JPS62199232A - 液圧バルジ加工装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、各種管体の液圧バルジ加工において、最も重
要な軸方向応力と円周方向応力との負荷の調整を容易に
した新しい形式の液圧バルジ加工装置に関するものであ
って、併せて拡管加工が困難とされるチタン（Ｔｉ）材
等によりシーム管の液圧バルジ成形、あるいは中間位な
まし処理を行うことなく、大きな拡管率のバルジ加工を
も一工程で可能とする液圧バルジ加工装置に関する。

（従来の技術） 管体加工技術の１つとしての液圧バルジ加工装置あるい
は加工法に関しては、次の文献、即ち昭和５７年９月、
日刊工業新聞社発行に係る図書「パイプ加工法」　（著
者中村正信）第１３１頁乃至第１６８頁に亘って詳細に
説示されている処であるが、同文献その他に基いて従来
公知のバルジ加工手段について要約すれば、次のような
各技術が存在する。第６図ｔａ）に示したものは、所謂
フリーバルジ加工法と呼ばれているものであって、これ
は最終バルジ加工を行なう前の素材を成形するために多
用されるもので、図示のように素管６１の両端を支持し
、素管６１に内圧Ｐｉと軸方向圧力Ｐｚを加えることに
よってバルジ（拡管）加工するものであり、この加工法
によればその軸方向圧縮長さを変えることにより、膨出
部の肉厚を変えることができる特徴がある。第６図（ｂ
）に示したものは、軸方向圧縮バルジ成形装置であって
、同図において中央より上下に２分した下半ば成形前の
状態、上半は成形後の状態をそれぞれ対照的に示してい
るが、素管６２を２つ割りダイス６３内にセットし、前
記ダイス６３の両側に設けられた油圧シリンダ６４およ
び６５に、それぞれＰ２の圧力を持った作動油を負荷し
て、素管６２に軸方向圧縮力を加えながら、素管６２内
にも同じ＜ｐｚの圧力を持った作動油を、シリンダピス
トンの中心孔６６を通して導入することにより、そのバ
ルジ加工を行うのであり、一般に広く用いられているバ
ルジ加工手段である。第６図（Ｃ）に示したものは型内
部駆動方式のバルジ成形装置（特許第６３６４９７号、
特許第６３７７８９号）であって、同図（ｉ）に示すよ
うに寄せダイス６９．７０を有する型内に素管６７を挿
入し、次いで同図（ｉ））に示すように、エヤシリンダ
７１によって一方の寄せダイス６９を他方の寄せダイス
７０側に移動させて素管６７の両端を両ダイス６９．７
０支持させて後、矢印で示すように寄せダイス７０側か
ら作動油（油圧）を導入させることにより、油圧は素管
６７より寄せダイス６９の小孔６８を通ってダイス６９
の背面、また直接的に寄せダイス７０の背面にも作用し
、両ダイスを前進させて素管６７を圧支固定させるので
ある。そしてこの油圧を高めることにより、両ダイスの
背面に次の式（１）で表わされる力Ｆが生じ、この力Ｆ
によって素管６７に軸方向圧縮力を与え、同時に素管に
は負荷した油圧による内圧Ｐを与えて、目的のバルジ加
工を同図（ｉｉｉ　）に示すように行なうのである。

但し、上式においてり、は寄せダイスの外径、Ｄ２は被
加工素管の内径、Ｐは油圧の圧力である。

上記のようにしてバルジ加工終了後、エヤシリンダ７１
により寄せダイス６９を後退させつつ、油圧を排出した
後、バルジ加工材を取出すのである。

この型内部駆動方式のバルジ成形装置によれば、寄せダ
イスの外径り、とバルジ加工する素管の内径Ｄ２との比
の調整、小孔６８の寸法調整による寄せダイスの移動挙
動の適正化等、細かい調整が要求されるが、素管の型内
に挿入し、作動油を導入して油圧を負荷するのみで、素
管のバルジ加工が行なえる利点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したように液圧バルジ加工法としては、各種の方法
が既に提案されかつ実用に供されているのであるが、従
来技術各側でも明らかなように、その基本的加工原理は
、素管に内圧を加えて膨出し、型内に充満させて成形す
ることにあり、材料はこの膨出によって延伸するが、こ
の延伸量は材料によって定められる一定値を越えること
はできないのである。またその膨出の程度はバルジ加工
中に負荷した軸方向応力Ｇと円周方向応力ａの比（応力
仕）ｍによって大幅に変わるのである。

