CN104487181B - 内面控制工具、衬套、芯棒、热轧机、冲压穿孔机以及拉床 - Google Patents

内面控制工具、衬套、芯棒、热轧机、冲压穿孔机以及拉床 Download PDF

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Abstract

一种内面控制工具，具备：芯棒；衬套，与上述芯棒能够装卸地进行结合；以及结合构件，通过磁力将上述衬套与上述芯棒结合，上述衬套以及上述芯棒中的一方具有沿该一方的轴线方向延伸的柱状部，上述衬套以及上述芯棒中的另一方具有沿该另一方的轴线方向延伸并插入有上述柱状部的接合孔，上述结合构件是安装于上述柱状部以及上述接合孔的至少一方的永久磁铁。

Description

内面控制工具、衬套、芯棒、热轧机、冲压穿孔机以及拉床
技术领域
本发明涉及内面控制工具、衬套、芯棒、热轧机、冲压穿孔机以及拉床。
本申请基于2012年08月24日在日本申请的专利申请2012－185032号主张优先权，并在此援引其内容。
背景技术
穿孔机以及延伸轧机作为无缝金属管制造用的热轧机被广泛地利用。穿孔机具备一对倾斜轧辊和衬套。衬套配置于一对倾斜轧辊之间的轧道线上。在穿孔机，通过倾斜轧辊的旋转，圆坯一边在其周向上旋转一边被压入衬套，圆坯被穿轧而形成有中空管坯(空心管壳)。延伸轧机根据需要设置于穿孔机的下游。与穿孔机相同地，延伸轧机具备一对倾斜轧辊和衬套。延伸轧机对中空管坯延伸轧制而增大直径以及变薄。
穿孔机以及延伸轧机所具备的衬套通过芯棒(mandrelbar)被支承于规定位置。芯棒在轧道线上延伸，其后端部在热轧时(穿孔机的穿轧时、延伸轧机的延伸轧制时)，通过推力块(Thrustblock)、冲孔模板块(Stripperblock)等固定装置被固定。
衬套的后端部与芯棒的前端部结合。通常，衬套的后端部具有内螺纹，芯棒的前端部具有外螺纹。进而，通过将芯棒的前端部拧入衬套的后端部，将衬套与芯棒结合。以下，如上所述将衬套与芯棒被一体地结合后的构件称为内面控制工具。即，该内面控制工具控制圆坯(即中空管坯)的内表面形状。
由于对高温的圆坯以及中空管坯进行热轧，因此衬套从圆坯以及中空管坯接受高热以及高面压。因此，衬套表面磨损或烧坏。在实施多次穿轧时，具有衬套的一部分熔损的情况。在将熔损了的衬套用于穿轧时，在被热轧后的圆坯或者中空管坯的内表面容易形成有缺陷。因此，将熔损了的衬套交换成新的衬套。
在更换衬套时，使拧入芯棒后的衬套旋转而从芯棒拆卸，将新的衬套拧入芯棒而结合。此时，如果不使衬套与芯棒同轴地配置并旋转，则产生外螺纹与内螺纹的螺纹彼此的啮合不良。产生啮合不良时，衬套无法从芯棒拆卸，无法将衬套拧入芯棒。其结果是衬套的更换变得困难。
在下述专利文献1中，公开了一种用于抑制上述的啮合不良的衬套的交换方法。
在下述专利文献1中，每使衬套旋转1次，使衬套前后地移动并检测对避免啮合不良最合适的衬套旋转角度以及位置。进而，使用检测后的值，进一步使衬套旋转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－229648号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在上述专利文献1记载的衬套的交换方法中，为了避免啮合不良，必须检测衬套的旋转角度以及位置，交换作业变得复杂，交换时间也变长。也就是说，在以往技术中，衬套相对芯棒的交换困难，可维护性差。在考虑了穿轧时的生产效率、可维护性的情况下，衬套相对芯棒的交换容易是优选的。
本发明鉴于上述的情况而做出，其目的是使衬套相对芯棒的交换容易并实现可维护性的提高。
用于解决问题的手段
为了解决上述课题并达到所涉及的目的，本发明采用以下机构。即，
(1)本发明的一方式涉及的内面控制工具具备：芯棒；衬套，与上述芯棒能够装卸地进行结合；以及结合构件，通过磁力将上述衬套与上述芯棒结合，上述衬套以及上述芯棒中的一方具有沿该一方的轴线方向延伸的柱状部，上述衬套以及上述芯棒中的另一方具有沿该另一方的轴线方向延伸并插入有上述柱状部的接合孔，上述结合构件是安装于上述柱状部以及上述接合孔的至少一方的永久磁铁。
根据上述那样的构成，衬套与芯棒通过磁力被结合，因此，衬套相对芯棒的装卸(交换)容易，其结果是可维护性提高。
(2)在上述(1)记载的内面控制工具中，上述柱状部以及上述接合孔的剖面形状为圆。
根据上述那样的构成，衬套变得能够绕其轴线方向周围自由旋转。其结果是，即使衬套从例如圆坯受到扭转等周向的外力，衬套与芯棒的接合部分也变得难以破损。
