JPH07100577A - Manufacture of ball for valve - Google Patents
Manufacture of ball for valveInfo
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- JPH07100577A JPH07100577A JP5244976A JP24497693A JPH07100577A JP H07100577 A JPH07100577 A JP H07100577A JP 5244976 A JP5244976 A JP 5244976A JP 24497693 A JP24497693 A JP 24497693A JP H07100577 A JPH07100577 A JP H07100577A
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-
- 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
- B21D51/00—Making hollow objects
- B21D51/02—Making hollow objects characterised by the structure of the objects
- B21D51/08—Making hollow objects characterised by the structure of the objects ball-shaped objects
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、流路開閉用のバルブに
組み込まれるボールを製造する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a ball incorporated in a valve for opening and closing a flow path.
【0002】[0002]
【従来の技術】配管の途中には、流体を流通又は流通停
止させるバルブが設けられている。バルブには、種々の
タイプが使用されているが、流路開閉にボールを使用し
たものが代表的なものである。このバルブは、図1に示
すように上流側配管1と下流側配管2との間をバルブケ
ーシング3で接続している。バルブケーシング3内の弁
座4に配置されているボール5は、ほぼ球形の輪郭をも
ち、中央部に流通孔6が貫通している。ボール5の外周
面一部に形成された係合溝7に、レバー8の操作によっ
て回転する駆動軸9の先端部が噛み合っている。図1の
状態では、ボール5の流通孔6が紙面に垂直な方向に延
び、上流側配管1から下流側配管2に至る流路をボール
5の外周壁で遮断している。レバー8の操作により駆動
軸9を介してボール5を90度回転させると、流通孔6
が上流側配管1及び下流側配管2の管軸方向に一致し、
上流側配管1から下流側配管2に至る流路を開く。2. Description of the Related Art A valve for circulating or stopping circulation of a fluid is provided in the middle of a pipe. Various types of valves are used, but a valve is typically used to open and close the flow path. As shown in FIG. 1, this valve connects an upstream pipe 1 and a downstream pipe 2 with a valve casing 3. The ball 5 arranged on the valve seat 4 in the valve casing 3 has a substantially spherical contour, and the flow hole 6 penetrates through the central portion thereof. The tip of the drive shaft 9 that rotates by the operation of the lever 8 meshes with the engagement groove 7 formed in a part of the outer peripheral surface of the ball 5. In the state of FIG. 1, the flow hole 6 of the ball 5 extends in the direction perpendicular to the paper surface, and the flow path from the upstream pipe 1 to the downstream pipe 2 is blocked by the outer peripheral wall of the ball 5. When the ball 5 is rotated 90 degrees via the drive shaft 9 by operating the lever 8, the flow hole 6
Corresponds to the pipe axis direction of the upstream pipe 1 and the downstream pipe 2,
A flow path from the upstream pipe 1 to the downstream pipe 2 is opened.
【0003】この種のボール5は、ステンレス鋼等の鋳
物から切り出されたブランクを切削加工することにより
製造されていた。しかし、球形加工,流通孔6及び係合
溝7の形成全てを切削加工によるとき、生産性が悪く、
得られた製品のコストが高くなる。また、製品となる素
材の割合が極めて低く、資源の浪費にもなりかねない。
切削加工に起因する問題は、たとえば特開昭62−67
29号公報で紹介されているように、管材を冷間鍛造し
てボールを製造することにより解消される。この方法で
は、図2に示すように管材から切り出された円筒状素材
10を使用する。円筒状素材10の端面を仕上げ加工し
た後、冷間鍛造機の金型内に据え込む。円筒状素材10
を管軸方向に加圧することにより、素材周壁が外方に膨
出した半成形品11となる。半成形品11の外周を二点
鎖線で示す位置まで切削し、ボール完成品12とする。
次いで、周辺の一部を切削除去して係合部13となる貫
通孔を形成し、ボール製品14を得る。This type of ball 5 has been manufactured by cutting a blank cut from a casting such as stainless steel. However, when the spherical processing, the formation of the flow hole 6 and the engagement groove 7 are all cut, the productivity is poor,
The cost of the product obtained is high. In addition, the ratio of materials used as products is extremely low, which may result in waste of resources.
