JPS6355383B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6355383B2 JPS6355383B2 JP10567482A JP10567482A JPS6355383B2 JP S6355383 B2 JPS6355383 B2 JP S6355383B2 JP 10567482 A JP10567482 A JP 10567482A JP 10567482 A JP10567482 A JP 10567482A JP S6355383 B2 JPS6355383 B2 JP S6355383B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diameter
- punch
- axial
- thickness
- pipe end
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D41/00—Application of procedures in order to alter the diameter of tube ends
- B21D41/04—Reducing; Closing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K21/00—Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
- B21K21/16—Remodelling hollow bodies with respect to the shape of the cross-section
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は肩部に十分な肉厚を付与し、かつ口絞
り平行部に挫屈を生じない管の口絞り加工方法に
関する。
り平行部に挫屈を生じない管の口絞り加工方法に
関する。
管の口絞り加工は第１図ａに示すような高圧ボ
ンベ、同図ｂに示すような中空車軸等の製造に使
用される。従来からこの口絞り加工としては回転
鍛造、スピニング加工、アプセツト加工等が知ら
れているが、高圧ボンベ、中空車軸では口絞り平
行部１と非絞り部２とをつなぐ肩部３に応力が集
中することから、この部分３の増肉が可能なアプ
セツト加工により口絞り加工が行われている。第
２図ａ〜ｅに中空車軸の製造における従来の口絞
り加工方法を示す。
ンベ、同図ｂに示すような中空車軸等の製造に使
用される。従来からこの口絞り加工としては回転
鍛造、スピニング加工、アプセツト加工等が知ら
れているが、高圧ボンベ、中空車軸では口絞り平
行部１と非絞り部２とをつなぐ肩部３に応力が集
中することから、この部分３の増肉が可能なアプ
セツト加工により口絞り加工が行われている。第
２図ａ〜ｅに中空車軸の製造における従来の口絞
り加工方法を示す。
第２図ａ〜ｃは肩部予定部を増肉させるための
軸方向アプセツト加工で、４は材料、５1，５2は
半割ダイ、６1，６2はパンチを表わしている。半
割ダイ５1，５2とパンチ６1，６2との組合せにな
る３回の軸方向アプセツト加工により、事後肩部
となる管端から特定距離の部分７が内径側へ膨出
し、この部分が他の部分より厚くなつていること
がわかる。軸方向アプセツト加工を終えた材料４
は次に第２図ｄ，ｅに示す如く半割ダイ５3によ
り把握されて、絞りダイ５′1，５′2による２回の
口絞りアプセツト加工を受ける。
軸方向アプセツト加工で、４は材料、５1，５2は
半割ダイ、６1，６2はパンチを表わしている。半
割ダイ５1，５2とパンチ６1，６2との組合せにな
る３回の軸方向アプセツト加工により、事後肩部
となる管端から特定距離の部分７が内径側へ膨出
し、この部分が他の部分より厚くなつていること
がわかる。軸方向アプセツト加工を終えた材料４
は次に第２図ｄ，ｅに示す如く半割ダイ５3によ
り把握されて、絞りダイ５′1，５′2による２回の
口絞りアプセツト加工を受ける。
ところがこの口絞りアプセツト加工において
は、第２図ｄ，ｅに示すように外径が絞られるに
つれて絞り部は内径側へ増肉するが、第２図ａ〜
ｃの軸方向アプセツト加工で得た増肉部７は外径
絞り量が少ないため余り増肉せず、加工後に第２
図ｅに示すような欠肉８を生じる。欠肉８を生じ
ると、言うまでもなく製品肩部３の機械的強度が
低下し、その製品価値を低下させてしまう。そし
て、その防止のためには、第２図ａ〜ｃに示す軸
方向アプセツト加工の加工回数をふやされるが、
これをすると当然のことながら工数ならびに加熱
コストが増大し、かつ第２図ｃに点線で示す如き
