JPH0343926B2 - - Google Patents

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JPH0343926B2
JPH0343926B2 JP61306489A JP30648986A JPH0343926B2 JP H0343926 B2 JPH0343926 B2 JP H0343926B2 JP 61306489 A JP61306489 A JP 61306489A JP 30648986 A JP30648986 A JP 30648986A JP H0343926 B2 JPH0343926 B2 JP H0343926B2
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pressure plate
forging
plunger
pressure
cross
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Masami Sakamoto
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Mitsubishi Nagasaki Machinery Mfg Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自由鍛造プレスにより中空鍛造金属
素材から薄肉の長尺パイプを鍛造する方法及びこ
の方法を実施するために、従来使用されている自
由鍛造プレス内に簡単に据え付けられ、この鍛造
プレスの加圧力を利用し、鍛造中空金属素材から
薄肉の長尺パイプを鍛造するための装置に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method for forging a thin-walled long pipe from a hollow forged metal material using a free forging press, and a method for forging a thin-walled long pipe from a hollow forged metal material using a free forging press, and a conventional free forging press for carrying out this method. The present invention relates to a device that can be easily installed in a press and uses the pressure of the forging press to forge a thin long pipe from a forged hollow metal material.

従来の技術 従来、厚肉の鍛造中空金属素材から、自由鍛造
プレスを使用し、薄肉のパイプを鍛造する方法と
して、添付図面の第8図に示すような一般的な方
法が知られている。
BACKGROUND ART Conventionally, a general method as shown in FIG. 8 of the accompanying drawings is known as a method for forging a thin-walled pipe from a thick-walled forged hollow metal material using a free forging press.

すなわち、この方法においては、同図に示すよ
うに、自由鍛造プレス50に据え付けられた、そ
れぞれ、半円形の横断面を有する上型51と、下
型52(第9図に、上型の拡大図が示されてい
る)との間に、マンドレル53を差し込んだ厚肉
の中空金属素材54を設置し、マンドレル53の
各端部を、それぞれ、マニプレータ55,56な
どのハンドリング装置により保持し、金属素材5
4をマンドレル53と一緒に軸方向に移動させな
がら、上下の型51,52により加圧し、金属素
材54の肉厚を徐徐に薄くすることにより、所望
の肉厚のパイプ540を鍛造するようにしている。
しかしながら、この鍛造方法においては、鍛造素
材54が、その全長に渡つてマンドレル53と接
触していることと、通常の自由鍛造プレス50に
おいては加圧速度が遅く、金型51及52と、鍛
造素材54との接触時間が長くなることとのため
に、素材54が鍛造の進行に伴つて薄くなるに従
い、素材54の温度が急速に低下し、ついには、
鍛造の途中において加圧が不可能となる状態にな
るという問題がある。一方、マンドレル53は、
鍛造中にかなり高温となり、その表面がプレスの
加圧力により鍛造素材54を介して押圧され、そ
のために、マンドレルの表面に凹凸が生じたり、
マンドレル53と鍛造素材54とが溶着したり、
また、上型51からだけ加圧されるので、マンド
レル53に曲がりが生じ、このために、鍛造後
に、マンドレル53が鍛造物から抜き取ることが
困難となつたりすることもある。
That is, in this method, as shown in FIG. A thick hollow metal material 54 into which a mandrel 53 is inserted is installed between the mandrel 53 (as shown in the figure), and each end of the mandrel 53 is held by a handling device such as manipulators 55 and 56, respectively. metal material 5
4 is moved in the axial direction together with the mandrel 53, pressure is applied by the upper and lower molds 51, 52, and the wall thickness of the metal material 54 is gradually thinned, so that a pipe 540 with a desired wall thickness is forged. I have to.
However, in this forging method, the forging material 54 is in contact with the mandrel 53 over its entire length, and in the normal free forging press 50, the pressurization speed is slow, and the dies 51 and 52 are in contact with the mandrel 53. Due to the longer contact time with the material 54, as the material 54 becomes thinner as forging progresses, the temperature of the material 54 decreases rapidly, and eventually,
There is a problem that pressurization becomes impossible during the forging process. On the other hand, mandrel 53 is
During forging, the temperature becomes quite high, and the surface of the forging material 54 is pressed by the pressure of the press, which may cause unevenness on the surface of the mandrel.
The mandrel 53 and the forged material 54 may be welded together,
In addition, since pressure is applied only from the upper die 51, the mandrel 53 is bent, which may make it difficult to remove the mandrel 53 from the forged product after forging.

従つて、従来の自由鍛造プレスによつては、薄
肉のパイプや、長尺のパイプを鍛造することは、
困難であつた。
Therefore, it is difficult to forge thin-walled pipes or long pipes using conventional free forging presses.
It was difficult.

発明が解決しようとする問題点 上記のように、添付図面の第8図に示すような
従来公知の自由鍛造プレスによる薄肉パイプの鍛
造方法には、次ぎのような問題がある。すなわち 通常の自由鍛造プレスにおいては、加圧速度
が遅く、作業時間が長く掛かること 加圧速度が遅いことのために、鍛造物が金型
に接触する時間が長くなり、鍛造の進行に伴つ
て中空金属鍛造素材の温度が急激に低下し、そ
のために、鍛造の途中において加圧が不可能と
なり、鍛造作業を続行することが出来なくなる
こと 高熱の鍛造物からの伝熱により、マンドレル
自身が高温になり、変形や、曲がりなどが発生
し、鍛造物からマンドレルを引き抜くことが出
来なくなること 通常の自由鍛造プレスにおいては、下金型は
動かず、上金型だけが昇降して鍛造が行われる
ので、加圧時に、鍛造物は、マニプレータによ
り保持されている高さから押し下げられ、鍛造
物に曲がりが発生し易いこと などの問題がある。
Problems to be Solved by the Invention As described above, the conventional method for forging a thin-walled pipe using a free forging press as shown in FIG. 8 of the accompanying drawings has the following problems. In other words, in a normal free forging press, the pressurization speed is slow and the work time is long. Because the pressurization speed is slow, the time that the forging is in contact with the die is longer, and as the forging progresses, the work time is longer. The temperature of the hollow metal forging material drops rapidly, making it impossible to apply pressure during forging, making it impossible to continue the forging process.The mandrel itself becomes hot due to heat transfer from the high-temperature forging. This causes deformation and bending, making it impossible to pull out the mandrel from the forging.In a normal free forging press, the lower die does not move, and only the upper die moves up and down to perform forging. Therefore, when pressurizing, the forged product is pushed down from the height held by the manipulator, causing problems such as the forging being prone to bending.

