JPS6358058B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 加工物の側壁をその一端で端縁を閉じる方向
に変形させてヴオールトを形成する工程と、得ら
れたヴオールトから平坦な端面壁を形成する工程
と、回転させた加工物の前記端を鍛造温度で内方
に逆絞りする工程とから成る、管状加工物に同心
凹みを形成する方法において、 端面壁の成形工程が二つの段階で行われ、その
うちの第１の段階では、凹部の底部の直径を加工
物の壁の自由曲げ半径Ｒの２倍乃至３倍だけ越え
た直径を有する平坦な領域をヴオールトの先端の
ところに形成することによつて端面壁を予備成形
し、第２の段階では、端面壁の最終成形が、加工
物の端部を同時に内方に逆絞りしながら行われ、
この加工物の端部の内方への逆絞りは、形状及び
寸法が前記凹部と同じプレス工具で前記平坦な領
域を加工物の内方に押圧することによつて行わ
れ、面壁の最終成形は、加工物を回転鍛造工具で
外部から回転鍛造することによつて行われること
を特徴とする、管状加工物に同心凹みを形成する
方法。

２ 加工物を外部から接線方向に回転鍛造するこ
とによつて面壁の最終成形が行われることを特徴
とする請求の範囲第１項に記載の方法。

３ 鋼製の加工物を加工する場合、プレス工具の
送り速度の回転鍛造工具の送り速度に対する比が
0.40乃至0.75であることを特徴とする請求の範囲
第２項に記載の方法。

４ 予備成形段階において、端面壁が切頭円錐体
に成形され、この切頭円錐体の母線の軸線に対す
る傾斜角度が30゜乃至40゜であることを特徴とする
請求の範囲第１項乃至第３項のうちのいずれか１
項に記載の方法。

技術分野 本発明は金属加工分野に属し、より詳細には、
回転鍛造により、管状加工物に同心凹みを有する
端面壁を形成する方法に関する。

従来技術 管状加工物に同心凹みを有する端面壁を形成す
る問題はベルトコンベヤのロール胴部の生産効率
をいちぢるしく増す必要から提起された。

従来法によると、かかる胴部はケースの中にイ
ンサートを挿入し、溶接または圧入によつてイン
サートをロールに接合することによつてつくられ
た。かかる方法は労力を要し、能率が低く、しか
も金属を浪費する。

かかる胴部を鋳造で一体に成形することは胴に
使用する金属の選択とその寸法の選択が制限され
るような不利益が前記諸不利益に加わることによ
り不利益を増大させるに過ぎず、なおその上鋳造
品の機械加工量を増大させるはずである。

当技術分野に周知の金属加工法によりコンベヤ
のロール胴部を一体に成形する問題は中空円筒状
物品に同心凹みを有する面状壁を形成するという
一般問題に帰着する。

逆絞りにより円筒体の底面に凹みを形成する方
法は当技術分野で周知である〔ブイ・ピー・ロマ
ノフスキイ（V.P.Romanovsky）著
「Spravochnik po khlodnoy sthampovke」／冷
間スタンピング便覧（Cold Stamping
Handbook／、1979年第６版、レニングラード
（Leningrad）のマシノストロエニイ出版所
（Mashinostroenie Publirhing House）刊の第
128頁乃至第129頁を参照〕。この方法は外表面と
同心の内部開口を有しこの開口の内壁に前記外表
面が滑らかに連結するような雌型の中に円筒体を
置き、次いで雄型によつて円筒体の底部を雌型の
開口へ押込むことから成る。こうすると、雌型の
外表面を内部開口との連結部の半径にならつて円
筒体の金属の曲がりが生じ、従つて同心凹みが円
筒体の底面に形成されることになる。

上述の方法はコンベヤロールの一体型胴部の製
造に使用不可能であるが、その理由は同法により
凹みを有する面壁が得られるのは中空円筒状加工
物の一端だけであり、他端は開いていることに因
る。その上、この方法によつて得られた凹みは限
定された範囲内の半径しか持ち得ず、この限定範
囲は使用材料の押出し比によつて定まる。

