JP2003136131A - Method for manufacturing hollow member provided with solid-core portion in end side - Google Patents

Method for manufacturing hollow member provided with solid-core portion in end side

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JP2003136131A
JP2003136131A JP2001328680A JP2001328680A JP2003136131A JP 2003136131 A JP2003136131 A JP 2003136131A JP 2001328680 A JP2001328680 A JP 2001328680A JP 2001328680 A JP2001328680 A JP 2001328680A JP 2003136131 A JP2003136131 A JP 2003136131A
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hollow
diameter
solid
shaft
rolling
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JP2001328680A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomio Yamakawa
富夫 山川
Kazuyuki Nakasuji
和行 中筋
Kazumune Shimoda
一宗 下田
Original Assignee
Sumitomo Metal Ind Ltd
住友金属工業株式会社
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a hollow member provided with a solid-core portion in an end side capable of manufacturing the hollow member with a good yield and a less deflected thickness. SOLUTION: An inner face regulating tool 2 is inserted into the hollow portion 20a of a stock material 20 provided with the solid-core portion in the end side of the axial direction of the hollow portion 20a, and, for example, by an inclined rolling mill provided with three pieces of roll 1, a diameter reducing work accompanied by a thickness reducing work is performed at least in the hollow portion 20a to manufacture the hollow member 10 provided with the solid-core portion in the end side.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、軸方向の一端側
に中実部を備える中空部材の製造法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a hollow member having a solid portion on one end side in the axial direction.
【0002】[0002]
【従来の技術】産業機械の動力伝達用のシャフトや内燃
機関のスターターモータのシャフトなどは、その一端側
の外面に歯先の径がシャフトの径とほぼ同等の歯車また
はセレーションが一体成形されている。また長尺のボル
トには、その一端側の所定長さの外面にネジが設けられ
たものもある。これらのシャフトやボルトは、中実また
は中空の長尺部材の一端側の外面に、転造、鍛造などの
塑性加工や機械加工などによって、歯車やねじなどを一
体的に形成して製造される。
2. Description of the Related Art A shaft for power transmission of an industrial machine, a shaft of a starter motor of an internal combustion engine, or the like is integrally formed with a gear or serration whose tip diameter is substantially equal to that of the shaft on the outer surface at one end side. There is. Some long bolts are provided with a screw on the outer surface of one end side of a predetermined length. These shafts and bolts are manufactured by integrally forming gears, screws, etc. on the outer surface of one end side of a solid or hollow elongated member by plastic working such as rolling and forging, and machining. .
【0003】上記のシャフトなどの素材となる中実部材
および中空部材は、例えば、次のような方法により製造
される。
The solid member and hollow member, which are the materials for the shaft and the like, are manufactured by the following method, for example.
【0004】加熱された大径の丸鋼片または角鋼片を、
孔型ロール列により所定の圧下率で順次その横断面積を
減少させて小径の中実部材とする。
A large-diameter round steel piece or square steel piece that has been heated is
The cross-sectional area is sequentially reduced at a predetermined rolling reduction by the hole type roll row to form a small diameter solid member.
【0005】加熱された丸鋼片を、ピアサによりその軸
中心部に穿孔してホローシェルとし、これを直接あるい
は必要によりサイジングミルにより定型圧延した後、マ
ンドレルミルにより延伸圧延し、さらにレデューシング
ミルにより縮径加工して、その後精製工程を経て小径の
中空部材とする。
[0005] A heated round steel slab is pierced at its axial center with a piercer to form a hollow shell, which is directly or if necessary subjected to standard rolling with a sizing mill, and then stretch-rolled with a mandrel mill, and further a reducing mill. The diameter of the hollow member is reduced by, and then a refining process is performed to obtain a hollow member having a small diameter.
【0006】板材を複数の成型ロールにて円形に成形
し、突き合わせ部を溶接により接合して小径の中空部材
とする。
The plate material is formed into a circular shape by a plurality of forming rolls, and the abutting portions are joined by welding to form a hollow member having a small diameter.
【0007】前記の方法で製造された中実部材または中
空部材は、必要に応じて2次、3次加工が施され、その
後一端側の外面に転造、鍛造などの塑性加工や機械加工
などによって、例えば歯車が形成されてシャフトとされ
る。
The solid member or hollow member manufactured by the above-mentioned method is subjected to secondary and tertiary processing as required, and then the outer surface at one end side is subjected to plastic working such as rolling and forging, and mechanical working. Thus, for example, a gear is formed into a shaft.
【0008】最近は、装置の軽量化とコスト合理化を図
るために、上記の中実部材または中空部材に高強度の材
料を使用することにより、シャフトなどの外径を小さく
する工夫がなされている。
Recently, in order to reduce the weight of the device and to rationalize the cost, it has been attempted to reduce the outer diameter of the shaft or the like by using a high-strength material for the solid member or hollow member. .
【0009】前記のようなシャフトの製造法が、例え
ば、特開平3−5037号公報や特開平7−18571
4号公報に示されている。
A method of manufacturing the shaft as described above is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-5037 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-18571.
No. 4 publication.
【0010】特開平3−5037号公報に示された方法
は、中実部材の一端側外面に、金型を用いた前方押出加
工により例えば歯車を形成する方法である。しかしこの
方法で製造されたシャフトは、全長が中実であるため、
軽量化を図るという目的には適さない。
The method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-5037 is a method of forming a gear, for example, on the outer surface of one end side of a solid member by forward extrusion using a mold. However, since the shaft manufactured by this method has a solid overall length,
Not suitable for the purpose of weight reduction.
【0011】特開平7−185714号公報に示された
方法は、中空部材に熱処理を施して硬度と強度を高くす
る際に、その一端側に例えば歯車を加熱形成する方法で
ある。この方法で製造されたシャフトは、全長が中空で
あるため軽量化を図ることができる。しかし、中空部材
に歯車が形成されるため、歯車が形成された部分の肉厚
が薄くなり、中実部材に歯車が形成される場合に比べて
強度が劣る。そのため、繰り返し使用される場合にクラ
ックが発生して破断するおそれがある。また、中空部材
に大きな偏肉が生じると、偏肉による薄肉部の強度がさ
らに低下し、上記と同様の問題が生じる。
The method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-185714 is a method in which, for example, a gear is heated and formed on one end side of the hollow member when heat treatment is applied to the hollow member to increase hardness and strength. Since the shaft manufactured by this method has a hollow entire length, it is possible to reduce the weight. However, since the gear is formed in the hollow member, the thickness of the portion where the gear is formed is thin, and the strength is inferior to the case where the gear is formed in the solid member. Therefore, when it is repeatedly used, there is a possibility that a crack may occur and break. Further, if the hollow member has a large uneven thickness, the strength of the thin portion is further reduced due to the uneven thickness, and the same problem as described above occurs.
【0012】このように、中実部材または中空部材から
製造されたシャフトは、軽量化と強度の確保という2つ
の目的を同時に達成することは困難である。そのため、
歯車などが形成される端部を中実とし、その他の部分を
中空とした端部に中実部を備える中空部材から製造され
たシャフトが用いられている。
As described above, it is difficult for the shaft manufactured from the solid member or the hollow member to simultaneously achieve the two purposes of weight saving and securing of strength. for that reason,
A shaft manufactured from a hollow member having a solid end at which gears and the like are formed and having a solid end at the other end is used.
【0013】この端部に中実部を備える中空部材を製造
する場合、従来は、中実部材の一端側からドリルなどに
より穴あけ加工するか、または中実部材と中空部材とを
溶接などにより接合していた。しかし、中実部材の一端
側からドリルなどにより穴あけ加工する方法では、歩留
まりが悪いのみならず、径が小さく軸方向に長い穴あけ
加工をおこなうと、ドリルの曲がりや偏心などによって
中空部の偏肉が悪化し、偏肉による薄肉部での材料強度
が低下するという問題がある。また、中実部材と中空部
材とを溶接などにより接合する方法では、これらを偏心
することなく溶接するために熟練を要し、また偏心を防
止するために両部材の接合部の形状を工夫するなどの対
策が必要となり、製造コストが高いという問題がある。
When manufacturing a hollow member having a solid portion at its end, conventionally, a hole is drilled from one end side of the solid member, or the solid member and the hollow member are joined by welding or the like. Was. However, in the method of drilling from one end side of the solid member with a drill etc., not only the yield is bad, but when drilling with a small diameter and a long axial direction, bending of the drill or eccentricity causes uneven thickness of the hollow part. Deteriorates and the material strength in the thin portion is reduced due to uneven thickness. Further, in the method of joining a solid member and a hollow member by welding or the like, skill is required to weld them without eccentricity, and the shape of the joint portion of both members is devised to prevent eccentricity. However, there is a problem that the manufacturing cost is high.
