JPS6026618B2 - 金属管端部の据込加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属管端部を裾込加工する方法に関するもの
である。

従来、金属丸榛材を裾込加工してボルト頭部などを形成
する技術は知られているが、その技術を単純に金属管端
部の裾込加工に適用しても、所期の加工を行うことがで
きない。

即ち、丸榛材の据込加工においては、裾込力によって発
生する素材の圧縮応力が降伏点あるし、は耐力以上でな
ければ据込加工は不可能である。

従って、管端部の据込加工を行うためには、裾込加工を
しない素管部が変形しないようにしっかりと保持するこ
とが必要である。中実の丸榛材であれば、その保持は簡
単であるが、中空の金属管についてはその内外側面から
作業性をも考慮してしっかりと保持することは非常に困
難である。この作業性の立場から素管部の内側面を保持
しないで、丸綾材の据込加工を単純に金属管の裾込加工
に適用した場合、即ち第１図の上半に示すように、素材
管１の外側蘭を案内型２によって保持し、裾込ポンチ３
により据込加工を行うと、同図下半に示すように管端部
ｌａに座屈を生じる。この座屈は工程数を増すことによ
り抑制できるが、図例のような裾込方法によれば素管部
の圧縮応力は必然的に降伏点あるし、は耐力以上となる
ため、裾込加工しない素警部ｌｂまで裾込まれる。これ
を抑止するには前述したように素警部内外側面をしっか
り保持すべきである。従ってこのような手法により管端
部のみの据込加工を行うことは不可能である。本発明は
、上述した管端部の裾込加工に際し、素警部を降伏点以
下の応力状態で加工を実施できると共に、第１図に示す
ような座屈も発生せず、従って黍管部の内側面を保持す
る必要がなく、長柱座屈の発生を防止できる程度に管の
外側面を保持して裾込加工を行う方法を提供するもので
ある。

即ち、本発明の加工方法は、管端部を据込加工する素警
部の端面に素管部の圧縮応力が降伏応力以下となるよう
な藤方向圧縮力を付与しながら拡管を行うことにより肉
厚の減少を抑制して管端部の拡管を行う舷管加工と、管
端部を絞ることによりその管径を減少させる絞り加工と
を、交互に各１回または必要回数繰返して行うことによ
り、管端部を裾込加工することを特徴とするものである
。

以下に、第２図及び第３図を参照して本発明をさらに詳
細に説明する。

第２図は、本発明に基づいて金属管端部の拡管加工を行
う装贋の概要を示すもので、上半は加工前、下半は加工
後の状態を示している。

この拡管加工装置において、先端をバックアップ・プレ
ート１川こ当接した案内型１１は、素警部１２及びそれ
を加工した舷管加工管１３の着脱を容易にするため、中
心線を含む面で分割型とし、拡管加工時にその分割面に
おいて分離するのを防止するため、適宜の締結手段（図
示せず。）が施こされる。上記案内型１１に装着された
素警部１２の管端部１２ａを拡管加工する拡管ポンチ１
４は、通常暁入熱処理され、プレスヘッド１５の先端に
ねじで結合されている。この拡管ポンチ１４の先端は、
黍管部１２の管端部１２ａを拡管する円錐部１４ａが形
成され、一方、上記案内型１１には、素材管１２の素管
部１２ｂを装着する装着部１１０と、舷管ポンチの円錐
部１４ａに対向する円錐部１１ａと、それに続く舷蓬部
１１ｃとが形成されている。また、拡管加工時に素材管
１２の端面に軸方向圧縮力を作用させる裾込加工臭１６
は、舷管ポンチと同様に通常は競入熱処理が施こされ、
プレスヘッド１５とは別個に往復勤するように拡管ポン
チ１４及びプレスヘッド１５の周囲に湛動自在に鉄合し
て、据込シリンダ１７に固定されている。そして、裾込
シリンダ１７とプレスヘッド１５との間には、据込加工
臭１６を素材管１２の端面に加圧接触させるための油圧
を供ｖ給するシリンダ室１８が形成されている。この舷
管加工袋直によって素材管１２の拡管を行うには、まず
素材管１２を第２図上半に示すように案内型１１内に装
着し、裾込シリンダ１７内に圧力Ｐ，の油圧を導入して
、該シリンダ１７を右方へ移動せしめ、これと同時にプ
レスヘッド１５を油圧機構あるいはクランク機構等の往
復動作業により右方へ移動せしめ、拡管ポンチ１４の先
端円錐部１４ａを第２図に示すように素材管１２の管端
内縁部に接触させる。

第２図上半はこの状態を示している。さらにプレスヘッ
ド１５を右方へ移動させると、拡管ポンチ１４の円錐部
１４ａにより素管部は拡管され、やがて据込加工臭１６
の先端面が素材管１２の端面に接触し、この状態さらに
プレスヘッド１５を右方に移動させると、素材管は裾込
シリンダ１７内に作用する油圧に基づいて裾込加工臭１
６より圧縮力を受けながら舷管が進行し、最終的には第
２図下半に示すように案内型１１の円錐部１１ａとそれ
に対向する拡管ポンチ先端の円錐部１４ａ間、及び案内
型の拡蚤部１１ｃと拡管ポンチ外周面間に拡管加工管１
３の拡管部１３ａが介在する状態となって、拡管加工が
完了する。

この拡管加工時において、仮に圧力Ｐ，が零の状態で拡
督させたとすると、拡警部１３ａの肉厚は直径増加率と
等しい値だけ薄肉化し、その舷管加工管１３を次の絞り
加工において素材管１２と同一管径に復帰させると、肉
厚も素材管とほとんど同じになり、裾込加工の効果はあ
らわれない。