いま考究中のこの問題は、例えば、管状加工物
の端をその内方に向けて何の制約も受けずに逆方
向押出しを行なうことによつて解決される。

かかる逆絞りを利用する方法の一つは、管状加
工物の変形区域を加熱しつつこの加工物を軸方向
に移動させるようにして、この目的で特に設計し
た金型の中で前記管状加工物の逆絞りを行なうこ
とにある。この方法を実施すると、管状加工物の
内面の自由曲げの半径にならつた壁の曲がりと、
加工物の曲げられた端縁の、同加工物の残余の部
分の運動とは逆方向の運動とが生じる。

トロイド面を有する端面を介して加工物の側面
と連結する内向き凹みが加工物に形成される〔オ
ー・ヴイ・ポイポフ（O.V.Popov）著
「lzgotovlenie Tselnoshtamp―povannykh
Tonkostennykh Detaley Peremenngo
sechenia」／加変断面薄肉部品の全スタンピング
加工による生産（Production of All―Stamped
Thin―Walled Parts of Variable
Sections）／、1974年、モスコウ（Moscow）の
マシノストロエニイ出版所（Mashinostroenie
Publishing House）刊の第57頁乃至第62頁を参
照〕。

加工物の外径に応じて決まる大きさの直径をも
つた凹みだけがこの方法では薄肉管状加工物の中
に得られるが、その理由は他の条件では同方法が
使用不可能だからである。その上、加工物の端面
壁の形状はトロイド以外の形状を取り得ない。の
みならず、変形区域の加熱が必要なことからこの
方法の能率は低下する。

従来のスタンピング加工法は上述の不利益を伴
うのに対し、従来の回転鍛造法の場合は装置が簡
単になるばかりか能率も高かいことから、コンベ
ヤロールの一体化胴部の製造法に関して、当業者
の間には後者の方向に固執する傾向が助長され
た。

薄肉還状素材に回転鍛造を順次施し、先ず凹み
を、次いで物品の端面壁と側壁を成形するように
して、円筒状物品の中に、任意の所定寸法と形状
の同心凹みを有する端面壁を形成する方法が前記
技術分野で周知である〔ヴイ・ジー・カポロヴイ
ツチ（V.G.Kaporovich）著「Obkatka ｖ
Proizodztve metalloizdeliy」／金属加工物の生
産における回転鍛造（Rolling in Metal
Products Manu facturing）／、1973年、モス
コウ（Moscow）のマシノストロエニイ出版所
（Mashinostroenie Publishing House）刊の第
97頁を参照〕。

しかしながら、コンベヤロールの前記胴部は凹
みを有する前述の端面壁をその両端に含み、しか
もこの胴部の長さはその直径の数倍もあるという
のに、この方法は長さと同程度の直径の開放端を
有する中空円筒状加工物の製造に対してしか適用
できない。

鋼製型枠の製造プロセスの一段階として、管状
加工物の中に同心凹みを有する端面壁を形成する
方法が当技術分野で周知である〔ヴイ・ジー・カ
ポロヴイツチ（V.G.Kaporovitch）著
「Proizvodstvo detaley iz trubo obkatkoy」／
回転鍛造による管類からの部品生産
（Production of Parts from Tubing by
Rolling）／、1978年、モスコウ（Moscow）の
マシノストエニイ出版所（Mashinostroenie
Publishing House）刊の第129頁、第67頁乃至第
69頁、及び第16頁乃至第17頁を参照〕。この方法
は加工物側壁の一端をこの加工物の端縁を閉じる
方向に変形させてヴオールトが形成されるように
し、得られたヴオールトから平坦な端面壁を形成
し、回転させられている加工物の前記端を、鍛造
温度において、前記加工物の内方に向けて逆絞り
することから成る。側面壁の変形と平坦な端面壁
の形成は別々の成形用工具を用いて順次実施され
るが、この場合これらの工具は単一のホルダ内に
固定されている。加工物の一端をその内方に向け
て逆絞りすることは、1974年公告の、72―69類に
属する米国特許第2449247号に開示の方法に従つ
て実施されるが、この方法は軸線の回りに回転さ
せられるよう特別に設計された工具を軸方向にそ
つて送ることを含む。この工具は中心孔を穿設さ
れた胴とこの胴の底面においてこの中心孔に内設
された一つの突起を含む。３本の耐摩耗性材料の
Ｕ字形ピンが、その各ピンが胴の側壁及びその突
起つき底部の一部に沿つて延び胴の内表面からピ
ンの直径の0.20倍乃至0.35倍程度突出するよう
に、前記孔の中に圧力嵌めされる。軸方向送りの
進行中に、加工物の端は鍛造温度にまで加熱され
る。加工物の側壁は、予備成形された平坦な端面
壁を介して加工物の内側に向かつて押し進む突起
を備えた成形工具の軸方向運動を案内する機能を
果たす。工具の突起が及ぼす圧力によつて、加工
物の端面壁に形成された凹みは拡げられ、かくし
て完全な凹みに成形される。