そこで、本発明は、従来公知の鍛造方法には上
記のような問題点のあることに鑑がみ、自由鍛造
プレスを使用して、中空金属鍛造素材から薄肉の
パイプや、長尺のパイプや、又は、薄肉で且つ長
尺のパイプなどを鍛造することができる新規な鍛
造方法及びこの方法を実施するための装置を得る
ことを、その目的とするものである。
Therefore, in view of the above-mentioned problems with conventional forging methods, the present invention uses a free forging press to produce thin-walled pipes, long pipes, etc. from hollow metal forging materials. Another object of the present invention is to obtain a new forging method capable of forging thin-walled and long pipes, and an apparatus for implementing this method.

問題点を解決するための手段 本発明においては、このような問題点を、次ぎ
のような手段により解決するものである。すなわ
ち 鍛造物に曲がりが発生を防止するために、上
下金型を対向して同期して同一行程を動かすこ
とにより、鍛造物のパスラインを上下に変化さ
せることなく鍛造すること 上下金型を対向して同期して同一行程を動か
す方法として、上下金型の間に加圧プランジヤ
を配置し、上金型の圧下により加圧プランジヤ
により排出される圧油を、主プランジヤに作用
させることにより、下金型を押し上げる方法を
採ること(この場合、加圧プランジヤと主プラ
ンジヤとの横断面積を等しくして置くことによ
り、上下金型の移動量及び移動速度が一致し、
同期して鍛造物を加圧することが出来来る) 鍛造物の温度低下を極力小さく抑えること
と、鍛造物からマンドレルを容易に引き抜くこ
ととができるように、マンソレルは実際に鍛造
が行われる部分だけを、所望のパイプ内径に合
わせた直径とし、その他の部分は、これよりも
小径とすること 鍛造物温度低下を抑えるために、加圧時にお
ける鍛造物と、上下金型との接触時間を極力短
くすること(このためには、本発明による鍛造
方法の実施のために使用される自由鍛造プレス
の加圧速度を増速させることが、必要である) 本発明による鍛造方法を実施するための装置
においては、使用する自由鍛造プレスの2倍の
速度で鍛造することができるようにすること
(すなわち、上金型の加圧速度は、使用する自
由鍛造プレスの加圧速度と同一であるが、下金
型の押し上げ速度が、上金型の加圧速度と同一
であるので、鍛造物の寸法減少速度が、自由鍛
造プレスの加圧速度の2倍となり、鍛造時間は
1/2に短縮される) である。
Means for Solving the Problems In the present invention, these problems are solved by the following means. In other words, in order to prevent the occurrence of bending in the forged product, forging is performed without changing the pass line of the forged product vertically by facing the upper and lower dies and moving them in the same stroke in synchronization. As a method of moving the molds in the same stroke in synchronization, a pressure plunger is placed between the upper and lower molds, and the pressure oil discharged by the pressure plunger when the upper mold is pressed down is applied to the main plunger. Adopt a method of pushing up the lower mold (in this case, by making the cross-sectional area of the pressure plunger and the main plunger equal, the amount and speed of movement of the upper and lower molds will match,
(The forging can be pressurized synchronously.) In order to keep the temperature drop of the forging as small as possible and to make it easy to pull out the mandrel from the forging, the mansorel is attached only to the part where the forging is actually performed. The diameter should match the desired inner diameter of the pipe, and the other parts should have smaller diameters.In order to suppress the drop in temperature of the forging, the contact time between the forging and the upper and lower dies during pressurization should be minimized. for carrying out the forging method according to the invention (for this it is necessary to increase the pressurizing speed of the free forging press used for carrying out the forging method according to the invention) The equipment should be capable of forging at twice the speed of the free forging press used (i.e., the pressurization speed of the upper die is the same as the pressurization speed of the free forge press used, but Since the push-up speed of the lower die is the same as the pressurization speed of the upper die, the dimensional reduction rate of the forged product is twice the pressurization speed of the free forging press, and the forging time is reduced to 1/2. ).

本発明方法の原理は、以上の〜の手段から
成ることを特徴とするものであるが、以下には、
この原理を図に基づいて説明する。
The principle of the method of the present invention is characterized by consisting of the above means.
This principle will be explained based on the drawings.

第1図に本発明方法の原理を示してあるが、同
図に示すように、厚肉の中空鍛造金属素材1が、
その1端部において、一方のマニプレータなどの
ハンドリング装置2に水平に保持され、また、自
由鍛造プレスを隔てて対向して配置されている他
方のマニプレータなどのハンドリング装置3に、
マンドレル4が、その1端部において保持されて
おり、このマンドレル4は中空素材1の中空部内
に差し込まれ、その自由端部付近は、上下の金型
5,6の間に配置されている。
The principle of the method of the present invention is shown in FIG. 1, and as shown in the same figure, a thick hollow forged metal material 1 is
At one end thereof, it is held horizontally by a handling device 2 such as one manipulator, and is also held horizontally by a handling device 3 such as a manipulator located oppositely across the free forging press.
A mandrel 4 is held at one end thereof, and this mandrel 4 is inserted into the hollow part of the hollow material 1, and the vicinity of its free end is arranged between upper and lower molds 5, 6.

また、このマンドレル4は、その中空鍛造金属
素材1の側の自由端部付近の一部の長さ、例え
ば、金型5,6の軸方向の長さLの1〜1.5倍の
長さの部分だけが、鍛造されるパイプの所望の内
径とほぼ同一の外径を有する大径横断面部分41
となつており、その他端部側は、これよりも小さ
な直径の小径横断面部分42となつており、中空
鍛造素材1の内面に接触しないような寸法とされ
ている。
In addition, the mandrel 4 has a length of a part near the free end on the hollow forged metal material 1 side, for example, 1 to 1.5 times the length L in the axial direction of the molds 5 and 6. Only the large diameter cross-sectional section 4 1 has an outer diameter approximately identical to the desired inner diameter of the pipe to be forged.
The other end side is a small-diameter cross-sectional portion 42 having a smaller diameter than this, and is dimensioned so as not to come into contact with the inner surface of the hollow forged material 1.

