JPS6238736A - 複合ポンチを用いたノズル一体鍜造成形法 - 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】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は複合ポンチを用いたノズル一体鍛造成形法に係
り、詳しくは、圧力容器本体に供される部材にノズル部
を本体と一体で成形する複合ポンチを用いた鍛造成形法
に係る。

従　　来　　の　　技　　術 原子炉等の圧力容器本体には多くのノズルが取付けられ
るが、通常、ノズルの取付けには以下の２種類の方法が
採用されている。すなわち、（１）ノズルを本体と別々
の工程で製造し、溶接で接合する方法、 （２）ノズルを本体部材からガス加工あるいは機械によ
る削り出し加工の何れか、あるいは両者を経て成形する
方法。

方法（１）の場合、ノズルと本体との溶接接合部は安全
性の観点から定期検査の実施が義務づけられており、ま
た、定期検査実施のため、ノズル間距離に制約条件があ
るなどの欠点がある。

また、方法（２）の場合は、ノズルを削り出すために、
第４図に示すように、本体部材をノズルの高さ分だけ厚
くする必要があり、歩留りの低下や加工時間の増大で経
済的に不利である。

＊ｔ：、／Ｘ）ＩＡＲ”！ｔｆ！Ａ　Ｃ＊　１６　Ｔ　
＊　＠　ｍ　ｔｆ　Ｔ　＄　　　　　、１ンチで圧下し
、所謂、バーリング加工で下穴ま　　　　　　　：わり
にノズルを成形させる方法として、第５図あるいは特公
昭５７−２４１８号公報に示されている第６図の方法が
あるが、被成形材の大きさがノズル径に対して有限と考
えられる場合に第５図に示す方法によってポンチ２を圧
下していくと、本体部材１は第５図（ｂ）のように全体
が大きく歪むと共に、ダイスから浮き上がる現象が認め
られ、内面の曲率が大きくなり、所望のノズル形状を得
ることが困難である。また、第６図に示ず方法も、ポン
チ圧下過程での本体部材１の変形挙動は第５図の場合と
ほぼ同様で前述の問題は解決されない。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、圧力
容器の本体部材とノズル部とを一体に成形する際に、ポ
ンチの圧下過程で発生する本体部材の浮き上りや歪みを
矯正すると共に成形ノズルの内面形状を所望の形状に成
形する方法を提供することを目的とする。

〈発明の構成〉 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 すなわち、本発明は、圧力容器本体の一部として供され
る本体部材とノズル部とを一体に熱間鍛造成形する際に
、口のノズル部に対応する本体部材の中央に下穴を明け
、この下穴を介してポンチ部および押え板部とからなる
複合ポンチとダイスによってノズル部を一体に熱間鍛造
成形した後、複合ポンチから押え板部を取りはずし、次
いで、ポンチ部を押し下げてノズル部からポンチ部を押
し出すことを特徴とする。

以下、本発明の手段たる構成ならびに作用について図面
を用いて説明する。

第１図（ａ）〜（０）は本発明によるノズル成形方法を
段階的に示した説明図、第２図（ａ）および（ｂ）は本
発明法と従来法によってそれぞれノズルを絞り出した際
のポンチェ程・〜荷重比およびポンチェ程〜歪楕の関係
を示すグラフ、第３図（ａ）および（ｂ）は従来法およ
び本発明法によって得られた成形ノズルの形状を示す縦
断面図である。

本発明によるノズル成形方法を第１図に基づいて説明す
る。

本体部材１は通常円筒状あるいは球殻状を有する鍛鋼品
あるいは鋼板であり、同図中にはノズル取付は部のみを
示している。本体部材１は造塊と鍛造工程あるいは圧延
工程を経て製造され、また、場合によっては熱処理工程
や機械加工工程を経ることもある。本体部材１のノズル
取付は部には予めポンチ２の直径より小さい下穴９をガ
ス加工あるいは機械加工であけ、ノズル成形に先立ち、
本体部材１の全体あるいはノズル取付は部近傍の何れか
を加熱炉あるいは他の適正な方法で適当な温度に加熱し
ている。

次に、成形冶具について説明する。ポンチ２は成形する
ノズルの内径より若干率さい直径を有し、先端形状は球
頭あるいは円錐状である。

押え板部５はポンチ２との接続部外面の曲率が成形ノズ
ルの内面曲率と同等の形状を有している。

ポンチ２は押え板部５に第１図（ａ）のように組込まれ
、例えば、ビン６によって保持され、ビン６をはずす口
とによって、ポンチ２と押え部５は容易に分離すること
ができる。ダイス３は成形ノズルの外面形状に一定の加
工代を与えられるように、ノズルの外面形状より若干大
きい内面形状を有している。成形に際して、ポンチ２と
押え部５とから構成される複合ポンチを自由鍛造プレス
の上金敷４に適当な方法で取付ける。取付けられた複合
ポンチと加熱炉等によって充分加熱された本体部材１の
下穴９およびダイス３を自由鍛造ブレス内に同心的にセ
ットし、本体部材１を複合ポンチで適切な速度で圧下し
、第１図（ｂ）に示すように本体部材１が押え板部５に
拘束される状態で圧下をやめ、除荷する。この際に、本
体部材１は圧下に従って歪むが、押え板部５による圧下
が加わると歪みは矯正されると共に、ノズル内面形状が
所望の形状に成形される。この段階でビン６を抜き（第
１図（Ｃ））、次に上金敷４と押え板部５を持上げ（第
１図（ｄ））、押え板部５を取りはずしく第１図（ｅ）
）、最棲に第１図（［）に示すようにポンチ２のみで圧
下を再開し、第１図（Ｆ）に示すようにポンチ２が本体
部材１のノズル成形部からはずれるまで圧下をつづける
。成形できるノズルの形状は第１図（ｂ）の段階で決ま
るが、この段階で、ポンチ２を本体部材１から取りはず
そうとするとポンチ２と成形ノズル部との間の摩擦力が
働き、更に、本体部材１の温度低下に伴なう収縮も付加
されて容易にはずすことはできない。従って、第１図（
ｃｌ〜（（Ｊｌの工程が必要である。第１図（ｆ）での
圧下刃はポンチ２と成形ノズル部との間に動く摩擦力に
打ち勝つだけの負荷が最低必要である。その負荷レベル
は最大成形力に比べてはるかに小さいため、この圧下に
よる本体部材１の歪みはほとんど無視でき、かつ、ポン
チ２をノズル部から容易に取りはずすことができる。

