JP2021049557A - Press punch, manufacturing method of seamless tube, and thickness deviation detection method of seamless tube - Google Patents

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Abstract

To provide a press punch, a manufacturing method of a seamless tube, and a thickness deviation detection method of the seamless tube, capable of suppressing degradation of a product such as the seamless tube.SOLUTION: A press punch 1 molds a billet 51 into a hollow billet 52 by pushing plug 5 attached to the tip of a core grid 4 into the billet 51 for seamless tube molding. The press punch 1 has a deviation detection part 10 for detecting a deviation Δσ of a circumferential position of compression stress σ in the axial direction of the core grid 4.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、プレス穿孔機、継目無管の製造方法、および、継目無管の偏肉検出方法に関する。 The present invention relates to a press punch, a method for manufacturing a seamless tube, and a method for detecting uneven thickness of a seamless tube.

従来、継目無管の製造方法として、ユジーン・セジュルネ製管法が知られている(例えば、特許文献1参照)。ユジーン・セジュルネ製管法では、一般に、押広げ穿孔工程および押出成形工程が実施される。 Conventionally, a Eugene-Sejurne pipe manufacturing method is known as a method for manufacturing a seamless pipe (see, for example, Patent Document 1). In the Eugene Sejurne pipe making method, a spreading drilling step and an extrusion molding step are generally carried out.

具体的には、押広げ穿孔工程では、円筒状または円柱状のビレットを加熱した後、このビレットをコンテナに装入し、軸状の芯金の先端にプラグが取り付けられた当該プラグをビレットに挿入して、円筒状または円柱状のビレットに所定の内径を有する円筒状の中空ビレットを得る。押出成形工程では、押広げ穿孔工程で得た中空ビレットを加熱した後、この中空ビレットをコンテナに装入し、ステムで中空ビレットを押して、中空ビレットをダイスとマンドレルとの隙間から押出すことで、所望の形状の継目無管(押出管)を得る。 Specifically, in the spreading and drilling process, after heating a cylindrical or columnar billet, the billet is charged into a container, and the plug with a plug attached to the tip of a shaft-shaped core metal is used as a billet. Insert to obtain a cylindrical hollow billet having a predetermined inner diameter in a cylindrical or cylindrical billet. In the extrusion molding process, after heating the hollow billet obtained in the expansion and drilling process, the hollow billet is charged into a container, the hollow billet is pushed by the stem, and the hollow billet is extruded from the gap between the die and the mandrel. , Obtain a seamless tube (extruded tube) of the desired shape.

特開平6−269844号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-269844

ビレットに対して上方からプラグを押し込むことによって穿孔することでビレットから中空ビレットを成形する場合には、図1に示すように、得られた中空ビレット100において、1次偏肉が生じることがある。中空ビレット100において1次偏肉が生じている状態とは、中空ビレット100の周方向の肉厚分布において、極大部100aおよび極小部100bがそれぞれ1箇所ずつ存在する状態のことをいう。中空ビレットにおいて1次偏肉が生じた場合には、その中空ビレットから得られる継目無管(押出管)においても1次偏肉が生じるおそれがある。すなわち、継目無管の品質が低下するおそれがある。しかしながら、ビレットへの穿孔時に1次偏肉を検出することは行われてない。 When a hollow billet is formed from a billet by perforating the billet by pushing a plug from above, a primary uneven thickness may occur in the obtained hollow billet 100 as shown in FIG. .. The state in which the primary uneven thickness occurs in the hollow billet 100 means a state in which the maximum portion 100a and the minimum portion 100b each exist in one place in the thickness distribution in the circumferential direction of the hollow billet 100. When a primary uneven thickness occurs in a hollow billet, there is a possibility that a primary uneven thickness may occur in a seamless pipe (extruded pipe) obtained from the hollow billet. That is, the quality of the seamless pipe may deteriorate. However, the primary uneven thickness is not detected when the billet is perforated.

そこで、本発明の目的の一つは、継目無管等の製品の品質低下を抑制することのできる、プレス穿孔機、継目無管の製造方法、および、継目無管の偏肉検出方法を提供することにある。 Therefore, one of the objects of the present invention is to provide a press punch, a method for manufacturing a seamless tube, and a method for detecting uneven thickness of a seamless tube, which can suppress deterioration of the quality of products such as a seamless tube. To do.

本発明は、下記を要旨とする。 The gist of the present invention is as follows.

(1)中空部材成形用の金属素材に、芯金の先端に取り付けられたプラグを押し込んで前記素材を中空ビレットに成形するプレス穿孔機であって、
前記芯金の軸方向における圧縮応力の円周位置における偏差を検出する偏差検出部を備えている、プレス穿孔機。
(1) A press drilling machine that pushes a plug attached to the tip of a core metal into a metal material for forming a hollow member to form the material into a hollow billet.
A press drilling machine including a deviation detection unit that detects a deviation of the compressive stress in the circumferential position of the core metal in the axial direction.

(2)前記偏差検出部は、前記圧縮応力を検出する素子を含み、
前記素子は、前記芯金の根元側部分において前記芯金の円周方向に離隔して複数配置されている、前記(1)に記載のプレス穿孔機。
(2) The deviation detecting unit includes an element for detecting the compressive stress.
The press punching machine according to (1), wherein a plurality of the elements are arranged apart from each other in the circumferential direction of the core metal at the root side portion of the core metal.

(3)前記偏差検出部は、前記偏差を判定する判定部をさらに備え、
前記判定部は、各前記素子で検出された前記圧縮応力の検出値を時系列に沿って記憶し、同一時刻における各前記素子での検出値の差分の最大値を前記偏差として用いる、前記(2)に記載のプレス穿孔機。
(3) The deviation detection unit further includes a determination unit for determining the deviation.
The determination unit stores the detected values of the compressive stress detected by each of the elements in chronological order, and uses the maximum value of the difference between the detected values of the elements at the same time as the deviation. The press punching machine according to 2).

(4)前記偏差検出部は、前記偏差を判定する判定部をさらに備え、
前記判定部は、前記偏差が所定のしきい値を超えたときに異常判定を行う、前記(1)〜(3)の何れか1項に記載のプレス穿孔機。
(4) The deviation detection unit further includes a determination unit for determining the deviation.
The press punching machine according to any one of (1) to (3) above, wherein the determination unit determines an abnormality when the deviation exceeds a predetermined threshold value.

(5)前記しきい値は、複数設定されており、
前記判定部は、複数の前記しきい値に対する前記偏差に応じた異常判定を行う、前記(4)に記載のプレス穿孔機。
(5) A plurality of the threshold values are set, and the threshold values are set.
The press punching machine according to (4), wherein the determination unit makes an abnormality determination according to the deviations with respect to the plurality of threshold values.

(6)前記しきい値としての所定の第1しきい値が規定されており、
前記判定部は、前記偏差が前記第1しきい値を超えた時に、前記プラグによる穿孔動作を停止させる、前記(5)に記載のプレス穿孔機。
(6) A predetermined first threshold value as the threshold value is defined.
The press punching machine according to (5), wherein the determination unit stops the drilling operation by the plug when the deviation exceeds the first threshold value.

(7)前記しきい値として、前記第1しきい値より小さい所定の第2しきい値が規定されており、
前記判定部は、前記偏差が、前記第2しきい値より大きく前記第1しきい値以下であるときに、前記中空ビレットの寸法精度異常を報知する、前記(6)に記載のプレス穿孔機。
(7) As the threshold value, a predetermined second threshold value smaller than the first threshold value is defined.
The press punching machine according to (6), wherein the determination unit notifies an abnormality in dimensional accuracy of the hollow billet when the deviation is larger than the second threshold value and equal to or less than the first threshold value. ..

