剤
をプラグ側に押し込む。これによって、プラグと潤滑剤
液面低下防止具との間で潤滑剤は充満し、プラグの全周
に潤滑剤がゆきわたる。前記＜４＞に記載の金属管の引
き抜き加工方法においては、＜３＞の作用と共に潤滑剤
は、粘度が低下することなく、かつ金属管内に充満した
状態が維持される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面に基づいて説明する。本発明において、対象と
する金属管は、炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼、ステンレ
ス鋼、超合金、チタンなどのいずれでもよく、熱間押し
出し管、電縫管やＴＩＧ溶接管などのステンレス鋼、超
合金、チタンなどのいずれでもよく、また、熱間押し出
し管、電縫管やＴＩＧ溶接管などの溶接管、鍛接管など
をストレッチレデューサーにより絞り圧延しコイル状に
巻き取った金属管や、電縫管やＴＩＧ溶接管などの溶接
管などを絞り圧延せずにコイル状に巻き取った金属管、
冷間引き抜き加工したのちコイル状に巻き取った金属管
などの長尺管等が挙げられる。

【０００８】さらに金属管に注入される潤滑剤および金
属管の外面に塗布される潤滑剤としては、生物油、鉱物
油、樹脂などの単体あるいは混合体など公知のものを使
用することができ、液状潤滑剤の管内への導入量は引き
抜き加工すべき管の長さに応じて任意に選定される。フ
ローティングプラグは、管径、加工率，異型管の形状等
に応じて任意の形態が採用され、その材質は耐磨耗性、
機械的強度等に優れた超合金等が好ましい。

【０００９】図１は、本発明の方法を実施するための装
置の概略的構成図であり、この装置は、金属管１内に潤
滑剤が導入されており、この金属管１はダイス６とフロ
ーティングプラグ７とによって金属管１を所定の内外径
に引き抜き加工するようになっている。また、潤滑剤供
給装置５からダイス６付近の金属管１の外面に潤滑剤４
が供給されており、また、潤滑剤が導入された金属管１
の外面を冷却するための冷却水ノズル８と、エアーノズ
ル９が配設されている。

【００１０】この装置では、潤滑剤３が導入された金属
管１の外周部には潤滑剤供給装置５を介して潤滑剤４が
供給され、金属管１の内外径部の潤滑が保たれた状態で
ダイス６とフローティングプラグ７によって所定の内外
径に引き抜き加工され引き抜き管２が得られる。この
時、管内部の潤滑剤３は引き抜き加工熱によって高温に
さらされることになるが、冷却水ノズル８から冷却水が
管外周部に供給され金属管が冷却される。この冷却され
た管が引き抜き加工熱によって高温になった管内部の潤
滑剤を冷却し、潤滑剤３の液面低下が防止され、フロー
ティングプラグ７の全周に潤滑剤３がゆきわたり、潤滑
効果が保証される。また、金属管１の外周部に付着して
残った冷却水はエアーノズル９によって吹き飛ばされて
潤滑剤４への混入が防止されるため、金属管１の外周面
とダイス６との潤滑効果も保証される。したがって、金
属管１の内部及び外部の潤滑効果を向上させ引き抜き加
工時のビビリの発生を防止し高速引き抜き加工が可能と
なる。

【００１１】上記した実施の形態では、潤滑剤が導入さ
れた金属管１を冷却する手段として、冷却水による手段
を示したが、本発明において、金属管１に対する冷却手
段は、冷却水以外に油等の液体冷却媒体を用いてもよ
く、また、エアー等の気体冷却媒体を用いてもよい。本
発明において、金属管の冷却は引き抜き加工前の金属管
に対して行われるが、金属管を冷却する領域は、潤滑剤
が滞留する部分の引き抜き加工方向上流側付近が望まし
い。

【００１２】図２は、図１における冷却水ノズル８とエ
アーノズル９の配置状態を示す概略的構成図であり、金
属管１の上方に約４５度の角度で傾斜した一対の冷却水
ノズル８を備えており、エアーノズル９は冷却水ノズル
８から金属管１の引き抜き方向に所定の間隔をおいて金
属管１の両側面にそれぞれ垂直方向に配設されている。
エアーノズル９は縦方向に所定の間隔をおいて複数の孔
が設けられ、エアーはこれらの孔から金属管１に噴出さ
れる。このような構成からなる場合、冷却水ノズル８に
よる金属管１の冷却効果とエアーノズル９による水滴飛
散効果がいずれも効率的となる。

