JPH03248720A - 面内曲げ加工方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、断面が楔形となるよう圧延することにより
圧延素材を平面内で湾曲させる曲げ加工方法に関するも
のである。

従来の技術 この種の面内曲げ加工方法には、予め楔形に形成した圧
延素材を、均一な厚みに再圧延するとともに、圧延時の
曲げ内側と曲げ外側との圧下量の違いによって、自動的
に面内曲げ加工を行なう方法（例えば、特開昭６１−９
９５２６号公報参照）と、矩形断面の圧延素材を楔形断
面に圧延するとともに、圧延時の曲げ内側と曲げ外側と
の圧下量の違いよって、自動的に面内で曲げ加工する方
法（例えば、〈塑性と加工〉　マ０１．３θｋ　３３６
参照）とがある。

前者の方法では、圧延素材を予め楔形断面に圧延した後
、この圧延素材を曲げ加工するため、１工程余分にかか
り、これに対して、後者の方法では、−船釣な圧延素材
を楔形に圧延すると同時に面内曲げ加工が行なわれるの
で、工程の簡素化を図ることができる。

この矩形断面の圧延素材（以下ワークという。）を使っ
て楔形圧延と同時に面内曲げ加工を行なう後者の方法に
は、圧延ロールとして円筒ロールを用いる方法と、円錐
ロールを用いる方法とがあり、これらの方法のうち円筒
ロールを用いる方法では、上下一対の円筒ロールの回転
軸を傾けてロール間隙を非平行にすることにより楔形断
面を得ている。

また円錐ロールを用いる方法では、例えば一対の円錐ロ
ールの回転軸を互いに平行に設けてロール間隙が楔形と
なるようにしている。

そして、後者の従来方法は、打抜き加工と比較して材料
歩留りが高いことと、高能率の連続加工が可能なことか
ら、例えば、熱交換器用冷却フィンやこれに類するリン
グ状製品の製造等に応用されている。

発明が解決しようとする課題 前述したように、矩形断面のワークを楔形圧延しながら
面内曲げ加工する従来の方法においては、円筒ロールと
円錐ロールとの違いにかかわらず、圧延出口側から加工
されて送出されるワークの送出速度は、圧下率が幅方向
の各箇所で異なっていることにより幅方向で大きく相違
している。これに対して、圧延ロールの周速は、円筒ロ
ールにおいて幅方向（ロールの軸線方向）で変化がな（
、また円錐ロールにおいては、上下ロールの回転軸を平
行にすることに伴って各ロールのテーパ角を小さくし、
外径の寸法差を小さくせざるを得ないので幅方向で変化
があっても極めて小さい。したがって、ワークの圧延出
口側速度と圧延ロールの周速とが大きく異なる箇所が必
ず生じてしまい、例えば、曲げ内側では圧延ロールの周
速がワーク速度より速く、また曲げ外側ではワーク速度
の方が圧延ロールの周速より速くなる。

その結果、圧延ロールの周速と圧延出口側のワーク速度
との速度差により生じる摩擦力によって、ワークの曲げ
内側には波状のシワが、またワークの曲げ外側には割れ
という加工不良が発生し易いという問題があった。この
ような問題を解消するために、従来においては成形限界
を向上させるべく、ワークに後方張力をかけて、曲げ内
側と曲げ外側との摩擦力を制御して加工不良の発生を防
止することも行なわれている。

しかし、ワークにかける後方張力の大きさは、圧延前素
材である板厚の薄いワークの降伏点以内に設定しなけれ
ばならないため、この後方張力をかけて摩擦力を制御し
ながら圧延する方法では、得られる効果に限界がある。

また、後方張力を発生させるためには複雑で大掛りな装
置を必要とする等の問題があった。

この発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、加工不
良を発生させることなく容易に加工できる楔形圧延によ
る面内曲げ加工方法を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するための手段としてこの発明の方法は
、圧延素材の圧下率をその素材の幅方向での一側端側で
大きくかつ他側端側で小さくすることにより前記一側端
側が外周部でかつ他側端側か内周部となるよう平面内で
曲げ加工する面内曲げ加工方法において、一対の円錐ロ
ールを、各々の大径部が前記素材の一側端側でかつ小径
部が他側端側となり更に各々の中心軸線が前記素材のパ
スラインを含む平面内で交差するよう素材のパスライン
を挟んで配置し、かつその円錐ロールの間隔をそのテー
パ角に応じて各々の大径部側で小さくかつ小径部側で大
きくなるよう設定しておき、圧延素材をこれらの円錐ロ
ールの間に通してその一側端側を大きく圧下しかつ他側
端側を小さく圧下して平面内で湾曲させることを特徴と
している。

