JPH035006A - 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挿抜加
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心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、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対の圧下用円柱状ロールと、該円柱状ロール
の対設間にパスラインを隔てて間隔調整可能に支持対設
された１対のガイドロックとが設けられている。上記ロ
ールスタンドを使用して鍛造管を製造する場合のパスス
ケジュール例を第５図（ａ）〜（ハ）に示す。

まず、第５図（ａ）に示すように、加工開始前に所定の
温度に加熱された有底管状の材料４０にマンドレル３０
が挿入される。次いで、第５図（ロ）に示すように、マ
ンドレル３０に軸心方向の推力が加えられ、所定の圧下
位置に調整された円柱状ロールｌｌａ、ｌｌｂの間に材
料４０が押し込まれて、材料４０に減肉加工が加えられ
る。この時、材料４０の幅広がりを防止するために、円
柱状ロール１１ａ、ｆｌｂの間で材料４０が１対のガイ
ドブロック１２ａ、１２ｂにて両側から拘束される。

このようにして１回目の押抜加工が終了すると、第５図
（Ｃ）　（ｄ）に示すように、材料４０をマンドレル３
０と共に周方向に９０度回転させる。そして、圧下位置
を調整し直した円柱状ロールｌｌａ、１１ｂの間に材料
４０を押し込む。２回目の押抜加工後は、第５図（ｅ）
（ト）に示すように、材料４０をマンドレル３０と共に
４５度回転させて、再度圧下位置を調整し直した円柱状
ロールｌｌａ、ｌｌｂの間に押し込む。３回目の押抜加
工が終了すると、第５図（ｇ）（ｈ）に示すように、材
料４０をマンドレル３０と共に９０度回転させて、圧下
位置を調整し直した円柱状ロールｌｌａ、ｌｌｂの間に
押し込む。

２〜４回目の押抜加工においても、材料４０の幅広がり
が一対のガイドブロック１２ａ、１２ｂにより防止され
る。ガイドブロック１２ａ、１２ｂは、その間隔が加工
前の材料４０の幅と同一かそれよりも僅かに大きく設定
されており、材料４０に対する圧下機能は有しない。

４回目の押抜加工の後は、必要に応じて第５図（ｅ）〜
（ｈ）の工程が繰り返される。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような押抜加工による鍛造管の製造技術では、第５
図（ｅ）（ｆ）に示す３回目の押抜加工で次のような問
題を発生することが、本発明者らの調査から明らかにな
った。

第３回の押抜加工で円柱状ロールから加工を受ける部分
は、材料の外側に凸な部分である。従って、押抜加工時
に材料が周方向に不安定になりやすく、その結果、材料
にたおれと呼ばれる周方向の回転が生じ、加工されるべ
き凸部が加工を受けられなくなる場合がある。この現象
は、第５図（ａ）（ｂ）に示す１回目の加工のように材
料が回転する余地のない場合、あるいは第５図（Ｃ）　
（ｄ）および（ｇ）（５）に示す２．４回目の加工のよ
うにガイドブロックによって材料の平坦面が拘束される
場合は発生しない。第５図（ｅ）（ｆ）に示す３回目の
加工でこの現象が生じやすいのは、ガイドブロックによ
る材料拘束が実質的に点拘束であり、その拘束方向に対
して直角な方向から凸部に加工が加えられるために、材
料が回転しやすくなることによる。

たおれと呼ばれるこの現象は、マンドレルが周方向で拘
束されていても、材料の内面とマンドレルの外面との間
の周方向の摩擦力を超える回転力が加工によって発生し
た場合は、防止のしようがない。そして、−旦このたお
れが発生すると、材料に対する加工が軸心方向で不均一
になり、かつ加工途中の修正が困難なため、最悪の場合
は材料をスラップ化せざるを得す、重大な経済上の問題
を招来する。

本発明は、上記だおれを防止し、全ての回の押抜加工に
おいて健全な加工を保証し得る管挿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〕