【００１３】図３は、本発明の方法を実施するための装
置の他の実施の形態を示す概略的構成図であり、図３に
おいては、図１における冷却水８及びエアーノズル９の
代わりに冷却気体噴出装置１０が配設されている。この
冷却気体噴出装置１０は図４に示す冷却気体噴出筒１０
Ａを備えている。この冷却気体噴出筒１０Ａは、筒の軸
方向に沿って所定の間隔をおいて複数の気体噴出孔１０
ａ・・・が設けられており、冷却気体噴出装置１０は図
５に示すように複数本（図では9本）の冷却気体噴出筒
１０Ａが金属管１の外周面から離間した状態で金属管１
の周方向に等間隔に配置されている。この装置において
は、冷却気体噴出筒１０Ａから噴出される冷却気体とし
ては、冷却空気の他、窒素、アルゴン等の不活性ガスが
使用可能であるが、実用的には冷却空気が望ましい。

【００１４】図３に示す装置による金属管の引き抜き加
工方法では、金属管１の冷却による効果と共に金属管１
を冷却する冷却媒体が気体であるため、冷却媒体として
冷却水等の液体媒体を使用するときに必要な媒体飛散装
置（エアーノズル等）を要しないので簡略化した装置構
成で引き抜き加工を実施することができる。

【００１５】図６は、本発明の方法を実施するための装
置の他の実施の形態を示す概略的構成図であり、潤滑剤
３が導入された金属管１内に潤滑剤液面低下防止具１１
が挿入されている以外の構成部分は、図１の場合と同様
である。潤滑剤液面低下防止具１１は、略円柱状に形成
されており、その円周面は金属管１の内周面で摺動可能
となっている。図６においては、金属管１の引き抜き加
工時、潤滑剤液面低下防止具１１は、金属管１の移動に
追随して移動し、金属管１内の潤滑剤をフローティング
プラグ７側に押し込む。これによって、金属管１内の潤
滑剤は、潤滑剤液面低下防止具１１とフローティングプ
ラグ７との間の金属管１内に充満した状態となり、フロ
ーティングプラグ７の全周にゆきわたる。したがって、
金属管１は、冷却による効果とフローティングプラグ７
による潤滑剤の押し込み効果により金属管１の内面とフ
ローティングプラグ７との間の潤滑効果が向上し、引き
抜き加工時のビビリの発生を防止して高速引き抜き加工
を行うことができる。

【００１６】図７は、図６における潤滑剤液面低下防止
具１１の代わりに潤滑剤液面低下防止具１２を用いる点
以外は、図６と実質的に同じであり、図６と同一の構成
部材は同一符号で示している。この潤滑剤液面低下防止
具１２は、球状の形状をなし、その外周面は金属管１の
内周面に摺動可能となっている。この実施の形態の場合
にも潤滑剤液面低下防止具１２は潤滑剤液面低下防止具
１１と同様な作用を発揮することができる。

【００１７】本発明における潤滑剤液面低下防止具は、
上記した形態に限定されるものではなく、金属管１の内
周面に摺動可能で、金属管１の内部を部分的に閉鎖可能
な形状である限り、特に制約はない。また、潤滑剤液面
低下防止具は耐熱性、機械的強度等に優れ、潤滑剤によ
る変質しにくいものが望ましい。また、潤滑剤液面低下
防止具は図６及び図７の場合に限らず、図３に示す装置
における金属管１内に挿入することができる。なお、潤
滑剤液面低下防止具によって金属管１内に潤滑剤が充満
し、潤滑剤がフローティングプラグの内周面に十分に供
給されると、ビビリ等の発生を防止することができるの
で、この場合、金属管を冷却する手段は必ずしも必要で
はない。