逆絞りによる管状加工物の付形は自由曲げ半径
を超えない半径にならつてしか行ない得ない〔オ
ー・ヴイ・ポポフ（O.V.Popov）著
「lzgotovlenie Tselnoshtampovannykh
Tonkostennykh Detoley Peremenngo
Sechenia」／全スタンピング加工による可変断
面薄肉部品の生産（Production of All―
Stamped Thin―Walled Parts of Variable
Sectons）／1974年、モスコウ（Moscow）のマ
シノストロエニイ出版所（Mashinostroenie
Publishing House）刊の第57頁乃至第58頁を参
照〕。この方法によつて直径がDe―4Rを超える
内向き凹みが得られる根拠はこの点にある。ここ
に、Deは変形される管状加工物の外径であり、
Ｒは個々の管状加工物について事実上確定してい
る自由曲げ半径で加工物の直径及び管の肉厚によ
つて定まる。内向き凹みは加工物の側壁と端面壁
を介して連結するがこの端面壁は（前記半径をも
つ円によつて外接された）トロイド形以外の形を
とることは出来ない。他の形の端面壁を形成する
には追加の段階を行なう必要がある。

逆絞りが着実に進められるのは加工物である管
の直径が50mmまでであり、しかも壁の相対厚み
（ｔ／De＝100％、ここにｔは壁の厚み）が35％以下 である場合に限るという事実もまた上に述べた方
法の不利益につながる。上記限界値を超えると変
形区域における壁の厚みは相当に厚くなつて、加
工作業を着実に進めることが妨げられる。

こういうわけで、上に述べた方法の実施能力は
加工物の最初の寸法の選択のみならず形成さるべ
き端面壁及び凹みの寸法と形状の選択によつても
共に制限されることになる。

発明の開示 本発明の目的は管状加工物に同心凹みを有する
端面壁を形成する方法を提供することにあり、こ
の方法によれば使用すべき加工物の寸法の範囲が
拡げられると共に、加工物の内方に向かう逆絞り
作業中に加工物の壁の曲げる区域に達する加工物
の金属の連続運動の結果として得られるはずの面
壁及び凹みの寸法と形状の範囲が拡げられる。

この目的は加工物の一端において側壁を端縁を
閉じる方向に変形させてヴオールトを形成し、得
られたヴオールトから端面壁を形成し、回転させ
られている加工物の前記端を鍛造温度において前
記加工物の内方に向けて逆絞りすることから成る
管状加工物に同心凹みを有する端面壁を形成する
方法を実施することによつて達成される。本発明
によれば、端面壁の形成は２段階に分けて達成さ
れる。第１の段階においては、Ｒを加工物の壁の
自由曲げの半径として、凹み底部の直径を2R及
至3Rの値だけ超えた直径を有する平坦区域をヴ
オールトの上部に形成することによつて端面壁が
予備成形される。

第２の段階―端面壁の最終的成形―は凹みの寸
法と形状に適合したプレス工具を用いて加工物の
内側に形成された前記平坦区域を押圧することに
よつて加工物の端を内方に向けて逆方向に押出す
る逆絞りと同時に遂行され、端面壁の最終的成形
は回転鍛造工具を用いて外から加工物に回転鍛造
を施すことによつて遂行される。

予備成形された端面壁の中心に設けられた平坦
区域はプレス工具を支える強固な支持体となる。
かかる区域がないか、あつたとしてもその直径が
工具の直径より小さいと、加工物の端面壁を内方
に向かつて押圧することを伴わずにこの端面壁の
逆絞りが起きることになる。上記のように平坦区
域の直径を得べき凹みの底部の直径（プレス工具
の端面の直径に等しい）よりも大きくすることに
よつて、加工物の端面壁を押出して凹みを成形す
るための必要条件が確実に満たされる。前記下限
値を超えて平坦区域の直径が減少すると、凹みの
底部がプレス作業中に引きちぎられることにな
る。前記上限値を超えてこの直径が増大すると凹
みの予定の幾何学的形状からの許容できない凹み
の形のずれが生じる。

