JPH0459969B2 - - Google Patents
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- JPH0459969B2 JPH0459969B2 JP21704987A JP21704987A JPH0459969B2 JP H0459969 B2 JPH0459969 B2 JP H0459969B2 JP 21704987 A JP21704987 A JP 21704987A JP 21704987 A JP21704987 A JP 21704987A JP H0459969 B2 JPH0459969 B2 JP H0459969B2
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- JP
- Japan
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- mandrel
- punching
- tube
- die
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- Metal Extraction Processes (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は押抜き製管法に関する。更に詳しく
は、本発明は押抜き後において薄肉のまたは長尺
の底付き素管を得る押抜き製管方法に関する。 （従来の技術およびその問題点） 従来、底付き素管の製造法としては、しごき加
工法とよばれる押抜き方法がある。これは、深絞
り加工等によつて得られた底付き円筒素材におい
て壁厚を一定とし、さらに薄肉化するとともに寸
法精度を向上し、製品表面も美しくすることを目
的とした冷間加工方法である。 また同じく従来よりプツシユベンチ法と呼ばれ
る押抜き方法がある。これは通常、熱間継目無製
管法の１つとしてエルハルト法、すなわち各鋼塊
を堅型水圧プレスで穿孔する方法によつて得られ
る底付き円筒素材を熱管て押抜き、減肉加工を施
す方法である。もちろんプツシユベンチ法を冷間
押抜き方法として利用することも可能で一部に実
施されている。 以上２つの方法を次に詳述する。 いずれの方法も原理的には全く同じ方法であ
り、例えばプツシユベンチ法の場合、まず第１図
に示す通り前工程で得られた底付き円筒素材１に
マンドレル２を挿入し、第２図に示すように固定
フレーム３に装着されたダイス４において図中矢
印の方向に押抜いた後、第３図に示す如く、マン
ドレル２は押抜きされた底付き素管（以下、単に
「素管」ともいう）５に密着して挿入された状態
とする。次に第４図及び第５図に示すように固定
フレーム３の押抜き方向の前面上に馬蹄型ストリ
ツパ６を配置し、マンドレル２を水圧等のプレス
により図中矢印の方向に後退させることによつ
て、素管５はストリツパ６により後退を阻止され
て、マンドレル２が素管５から分離されて押抜き
作業が終了、あるいはダイス４をさらに内径の小
さいものと交換して再度押抜き作業を開始するこ
とができる。また、しごき加工法においては馬蹄
型ストリツパ６の代わりに半割りリング上のスト
リツパを同じくマンドレル２上に装着し、マンド
レル２を後退させることによつてマンドレル２と
素管５を分離せしめる。 しかしながら、上記の方法において押抜き後、
長尺の素管を得た場合、マンドレル２と素管５の
密着部分の面積は大きく、水圧等のプレスによる
後退力が極めて大きくなる結果、熱間加工、冷間
加工の如何によらず素管５の後端部は座屈を生じ
たり、あるいはバナナの皮をむくが如く、めくれ
が生じたり、最悪の場合、マンドレル後退用プレ
スの能力不足によつてマンドレル２と素管５の分
離が全く不可能となる事態さえ生じる。これは素
管が薄肉になる程、顕著である。 当然のことながら、このトラブルの処理には多
大な時間と労力を要し、生産上極めて重大な問題
であることは言を待たない。 また特に冷間において押抜き製管法を実施する
際、素管の内外面の寸法及び性状に対する要求が
極めて厳しい場合が殆どであり、当然ながらダイ
ス内表面及びマンドレル外表面の寸法及び仕上げ
性状は厳格に管理する必要がある。すなわちマン
