JPH02133123A - 円筒材料の液圧拡管方法 - Google Patents
円筒材料の液圧拡管方法Info
- Publication number
- JPH02133123A JPH02133123A JP28534788A JP28534788A JPH02133123A JP H02133123 A JPH02133123 A JP H02133123A JP 28534788 A JP28534788 A JP 28534788A JP 28534788 A JP28534788 A JP 28534788A JP H02133123 A JPH02133123 A JP H02133123A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylindrical material
- die
- cylindrical
- hole
- shape parameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 124
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- WEQAYVWKMWHEJO-UHFFFAOYSA-N chlormezanone Chemical compound O=S1(=O)CCC(=O)N(C)C1C1=CC=C(Cl)C=C1 WEQAYVWKMWHEJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Forging (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、テーバダイを使用した大型厚肉円筒の液圧拡
管方法に関する。
管方法に関する。
(従来の技術)
発電機用非磁性保持リング等の製造に当っては、厚肉円
筒材料の内孔に液圧を作用させて、該円筒材料の直径を
拡大させていた。
筒材料の内孔に液圧を作用させて、該円筒材料の直径を
拡大させていた。
この様な円筒材料の液圧拡管方法及び装置に関して、例
えば、仏画特許第1,229,861号、特公昭52−
2502号公報また本願出願人は、特願昭62−148
23号明細書及び図面により、この種装置を提案してい
る等に記載の技術が公知である。
えば、仏画特許第1,229,861号、特公昭52−
2502号公報また本願出願人は、特願昭62−148
23号明細書及び図面により、この種装置を提案してい
る等に記載の技術が公知である。
これら従来技術の基本的な原理は、第12図に示す如く
、テーパ状のダイ1に圧下刃を加えて、円筒材料2の孔
3に充満された液体圧力媒体4を加圧し、ダイ1の拡管
作用と液体圧力媒体4による拡管作用とによって、円筒
材料2の直径を拡大するものである。
、テーパ状のダイ1に圧下刃を加えて、円筒材料2の孔
3に充満された液体圧力媒体4を加圧し、ダイ1の拡管
作用と液体圧力媒体4による拡管作用とによって、円筒
材料2の直径を拡大するものである。
即ち、ダイ1のくさび効果で円筒材料2の端部を拡管し
、同時にダイ1が孔3に押込まれることによって圧力媒
体の圧力を上昇せしめ、該内圧増加によって端部以外の
部分を拡管するのである。
、同時にダイ1が孔3に押込まれることによって圧力媒
体の圧力を上昇せしめ、該内圧増加によって端部以外の
部分を拡管するのである。
第13図に示すものは、テーパダイの押込みストローク
に対する円筒材料の孔内の内圧の変化と、円筒材料の端
部及び中央部の歪変化を示すグラフである。(同図の符
号Pは内圧、Mは円筒材料の中央部の歪、Eは同端部の
歪を示している)。
に対する円筒材料の孔内の内圧の変化と、円筒材料の端
部及び中央部の歪変化を示すグラフである。(同図の符
号Pは内圧、Mは円筒材料の中央部の歪、Eは同端部の
歪を示している)。
前記第13図から明らかな如く、従来の液圧拡管法では
、ダイの押込み初期では、内圧の上昇が充分でないため
、円筒材料の端部がくさび効果によって大きく拡大し、
中央部はあまり拡大せず、鼓形に変形する。そして、次
第にダイの侵入体積が大きくなり、内圧力上昇につれて
円筒材料の中央部も拡大され、ついには、端部と中央部
の歪量が同一になる。更にダイを押込むと、内圧上昇に
よって円筒材料の中央部が端部よりも大きく変形して、
円筒材料は太鼓形になる。
、ダイの押込み初期では、内圧の上昇が充分でないため
、円筒材料の端部がくさび効果によって大きく拡大し、
中央部はあまり拡大せず、鼓形に変形する。そして、次
第にダイの侵入体積が大きくなり、内圧力上昇につれて
円筒材料の中央部も拡大され、ついには、端部と中央部
の歪量が同一になる。更にダイを押込むと、内圧上昇に
よって円筒材料の中央部が端部よりも大きく変形して、
円筒材料は太鼓形になる。
前記液圧拡管において、目的とする直径でかつ外周スト
レートな製品を得るためには、目的とする直径を得るた
めに必要なグイストロークm(第12図参照)と、目的
とする直径を得るために必要とする内圧Praとが一致
しなければならない。
レートな製品を得るためには、目的とする直径を得るた