(3)在上述(1)或者(2)记载的内面控制工具中，上述结合构件安装于上述柱状部的外周面以及上述接合孔的内周面的至少一方。
根据上述那样的构成，结合构件配置于例如难以受到来自圆坯的高热的部位，因此，能够将衬套与芯棒坚固地结合。
(4)在上述(3)记载的内面控制工具中，在上述结合构件安装于上述柱状部的外周面的情况下，上述接合孔形成于强磁性体，该强磁性体为上述衬套以及上述芯棒中的另一方的至少一部分，在上述结合构件安装于上述接合孔的内周面的情况下，上述衬套以及上述芯棒中的一方的至少上述柱状部以强磁性体形成。
根据上述那样的构成，能够将衬套与芯棒更坚固地结合。
(5)在上述(4)记载的内面控制工具中，在上述结合构件安装于上述柱状部的外周面的情况下，在上述柱状部的外周面，绕上述衬套以及上述芯棒中的一方的轴线周围配置1个以上的上述结合构件，在上述结合构件安装于上述接合孔的内周面的情况下，在上述接合孔的内周面，绕上述衬套以及上述芯棒中的另一方的轴线周围配置1个以上的上述结合构件。
根据上述那样的构成，能够将衬套与芯棒更坚固地结合。
(6)在上述(4)或者(5)记载的内面控制工具中，在上述结合构件安装于上述柱状部的外周面的情况下，上述结合构件安装于从上述柱状部的端离开的位置，在上述结合构件安装于上述接合孔的内周面的情况下，上述结合构件安装于从上述接合孔的开口端离开的位置。
例如热轧制管时(穿孔机的穿轧时、或者延伸轧机的延伸轧制时)等，衬套容易在衬套轴线方向上从圆坯受到外力。根据上述(6)的构成，结合构件难以与接合孔的底面接触，因此，结合构件变得难以破损。
(7)在上述(3)～(6)的任一项记载的内面控制工具中，在上述柱状部的外周面以及上述接合孔的内周面的至少一方形成槽，以在上述结合构件的表面与上述槽的开口面之间产生间隙的方式将上述结合构件嵌入上述槽。
根据上述那样的构成，结合构件从槽没有向外侧突出，因此，例如在接合时以及热轧制管时等结合构件变得难以破损。
(8)在上述(1)或者(2)记载的内面控制工具中，上述结合构件安装于上述柱状构件的端面以及上述接合孔的底面的至少一方。
根据上述那样的构成，结合构件配置于例如难以受到来自圆坯的高热的部位，因此，能够将衬套与芯棒坚固地结合。
(9)在上述(8)记载的内面控制工具中，在上述结合构件安装于上述柱状部的端面的情况下，上述接合孔形成于强磁性体，该强磁性体为上述衬套以及上述芯棒中的另一方的至少一部分，在上述结合构件安装于上述接合孔的底面的情况下，上述衬套以及上述芯棒中的一方的至少上述柱状部以强磁性体形成。
根据上述那样的构成，能够将衬套与芯棒更坚固地结合。
(10)在上述(9)记载的内面控制工具中，在上述柱状部的端面以及上述接合孔的底面的至少一方形成安装孔，以在上述结合构件的表面与上述安装孔的开口面之间产生间隙的方式将上述结合构件插入上述安装孔。
根据上述那样的构成，结合构件从安装孔没有向外侧突出，因此例如在接合时以及热轧制管时等结合构件变得难以破损。
(11)本发明的一方式涉及的衬套是与芯棒能够装卸地进行结合的衬套，该衬套具备：柱状部或者接合孔，沿上述衬套的轴线方向延伸；以及结合构件，通过磁力将上述芯棒与上述衬套结合，上述结合构件是安装于上述柱状部或者上述接合孔的永久磁铁。
(12)在上述(11)记载的衬套中，上述柱状部或者上述接合孔的剖面形状为圆。
(13)在上述(11)或者(12)记载的衬套中，上述结合构件安装于上述柱状部的外周面或者上述接合孔的内周面。
(14)在上述(13)记载的衬套中，在上述柱状部的外周面或者上述接合孔的内周面，绕上述衬套的轴线周围配置1个以上的上述结合构件。
(15)在上述(13)或者(14)记载的衬套中，在上述结合构件安装于上述柱状部的外周面的情况下，上述结合构件安装于从上述柱状部的端离开的位置，在上述结合构件安装于上述接合孔的内周面的情况下，上述结合构件安装于从上述接合孔的开口端离开的位置。
(16)在上述(13)～(15)的任一项记载的衬套中，在上述柱状部的外周面或者上述接合孔的内周面形成槽，以在上述结合构件的表面与上述槽的开口面之间产生间隙的方式将上述结合构件嵌入上述槽。
(17)在上述(11)或者(12)记载的衬套中，上述结合构件安装于上述柱状构件的端面或者上述接合孔的底面。
(18)在上述(17)记载的衬套中，在上述柱状部的端面或者上述接合孔的底面形成安装孔，以在上述结合构件的表面与上述安装孔的开口面之间产生间隙的方式将上述结合构件插入上述安装孔。