Problems caused by cutting work are described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-67
As disclosed in Japanese Patent No. 29, the problem is solved by cold forging the pipe material to manufacture the balls. In this method, as shown in FIG. 2, a cylindrical material 10 cut out from a pipe material is used. After finishing the end face of the cylindrical material 10, it is installed in a die of a cold forging machine. Cylindrical material 10
Is pressed in the axial direction of the pipe to form a semi-molded product 11 in which the peripheral wall of the material bulges outward. The outer periphery of the semi-molded product 11 is cut to a position indicated by a chain double-dashed line to obtain a finished ball product 12.
Next, a part of the periphery is removed by cutting to form a through hole to be the engaging portion 13, and the ball product 14 is obtained.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】円筒状素材10を冷間
鍛造してボール製品14とするとき、従来の切削加工に
よる場合に比較して製品歩留りが大幅に向上する。しか
し、半成形品11の周面を球形状に仕上げる工程や係合
部13を形成する工程において、切削加工が依然として
必要とされている。特に係合部13を切削によって形成
するとき、ボール完成品12が加工硬化していることか
ら、切削作業が困難になる。また、切削に伴って、亀
裂,割れ等の欠陥がボール製品14に入り易くなる。こ
の種の欠陥は、ボール製品14を組み込んだバルブを配
管系で使用するとき、流体の漏洩を招く商品として致命
的な欠陥となる。切削加工を容易にするためには、加工
硬化した半成形品11やボール完成品12を溶体化熱処
理している。溶体化熱処理によって半成形品11やボー
ル完成品12が軟質になるものの、余分な工程が付加さ
れ、作業工数の増加、延いては製造コストの上昇を招
く。When the cylindrical material 10 is cold forged into the ball product 14, the product yield is significantly improved as compared with the case of the conventional cutting process. However, in the step of finishing the peripheral surface of the semi-molded product 11 into a spherical shape and the step of forming the engaging portion 13, the cutting work is still required. In particular, when the engaging portion 13 is formed by cutting, the cutting work becomes difficult because the ball finished product 12 is work-hardened. In addition, defects such as cracks and cracks are likely to enter the ball product 14 with cutting. This type of defect is a fatal defect as a product that causes fluid leakage when a valve incorporating the ball product 14 is used in a piping system. In order to facilitate the cutting process, the work-hardened semi-molded product 11 and finished ball product 12 are subjected to solution heat treatment. Although the semi-molded product 11 and the finished ball product 12 are softened by the solution heat treatment, an extra step is added, resulting in an increase in man-hours for work and an increase in manufacturing cost.
【0005】また、バルブの開閉に際しては、駆動軸9
の旋回によってボール5を90度回転させる。このと
き、駆動軸9の先端部、すなわちステムが係合溝7に押
し当てられる。しかし、切削加工により形成された係合
部13は、ステムとの接触面積が小さく、局部的に大き
な荷重をうける。荷重が繰り返し加えられると、ステム
と接触する部分にダレが発生する。この傾向は、特に係
合部13の端部等にみられる。その結果、ガタが生じ、
円滑なバルブの開閉ができなくなる。本発明は、このよ
うな問題を解消すべく案出されたものであり、肉厚の減
少を招く切削加工に依らず、係合溝を含む製品形状を塑
性加工で作ることにより、強度的にも優れたバルブ用ボ
ールを高い歩留りで且つ生産性良く製造することを目的
とする。When opening and closing the valve, the drive shaft 9
The ball 5 is rotated 90 degrees by the turning. At this time, the tip portion of the drive shaft 9, that is, the stem is pressed against the engagement groove 7. However, the engaging portion 13 formed by cutting has a small contact area with the stem and receives a large load locally. When the load is repeatedly applied, sagging occurs in the portion that contacts the stem. This tendency is particularly seen at the end of the engaging portion 13 and the like. As a result, there is backlash,
It will not be possible to open and close the valve smoothly. The present invention has been devised in order to solve such a problem, not by the cutting process that causes the reduction of the wall thickness, but by forming the product shape including the engaging groove by plastic working, the strength is improved. Also aims to produce excellent valve balls with high yield and high productivity.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、そ
