JPH0665410B2 - テーパロッドの加工方法 - Google Patents
テーパロッドの加工方法Info
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- JPH0665410B2 JPH0665410B2 JP21495186A JP21495186A JPH0665410B2 JP H0665410 B2 JPH0665410 B2 JP H0665410B2 JP 21495186 A JP21495186 A JP 21495186A JP 21495186 A JP21495186 A JP 21495186A JP H0665410 B2 JPH0665410 B2 JP H0665410B2
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- rod
- taper
- wire rod
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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、自動車や鉄道車両等のテーパコイルバネに用
いられるテーパロッドを、ストレートな線棒材から加工
するためのテーパロッド加工方法に関する。
いられるテーパロッドを、ストレートな線棒材から加工
するためのテーパロッド加工方法に関する。
（従来の技術） この種テーパロッドの加工技術として、例えば、特開昭
60-56416号公報、特開昭60-56417号公報に記載のものが
公知である。この公知の装置は、第１図で示す如く、金
属線棒材１を把持して一定速度で送り出す一対以上の定
速送りローラ２と、 上記定速送りローラ２より金属線棒材１の送り方向下流
側に設けられた加熱装置３と、 上記加熱装置３より更に下流側に設けられた冷却装置４
と、 上記冷却装置４より更に下流側に設けられ、金属線棒材
１を把持して上記定速送りローラ２の送り速度以上の速
度で金属線棒材１を送り出す一対以上の変速テンション
ローラ５と、 上記変速テンションローラ５を変速制御する速度制御装
置６と、 を有してなることを特徴とするものであった。
60-56416号公報、特開昭60-56417号公報に記載のものが
公知である。この公知の装置は、第１図で示す如く、金
属線棒材１を把持して一定速度で送り出す一対以上の定
速送りローラ２と、 上記定速送りローラ２より金属線棒材１の送り方向下流
側に設けられた加熱装置３と、 上記加熱装置３より更に下流側に設けられた冷却装置４
と、 上記冷却装置４より更に下流側に設けられ、金属線棒材
１を把持して上記定速送りローラ２の送り速度以上の速
度で金属線棒材１を送り出す一対以上の変速テンション
ローラ５と、 上記変速テンションローラ５を変速制御する速度制御装
置６と、 を有してなることを特徴とするものであった。
そして、この装置は、変速テンションローラ５の送り出
し速度Ｖ１を、定速送りローラ２の送り出し速度Ｖ０以
上の速度において、順次加速又は減速することにより、
加熱装置３と冷却装置４間の金属線棒材１に引張り塑性
変形を与えて、ストレートな金属線棒材１をテーパロッ
ド７に加工するものであった。
し速度Ｖ１を、定速送りローラ２の送り出し速度Ｖ０以
上の速度において、順次加速又は減速することにより、
加熱装置３と冷却装置４間の金属線棒材１に引張り塑性
変形を与えて、ストレートな金属線棒材１をテーパロッ
ド７に加工するものであった。
上記ストレートな金属線棒材１に引張り変形を与えてテ
ーパ形状に加工するための変速テンションローラ５の送
り出し速度Ｖｉは、第２図に示す仮定のもとで制御され
ていた。
ーパ形状に加工するための変速テンションローラ５の送
り出し速度Ｖｉは、第２図に示す仮定のもとで制御され
ていた。
すなわち、加熱装置３に供給される金属線棒材１の送り
速度を、定速送りローラ２の速度と同じＶ０とし、その
断面積をＡ０とし、加熱され塑性加工を受けた後冷却装
置４で冷却されて塑性変形がなくなった状態のる隙間
（ｔ＝ｔｉ）におけるテーパロッド７の断面積をＡｉと
し、その断面積Ａｉの送り速度をＶｉとすると、 Ａ０×Ｖ０＝Ａｉ×Ｖｉ ……(1) の関係が成立し、従って、変速テンションローラ５の速
度Ｖｉは、 の関係式に従って制御し、且つ、変速テンションローラ
５の引っ張り長さ（送り量）ＬＲが、目標とするテーパ
部の長さＬＴに等しくなるよう、即ち、 （但しｔは変速テンションローラ５の加速開始から加速
停止まで、または、減速開始から減速停止までの時間） となるように制御すれば、Ａｉが漸次増加又は減少する
テーパロッド７が加工される。