(19)本发明的一方式涉及的芯棒是与衬套能够装卸地进行结合的芯棒，该芯棒具备：柱状部或者接合孔，沿上述芯棒的轴线方向延伸；以及结合构件，通过磁力将上述芯棒与上述衬套结合，上述结合构件是安装于上述柱状部或者上述接合孔的永久磁铁。
(20)在上述(19)记载的芯棒中，上述柱状部或者上述接合孔的剖面形状为圆。
(21)在上述(19)或者(20)记载的芯棒中，上述结合构件安装于上述柱状部的外周面或者上述接合孔的内周面。
(22)在上述(21)记载的芯棒中，在上述柱状部的外周面或者上述接合孔的内周面，绕上述芯棒的轴线周围配置1个以上的上述结合构件。
(23)在上述(21)或者(22)记载的芯棒中，在上述结合构件安装于上述柱状部的外周面的情况下，上述结合构件安装于从上述柱状部的端离开的位置，在上述结合构件安装于上述接合孔的内周面的情况下，上述结合构件安装于从上述接合孔的开口端离开的位置。
(24)在上述(21)～(23)的任一项记载的芯棒中，在上述柱状部的外周面或者上述接合孔的内周面形成槽，以在上述结合构件的表面与上述槽的开口面之间产生间隙的方式将上述结合构件嵌入上述槽。
(25)在上述(19)或者(20)记载的芯棒中，上述结合构件安装于上述柱状构件的端面或者上述接合孔的底面。
(26)在上述(25)记载的芯棒中，在上述柱状部的端面或者上述接合孔的底面形成安装孔，以在上述结合构件的表面与上述安装孔的开口面之间产生间隙的方式将上述结合构件插入上述安装孔。
(27)本发明的一方式涉及的热轧机是用于制造无缝金属管的热轧机，具备：一对倾斜轧辊；以及上述(1)～(10)的任一项记载的内面控制工具。
(28)本发明的一方式涉及的冲压穿孔机是用于制造无缝金属管的冲压穿孔机，具备：容器；以及上述(1)～(10)的任一项记载的内面控制工具。
(29)本发明的一方式涉及的拉床是用于制造无缝金属管的拉床，具备：锥形模；夹头；以及上述(1)～(10)的任一项记载的内面控制工具。
发明效果
根据上述的方式，能够使衬套相对芯棒的交换容易并实现可维护性的提高。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式中的穿孔机的构成的模式图。
图2是图1中的内面控制工具(衬套以及芯棒)的纵剖视图。
图3是图2中的内面控制工具(衬套以及芯棒)的接合部分的纵剖视图。
图4是图3中的线段IV－IV处的剖视图。
图5是本发明的第2实施方式中的穿孔机的内面控制工具(衬套以及芯棒)的接合部分的纵剖视图。
图6是本发明的第3实施方式中的穿孔机的内面控制工具(衬套以及芯棒)的接合部分的纵剖视图。
图7是本发明的第4实施方式中的穿孔机的内面控制工具(衬套以及芯棒)的纵剖视图。
图8是图7中的内面控制工具(衬套以及芯棒)的接合部分的纵剖视图。
图9是本发明的第5实施方式中的穿孔机的内面控制工具(衬套以及芯棒)的纵剖视图。
图10是本发明的第6实施方式中的穿孔机的内面控制工具(衬套以及芯棒)的纵剖视图。
图11是本发明的第7实施方式中的穿孔机的内面控制工具(衬套以及芯棒)的纵剖视图。
图12是本发明的第8实施方式中的穿孔机的内面控制工具(衬套以及芯棒)的纵剖视图。
图13是表示本实施方式中的冲压穿孔机的构成例的图。
图14是表示本实施方式中的拉床的构成例的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一实施方式详细地说明。对图中相同或者相当部分赋予相同符号并不重复其说明。
下面，对本实施方式的无缝金属管制造用的热轧机进行详细说明。在以后的说明中，作为无缝金属管制造用的热轧机，以穿孔机为例进行说明。但是相同地，作为热轧机的延伸轧机也具有与穿孔机相同的构成。
[第1实施方式]
[无缝金属管制造用的热轧机的构成]
图1是作为本第1实施方式中的无缝金属管制造用的热轧机的、穿孔机1的整体构成图。如图1所示，穿孔机1具备一对倾斜轧辊2，以及内面控制工具11。内面控制工具11具备衬套21以及芯棒31。即，所谓内面控制工具11是将衬套21与芯棒31一体地结合而成的构件，控制后述的圆坯BL的内表面形状。
一对倾斜轧辊2配置于轧道线PL的周围。倾斜轧辊2一边使圆坯BL在周向上旋转一边进行轧制。倾斜轧辊2也可以是圆锥型，也可以是滚筒型。
衬套21配置于一对倾斜轧辊2之间的轧道线PL上。
芯棒31为棒状，并配置于轧道线PL上。芯棒31的前端与衬套21结合。芯棒31将衬套21支承于轧道线PL上。
在穿孔机1对圆坯BL进行穿轧时，衬套21被压入圆坯BL的中央，将圆坯BL穿孔而形成中空管坯。
[衬套21以及芯棒31]