ドレルにおける非常に広範囲の加工面、つまり押
抜き時にダイスとの間にあつて素材を加工する面
を考慮すれば、その保守、管理あるいは製作に要
する費用は多大となるため少しでもマンドレルの
長さを短くしたいという要求が薄肉の長尺素管製
造への足かせとなつている事実も見逃すことはで
きない。 さらに言えば、外径／肉厚比が２〜３％以下の
超薄肉の継目無鋼管を製造するプロセスは、特に
長尺サイズを効率良く製造する場合には皆無とい
つてよく、現存プロセスで得られる素管に内外削
加工を行つて超薄肉管を製造している現状を考慮
しても長尺の超薄肉管を押抜き製管法によつて製
造可能とすることは急務とされている。 したがつて、本発明の目的は上記の従来の技術
の問題を解決して、押抜き製管における押抜き後
の素管からのマンドレルの分離を容易かつ円滑に
するとともに、従来多大な費用を要していたマン
ドレルの保守、管理及び製作の問題を大幅に軽減
する方法を提供することにある。 （問題点を解決するための手段） ここに、本発明の要旨とするところは、底付き
円筒素材にマンドレルを挿入してダイスにより押
抜きを行い底付き素管を製造する押抜き製管方法
において、該マンドレルを独立に前進速度を制御
し得るマンドレル内層部及び外層部を有する二重
構造となし該マンドレル内層部をマンドレル外層
部内に格納せしめた状態で押抜きを開始し、該マ
ンドレル外層部の先端が少なくとも該ダイスを通
過して後、該マンドレル外層部の前進速度を該内
層部の前進速度より小として押抜きを行うことを
特徴とする押抜き製管法である。 このように、本発明によれば、マンドレルをア
ウターマンドレルとそれに入れ子式に嵌装された
インナーマンドレルとから構成しており、押抜き
終了後において、素管とマンドレル外表面、すな
わちアウターマンドレル外表面との接触面積は従
来に比較して格段に小さく、しかもマンドレルと
素管の分離においてはマンドレル内層部、つまり
インナーマンドレルをマンドレル外層部、つまり
アウターマンドレルに対して相対的に前進させる
方式とするために、素管の後端部において座屈や
めくれは一切発生ぜずに両者は容易に分離可能と
なる。 また、特に冷間にて押抜き製管を実施する場合
本発明によれば寸法及び仕上げ性状を厳格に管理
する必要があるアウターマンドレルの長さは従来
のマンドレルの長さに比べて大幅に短尺化するこ
とが可能となり、マンドレルの保守、管理及び製
作に要していた多大な費用の問題も大幅に軽減す
ることができるのである。 本発明にかかる方法は冷間加工時ばかりでなく
もちろん熱間加工時にも採用できる。本発明によ
り解決される問題点は熱間、冷間の如何にかかわ
らず、基本的に同じ現象であるからである。 （作用） 以下、図面に基づいて本発明をさらに詳細に説
明する。 第６図から第１０図は本発明の好適実施態様に
おける押抜き製管法を順次経時的に説明する略式
断面図である。 まず、第６図に示すように底付き円筒素材１に
マンドレル２が挿入される。マンドレル２はアウ
ターマンドレル７とインナーマンドレル８とから
構成されており、インナーマンドレル８はアウタ
ーマンドレル７の内部に入れ子式に格納された状
態であり両者は一体化している。後の工程を考慮
すれば両者の押抜き方向前端面はほヾ一致させる
ことが望ましい。 次に押抜き製管工程初期においては第７図に示
すようにインナーマンドレル８の前進速度Viはア
ウターマンドレル７の前進速度Vpと一致させ、
通常のブツシユベンチ法あるいはしごき加工法と
全く同様に押抜きを開始することが望ましい。こ
れはこの時点でインナーマンドレル８の前進速度
Viをアウターマンドレル７の前進速度Vpよりも
大きくすると、押抜いた素管の先端部において必
要な減肉加工が行われず、所定の肉厚及び外径が
得られないためである。 アウターマンドレル７とインナーマンドレル８
の各後端部にはそれぞれ油圧装置など適宜駆動機
構（図示せず）に連結されて独立して移動させら
れる。 このように押抜きを開始し、インナーマンドレ
ル８とアウターマンドレル７を一体化した状態で
一定量前進させた後、例えば、アウターマンドレ
ルの先端が少なくともダイスを通過した後、第８
図に示すようにインナーマンドレル８の前進速度
Viをアウターマンドレルの前進速度Vpよりも大