速度を、定速送りローラ２の速度と同じＶ０とし、その
断面積をＡ０とし、加熱され塑性加工を受けた後冷却装
置４で冷却されて塑性変形がなくなった状態のる隙間
（ｔ＝ｔｉ）におけるテーパロッド７の断面積をＡｉと
し、その断面積Ａｉの送り速度をＶｉとすると、 Ａ０×Ｖ０＝Ａｉ×Ｖｉ ……(1) の関係が成立し、従って、変速テンションローラ５の速
度Ｖｉは、 の関係式に従って制御し、且つ、変速テンションローラ
５の引っ張り長さ（送り量）ＬＲが、目標とするテーパ
部の長さＬＴに等しくなるよう、即ち、 （但しｔは変速テンションローラ５の加速開始から加速
停止まで、または、減速開始から減速停止までの時間） となるように制御すれば、Ａｉが漸次増加又は減少する
テーパロッド７が加工される。
従って、第３図に示す速度一時間線図（Ｖ−ｔチャー
ト）において、変速テンションローラ５の速度Ｖｉを前
記式(2)、(3)の如く制御すれば、同図の下方に示すテー
パロッドが加工できる。
ト）において、変速テンションローラ５の速度Ｖｉを前
記式(2)、(3)の如く制御すれば、同図の下方に示すテー
パロッドが加工できる。
（発明が解決しようとする課題） しかし、前記第３図による制御（前記式(2)、(3)に基づ
く制御）を行なって実際にテーパロッドを加工すると、
第４図の点線で示す目標形状に対し、同図実線で示す如
く、Ｌ１テーパ区間（金属線棒材の送り方向下流側から
上流側に向って漸次その径が細くなる区間、以下「線径
漸減部」とも云う。）で目標形状よりもふくらみ、従っ
て、実質的に勾配の大きな短いテーパになり、Ｌ２テー
パ区間（金属線棒材の送り方向下流側から上流側に向っ
て漸次その径が太くなる区間、以下「線径漸増部」とも
云う。）では細り、従って、実質的に勾配の小さい長い
テーパになり、目標形状の製品を得ることができないと
い問題が生じた。
く制御）を行なって実際にテーパロッドを加工すると、
第４図の点線で示す目標形状に対し、同図実線で示す如
く、Ｌ１テーパ区間（金属線棒材の送り方向下流側から
上流側に向って漸次その径が細くなる区間、以下「線径
漸減部」とも云う。）で目標形状よりもふくらみ、従っ
て、実質的に勾配の大きな短いテーパになり、Ｌ２テー
パ区間（金属線棒材の送り方向下流側から上流側に向っ
て漸次その径が太くなる区間、以下「線径漸増部」とも
云う。）では細り、従って、実質的に勾配の小さい長い
テーパになり、目標形状の製品を得ることができないと
い問題が生じた。
そこで、本願発明者は、実験を通じて種々検討した結
果、実際のテーパ加工では、金属線棒材の塑性変形およ
びその固定が、第２図のモデルの仮定のように急激に発
生するのではなく、第５図に示すように、もっと上流側
から変形を開始しており、この変形開始点から変形終了
点の間の、いわゆる変形ゾーン８が、製品のテーパ形状
に影響を与えていることを知見した。
果、実際のテーパ加工では、金属線棒材の塑性変形およ
びその固定が、第２図のモデルの仮定のように急激に発
生するのではなく、第５図に示すように、もっと上流側
から変形を開始しており、この変形開始点から変形終了
点の間の、いわゆる変形ゾーン８が、製品のテーパ形状
に影響を与えていることを知見した。
すなわち、変形ゾーン８における変形状況を、加工され
つつある状態を瞬間的に停止させて、加熱素材の形状
（プロフィール）を詳細に観察すると、第６図の如くで
あり、その形状は第２図のモデルとは全く様相を異にし
ている。第６図において、加熱素材の変形は加熱装置３
の後半部から始まっており、この変形は加熱装置３を出
て冷却装置４の内部まで継続される。
つつある状態を瞬間的に停止させて、加熱素材の形状
（プロフィール）を詳細に観察すると、第６図の如くで
あり、その形状は第２図のモデルとは全く様相を異にし
ている。第６図において、加熱素材の変形は加熱装置３
の後半部から始まっており、この変形は加熱装置３を出
て冷却装置４の内部まで継続される。
本発明は、金属線棒材のテーパロッド加工における上述
した加熱装置３から冷却装置４内部に至る部分での金属
線棒材に変形ゾーン８の存在することを新しく知見した
上で、この変形ゾーン８に起因する上述した問題点を解
決して、目標とする形状に、より高精度に近づけること
ができるテーパロッドの加工方法を提供することを目的
とする。
した加熱装置３から冷却装置４内部に至る部分での金属
線棒材に変形ゾーン８の存在することを新しく知見した
上で、この変形ゾーン８に起因する上述した問題点を解
決して、目標とする形状に、より高精度に近づけること
ができるテーパロッドの加工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） 本発明のテーパロッド加工方法は、金属線棒材を把持し