また、各金型5,6は、第2図に上金型5につ
いて示すように、そのくぼみ50は、中空鍛造金
属素材1を保持しているマニプレータ2の側に近
い軸方向の長さの一部分は、鍛造されるパイプの
所望の外径と同一か、又は、これよりも若干大き
な内径の小半円形横断面部51とし、残りの軸方
向の長さの部分は、マンドレル4を保持している
マニプレータ3の側に向かつて拡大するように円
すい形状の大半円形横断面部52とされている。
Furthermore, as shown for the upper mold 5 in FIG. One part is a small semicircular cross-section part 51 with an inner diameter that is the same as or slightly larger than the desired outer diameter of the pipe to be forged, and the remaining axial length part holds the mandrel 4. The cross section 52 has a substantially circular conical cross section that expands toward the side of the manipulator 3.

作 用 本発明方法は、このような特殊輪郭を有するマ
ンドレル4及び特殊な輪郭51,52を有するくぼ
み50から成り立つている上下金型5,6を使用
して中空鍛造金属素材1を鍛造することを特徴と
するものであるが、素材1を上下金型5,6の間
においてマンドレル4を介して鍛造する際に、1
回加圧するごとに、素材1を数10゜づつ回転させ、
それと同時に、素材1をマニプレータ2の側に矢
印Xの方向に軸方向にわずか移動させるというサ
イクルを繰り返すことにより、素材1の肉厚を減
少させ、所望の薄肉のパイプ10を鍛造するもの
である。
Operation The method of the present invention produces a hollow forged metal material 1 by using the upper and lower molds 5 and 6 which are composed of a mandrel 4 having such a special contour and a depression 50 having special contours 5 1 and 5 2 . The material 1 is forged between the upper and lower molds 5 and 6 through the mandrel 4.
Each time the pressure is applied, the material 1 is rotated several tens of degrees,
At the same time, by repeating the cycle of slightly moving the material 1 in the axial direction in the direction of arrow X toward the manipulator 2, the wall thickness of the material 1 is reduced and a desired thin-walled pipe 10 is forged. be.

実施例 以下、本発明を、上に第1図に基づいて説明を
した本発明による鍛造方法の原理を実施した鍛造
装置の実施例について、詳細に説明をする。
Embodiments Hereinafter, the present invention will be described in detail with respect to embodiments of a forging device that implements the principle of the forging method according to the present invention, which was explained based on FIG. 1 above.

まず、第3及び4図には、上記のような原理に
基づく本発明による鍛造方法を実施例する場合
に、鍛造をできる限り短時間内に行い、また、製
品が鍛造作業中に曲げ作用を受けないように、マ
ンドレル4及び中空鍛造金属素材1(第1図参
照)を上下方向に軸心が移動しないように、すな
わち、一定高さのパスラインで鍛造することを確
実とするための装置の第一実施例を示すものであ
る。
First, Figs. 3 and 4 show that when the forging method according to the present invention based on the above-mentioned principle is carried out, the forging is carried out in as short a time as possible, and the product is subjected to bending action during the forging operation. A device for ensuring that the axial center of the mandrel 4 and the hollow forged metal material 1 (see Fig. 1) do not move in the vertical direction, that is, forging on a pass line of a constant height. This shows a first embodiment of the invention.

本装置10は、第3及び4図に示すように、中
空鍛造金属素材1を加圧する上下の金型5及び6
を、それぞれ、取り付けるための上部加圧盤11
及び下部加圧盤12有しており、上部加圧盤11
には、2本、又は2本以上の偶数本の加圧プラン
ジヤ13が、それらの上端部において下向きに垂
直に取り付けられているが、これらのプランジヤ
13は、下部加圧盤12を垂直に緩く貫通し、そ
の下部に配置されたシリンダブロツク14に対応
して形成された加圧シリンダ室14a内に差し込
まれている。また、下部加圧盤12には、その下
面の中央部に、主プランジヤ15が、その上端部
において、下向きに垂直に固着されており、この
主プランジヤ15は、シリンダブロツク14に対
応して形成された主シリンダ室14bに差し込ま
れている。この場合、シリンダブロツク14の内
部に形成された加圧シリンダ室14aと、主シリ
ンダ室14bとは、通路穴14cを介して相互に
連通されており、また、これらのシリンダ室14
a,14bなどには、作動油が充満されている。
なお、加圧プランジヤ13の合計横断面積と、主
プランジヤ15の横断面積とは同一に形成されて
いる。更に、上部加圧盤11と、下部加圧盤12
との間には、2本の戻しシリンダ16が設置され
ており、これらのシリンダ16内に油圧を供給す
ることにより、上部加圧盤11と、下部加圧盤1
2とを引き離すことができるようになつている。
As shown in FIGS. 3 and 4, this device 10 includes upper and lower molds 5 and 6 that pressurize a hollow forged metal material 1.
Upper pressure plate 11 for attaching the
and a lower pressure plate 12, and an upper pressure plate 11.
, two or an even number of pressure plungers 13 are installed vertically downward at their upper ends, and these plungers 13 loosely penetrate the lower pressure plate 12 vertically. However, it is inserted into a pressurized cylinder chamber 14a formed corresponding to the cylinder block 14 disposed at the lower part thereof. Further, a main plunger 15 is fixed vertically downward at the upper end of the lower pressure plate 12 at the center of its lower surface, and this main plunger 15 is formed corresponding to the cylinder block 14. It is inserted into the main cylinder chamber 14b. In this case, a pressurized cylinder chamber 14a formed inside the cylinder block 14 and a main cylinder chamber 14b communicate with each other via a passage hole 14c.
A, 14b, etc. are filled with hydraulic oil.
Note that the total cross-sectional area of the pressurizing plunger 13 and the cross-sectional area of the main plunger 15 are formed to be the same. Furthermore, an upper pressure plate 11 and a lower pressure plate 12
Two return cylinders 16 are installed between the upper pressure plate 11 and the lower pressure plate 1 by supplying hydraulic pressure into these cylinders 16.
It is now possible to separate the two.

