JPH03254311A - 金属棒の連続加工機 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ダイス後方で挟み押込みする力を素材金属棒
に負荷する機構と、ダイス前方で挟み弓抜きする力を加
工金属棒に付与する機構とを組み合せることにより、金
属棒を連続的に加工する装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来から、金属棒を連続的に細く加工するには、所定径
を有するダイスを通してタ゛イス前方へ引抜きする方法
が一般的であるが、この手段ては通常２０〜３０％ずつ
減面するのて、素材をより細く加工するためには幾台も
のダイスと引抜き機とを組合せて並へる必要があり、操
業中に断線を起こすと著しい生産性低下を余儀なくされ
ると共に、設備か複雑で大かかりとなるのて作業の調整
を行なうには非常な熟練を必要とされる。

一方、上記手段より簡単な手段として、例えば特公昭δ
ｌ−２８４１０号などにより提案されたものか知られて
いるが、この手段はダイス前方で引抜き力を、後方で押
込み力を与えることによって破断なく高減面加工を可能
とした鋼線の連続引抜き機であるか、この手段の素材押
付は機構は素材とホイール間の摩擦と、素材とセグメン
ト間の摩擦、との差によって発生する押込み力を主体と
するものである。

第５図は上記の如き従来手段に用いられている装置の一
態様例を示す模式図であって、素材金属棒１はガイトロ
ール２３．２３’を介してホイール２１とセグメント２
２との間に導入される。セグメント２２の終端部２２′
の接線方向に押出すために、回転駆動されるホイール２
１には素材１かはまる溝を有しており、鋼線を該ホイー
ル溝に押付ける。セグメント２２は押付は機構２４を有
する複数個のセグメント２２に分離構成されている。ま
た、セグメント終端部２２′　に隣接してテーパ穴を有
するダイス６を形成し、その前方に巻取り機２５を設置
せし・めて、ホイール２１の回転とセグメント２２の押
付は力によって発生する押込み力、および巻取り機２５
の引抜き力によって、加工金属棒１′の連続加工か可能
な機構とした手段か採用されている。

この結果、ホイール２】を回転駆動させることによって
素材金属棒１は、ホイール２１の半径方向にダイス６を
介して押出され、その前方で引抜き力を与える巻取り機
２５に加工金属棒１′か製品として巻取られる。

また、非鉄金属類の断面減少や異形断面加工として、例
えばＷｉｒｅ　Ｊｏｒｎａｌ　４−１９７６、Ｐ６４に
よりライネックス法として知られているか、この手段は
く図示していない）平板状の素材を上下のグリッパ−で
挟み素材との摩擦力を利用してダイス穴から円形状の製
品を単に押出す加工法として紹介されているが、この方
法ては押出し比の比較的小さい場合に限られ鋼材へは適
用されていないのが実状である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この様な従来手段ては、押込み力を得る
ための手段としてホイールとセグメントとの溝を素材の
形状寸法等に合せた加工や熱処理をしなければならず、
特に素材が直線状をなしているものとなるとホイールと
セグメントとの間へ導入することがきわめて困難となる
。また、ホイールやセグメントの局部に摩耗や疵を生じ
たりすると、全体ないしは、一部を交換しなければなら
ず大がかりで煩雑となる。

また、鋼線に加工後引抜き力を与えるための巻取り機に
製品として巻取ると、後で直線状にして使用する際に曲
げ癖がそのまま残って矯直する必要性がでてくる。

さらに、上記の様な従来手段によれば素材の加工中に何
等かの状況によって、引抜き力低下が生しると押出し力
優先となり異常な押出し力か素材に加わり、ダイス手前
で素材が座屈し、その結果ダイスとセグメントの間隙部
に素材が入り込むために部材の破損を免れず、降伏応力
の高い素材および、減面率の高い加工が困難となること
かあった。

