JP5724860B2

JP5724860B2 - Expansion device for hot drilling

Info

Publication number: JP5724860B2
Application number: JP2011267616A
Authority: JP
Inventors: 一誠石田; 田中　康博; 康博田中; 岳雄野口; 進落合; 敏久伊藤; 毅川西
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: JP2013119100A

Description

本発明は、熱間穿孔用エキスパンション装置に関するものである。 The present invention relates to an expansion device for hot drilling.

熱間製管法において、押出プレスに供給される製管用ビレットの予備加工として、中空ビレット内部の中空部の孔径を熱間で押し広げる熱間穿孔が行われる。 In the hot pipe manufacturing method, as a preliminary processing of a pipe making billet supplied to an extrusion press, hot drilling is performed in which the hole diameter of the hollow portion inside the hollow billet is expanded hot.

図５は、従来の一般的な熱間穿孔の工程を説明する断面図である。予め製管用ビレットよりも小さい孔１０ａが形成された中空ビレット１０を１１００〜１２００℃
程度に加熱し、図５（ａ）に示すように、中空ビレットの外径に応じた貫通孔２ａを有するコンテナ２内に装入する。図５（ｂ）に示すように、中空ビレット１０全体がコンテナ２内に装入された後、図５（ｃ）に示すように、マンドレル４に装着された所定径のエキスパンション用ノーズ５により、中空ビレット１０の孔１０ａの孔径を押し広げながら穿孔して、ノーズ５を中空ビレット１０の軸方向に貫通させる。押し広げ穿孔された中空ビレット１０は、図５（ｄ）に示すように、下方向から突き上げられてコンテナ２から抽出され、熱間押出製管用ビレットとして供される。 FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a conventional general hot drilling process. A hollow billet 10 in which a hole 10a smaller than a billet for pipe making is formed in advance is 1100 to 1200 ° C.
It heats to the extent, and as shown to Fig.5 (a), it inserts in the container 2 which has the through-hole 2a according to the outer diameter of a hollow billet. As shown in FIG. 5 (b), after the entire hollow billet 10 is inserted into the container 2, as shown in FIG. The nose 5 is penetrated in the axial direction of the hollow billet 10 while expanding the hole diameter of the hole 10 a of the hollow billet 10. As shown in FIG. 5 (d), the hollow billet 10 that has been pierced and expanded is pushed up from the bottom and extracted from the container 2, and used as a hot-extrusion pipe making billet.

このような熱間穿孔の方法は、例えば特許文献１に記載され、熱間穿孔を行うエキスパンション装置においては、従来、図５に示すように、中空ビレット１０を貫通した後のエキスパンション用ノーズ５をガイドするライナリング３が、コンテナ２の内部に配置されていた。そして、中空ビレット１０がライナリング３上に載置された状態で、コンテナ２に同調してライナリング３が回転し、中空ビレット１０の装入および抽出時には、ライナリング３がコンテナ２内を上下移動していた。 Such a hot drilling method is described in, for example, Patent Document 1, and in an expansion apparatus that performs hot drilling, conventionally, as shown in FIG. 5, an expansion nose 5 after passing through a hollow billet 10 is used. The guiding liner ring 3 was arranged inside the container 2. Then, in a state where the hollow billet 10 is placed on the liner ring 3, the liner ring 3 rotates in synchronization with the container 2, and the liner ring 3 moves up and down in the container 2 when the hollow billet 10 is loaded and extracted. It was moving.

特開２００７−２２９７７１号公報JP 2007-227771 A

上記のように、従来のエキスパンション装置では、ライナリング３がコンテナ２の内部に配置されているため、ライナリング３の外径は、コンテナ２の内径、すなわち中空ビレット１０の外径に応じたサイズでなければならなかった。したがって、穿孔する中空ビレット１０の外径の種類に応じて複数のライナリング３が必要となり、汎用性に乏しかった。 As described above, in the conventional expansion apparatus, since the liner ring 3 is disposed inside the container 2, the outer diameter of the liner ring 3 is a size corresponding to the inner diameter of the container 2, that is, the outer diameter of the hollow billet 10. Had to be. Therefore, a plurality of liner rings 3 are required depending on the type of outer diameter of the hollow billet 10 to be drilled, and the versatility was poor.

