JP2625183B2 - 回転成形用ロール - Google Patents

回転成形用ロール

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JP2625183B2 JP63312451A JP31245188A JP2625183B2 JP 2625183 B2 JP2625183 B2 JP 2625183B2 JP 63312451 A JP63312451 A JP 63312451A JP 31245188 A JP31245188 A JP 31245188A JP 2625183 B2 JP2625183 B2 JP 2625183B2
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groove
cylindrical surface
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和志 星野
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/02Making articles shaped as bodies of revolution discs; disc wheels
    • B21H1/04Making articles shaped as bodies of revolution discs; disc wheels with rim, e.g. railways wheels or pulleys

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転成形用ロールに関するものである。
〔従来の技術〕
従来の回転成形用ロールは特開昭60−64739号公報に
記載されているように、V字形ロール(先ロール)、中
間、仕上げロールを備え、これらのロールで深溝を転造
成形している。
すなわち、第5図に示されているようにV字形ロール
1はロールフレーム2に回転自在に支持されている。材
料3は主軸4にクランプ雇5を介してナツト6により固
定されている。
主軸4に回転を与え、V字形ロール1を材料3の外周
に押し付けることによつて、V字形ロール1は材料3に
追従して回転する。この状態でV字形ロール1の押圧力
を徐々に大きくしていくと、材料3の外周が同図に示さ
れているように、ほぼV字形に展開される。このV字形
ロール1でV字形に展開された溝を中間ロールで押し広
げ、成形ロール(共に図示せず)で所定の形状に転造成
形する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術ではV字形ロールは溝の深さを定めるだ
けで、その形状について何等配慮がされていない。従つ
てこのようなV字形ロールを使用した場合、次に述べる
ようなことが懸念される。
一般に市場性の高い鋼板材料はその製造プロセスによ
り、板厚中心部に不純物等の偏析帯が発生し、この偏析
帯部分の板厚方向に対する引張り強度は、この偏析帯以
外の部分に比べて極端に小さい事が材料メーカーの実験
等によつて確認されている。特に部品の外周溝部の耐摩
耗性を向上させるために加工硬化性の高い材料を用いた
場合は、この傾向が強く、板厚中心部に亀裂等が発生し
易い。
このため亀裂の発生し難い特殊な材料を選択するため
材料費が高くなる。また、材料の板厚中心部に亀裂が発
生しない程度の肉厚の薄い溝プーリなどの部品形状に限
定されるなど、成形可能な部品形状に制限がある。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、市場性
の高い材料を使用して、機能上必要とする肉厚を有する
形状で強度的に信頼性の高い成形を容易にすることを可
能とした回転成形用ロールを提供することを目的とする
ものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、V字形ロールを、材料を裂開する裂開力
が材料の板厚中心部にかかるのを抑制する手段を設けて
形成することにより、達成される。
〔作用〕
V字形ロールを、材料を裂開する裂開力が材料の板厚
中心部にかかるのを抑制する手段を設けて形成したの
で、市場性の高い材料を使用しても裂開が生じないよう
になつて、機能上必要とする肉厚を有する形状で強度的
に信頼性の高い成形が容易となる。
〔実施例〕
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。
