JPS62203633A - リングフランジの成形方法およびその成形装置 - Google Patents

リングフランジの成形方法およびその成形装置

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JPS62203633A
JPS62203633A JP4503886A JP4503886A JPS62203633A JP S62203633 A JPS62203633 A JP S62203633A JP 4503886 A JP4503886 A JP 4503886A JP 4503886 A JP4503886 A JP 4503886A JP S62203633 A JPS62203633 A JP S62203633A
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ring flange
ring
movable
rolls
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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〕 本発明は圧力容器などに用いるリングフランジの成形方
法およびその成形装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の成形方法は特開昭55−42101号公報に記載
されているように、矩形または台形断面を有する角棒を
リング状に曲げ、曲げた両端を溶接して形成するもので
ある。しかしこの方法は形成したリングフランジの気密
性保証と、気密溶接工数が増大する点とについて配慮さ
れていなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来例は気密性を問題としないリング状構造物で、
かつ特殊合金鋼のような素材費の高価なものについては
経済的な成形方法である。しかし使用量の大部分を占め
る耐気密性で、素材費の安価な鋼板製のフランジ類では
、鋼板よりリング状に切断する切板フランジに対して有
効な成形方法ではない。また、リングフランジの歩留り
を向」−する目的の上記従来例と類似な?81フランジ
では、耐気密性の問題はないが加工費が溶接フランジよ
り増大して、経済的に切板フランジに劣る問題があった
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり。
継1]なしで、かつ容易に成形することを可能としたリ
ングフランジの成形方法およびその成形装置を提供する
ことを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は長円リング状の素材の幅を変形を防止し乍ら
連続的げする成形方法および成形装置により、達成され
る。
すなわち成形装置を、最内リング状の素材の厚みを拘束
する溝を設け、かつこの溝内に素材を摺動自在に挾持す
る回転自在な一対の内、外ロール(但し内ロールは小径
あるいは大径のものが使用できるようにした)、外ロー
ルを挾んで対向配置した一対の曲げロール等で構成する
ことにより、達成される。
また、成形装置を、長円リング状の素材を円形状にする
と共に、その幅を一定にするエキスパンダー、垂直ポン
チ、シュリンクポンチを有する一対のエキスパンドユニ
ツ1−.エキスパンドユニットと同一水平面内に設け、
かつ素材の面外曲りを拘束する一対の板押え、加工中の
素材を回転送りする回転送りローラー等で構成すること
により達成される。
〔作用〕
一対の内(但し小径)、外ロールおよび一対の曲げロー
ルは長円リング状の素材を内幅曲げして0イね円形状に
荒地成形する。そして小径の内ロールを大径の大径内ロ
ールに交換し、この交換した大径内ロール、外ロールお
よび一対の曲げロールは円形状に荒地成形したフランジ
の外周を拘束し乍ら、真円状に外曲げ成形する。これに
よって長円リング状の素材はその幅を変形を防止し乍ら
連続的げして円形状から真円状に成形されるようになる
ので、長円リング状の素材から継目なしの真円状のリン
グフランジか容易に成形されるようになる。
また、エキスパンドユニットのエキスパンダーは長円リ
ング状の素材の内径側を拡大して四角形状に荒地成形す
