JPS6030518A - 管棒材の冷間抽伸方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は営・棒・線材（以下前棒材という）を対象と
する冷間抽伸方法に係り、曲りの少ない冷間抽伸材が得
られるとともに素管の偏肉の矯正をも可能とする冷間抽
伸方法に関する。

萱棒材の冷ＩｆＵ抽伸においてに、従来例えば管材の場
合は、第１図１（イ〕（ロ）に示す如く引抜フィンに設
置したダイホルダー（２）にダイス（３）を装着し、こ
のダイス（３）越しに管（１）の先端部をチャックで掴
んで（図示していない）引抜くのであるが、この種の冷
間抽伸では抽伸材の曲Ｖ発生は実際上皿けられない。

このような抽伸による曲り発生は、特に冷間加工ＶＣよ
る加工硬化を利用すべく冷間抽伸後熱処理を行わないで
その寸ま製品として出荷する場合にあっては抽伸加工に
よって生じる曲りが大きいと出荷に先立って曲シ矯正工
程が必要となり、生産能率の低下に加えてこの工程での
割れ発生等による品質低下を招く、また冷間抽伸後熱処
理を施す場合にあっては熱処理炉への装入充填率向上あ
るいは熱処理によって生じる曲りを含めた大曲りによる
品質低下防止を図るべく抽伸工程の次段に必須の工程と
して曲り矯正工程を設ける必要があって工数増加および
生産能率の低下を招く等の問題を抱えている。従って抽
伸後の曲りは可及的に生き＜シてやらなければならない
。

かかる抽伸材の曲り防止対策としては従来一般に、第１
図（イ）（ロ）に示すように例えばダイス（３）を装着
したダイシート（４）をダイスタンド（５ンに取ｆ−１
ける手段としてダイシート（４）とダイスタンド（５）
の間隔を調整し得るボルトねじの支持機構（６）　ｅ採
用し、図示例ではダイス（３）穴中心軸（ａ）回りに周
方向に適当間隔に４個のボルトねじ支持機構（６）′ｆ
ｆ：設け、こノホルトねじの締付は操作によってダイホ
ルダー（２）を適当に傾斜δせて抽伸して曲りを予防す
ることが行われている。

しかし上記従来方法は、火際に抽伸作業を行ってみて、
その際の抽伸材の曲り量や曲フの方向を目測し、その結
果に基づいてダイホルダー（２）の傾斜を調整するとい
う手順の繰返しで抽伸材の曲りを真直状に近づけて行く
方法であり、作第者の経験と熟練による勘に頼る部分が
大きく、常に安定した効果を得るには不十分であった。

また一方抽伸時の曲ＤＩ６生の要因としては次のＡ、Ｅ
ＳＣ，Ｄ Ａ：ダイス傾きの狂い Ｂ：引抜センターのズレ Ｃ：管材の場合素管の偏肉 Ｄ：素材の曲フ かめるが、上記従来の曲り防止方法でｉＡ項の要因によ
る曲りしか矯正できない。また作業能率面からダイス類
きの調整は引抜作業開始時のみに行われるのが普通であ
るので、引抜き作業中にダイス傾きに狂いを生じた場合
には対応できないという問題がある。

また特に上記要因中のＣ，Ｄは同一ロット中の材料であ
っても種々異なり、すなわち同一仕様でａってもバフツ
キは避けられず同一の条件素材とは限らないからそのバ
ラツキに応じた結果を有するものしか得られない。すな
わちＡ項による曲りの矯正で絶対的に（は曲９の低減は
得られるが、ＣｌＤ項による曲）が矯正で＠ないので、
従来の曲り防止対策では、抽伸後の全体的な曲りの防止
対策として不十分で、安定した効果は望み得なかった。

本発明は従来の作模者の経！倹と熟練への依存を排し、
前述のＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄのいずれの要因によシ生じた曲シ
をも矯正し得る対策として常に安定した効果を挙げ得る
とともに、また必要に応じ素管の偏肉の矯正をも可能と
する管棒材の冷間抽伸方法を提供しようとするものであ
る。

第２図（イ）（ロ）は、本発明の管棒材の抽伸方法を実
施する装置のダイス面圧分布の検出機構およびダイスの
傾動を調整するダイス支持機構の一例を示した説明図で
、（イ）は正面図、（ロ）ｌ−を縦断側面図である。

ダイス面圧分布検出機構としては、図示例ではダイヌタ
ンドαＯ前面とダイス（３）を支承するダイホルダー（
７）を搭載したダイシート（９）背面との間の前記ダイ
ス（８）の穴中心軸幹）回υに５個の圧力検出器（ロー
ドセル）α１）を周方向に均等に配設し、抽伸加工中に
ダイス（８）に作用する周方向のダイス面圧分布を前記
ロードセ／Ｉ１０］）にて検出する。なおダイス面圧分
布値から任意の方向の面圧差（傾き）を把握するために
は少なくとも３個所以上での面圧４Ｉり定を要する。

