JPH0818080B2 - 捩り加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオイルホールドリルなどの棒状材の捩り加工
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に捩り加工は、被加工材を加熱して加工する、い
わゆる熱間加工がとられているが、従来その加工方法
は、被加工材を加熱炉で所定の温度まで全体を加熱して
加工する方法や、直接通電で全体加熱して加工する方法
がとられていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように被加工材の全体を加熱して、捩り力を与
え、全体的に捩り変形を起こさせる捩り加工方法では、
加熱温度が均一であっても、材料に寸法その他のバラツ
キがある場合、最小断面積の部分にそれぞれ捩りが集中
する等、所要とする精度のより捩りピッチを得ることが
できない。したがって、従来方法では均一に加熱できる
加熱方法および寸法等のバラツキのない材料を準備する
必要があった。また、捩りピッチが部分的に異なる製品
を製造することは、ほぼ不可能であった。

本発明は、被加工材の全体を加熱するのではなく、一
部分を順次加熱移動させ、その加熱部分にのみ捩り変形
を生じさせることにより、高精度の捩り加工を行なう、
または捩りピッチが部分的に異なる製品を製造する方法
を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、被加工材の軸方向の局部を加熱（以下単に
局部加熱と記す）し、該局部加熱域の軸方向位置と捩り
加工運動を関連づけた捩り加工方法である。すなわち、
本発明は加熱した棒状材に捩り加工を与える捩り加工方
法において、前記捩りは前記棒状材のうち目的とする捩
り加工部分の両外側部分を経て伝達され、かつ前記加熱
は前記捩り加工部分内の軸方向の局部加熱であり、該局
部加熱域は前記捩り加工部分内を連続的に定方向に移動
され、その軸方向位置について、その移動速度に対する
前記捩り加工のための捩り速度を所定値としたことを特
徴とする捩り加工方法。

〔作用〕

本発明は第１図により詳細に説明する。

被加工材１の一端を回転しないように固定チャック２
で保持し、他端を回転チャック３でつかんで捩りを与え
る。この場合、両チャック部分とその内側近傍間が捩り
加工部分となる。両チャック間に被加工材を局部加熱す
る加熱装置４とこれに隣接する冷却装置５を取付けた走
行台６が設けられている。回転チャック３を回転させる
ことにより、被加工材１に捩りを与えると同時にこの捩
り回転に同期して走行台６を加熱装置４側の方向に低速
度で連続して走行させ、材料の局部加熱位置と捩り速度
を予め定められた所定値とすることで定捩りピッチ、変
化する捩りピッチの捩り加工を行なう。

ここで捩りピッチＬ、捩り回転数Ｎ、走行速度Ｖとす
ると、Ｖ＝Ｌ×Ｎの関係より回転数と速度を選ぶことに
より、任意の捩りピッチを得ることができる。

なお、加熱装置４に隣接した冷却装置５は、加熱装置
で加熱された材料を常温近くまで冷却して加熱部長さを
一定に保つためのものである。しかし、本発明におい
て、この冷却装置は被加工材が小径で冷却し易い、温度
に対する変形抵抗の変化率が大きい等の場合は必須でな
い。

また、加工に際しては加熱膨張による被加工材のチャ
ック間でのたわみをなくす必要がある。

一般に熱間加工温度における金属材料の変形抵抗は常
温での値の1/5以下であり、被加工材１に与えられた捩
り力は加熱された部分に集中し、この部分のみに捩り変
形が生ずる。いま加熱部長さをｌ、所要の捩りピッチを
Ｌとすると加熱部に与えるべき捩り角は、 θ＝２πl/L（rad）であり、ｌが小さいほど捩り角θは
小さくなり、材料寸法の変動や温度変化の影響が少なく
なる。したがって、捩り精度を高めるためには、加熱部
長さをできるだけ小さくするのがよいが、実際上極端に
小さくすることは困難であり、実用的には丸棒の場合、
直径の１〜２倍程度でよい。

なお、本発明は種々の断面形状の棒材のほか、軸方向
に連続した単数または複数の穴を有する等の棒状材に適
用可能である。

本発明における加熱手段として、公知の種々の加熱方
法が採用可能である。このうち、特に誘導加熱方法は、
被制御性がよく、かつ被加工材を内部から加熱するもの
であるから、断面温度分布および急速加熱性がよいので
理想的である。

〔実施例〕

捩り加工装置として旋盤を利用した実施例を説明す
る。第１図において、旋盤のテールストック側に固定チ
ャック２を設け、かつ被加工材の熱膨張を吸収すべく長
手方向に一定の張力がかかるようにした。加熱装置４と
冷却装置５は、第２図に示すごとく一体とし、加熱装置
にはプロパンガスバーナーを円周上に配置し、冷却装置
には円筒状の水箱を用いた。走行台６として刃物台を利
用、これに上述の加熱、冷却装置を取付けて実施した。
実施条件を以下に示す。

被加工材；高速度鋼φ10.0mm熱間圧延材 捩り回転数;1.14rpm 加熱送り速度;62.7mm/min 捩りピッチ;55.2mm 加熱温度;850〜900℃ 加工前に被加工材の母線に沿ってケガキ線を入れ、加
工後の捩りピッチを測定した。その結果を第３図に示
す。弾性歪みのため捩りピッチに対し、実測値は、0.3m
m程度大きくなったが、ピッチのバラツキは±0.5％以内
と良好な結果を得た。

〔発明の効果〕

本発明により、実施例に示すような寸法精度もよくな
い熱間圧延ままの材料をガスバーナーによる簡便な加熱
装置でもって加工しても、従来方法では得られない高精
度の捩り加工精度を得ることができた。

また、捩り回転数に対する加熱送り速度の比を変える
ことにより、自由度に捩りピッチを変更することがで
き、また、加熱位置について、移動速度に対する捩り速
度を所定値に制御することにより、可変捩りピッチ加工
も容易にできる。

なお、実施例では丸棒について説明したが、角材、平
材についても同様に加工ができ、塑性加工法としてその
応用範囲は広い。

なお、以上は、被加工材を水平に保持しつつ捩り加工
するものについて述べたが、本発明は、曲り精度、被加
工材の細長比等の関係から、被加工材を垂直とするも
の、さらに、両チャックを互いに離反または近接運動さ
せつつ、捩り加工する等公知の種々の加工法を付加する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る構成内容を示す図、第２図は、
実施例における加熱装置と冷却装置の断面図および第３
図は本発明による実施例の捩りピッチ測定結果を示す図
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱した棒状材に捩り加工を与える捩り加
   工方法において、前記捩りは前記棒状材のうち目的とす
   る捩り加工部分の両外側部分を経て伝達され、かつ前記
   加熱は前記捩り加工部分内の軸方向の局部加熱であり、
   該局部加熱域は前記捩り加工部分内を連続的に定方向に
   移動され、その軸方向位置について、その移動速度に対
   する前記捩り加工のための捩り速度を所定値としたこと
   を特徴とする捩り加工方法。
2. 【請求項２】加熱方法は、誘導加熱方法であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の捩り加工方法。