る。この場合に板押え、エキスパンドユニットの垂直ポ
ンチは素材が変形しないように円弧部を押圧し、厚みを
押圧する。エキスパンドユニットのシュリンクポンチは
荒地成形した素材の外周を内径側に押圧して仕上成形を
する。
この場合に板抑え、垂直ポンチは上述のそれと同じ動作
をし、エキスパンダーは素材の内径側を外周側に押圧す
る。従ってエキスパンダーで荒地成形したらすべての素
材拘束および加圧を開放して、エキスパンドユニットの
加工位置に所望の素材加工部が位置するように、回転送
りローラーで荒地成形した素材を送り、板押え、エキス
パンダー。
シュリンクポンチ、垂直ポンチを順次駆動する。
この加工サイクルを複数回行なうことにより任意の寸法
の真円状のリングフランジが得られるようになって、長
円リング状の14林から任意の寸法の継目なしの真円状
のリングフランジが容易に成形されるようになる。
〔実施例〕
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
1図(a)、(b)には本発明の成形方法の一実施例が
示されている。本実施例では真円状のリングフランジ1
aを、長円リング状の素材1bを所定の位置に設置する
工程と、この所定の位置に設置した素材1bの幅をその
変形を防止し乍ら連続的げして素材1bを円形状にする
工程と、この円形状にした素材(フランジ)lcを真円
状にする工程とから成形した。このようにすることによ
り真円状のリングフランジ1aは、長円リング状の素材
1bを所定の位1直に設置する工程と。
この所定の位置に設置した素材1bの幅をその変形を防
止し乍ら連続的げして素材1bを円形状にする工程と、
この円形状にしたフランジ1cを真円状にする工程とか
ら成形されるようになって、継目なしのリングフランジ
1aが容易に成形できるようになり、継「1なしで、か
つ容易に成形することを可能としたリングフランジ1a
の成形方法を得ることができる。
すなわち長円リング状の索材1bを所定の位置に設置し
て加工したが、この所定の位置を、対向配置し、かつ長
円リング状の索材1bの短径側の一方の幅を摺動可能に
対向挾持するように形成した回転・移動自在な内、外ロ
ール2,3と、この内、外ロール2,3の外ロール3を
挾んで対向配置し、かつ移動自在な一対の曲げロール4
とで形成した。そして内ロール2はその外周にその径よ
り大きな大径内ロール5が着脱自在に設けられるように
した。
すなわち真円成形後に概ね等しい体積を有する長円リン
グ状の索材1bを図中矢印Hまたはに方向に圧下するよ
うに、内ロール2と外ロール3とを図中矢印Fまたはそ
の反対方向に回転自在に保持する。外ロール3の両側に
は内ロール2の方向に押込量自在に設定できる曲げロー
ル4を、内ロール2と外ロール3とを結ぶ軸線に対して
傾斜または平行となるように配置する。成形動作は、内
ロール2と外ロール3とで長円リング状の素材1bの測
置線部を圧下し、内ロール2の周速より外ロール3の周
速を僅かに大きくなるように図中矢印Fまたはその反対
方向に回転すれば、素材1bは動摩擦力により図中矢印
りまたはその反対方向に送り出される。この時曲げロー
ル4を図中矢印G方向に押込めば、内、外ロール2,3
を結ぶ軸線と曲げロール4間の軸線との距離および曲げ
ロール4の押込量によって、素材1bの直線部分を順次
曲率加工して所望の内外径を持つフランジに概ね等しく
なるフランジの荒地成形品である円形状の素材(フラン
ジ)lcが得られる。この場合に索材1bの送り出し力
は曲げロール4の水ら 平分力より常に大きくしなければなせないが、冷間加工
などで大きな曲げ水平分力が発生する場合は内、外ロー
ル2 (5)、3の表面に凹凸をつけて動摩擦力を増加
させる。しかし荒地成形品である円形状のフランジIC
では、どうしても長円リング状の素材1bのコーナ一部
2は残留する(同図(、)参照)。そこでこのコーナ一
部Zを一様な曲率に成形するが、まず、内ロール2の外
径を円形状のフランジICの内径の範囲内に大きくした
大径内ロール5を、内ロール2の外周に回り止めをして
取り付ける。この場合に内ロール2の支持台は、大径内
ロール5と内ロール2との半径寸法差相当を図中矢印に
と反対方向に移動固定する。
次いで荒地成形品の円形状のフランジ1cの2部が内、