ダイス支持機構としては、図示例では、ダイヌタンドα
Ｏ前面とダイスを搭載したダイシート（９）のフフンジ
部θ乃背面との間のダイス穴中心軸（ａ）回υに、前記
ロードセルα］）に対応して、面圧分布に基いてダイス
に所要方向に所要量の傾動を与え得るように周方向５個
所にダイス支持装置α３を設けている。この支持装置Ｑ
３はダイス穴中心軸（ａ）回υのダイスタンドαＯ＠面
に、周方向に均等ＶＣ５個の口高α弔を配設し、該口高
０４）内にはそれぞれピヌトンロツドＱ！；１の各先端
をダイシート（９）のフランジ部０２の背面に固着せし
めた例えば油圧シリンダαゆが装着されている。そうし
て前記油圧シリンダのストローク量ヲ調整することによ
って各凹富個所におけるダイシートとダイスタンド間の
距離が調整きれてダイスに所要方向に所要量の傾動が調
整伺与されて管（１）の抽伸加工が行われるのである。

第３図は上記油圧シリンダ０Ｑの操作によりダイス傾動
を制御するダイス傾動制御系機器の配置を模式的に示し
７ｊ説明図である。図において、０１）はロードセル、
０７）は増幅器、０８）は比１咬器、０つは変換器、Ｑ
’３は油圧シリンダ、（１）は油圧制御ユニットである
。各ロードセ／ｌ／（１１）からのダイス面圧検出値（
電圧で示される）は増幅器α力でそれぞれ増幅きれて次
ぎの比較器α的に入力きれる。該比較器θ８）では各ロ
ードセルからの面圧値によりそれらの面圧偏差値が把握
てれる。次いで変換器ａ傷で前記面圧偏差値をシリンダ
α惇のストローク愈へ変換する。次いで油圧制御ユニッ
ト（イ）にて前記ストローク愈に基いてダイスに所要の
傾動を行わしめるように各油圧シリンダＨへ指示がなδ
れこのストローク愈に基いてシリンダのロッドＱ５が進
退してダイシート（９）を所要方向に所要り傾動せしめ
て抽伸を行い曲りを矯正するのである。

そもそもこのような支持機構を有するダイス（８）は一
般に、抽伸に際してダイス面にその中心軸（ａ）が抽伸
方向（勾に向って傾くように周方向に面圧がかかる。こ
の面圧がダイス（８）ＶＣ周方向に均等な抽伸方向（Ａ
ＲＫ対して軸対称的な力で作用するときには、ダイス面
への周方向での血圧偏差は無く、ダイスは傾むかずに正
規な姿勢（抽伸方向（８）とダイス中心軸（ａ）とが一
致する状態）を保つが、前記軸（ａ）に対し非対称的な
偏よった力が作用すると、周方向のダイス面圧に偏差を
生じダイスが傾いて抽伸材に曲りが生じる。

すなわちダイス（８）は前記ダイス面圧偏差値に対応し
て所要方向、所要量の傾動を示すので、逆にダイスが傾
いて抽伸材に曲シを生じたときには、ダイスに作用する
周方向のダイス面圧分布を検出しその検出偏差値を可及
的に０とするようにダイス（８）の傾きを抽伸軸に対し
所要方向に所要量の調整を行いながら抽伸すれば、曲り
は防止されるのである。

また発明者の天険研究によれば、抽伸加工において抽伸
後に曲りが発生する場合は上述の如くに周方向のダイス
面圧分布は均一とはならず、曲りの凸方向仰１にて面圧
が犬となり、ダイスの面圧差υ）と抽伸材の曲９量（２
）との間には一般的に第４図の特性曲線（Ｉ））にて示
すような相関性が存在することが判明した。

従って上述の如く周方向のダイス面圧偏差値を無くすよ
うにダイスの傾きを調整してやれば抽伸材の曲りは効果
的に抑制でれるのである。

次に本発明方法による例えば素管の偏肉の矯正について
説明する。

素管の偏肉の有無の検出は一般に、公知の管の周方向肉
厚測定装置による管周方向の肉厚偏差の測定結果に基い
て行われるが、第２図に示した本発明方法を実施する装
置を用いての管材の抽伸加工において素管の偏肉を矯正
しようとするときには、第２図に示した装置にσらにダ
イスタンドαＯ出口付近に抽伸管材の周方向肉厚測定装
置（図示していない）を予め設けておく。そして抽伸加
工においてロードセル０］）によるダイス面圧値、及び
各ロードセル間の血圧偏差のイ灸出と同時に前記肉厚測
定装置による偏肉の発生状態の検出を行う。

偏肉の矯正は、偏肉の発生部分の抽伸加工度を大となし
、すなわち前記偏肉部分のダイス傾動を大にしてやれば
厚肉側の伸び伶が大となって、減肉恐が大となり偏肉が
矯正されるのである。具体的には、偏肉の検出部分のダ
イス面圧は他の部分よｐ大となっているので、この面圧
大なる部分を、よシ面圧が大となるようにダイスの傾斜
を調整してやれば偏肉は改善されるのである。

次に突施例を掲げて本発明方法の効果を説明する。

笑施例１ Ｊ　工Ｓ−５ＴＢ８５　ｍノ３４１１＄　Ｘ　３．２１
ｒｔＸ　１００１００Ｏ０の鋼管を素材とし、これを本
発明方法に基いて第２図に示した構造のダイス装置を用
いて、また比較のため第１図に示した構造の従来のダイ
ス装置を用いて、それぞれ各方法毎に２０本ずつ冷間抽
伸を行必２５．４顛＄Ｘ　２．８５　譚ａ＋ｊ、の抽伸
管を得た。

第１表は得られた抽伸管についての曲９ｍ゛の測定結果
の比較を示すもので、それぞれ２０本の素材についての
最大面υ量の平均値［有］と標準偏差材）で示した。

第　１　表 なお曲り量の測定は第５図に示したように定盤（Ｇ）上
に管（１）を横にして置き、その隙間の最大舟を測シ、
これを最大面シ石とする方法をとった１、第１表に見る
通シ、従来方法では最大面り愈の平均値又：１２．０”
１／Ｍ、標準偏差σ：２，６肩＝＋であったものが本発
明方法の実施によ！ｌ又：８．５”７Ｍ、σ：Ｑ、８酊
と曲り示が格段に低減てれたことが明らかである。

実施例２ 実施例１と同様の材質、寸法の鋼管を素材とし、本発明
法に基いて第２図のダイス装置にさらにダイスタンド出
ロイτ１近に周方向内厚測定装置を取付けた装置を用い
、また比較のため第１図に示した構造の従来方法のダイ
ス装置を用いて、それぞれ各方法毎に２０本ずつ、仕上
寸法２５．４鰭、＄　Ｘ　２．８５ｙｍｔの冷間抽伸を
行う際に素管偏肉の矯正を行い本発明法の偏肉矯正効果
について調査した。′第２表は得られた抽伸管について
の偏肉量％の測定結果の比較を示すもので、各２０本の
抽伸管についてのそれぞれの最大偏肉量０６の平均値（
２）と標準偏差（σ）で示した。なお偏肉ｇ％の測定は
周方向の肉厚測定結果から最大の肉厚部分の偏肉を最大
偏肉量□とする方法をとった。捷た偏肉量％は偏肉の厚
みの標準の管肉厚に対する割合（百分比）で偏肉量の太
キ芒を示したものである０第　２　表 第２表に見る通り、従来方法では最大価し４石の平均値
又：５．６Ｘ、標準偏差σ：０．７％でめったものが本
発明方法の実施によシ又：３４％、σ：０．７％と偏肉
かが格段に低減きれたことは明らかである。

なお本発明者は上記本発明の方法が管のみならず棒、線
材に対しても同様の効果を挙げ得るものであることを確
認している。

以上述べた通り、本発明の管棒材の冷間抽伸方法は、抽
伸加工中ダイス面に作用する圧力分布を検出し、この検
出値に基いてダイスに所要の傾動金蔓えて抽伸するとい
５比較的簡単な手段で、抽伸加工における各皿袈因から
生じる曲りすべての抑制を可能として、曲シ防止に常に
安定した高い効果を挙げ得るので、特に冷間抽伸後熱処
理無しで曲り取シ加工に廻す製造手順を経ると＠に、前
記曲υ取りの負担の軽減に顕著な効果を挙げ得るもので
、抽伸カロエのコヌト低減に大いに寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（ロ）は従来方法によシ冷間抽伸を実施す
る装置の一例を示す説明図で、（イ）は正面図、（ロ）
は（イ）のＡ　−Ａ線切断側面図、第２図（イ）（ロ）
は本発明の冷間抽伸方法施に適した装置の一例を示す説
明図で、（イ）に正面図、（ロ）はダイスｔ（イ）のＢ
−Ｂ線で、ロードセルをＣ−Ｃ１１Ｉで、ダイス支持装
置をＤ−Ｄ線で、それぞれ切断して示した側面図、第３
図はダイス傾動制御系機器の配置を模式的に示した説明
図、第４図は抽伸におけるダイス面圧差と抽伸材の曲り
量との関係を示した図、第５図は抽伸管の最大曲υ介の
調べ方の説明図である。 １：管、２．７：ダイホルダー、３．８：ダイス、４．
９：ダイシート、５．１０：ダイヌタンＦ１６：ボルト
ねじ支持機）ｔｌ；、ｕ　：　ｏ　−トセ７ｕ、１２　
：　−ｙランジ部、１３：ダイス支持装置、１４：口高
、１５：ピストンロンド、１６：油圧シリンダ、１７：
増幅器、１８：比較器、１９：変換器、２０：油圧制御
ユニット 出願人　住友金属工秦株式会社 （イ） ｕＢ ２図 ＜ｏ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイスタンド前面とダイス背面との間の前記ダイ
   スの穴中心軸回Ｑに複数の圧力検出器を周方向に均等配
   分して設置し、抽伸加工中ダイスに作用する周方向ダイ
   ヌ面圧分布を検出し、該検出偏差値に基づいて前記ダイ
   スをその抽伸軸に対し所要方向に所要量傾動調整しなか
   ら抽伸加工を行うことを特徴とする管棒拐の冷間抽伸方
   法。