第1図には本発明の一実施例が示されている。なお従来
と同じ部品には同じ符号を付したので説明を省略する。
本実施例ではV字形ロール1aを、材料3を裂開する裂開
力が材料3の板厚tの中心部にかかるのを抑制する手段
を設けて形成したが、この手段をV字形ロール1aの先端
中心部に設けられた所定幅lを有する円筒面と、この円
筒面とロール1aの円錐面とが交わる部分に設けられた所
定大きさの湾曲部とで形成した。このようにすることに
よりV字形ロール1aは材料3を裂開する裂開力が材料3
の板厚tの中心部にかかるのを抑制する手段を設けて形
成されるようになつて、市場性の高い材料3を使用して
も裂開が生じないようになり、市場性の高い材料3を使
用して、機能上必要とする肉厚を有する形状で強度的に
信頼性の高い成形を容易にすることを可能とした回転成
形用ロールを得ることができる。
すなわちV字形ロール1aの先端に幅lの円筒面を設
け、この円筒面とロール1aの円錐状傾斜面との交わる部
分に半径r1の湾曲部を設けた。このようにすることによ
り成形加工上重大な阻害要因となつている材料3の板厚
tの1%以下の厚みwの偏析帯が材料3の板厚tの中心
部に通常存在するが、この偏析帯より広い湾曲部を有す
る部分で押し付けられるようになつて、材料3の裂開が
発生しないようになる。
すなわちV字形ロール1aの押圧力Pによつて主軸4の
中心方向に押圧された材料3は、ロール1aの先端の半径
r1の湾曲部に沿つて図中矢印F1のように塑性流動する。
材料3の塑性流動の方向F1に対して逆の方向に反力が発
生し、この反力が強度的に脆弱な偏析帯に対して材料3
の板厚中心方向に向つて圧縮力となつて作用するので、
割れ,亀裂等の欠陥の発生することが防止されるのであ
る。
このように本実施例によれば材料の板厚中心部に存在
する強度的に極めて脆弱な偏析帯に対して裂開力を作用
させないで展開成形できるので、欠陥のない強度的に極
めて信頼性が高く、安価な製品、例えば溝プーリを作り
得る回転成形用ロールが得られる。
なお、ロール1aの先端部に設けた円筒面の幅lは、材
料板厚tの1.5〜4%程度が望ましく、この値が小さ過
ぎると偏析帯に直接喰込み、裂開力を発生させるように
なる。また逆に大き過ぎると、押圧力Pが多大となり、
材料3を座屈させるようになる。また、ロール先端の湾
曲部の半径r1の大きさは材料板厚tの5〜10%程度が望
ましく、この値が小さいと材料3の塑性流動が滑らかに
行われず、肉余り現象が発生して材料3の溝内面表層の
剥離が発生する。逆にこの値が大き過ぎると、ロール1a
の先端部の湾曲部が大きくなり、多大の押圧力Pを必要
とするようになり、材料3の座屈をまねくことになる。
第2図には本発明の他の実施例が示されている。本実
施例は裂開力が材料3の板厚中心部にかかるのを抑制す
る手段を、上述の半径r1の湾曲部と、この湾曲部と連続
し上述の円筒面に相当する部分に設けた底に丸みのある
溝状の凹部、すなわち底に丸みのある半径r2の溝状の凹
部とで形成した。このようにすることにより次に述べる
ような効果を奏することができる。すなわち半径r1の湾
曲部と、底に丸みのある半径r2の溝状の凹部とを有する
V字形ロール1bは塑性流動性がよく、偏析帯に微少な空
洞,ラミネーシヨン等の欠陥の多い材料3の成形加工に
適するようになる。これは半径r2の溝状の凹部の内側面
の傾斜によつて材料3を板厚tの中心方向に押し付ける
ので、偏析帯の欠陥部を密着させるようになるからであ
る。
第3図には本発明の更に他の実施例が示されている。
本実施例は裂開力が材料3の板厚中心部にかかるのを抑
制する手段を、上述の半径r1の湾曲部と、この湾曲部と
連続し上述の円筒面に相当する部分に設けた先端に丸み
のある凸部、すなわち先端に丸みのある半径r3の凸部と
で形成した。このようにすることにより次に述べるよう
な効果を奏することができる。すなわち半径r1の湾曲部
と、先端に丸みのある半径r3の凸部とを有するV字形ロ
ール1cは、塑性流動性の比較的悪い材料3の成形に適す
るようになる。これはV字形ロール1cを材料3に押し付
けると、材料3はロール1cの先端部の半径r1の湾曲部の
肩部に押し付けられて主軸の中心方向に押し出され、更
に半径r3の凸部によつて図中矢印F3のように塑性流動す
るようになるからである。この材料3の流れによつて偏
析帯に対する裂開力が緩和され、割れ,亀裂等の欠陥が
防止できるようになる。
第4図には本発明の更に他の実施例が示されている。
本実施例は裂開力が材料3の板厚中心部にかかるのを防
止する手段を、V字形ロール1dの先端からの所定位置に
ロール1dの円錐面とほぼ平行に設けた段差Dで形成し
た。すなわちロール1dの先端部にロール1dの円錐状傾斜
面と同じ傾斜角度でロール先端からの距離hの位置に段
差Dを設けた。このようにすることによりこのロール1d
は材料3の板厚tが薄く、かつクランプ雇5からの突出
量を大きくする必要のあるものの成形に適するようにな
る。これはロール1dの先端部はくさび効果によつて材料
3を図中矢印f3の方向に押し広げようとする力が作用す
るが、段差Dによつて材料3の溝内表層面を図中矢印f2
の方向に押し付ける力も同時に作用するようになるから
である。このためf2とf3とが互いに打ち消し合つて材料
3の偏析帯に対する裂開力を緩和させるようになる。ま
たこのロール1dの押圧力Pは比較的小さな値でよいの
で、座屈し易い形状の成形にも適している。
以上本発明の各実施例について説明したが、上述の第
5図で材料に対するV字形ロールの押し付けが一方側か
らとなつているが、同時に反対側から同一または次工程
の形状を有する異なつた形状のロール(中間ロール)を
押し付けるようにしているので、主軸に対する曲げ力を
相殺することができ、曲げ剛性の小さい主軸でも高精度
の成形ができる。更にロールをタレツト状のロール台に
複数個取り付け、順次異なつた形状のロール(V字形ロ
ール,中間ロール,成形ロール)を自動的に割り出し乍
ら材料の外周に任意の溝形状を成形加工するようにして
いるので、市場性の高い材料を使用して材料中心部の偏
析帯の裂開を防止した極めて生産性の高いものとなつて
いる。
〔発明の効果〕
上述のように本発明は市場性の高い材料を使用して、
機能上必要とする肉厚を有する形状で強度的に信頼性の
高い成形が容易となつて、市場性の高い材料を使用し
て、機能上必要とする肉厚を有する形状で強度的に信頼
性の高い成形を容易にすることを可能とした回転成形用
ロールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第4図は本発明の回転成形用ロールの夫々異
なる実施例を示す第5図のA枠部相当の拡大縦断側面
図、第5図は従来の回転成形用ロールのV字形ロールの
取付け状態を示す部分縦断側面図である。 1a,1b,1c,1d……V字形ロール、3……材料。
フロントページの続き (72)発明者 高橋 龍彦 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日 立製作所水戸工場内 (56)参考文献 特開 昭60−121025(JP,A)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転する材料の外周に押し付けられ、前記
    材料の外周にV字形の溝を形成するV字形ロール、この
    V字形の溝を広げ所定形状の溝に仕上げる中間,仕上げ
    ロールの前記V字形ロールが、前記材料を裂開する裂開
    力が前記材料の板厚中心部にかかるのを抑制する手段を
    設けて形成されたものであることを特徴とする回転成形
    用ロール。
  2. 【請求項2】前記手段が、前記V字形ロールの先端中心
    部に設けられた所定幅を有する円筒面と、この円筒面と
    前記ロールの円錐面とが交わる部分に設けられた所定大
    きさの湾曲部で形成されたものである特許請求の範囲第
    1項記載の回転成形用ロール。
  3. 【請求項3】前記手段が、前記所定大きさの湾曲部と、 この湾曲部と連続し前記円筒面に相当する部分に設けら
    れた底に丸みのある溝状の凹部とで形成されたものであ
    る特許請求の範囲第1項または第2項記載の回転成形用
    ロール。
  4. 【請求項4】前記手段が、前記所定大きさの湾曲部と、
    この湾曲部と連続し前記円筒面に相当する部分に設けら
    れた先端に丸みをある凸部とで形成されたものである特
    許請求の範囲第1項または第2項記載の回転成形用ロー
    ル。
  5. 【請求項5】前記手段が、前記ロールの先端からの所定
    位置に前記ロールの円錐面とほぼ平行に設けられた段差
    で形成されたものである特許請求の範囲第1項記載の回
    転成形用ロール。
  6. 【請求項6】前記V字形ロール,中間および仕上げロー
    ルによる溝が、転造成形されるものである特許請求の範
    囲第1項記載の回転成形用ロール。
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