外ロール5,3の軸線上にほぼ一致するようにセットし
、曲げロール4に円形状のフランジか 1cの外周を整形するように押付力を支える。この状態
で大径内ロール5の周速度と外ロール3の周速度とをほ
ぼ等しくなるように、図中矢印Fまたはその反対方向に
強制回転し乍ら外ロール3を図中矢印H方向、すなわち
大径内ロール5側に順次押込めば、2部の曲率は次第に
大きくなり、完成品である真円状のリングフランジ1a
の曲率に近づく。次いで再び曲げロール4を所望のリン
グフランジ1aの外周曲率となるように、その図中矢印
G方向への押込位置を固定して゛内、外ロール5.3を
連続回転すれば、成形の完了した真円状のリングフラン
ジ1aが得られる(同図(b) e−照)。
第2図から第4図には本発明の他の実施例が示されてい
る6本実施例では成形装置を次のように枯成した。架台
6上の直線案内レール7に設け、スライド装置8に連結
した移動自在は内側支持台9、この内側支持台9上に装
着すると共に、第1の回転駆動源10に連結し、かつ長
円リング状の素材1bの幅の内側の一部を挿入する第1
の溝Mlを設けた回転・移動自在な内ロール2.直線案
内レール7に内側支持台9と並設し、第1の加圧装置1
1に連結した移動自在な外側支持台12.この外側支持
台12上に装着すると共に、第2の回転駆動1jtX1
3に連結し、かつ長円リング状の素材1bの幅の外側の
一部を挿入する第2の溝M2を設けた回転・移動自在な
外ロール3.この外ロール3の両側に外ロール3を挾ん
で対向配置し、かつ第2の加圧装置14に連結した移動
自在なリンク15、これらのリンク15上の所定位置に
設けると共に、内、外ロール2.;3で送られる長円リ
ング状の素材1bの幅を所定方向に曲げる曲げロール4
.架台6上に設け、長円リング状の素材1bの垂直、水
平方向の位置を調整する垂直、水平方向位置調整部1.
6.17等で成形装置を構成した。このようにすること
により成形装置は8肋自在な内、外側支持台9,12上
に設けた回転自在な内、外ロール2,39曲げロール4
.垂直。
水平方向位置調整部16.17等で形成されるようにな
って、長円リング状の素材1bを連続曲げして真円状の
リングフランジが成形できるようになり、継目なしで、
かつ容易に成形することを可能としたリングフランジの
成形装置を得ることができる。
すなわち荒地成形品である素材(フランジ)1cの内側
に素材厚み拘束溝である第1のWE M 1を設けた回
転自在な内ロール2と大径内ロール5とを、第1の回転
駆動源10の片持式軸端で内ロール2と同心上に金具1
8を用いて着脱自在に取り付ける。この内ロールユニッ
トはスライド装置8、はり19.タイaツド20.ブラ
ケット21を介して内側支持台9に連結ピン22で連結
する。
内ロール2と対向して内ロール2と同様の拘束溝である
第2の溝M2を設けた外ロール3を、内ロール2と常に
反対方向に回転を与える第2の回転(y動源1;3と連
結して外側支持台12に装着する。
外側支持台12はrl’i、線案内レール7内で第1の
加圧装置1]で図中矢印H方向に摺動加圧できる。
外ロール;3の両側には支持ピン23.リンク15を介
して曲げロール4を回転自在に取り付け、第2の加圧装
置14により支持ピン23を中心として図中矢印G方向
に押曲げ寸法自在にする。また、加工中の素材を支持す
る受はロール24を複数個設け、素材の直下となるよう
に水平方向の位置調整部17と垂直方向の位置調整部1
6とを設ける。
そして内ロール3と大径内ロール5とを交換した場合の
ロール半径寸法差に対応する寸法Jの受はブロック25
を、ブラケット21と内側支持台9との間に着脱自在に
セットする。なお、加圧駆動源例えば油圧ユニット26
は架台6内に設置する。
このように構成した成形装置によるリングフランジ成形
動作を次に説明する。長円リング状の素材1bの直線部
を内ロール2と外ロール3との第1、第2の溝M、、M
2内にセット、受はブロック25を内ロール2用とした
後、外ロール3を加圧する第1の加圧駒b¥11により
素材の側面を挾持する。この場合に素材は水平、垂直位
置を調整。
した受はロール24により水平に支持される。加圧力の
大きさは、曲げロール4の図中矢印G方向への押込量に
よって発生する曲げ水平分力に抗して、長円リング状の
素材1bの矩形断面が連続曲げできるような送り出し動