の目的を達成するため、管材から切り出されたブランク
の周面一部に係合溝となる凹部をプレス成形し、次いで
冷間鍛造によって前記ブランクを球状化することを特徴
とする。本発明においては、図3に示すように所定長さ
に切り出された円筒状のブランク20を素材とする。ブ
ランク20の材質は特に制約されるものではなく、各種
金属材料を使用することができる。ただし、耐食性,強
度等を考慮するとき、SUS304,316等のステン
レス鋼を使用することが好ましい。ブランク20をプレ
ス成形し、周面の一部に凹部21を形成する。凹部21
は、冷間鍛造によってブランク20を球状化した状態で
は、係合溝22となる。得られた製品ボール23に対し
ては、表面研磨,端面仕上げ等の加工が適宜施される
が、本体を成形するための切削加工を本質的に必要とし
ない。係合溝22は、プレス加工による凹部21から形
成されたものであるため、その周辺における肉厚減少が
抑えられ、むしろ冷間鍛造による厚肉化の影響が強く現
れる。そのため、亀裂の発生し易い角部がなく、強度的
にも優れた製品となる。係合溝22は、ステムとの接触
面積が大きく、バルブ開閉の際に加わる繰返し荷重に対
しても十分な変形抵抗をもつ。また、強度的にも優れて
いるので、その分だけ薄肉化されたバルブ用ボールが得
られる。In order to achieve the object, the manufacturing method of the present invention comprises press-forming a recess serving as an engaging groove in a part of the peripheral surface of a blank cut from a pipe material, and then cold forging. It is characterized in that the blank is formed into a spherical shape. In the present invention, a cylindrical blank 20 cut into a predetermined length as shown in FIG. 3 is used as a material. The material of the blank 20 is not particularly limited, and various metal materials can be used. However, in consideration of corrosion resistance, strength and the like, it is preferable to use stainless steel such as SUS304 and 316. The blank 20 is press-molded to form a recess 21 on a part of the peripheral surface. Recess 21
In the state where the blank 20 is spheroidized by cold forging, becomes the engagement groove 22. The obtained product balls 23 are appropriately subjected to processing such as surface polishing and end surface finishing, but essentially no cutting processing for forming the main body is required. Since the engagement groove 22 is formed from the concave portion 21 by press working, the thickness reduction in the periphery thereof is suppressed, and rather the influence of thickening by cold forging appears strongly. Therefore, there is no corner where cracks are likely to occur, and the product has excellent strength. The engagement groove 22 has a large contact area with the stem and has sufficient deformation resistance against repeated load applied when the valve is opened and closed. Further, since it is also excellent in strength, it is possible to obtain a valve ball that is thinned accordingly.
【0007】[0007]
【実施例】外径60.5mm及び肉厚4.5mmのSU
S304ステンレス鋼製パイプから、長さ55.6mm
のブランク20を切り出した。15トンプレス成形機で
ブランク20の周面一部を加圧し、内幅7mmの凹部2
1を形成した。凹部21は、アールが22mmでブラン
ク20の円周方向に延びていた。また、凹部21を区画
する周壁の外幅は、15.5mmであった。次いで、凹
部21が形成されたブランク20を90トンプレスで冷
間鍛造し、外径が66.8mmで球状の製品ボール23
に成形した。製品ボール23の内部は、開口部内径3
6.5mm及び開口部外径44.88mmの流通孔24
となった。一方の開口部から他方の開口部までの距離L
は、48.4mmであった。また、製品ボール23の外
周部に形成された係合溝22は、凹部21に比較して内
幅が10mmと若干広がっていた。[Example] SU having an outer diameter of 60.5 mm and a wall thickness of 4.5 mm
From S304 stainless steel pipe, length 55.6mm
The blank 20 was cut out. A part of the peripheral surface of the blank 20 is pressed by a 15-ton press molding machine to form a recess 2 having an inner width of 7 mm.
1 was formed. The recess 21 had a radius of 22 mm and extended in the circumferential direction of the blank 20. In addition, the outer width of the peripheral wall defining the recess 21 was 15.5 mm. Next, the blank 20 having the recess 21 formed therein is cold-forged by a 90-ton press to produce a spherical product ball 23 having an outer diameter of 66.8 mm.
Molded into. Inside the product ball 23, the inner diameter of the opening is 3
Flow hole 24 with 6.5 mm and opening outer diameter 44.88 mm
Became. Distance L from one opening to the other
Was 48.4 mm. The inner width of the engagement groove 22 formed on the outer peripheral portion of the product ball 23 was slightly wider than that of the recess 21 by 10 mm.
【0008】得られた製品ボール23について、係合溝
22周辺の断面を観察すると、ブランク20の肉厚4.
