JPS596724B2 - ホロビレツトのエキスパンシヨン工具 - Google Patents

ホロビレツトのエキスパンシヨン工具

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JPS596724B2
JPS596724B2 JP1696378A JP1696378A JPS596724B2 JP S596724 B2 JPS596724 B2 JP S596724B2 JP 1696378 A JP1696378 A JP 1696378A JP 1696378 A JP1696378 A JP 1696378A JP S596724 B2 JPS596724 B2 JP S596724B2
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JP
Japan
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hole
tool
guide
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expanding
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JP1696378A
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English (en)
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JPS54109056A (en
Inventor
要 浜田
一延 今村
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00Forging presses
    • B21J9/02Special design or construction
    • B21J9/04Piercing presses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/10Piercing billets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカイドホールを有し予じめその一端面にアブセ
ントコーン部の凹所を形成した金属ビレントの拡孔を実
施するホロビレントのエキスパンション工具に係り、特
に、拡孔開始部とこれに続く拡孔主体部との形状を改善
・工夫することにより、拡孔開始部により最適なメタル
フローで拡孔が開始されたものを所定の孔径まで順次拡
孔するに、内面性状にすぐれると共に工具の耐用度を顕
著に向上させたことを目的とする。
一般にマンドレルを有する金属押出プレスを用いて金属
管を押出加工する場合、ホロビレントが使用されること
は既知である。
この際、ガイドホールを有しその一端面に予め凹所が形
成された金属ビレントの、前記凹所に嵌入され、次いで
前記ガイドホールに沿って圧入されて該ガイドホールを
拡孔するためにエキスパンション工具が用いられるのが
普通である。
第1図1.2を参照して通常のエキスパンション法とこ
れに用いる工具に関して説明すると、1はコンテナ、3
は金属ビレントで、機械加工等の手段でガイドホール3
aを有し、このガイドホール3aの一端面に機械切削加
工等にて円錐台形状の凹所2が予じめ形成してあり、斯
ろ構成のビレント3がコンテナ1に収納されている。
4はエキスバンション工具であって、先端の円柱状ガイ
ド部6とこれに続く円錐台形状の拡孔主体部5とから成
り、ガイド部6をガイドホール3aに臨ませ、かつ、凹
所2に潤滑剤を装置した状態で、工具4をガイドホール
3aに沿って圧入することにより、拡孔がなされろ。
この拡孔は工具4の圧入に伴って潤滑剤を主体部5とビ
レント間に封入しようとするものであるが、拡孔に要す
る時間は短時間であることから、潤滑剤の全部が完全に
溶融されず、この結果、固体と半溶融状態が混在して拡
孔されたビレントの該拡孔部の内面性状の劣化を招き、
斯様なホロビレントを用いて金属押出プレスで金属管を
押出加工することは、品質の悪い金属管を得る要因とな
っていろ。
また、経験則に基づけば拡孔主体部5にガイド部6を無
策に設けたのみでは、孔拡作業時にガイドホール3aが
第1図2で符号3a’で示す如《つぶれ変形を呈し、こ
れは焼付現象を招いてビレントの内面性状の劣化は勿論
のこと工具4の耐用性が顕著に悪くなり、特に、本発明
者等は上記孔拡圧入時のスピードが早いことから、変形
3a’が生じ、しかもその現象はビレント外径Dとガイ
ドホール3aの孔径dの割合D/d値が大きくなればな
る程、激しいものであることを知見した。
本発明は上記実状に鑑み、ガイドホールを有し予めその
一端面に凹所が形成された金属ビレントの、前記凹所に
嵌入され次いで前記ガイドホールに沿って圧入されて該
ガイドホールを拡孔するエキスパンション工具において
、特に、拡孔部ノ拡孔開始部の形状を改善せしめること
により、最適なメタルフローで拡孔を開始し、かつ、と
の拡孔開始部に続く円錐台形状を呈する拡孔主体部で、
所定の孔径まで順次拡孔することを保証したホロビレン
トのエキスパンション工具を提供スるものである。
以下、本発明の具体例を第2図1.2および第3図1.