また、穿孔によってバリが発生し、ライナリング３の内径部に焼き付くため、穿孔後の中空ビレット１０をコンテナ２から取り出した後、ライナリング３と中空ビレット１０とを分離する工程が必要となり、スループットの低下につながっていた。さらに、従来の装置では、ライナリング３と中空ビレット１０との接触時間が長くなるため、焼き付きが生じる可能性が高く、ライナリング３と中空ビレット１０の分離が困難となる問題点があった。 Further, since burrs are generated by perforation and seize on the inner diameter portion of the liner ring 3, a step of separating the liner ring 3 and the hollow billet 10 after removing the perforated hollow billet 10 from the container 2 is required. Led to a decline. Furthermore, in the conventional apparatus, since the contact time between the liner ring 3 and the hollow billet 10 becomes long, there is a high possibility that seizure will occur, and it becomes difficult to separate the liner ring 3 and the hollow billet 10.

本発明の目的は、汎用性があり、且つスループットを低下させることなく押し広げ穿孔が行えるエキスパンション装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an expansion device that is versatile and can perform spreading and perforation without reducing throughput.

上記問題を解決するため、本発明は、コンテナ内に装入された中空ビレットに、エキスパンション用ノーズで熱間穿孔して前記中空ビレット内部の孔径を広げる熱間穿孔用エキスパンション装置であって、前記中空ビレットを貫通した後の前記ノーズを軸線方向にガイドするライナリングが、前記コンテナの下端面の外側に設置されており、前記コンテナを水平方向に押圧または回転させるアシスト機構を有することを特徴とする熱間穿孔用エキスパンション装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is an expansion device for hot drilling, in which a hollow billet placed in a container is hot drilled with an expansion nose to expand the hole diameter inside the hollow billet, A liner ring for guiding the nose after passing through a hollow billet in the axial direction is installed outside a lower end surface of the container, and has an assist mechanism for pressing or rotating the container in a horizontal direction. An expansion device for hot drilling is provided.

また、前記コンテナの下端面とライナリングの上端面を当接させ、コンテナを水平方向に移動または回転させることにより、中空ビレットとライナリングを分離してもよい。 Further, the hollow billet and the liner ring may be separated by bringing the lower end surface of the container into contact with the upper end surface of the liner ring and moving or rotating the container in the horizontal direction.

本発明によれば、コンテナとライナリングの位置ずれを従来構造と同等に防止できるとともに、中空ビレットの外径が異なっても、穿孔径が同じであれば同一のライナリングを用いることができるため、汎用性が向上する。また、穿孔後のライナリングと中空ビレットの分離工程を簡略化することができ、スループットが向上する。 According to the present invention, the positional deviation between the container and the liner ring can be prevented in the same manner as the conventional structure, and even if the outer diameter of the hollow billet is different, the same liner ring can be used as long as the perforation diameter is the same. , Improve versatility. In addition, the liner ring after hollow drilling and the separation process of the hollow billet can be simplified, and the throughput is improved.

本発明にかかるエキスパンション装置の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of the expansion apparatus concerning this invention. コンテナとライナリングの軸線がずれた状態を説明する拡大断面図である。It is an expanded sectional view explaining the state which the axis line of the container and liner ring shifted | deviated. 図１のコンテナとライナリングとの位置決め機構の例を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the example of the positioning mechanism of the container and liner ring of FIG. バリの発生状態を説明する拡大断面図である。It is an expanded sectional view explaining the generation | occurrence | production state of a burr | flash. 従来の熱間穿孔手順を説明する縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view explaining the conventional hot drilling procedure.