不必要部分に生じた余剰部１０の切削除去に伴う
歩留低下と工数増加等を招き経済性の悪化を招
く。
は、第２図ｄ，ｅに示すように外径が絞られるに
つれて絞り部は内径側へ増肉するが、第２図ａ〜
ｃの軸方向アプセツト加工で得た増肉部７は外径
絞り量が少ないため余り増肉せず、加工後に第２
図ｅに示すような欠肉８を生じる。欠肉８を生じ
ると、言うまでもなく製品肩部３の機械的強度が
低下し、その製品価値を低下させてしまう。そし
て、その防止のためには、第２図ａ〜ｃに示す軸
方向アプセツト加工の加工回数をふやされるが、
これをすると当然のことながら工数ならびに加熱
コストが増大し、かつ第２図ｃに点線で示す如き
不必要部分に生じた余剰部１０の切削除去に伴う
歩留低下と工数増加等を招き経済性の悪化を招
く。
加えて、この口絞りアプセツト加工においては
第３図に示すように絞りダイ５′2の据え込み距離
ｌが長く、しかも増肉部７の付近は加工終了直前
まで拘束がないから、第２図ｅに示すように口絞
り平行部１のつけ根に挫屈９の生じる危険があ
る。そしてこの挫屈９は口絞り平行部１が長いほ
ど発生しやすいため、その長さが制限され、口絞
り平行部１を長くする必要のある中空車軸等では
仕様によつては製造不能となることがある。
第３図に示すように絞りダイ５′2の据え込み距離
ｌが長く、しかも増肉部７の付近は加工終了直前
まで拘束がないから、第２図ｅに示すように口絞
り平行部１のつけ根に挫屈９の生じる危険があ
る。そしてこの挫屈９は口絞り平行部１が長いほ
ど発生しやすいため、その長さが制限され、口絞
り平行部１を長くする必要のある中空車軸等では
仕様によつては製造不能となることがある。
本発明は叙上の問題を全て解決し得る管の口絞
り加工方法を提供しようとするもので、その特徴
とするところは管端から特定距離の部分を軸方向
アプセツト加工により内側へ増肉させる工程と、
前記管端から増肉部分に係るまでの範囲を回転鍛
造により口絞りする工程と、該口絞り部の平行部
分に軸方向アプセツト加工を施す工程とを具有す
る点にある。
り加工方法を提供しようとするもので、その特徴
とするところは管端から特定距離の部分を軸方向
アプセツト加工により内側へ増肉させる工程と、
前記管端から増肉部分に係るまでの範囲を回転鍛
造により口絞りする工程と、該口絞り部の平行部
分に軸方向アプセツト加工を施す工程とを具有す
る点にある。
すなわち、本発明の方法は管端から特定距離の
部分を軸方向アプセツト加工により内径側へ増肉
させた後、挫屈の危険のない回転鍛造により管端
から増肉部分に係るまでの範囲を口絞りし、この
口絞り時に増肉効果の少ない増肉部分７を口絞り
後の軸方向アプセツト加工により補おうとするも
のである。
部分を軸方向アプセツト加工により内径側へ増肉
させた後、挫屈の危険のない回転鍛造により管端
から増肉部分に係るまでの範囲を口絞りし、この
口絞り時に増肉効果の少ない増肉部分７を口絞り
後の軸方向アプセツト加工により補おうとするも
のである。
今少し詳しく説明すると、製品肩部に十分な肉
厚を付与するために、口絞りの前に肩部予定部を
内径側へ増肉させておくことは不可決であり、そ
のための手段として軸方向アプセツト加工は最適
である。しかし、この加工で口絞りまでも行なお
うとすると前述した如く挫屈が生じる。さすれば
この口絞り加工においては挫屈防止を主体に考
え、これによつて不足する増肉部分の材料は後加
工で別途補うのが最も得策と考えられる。すなわ
ち、軸方向アプセツト後の口絞りは挫屈の危険の
ない加工で行い、これによる増肉部分の不足分は
後で別加工により確実に補うようにすれば、肩部
に十分な肉厚が付与されることは勿論のこと、口
絞り平行部つけ根に挫屈が生じることもなく、更
に工数をむやみに増す必要もなく、結果的に最も
合理的に管の口絞り加工が行われるのである。本
発明の方法はこのような考えに立つて増肉部の付
与を軸方向アプセツト加工、口絞りを挫屈の危険
のない回転鍛造、増肉部の材料不足の補充を再度
軸方向アプセツト加工で行うものである。
厚を付与するために、口絞りの前に肩部予定部を
内径側へ増肉させておくことは不可決であり、そ
のための手段として軸方向アプセツト加工は最適
である。しかし、この加工で口絞りまでも行なお
うとすると前述した如く挫屈が生じる。さすれば
この口絞り加工においては挫屈防止を主体に考
え、これによつて不足する増肉部分の材料は後加
工で別途補うのが最も得策と考えられる。すなわ
ち、軸方向アプセツト後の口絞りは挫屈の危険の
ない加工で行い、これによる増肉部分の不足分は
後で別加工により確実に補うようにすれば、肩部
に十分な肉厚が付与されることは勿論のこと、口
絞り平行部つけ根に挫屈が生じることもなく、更