【００１８】図８は、本発明の金属管の引き抜き方法の
全体工程を示すための概略的構成図である。図８におい
て、ダイス６より引き抜かれた金属管は、金属管搬送装
置１３を介して搬送される。金属管搬送装置１３は、図
９に示すように周面が対向するように支持された二つの
ロール２１、２２と、これらを中心軸位置で支持する回
転軸２３、２４と、第一のロール２１の回転軸２３を受
け２５を介して支持する第一の支持枠２７と、第二のロ
ール２２の回転軸２４を軸受け２６を介して支持する第
二の支持枠２８と、二つのロールの間隔を調整すること
ができるように上記第二の支持枠を摺動可能に支持する
ガイド軸２９と、外枠３０に反力を負担させて上記第二
の支持枠２８を第一の支持枠２７側に付勢する調圧装置
４０とを備えている。

【００１９】上記二つのロール２１、２２は、周面にウ
レタンゴム２１ａ、２２ａが加硫圧着されており、金属
管の周面と密着するようにほぼ同径の凹状曲面が形成さ
れている。なお、ウレタンゴムの代わりに耐熱性があ
る、高強度のフッ素ゴム、シリコーンゴム等を使用する
こともできる。このような弾性を有する部材を使用して
いるのは、金属管１の表面を傷つけることなく、金属管
に密着してしっかりと把持することを可能にする為であ
る。また、上記調圧装置４０は、ばねを内蔵しており、
第二のロール２２を第一のロール２１側に付勢して二つ
のロール間に金属管を狭持させるとともに、付勢力を調
整できるようになっている。なお、上記ロール２１、２
２のいずれか一方は、回転駆動力が付与されるものとし
て、金属管を保持するとともに、このロールの回転で金
属管の引き抜き加工を行いながら搬送するものである。

【００２０】

【実施例】次に図８に示す金属管の連続引き抜き加工装
置を用いて金属管の連続引き抜き加工した実験の結果に
ついて説明する。この実験で用いた金属管は次の通りで
ある。実施例１材質：ＳＵＳ３０４外径：φ３２ｍｍ肉厚：１ｍｍコイル状に巻かれた材質ＳＵＳ３０４、外径３２ｍｍ、
肉厚１ｍｍ、の金属管１を準備し管内に鉱物油からなる
潤滑剤を１リットル注入し、ついで、金属管１内に超硬
合金製のフローティングプラグを挿入し、ついで油圧プ
レスにより先付け加工し潤滑剤供給装置５から、鉱物油
からなる潤滑剤を連続的に供給しダイスを通して外径３
０ｍｍ、肉厚０．８ｍｍに芯引き加工できる状態にして
引き抜き速度２ｍ／ｍｉｎで引き抜き加工を開始した。
引き抜き開始３０分後の管内の潤滑剤温度は１５０℃と
なり、更に３０分後は２００℃と温度の上昇が認められ
ビビリが発生した。その後、冷却水ノズル８から水を供
給しエアーノズル９からエアーを吹き付け管外周部に残
っている水を除去できる状態にし、ついで引き抜き速度
を２ｍ／ｍｉｎから５ｍ／ｍｉｎに増速し芯引き加工を
行った。引き抜き開始６０分後の管内潤滑剤温度は５０
℃と冷却効果が認められ、その結果、引き抜き加工時の
ビビリが発生せず、内外面に傷の発生のない美観な引き
抜き管が得られ高速引き抜き加工が可能となった。

【００２１】実施例２コイル状に巻かれた材質ＳＵＳ３０４、外径３２ｍｍ、
肉厚１ｍｍ、の金属管１を準備しついで鉱物油からなる
潤滑剤を１リットル注入し、ついで、超硬合金製のフロ
ーティングプラグを挿入し、ついで油圧プレスにより先
付け加工し潤滑剤供給装置５から、鉱物油からなる潤滑
剤を連続的に供給しダイスを通して外径３０ｍｍ、肉厚
０．８ｍｍに芯引き加工できる状態とし、引き抜き速度
２ｍ／ｍｉｎで引き抜き加工を開始した。引き抜き加工
開始３０分後の管内潤滑剤温度は１５０℃となり、更に
３０分後は２００℃と温度の上昇が認められビビリが発
生した。この状態で管内部を観察すると管下端部には潤
滑剤が残っていたが、管上端部には潤滑剤がなく液面低
下が認められた。その後、管内に外径２９．８ｍｍ、長
さ５０ｍｍの鉄製の潤滑剤液面低下防止具を挿入し、つ
いで鉱物油からなる潤滑剤を１リットル注入し、つい
で、超硬合金製のフローティングプラグを挿入し油圧プ
レスにより先付け加工し潤滑剤供給装置５から、鉱物油
からなる潤滑剤を連続的に供給しダイスを通して外径３
０ｍｍ、肉厚０．８ｍｍに芯引き加工できる状態にせし
め引き抜き速度２ｍ／ｍｉｎで引き抜き加工を開始し
た。ついで冷却水ノズル８から水を供給しエアーノズル
９からエアーを吹き付け管外周部に残っている水を除去
できる状態とし、引き抜き速度を８ｍ／ｍｉｎに増速し
芯引き加工を連続して行った。引き抜き開始６０分後の
管内潤滑剤温度は８０℃と冷却効果が認められ、その結
果、引き抜き加工時のビビリが発生せず、引き抜き管の
内外面に傷の発生もない美観な引き抜き管が得られ高速
引き抜き加工が可能となった。