图2是内面控制工具11(衬套21以及芯棒31)的纵剖视图。另外，所谓纵剖视图表示衬套21以及芯棒31的包括轴线CL的剖面。
如图2所示，衬套21的外周面的横切形状为圆，衬套21的前端部的外径比后端部的外径小。衬套21例如如图2所示，为炮弹形状。但是，衬套21的形状不限于图2的形状。
如图2所示，衬套21在后端部具备接合部JP21，芯棒31在前端部具备接合部JP31。在图2中，接合部JP21具备结合构件40。结合构件40通过磁力，能够将接合部JP21与接合部JP31装卸地进行结合。由此，衬套21被芯棒31支承。
[接合部JP21以及JP31]
图3是图2中的接合部JP21以及JP31的放大图。如图3所示，接合部JP21以及JP31的任一方的接合部包括柱状部C01，另一方的接合部包括接合孔H01。在图3中，接合部JP21包括柱状部C01，接合部JP31包括接合孔H01。即，在本第1实施方式中，衬套21具有柱状部C01，芯棒31具有插入有柱状部C01的接合孔H01。
另外，在图3中，接合部JP21与JP31设置间隙而配置。但是，在接合部JP21与JP31结合时，接合部JP21与JP31接触。在本说明书所使用的图中，为了便于说明，在接合部彼此之间设置间隙。
柱状部C01从衬套21的后端面202沿轴线CL方向延伸。图4是图3中的线段IV－IV处的剖视图。如图4所示，柱状部C01的横切形状为圆。如图3以及图4所示，柱状部C01具有外周面CS1以及端面CE1来作为其表面。
接合孔H01形成于芯棒31的前端面310，并沿轴线CL方向延伸。接合孔H01的横切形状为圆，该接合孔H01具有内周面HS1以及底面HB1开作为其表面。
在接合孔H01插入有柱状部C01。在将柱状部C01插入了接合孔H01时，外周面CS1与内周面HS1对置，端面CE1与底面HB1对置。在图3中，柱状部C01的外径朝向端面CE1缓缓地变小。即，柱状部C01为锥形形状。相同地，接合孔H01的内径朝向底面HB1缓缓地变小，接合孔H01的形状倒锥形形状。因此，柱状部C01容易被插入到接合孔H01。
结合构件40被安装于柱状部C01的外周面CS1，通过磁力将柱状部C01与接合孔H01结合。由此，衬套21与芯棒31能够装卸地被结合。
结合构件40是磁铁，更具体地讲，是永久磁铁。另一方面，芯棒31之中，至少接合部JP31的原料是磁性体，更具体地讲，是强磁性体。
如上所述，穿孔机1利用结合构件40的磁力，能够将衬套21与芯棒31装卸容易地结合。如以往技术所示，在通过螺钉将衬套与芯棒结合的情况下，如上述那样，具有产生外螺纹与内螺纹的螺纹彼此的啮合不良的情况，衬套的交换作业变得复杂。在本第1实施方式中，通过结合构件40的磁力将衬套21与芯棒31结合。其结果是，接合部分的啮合不良等不会产生，衬套21相对芯棒31的装卸(交换)容易。
接合部JP21以及JP31具有简单的构造(柱状部C01以及接合孔H01)，因此，在穿轧中接合部JP21以及JP31难以破损。
接合部JP21以及JP31通过磁力将衬套21与芯棒31结合(并且，柱状部C01以及接合孔H01的剖面形状为圆形状)，因此在穿轧中，衬套21能够绕轴线CL周围自由地旋转。其结果是，即是衬套21从例如圆坯BL受到扭转等周向的外力，接合部JP21以及JP31也难以破损。
衬套21安装有具有磁力的结合构件40。因此，衬套21的原料也可以不是强磁性体。作为衬套21的原料能够利用以Nb基合金、Mo基合金等所代表的非磁性的高强度耐热材料。但是，衬套21的原料也可以是强磁性体。
在衬套21的前端面以及其附近的表层部分中，从圆坯BL受到高热，穿轧时的温度变成1000℃程度的高温。但是，在上述表层部分以外的其他的区域，即使在穿轧时，其温度为300℃以下。特别地，接合部JP21以及JP31的周边区域的温度小于200℃。因此，即使在穿轧中，结合构件40具有磁力，衬套21通过磁力被结合到芯棒31。
如上述那样，由于熔损等的产生，衬套21随时被交换。在本第1实施方式中，衬套21相对芯棒31的装卸(交换)容易。其结果是，能够抑制由衬套交换引起的轧制效率的降低，进而能够实现可维护性的提高。
如图3以及图4所示，在柱状部C01的外周面CS1形成有槽GR1。槽GR1绕轴线CL周围延伸，并具有槽底面GB1。在图4中，多个结合构件40被安装在槽GR1内。因此，多个结合构件40被配置于轴线CL周围。其结果是，通过磁力被吸附的面积变大，结合力增加。结合构件40以公知的方法被固定于槽GR1。例如，结合构件40可以通过热压配合被固定于槽GR1，还可以使用粘着剂被固定。结合构件40还可以用螺钉或者螺栓等固定构件被固定于槽GR1。在图4中，圆弧状的2个结合构件40配置于槽GR1。但是，也可以配置3个以上的圆弧状的结合构件40。另外，在槽GR1配置1个以上的结合构件40即可。
