JPS6137323A - 薄板材の板幅制御装置 - Google Patents

薄板材の板幅制御装置

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JPS6137323A
JPS6137323A JP15825784A JP15825784A JPS6137323A JP S6137323 A JPS6137323 A JP S6137323A JP 15825784 A JP15825784 A JP 15825784A JP 15825784 A JP15825784 A JP 15825784A JP S6137323 A JPS6137323 A JP S6137323A
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curvature
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tension
bending
controlling
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Tomoaki Kimura
智明 木村
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/05Stretching combined with rolling

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Straightening Metal Sheet-Like Bodies (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、薄板材の板幅を制御する、薄板材の板幅制御
装置に関する。
〔発明の背景〕
薄板材を製造するには、まず熱間圧延工程で素材を圧延
し、その後冷間圧延工程でさらに圧延している。製造さ
れる薄板材の板幅を揃えるために、冷間圧延工程の前に
、熱間圧延工程で得られた板素材の両端を各々5〜10
w程度切り落としていた。このため、例えば平均板幅1
000mmの板材の場合には約1.5%程度の歩留シ低
下を招き、無視できないものとなっていた。
また薄板材の他の製造方法として、近年、連鋳機によシ
直接製造することが行われるようになってきている。こ
の連鋳機においては、ツインベルト式のハゼレ()(a
gelleQ法又は双ロール法等で、薄板材が製造され
る。この連鋳機によれば、薄板材の板幅を揃えることが
できても、鋳造後に板幅を変更することは困難であった
スラブ材のような板厚の大きな板材の場合には、竪型ロ
ールによシ圧延することによp板幅を変化させることが
できる。しかし薄板材の場合は、通常板厚が10mm以
Fであり、板幅も700〜1650闘と大きいため、竪
型ロールで圧延すると、直ちに座屈現象が生じ、板幅を
変えることは困難であった。
このような薄板材の板幅を変化させるものとして、特開
昭54−58666号公報に示された装置がある。この
ホットストリップの幅制御装置は、第7図に示すように
、千鳥状に配置したローラ3゜4.5によりストリップ
2を曲げ、このときのストリップ2の引張る力を制御し
て、幅制御を行うものである。このようにストリップ2
に張力を加えながら曲げると、ストリップ2は伸張し、
この伸張によシ板幅が縮む。すなわち、第9図に示すよ
うにストリップ2が伸張率εtだけ伸張すると、これに
伴い板幅が縮み率εb、板厚が縮み率εhだけ縮む。こ
れらεL、εb、εhの関係は、伸伸張率εtと板幅縮
み率εbとの関係は、第10図の直線aで示すように、
εb=0.15〜0,2・ε6となシ、板を単純に引張
った場合の関係ε、=0.5・εt(第10図の直線C
)に比較して極めて低い。この方法は、ストリップに降
伏応力以下の張力を与えた場合でも、ストリップの板幅
を縮ませることができるが、上述のように、単純引張り
の場合の半分以下の縮み率しか得られないという問題が
あった。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、大きな板
幅縮み率により薄板材の板幅を制御することができる、
薄板材の板幅制御装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために、本発明による薄板材の板幅
制御装置は、負荷張力が加えられた薄板材を、徐々に曲
率が変化し長い区間で曲率変化が生ずるように曲げ加工
することを特徴とする。
またこの曲げ加工は、包絡線が長い区間で曲率変化する
複数のローラで行うようにしてもよいし、徐々に曲率が
変化し長い区間で曲率が変化する曲げ加工面で行うよう
にしてもよい。
〔発明の実施例〕
本発明の実施例の前に、本発明の原理について説明する
。薄板材に張力σtを加え、n本のローラにより繰り返
し曲げた場合の、薄板材の伸張率εLは次式の如くなる
ただし、σ、は薄板材材料の降伏応力、hは薄板材の板
厚、Rは薄板材の曲げ半径(ローラの半径)、Eは縦弾
性係数である。(1)式より、薄板材を大きく曲げる場
合、半径Rは小さくすると、張力σtが小さくとも十分
伸張できることがわかる。
したがって、曲げ半径几の選択により十分な伸張率ε1