摩擦力が得られるように設定する。この状態で内ロール
2の周速より外ロール3の周速を僅かに大きくして、素
材が送り出されるように回転すれば、長円リング状の素
材1bの直線部は内側に曲げ加工が進行して次第に円形
状に形成される。次に内ロール2を大径内ロール5とし
て受はブロック25を大径内ロール5用に交換したのち
、一対の曲げロール4で素材の外周側を拘束し乍ら外ロ
ール3を回転駆動して大径内ロール5方向に順次押付力
を加えれば、長円リング状の索材1bの曲線部を外曲げ
成形できる。
曲げロール4を再び所望のフランジ外周曲率となるよう
に押込固定して、大径内、外ロール5.:3を連続回転
すればリングフランジの加工が完了する。このように本
実施例によれば長円リング状のの素材1bから真円状の
リングフランジ1aを成形するのに、内a−ル2を交換
するのみで1台の成形装置で連続加工することができる
第5図から第7図には本発明の更に他の実施例が示され
ている0本実施例では成形装置を長円リング状の素材1
bの中心軸上に対向配置し、索材1bの短径側を拡大し
て円形状にすると共に、素材1bの幅Wを一定にする一
対のエキスパンドユニット、素材1bの中心軸上で、か
つエキスパンドユニット間の軸線と直交して対向配置す
ると共に、素材1bの厚みしを押圧する移動自在な一対
の板押え27、この板押え27に連結し、板押え27を
所定の押圧位置に移動させる位置決め装置28、素材1
bの所定位置に対向配置し、素材1bを回転送りする短
1転送りローラー29等で構成した。このようにするこ
とによりエキスパンドユニット、板押え271位置決め
装置289回転送りローラー29等で構成した成形装置
は、長円リング状の素材1bを連続幅面げして真円状の
すングフランジ1aを成形できるようになって、前述の
場合と同様な作用効果を奏することができろ。
すなわちエキスパンドユニットを設けたが、このエキス
パンドユニットをベース30上に設けると共に、駆@W
X31に連結し、かつその頭部に長円リング状の素材1
bの内半径に挿入可能な円弧状の突8Nを設けた移動自
在なエキスパンダー32、このエキスパンダー32上に
設けると共に、第3の加圧装置33に連結し、素材1b
の厚みtを図中矢印Q方向に鍛圧できる移動自在な垂直
ポンチ34.エキスパンダー32上に設けると共に。
加圧源35と連結し、フランジ幅Wを中心側すなわち図
中矢印S方向に加圧するシュリンクポンチ36等で構成
した。このように構成したエキスパンドユニットは長円
リング状の素材1bの短径を拡大するように素材1bの
中心に対向して一対とし、同一の加工動作となるように
制御して外力を均衡させる。
エキスパンドユニットと同一平面内で直交するように配
置した一対の板押え27は、第4の加圧装置37により
素材1bの面を図中矢印U方向にり 押圧する。位置決弗装置28は板押え位置を中心側すな
わち図中矢印■方向に調整する。板押え27内またはベ
ース30上に中心をおく回転自在な一対の支持アーム3
8は、加工中の素材1bをその中心方向に張力を与える
張力装置39により、支持アーム38先端に設けた回転
方向自在な回転送りローラー29に動摩擦力を付与して
、エキスパンドユニットの加工ポンチ位置、すなわち垂
直ポンタ34.シュリンクポンチ36位置に回転位置決
めする。このようにエキスパンダー32と板押え27と
は長円リング状の素材1bが水平となるように、ベース
30上に設置される。
このように構成した成形装置によるリングフランジ成形
動作を次に説明する。垂直ポンチ34のフランジ幅押圧
部をリングフランジ幅Wとほぼ等しい幅のポンチヘッド
と交換する。交換後は長円リング状の素材1bの円弧部
を押圧できる位置に板押え27の位置を調整する。そし
て第1ステツプでエキスバンド時に素材1bの面外向り
を拘束できる程度に板押え力を与えて素材1bの円弧部
を押圧し、かつ垂直ポンチ34でエキスバンド部の面外
向りを拘束するように押圧し乍ら、素材1bの短径を拡
大するようにエキスパンダー32を外側に駆動して、索
材1bをほぼ四角リング状に荒地成形する。
次いで総ての素材1b拘束と加圧とを開放して。
エキスパンドユニットの加工位負に所望の素材1b加工
部が位置するように回転送りローラー29を回動制御し
、板押え27.エキスパンダー32、シュリンクポンチ