きくする。この場合、インナーマンドレル８とア
ウターマンドレル７が一体化して押抜きを行つて
いた押抜き初期の速度に比較してインナーマンド
レル８の前進速度Viだけを大きくする方法でも良
いし、またアウターマンドレル７の前進速度Vp
だけを小さくする方法でも良いし、両者を変化さ
せる方法でも良い。要するに結果として両者の間
に速度差が生じれば良い。 このように、インナー速度をアウター速度以上
とするのは、加工終了時点で第９図に示すように
インナーがアウターよりも先行（突出）した状態
とする必要があるからである。 ただし第９図に示すように押抜き終了時点でア
ウターマンドレル７はその一部がダイス４の最小
内径部位よりも押抜き方向後方位置にくるように
前進速度ViとVpを決定しなければならない。 さもなければ、底付き円筒素材１の後端部が未
加工のまま残つてしまうからである。 さて、第９図に示す押抜き終了時点において、
アウターマンドレル７は底付き素管５の全長の一
部とのみ接触状態にあるから、第１０図に示すよ
うにインナーマンドレル８をアウターマンドレル
７に対して相対的に前進せしめられる如く両者の
速度を制御する。両者がともに前進、あるいは後
退しても、Vi＞Vpが満足しさえすれば、分離可
能である。このように、本発明によれば、従来法
に比べて極めて容易にアウターマンドレル７と底
付き円筒素管５とを分離することが可能であり、
しかもその際に全長に亘つて張力が作用している
ため底付き素管５の後端部において座屈やめくれ
を生じないことは明らかである。 さらに本発明による押抜き製管法において底付
き素管５の内面の性状及び寸法を決定する工具、
すなわちアウターマンドレル７は従来法における
マンドレルに比較して格段に短尺化することが可
能となるため、特に冷間押抜き製管において問題
となるマンドレルの保守・管理及び製作に要する
費用低減の効果には図り知れないものがある。 本発明者の実験によれば肉厚／外径比１％を有
する底付き円筒素管をその後端部において形状不
良を生じることなく押抜き製管することが可能な
全長／外径比が従来方法ではせいぜい４〜５であ
つたのに対して本発明においては10を越えても全
く問題なく押抜き可能であることが確認された。 次に、実施例によつて本発明をさらに具体的に
説明する。 実施例 本例では以上説明した図示装置によつて材質
S15Cの直径62mm、肉厚１mmの底付き素材を用い、
冷間にて押抜き製管を実施した。 第１表に、本発明例および従来例におけるダイ
ス径、マンドレル寸法をまとめて示す。 このようにして行つた押抜き製管の結果は第２
表に従来例のそれとともに示す。
は、本発明は押抜き後において薄肉のまたは長尺
の底付き素管を得る押抜き製管方法に関する。 （従来の技術およびその問題点） 従来、底付き素管の製造法としては、しごき加
工法とよばれる押抜き方法がある。これは、深絞
り加工等によつて得られた底付き円筒素材におい
て壁厚を一定とし、さらに薄肉化するとともに寸
法精度を向上し、製品表面も美しくすることを目
的とした冷間加工方法である。 また同じく従来よりプツシユベンチ法と呼ばれ
る押抜き方法がある。これは通常、熱間継目無製
管法の１つとしてエルハルト法、すなわち各鋼塊
を堅型水圧プレスで穿孔する方法によつて得られ
る底付き円筒素材を熱管て押抜き、減肉加工を施
す方法である。もちろんプツシユベンチ法を冷間
押抜き方法として利用することも可能で一部に実
施されている。 以上２つの方法を次に詳述する。 いずれの方法も原理的には全く同じ方法であ
り、例えばプツシユベンチ法の場合、まず第１図
に示す通り前工程で得られた底付き円筒素材１に
マンドレル２を挿入し、第２図に示すように固定
フレーム３に装着されたダイス４において図中矢
印の方向に押抜いた後、第３図に示す如く、マン
ドレル２は押抜きされた底付き素管（以下、単に
「素管」ともいう）５に密着して挿入された状態
とする。次に第４図及び第５図に示すように固定
フレーム３の押抜き方向の前面上に馬蹄型ストリ
ツパ６を配置し、マンドレル２を水圧等のプレス
により図中矢印の方向に後退させることによつ
て、素管５はストリツパ６により後退を阻止され
て、マンドレル２が素管５から分離されて押抜き
作業が終了、あるいはダイス４をさらに内径の小