即ち、第６図（Ｃ）に例示したような型内部駆動方式の
ように、自動的に行うバルジ成形手段によりバルジ加工
を行う時は、事前にその作業条件について入念な設定を
行なわなければならないとともに、第６図（ａｌに例示
したようなフリーバルジ方式で成形する時は、その成形
過程において軸方向圧縮応力Ｇと円周方向応力Ｇを入念
に調整しなければならないため、高度な成形加工技術が
必要とされる。また大きな拡管率のバルジ加工を行う時
は、中間段階で一旦バルジ加工を中断し、材料の焼なま
し処理を行わなければならないのである。更にまた電縫
管のようなシーム管においては、その溶接接合部周辺が
割れ易いため、バルジ加工を施すことが難しいものとさ
れ、そのバルジ加工途中で焼なまし処理を行っても、大
きな拡管率のバルジ加工は困難である。

以上の理由によって、従来技術による加工法では、入念
な作業管理のもとにその成形加工を行い、大きな拡管率
のバルジ加工を行なう場合には、シームレス管を素管と
して用い、更には加工途中において焼なまし処理を行っ
て成形加工することも余儀なくされているのである。バ
ルジ用被加工材として、鋼管、アルミ管のようにシーム
レス素管が得易い材料の場合は、シームレス管を素材と
して用いることにより、大きい拡管率のバルジ加工を行
なうことは可能であるが、先に述べたチタン材のように
シーム管（電縫管）しか得られない材料においては、そ
のバルジ加工は極めて困難であり、これら特殊材料の利
用範囲を狭める１つの原因にもなっているのであり、こ
れらは従来技術における大きな問題点といえる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の問題点を解決し、液圧バルジ加工の作
業管理を容易化し、電縫管のバルジ成形を容易に可能化
し、更には中間焼なまし処理の必要なく、大きな拡管率
のバルジ加工を１工程で行なえるようにするために、圧
力筒内に設けられた一対の、かつ相対する面にバルジ成
形用型面を持つダイス内に素管をセントし、前記圧力筒
と素管の間の空間および素管内に圧力Ｐｉの作動圧媒を
注入し、別途に設けた加圧手段により、圧力筒内に供給
した圧媒によるダイス押上げ力とバランスさせ、素管内
の圧媒圧力を一定に維持するとともに圧力管と素管との
間の圧媒圧力をバルジ加工に必要な値に低下させ、素管
内外の圧媒圧力差と前記加圧手段の押圧力により、両ダ
イスを接近させつつ高静水圧下でバルジ加工を行なうよ
うにしたもので、具体的には、筒体内部空間への圧力供
給手段を具備した圧力筒と、該圧力筒にその両開口端か
ら嵌合される一対の成形ダイスと、該ダイスの一方を他
方のダイスに対して前記圧力筒内供給圧媒に対抗して移
動させる加圧移動部材とから成り、前記成形ダイスは相
対する面にバルジ成形用型面を備えかつダイス中心位置
に被加工素管の両端支持部が設けられるとともに、素管
内を所定圧力に維持する圧媒供給手段を具備することに
ある。