また、上部加圧盤11には、ラツク17が垂直
に下向きに、その上端部において固着されてお
り、下部加圧盤12には、このラツク17にかみ
合うピニオン18が、水平軸の回りに回転自在に
取り付けられており、このピニオン18には、パ
ルス発信器19が直結されており、これらのラツ
ク17、ピニオン18及びパルス発信器19によ
り、上部加圧盤11と、下部加圧盤12との相対
的位置が常時検知されるようにしてある。
Further, a rack 17 is fixed to the upper pressure plate 11 vertically downward at its upper end, and a pinion 18 that meshes with this rack 17 is attached to the lower pressure plate 12 so as to be rotatable around a horizontal axis. A pulse transmitter 19 is directly connected to the pinion 18, and these racks 17, pinions 18, and pulse transmitters 19 control the relative positions of the upper pressure plate 11 and the lower pressure plate 12. is configured so that it is constantly detected.

更に、各シリンダ14及び16へ圧油を給する
ために、油圧源20から油をくみ出すための油圧
ポンプ21があり、これら繰り出された圧油は、
油圧切り換え弁22を介してシリンダブロツク1
4内に形成された各シリンダ室14a及び14b
へ供給されるようになつているが、その管路の一
部にはリリーフ弁23が介装されている。また、
ポンプ21から繰り出された圧油の一部は、他の
油圧切り換え弁24を介して両方の戻しシリンダ
16に供給されるようになつているが、この油圧
切り換え弁24には、リリーフ弁26が付属され
ている。
Furthermore, in order to supply pressurized oil to each cylinder 14 and 16, there is a hydraulic pump 21 for pumping oil from a hydraulic source 20, and the pumped pressure oil is
cylinder block 1 via hydraulic switching valve 22.
Each cylinder chamber 14a and 14b formed in 4
A relief valve 23 is installed in a part of the pipeline. Also,
A part of the pressure oil delivered from the pump 21 is supplied to both return cylinders 16 via another hydraulic switching valve 24, but this hydraulic switching valve 24 has a relief valve 26. It is attached.

本発明装置は、上記のような構成を有し、上記
のような油圧回路を付属されているが、この作用
状態を説明すると、次ぎのようになる。
The device of the present invention has the above-described configuration and is attached with the above-described hydraulic circuit, and its operational state will be explained as follows.

本発明装置10は、第5図に示すように、自由
鍛造プレス50の加圧空間の内部に設置され、プ
レス50により上部加圧盤11の上面中央を圧下
すると、加圧プランジヤ13が、シリンダブロツ
ク14の加圧シリンダ室14a内に押し込まれ、
加圧シリンダ室14a内の作動油は、主シリンダ
室14b内に流入し、主プランジヤ15を押し上
げ、従つて、下部加圧盤12も同様に押し上げら
れる。この場合、加圧プランジヤ13の合計横断
面積が、主プランジヤ15の横断面積と同一とさ
れているので、上部加圧盤11の下降量と、下部
加圧盤12の上昇量とは等しくなる。すなわち、
上部金型5と、下部金型6とは、逆方向へ同一行
程を同一速度で移動するので、これらの上下金型
5と6との間において鍛造作用を受ける中空鍛造
金属素材4(第1図)は、鍛造作業の間に上下に
動くことが無く、一定高さのパスラインで上下か
ら、上金型5及び下金型6から均等に加圧される
ことができ、従つて、鍛造製品であるパイプ10
に曲がりの発生することが、有効に防止されるこ
ととなる。
As shown in FIG. 5, the device 10 of the present invention is installed inside a pressurizing space of a free forging press 50, and when the press 50 presses down the center of the upper surface of the upper press plate 11, the pressurizing plunger 13 presses the cylinder block. 14 into the pressurized cylinder chamber 14a,
The hydraulic oil in the pressurized cylinder chamber 14a flows into the main cylinder chamber 14b and pushes up the main plunger 15, and therefore the lower pressure plate 12 is also pushed up in the same way. In this case, since the total cross-sectional area of the pressure plunger 13 is the same as the cross-sectional area of the main plunger 15, the amount of descent of the upper pressure plate 11 and the amount of rise of the lower pressure plate 12 are equal. That is,
Since the upper mold 5 and the lower mold 6 move in the same direction in the same stroke at the same speed, the hollow forged metal material 4 (the first (Fig.) does not move up and down during the forging operation, and can be evenly pressurized from above and below by the upper and lower dies 5 and 6 along a pass line of a constant height. Product pipe 1 0
This effectively prevents the occurrence of bending.

このようにして、中空鍛造金属素材1が所定の
外径まで加圧されると、パルス発信器19(第3
図)から信号が発信され、プレス50は上昇し、
同時に、油圧切り換え弁24が切り換えられ、油
圧ポンプ21からの圧油が戻しシリンダ16へ供
給され、上部加圧盤11及び下部加圧盤12が反
転させられ、従つて、上金型5と下金型6とは離
れる。この場合にも、上下金型5,6は、同一行
程を同一速度で相互に逆方向へ移動する。この
後、鍛造素材1をマニプレータ2により、例え
ば、約30゜回転させながら矢印Xの方向へ、例え
ば、金型5,6の長さLの約3〜5%移動させ
る。
In this way, when the hollow forged metal material 1 is pressurized to a predetermined outer diameter, the pulse transmitter 19 (third
A signal is sent from (Fig.), the press 50 rises,
At the same time, the hydraulic switching valve 24 is switched, pressure oil from the hydraulic pump 21 is supplied to the return cylinder 16, the upper pressure plate 11 and the lower pressure plate 12 are reversed, and therefore the upper mold 5 and the lower mold Stay away from 6. In this case as well, the upper and lower molds 5 and 6 move in opposite directions through the same stroke at the same speed. Thereafter, the forging material 1 is moved by the manipulator 2 in the direction of the arrow X, for example, by about 3 to 5% of the length L of the molds 5 and 6, while being rotated by about 30 degrees, for example.