以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and drawings, elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図１は、本発明のエキスパンション装置の概略を示す全体図である。本発明のエキスパンション装置１は、コンテナ２の下端面の外側にライナリング３が配置され、コンテナ２の上方に、マンドレル４に装着されたエキスパンション用ノーズ５が上下移動可能に配置されている。 FIG. 1 is an overall view showing an outline of an expansion apparatus according to the present invention. In the expansion device 1 of the present invention, a liner ring 3 is disposed outside the lower end surface of a container 2, and an expansion nose 5 mounted on a mandrel 4 is disposed above the container 2 so as to be movable up and down.

コンテナ２は、穿孔する中空ビレット１０が軸線方向に傾くことなく収容されるように、中空ビレット１０の外径よりも僅かに大きい貫通孔２ａを有し、外周部がコンテナホルダ６で保持されている。コンテナホルダ６を介して、アシスト機構１５によりコンテナ２が押圧または回転させられる。さらに、図示しない保持機構により、穿孔時のコンテナ２が保持される。 The container 2 has a through-hole 2a slightly larger than the outer diameter of the hollow billet 10 so that the hollow billet 10 to be drilled is accommodated without being inclined in the axial direction, and the outer peripheral portion is held by the container holder 6 Yes. The container 2 is pressed or rotated by the assist mechanism 15 via the container holder 6. Further, the container 2 at the time of drilling is held by a holding mechanism (not shown).

ライナリング３は、中央に貫通孔を有し、貫通孔の上端側の内径は、ノーズ５の外径、すなわち中空ビレット１０に押し広げ穿孔する孔径よりも僅かに大きく、穿孔後のノーズ５を、コンテナ２の中心軸線に沿った方向にガイドする。ライナリング３はライナリングホルダ７内に設置され、ライナリングホルダ７は、ダイ８の上に設置される。ライナリング３の外径は、コンテナ２の貫通孔２ａよりも大きければ特に制限はなく、中空ビレット１０の外径にかかわらず、穿孔径が同じであれば、同一のライナリング３を用いることができる。 The liner ring 3 has a through hole in the center, and the inner diameter of the upper end side of the through hole is slightly larger than the outer diameter of the nose 5, that is, the diameter of the hole for expanding and drilling into the hollow billet 10. , Guiding in the direction along the central axis of the container 2. The liner ring 3 is installed in a liner ring holder 7, and the liner ring holder 7 is installed on a die 8. The outer diameter of the liner ring 3 is not particularly limited as long as it is larger than the through hole 2a of the container 2, and the same liner ring 3 may be used as long as the perforated diameter is the same regardless of the outer diameter of the hollow billet 10. it can.

穿孔時には、コンテナ２とライナリング３の中心軸を一致させることが必要であり、中心軸がずれると、中空ビレット１０の穿孔精度が低下するうえ、図２の矢印が指す円内に示すように、ノーズ５がライナリング３の上端部の角に接触し、ノーズ５やライナリング３に疵や破損が生じる場合がある。 At the time of drilling, it is necessary to make the center axis of the container 2 and the liner ring 3 coincide with each other. If the center axis is deviated, the drilling accuracy of the hollow billet 10 is lowered and the circle indicated by the arrow in FIG. The nose 5 may come into contact with the corner of the upper end portion of the liner ring 3 and the nose 5 or the liner ring 3 may be wrinkled or damaged.

