JPH0513736B2 - - Google Patents
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- JPH0513736B2 JPH0513736B2 JP58200926A JP20092683A JPH0513736B2 JP H0513736 B2 JPH0513736 B2 JP H0513736B2 JP 58200926 A JP58200926 A JP 58200926A JP 20092683 A JP20092683 A JP 20092683A JP H0513736 B2 JPH0513736 B2 JP H0513736B2
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- JP
- Japan
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- pressure
- cylindrical container
- hydraulic
- container
- cylinder
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Links
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- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
- B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
- B21D26/033—Deforming tubular bodies
- B21D26/043—Means for controlling the axial pusher
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、圧力を利用した円筒容器の保持方法
に係るもので、特に内部に高圧が負荷される円筒
容器の応力緩和及び分割した金型の拘束に好適な
保持方法に関するものである。
に係るもので、特に内部に高圧が負荷される円筒
容器の応力緩和及び分割した金型の拘束に好適な
保持方法に関するものである。
従来、各種管継手や自転車用部品は、液圧バル
ジ加工法で成形されている。これは、いくつかに
分割した金型からなる割金型内に素材管を保持
し、素材管に液圧と軸圧縮荷重を付加して素材管
の１部を膨出させる塑性加工法である。
ジ加工法で成形されている。これは、いくつかに
分割した金型からなる割金型内に素材管を保持
し、素材管に液圧と軸圧縮荷重を付加して素材管
の１部を膨出させる塑性加工法である。
第１図は液圧バルジ加工装置の１例を示したも
ので、図において１は素材管、２ａ，２ｂは割金
型、３は型締めピストン、４ａ，４ｂは加圧ピス
トン、５は油圧ポンプ、６は高圧液導入孔、７は
増圧機、８ａ，８ｂは加圧シリンダ、９は液圧ポ
ンプ、１０は型締めシリンダ、１１は油圧ポンプ
である。
ので、図において１は素材管、２ａ，２ｂは割金
型、３は型締めピストン、４ａ，４ｂは加圧ピス
トン、５は油圧ポンプ、６は高圧液導入孔、７は
増圧機、８ａ，８ｂは加圧シリンダ、９は液圧ポ
ンプ、１０は型締めシリンダ、１１は油圧ポンプ
である。
かかる装置を用いてバルジ加工を行う方法を簡
単に説明すると、先ず上、下に分割している割金
型２ａ，２ｂに素材管１を挿入し、型締めシリン
ダ１０の型締めピストン３を押付けて前記割金型
を拘束する。次に油圧ポンプ５で発生した圧力液
を加圧シリンダ８ａ，８ｂに供給し、加圧ピスト
ン４ａ，４ｂを前進させ、ピストンの先端を前記
素材管に押付けてシールする。この状態で液圧ポ
ンプ９と増圧機７で発生した高圧液を高圧導入孔
６から素材管内に供給するとともに、前記油圧ポ
ンプ５で発生した圧力液を加圧シリンダ８ａ，８
ｂに供給し、素材管を軸方向に圧縮して所定の形
状に膨出成形する。
単に説明すると、先ず上、下に分割している割金
型２ａ，２ｂに素材管１を挿入し、型締めシリン
ダ１０の型締めピストン３を押付けて前記割金型
を拘束する。次に油圧ポンプ５で発生した圧力液
を加圧シリンダ８ａ，８ｂに供給し、加圧ピスト
ン４ａ，４ｂを前進させ、ピストンの先端を前記
素材管に押付けてシールする。この状態で液圧ポ
ンプ９と増圧機７で発生した高圧液を高圧導入孔
６から素材管内に供給するとともに、前記油圧ポ
ンプ５で発生した圧力液を加圧シリンダ８ａ，８
ｂに供給し、素材管を軸方向に圧縮して所定の形
状に膨出成形する。
第１図に示した液圧バルジ加工装置において