(8)前記判定部は、前記素材に対する前記プラグの押し込み動作時において前記偏差が前記所定のしきい値を超えることが、複数の前記素材に対して連続して起こったとき、連続して異常が生じていることを報知する、前記(4)〜前記(7)の何れか1項に記載のプレス穿孔機。 (8) The determination unit continuously abnormally occurs when the deviation exceeds the predetermined threshold value in succession for a plurality of the materials during the pushing operation of the plug with respect to the material. The press punching machine according to any one of (4) to (7) above, which notifies that the above (4) to (7) has occurred.

(9)金属素材に、芯金の先端に取り付けられたプラグを押し込んで前記素材を中空ビレットに成形する際に、前記芯金の軸方向における圧縮応力の円周位置における偏差を検出し、
前記中空ビレットに押出成形を行うことで継目無管を形成する、継目無管の製造方法。
(9) When the plug attached to the tip of the core metal is pushed into the metal material to form the material into a hollow billet, the deviation of the compressive stress in the axial direction of the core metal at the circumferential position is detected.
A method for manufacturing a seamless tube, in which a seamless tube is formed by extrusion molding the hollow billet.

(10)前記偏差が、所定の第2しきい値より大きく所定の第1しきい値以下であるときには、前記中空ビレットの肉厚であって、円周方向の複数の位置における肉厚を測定し、
前記円周方向の複数の位置における前記肉厚の偏差が所定の規定範囲内であるときには、前記中空ビレットに前記押出成形を施し、
前記肉厚の偏差が前記規定範囲外であるときには、前記中空ビレットに切削加工を施した後に前記押出成形を施す、前記(9)に記載の継目無管の製造方法。
(10) When the deviation is larger than the predetermined second threshold value and equal to or less than the predetermined first threshold value, the wall thickness of the hollow billet is measured at a plurality of positions in the circumferential direction. And
When the deviation of the wall thickness at a plurality of positions in the circumferential direction is within a predetermined specified range, the hollow billet is extruded.
The seamless tube manufacturing method according to (9), wherein when the deviation in wall thickness is out of the specified range, the hollow billet is cut and then extruded.

(11)継目無管用の金属素材に、芯金の先端に取り付けられたプラグを押し込んで前記素材を中空ビレットに成形する際に、前記芯金の軸方向における圧縮応力の円周位置における偏差を検出する、継目無管の偏肉検出方法。 (11) When the plug attached to the tip of the core metal is pushed into the metal material for seamless pipe to form the material into a hollow billet, the deviation of the compressive stress in the axial direction of the core metal at the circumferential position is calculated. A method for detecting uneven thickness without a seam.

本発明によれば、継目無管等の製品の品質低下を抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress quality deterioration of products such as seamless pipes.

図1は、中空ビレットに生じる1次偏肉を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a primary uneven thickness generated in a hollow billet. 図2(A)は、ビレットの穿孔に用いられる芯金およびプラグの模式図であり、芯金が撓んでいる状態を示している。図2(B)は、芯金根元部近傍における、芯金の円周方向の各部における軸方向の圧縮応力の最大値と最小値との差(偏差)と、中空ビレットの偏肉率との関係を示す模式的なグラフである。FIG. 2A is a schematic view of a core metal and a plug used for drilling a billet, and shows a state in which the core metal is bent. FIG. 2B shows the difference (deviation) between the maximum value and the minimum value of the axial compressive stress in each part of the core metal in the circumferential direction in the vicinity of the core metal root portion, and the uneven thickness ratio of the hollow billet. It is a schematic graph which shows the relationship. 図3は、押広げ穿孔工程に用いられるプレス穿孔機と、穿孔途中のビレットと、中空ビレットの模式的な縦断面図である。FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view of a press punching machine used in the spreading drilling process, a billet in the middle of drilling, and a hollow billet. 図4は、下孔が形成されたビレットと、このビレットに押広げ穿孔工程が施される場合における、時間と各ひずみゲージの圧縮応力との関係を示す概念的なグラフである。FIG. 4 is a conceptual graph showing the relationship between the billet on which the pilot hole is formed and the time and the compressive stress of each strain gauge when the billet is subjected to the expansion drilling step. 図5は、押出成形工程を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing an extrusion molding process. 図6(A)は、偏差が所定の第2しきい値より大きく且つ所定の第1しきい値以下である場合における、時間と各ひずみゲージのうち最大の圧縮応力と最小の圧縮応力との関係を示す概念的なグラフである。図6(B)は、偏差が所定の第1しきい値を超えている場合における、時間と各ひずみゲージのうち最大の圧縮応力と最小の圧縮応力との関係を示す概念的なグラフである。FIG. 6A shows the time and the maximum compressive stress and the minimum compressive stress of each strain gauge when the deviation is larger than the predetermined second threshold value and equal to or less than the predetermined first threshold value. It is a conceptual graph showing the relationship. FIG. 6B is a conceptual graph showing the relationship between time and the maximum compressive stress and the minimum compressive stress of each strain gauge when the deviation exceeds a predetermined first threshold value. .. 図7(A)は、偏差が第2しきい値より大きく第1しきい値以下である場合における肉厚測定の様子を示す模式図である。図7(B)は、肉厚の偏差が許容範囲外であるときの中空ビレットの内面切削を示す模式図である。FIG. 7A is a schematic view showing a state of wall thickness measurement when the deviation is larger than the second threshold value and equal to or less than the first threshold value. FIG. 7B is a schematic view showing the inner surface cutting of the hollow billet when the deviation of the wall thickness is out of the permissible range.

以下、本発明の一実施形態に係るプレス穿孔機、継目無管の製造方法、および、継目無管の偏肉検出方法について説明する。 Hereinafter, a press punch, a method for manufacturing a seamless tube, and a method for detecting uneven thickness of a seamless tube according to an embodiment of the present invention will be described.

<本発明を想到するに至った経緯>
ユジーン・セルジュネ製管法では、前述したように、押広げ穿孔工程および押出成形工程が実施される。この押広げ穿孔工程では、円筒状または円柱状の加熱されたビレットが、軸状の芯金の先端に取り付けられたプラグを通されることで、円筒状の中空ビレットとなる。押広げ穿孔工程においては、芯金に取り付けられたプラグがビレット内に高い荷重で押し込まれる。このため、ビレットの向きに対して芯金およびプラグの向きが傾いていると、中空ビレットの1次偏肉が悪化し、継目無管の1次偏肉も悪化する。本願発明者は、このプラグの傾きに着目して鋭意研究を行った。その結果、以下の知見を得るに至った。
<Background to the idea of the present invention>
In the Eugene-Sergene pipe making method, as described above, the spreading drilling step and the extrusion molding step are carried out. In this spreading and drilling step, a cylindrical or cylindrical heated billet is passed through a plug attached to the tip of a shaft-shaped core metal to form a cylindrical hollow billet. In the spreading and drilling process, the plug attached to the core metal is pushed into the billet with a high load. Therefore, if the orientation of the core metal and the plug is tilted with respect to the orientation of the billet, the primary uneven thickness of the hollow billet deteriorates, and the primary uneven thickness of the seamless pipe also deteriorates. The inventor of the present application has conducted diligent research focusing on the inclination of this plug. As a result, the following findings were obtained.