実施例 次に、本発明方法によるノズル成形例について説明する
。

本体部材として造塊、鍛造工程を経た厚み１００ｍｍの
鍛造材と機械加工した厚み７０ｍｍの平板を用いた。材
質はＳＦυＱＩＡである。本体部材はノズル取付は部に
φ１４０　ｍｍの下穴を機械加工であけ、成形に先立ち
、１２００−１２５０℃に加熱保持した。ノズル成形法
は比較のために、本発明による方法と第５図に示す従来
法の２種類を用いた。

成形に用いたポンチは従来法の場合、直径φ２８０ｍｍ
で、先端形状は球頭状である。一方、本発明による方法
の場合、成形用複合ポンチはポンチ部と押え板部とから
構成され、押え板部はリング状で内径φ２４０　ｍｍで
あり、外径はφ６００ｍｍである。押え板部はポンチ部
と接続する外面形状を曲率半径Ｒ１３０ｍ１ｌｌでポン
チとなめらかに接続している。ポンチ部の形状は前述の
従来法と同じであるが、押え板部のはめこみ部はφ２３
５ｍｍに段加工しである。また、ポンチ部を接続するビ
ンはφ１５ｍｍの丸棒を用いた。

第２図（ａ）および（ｂ）は本発明による方法と従来法
でノズルを絞り出し鍛造した際に得られた最大荷重（Ｐ
ｆｆＩａｘ）を成形力（Ｐｌ）で除去した荷重比とポン
チェ程および歪量（第２図（ｂ）に示す距１１１１Ｘ）
とポンチェ程の関係をそれぞれ示している。

第２図中実線は本発明方法、また、鎖線は従来法の結果
を示し、第２図（ａ３に示す荷重比とポンチェ程図にお
いて、曲線Ａ−＋８−ＤＣはノズル成形に要する荷重で
あり、第１図（ａ）から（ｂ）までの過程で生じる。一
方１曲線Ｄ→Ｅは押え板部による本体部材の内面曲率の
成形に要する荷重で第１図（Ｃ）の過程で生ずる。また
、第２図（ｂ）に示す歪岱−ポンチ工程図を見ると、ノ
ズル成形の際に発生する歪みは成形初期に限られている
。本発明方法を用いた場合、押え板部が成形に関与しだ
すと、歪量は次第に減少し、ノズル成形過程で発生した
歪みは矯正できていることを示している。前述の２種類
の方法によって得られた成形ノズルの断面形状のスケッ
チを第３図（ａ）および（ｂ）に示す。第３図（ａ）は
第５図による方法で得られた成形ノズルの断面形状を示
し、成形ノズルの曲率はなだらかであり、所望したノズ
ル形状は得られていない。一方、第３図（ｂ）は本発明
方法によって得られたノズルの断面形状を示し、ノズル
取付は部の外面曲率は押え板部の外面曲率とほぼ同等で
あり、本方法を用いた場合、はぼ所望のノズル形状が得
られるようになった。

また、本体部材全体の歪みは従来法よりはるかに小さく
矯正できた。

〈発明の効果〉　　　　　　　　　　　　　　　　　１
以上詳しく説明したように、本発明はノズル部に対応す
る本体部材の中央に下穴を明け、この下穴を介してポン
チ部および押え板部よりなる複合ポンチとダイスによっ
てノズル部を一体に熱間鍛造成形する複合ポンチを用い
たノズル一体鍛造成形法であって、従来、圧力容器の本
体部材とノズル部とを一体に成形する際に、ポンチの圧
下過程で発生する本体部材の浮き上りや歪みが矯正され
、成形ノズルの内面形状を所望の形状に成形することが
できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（＜１）は本発明によるノズル成形方法
を段階的に示した説明図、第２図（ａ）および（ｂ）は
本発明法と従来法によってノズルを絞り出し　　　　　
　　、：た際のポンチェ程〜荷重比およびポンチェ程〜
歪出の関係を示したグラフ、第３図（ａ）および（ｂｌ
は従来法および本発明法によって得られた成形ノズルの
形状を示す縦断面図、第４図は従来のノズル成形法の一
例を示す説明図、第５図（ａ）および（ｂｌはバーリン
グ加工によってノズルを成形する方法の一例を示す説明
図、第６図はバーリング加工の他の例を示す説明図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧力容器本体の一部として供される本体部材とノズル部
   とを一体に熱間鍛造成形する際に、このノズル部に対応
   する本体部材の中央に下穴を明け、この下穴を介してポ
   ンチ部および押え板部とからなる複合ポンチとダイスに
   よってノズル部を一体に熱間鍛造成形した後、複合ポン
   チから押え板部を取りはずし、次いで、ポンチ部を押し
   下げてノズル部からポンチ部を押し出すことを特徴とす
   る複合ポンチを用いたノズル一体鍛造成形法。