に工数をむやみに増す必要もなく、結果的に最も
合理的に管の口絞り加工が行われるのである。本
発明の方法はこのような考えに立つて増肉部の付
与を軸方向アプセツト加工、口絞りを挫屈の危険
のない回転鍛造、増肉部の材料不足の補充を再度
軸方向アプセツト加工で行うものである。
以下、第２図に示した中空車軸の場合を例にと
つて本発明の方法を更に詳しく説明する。
つて本発明の方法を更に詳しく説明する。
第４図ａ〜ｃは増肉部分を付与するための軸方
向アプセツト加工を示し、第２図に示した従来方
法で用いたのと同じものである。
向アプセツト加工を示し、第２図に示した従来方
法で用いたのと同じものである。
すなわち、先ず管状の材料４を半割ダイ５1で
把持し、管端よりパンチ６1を差し込んで、パン
チ先端部６′1により材料挫屈を防止しながら段部
６″1により材料４を軸方向に押圧し、材料端部の
外径拡大と増肉を図る（第４図ａ）。次いで半割
ダイを５2に変え、同じパンチ６1により今一度軸
方向にアプセツト加工を行う（第４図ｂ）。
把持し、管端よりパンチ６1を差し込んで、パン
チ先端部６′1により材料挫屈を防止しながら段部
６″1により材料４を軸方向に押圧し、材料端部の
外径拡大と増肉を図る（第４図ａ）。次いで半割
ダイを５2に変え、同じパンチ６1により今一度軸
方向にアプセツト加工を行う（第４図ｂ）。
これら２回の加工は上述したように材料端部の
外径拡大と増肉とを図るためのもので、中空車軸
に特有の予加工であり、ボンベの製造等において
は省略されたり、別の予加工が行われる。
外径拡大と増肉とを図るためのもので、中空車軸
に特有の予加工であり、ボンベの製造等において
は省略されたり、別の予加工が行われる。
２回の予加工が終ると次に、パンチを６2に変
え、今一度軸方向アプセツト加工を行う（第４図
ｃ）。パンチ６2の先端はテーパー状になつてい
て、その押し込みにより材料４をパンチ６2の先
端付近において内径側へ局部的に増肉させる。こ
の加工における材料据え込み率は、10％以下では
肩部予定部の所定内径が十分に得られず、30％以
上では第２図ｃに示す余剰部１０がつきすぎる理
由から、10〜30％の範囲内が望ましい。
え、今一度軸方向アプセツト加工を行う（第４図
ｃ）。パンチ６2の先端はテーパー状になつてい
て、その押し込みにより材料４をパンチ６2の先
端付近において内径側へ局部的に増肉させる。こ
の加工における材料据え込み率は、10％以下では
肩部予定部の所定内径が十分に得られず、30％以
上では第２図ｃに示す余剰部１０がつきすぎる理
由から、10〜30％の範囲内が望ましい。
第４図ｃにクロスハツチングで示す増肉部７
は、第４図ｅの軸方向アプセツト加工後にその
略々肩部３に位置するよう、管端からの距離l′を
決める必要がある。また、その体積は次の理由か
ら第４図ｅにクロスハツチングで示す製品肩部３
の体積の約80〜90％とするのがよい。すなわち、
増肉部７の欠肉８は最後の軸方向アプセツト加工
により補われるが、この最後の軸方向アプセツト
加工における欠肉補充率は後記するような据え込
み率の制限から20％程度に抑えるのがよいからで
ある。
は、第４図ｅの軸方向アプセツト加工後にその
略々肩部３に位置するよう、管端からの距離l′を
決める必要がある。また、その体積は次の理由か
ら第４図ｅにクロスハツチングで示す製品肩部３
の体積の約80〜90％とするのがよい。すなわち、
増肉部７の欠肉８は最後の軸方向アプセツト加工
により補われるが、この最後の軸方向アプセツト
加工における欠肉補充率は後記するような据え込
み率の制限から20％程度に抑えるのがよいからで
ある。
増肉部７より管端側の部分は、次の口絞り加工
により約33％の増肉を生じ、更に最後の軸方向ア
プセツト加工においても若干の増肉を生じるの
で、この部分の目標肉厚からこれらの増肉部を差
し引いて設計することが必要である。
により約33％の増肉を生じ、更に最後の軸方向ア
プセツト加工においても若干の増肉を生じるの
で、この部分の目標肉厚からこれらの増肉部を差
し引いて設計することが必要である。
増肉部７が付与されると次に、第４図ｄに示す
ように、管端から増肉部７に係る範囲を回転鍛造
により所定外径まで絞る。この加工における１ブ
ロー当りの外径絞り率は40％以上ではオーバフイ
ルとなり易く、20％以下では内径増肉が少なすぎ
る理由から、20〜40％の範囲が望ましい。
ように、管端から増肉部７に係る範囲を回転鍛造
により所定外径まで絞る。この加工における１ブ
ロー当りの外径絞り率は40％以上ではオーバフイ
ルとなり易く、20％以下では内径増肉が少なすぎ
る理由から、20〜40％の範囲が望ましい。