（作　用） 本発明の技術的手段によれば、第１図に示すように、装
置フレーム１内にセットする圧力筒２の両開口端に、そ
れぞれ相対する面にバルジ成形用の型面２５．２６を具
備した一対の成形ダイス３，４をシール５，６を介して
嵌合し、このさい図例では下位の成形ダイス３は前記フ
レーム１側に固定するとともに、圧力筒２をダイス３を
介して同じくフレーム１側に固定し、これに対し上位の
成形ダイス４ば摺動自在とし、成形ダイス３．４の各中
心位置には被加工素管７の両端を支持する支持部となる
位置決め棒８，９を、ネジ嵌合等を介しその位置８周整
自在に、かつシール１０，１）　、シール１２．１３を
介して設置し、前記圧力筒２の内部空間内への圧媒供給
手段としての圧媒給排ポート１４を成形ダイス３側に設
けるとともに、被加工素管７内への圧媒供給手段として
の圧媒給排ポート１５を成形ダイス３の位置決め棒８に
設け、成形ダイス４に同ダイス４を成形ダイス３に向っ
て進退移動させる加圧移動部材としての、加圧棒１９を
装置フレーム１側にガイド２０およびねじ部２１、ナン
ド２２等を介してその位置可調整に設けるとともに、同
加圧棒１９を受台１８を介して前記成形ダイス４に連結
し、加圧棒１９の適宜圧力による加圧移動により成形ダ
イス４を同行移動自在に設けることにより、以下のよう
にして被加工素管７に対するバルジ成形加工が得られる
のである。即ち第２図および第３図は、前記装置によっ
て行われる加工手順と得られるバルジ加工材１例を示し
ており、第３図に示すように直円筒管である被加工素管
７から、その両端が円筒部２７であり、中央部分が膨出
部２８とされたベロー２９を得る場合について説示する
。第２図（ａ）に示すように、素管７を画成形ダイス３
，４の中央孔に、ナツト２２と回動させることによりガ
イド２０を下げ、ダイス３を同行降下させながら挿入し
、位置決め棒８，９により素管７の各端部を固定保持さ
せ、圧媒給排ボー）１４．１５から、例えば圧媒として
圧油を注入するとともに、成形ダイス４側に設けである
エヤ抜き孔１６．１７を開いて、素管７および素管７と
圧力筒２との間の空気を放出し、エヤ抜きしてこれを閉
じ、かくして素管７および素管７と圧力筒との間に所定
圧力Ｐの圧油を供給した後、加圧棒１９の上端フランジ
に、図示省略しであるが別途に設けた加圧設備からの外
荷重−を、第２図（ｂｌに示すように負荷し、圧力筒２
の内部空間に導入された高圧の圧油によって生じる成形
ダイス４の押上げ力と均衡させるのであり、このさい前
記外荷重−は次式（２）、（３）によって表わされる。

Ｐ＝Ｐｏ＝Ｐｉ　　−−−−−−−−−−−−−−−−
−一−−−−−−−−−−−（２）Ｗ＝＝　　Ｐ　　・
　（Ｄ２−ｄ、”　　＋ｄｉ２）−−−−−−−−−１
３１但し上式においてＰｏ、　Ｐｉは素管７内および素
管７と圧力筒２との間の油圧、口は圧力筒２の内径、ま
たｄｉ、　ｄｏは素管７の内、外径である。次いで第２
図（Ｃ１に示すように、素管７内の圧力Ｆ’ｉはＰ一定
に維持し、素管７と圧力筒２との間の圧力Ｐｏを、例え
ば減圧弁操作等によってΔＰだけ下げ、このΔＰの差圧
により素管７に拡管を起生させる。この大きさは次式（
４）、（５）で与えられる値以下であり、このさい前記
拡管によって素管７内の容積は増大するため、圧媒給排
ポート１５から圧力Ｐの圧油を素管７内に供給するので
ある。

Ｐｏ＝Ｐ＋−ΔＰ　−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−（４１ｉ 但しく５）式において、ｔおよびＧは素管７の肉厚およ
び引張降伏点であり、またｋは定数であってに＝１．５
〜１．８である。

従って前記外荷重−および素管７内の圧力Ｐを一定に保
ちながら、素管７と圧力筒２との間の圧力をＰ−ΔＰに
減圧することにより、成形ダイス４は外荷重Ｗの圧下に
よる加圧棒の降下を介し、これと同行して素管７に軸方
向圧縮変位を与えながら拡管加工を行うことになる。こ
の拡管時の操作は、素管７と圧縮筒２との間の圧力ＰＯ
を調整する前記減圧弁等を操作し、素管内径ｃｈｉの増
大につれて素管７内外の圧力差ΔＰを小さくし、また圧
媒給排ポート１５からの圧油供給量に注意し、その圧油
供給量から内径ｄｉの増大量を査定しながら行うことに
あり、第２図（Ｃ１に示すように拡管が進行する。但し
前記操作を継続してバルジ加工しても式（５）に示した
圧力では素管７を両ダイス３．４の型面２５．２６は全
面的に密着させることはできない。