は、素材管内に高液圧が作用した際、割金型が分
離しないように型締めシリンダ１０によつて割金
型を拘束しているが、その拘束荷重は(1)式によつ
て概算することができる。
は、素材管内に高液圧が作用した際、割金型が分
離しないように型締めシリンダ１０によつて割金
型を拘束しているが、その拘束荷重は(1)式によつ
て概算することができる。
Ｗ＝Dpl／100 ……(1)
ここで
Ｗ：割金型の拘束荷重（Kgｆ）
Ｄ：素材管の内径（mm）
ｌ：素材管の長さ（mm）
ｐ：素材管内に付加した液圧（Kgｆ／cm2）
例えば、内径100mm、長さ400mmの管を液圧1000
Kgｆ／cm2でバルジ加工する場合、割金型の拘束荷
重は400tonfとなり、この荷重を発生できる型締
めシリンダが必要となる。したがつて、このよう
な大容量の型締めシリンダが必要となる従来の液
圧バルジ加工装置は、設備費が非常に高価になる
欠点があつた。
Kgｆ／cm2でバルジ加工する場合、割金型の拘束荷
重は400tonfとなり、この荷重を発生できる型締
めシリンダが必要となる。したがつて、このよう
な大容量の型締めシリンダが必要となる従来の液
圧バルジ加工装置は、設備費が非常に高価になる
欠点があつた。
一方、金属粉やセラミツクス粉を圧縮成形する
方法として冷間静水圧成形法がある。これは、第
２図に示すようにゴムなどの弾性体容器１２内に
粉末１３を封入し、前記弾性体容器を高圧容器１
４に挿入して高圧容器内に高圧液ｐを供給するこ
とにより粉末を所定の形状に圧縮成形する方法で
ある。
方法として冷間静水圧成形法がある。これは、第
２図に示すようにゴムなどの弾性体容器１２内に
粉末１３を封入し、前記弾性体容器を高圧容器１
４に挿入して高圧容器内に高圧液ｐを供給するこ
とにより粉末を所定の形状に圧縮成形する方法で
ある。
冷間静水圧成形装置において、高圧液が内部に
負荷される高圧容器には、単肉円筒を用いると大
形になるので、焼ばめを利用した多層円筒及び外
周にワイヤを巻付けた線巻き構造を用いている。
これらの方法は、事前に高圧容器に圧縮残留応力
を付与して、高圧液が負荷された時に発生する高
圧容器の応力を低減するものである。しかし、焼
ばめ構造及び線巻き構造によつて付与される圧縮
残留応力は設計どおりに均一にならない欠点や製
作に多大な工数を必要とする欠点を有している。
負荷される高圧容器には、単肉円筒を用いると大
形になるので、焼ばめを利用した多層円筒及び外
周にワイヤを巻付けた線巻き構造を用いている。
これらの方法は、事前に高圧容器に圧縮残留応力
を付与して、高圧液が負荷された時に発生する高
圧容器の応力を低減するものである。しかし、焼
ばめ構造及び線巻き構造によつて付与される圧縮
残留応力は設計どおりに均一にならない欠点や製
作に多大な工数を必要とする欠点を有している。
本発明の目的は、内部に高圧が負荷される円筒
容器の保持方法において、簡単な構造で、しかも
安価な設備費で実現できる保持方法を提供するこ
とにある。
容器の保持方法において、簡単な構造で、しかも
安価な設備費で実現できる保持方法を提供するこ
とにある。
本発明の要点とするところは、被成形素材を円
筒容器の内部に納め、この円筒容器の内部に第１
の圧力媒体を流入し、被加工素材を加工する液圧
バルジ加工に用いる前記円筒容器の保持方法にお
いて、円筒容器を拘束円筒で覆い、この拘束円筒
と円筒容器とで形成する間〓に前記円筒容器の内
部に流入する第１の圧力媒体の圧力より低い圧力
の第２の圧力媒体を流入し、この第２の圧力媒体
の圧力により前記円筒容器に圧縮応力を生じさせ
て円筒容器の内部に第１の圧力媒体により生じる
引張応力を緩和するようにしたものである。
筒容器の内部に納め、この円筒容器の内部に第１
の圧力媒体を流入し、被加工素材を加工する液圧
バルジ加工に用いる前記円筒容器の保持方法にお
いて、円筒容器を拘束円筒で覆い、この拘束円筒
と円筒容器とで形成する間〓に前記円筒容器の内
部に流入する第１の圧力媒体の圧力より低い圧力
の第２の圧力媒体を流入し、この第２の圧力媒体
の圧力により前記円筒容器に圧縮応力を生じさせ
て円筒容器の内部に第１の圧力媒体により生じる
引張応力を緩和するようにしたものである。
尚、円筒容器には分割した円筒、例えば割金型
も含まれる。
も含まれる。
本発明の実施例を以下、第３図から第６図まで
の各図に基づいて詳細に説明する。第３図は本発
明の一実施例による液圧バルジ加工装置を示した
ものである。第３図は、第１図における割金型の
拘束部のみを示したもので、図において１６は割
金型拘束円筒、１７はＯリング、p1は素材管内に
負荷する成形圧力、p2は割金型を拘束するための
液圧を示している。また第４図は第３図のＡ−Ａ
