JPH1094807A - 環状ワークピースをロール成形する為の成形装置及び成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少なくとも一方が他方に対して近接及び離隔
動できる、対向配置された二つの成形ロールと、これら
の成形ロールの動作ラインと直角の動作ラインを有す
る、対向する２組の成長制御ロールとを有する成形装置
において、ワークピースの重量を基準とした制御を行え
るようにした成形方法及び成形装置の提供。 【解決手段】 対向配置された２つの成形ロール２，４
と、これらの成形ロール２，４の動作ラインと直角に動
作する、対向配置された２つの成長制御ロール２２、２
４の間で環状のワークピース６が圧延される。成形ロー
ル２，４は協働してワークピース６をその重量に応じた
壁厚みにまでロール成形する。成長制御ロール２２，２
４の前進も、ワークピース６の重量に依存する位置に制
御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は環状ワークピース
の圧延に関し、詳しくは、圧延されるワークピースの重
量を基準とした制御を行う圧延方法及び圧延装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の様々な圧延技術では、種々の圧延
パラメータを制御することによって様々な効果を実現し
ている。圧延によって製造される環状の部材に関して
は、非常に正確な外径あるいは内径を持たせるか、ある
いはこれらの変動を外径と内径に均等に分配するように
すると利点がある。ここで参照されている我々のイギリ
ス国特許公報第1,475,777 号、第1,475,778 号、第1,47
5,779 号及び第1,475,780号には、こうした結果の少な
くともいくつかを達成するのに有用な圧延技術が開示さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は少なくとも一
方が他方に対して近接及び離隔動できる、対向配置され
た二つの成形ロールと、これらの成形ロールの動作ライ
ンと直角の動作ラインを有する、対向する２組の成長制
御ロールとを有する成形装置において、ワークピースの
重量を基準とした制御を行えるようにした成形方法及び
成形装置の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、広い意味で
はイギリス国特許公報第1,475,777 号に記載されている
タイプの技術を目指している。同公報では、圧延装置の
成形ロールは圧延されるワークピースの重量に応じて制
御されるようになっている。詳しく言えば、この発明
は、少なくとも一方が他方に対して近接及び離隔動でき
る、対向配置された二つの成形ロールと、これらの成形
ロールの動作ラインと直角の動作ラインを有する、対向
する２組の成長制御ロールと、圧延されるワークピース
の重量を測定するための重量測定手段とを有しているタ
イプの圧延装置を開発するものである。この発明におい
ては、成形ロールと成長制御ロールの両方の前進を、重
量測定手段からの信号に応じて制御するための制御手段
が設けられている。成長制御ロールの前進は一般にスト
ッパによって制御される。また、両ロール組の前進は、
呼びワークピースの重量に対する圧延すべきワークピー
スの重量に関連して制御される。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいてこの発
明の実施の形態を説明する。図１の圧延装置は対向する
二つの成形ロール２、４を有している。成形ロール２、
４の間にはマンドレル８上に環状のワークピース６が支
持されている。このマンドレルは例えばイギリス国特許
公報第1,475,780 号に記載されているようなスプリット
マンドレル (split mandrel)でよい。図１に示されてい
る実施の形態においては右側の成形ロール４のみが水平
方向に可動であり、ワークピース６に近づいたり遠ざか
ったりする。しかし、両方の成形ロールが可動になった
圧延装置を使用することもできる。これには油圧回路に
簡単な変更を加えるだけでよい。成形ロール２、４はそ
れぞれヨーク１２、１０に支持されている。ヨーク１２
は固定されているが、ヨーク１０はシリンダ１６の内部
を可動なピストン１４へ連結されている。このピストン
１４はピストンロッド１８によってデジタルあるいはア
ナログのトランスデューサ２０へ連結されている。

【０００６】対向する二組の成長制御ロール２２、２４
が成形ロール２、４と直角に設けられている。成長制御
ロール２２、２４は、圧延のときに成形ロール２、４に
よって生じるワークピース６の楕円率を小さくするため
のものである。成長制御ロールは、イギリス国特許公報
第1,329,251 号に記載されているような任意の適当な装
置によって回転可能に支持されている。