2.3を参照して詳述する。
第2図1において、10は本発明に係るエキスパンショ
ン工具で、全体として先細り形状を呈する拡孔部11と
、該拡孔部11の前方(下端)に同軸上に連続する円柱
状ガイド部12とから成り、拡孔部11は目的とするビ
レント孔に対応した外形を呈し、その後端面に同軸上と
してピアシングロンド13を有する。
拡孔部11は、円錐台形状に形成された拡孔主体部14
とその前方に連続する拡孔開始部15とから成り、拡孔
開始部15はその後端で前記拡孔主体部14の母線に漸
近する曲線16と、その前端で前記ガイド部12の軸方
向に漸近する曲線17とをなめらかに連続して得られる
波状曲線を、拡孔部11の軸心回りに回転して得られる
形状に形成され、曲線部16が突隆形で、曲線部17が
凹人形に形成されている。
なお、具体例では拡孔開始部15の形状は2つの円弧で
決定されるのを例示しているが、2つの円が接する如《
単純に2つの円弧のみで波状に連続する場合の他、ポイ
ントCの極一部に直線を用いたり、円弧にかえて2次、
3次・・・n字曲線、放物線、楕円等の種々の曲線の一
部を代替することが可能である。
また、円柱状のガイド部12は柱長さ方向にストレート
とされ、かつ、最前端は丸味形状18とされている。
上記のように構成された本発明に係る工具10で金属ビ
レントのエキスパンション法とその挙動を第3図1.2
,3.4および第2図2を参照して説明する。
第3図各図において、22はエキスパンションプレスの
コンテナ、23はダイスヲ示している。
金属ビレント20はその軸心に機械加工等によってガイ
ドホール21が形成され、その一端面に予め凹所24が
機械切削加工等で形成されている。
斯る金属ビレント20は加熱されてコンテナ22に収納
され、凹所24を閉塞すべくガラスクロス25が載置さ
れ、しかも、該クロス25上にガラス粉末等の潤滑剤2
6が供給されて、ここに第3図1に図解するように孔拡
準備体勢がとられる。
而して、前記凹所24に嵌入され次いでガイドホール2
1に沿って本発明の工具10が圧入されることにより、
ガイドホール21が拡孔されるが、その圧大貫孔工程は
第3図2乃至第3図4に順次図解されている。
斯る拡孔作業において、本発明の工具10では拡孔開始
部15がその後端で前記拡孔主体部14の母線に漸近す
る曲線16と、その前端で前記ガイド部12の軸方向に
漸近する曲線17とをなめらかに連続して得られる波状
曲線を、拡孔部11の軸心のまわりに回転して得られる
形状、つまり、凸隆曲面部16aと凹窪曲面部17aと
を連続せしめた形状に形成されているが故に、拡孔主体
部14のテーパーに概ね平行の圧力Pによってガイドホ
ール21が第2図2の如くつぶれ変形21′することに
なる。
しかしながら、前述の如く拡孔開始部15の始端が凹窪
曲面部17aとされているため、圧力Pによって変形さ
れた部分21′は該凹窪曲面部17aにて受け止められ
、圧入によってその周辺メタルフローは符号fエの如く
波形の拡孔開始部15に沿って所謂プリ上がりの形態を
呈し、このとき、引続く凸隆曲面部16aの径方向外方
への張出しによって符号f2の如くメタルフローが膨出
しようとしてここに圧力Pによってガイドホール21が
つふれるのを軽減するという最適なメタルフローで拡孔
が開始されるのである。
そして、円錐台形状を呈する拡孔主体部14が前述の拡
孔開始部15による最適なメタルフローで拡孔されたも
のを、先細りの円錐台形状を呈することに基づき所定の
孔径まで順次拡孔していき、従って、工具10の焼付き
による耐用度の低下並びに中空金属ビレントの内面性状
の劣化がない孔拡を保証するのである。
本発明者等は約1年間にわたって第1図に示す従前の工
具4と、本件出願に係る工具10とを用いて実際に孔拡
作業を試みた結果、第4図に示すようなデータを得た。
第4図において、グラフQ0が従前工具4のライフタイ
ムで、図で明らかなように工具1本当りの平均穿孔本数
は平均7,8本であったのに対し、本発明の工具10に
あってはグラフQ2のように工具1本当りの平均穿孔本