そこで、本発明では、コンテナ２の下端部とライナリング３の上端部との間に、互いの中心軸を一致させる位置決め機構を設けることが好ましい。位置決め機構の例としては、例えば図３に示すように、コンテナ２の下端側に形成された凸部１１と、ライナリング３の上端側に形成された凹部１２により構成される。凸部１１は、例えばビス等をコンテナ２の下部に埋め込んで形成してもよい。凹部１２は、凸部１１が凹部１２の底部に自然にガイドされるように、側面が傾斜面となっていることが好ましい。このような位置決め機構１３を有することにより、コンテナ２をライナリング３に載せると、自然に互いの中心軸が一致する。なお、ライナリングホルダ７は、ライナリング３に対して、調心代として水平方向に例えば３ｍｍ程度のクリアランスｃを有している。 Therefore, in the present invention, it is preferable to provide a positioning mechanism between the lower end portion of the container 2 and the upper end portion of the liner ring 3 so that the center axes thereof coincide with each other. As an example of the positioning mechanism, for example, as shown in FIG. 3, the positioning mechanism includes a convex portion 11 formed on the lower end side of the container 2 and a concave portion 12 formed on the upper end side of the liner ring 3. The convex portion 11 may be formed by embedding screws or the like in the lower portion of the container 2, for example. It is preferable that the side surface of the concave portion 12 is inclined so that the convex portion 11 is naturally guided to the bottom portion of the concave portion 12. By having such a positioning mechanism 13, when the container 2 is placed on the liner ring 3, the center axes of the containers 2 naturally coincide with each other. The liner ring holder 7 has a clearance c of, for example, about 3 mm in the horizontal direction as a centering margin with respect to the liner ring 3.

このようなエキスパンション装置１において、中空ビレット１０をコンテナ２内に装入し、中空ビレット１０の下端部をライナリング３の上端面に当接させた状態で、ノーズ５を下降させることで、中空ビレット１０に予め形成された孔を拡径する穿孔が行われる。このとき、ライナリング３の上部の孔の内径は、ノーズ５の外径すなわち穿孔径よりも僅かに大きいことにより、図４に示すように、ノーズ５が中空ビレット１０の下端を通過する際、バリ１４が発生する。 In such an expansion apparatus 1, the hollow billet 10 is inserted into the container 2, and the nose 5 is lowered while the lower end portion of the hollow billet 10 is in contact with the upper end surface of the liner ring 3. Drilling is performed to expand the diameter of a hole previously formed in the billet 10. At this time, the inner diameter of the upper hole of the liner ring 3 is slightly larger than the outer diameter of the nose 5, that is, the bore diameter, so that when the nose 5 passes through the lower end of the hollow billet 10, as shown in FIG. A burr 14 is generated.

そこで、コンテナ２の保持機構を解き、コンテナ２が上昇移動可能の状態にした上で、アシスト機構１５により、ライナリング３に当接させたコンテナ２を回転させたり、もしくは水平方向に移動させて、中空ビレット１０の下端面とライナリング３の上端面との間のせん断力でバリ１４を切断除去する。コンテナ２の下端側およびライナリング３の上端側に、位置決め機構として側面が傾斜になっている凸部１１又は凹部１２が形成されている場合には、凸部１１が凹部１２の傾斜面を沿うように移動させることでライナリング３に焼き付いたバリを切断して、穿孔後の中空ビレット１０とライナリング３を容易に分離することができる。 Therefore, after releasing the holding mechanism of the container 2 so that the container 2 can move up and down, the assist mechanism 15 rotates the container 2 in contact with the liner ring 3 or moves it horizontally. The burr 14 is cut and removed by a shearing force between the lower end surface of the hollow billet 10 and the upper end surface of the liner ring 3. When the convex portion 11 or the concave portion 12 whose side surface is inclined is formed as a positioning mechanism on the lower end side of the container 2 and the upper end side of the liner ring 3, the convex portion 11 follows the inclined surface of the concave portion 12. By moving in this manner, the burrs baked on the liner ring 3 can be cut, and the hollow billet 10 and the liner ring 3 after drilling can be easily separated.

以上のようなエキスパンション装置１を用いて中空ビレット１０の孔の押し広げ穿孔を行う手順を、以下に説明する。 The procedure for expanding and punching the holes of the hollow billet 10 using the expansion device 1 as described above will be described below.

穿孔径に応じた内径を有するライナリング３をライナリングホルダ７内に設置し、穿孔する中空ビレット１０の外径に応じた貫通孔２ａを有するコンテナ２をライナリング３の上にセッティングする。このとき、コンテナ２とライナリング３との位置決め機構１３により、両者の中心軸が一致するように自動調心される。 The liner ring 3 having an inner diameter corresponding to the drilling diameter is installed in the liner ring holder 7, and the container 2 having the through hole 2 a corresponding to the outer diameter of the hollow billet 10 to be drilled is set on the liner ring 3. At this time, the positioning mechanism 13 between the container 2 and the liner ring 3 is automatically aligned so that the center axes of both coincide.