断面を示したもので、図において１８は自緊形デ
ルタパツキンを示している。本実施例では、素材
管１内に負荷した成形圧力p1により生じる割金型
２ａ，２ｂの分離荷重と、前記割金型の外周に配
設した拘束円筒１６内に液圧p2を供給して発生さ
せる拘束荷重を鉤合せて割金型を拘束している。
の各図に基づいて詳細に説明する。第３図は本発
明の一実施例による液圧バルジ加工装置を示した
ものである。第３図は、第１図における割金型の
拘束部のみを示したもので、図において１６は割
金型拘束円筒、１７はＯリング、p1は素材管内に
負荷する成形圧力、p2は割金型を拘束するための
液圧を示している。また第４図は第３図のＡ−Ａ
断面を示したもので、図において１８は自緊形デ
ルタパツキンを示している。本実施例では、素材
管１内に負荷した成形圧力p1により生じる割金型
２ａ，２ｂの分離荷重と、前記割金型の外周に配
設した拘束円筒１６内に液圧p2を供給して発生さ
せる拘束荷重を鉤合せて割金型を拘束している。
割金型の単位長さ当りの分離荷重W1は(2)式に
より概算することができる。
より概算することができる。
W1＝πDp1／100 ……(2)
一方、拘束荷重W2は(3)式により概算できる。
W2＝πD0p2／100 ……(3)
ここで
D0：割金型の外径（mm）
したがつて、割金型を拘束するために必要な液
圧p2は(4)式のようになる。
圧p2は(4)式のようになる。
p2＝Ｄ／D0p1 ……(4)
(4)式からわかるように素材管の内径Ｄと割金型
の外径D0の比を適当に選定すれば、液圧p2は低
圧にすることができる。例えば、内径100mmの素
材管を液圧1000Kgｆ／cm2でバルジ加工する場合、
割金型の外径を300mmにすれば液圧p2は330Kgｆ／
cm2程度で拘束することができ、拘束円筒の肉厚も
25mm程度でよいことになる。なお、拘束円筒内に
負荷する液圧p2のシールは、円筒の両端に配設し
たＯリング１７で行い、割金型におけるシールは
自緊形デルタパツキン１８で行う。
の外径D0の比を適当に選定すれば、液圧p2は低
圧にすることができる。例えば、内径100mmの素
材管を液圧1000Kgｆ／cm2でバルジ加工する場合、
割金型の外径を300mmにすれば液圧p2は330Kgｆ／
cm2程度で拘束することができ、拘束円筒の肉厚も
25mm程度でよいことになる。なお、拘束円筒内に
負荷する液圧p2のシールは、円筒の両端に配設し
たＯリング１７で行い、割金型におけるシールは
自緊形デルタパツキン１８で行う。
第５図は、第３，４図に示した実施例の変形例
で、割金型を拘束するための圧力p2をゴム圧によ
つて負荷した例を示している。図において１９は
ゴムなどの弾性体圧力媒体を示している。素材管
１に液圧p1と加圧ピストン４ａ，４ｂで軸圧縮荷
重を負荷する過程で素材管は軸方向に収縮する、
これを利用して前記加圧ピストンで圧力媒体１９
を軸方向に圧縮し、その際に発生する圧力媒体の
側圧で割金型を拘束する。なお、第５図において
は圧力媒体を加圧ピストンで圧縮しているが、別
の加圧手段を用いてもよい。
で、割金型を拘束するための圧力p2をゴム圧によ
つて負荷した例を示している。図において１９は
ゴムなどの弾性体圧力媒体を示している。素材管
１に液圧p1と加圧ピストン４ａ，４ｂで軸圧縮荷
重を負荷する過程で素材管は軸方向に収縮する、
これを利用して前記加圧ピストンで圧力媒体１９
を軸方向に圧縮し、その際に発生する圧力媒体の
側圧で割金型を拘束する。なお、第５図において
は圧力媒体を加圧ピストンで圧縮しているが、別
の加圧手段を用いてもよい。
第６図は、本発明を静水圧成形装置に適用した
実施例を示している。該図において、２０は拘束
円筒、２１はＯリングを示している。
実施例を示している。該図において、２０は拘束
円筒、２１はＯリングを示している。
かかる静水圧成形装置により粉末を圧縮成形す
る方法を説明すると、先ず拘束円筒２０内に圧力
p2の流体を液圧ポンプ（図示せず）で供給する。
この時、高圧容器１４には(5)、(6)式で示すような
圧縮応力σtc、σrcが生じる。
る方法を説明すると、先ず拘束円筒２０内に圧力
p2の流体を液圧ポンプ（図示せず）で供給する。
この時、高圧容器１４には(5)、(6)式で示すような
圧縮応力σtc、σrcが生じる。
円筒方向応力
σtc＝−p2r2 2／r2 2−r1 2（１＋r1 2／r2）……
(5) 半径方向応力 σrc＝−p2r2 2／r2 2−r1 2（１−r1 2／r2）……
(6) その後、高圧容器１４内に成形圧力p1を負荷し
て弾性体容器１２に封入した粉末１３を圧縮成形
する。この時、高圧容器には(7)、(8)式で示すよう