次いで第２図（ｄ）に示すように、成形ダイス４が下降
しきって成形ダイス３と密着した後、先に式（５）で示
した差圧ΔＰより大きな次式（６）において示す差圧Δ
Ｐ、を付加して、拡管された素管７を全面的に両ダイス
３．４の型面２５．２６に密着させるのである。かくし
て素管７のバルジ加工はその仕上げ成形が完了すること
になり、終了後の除圧に当っては、前記した素管７内外
の圧差ΔＰ、は一定に維持しながら、先ず圧力筒２と素
管７との間の圧力を低下させ、次いで素管７内の圧力を
低下させるのである。

但し上式においてｔはバルジ加工材の仕上げ成形時の肉
厚、Ｒはバルジ加工材の最小曲率半径、Ｇは同加工材に
おける引張り降伏点、ｋは定数であってに＝１．５〜１
．８である。

前記除圧を行って後、エヤ抜き孔１６．１７および圧媒
給徘ポー）１４．１５を開き、供給圧油を排出し、成形
ダイス４側の位置決め棒９を弛めて、バルジ加工材とダ
イス４との固定を外し、加圧棒１９を上端まで引き上げ
て後、ナツト２２により上昇位置に固定し、成形ダイス
３側の位置決め棒８を弛めてバルジ加工材（製品）を取
出すのである。

以上の説明で明かなように、本発明装置におけるバルジ
加工の特徴は、その１つには被加工素管７の内外に高圧
の静水圧を作用させ、被加工材の可塑性を高めることに
あるが、更にその最も大きい特徴は、先に第２図（ｂｌ
に示した工程で述べたように、式（３）で示される外荷
重Ｗを別設の適宜な加圧設備によって負荷し、圧力筒２
と素管７との間および素管７内に導入した高圧の作動油
圧によるダイス押上げ力とバランスさせた後、圧力筒２
と素管７との間に導入した作動油圧の圧力を、素管７の
拡管に必要な圧力だけ下げることにあり、このさい圧力
筒２の内径りと素管７の外径ｄｉとの比を適切な値に選
ぶことによって、バルジ加工中に被加工材に生じる軸方
向圧縮応力６と円周方向引張応力Ｃとの比ｍ　（−（７
ｐ　／　Ｏｅ　）を、バルジ加工に最適とされるｍ　−
−０，５〜−０，９に調整できるのであり、以下この詳
細について説示する。先の説明においてバルジ加工する
素管７の内外に与える圧力差ΔＰの最大値は式（５）に
よって示されるように、 ｄｉ この差圧ΔＰは素管７の円周方向に（１，５〜１．８）
・Ｇの応力を生じさせるものであり、この時素管７の軸
方向に生じる応力は下記のように式（７）によって表わ
されることになる。

（１）圧力筒２と素管７との間の作動油圧とΔＰだけ減
圧することによって成形ダイス４側に生じる圧下刃Δに
は次の通りである。

π Δ匈−（Ｄ２ｄｏ”）　　・ΔＰ　−−−−−−−−−
−−−−（７１但し上式において、Ｄは圧力筒２の内径
、ｄｏは素管７の外径、またΔＰは式（５）によって与
えられる素管７の内外に与えられた圧力差である。

（ＩＩ）素管７に生じる軸方向応力Ｇは次式に示す通り
である。

従って軸方向応力ａと円周方向応力Ｇとの比ｍ（（ｌｉ
ｌｏ；　）は次式（９）によって表わされる。

但し上式において、Ｄは圧力筒２の内径、ｄｏ、ｄｉは
素管７の外径、内径、またｔは素管７の肉厚である。

上式（９）から明らかなように、本発明装置にょるバル
ジ加工手段によれば、圧力筒２および素管７内にそれぞ
れ負荷した圧力あるいは圧力筒２と素管７との間に付与
した圧力差に関係なく、応力比ｍ　（（７；　／　坏）
は素管７の寸法および圧力筒２の内径によって定まるこ
とになる。通常、一般のバルジ加工において応力比ｍは
−０，５〜−０，９の値がとられ、そのバルジ加工中、
狭い範囲で一定に得られる。