て一定速度Ｖ０で送り出す定速送り手段と、該定速送り
手段より金属線棒材の送り方向下流側に設けられた加熱
装置と、該加熱装置より下流側に設けられた冷却装置
と、該冷却装置より下流側に設けられ、前記金属線棒材
を把持して可変速度Ｖｉで送り出す変速送り手段とを備
えたテーパロッド加工装置を用い、前記変速送り手段の
送り速度をＶＡからＶＢまで適宜の速度制御関数を用い
て加速することにより、前記加熱装置と冷却装置を通過
中の金属線棒材に塑性変形を与えて金属線棒材の径が漸
次細くなる線径漸減部を形成し、同じくＶＣからＶＤま
で適宜の速度制御関数を用いて減速することにより、金
属線棒材の径が漸次太くなる線径漸増部を形成するテー
パロッドの加工方法において、 前記線径漸減部の成形時には、線径漸減部の成形のため
の変速送り手段の加速開始から加速停止までの線棒材の
送り量ＬR1 （ｔ１は加速開始から加速停止迄の時間） を線径漸減部の目標長さＬT1より大きくし、 前記線径漸増部の成形時には、線径漸増部の成形のため
の変速送り手段の減速開始から減速停止までの線棒材の
送り量ＬR2 （ｔ２は減速開始から減速停止迄の時間） を、線径漸増部の目標長さＬT2より小さくする点を特徴
とする。
て一定速度Ｖ０で送り出す定速送り手段と、該定速送り
手段より金属線棒材の送り方向下流側に設けられた加熱
装置と、該加熱装置より下流側に設けられた冷却装置
と、該冷却装置より下流側に設けられ、前記金属線棒材
を把持して可変速度Ｖｉで送り出す変速送り手段とを備
えたテーパロッド加工装置を用い、前記変速送り手段の
送り速度をＶＡからＶＢまで適宜の速度制御関数を用い
て加速することにより、前記加熱装置と冷却装置を通過
中の金属線棒材に塑性変形を与えて金属線棒材の径が漸
次細くなる線径漸減部を形成し、同じくＶＣからＶＤま
で適宜の速度制御関数を用いて減速することにより、金
属線棒材の径が漸次太くなる線径漸増部を形成するテー
パロッドの加工方法において、 前記線径漸減部の成形時には、線径漸減部の成形のため
の変速送り手段の加速開始から加速停止までの線棒材の
送り量ＬR1 （ｔ１は加速開始から加速停止迄の時間） を線径漸減部の目標長さＬT1より大きくし、 前記線径漸増部の成形時には、線径漸増部の成形のため
の変速送り手段の減速開始から減速停止までの線棒材の
送り量ＬR2 （ｔ２は減速開始から減速停止迄の時間） を、線径漸増部の目標長さＬT2より小さくする点を特徴
とする。
（作用） 以下、本発明の作用（原理）について説明する。
前記従来の技術の項で説明したように、従来は、第２図
の変形モデルに基づき、変速テンションローラを前記式
(2)及び(3)の関係が成立するように制御していた。
の変形モデルに基づき、変速テンションローラを前記式
(2)及び(3)の関係が成立するように制御していた。
しかし、この制御では、目標とする形状に加工できなか
ったのである。
ったのである。
そこで、本発明においては、変形モデルを第５図のもの
にした。即ち、変形ゾーンを考慮した変形理論を構築し
た。以下、その原理につき説明する。
にした。即ち、変形ゾーンを考慮した変形理論を構築し
た。以下、その原理につき説明する。
第７図に示すものは、変形ゾーンを考慮したテーパ加工
を図式化したものであり、線径漸減部の加工を示す。
を図式化したものであり、線径漸減部の加工を示す。
即ち、第１図に示すテーパロッド加工装置を用い、外径
ストレートな丸棒素材を、定速送り手段である定速ロー
ラ２の送り速度Ｖ０を一定とし、変速送り手段である変
速テンションローラ５の送り速度ＶｉをＶＡからＶＢま
で加速し、線径漸減部を加工するときの状態を図式化し
たものである。
ストレートな丸棒素材を、定速送り手段である定速ロー
ラ２の送り速度Ｖ０を一定とし、変速送り手段である変
速テンションローラ５の送り速度ＶｉをＶＡからＶＢま
で加速し、線径漸減部を加工するときの状態を図式化し
たものである。
そして、第７図の実線は、線径漸減部の加工が終了した
瞬間の状態を示し、仮想線は、線径漸減部の加工途中の
ある一瞬の状態を示している。
瞬間の状態を示し、仮想線は、線径漸減部の加工途中の
ある一瞬の状態を示している。
この第７図から明らかなように、線径漸減部の加工が終
了した時点で、Ａ−Ｂ部とＢ−Ｓ部が形成されている。
Ｂ−Ｓ部は変形ゾーン８による変形である。
了した時点で、Ａ−Ｂ部とＢ−Ｓ部が形成されている。
Ｂ−Ｓ部は変形ゾーン８による変形である。
そして、点Ａが点Ｓの位置から加速を開始して、第７図
の右側の位置まで移動した距離ＬR1は、変速送り手段の
送り出し長さ（送り量）に等しく、この送り出し長さＬ