.を得ることができる。
ところで、第7図に示す従来の方法のように、ローラ3
にストリップ2が曲げられている場合、ロー23近傍の
ストリップ2で生ずる曲げ曲率変化は第8図に示す如く
なる。第8図は、ローラ3で曲げられたストリップ2を
展開した平面図で、第7図における位置A、B、C,,
Dと、第8図における位置A、B、C,Dは対応してい
る。位置人はローラ3によシストリップ2が曲がりはじ
める位置であり、位置Bから位置Cまではローラ3にス
トリップ2が巻きつき、位置りからはストリップ2が再
び直線になる。ストリップ2が実際に(1)式に従って
伸びるのは、第8図にノ・ツチングした位置AからBの
部分と位置CからDの部分しかなく、極めて短い区間で
あることがわかる。例えば、ローラ3の直径が125m
a+の場合、実際に伸張する区間は約20〜40圏程度
である。したがって、この狭い区間で幅縮みが生じよう
としても、この区間の前後では幅縮みが生じないため、
これら前後の部分の剛性から、板幅縮み率εbが小さく
、その分板厚縮み率εhが減少することになり、伸張率
εtに対する板幅縮み率εbが小さい。
これに対し、単純引張シの場合には、伸張が長い区間に
対して生ずるから、板幅縮みが阻害されることがなく、
εh−εb−εt / 2となり、大きな板幅変化が可
能である。
したがって、曲げ加工の場合でも、長い区間にイノたっ
て板が伸張すれば、単純引張りと同様の板幅縮み率が面
持できることになる。本発明はこの却見に基づいてなさ
れたもので、長い区間にわたって板が伸張するように、
曲げ加工の際の曲率を徐々に変化させ、長い区間にわた
って曲率が変化するようにしたものである。すなわち第
3図に示すように、第7図の従来技術の場合には、直線
dの如く急激に曲率Kが増大したのにかかわらず、本発
明では、例えば直線eの如く徐々に曲率Kを変化させて
、曲率Kが変化する区間Sを長くしている。
本発明の一実施例による薄板材の板幅制御装置を第1図
、第2図に示す。板幅を制御するス) IJツブ10は
、入側テンションローラ12.13と、出fl11テン
ションローラ18.19によシ、所定の張力がかけられ
る。モータ21は、入側テンションロー212,13を
駆動し、モータ22は、出側テンションローラ18.1
9を駆動する。ストリップ10への張力は、これらモー
タ21と22の駆動速度の差によシ定まる。
これら入側テンションローラ12.13と出側テンショ
ンロー218.19との間に、曲げ工具14が上下逆向
きに2個設けられている。曲げ工具14は、曲げの頂点
に位置する頂点ローラ15とその両側に配置された複数
の小径ロー216を有している。これらロー215,1
6は、その包絡面の曲率が徐々に変化するように配置さ
れている。頂点ローラ15には最も大きな荷重が加わる
ので、補強ロー227で支えるようにする。これら頂点
ローラ15.小径ローラ16.補強ローラ27は、第2
図に示すように、軸受台17で支持されておplさらに
この軸受台17は、ベース28にポルト29によシ強固
に固定される。
また入側と出側とにそれぞれ板厚計11.20を設け、
ストリップ10の板厚を測定している。
入側の板厚計11の検出信号は、制御部23に入力する
。制御部23では、この検出信号と、設定部24からの
板幅目標信号との差に基づいて、モータ22の速度を制
御する。モータ22の速度を制御することにより出側テ
ンションローラ18゜19の駆動力を制御して、ストリ
ップ10の伸張率εtを変化させる。この伸張率εtの
変化は、最終的にストリップ10の板幅を変化させる。
なお、出側の板厚計20の検出信号を用いて、制御部2
3でフィードバック制御したシ、制御結果をモニタする
ようにしてもよい。
本実施例のローラ15,16の包絡面による曲率にの変
化は、第3図の直線eの如くなるよう配置されている。
すノtわちストリップlo上での位置Eからの距離Sと
曲率にどの間には次式のような関係がある。
ただし、Soは位置Eから位置Fまでの距離であり、K
Oは位置Fでの曲率である。頂点ローラ15の半径をR
とすれば、ス) IJツブ10は位置Fでこの頂点ロー
ラ15に巻きつくので、KO=1/Rとなる。位置Fか
ら位置Gへも、直線eを逆にたどり、徐々に曲率を減す
るようにする。
このように本実施例によれば、曲率が徐々に変化し、長
い区間で曲率変化が生ずるので、この長い区間にわたっ
て薄板材が伸張し、これにより大きな板幅縮み率で板幅
を制御することができる。
例えば、頂点ローラ15の直径が125++++nとす
れば、距離Soは約800rMnとなる。ただし、曲率
Kが零に近い所では、直線とほとんど変わらず、かつ弾
性変形領域なので、幅縮みしないから、第3図のE点は
塑性変形が生じ始める前後の点に選ぶようにしてもよい
。このようにすれば、曲げ工具14を小型にすることが
できる。このようにE点を設定すれば、E点からF点ま
では約350mmとなる。
なお、この距離Soの値は従来の約10倍となり、従来
のような板幅縮みへの影響が少なくなる。
本実施例の場合の伸張率εtと板幅縮み率εbとの関係
を実測したところ、第10図の直線すに示す如くなり、
εb=0.4・εhなる関係のあることがわかった。こ
のように、本実施例によれば、゛板幅縮み率6bは、単
純引張シの場合とほぼ同等となる。
