JP4833288B2 - 金属ブランクからのリング圧延 - Google Patents

Description

本発明は、金属ブランクのリング圧延に連関する。一般にブランクは錬鋼のような標準的な鋼鉄であるが、他の金属や合金を有する事もできる。それらは多くの用途、特に軸受部品、を有するリングを形成するために圧延される。また、本発明は粉末金属ブランクにも適用可能である。

上述の種類の圧延処理において、金属ブランクはマンドレルに設置されており、前記マンドレルは、マンドレル軸の両側にある２つの形成ロールの間に配置されている。成長制御ロールがマンドレル軸の上下に配置される事で、ブランクが形成ロールの間で回転するようブランクに係合する。四つの成長制御ロールが用いられており、一つはマンドレル軸と各形成ロールとの間にある別のロールの真上にある。この方法は、最終産物において非常に高精度の真円度を伴う良い結果物をもたらす。しかしながら、この方法は突起を生じる。本発明は突起の生成をさらに減少させることで、リング圧延された生成物の真円度をさらに向上させることを目的としている。本発明によると、成長制御ロールはマンドレル軸の上下及び両側に配置される事で、環状ブランクに作用する力のより小さな対称性パターンを生じる。前記力は上又は下の成長制御ロールと形成ロールとの間に分散されたいっそう多くの水平方向の力を伴う。好適な実施形態は、下側のロールの両軸に平行で、それらより近い軸を備える一対の上部成長制御ロールを有する。しかしながら、本発明のある用途においては、下側にある一対の成長制御ロールは上側の組より近くにある。
イギリス特許第１３２９２５１号公報

本発明の方法において、上部及び下部成長制御ロールは、通常マンドレル軸を含む垂直面の両側に等距離にあるそれらの軸を伴って配置されるであろう。発明のある変形例においては、二つの上部成長制御ロールはマンドレル軸の真上に配置された軸を有する単一の成長制御ロールに置換可能である。この変形例においては、もちろん上部成長制御ロールが下部成長制御ロールと形成ロールとの間に分散された全ての水平方向の力を伴って環状ブランクに垂直方向の力のみを加える。成長制御ロールの配置は、周囲に隣接するロール（形成ロール及び成長制御ロール）間においてサポートされないブランクの長さが最小になるよう選択される事が好ましい。

本発明の方法においては、マンドレル軸と形成ロールとが同一の水平面にある。しかしながら、本発明のある用途においては、形成ロール及び環状ブランクの間における力の垂直成分が存在するようにマンドレル軸を形成ロールの軸より下に配置する事も有益である。

これ以降において本発明は例として、かつ添付の模式図を参照して説明される。

図１に示されるように、金属ブランク（２）は二つの形成ロール（６）の間に配置されたマンドレル（４）上に配置されている。マンドレル（４）の軸（８）は形成ロールの軸（１０）を含む水平面より下に配置されており、軸（８）と各形成ロールの軸（１０）との間の線は水平面と角度βをなす。角度βは通常は１０度以下であり、一般には５度以下である。効果的な性能は角度βが約１度のときにもたらされる。

二つの下部成長制御ロール（１２）は下から金属ブランク（２）に係合するようにマンドレル（４）の下側に配置される。ロール（１２）はマンドレル軸（８）を含む垂直面の両側に対称的に、垂直面から等しく離れて配置される。ロール（１２）は、それらの距離を調節することができるフレーム（１４）に設置される。下部成長制御ロールの直径は、相互又は形成ロールとの干渉を避けるためにそれらの間の距離に応じて変更する必要があることが理解されるであろう。当然、重要な要素はマンドレル上のブランクとの係合の線と、角度θは係合の線とマンドレル軸と水平線との間で規定される。この角度θは一般に５０度から７０度の範囲内、通常は少なくとも６０度である。