R1を、テーパロッドの線径漸減部の目標設定長さＬT1よ
りも、ΔＬ１だけ長くしないと、目標設定長さＬT1を得
ることができないことが判る。
の右側の位置まで移動した距離ＬR1は、変速送り手段の
送り出し長さ（送り量）に等しく、この送り出し長さＬ
R1を、テーパロッドの線径漸減部の目標設定長さＬT1よ
りも、ΔＬ１だけ長くしないと、目標設定長さＬT1を得
ることができないことが判る。
逆に、変速送り手段による送り出し長さＬR1を、線径漸
減部の目標設定長さＬT1に等しくすると、実際の線径漸
減部の長さが目標設定長さより短かくなることが判り、
このことは、第４図に示した従来加工法の結果と一致す
る。
減部の目標設定長さＬT1に等しくすると、実際の線径漸
減部の長さが目標設定長さより短かくなることが判り、
このことは、第４図に示した従来加工法の結果と一致す
る。
従って、第７図のモデルは、正しいものであることが判
る。
る。
同様に、第８図に示すものは、線径漸増部の変形モデル
である。点Ｃが点Ｓの位置から減速と開始して、第８図
の右側の位置まで移動すると、変形ゾーン８の部分が線
径漸増部の一部を形成して、Ｄ−Ｓ−Ｃ部で線径漸増部
を形成することになる。
である。点Ｃが点Ｓの位置から減速と開始して、第８図
の右側の位置まで移動すると、変形ゾーン８の部分が線
径漸増部の一部を形成して、Ｄ−Ｓ−Ｃ部で線径漸増部
を形成することになる。
即ち、変速送り手段による送り出し長さ（送り量）ＬR2
を線径漸増部の目標設定長さＬT2よりもΔＬ２だけ短く
することにより、線径漸増部の長さを設定長さにできる
ことが判る。
を線径漸増部の目標設定長さＬT2よりもΔＬ２だけ短く
することにより、線径漸増部の長さを設定長さにできる
ことが判る。
逆に、変速送り手段による送り出し長さＬR2を、線径漸
増部の目標設定長さＬT2に等しくすれば、実際の線径漸
増部の長さが、目標設定長さよりも長くなることが判
り、このことは、第４図に示した従来加工法の結果と一
致する。
増部の目標設定長さＬT2に等しくすれば、実際の線径漸
増部の長さが、目標設定長さよりも長くなることが判
り、このことは、第４図に示した従来加工法の結果と一
致する。
従って、第８図のモデルは正しいことが判る。
以上の説明から明らかなように、線径漸減部の加工時に
は、変速送り手段の加速開始から加速停止までの、変速
送り手段による金属線棒材の送り出し長さＬR1を、線径
漸減部の目標設定長さＬT1より長くし、一方、線径漸増
部の加工時には、変速送り手段の減速開始から減速停止
までの、変速送り手段による金属線棒材の送り出し長さ
ＬR2を、線径漸増部の目標設定長さＬT2より短くするこ
とにより、線径漸減部および漸増部の長さを、目標設定
長さにすることができる。
は、変速送り手段の加速開始から加速停止までの、変速
送り手段による金属線棒材の送り出し長さＬR1を、線径
漸減部の目標設定長さＬT1より長くし、一方、線径漸増
部の加工時には、変速送り手段の減速開始から減速停止
までの、変速送り手段による金属線棒材の送り出し長さ
ＬR2を、線径漸増部の目標設定長さＬT2より短くするこ
とにより、線径漸減部および漸増部の長さを、目標設定
長さにすることができる。
ここで、変速送り手段による金属線棒材の送り出し長さ
（送り量）ＬR1またはＬR2につき説明する。
（送り量）ＬR1またはＬR2につき説明する。
この送り量ＬＲは、 但し、ｔはテーパ部（線径漸増部または漸減部）の加工
開始から停止までの時間 で表わされる。
開始から停止までの時間 で表わされる。
従って、送り量を目標設定値より大きくしたり小さくし
たりするということは、ｔを変えることに帰結する。
たりするということは、ｔを変えることに帰結する。
以下、これについて説明する。
第１図に示すテーパロッド加工装置を用い、素材径Ｄ０
のストレートな丸棒を、定速送り手段である定速ローラ
２の送り速度Ｖ０を一定とし、変速送り手段である変速
テンションローラ５の送り速度Ｖｉを変化させ、第９図
に示す形状のテーパロッドの製造を試みた。
のストレートな丸棒を、定速送り手段である定速ローラ
２の送り速度Ｖ０を一定とし、変速送り手段である変速
テンションローラ５の送り速度Ｖｉを変化させ、第９図
に示す形状のテーパロッドの製造を試みた。
ここで、目標とするテーパロッドの形状は、次に示す寸
法に設定されている。
法に設定されている。
太径平行部直径Ｄ１＝Ｄ０＝13.8mm 細径平行部直径Ｄ２＝10.9mm 太径平行部長さＬT4＝550mm 細径平行部長さＬT3＝270mm 線径漸減部長さＬT1＝344mm 線径漸増部長さＬT2＝344mm 線径漸減部（Ｌ１テーパ）の成形に際して、第10図の変