めに必要なグイストロークm(第12図参照)と、目的
とする直径を得るために必要とする内圧Praとが一致
しなければならない。
即ち、ダイストロークが目標とするm点に達した時、内
圧がPIIよりも低いと、円筒材料は中央部が細い鼓形
になり、PIwよりも高いと中央部が太い大鼓形になり
、外周ストレートな製品を得ることができない。
圧がPIIよりも低いと、円筒材料は中央部が細い鼓形
になり、PIwよりも高いと中央部が太い大鼓形になり
、外周ストレートな製品を得ることができない。
この目標ストロークmと内圧Pmとを一致させるには所
定形状寸法の円筒材料に対して、ダイの形状寸法が唯一
決定される。
定形状寸法の円筒材料に対して、ダイの形状寸法が唯一
決定される。
もし、前記所定形状寸法と異なるダイスを用いて加工す
れば、ダイを目標ストロークmまで押込んでも、その時
の内圧がPmにならず、内圧の過不足が生じ、製品中央
部が凸状又は凹状になる。
れば、ダイを目標ストロークmまで押込んでも、その時
の内圧がPmにならず、内圧の過不足が生じ、製品中央
部が凸状又は凹状になる。
従って、液圧拡管においては、所定寸法の製品に対応し
たダイを用意しなければならず、製品の種類が多い場合
は多数のダイを用意しなければならない。
たダイを用意しなければならず、製品の種類が多い場合
は多数のダイを用意しなければならない。
そこで、従来は、一種類のダイで多種類の製品を加工す
る場合、内圧の調整を行なっていた。
る場合、内圧の調整を行なっていた。
即ち、目標ストロークmまでダイを押込んだ時、内圧が
過不足である場合、外部から内圧を増減して、目標内圧
Pmに調整していた。
過不足である場合、外部から内圧を増減して、目標内圧
Pmに調整していた。
尚、第11図に示す如く、ダイ1の押込み力をFl、内
圧による上下方向の反力をF2として、シール押え力(
F=F、 Fz)の接触面の単位面積当りの押込み方
向分力をfとし、かつ、ダイlのテーパー角度をθとす
れば、ダイスによる径拡大方向分力は、f/lan θ
と表わせる。そして、m点での拡大力は、 Pm=f/lan θ の条件になっている。従って、前記内圧調整に際しては
、前記条件式を満すよう内圧が調整されていた。
圧による上下方向の反力をF2として、シール押え力(
F=F、 Fz)の接触面の単位面積当りの押込み方
向分力をfとし、かつ、ダイlのテーパー角度をθとす
れば、ダイスによる径拡大方向分力は、f/lan θ
と表わせる。そして、m点での拡大力は、 Pm=f/lan θ の条件になっている。従って、前記内圧調整に際しては
、前記条件式を満すよう内圧が調整されていた。
(発明が解決しようとする課題)
ところで、第14図に示す如く、拡管される円筒材料2
が厚肉でかつ短尺であれば、形状Aから形状Cの如(、
前記従来の方法で外径がストレートな製品に拡管できる
が、円筒材料2が薄肉または長尺になると、前記従来の
方法では、形状Aから形状Bになり、外径ストレートな
製品に拡管できないと云う問題があった。
が厚肉でかつ短尺であれば、形状Aから形状Cの如(、
前記従来の方法で外径がストレートな製品に拡管できる
が、円筒材料2が薄肉または長尺になると、前記従来の
方法では、形状Aから形状Bになり、外径ストレートな
製品に拡管できないと云う問題があった。
即ち、円筒材料2が薄肉または長尺になると、端部と中
央部の拡大量は一致させることができるが、両者の中間
部、例えば端部から174近辺は、両者より拡管量の小
さい形状となり、歩留りの低下をきたすばかりか、当該
部の材料強度は他の部位より低いと言う品質上の問題を
発生させていた。
央部の拡大量は一致させることができるが、両者の中間
部、例えば端部から174近辺は、両者より拡管量の小
さい形状となり、歩留りの低下をきたすばかりか、当該
部の材料強度は他の部位より低いと言う品質上の問題を
発生させていた。
そこで、本発明は、薄肉または長尺の円筒材料であって
も、外径ストレートな製品に拡管することができる円筒
材料の拡管方法を提供することを目的とする。
も、外径ストレートな製品に拡管することができる円筒
材料の拡管方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段)
前記目的を達成するため、本発明は次の手段を講じた。
即ち、円筒材料の液圧拡管方法の特徴とする処は、円筒
材料の端部にテーパダイをその先端先細部が前記円筒材
料の孔に突出するよう当接せしめ、前記孔に液体圧力媒
体を充満せしめて、前記ダイを前記孔に押し込んで圧力
媒体を加圧することにより、該ダイの模効果と圧力媒体
の圧力とにより前記円筒材料の径を拡大する円筒材料の
液圧拡管方法において、 前記円筒材料の形状パラメータJ0を、D5o +
Di。
材料の端部にテーパダイをその先端先細部が前記円筒材
料の孔に突出するよう当接せしめ、前記孔に液体圧力媒
体を充満せしめて、前記ダイを前記孔に押し込んで圧力
媒体を加圧することにより、該ダイの模効果と圧力媒体
の圧力とにより前記円筒材料の径を拡大する円筒材料の
液圧拡管方法において、 前記円筒材料の形状パラメータJ0を、D5o +