また、圧力Ｐ，が過大であれば、拡管加工時に素管部１
２ｂに発生する圧縮応力が降伏応力（または耐力）以上
となり、素管部を裾込変化することになる。さらに、大
きな圧縮応力となれば、素材管１２に座屈が生じること
になる。そこで、本発明の拡管加工時においては、据込
シリンダ１７に加える圧力Ｐ．を、素管部１２ｂに発生
する圧縮応力が素材管材料の降伏応力以下になるような
圧力とし、これによって拡管部の肉厚が薄肉化せず、原
厚またはそれに近い状態を保持するようにして拡管加工
を行い、後述の絞り加工により原管径に復帰させる際、
素管部１２ｂを変形させることなく、管端部１２ａに裾
込加工による所定の肉厚を与えるものである。

拡管加工の完了後は、裾込シリンダ１７内の油圧を残し
たままでプレスヘッド１５を後退させれば、拡管加工管
１３を案内型１１内に残して拡管ポンチ１４が後退する
ので、案内型１１を分割することにより拡管加工管１３
を取出すことができる。

第３図は、上記舷管加工管１３を絞り加工するための装
置を示すもので、第２図と同様に上半は加工前、下半は
加工後の状態をそれぞれ示している。

この絞り加工装置において、先端をバックアップ・プレ
ート２０に当接した案内型２１は、前記砿管加工装置に
おける案内型と同様に中心線を含む面で分割型とし、適
宜の締結手段が施こされる。上記案内型２１に装着され
た舷管加工管１３の舷管部１３ａを絞り加工する絞りダ
イス２２は、拡管部１３ａを原管径に復帰させるさめに
その内部に円錐状口部２３ａを有する絞り加工穴２３を
有し、油圧その他の往復動作装置により往復敷するプレ
スヘッド２４の先端に結合されている。また、プレスヘ
ッド２４の内部には、絞り加工が完了して得られた端部
据込管２５を絞りダイス２２から離脱させるためのノッ
クアウト・ピストン２６を内蔵し、そのピストン２６の
端部に圧力室２７が設けられている。この絞り加工装置
によって拡管加工管１３の絞り加工を行うには、第３図
上半に示すような拡管加工管１３を案内型２１内に装着
し、プレスヘッド２４を右方へ前進させて絞りダイス２
２における絞り加工孔２３の円錐状口部２３ａを拡管加
工管１３の端部に接触させ、さらにプレスヘッド２４を
前進させると、絞りダイス２２の絞り加工穴２３により
拡管加工管の舷管部直型が減少して原管径に復帰する。

尚、この絞り加工により必らずしも原管径に復帰させる
必要はなく、それと異なる管径に絞り加工することもで
きる。而して、この直径の減少により舷警部の肉厚が増
加し、裾込部２５ａを有する端部据込管２５を得ること
ができる。

第３図下半はこの状態を示している。絞り加工完了後は
、ノックアウト・ピストン２６の端部の圧力室２７に圧
力Ｐ２を作用させながらプレスヘッド２４を後退させれ
ば、絞りダイス２２内に鉄入していた端部据込管２５の
裾込部２５ａが絞りダイス２２から離脱するので、案内
型２１を分割して端部裾込管２５を取出すことができる
。

このような裾込加工によって得られる肉厚増加量は拡管
加工時の直径増加率に依存し、例えば直蓬増加率三岸生
Ｘ１００（但し、Ｄは舷管時の外径、Ｄｏは素材管の外
蓬）が１０％であれば、絞り加工により原管径に復帰し
たときの肉厚増加率守ＸＩ。

。（但し・ｔ雌鋤工後の肉厚・ｔｏは素材管の肉厚）は
略１０％となる。従って、これ以上の肉厚増加率を必要
とする場合には、この裾込加工を必要回数だけ繰返して
行えばよい。

また、１回の裾込加工における肉厚増加率を大きくする
ために、舷管加工時の直径増加率を大きくすると、素管
部に発生する圧縮応力が降伏応力以上に達し、黍管部の
保持が困難となる。

従って、１回の加工により得られる肉厚増加率の限度は
、１５％程度にすることが望ましい。以上においては、
舷管加工後に絞り加工を行うことにより裾込加工する場
合について説明したが、逆に絞り加工後に拡管加工を行
うことも可能である。

このように、本発明の方法によれば、素材管の拡管加工
と絞り加工を組合めせにより、素材管の秦管部を変形さ
せることなく、管端部の裾込加工を行うことができ、し
かも素警部を簡単に保持すればよいため、裾込加工を容
易かつ能率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は丸榛材の据込加工を単純に金属管端部の据込加
工に適用する場合の加工の態様を示す要部断面図、第２
図は本発明に基づいて素材管の拡管加工を行う態様を示
す断面図、第３図は拡管加工管を絞り加工する態様を示
す断面図で、いずれもその上半に加工前の状態を、下半
に加工後の状態を示している。 １２・・・・・・素材管、１２ａ・・・・・・管端部、
１２ｂ・・・・・・秦管部、１３…・・・拡管加工管、
１３ａ・・・・・・鉱管部、２５・・・・・・端部裾込
管、２５ａ・・・・・・据込部。 図舷 図 Ｎ 舷 図 Ｍ 船

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 管端部を据込加工する素材管の端面に素管部の圧縮
   応力が降伏応力以下となるような軸方向圧縮力を付与し
   ながら拡管を行うことにより肉厚の減少を抑制して管端
   部の拡管を行う拡管加工と、管端部を絞ることによりそ
   の拡径を減少させる絞り加工とを、交互に各１回または
   必要回数繰返して行うことにより、管端部を据込加工す
   ることを特徴とする金属管端部の据込加工方法。