このようにして、プレス50による加圧と、マ
ニプレータ2による中空鍛造金属素材1の回転及
び軸方向送りとの操作を繰り返し、中空鍛造金属
素材1が上下金型5,6の間を抜け出ると、パイ
プ10の鍛造は完了する。なお、この場合、パイ
プ10の寸法は、パイプ内径がマンドレル4の大
径横断面部分41の外径により、また、パイプ、
外径が、上下金型5,6の加圧停止位置により、
それぞれ、決定される。
In this way, the pressurization by the press 50 and the rotation and axial feeding of the hollow forged metal material 1 by the manipulator 2 are repeated, and when the hollow forged metal material 1 slips out between the upper and lower molds 5 and 6, Forging of pipe 10 is completed. In this case, the dimensions of the pipe 10 are determined by the pipe inner diameter depending on the outer diameter of the large diameter cross section portion 41 of the mandrel 4, and the pipe,
The outer diameter is determined by the pressure stop positions of the upper and lower molds 5 and 6.
Each will be determined.

なお、リリーフ弁26は、上下加圧盤11,1
2が自由に開閉しないようにブレーキを掛ける作
用を行い、また、プレス50が加圧する時に、戻
しシリンダ16の内部の作動油を逃がす作用を行
うものである。また、他の油圧切り換え弁22
は、シリンダブロツク14の各シリンダ室14
a,b内に圧油を供給ないしはそれから排出し、
上下加圧盤11,12を同時に昇降させ、パスラ
インを上下させるようにするものであり、また、
リリーフ弁23は、プレス50で加圧する場合
に、各シリンダ室14a,b内に過圧が発生する
ことを防止する作用を行うものである。
Note that the relief valve 26 is connected to the upper and lower pressure plates 11 and 1.
This function applies a brake to prevent the cylinder 2 from freely opening and closing, and also functions to release the hydraulic oil inside the return cylinder 16 when the press 50 is pressurized. In addition, other hydraulic switching valves 22
is each cylinder chamber 14 of the cylinder block 14.
Supplying or discharging pressure oil into a and b,
The upper and lower pressure plates 11 and 12 are raised and lowered at the same time to raise and lower the pass line, and
The relief valve 23 functions to prevent overpressure from occurring in each cylinder chamber 14a, b when pressurizing with the press 50.

第6及び7図には、本発明の第二実施例が示さ
れている。
A second embodiment of the invention is shown in FIGS. 6 and 7.

すなわち、この実施例による本発明装置30に
おいては、上部加圧盤21に2本、又は2本以上
の偶数本の加圧プランジヤ32が、その上端部に
おいて下向きに垂直に固着されており、この加圧
プランジヤ32は、下部加圧盤33の内部に対応
して形成された加圧シリンダ室33aの内部に差
し込まれている。また、下部加圧盤33の内部に
は、中央部に主シリンダ室33bが形成されてお
り、この主シリンダ室33bには、下部加圧盤3
3を下面から垂直に貫通して、下方から主プラン
ジヤ34が差し込まれている。また、加圧シリン
ダ室32aは、下部加圧盤32を垂直に貫通して
おり、この貫通部の中には、加圧プランジヤ32
に対向して補助プランジヤ35が、下方から差し
込まれている。なお、この場合、加圧プランジヤ
32の合計横断面積は、補助プランジヤ35の合
計横断面積と同一となるようにされており、ま
た、加圧シリンダ室33aと、主プランジヤ33
が差し込まれた主シリンダ室33bとは、油通路
穴33cを介して連通されている。
That is, in the device 30 of the present invention according to this embodiment, two pressure plungers 32 or an even number of pressure plungers 32 of two or more are vertically fixed downward at the upper end portions of the upper pressure plate 21. The pressure plunger 32 is inserted into a pressure cylinder chamber 33a formed corresponding to the inside of the lower pressure plate 33. Further, a main cylinder chamber 33b is formed in the center inside the lower pressure plate 33, and this main cylinder chamber 33b includes the lower pressure plate 3.
A main plunger 34 is inserted from below by vertically penetrating through 3 from the lower surface. Further, the pressurizing cylinder chamber 32a vertically passes through the lower pressurizing plate 32, and the pressurizing plunger 32 is inserted into this penetrating portion.
An auxiliary plunger 35 is inserted from below to face the. In this case, the total cross-sectional area of the pressurizing plunger 32 is made to be the same as the total cross-sectional area of the auxiliary plunger 35, and the pressurizing cylinder chamber 33a and the main plunger 33
It communicates with the main cylinder chamber 33b into which the main cylinder chamber 33b is inserted through an oil passage hole 33c.

なお、下部加圧盤33の下部には、ベースプレ
ート36が設置されており、このベースプレート
36に、主プランジヤ34及び補助プランジヤ3
5の下端部が固着されている。
A base plate 36 is installed at the bottom of the lower pressure plate 33, and the main plunger 34 and the auxiliary plunger 3 are mounted on this base plate 36.
The lower end of 5 is fixed.

このようにして、本実施例においては、上部加
圧盤31が、プレスにより圧下されると、加圧シ
リンダ室33a内の油が、油通路穴33cを介し
て主シリンダ室33b内に流入し、下部加圧盤3
3は、上部加圧盤31が押し下げられた距離、す
なわち、行程だけ同一速度で押し上げられること
となる。
In this way, in this embodiment, when the upper pressure plate 31 is pressed down by the press, the oil in the pressure cylinder chamber 33a flows into the main cylinder chamber 33b through the oil passage hole 33c, Lower pressure plate 3
3, the upper pressure plate 31 is pushed up by the distance that it is pushed down, that is, by the stroke, at the same speed.

また、上部加圧盤31と下部加圧盤33との間
に設けられた戻しシリンダ37に油圧を加える
と、上部加圧盤31と、下部加圧盤33とは引き
離されるが、この時も、第一実施例の場合と全く
同様に、主シリンダ室33b内の油が油通路穴3
3cを介して加圧シリンダ室33aに流入し、上
部加圧盤31及び下部加圧盤33は、同一行程を
同一速度で動くこととなる。
Furthermore, when hydraulic pressure is applied to the return cylinder 37 provided between the upper pressure plate 31 and the lower pressure plate 33, the upper pressure plate 31 and the lower pressure plate 33 are separated. Just as in the case of the example, the oil in the main cylinder chamber 33b flows through the oil passage hole 3.
3c into the pressurizing cylinder chamber 33a, and the upper pressurizing plate 31 and the lower pressurizing plate 33 move in the same stroke at the same speed.