速テンションローラのＶ−ｔ線図上の区間Ａ−Ｂにおい
て、線径漸減開始点Ａでの変速テンションローラ５の送
り速度ＶＡとし、線径漸減終了点Ｂでの同送り速度ＶＢ
とすると、 となる。尚、ＶＢは、細径平行部成形時の変速テンショ
ンローラ５の送り速度と同じである。
速テンションローラのＶ−ｔ線図上の区間Ａ−Ｂにおい
て、線径漸減開始点Ａでの変速テンションローラ５の送
り速度ＶＡとし、線径漸減終了点Ｂでの同送り速度ＶＢ
とすると、 となる。尚、ＶＢは、細径平行部成形時の変速テンショ
ンローラ５の送り速度と同じである。
前記区間Ａ−Ｂの変速テンションローラ５の送り速度Ｖ
ｉを、第10図の符号〜で示す３種類の速度制御関数
を用いて制御し、使用する速度制御関数の違いにより結
果がどのように相違するかを考察した。
ｉを、第10図の符号〜で示す３種類の速度制御関数
を用いて制御し、使用する速度制御関数の違いにより結
果がどのように相違するかを考察した。
まず、第10図ので示す一次式で変化させると、この間
の速度Ｖｉは次式で表わされる。
の速度Ｖｉは次式で表わされる。
Ｖｉ＝ＶＡ＋α１・ｔ ……(8) 但し、 従って、この区間での実際の引張り長さＬR1は、 となる。
そして、 を満足するｔ１＝ｔＢ−ｔＡを適当に設定し、 ΔＬ１＝ＬR1−ＬT1 ……(11) を種々変えてみた。
すなわち、オーバプル量ΔＬ１＝ＬR1−ＬT1を、０mm、1
70mm、300mmの３段階に変えてテーパロッドの線径漸減部
を成形して、その形状を調べた。その結果を第11図に示
す。
70mm、300mmの３段階に変えてテーパロッドの線径漸減部
を成形して、その形状を調べた。その結果を第11図に示
す。
第11図から知られるように、オーバプル量ΔＬ１＝０の
場合、すなわち、変速テンションローラ５の引張り長さ
ＬR1が、製品の目標長さＬT1と同じ場合には、線径漸減
部長さが、目標としたＬT1＝344mmよりも大分短くな
る。
場合、すなわち、変速テンションローラ５の引張り長さ
ＬR1が、製品の目標長さＬT1と同じ場合には、線径漸減
部長さが、目標としたＬT1＝344mmよりも大分短くな
る。
しかし、ΔＬ１＝170mm、300mmの場合には、線径漸減部
の長さ形状はほぼ目標の形状に近づいている。
の長さ形状はほぼ目標の形状に近づいている。
また、区間Ａ−Ｂの変速テンションローラ５の送り速度
を、第10図におけるの２次式で変化させると、 Ｖｉ＝ＶＡ＋α２・ｔ＋β・ｔ２ ……(12) となり、上記一次式の場合と同様に、 として、ｔ１を適当に設定することにより、 ΔＬ１＝０mm、170mm、300mmの場合のテーパロッド線径漸
減部の形状を第12図に示す。
を、第10図におけるの２次式で変化させると、 Ｖｉ＝ＶＡ＋α２・ｔ＋β・ｔ２ ……(12) となり、上記一次式の場合と同様に、 として、ｔ１を適当に設定することにより、 ΔＬ１＝０mm、170mm、300mmの場合のテーパロッド線径漸
減部の形状を第12図に示す。
第12図の場合も、第11図と同じ傾向になっているが、線
径漸減部の形状が、より直線に近くなっている。尚、第
11、12図において、ΔＬ１が大きくなる程、テーパ部の
長さが長くなる傾向が見られ、ΔＬ１に最適値があるこ
とが分かる。
径漸減部の形状が、より直線に近くなっている。尚、第
11、12図において、ΔＬ１が大きくなる程、テーパ部の
長さが長くなる傾向が見られ、ΔＬ１に最適値があるこ
とが分かる。
更に、第10図のに示すような下記３式からなる式を使
用してみた。
用してみた。
この場合も、ΔＶＡを極端に設定しない範囲で、第12図
とほぼ同様の結果となった。
とほぼ同様の結果となった。
以上から、Ｌ１テーバでは、ＶＡからスタートし、ＶB
に終わる適当な速度制御関数を用いて変速テンションロ
ーラの速度を制御し、且つ、ΔＬ１＞０なる時間で引張
り加速すれば、ほぼ所定のテーパ形状寸法が得られるこ
とが分かる。
に終わる適当な速度制御関数を用いて変速テンションロ
ーラの速度を制御し、且つ、ΔＬ１＞０なる時間で引張
り加速すれば、ほぼ所定のテーパ形状寸法が得られるこ
とが分かる。
即ち、速度制御関数の種類に関係なく、 ＬR1＞ＬT1となるように制御することにより、目標形状
を得ることが判明した。
を得ることが判明した。
次に線径漸増部を（Ｌ２テーパ）について述べる。
Ｌ２テーパ部成形に際して、第13図に示すように変速テ
ンションローラ５のＶ−ｔ線図上のＣ−Ｄ区間におい
て、線径漸増開始点Ｃでの変速テンションローラ５の送
り速度ＶＣ（＝ＶＢ）とし、線径漸増部終了点Ｄでの速
度をＶＤ（定速ローラ２の送りローラ速度Ｖ０と同じ）
とする。
ンションローラ５のＶ−ｔ線図上のＣ−Ｄ区間におい