図2(A)は、ビレット51の穿孔に用いられる芯金4およびプラグ5の模式図であり、芯金が撓んでいる状態を示している。図2(B)は、芯金根元部4b近傍における、芯金4の円周方向Cの各部における軸方向の圧縮応力σの最大値σmaxと最小値σminとの差(偏差Δσ)と、中空ビレット52の偏肉率との関係を示す模式的なグラフである。ここで、偏肉率とは、中空ビレット52における、{(肉厚最大値−肉厚最小値)/肉厚平均値}×100(%)である。なお、分母の肉厚平均値=(肉厚最大値+肉厚最小値)/2である。また、芯金先端部4aの撓み量とは、芯金4の軸方向から見た、芯金根元部4bの中心に対する芯金先端部4aの中心のビレット半径方向における最大偏心量をいう。 FIG. 2A is a schematic view of the core metal 4 and the plug 5 used for drilling the billet 51, and shows a state in which the core metal is bent. FIG. 2B shows the difference (deviation Δσ) between the maximum value σmax and the minimum value σmin of the axial compressive stress σ in each portion of the core metal 4 in the circumferential direction C in the vicinity of the core metal root portion 4b, and the hollow. It is a schematic graph which shows the relationship with the uneven thickness ratio of a billet 52. Here, the uneven wall ratio is {(maximum wall thickness value-minimum wall thickness value) / average wall thickness} × 100 (%) in the hollow billet 52. The average wall thickness of the denominator = (maximum wall thickness + minimum wall thickness) / 2. The amount of bending of the core metal tip portion 4a means the maximum amount of eccentricity in the billet radial direction of the center of the core metal tip portion 4a with respect to the center of the core metal root portion 4b as viewed from the axial direction of the core metal 4.

図2(B)のグラフは、穿孔実験によって得られた結果である。図2(B)のグラフからは、圧縮応力σの偏差σmax−σmin(すなわち偏差Δσ)が大きいと、偏肉率が大きくなることが分かる。これは、圧縮応力σの高い箇所に曲げ圧縮応力が作用し、圧縮応力σの低い箇所に曲げ引張応力が作用して、芯金4が撓むことにより、プラグ5が傾いた状態で穿孔されるためである。つまり、芯金4に撓みが生じているときには、芯金根元部4bにおいて、撓みによって最も縮んでいる箇所での圧縮応力σと、芯金根元部4bの他の箇所での圧縮応力σに偏差Δσが生じる。以上のことから、芯金4の円周方向における各部の軸方向の圧縮応力σに偏差Δσが生じていると、芯金4が撓んでいることが分かり、その結果、中空ビレット52の偏肉率の悪化も分かることとなる。本願発明者は、上記の知見を基に、本発明を想到した。 The graph of FIG. 2B is the result obtained by the drilling experiment. From the graph of FIG. 2B, it can be seen that the larger the deviation σmax−σmin (that is, the deviation Δσ) of the compressive stress σ, the larger the thickness deviation ratio. This is because the bending compressive stress acts on the part where the compressive stress σ is high, the bending tensile stress acts on the part where the compressive stress σ is low, and the core metal 4 bends, so that the plug 5 is drilled in a tilted state. Because. That is, when the core metal 4 is bent, there is a deviation between the compressive stress σ at the portion where the core metal root portion 4b is most contracted due to the bending and the compressive stress σ at the other portion of the core metal base portion 4b. Δσ is generated. From the above, it can be seen that the core metal 4 is bent when a deviation Δσ occurs in the axial compressive stress σ of each part in the circumferential direction of the core metal 4, and as a result, the uneven thickness of the hollow billet 52 is uneven. You can also see the deterioration of the rate. The inventor of the present application has conceived the present invention based on the above findings.

<実施形態の説明>
実施形態に係る継目無管の製造方法は、押広げ穿孔工程および押出成形工程を備える。図3は、押広げ穿孔工程を説明するための図である。
<Explanation of Embodiment>
The seamless pipe manufacturing method according to the embodiment includes a spreading drilling step and an extrusion molding step. FIG. 3 is a diagram for explaining a spreading and drilling process.

図3は、押広げ穿孔工程に用いられるプレス穿孔機1と、穿孔途中のビレット51と、中空ビレット52の模式的な縦断面図である。図3を参照して、本実施形態のプレス穿孔機1は、竪プレス穿孔機であり、ビレット51の上方から、芯金4の先端部4aに取り付けられたプラグ5をビレット51に通して、ビレット51を押広げ穿孔し、これにより、ビレット51を中空ビレット52に成形する。ビレット51は、「中空部材成形用の金属素材」の一例である。なお、本実施形態では、プレス穿孔機1が竪プレス穿孔機である形態を例に説明するけれども、この通りでなくてもよい。プラグがビレットを水平方向に貫く構成の横プレス穿孔機に本発明が適用されてもよい。 FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view of the press punching machine 1 used in the spreading drilling step, the billet 51 in the middle of drilling, and the hollow billet 52. With reference to FIG. 3, the press punching machine 1 of the present embodiment is a vertical press punching machine, and a plug 5 attached to the tip portion 4a of the core metal 4 is passed through the billet 51 from above the billet 51. The billet 51 is expanded and perforated, whereby the billet 51 is formed into a hollow billet 52. The billet 51 is an example of a “metal material for molding a hollow member”. In the present embodiment, a mode in which the press punching machine 1 is a vertical press punching machine will be described as an example, but this may not be the case. The present invention may be applied to a horizontal press drilling machine in which a plug penetrates a billet in the horizontal direction.

ビレット51は、鋼等の金属のブルームを分塊圧延するか、または、高速鍛造することで形成された鉄塊の外面を切削するとともに、場合によっては鉄塊に貫通孔を切削によって形成することで完成する。ビレット51は、予め1200℃程度に加熱された状態で、プレス穿孔機1において中空ビレット52に成形される。 The billet 51 cuts the outer surface of an iron ingot formed by block-rolling a metal bloom such as steel or high-speed forging, and in some cases, forming a through hole in the iron ingot by cutting. It is completed with. The billet 51 is formed into a hollow billet 52 in the press drilling machine 1 in a state of being preheated to about 1200 ° C.

プレス穿孔機1は、円筒状のコンテナ2と、コンテナ2の下端部に設けられた円筒状のダイス3と、コンテナ2に挿入される芯金4と、芯金4の先端部4a(下端部)に取り付けられたプラグ5と、芯金4を上下に移動させる駆動部6と、駆動部6と芯金4との間の荷重を検出するロードセル7と、芯金4に取り付けられたひずみゲージ11を含む偏差検出部10と、を有している。 The press drilling machine 1 includes a cylindrical container 2, a cylindrical die 3 provided at the lower end of the container 2, a core metal 4 inserted into the container 2, and a tip portion 4a (lower end portion) of the core metal 4. ), The drive unit 6 that moves the core metal 4 up and down, the load cell 7 that detects the load between the drive unit 6 and the core metal 4, and the strain gauge attached to the core metal 4. It has a deviation detecting unit 10 including 11.

なお、コンテナ2、ダイス3、芯金4およびプラグ5としては、従来の継目無管の製造方法(ユジーン・セジュルネ製管法)で利用されているコンテナ、ダイス、芯金およびプラグを用いることができるので、簡単な説明にとどめ、詳細な説明は省略する。 As the container 2, die 3, core metal 4 and plug 5, the container, die, core metal and plug used in the conventional seamless pipe manufacturing method (Eugene Sejurne pipe manufacturing method) can be used. Since it can be done, only a brief explanation will be given, and a detailed explanation will be omitted.

