JP5804343B2 - Molding device for deformed wire rod for piston ring - Google Patents
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Description
本発明は、例えばエンジン用ピストンリング等に用いられる異形断面の線材の成形等に適した異形線材の成形装置に関するものである。 The present invention relates to a deformed wire forming apparatus suitable for forming a deformed cross-section wire used for, for example, an engine piston ring.
近年のエンジンの高回転化、高出力化の要求に応えるため、高負荷のピストンリングには、従来の鋳鉄製から鋼製に変わり、高合金ステンレスなどの特殊鋼が用いられるようになっている。
ピストンリングには、断面形状が疑似H形のオイルリング、断面形状が左右で異なるサイドレール、スペーサーおよび圧力リングがあり、それぞれ異形断面を有する。これらのピストンリングのうち、オイルリングには、断面が疑似H形の複雑な異形断面を有するものが使用され、素材となるピストンリング用線材に対しては、厳しい寸法精度が要求される。
In order to meet the recent demands for higher engine speed and higher output, high-load piston rings have been changed from conventional cast iron to steel, and special steels such as high alloy stainless steel are now being used. .
The piston ring includes an oil ring having a pseudo H-shaped cross section, a side rail, a spacer, and a pressure ring having different cross-sectional shapes on the left and right sides, each having a deformed cross section. Among these piston rings, oil rings having a complicated H-shaped cross section are used, and strict dimensional accuracy is required for the piston ring wire material.
現在、このような異形断面のピストンリング用線材の成形は、例えば特許文献1に開示されるように、丸線を矩形線に成形した後、非駆動の前段4方ロールタークスヘッドと、動力駆動の後段4方ロールタークスヘッドとを組み合わせた成形ユニットを、1ユニットまたはタンデムに複数ユニット配列した成形装置で成形することが提案されている。
この提案は、従来3〜5回に別けて成形し、その中間に歪取り焼鈍ししていた工程を、1〜2回で成形し中間の歪取り焼鈍しを省略もしくは削減することにより、大幅な能率向上とコスト低減ができるという点で優れたものである。
しかしながら、前工程で矩形線に成形した状態で線材に曲がりやねじれが残存した素材を異形線材に成形すると、4方ロールスタンドに噛み込んだ際や圧延中に、ロール孔型への充填状態が不均一となり所定の形状に成形されないという問題があった。
本発明者は、これら異形線材の成形前後の線材に生じる曲がりに対し、4方ロールスタンドでなる成形ユニットの前段と後段にそれぞれレベラーを備える異形線材の成形装置で成形することで解決できることを提案した(特許文献2)。
Currently, such a deformed cross section piston ring wire is formed, for example, as disclosed in Patent Document 1, after forming a round wire into a rectangular wire, a non-driven front four-way roll turks head, and a power drive It has been proposed to form a molding unit that is combined with the latter four-way roll turks head by a molding apparatus in which a single unit or a plurality of units are arranged in tandem.
This proposal can be greatly improved by forming the process separately from 3-5 times and performing the stress relief annealing in the middle, omitting or reducing the intermediate stress relief annealing once or twice. It is excellent in that the efficiency can be improved and the cost can be reduced.
However, if a material with bending or twist remaining in the wire rod is formed into a deformed wire rod in the state of being formed into a rectangular wire in the previous process, the filling state of the roll hole mold is in the state of being bitten into the four-way roll stand or during rolling. There was a problem that it became non-uniform and was not molded into a predetermined shape.
The inventor proposes that the bending generated in the wire before and after the forming of the deformed wire can be solved by forming with a deformed wire forming apparatus having levelers at the front and back of the forming unit composed of a four-way roll stand. (Patent Document 2).
上述した特許文献2に開示される成形装置は、異形線材の成形前後の線材に生じる曲がりを解決できるという点では有利である。
しかしながら、例えば前工程で矩形線に成形した状態の線材、皮むき後の線材、焼鈍し後の線材および引抜き後の線材の素材表面に、引抜き潤滑剤、炉内堆積物等の汚れの要因となる異物が付着した素材を圧延で異形線材に成形すると、異形線材の表面に異物が噛み込み、異形線材表面に疵を発生する恐れがある。また、素材が4方ロールスタンドに噛み込んだ際に、異物がロール表面に付着することがある。ロール表面に異物が付着した状態で圧延すると、ロール孔型への線材の充填状態が不均一となり、高精度な所定の形状に成形されないという問題もある。
また、素材線材表面に不連続な異物の付着した線材が、動力駆動の4方ロールスタンドに噛み込んだ際には、ロールと線材間の摩擦状態が異物により局部的に変化するため、ロールスリップを発生させることがある。このロールスリップにより、異形線材の成形後の線材表面にロールの焼付き疵を発生させる問題がある。これらの問題は、異形線材の成形性および成形後の線材の品質に大きな影響を及ぼす。
The forming apparatus disclosed in Patent Document 2 described above is advantageous in that it can solve the bending that occurs in the wire before and after forming the deformed wire.