【0014】端部に中実部を備える中空部材からシャフ
トを製造する方法が特開昭59−197330号公報に
示されている。この方法は、電縫管を冷間絞り加工した
後、管端部をアプセット加工によって中実とし、この管
端の中実部に歯車を機械加工により設ける方法である。
この方法では、ドリルによる穴あけ加工や中実部材と中
空部材との接合をおこなわないため、上記の問題点は生
じない。しかし、中実部は電縫管をアプセット加工して
形成されるため、中実部全体が冶金的に接合されている
訳ではない。そのため歯車が形成された部分の強度が劣
るおそれがある。
A method for manufacturing a shaft from a hollow member having a solid portion at its end is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-197330. This method is a method in which, after cold-drawing an electric resistance welded pipe, the pipe end is made solid by upsetting and a gear is provided at the solid end of the pipe by machining.
In this method, since the drilling process by the drill and the joining of the solid member and the hollow member are not performed, the above problems do not occur. However, since the solid portion is formed by upsetting the electric resistance welded pipe, the entire solid portion is not metallurgically joined. Therefore, the strength of the portion where the gear is formed may be poor.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、一
端側に中実部を備える中空部材が小径の場合であって
も、偏肉が小さくかつ歩留まりよく製造することのでき
る製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a manufacturing method which is small in thickness unevenness and can be manufactured with a high yield even when a hollow member having a solid portion on one end side has a small diameter. To do.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】この発明の要旨は、次の
(1)、(2)および(3)の一端側に中実部を備える
中空部材の製造方法にある。
The gist of the present invention resides in the following method (1), (2) and (3) for manufacturing a hollow member having a solid portion on one end side.
【0017】(1)中空部の軸方向の一端側に中実部を
備える素材の前記中空部に内面規制工具を挿入し、少な
くとも中空部に減肉加工が伴う縮径加工を施すことを特
徴とする一端側に中実部を備える中空部材の製造方法。
(1) An inner surface regulating tool is inserted into the hollow portion of a material having a solid portion on one end side in the axial direction of the hollow portion, and at least the hollow portion is subjected to a diameter reduction process accompanied by a thickness reduction process. And a method of manufacturing a hollow member having a solid portion on one end side.
【0018】(2)前記の加工を、パスラインの廻りに
3個または4個のロールが設けられた傾斜圧延機により
熱間にて施す前記(1)に記載の一端側に中実部を備え
る中空部材の製造方法。
(2) The above-mentioned processing is carried out hot by an inclined rolling mill provided with three or four rolls around the pass line, and a solid portion is provided on one end side as described in (1) above. A method for manufacturing a hollow member provided.
【0019】(3) 前記の加工を、パスラインの廻り
に3個のロールが設けられた傾斜圧延機により下記
(1)式で規定される外径圧下率Bが50%以下でかつ
下記(2)式で規定される中空部の断面減少率Cが80
%以下の条件で施す前記(2)に記載の一端側に中実部
を備える中空部材の製造方法。
(3) The above-mentioned processing is carried out by an inclined rolling machine having three rolls provided around the pass line when the outer diameter reduction ratio B defined by the following formula (1) is 50% or less and the following ( The cross-sectional reduction rate C of the hollow part defined by the formula 2) is 80.
%, The method for producing a hollow member having a solid portion on one end side as described in (2) above.
【0020】 B(%)=100・(OD−OD)/OD ・・・(1) C(%)=100・(A−A)/A ・・・(2) ここで、A=(OD −ID ) A=(OD −ID ) ただし、OD:素材の外径(mm) OD:加工後の外径(mm) ID:素材の内径(mm) ID:加工後の内径(mm)B (%) = 100 · (OD 2 −OD 1 ) / OD 2 ... (1) C (%) = 100 · (A 2 −A 1 ) / A 2 ... (2) Here And A 2 = (OD 2 2 −ID 2 2 ) A 1 = (OD 1 2 −ID 1 2 ) where OD 2 is the outer diameter (mm) of the material OD 1 is the outer diameter (mm) after processing ID 2 : Inside diameter of material (mm) ID 1 : Inside diameter after processing (mm)
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】本発明に係る製造方法を、中空部
の一端側に中実部を備えるシャフト用部材(以下、シャ
フト用部材と表す)を製造する場合について、図1〜図
6に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A method for manufacturing a shaft member having a solid portion on one end side of a hollow portion (hereinafter referred to as a shaft member) according to the manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS. It will be explained based on.
【0022】図1は、本発明の方法で製造されるシャフ
ト用部材の形状の一例を示す部分断面側面図である。
FIG. 1 is a partial sectional side view showing an example of the shape of a shaft member manufactured by the method of the present invention.
【0023】同図において、シャフト用部材10は、長
さLの全体に亘って外径ODが一定で、所定の内径
ID、肉厚T、長さLaの中空部10aの一端側
に、所定長さLbの中実部10bを備える。このシャ
フト用部材10は、中実部10bに例えば歯車が機械加
工などにより形成されて、一端に歯車を備えたシャフト
とされる。
In the figure, the shaft member 10 has a constant outer diameter OD 1 over the entire length L 1 , and a hollow portion 10 a having a predetermined inner diameter ID 1 , wall thickness T 1 , and length La 1. A solid portion 10b having a predetermined length Lb 1 is provided on one end side. The shaft member 10 is a shaft having a gear formed at its one end by machining, for example, a gear on the solid portion 10b.
【0024】図2は、本発明で用いられる素材の形状を
示す部分断面側面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional side view showing the shape of the material used in the present invention.
【0025】同図において、素材20は、長さLの全
体に亘って外径ODが一定で、内径ID、肉厚
、長さLaの中空部20aの一端側に長さLb
の中実部20bを備える。この素材20は、後述するよ
うに、縮径加工が施されて図1に示すシャフト用部材1
0とされる。そのため、素材20の長さLと外径OD
、中空部20aの内径IDと肉厚Tと長さL
、および中実部20bの長さLbは、シャフト用
部材10に要求される寸法と、縮径加工における加工度
とにより設定される。
In the figure, the raw material 20 has a constant outer diameter OD 2 over the entire length L 2 , and has a long inner diameter ID 2 , a wall thickness T 2 , and a length La 2 at one end of the hollow portion 20 a. Lb 2
And a solid portion 20b. As will be described later, the material 20 is subjected to a diameter reduction process, and the shaft member 1 shown in FIG.
It is set to 0. Therefore, the length L 2 of the material 20 and the outer diameter OD
2 , inner diameter ID 2 of hollow portion 20a, wall thickness T 2 and length L
a 2, and the length Lb 2 of the solid portion 20b is set the size required to the shaft member 10, by a working ratio in the diameter reduction.
【0026】本発明は、シャフト用部材10が小径であ
っても、中空部10aの偏肉を小さくすることを目的と
している。そのため、素材20の中空部20aの偏肉を
なるべく小さくすることが重要である。素材20の中空
部20aの内径IDが小さく、また長さLaが長い
と、後述する素材20を製造する段階で、中空部20a
の偏肉が悪くなるおそれがある。
The object of the present invention is to reduce the uneven thickness of the hollow portion 10a even if the shaft member 10 has a small diameter. Therefore, it is important to reduce the uneven thickness of the hollow portion 20a of the material 20 as much as possible. When the inner diameter ID 2 of the hollow portion 20a of the material 20 is small and the length La 2 is long, the hollow portion 20a is produced at the stage of manufacturing the material 20 described later.
Uneven thickness may worsen.