【０００７】圧延作業を行う前に、圧延すべき環状のワ
ークピース６は重量測定装置２６において重量が測定さ
れる。対象としているワークピース６と呼び寸法を有す
るワークピースとの間の重量の差によって、圧延の間に
デジタルあるいはアナログの出力信号が発生される。重
量を測定したあと、ワークピース６は圧延作業を開始す
る準備が整った圧延装置の中に挿入される。このような
技法を用いた圧延成形法はイギリス国特許公報第1,475,
777 号に開示されている。

【０００８】成形ロール４を前進させるために、油圧流
体が切替バルブ２８に送られ、切替バルブ２８は、流体
がピストン１４の背後に送られて成形ロール４を前進さ
せる位置に設定される。油圧流体は切替バルブ２８から
別の二つの切替バルブ３０、３２を介してピストン１４
の背後に流れ、この結果、ピストン１４が流体圧力によ
って前進させられる。成形ロール４の初期の前進は比較
的速いが、成形ロール４がワークピース６にほぼ接触す
るまで近づくと、油圧流体が流体制御バルブ３４を通過
するように切替バルブ３０が切替えられて、成形ロール
４の前進速度は減速される。成形ロール４が前進すると
き、その動きはトランスデューサ２０によって電圧など
の信号に変換される。この信号は重量測定装置２６によ
って発生される信号と適合した形であり、これら二つの
信号は装置３６で比較される。トランスデューサ２０と
重量測定装置２６からの信号が一致すると、装置３６は
切替バルブ２８を切り替えて、油圧流体がピストン１４
の背後へ流れ続けるのを防止する。成形ロール４が完全
に前進したとき、成形ロール４は停留時間(dwell time)
として知られている時間だけ、その前進した位置に留ま
る。成形ロール４の前進の量や停留時間は、圧延されて
いるワークピースの重量と呼び寸法を有するワークピー
スの重量との間の差に依存する。

【０００９】上述したように、この圧延装置は二組の成
長制御ロール２２、２４も有する。成長制御ロール２
２、２４は、シリンダ４２、４４の内部を可動なピスト
ン３８、４０へそれぞれ連結されている。圧延の際に
は、油圧流体が切替バルブ４６を介してピストン３８の
背後へ供給される。これによって、ワークピースが付形
されるにつれてピストン３８、４０が前進させられ、成
長制御ロール２２、２４をワークピース６へその大幅な
変形を防止できるように十分な力で接触させる。成形ロ
ール４が予め決められた圧延深さまで達すると、成長制
御ロール２２、２４によって加えられる力が以下のよう
にして増大される。すなわち、停留時間が完了したあ
と、切替バルブ２８が切り替えられて、油圧流体がピス
トン１４の前側に送られて成形ロール４を後退される。
成形ロール４が後退することによって油圧流体が切替バ
ルブ３２に流れ、切替バルブ３２は、流体が低速後退制
御バルブ４８を流れるように設定される。この制御バル
ブ４８は成形ロール４が後退できる速度を制限する。圧
延されたワークピース６の形状が歪まないように、ロー
ル４は最初はゆっくりと後退する。ワークピース６は成
形ロール４の後退が速すぎると歪んでしまう場合が有
る。成形ロール４が予め決められた距離だけ後退してし
まうと、その後退速度を安全に増大させることができ
る。これは、切替バルブ３２を切り替えて、油圧流体が
チェックバルブ５０を通り、そのあと切替バルブ２８を
介して油圧流体貯蔵容器５２に戻るようにすることによ
って行われる。低速の成形ロール後退については、イギ
リス国特許公報第1,475,778 号に開示されている。

【００１０】上述したように、成形ロールが予め決めら
れた圧延深さまで達したとき、成長制御ロール２２、２
４によって加えられる力が増大させられる。これはバル
ブ５４を用いて行われる。成長制御ロール２２、２４
は、図２に示されているように調節可能なストッパ５６
によってそれ以上の前進が防止されるまで前進する。成
長制御ロール２２、２４は、最初の停留時間の間に開い
たままになっている切り替バルブ４６によって発生され
る油圧によって、ストッパ５６への当接状態に保持され
る。圧延サイクルがスタートする前に、ストッパ５６の
一方あるいは両方をワークピースの重量に応じた位置ま
で自動的に調節することによって、一定の穴径、一定の
外径、一定の平均直径（穴径と外径に容積変動を均等に
分配する）を含む様々なタイプの直径制御を実現するこ
とが可能である。これらストッパ５６の一方あるいは両
方の調節は、ステッピングモータ５８を用いて行われ
る。ステッピングモータ５８は、上述したようにワーク
ピースの重量信号を受け取る装置３６から制御される。
この調節によって二組の成長制御ロール２２、２４の間
の距離（図３の距離ｄ）を、呼び距離から、ワークピー
スの呼び重量の変動に応じた距離（例えば0.04ミリメー
トル／グラム）だけ変化させる。