However, for example, the surface of the wire formed into a rectangular wire in the previous process, the wire after peeling, the wire after annealing, and the material surface of the wire after drawing, cause contamination such as drawing lubricant, furnace deposits, etc. If a material having foreign matter adhered thereto is formed into a deformed wire by rolling, the foreign material may be caught on the surface of the deformed wire and wrinkles may be generated on the surface of the deformed wire. Further, when the material bites into the four-way roll stand, foreign matter may adhere to the roll surface. If rolling is performed with foreign matter attached to the roll surface, the filling state of the wire rod into the roll hole mold becomes non-uniform, and there is also a problem that it is not formed into a predetermined shape with high accuracy.
In addition, when a wire with discontinuous foreign matter attached to the surface of the raw material wire is caught in a power-driven 4-way roll stand, the friction state between the roll and the wire changes locally due to the foreign matter. May occur. Due to this roll slip, there is a problem that seizure flaws of the roll occur on the surface of the wire after forming the deformed wire. These problems greatly affect the formability of the deformed wire and the quality of the wire after forming.
本発明の目的は、素材表面の汚れ等による異物付着の問題を解決し、成形性や表面清浄に優れた高い寸法精度の異形線材を得ることができる成形装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a molding apparatus that can solve the problem of foreign matter adhesion due to contamination on the surface of a material and obtain a deformed wire with high dimensional accuracy that is excellent in moldability and surface cleaning.
本発明者は、異形線材の寸法精度の問題を検討し、成形前の素材の表面を洗浄する洗浄装置を採用することで、異形線材の成形後に生じる表面清浄や寸法精度の問題を大きく改善できることを見出し本発明に到達した。 The present inventor examines the problem of dimensional accuracy of deformed wire and adopts a cleaning device that cleans the surface of the material before forming, thereby greatly improving the surface cleaning and dimensional accuracy problems that occur after forming the deformed wire. And reached the present invention.
すなわち本発明は、成形ユニットとして4方ロールスタンドを具備する異形線材の成形装置であって、前記成形ユニットの最前段には線材表面を洗浄する洗浄装置が配置される異形線材の成形装置である。
前記洗浄装置は、前記線材表面を溶媒により洗浄することが好ましく、前記溶媒に超音波振動を印加して洗浄することがより好ましい。
前記成形ユニットには、非駆動の4方ロールスタンドと動力駆動の4方ロールスタンドとがタンデムに配置されることが好ましい。
また、前記成形ユニットには、非駆動の4方ロールスタンドと動力駆動の4方ロールスタンドとがタンデムに複数ユニット配列されることが好ましい。
また、前記成形ユニットの最後段には、単数または複数の非駆動の4方ロールスタンドからなる仕上げユニットを配置されることが好ましい。
That is, the present invention is a deformed wire forming apparatus having a four-way roll stand as a forming unit, and a deformed wire forming apparatus in which a cleaning device for cleaning the surface of the wire is disposed in the foremost stage of the forming unit. .
The cleaning device preferably cleans the surface of the wire with a solvent, and more preferably cleans the solvent by applying ultrasonic vibration.
In the molding unit, a non-driven four-way roll stand and a power-driven four-way roll stand are preferably arranged in tandem.
In the molding unit, it is preferable that a plurality of non-driven four-way roll stands and a power-driven four-way roll stand are arranged in tandem.
Moreover, it is preferable that a finishing unit composed of one or a plurality of non-driven four-way roll stands is disposed at the last stage of the forming unit.
本発明によれば、4方ロールスタンドでなる成形ユニットの最前段に洗浄装置を配置することにより、異形線材の成形後に生じる表面清浄や寸法精度の問題を大きく改善することができ、ピストンリング等に用いられる異形線材の製造を飛躍的に向上できる。 According to the present invention, by arranging the cleaning device in the forefront of the molding unit composed of a four-way roll stand, problems of surface cleaning and dimensional accuracy that occur after molding of the irregular shaped wire can be greatly improved, such as a piston ring. The production of the deformed wire used in the process can be dramatically improved.