表１ 上掲の表１に示した一般的な素管を例にとって、その（
圧力筒内径）／（素管外径）（＝Ｄ／ｄｏ）と応力比ｍ
との関係を求めると、第４図に示す通りで、同図におい
て縦軸は応力比、横軸は（圧力筒内径／素管外径）を示
しているが、図示で明らかなように、肉厚ｔによって若
干は異なるが、Ｄ／ｄｏを１．３６〜１．６１にすると
、応力比ｍはバルジ加工で一般に適切とされている−０
．５〜−０．９になり、加工中これが一定に保たれるの
で、そのバルジ加工を容易に行なうことができるのであ
り、またダイス設計上の余裕を加味すれば、拡管率１．
２５〜１．５５程度のバルジ加工を一工程で安定して行
なうことができ、このような大きな拡管率のバルジ加工
を一工程で行なうことは、先に第６図において説示した
従来技術の各方式では、何れも不可能とされていた処の
ものである。

更に先に述べた処の、被加工素管７の内外に高圧の静水
圧を作用させることにより、被加工材の可塑性を高める
ことができる点についてであるが、この点については、
次の文献、即ち日本塑性加工学会誌である「塑性と加工
」　（第２６巻第２９２号、１９８５年−５月刊行）に
おける第４６７頁より第４７６頁に亘って登載された発
表論文「高圧加工と圧力処理」　（発表者西原正夫、松
下冨春）中に詳細に説示されている処であり、同論文中
の特に第４６８頁乃至第４６９頁記載の「２・３高圧下
延性」の項において述べられたように、第５図に示す通
り、静水圧が負荷されることにより、絞り値の増大で見
られるように、その可塑性は著しく改善されるのである
。同図において縦軸は絞り値、横軸は圧力をそれぞれ示
しており、図示の各曲線に付した／Ｖ、　Ｃｕ、　Ｍｇ
、　Ｔｉ、　Ｚｎの各金属材料の何れにおいても、高圧
の静水圧負荷による可塑性改善は明らかである。このさ
い本発明のバルジ加工装置においては、上記文献に述べ
られている４０００〜５０００気圧の高静水圧を負荷す
るものではなく、取扱い力く容易な２０００気圧程度ま
での静水圧を負荷するように設計されたものであるが、
それでもチタン（Ｔｉ）材によるシーム管を例にとると
、静水圧を加えない場合、拡管の限界加工率（−Ｄｄ／
Ｄｏ、但しＤｄは内圧による拡管破壊時の外径、Ｄｏは
素管の外径）は１．１５程度であったものが、１０００
気圧の静水圧を負荷することにより、その限界加工率は
１．４０以上に達し、このため大きなバルジ加工を一工
程で行なうことが可能であり、従って本発明のバルジ加
工装置によれば、応力比ｍがバルジ加工中、安定して一
定に保たれ、その成形作業が著しく容易化するのみに止
まらず、静水圧負荷による利点をも有効に利用でき、大
きい拡管率のバルジ加工を、中間炉なまし処理の必要も
なく、一工程で行なえるという優れた作用を発揮できる
のである。

（実施例） 本発明に係るバルジ加工装置の適切な実施例を、第１図
について説示する。装置フレーム１は被加工素管７の出
入、セット、装置の各部操作の便を考慮すれば、側面が
ある程度開放された枠型乃至窓付箱形等の形態をとるこ
とが好ましく、図示実施例においては成形ダイス３，４
を上下に配した縦型タイプとされるが、これは勿論横型
であることを妨げない。実施例の場合、装置フレーム１
の下端中央は開口３０とされる。圧力筒２は上下両端が
開口した円筒タイプのものであり、装置フレーム１に対
する据付けに当っては、その下部開口側に嵌挿され成形
ダイス３の周辺にフランジ３１を形成し、同フランジ３
１上に圧力筒２の下端を重合し、両者を締結してフレー
ム１側に固定するように設ける。一対の成形ダイス３．
４は、実施例ではダイス３は固定状に圧力筒２に嵌合さ
れ、ダイス４は摺動自在に圧力筒２の上端開口側に嵌合
されるが、両ダイス３，４の嵌合周面には何れも水蜜、
気密のシール５，６が設けられるとともに、両ダイス３
，４の対向面は所要の拡管形状を規定するためのパルジ
酸形用の型面２５．２６がそれぞれ形成される。両型面
２５．２６の各中心位置、即ちダイス３．４の各中心位
置には素管７のセント支持のための各取付孔３２．３３
が開設され、この取付孔３２．３３の各一部は゛ねじ孔
とされることによって、各取付孔３２．３３にシール１
０．１）およびシール１２．１３を介して、同じく前記
ねじ部と螺合するねじ部を一部に具備した位置決め棒８
．９が素管７の両端支持部として進退自在に挿設される
。従って素管７の上下開口端は、この位置決め棒８，９
の上端と取付孔３２．３２の各上端との間に挟持して固
定されることになる。シール１０．１２は素管７のため
のシール、シール１）．１３は位置決め棒８，９のシー
ルとして働くことになる。