作　　　用 したがってこの発明の方法では、一対の円錐ロールが、
その回転軸線を圧延素材のパスラインに対して傾斜して
配置され、その傾き方向は各円錐ロールとも同じであっ
て、小径側端部の中心が圧延素材のパスラインに接近し
、かつ大径側端部の中心が圧延素材のパスラインから遠
くなる状態の傾きである。そして、この状態で各円錐ロ
ールの間隙が、小径部側で大きく、大径部側で小さく設
定されている。この間隙の寸法差は僅少であるが、各円
錐ロールは上記のように傾いて設置されているため、そ
のテーパ角を大きく採ることができ、換言すれば、小径
部と大径部との外径寸法差が大きくなる。その結果、ロ
ール間の間隙が大きくて圧下率の小さい小径部のロール
周速は充分遅く、ロール間の間隙が小さくて圧下率の大
きい大径部のロール周速が充分速くなり、しかも、各円
錐ロールのテーパ角と両ロール間の間隙とが互いに対応
しているので、そのロール周速と圧延素材の送り出し速
度との速度差が各部で殆んどなくなり、その結果、シワ
や割れ等の不良が生じない。

実　　施　　例 以下、この発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づ
いて説明する。

第１図は、この発明の面内曲げ加工方法を行なう圧延曲
げ装置の一例を示すもので、この圧延曲げ装置１は、矩
形断面の薄板素材（以下、ワークという。）Ｗのパスラ
イン含む水平な面Ｈに対して上下方向に対称に配設され
た上部円錐ロール２および下部円錐ロール３と、この上
部円錐ロール２の上方に配設されたバックアップロール
４および下部円錐ロール３の下方に配設されたバックア
ップロール５と、上方のバックアップロール４を回転可
能に支持する軸受６および下方のバックアップロール５
を回転可能に支持する軸受７とを備えている。

また、上部円錐ロール２と下部円錐ロール３とは、それ
ぞれの小径側先端（第１図において左端）が互いに接近
するように回転軸線り、Ｌが前記水平な面Ｈ上で交差す
るように傾けるとともに、上部円錐ロール２と下部円錐
ロール３との間の圧延を行なう部分のロール間隙が、ロ
ール径の小径な先端側を広く、大径な基端側を狭くして
非平行とし、ロール径の大径側の圧下量が小径側の圧下
量より大きくなるようにして、このロール間隙が角度θ
に設定されている。また、この角度θは、面内曲げ加工
するワークＷの加工後の曲率半径Ｒ（第２図において、
ワークＷの曲げ内側縁Ｗ１が形成する円弧の半径）によ
って決定される。

また、上部円錐ロール２と下部円錐ロール３とは、同一
のテーパ角を有しており、それぞれのテパ角は、両円錐
ロール２．３間で挟圧されて楔形圧延されるワークＷの
圧延出口側から送出される際の幅方向各点の速度と、上
下各円錐ロール２゜３の高さ方向の各点の周速とが一致
するようにテパ角が設定されている。

そして、上下各円錐ロール２．３は、それぞれの大径側
に逆テーパ状に形成されたバックアップ受は部２ａ、３
ａの基端側に連設された回転軸２ｂ、３ｂによって互い
に逆方向に回転駆動されるようになっている。

また、上下各円錐ロール２．３は、それぞれのバックア
ップ受は部２ａ、３ａに、バックアップロール４あるい
はバックアップロール５を当接させて圧延時における両
円錐ロール２．３の離隔を防止するとともに、各バック
アップロール４，５をそれぞれ回転自在に支持している
軸受６，７間は、図示していないタイロッドによって連
結して、両バックアップロール６．７間の距離が一定に
保持されるようになっている。

次に、この実施例において第４図に示すように、ワーク
Ｗの曲げ内側縁Ｗ１の圧下率が０（零）でＯ 曲げ外側縁Ｗ２の圧下率か　　　　の場合についＲ＋　
Ｗ　Ｏ てその作用を説明する。なお、ここでｗ□はワクＷの巾
であり、ＲはワークＷの曲げ内側の半径である。この場
合、ワークＷの曲げ中心と、圧延ロールの軸中心間の交
点が一致する。

圧延曲げ装置１０回転する一対の円錐ロール２゜３間に
形成された角度θのロール間隙に断面矩形のワークＷを
送り込むと、両円錐ロール２．３の圧下領域Ａ（第２図
において斜線の部分）において上下方向から挟圧されて
、楔形断面に圧延される。そして、圧延出口側から送出
されるワークＷの幅方向各点の送出速度は、第３図のグ
ラフにおいて直線Ｓ１で示す通りで、曲げ内側縁Ｗ１で
速度Ｖ１と最も遅く、曲げ外側縁Ｗ２で速度ｖｂと最も
速くなっており、これは各円錐ロール２．３のそれぞれ
のロール面上の点の周速と一致させであるため、圧延出
口側へ送出されるワークＷの幅方向の全ての点における
、各円錐ロール２．３との摩擦力の大きさに差がなく一
定となり、曲げ内側に発生し易い波状のシワや、曲げ外
側に発生し易い割れ等の加工不良が発生しない。