本発明の最も重要な特徴は、4方ロールスタンドでなる成形ユニットの最前段に素材の線材表面を洗浄する洗浄装置を配置することにある。
上述したように、異形線材に成形される前の線材表面には、引抜き潤滑剤、炉内堆積物等の汚れが付着していることがある。素材線材の表面に汚れ等の異物が少しでも付着した状態で断面異形線材に成形すると、寸法精度の問題や異形線材表面への疵の誘発といった問題が生じる。これは、例えばピストンリング等に用いられる、非常に高い寸法精度を要求される異形線材を4方ロールスタンドで成形する際に特に大きな問題となる。
所定の異形断面形状および表面清浄を得るためには、素材表面が常に均一に清浄であることが重要である。したがって、本発明の異形線材の成形装置は、4方ロールスタンドでなる成形ユニットの最前段に線材表面を洗浄する洗浄装置を配置した。
The most important feature of the present invention resides in that a cleaning device for cleaning the surface of the wire material is disposed in the forefront of the molding unit composed of a four-way roll stand.
As described above, dirt such as drawn lubricant and furnace deposits may adhere to the surface of the wire before being formed into a deformed wire. If the cross-sectionally shaped wire rod is formed with foreign matter such as dirt adhered to the surface of the material wire rod, problems such as a problem of dimensional accuracy and induction of wrinkles on the surface of the deformed wire rod arise. This is a particularly serious problem when forming a deformed wire rod that is used for, for example, a piston ring or the like and requires a very high dimensional accuracy by a four-way roll stand.
In order to obtain a predetermined irregular cross-sectional shape and surface cleaning, it is important that the surface of the material is always uniformly cleaned. Therefore, in the deformed wire molding apparatus of the present invention, a cleaning device for cleaning the surface of the wire is disposed in the forefront of the molding unit composed of a four-way roll stand.
本発明の異形線材の成形装置で適用できる線材表面を洗浄する洗浄装置には、ブラシ等の擦過によるメカニカル方式、レーザー等によるフィジカル方式、洗浄液等の溶媒を用いたケミカル方式がある。これらの洗浄方式は、製造する異形線材の形状寸法に合わせて適宜選択でき、メカニカル方式とケミカル方式とを連続して使用するなど、複合で行なってもよい。 The cleaning apparatus for cleaning the surface of the wire that can be applied with the deformed wire forming apparatus of the present invention includes a mechanical system using a brush or the like, a physical system using a laser or the like, and a chemical system using a solvent such as a cleaning liquid. These cleaning methods can be appropriately selected according to the shape and dimension of the deformed wire to be manufactured, and may be performed in combination, for example, using a mechanical method and a chemical method in succession.
本発明の異形線材の成形装置において、成形ユニットの最前段に設置した洗浄装置は、洗浄液等の溶媒を用いたケミカル方式を使用することが好ましい。ケミカル方式で用いる溶媒としては、溶剤以外に水、温水(典型的には30℃以上)を用いることができる。中でも温水は、人体への影響は少なく、供給ならびに廃棄といった取扱いが容易である。また、線材表面に付着している汚れ等の異物は、前工程で付着する金属石鹸等を主成分とする引抜き潤滑剤であることが多く、この引抜き潤滑剤は、温水に溶けやすいという性質から、溶媒として温水を用いることが最も好ましい。
また、本発明で適用する洗浄装置は、洗浄効果を促進させる補助機構として、洗浄槽内に超音波振動子を設置し、溶媒に超音波振動を印加することが好ましく、溶媒を振動させることで洗浄効果をより高めることができる。
In the deformed wire molding apparatus of the present invention, the cleaning apparatus installed in the forefront of the molding unit preferably uses a chemical method using a solvent such as a cleaning liquid. As a solvent used in the chemical method, water and warm water (typically 30 ° C. or more) can be used in addition to the solvent. Among them, warm water has little influence on the human body and is easy to handle such as supply and disposal. In addition, foreign matters such as dirt adhering to the surface of the wire are often extraction lubricants mainly composed of metal soap attached in the previous process, and this extraction lubricant is easily dissolved in hot water. It is most preferable to use warm water as the solvent.
In addition, the cleaning apparatus applied in the present invention is preferably provided with an ultrasonic vibrator in the cleaning tank as an auxiliary mechanism for promoting the cleaning effect, and applying ultrasonic vibration to the solvent. The cleaning effect can be further enhanced.
