JPH051096B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、発電機用非磁性保持リングをつくる
目的で円筒形被工作物を高液圧により冷間塑性拡
管加工する技術の改良に関する。

（従来の技術） フランス特許第1229861号には円筒形被工作物
を上下から円すい形ダイスで挟みプレスにより加
圧状態を維持しながらその円すい面でシールされ
た内部空間に高液圧を導入して拡管加工する技術
が開示されている。

特公昭52−2502はその改良技術で、第４図に示
すように、液圧により発生する上下方向の大荷重
を減ずる目的で、中心の円柱形ロツド１の外周寸
法とほぼ同一寸法の内径を持つ１対の円すい形外
周面の環状のダイス２，３間にリング状の被工作
物４を挿入し、ダイス２，３をプレス機の上位の
加圧盤５およびスペーサ６と下位の可動盤７とに
より相互接近方向に加圧するようにし、この被工
作物４と円すい形ダイス２，３との接触面８，９
が１つのシールとなり、さらに円すい形ダイス
２，３と中心ロツド１との間のシール１０，１１
を他のシールとし、これらによつて液封される中
心ロツド１と被工作物４との間の環状の閉込め空
間は圧力室１２として油等の流体を充し、ロツド
１内に設けられた流体の導孔１３を通してポンプ
１４によりこの圧力室１２内の流体の圧力を上昇
せしめ、さらにプレス可導盤７の上昇によつて円
すい形ダイスを相互接近させながら、被工作物４
の液圧塑性拡管加工を行うものである。１５は油
受、１６は支管である。

（発明が解決しようとする問題点） 液圧塑性加工技術において上下方向に作用する
力を減ずるため円柱形ロツド１を円すい形ダイス
２，３の中心孔を通して設ける第４図の従来技術
では、このロツド１とダイス２，３との間に設け
るシール１０，１１が円すい形ダイスの形状と関
連して重要で、これらが適切でないと実作業は困
難になる。すなわちこのシール１０，１１は円す
い形ダイスの最も厚肉部に設けられているが、こ
の場合は被工作物４を拡管する目的の液圧によつ
て円すい形ダイスの中心孔側から全高にわたつて
内圧が負荷され、内圧負荷表面積が過大のため円
すい形ダイスが破損に到ることがある。

また円すい形ダイスはロツドとの隙間で内圧を
前記のように受けるとともに、外周側の円すい面
にはリング状被工作物４との接触面８，９までの
範囲で外圧を受ける。圧媒は流体であるので単位
面積当りの圧力は同一であるが、負荷面積は外周
側が大きく、拡管の進行に伴つて大きくなる。さ
らに外周側に加工時に被工作物からの反力を受け
る。このことにより円すい形ダイスの小径側は内
周方向に歪むことになり、加工中にロツドに焼付
きを生じることになり、加工後の解体作業が極め
て困難になり実作業を行う上で致命的な問題とな
る。

（問題点を解決するための手段） 前記の円すい形ダイスは上下方向の力が作用す
るだけの通常のピストン・シリンダと異り、ロツ
ドとの関係では内圧が作用し、また被工作物との
関係では外圧が作用し、この外圧が被工作物の拡
管の進行に伴いそれとの接触面の移動により変化
するので、加工過程の各段階で内圧と外圧とが極
力均衡するような位置を選んでロツド、ダイス間
のシールを設ける。すなわち円すい形ダイスに設
けるシールの位置は、ダイスの小径端でも大径端
でもなく、ダイスの外周側のテーパ角度が20〜
40゜の場合のシール位置は、小径端よりダイス全
高の20〜50％の位置とするのが適切である。

また円すい形ダイスの歪に関して、ダイスの内
径側への歪は小径端ほど大きい。これに対して円
すい形ダイスの中心孔を小径端ほど大きい径とな
るようにテーパ状にすると、拡管加工中に内径側
への小径端の歪はテーパ寸法の範囲で吸収され、
中心ロツドへの圧接焼付きが起らないようにな
る。テーパ寸法およびテーパ範囲は円すい形ダイ
スの肉厚寸法により決定するが、テーパ角度は通
常0.05〜0.5°が適切である。この対策は簡単であ
りかつ有効な唾一的な対策である。

（作用） 円すい形外周部のテーパ角度が20〜40゜のダイ
スと中心ロツドとの間のシール位置を小径端より
全高の20〜50％の位置とすることにより、円すい
形ダイスの内側から負荷される内圧の面積が小さ
くなり、円すい形ダイスに発生するフープ応力が
低くなりダイスの破損が避けられる。

また円錐形ダイスの中心孔に小径端に向つて拡
がるテーパを設けることにより、ロツド外径面と
の摺動が円滑となり、拡管加工中のプレス力が軽
減されるとともに、加工中の油膜切れ状態での摺
動によつて起る焼付きが回避され、拡管加工終了
後の解体作業が容易となり、反復拡管する場合の
作業能率が上り、かつダイス等の使用工具類を損
傷させて解体を強行するような必要がなくなる。