なお、本実施例の場合においても、第一実施例
の場合について第3図に基づいて説明した油圧回
路と同様の油圧回路が付属されることは、無論の
ことである。
It goes without saying that the present embodiment also includes a hydraulic circuit similar to the hydraulic circuit described with reference to FIG. 3 in the case of the first embodiment.

このようにして、両実施例共、上下金型5,6
の押し力、すなわち、中空鍛造金属素材1に加え
られた加圧盤力は、プレスの出力1/2となるが、
加圧量及び加圧速度は2倍となることが分かる。
In this way, in both embodiments, the upper and lower molds 5, 6
The pressing force, that is, the pressure plate force applied to the hollow forged metal material 1, is 1/2 the output of the press, but
It can be seen that the amount of pressurization and the rate of pressurization are doubled.

発明の効果 本発明は、上記のような構成及び作用を有して
いるので、次のような効果を有していることは、
明らかなところである。すなわち 本発明方法によると、従来公知の方法による
よりも、かなり小さな直径で、しかも、肉厚の
薄いパイプを能率良く鍛造することができるこ
と 本発明装置によると、戻しシリンダに圧油を
供給するための極めて小容量の油圧源を設ける
ことだけにより、鍛造に必要な大動力の油圧源
が無くても、鍛造プレスを使用することによ
り、鍛造プレスの2倍の速度で加圧することが
でき、鍛造時間を大幅に短縮することができる
こと 本発明装置は、通常使用されている自由鍛造
プレスに簡単に装着することができるので、
(圧延機によるパイプの製造に比較して)少ロ
ツト製品にも適用することができること 本発明装置においては、鍛造プレスによる加
圧量を変えることにより、製品外径を変えるこ
とができるので、パイプ外径の一部分だけを膨
らませることのできること(例えば、つば付き
パイプなどを、容易に製作することができるこ
と) 本発明装置によると、中空鍛造金属素材の軸
方向移動に伴い、鍛造プレスによる加圧量を徐
徐に変化させることにより、外周がテーパ状の
パイプを製造することもできること 本発明方法及び装置によると、厚肉中空鍛造
金属素材から、薄肉のパイプを、その軸心に曲
がりを生じさせること無く製造することができ
ること 本発明方法及び装置によると、厚肉中空鍛造
金属素材から、薄肉パイプを、その内面と、マ
ンドレルの外面との間における溶着現象の生ず
ること無しに製造することができること などの多くの優れた効果が得られるものである。
Effects of the Invention Since the present invention has the above-described structure and operation, it has the following effects.
It's obvious. That is, according to the method of the present invention, it is possible to efficiently forge a pipe with a much smaller diameter and thinner wall thickness than with conventionally known methods.According to the device of the present invention, for supplying pressure oil to the return cylinder By simply providing an extremely small capacity hydraulic source, a forging press can pressurize at twice the speed of a forging press, even without a large-power hydraulic source required for forging. The device of the present invention can be easily installed in a commonly used free forging press.
(Compared to manufacturing pipes using a rolling mill) It can be applied to small-lot products.The device of the present invention can change the outer diameter of the product by changing the amount of pressure applied by the forging press. It is possible to inflate only a part of the outer diameter (for example, it is possible to easily manufacture a pipe with a flange).According to the device of the present invention, as the hollow forged metal material moves in the axial direction, pressure is applied by the forging press. By gradually changing the amount, it is possible to manufacture a pipe with a tapered outer circumference.According to the method and apparatus of the present invention, a thin-walled pipe is made from a thick-walled hollow forged metal material with a bend in its axis. According to the method and apparatus of the present invention, a thin-walled pipe can be manufactured from a thick-walled hollow forged metal material without a welding phenomenon occurring between the inner surface of the pipe and the outer surface of the mandrel. Many excellent effects can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明方法の原理を示す説明図、第
2図は、その上金型を示す斜視図、第3図は、本
発明装置の1実施例を、油圧回路と共に示す縦断
正面図、第4図は、その縦断側面図、第5図は、
第3及び4図に示した実施例を従来の自由鍛造プ
レス内に設置し、中空鍛造金属素材を鍛造中の状
態を示す一部切断正面図、第6図は、本発明装置
の他の実施例を示す縦断正面図、第7図は、その
縦断側面図、第8図は、自由鍛造プレスによる従
来のパイプの鍛造方法を示す説明図、第9図は、
その上金型を示す斜視図である。 1……中空鍛造金属素材、2,3……ハンドリ
ング装置、4……マンドレル、5,6……上下金
型、11,31……上部加圧盤、12,33…下
部加圧盤、13,32……加圧プランジヤ、14
a,33a……加圧シリンダ室、14b,33b
……主シリンダ室、15,34……主プランジ
ヤ、16,37……戻しシリンダ、17……ラツ
ク、18……ピニオン、19……パルス発信器。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the principle of the method of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the upper mold, and FIG. 3 is a longitudinal sectional front view showing one embodiment of the device of the present invention together with a hydraulic circuit. , FIG. 4 is a vertical side view thereof, and FIG. 5 is a vertical side view thereof.
The embodiment shown in Figs. 3 and 4 is installed in a conventional free forging press, and a partially cutaway front view showing a state in which a hollow forged metal material is being forged. Fig. 6 shows another embodiment of the apparatus of the present invention. FIG. 7 is a longitudinal sectional front view showing an example, FIG. 7 is a longitudinal sectional side view thereof, FIG. 8 is an explanatory diagram showing a conventional pipe forging method using a free forging press, and FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing the upper mold. 1... Hollow forged metal material, 2, 3... Handling device, 4... Mandrel, 5, 6... Upper and lower molds, 11, 31... Upper pressure plate, 12, 33... Lower pressure plate, 13, 32 ...pressure plunger, 14
a, 33a...pressure cylinder chamber, 14b, 33b
...Main cylinder chamber, 15, 34...Main plunger, 16, 37...Return cylinder, 17...Rack, 18...Pinion, 19...Pulse transmitter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 1端部をハンドリング装置に保持された中空
鍛造金属素材の中空部の中に、1端部を他のハン
ドリング装置により保持されたマンドレルを挿入