て、線径漸増開始点Ｃでの変速テンションローラ５の送
り速度ＶＣ（＝ＶＢ）とし、線径漸増部終了点Ｄでの速
度をＶＤ（定速ローラ２の送りローラ速度Ｖ０と同じ）
とする。
区間Ｃ−Ｄの変速テンションローラ５の速度Ｖｉをの
二次式で変化させると、この区間の速度は下式で表され
る。
二次式で変化させると、この区間の速度は下式で表され
る。
Ｖｉ＝ＶＤ−γ・ｔ＋δ・ｔ２ ……(15) 従って、この区間での実際の引張長さＬr2は、 但し、ｔ２＝ｔＤ−ｔＣ となる。そこで、ｔ２を適当に設定してＬr2とＬr2との
差、すなわちアンダープル量ΔＬ２ ΔＬ２＝ＬT2−ＬR2 ……(17) を０mm、100mm、170mmの３段階に変えてテーパロッドの線
径漸増部を成形して、その形状を調べた。その結果を第
14図に示す。
差、すなわちアンダープル量ΔＬ２ ΔＬ２＝ＬT2−ＬR2 ……(17) を０mm、100mm、170mmの３段階に変えてテーパロッドの線
径漸増部を成形して、その形状を調べた。その結果を第
14図に示す。
第14図から知られるように、アンダープル量ΔＬ２＝０
mmの場合すなわち、変速テンションローラの引張り長さ
が製品の目標長さと同じの場合には線径漸増部長さが目
標とした344mmよりも大分長くなり、一方ΔＬ２＝100mm
の場合には線径漸増部の長さ、形状がほぼ目標値通りと
なった。なお、ΔＬ２＝170mmと大きくした場合は、逆
に短くなりすぎており、ΔＬ２に最適値があることが分
かる。
mmの場合すなわち、変速テンションローラの引張り長さ
が製品の目標長さと同じの場合には線径漸増部長さが目
標とした344mmよりも大分長くなり、一方ΔＬ２＝100mm
の場合には線径漸増部の長さ、形状がほぼ目標値通りと
なった。なお、ΔＬ２＝170mmと大きくした場合は、逆
に短くなりすぎており、ΔＬ２に最適値があることが分
かる。
尚、第13図のの式を用いても、同じ結果が得られた。
以上の説明から明らかなように、変速送り手段の速度制
御関数を適当なものに設定して、テーパ部の加工時間を
適当に変えることにより、Ｌ１テーパ部では、目標設定
値よりよけいに引張り、Ｌ２テーパ部では少な目に引張
ることにより、目的とするテーパを得ることが判明し
た。
御関数を適当なものに設定して、テーパ部の加工時間を
適当に変えることにより、Ｌ１テーパ部では、目標設定
値よりよけいに引張り、Ｌ２テーパ部では少な目に引張
ることにより、目的とするテーパを得ることが判明し
た。
即ち、本発明は、変速送り手段の速度制御関数をどのよ
うなものに設定するかが重要ではなく、目標値よりよけ
いに引張ったり、少な目に引張るということが重要なの
である。
うなものに設定するかが重要ではなく、目標値よりよけ
いに引張ったり、少な目に引張るということが重要なの
である。
即ち、線径漸減部の加工においては、 線径漸減部の加工においては、 となるように制御することが重要なのである。
（実施例） 以下、本発明の実施例を説明する。
第１図に示した装置を用いてテーパロッドを製造した。
供試素材、テーパロッドの形状は次に示す通りである。
供試素材、テーパロッドの形状は次に示す通りである。
（供試素材）：低合金鋼線 14.12mmφ （Ｃ0.56%、Si 1.44%、Mn 0.72%、 Ｃｒ 0.72%、残部Fe及び不純物） （テーパロッドの目標形状）： 太径平行部Ｌ４：直径14.0mm、長さ595mm、 細径平行部Ｌ３：直径10.7mm、長さ256mm、 テーパ部（線径漸減部Ｌ１、線径漸増部Ｌ２）長さ：79
0mm また加工条件は次の通りである。
0mm また加工条件は次の通りである。
加熱：高周波加熱装置 最高加熱温度 950℃ 冷却：リングノズル冷却装置 水溶性焼入液（濃度20%） （加工速度、オーバープル量、アンダープル量）： 太径平行部加工：引張加工速度＝1.5m/min 細径平行部加工：引張加工速度＝2.567m/min 定常送りローラの送り速度＝1.475m/min 線径漸減部加工 加工速度：第15図に示す通り オーバープル量（ΔＬ１）：327mm 線径漸増部加工 加工速度：第15図に示す通り オーバープル量（ΔＬ２）：93mm 以上の条件で得られた実際のテーパロッドの形状を第16
図に示す。第16図において実線で示す形状が実際に製造
されたテーパロッドの形状であり、破線で示された目標
の形状と比較して、ほとんど目標通りの長さ及び形状に
加工されていることが知られる。
図に示す。第16図において実線で示す形状が実際に製造
されたテーパロッドの形状であり、破線で示された目標
の形状と比較して、ほとんど目標通りの長さ及び形状に
加工されていることが知られる。
尚、前記実施例で、オーバープル量及びアンダープル量