（実施例） 以下、本発明を第１〜３図を参照し実施例に即
して具体的に説明する。第１図は本発明実施例の
円すい形ダイスを用いた液圧塑性拡管加工装置を
示し、第２図はそのダイスを示す。

この円すい形環状ダイス２Ａ，３Ａの中心孔１
７の側に全高さＨの小径端より0.3Hの高さ位置
にシール１０Ａ，１１Ａが設けられており中心の
円柱形ロツド１にはめあわせたときにロツドとの
間をシールする。１８はロツドスペーサである。
被工作物４はダイス２Ａ，３Ａの円すい形外周面
に保持され、ダイス２Ａ，３Ａは下位の押圧シリ
ンダ１９、ラム２０からなる可動盤７に経路２１
を経て導入されるプレス圧P₁の圧液を導入する
ことにより上位の加圧盤５との間に相互接近方向
に加圧される。プレス圧P₁は制御のため圧力計
２２で計測される。

被工作物４とダイス２Ａ，３Ａの円すい形外周
との接触面８，９は１つのシールとなり、これら
シールにより液封される圧力室１２には経路２３
を経て調圧された拡管圧力P₂の圧液が導入され、
この圧力P₂は制御のため圧力計２４で計測され
る。

この加工装置の本体部の構造、機能は、第４図
に示すものとほぼ同様であり、円すい形ダイス２
Ａ，３Ａのくさび効果で被工作物４の端部が加工
され、同時に起る円すい形ダイスの接近で予め充
されている圧液の圧力が上昇し、端部以外の個所
が加工される。被工作物の形状、寸法、円すい形
ダイスの寸法、中心ロツドの寸法によつて圧力の
上昇率は異なるので、加工後の形状が直円筒とな
るよう、圧力P₁，P₂は調圧される。

本発明の円すい形ダイス２Ａ，３Ａを使用する
こにより、円すい形ダイスの内径側から作用する
液圧の受圧面積が減じられ前記のようにして円す
い形ダイスの破損は回避される。

第３図は本発明の他の実施例の円すい形ダイス
２Ｂ，３Ｂを示す。この実施例では、中心孔１７
の部分にはシール１０Ｂ，１１Ｂの近傍から小径
端に向つて0.2Hの高さに外拡がりのテーパ２５
が設けられている。この実施例のテーパ２５の角
度は0.1゜となつているが、これは円すい形外周面
の傾斜角が26.5゜近傍であることに対応させたも
ので傾斜角が20〜45゜の範囲ではテーパ角は0.05
〜0.5゜の程度である。テーパ２５の範囲は小径側
がよく小径端より1/3Ｈ程度とする。全高にわた
つてテーパを施してもよいが、内径の大きさによ
つて中間高さに設けたシール材が破損する怖があ
る。

（発明の効果） 以上のように液圧塑性拡管加工を本発明の円す
い形ダイスを使用して行うと、ダイスの破損が防
止され、ダイスの中心円柱形ロツドへの焼付きが
防止され、プレス力が軽減され、調圧による加工
制御は容易化し、成形完了後の解体が容易で加工
作業能率が上る等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の円すい形ダイスを用いた液圧
塑性拡管加工装置の縦断側面図、第２図は本発明
の１実施例の円すい形ダイスの縦断側面図、第３
図は本発明の他の実施例の円すい形ダイスの縦断
側面図、第４図は従来技術の液圧塑性拡管加工装
置の縦断側面図である。 １……円柱形ロツド、２，２Ａ，２Ｂ，３，３
Ａ，３Ｂ……円すい形ダイス、４……被工作物、
５……加圧盤、６……スペーサ、７……可動盤、
８，９……接触面、１０，１１，１０Ａ，１１
Ａ，１０Ｂ，１１Ｂ……シール、１２……圧力
室、１３……導孔、１４……ポンプ、１５……油
受、１６……支管、１７……中心孔、１８……ロ
ツドスペーサ、１９……押上シリンダ、２０……
ラム、２１，２３……経路、２２，２４……圧力
計、２５……テーパ、P₁……プレス圧、P₂……
拡管圧力、Ｈ……円すいダイス高さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中心の円柱形ロツドの外周にはめあわせた１
   対の接近方向に押圧される環状ダイスの円すい形
   外周面間に円筒形被工作物を挾持し、円柱形ロツ
   ドと円筒形被工作物との間の環状空間に液圧を導
   入して被工作物の液圧塑性拡管加工を行うように
   したものにおいて、環状ダイスの内周にその小径
   部より全高の部分高さに該当する位置に円柱形ロ
   ツドに対するシールを設けたことを特徴とする液
   圧塑性拡管加工用の円すい形ダイス。 ２ 環状ダイスの内周を小径端とシールとの間で
   小径端ほど大径となる小角度のテーパ状に形成し
   た特許請求の範囲第１項記載の液圧塑性拡管加工
   用の円すい形ダイス。