Di。
Ho;円筒材料の高さ
D5o ;円筒材料の外径
Dio ;円筒材料の孔の直径
とし、前記ダイの押込みによって発生する円筒材料の端
部と中央部の歪量差Δε□を、 [15s rIlax ;円筒材料の端部の外径Dc
is win ;円筒材料の中央部の外径とするとき
、 前記形状パラメータJ0が1.2以上の円筒材料に対し
て、前記歪量差Δε□が0.025以下であるダイ押込
み段階で、前記円筒材料の孔内の圧力媒体の圧力を前記
ダイス押込みとは別異の手段によって昇圧し、該円筒材
料の中央部を拡管する点にある。
部と中央部の歪量差Δε□を、 [15s rIlax ;円筒材料の端部の外径Dc
is win ;円筒材料の中央部の外径とするとき
、 前記形状パラメータJ0が1.2以上の円筒材料に対し
て、前記歪量差Δε□が0.025以下であるダイ押込
み段階で、前記円筒材料の孔内の圧力媒体の圧力を前記
ダイス押込みとは別異の手段によって昇圧し、該円筒材
料の中央部を拡管する点にある。
(作 用)
本発明は、薄肉または長尺の円筒材料を液圧拡管する場
合に通用される。ここで、薄肉または長尺を定義するた
め、第8図に示す形状パラメータを用いる。
合に通用される。ここで、薄肉または長尺を定義するた
め、第8図に示す形状パラメータを用いる。
即ち、形状パラメータJ0を
D6o + Di。
と定義し、Hoは円筒材料2の高さ、D5oは円筒材料
2の外径、Dioは円筒材料2の孔3の直径である。
2の外径、Dioは円筒材料2の孔3の直径である。
この形状パラメータJ0が1.2以上の円筒材料2を薄
肉または長尺物とする。
肉または長尺物とする。
ところで、本願発明者らは、前記形状パラメータJ0及
び他の形状パラメータに0=050 / Di。
び他の形状パラメータに0=050 / Di。
の各種の値に対する各種の円筒材料に対して、液圧拡管
実験を行なった。その結果を第9図乃至第11図に示す
。この実験は前記「従来の技術」の項で説明した従来の
液圧拡管方法で行なわれた。
実験を行なった。その結果を第9図乃至第11図に示す
。この実験は前記「従来の技術」の項で説明した従来の
液圧拡管方法で行なわれた。
第9図に示すものは、形状パラメータJ、 、Koの各
種の値に対応する円筒材料が、どの様に拡管されたかを
示している。即ち同図中のΔ印は、テーパダイスの押込
み及び内圧の増加によって、円筒材料が形状A→形状B
→形状B°に変化したものを示す。
種の値に対応する円筒材料が、どの様に拡管されたかを
示している。即ち同図中のΔ印は、テーパダイスの押込
み及び内圧の増加によって、円筒材料が形状A→形状B
→形状B°に変化したものを示す。
同様に○印は、形状A→形状B→形状りに変形したもの
を示し、口印は、形状A→形状C→形状りに変形したも
のを示す。ここで、形状A、B。
を示し、口印は、形状A→形状C→形状りに変形したも
のを示す。ここで、形状A、B。
B’ 、C,Dは、第14図に示す形状を云う。
第9図から明らかな如く、形状パラメータK。
の値からは形状Bが生成されることを判別できないが、
形状パラメータJ0が、1.2以上の場合、形状Bが生
成されていることが判別できる。
形状パラメータJ0が、1.2以上の場合、形状Bが生
成されていることが判別できる。
即ち、J0≧1.2の場合、円筒材料の外周は波形に変
形することになり、従来の液圧拡管方法では、目的とす
る外径ストレートな形状Cに拡管できないことが判明し
た。
形することになり、従来の液圧拡管方法では、目的とす
る外径ストレートな形状Cに拡管できないことが判明し
た。
従って、本発明のでは、J、≧1.2の円筒材料を適用
の対象としたのである。
の対象としたのである。
第10.11図に示すものは、外径のストレート度をΔ
n5r / Dof X 100(%)で示したグラフ
である。
n5r / Dof X 100(%)で示したグラフ
である。
ここで、ΔDCifは最大外径D5fと最小外径との差
であり、このΔD5f/D心f X100(以下、この
値を「寸法誤差」と言う)が0.2%以下であれば外径
ストレートな円筒製品であると判定される。従って、液
圧拡管に際しては、この寸法誤差が0.2%以下になる
ようしなければならない。
であり、このΔD5f/D心f X100(以下、この
値を「寸法誤差」と言う)が0.2%以下であれば外径
ストレートな円筒製品であると判定される。従って、液
圧拡管に際しては、この寸法誤差が0.2%以下になる
ようしなければならない。
そこで、第10図に示すように、形状パラメータに、を
用いて寸法誤差をプロットしたが、この形状パラメータ
に0では寸法誤差0.2%の限界を定めることが困難で
ある。
用いて寸法誤差をプロットしたが、この形状パラメータ
に0では寸法誤差0.2%の限界を定めることが困難で
ある。
そこで、第11図に示すように、形状パラメータJ、を
パラメータとして寸法誤差をプロットすると、jo≧1
.2の場合、形状Bが生成され、かっ、寸法誤差が0.
2%以上であることが識別できた。
パラメータとして寸法誤差をプロットすると、jo≧1
.2の場合、形状Bが生成され、かっ、寸法誤差が0.