下位の成形ダイス３には、圧力筒２の素管７を取巻く内
部空間の圧油等の圧媒を供給するための圧媒給排ポート
１４が設けられ、同ボート１４の一端はダイス３のフラ
ンジ３１部分において外界に開口し、これに適宜圧油管
が連結され、また他端はシール１５より上位においてダ
イス３の周側に開口して圧力筒内部空間と連通されるの
である。また成形ダイス３における位置決め棒８の中心
には、素管内へ圧油等の圧媒給排ポート１５が内外連通
状に設けられ、外部開口に適宜圧油管が連結される。他
方の成形ダイス４には素管７外の、即ち圧力筒２の内部
空間におけるエヤを換気するためのエヤ抜き孔１６が設
けられ、図示省略しであるがこのエヤ抜き孔１６の外部
開口端にはプラグ等の開閉栓が設けられる。また同ダイ
ス４における位置決め棒９の中心には素管７内のエヤを
換気するためのエヤ抜き孔１７が同様に形成されるので
ある。またこの成形ダイス４の上面には受台１８がボル
トその他の締結構造によって取付けられ、この受台１８
に球面座３４を介して加圧移動部材である加圧棒１９の
下端が連結される。前記加圧棒１９にはガイド２０が一
体に外嵌され、同ガイド２０は装置フレーム１に設けた
ガイド孔３５に摺動自在に押点され、ガイド２０の周側
上部に形成したねじ部２１にナツト２２が螺合されるこ
とによって、ナツト２２の正逆回動を介し、ガイド２０
、従って加圧棒１９の位置調整のための上下が得られ、
バルジ成形のための加圧棒１９の大きな圧下移動は、加
圧棒１９の上端にフランジ２４をガイド上端２３と離し
て形成し、このフランジ２４に外荷重Ｗを働かせること
になるが、この外荷重−としては、例えば加圧シリンダ
におけるピストンロンドの連結その他によって適宜行な
うことになるのであるが、油圧シリンダ以外の加圧機構
乃至設備を用いることは自由である。またガイド２ｏ以
外による加圧棒１９の位置調整を始めとして、素管７の
両開口端の支持構造、圧媒供給手段は勿論設計上の自由
であって、図例構造のみに限定されるものでない。

（発明の効果） 本発明によれば、従来の液圧バルジ加工装置に対し、以
下の諸点において優れた効果を奏することができる。即
ちその第１は、この種液圧バルジ加工においてその応力
比ｍ（＝軸方向応力比Ｇ／円周方向応力ＣＧ）が常に一
定に保たれることによって、拡管作業が容易かつ正確化
する点である。

既述のように液圧バルジ加工においては、その応力比ｍ
を適正なある一定値に保って行わなければならないが、
この点について従来技術を見れば、先に第６図（ａｌに
示したフリーバルジ成形手段では、その管の変形状態を
目視によって確認しながら、軸方向加圧力と素管の内径
を調整することが必要とされ、また第６図（ｂ）で示し
た軸方向圧縮バルジ成形手段では、成形型の両側に設け
たシリンダ径と、このシリンダに供給する油圧Ｐ２およ
び素管内に供給する油圧Ｐ１の調整を入念かつ細心に操
作する必要があり、更に第６図（Ｃ）で示した型内部駆
動バルジ成形手段においては、寄せダイス９および１０
の直径り、と小孔８の寸法を調整することによって、適
切な応力比が得られるようにしているのであるが、これ
らは何れもその操作がきわめて面倒であるし、常に安定
かつ一定の操業内容を維持することが難しいのである。