芯金4は、上下に延びる軸状部材である。プラグ5は、円錐形状に形成されており、当該プラグ5の先鋭部分がダイス3側を向いている。芯金4およびプラグ5は、金属製である。駆動部6は、電動モータまたは液圧シリンダ等のアクチュエータを含んでおり、芯金4の根元部4bに取り付けられている。駆動部6は、芯金4およびプラグ5を芯金4の軸方向(上下方向)に移動させる。 The core metal 4 is a shaft-shaped member extending vertically. The plug 5 is formed in a conical shape, and the sharpened portion of the plug 5 faces the die 3 side. The core metal 4 and the plug 5 are made of metal. The drive unit 6 includes an actuator such as an electric motor or a hydraulic cylinder, and is attached to the root portion 4b of the core metal 4. The drive unit 6 moves the core metal 4 and the plug 5 in the axial direction (vertical direction) of the core metal 4.

ロードセル7は、駆動部6から芯金4に作用する荷重を検出する。ロードセル7で検出された荷重値は、偏差検出部10の後述する判定部12へ出力される。 The load cell 7 detects the load acting on the core metal 4 from the drive unit 6. The load value detected in the load cell 7 is output to the determination unit 12 described later in the deviation detection unit 10.

偏差検出部10は、芯金4の軸方向における圧縮応力σの円周位置における偏差Δσを検出するために設けられている。偏差検出部10は、複数のひずみゲージ11と、各ひずみゲージ11と電気的に接続された判定部12と、報知部13と、を有している。 The deviation detection unit 10 is provided to detect the deviation Δσ at the circumferential position of the compressive stress σ in the axial direction of the core metal 4. The deviation detection unit 10 has a plurality of strain gauges 11, a determination unit 12 electrically connected to each strain gauge 11, and a notification unit 13.

ひずみゲージ11は、圧縮応力σを検出する素子として設けられている。ひずみゲージ11は、芯金4の根元側部分に配置されている。「芯金4の根元側部分」とは、芯金4全長の根元部4b側10%以内の部分、好ましくは、芯金4全長の根元部4b側5%以内の部分のことである。根元部4bは、芯金4と駆動部6との境界である。本実施形態では、ひずみゲージ11は、芯金4の根元部4bに設けられている。ひずみゲージ11は、円周方向Cに離隔して複数配置されている。本実施形態では、ひずみゲージ11は、円周方向Cに90°ピッチの等ピッチに4つ配置されている。なお、ひずみゲージ11は、少なくとも2つ設けられていればよい。また、ひずみゲージ11は、円周方向Cに180°のピッチで一対配置されたものを少なくとも有していることが好ましい。各ひずみゲージ11は、芯金4に取り付けられている箇所における、芯金4の軸方向のひずみを検出する。各ひずみゲージ11は、芯金4の軸方向のひずみ量に応じた電気信号を出力する。 The strain gauge 11 is provided as an element for detecting the compressive stress σ. The strain gauge 11 is arranged at the root side portion of the core metal 4. The "root side portion of the core metal 4" is a portion within 10% of the root portion 4b side of the total length of the core metal 4, preferably a portion within 5% of the root portion 4b side of the total length of the core metal 4. The root portion 4b is a boundary between the core metal 4 and the drive portion 6. In the present embodiment, the strain gauge 11 is provided at the root portion 4b of the core metal 4. A plurality of strain gauges 11 are arranged apart from each other in the circumferential direction C. In this embodiment, four strain gauges 11 are arranged at equal pitches of 90 ° in the circumferential direction C. It is sufficient that at least two strain gauges 11 are provided. Further, it is preferable that the strain gauges 11 have at least a pair of strain gauges 11 arranged at a pitch of 180 ° in the circumferential direction C. Each strain gauge 11 detects the axial strain of the core metal 4 at the portion attached to the core metal 4. Each strain gauge 11 outputs an electric signal according to the amount of strain in the axial direction of the core metal 4.

判定部12は、ひずみゲージ11から出力された電気信号を処理し、処理結果に応じた信号を出力する。判定部12は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、および、RAM(Random Access Memory)等を含むコンピュータであってもよいし、PLC(Programmable Logic Controller)であってもよい。判定部12は、各ひずみゲージ11からの出力信号を処理することで、各ひずみゲージ11が取り付けられている箇所における芯金4の圧縮応力σを算出する。判定部12は、各ひずみゲージ11で検出された圧縮応力σの検出値を時系列に沿って記憶している。そして、判定部12は、同一時刻における各ひずみゲージ11での圧縮応力σの検出値の差分の最大値、即ち、σmax−σminを偏差Δσとして用いる。 The determination unit 12 processes the electric signal output from the strain gauge 11 and outputs a signal according to the processing result. The determination unit 12 may be a computer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or a PLC (Programmable Logic Controller). The determination unit 12 calculates the compressive stress σ of the core metal 4 at the position where each strain gauge 11 is attached by processing the output signal from each strain gauge 11. The determination unit 12 stores the detected values of the compressive stress σ detected by each strain gauge 11 in chronological order. Then, the determination unit 12 uses the maximum value of the difference between the detected values of the compressive stress σ in each strain gauge 11 at the same time, that is, σmax−σmin as the deviation Δσ.

また、判定部12は、駆動部6および報知部13のそれぞれと電気的に接続されている。判定部12は、駆動部6の動作を停止する停止信号を駆動部6へ出力することが可能に構成されている。報知部13は、例えば、複数色のランプを含んでいる。判定部12は、例えば、駆動部6を停止することに併せて赤色のランプを報知部13で点灯させることが可能である。また、判定部12は、後述する寸法精度異常報知のときに、報知部13に黄色のランプを点灯させることが可能である。なお、報知部13は、ランプを含む構成に限らず、液晶モニター等の表示装置であってもよい。 Further, the determination unit 12 is electrically connected to each of the drive unit 6 and the notification unit 13. The determination unit 12 is configured to be able to output a stop signal for stopping the operation of the drive unit 6 to the drive unit 6. The notification unit 13 includes, for example, lamps of a plurality of colors. For example, the determination unit 12 can turn on the red lamp by the notification unit 13 at the same time as stopping the drive unit 6. Further, the determination unit 12 can turn on the yellow lamp on the notification unit 13 at the time of the dimensional accuracy abnormality notification described later. The notification unit 13 is not limited to the configuration including the lamp, and may be a display device such as a liquid crystal monitor.

駆動部6からの荷重を芯金4およびプラグ5に伝えてプラグ5をビレット51へ押し当て、プラグ5をビレット51に貫通させる間、すなわち、押広げ穿孔工程が行われている間、判定部12は、各ひずみゲージ11a〜11dで検出された圧縮応力σを用いて、円周方向Cにおける芯金4の圧縮応力σの偏差Δσを算出する。 The determination unit while transmitting the load from the drive unit 6 to the core metal 4 and the plug 5 to press the plug 5 against the billet 51 and penetrating the plug 5 through the billet 51, that is, while the spreading drilling process is being performed. 12 calculates the deviation Δσ of the compressive stress σ of the core metal 4 in the circumferential direction C by using the compressive stress σ detected by each strain gauge 11a to 11d.

ここで、押広げ穿孔工程の開始から完了までの時間における、各ひずみゲージ11が設置されている箇所(以下、測定箇所という)の圧縮応力σの一例が、図4に示されている。図4は、下孔51aが形成されたビレット51と、このビレット51に押広げ穿孔工程が施される場合における、時間tと各ひずみゲージ11(11a〜11d)の圧縮応力σとの関係を示す概念的なグラフである。図4では、後述する異常判定がされないときの、圧縮応力σの偏差Δσが低い状態を示している。なお、ビレット51に予め下孔51aが形成されていない場合も、予め下孔51aが形成されている場合と同様の傾向を示すので、下孔51aの有無にかかわらず本明細書での説明は成立する。 Here, an example of the compressive stress σ of the place where each strain gauge 11 is installed (hereinafter referred to as a measurement place) in the time from the start to the completion of the spreading drilling process is shown in FIG. FIG. 4 shows the relationship between the billet 51 in which the prepared hole 51a is formed and the time t and the compressive stress σ of each strain gauge 11 (11a to 11d) when the billet 51 is subjected to the expansion drilling step. It is a conceptual graph showing. FIG. 4 shows a state in which the deviation Δσ of the compressive stress σ is low when the abnormality determination described later is not performed. It should be noted that even when the prepared hole 51a is not formed in the billet 51 in advance, the same tendency as in the case where the prepared hole 51a is formed in advance is shown. To establish.