中空ビレット１０をコンテナ２内に装入し、中空ビレット１０の底面がライナリング３に接触した状態で、ノーズ５により、中空ビレット１０の孔１０ａの押し広げ穿孔を行う。穿孔後、ノーズ５はマンドレル４から外れ、下方に落下し回収される。 The hollow billet 10 is inserted into the container 2, and the hole 10 a of the hollow billet 10 is expanded and drilled by the nose 5 in a state where the bottom surface of the hollow billet 10 is in contact with the liner ring 3. After drilling, the nose 5 is removed from the mandrel 4 and dropped down and collected.

次に、コンテナ２の保持機構を解き、コンテナ２が上昇移動可能な状態にした上で、アシスト機構１５によりコンテナ２を回転及び位置決め機構の凸部１１が凹部１２の傾斜面を沿うように移動させることで、穿孔後の中空ビレット１０とライナリング３を分離させる。 Next, after releasing the holding mechanism of the container 2 so that the container 2 can move upward, the container 2 is rotated by the assist mechanism 15 and the convex portion 11 of the positioning mechanism moves along the inclined surface of the concave portion 12. By doing so, the hollow billet 10 and the liner ring 3 after perforation are separated.

押し広げ穿孔された中空ビレット１０は、コンテナ２から取り出し、熱間押出製管用ビレットとして供される。次に穿孔する中空ビレットの外径が異なっていても、穿孔径が同じであれば、同じライナリング３を継続して使用できる。 The hollow billet 10 that has been pierced and expanded is taken out from the container 2 and used as a billet for hot extrusion pipe making. Even if the outer diameter of the hollow billet to be drilled next is different, the same liner ring 3 can be continuously used as long as the drilling diameter is the same.

以上のように、本発明によれば、ライナリング３をコンテナ２の外側に配置することで汎用性を向上させることができるとともに、穿孔後のライナリングと中空ビレットの分離工程を簡略化することができるため、スループットを向上させることができる。さらに、位置決め機構１３を有していれば、ライナリング３が外側に配置されていても、互いの中心軸を一致させて、正確に穿孔することができる。 As described above, according to the present invention, versatility can be improved by arranging the liner ring 3 outside the container 2, and the separation process of the liner ring and the hollow billet after drilling can be simplified. Therefore, throughput can be improved. Furthermore, if it has the positioning mechanism 13, even if the liner ring 3 is arrange | positioned on the outer side, a mutual center axis | shaft can be corresponded and it can drill correctly.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this example. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.

本発明は、熱間穿孔用エキスパンション装置に適用できる。 The present invention can be applied to an expansion device for hot drilling.

１エキスパンション装置
２コンテナ
３ライナリング
４マンドレル
５ノーズ
６コンテナホルダ
７ライナリングホルダ
８ダイ
１０中空ビレット
１１凸部
１２凹部
１３位置決め機構
１４バリ
１５アシスト機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Expansion apparatus 2 Container 3 Liner ring 4 Mandrel 5 Nose 6 Container holder 7 Liner holder 8 Die 10 Hollow billet 11 Convex part 12 Concave part 13 Positioning mechanism 14 Burr 15 Assist mechanism

Claims

An expansion device for hot drilling, in which a hollow billet charged in a container is hot drilled with an expansion nose to expand the hole diameter inside the hollow billet,
A liner ring that guides the nose in the axial direction after passing through the hollow billet is installed outside the lower end surface of the container, and has an assist mechanism that presses or rotates the container in the horizontal direction. An expansion device for hot drilling.

The hollow billet and the liner ring are separated from each other by bringing the lower end surface of the container into contact with the upper end surface of the liner ring and moving or rotating the container in a horizontal direction. Expansion equipment for hot drilling.