2%以上であることが識別できた。
以上によって本発明のJ0≧1.2の臨界的意義が明ら
かにされた。
かにされた。
さて、本願発明者らは、前記形状パラメータJ。
が1.2以上の薄肉又は長尺の円筒材料を用いて、寸法
誤差が0.2%以下の外径ストレートの製品を得るため
に、如何に内圧を調整すれば良いかの実験を行なった。
誤差が0.2%以下の外径ストレートの製品を得るため
に、如何に内圧を調整すれば良いかの実験を行なった。
第3図はその実験におけるダイの押込みストロークと円
筒材料の孔内の内圧及び円筒材料の外径の歪の変形を示
すグラフである。
筒材料の孔内の内圧及び円筒材料の外径の歪の変形を示
すグラフである。
第3図において、Pは内圧、Eは円筒材料の端部の歪、
Mは円筒材料の中央部の歪、■は円筒材料の端部及び中
央部以外の中間部分の歪を示している。
Mは円筒材料の中央部の歪、■は円筒材料の端部及び中
央部以外の中間部分の歪を示している。
同図から明らかな如く、円筒材料の端部の歪Eはダイの
押込みストロークに比例して増加している。円筒材料の
中央部の歪Mは、ダイ力<Ms点まで押し込まれた時、
その変形を開始する。そして端部と中央部以外の中間部
分の歪Iは、更にダイをIs点まで押し込んだとき、そ
の変形を開始する。
押込みストロークに比例して増加している。円筒材料の
中央部の歪Mは、ダイ力<Ms点まで押し込まれた時、
その変形を開始する。そして端部と中央部以外の中間部
分の歪Iは、更にダイをIs点まで押し込んだとき、そ
の変形を開始する。
ここで、ダイストロークのMs点における円筒材料の端
部と中央部との歪量差Δε、4sをD5゜ D5゜ Dos n+1n D6o ;円筒材料の最初の外径 D5s wax ;円筒材料の端部の外径D5s m
in ;円筒材料の中央部の外径とし、同Is点にお
ける円筒材料の中央部とそれ以外の部分との歪量差Δε
3を D5 o D5 。
部と中央部との歪量差Δε、4sをD5゜ D5゜ Dos n+1n D6o ;円筒材料の最初の外径 D5s wax ;円筒材料の端部の外径D5s m
in ;円筒材料の中央部の外径とし、同Is点にお
ける円筒材料の中央部とそれ以外の部分との歪量差Δε
3を D5 o D5 。
D5i max ;円筒材料の中央部の外径とし、拡
管終了時の円筒材料の最大径と最小径部分の歪量差Δε
fを D5 o D5 。
管終了時の円筒材料の最大径と最小径部分の歪量差Δε
fを D5 o D5 。
DるflllaX;円筒材料の最大径
D5f akin ;円筒材料の最小径と表わす。
前記実験において、歪量差Δε□が大きいと、中央部の
膨出は局部的になり易く、端部と中央部の間、すなわち
、中間部は変形が遅れ易くなり、形状Bとなることが判
明した。そして、円筒付全体がす性変形域に達した状態
で、この様な形状Bになると、その後の拡管でもこの歪
差を縮少するのが困難であった。
膨出は局部的になり易く、端部と中央部の間、すなわち
、中間部は変形が遅れ易くなり、形状Bとなることが判
明した。そして、円筒付全体がす性変形域に達した状態
で、この様な形状Bになると、その後の拡管でもこの歪
差を縮少するのが困難であった。
種々のΔε8.と拡管終了時の寸法誤差(歪量差)の関
係(実験値)を第4図に示す。この第4図から明らかな
通り、寸法誤差が0.2%以下の製品を得るためには、
Δε。が0.025以下でなければならないことが判る
。
係(実験値)を第4図に示す。この第4図から明らかな
通り、寸法誤差が0.2%以下の製品を得るためには、
Δε。が0.025以下でなければならないことが判る
。
即ち、Δε□が0.025以下の時点で内圧を調圧し、
中央部を変形させれば、端部と中央部との中間部の遅れ
は小さくなり、寸法誤差0.2%以下の製品を得ること
ができた。
中央部を変形させれば、端部と中央部との中間部の遅れ
は小さくなり、寸法誤差0.2%以下の製品を得ること
ができた。
従って、本発明においては、形状パラメータJ0が1.
2以上の円筒材料に対して、歪量差Δε□が0.025
以下であるグイ押込み段階で、円筒材料の内圧を昇圧し
て、円筒材料の中央部と拡管させているのである。
2以上の円筒材料に対して、歪量差Δε□が0.025
以下であるグイ押込み段階で、円筒材料の内圧を昇圧し
て、円筒材料の中央部と拡管させているのである。
(実施例)
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第5図乃至第7図に示すものは、本発明方法に使用する
液圧拡管装置であり、この装置自体は、前記特願昭62
−14823号明細書及び図面に記載されたものと同一
である。
液圧拡管装置であり、この装置自体は、前記特願昭62
−14823号明細書及び図面に記載されたものと同一
である。
即ち、該液圧拡管装置は、加圧フレーム5と、該加圧フ
レーム5に開設された矩形状の収納孔6に収納自在とさ
れた加圧装置7等から成る。
レーム5に開設された矩形状の収納孔6に収納自在とさ
れた加圧装置7等から成る。
前記加圧装置7は、前記収納孔6の下辺上面に載置され
るラム8と、該ラム8に上下方向摺動自在に嵌合した押
上シリンダ9と、該シリンダ9の上面に載置された下部
テーパダイ1と、前記収納孔6の上辺下面に当接する加
圧盤10と、該加圧盤10の下面に取付けられた上部テ
ーパダイ1等から構成されている。
るラム8と、該ラム8に上下方向摺動自在に嵌合した押
上シリンダ9と、該シリンダ9の上面に載置された下部
テーパダイ1と、前記収納孔6の上辺下面に当接する加
圧盤10と、該加圧盤10の下面に取付けられた上部テ
ーパダイ1等から構成されている。
前記ラム8と押上シリンダ9間にシリンダ室11が形成
され、該シリンダ室11に導孔12を介して液圧を供給
することにより、押上シリンダ9が上昇するよう構成さ
れている。13はシリンダ室11の内圧を検出する圧力
計である。
され、該シリンダ室11に導孔12を介して液圧を供給
することにより、押上シリンダ9が上昇するよう構成さ
れている。13はシリンダ室11の内圧を検出する圧力