【0027】そのため、素材20の中空部20aに偏肉
が生じてもシャフト用部材10に影響を与えないよう
に、素材20の中空部20aの内径IDをシャフト用
部材10の中空部10aの内径IDよりも十分大きく
設定するのがよい。また、素材20の中空部20aの肉
厚Tは、シャフト用部材10の中空部10aに要求さ
れる肉厚Tより大きく設定する。このように中空部2
0aの内径IDおよび肉厚Tを設定すれば、シャフ
ト用部材10の中空部10aの寸法に基づき、素材20
の中空部20aの外径を設定することができるので、こ
の外径を素材20の外径ODとすればよい。
Therefore, the inner diameter ID 2 of the hollow portion 20a of the material 20 is set to the hollow portion 10a of the shaft member 10 so that the hollow portion 20a of the material 20 is not affected by uneven thickness. It is preferable to set it to be sufficiently larger than the inner diameter ID 1 . Further, the wall thickness T 2 of the hollow portion 20a of the material 20 is set to be larger than the wall thickness T 1 required for the hollow portion 10a of the shaft member 10. Thus hollow part 2
If the inner diameter ID 2 of 0a and the wall thickness T 1 are set, the material 20 can be formed based on the dimensions of the hollow portion 10a of the shaft member 10.
Since the outer diameter of the hollow portion 20a can be set, this outer diameter may be set as the outer diameter OD 2 of the material 20.
【0028】素材20の寸法を、上記のように設定すれ
ば、後で述べる縮径加工の際に、素材20の全長に亘り
縮径加工が施され、素材20の中空部20aには、さら
に減肉加工が施される。
If the dimensions of the material 20 are set as described above, the diameter reduction processing is performed over the entire length of the material 20 during the diameter reduction processing described later, and the hollow portion 20a of the material 20 is further reduced. Thinning is applied.
【0029】この素材20の製造法にはこだわらない。
通常行われている方法により製造すればよい。例えば、
次の2通りの方法が一般的な製造法である。
The manufacturing method of the material 20 is not limited.
It may be manufactured by a commonly used method. For example,
The following two methods are general manufacturing methods.
【0030】その1つは、鍛造または押出により製造す
る方法である。すなわち、中実のビレットを加熱した
後、例えば内径がビレットの外径より若干大きい縦型の
コンテナ内に収容し、このビレットの上端からマンドレ
ルを軸心に沿って所定の長さだけ押し込んだ後引き抜
く。これにより、マンドレルが押し込まれた部分は、内
径IDが前記マンドレルの径に相当する中空部20a
とされ、外径ODが全長に亘って前記コンテナの内径
に相当する素材20が製造される。
One of them is a method of manufacturing by forging or extrusion. That is, after heating a solid billet, for example, it is housed in a vertical container whose inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the billet, and after pushing the mandrel from the upper end of this billet for a predetermined length along the axial center. Pull out. As a result, in the portion where the mandrel is pushed in, the hollow portion 20a whose inner diameter ID 2 corresponds to the diameter of the mandrel
Thus, the material 20 whose outer diameter OD 2 corresponds to the inner diameter of the container is manufactured over the entire length.
【0031】また、底部にダイスが設けられた縦型のコ
ンテナを用い、前記のようにしてマンドレルを軸心に沿
って所定の長さだけ押し込んだ後、ビレットをマンドレ
ルと共にダイスから押し出し、その後マンドレルを引き
抜く。これにより、マンドレルが押し込まれた部分は、
内径IDが前記マンドレルの径に相当する中空部20
aとされ、外径ODが全長に亘って前記ダイスの内径
に相当する素材20が製造される。
Further, using a vertical container having a die at the bottom, the mandrel is pushed along the axial center by a predetermined length as described above, and then the billet is pushed out together with the mandrel from the die and then the mandrel. Pull out. As a result, the part where the mandrel is pushed in is
Hollow part 20 whose inner diameter ID 2 corresponds to the diameter of the mandrel
and the outer diameter OD 2 is equal to the inner diameter of the die, and the raw material 20 is manufactured.
【0032】他の1つは、ドリルなどにより穴あけ加工
して製造する方法である。すなわち、外径ODの中実
材を準備し、この中実材の一方の端面からドリルなどに
より、軸心に沿って所定の長さだけ穴あけ加工する。こ
れにより、穴あけ加工された部分は、内径IDが前記
ドリルの径に相当する中空部20aとされ、外径OD
が全長に亘って加工前の外径ODに等しい素材20が
製造される。
The other one is drilling with a drill or the like.
It is a method of manufacturing. That is, outer diameter ODTwoSolid
Prepare the material and use one end face of this solid material for drilling etc.
Drilling is performed along the axial center for a predetermined length. This
As a result, the part that has been drilled will have an inner diameter IDTwoIs the above
A hollow portion 20a corresponding to the diameter of the drill is formed, and the outer diameter is OD. Two
Is the outer diameter OD before processing over the entire lengthTwoMaterial 20 equal to
Manufactured.
【0033】このドリルなどによって穴あけ加工する場
合は、素材20の中空部20aの内径IDが小さいほ
ど、また、中空部20aの長さLaに対する内径ID
の比(ID/La)が小さいほど大きな偏肉が発
生しやすい。そのため、素材20の中空部20aの内径
IDを20mm以上とし、かつ、中空部20aの長さ
Laに対する内径IDの比(ID/La)を
0.07以上とするのが好ましい。
When drilling with this drill or the like, the smaller the inner diameter ID 2 of the hollow portion 20a of the material 20, the smaller the inner diameter ID with respect to the length La 2 of the hollow portion 20a.
The smaller the ratio of 2 (ID 2 / La 2 ) is, the larger the uneven thickness is likely to occur. Therefore, it is preferable that the inner diameter ID 2 of the hollow portion 20a of the material 20 is 20 mm or more, and the ratio of the inner diameter ID 2 to the length La 2 of the hollow portion 20a (ID 2 / La 2 ) is 0.07 or more. .
【0034】この素材20は、その中空部20aに内面
規制工具が挿入された後、外面から縮径加工が施され
て、中空部10aの一端側に中実部10bを備えるシャ
フト用部材10とされる。この縮径加工は、前記素材2
0の全長に亘って施される。これにより、中空部20a
に減肉加工を伴う縮径加工が施され、中実部20bに縮
径加工が施され、中空部20aおよび中実部20bが延
伸されてその長さが所定の長さとされる。
After the inner surface restricting tool is inserted into the hollow portion 20a of the material 20, the outer diameter of the material 20 is reduced to form a shaft member 10 having a solid portion 10b at one end of the hollow portion 10a. To be done. This diameter reduction process is based on the material 2
It is applied over the entire length of 0. Thereby, the hollow portion 20a
Is subjected to a diameter reduction process accompanied by a thickness reduction process, the solid portion 20b is subjected to a diameter reduction process, and the hollow portion 20a and the solid portion 20b are stretched to have a predetermined length.
【0035】この縮径加工の代表的な方法として、次の
傾斜ロールによる圧延方法、孔型ロールによる圧延
方法、ダイスによる引抜きまたは押し抜き方法、およ
びロールによる押抜き方法がある。以下、これらの方
法について説明する。
As typical methods of this diameter reduction processing, there are the following rolling method using inclined rolls, rolling method using hole-type rolls, drawing or punching method using dies, and punching method using rolls. Hereinafter, these methods will be described.
【0036】傾斜ロールによる圧延方法 この方法は、パスラインの廻りに3個または4個のロー
ルを備える傾斜圧延機を用いて素材20をシャフト用部
材10に圧延する方法である。
Rolling Method Using Inclined Rolls This method is a method of rolling the material 20 onto the shaft member 10 by using an inclined rolling machine provided with three or four rolls around the pass line.
【0037】図3は、3ロール式傾斜圧延機による圧延
の状態を説明する模式図で、傾斜圧延機の入側からみた
正面図である。図4は、図3のア−ア断面図である。図
5は、図4のイ−イ矢視図である。
FIG. 3 is a schematic view for explaining a rolling state by the 3-roll type inclined rolling mill, and is a front view seen from the entrance side of the inclined rolling mill. FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 5 is a view on arrow EE of FIG.
【0038】これらの図において、3ロール式傾斜圧延
機は、パスセンタ(パスラインともいう)Xの廻りに配
置された3個のロール1とパスラインX上に配置された
内面規制工具であるマンドレルバー2とを備える。
In these drawings, a three-roll type inclined rolling mill is composed of three rolls 1 arranged around a pass center (also referred to as a pass line) X and a mandrel which is an inner surface regulation tool arranged on the pass line X. And a bar 2.
【0039】ロール1は、軸長方向の中間部に直径dr
のゴージ部1aを備え、ゴージ部1aより入側端部に向
かうにしたがってロール径が小さくなる略円錐台状をな
す入口面1bと、出側端部に向かうにしたがってロール
径が大きくなる略円錐台状または径がほぼ等しい円柱状
をなす出口面1cとを有するコーン型である。このロー
ル1は、交差角γ、傾斜角βおよびパスラインXからゴ
ージ部1aの周面までの最短距離Rg(以下、ロール位
置Rgと表す)が、図示を省略した設定機構により設定
される。また、ロール1は、図示を省略した駆動機構に
よりその軸Yの廻りに回転駆動させられる。
The roll 1 has a diameter dr in the middle portion in the axial direction.