内方に押圧する工程と外から回転鍛造を行う工
程とを組合わせることによつて、内方押圧作業中
に、加工物の金属が加工物の曲げ区域に連続して
而も確実に移動し得ることになる。凹みをもつた
壁の形成中に消費された材料が端面壁を構成する
材料により（もしくは、必要とあれば、同様にし
て側壁を構成する材料によつても）直ちに補充さ
れるわけは上記事実に因る。なお前記補充される
材料は回転鍛造用工具によつて内方押圧区域の中
に移動させられる。このため実用的には深さの制
限がなく、しかも、広範囲の直径をもつた凹みを
得ることが可能になる。この方法を使用すると
き、凹みの直径の下限はプレス工具の強度の条件
によつてのみ定まり、上限は加工物の外径から自
由曲げ直径の４倍を引いた因子によつて定まる。
その上、曲げ区域の中に金属が連続して而も確実
に移動することによつて作業の安定性を妨げる恐
れもある壁の膨らみの形成が阻止される。このた
め使用材料の寸法（直径と壁の相対肉厚）の許容
範囲を拡大する可能性が増大することになる。

特別の場合として、端面壁の最終成形は外から
接線方向に沿つて加工物を回転鍛造することによ
つて達成される。鋼の加工物の加工作業の場合、
プレス工具の送り速度の回転鍛造工具の送り速度
に対する比は0.40乃至0.75の範囲内に選択しなけ
ればならないことを指摘したい。前記上限を超え
ると摩擦工具、すなわち回転鍛造工具は内方押圧
区域の中に材料を送ることがうまく出来なくなつ
て、そのため予め定められた形状からそれた凹み
の形状が生じることになる。

送り速度比が前記下限より小さくなると、材料
がプレス工具に過剰に供給され、そのため物品の
しわが生じたり、場合によつては、凹みの壁が破
けたり、さらには凹みが完全に引きちぎられたり
することになる。

予備成形の段階において、端面壁は切頭円錐に
形作られてこの円錐の母線が中心線となす傾斜角
が30゜乃至40゜になるようにするのが好ましい。こ
うすると、円錐面と相違する曲面ヴオールトの場
合に較べて、内方押圧区域に材料を移動させる距
離が最短で而も剛性がより小さい壁とが得られる
ことから、この条件は凹みを有する端面壁を形成
するための最も好ましい条件であり、従つて端面
壁を変形させる作業も容易になる。その上、かか
る形状をとると、所望の寸法の凹みを形成するに
必要な回転鍛造工具の設計及び技術的に要求され
る隅肉の計算を簡単にすることが出来る。

切頭円錐体の母線の傾斜角が前記角度範囲にあ
るようにすると、動力消費の任意の値について、
端面と凹みの充分な精度を確実に得ることが出来
る。前記上限値を超えると、端面壁の厚みは受入
れらない程厚くなる。傾斜角が前記下限以下にな
ると、端面壁の剛性が増し、凹部を押圧するため
に要する動力消費もまた増大することになる。

【図面の簡単な説明】

次に本発明をその特定の実施態様について添付
図面を参照しつつ説明する。第１図は加工を施さ
れる管状加工物の端部を示す。第２図は本発明の
方法に従つてヴオールトを管状加工物に形成する
ところを示す。第３図は本発明の方法に従つて端
面壁を予備成形するところを示す。第４図乃至第
８図は、本発明に従つて端面壁の同時成形と最終
成形とを行なうことによつて凹みを形成する順次
段階を示す。第９図乃至第１１図は本発明の実施
態様に合致した端面壁の同時成形と最終成形を行
なうことによつて凹みを形成する最終段階を示
す。