計である。
前記上・下部テーパダイ1.1は、截頭円錐形に形成さ
れ、その先端先細部が互いに対向するよう同一軸心上に
配置されている。前記各ダイ1,1の中心部にロッド挿
入孔14が形成され、再挿入孔14にわたってロッド1
5が摺動自在に挿通されている。
れ、その先端先細部が互いに対向するよう同一軸心上に
配置されている。前記各ダイ1,1の中心部にロッド挿
入孔14が形成され、再挿入孔14にわたってロッド1
5が摺動自在に挿通されている。
各挿入孔14とコンド15間にシール材16が介在され
ている。
ている。
前記各テーパダイ1.1には、その先細先端面に開口す
る導孔17.18が設けられ、下部テーパダイ1の導孔
17には管路19を介して液体圧力媒体供給装置(第2
図参照)が接続されている。上部テーパダイ1の導孔1
8には圧力計20が接続されている。
る導孔17.18が設けられ、下部テーパダイ1の導孔
17には管路19を介して液体圧力媒体供給装置(第2
図参照)が接続されている。上部テーパダイ1の導孔1
8には圧力計20が接続されている。
前記構成の加圧装置7は、フレーム5の収納孔6外部に
おいて、上下部テーパダイ1.1間の距離が広げられ、
その間に加工物である円筒材料2が同心状に挿入され、 その後、上下部テーパダイ1,1で円筒材料2を挟持す
る。上下部テーパダイ1,1は円筒材料2の両端部に当
接し、その先端先細部は孔3内部に侵入し、孔3の両端
はダイ1,1の斜面により完全に密閉される。
おいて、上下部テーパダイ1.1間の距離が広げられ、
その間に加工物である円筒材料2が同心状に挿入され、 その後、上下部テーパダイ1,1で円筒材料2を挟持す
る。上下部テーパダイ1,1は円筒材料2の両端部に当
接し、その先端先細部は孔3内部に侵入し、孔3の両端
はダイ1,1の斜面により完全に密閉される。
その後、加圧装置7はフレーム5の収納孔6内にセット
され、シリンダ室11及び円筒材料2の孔3に液体圧力
媒体が供給される。孔3に供給される圧力媒体は、孔3
に充満すると供給が停止され密閉される。シリンダ室1
1に供給される圧力媒体によって押上シリンダ9は上昇
し、上下部テーパダイ1.1は、円筒材料2の孔3に押
込められる。
され、シリンダ室11及び円筒材料2の孔3に液体圧力
媒体が供給される。孔3に供給される圧力媒体は、孔3
に充満すると供給が停止され密閉される。シリンダ室1
1に供給される圧力媒体によって押上シリンダ9は上昇
し、上下部テーパダイ1.1は、円筒材料2の孔3に押
込められる。
侵入してくるテーパダイ1.1によって、円筒材料2の
両端部は、そのくさび効果によって拡管すると共に、孔
3の内部の圧力媒体は加圧されて圧力を上昇し、孔3の
内面を均等に押圧して円筒材料2の直径を拡大する。
両端部は、そのくさび効果によって拡管すると共に、孔
3の内部の圧力媒体は加圧されて圧力を上昇し、孔3の
内面を均等に押圧して円筒材料2の直径を拡大する。
この拡管方法においては円筒材料2の長手方向において
、その全長に亘り各部均一な加工を付与する必要性があ
るため、円筒材料2の長手方向両端の一方または双方お
よび中央の各外径を測定できるように、実施例では円筒
材料2の長手方向における両端と中央に、測定用ベース
プレート21と巻取型変位計22とによる外径測定装置
を取付け、各部における円周長変化を計測することによ
り、円筒材料2の外径寸法の測定を行なうのである。
、その全長に亘り各部均一な加工を付与する必要性があ
るため、円筒材料2の長手方向両端の一方または双方お
よび中央の各外径を測定できるように、実施例では円筒
材料2の長手方向における両端と中央に、測定用ベース
プレート21と巻取型変位計22とによる外径測定装置
を取付け、各部における円周長変化を計測することによ
り、円筒材料2の外径寸法の測定を行なうのである。
第6.7図は前記測定装置の要部詳細を示したもので、
円筒材料2の外周面に着脱可能に定着される測定用ベー
スプレート21は、図示のように略長方形状のプレート
体であるとともに、外周面の長手方向に平行な底面側に
は、中央部分に凹部23を有するとともに、同凹部の左
右両側には外周面に接触する脚部となる突条部24を形
成している。
円筒材料2の外周面に着脱可能に定着される測定用ベー
スプレート21は、図示のように略長方形状のプレート
体であるとともに、外周面の長手方向に平行な底面側に
は、中央部分に凹部23を有するとともに、同凹部の左
右両側には外周面に接触する脚部となる突条部24を形
成している。
前記突条部24の各外側面に取付金具25が突設されて
いる。この金具25に、少なくともその一部が例えばコ
イルバネ等の弾性体26とされることによって、円筒材
料2の外周面を一周するとともに外周面に対して締付は
作用を生じるひも状締結体27の両端が連結され、前記
測定用ベースプレー)21は円筒材料2の外周面上の所
要位置に、前記突条部24の圧接を介し、ガタッキや傾
き等を生じることなく確実、強固かつ安定に定着される
。前記プレート21の上面には巻取型変位計22のケー
シング本体28に可回動に軸架装設した回動軸29の本
体外突出端に巻取ドラム30が取付けられている。前記
巻取ドラム30を常に測定ワイヤ31の巻取方向に付勢
するために、回動軸29につる巻きバネ32等の弾性体
が、その一端を回動軸29に固定し、他端はケーシング
本体28側に固定している。
いる。この金具25に、少なくともその一部が例えばコ
イルバネ等の弾性体26とされることによって、円筒材
料2の外周面を一周するとともに外周面に対して締付は
作用を生じるひも状締結体27の両端が連結され、前記
測定用ベースプレー)21は円筒材料2の外周面上の所
要位置に、前記突条部24の圧接を介し、ガタッキや傾
き等を生じることなく確実、強固かつ安定に定着される
。前記プレート21の上面には巻取型変位計22のケー
シング本体28に可回動に軸架装設した回動軸29の本
体外突出端に巻取ドラム30が取付けられている。前記
巻取ドラム30を常に測定ワイヤ31の巻取方向に付勢