二つの上部成長制御ロール（１６）は、上からブランク（２）に係合するためにマンドレル軸より上にあるフレーム（１８）に設置されている。これらのロール（１６）は下部成長制御ロール（１２）より互いに近くに配置されているが、再度それらの距離をフレーム（１８）におけるそれらの軸を動かす事で変えることもできる。また、ロール（１６）はマンドレル軸を含む垂直面の両側に対称に配置されており、水平線に対するロール（１６）と、ブランク（２）及びマンドレルの軸との係合の線によって規定される角度θ’は、当然に下部成長制御ロールの位置によって形成される角度θより大きいであろう。角度θ’は一般に５０度から８０度の範囲内であり、通常は６５度から７０度の範囲内である。

上述のとおり、異なる大きさの成長制御ロールが、所望されるロールの配置の形状と、当然ながら形成ロール上で圧延されるリングの大きさとに応じて用いられる。関与する力のために、成長制御ロールの直径は形状が許容する限り大きくされるべきである。ブランクに対する成長制御ロールの配置は、上部ロール（１６）の係合の線の間の距離が各上部ロール及び隣接する形成ロール（６）の係合の線の間の距離にほぼ等しくなるよう通常は選択される。下部成長制御ロール（１２）は同様に対称的な配置に設置される。

図２は、上部成長制御ロール（１６）が単一のロール（２０）に置換された図１の配置の変形形態を示す。他の点においては、形成及び成長制御ロールの配置は図１の場合と同様である。

本発明の方法を実施すためのリング圧延装置の断面図 上部成長制御が単一のロールによって置換された図１の代替装置の断面図

Claims (11)

1. 金属ブランクからリングを圧延する方法であって、
   マンドレル上に前記ブランクを配置する段階、ここで、前記マンドレルは、マンドレル軸の両側に配置された二つの形成ロールの間にあり、一対の下部成長制御ロールと一対の上部成長制御ロールとを有し、前記一対の下部成長制御ロールは前記マンドレル軸より下側にあり、それらの軸は前記マンドレル軸に平行でありかつ前記マンドレル軸の両側に位置しており、前記一対の上部成長制御ロールは前記マンドレル軸より上側に配置されており、それらの軸は前記マンドレル軸に平行でありかつ前記マンドレル軸の両側に配置されており、前記一対の上部成長制御ロール間の距離は前記一対の下部成長制御ロール間の距離と異なり、及び
   前記リングに係合する成長制御リングと共に前記形成ロール間において前記リングを圧延する段階を有する方法。
2. 前記一対の上部成長制御ロール間の距離が前記一対の下部成長制御ロール間の距離より小さい請求項１記載の方法。
3. 前記下部成長制御ロールが、前記マンドレル軸を含む水平面より下において、前記マンドレル軸に対して５０度から７０度の範囲の角度で配置されたそれらの軸を有するように配置されている請求項１又は請求項２記載の方法。
4. 前記下部成長制御ロールが配置された前記角度が少なくとも６０度である請求項３記載の方法。
5. 前記上部成長制御ロールが前記マンドレル軸を含む水平面より上において、前記マンドレル軸に対して５０度から８０度の範囲の角度で配置されたそれらの軸を有するように配置されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
6. 前記上部成長制御ロールが配置された前記角度が６５度から７０度である請求項４記載の方法。
7. 金属ブランクからリングを圧延する方法であって、
   マンドレル上に前記ブランクを配置する段階、ここで、前記マンドレルは、マンドレル軸の両側に配置された二つの形成ロールの間にあり、一対の下部成長制御ロールと単一の上部成長制御ロールとを有し、前記一対の下部成長制御ロールは前記マンドレル軸より下側にあり、それらの軸は前記マンドレル軸に平行でありかつ前記マンドレル軸の両側に位置しており、前記単一の上部成長制御ロールの軸は前記マンドレル軸の真上に配置されており、及び、
   前記リングに係合する成長制御リングと共に前記形成ロール間において前記リングを圧延する段階を有する方法。
8. 前記マンドレル軸と前記形成ロールの軸とが同一水平面上にある請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
9. 前記マンドレル軸が前記形成ロールの軸を含む水平面より下に配置されている請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
10. 前記マンドレル軸が前記形成ロール軸を含む水平面より下において１０度以下の角度で配置されている請求項９記載の方法。
11. 前記マンドレル軸が配置された前記角度が５度以下である請求項１０記載の方法。

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