数が平均59.1本と飛躍的に寿命が延びたのである。
なお、第4図におけるいずれの工具もその外径Dφは1
17φ調で、工具長Lも同一のものを使用した。
また、本発明者等は工具径Dφが117φ調以下のもの
についても実験・試験を重ねた結果、第5図で示すよう
な結果を得た。
第5図でも明らかな如く本発明に係る工具は従前工具に
比較して117φ調以下のものについても良積を残して
いる。
本発明は以上の通りであって、ガイドホールを有し予め
その一端面に凹所を形成された金属ビレントの、前記凹
所に嵌入され次いで該ガイドホールに沿って圧入されろ
該ガイドホールを拡孔するエキスパンション工具におい
て、該拡孔部を円錐台形状に形成された拡孔主体部と工
具軸方向に関して波状曲線を呈する拡孔開始部とで構成
することにより、拡孔開始部で最適なメタルフローで拡
孔を開始したのち、引続く先細りの円錐台形状の拡孔主
体部にて所定の孔径まで順次拡孔することができろ。
特に、本発明では、拡孔作業時には、ビレントの拡孔主
体部の周辺部には、拡孔主体部のテーバ−面に概ね平行
の下向圧力が作用して、ビレントのガイドホール周辺部
がつぶれ変形されるが、このつぶれ変形された部分はメ
タルフローとして凹窪曲面部に沿って上昇した後、凹窪
曲面部に連続する凸隆曲面部により拡孔主体部の径方向
外方側に案内されるのであり、従って、本発明では、上
記下向圧力によってビレントにおけるガイドホール周辺
部がつぶれろのを軽減すると云う最適なメタルフローで
拡孔が行われ、ここに工具寿命の増長と、内面性状に優
れた中空金属ビレントの提供ができてその工業的価値は
著犬である。
【図面の簡単な説明】
第1図1,2は従前工具の外形とその挙動を示す図面、
第2図1,2は本発明工具の外形図とその挙動説明図、
第3図1 .2,3.4は本発明工具を用いる穿孔作業
一例の工程断面図、第4図は工具径117φ閣の従前工
具と本発明工具の耐用度を示す比較グラフ、第5図は工
具径117φ咽以下の従前工具と本発明工具の耐用度を
示す比較グラフである。 10・・・・・・工具全体、11・・・・・・拡孔部、
12・・・・・・ガイド部、14・・・・・・拡孔主体
部、15・・・・・・拡孔開始部、16・・・・・・母
線に漸近する曲線、16a・・・・・・凸隆曲面部、1
7・・・・・・軸方向に漸近する曲線、17a・・・・
・・凹窪曲面部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ガイドホール21を有し、予めその一端面に凹所2
    4を形成された金属ビレント20の、前記凹所24に嵌
    入され次いで前記ガイドホール21に沿って圧入されて
    該ガイドホール21を拡孔スるエキスパンション工具で
    あって、その後端に目的とするビレント孔径に対応した
    外形と押込用ピアシングロンド13とを有し、全体とし
    て先細り形状を呈する拡孔部11と、該拡孔部11の前
    方に同軸上に連続する円柱状ガイド部12とを有し、前
    記拡孔部11は、円錐台形状に形成された拡孔主体部1
    4とその前方に連続する拡孔開始部15とから成り、前
    記拡孔開始部15外周面は、凸隆曲面部16aとその前
    方に連続する凹窪曲面部17aとから成り、前記凸隆曲
    面部16aは、後端で前記拡孔主体部14の母線に漸近
    する曲線16を拡孔部11の軸心のまわりに回転させて
    成る曲面とされ前記凹窪曲面部17aは、後端で前記曲
    線16となめらかに連続し且つ前端で前記ガイド部12
    の軸方向に漸近する曲線17を拡孔部11の軸心のまわ
    りに回転させて成る曲面とされたことを特徴とするホロ
    ビレントのエキスパンション工具。
JP1696378A 1978-02-14 1978-02-14 ホロビレツトのエキスパンシヨン工具 Expired JPS596724B2 (ja)

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