がとられていることは、第15図のＡ−Ｂ区間とＣ−Ｄ区
間の加工時間が相違しているのに、第16図におけるＡ−
Ｂ部とＣ−Ｄ部のテーパ長さが同じであることから確認
することが出来る。
がとられていることは、第15図のＡ−Ｂ区間とＣ−Ｄ区
間の加工時間が相違しているのに、第16図におけるＡ−
Ｂ部とＣ−Ｄ部のテーパ長さが同じであることから確認
することが出来る。
（発明の効果） 以上に述べて来たように、本発明の方法によれば、いわ
ゆる加熱引張り成形法を用い、ストレートな金属線棒材
からテーパロッドを製造するに際し、テーパ部（線径漸
減部及び線径漸増部）の長さ、形状が目標通りのテーパ
ロッドが容易に製造でき、従って自動車や鉄道車両等の
テーパコイルバネ用素材として極めて高品質なテーパロ
ッドが効率良く得られるという利点を有する。
ゆる加熱引張り成形法を用い、ストレートな金属線棒材
からテーパロッドを製造するに際し、テーパ部（線径漸
減部及び線径漸増部）の長さ、形状が目標通りのテーパ
ロッドが容易に製造でき、従って自動車や鉄道車両等の
テーパコイルバネ用素材として極めて高品質なテーパロ
ッドが効率良く得られるという利点を有する。
第１図は本発明の実施に使用するテーパロッド加工装置
の概略図、 第２図は従来の加工理論の仮定を示す説明図、 第３図は従来の加工理論による変速テンションローラの
Ｖ−ｔ線図と、同加工理論により加工されたテーパロッ
ドとを対応させた図面、 第４図は従来の加工理論により加工したテーパロッドの
形状と目標形状との相違を示す図面、 第５図は本発明の加工理論の説明図、 第６図は第５図の詳細拡大図、 第７図は本発明の加工理論による線径漸減部の加工の状
態を示す模式図、 第８図は本発明の加工理論による線径漸増部の加工の状
態を示す模式図、 第９図は本発明方法により加工するテーパロッドの形状
を示す正面図、 第10図は線径漸減部の加工時の変速テンションローラの
Ｖ−ｔ線図、 第11図は変速テンションローラ速度を一次式に従って変
化させて線径漸減部の加工を行う際のオーバープル量の
変化による線径漸減部の形状変化を示す説明図、 第12図は変速テンションローラ速度を二次式に従って変
化させて線径漸減部の加工を行う際のオーバープル量の
変化による線径漸減部の形状変化を示す説明図、 第13図は線径漸増部の加工時の変速テンションローラの
Ｖ−ｔ線図、 第14図はアンダープル量の変化による線径漸増部の形状
変化を示す説明図、 第15図は本発明の実施例に用いた変速テンションローラ
のＶ−ｔ線図、 第16図は同実施例方法により成形したテーパロッドの形
状を示す拡大図である。 １……金属線棒材、２……定速送り手段、３……加熱装
置、４……冷却装置、５……変速送り手段、７……テー
パロッド、Ｌ１……線径漸減部、Ｌ２……線径増減部、
ＬT1……線径漸減部の目標長さ、ＬT2……線径漸増部の
目標長さ、ＬR1……変速送り手段による線径漸減部の引
っ張り長さ（送り量）、ＬR2……変速送り手段による線
径漸増部の引っ張り長さ（送り量）
の概略図、 第２図は従来の加工理論の仮定を示す説明図、 第３図は従来の加工理論による変速テンションローラの
Ｖ−ｔ線図と、同加工理論により加工されたテーパロッ
ドとを対応させた図面、 第４図は従来の加工理論により加工したテーパロッドの
形状と目標形状との相違を示す図面、 第５図は本発明の加工理論の説明図、 第６図は第５図の詳細拡大図、 第７図は本発明の加工理論による線径漸減部の加工の状
態を示す模式図、 第８図は本発明の加工理論による線径漸増部の加工の状
態を示す模式図、 第９図は本発明方法により加工するテーパロッドの形状
を示す正面図、 第10図は線径漸減部の加工時の変速テンションローラの
Ｖ−ｔ線図、 第11図は変速テンションローラ速度を一次式に従って変
化させて線径漸減部の加工を行う際のオーバープル量の
変化による線径漸減部の形状変化を示す説明図、 第12図は変速テンションローラ速度を二次式に従って変
化させて線径漸減部の加工を行う際のオーバープル量の
変化による線径漸減部の形状変化を示す説明図、 第13図は線径漸増部の加工時の変速テンションローラの
Ｖ−ｔ線図、 第14図はアンダープル量の変化による線径漸増部の形状
変化を示す説明図、 第15図は本発明の実施例に用いた変速テンションローラ
のＶ−ｔ線図、 第16図は同実施例方法により成形したテーパロッドの形
状を示す拡大図である。 １……金属線棒材、２……定速送り手段、３……加熱装
置、４……冷却装置、５……変速送り手段、７……テー
パロッド、Ｌ１……線径漸減部、Ｌ２……線径増減部、
ＬT1……線径漸減部の目標長さ、ＬT2……線径漸増部の
目標長さ、ＬR1……変速送り手段による線径漸減部の引