回転鍛造自体は既に良く知られていて、例えば
第５図に示すように周方向に４分割されたハンマ
からなるタツプ１１の中を材料４が回転しながら
軸方向に移動して材料４を縮径するのである。言
うまでもないが、口絞り部から非絞り部へかけて
の部分は滑らかに拡径させていくことが必要であ
る。
第５図に示すように周方向に４分割されたハンマ
からなるタツプ１１の中を材料４が回転しながら
軸方向に移動して材料４を縮径するのである。言
うまでもないが、口絞り部から非絞り部へかけて
の部分は滑らかに拡径させていくことが必要であ
る。
この回転鍛造は、アプセツト加工と較べて口絞
り部の増肉の度合が少ない上に、アプセツト加工
と同様、加工中に口絞り部が管端方向に伸び、そ
のメタルフローに伴つて増肉部７は増肉し難い欠
点があるが、アプセツト加工と異なり外周フリー
の軸圧縮による挫屈の危険がなく、叙上の欠点が
次の軸方向アプセツト加工で補われることを考え
合せると、この利点は極めて価値の高いものとな
る。
り部の増肉の度合が少ない上に、アプセツト加工
と同様、加工中に口絞り部が管端方向に伸び、そ
のメタルフローに伴つて増肉部７は増肉し難い欠
点があるが、アプセツト加工と異なり外周フリー
の軸圧縮による挫屈の危険がなく、叙上の欠点が
次の軸方向アプセツト加工で補われることを考え
合せると、この利点は極めて価値の高いものとな
る。
回転鍛造による口絞り加工が終ると、最後に材
料４を半割ダイ５4にて挾持し、この状態で材料
４を管端の側からパンチ６3により軸方向へ押圧
して、口絞り部の外郭形状を変えることなく、そ
の平行部分に軸方向アプセツト加工を施す。この
加工における材料据れ込み率は、15％以上では挫
屈により口絞り部に疵が発生する理由から、０〜
15％の範囲内が望ましい。
料４を半割ダイ５4にて挾持し、この状態で材料
４を管端の側からパンチ６3により軸方向へ押圧
して、口絞り部の外郭形状を変えることなく、そ
の平行部分に軸方向アプセツト加工を施す。この
加工における材料据れ込み率は、15％以上では挫
屈により口絞り部に疵が発生する理由から、０〜
15％の範囲内が望ましい。
この軸方向アプセツト加工により、口絞り平行
部の材料が軸方向に移動し、増肉部７の欠肉８を
補充して、肩部３に十分な肉厚が付与されるとと
もに、口絞り部が全体にわたつて内径側へ若干増
肉する。
部の材料が軸方向に移動し、増肉部７の欠肉８を
補充して、肩部３に十分な肉厚が付与されるとと
もに、口絞り部が全体にわたつて内径側へ若干増
肉する。
なお、上記各加工はいずれも熱間で行い、その
温度は1250〜1150℃の範囲内が適当である。
温度は1250〜1150℃の範囲内が適当である。
次に、実施例を述べる。
外径が185mm、内径が140mmのS45C相当鋼から
なる素管の管端部に第４図ａ〜ｄに示す口絞り加
工を施して、中空車軸を製造した。切削仕上加工
前の製品の端部形状を第６図に示す寸法諸元によ
り表示すると下記のとおりである。
なる素管の管端部に第４図ａ〜ｄに示す口絞り加
工を施して、中空車軸を製造した。切削仕上加工
前の製品の端部形状を第６図に示す寸法諸元によ
り表示すると下記のとおりである。
l1＝570mm
l2＝335mm
l3＝ 50mm
l4＝ 85mm
l5＝ 80mm
l6＝ 20mm
α1＝185mm
α2＝140mm
α3＝202mm
α4＝130mm
α5＝ 50mm
ｔ＝ 65mm
製造された中空車軸の口絞り肩部の最大肉厚ｔ
は上記のとおり65mmに達し、口絞り平行部のつけ
根に挫屈が生じることもなかつた。
は上記のとおり65mmに達し、口絞り平行部のつけ
根に挫屈が生じることもなかつた。
また、参考のため、第２図ａ〜ｅに示す従来方
法により同一素管から同一寸法の中空車軸を製造
しようとしたところ、口絞り肩部の最大肉厚ｔは
50mmにしか達せず、65mmの最大肉厚ｔを得るには
第２図ａ〜ｃに示す軸方向アプセツト加工を３回
から４回にふやさなければならなかつた。また、
製品口絞り部の平行部分は外径α4に対する長さl2
の比が2.6と大きいため、軸方向アプセツト加工
の加工回数の如何にかかわらず、平行部分のつけ
根に挫屈による疵を生じた。ちなみに、本発明者
らの実験によれば、従来方法におけるこの挫屈限
界はl2／α4＝2.0〜2.5である。
法により同一素管から同一寸法の中空車軸を製造
しようとしたところ、口絞り肩部の最大肉厚ｔは
50mmにしか達せず、65mmの最大肉厚ｔを得るには
第２図ａ〜ｃに示す軸方向アプセツト加工を３回
から４回にふやさなければならなかつた。また、
製品口絞り部の平行部分は外径α4に対する長さl2
の比が2.6と大きいため、軸方向アプセツト加工