するために、回動軸29につる巻きバネ32等の弾性体
が、その一端を回動軸29に固定し、他端はケーシング
本体28側に固定している。
そして、一端をベースプレート21に取付金具33を介
して固定した測定ワイヤ31を円筒材料2の外周面を一
周させるとともに、その他端をベースプレート21に設
けたガイド34を介し、巻取ドラム30側に引き込んで
巻取、引き出し可能に保持収容している。従って円筒材
料2の拡管加工に伴い、巻取ドラム30の弾支に抗して
引き出される測定ワイヤ31の引き出し量を、前記ドラ
ム30の引き出しに伴う回転角度の変化を介して測定す
ることが可能である。この測定に当り実施例では従来の
この種巻取型変位計のそれと同様の電気的判定手段を用
いるのであり、即ち、ケーシング本体28内にホイース
トンブリッジの一辺となる螺旋状の抵抗線35を配設し
、この抵抗線35上を前記巻取ドラム30の回転角度と
同調する接点31が移動することにより、回転角度即ち
測定ワイヤ31の引き出し量を電気的出力として検出し
、既知の静歪計等を使用して、予めその回転角度と測定
ワイヤ31の引き出し量との関係を知って置くことによ
り、円筒材料2における拡管中の外径寸法の変化を遠隔
測定することになる。このさい変位計22からの電気的
出力信号は通常のリード線を用いて検出側に伝達するが
、変位計22の取付は作業を容易化するため、ケーシン
グ本体28にコネクタ37を設け、同コネクタ37にリ
ード線を着脱可能に接結する。
して固定した測定ワイヤ31を円筒材料2の外周面を一
周させるとともに、その他端をベースプレート21に設
けたガイド34を介し、巻取ドラム30側に引き込んで
巻取、引き出し可能に保持収容している。従って円筒材
料2の拡管加工に伴い、巻取ドラム30の弾支に抗して
引き出される測定ワイヤ31の引き出し量を、前記ドラ
ム30の引き出しに伴う回転角度の変化を介して測定す
ることが可能である。この測定に当り実施例では従来の
この種巻取型変位計のそれと同様の電気的判定手段を用
いるのであり、即ち、ケーシング本体28内にホイース
トンブリッジの一辺となる螺旋状の抵抗線35を配設し
、この抵抗線35上を前記巻取ドラム30の回転角度と
同調する接点31が移動することにより、回転角度即ち
測定ワイヤ31の引き出し量を電気的出力として検出し
、既知の静歪計等を使用して、予めその回転角度と測定
ワイヤ31の引き出し量との関係を知って置くことによ
り、円筒材料2における拡管中の外径寸法の変化を遠隔
測定することになる。このさい変位計22からの電気的
出力信号は通常のリード線を用いて検出側に伝達するが
、変位計22の取付は作業を容易化するため、ケーシン
グ本体28にコネクタ37を設け、同コネクタ37にリ
ード線を着脱可能に接結する。
第2図に前記液圧拡管装置の制御装置38を含めた全体
構成が示されている。同図において、制御装置38は、
圧力供給ユニット39とシリンダ室11に圧力を供給す
るための増圧機40と、円筒材料2の孔3に圧力を供給
するための増圧機41と、変位計22の外径のデータや
シリンダ室11の内圧及び円筒材料2の孔3の内圧を入
力して処理する歪計42とコンピュータ43と操作盤4
4と制御盤45等から構成されている。
構成が示されている。同図において、制御装置38は、
圧力供給ユニット39とシリンダ室11に圧力を供給す
るための増圧機40と、円筒材料2の孔3に圧力を供給
するための増圧機41と、変位計22の外径のデータや
シリンダ室11の内圧及び円筒材料2の孔3の内圧を入
力して処理する歪計42とコンピュータ43と操作盤4
4と制御盤45等から構成されている。
前記構成の液圧拡管装置を用いて、形状パラメータJO
(JO= 2)to/ (D50 + Dio)第8図
参照)が1.2以上の円筒材料2を拡管する工程を第1
図に基づき説明する。
(JO= 2)to/ (D50 + Dio)第8図
参照)が1.2以上の円筒材料2を拡管する工程を第1
図に基づき説明する。
まず、第2図に示す初期状態から、増圧機40を介して
シリンダ室11に圧力を供給し、押上シリンダ9を上昇
させて、上下部テーバダイ1.1を円筒材料2の孔3に
押し込む。このとき、ダイ1,1のくさび作用による拡
管力(f/lan θ)は、上昇し、円筒材料2の弾性
限界に達する。この弾性限界と塑性域との境界がダイス
トロークEs点で示されている。このダイストロークE
s点までは、円筒材料2の孔内の内圧Pの上昇はほとん
どなく、円筒材料2の変形は端部のみに起こる。
シリンダ室11に圧力を供給し、押上シリンダ9を上昇
させて、上下部テーバダイ1.1を円筒材料2の孔3に
押し込む。このとき、ダイ1,1のくさび作用による拡
管力(f/lan θ)は、上昇し、円筒材料2の弾性
限界に達する。この弾性限界と塑性域との境界がダイス
トロークEs点で示されている。このダイストロークE
s点までは、円筒材料2の孔内の内圧Pの上昇はほとん
どなく、円筒材料2の変形は端部のみに起こる。
更にダイ1.1を押し込むことにより、内圧Pが上昇し
、円筒材料2の全肉厚が塑性域になる内圧になれば、中
央部の拡管が開始される(第3図の調圧をしない場合の
点Ms参照)。
、円筒材料2の全肉厚が塑性域になる内圧になれば、中
央部の拡管が開始される(第3図の調圧をしない場合の
点Ms参照)。
ところで、第3図に示すように、内圧Pを何ら調圧する
ことなく、ダイス1.1の押込みのみで昇圧させると、
Δε□の値が大きくなり、この影響が完成品にまで及ぶ
。
ことなく、ダイス1.1の押込みのみで昇圧させると、
Δε□の値が大きくなり、この影響が完成品にまで及ぶ
。
そこで、本実施例では、第1図に示す如く、Δε□が0
.025以下の時点で、内圧Pを増圧機41によって外
部から強制的に昇圧する。この昇圧工程が第1図のPI
で示されている。このΔε□の検出、強制的な昇圧は前
記制御装置によって自動的に行なわれる。
.025以下の時点で、内圧Pを増圧機41によって外
部から強制的に昇圧する。この昇圧工程が第1図のPI
で示されている。このΔε□の検出、強制的な昇圧は前