［課題を解決するための手段］ そこで、本発明者らは、この様な上記従来手段の欠点を
解消し、難加工金属棒や異形断面金属棒さらには直線状
金属棒においてもかかる手段の適用を可能とすることに
ついて種々検討の結果、加エダイス穴型中心を軸線とす
る後方において、該軸線と一部平行移動する箇所を設け
て回転駆動する一対の連結シューて加圧保持された素材
金属棒を挟み押込みする機構と、該ダイスの前方で同様
に一部平行移動する箇所を設けて回転駆動する一対の連
結シューにより加圧保持された加工金属棒を挟み引抜き
する機構とを組み合わせた金属棒の連続加工機を用いて
、製品形状、寸法の変化および材質強度に応じて、前記
挟み押込み機構を制御して素材金属棒への押込み力と、
前記挟み引抜き機構を制御することにより加工金属棒へ
の引抜き力を適宜変化させることによって、金属棒の座
屈や破断の生しない高減面加工を可能とするもので、特
に難加工金属棒や異形断面金属棒の加工に有効な連続加
工機を提供するものである。

［作用及び実施例］ すなわち本発明は、加工ダイス穴型中心を軸線とする後
方において、該軸線と一部平行移動する箇所を設けて回
転駆動する一対の連結シューで加圧保持された素材金属
棒を挟み押込みする機構と、該ダイスの前方て同様に一
部平行移動する箇所を設けて回転駆動する一対の連結シ
ューにより加圧保持された加工金属棒を挟み引抜きする
機構とを組み合わせたことを特徴とする、金属棒の連続
加工機であって、 前記発明のタ′イス後方で挟み押込み力を素材金属棒に
負荷する機構と、タ°イス前方で挟み引抜力を加工金属
棒に付与する機構の一例としては、加工ダイス穴型中心
の軸線と一部平行移動する箇所を設けて回転駆動する一
対の連結シューの外面に該軸線て素材金属棒がはまる溝
を有し、その一対の連結シューの一方がローラーコンヘ
アーを介して複数個に分離したブラケットで油圧シリン
ダーまたは、スプリングによって押し付け、他方はロー
ラーコンベアーを介して反力板て支えて、該素材金属棒
或は加工金属棒を加圧保持可能なような構成が考えられ
、 さらに、ダイス後方での挟み押込みする力、あるいは、
ダイス前方での挟み引抜きする力を一定に制御し、任意
の軸力を金属棒に与えることを特徴とする、金属棒の連
続加工機である。

以下に本発明を詳述する。

第１図は本発明において、加工ダイス２の穴型中心軸線
３とする後方において、挟み押込み機構６と、前方の挟
み引抜き機構７の構成を示す模式図、また第２図は本発
明における加工ダイス２の穴型中心軸線３と一部平行移
動する一対の連結シュー８．８′　とローラーコンベア
ーとの一態様例を示す模式図、第３図は本発明における
連結シュー８．８′とスプロケット１７．１７′　との
−態様例を示す模式図、第４図は本発明における連結シ
ュー８．８′　とローラーコンヘアー１１．１１’　　
との態様例の矢視Ａ−Ａ’線に沿う断面図を示すもので
ある。

第１図において、素材金属棒１はガイトロール２３．２
３′を介し、軸線３と一部平行移動する箇所を設けて回
転駆動する一対の相互に向かい合った連結シュー８で加
圧保持されてダイスガイド５に導入される。この場合の
連結シュー８の一例は、第４図に示す如く加Ｔダイス２
の穴型中心軸線３に平行にしてしかも、素材金属棒１を
面で把握するような溝ｌＯを有する。また、この場合の
、加圧保持は、第２図に示す如く一対の相互に向かい合
った連結シュー８の一方がローラーコンベアー１１を介
して複数個に分離したブラケット１２て油圧シリンダー
１３によって押し付けられ、他方はやはりローラーコン
ベア＝１１を介して反力板１４で支えられる構造になっ
ている。第１図に示すように、該素材金属棒１を加圧保
持することによって５加工ダイス２の後方から挟み押込
みする力を負荷する機構としである。この場合の推進力
は、第１．３図に示すように駆動モーター２０のエネル
ギーか減速機１９、伝達歯車１８、スプロケット１７を
介して対の連結シュー８を軸線３と一部平行移動する箇
所を設けて回転駆動することによって素材金属棒１に与
えられる。従って、素材金属棒１と一対の連結シュー８
の溝１０との間に発生する摩擦力により、加工ダイス２
の穴型中心との同一軸線３上において後方の押出し圧力
が該素材金属棒１に与えられるため、該軸線３に沿って
移動する。