図4を参照しながら説明すると、ビレット51には、円周方向Cにおいて温度分布に僅かな差が生じている。そこで、ビレット51のうち高温側の部分である円周方向Cの0°と90°の位置にそれぞれひずみゲージ11a,11bを取り付けるとともに、低温側の部分である円周方向Cの180°と270°の位置にそれぞれひずみゲージ11c,11dを取り付けた例を示している。すなわち、0°の位置と180°の位置に対向配置された一対のひずみゲージ11a,11cと、90°の位置と270°の位置に対向配置された一対のひずみゲージ11b,11dと、が設けられている。 Explaining with reference to FIG. 4, the billet 51 has a slight difference in temperature distribution in the circumferential direction C. Therefore, strain gauges 11a and 11b are attached to the billet 51 at 0 ° and 90 ° in the circumferential direction C, which is the high temperature side, respectively, and 180 ° and 270 in the circumferential direction C, which is the low temperature side. An example is shown in which strain gauges 11c and 11d are attached to the ° positions, respectively. That is, a pair of strain gauges 11a and 11c arranged to face each other at the 0 ° position and a 180 ° position, and a pair of strain gauges 11b and 11d arranged to face each other at the 90 ° position and the 270 ° position are provided. Has been done.

図4に示す例では、押広げ穿孔工程の開始から約0.5秒経過後に、プラグ5がビレット51と接触を開始する。そして、約0.75秒〜1.5秒の間、プラグ5がビレット51の下孔51aを押し広げていることが分かる。偏差Δσの検出方法としては、以下の構成を例示できる。 In the example shown in FIG. 4, the plug 5 starts contact with the billet 51 about 0.5 seconds after the start of the spreading and drilling process. Then, it can be seen that the plug 5 pushes the pilot hole 51a of the billet 51 open for about 0.75 seconds to 1.5 seconds. The following configuration can be exemplified as a method for detecting the deviation Δσ.

具体的には、判定部12は、押広げ穿孔工程の開始から完了までの間、各ひずみゲージ11a〜11dが設置されている測定箇所における芯金4の圧縮応力σを所定のサンプリング周期で検出する。そして、各サンプリング時間における、各ひずみゲージの圧縮応力の最大値と最小値との差を各サンプリング時間における偏差Δσとして算出する。 Specifically, the determination unit 12 detects the compressive stress σ of the core metal 4 at the measurement points where the strain gauges 11a to 11d are installed from the start to the completion of the expansion and drilling process at a predetermined sampling cycle. To do. Then, the difference between the maximum value and the minimum value of the compressive stress of each strain gauge at each sampling time is calculated as the deviation Δσ at each sampling time.

<押広げ穿孔工程での動作の一例>
次に、押広げ穿孔工程におけるビレット51から中空ビレット52への成形工程の動作一例について説明する。図3を参照して、押広げ穿孔工程においては、芯金4に取り付けられたプラグ5が、予め下孔51aが形成されているか、または、下孔51aが形成されていないビレット51を貫通する。これにより貫通孔52aを有する中空ビレット52が完成する。この押広げ穿孔工程では、各ひずみゲージ11a〜11dからの信号が、判定部12へ出力される。そして、判定部12は、各ひずみゲージ11a〜11dで検出された信号を処理することで各ひずみゲージ11a〜11d(測定箇所)における圧縮応力σを算出する。この圧縮応力σの最大値と最小値との偏差Δσが、所定の第1しきい値Δσ1未満である場合、すなわち、図4に示す偏差Δσの場合、判定部12は、中空ビレット52の成形に対する警告を行わない。このとき、中空ビレット52は、プレス穿孔機1から取り出された後、図示しない誘導加熱コイルによって誘導加熱された後、図5に示す横プレス穿孔機21によって押出成形されることで、継目無管53となる。
<Example of operation in the spreading and drilling process>
Next, an operation example of the operation of the molding process from the billet 51 to the hollow billet 52 in the spreading and drilling process will be described. With reference to FIG. 3, in the spreading and drilling step, the plug 5 attached to the core metal 4 penetrates the billet 51 in which the prepared hole 51a is formed in advance or the prepared hole 51a is not formed. .. As a result, the hollow billet 52 having the through hole 52a is completed. In this spreading drilling step, signals from the strain gauges 11a to 11d are output to the determination unit 12. Then, the determination unit 12 calculates the compressive stress σ at each strain gauge 11a to 11d (measurement point) by processing the signals detected by the strain gauges 11a to 11d. When the deviation Δσ between the maximum value and the minimum value of the compressive stress σ is less than the predetermined first threshold value Δσ1, that is, when the deviation Δσ shown in FIG. 4 is the deviation Δσ, the determination unit 12 forms the hollow billet 52. Does not warn against. At this time, the hollow billet 52 is taken out from the press drilling machine 1, induced and heated by an induction heating coil (not shown), and then extruded by the horizontal press punching machine 21 shown in FIG. It becomes 53.

図5は、押出成形工程を示す模式図である。図5に示すように、横プレス穿孔機21は、中空ビレット52をコンテナ22内に収容し、その中空ビレット52の貫通孔52aにマンドレル23を挿入した状態でダミーブロック24を介してステム25により中空ビレット52を押出して中空部材としての継目無管53を得る。このとき、コンテナ22にはダイスタンド26が設置され、ダイスタンド26に支持されたダイ27の内部にはマンドレル23の先端部が挿入されている。ダイ27とマンドレル23との間に環状隙間が形成されており、その隙間からステム25を押す方向に中空ビレット52が管状に押し出されることで、中空ビレット52が継目無管53となる。 FIG. 5 is a schematic view showing an extrusion molding process. As shown in FIG. 5, in the horizontal press punching machine 21, the hollow billet 52 is housed in the container 22, and the mandrel 23 is inserted into the through hole 52a of the hollow billet 52, and the mandrel 23 is inserted through the dummy block 24 through the stem 25. The hollow billet 52 is extruded to obtain a seamless tube 53 as a hollow member. At this time, the die stand 26 is installed in the container 22, and the tip portion of the mandrel 23 is inserted inside the die 27 supported by the die stand 26. An annular gap is formed between the die 27 and the mandrel 23, and the hollow billet 52 is pushed out in a tubular shape in the direction of pushing the stem 25 from the gap, so that the hollow billet 52 becomes a seamless tube 53.