記制御装置によって自動的に行なわれる。
しかして、前記強制的な内圧Pの昇圧によって円筒材料
2の中央部は、第3図に示すグイストロークMs点より
も早い時点の第1図に示すMs’ 点において塑性変形
を開始し、その時、Δε、′≧0゜025に制御される
。この第1図のグイストロークMs’ 点における円筒
材料2の形状は、形状A(第14図参照)を呈する。
2の中央部は、第3図に示すグイストロークMs点より
も早い時点の第1図に示すMs’ 点において塑性変形
を開始し、その時、Δε、′≧0゜025に制御される
。この第1図のグイストロークMs’ 点における円筒
材料2の形状は、形状A(第14図参照)を呈する。
更にダイ1,1を押し込むことにより、内圧Pは上昇し
、円筒材料2の各部が拡管される。そして、その時の円
筒材料2の形状は、形状A→B°→D→B゛→A−B’
→D゛と変化し、その変化とダイストロークの関係が第
1図中に記入されている。
、円筒材料2の各部が拡管される。そして、その時の円
筒材料2の形状は、形状A→B°→D→B゛→A−B’
→D゛と変化し、その変化とダイストロークの関係が第
1図中に記入されている。
そして、内圧上昇途中において、内圧Pとダイ1.1の
拡管力(f/lan θ)とが離れ過ぎるため、内圧P
を減圧している。その減圧工程がPDで示されている。
拡管力(f/lan θ)とが離れ過ぎるため、内圧P
を減圧している。その減圧工程がPDで示されている。
しかして、目標とするグイ押込みストロークm点に達す
ると、円筒材料2の各部の拡管量はほぼ一致し、寸法誤
差ΔDof / Dof X 100が0.2%以下に
なった。
ると、円筒材料2の各部の拡管量はほぼ一致し、寸法誤
差ΔDof / Dof X 100が0.2%以下に
なった。
尚、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。
(発明の効果)
本発明によれば、形状パラメータJ0が1.2以上の円
筒材に対して、拡管後の全長にわたって最大寸法誤差を
0.2%以下にすることができる。
筒材に対して、拡管後の全長にわたって最大寸法誤差を
0.2%以下にすることができる。
しかして、寸法誤差が0.2%以内になることによって
、歩留りの向上および強度のばらつきが少なくなる。
、歩留りの向上および強度のばらつきが少なくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す工程図、第2図は本発明
方法に使用する液圧拡管装置の全体構成図、第3図は内
圧調整しない場合の液圧拡管工程図、第4図は歪量差と
寸法誤差の関係を示すグラフ、第5図は液圧拡管装置の
断面図、第6図は変位計の正面図、第7図は同平面図、
第8図は形状パラメータの説明図、第9図は形状パラメ
ータJO+に0と変形過程の相関関係を示すグラフ、第
10図は形状パラメータに0と寸法誤差を示すグラフ、
第11図は形状パラメータJ0と寸法誤差を示すグラフ
、第12図は液圧拡管の原理を示す説明図、第13図は
従来の方法を示す工程図、第14図は円筒材料の拡管変
形形状を示す断面図である。 1・・・テーパダイ、2・・・円筒材料、3・・・孔、
4・・・圧力媒体。 特 許 出 願 人 株式会社神戸製鋼所第4図 第31.A ジーイスヒυ−7= 第7 題 /イ/JQ−’1 第5 図 第θ 図 第9図 Ko =Dδo/l)t。 第 図 第 L] 第70 図 K(l w Dao/D:。 第1! 図 Jo−2Ho/(Di5a+DiO)
方法に使用する液圧拡管装置の全体構成図、第3図は内
圧調整しない場合の液圧拡管工程図、第4図は歪量差と
寸法誤差の関係を示すグラフ、第5図は液圧拡管装置の
断面図、第6図は変位計の正面図、第7図は同平面図、
第8図は形状パラメータの説明図、第9図は形状パラメ
ータJO+に0と変形過程の相関関係を示すグラフ、第
10図は形状パラメータに0と寸法誤差を示すグラフ、
第11図は形状パラメータJ0と寸法誤差を示すグラフ
、第12図は液圧拡管の原理を示す説明図、第13図は
従来の方法を示す工程図、第14図は円筒材料の拡管変
形形状を示す断面図である。 1・・・テーパダイ、2・・・円筒材料、3・・・孔、
4・・・圧力媒体。 特 許 出 願 人 株式会社神戸製鋼所第4図 第31.A ジーイスヒυ−7= 第7 題 /イ/JQ−’1 第5 図 第θ 図 第9図 Ko =Dδo/l)t。 第 図 第 L] 第70 図 K(l w Dao/D:。 第1! 図 Jo−2Ho/(Di5a+DiO)
Claims (1)
- (1)円筒材料の端部にテーパダイをその先端先細部が
前記円筒材料の孔に突出するよう当接せしめ、前記孔に
液体圧力媒体を充満せしめて、前記ダイを前記孔に押し
込んで圧力媒体を加圧することにより、該ダイの楔効果
と圧力媒体の圧力とにより前記円筒材料の径を拡大する
円筒材料の液圧拡管方法において、 前記円筒材料の形状パラメータJ_0を、 J_0=(2Ho)/(D@o@o+Dio)Ho;円
筒材料の高さ D@o@o;円筒材料の外径 Dio;円筒材料の孔の直径 とし、前記ダイの押込みによって発生する円筒材料の端
部と中央部の歪量差Δε_M_Sを、Δε_M_S=l
n(D@o@s max,)/(D@o@s min,
)D@o@s max;円筒材料の端部の外径D@o@
s min;円筒材料の中央部の外径とするとき、 前記形状パラメータJ_0が1.2以上の円筒材料に対
して、前記歪量差Δε_M_Sが0.025以下である
ダイ押込み段階で、前記円筒材料の孔内の圧力媒体の圧
力を前記ダイス押込みとは別異の手段によって昇圧し、
該円筒材料の中央部を拡管することを特徴とする円筒材