本発明の実施態様 本発明の実施態様に従つて、管状加工物に同心
凹みを有する端面壁を形成する方法は次に述べる
ようにして行なわれる。

管状加工物１（第１図）において、加工しよう
とするその一端は例えば鋼に対しては950℃乃至
1250℃である鍛造温度にまで加熱される。次い
で、加工物の加熱されてない方の他端は回転鍛造
機のスピンドルに取付けられたチヤツクに固定さ
れ、この加工物は350回転毎分乃至800回転毎分の
回転速度で回転する。この回転鍛造機としては、
場合によつては、旋盤を使用できる。加工物１の
加熱されている方の端の側壁は、摩擦工具３によ
り接線方向に回転鍛造されてヴオールト２（第２
図）を形成するように周知の方法で、端縁を閉じ
る方向に変形させられる。端面壁はこれに合わせ
た寸法の前記工具３によつて予備成形されるが、
加工のこの段階において、この端面壁はヴオール
ト２（第２図）の先端が占めていた位置に対応す
る帯域中に平坦な区域５を有する切頭円錐体４
（第３図）に形作られている。

この平坦な区域５の外表面と切頭円錐体４の側
面の延長部分との交差円の周囲に沿つて測られ
た、平坦区域５（第３図）の直径Ｄはこの直径が
凹みの底部の直径よりも2R乃至3Rの値だけ大き
くなるように選択される。ここにＲは加工物壁の
自由曲げの半径を表わし、Ｒの値は壁の厚みと加
工物の直径とによつて周知の方法で決定される。
切頭円錐体４と母線とこの錐体の中心軸となす傾
斜角は30゜乃至40゜の範囲内で選択される。

更に、次の加工（第４図）が２つの工具、すな
わちプレス工具６と回転鍛造工具７とによつて同
時に行なわれる。プレス工具６は凹みの所定の形
状及び寸法に合致した形状と寸法とを有するマン
ドレルの形に付形される。マンドレルは旋盤の心
押し台のスピンドルに回転自在に固着される。回
転鍛造工具７は周知の摩擦工具である〔例えば、
ヴイ・ジー・カポロヴイツチ（V.G.
Kaporovitch）著「Proizvodstvo detaley iz
trub obkatkoy」／回転鍛造による管類からの部
品の生産（Production of Parts from Tubing
by Rolling）／、1978年、モスコウ（Moscow）
のマシノストロエニイ出版所（Mashinostroenie
Publishing House）刊の第９頁を参照〕。前記摩
擦工具７は接線方向に回転鍛造を行なうよう輪郭
を付された角棒からつくられ、したがつて、回転
鍛造工具７の加工面の母線の傾斜角は切頭錐体４
の角度から端面壁の表面の母線と加工物の回転
軸とがつくる所定の傾斜角、図示の例では90゜ま
で連続して変わることになる。この回転鍛造工具
７は同じ旋盤の支持台に取付けられる。

プレス工具６は同工具が平坦区域５と接触する
ようになるまで加工物に向かう方向に動かされ、
回転鍛造工具７は錐体４の側面と接触させられ
る。その時、プレス工具６の軸方向の送りと（加
工物の回転軸に直角方向の）接触方向の送りとが
同時に加工物に加えられる。

プレス工具６は、その前端面を平坦な区域５と
接触させつつ、加工物の端面壁を送りの方向に沿
つて内方に押圧し、平坦区域５は端面壁の円錐部
分を曲げる（逆絞りする）ことによつて自体に平
行に移動させられる。平坦区域５の直径の大きさ
を前述の範囲内で選択することによつて、形成さ
れる凹みの底部の周囲に沿つて端面壁の曲がりが
形成される。平坦区域の直径がＤ＜Do＋2Rに等
しければ、平坦区域は前記場所からちぎり取られ
る。この場合は凹みの壁の歪み（物品の種類によ
つては許容されることもある）を生じるばかりで
なく、所定の深さの凹みを形成する可能性を完全
に排除する。

直径がＤ＞Do＋3Rに等しければ、曲がりの部
分はプレス工具６の面から或る不定の距離だけそ
れることになろうし、このため得られた凹みは所
定の幾何学的形状及び断面寸法からそれることに
なろう。

最終的に形成される端面壁中に金属が過剰に蓄
積されるのを回避するため、切頭円錐体４の母線
の傾斜角は前記上限（40゜）を超えてはならない。
この傾斜角の下限値（30゜）は内方押圧作業中の
プレス工具６の送りに伴う動力消費によつて制限
される値である。