本発明の異形線材の成形装置で適用できる洗浄装置の一例を図3に示す。洗浄装置は、例えば図3に示すような、オーバーフロータンクで囲まれた洗浄タンク内に溶媒を浸し、溶媒内に線材を通過させることで線材表面の汚れ等の異物を除去する装置が好適である。
図3に示す洗浄装置は、溶媒を交換する際の排出を容易にするために、オーバーフロータンク31の底面には、バルブ付き配水管38を取り付けている。オーバーフロータンク31および洗浄タンク30の前面と背面の一部に線材が通過するためのスリットを設けている。洗浄タンク30のスリットの隙間から流れ出た溶媒は、オーバーフロータンク30内に溜まり、オーバーフロータンク30内に設けたポンプ37によって、再び洗浄タンク30に戻る構造となっている。また、洗浄タンク30内の底面には、超音波振動子32を設置し、溶媒に超音波振動を印加できるようにしている。超音波振動の調整は、超音波発振器33の出力で調整することができる。
また、洗浄タンク30およびオーバーフロータンク31のスリット出口にはそれぞれ、拭き取り紙または布34を設置し、線材に付着した汚れおよび溶媒の拭き取りを行なうことが好ましい。また、オーバーフロータンク31出側には、線材に付着した溶媒を除去するためのエアワイパー35を設置することが好ましい。
また、線材を洗浄タンク30内の溶媒の所定レベルで通過させるために、洗浄タンク30高さを調整できる昇降台39を設けることが好ましい。
FIG. 3 shows an example of a cleaning apparatus that can be applied to the deformed wire molding apparatus of the present invention. As the cleaning device, for example, a device that removes foreign matters such as dirt on the surface of the wire by immersing the solvent in a cleaning tank surrounded by an overflow tank and allowing the wire to pass through the solvent as shown in FIG. 3 is suitable. .
The cleaning device shown in FIG. 3 has a valve-equipped water distribution pipe 38 attached to the bottom surface of the overflow tank 31 in order to facilitate discharge when the solvent is exchanged. The overflow tank 31 and the cleaning tank 30 are provided with slits for allowing the wire to pass through part of the front and back surfaces. The solvent that has flowed out from the gap between the slits of the cleaning tank 30 accumulates in the overflow tank 30 and returns to the cleaning tank 30 again by a pump 37 provided in the overflow tank 30. Further, an ultrasonic vibrator 32 is installed on the bottom surface in the cleaning tank 30 so that ultrasonic vibration can be applied to the solvent. The adjustment of the ultrasonic vibration can be adjusted by the output of the ultrasonic oscillator 33.
Further, it is preferable that a wipe or a cloth 34 is installed at the slit outlet of each of the washing tank 30 and the overflow tank 31 to wipe off dirt and solvent adhering to the wire. Moreover, it is preferable to install an air wiper 35 for removing the solvent adhering to the wire on the outlet side of the overflow tank 31.
In order to pass the wire at a predetermined level of the solvent in the cleaning tank 30, it is preferable to provide a lift 39 that can adjust the height of the cleaning tank 30.
本発明の異形線材の成形装置の一例を図1に示す。図1に示すように、本発明の異形線材の成形装置の一例では、巻出機1の直後にアキュームダンサーロール7、洗浄装置2、を配置し、その後段には成形ユニットとして非駆動の4方ロールスタンド3と動力駆動の4方ロールスタンド4をタンデムに2ユニット配列し、その後段には非駆動の4方ロールタークスタンドからなる仕上げユニット5、ダブルキャプスタン9、巻取機6を配置した構成をとる。
巻出機1と洗浄装置2の間に配置したアキュームダンサーロール7および動力駆動の4方ロールスタンド4と仕上げユニット5との間に配置したダンサーロール8は、それぞれその間の張力を一定に保つように、直前に配置した巻出機1、動力駆動の4方ロールスタンド4の回転数を制御する。
An example of the apparatus for forming a deformed wire of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 1, in the example of the deformed wire molding apparatus of the present invention, an accumulator dancer roll 7 and a cleaning device 2 are arranged immediately after the unwinding machine 1, and a non-driven 4 is formed as a molding unit in the subsequent stage. Two units are arranged in tandem with a one-way roll stand 3 and a power-driven four-way roll stand 4, and a finishing unit 5 consisting of a non-driven four-way roll turk stand, a double capstan 9, and a winder 6 are arranged at the subsequent stage. The configuration is as follows.
The accumulator dancer roll 7 arranged between the unwinder 1 and the cleaning device 2 and the dancer roll 8 arranged between the power-driven four-way roll stand 4 and the finishing unit 5 keep the tension between them constant. In addition, the number of revolutions of the unwinding machine 1 and the power-driven four-way roll stand 4 arranged immediately before is controlled.