さいものと交換して再度押抜き作業を開始するこ
とができる。また、しごき加工法においては馬蹄
型ストリツパ６の代わりに半割りリング上のスト
リツパを同じくマンドレル２上に装着し、マンド
レル２を後退させることによつてマンドレル２と
素管５を分離せしめる。 しかしながら、上記の方法において押抜き後、
長尺の素管を得た場合、マンドレル２と素管５の
密着部分の面積は大きく、水圧等のプレスによる
後退力が極めて大きくなる結果、熱間加工、冷間
加工の如何によらず素管５の後端部は座屈を生じ
たり、あるいはバナナの皮をむくが如く、めくれ
が生じたり、最悪の場合、マンドレル後退用プレ
スの能力不足によつてマンドレル２と素管５の分
離が全く不可能となる事態さえ生じる。これは素
管が薄肉になる程、顕著である。 当然のことながら、このトラブルの処理には多
大な時間と労力を要し、生産上極めて重大な問題
であることは言を待たない。 また特に冷間において押抜き製管法を実施する
際、素管の内外面の寸法及び性状に対する要求が
極めて厳しい場合が殆どであり、当然ながらダイ
ス内表面及びマンドレル外表面の寸法及び仕上げ
性状は厳格に管理する必要がある。すなわちマン
ドレルにおける非常に広範囲の加工面、つまり押
抜き時にダイスとの間にあつて素材を加工する面
を考慮すれば、その保守、管理あるいは製作に要
する費用は多大となるため少しでもマンドレルの
長さを短くしたいという要求が薄肉の長尺素管製
造への足かせとなつている事実も見逃すことはで
きない。 さらに言えば、外径／肉厚比が２〜３％以下の
超薄肉の継目無鋼管を製造するプロセスは、特に
長尺サイズを効率良く製造する場合には皆無とい
つてよく、現存プロセスで得られる素管に内外削
加工を行つて超薄肉管を製造している現状を考慮
しても長尺の超薄肉管を押抜き製管法によつて製
造可能とすることは急務とされている。 したがつて、本発明の目的は上記の従来の技術
の問題を解決して、押抜き製管における押抜き後
の素管からのマンドレルの分離を容易かつ円滑に
するとともに、従来多大な費用を要していたマン
ドレルの保守、管理及び製作の問題を大幅に軽減
する方法を提供することにある。 （問題点を解決するための手段） ここに、本発明の要旨とするところは、底付き
円筒素材にマンドレルを挿入してダイスにより押
抜きを行い底付き素管を製造する押抜き製管方法
において、該マンドレルを独立に前進速度を制御
し得るマンドレル内層部及び外層部を有する二重
構造となし該マンドレル内層部をマンドレル外層
部内に格納せしめた状態で押抜きを開始し、該マ
ンドレル外層部の先端が少なくとも該ダイスを通
過して後、該マンドレル外層部の前進速度を該内
層部の前進速度より小として押抜きを行うことを
特徴とする押抜き製管法である。 このように、本発明によれば、マンドレルをア
ウターマンドレルとそれに入れ子式に嵌装された
インナーマンドレルとから構成しており、押抜き
終了後において、素管とマンドレル外表面、すな
わちアウターマンドレル外表面との接触面積は従
来に比較して格段に小さく、しかもマンドレルと
素管の分離においてはマンドレル内層部、つまり
インナーマンドレルをマンドレル外層部、つまり
アウターマンドレルに対して相対的に前進させる
方式とするために、素管の後端部において座屈や
めくれは一切発生ぜずに両者は容易に分離可能と
なる。 また、特に冷間にて押抜き製管を実施する場合
本発明によれば寸法及び仕上げ性状を厳格に管理
する必要があるアウターマンドレルの長さは従来
のマンドレルの長さに比べて大幅に短尺化するこ
とが可能となり、マンドレルの保守、管理及び製
作に要していた多大な費用の問題も大幅に軽減す
ることができるのである。 本発明にかかる方法は冷間加工時ばかりでなく
もちろん熱間加工時にも採用できる。本発明によ
り解決される問題点は熱間、冷間の如何にかかわ
らず、基本的に同じ現象であるからである。 （作用） 以下、図面に基づいて本発明をさらに詳細に説
明する。 第６図から第１０図は本発明の好適実施態様に
おける押抜き製管法を順次経時的に説明する略式
断面図である。 まず、第６図に示すように底付き円筒素材１に
マンドレル２が挿入される。マンドレル２はアウ
ターマンドレル７とインナーマンドレル８とから