な応力σtt、σrtが生じる。
(5) 半径方向応力 σrc＝−p2r2 2／r2 2−r1 2（１−r1 2／r2）……
(6) その後、高圧容器１４内に成形圧力p1を負荷し
て弾性体容器１２に封入した粉末１３を圧縮成形
する。この時、高圧容器には(7)、(8)式で示すよう
な応力σtt、σrtが生じる。
円筒方向応力
σtt＝p1r1 2／r2 2−r1 2（１＋r2 2／r2）……(7
) 半径方向応力 σrt＝p1r1 2／r2 2−r1 2（１−r2 2／r2）……(8
) したがつて、高圧容器の円筒方向応力σt、半径
方向応力σrは(9)、(10)式のようになり、(5)、(6)式で
示した圧縮応力分だけ低減できる。
) 半径方向応力 σrt＝p1r1 2／r2 2−r1 2（１−r2 2／r2）……(8
) したがつて、高圧容器の円筒方向応力σt、半径
方向応力σrは(9)、(10)式のようになり、(5)、(6)式で
示した圧縮応力分だけ低減できる。
σt＝p1r1 2／r2 2−r1 2（１＋r2 2／r2）−p2r2 2／r2 2−r
1 2（１＋r1 2／r2）……(9) σr＝p1r1 2／r2 2−r1 2（１−r2 2／r2）−p2r2 2／r2 2−r
1 2（１−r1 2／r2）……(10) (9)、(10)式において、p1、p2の比を適当に選定す
れば、高圧容器の引張応力を緩和することがで
き、しかも、拘束円筒の肉厚を薄肉にすることが
できる。
1 2（１＋r1 2／r2）……(9) σr＝p1r1 2／r2 2−r1 2（１−r2 2／r2）−p2r2 2／r2 2−r
1 2（１−r1 2／r2）……(10) (9)、(10)式において、p1、p2の比を適当に選定す
れば、高圧容器の引張応力を緩和することがで
き、しかも、拘束円筒の肉厚を薄肉にすることが
できる。
以上、述べたように本発明の実施例によれば、
液圧バルジ加工装置において分割した金型の外周
に低圧力の圧力媒体を封入する円筒を配設するこ
とにより、前記割金型を拘束することができ、従
来装置で用いていた大容量の型締めシリンダを省
略することができる。また、冷間静水圧成形装置
においては、高圧容器に圧縮応力を付与すること
ができ、成形時に生じる引張応力を緩和すること
ができるので、従来装置に比べて簡単な構造にす
ることができ、製作工数も低減できる。さらに、
高圧容器の応力分布を正確に把握することができ
るので、設計が容易になる。
液圧バルジ加工装置において分割した金型の外周
に低圧力の圧力媒体を封入する円筒を配設するこ
とにより、前記割金型を拘束することができ、従
来装置で用いていた大容量の型締めシリンダを省
略することができる。また、冷間静水圧成形装置
においては、高圧容器に圧縮応力を付与すること
ができ、成形時に生じる引張応力を緩和すること
ができるので、従来装置に比べて簡単な構造にす
ることができ、製作工数も低減できる。さらに、
高圧容器の応力分布を正確に把握することができ
るので、設計が容易になる。
本発明によれば、内部に高圧が負荷される分割
金型及び円筒容器を簡単な構造で、しかも安価な
設備費で保持できる効果が得られる。
金型及び円筒容器を簡単な構造で、しかも安価な
設備費で保持できる効果が得られる。
第１図は従来の液圧バルジ加工装置の断面図、
第２図は従来の冷間静水圧成形装置の断面図、第
３図は本発明の一実施例による液圧バルジ加工装
置部分の断面図、第４図は第３図に示した装置に
おけるＡ−Ａ断面図、第５図は第３図に示した実
施例の変形例の断面図、第６図は本発明の一実施
例による冷間静水圧成形装置の断面図である。 ２ａ，２ｂ……割金型、１６……拘束円筒、１
９……弾性体圧力媒体。
第２図は従来の冷間静水圧成形装置の断面図、第
３図は本発明の一実施例による液圧バルジ加工装
置部分の断面図、第４図は第３図に示した装置に
おけるＡ−Ａ断面図、第５図は第３図に示した実
施例の変形例の断面図、第６図は本発明の一実施
例による冷間静水圧成形装置の断面図である。 ２ａ，２ｂ……割金型、１６……拘束円筒、１
９……弾性体圧力媒体。
Claims (1)
- １ 被成形素材を円筒容器に納めて、この円筒容
器の内部に第１の圧力媒体を流入し、前記被成形
素材を加工する液圧バルジ加工に用いる前記円筒
容器の保持方法において、円筒容器を拘束円筒で
覆い、この拘束円筒と円筒容器との間〓に前記円
筒容器の内部に流入する第１の圧力媒体の圧力よ
り低い圧力の第２の圧力媒体を流入し、前記円筒
容器に圧縮応力を付与させるようにしたことを特