5mmとほぼ同じ厚みになっていた。これは、プレス成
形により凹部21を形成したときに凹部21周辺が薄肉
化したことを、冷間鍛造時に肉が中央部に集まることに
よって相殺した結果であるとみられる。また、係合溝2
2の周辺には、鋭角的な角部が生じていなかった。製品
ボール23は、切削加工によって真球度を向上させ、表
面研磨,端面仕上げ等の加工が施された後、バルブに組
み込まれる。このように、切削加工に代え冷間鍛造によ
ってボール本体を成形しているため、ブランク20の材
質がボールとして使用される歩留りが高くなった。ま
た、応力集中が生じ易い薄肉部が少なく、ボールの耐圧
強度も高い値を示した。以上の実施例においては、内部
空間がほぼ球状のボールを製造する場合を説明した。し
かし、本発明はこれに拘束されるものではなく、たとえ
ば鍛造率を大きく設定し、中央部に肉を集中的に集めた
ボールを製造することも可能である。このようなボール
は、耐圧強度が高く、高圧流体用のバルブに適してい
る。When observing a cross section around the engagement groove 22 of the obtained product ball 23, the wall thickness of the blank 20 is 4.
The thickness was almost the same as 5 mm. It is considered that this is because the thinning around the recess 21 when the recess 21 was formed by press molding was offset by the gathering of the meat in the center during cold forging. Also, the engaging groove 2
No sharp corners were formed around No. 2. The product ball 23 has a sphericity improved by cutting, is subjected to surface polishing, end face finishing, and the like, and then is incorporated into a valve. Thus, since the ball body is formed by cold forging instead of cutting, the yield of using the material of the blank 20 as a ball is high. In addition, there were few thin-walled portions where stress concentration was likely to occur, and the pressure resistance of the ball was high. In the above embodiments, the case where a ball having an inner space having a substantially spherical shape is manufactured has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, it is possible to set a large forging rate and manufacture a ball in which meat is concentrated in the central portion. Such a ball has high pressure resistance and is suitable for a valve for high-pressure fluid.
【0009】[0009]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、円筒状ブランクの周面一部に係合溝となる凹部をプ
レス成形した後、冷間鍛造によって球状化させている。
そのため、材料を無駄に消費する切削加工が大幅に少な
くなり、高い歩留りでバルブ用ボールが製造される。得
られたボールは、ステムに対して係合溝の接触面積が大
きく且つ十分な肉厚をもつので、強度的にも優れた製品
となる。また、強度上昇の分だけ薄肉化できるため、ボ
ールの軽量化も図られる。しかも、工程自体も簡単なも
のであることから、製造コストを低減することができ
る。As described above, in the present invention, the concave portion which becomes the engaging groove is press-formed on a part of the peripheral surface of the cylindrical blank, and then the spherical shape is obtained by cold forging.
Therefore, the cutting process that wastefully consumes the material is significantly reduced, and the valve ball is manufactured with a high yield. The obtained ball has a large contact area of the engaging groove with the stem and a sufficient wall thickness, so that it is a product excellent in strength. Further, since the wall thickness can be reduced by the increase in strength, the weight of the ball can be reduced. Moreover, since the process itself is simple, the manufacturing cost can be reduced.
【図1】 ボールが組み込まれたバルブFIG. 1 Ball-integrated valve
【図2】 円筒状素材からバルブを製造する従来の冷間
鍛造[Fig. 2] Conventional cold forging to manufacture a valve from a cylindrical material
【図3】 本発明に従ったプレス成形及び冷間鍛造によ
りボールを製造する工程図FIG. 3 is a process diagram of manufacturing balls by press forming and cold forging according to the present invention.
20:円筒状のブランク 21:プレス成形により形
成した凹部 22:係合溝 23:製品ボール
24:流通孔20: Cylindrical blank 21: Recess formed by press molding 22: Engagement groove 23: Product ball
24: Distribution hole
Claims (1)
部に係合溝となる凹部をプレス成形し、次いで冷間鍛造
によって前記ブランクを球状化することを特徴とするバ
ルブ用ボールの製造方法。1. A method of manufacturing a ball for a valve, which comprises press-forming a recess serving as an engaging groove in a part of a peripheral surface of a blank cut out from a pipe material, and then cold-forging the blank into a spherical shape. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5244976A JPH07100577A (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Manufacture of ball for valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5244976A JPH07100577A (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Manufacture of ball for valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07100577A true JPH07100577A (en) | 1995-04-18 |
Family
ID=17126753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5244976A Withdrawn JPH07100577A (en) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Manufacture of ball for valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07100577A (en) |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP5244976A patent/JPH07100577A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001226 |