本発明の管挿抜加工装置は、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管挿抜加工装置で
あって、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対の圧下用円柱状ロールと、該円柱状ロールの対設
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対のガイドブロックとを有するロールスタンド、およ
び該ロールスタンドの入側にその１対のガイドブロック
に対して周方向に偏位して配設された間隔調整可能な材
料回転防止用のガイド対を備えている。

〔作　　用〕

本発明の管挿抜加工装置においては、ロールスタンドの
入側に材料回転防止用のガイド対が、ロールスタンドの
ガイドブロックに対して周方向に偏位して設けられてい
るので、ガイドブロックで材料を拘束できない場合も、
ガイド対で材料を拘束でき、その回転を阻止することが
できる。ガイドブロックで材料を拘束できる場合は、ガ
イド対を開放することにより、ガイド対の間の材料通過
が保証される。

〔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〜第３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ガイド
対２０およびマンドレル３０とを備えている。

ロールスタンド１０には、１対の円柱状ロール１１　ａ
、　　ｌ　ｌ　ｂと、１対のガイドブロック１２ａ、１
２ｂとが組込まれている。１対の円柱状ロール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、かつ平行に対設され
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。上記軸受は、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、これによって前記円柱状ロールｌｌａ、ｌ
ｌｂ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。

また、上記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、上記１対
の円柱状ロールｌｌａ、ｌｌｂの対設方向と直交する方
向、換言すれば円柱状ロール１１ａ、ｆｌｂの対設間に
、パスラインＬを隔ててその相対向する面１３ａ、１３
ｂ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、テーパ喫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、１３
ｂの間隔を調整可能とされている。

ロールスタンド１０の入側に設けられたガイド対２０は
、２組のブロック対からなる。一方のブロック対は、上
記１対のガイドブロック１２ａ。

１２ｂと同様の１対の角柱状のブロック２１ａ。

２１ｂである。１対のブロック２１ａ、２１ｂは上記１
対のガイドブロック１２ａ、１２ｂの対設方向に対して
周方向に４５度偏位した位置に、パスラインＬを隔てて
その相対向する面２２ａ、２２ｂがパスラインＬに平行
となるように対設されている。１対のブロック２１ａ、
２１ｂの背面２３ａ、２３ｂは、相対向する面２２ａ、
２２ｂの間隔が調整できるように、図示しないハウジン
グに対して、これも図示しないスクリュージャ・ンキ機
構、テーパ模機構等の適宜な位置調整手段を介して取り
付けられている。

他方のブロック対は、一方のブロック対の対設方向に対
して周方向に９０度偏位した１対の角柱状のブロック２
４ａ、２４ｂであり、対設方向が異なる以外は上記一方
のブロック対と同様の構成になっている。

ロールスタンド１０からガイド対２０までの距離は、材
料保持効果を高めるために、設備干渉のない範囲内で出
来るだけ短縮することが望ましい。

マンドレル３０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介して
連結されている。

このような構成の管挿抜加工装置による鍛造管製造プロ
セスは、次のとおりである。

マンドレル３０を後退させた状態で、所定温度に加熱さ
れた有底管状の材料４０をマンドレル３０の先端部にて
外嵌保持する。次いで、マンドレル３０を前進させて材
料４０をロールスタンド１０内に挿通させる（第５図（
ａ）（ｂ）参照）。ロールスタンドｌＯにおける円柱状
ロールｌｌａ、ｊｌｂの間隔は、材料４０に所定の圧下
刃を付与するように設定されており、ガイドブロック１
２ａ、１２ｂの間隔は、加工前の材料４０の外径と同一
かそれにより若干大きい寸法に設定されている。また、
ガイド対２０におけるブロック対間隙は、材料４０の通
過に支障を与えないように十分に広く設定しである。

このようなギャップ設定により、材料４０は、１回目の
押抜加工により円柱状ロールｌｌａ、１１ｂ間で減肉加
工を受けると共に、減肉加工に伴なう幅広がりがガイド
ブロック１２ａ、１２ｂにて防止される。加工中の材料
４０に回転する余地はないので、ガイド対２０が開放し
ていても、たおれと呼ばれる材料回転現象は生じない。