精度に関する要求が厳しい物品を取扱う場合、
端面壁と形成すべき凹みの壁との接合点に相当す
る曲がりの場所は、変形が起きている各瞬間にお
いて、プレス工具６の側面に最大限に到達可能な
近傍になければならない。こうすると、プレス工
具６の輪郭に対応した形状と寸法をもつた凹みを
形成することが可能になる。こうするため、プレ
ス工具６と回転鍛造工具７の送り速度は或る一定
の比率によつて選択されるが、この比率は加工物
の材料及びその相対寸法によつて定まり、この比
率は実用上の見地から求められる。例えば、直径
50mm乃至150mmで直径に対する壁の厚みの比が
0.04までの鋼の加工物に対して、工具の送り速度
の前記比率は0.40乃至0.75の範囲内にある。

両工具の送り速度の比が前記範囲の上限を超え
ると、回転鍛造工具７は加工物の壁が曲げられる
場所に加工物の合属を移すことがどうしても出来
なくなり、その金属の位置はプレス工具６の移動
についてその都度考えられる。その結果、凹みの
所定の幾何学的形状は変形を受ける。この比を
0.40以下に選択すると、曲げの場所に金属が過剰
に送られることになり、そのためしわ、局部曲が
りが生じ、凹みの壁が破れることになる。

所定の形状の凹みを得るためのプレス工具６の
行程の計算を容易にするため、回転鍛造工具７
は、加工物の円錐面を回転鍛造する際にこの円錐
面の母線が先ずそれ自体に平行に移動し（第５図
と第６図）、次いで、加工物の軸線と端面の母線
との間の所定の傾斜角度（第７図及び第８図）ま
で前記母線の最初の傾斜角度φを補う角度まで回
転する。この場合、得られた凹みの深さは、円錐
面の回転鍛造中の、母線の平行移動を伴う工具６
の移動行程と母線の回転を伴う工具６の移動行程
との和である。回転鍛造作業の回転鍛造工具７の
単一行程で実施される。さらに、上述の全加工処
理は加工物の一回の加熱で行なわれる。所定の形
状及び寸法を有する端面８と凹み９（第９図）が
得られたら、工具６及び７はそれぞれの最初の位
置まで退き、処理ずみの物品は旋盤のスピンドル
に取付けられたチヤツクから外される。

本発明をいつそうよく理解するため以下に記す
特定の例について本発明を説明する。

例１ （比較の） 約0.2％のカーボンを含む構造用鋼材の管状加
工物が40mmの直径Doと40mmの深さｈの同心の円
筒状凹み（第８図）を持つ平らな端面壁得るため
変形させられた。加工物の外径Deは108mmに等し
く、壁の厚みはｔ＝４mmに等しくした。加工すべ
き加工物の端を1100℃に加熱し、加工物の他端を
旋盤のスピンドルに取付けられたチヤツクに固定
した。375回転毎分に等しい回転速度ｎを旋盤の
スピンドルに加えた。加工物の側壁に達し、端縁
を閉じる方向に回転鍛造を行ない、その結果切頭
円錐体が得られ、その母線がその回転となす傾斜
角は30゜であつた。平坦区域の直径Ｄは切頭円
錐体の小さい方の直径Ｄに一致し、65mmであつ
た。次いで、40mmに等しい直径の円筒状プレス工
具を軸方向に送り（Vo＝ｍ／ｓ）、これと同時に
接線送り速度がVτ＝10m／ｓに等しい摩擦工具
によつて外から端面壁の円錐面に回転鍛造を行つ
て凹みを押圧した。この円錐面の母線が加工物の
回転軸となす傾斜角は30゜から90゜に変えられた。

管状加工物に同心凹みを有する端面壁を形成す
る全作業は一回の加熱で行なつた。端面壁の最終
成形は旋盤の横送り台を一行程送つて実施した。

加工物の壁は自由曲げの半径Ｒ＝13mmに一致し
た半径にならつて曲げられた。こうして得られた
凹みの面と端面との表面の品質は良好で、しわや
その他の欠陥は認められなかつた。

例２ （比較の） 約0.45％のカーボンを含む構造用鋼材の管状加
工物の円錐形の同心凹み（第９図）を有する円錐
端面壁を得るため変形させられた。加工物の直径
Deは76mmに等しく、壁の厚みは３mmであつた。

パラメータの設定値。円錐状端面壁の母線がそ
の中心軸となす傾斜角は50゜に等しい。円錐状端
面壁の母線の交点（円錐体の頂点）は外側を向
き、凹みの底部の直径Doは20mmに等しく、凹み
の深さｈは26mmに等しい。加工した加工物の端を
1200℃の温度に加熱した。これから後の加工作業
は、下記のパラメータの設定値を用いて、例１に
記載の順序と同じ順序に従つて行なわれた。