し、両方のハンドリング装置の中間部に自由鍛造
プレスを配置し、鍛造プレスには半円形状の横断
面を有すると共に軸方向にある長さを有するくぼ
みが設けられた上下金型を取り付け、中空鍛造金
属素材の肉部分を上下金型によりマンドレルを介
して加圧することにより薄肉のパイプを製造する
ための方法において、マンドレルには、その自由
端部付近に所望のパイプの内径にほぼ相当する外
径を有する大径横断面部分を軸方向にある長さ形
成すると共に他の長さ部分はこの大径部分よりも
小さな直径を有する小径横断面部分に形成し、ま
た、上下金型には、マンドレルの自由端部に相当
する側に、所望のパイプの外径にほぼ相当する内
径を有する半円形状の小径横断面部分をその側の
端面から軸方向にある長さ形成し、これに接続し
て他の端面に向かつて拡大する内径を有する半円
形状の大径横断面部分を形成し、上下金型による
鍛造の際に、マンドレルの大径横断面部分と、各
金型の小径横断面部分との間において、中空鍛造
金属素材を回転させると共に小径横断面部分から
離れる方向に軸方向に順次移動させながら鍛造す
るようにすることを特徴とする自由鍛造プレスに
よる薄肉パイプの鍛造方法。 2 マンドレルの大径横断面部分の軸方向の長さ
を、金型の軸方向長さの1〜1.5倍に選択した特
許請求の範囲第1項記載の自由鍛造プレスによる
薄肉パイプの鍛造方法。 3 鍛造の際に、中空鍛造金属素材を上下金型の
間において1回転加圧するごとに、数10′づつ回
転させ、それと同時に、中空鍛造金属素材を軸方
向にわずか移動させるというサイクルを繰り返す
ことにより、中空鍛造金属素材の肉厚を漸次所望
の厚さとするようにする特許請求の範囲第1又は
2項記載の自由鍛造プレスによる薄肉パイプの鍛
造方法。 4 自由鍛造プレスの加圧空間内に垂直に上方か
ら、下面に上部金型を取り付けるための上部加圧
盤と、上面に下部金型を取り付けるための下部加
圧盤とを配列し、上部加圧盤と下部加圧盤との間
には、2本あるいは2本以上の偶数本の加圧プラ
ンジヤ及び2本あるいは2本以上の偶数本の戻し
シリンダを配置すると共に下部加圧盤の下部に
は、1本又は数本の主プランジヤを配置し、この
場合、加圧プランジヤの合計横断面積を、主プラ
ンジヤの合計横断面積に等しくなるように選択す
ることにより、一定行程の動きにより加圧プラン
ジヤと主プランジヤとに出入する圧油の量が等し
くなるようにし、これにより、プレスが上部加圧
盤を加圧する場合には、加圧プランジヤから排出
された圧油が、主プランジヤに流入し、このよう
にして、上下加圧盤、従つて、それらに取り付け
られた上下金型が、対向して同一行程を同一速度
で相互に接近するように動かされるようにし、ま
た、プレスが加圧を停止して上昇する場合に、戻
しシリンダにより上部加圧盤を下部加圧盤に対し
て上昇させる時に、主プランジヤには、上部加圧
盤及び下部加圧盤の重量により圧油を排出するよ
うに圧力が加わるようにし、この場合、主プラン
ジヤから排出された圧油が加圧プランジヤに流入
し、上部加圧盤を押し上げるように作動し、これ
により、上下加圧盤、従つて、これらに取り付け
られた上下金型が、同一行程を同一速度で相互に
離れるように動くようにし、このようにして、中
空鍛造金属素材のパスラインが実質的に一定高さ
に維持されるようにしたことを特徴とする自由鍛
造プレスによる薄肉パイプの鍛造装置。 5 下部加圧盤の下部にシリンダブロツクを配置
し、上部加圧盤の下面の周辺近くから、少なくと
も2本の加圧プランジヤをその上端部において垂
直に固着すると共にそれらの下端部分は、下部加
圧盤を貫通してシリンダブロツクに対応して垂直
に形成された各シリンダ室の中に差し込まれるよ
うにし、また、主プランジヤをその上端部におい
て、下部加圧盤の下面にその中心部において垂直
に取り付け、その下端部分は、シリンダブロツク
に対応して形成されたシリンダ室に差し込まれる
ようにし、この場合、加圧プランジヤを差し込ま
れるシリンダ室及び主プランジヤが差し込まれる
シリンダ室は、シリンダブロツク内において相互
に連通されていると共に加圧プランジヤの合計横
断面積が、主プランジヤの横断面積に等しくなる
ように選択した特許請求の範囲第4項記載のパイ
プ鍛造装置。 6 下部加圧盤の下部にベースプレートを配置
し、上部加圧盤の下面の周辺近くから少なくとも
2本の加圧プランジヤをその上端部において垂直
に固着すると共にそれらの下端部分は、下部加圧
盤の内部に形成された対応するシリンダ室に差し
込み、また、下部加圧盤の下部には、その中央部
において主シリンダ室を形成すると共に下方から
主プランジヤをこの中に差し込み、更に、下部加
圧盤の内部には、加圧プランジヤに対向してこれ
と同数の補助シリンダ室を形成すると共にこれら
の中に補助プランジヤを下方から差し込み、これ
らの主プランジヤ及び各補助プランジヤは、それ
らの下端部をベースプレートに固着し、また、主
シリンダ室及び補助シリンダ室は、下部加圧盤の
内部において相互に連通するようにし、この場
合、加圧プランジヤ及び補助プランジヤの横断面
積は同一に選択すると共に加圧プランジヤの合計
横断面積を、主プランジヤの横断面積と同一に選
択した特許請求の範囲第4項記載の自由鍛造プレ
スによる薄肉パイプの鍛造装置。 7 上下加圧盤の間に、それらの間における相対
的位置を検知するための検知手段が設けられてい
る特許請求の範囲第4,5又は6項記載の自由鍛
造プレスによる薄肉パイプの鍛造装置。 8 検知手段が、上部加圧盤に垂直に下向きに取
り付けられたラツクと、下部加圧盤に取り付けら
れたこのラツクにかみ合うピニオンと、このピニ
オンの軸に直結されたパルス発信器とから成り立
つている特許請求の範囲第7項記載の自由鍛造プ
レスによる薄肉パイプの鍛造装置。
[Claims] 1. A mandrel, whose one end is held by another handling device, is inserted into the hollow part of a hollow forged metal material whose one end is held by a handling device, and both handling devices are A free forging press is placed in the middle, and upper and lower molds each having a semicircular cross section and a recess with a certain length in the axial direction are attached to the forging press, and the flesh part of the hollow forged metal material is In a method for producing thin-walled pipes by pressurization through a mandrel with upper and lower molds, the mandrel is provided with a large-diameter cross-section near its free end having an outer diameter approximately corresponding to the inner diameter of the desired pipe. A section is formed for a certain length in the axial direction, and the other length section is formed into a small diameter cross section section having a smaller diameter than this large diameter section, and the upper and lower molds have a section corresponding to the free end of the mandrel. A semicircular small-diameter cross section with an inner diameter approximately corresponding to the outer diameter of the desired pipe is formed on the side of the pipe for a certain length in the axial direction from the end face of that side, and connected to this part to face the other end face. Once a semicircular large-diameter cross-sectional portion with an expanding inner diameter was formed, and during forging with upper and lower dies, between the large-diameter cross-sectional portion of the mandrel and the small-diameter cross-sectional portion of each mold, A method for forging a thin-walled pipe using a free forging press, characterized by forging a hollow forged metal material while rotating it and sequentially moving it in the axial direction away from a small diameter cross section. 2. The method for forging a thin-walled pipe using a free forging press according to claim 1, wherein the axial length of the large-diameter cross-sectional portion of the mandrel is selected to be 1 to 1.5 times the axial length of the mold. 3. During forging, a cycle is repeated in which the hollow forged metal material is rotated several tens of minutes each time it is pressurized one rotation between the upper and lower dies, and at the same time, the hollow forged metal material is slightly moved in the axial direction. 3. A method for forging a thin-walled pipe using a free forging press according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the hollow forged metal material is gradually adjusted to a desired thickness. 