如图4所示，优选地结合构件40与柱状部C01的表面即外周面CS1相比配置于内侧。更具体地讲，嵌入槽GR1的结合构件40的表面40S与外周面CS1相比配置于槽底面GB1侧。换句话说，优选以在结合构件40的表面40S与槽GR1的开口面(相对柱状部C01的外周面CS1齐平的面)之间生成间隙的方式，将结合构件40嵌入槽GR1。
在上述那样的构成中，结合构件40从外周面CS1没有向外侧突出。因此，在将衬套21安装到芯棒31时，结合构件40与接合孔H01的内周面HS1难以接触。其结果是，在接合时以及穿轧时，能够抑制结合构件40裂缝或破损。
如图3所示，结合构件40进一步地优选安装在从柱状部C01的后端(后端面CE1)离开的位置。通过上述那样的构成，在接合时，结合构件40与接合孔H01的底面HB1不接触，相反地，后端面CE1与底面HB1接触。
在穿轧时，衬套21被压入圆坯BL。此时，衬套21在轴线CL方向受到较强的外力。通过该外力，衬套21被按压至芯棒31。
假设，结合构件40被安装到外周面CS1的后端(柱状部C01的后端)，在接合时结合构件40与底面HB1接触的情况下，通过该外力，结合构件40被按压至底面HB1而变得容易破损。
如图3所示，结合构件40被安装到从外周面CS1的后端离开的位置时，穿轧中，在轴线CL方向施加的外力向后端面CE1施加，难以向结合构件40施加。其结果是，结合构件40难以破损。
[第2实施方式]
在上述第1实施方式中，结合构件40被安装到柱状部C01。但是，结合构件40还可以安装于接合孔H0。
图5是第2实施方式中的穿孔机之中的内面控制工具12的接合部分(衬套22与芯棒32的接合部分)的纵剖视图。本第2实施方式的穿孔机的其他的构成与第1实施方式的穿孔机1相同。
如图5所示，衬套22在后端部具备接合部JP22，该衬套22的其他的构成与衬套21相同。接合部JP22具备柱状部C02。柱状部C02与柱状部C01比较，在外周面CS2没有形成槽，并没有安装结合构件40。柱状部C02的其他的构成与柱状部C01相同。
芯棒32在前端部具备接合部JP32，该芯棒32的其他的构成与芯棒31相同。接合部JP32包括接合孔H02。接合孔H02与接合孔H01相比较，在内周面HS2形成有槽GR2，向槽GR2嵌入有结合构件40。接合孔H02的其他的构成与接合孔H01相同。
即，在本第2实施方式中，不在柱状部C02的外周面CS2，而在接合孔H02的内周面HS2安装有多个(或可以1个以上)的结合构件40。因此，接合部JP22(柱状部C02)的原料是强磁性体。
具有以上的构成的接合部JP22以及JP32也与第1实施方式相同地，能够通过磁力将衬套22与芯棒32结合。
槽GR2绕轴线CL周围延伸。因此，多个结合构件40被配置于轴线CL周围。其结果是，通过磁力被吸附的面积变大，结合力增加。在本第2实施方式中，与第1实施方式相同地，结合构件40优选配置于内周面HS2的内侧。即，结合构件的表面40S与内周面HS2相比被配置于槽底面GB2侧。换句话说，优选以在结合构件40的表面40S与槽GR2的开口面(相对接合孔H02的内周面HS2齐平的面)之间产生间隙的方式，将结合构件40嵌入到槽GR2。
[第三实施方式]
图6是第3实施方式中的穿孔机之中的内面控制工具13的接合部分(衬套21与芯棒32的接合部分)的纵剖视图。如图6所示，本第3实施方式的内面控制工具13具备衬套21和芯棒32。在这种情况下，衬套21与芯棒32的接合部分由接合部JP21和接合部JP32构成。即，在本第3实施方式中，在柱状部C01的外周面CS1和接合孔H02的内周面HS2这两方安装有结合构件40。
外周面CS1的结合构件40与内周面HS2的结合构件40相互对置而配置，被配置成相互吸引。因此，衬套21通过磁力与芯棒32结合。在本第3实施方式中，作为接合部JP21以及接合部JP32的原料，能够共同地使用非磁性材料。
[第四实施方式]
在上述第1～第3实施方式中，衬套21、22具备柱状部C01、C02，芯棒31、32具备接合孔H01、H02。但是，也可以是芯棒具备柱状部C0，衬套具备接合孔H0，也能够得到与上述第1～第3实施方式相同的效果。
图7是第4实施方式中的穿孔机的内面控制工具14(衬套24以及芯棒34)的纵剖视图。如图7所示，衬套24的接合部JP24具备接合孔H04。另一方面，芯棒34的接合部JP34具备柱状部C04。
图8是图7中的接合部JP24以及JP34的放大图。如图8所示，接合孔H04从衬套24的后端面242沿轴线CL方向延伸，作为其表面具有内周面HS4以及底面HB4。柱状部C04从芯棒34的前面341沿轴线CL方向延伸，作为其表面具有外周面CS4以及前端面CE4。在接合时，柱状部C04被插入接合孔H04。前端面CE4优选与底面HB4接触。在内周面HS4形成有绕轴线CL周围延伸的槽GR4。向槽GR4嵌入有多个(也可以是1个)的结合构件40。
如上所述，接合部JP24(即衬套24)具备接合孔H04，接合部JP34(即芯棒34)具备柱状部C04的情况也和其他的实施方式相同地，能够通过结合构件40的磁力将衬套24与芯棒34结合。在本第4实施方式中，没有设置结合构件40的芯棒34的原料是强磁性体。
结合构件40与内周面HS4相比配置于内侧是优选的。即，结合构件40的表面40S与内周面HS4相比配置于槽GR4的槽底面GB4侧。换句话说，优选以在结合构件40的表面40S与槽GR4的开口面(相对接合孔H04的内周面HS4齐平的面)之间产生间隙的方式，将结合构件40嵌入到槽GR4。
[第五实施方式]
图9是第5实施方式中的穿孔机的内面控制工具15(衬套25以及芯棒35)的接合部分的纵剖视图。
如图9所示，衬套25的接合部JP25具备接合孔H05。芯棒35的接合部JP35具备柱状部C05。
在本第5实施方式中，与第4实施方式相比较，结合构件40不安装在接合孔H05，而安装在柱状部C05。在柱状部C05的外周面CS5形成有绕轴线CL周围延伸的槽GR5，结合构件40嵌入槽GR5。在本第5实施方式中，衬套25的原料是强磁性体。
[第6实施方式]
如图10所示，第6实施方式中的穿孔机的内面控制工具16也可具备衬套24和芯棒35。在这种情况下，安装于衬套24的结合构件40在接合时，与安装于芯棒35的结合构件40对置而配置，配置成相互吸引。
如第1～第6实施方式所示，衬套的接合部以及芯棒的接合部之中，任一方的接合部具备柱状部C0，另一方的接合部具备接合孔H0。进而，结合构件40安装于柱状部C0以及接合孔H0之中的至少一方即可。另外，在结合构件40被安装于柱状部C0以及接合孔H0的某一个的情况下，将与安装了结合构件40的接合部不同的其他的接合部的原料设为强磁性体即可。具备结合部的衬套以及芯棒通过磁力相互容易装卸地被结合。
[第7实施方式]
在第1～第6实施方式中，结合构件40被安装于柱状部C0的外周面CS以及接合孔H0的内周面HS的至少一方。但是，结合构件40也可以安装于其他的部分。
图11是第7实施方式中的穿孔机的内面控制工具17的接合部分(衬套27与芯棒37的接合部分)的纵剖视图。如图11所示，衬套27的接合部JP27具备柱状部C07。芯棒37的接合部JP37具备接合孔H07。
柱状部C07被插入到接合孔H07。此时，柱状部C07的后端面CE7与接合孔H07的底面HB7对置。优选后端面CE7与底面HB7接触。
结合构件40被安装于柱状部C07的后端面CE7。在这种情况下，结合构件40为例如板状。也可以是多个(也可1个)结合构件40被安装于接合孔H07。在后端面CE7形成有具有底面GB7的安装孔GR7。结合构件40配置于安装孔GR7内，通过热压配合、粘着等被安装。
即，在本第7实施方式中，结合构件40被安装于柱状部C07的后端面CE7。在这种情况下，芯棒37的接合部JP37的原料为强磁性体。在这种情况下，也能够通过结合构件40的磁力，将衬套27与芯棒37结合。
优选地，结合构件40与后端面CE7相比配置于内侧。更具体地讲，结合构件40的表面40S(与底面HB7对置的表面)与后端面CE7相比配置于安装孔GR7的底面GB7侧。换句话说，优选以在结合构件40的表面40S与安装孔GR7的开口面(相对柱状部C07的后端面CE7齐平的面)之间产生间隙的方式，将结合构件40插入到安装孔GR7。
如上所述，衬套27在穿轧时在轴线CL方向受到较强的外力。因此，后端面CE7一边与底面HB7接触一边被较强地推压。假设，结合构件40与后端面CE7相比向外侧突出时，结合构件40与底面HB7接触。因此，具有在穿轧时结合构件40破损的情况。在结合构件40的表面40S相比后端面CE7被配置于内侧，能够抑制结合构件40的破损。
如图11以虚线所示，也可以不将结合构件40安装于后端面CE7，而安装于接合孔H07的底面HB7。在这种情况下，在底面HB7内形成有用于插入结合构件40的安装孔。在这种情况下，衬套27的接合部JP27(柱状部C07)的原料为强磁性体。
进一步地，也可以将结合构件40安装于柱状部C07的后端面CE7以及接合孔H07的底面HB7的两方。在这种情况下，后端面CE7的结合构件40与底面HB7的结合构件40相互对置而配置，进一步地，优选配置为相互吸引。
[第8实施的方式]
如图12所示，本第8实施方式中的穿孔机的内面控制工具18具备衬套28以及芯棒38。代替具备柱状部C0，衬套28的接合部JP28具备接合孔H08，代替具备接合孔H0，芯棒38的接合部JP38具备柱状部C08。进而，结合构件40被安装于柱状部C08的前端面CE8以及接合孔H08的底面HB8的至少一方。进而，至少，与安装有结合构件40的接合部不同的接合部的原料为强磁性体。在这种情况下，也与第7实施方式相同地，以磁力将衬套28与芯棒38结合。
即，衬套的接合部以及芯棒的接合部之中的任一方具备柱状部C0，另一方具备接合孔H0，结合构件40被安装于柱状部C0的端面CE以及接合孔H0的底面HB的至少一方即可。进而，至少，将与安装有结合构件40的接合部不同的接合部的原料设为强磁性体即可。
在上述第1～第8实施方式中，柱状部C0的横切形状(剖面形状)为圆。但是，柱状部C0的横切形状也可以不为圆，例如，也可以为多边形、椭圆。在这种情况下，始端构件虽不自由旋转，但与上述第1～第8实施方式相同地，衬套与芯棒能够装卸的被结合。
进一步地，柱状部C0以及接合孔H0也可以不是锥形形状。例如，柱状部C0还可以是圆柱状。
在上述第1～第8实施方式中，接合部包括多个结合构件40。但是，接合部也可以仅具备1个结合构件40。
在上述第1～第8实施方式中，作为无缝金属管制造用的热轧机例示出了穿孔机。但是，对于无缝金属管制造用的热轧机，不限于穿孔机，还包括具有与穿孔机相同构成的延伸轧机。所以，作为无缝金属管制造用的热轧机的延伸轧机具备上述的内面控制工具(衬套以及芯棒)时，能够得到上述的效果。
另外，本发明的内面控制工具(衬套以及芯棒)不限于热轧机，例如能够应用于冲压穿孔机以及拉床等。冲压穿孔机具备用于基于无缝钢管的制造方法之一的玻璃润滑剂高速挤压制管法来制造无缝钢管的构成。
图13中示出冲压穿孔机的构成例。如该图13所示，冲压穿孔机100具备中空圆筒形状的容器110，以及在容器110的内部空间配置的内面控制工具120。
在容器110的一端设置有第1开口部111，在容器110的另一端设置有直径比第1开口部111小的第2开口部112。第2开口部112设置为其中心与容器110的中心轴线AX一致。
内面控制工具120具备衬套121以及芯棒122。该内面控制工具120，即衬套121以及芯棒122的构成能够采用上述第1～第8实施方式的某一构成。
内面控制工具120以其轴线(衬套121以及芯棒122的轴线)与容器110的中心轴线AX一致的方式配置于容器110的内部空间。另外，内面控制工具120配置为衬套121朝向容器110的第2开口部112。进一步地，内面控制工具120能够沿容器110的中心轴线AX移动。另外，容器110的第2开口部112的直径比衬套121的直径大。
在如上述那样构成的冲压穿孔机100中，从容器110的第1开口部111到容器110的内部空间收纳有被加工部件M。在被加工部件M被收纳于容器110的状态下，内面控制工具120沿容器110的中心轴线AX，从第1开口部111侧开始朝向第2开口部112侧移动，进而从第2开口部112通过(贯通)。
其结果是，从第2开口部112推出被加工部件M而形成钢管。该钢管(即从第2开口部112推出了的被加工部件M)具有与衬套121的直径相同的内径，并且具有与第2开口部112的直径相同的外径。
另一方面，图14中示出了拉床的构成例。如该图14所示，拉床200具备锥形模210、内面控制工具220以及夹头230。锥形模210具有剖面为圆形状的第1贯通孔211。该第1贯通孔211的直径从锥形模210的一侧(图中的左侧)开始朝向另一侧(图中的右侧)缓缓地变小。即，如图14所示，在从与第1贯通孔211的中心轴线BX正交的方向观察的情况下，第1贯通孔211的内周面为锥形形状。
内面控制工具220具备衬套221以及芯棒222。该内面控制工具220，即衬套221以及芯棒222的构成能够采用上述第1～第8实施方式的某一构成。
内面控制工具220配置为其轴线(衬套221以及芯棒222的轴线)与第1贯通孔211的中心轴线BX一致。另外，内面控制工具220配置为衬套221被从第1贯通孔211的最小直径侧向第1贯通孔211内收纳。另外，第1贯通孔211的最小直径比衬套221的直径大。