【００２２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、抜き加
工前の金属管の外周面を冷却することによって、金属管
内の高温の潤滑剤の粘度低下を抑制し、潤滑剤の液面低
下を防止して潤滑効果を向上させ、引き抜き加工時のビ
ビリ発生を防ぎ管内外部に傷の無い美観な引き抜き管を
歩留まり良くかつ、高速引き抜き加工を可能とする。請
求項３に記載の発明によれば、潤滑剤液面低下防止具に
よって、金属管内の潤滑剤を金属管内に配置されるプラ
グの周囲にゆきわたらせて潤滑効果を向上させ、引き抜
き加工時のビビリ発生を防ぎ管内外部に傷の無い美観な
引き抜き管を歩留まり良くかつ、高速引き抜き加工を可
能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための装置の一実施
の形態を示す概略的構成図である。

【図２】図１の要部構成図である。

【図３】本発明の方法を実施するための装置の他の実
施の形態を示す概略的構成図である

【図４】図３の要部構成図である。

【図５】図４の部材を用いた冷却気体噴射装置を示す
概略的構成図である。

【図６】本発明の方法を実施するための装置のさらに
他の実施の形態を示す概略的構成図である。

【図７】本発明の方法を実施するための装置のさらに
他の実施の形態を示す概略的構成図である。

【図８】本発明の方法を実施するための全体工程を示
すための概略的構成図である。

【図９】図８の要部構成図である。

【図１０】従来の金属管の引き抜き加工における加工
開始直後の状態を示す概略的構成図である。

【図１１】従来の金属管の引き抜き加工における経時
の状態を示す概略的構成図である。

【符号の説明】

１金属管２引き抜き管３潤滑剤４潤滑剤５潤滑剤供給装置６ダイス７フローティングプラグ８冷却水ノズル９エアーノズル１０冷却気体噴射筒１１潤滑剤液面低下防止具１２潤滑剤液面低下防止具１３金属管搬送装置２１ロール２２ロール２３回転軸２４回転軸２５軸受け２６軸受け２７支持枠２８支持枠２９ガイド軸３０外枠４０調圧装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柴田順一神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者鈴木宏神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 4E096 EA02 EA03 EA06 EA07 EA16 FA01 FA24 GA03 HA23 JA01 JA13 4H104 DA02A PA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属管を、ダイスと金属管内に配置され
たプラグとによって所定の内外径に加工する方法におい
て、金属管内に潤滑剤が導入された金属管の引き抜き加
工前に金属管の外周部を冷却することを特徴とする金属
管の引き抜き加工方法。
【請求項２】金属管の外周部を冷却液体媒体または冷
却気体媒体により冷却した後、金属管の外周部にエアー
を噴出させることを特徴とする請求項１に記載の金属管
の引き抜き加工方法。
【請求項３】金属管を、ダイスと金属管内に配置され
たプラグとによって所定の内外径に加工する方法におい
て、金属管内に潤滑剤が導入され、この潤滑剤が導入さ
れた領域よりも金属管の引き抜き方向上流側に前記金属
管の内面を摺動可能な潤滑剤液面低下防止具を挿入する
ことを特徴とする金属管の引き抜き加工方法。
【請求項４】金属管の引き抜き加工前に金属管の外周
部を冷却することを特徴とする請求項３に記載の金属管
の引き抜き加工方法。