１回目の押抜加工が終了すると、材料圧下ロールｌｌａ
、ｌｌｂおよびガイドブロック１２ａ。

１２ｂを一旦開放し、マンドレル３０を後退させて材料
４０をロールスタンド１０の入側に引き戻した後、マン
ドレル３０を周方向に９０度回転させる。材料４０の回
転操作の間に、円柱状ロール１１ａ、ｌｌｂの間隔を、
材料４０に所定の圧下刃を付与し得るように再設定する
と共に、ガイドブロック１２ａ、１２ｂの間隔を、回転
後の材料４０の水平方向の幅寸法と同一かこれにより若
干大きく設定する。ガイド対２０は十分に開放されたま
まとする。この状態で材料４０をロールスタンドｌＯ内
に挿通させて２回目の押抜き加工を行なう（第５図（Ｃ
）　（ｄ）参照）。その後は前記と同様にして材料４０
をロールスタンドｌＯの入側に引き戻す。

上記２回目の押抜加工においては、材料４０の平滑面が
ガイドブロック１２ａ、１２ｂにて拘束されるので、ガ
イド対２０が開放されていても材料４０にだおれは生じ
ない。２回目の押抜加工により、材料４０は、圧下方向
と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に成形される。３回目の押抜加工に
際しては、マンドレル３０を周方向に４５度回転させる
。

ガイド対２０におけるブロック２１ａ、２１ｂおよび２
４ａ、２４ｂの間隔は、その対設方向における回転後の
材料４０の幅寸法、すなわち面間距離と同一かこれより
僅かに大きく設定される。ロルスタンド１０における材
料圧下ロールｌｌａ、１１ｂの間隔は、材料４０対角方
向の凸部間に必要な圧下刃を付与するように設定され、
ガイドブロック１２ａ、１２ｂの間隔は、上記凸部の間
隔と同一もしくはこれにより若干大きく設定するか、完
全開放とする。この状態で材料４０をロー１ ルスタンドｌＯ内に挿通させて３回目の押抜加工を行な
う（第５図（ｅ）（ｆ）参照）。

３回目の押抜加工の間、材料４０は、ロールスタンド１
０において材料圧下用ロールｌｌａ、１１ｂにより凸部
間を不安定な状態で圧下される。

また、ガイドブロック１２ａ、１２ｂもその間隔に関係
なく材料４０の保持に寄与しない。しかし、ロールスタ
ンドｌＯの入側において、材料４０がガイド対２０によ
り平滑な面間を支承されているので、材料４０にだおれ
は生じない。

３回目の押抜加工が終了すると、１〜２回目の押抜加工
と同様にして材料４０をロールスタンドｌＯの入側に引
き戻し、マンドレル３０を周方向に９０度回転させて４
回目の押抜加工を行なう（第５図（ｇ）（ｈ）参照）。

４回目の押抜加工においては、材料圧下ロールｌｌａ、
ｌｌｂの間隔は材料４０に所定の圧下刃を付与し得るよ
うに設定され、ガイドブロック１２ａ、１２ｂの間隔は
その対設方向における材料幅と同一かこれにより若干大
きい寸法に設定される。また、ガイド対２０は、材２ 料４０の挿通に支障を与えないように十分に開放される
。材料４０は、平滑面間をガイドブロック１２ａ、１２
ｂにて拘束されるので、ガイド対２０による拘束がなく
てもだおれは生じない。

上記加工後は、必要に応じて３〜４回目の加工に準じた
加工を繰り返す。

加工後の材料は、マンドレル３０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
加工に連続して行うことができる。

上記実施例では、ガイド対２０として相対向するブロッ
クを２組設けているが、第４図に示すように、１組の相
対向するブロック２１　ａ、　２１　ｂを設けてもよく
、３個のブロックとしてもよい。