また、ブラケット１２の油圧シリンダー１３等による圧
力を任意に制御することによって、素材金属棒１と連結
シュー８との間に押出しに必要な摩擦力を与えることも
可能である。

方、第１図において、加工ダイス２を通過した素材金属
棒１′は、軸線３と一部平行で相互に向かい合った一対
の連結シュー８′で加圧保持され、しかも、該連結シュ
ー８′が回転駆動することによって加工のための前方張
力が与えられる。

この場合の、連結シュー８′は、−例として第４図に示
す如く加工ダイス２の穴型中心軸線３に平行にしてしか
も、加工金属棒１′を面で把握するように円弧溝１０’
などて形成されている。

また、この場合の、加圧保持は、第２図に示す如く一対
の相互に向かい合った連結シュー８′の方がローラーコ
ンベアー１１　’を介して複数個に分離したブラケット
１２′て油圧シリンダー１３′によって押し付けられ、
他方もやはりローラーコンヘアー１１′を介して反力板
１４’で支えられる構造になっている。該加工金属棒１
′を加圧保持することによって、第１図に示すように加
工ダイス２の前方から挟み引抜きする力を付与する機構
としである。この場合の推進力は、第１．３図に示すよ
うに駆動モーター２０′のエネルギーが減速機１９′、
伝達歯車１８′、スプロケット１７’を介して一対の連
結シュー８′を軸線３と一部平行移動する箇所を設けて
回転駆動することによって加工金属棒１′に与えられる
。従って、加工金属棒１′と一対の連結シュー８′の溝
１０′　との間に発生する摩擦力により、加エタ゛イス
２の穴型中心との同軸線３上において前方の引抜き応力
か該加工金属棒１′に与えられたため、該軸線３に沿っ
て移動する。また、ブラケット１２’の油圧シリンダー
１３′等による圧力を任意に制御することによって、加
工金属棒１′と連結シュー８′との間に弓抜きに必要な
摩擦力を与えることも可能である。

ここに、素材金属棒１を挟み押込みする機構６と加工金
属棒１′を挟み引抜きする機構７とを組み合わせて、挟
み押込み機構６はダイス後方圧力を素材金属棒１の降伏
応力の１０％〜９０％を与え、つまり素材金属棒１に座
屈を生しさせない範囲、また、挟み引抜き機構７は素材
金属棒１の降伏応力の１０％〜１５０％を与え、つまり
加工金属棒１′に断線を生じさせない範囲で、どちらか
一方を制御して金属棒に任意の軸力を付与することが考
えられる。例えば、挟み押込み機構６の方は、適当な速
度で連結シュー８を移動させるため駆動モーター２０を
速度制御し、挟み引抜き機＃Ｉ７の方は、金属棒加工に
必要な仕事のうち、任意の仕事を分担させるのて駆動モ
ータ２０′をトルク制御することになり、安定した加工
か可能となる。

また、第１図において、２はテーバ穴を有する加工ダイ
ス、５は後方押出し力によって素材金属棒１の座屈を防
止する為のタイスカイト、４はダイス６の反力盤となる
ダイスブロックである。

この場合、タ゛イス後方の挟み押込み機構６の中心と、
ダイス前方の挟み引抜き機構７の中心か加工ダイス２の
穴型中心の同一軸線３上としたことによって、従来法第
５図に示されている、素材金属棒１とホイール２１との
接触面に摩擦力を発生させて押込み力を得て素材金属棒
１をセグメント２２の内面に沿って移動させ、且つ巻取
り機２５により加工金属棒１′に引抜き力を与える従来
手段と比較し・て、素材金属棒１および加工金属棒ｌ′
か直線状をなしているものや、加工金属棒１′において
曲げ癖を′きらう製品、特に異形断面金属棒等では極め
て有効な手段となる。

さらに第４図に示す如く、連結シュー８の溝断面形状の
一例として、素材金属棒１の断面と同一円弧溝の場合に
おいては、素材金属棒１表面と連結シュー８の外面９に
設けた満１０との接触面において圧力を均〜に作用させ
ることかでき、その効果はより一層向上する。また、素
材金属棒１の材質強度や寸法形状の変化に応して、より
大きな押し込み圧力を与える必要のある場合には、連結
シュー８の外表面溝ＩＯに適正な粗さを与えることが望
ましく例えば、金属あるいは、非金属の溶射、ショツト
ブラスト、ローレット等と組合わせて使用すれば、その
効果はさらに向上する。