なお、第３図において直線Ｅは、この実施例の装置の場
合の入口側におけるワークＷの幅方向の各点の送り込み
速さが同一であることを示すグラフである。

また第３図において直線Ｓ２は、従来方法の場合の圧延
出口側のワークＷの送出速度を示すグラフであり、円錐
ロールの各点の周速も示している前記直線Ｓ１との速度
差（第３図において斜線で示した部分）によって、ワー
ク速度の方が速くなる曲げ内側縁Ｗｌに波状シワが発生
し易く、また円錐ロール２．３の周速の方が速くなる曲
げ外側縁Ｗ２に割れが発生し易かったことが解る。

また第３図のグラフから解るように、この実施例の方法
による場合には、ワークＷの入口側速度と圧延出口側速
度との速度差（直線Ｓ１と直線Ｅとの差）は、従来の方
法による場合の速度差（直線Ｓ２と直線Ｅとの差）より
増加するため、従来方法においても用いられている入口
側のサイドガイドおよび上下ガイドを設けて、入口側に
おけるワークＷの蛇行および座屈を防止する。

なお、この実施例の方法においては、ワーク形状による
成形限界は、入口側の座屈限界により決まるため、曲率
半径Ｒの決定に影響せず、設定の自由度が狭められるこ
とがない。

また、入口側におけるワークＷの座屈を防止する方法と
しては、例えば第５図に示す上下ガイド１１がある。こ
の上下ガイド１１は、ロール間隙に送り込まれるワーク
Ｗの上面と上部円錐ロール２の入口側との間に嵌合する
楔状に形成された上部材１２と、同じくワークＷの下面
と下部円錐ロール３の入口側との間に嵌合する楔状に形
成された下部材１３とからなり、上部材１２の上部円錐
ロール２の曲面に合せて形成されたテーパ面には複数の
テーパローラ１２ａが、それぞれのローラ面の一部が表
面に出るように凹部に回転自在に嵌合させて設けられて
いる。そして、この上部材１２はコイルスプリング１４
によりワークＷの進行方向に常時弾性付勢されている。

また、同様に下部材１３の下部円錐ロール３の曲面に合
せて形成されたテーパ面には複数のテーパローラ１３ａ
が、それぞれのローラ面の一部が表面に出るように凹部
に回転自在に嵌合させて設けられ、この下部材１３はコ
イルスプリング１５によりワークＷの進行方向に常時弾
性付勢されている。

したがって、コイルスプリング１４．１５によって、両
円錐ロール２．３の方向に付勢される上部材１２および
下部材１３は、それぞれテーパロラ１２ａ、１３ａを備
えたテーパ面が、各円錐ロール２．３とワークＷとの間
に進入しようとする力の分力が、ワークＷを上下方向か
ら挟んで加圧する力となり、ワークＷの座屈を効果的に
防止する。

なお、この実施例においては、バックアップロール４，
５を設けて上下一対の円錐ロール２．３の離隔方向の移
動を規制するようにしたが、各円錐ロール２．３が、圧
延力に対して充分な強度および剛性を備えていればバッ
クアップロール４゜５は不要である。

発明の効果 以上、説明したようにこの発明の方法では、回転軸線を
傾けて配置した一対の円錐ロールを使用し、かつ板幅方
向での圧下率を、ロールの小径部側で小さく、大径部側
で大きくして圧延を行なうから、各円錐ロールのテーパ
角を大きくして軸線方向の各部分での周速を、圧下率の
相違による素材の幅方向各部分での送り出し速度にほぼ
一致させることができ、その結果、シワや割れを防止し
、かつ後方張力を特に必要とせずに容易に面内曲げ加工
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の実施例を示すもので、
第１図は圧延曲げ装置の要部を示す断面正面図、第２図
は加工時の下部円錐ロールとワクとの関係を示す平面図
、第３図は入口側と圧延出口側のワーク速度を示す線図
、第４図はワークの幅方向における圧下量の変化を示す
線図、第５図は上下ガイドの一例を示す側面図である。 １・・・圧延曲げ装置、　２・・・上部円錐ロール、３
・・・下部円錐ロール、　４．５・・・バックアラフロ
ール、　６．７・・・軸受、　１１・・・上下ガイド、
１２・・・上部材、　１３・・・下部材、　１４．１５
・・・コイルスプリング、　Ｗ・・・薄板素材（ワーク
）、Ｗｌ・・・曲げ内側縁、　Ｗ２・・・曲げ外側縁、
　Ａ・・・圧下領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧延素材の圧下率をその素材の幅方向での一側端側で大
   きくかつ他側端側で小さくすることにより前記一側端側
   が外周部でかつ他側端側が内周部となるよう平面内で曲
   げ加工する面内曲げ加工方法において、 一対の円錐ロールを、各々の大径部が前記素材の一側端
   側でかつ小径部が他側端側となり更に各々の中心軸線が
   前記素材のパスラインを含む平面内で交差するよう素材
   のパスラインを挟んで配置し、かつその円錐ロールの間
   隔をそのテーパ角に応じて各々の大径部側で小さくかつ
   小径部側で大きくなるよう設定しておき、圧延素材をこ
   れらの円錐ロールの間に通してその一側端側を大きく圧
   下しかつ他側端側を小さく圧下して平面内で湾曲させる
   ことを特徴とする面内曲げ加工方法。