The entrance face 1b has a substantially truncated conical shape having a gorge portion 1a of which the roll diameter decreases from the gorge portion 1a toward the entrance side end, and a roll cone of which the roll diameter increases toward the exit side end. It is a cone type having a trapezoidal shape or a cylindrical outlet surface 1c having substantially the same diameter. In this roll 1, the intersection angle γ, the inclination angle β, and the shortest distance Rg from the pass line X to the peripheral surface of the gorge portion 1a (hereinafter, referred to as roll position Rg) are set by a setting mechanism (not shown). The roll 1 is driven to rotate about its axis Y by a drive mechanism (not shown).
【0040】マンドレルバー2は、パスラインXに沿っ
て移動可能なスラストブロック3に連結され、また、軸
心の周りに回転可能な構造とされている。
The mandrel bar 2 is connected to the thrust block 3 which can move along the path line X, and has a structure rotatable about its axis.
【0041】このような構造の3ロール式傾斜圧延機に
より素材20を圧延する際は、まず、ロール1の交差角
γ、傾斜角βおよびロール位置Rgを設定する。ロール
1の交差角γおよび傾斜角βは、継目無管の製造の際に
通常設定される角度でよい。例えば、ロール1の交差角
γは0〜5度程度、傾斜角βは3〜10度程度である。
ロール位置Rgは、シャフト用部材10に要求される外
径ODに基づいて設定される。
When the material 20 is rolled by the three-roll type tilt rolling machine having such a structure, first, the intersection angle γ, the tilt angle β and the roll position Rg of the roll 1 are set. The crossing angle γ and the inclination angle β of the roll 1 may be the angles that are usually set when manufacturing the seamless pipe. For example, the cross angle γ of the roll 1 is about 0 to 5 degrees, and the inclination angle β is about 3 to 10 degrees.
The roll position Rg is set based on the outer diameter OD 1 required for the shaft member 10.
【0042】また、所定の外径dmのマンドレルバー2
を、スラストブロック3に連結する。マンドレルバー2
の外径dmは、シャフト用部材10の中空部10aに要
求される内径IDに基づいて決める。
Further, the mandrel bar 2 having a predetermined outer diameter dm
Is connected to the thrust block 3. Mandrel bar 2
The outer diameter dm is determined based on the inner diameter ID 1 required for the hollow portion 10a of the shaft member 10.
【0043】その後、所定の温度に加熱された素材20
の中実部20bを圧延先端側とし、スラストブロック3
を図4に示す白抜き矢印の方向に移動(以下、この方向
への移動を前進と表す)させてマンドレルバー2を前記
素材20の中空部20aに挿入する。そして、マンドレ
ルバー2の先端が中空部20aの底に達した後、さらに
スラストブロック3を前進させて、素材20を前進させ
る。
Then, the material 20 heated to a predetermined temperature
The solid portion 20b of the thrust block 3 is set to the rolling tip side.
Is moved in the direction of the white arrow shown in FIG. 4 (hereinafter, the movement in this direction is referred to as forward movement) to insert the mandrel bar 2 into the hollow portion 20a of the material 20. Then, after the tip of the mandrel bar 2 reaches the bottom of the hollow portion 20a, the thrust block 3 is further advanced to advance the material 20.
【0044】素材20は、その先端がロール1の入口面
1bに噛み込まれ、それ以降はロール1の回転により回
転しながら前進し、中実部20bから縮径加工が開始さ
れる。
The tip of the raw material 20 is bitten by the inlet surface 1b of the roll 1, and thereafter, the raw material 20 is rotated and moved forward by the rotation of the roll 1, and the diameter reduction processing is started from the solid portion 20b.
【0045】スラストブロック3は、縮径加工が開始さ
れた後も前進させて、マンドレルバー2を素材20とと
もに前進させる。これにより、素材20の中実部20b
にはロール1により縮径加工が施され、その後中空部2
0aにはロール1とマンドレルバー2とにより縮径加工
と減肉加工とが施される。中空部20aの加工が開始さ
れた時点以降は、スラストブロック3を前進させてマン
ドレルバー2を圧延中の素材20の前進速度に応じて前
進させてもよく、停止させてもよい。しかし停止させる
と、中空部20aの減肉加工がマンドレルバー2の軸長
方向の一部分のみで行われることになり、マンドレルバ
ー2が部分的に摩耗する。そのため、寿命の面からマン
ドレルバー2を前進させるのがよい。マンドレルバー2
を停止させるときは、次の図6に示す内面規制工具を用
いるのが好ましい。
The thrust block 3 is advanced even after the diameter reducing process is started, and the mandrel bar 2 is advanced together with the material 20. Thereby, the solid portion 20b of the material 20
Is subjected to diameter reduction processing by a roll 1, and then the hollow portion 2
The roll 0 and the mandrel bar 2 are subjected to diameter reduction processing and wall thinning processing on 0a. After the time when the processing of the hollow portion 20a is started, the thrust block 3 may be advanced to advance the mandrel bar 2 according to the advance speed of the material 20 being rolled, or it may be stopped. However, when stopped, the hollow portion 20a is thinned only in a part of the mandrel bar 2 in the axial direction, and the mandrel bar 2 is partially worn. Therefore, it is preferable to advance the mandrel bar 2 in terms of life. Mandrel bar 2
It is preferable to use the inner surface regulation tool shown in FIG.
【0046】図6は、内面規制工具の他の例を示す側面
図である。同図に示す内面規制工具は、支持竿2aの先
端にプラグ2bが設けられた構造である。プラグ2b
は、前記マンドレルバー2の外径dmと同じ外径で、前
記ロール1により中空部20bが圧延される領域程度の
長さである。このような構造とすると、プラグ2bを例
えば熱間工具鋼とし、支持竿は炭素鋼とすることができ
る。
FIG. 6 is a side view showing another example of the inner surface regulation tool. The inner surface regulation tool shown in the figure has a structure in which a plug 2b is provided at the tip of a support rod 2a. Plug 2b
Is an outer diameter that is the same as the outer diameter dm of the mandrel bar 2 and is about the length of the region where the hollow portion 20b is rolled by the roll 1. With such a structure, the plug 2b can be, for example, hot work tool steel, and the support rod can be carbon steel.
【0047】なお、上記の中空部20aの加工時にマン
ドレルバー2またはプラグ2bの表面に焼付が生じるお
それがある場合は、これらの表面に予め潤滑剤を塗布し
ておくのがよい。素材20はこのようにして圧延され、
図1に示す中空部10aの一端側に中実部10bを備え
るシャフト用部材10とされる。圧延が終了すると、マ
ンドレルバー2をシャフト用部材10の中空部10aか
ら引き抜く。
If the surface of the mandrel bar 2 or the plug 2b may be seized during the processing of the hollow portion 20a, it is preferable to apply a lubricant to these surfaces in advance. The material 20 is rolled in this way,
The shaft member 10 includes a solid portion 10b on one end side of the hollow portion 10a shown in FIG. When the rolling is completed, the mandrel bar 2 is pulled out from the hollow portion 10a of the shaft member 10.
【0048】ところで、前記の3ロール式傾斜圧延機に
よる圧延では、素材20は、パスラインXの廻りに設け
られた3個のロール1に接して圧延される。そのため、
素材20の軸に直角な断面において、圧延途中の素材2
0のロール1に接していない部分は外方へ膨らむ。
By the way, in the rolling by the above-mentioned three-roll type inclined rolling mill, the raw material 20 is rolled in contact with the three rolls 1 provided around the pass line X. for that reason,
In the cross section perpendicular to the axis of the material 20, the material 2 being rolled
The part of the roll 0 which is not in contact with the roll 1 bulges outward.
【0049】この膨らみが大きくなると、ロール1への
噛み込み角度が大きくなって、圧延途中の素材20とロ
ール1との間にスリップが生じるおそれがある。また、
中空部20bでは、圧延が不安定になって偏心運動し、
圧延されたシャフト用部材10の中空部10aの偏肉が
大きくなるおそれがある。
If this bulge becomes large, the angle of biting into the roll 1 becomes large, and slippage may occur between the material 20 and the roll 1 during rolling. Also,
In the hollow portion 20b, rolling becomes unstable and eccentric movement occurs,
The uneven thickness of the hollow portion 10a of the rolled shaft member 10 may increase.
【0050】そのため、圧延の際は、下記(1)式で規
定される外径圧下率Bを50%以下とすると共に、下記
(2)式で規定される中空部の断面減少率Cを80%以
下とする。
Therefore, during rolling, the outer diameter reduction rate B defined by the following equation (1) is set to 50% or less, and the cross-sectional reduction rate C of the hollow portion defined by the following equation (2) is set to 80. % Or less.
【0051】 B(%)=100・(OD−OD)/OD ・・・(1) C(%)=100・(A−A)/A ・・・(2) ここで、A=(OD −ID ) A=(OD −ID ) なお、上記式中のOD、OD、IDおよびID
は、図1および図2で説明した寸法の記号を示す。
B (%) = 100 · (OD 2 −OD 1 ) / OD 2 ... (1) C (%) = 100 · (A 2 −A 1 ) / A 2 ... (2) Here Where A 2 = (OD 2 2 −ID 2 2 ) A 1 = (OD 1 2 −ID 1 2 ) Note that OD 2 , OD 1 , ID 2 and ID 1 in the above formula.
Indicates the symbol of the dimension described in FIGS. 1 and 2.
【0052】外径圧下率Bおよび中空部の断面減少率C
の上限を、上記のようにするのは、次の試験をおこなっ
た結果から得られたものである。すなわち、図3〜図5
で説明した3ロール式傾斜圧延機による圧延法により、
素材20をシャフト用部材10に圧延した。素材20の
寸法、シャフト用部材の寸法および圧延条件を表1に示
す。また結果を表2に示す。
Outer diameter rolling reduction B and hollow area reduction C
The above upper limit of is obtained from the results of the following tests. That is, FIGS.
By the rolling method with the 3-roll type inclined rolling mill described in
The material 20 was rolled into the shaft member 10. Table 1 shows the dimensions of the raw material 20, the dimensions of the shaft member, and the rolling conditions. The results are shown in Table 2.
【0053】[0053]
【表1】 [Table 1]
【0054】[0054]
【表2】 [Table 2]
【0055】なお、表2の圧延状況の欄において、〇印
は問題なく圧延できた場合で、×印は圧延途中で停止し
た場合である。また、偏肉発生状況の欄において、〇印
はシャフト用部材の中空部10aの偏肉率が素材20の
中空部20aの偏肉率以下の場合で、×印はシャフト用
部材の中空部の10aの偏肉が素材20の中空部20a
の偏肉率より大きくなった場合である。ここで、偏肉率
は、中空部10aの周方向の最大肉厚と最小肉厚との差
を周方向の平均肉厚で除した値を%表示したものであ
る。
In the column of rolling conditions in Table 2, ∘ indicates that rolling was possible without problems, and x indicates that the rolling was stopped during rolling. In the column of occurrence of uneven thickness, ◯ indicates that the uneven thickness ratio of the hollow portion 10a of the shaft member is equal to or less than the uneven thickness ratio of the hollow portion 20a of the material 20, and x indicates the hollow portion of the shaft member. The uneven thickness of 10a is the hollow portion 20a of the material 20.
This is the case when it becomes larger than the uneven thickness ratio of. Here, the uneven thickness ratio is a value obtained by dividing the difference between the maximum wall thickness and the minimum wall thickness in the circumferential direction of the hollow portion 10a by the average wall thickness in the circumferential direction, which is expressed in%.
【0056】表2より圧延材の外径圧下率Bが50%を
超えると圧延が停止し、また、中空部の断面減少率Cが
80%を超えると圧延が停止するとともに、偏肉率が増
加していることがわかる。
From Table 2, when the rolling reduction of the outer diameter B of the rolled material exceeds 50%, the rolling stops, and when the cross-sectional reduction rate C of the hollow portion exceeds 80%, the rolling stops and the uneven thickness ratio increases. You can see that it is increasing.
【0057】したがって、素材20をシャフト用部材1
0に圧延する際の外径圧下率Bが50%を超えるか、ま
たは中空部の断面減少率Cが80%を超える場合は、こ
れらを超えない範囲の外径圧下率Bおよび断面減少率C
で複数回の圧延をおこなうのがよい。
Therefore, the material 20 is used as the shaft member 1
When the outer diameter reduction rate B when rolling to 0 exceeds 50% or the cross-sectional reduction rate C of the hollow portion exceeds 80%, the outer diameter reduction rate B and the cross-sectional reduction rate C within the range not exceeding these
It is better to carry out rolling multiple times.
【0058】この3ロール式傾斜圧延機を用いた圧延方
法では、素材20の圧延中に、ロール1のロール位置R
gを中実部20bと中空部20aとの境界部で変化させ
れば、外径ODが中空部10aと中実部10bとで異
なるシャフト用部材10を製造することができる。すな
わち、中実部10bが強度面で余裕があるときは中実部
10bを小径とし、中空部20aが強度面で余裕がある
ときは中空部10aを小径として、さらに軽量化を図る
ことができる。
In the rolling method using this 3-roll type inclined rolling mill, the roll position R of the roll 1 is rolled during the rolling of the material 20.
By changing g at the boundary between the solid portion 20b and the hollow portion 20a, it is possible to manufacture the shaft member 10 in which the outer diameter OD 1 is different between the hollow portion 10a and the solid portion 10b. That is, when the solid portion 10b has a margin in strength, the solid portion 10b has a small diameter, and when the hollow portion 20a has a margin in strength, the hollow portion 10a has a small diameter to further reduce the weight. .
【0059】なお、上記の説明では、コーン型のロール
1を用いたが、ゴージ部1aより入側、出側の両端部に
向かうにしたがってロール径が小さくなる樽型(バレル
型)のロール1を用いてもよい。
Although the cone type roll 1 is used in the above description, the barrel type (barrel type) roll 1 has a roll diameter that decreases from the gorge portion 1a toward both the inlet and outlet sides. May be used.
【0060】また、傾斜圧延機として、パスラインXの
廻りに3個のロール1が設けられた3ロール式傾斜圧延
機について説明したが、パスラインXの廻りに4個のロ
ール1が設けられた4ロール式傾斜圧延機を採用しても
よい。ただし、ロール1の数が5個以上の傾斜圧延機で
は構造が複雑になって実用的でなくなる。一方、ロール
1の数が2個の傾斜圧延機では、中実部20bの圧延の
際に、所謂マンネスマン効果により、圧延されたシャフ
ト用部材10の中実部10bに内部欠陥が発生しやす
く、また2個のロール1に対してパスラインXの廻りに
90度異なった位置に設けられるガイドにより、焼付疵
が生じるおそれある。そのため、3ロール式または4ロ
ール式の傾斜圧延機を用いる。
Further, as the tilt rolling mill, the three-roll type tilt rolling mill in which the three rolls 1 are provided around the pass line X has been described, but four rolls 1 are provided around the pass line X. A 4-roll type inclined rolling mill may be adopted. However, an inclined rolling mill having five or more rolls 1 has a complicated structure and is not practical. On the other hand, in an inclined rolling mill having two rolls 1, an internal defect is likely to occur in the solid portion 10b of the rolled shaft member 10 due to the so-called Mannesmann effect during rolling of the solid portion 20b, Further, the guides provided at positions different by 90 degrees around the pass line X with respect to the two rolls 1 may cause seizure flaws. Therefore, a 3-roll type or 4-roll type inclined rolling mill is used.
【0061】孔型ロールによる圧延方法 この方法は、パスラインを挟んで例えば上下に対向して
設けられた1対の孔型ロールにより、素材20をシャフ
ト用部材10に圧延する方法である。
Rolling Method Using Hole Rolls This method is a method in which the material 20 is rolled onto the shaft member 10 by a pair of hole rolls that are vertically opposed to each other with a pass line in between.
【0062】すなわち、前記図3〜図5で説明したパス
ラインの廻りに設けられた3個のコーン型のロールに替
えて、パスラインを挟んで上下に対向して設けられた1
対の孔型ロールを備えた圧延機を用いる。この孔型ロー
ルは、寸法の異なる複数の孔型がその軸方向に設けら
れ、回転駆動されるとともに上下ロールの間隔調整が可
能な構造である。
That is, instead of the three cone-shaped rolls provided around the pass line described with reference to FIGS. 3 to 5, the rolls are vertically opposed to each other with the pass line interposed therebetween.
A rolling mill equipped with a pair of hole rolls is used. This hole-type roll has a structure in which a plurality of hole-types having different sizes are provided in the axial direction thereof, and the hole-type roll is rotationally driven and the space between the upper and lower rolls can be adjusted.
【0063】このような圧延機により図2に示す素材2
0を図1に示すシャフト用部材10に圧延する際は、素
材20の外径ODからシャフト用部材10の外径OD
までの間の複数の孔型を備えるロールをセットして、
上下のロール間隔を調整し、また、シャフト用部材10
の中空部10aの内径IDに相当する外径dmのマン
ドレルバーをスラストブロックに連結する。その後、所
定の温度に加熱された素材20の中実部20bを圧延先
端側とし、スラストブロックを前進させてマンドレルバ
ーを前記素材20の中空部20aに挿入し、さらに、素
材20を前進させる。
Material 2 shown in FIG. 2 is produced by such a rolling mill.
When 0 is rolled into the shaft member 10 shown in FIG. 1, the outer diameter OD 2 of the material 20 to the outer diameter OD of the shaft member 10
Set a roll with multiple pore types between 1 and
The upper and lower roll intervals are adjusted, and the shaft member 10
A mandrel bar having an outer diameter dm corresponding to the inner diameter ID 1 of the hollow portion 10a is connected to the thrust block. Then, the solid portion 20b of the raw material 20 heated to a predetermined temperature is set to the rolling front side, the thrust block is advanced to insert the mandrel bar into the hollow portion 20a of the raw material 20, and the raw material 20 is further advanced.
【0064】素材20は、その先端がロールに設けられ
た複数の孔型のうちの1つの孔型に噛み込まれ、それ以
降はロールの回転により前進し、中実部20bから順に
縮径加工される。この間、スラストブロックも前進させ
て、マンドレルバーを素材20とともに前進させる。1
つの孔型による縮径加工が終了すると、素材20をマン
ドレルバーと共に後退させ、素材20、マンドレルバー
およびスラストブロックを前記の孔型より径の小さい孔
型の部分に横移動させた後、この孔型により素材20を
圧延する。これを繰り返す。
The end of the material 20 is bitten into one of a plurality of hole types provided on the roll, and thereafter, the material 20 is advanced by rotation of the roll, and the diameter is reduced in order from the solid portion 20b. To be done. During this time, the thrust block is also advanced, and the mandrel bar is advanced together with the material 20. 1
When the diameter reduction processing with one hole die is completed, the material 20 is retracted together with the mandrel bar, and the material 20, the mandrel bar and the thrust block are laterally moved to a portion of the hole die having a smaller diameter than the above hole die, The material 20 is rolled by the mold. Repeat this.
【0065】この繰り返し圧延の際に、中実部20bお
よび中空部20aが縮径加工され、また中空部20aの
内面がマンドレルバーに接触した後は、中空部20aが
減肉加工される。所定の外径までの圧延が終了すると、
マンドレルバーをシャフト用部材10の中空部10aか
ら引き抜く。
During the repeated rolling, the solid portion 20b and the hollow portion 20a are reduced in diameter, and after the inner surface of the hollow portion 20a contacts the mandrel bar, the hollow portion 20a is thinned. When rolling to the predetermined outer diameter is completed,
The mandrel bar is pulled out from the hollow portion 10a of the shaft member 10.
【0066】ダイスによる引抜きまたは押し抜き方法 この方法は、パスライン上に設けられたダイスにより、
素材20をシャフト用部材10に引抜き加工する方法で
ある。
Method of drawing or pushing out with a die This method uses a die provided on the pass line to
This is a method of drawing the material 20 into the shaft member 10.
【0067】すなわち、前記図3〜図5で説明したパス
ラインの廻りに設けられた3個のコーン型のロールに替
えて、パスライン上に1個のダイスが設けられ、かつ、
ダイスの出側にパスラインに沿って移動するチャックを
備えた引抜き装置を用いる。
That is, one die is provided on the pass line instead of the three cone type rolls provided around the pass line described with reference to FIGS. 3 to 5, and
A drawing device equipped with a chuck that moves along the pass line on the exit side of the die is used.
【0068】このような引抜き装置により図2に示す素
材20を図1に示すシャフト用部材10に引抜き加工す
る際は、シャフト用部材10の外径ODに相当する内
径寸法のダイスと、シャフト用部材10の中空部10a
の内径IDに相当する外径dmのマンドレルバーを引
き抜き装置にセットする。その後、内外面に潤滑皮膜が
形成された素材20の中実部20bを引抜き先端側と
し、スラストブロックを前進させてマンドレルバーを前
記素材20の中空部20aに挿入する。そして、マンド
レルバーの先端が中空部20aの底に達した後、さらに
スラストブロックを前進させて、素材20をダイスに押
し込み、中実部20bの先端をダイスの出側まで突き出
して掴み部を形成する。その後、この掴み部をチャック
で掴み、チャックにより素材20をダイスから引き抜
く。
When the material 20 shown in FIG. 2 is drawn into the shaft member 10 shown in FIG. 1 by such a drawing device, a die having an inner diameter corresponding to the outer diameter OD 1 of the shaft member 10 and a shaft are used. Hollow part 10a of the member 10
The mandrel bar having the outer diameter dm corresponding to the inner diameter ID 1 of 1 is set in the drawing device. After that, the solid portion 20b of the material 20 having the lubricating coating formed on the inner and outer surfaces is pulled out to the leading end side, and the thrust block is advanced to insert the mandrel bar into the hollow portion 20a of the material 20. Then, after the tip of the mandrel bar reaches the bottom of the hollow portion 20a, the thrust block is further advanced to push the material 20 into the die, and the tip of the solid portion 20b is projected to the exit side of the die to form a grip portion. To do. After that, the gripping portion is gripped by a chuck, and the material 20 is pulled out from the die by the chuck.
【0069】引抜き中は、スラストブロックを前進させ
てマンドレルバーを圧延中の素材20の前進速度に応じ
て前進させてもよく、停止させてもよい。停止させる場
合は、前記図6と同じ構造の支持竿2aの先端にプラグ
2bが設けられた内面規制工具を用いるのが好ましい。
During drawing, the thrust block may be advanced to advance the mandrel bar according to the advance speed of the material 20 being rolled, or it may be stopped. When stopping, it is preferable to use an inner surface restricting tool having a plug 2b at the tip of the supporting rod 2a having the same structure as that in FIG.
【0070】これにより、中実部20bが縮径加工さ
れ、中空部20aは縮径加工と減肉加工される。引抜き
加工が終了すると、マンドレルバーをシャフト用部材1
0の中空部10aから引き抜く。
As a result, the solid portion 20b is reduced in diameter, and the hollow portion 20a is reduced in diameter and reduced in thickness. When the drawing process is completed, attach the mandrel bar to the shaft member 1.
0 from the hollow portion 10a.
【0071】この引抜き加工方法では、素材20をシャ
フト用部材10とするのに必要とされる加工度(外径圧
下率Bおよび中空部の断面減少率C)が小さい場合は、
1回おこなえばよく、必要とされる加工度が大きい場合
は、複数回おこなえばよい。引抜き加工の際の外径圧下
率Bおよび中空部の断面減少率Cの上限は、素材20の
強度、装置の引抜き力、素材20とダイスとの間の潤滑
係数などにより決まる。
In this drawing method, when the workability (outer diameter reduction rate B and hollow section reduction rate C) required to form the material 20 into the shaft member 10 is small,
It may be performed once, and may be performed a plurality of times when the required degree of processing is large. The upper limits of the outer diameter reduction rate B and the cross-section reduction rate C of the hollow portion during the drawing process are determined by the strength of the material 20, the drawing force of the apparatus, the lubrication coefficient between the material 20 and the die, and the like.
【0072】前記の説明では、素材20の内外面に潤滑
皮膜を予め形成したが、引抜き加工中に例えば潤滑油を
ダイスおよびマンドレルバーに供給してもよい。また、
素材20をダイス中に押し込んで掴み部を形成したが、
ダイスのベアリング径より小径の掴み部を素材20の中
実部20bの先端に予め形成してもよい。
In the above description, the lubricating film is formed in advance on the inner and outer surfaces of the material 20, but, for example, lubricating oil may be supplied to the die and the mandrel bar during the drawing process. Also,
The material 20 was pushed into the die to form the grip,
A grip portion having a diameter smaller than the bearing diameter of the die may be formed in advance at the tip of the solid portion 20b of the material 20.