料の液圧拡管方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28534788A JPH02133123A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 円筒材料の液圧拡管方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28534788A JPH02133123A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 円筒材料の液圧拡管方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02133123A true JPH02133123A (ja) | 1990-05-22 |
JPH0470099B2 JPH0470099B2 (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=17690380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28534788A Granted JPH02133123A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 円筒材料の液圧拡管方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02133123A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50106850A (ja) * | 1974-01-31 | 1975-08-22 |
-
1988
- 1988-11-10 JP JP28534788A patent/JPH02133123A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50106850A (ja) * | 1974-01-31 | 1975-08-22 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0470099B2 (ja) | 1992-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5073481B2 (ja) | 中空金属物品を成形する方法及び装置 | |
EP1383618B1 (en) | Method of pressure-ram-forming metal containers and the like | |
Strano et al. | An inverse energy approach to determine the flow stress of tubular materials for hydroforming applications | |
JPH0148091B2 (ja) | ||
GB2057322A (en) | Process and apparatus for the formation of hollow objects having varying cross section | |
KR20000023010A (ko) | 벌지 가공장치 및 벌지 가공방법 | |
US7026585B2 (en) | Method for monitoring the performance of a magnetic pulse forming or welding process | |
JPH02133123A (ja) | 円筒材料の液圧拡管方法 | |
US4134287A (en) | Method for mechanical removal of tensile stresses in a tube which has been expanded in a support | |
CN110883179B (zh) | 一种基于液体体积加载的液压成形件回弹控制方法及系统 | |
CN113739989B (zh) | 一种电容式薄膜真空计的感应膜片焊后张紧力控制方法 | |
US20040194522A1 (en) | Method of pressure-ram-forming metal containers and the like | |
JP3342401B2 (ja) | 管の引曲げ加工方法 | |
Yuan et al. | A new hydroforming process for large elbow pipes | |
JP2002316235A (ja) | ボルト及びボルト成形方法 | |
US3670542A (en) | Extrusion method and apparatus | |
JP2002178026A (ja) | Uoeパイプの製造方法 | |
US5870304A (en) | Method for determining the proper progress of a superplastic forming process | |
Hashmi et al. | Axisymmetric extrusion forging: effects of material property and product geometry | |
JPH051096B2 (ja) | ||
RU2240190C1 (ru) | Способ изготовления гофрированных труб | |
JPS59133021A (ja) | 紐出しパイプの製造方法及びその装置 | |
CN109047360A (zh) | 一种挤铝机快速调偏装置及方法 | |
GB2139130A (en) | Method and apparatus for reducing the section of elongated components | |
Haghighat et al. | An Analytical Model for Long Tube Hydroforming in a Square Cross-Section Die Considering Anisotropic Effects of the Material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |