JP3991144B2 - クランク式圧下プレス方法と装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピンチロールで搬送されている圧延材を圧下するクランプ式圧下プレスに関する。
【0002】
【従来の技術】
スラブ・バー(圧延材)を圧下するプレス方式として、圧下時はスラブ・バーの搬送を停止し、圧下が終了するとスラブ・バーを圧下長さ分送るスタート・ストップ方式や、スラブ・バーを圧下するスライダーをスラブ・バーの搬送速度に合わせて上下動させるフライング方式などが用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
スタート・ストップ方式の場合、大きな重量のスラブ・バーを速度0から最大速度Vmax まで、1サイクルごとに加減速するため、ピンチロールや搬送テーブルなどの搬送設備が大容量となる。また不連続動作であるため、下流側の圧延設備との連続化が困難である。フライング方式の場合、大重量のスライダーをスラブ・バーの速度に合わせて揺動・加減速する大容量の揺動装置が必要になる。また、スラブ・バーとスライダーの速度がずれた場合、スラブ・バーにキズが付いたり、装置を傷めるという問題があった。
【0004】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、圧延材の搬送装置および圧下用の揺動装置の容量が小さく、プレス圧下中の金型の移動速度と搬送装置の搬送速度にずれが生じても圧延材にキズを付けず、装置も傷めないクランク式圧下プレス方法と装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明では、ピンチロールで搬送しながら圧延材を上下から金型で圧下するクランク式圧下プレスの圧下方法において、圧下している間、ピンチロールは金型の水平方向速度に圧延材の伸び速度を加減算した合成速度と同一の周速となるように回転させて圧延材を搬送し、プレスを圧下していないときに圧延材送り速度を調整して1サイクル中に所定の距離L圧延材を移動するようにするとともに、ピンチロールの圧下力をプレス圧下中は圧下しない時の圧力よりも小さくする。
【0006】
搬送する圧延材を上下から金型で圧下し、圧下中は金型の水平方向速度に圧延材の伸び速度を加減算した合成速度と同じ周速となるよう回転して圧延材を搬送し、圧下していないとき速度を調整して1サイクルの移動距離をLとしているので、圧延材をサイクル単位で等速に搬送できる。また、ピンチロールの圧下力をプレス圧下中は圧下しない時の圧力よりも小さくするので、合成速度とピンチロールの搬送速度がズレても圧延材にキズが付くのを防止できる。またサイクル内の搬送速度の変化もスタート・ストップ方式に比べ大幅に少なく、振動もスライダー方式に比べ大幅に少ない。
【0007】
請求項2の発明では、圧延材の上下に設けられた金型と、各金型を圧下するクランク装置と、圧延材を搬送するピンチロールと、を備え、ピンチロールはクランク装置が金型を介して圧延材を圧下している期間は金型の水平方向速度に圧延材の伸び速度を加えた合成速度と同一の周速となるよう回転して圧延材を搬送し、圧下していないときに圧延材送り速度を調整して1サイクル中に所定の距離L移動させ、この距離Lが金型の流れ方向の圧下する長さL0以内であるようにするとともに、ピンチロールの圧下力をプレス圧下中は圧下しない時の圧力よりも小さくする。
【0008】
上部クランク装置は下死点の周囲で金型により圧延材を圧下し、下部クランク装置は上死点の周囲で金型により圧延材を圧下する。金型が圧延材を圧下している期間は、ピンチロールは金型の速度に圧延材の伸び速度を加減算した合成速度と同じ周速となるよう回転して圧延材を搬送する。クランク装置の1サイクル期間にピンチロールが圧延材を移動する距離Lは金型の流れ方向の圧下する長さL0以内であるので、圧延材は次々に長さLづつ圧下されていく。また、ピンチロールの圧下力をプレス圧下中は圧下しない時の圧力よりも小さくするので、合成速度とピンチロールの搬送速度がズレても圧延材にキズが付くのを防止できる。かかる動作による圧延材の搬送速度の変化はそれほど大きくないので、大容量の搬送装置は必要ない。また圧延材の速度に合わせて大重量のスライダーを揺動させる構成ではないので、大容量の揺動装置は必要ない。また、圧延材はほぼ連続的に搬送されるので、後続の圧延装置との連続化が容易にできる。
【0009】
請求項3の発明では、前記ピンチロールは、プレスの圧下開始時より所定時間t前又は後より圧下力を小さくするようにする。
【0010】
プレスの圧下開始時より所定時間t前よりピンチロールの圧下力を小さくすることにより、ピンチロールからの圧延材に対する拘束が減少するので、金型が圧延材に確実に噛み込むことができるようになる。この時間tは噛み込むのに必要な時間である。また所定時間tより後にピンチロールの圧下力を小さくする場合は、金型が圧延材に確実に噛み込むようにするためである。
【0011】
請求項4の発明では、前記ピンチロールは、プレス圧下荷重が所定値以上になった時点で、圧下力を小さくするようにする。
【0012】
ピンチロールは、プレス圧下荷重が所定値以上になるまで高い圧下力で圧延材を圧下してプレスに圧延材を確実に送り込み、その後圧下力を小さくする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は第1実施形態のクランク式厚み圧下プレスの構成を示す図である。図2は第1実施形態の動作を示す。圧延材1を挟んで、金型2が上下に設けられ、金型2はクランク装置3のクランク軸4の偏心運動部に固定されている。クランク装置3はクランク軸4による偏心運動部を有し、これに固定された金型2を上下動して圧延材1を圧下するとともに、圧延材流れ方向に往復動する。2aは上部金型、2bは下部金型、3aは上部クランク装置、3bは下部クランク装置を示す。ピンチロール5は金型2の上流側に設けられ、圧延材1の搬送速度を制御し、コントローラ10により制御される。なお、金型2の下流側に設けてもよい。図2に示すように、搬送テーブル6がピンチロール5の上流側近傍と金型2の下流側に設けられ、圧延材1を搬送する。ルーパー7は下流側の搬送テーブル6の下流に設けられ、圧延材1をループ状にして長さを吸収し、後続装置の圧延材1の処理速度に対応する。
【0014】
図1において、クランク装置3には、ロードセル11が設けられ金型2に加えた圧下力を測定する。またクランク軸回転センサ12が設けられクランク軸の回転を計測する。ロードセル11とクランク軸回転センサ12の計測データはコントローラ10に送られる。
【0015】
ピンチロール5にはピンチロール回転センサ13が設けられ、ピンチロール5の回転を計測しコントローラ10に出力する。ピンチロール5には圧延材1を圧下するシリンダ14と、シリンダ14への圧油を切換る方向切換弁15、圧油を供給するポンプ16、ポンプ16の出力圧を減圧する減圧弁17、油を貯蔵するタンク18が設けられている。減圧弁17はコントローラ10で制御され、ピンチロール5の圧延材1への圧下力をP1とP2に変化させる。
【0016】
次に動作について説明する。図2はクランク装置3のクランク軸4が1回転する間(この期間を1サイクルと称する)のクランク装置3と金型2の動作を示す。図3はクランク装置3のクランク軸4の回転角度と圧下との関係を示す。上部クランク装置3aの動作を説明する。下部クランク装置3bの動作は上部クランク装置3aの動作に対して上下は反対になるが、前後進(下流側への移動を前進とする)は同じである。a点は上死点、c点は下死点、b点は最上流点、d点は最下流点に金型2がくることを示す。1サイクルの始点はb点であり、bcdの区間が前進区間、dabの区間が後進区間を示す。Sから圧延材1の圧下が始まり、cを経てRで圧下は終了する。図2の(A)はb点の状態を示し、(B)はc点の状態、(C)はd点の状態を示す。b点からd点までの距離が1サイクルの金型の移動距離を示す。なお、1サイクル中の圧延材1の移動距離Lは金型2の搬送方向の有効圧下長さL0を越えないようにし、確実に圧下するようにする。
【0017】
図4は図1で示した、ロードセル11、クランク軸回転センサ12、ピンチロール回転センサ13の計測データと、このデータによりコントローラ10で減圧弁17を制御してピンチロール5の圧下力を調整したデータを示す。(a)はクランク角に対する金型2の変位または速度を示し、図3をクランク角度で展開したものである。プレス範囲R〜Sは斜線部である。(b)はロードセルの値でプレス範囲R〜Sで発生し、R〜Sの中間でピークとなる。(c)はピンチロール5の送り速度を表し、プレス範囲R〜S間の速度は、金型2のR〜S間の速度に圧延による圧延材1の伸長速度を加減算した速度で、図1のようにピンチロール5が金型2の上流側にあるときは、上流側に伸びてくる速度を補正するため、搬送速度から上流側への伸長速度を減算し、図5のように下流側にあるときは、下流側に伸びてくる速度を補正するため、搬送速度と下流側への伸長速度を加算する。
【0018】
(d)はコントローラ10がクランク軸回転センサ12から圧下開始点Rを検出し、またはロードセル11から圧下荷重の立ち上がりR点を検出して、ピンチロール5の圧下力をP1からこれより低いP2に低下し、圧下終了点Sで元のP1に復帰させた場合を示す。このようにピンチロール5の圧下力を低下することにより、金型2の速度から伸長速度を減算した合成速度がピンチロール5の速度とズレた場合でも圧延財1にキズが付いたり、プレス装置やピンチロール5を傷めたりすることを防止することができる。なおこの場合は、ロードセル11とクランク軸回転センサ12のいずれかを装備すればよい。