【0073】さらに、パスラインに沿って移動するチャ
ックを省略し、マンドレルバーを介してスラストブロッ
クにより素材20をダイス中から押し抜い区方法でもよ
い。 ロールによる押抜き方法 この方法は、パスライン上に直列に設けられた複数の孔
型ロールにより、素材20をシャフト用部材10に押抜
き加工する方法である。
Further, the chuck which moves along the path line may be omitted, and the material 20 may be pushed out from the die by a thrust block through a mandrel bar. Punching Method by Roll This method is a method of punching the material 20 into the shaft member 10 by using a plurality of hole-shaped rolls provided in series on the pass line.
【0074】すなわち、前記図3〜図5で説明したパス
ラインの廻りに設けられた3個のコーン型のロールに替
えて、パスラインを挟んで対向する孔型ロール対をパス
ラインに沿って複数設けられた構造の押抜き装置を用い
る。複数の孔型ロールはその孔型径がパスライン下流側
ほど小さく、また回転駆動されない。
That is, instead of the three cone type rolls provided around the pass line described with reference to FIGS. 3 to 5, a pair of hole type rolls facing each other with the pass line interposed therebetween are provided along the pass line. A punching device having a plurality of structures is used. The plurality of hole type rolls have smaller hole type diameters on the downstream side of the pass line and are not driven to rotate.
【0075】このような押抜き装置により図2に示す素
材20を図1に示すシャフト用部材10に押抜き加工す
る際は、素材20の外径ODからシャフト用部材10
の外径ODまでの間の複数の径の孔型ロールをセット
して、上下のロール間隔を調整し、また、シャフト用部
材10の中空部10aの内径IDに相当する外径dm
のマンドレルバーをスラストブロックに連結する。その
後、素材20の中実部20bを圧延先端側とし、スラス
トブロックを前進させてマンドレルバーを前記素材20
の中空部20aに挿入する。そして、マンドレルバーの
先端が中空部20aの底に達した後、さらにスラストブ
ロックを前進させて、素材10を複数の孔型ロールを通
過させて押抜く。これにより、中実部20bが縮径加工
され、中空部20aは縮径加工と減肉加工される。
When the material 20 shown in FIG. 2 is punched into the shaft member 10 shown in FIG. 1 by such a punching device, the shaft member 10 is cut from the outer diameter OD 2 of the material 20.
Outer diameter OD 1 of a plurality of diameter rolls is set to adjust the upper and lower roll intervals, and the outer diameter dm corresponding to the inner diameter ID 1 of the hollow portion 10 a of the shaft member 10.
Connect the mandrel bar of to the thrust block. Then, the solid portion 20b of the material 20 is set to the rolling front side, and the thrust block is advanced to move the mandrel bar to the material 20.
It is inserted in the hollow portion 20a of the. Then, after the tip of the mandrel bar reaches the bottom of the hollow portion 20a, the thrust block is further advanced to push the material 10 through a plurality of hole-shaped rolls. As a result, the solid portion 20b is reduced in diameter, and the hollow portion 20a is reduced in diameter and reduced in thickness.
【0076】押抜きが終了すると、マンドレルバーをシ
ャフト用部材10の中空部10aから引き抜く。なお、
この場合も、複数回の押抜き加工をおこなってもよい。
When the punching is completed, the mandrel bar is pulled out from the hollow portion 10a of the shaft member 10. In addition,
Also in this case, the punching process may be performed plural times.
【0077】以上説明した〜の方法のうち、の傾
斜ロールによる圧延方法は、素材20がその軸心周りに
回転しながらロール1とマンドレルバー2とにより減肉
加工されるため、素材20の製造の際に生じた偏肉が矯
正されるという効果がある。そのため、本発明における
縮径加工には、の傾斜ロールによる圧延法が好まし
い。しかし、〜の方法でも良く、他の縮径加工方法
であってもよい。
Among the methods (1) to (4) described above, in the rolling method using the inclined roll, since the material 20 is thinned by the roll 1 and the mandrel bar 2 while rotating around the axis, the material 20 is manufactured. There is an effect that uneven thickness generated at the time of is corrected. Therefore, the rolling method using the inclined roll is preferable for the diameter reduction processing in the present invention. However, the method of ~ may be used, or another method of reducing the diameter may be used.
【0078】上記の説明は、素材20の中空部20aに
減肉加工を伴う縮径加工を施し、中実部20bに縮径加
工を施す場合である。しかし、中実部20bに縮径加工
を施さなくてもよい場合がある。
The above description is for the case where the hollow portion 20a of the material 20 is subjected to the diameter reduction processing accompanied by the thickness reduction processing, and the solid portion 20b is subjected to the diameter reduction processing. However, there are cases where it is not necessary to reduce the diameter of the solid portion 20b.
【0079】すなわち、中実部10bの外径が中空部1
0aの外径より大きいシャフト用部材を製造する場合で
ある。この場合は、シャフト用部材の中実部10bの外
径に等しい全長等径の図2に示す素材20を用い、素材
20の中空部のみに減肉加工を伴う縮径加工を施せばよ
い。この場合は、前記、またはの間隔調整可能な
ロールを備えた装置を用い、中実部20bが通過後ロー
ル間隔を所定の間隔に調整して中空部20aに減肉加工
を伴う縮径加工を施す。また、中空部10aの外径と中
実部10bの外径が等しい図1のシャフト用部材を製造
する場合であっても、中実部20bの外径がシャフト用
部材の中実部10bの外径と等しく、中空部20aの外
径がこれより大きい素材を用いる場合は、素材20の中
空部20aのみに減肉加工を伴う縮径加工を施せばよ
い。この場合は前記〜の方法を採用することができ
る。
That is, the outer diameter of the solid portion 10b is the hollow portion 1
This is a case where a shaft member having an outer diameter larger than 0a is manufactured. In this case, the material 20 shown in FIG. 2 having the same length as the outer diameter of the solid portion 10b of the shaft member may be used, and only the hollow portion of the material 20 may be subjected to the diameter reduction process accompanied by the thickness reduction process. In this case, using the above-mentioned or a device provided with a roll whose interval can be adjusted, after the solid part 20b passes, the roll interval is adjusted to a predetermined interval to reduce the diameter of the hollow part 20a. Give. Even when manufacturing the shaft member of FIG. 1 in which the outer diameter of the hollow portion 10a and the outer diameter of the solid portion 10b are the same, the outer diameter of the solid portion 20b is the same as that of the solid portion 10b of the shaft member. When a material having an outer diameter equal to the outer diameter and an outer diameter of the hollow portion 20a larger than this is used, only the hollow portion 20a of the material 20 may be subjected to a diameter reduction process accompanied by a thickness reduction process. In this case, the above methods (1) to (4) can be adopted.
【0080】[0080]
【実施例】〔実施例1〕図3〜図5に示す3ロール式傾
斜圧延機による圧延法により、シャフト用部材10を5
0本製造した。素材20の条件、圧延条件およびシャフ
ト用部材の寸法を表3に示す。
EXAMPLE 1 A shaft member 10 was formed into 5 by a rolling method using a 3-roll type inclined rolling mill shown in FIGS.
0 pieces were manufactured. Table 3 shows the conditions of the material 20, the rolling conditions, and the dimensions of the shaft member.
【0081】[0081]
【表3】 [Table 3]
【0082】その後圧延されたシャフト用部材10の中
空部10aの端部から40mmの位置から中空部10a
の中間部の位置までの偏肉率を調査した。
Then, the hollow portion 10a is rolled 40 mm from the end of the hollow portion 10a of the shaft member 10.
The uneven thickness ratio up to the middle position was investigated.
【0083】また、比較例として、外径30mm、長さ
850mmのJIS S45Cからなる中実材を50本
準備し、径20mm、長さ1000mmのドリルによ
り、長さ540mmの中空部を形成してシャフト用部材
とし、前記と同様に偏肉率を調査した。
As a comparative example, 50 solid materials made of JIS S45C having an outer diameter of 30 mm and a length of 850 mm were prepared, and a hollow portion having a length of 540 mm was formed by a drill having a diameter of 20 mm and a length of 1000 mm. As a shaft member, the uneven thickness ratio was investigated in the same manner as above.