36.垂直ポンチ34を順次駆動して、この加工サイク
ルを複数回実施する。この加工サイクル回数は長円リン
グ状の索材1bの寸法と、リングフランジ成形完了後の
寸法とによって異なる成形アルゴリズムによって、面外
向がりが発生しない範IJIl内で任意に設定してプロ
グラム制御する。
このように本実施例によれば、長円リング状の素材1b
から冷間または熱間加工で順次真円状のリングフランジ
1aに仕上げ成形することができる。すなわち1台の成
形装置で荒地成形から仕上成形まで連続加工することが
できる。
以上、これら実施例によれば真円状のリングフランジを
切板から製作する場合に比較して1例えば偏平なリング
フランジではリングフランジの外直径500m以上にお
いて素材歩留りを25%以上向上することが可能で、か
つ類似のフランジ製作方法として公知の溶接フランジの
ように溶接継手部が存在しないので、気密シール性が切
板フランジと同程度に良好であり、また、リング鍛造品
のように加工費もかからない。特に使用量の多い耐気密
性鋼板フランジにおいて効果が大きいが、素材を加熱し
て成形するか、室温で成形かるかは素板の変形抵抗と成
形装置の加工能力との関係から自由に選択すればよい。
〔発明の効果〕
上述のように本発明はリングフランジを継目なしで、か
つ容易に成形することができるようになって、継目なし
で、かつ容易に成形することを可能としたリングフラン
ジの成形方法およびその成形装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)は本発明のリングフランジの成形
方法の一実施例による長円リング状の素材から真円状の
リングフランジを成形する過程を示すもので、(a)は
長円リング状の素材から円形状のフランジに成形した状
態を示す正面図。 (b)は円形状のフランジから真円状のリングフランジ
に成形した状態を示す正面図、第2図は本発明のリング
フランジの成形装置の一実施例の平面図、第3図は第2
図の縦断側面図、第4図は第2図のC−C線に沿う側面
図、第5図は本発明のリングフランジの成形装置の他の
実施例の平面図、第6図は第5図のD−0線に沿う断面
図、第7図は第5図のE−0線に沿う断面図である。 1a・・・真円状のリングフランジ、1b・・・長円リ
ング状の素材、1c・・・円形状のフランジ(荒地成形
品)、2・・内ロール、3・・・外ロール、4・・・曲
げロール55・・・大径内ロール、6・・・架台、7・
・・直線案内レール、8・・・スライド装置、9・・・
内側支持台、10・・・fjSlの回転1ψ#J源、1
1・・・第1の加圧装置、12・・・外側支持台、13
・・・第2の回転駆動源。 14・・・第2の加圧装置、15・・・リンク、16・
・・垂直方向の位置調整部、17・・・水平方向の位置
調整部、27・・・板押え、28・・・位置決め装置、
29・・・回転送りローラー、30・・ベース、31・
・・駆動源。 32・・・エキスパンダー、33・・・第3の加圧装置
、34・・・垂直ポンチ、35・・・加圧源、36・・
・シュリンクポンチ、37・・・第4の加圧装置、38
・・・支持アーム、39・・・張力装置、Ml・・・第
1の溝、Ml・・・第2の溝、N・・・円弧状の突起。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、長円リング状の素材を所定の位置に設置する工程と
    、この所定の位置に設置した素材の幅をその変形を防止
    し乍ら連続曲げして前記素材を円形状にする工程と、こ
    の円形状にしたフランジを真円状にする工程とからなり
    、前記長円リング状の素材から真円状のリングフランジ
    を成形することを特徴とするリングフランジの成形方法
    。 2、前記所定位置が、対向配置され、かつ前記長円リン
    グ状の素材の短径側幅の一方を摺動可能に対向挾持する
    ように形成された回転・移動自在な一対の内、外ロール
    と、この内、外ロールの外ロールを挾んで対向配置され
    、かつ移動自在な一対の曲げロールとで形成されたもの
    である特許請求の範囲第1項記載のリングフランジの成
    形方法。 3、前記内ロールが、その外周にその径より大きな大径
    内ロールが着脱自在に設けられるものである特許請求の