図1に示した異形線材の成形装置の一例には、成形ユニットとして前段の非駆動の4方ロールスタンド3を1段しか配置していないが、2以上の非駆動の4方ロールスタンドを配置することができる。また、後段の動力駆動の4方ロールスタンド4は、1段しか配置していないが、2以上の動力駆動の4方ロールスタンドを配置することができる。
また、成形ユニットは、非駆動の4方ロールスタンド3と動力駆動の4方ロールスタンド4とをタンデムに複数ユニット配列することもできる。また、非駆動の4方ロールスタンドからなる仕上げユニット5を1段しか配置していないが、2以上の非駆動の4方ロールスタンドを配置することができる。
また、図1に示す異形線材の成形装置の一例には、4方ロールスタンドしか配置していないが、本発明の異形線材の成形装置には、上下または左右一対の2方ロールスタンドを成形ユニット間に配置してもよい。
In the example of the deformed wire rod forming apparatus shown in FIG. 1, only one stage of the non-driven four-way roll stand 3 is arranged as a former unit, but two or more non-driven four-way roll stands are arranged. can do. In addition, the power-driven four-way roll stand 4 at the rear stage is arranged in only one stage, but two or more power-driven four-way roll stands can be arranged.
In addition, the molding unit can be arranged in a tandem with a plurality of non-driven four-way roll stands 3 and power-driven four-way roll stands 4. Moreover, although the finishing unit 5 which consists of a non-driving four-way roll stand is arrange | positioned only 1 step | paragraph, two or more non-driving four-way roll stands can be arrange | positioned.
Further, in the example of the deformed wire forming apparatus shown in FIG. 1, only a four-way roll stand is arranged. However, the deformed wire forming apparatus of the present invention includes a pair of upper and lower or left and right two-way roll stands as a forming unit. You may arrange | position between.
本発明の異形線材の成形装置の別の例を図4に示す。図4に示すように、本発明の異形線材の成形装置では、巻出機1の後段にアキュームダンサーロール7、洗浄装置2、を配置し、その後段には非駆動の4方ロールスタンド3と動力駆動の4方ロールスタンド4とをタンデムに配置した成形ユニットをタンデムに3ユニット配列し、それぞれの成形ユニットの後段には非駆動の4方ロールスタンド3を配置し、最後段の成形ユニットの後段には仕上げユニット5をタンデムに2ユニット配列し、その後段には、ダブルキャプスタン9、巻取機9を配置した構成としてもよい。このように成形ユニットを配置することで、オイルリング用線材、サイドレール用線材、スペーサー用線材および圧力リング用線材を高い寸法精度で成形することができ、中でもオイルリング用線材の成形に最適である。 FIG. 4 shows another example of the apparatus for forming a deformed wire according to the present invention. As shown in FIG. 4, in the deformed wire forming apparatus of the present invention, an accumulator dancer roll 7 and a cleaning device 2 are arranged at the subsequent stage of the unwinder 1, and a non-driven four-way roll stand 3 is arranged at the subsequent stage. Three units of tandem molding units that are arranged in tandem with a power-driven four-way roll stand 4 are arranged in tandem, and a non-driven four-way roll stand 3 is arranged after each molding unit. Two units of finishing units 5 may be arranged in tandem at the subsequent stage, and a double capstan 9 and a winder 9 may be disposed at the subsequent stage. By arranging the molding unit in this way, oil ring wire, side rail wire, spacer wire and pressure ring wire can be formed with high dimensional accuracy, and it is most suitable for forming oil ring wire. is there.
また、本発明の異形線材の成形装置の別の例を図5に示す。図5に示すように、本発明の異形線材の成形装置では、巻出機1の後段にアキュームダンサーロール7、洗浄装置2を配置し、その後段には非駆動の4方ロールスタンド3と動力駆動の4方ロールスタンド4とをタンデムに配置した成形ユニットをタンデムに3ユニット配列し、その後段には仕上げユニット5をタンデムに5ユニット配列し、その後段には、ダブルキャプスタン9、巻取機6を配置した構成としてもよい。このように成形ユニットを配置することで、オイルリング用線材、サイドレール用線材、スペーサー用線材および圧力リング用線材を高い寸法精度で成形することができ、中でも圧力リング用線材の成形に最適である。 Moreover, another example of the shaping | molding apparatus of the unusual shaped wire of this invention is shown in FIG. As shown in FIG. 5, in the deformed wire rod forming apparatus of the present invention, the accumulator dancer roll 7 and the cleaning device 2 are disposed at the subsequent stage of the unwinder 1, and the non-driven four-way roll stand 3 and the power are disposed at the subsequent stage. Three units of tandem molding units are arranged in tandem with the four-way roll stand 4 for driving, and five units of finishing units 5 are arranged in tandem at the subsequent stage, and the double capstan 9 is wound on the subsequent stage. A configuration in which the machine 6 is arranged may be adopted. By arranging the molding unit in this way, oil ring wire, side rail wire, spacer wire and pressure ring wire can be formed with high dimensional accuracy, and is most suitable for forming pressure ring wire. is there.