【００１１】図４は、（イギリス国特許公報第1,475,47
7 号に記載されているように）公差がプラスマイナス5
グラムである400 グラムの呼びワークピース重量と、グ
ラム当り0.02ミリメートルの壁厚み修正係数を用いたと
きに得られる様々なタイプの制御を表の形で示してい
る。この例においては、（イギリス国特許公報第1,475,
778 号に記載されているような）ラウンディングサイク
ル（rounding cycle) のあと、成長制御ロール修正係数
がゼロであると一定の平均直径が得られ、グラム当り0.
04ミリメートルの成長制御ロール修正係数では一定の穴
径が得られ、グラム当りマイナス0.04ミリメートルの成
長制御ロール修正係数では一定の外径が得られることが
わかる。また、これらのストッパ５６の呼び位置を調節
することによって、呼びのリング直径を変更することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】環状ワークピース表面を所定の形状に圧延する
ための圧延装置を、この圧延装置を作動させるための油
圧回路とともに示した側面図である。

【図２】図１の成形装置における成長制御ロールを支持
する一つの方法を示す詳細断面図である。

【図３】最終的な環状寸法が達成されてはいるが、ラウ
ンディング工程の前の圧延サイクル部分を示す図であ
る。

【図４】支持ロール位置を変化させることによって得ら
れる様々なタイプの直径制御を示す表である。

【符号の説明】

２，４ 成形ロール ６ ワークピース ２２，２４ 成長制御ロール ２６ 重量測定装置

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【手続補正書】

【提出日】平成９年５月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一方が他方に対して近接及び
   離隔動できる、対向配置された二つの成形ロールと、こ
   れらの成形ロールの動作ラインと直角の動作ラインを有
   する、対向する２組の成長制御ロールとを有する成形装
   置において、環状ワークピースをロール成形する方法で
   あって、少なくとも一つの成形ロールを前進させて、ワ
   ークピースの重量に依存する壁厚までワークピースをロ
   ール成形し、成長制御ロールの前進をまたワークピース
   の重量に依存する位置に制御する、成形方法。
2. 【請求項２】 前記成形ロールと成長制御ロールの前進
   が、呼びワークピースの重量に対するワークピースの重
   量との関係で設定される請求項１記載の成形方法。
3. 【請求項３】 前記成長制御ロールの最終の位置が、一
   定の穴径か、一定の外径か、あるいは一定の平均直径が
   得られるように制御される請求項１記載の成形方法。
4. 【請求項４】 ラウンディング前のワークピースの外径
   が成長制御ロールの動作ラインにおいて制御され、ラウ
   ンディング前のワークピースの穴寸法が成形ロールの動
   作ラインにおいて制御される請求項１もしくは請求項２
   記載の成形方法。
5. 【請求項５】 少なくとも一方が他方に対して近接及び
   離隔動できる、対向配置された二つの成形ロールと、こ
   れらの成形ロールの動作ラインと直角の動作ラインを有
   する、対向する２組の成長制御ロールとを有する、環状
   ワークピースのための成形装置であって、ワークピース
   を取り付けるためのマンドレルと、圧延されるワークピ
   ースの重量を測定するための重量測定手段と、前記成形
   ロールと前記成長制御ロールの両方の前進を制御するた
   めの制御手段とを有し、前記制御手段が重量測定手段か
   らの信号に関連して設定される成形装置。
6. 【請求項６】 前記成長制御ロールの前進を制御する前
   記制御手段がストッパを有する請求項５記載の成形装
   置。
7. 【請求項７】 前記成長制御ロールの前進を制御する前
   記制御装置がステッピングモータを有する請求項５もし
   くは請求項６記載の成形装置。