ただし、材料４０に対する拘束効果は、上記実施例で採
用した４方ブロツクが最も高い。なお、いずれのブロッ
クを採用する場合にあっても、１組の相対向するブロッ
クを含むことが必要であり、かつそのブロック対は、ガ
イドブロック１２ａ。

１２ｂで材料４０を拘束し得ない場合に材料４０の平滑
面間が拘束できるように、その対設方向が材料形状に応
じてガイドブロック１２ａ、１２ｂの対設方向に対して
周方向に偏位していることが必要である。

また、ガイド対２０はローラガイドとしてもよい。

ロールスタンドｌＯについては、加工数に応じて複数ス
タンドをタンデムに配設することが可能であり、その場
合には、材料に回転を与える代わりに、それに準じた位
相差を相互スタンド間に与える必要がある。また、ガイ
ド対２０は材料４０にたおれが生じる危険性のあるロー
ルスタンドｌＯにのみ付設すればよい。

次に、本発明の実施結果を説明する。

第１スタンドとして、第５図（ｂ）に示すロール構成お
よびギャップ設定のロールスタンドを配設し、第２スタ
ンドとして、第５図（ｄ）に示すロール構成およびギャ
ップ設定で、第１スタンドに対して９０度の位相差を設
けたロールスタンドを配設した。

第３スタンドとしては第１図〜第３図に示すロール構成
（ただしガイド対は４０−ラ）で、第２スタンドに対し
て４５度の位相差を設け、かつ３回目の押抜加工スケジ
ュールに従ってギャップ設定を行ったガイド対付スタン
ドを配設した。また、第４スタンドとしては、第５図（
ロ）に示すロール構成およびギャップ設定で、第３スタ
ンドに対して９０度の位相差を設けたロールスタンドを
配設した。そして、このスタンド列において押抜加工を
行った。

加工前の材料は３２０Ｃからなる外径１２５ｍｍ、肉厚
２０ＩＩＩＩ１１、長さ５００ｍｍ、底厚３０ｍｍの有
底管であり、加熱温度は１２００°Ｃとした。また、マ
ンドレルの外径は８３ｍｍである。各スタンドにおける
ギャップ量を第１表に示す。

第３スタンドにおけるガイド対は、ロールスタンドから
その入側に芯間距離で４００鵬の位置に５ 設け、同ロールスタンドにおけるガイドブロックは材料
に対して完全開放とした。

第　　１　　表 （薗） ６ １０本の材料を押抜加工した結果、いずれの材料にもた
おれは生じなかった。しかし、第３スタンドにおいてガ
イド対を材料に対して完全開放とした場合は、１０本の
材料のうちの６本にたおれが生じた。このたおれは材料
後端から６００〜７００ｍｍの部分が、第３スタンドを
通過する際に発生し、それより後方部分かたおれによっ
て加工不良になった。

〔発明の効果〕

本発明の管挿抜加工装置は、ロールスタンドにそのガイ
ドブロックに対して周方向に偏位したガイド対を付設す
ることにより、加工中の材料たおれを防止し、材料を全
てのパスにおいて健全に加工することにより、鍛造管の
歩留向上、品質向上に大きな効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示ず管挿抜加工装置の側面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面矢視図、第３図は第１
図のＢ−Ｂ線断面矢視図、第４図は本発明の別の実施例
を示す第２図相当図面、第５図（ａ）〜（ロ）は押抜加
工のパススケジュール説明図である。 図中、１０：ロールスタンド、ｌｌａ、１１ｂ：材料圧
下ロール、１２ａ、１２ｂニガイドブロツク、２０ニガ
イド対、３０：マンドレル、４０：材料。 ９ 特開平３ ５００６　（７）

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
   減肉加工する管挿抜加工装置であって、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対の圧下用円柱状ロ
   ールと、該円柱状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対のガイドブロックと
   を有するロールスタンド、および該ロールスタンドの入
   側にその１対のガイドブロックに対して周方向に偏位し
   て配設された間隔調整可能な材料回転防止用のガイド対
   を備えたことを特徴とする管挿抜加工装置。