先の実施例では2個の曲げ工具を用いたが、1個の曲げ
工具でもよいし、3個以上の曲げ工具を用いてもよい。
また第4図のように、頂点ローラ41の片側にのみ小径
ローラ40を配置した曲げ工具でもよい。また逆の片側
に小径ローラ40を設けてもよい。
次に本発明の他の実施例による、薄板材の板幅制御装置
の曲げ加工部を第5図に示′f、、先の実施例は複数の
ローラによシ薄板材を曲げたが、本実施例では、徐々に
曲率が変化する曲げ加工面を有する曲げ工具30を用い
ている。先の実施例はローラで薄板材を曲げるため、薄
板材が比較的厚く曲げ剛性が大きい場合にはよいが、曲
げ剛性が小さい薄板材では、ローラ間で薄板材が直線的
に変化して曲率が徐々に変化させることが困難である。
本実施例はこのような極薄板材でも所望の曲率変化をす
るようにしたものである。
曲げ工具30の曲げ加工面は、曲率が徐々に変化するよ
うな形状をしている。この曲げ加工面には、ヘッダ31
からノズル32を介して高圧流体を供給し、ストリップ
10と曲げ加工面との間に流体静圧を発生させ、これに
よりストリップ10を非接触的に支持する。
また高圧流体の代わりに、潤滑流動体を供給しこの流動
体により軸受を構成してもよい。
このように本実施例によれば、極薄板材でも板幅の制御
が可能である。
先の実施例では曲率にと距離Sの関係を第3図の直線e
のような直線的な関係としたが、第6図の曲線f、gの
ように、幅拘束の影響が大きい部分で曲率にの変化を少
なくすれば、よりよい板幅縮み率εbが得られる。寸た
区間の距離Soが長ければ長いほど、板幅を制御しやす
い。
なお、先の実施例では、スl−IJツブは曲げ加工部の
頂点の曲率に馴染んだが、この馴染んだ区間長は、曲率
変化の区間長に比較して十分小さいので、この区間にお
ける幅拘束も無視することができる。
また通常板幅変更率は1〜10外が必要とされるが、実
施例によれば、あまシ伸張しなくとも処成可能である。
すなわち、通常のストリップの伸び級ケチ限界は40%
程度であるが、板幅縮み率εb−10%の場合でも、伸
張率εt−25%程度で十分達成できる。また、板幅変
更により板厚が変化するが、この板厚変化は、例えば冷
間圧延で調整可能である。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明によれば、大きな板幅縮み率により
薄板材の板幅を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(伐木発明の一実施例によるれγ板材の板幅制御
装置の構成図、第2図は同板幅制御装置の■−n断面図
、第3図は曲率にと曲率変化距離Sとの関係を示す図、
第4図は同板幅制御装置の曲げ加工部の変形例を示す図
、第5図は本発明の他の実施1シ11による薄柩材の板
幅制御装置の曲げ加工部を示す図、第6図は本発明の変
形例における曲率と曲率変化距離との関係を示す図、第
7図は従来の薄板材の板幅制御装置の曲げ加工部を示す
図、第8図は同曲げ加工部により曲げ加工されたストリ
ップの平面図、第9図は同ス) IJツブの斜視図、第
10図は同ストリップの伸張率εtと板幅縮み率ε、と
の関係を示す図である。 2・・・ストリップ、3,4.5・・・ローラ、10・
・・ストリップ、11.20・・・板厚計、12,13
゜18.19・・・テンションローラ、14・・・l”
工具、15・・・頂点ローラ、16・・・小径ローラ、
17・・・支持台、21.22・・・モータ、23・・
・制御部、24・・・設定部、27・・・補強ローラ、
28・・・ベース、29・・・ボルト、30・・・曲げ
工具、31・・・ヘッダ、32・・・ノズル、40・・
・小径ローラ、41・・・頂点ローラ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、徐々に曲率を変化させ、長い区間で曲率変化が生ず
    るように、薄板材を曲げ加工する曲げ加工部と、 この曲げ加工部により曲げ加工される薄板材に負荷張力
    を加える負荷張力部と、 この負荷張力部に加えられる負荷張力を制御することに
    より、曲げ加工後の薄板材の板幅を制御する制御部と、 を備えたことを特徴とする薄板材の板幅制御装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記曲
    げ加工部は、その包絡面が長い区間で曲率変化するよう
    な複数のローラを有することを特徴とする、薄板材の板
    幅制御装置。 3、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記曲
    げ加工部は、徐々に曲率が変化し、長い区間で曲率が変
    化する曲げ加工面を有し、この曲げ加工面と前記薄板材
    の間に流体を流すことを特徴とする、薄板材の板幅制御
    装置。
JP15825784A 1984-07-27 1984-07-27 Hakubanzainoitahabaseigyosochi Expired - Lifetime JPH0235603B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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