これに対し本発明装置によれば、圧縮筒２内に負荷した
圧媒の圧力あるいは成形する素管７の内外にバルジ加工
のために負荷した圧媒の圧力差等の、成形作業条件には
関係なく、素管７の寸法と圧力筒２の内径のみによって
、適切な応力比印が一義的に定まるため、その成形作業
管理ははるかに容易化されかつ安定化する点で著しく有
利である。

またその第２は、液圧バルジ加工が困難とされていた電
縫管等のシーム管に対するバルジ加工が容易に可能とな
る点にある。即ち電縫管を従来の液圧バルジ加工によっ
て拡管加工する場合、溶接接合部近傍に亀裂が入り易い
ため、液圧バルジ加工には溶接接合部のないシームレス
管を主として用いていたのである。鋼管のようにシーム
レス管の入手が容易な場合、価格的には不利であるが、
バルジ加工素管の入手に特に不便はない。しかしチタン
管材等の特殊管材になれば、シームレス管の製造されて
いない場合が多く、これらの特殊管材のバルジ加工はほ
とんど行なわれていないのである。これに対し本発明装
置によれば、素管の内外に高静水圧を作用させ、素管内
外の圧力差によリバルジ加工を行なえば、従来困難乃至
不可能視されていたシームレス管も、その溶接接合部に
割れ等のトラブルを生じることなく拡管可能となる。

このためチタンシーム管のような特殊管材でも容易にバ
ルジ加工が出来、材料歩留り向上環の効果も生じ、低コ
ストで市場に供給され、優れた特性を持つ各種の特殊材
料の使用分野を拡大する上できわめて有利である。更に
その第３としては、この種液圧バルジ加工において、中
間流なまし加工を行なうことなく一工程で大きな拡管率
のバルジ加工が可能となる点である。バルジ加工におい
て、応力比ｍ（＝軸方向圧縮応力の絶対値／円周方向引
張応力）が小さいと早期に破断が生じ、また応力比ｍが
大きいとバルジ加工途中で座屈を生じる。

この応力比の適正値は−０，５〜−０，９と考えられて
おり、この応力比で通常バルジ加工は行われているが、
延性に冨んだアルミ材でもそ拡管率α（−拡管後の外径
／拡管前の外径）を１．３〜１．４以上に一工程で拡管
することは困難であり、これ以上に拡管しようとする時
は、一旦バルジ加工を打切り、加工材に焼なまし処理を
施行した後、再度バルジ加工を行なう煩雑がある。これ
に対し本発明装置によれば、被加工材に約１０００気圧
の静水圧を負荷してバルジ加工を行えば、拡管率２．０
までは一工程で成形可能であり、きわめて効率的なバル
ジ加工が可能となる点においても、大きな利点を発揮す
るのであり、従来のバルジ加工技術の問題点を解消し、
適用金属材料の範囲を著しく拡大し、また電縫管等の特
殊管材に対してもバルジ加工の途を開き、バルジ加工技
術をより法尻な分野に推進するのとして優れたものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置実施例の要部縦断正面図、第２図は
同装置によるバルジ加工作業手順の各説明図、第３図は
バルジ加工材１例の説明断面図、第４図は同圧力筒内径
／素管外径値と応力比の関係グラフ図、第５図は同静水
圧と延性の関係グラフ図、第６図は従来技術各側の説明
図である。 １−装置フレーム、２−圧力筒、３．、ｌ−成形ダイス
、２５．２６−成形型面、７−被加工素管、８，９−素
管両端支持部、１４．１５−圧媒供給手段、１９−加圧
移動部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）筒体内部空間への圧媒供給手段を具備した圧力筒
   と、該圧力筒にその両開口端から嵌合される一対の成形
   ダイスと、該ダイスの一方を他方のダイスに対して前記
   圧力筒内供給圧媒に対抗して移動させる加圧移動部材と
   から成り、前記成形ダイスは相対する面にバルジ成形用
   型面を備えかつダイス中心位置に被加工素管の両端支持
   部が設けられるとともに、素管内を所定圧力に維持する
   圧媒供給手段を具備することを特徴とする液圧バルジ加
   工装置。