徴とする円筒容器の保持方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200926A JPS6096333A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 円筒容器の保持方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200926A JPS6096333A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 円筒容器の保持方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6096333A JPS6096333A (ja) | 1985-05-29 |
| JPH0513736B2 true JPH0513736B2 (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16432573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58200926A Granted JPS6096333A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 円筒容器の保持方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6096333A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0755345B2 (ja) * | 1987-08-26 | 1995-06-14 | 株式会社日立製作所 | バルジ成形装置 |
| DE19705244A1 (de) * | 1997-02-12 | 1998-08-13 | Huber & Bauer Gmbh | Umformvorrichtung |
| DE69828452T4 (de) * | 1997-04-16 | 2006-05-18 | Cosma International Inc., Aurora | Innenhochdruckumformungspresse |
| DE60113595T2 (de) | 2000-06-16 | 2006-05-18 | Nippon Steel Corp. | Formschliessvorrichtung und Formschliessverfahren |
| DE10139135A1 (de) * | 2001-08-09 | 2003-02-20 | Bayerische Motoren Werke Ag | Umformvorrichtung, insbesondere zur Innenhochdruckumformung |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5377863A (en) * | 1976-12-21 | 1978-07-10 | Kobe Steel Ltd | Bellows form method at one part of cylinder raw material |
| JPS56136234A (en) * | 1980-03-26 | 1981-10-24 | Hitachi Ltd | Pressing device for bulging machine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5099249U (ja) * | 1975-01-17 | 1975-08-18 |
-
1983
- 1983-10-28 JP JP58200926A patent/JPS6096333A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5377863A (en) * | 1976-12-21 | 1978-07-10 | Kobe Steel Ltd | Bellows form method at one part of cylinder raw material |
| JPS56136234A (en) * | 1980-03-26 | 1981-10-24 | Hitachi Ltd | Pressing device for bulging machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6096333A (ja) | 1985-05-29 |
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