構成されており、インナーマンドレル８はアウタ
ーマンドレル７の内部に入れ子式に格納された状
態であり両者は一体化している。後の工程を考慮
すれば両者の押抜き方向前端面はほヾ一致させる
ことが望ましい。 次に押抜き製管工程初期においては第７図に示
すようにインナーマンドレル８の前進速度Viはア
ウターマンドレル７の前進速度Vpと一致させ、
通常のブツシユベンチ法あるいはしごき加工法と
全く同様に押抜きを開始することが望ましい。こ
れはこの時点でインナーマンドレル８の前進速度
Viをアウターマンドレル７の前進速度Vpよりも
大きくすると、押抜いた素管の先端部において必
要な減肉加工が行われず、所定の肉厚及び外径が
得られないためである。 アウターマンドレル７とインナーマンドレル８
の各後端部にはそれぞれ油圧装置など適宜駆動機
構（図示せず）に連結されて独立して移動させら
れる。 このように押抜きを開始し、インナーマンドレ
ル８とアウターマンドレル７を一体化した状態で
一定量前進させた後、例えば、アウターマンドレ
ルの先端が少なくともダイスを通過した後、第８
図に示すようにインナーマンドレル８の前進速度
Viをアウターマンドレルの前進速度Vpよりも大
きくする。この場合、インナーマンドレル８とア
ウターマンドレル７が一体化して押抜きを行つて
いた押抜き初期の速度に比較してインナーマンド
レル８の前進速度Viだけを大きくする方法でも良
いし、またアウターマンドレル７の前進速度Vp
だけを小さくする方法でも良いし、両者を変化さ
せる方法でも良い。要するに結果として両者の間
に速度差が生じれば良い。 このように、インナー速度をアウター速度以上
とするのは、加工終了時点で第９図に示すように
インナーがアウターよりも先行（突出）した状態
とする必要があるからである。 ただし第９図に示すように押抜き終了時点でア
ウターマンドレル７はその一部がダイス４の最小
内径部位よりも押抜き方向後方位置にくるように
前進速度ViとVpを決定しなければならない。 さもなければ、底付き円筒素材１の後端部が未
加工のまま残つてしまうからである。 さて、第９図に示す押抜き終了時点において、
アウターマンドレル７は底付き素管５の全長の一
部とのみ接触状態にあるから、第１０図に示すよ
うにインナーマンドレル８をアウターマンドレル
７に対して相対的に前進せしめられる如く両者の
速度を制御する。両者がともに前進、あるいは後
退しても、Vi＞Vpが満足しさえすれば、分離可
能である。このように、本発明によれば、従来法
に比べて極めて容易にアウターマンドレル７と底
付き円筒素管５とを分離することが可能であり、
しかもその際に全長に亘つて張力が作用している
ため底付き素管５の後端部において座屈やめくれ
を生じないことは明らかである。 さらに本発明による押抜き製管法において底付
き素管５の内面の性状及び寸法を決定する工具、
すなわちアウターマンドレル７は従来法における
マンドレルに比較して格段に短尺化することが可
能となるため、特に冷間押抜き製管において問題
となるマンドレルの保守・管理及び製作に要する
費用低減の効果には図り知れないものがある。 本発明者の実験によれば肉厚／外径比１％を有
する底付き円筒素管をその後端部において形状不
良を生じることなく押抜き製管することが可能な
全長／外径比が従来方法ではせいぜい４〜５であ
つたのに対して本発明においては10を越えても全
く問題なく押抜き可能であることが確認された。 次に、実施例によつて本発明をさらに具体的に
説明する。 実施例 本例では以上説明した図示装置によつて材質
S15Cの直径62mm、肉厚１mmの底付き素材を用い、
冷間にて押抜き製管を実施した。 第１表に、本発明例および従来例におけるダイ
ス径、マンドレル寸法をまとめて示す。 このようにして行つた押抜き製管の結果は第２
表に従来例のそれとともに示す。
【表】
【表】
(注) ＊：従来例No.２においては、押抜き後の
マンドレルと成品との分離時に成品後端面
がめくれ上がり、製管が不可能であつた。
第２表に示す結果からも分かるように、従来法
によれば全長／外径比が高々4.3であるのに対し、
本発明によればその比が11.4となり、長尺管の製
造が可能となるのが分かる。しかも、これは従来