っ張り長さ（送り量）、ＬR2……変速送り手段による線
径漸増部の引っ張り長さ（送り量）
フロントページの続き (72)発明者 川上 平次郎 兵庫県神戸市垂水区美山台３の４の７
Claims (1)
- 【請求項１】金属線棒材(1)を把持して一定速度(V0)で
送り出す定速送り手段(2)と、該定速送り手段(2)より金
属線棒材の送り方向下流側に設けられた加熱装置(3)
と、該加熱装置(3)より下流側に設けられた冷却装置(4)
と、該冷却装置(4)より下流側に設けられ、前記金属線
棒材(1)を把持して可変速度(Vi)で送り出す変速送り手
段(5)とを備えたテーパロッド加工装置を用い、前記変
速送り手段(5)の送り速度(Vi)をＶＡからＶＢまで適宜
の速度制御関数を用いて加速することにより、前記加熱
装置(3)と冷却装置(4)を通過中の金属線棒材(1)に塑性
変形を与えて金属線棒材(1)の径が漸次細くなる線径漸
減部(L1)を形成し、同じくＶＣからＶＤまで適宜の速度
制御関数を用いて減速することにより、金属線棒材(1)
の径が漸次太くなる線径漸増部(L2)を形成するテーパロ
ッドの加工方法において、 前記線径漸減部(L1)の成形時には、線径漸減部の成形の
ための変速送り手段(5)の加速開始から加速停止までの
線棒材の送り量ＬR1 （ｔ１は加速開始から加速停止迄の時間） を、線径漸減部の目標長さＬT1より大きくし、 前記線径漸増部(L2)の成形時には、線径漸増部の成形の
ための変速送り手段(5)の減速開始から減速停止までの
線棒材の送り量ＬR2 （ｔ２は減速開始から減速停止迄の時間） を、線径漸増部の目標長さＬT2より小さくすることを特
徴とするテーパロッドの加工方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21495186A JPH0665410B2 (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | テーパロッドの加工方法 |
| US07/073,689 US4800744A (en) | 1986-09-11 | 1987-07-15 | Production of a taper rod |
| CA000542433A CA1278776C (en) | 1986-09-11 | 1987-07-17 | Production of a taper rod |
| EP87110502A EP0259580B1 (en) | 1986-09-11 | 1987-07-20 | Production of a taper rod |
| DE8787110502T DE3779526D1 (de) | 1986-09-11 | 1987-07-20 | Herstellung eines sich verjuengenden stabes. |
| KR1019870009111A KR900002703B1 (ko) | 1986-09-11 | 1987-08-20 | 테이퍼로드의 가공방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21495186A JPH0665410B2 (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | テーパロッドの加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6372422A JPS6372422A (ja) | 1988-04-02 |
| JPH0665410B2 true JPH0665410B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=16664262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21495186A Expired - Lifetime JPH0665410B2 (ja) | 1986-09-11 | 1986-09-11 | テーパロッドの加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0665410B2 (ja) |
-
1986
- 1986-09-11 JP JP21495186A patent/JPH0665410B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6372422A (ja) | 1988-04-02 |
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