一方で、図3に示す押広げ穿孔工程の最中に、偏差Δσが許容値を超える場合がある。押広げ穿孔工程の開始から完了までの時間における、偏差Δσの一例が、図6(A)および図6(B)に示されている。図6(A)は、偏差Δσが所定の第2しきい値Δσ2より大きく且つ所定の第1しきい値Δσ1以下である場合における、時間tと各ひずみゲージ11a〜11dのうち最大の圧縮応力σmaxと最小の圧縮応力σminとの関係を示す概念的なグラフである。図6(B)は、偏差Δσが所定の第1しきい値Δσ1を超えている場合における、時間tと各ひずみゲージ11a〜11dのうち最大の圧縮応力σmaxと最小の圧縮応力σminとの関係を示す概念的なグラフである。 On the other hand, the deviation Δσ may exceed the permissible value during the expansion drilling process shown in FIG. An example of the deviation Δσ in the time from the start to the completion of the expansion drilling process is shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B). FIG. 6A shows the time t and the maximum compressive stress among the strain gauges 11a to 11d when the deviation Δσ is larger than the predetermined second threshold value Δσ2 and equal to or less than the predetermined first threshold value Δσ1. It is a conceptual graph which shows the relationship between σmax and the minimum compressive stress σmin. FIG. 6B shows the relationship between the time t, the maximum compressive stress σmax of each strain gauge 11a to 11d, and the minimum compressive stress σmin when the deviation Δσ exceeds a predetermined first threshold value Δσ1. It is a conceptual graph showing.

図3および図6(A)を参照して、押広げ穿孔工程において、ビレット51の円周方向Cの各部に比較的小さな温度差がある(小さな偏熱がある)場合や、芯金4およびプラグ5の中心軸線がビレット51の中心軸線に対して僅かに傾斜している場合がある。この場合、芯金4は、押広げ穿孔工程の最中に、ビレット51を穿孔しているプラグ5から円周方向Cに不均一な荷重を受けて僅かに傾く。これにより、各ひずみゲージ11a〜11dのうち圧縮応力σが最大σmaxと最小σminとの差としての偏差Δσが、所定の第2しきい値Δσ2より大きく且つ所定の第1しきい値Δσ1以下(Δσ2<Δσ≦Δσ1)となる。なお、第2しきい値Δσ2は、継目無管53の寸法精度(品質)が悪く、当該継目無管53が不良品となる程度に大きな偏差Δσとなるときの値である。第2しきい値Δσ2の具体的な値は、継目無管53の材質および寸法等に応じて適宜設定される。このように、偏差Δσが所定の第2しきい値Δσ2を超えた場合には、判定部12は、異常判定を行う。 With reference to FIGS. 3 and 6 (A), in the spreading drilling process, when there is a relatively small temperature difference (small uneven heat) in each part of the billet 51 in the circumferential direction C, or when the core metal 4 and the core metal 4 and each portion have a relatively small temperature difference. The central axis of the plug 5 may be slightly inclined with respect to the central axis of the billet 51. In this case, the core metal 4 is slightly tilted by receiving a non-uniform load in the circumferential direction C from the plug 5 punching the billet 51 during the spreading drilling process. As a result, among the strain gauges 11a to 11d, the deviation Δσ as the difference between the maximum σmax and the minimum σmin of the compressive stress σ is larger than the predetermined second threshold value Δσ2 and equal to or less than the predetermined first threshold value Δσ1 ( Δσ2 <Δσ ≦ Δσ1). The second threshold value Δσ2 is a value when the dimensional accuracy (quality) of the seamless pipe 53 is poor and the deviation Δσ is large enough to make the seamless pipe 53 a defective product. The specific value of the second threshold value Δσ2 is appropriately set according to the material and dimensions of the seamless pipe 53. In this way, when the deviation Δσ exceeds the predetermined second threshold value Δσ2, the determination unit 12 makes an abnormality determination.

上述したように、偏差ΔσがΔσ2<Δσ≦Δσ1であるとき、判定部12は、ビレット51を中空ビレット52に成形する動作の最中、または、この動作の完了後に、中空ビレット52の寸法精度異常を報知する。この報知は、例えば、判定部12が報知部13の黄色のランプを点灯させることで、行われる。 As described above, when the deviation Δσ is Δσ2 <Δσ ≦ Δσ1, the determination unit 12 determines the dimensional accuracy of the hollow billet 52 during or after the operation of molding the billet 51 into the hollow billet 52. Notify an abnormality. This notification is performed, for example, by the determination unit 12 turning on the yellow lamp of the notification unit 13.

この場合、寸法精度異常を報知された中空ビレット52は、所定の温度まで自然冷却もしくは水冷させられる。そして、冷却された中空ビレット52は、図7(A)に示すように、ノギスまたはマイクロメーター等の計測器31で、円周方向Cの複数箇所における肉厚を測定される。そして、この測定の結果、肉厚の偏差が所定の規定範囲内であるときには、前述した誘導加熱によって中空ビレット52が再加熱され、その後中空ビレット52に横プレス穿孔機21にて押出成形を施すことで、継目無管53が成形される。なお、上記の規定範囲は、継目無管53の材質、肉厚、外径等に応じて適宜設定される。一方、中空ビレット52についての上述の寸法測定の結果、肉厚の偏差が規定範囲外であるとき、図7(B)に示すように、中空ビレット52の例えば内周面に切削工具32を用いて切削加工を施すことで、中空ビレット52の肉厚の偏差を許容範囲内に収めるようにする。切削加工された中空ビレット52は、前述した誘導加熱によって再加熱され、その後押出成形を施されることで、継目無管53となる。このような構成であれば、偏差Δσがある程度大きな中空ビレット52であっても、継目無管53の不良の原因とならない素材として中空ビレット52を用いることができる。 In this case, the hollow billet 52 notified of the dimensional accuracy abnormality is naturally cooled or water-cooled to a predetermined temperature. Then, as shown in FIG. 7A, the cooled hollow billet 52 is measured for wall thickness at a plurality of points in the circumferential direction C by a measuring instrument 31 such as a caliper or a micrometer. Then, as a result of this measurement, when the deviation of the wall thickness is within a predetermined specified range, the hollow billet 52 is reheated by the above-mentioned induction heating, and then the hollow billet 52 is extruded by a horizontal press punch 21. As a result, the seamless tube 53 is formed. The above-mentioned specified range is appropriately set according to the material, wall thickness, outer diameter, etc. of the seamless pipe 53. On the other hand, when the deviation of the wall thickness is out of the specified range as a result of the above-mentioned dimensional measurement of the hollow billet 52, a cutting tool 32 is used on the inner peripheral surface of the hollow billet 52, for example, as shown in FIG. 7 (B). By cutting the hollow billet 52, the deviation of the wall thickness of the hollow billet 52 is kept within an allowable range. The machined hollow billet 52 is reheated by the above-mentioned induction heating and then extruded to form a seamless tube 53. With such a configuration, the hollow billet 52 can be used as a material that does not cause a defect of the seamless tube 53 even if the hollow billet 52 has a large deviation Δσ to some extent.

一方で、図3および図6(B)を参照して、押広げ穿孔工程において、ビレット51の円周方向Cの各部に比較的大きな温度差がある(大きな偏熱がある)場合や、芯金4およびプラグ5の中心軸線がビレット51の中心軸線に対して比較的大きく傾斜している場合がある。この場合、芯金4は、押広げ穿孔工程の最中に、ビレット51を穿孔しているプラグ5から円周方向Cに不均一な荷重を受けて大きく傾く。これにより、偏差Δσが、所定の第1しきい値Δσ1を超える。なお、第1しきい値Δσ1は、芯金4が折損する(折れ曲がりを生じる)レベルの値である。第1しきい値Δσ1の具体的な値は、継目無管53の材質および寸法等に応じて適宜設定される。 On the other hand, referring to FIGS. 3 and 6 (B), in the spreading and drilling process, when there is a relatively large temperature difference (large uneven heat) in each part of the billet 51 in the circumferential direction C, or when there is a core. The central axis of the gold 4 and the plug 5 may be inclined relatively large with respect to the central axis of the billet 51. In this case, the core metal 4 is greatly tilted by receiving a non-uniform load in the circumferential direction C from the plug 5 in which the billet 51 is drilled during the spreading and drilling process. As a result, the deviation Δσ exceeds a predetermined first threshold value Δσ1. The first threshold value Δσ1 is a value at a level at which the core metal 4 is broken (bent). The specific value of the first threshold value Δσ1 is appropriately set according to the material and dimensions of the seamless pipe 53.