【0019】
(e)はコントローラ10がクランク軸回転センサ12から圧下開始点Rより時間tだけ早い角度を検出し、この点よりピンチロール5の圧下力をP1からこれより低いP2に低下し、圧下終了点Sで元のP1に復帰させた場合を示す。このように金型2が圧延材1に噛み込む前にピンチロール5の圧延材1に対する拘束を低減することにより、金型2の圧延材1への噛み込みをスベリを発生することなく確実に行なうことができる。さらに(d)の場合と同様に、金型2の速度から伸長速度を減算した合成速度がピンチロール5の速度とズレた場合でも圧延材1にキズが付いたり、プレス装置やピンチロール5を傷めたりすることを防止することができる。
【0020】
図5は第2実施形態を示す。第2実施形態は図1に示す第1実施形態に対してピンチロール5の配置を金型2の下流側にしたもので、他は第1実施形態と同じである。このように下流側にすると、金型2で圧下時ピンチロール5での搬送速度は金型の速度に圧下による圧延材1の伸長速度を加算した合成速度になる。
【0021】
図6は第3実施形態を示す。第3実施形態は図1に示す第1実施形態と図5に示す第2実施形態とを合わせたものである。
【0022】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、金型をクランク装置で圧下しながら搬送し、金型による圧下中はピンチロールの圧下力を低減するので、次の効果を奏する。
▲1▼ 圧延材搬送速度は大きく変化しないので、大容量のピンチロールや搬送テーブルなどの搬送装置が不要になる。
▲2▼ フライング方式のような大重量のスライダーがないので、大容量の揺動装置が不要である。
▲3▼ 長い(重い)スラブの加減速を確実に行い、送り量を正確に与えることができる。
▲4▼ プレス時に金型による圧延材の送りとピンチロールによる圧延材の送りに速度差が生じても、装置に過大な負荷をかけず、圧延材に滑りキズが発生するのを防止する。
▲5▼ 圧延材と金型の滑りを最小にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の構成を示す図である。
【図2】プレスの1サイクルの動作を示す図である。
【図3】クランク装置のクランク角θと圧下範囲を示す図である。
【図4】第1実施形態の動作を示す図である。
【図5】本発明の第2実施形態の構成を示す図である。
【図6】本発明の第3実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 圧延材
2 金型
2a 上部金型
2b 下部金型
3 クランク装置
3a 上部クランク装置
3b 下部クランク装置
4 クランク軸
5 ピンチロール
6 搬送テーブル
7 ルーパー
10 コントローラ
11 ロードセル
12 クランク軸回転センサ
13 ピンチロール回転センサ
14 シリンダ
15 方向切換弁
16 ポンプ
17 減圧弁
18 タンク
Claims (4)
- ピンチロールで搬送しながら圧延材を上下から金型で圧下するクランク式圧下プレスの圧下方法において、圧下している間、ピンチロールは金型の水平方向速度に圧延材の伸び速度を加減算した合成速度と同一の周速となるように回転して圧延材を搬送し、プレスを圧下していないときに圧延材送り速度を調整して1サイクル中に所定の距離L圧延材を移動するようにするとともに、ピンチロールの圧下力をプレス圧下中は圧下しない時の圧力よりも小さくしたことを特徴とするクランク式プレス方法。
- 圧延材の上下に設けられた金型と、各金型を圧下するクランク装置と、圧延材を搬送するピンチロールと、を備え、ピンチロールはクランク装置が金型を介して圧延材を圧下している期間は金型の水平方向速度に圧延材の伸び速度を加減算した合成速度と同一の周速となるよう回転して圧延材を搬送し、圧下していないときに圧延材送り速度を調整して1サイクル中に所定の距離L移動させ、この距離Lが金型の流れ方向の圧下する長さL0以内であるようにするとともに、ピンチロールの圧下力をプレス圧下中は圧下しない時の圧力よりも小さくしたことを特徴とするクランク式圧下プレス装置。
- 前記ピンチロールは、プレスの圧下開始時より所定時間t前又は後より圧下力を小さくするようにしたことを特徴とする請求項2記載のクランク式圧下プレス装置。
- 前記ピンチロールは、プレス圧下荷重が所定値以上になった時点で、圧下力を小さくするようにしたことを特徴とする請求項2記載のクランク式圧下プレス装置。
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