また、本発明において、ダイス後方の挟み押込み機構６
とタイスカイト５とが同一軸線て合った状態において、
一対の連結シュー８の外表面溝ＩＯの断面形状かダイス
カイト５の穴型とほぼ相似形状とし、さらに押込み機構
６の終端連結シューとを密着状態とすることによって、
ダイス後方圧力か素材金属棒１の降伏応力を越えてダイ
ス後方圧力を主体とした加工法をするような場合でも素
材金属棒１が座屈する様な問題はなく、高減面率加工か
可能となる。

また、第２図における挟み押込み機構６の連結シュー８
と挟み引抜き機構の連結シュー８′を各々一部平行移動
する箇所を設けているか、特に難加工鋼線の高減面率加
工時において、押込み応力や引抜き応力を犬きくするこ
とが必要となる場合には、加圧保持する連結シューを複
数個設置することにより一個当りの加圧保持力を軽減す
ることも可能である。

さらには、第１図において挟み引抜き機構７の前方に、
異形断面鋼線のように直線状でしかも規定の長さとして
製品とする場合には切断機を配置するし、また通常のコ
イル形状で製品とする場合には巻取り機を配置すること
か望ましい。

また、カイトロール２３．２３′　に替えて矯正ロール
を配置し、コイル状態の素材金属棒にも対処することも
可能である。

以下通用例により本発明の効果をさらに具体的に示す。

第１表に示す諸元で、難加工鋼線を加工した。素材とし
ては外径１０ｍｍ、長さ２０ｍの高張力棒鋼て降伏応カ
フ０ｋｇｆ／ｌｌ１ｍ２である。本発明例においては回
転駆動する一対の連結シューは外表面に半径１０ｍｍの
円弧溝を設けて、該円弧溝表面に溶射材を施して素材金
属棒を加圧保持する。

第　　１　　表 挟み押込み機構の一対の連結シューの一方に１００ｍｍ
間隔てローラコンベアーを介して５個の油圧シリンダー
を設置した。他方にも１００ｍ＋＋＋間隔てローラーコ
ンヘアーを介して５個の反力板を設けた。連結シューは
一枚の寸法が軸線方向の長さを５０１１ＩＩｎ、幅を７
０ｍｍとして、６０枚をそれぞれピンで連結する構造と
し、しかも、駆動モーターからの推進力をスプロケット
を介して連結シューに伝えるため、スプロケットの歯か
入る溝が設けである。

また、油圧シリンダーの押付は力は１個あたり最大て１
．Ｏｔｏｎｆとした。また、連結シューに推力を与える
駆動用モーターは３．０ＫＷとし、素材金属棒の送り速
度が初期加工時３０ｍ／ｍｊｎで、定常加工時には７０
ｍ／ｍｉｎに制御できる機構にした。

挟み押込み機構には、上記条件の一部である素材の外径
、降伏応力と、素材の送り速度および加工タ′イス出口
径を設定することにより、素材に与える押込み応力をモ
ーターてトルク制御して素材に降伏応力の１５０ｔまて
負荷した。

次に挟み引抜き機構を述べる。加工金属棒は外ｆ１４．
０ｍｍとして予め加工ダイスを通して５０ｍｍの長さを
連結シューに加圧保持させる。本発明例においては回転
駆動する一対の連結シューは外表面に半径１．５ｍｍの
溝を設けて、ウレタンゴムを施して素材金属棒を加圧保
持する。挟み引抜き機構の対の連結シューの一方に１０
０ｍｍ間隔でローラーコンヘアーを介して５個の油圧シ
リンダーを設置した。他方にも１００ＩＤＩ１１間隔で
ローラーコンヘアーを介して５個の反力板を設けた。連
結シューは一枚の寸法か軸線方向の長さを５０ｍｍ、幅
を７０ｍｍとして、６０枚をそれぞれビンで連結する構
造とし、しかも、駆動モーターからの推力をスプロケッ
トを介して連結シューに伝えるため、スプロケットの歯
が入る溝が設けである。また、油圧シリンダーの押付は
力は１個あたり最大で５００ｋｇｆとした。また、連結
シューに推力を与える駆動用モーターは２．０ＫＷとし
、加工金属棒の引抜き速度が初期加工時３０ｍ／ｍｉｎ
で、定常加工時には７０酊／ｍｉｎに制御できる機構に
した。