偏差ΔσがΔσ1より大きいとき、判定部12は、プラグ5による穿孔動作を停止させる。具体的には、判定部12が駆動部6に停止信号を出力することで、芯金4およびプラグ5の動作を即時停止する。このとき、判定部12は、報知部13の赤色のランプを点灯させる、なお、判定部12は、偏差ΔσがΔσ1<Δσで且つロードセル7で検出された荷重が所定のしきい値を超えたときに、プラグ5による穿孔動作を停止させてもよい。 When the deviation Δσ is larger than Δσ1, the determination unit 12 stops the drilling operation by the plug 5. Specifically, the determination unit 12 outputs a stop signal to the drive unit 6 to immediately stop the operation of the core metal 4 and the plug 5. At this time, the determination unit 12 lights the red lamp of the notification unit 13, and the determination unit 12 has a deviation Δσ of Δσ1 <Δσ and the load detected by the load cell 7 exceeds a predetermined threshold value. Occasionally, the drilling operation by the plug 5 may be stopped.

なお、押広げ穿孔工程において偏差Δσが第2しきい値Δσ2を超えることが、すなわち、判定部12による異常判定が、連続して所定本(例えば、数十本)のビレット51に対してなされた場合には、その旨の異常が、判定部12によって報知される。すなわち、判定部12は、ビレット51に対するプラグ5の押し込み動作時のそれぞれにおいて偏差Δσが第2しきい値Δσ2を超えることが、複数のビレット51に対して連続して起こったとき、連続して異常が生じていることを報知する。この場合、判定部12は、例えば報知部13の黄色のランプを点滅させることで、異常を報知する。この異常が報知された場合、作業員が、該当するビレット51をプレス穿孔機1から取り出し、このビレット51を調査するともに、プレス穿孔機1をメンテナンスする。これにより、継目無管53の歩留まり悪化ならびに寸法不良を抑制できるとともに、芯金4の折損を抑制できる。 In the spreading and drilling step, the deviation Δσ exceeds the second threshold value Δσ2, that is, the determination unit 12 continuously determines the abnormality for a predetermined number (for example, several tens) of billets 51. In that case, the determination unit 12 notifies the abnormality to that effect. That is, when the deviation Δσ exceeds the second threshold value Δσ2 in each of the pushing operations of the plug 5 with respect to the billet 51, the determination unit 12 continuously occurs for the plurality of billets 51. Notify that an abnormality has occurred. In this case, the determination unit 12 notifies the abnormality by blinking, for example, the yellow lamp of the notification unit 13. When this abnormality is notified, the worker takes out the corresponding billet 51 from the press punching machine 1, investigates the billet 51, and maintains the press punching machine 1. As a result, it is possible to suppress deterioration of the yield of the seamless pipe 53 and dimensional defects, and it is possible to suppress breakage of the core metal 4.

以上説明したように、本実施形態によると、ビレット51に、芯金4の先端に取り付けられたプラグ5を押し込んでビレット51を中空ビレットに成形する際に、芯金4の軸方向における圧縮応力σの円周位置における偏差Δσを検出する。芯金4の圧縮応力σの偏差Δσは、継目無管53の素材である中空ビレット52の偏肉率と相関することから、偏差Δσを監視することにより、中空ビレット52の偏肉率を監視できる。これにより、偏差Δσが第2しきい値Δσ2を超えた場合等、中空ビレット52の偏肉が大きく、継目無管53が不良品となるおそれが高い場合をより正確に検出できる。その結果、寸法精度の低い中空ビレット52が継目無管53に成形されることを抑制できる。よって、より寸法精度の高い継目無管53を製造することができる。 As described above, according to the present embodiment, when the plug 5 attached to the tip of the core metal 4 is pushed into the billet 51 to form the billet 51 into a hollow billet, the compressive stress in the axial direction of the core metal 4 is formed. The deviation Δσ at the circumferential position of σ is detected. Since the deviation Δσ of the compressive stress σ of the core metal 4 correlates with the uneven thickness ratio of the hollow billet 52 which is the material of the seamless tube 53, the uneven thickness ratio of the hollow billet 52 is monitored by monitoring the deviation Δσ. it can. Thereby, when the deviation Δσ exceeds the second threshold value Δσ2, the case where the hollow billet 52 has a large uneven thickness and the seamless pipe 53 is likely to be a defective product can be detected more accurately. As a result, it is possible to prevent the hollow billet 52 having low dimensional accuracy from being formed into the seamless tube 53. Therefore, a seamless tube 53 with higher dimensional accuracy can be manufactured.

また、本実施形態によると、ひずみゲージ11は、芯金4の根元側部分において円周方向Cに離隔して複数配置されている。この構成によると、円周方向Cにおける圧縮応力σの偏差Δσをより正確に検出することができる。特に、円周方向Cに180°のピッチでひずみゲージ11を一対配置することで、円周方向Cにおける圧縮応力の偏差Δσをより正確に検出できる。さらに、円周方向Cにおけるビレット51の温度が最も高い箇所および最も低い箇所の少なくとも一方にひずみゲージ11を設置することで、円周方向Cにおける圧縮応力σの偏差Δσをより正確に検出できる。 Further, according to the present embodiment, a plurality of strain gauges 11 are arranged apart from each other in the circumferential direction C at the root side portion of the core metal 4. According to this configuration, the deviation Δσ of the compressive stress σ in the circumferential direction C can be detected more accurately. In particular, by arranging a pair of strain gauges 11 at a pitch of 180 ° in the circumferential direction C, the deviation Δσ of the compressive stress in the circumferential direction C can be detected more accurately. Further, by installing the strain gauge 11 at at least one of the place where the temperature of the billet 51 is the highest and the place where the temperature of the billet 51 is the lowest in the circumferential direction C, the deviation Δσ of the compressive stress σ in the circumferential direction C can be detected more accurately.

また、本実施形態によると、判定部12は、圧縮応力σの検出値を時系列に沿って記憶し、同一時刻における各ひずみゲージ11での検出値の差分の最大値を偏差Δσとして用いる。この構成によると、判定部12は、圧縮応力σの偏差Δσの度合いを、リアルタイムで判定できるとともに、押広げ穿孔工程の後でも判定できる。 Further, according to the present embodiment, the determination unit 12 stores the detected values of the compressive stress σ along the time series, and uses the maximum value of the difference between the detected values of the strain gauges 11 at the same time as the deviation Δσ. According to this configuration, the determination unit 12 can determine the degree of the deviation Δσ of the compressive stress σ in real time and can also determine it even after the expansion drilling step.

また、本実施形態によると、判定部12は、偏差Δσが第2しきい値Δσ2を超えたときに異常判定を行う。より具体的には、判定部12は、複数のしきい値Δσ1,Δσ2に対する偏差Δσの高低に応じた異常判定を行う。この構成によると、偏差Δσが第2しきい値Δσ2を超えて且つ第1しきい値以下であるときに、継目無管53の不良品の原因となる偏肉が中空ビレット52に生じていることを検出できる。また、偏差Δσが第1しきい値Δσ1を超えているときに、芯金4が折損するような芯金4の曲げ変形が生じていることを検出できる。 Further, according to the present embodiment, the determination unit 12 makes an abnormality determination when the deviation Δσ exceeds the second threshold value Δσ2. More specifically, the determination unit 12 makes an abnormality determination according to the height of the deviation Δσ with respect to the plurality of threshold values Δσ1 and Δσ2. According to this configuration, when the deviation Δσ exceeds the second threshold value Δσ2 and is equal to or less than the first threshold value, the hollow billet 52 has an uneven thickness that causes a defective product of the seamless pipe 53. Can be detected. Further, when the deviation Δσ exceeds the first threshold value Δσ1, it can be detected that the core metal 4 is bent and deformed so that the core metal 4 is broken.