4. An upper pressure plate for attaching an upper die to the lower surface and a lower pressure plate for attaching a lower die to the upper surface are arranged vertically from above in the pressurized space of the free forging press, and the upper press plate and Two or more even-numbered pressure plungers and two or more even-numbered return cylinders are arranged between the lower pressure plate, and one or more pressure plungers are arranged at the bottom of the lower pressure plate. By arranging several main plungers and in this case selecting the total cross-sectional area of the pressure plungers to be equal to the total cross-sectional area of the main plungers, the pressure plungers and the main plungers can be separated by a constant stroke movement. The amount of pressure oil going in and out is equal, so that when the press pressurizes the upper pressure plate, the pressure oil discharged from the pressure plunger flows into the main plunger, and in this way, the upper and lower The press platen, and therefore the upper and lower molds attached to them, are moved oppositely towards each other through the same stroke at the same speed, and when the press stops pressurizing and ascends. When the upper pressure plate is raised relative to the lower pressure plate by the return cylinder, pressure is applied to the main plunger to discharge the pressure oil due to the weight of the upper pressure plate and the lower pressure plate. Pressure oil discharged from the plunger flows into the pressure plunger and operates to push up the upper pressure plate, thereby causing the upper and lower pressure plates, and therefore the upper and lower molds attached to these, to move in the same stroke at the same speed. A forging device for a thin-walled pipe using a free forging press, characterized in that the hollow forged metal material is moved away from each other at a constant height, and in this way, the pass line of the hollow forged metal material is maintained at a substantially constant height. . 5. A cylinder block is arranged at the bottom of the lower pressure plate, and at least two pressure plungers are vertically fixed at their upper ends from near the periphery of the lower surface of the upper pressure plate, and their lower ends are connected to the lower pressure plate. It penetrates and is inserted into each cylinder chamber formed vertically corresponding to the cylinder block, and the main plunger is attached at its upper end to the lower surface of the lower pressure plate vertically at its center. The lower end portion is inserted into a cylinder chamber formed corresponding to the cylinder block, and in this case, the cylinder chamber into which the pressurizing plunger is inserted and the cylinder chamber into which the main plunger is inserted are communicated with each other within the cylinder block. 5. A pipe forging apparatus according to claim 4, wherein the pressure plungers have a total cross-sectional area equal to the cross-sectional area of the main plunger. 6. A base plate is arranged at the bottom of the lower pressure plate, and at least two pressure plungers are vertically fixed at their upper ends from near the periphery of the lower surface of the upper pressure plate, and their lower end portions are installed inside the lower pressure plate. In addition, a main cylinder chamber is formed at the center of the lower part of the lower pressure plate, and the main plunger is inserted into this from below. , forming auxiliary cylinder chambers of the same number as the pressurizing plunger, and inserting the auxiliary plungers into these from below, the main plunger and each auxiliary plunger having their lower ends fixed to the base plate, In addition, the main cylinder chamber and the auxiliary cylinder chamber are made to communicate with each other inside the lower pressure plate, and in this case, the cross-sectional areas of the pressurizing plunger and the auxiliary plunger are selected to be the same, and the total cross-sectional area of the pressurizing plunger is selected to be the same. , a forging device for thin-walled pipes using a free forging press according to claim 4, wherein the cross-sectional area of the main plunger is selected to be the same as the cross-sectional area of the main plunger. 7. A thin-walled pipe forging device using a free forging press according to claim 4, 5 or 6, wherein a detection means for detecting a relative position between the upper and lower press plates is provided between the upper and lower press plates. 8. A patent in which the detection means consists of a rack mounted vertically downward on the upper pressure plate, a pinion meshing with the rack mounted on the lower pressure plate, and a pulse transmitter directly connected to the shaft of the pinion. A forging device for thin-walled pipes using a free forging press according to claim 7.
JP30648986A 1986-12-24 1986-12-24 Method and device for forging thin pipe by free forging press Granted JPS63160738A (en)

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