本発明の異形線材の成形装置における成形ユニットは、非駆動の4方ロールスタンド3と動力駆動の4方ロールスタンド4とをタンデムに配置することが好ましい。
成形ユニットに非駆動の4方ロールスタンド3を用いることにより、圧下率を小さくすることができ、その結果、圧延荷重も小さくなる。これにより、線材からの4方ロールスタンドに対する反力も小さくなるため、4方ロールスタンドの変形量が少ない領域で圧延することができる。4方ロールスタンドの変形量が少ない領域で圧延することで、ロール振れによる寸法変動を抑制できるため、高い寸法精度の異形線材を成形することができる。
また、成形ユニットに動力駆動の4方ロールスタンド4を用いることにより、異形線材に巻取機側から加わる前方張力を低減することができる。これにより、非駆動の4方ロールスタンド3に比べて圧下率を大きくしても前方張力が増加しないため、線材の伸びによる寸法変動(縮小)および破断を抑制することができ、ロール孔型への高い充填率を確保することができる。
It is preferable that the non-driven four-way roll stand 3 and the power-driven four-way roll stand 4 are arranged in tandem in the forming unit in the deformed wire forming apparatus of the present invention.
By using the non-driven four-way roll stand 3 for the forming unit, the rolling reduction can be reduced, and as a result, the rolling load is also reduced. Thereby, since the reaction force with respect to the four-way roll stand from a wire becomes small, it can roll in the area | region where there is little deformation amount of a four-way roll stand. By rolling in a region where the deformation amount of the four-way roll stand is small, it is possible to suppress dimensional variations due to roll runout, and thus it is possible to form a deformed wire with high dimensional accuracy.
Further, by using the power-driven four-way roll stand 4 for the forming unit, it is possible to reduce the front tension applied to the deformed wire from the winder side. As a result, the forward tension does not increase even if the rolling reduction is increased as compared with the non-driven four-way roll stand 3, so that the dimensional fluctuation (reduction) and breakage due to the elongation of the wire can be suppressed, and the roll hole type can be achieved. A high filling rate can be secured.
本発明の異形線材の成形装置における成形ユニットは、非駆動の4方ロールスタンド3と動力駆動の4方ロールスタンド4とをタンデムに複数ユニット配列することが好ましい。これにより、4方ロールスタンド1スタンド当たりの圧下率を小さく抑えることででき、ロールの磨耗および破損を低減することができる。
また、成形ユニットをタンデムに複数ユニット配列することにより、ロールの孔型形状を徐々に製品形状に近付けるようなパススケジュールで線材を成形することができ、線材のメタルフローを阻害せずに線材の成形が行なえる。これにより、高い寸法精度の異形線材を成形することができる上、圧延回数および中間焼なましを省略することができる。
The forming unit in the deformed wire forming apparatus of the present invention preferably has a plurality of non-driven four-way roll stands 3 and power-driven four-way roll stands 4 arranged in tandem. Thereby, it is possible to reduce the rolling reduction per one of the four-way roll stands, and to reduce wear and breakage of the rolls.
In addition, by arranging a plurality of forming units in tandem, the wire rod can be formed with a pass schedule that gradually brings the hole shape of the roll closer to the product shape, and the wire flow can be reduced without hindering the metal flow of the wire. Molding can be done. Thereby, a deformed wire with high dimensional accuracy can be formed, and the number of rolling operations and intermediate annealing can be omitted.