    範囲第2項記載のリングフランジの成形方法。 4、架台上の直線案内レールに設けられ、かつスライド
    装置に連結された移動自在な内側支持台と、この内側支
    持台上に装着されると共に、第1の回転駆動源に連結さ
    れ、かつ長円リング状の素材の幅の内側の一部を挿入す
    る第1の溝を設けた回転・移動自在な内ロールと、前記
    直線案内レールに前記内側支持台と並設され、かつ第1
    の加圧装置に連結された移動自在な外側支持台と、この
    外側支持台上に装着されると共に、第2の回転駆動源に
    連結され、かつ前記長円リング状の素材の幅の外側の一
    部を挿入する第2の溝を設けた回転・移動自在な外ロー
    ルと、この外ロールの両側に外ロールを挾んで対向配置
    され、かつ第2の加圧装置に連結された移動自在なリン
    クと、これらのリンク上の所定位置に設けられると共に
    、前記内、外ロールで送られる前記長円リング状の素材
    の幅を所定方向に曲げる曲げロールと、前記架台に設け
    られ、前記長円リング状の素材の垂直、水平方向の位置
    を調整する垂直、水平方向位置調整部とで構成し、前記
    曲げロールの押込寸法によつて発生する曲げ加工水平分
    力に抗して前記長円リング状の素材の連続内幅曲げがで
    きるような動摩擦力を得る大きさに前記内、外ロールの
    押圧力を調整し、かつ前記外ロールの周速度を前記内ロ
    ールの周速度より大きくして前記長円リング状の素材か
    ら真円状のリングフランジを製造するようにしたことを
    特徴とするリングフランジの成形装置。 5、前記第1、第2の溝が、前記内、外ロールの同一水
    平面に対向して形成されたものである特許請求の範囲第
    4項記載のリングフランジの成形装置。 6、前記内ロールが、その外周にその径より大きな大径
    内ロールが着脱自在に設けられるものである特許請求の
    範囲第4項記載のリングフランジの成形装置。 7、長円リング状の素材の中心軸上に対向配置され、前
    記素材の短径側を拡大して前記素材を円形状にすると共
    に、前記素材の幅を一定にする一対のエキスパンドユニ
    ットと、前記素材の中心軸上で、かつ前記エキスパンド
    ユニット間の軸線と直交して対向配置されると共に、前
    記素材の厚みを押圧する移動自在な一対の板押えと、こ
    の板押えに連結され、前記板押えを所定の押圧位置に移
    動させる位置決め装置と、前記素材の所定位置に対向配
    置され、前記素材を回転送りする回転送りローラーとで
    構成されたものであることを特徴とするリングフランジ
    の成形装置。 8、前記エキスパンドユニットが、ベース上に設けられ
    ると共に、駆動源に連結され、かつその頭部に前記素材
    の内半径に挿入可能な円弧状の突起を設けた移動自在な
    エキスパンダーと、このエキスパンダー上に設けられる
    と共に、第3の加圧装置に連結され、かつ前記素材の厚
    みを鍛圧する移動自在な垂直ポンチと、前記エキスパン
    ダー上に設けられると共に、加圧源に連結され、かつ前
    記素材の外周をその中心側に加圧するシュリンクポンチ
    とで構成されたものである特許請求の範囲第7項記載の
    リングフランジの成形装置。 9、前記板押えが、前記ベース上に設けられると共に、
    第4の加圧装置に連結され、かつその頭部が半円状に形
    成されたものである特許請求の範囲第7項記載のリング
    フランジの成形装置。 10、前記回転送りローラーが、前記板押え内に支点が
    設けられると共に、張力装置により前記素材の中心方向
    に張力が与えられる支持アームの頭部に設けられたもの
    である特許請求の範囲第7項記載のリングフランジの成
    形装置。 11、前記エキスパンダー、垂直ポンチおよびシュリン
    クポンチが任意の径のリングフランジに対応できるよう
    に形成されたものである特許請求の範囲第8項記載のリ
    ングフランジの成形装置。
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