挟み引抜き機構には、加工金属棒に与える引抜き張力を
設定することにより、モーターかトルク制御して加工金
属棒に降伏応力の８０％まで張力を負荷した。

この結果、加工金属棒を外径４．０ｍｔｎの丸棒に加工
でき、この時の減面率はほぼ８５％に達した。これは、
従来の引抜きのみのｔ１４１１ｓ加工の減面率２０％、
あるいは、最近鋼線に適用され始めている前記（特公昭
６１−２８４１０号）連続引抜き機の実施例中に述べら
れている減面率８０％を凌ぐ、高減面率力０工を可能と
したものである。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明は従来手段のダイス前方の巻取
り機による引抜き力と、ダイス後方のホイールとシュー
との摩擦による押込み力とを単に素材に与えることによ
って生しる座屈や断線等の問題と、直棒状をなしている
鋼線を連続加工する際の欠点を克服して、金属棒特に、
難加工材や異形断面材の高減面加工を連続的に行うこと
を可能としたものであるが、加工素材は中実材に限らず
中空材は勿論、管内部に非金属物質あるいは、異種金属
を充填したものても適用可能てあり、工業的に価値が大
きいことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す模式図、第２図は第１図に
おける一対の連結シューとローラーコンヘアーとの一態
様例を示す模式図、第３図は第１図における連結シュー
とスプロケットとの一態様例を示す模式図、第４図は第
２図における連結シューとローラーコンヘアーとの矢視
Ａ−Ａ’ｉ％に沿う断面図、第５図は最近鋼線等に採用
され始めている従来手段の態様例を示す模式図である。 １・・・素材金属棒、１′・・・加工金属棒、２・・・
加エタイス、３・・・軸線、４・・・ダイスブロック、
５・・・タイスガイト、６・・・挟み押込み機構、７・
・・挟み引抜き機構、８，８′・・・連結シュー、９，
９′・・・連結シュー外面、１０．１０’・・・連結シ
ュー溝、１１．１１’・・・ローラーコンベアー、１２
．１２’・・・ブラケット、１３、１３’−・・油圧シ
リンダー、１４．１４’・・・反力板、１６、１６’−
・・チェノ、１７．１７’−・・スプロケット、１８、
１８’・・・伝達歯車、１９．１９’−・・減速機、２
０゜２０’−・・駆動モーター、２１・・・ホイール、
２２．２２’・・・セグメント、２３．２３’・・・ガ
イドロール、２４・・・押付は機構、２５・・・巻取り
機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加工ダイス穴型中心を軸線とする後方において、該
   軸線と一部平行移動する箇所を設けて回転駆動する一対
   の連結シューで加圧保持された素材金属棒を挟み押込み
   する機構と、該ダイスの前方で同様に一部平行移動する
   箇所を設けて回転駆動する一対の連結シューにより加圧
   保持された加工金属棒を挟み引抜きする機構とを組み合
   せたことを特徴とする、金属棒の連続加工機。 ２、挟み押込みする機構か、挟み引抜きする機構のどち
   らか一方の機構を制御して金属棒に任意の軸力を与える
   ことを特徴とする請求項１記載の金属棒の連続加工機。 ３、加工ダイス穴型中心の軸線と一部平行移動する箇所
   を設けて回転駆動する一対の連結シューの外面に該軸線
   で金属棒がはまる溝を有し、その一対の連結シューの一
   方がローラーコンベアーを介して複数個に分離した支持
   部で油圧シリンダーまたは、スプリングによって押し付
   けられ、他方はローラコンベアーを介して反力板で支え
   られ、該金属棒を加圧保持するとによって、ダイス前方
   或は後方で挟み金属棒に軸力を与える機構で構成されて
   いることを特徴とする、請求項１または２記載の金属棒
   の連続加工機。