本発明の異形線材の成形装置は、前記タンデムに複数ユニット配列される成形ユニットの最後段には、単数または複数の非駆動の4方ロールスタンドからなる仕上げユニット5を配置することが好ましい。高い寸法精度の異形線材を得るためには、最終段での圧下を、軽圧下することが必要である。動力駆動の4方ロールスタンドを最終段に配置して圧下率を小さく抑えて成形した場合は、動力駆動の4方ロールスタンドの駆動力によりロールスリップが発生し、異形線材に疵を発生させる恐れがある。このため、駆動力の影響がない非駆動の4方ロールスタンドからなる仕上げユニット5を用いることで、圧下率を低く抑えてもロールスリップを抑制でき、疵のない高い寸法精度の異形線材を成形することができる。
また、仕上げユニット5に非駆動の4方ロールスタンドを用いることにより、圧下率を小さくすることができ、圧延荷重も小さくなる。これにより、線材からの4方ロールスタンドに対する反力も小さくなるため、4方ロールスタンドの剛性が低い領域で圧延することができる。4方ロールスタンドの剛性が低い領域で圧延することにより、ロール振れによる寸法変動を抑制できるため、さらに高い寸法精度の異形線材を成形することができる。
In the deformed wire rod forming apparatus of the present invention, it is preferable that a finishing unit 5 including a single or a plurality of non-driven four-way roll stands is disposed at the last stage of the forming unit arranged in a plurality of units in the tandem. In order to obtain a deformed wire with high dimensional accuracy, it is necessary to lightly reduce the final stage. When a power-driven four-way roll stand is placed at the final stage and formed with a reduced rolling reduction, roll slip may occur due to the driving force of the power-driven four-way roll stand, which may cause wrinkles in the deformed wire. There is. For this reason, by using the finishing unit 5 composed of a non-driven four-way roll stand that is not affected by the driving force, roll slip can be suppressed even if the rolling reduction is kept low, and a deformed wire with high dimensional accuracy without wrinkles can be formed. can do.
Further, by using a non-driven four-way roll stand for the finishing unit 5, the rolling reduction can be reduced and the rolling load is also reduced. Thereby, since the reaction force with respect to the four-way roll stand from a wire becomes small, it can roll in the area | region where the rigidity of a four-way roll stand is low. By rolling in a region where the rigidity of the four-way roll stand is low, dimensional fluctuation due to roll run-out can be suppressed, so that a deformed wire with higher dimensional accuracy can be formed.
図1に示すように、巻出機1の後段にアキュームダンサーロール7、洗浄装置2、その後段には非駆動の4方ロールスタンド3と動力駆動の4方ロールスタンド4をタンデムに配置した成形ユニットをタンデムに2ユニット配列し、その後段には非駆動の4方ロールスタンドからなる仕上げユニット5、ダブルキャプスタン9、巻取機6を配置した異形線材の成形装置を用いて圧延を行なった。素材には、直径が5.0mmの0.8%C−17%Cr鋼(質量%)を用い、図2に示す、厚さが3.07mm、幅が4.07mmの異形線材を成形した。このとき、洗浄装置2の通過速度は30m/minとした。 As shown in FIG. 1, an accumulator roll 7 and a cleaning device 2 are arranged in the subsequent stage of the unwinder 1, and a non-driven four-way roll stand 3 and a power-driven four-way roll stand 4 are arranged in tandem in the subsequent stage. Two units were arranged in tandem, and the subsequent stage was rolled by using a deformed wire rod forming apparatus in which a finishing unit 5 consisting of a non-driven four-way roll stand, a double capstan 9 and a winder 6 were arranged. . As the material, 0.8% C-17% Cr steel (mass%) having a diameter of 5.0 mm was used, and a deformed wire having a thickness of 3.07 mm and a width of 4.07 mm as shown in FIG. 2 was formed. . At this time, the passing speed of the cleaning device 2 was set to 30 m / min.
洗浄装置2は、図3に示すように、高さを調整できる昇降台39上に、長さ800mm、幅600mm、深さ200mmのオーバーフロータンク31で囲まれた長さ450mm、幅350mm、深さ300mmの洗浄タンク30を配置し、該洗浄タンク30の底面に超音波振動子32を設置した。洗浄タンク30内は、溶媒として40〜45℃の温水で満たした。このとき、オーバーフロータンク31および洗浄タンク30の前面と背面の一部に線材が通過するためのスリットを設けた。洗浄タンク30のスリットの隙間から流れ出た温水は、オーバーフロータンク30内に溜まり、オーバーフロータンク30内に設けた水中ポンプ37によって、再び洗浄タンク30に戻る構造とした。また、オーバーフロータンク31の底面には、バルブ付き配水管38を取り付けた。
また、洗浄タンク30およびオーバーフロータンク31のスリット出口にはそれぞれ、拭き取り紙34を設置し、線材に付着した汚れおよび洗浄液の拭き取りを行なった。また、オーバーフロータンク31出側には、エアワイパー35を設置し、線材に付着した温水を除去した。
As shown in FIG. 3, the cleaning device 2 has a length 450 mm, a width 350 mm, and a depth surrounded by an overflow tank 31 having a length of 800 mm, a width of 600 mm, and a depth of 200 mm on an elevator 39 that can adjust the height. A 300 mm cleaning tank 30 was disposed, and an ultrasonic transducer 32 was installed on the bottom surface of the cleaning tank 30. The washing tank 30 was filled with hot water of 40 to 45 ° C. as a solvent. At this time, a slit for allowing the wire to pass through was provided in part of the front and back surfaces of the overflow tank 31 and the cleaning tank 30. The hot water flowing out from the gap between the slits of the cleaning tank 30 is accumulated in the overflow tank 30 and returned to the cleaning tank 30 again by the submersible pump 37 provided in the overflow tank 30. A water distribution pipe 38 with a valve was attached to the bottom surface of the overflow tank 31.