例にあつてマンドレル長さが700mmであつたのに
対し、長さ200mmのアウターマンドレルを使つて
いることから素管内面との接触面積も1/3以下と
なり、その保守、製作の費用の大幅な削減が可能
となる。
マンドレルと成品との分離時に成品後端面
がめくれ上がり、製管が不可能であつた。
第２表に示す結果からも分かるように、従来法
によれば全長／外径比が高々4.3であるのに対し、
本発明によればその比が11.4となり、長尺管の製
造が可能となるのが分かる。しかも、これは従来
例にあつてマンドレル長さが700mmであつたのに
対し、長さ200mmのアウターマンドレルを使つて
いることから素管内面との接触面積も1/3以下と
なり、その保守、製作の費用の大幅な削減が可能
となる。
第１図ないし第４図は、従来法による押抜き製
管法の作業工程をそれぞれ示す略式断面図；第５
図は、第４図のＡ−Ａ線に沿つた断面図；およ
び、第６図ないし第１０図は、本発明にかかる押
抜き製管法の作業工程をそれぞれ示す略式断面図
である。 １……底付き円筒素管、３……固定フレーム、
４……ダイス、７……アウターマンドレル、８…
…インナーマンドレル。
管法の作業工程をそれぞれ示す略式断面図；第５
図は、第４図のＡ−Ａ線に沿つた断面図；およ
び、第６図ないし第１０図は、本発明にかかる押
抜き製管法の作業工程をそれぞれ示す略式断面図
である。 １……底付き円筒素管、３……固定フレーム、
４……ダイス、７……アウターマンドレル、８…
…インナーマンドレル。
Claims (1)
- １ 底付き円筒素材にマンドレルを挿入してダイ
スにより押抜きを行い底付き素管を製造する押抜
き製管方法において、該マンドレルを独立に前進
速度を制御し得るマンドレル内層部及び外層部を
有する二重構造となし該マンドレル内層部をマン
ドレル外層部内に格納せしめた状態で押抜きを開
始し、該マンドレル外層部の先端が少なくとも該
ダイスを通過した後、該マンドレル外層部の前進
速度を該マンドレル内層部の前進速度より小とし
て押抜きを行うことを特徴とする押抜き製管法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21704987A JPS6462211A (en) | 1987-08-31 | 1987-08-31 | Tube making by ironing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21704987A JPS6462211A (en) | 1987-08-31 | 1987-08-31 | Tube making by ironing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6462211A JPS6462211A (en) | 1989-03-08 |
| JPH0459969B2 true JPH0459969B2 (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=16698029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21704987A Granted JPS6462211A (en) | 1987-08-31 | 1987-08-31 | Tube making by ironing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6462211A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107159726A (zh) * | 2016-03-07 | 2017-09-15 | 西安九洲生物材料有限公司 | 一种金属微管的生产方法 |
-
1987
- 1987-08-31 JP JP21704987A patent/JPS6462211A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6462211A (en) | 1989-03-08 |
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