の加工回数の如何にかかわらず、平行部分のつけ
根に挫屈による疵を生じた。ちなみに、本発明者
らの実験によれば、従来方法におけるこの挫屈限
界はl2／α4＝2.0〜2.5である。
以上の説明から明らかなように、本発明は加工
回数をふやすことなく口絞り肩部に十分な肉厚を
付与するから、製品価値の高い口絞り加工品を経
済性よく製造するとともに、口絞り平行部のつけ
根の挫屈を防止するから、平行部の長さについて
の制限が取り除かれ、従来方法では製造できなか
つた寸法の中空車軸等の製造を可能ならしめるも
のである。
回数をふやすことなく口絞り肩部に十分な肉厚を
付与するから、製品価値の高い口絞り加工品を経
済性よく製造するとともに、口絞り平行部のつけ
根の挫屈を防止するから、平行部の長さについて
の制限が取り除かれ、従来方法では製造できなか
つた寸法の中空車軸等の製造を可能ならしめるも
のである。
第１図ａ，ｂは口絞り加工品の説明図、第２図
ａ〜ｅは従来方法の工程説明図、第３図は同方法
の口絞りアプセツト加工工程の説明図、第４図ａ
〜ｅは本発明の方法の具体例の工程説明図、第５
図は同法の回転鍛造工程の説明図、第６図は本発
明の実施例において製造した中空車軸の形状説明
図である。 図中、１：口絞り平行部、２：非絞り部、３：
肩部、４：材料、５1〜５4：半割ダイ、６1〜６
３：パンチ、７：増肉部、８：欠肉、９：挫屈、
１０：余剰部、１１：タツプ。
ａ〜ｅは従来方法の工程説明図、第３図は同方法
の口絞りアプセツト加工工程の説明図、第４図ａ
〜ｅは本発明の方法の具体例の工程説明図、第５
図は同法の回転鍛造工程の説明図、第６図は本発
明の実施例において製造した中空車軸の形状説明
図である。 図中、１：口絞り平行部、２：非絞り部、３：
肩部、４：材料、５1〜５4：半割ダイ、６1〜６
３：パンチ、７：増肉部、８：欠肉、９：挫屈、
１０：余剰部、１１：タツプ。
Claims (1)
- １ 管端から特定距離の部分を軸方向アプセツト
加工により内径側へ増肉させる工程と、前記管端
から増肉部分に係るまでの範囲を回転鍛造により
口絞りする工程と、該口絞り部の平行部分に軸方
向アプセツト加工を施す工程とを具有することを
特徴とする管の口絞り加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10567482A JPS58221624A (ja) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | 管の口絞り加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10567482A JPS58221624A (ja) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | 管の口絞り加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58221624A JPS58221624A (ja) | 1983-12-23 |
| JPS6355383B2 true JPS6355383B2 (ja) | 1988-11-02 |
Family
ID=14413976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10567482A Granted JPS58221624A (ja) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | 管の口絞り加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58221624A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63149038A (ja) * | 1986-12-15 | 1988-06-21 | Nippon Steel Corp | 外アツプセツト・プレスによる鋼管端部の加工方法 |
| CN111468620B (zh) * | 2020-04-21 | 2021-08-31 | 长春近江汽车零部件有限公司 | 一种全自动钢管双头缩口装置 |
-
1982
- 1982-06-18 JP JP10567482A patent/JPS58221624A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58221624A (ja) | 1983-12-23 |
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