【0084】その結果、偏肉率が5%を超えるシャフト
用部材の発生率は、本発明例では0%であったのに対し
比較例では12%であった。
As a result, the rate of occurrence of the shaft member having a wall thickness deviation of more than 5% was 0% in the present invention example, whereas it was 12% in the comparative example.
【0085】〔実施例2〕図3〜図5に示す3ロール式
傾斜圧延機による圧延法により、シャフト用部材10を
50本製造した。素材20の条件、圧延条件およびシャ
フト用部材の寸法を表4に示す。
Example 2 Fifty shaft members 10 were manufactured by a rolling method using a 3-roll type inclined rolling mill shown in FIGS. 3 to 5. Table 4 shows the conditions of the material 20, the rolling conditions, and the dimensions of the shaft member.
【0086】[0086]
【表4】 [Table 4]
【0087】その後圧延されたシャフト用部材10の中
空部10aの端部から40mmの位置から中空部10a
の中間部の位置までの偏肉率を調査した。
Thereafter, the hollow portion 10a is rolled from a position 40 mm from the end of the hollow portion 10a of the shaft member 10 which is rolled.
The uneven thickness ratio up to the middle position was investigated.
【0088】また、比較例として、外径30mm、長さ
1455mmのJIS S45Cからなる中実材を50
本準備し、径20mm、長さ1200mmのドリルによ
り、長さ920mmの中空部を形成してシャフト用部材
とし、前記と同様に偏肉率を調査した。
As a comparative example, 50 solid materials made of JIS S45C having an outer diameter of 30 mm and a length of 1455 mm are used.
This preparation was performed, and a hollow portion having a length of 920 mm was formed with a drill having a diameter of 20 mm and a length of 1200 mm to form a shaft member, and the uneven thickness ratio was investigated in the same manner as described above.
【0089】その結果、偏肉率が5%を超えるシャフト
用部材の発生率は、本発明例では4%であったのに対し
比較例では30%であった。
As a result, the rate of occurrence of the shaft member having a wall thickness deviation of more than 5% was 4% in the present invention example, while it was 30% in the comparative example.
【0090】〔実施例3〕図3〜図5に示す3ロール式
傾斜圧延機による圧延法により、シャフト用部材10を
50本製造した。素材20の条件、圧延条件およびシャ
フト用部材の寸法を表5に示す。
Example 3 Fifty shaft members 10 were manufactured by a rolling method using a three-roll tilt rolling mill shown in FIGS. 3 to 5. Table 5 shows the conditions of the raw material 20, the rolling conditions, and the dimensions of the shaft member.
【0091】[0091]
【表5】 [Table 5]
【0092】その後圧延されたシャフト用部材10の中
空部10aの端部から40mmの位置から中空部10a
の中間部の位置までの偏肉率を調査した。
Thereafter, the hollow portion 10a is rolled from a position 40 mm from the end of the hollow portion 10a of the shaft member 10 rolled.
The uneven thickness ratio up to the middle position was investigated.
【0093】また、比較例として、外径30mm、長さ
830mmのJIS S45Cからなる中実材を50本
準備し、径24mm、長さ1200mmのドリルによ
り、長さ500mmの中空部を形成してシャフト用部材
とし、前記と同様に偏肉率を調査した。
As a comparative example, 50 solid materials made of JIS S45C having an outer diameter of 30 mm and a length of 830 mm were prepared, and a hollow portion having a length of 500 mm was formed by a drill having a diameter of 24 mm and a length of 1200 mm. As a shaft member, the uneven thickness ratio was investigated in the same manner as above.
【0094】その結果、偏肉率が5%を超えるシャフト
用部材の発生率は、本発明例では0%であったのに対し
比較例では10%であった。
As a result, the rate of occurrence of the shaft member having a thickness deviation ratio of more than 5% was 0% in the inventive example, whereas it was 10% in the comparative example.
【0095】[0095]
【発明の効果】この発明の方法によれば、一端側に中実
部を備える中空部材を、偏肉が小さくかつ歩留まりよく
製造することができる。そのため、特に小径のシャフト
用部材の製造に適する。
According to the method of the present invention, a hollow member having a solid portion on one end side can be manufactured with a small uneven thickness and a high yield. Therefore, it is particularly suitable for manufacturing a shaft member having a small diameter.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の方法で製造されるシャフト用部材の形
状の一例を示す部分断面側面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view showing an example of the shape of a shaft member manufactured by the method of the present invention.
【図2】本発明で用いられる素材の形状を示す部分断面
側面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional side view showing the shape of a material used in the present invention.
【図3】3ロール式傾斜圧延機による圧延の状態を説明
する模式図で、傾斜圧延機の入側からみた正面図であ
る。
FIG. 3 is a schematic view for explaining a state of rolling by a 3-roll type inclined rolling mill, and is a front view seen from the entrance side of the inclined rolling mill.
【図4】図3のア−ア断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG.
【図5】図4のイ−イ矢視図である。FIG. 5 is a view on arrow EE of FIG.
【図6】内面規制工具の他の例を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing another example of the inner surface regulation tool.
【符号の説明】 1:ロール、 2:マンドレルバー(内面規制工具)、 3:スラストブロック、 10:シャフト用部材、 10a:中空部、 10b:中実部、 20:素材、 20a:中空部、 20b:中実部。[Explanation of symbols] 1: roll, 2: Mandrel bar (inner surface control tool), 3: Thrust block, 10: shaft member, 10a: hollow part, 10b: solid part, 20: Material, 20a: hollow part, 20b: Solid part.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B21D 53/88 B21D 53/88 Z (72)発明者 下田 一宗 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 Fターム(参考) 3J033 AA01 AB03 AC01 BA01 BA07 4E028 EA07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) // B21D 53/88 B21D 53/88 Z (72) Inventor Kazushi Shimoda 4 Kitahama, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 5th to 33rd Sumitomo Metal Industries, Ltd. F term (reference) 3J033 AA01 AB03 AC01 BA01 BA07 4E028 EA07

Claims (3)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】中空部の軸方向の一端側に中実部を備える
    素材の前記中空部に内面規制工具を挿入し、少なくとも
    中空部に減肉加工が伴う縮径加工を施すことを特徴とす
    る一端側に中実部を備える中空部材の製造方法。
    1. An inner surface restricting tool is inserted into the hollow portion of a material having a solid portion on one end side in the axial direction of the hollow portion, and at least the hollow portion is subjected to diameter reduction processing accompanied by wall thinning processing. A method of manufacturing a hollow member having a solid portion on one end side thereof.
  2. 【請求項2】前記の加工を、パスラインの廻りに3個ま
    たは4個のロールが設けられた傾斜圧延機により熱間に
    て施す請求項1に記載の一端側に中実部を備える中空部
    材の製造方法。
    2. The hollow having a solid portion on one end side according to claim 1, wherein the processing is carried out hot by an inclined rolling mill provided with three or four rolls around a pass line. A method of manufacturing a member.
  3. 【請求項3】前記の加工を、パスラインの廻りに3個の
    ロールが設けられた傾斜圧延機により下記(1)式で規
    定される外径圧下率Bが50%以下でかつ下記(2)式
    で規定される中空部の断面減少率Cが80%以下の条件
    で施す請求項2に記載の一端側に中実部を備える中空部
    材の製造方法。 B(%)=100・(OD−OD)/OD ・・・(1) C(%)=100・(A−A)/A ・・・(2) ここで、A=(OD −ID ) A=(OD −ID ) ただし、OD:素材の外径(mm) OD:加工後の外径(mm) ID:素材の内径(mm) ID:加工後の内径(mm)
    3. The above-mentioned processing is carried out by using an inclined rolling mill having three rolls provided around a pass line so that an outer diameter reduction ratio B defined by the following formula (1) is 50% or less and the following (2) The method for manufacturing a hollow member having a solid portion on one end side according to claim 2, wherein the cross-sectional reduction rate C of the hollow portion defined by the formula is 80% or less. B (%) = 100 · ( OD 2 -OD 1) / OD 2 ··· (1) C (%) = 100 · (A 2 -A 1) / A 2 ··· (2) where, A 2 = (OD 2 2 −ID 2 2 ) A 1 = (OD 1 2 −ID 1 2 ) where OD 2 is the outer diameter of the material (mm) OD 1 is the outer diameter after processing (mm) ID 2 is the material Inside diameter (mm) ID 1 : Inside diameter after processing (mm)
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