以上、本発明の一例について説明したけれども、この通りでなくてもよい。本発明は、特許請求の範囲に記載の範囲内において種々の変更が可能である。 Although an example of the present invention has been described above, this does not have to be the case. The present invention can be modified in various ways within the scope of the claims.

本発明は、プレス穿孔機、継目無管の製造方法、および、継目無管の偏肉検出方法に利用できる。 The present invention can be used in a press punch, a method for manufacturing a seamless tube, and a method for detecting uneven thickness of a seamless tube.

1 プレス穿孔機
4 芯金
4a 先端部
5 プラグ
10 偏差検出部
11 ひずみゲージ(素子)
12 判定部
51 ビレット(金属素材)
52 中空ビレット
53 継目無管(中空部材)
C 芯金の円周方向
σ 圧縮応力
Δσ 偏差
Δσ1 第1しきい値(しきい値)
Δσ2 第2しきい値(しきい値)
1 Press punch 4 Core metal 4a Tip 5 Plug 10 Deviation detection 11 Strain gauge (element)
12 Judgment unit 51 Billet (metal material)
52 Hollow billet 53 Seamless pipe (hollow member)
Circumferential direction of C core metal σ Compressive stress Δσ Deviation Δσ 1 First threshold value (threshold value)
Δσ2 Second threshold (threshold)

Claims (11)

中空部材成形用の金属素材に、芯金の先端に取り付けられたプラグを押し込んで前記素材を中空ビレットに成形するプレス穿孔機であって、
前記芯金の軸方向における圧縮応力の円周位置における偏差を検出する偏差検出部を備えている、プレス穿孔機。
A press drilling machine that pushes a plug attached to the tip of a core metal into a metal material for forming a hollow member to form the material into a hollow billet.
A press drilling machine including a deviation detection unit that detects a deviation of the compressive stress in the circumferential position of the core metal in the axial direction.
前記偏差検出部は、前記圧縮応力を検出する素子を含み、
前記素子は、前記芯金の根元側部分において前記芯金の円周方向に離隔して複数配置されている、請求項1に記載のプレス穿孔機。
The deviation detecting unit includes an element for detecting the compressive stress.
The press drilling machine according to claim 1, wherein a plurality of the elements are arranged apart from each other in the circumferential direction of the core metal at the root side portion of the core metal.
前記偏差検出部は、前記偏差を判定する判定部をさらに備え、
前記判定部は、各前記素子で検出された前記圧縮応力の検出値を時系列に沿って記憶し、同一時刻における各前記素子での検出値の差分の最大値を前記偏差として用いる、請求項2に記載のプレス穿孔機。
The deviation detection unit further includes a determination unit for determining the deviation.
The determination unit stores the detected values of the compressive stress detected by each of the elements in a time series, and uses the maximum value of the difference between the detected values of the elements at the same time as the deviation. 2. The press punching machine according to 2.
前記偏差検出部は、前記偏差を判定する判定部をさらに備え、
前記判定部は、前記偏差が所定のしきい値を超えたときに異常判定を行う、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のプレス穿孔機。
The deviation detection unit further includes a determination unit for determining the deviation.
The press punch according to any one of claims 1 to 3, wherein the determination unit determines an abnormality when the deviation exceeds a predetermined threshold value.
前記しきい値は、複数設定されており、
前記判定部は、複数の前記しきい値に対する前記偏差に応じた異常判定を行う、請求項4に記載のプレス穿孔機。
A plurality of the threshold values are set, and the threshold values are set.
The press punch according to claim 4, wherein the determination unit determines an abnormality according to the deviation with respect to the plurality of threshold values.
前記しきい値としての所定の第1しきい値が規定されており、
前記判定部は、前記偏差が前記第1しきい値を超えた時に、前記プラグによる穿孔動作を停止させる、請求項5に記載のプレス穿孔機。
A predetermined first threshold value as the threshold value is defined, and
The press punching machine according to claim 5, wherein the determination unit stops the drilling operation by the plug when the deviation exceeds the first threshold value.
前記しきい値として、前記第1しきい値より小さい所定の第2しきい値が規定されており、
前記判定部は、前記偏差が、前記第2しきい値より大きく前記第1しきい値以下であるときに、前記中空ビレットの寸法精度異常を報知する、請求項6に記載のプレス穿孔機。
As the threshold value, a predetermined second threshold value smaller than the first threshold value is defined.
The press punch according to claim 6, wherein the determination unit notifies an abnormality in dimensional accuracy of the hollow billet when the deviation is larger than the second threshold value and equal to or less than the first threshold value.
前記判定部は、前記素材に対する前記プラグの押し込み動作時において前記偏差が前記所定のしきい値を超えることが、複数の前記素材に対して連続して起こったとき、連続して異常が生じていることを報知する、請求項4〜請求項7の何れか1項に記載のプレス穿孔機。 In the determination unit, when the deviation exceeds the predetermined threshold value during the pushing operation of the plug with respect to the material, when the deviation occurs continuously with respect to the plurality of materials, a continuous abnormality occurs. The press drilling machine according to any one of claims 4 to 7, which notifies that the machine is present. 金属素材に、芯金の先端に取り付けられたプラグを押し込んで前記素材を中空ビレットに成形する際に、前記芯金の軸方向における圧縮応力の円周位置における偏差を検出し、
前記中空ビレットに押出成形を行うことで継目無管を形成する、継目無管の製造方法。
When the plug attached to the tip of the core metal is pushed into the metal material to form the material into a hollow billet, the deviation of the compressive stress in the axial direction of the core metal at the circumferential position is detected.
A method for manufacturing a seamless tube, in which a seamless tube is formed by extrusion molding the hollow billet.
前記偏差が、所定の第2しきい値より大きく所定の第1しきい値以下であるときには、前記中空ビレットの肉厚であって、円周方向の複数の位置における肉厚を測定し、
前記円周方向の複数の位置における前記肉厚の偏差が所定の規定範囲内であるときには、前記中空ビレットに前記押出成形を施し、
前記肉厚の偏差が前記規定範囲外であるときには、前記中空ビレットに切削加工を施した後に前記押出成形を施す、請求項9に記載の継目無管の製造方法。
When the deviation is larger than the predetermined second threshold value and equal to or less than the predetermined first threshold value, the wall thickness of the hollow billet is measured, and the wall thickness at a plurality of positions in the circumferential direction is measured.
When the deviation of the wall thickness at a plurality of positions in the circumferential direction is within a predetermined specified range, the hollow billet is extruded.
The seamless pipe manufacturing method according to claim 9, wherein when the deviation of the wall thickness is out of the specified range, the hollow billet is cut and then the extrusion molding is performed.
継目無管用の金属素材に、芯金の先端に取り付けられたプラグを押し込んで前記素材を中空ビレットに成形する際に、前記芯金の軸方向における圧縮応力の円周位置における偏差を検出する、継目無管の偏肉検出方法。
When the plug attached to the tip of the core metal is pushed into the metal material for seamless pipe to form the material into a hollow billet, the deviation of the compressive stress in the axial direction of the core metal at the circumferential position is detected. A method for detecting uneven thickness without a seam.
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