Further, a wiping paper 34 was installed at each of the slit outlets of the cleaning tank 30 and the overflow tank 31 to wipe off dirt and cleaning liquid adhering to the wire. An air wiper 35 was installed on the outlet side of the overflow tank 31 to remove hot water adhering to the wire.
図1の異形線材の成形装置で洗浄装置2を全く使用しないで異形線材を成形すると、異形線材の表面には、汚れ等の異物の押込みによるものと思われる、幅2mm、長さ20mm、深さ5μm程度の噛み込み疵が数箇所確認された。
一方、本発明例の洗浄装置2を使用して成形した異形線材の表面には、汚れ等の異物の押込みによる噛み込み疵はみられず、本発明の有効性が確認できた。
If a deformed wire is formed without using the cleaning device 2 at all in the deformed wire forming apparatus of FIG. 1, the surface of the deformed wire is thought to be due to indentation of foreign matters such as dirt, 2 mm wide, 20 mm long, deep. Several bites of about 5 μm were confirmed.
On the other hand, the surface of the deformed wire formed using the cleaning device 2 of the present invention was free of biting flaws due to the pressing of foreign matters such as dirt, and the effectiveness of the present invention was confirmed.
1.巻出機、2.洗浄装置、3.非駆動4方ロールスタンド、4.動力駆動4方ロールスタンド、5.仕上げユニット、6.巻取機、7.アキュームダンサーロール、8.ダンサーロール、9.ダブルキャプスタン、30.洗浄タンク、31.オーバーフロータンク、32.超音波振動子、33.超音波発振器、34.拭き取り紙、35.エアワイパー、37.水中ポンプ、38.バルブ付き配水管、39.昇降台車 1. Unwinder, 2. 2. cleaning device; Non-driven 4-way roll stand, 4. 4. Power-driven 4-way roll stand, Finishing unit, 6. 6. Winding machine, Accumulator dancer roll, 8. Dancer roll, 9 Double capstan, 30. Washing tank, 31. Overflow tank, 32. Ultrasonic transducer, 33. Ultrasonic oscillator, 34. Wipe paper, 35. Air wiper, 37. Submersible pump, 38. Water distribution pipe with valve, 39. Lifting cart
Claims (1)
前記巻出機の後段に配置されるアキュームダンサーロールと、 An accumulative dancer roll arranged in a subsequent stage of the unwinding machine;
前記アキュームダンサーロールの後段に配置される洗浄装置と、 A cleaning device disposed downstream of the accumulator dancer roll;
前記洗浄装置の後段に配置される前記線材を異形成形する成形部と、 A molding part having a different shape with respect to the wire disposed in a subsequent stage of the cleaning device;
前記成形部の後段に配置される仕上げユニットと、 A finishing unit disposed at a subsequent stage of the molded part;
前記仕上げユニットの後段に配置されるダブルキャプスタンと、 A double capstan disposed downstream of the finishing unit;
前記ダブルキャプスタンの後段に配置される前記巻取機とを具備し、 The winder disposed behind the double capstan; and
前記成形部は、非駆動の4方ロールスタンドと動力駆動の4方ロールスタンドとがタンデムに配置される成形ユニットがタンデムに複数ユニット配列されて構成されており、 The molding part is configured by arranging a plurality of tandem molding units in which a non-driven four-way roll stand and a power-driven four-way roll stand are arranged in tandem,
前記洗浄装置は、溶媒に超音波振動を印加して前記線材の表面を洗浄する洗浄部と、洗浄後の前記線材に付着した汚れおよび溶媒の拭き取りを行なう拭き取り紙または拭き取り布とを備えることを特徴とするピストンリング用異形線材の成形装置。 The cleaning device includes a cleaning unit that applies ultrasonic vibration to a solvent to clean the surface of the wire, and a wipe or a wipe that wipes off dirt and solvent adhering to the cleaned wire. An apparatus for forming a deformed wire rod for a piston ring.
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