夹头230具有剖面为圆形状并且直径一定的第2贯通孔231。该夹头230配置为第2贯通孔231的中心轴线与第1贯通孔211的中心轴线BX一致。另外，该夹头230能够沿第1贯通孔211的中心轴线BX移动。另外，夹头230的第2贯通孔231的直径与锥形模210的第1贯通孔211的最小直径相同。
在如上述那样构成的拉床200中，在配置了内面控制工具220的状态下，作为被加工部件的管P被从锥形模210的第1贯通孔211的最大直径侧开始朝向最小直径侧插通。从锥形模210的第1贯通孔211的最小直径侧被拔出的管P的前端由夹头230夹住(固定)。夹头230在固定了管P的前端的状态下向图中的X方向移动。
其结果是，管P的壁厚变薄，形成所希望的钢管。该钢管(即从锥形模210被拔出的管P)具有与衬套221的直径相同的内径，并且具有与第1贯通孔211的最小直径相同的外径。
对本发明的实施方式进行了说明，但上述的实施方式是作为例子而提出的。因此，上述的实施方式并不限定本发明，在不超出发明主旨的范围内，能够对上述的实施方式变形并实施。
符号说明
1穿孔机
100冲压穿孔机
200拉床
11～18、120、220内面控制工具
21、22、24、25、27、28、121、221衬套
31、32、34、35、37、38、122、222芯棒
40结合构件
C01、C02、C04、C05、C07、C08柱状部
H01、H02、H04、H05、H07、H08接合孔

Claims (9)

1.一种内面控制工具，其特征在于，具备：
芯棒；
衬套，与上述芯棒能够装卸地进行结合；以及
结合构件，通过磁力将上述衬套与上述芯棒结合，
上述衬套以及上述芯棒中的一方具有沿该一方的轴线方向延伸的柱状部，上述衬套以及上述芯棒中的另一方具有沿该另一方的轴线方向延伸并插入有上述柱状部的接合孔，
上述结合构件是安装于上述柱状部以及上述接合孔的至少一方的永久磁铁，
在所述柱状部的外周面以及所述接合孔的内周面的至少一方上形成有槽，以在所述结合构件的表面与所述槽的开口面之间产生间隙的方式，将所述结合构件嵌入所述槽，或者，在所述柱状部的后端面以及所述接合孔的底面的至少一方上形成有安装孔，以在所述结合构件的表面与所述安装孔的开口面之间产生间隙的方式，将所述结合构件插入到所述安装孔。
2.如权利要求1记载的内面控制工具，其特征在于，
上述柱状部以及上述接合孔的剖面形状为圆。
3.如权利要求1或2记载的内面控制工具，其特征在于，
在上述结合构件安装于上述柱状部的外周面的情况下，上述接合孔形成于强磁性体，该强磁性体为上述衬套以及上述芯棒中的另一方的至少一部分，
在上述结合构件安装于上述接合孔的内周面的情况下，上述衬套以及上述芯棒中的一方的至少上述柱状部以强磁性体形成。
4.一种衬套，与芯棒能够装卸地进行结合，其特征在于，具备：
柱状部或者接合孔，沿上述衬套的轴线方向延伸；以及
结合构件，通过磁力将上述芯棒与上述衬套结合，
上述结合构件是安装于上述柱状部或者上述接合孔的永久磁铁，
在所述柱状部的外周面或所述接合孔的内周面形成有槽，以在所述结合构件的表面与所述槽的开口面之间产生间隙的方式，将所述结合构件嵌入所述槽，或者，在所述柱状部的后端面或所述接合孔的底面形成有安装孔，以在所述结合构件的表面与所述安装孔的开口面之间产生间隙的方式，将所述结合构件插入到所述安装孔。
5.如权利要求4记载的衬套，其特征在于，
上述柱状部或者上述接合孔的剖面形状为圆。
6.一种芯棒，与衬套能够装卸地进行结合，其特征在于，具备：
柱状部或者接合孔，沿上述芯棒的轴线方向延伸；以及
结合构件，通过磁力将上述芯棒与上述衬套结合，
上述结合构件是安装于上述柱状部或者上述接合孔的永久磁铁，
在所述柱状部的外周面或所述接合孔的内周面形成有槽，以在所述结合构件的表面与所述槽的开口面之间产生间隙的方式，将所述结合构件嵌入所述槽，或者，在所述柱状部的后端面或所述接合孔的底面形成有安装孔，以在所述结合构件的表面与所述安装孔的开口面之间产生间隙的方式，将所述结合构件插入到所述安装孔。
7.一种热轧机，用于制造无缝金属管，其特征在于，具备：
一对倾斜轧辊；以及
权利要求1～3的任一项记载的内面控制工具。
8.一种冲压穿孔机，用于制造无缝金属管，其特征在于，具备：
容器；以及
权利要求1～3的任一项记载的内面控制工具。
9.一种拉床，用于制造无缝金属管，其特征在于，具备：
锥形模；
夹头；以及
权利要求1～3的任一项记载的内面控制工具。
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