―旋盤のスピンドルの回転速度ｎ＝600回転毎分。

―予備成形された端面壁（壁は切頭円錐体に付形
されている）の平坦区域の直径Ｄ＝60mm、 ―上記切頭円錐体が加工物の回転軸となす傾斜角
＝40゜、 ―プレス工具の軸方向送り速度Vo＝10mm／ｓ、 ―回転鍛造工具の接線方向送り速度Vτ＝15mm／
ｓ。

端面壁の形成する円錐体の母線が、この壁の最
終成形の行なわれている間、加工物の回転軸とな
す傾斜角は40゜から50゜に変わつた。

加工物の壁は自由曲げの半径Ｒ＝10mmに一致し
た半径にならつて曲げられた。

得られた凹み端面壁の表面の品質は良好であ
り、しわやその他の欠陥の形成は認められなかつ
た。

例 ３ 約0.3％のカーボンと、マンガン、シリコン及
びクロムの各元素をそれぞれ１％含むクロム・シ
リコン・マンガン鋼の管状加工物が直径が50mmで
深さが60mmの円筒状凹み（第８図）を有する平坦
な端面壁を得るため変形させられた。加工物の直
径Deは133mmに等しく、壁の厚みはｔ＝５mmであ
つた。加工された加工物端を1200℃の温度に加熱
した。これから後の加工作業は、下記のパラメー
タの設定値を用いて、例１に記載の順序と同じ順
序に従つて行なわれた。

ｎ＝375回転毎分、 Ｄ＝90mm、 ＝35゜、 Vo＝15mm／ｓ、 Vτ＝25mm／ｓ。

端面壁の形成する円錐体の母線が、この壁の最
終成形の進行中に、加工物の回転軸となす傾斜角
は35゜から90゜に変わつた。

加工物の壁は、自由曲げの半径Ｒ＝16mmに一致
した半径にならつて曲げられた。

得られた凹み及び端面壁の表面の品質は良好で
あり、しわやその他の欠陥の形成は認められなか
つた。

例４ （比較の） 約0.1％のカーボン、1.5％のマンガン、0.7％シ
リコン、16％のクロム、及び0.6％のチタンを含
むクロム・ニツケル・チタン鋼の直径が30mmで深
さが40mmの円筒体凹み（第８図）を有する平坦な
端面壁を得るため変形させられた。加工物の直径
Deは89mmに等しく、壁の厚みはｔ＝３mmであつ
た。加工された加工物端を1200℃の温度に加熱し
た。これから後の加工作業は、下記のパラメータ
設定値を用いて、例１に記載の順序と同じ順序に
従つて実施された。

ｎ＝500回転毎分、 Ｄ＝50mm、 ＝25゜、 Vo＝６mm／ｓ、 Vτ＝10mm／ｓ。

端面壁の形成する円錐体の母線がこの壁の最終
変形作業中に加工物の回転軸となす傾斜角は25゜
から90゜に変わつた。

加工物の壁は自由曲げの半径Ｒ＝10mmにならつ
て曲げられた。

得られた凹み及び端面壁の表面の品質は良好で
あり、しわやその他の欠陥の形成は認められなか
つた。加工物の回転に伴う動力消費の増加は予備
成形された端面壁の母線の傾斜角が余りにも小さ
かつたことに因る。

例５ （比較の） 約0.4％のカーボン、0.65％のマンガン、0.3％
のシリコン、0.7％のクロム、1.45％のニツケル、
及び0.20％のモリブデンを含むクロム・ニツケ
ル・モリブデン鋼が40mmの直径と45mmの深さの円
筒状凹み（第８図）を有する平坦な端面壁を得る
ため変形させられた。加工物の直径Deは108mmに
等しく、壁の厚みはｔ＝３mmであつた。

加工された加工物端を1150゜の温度に加熱した。
これら後の加工作業は、下記のパラメータの設定
値を用いて、例１の記載の順序と同じ順序に従つ
て実施された。

ｎ＝750回転毎分、 Ｄ＝78mm、 ＝45゜、 Vo＝５mm／ｓ、 Vτ＝８mm／ｓ 端面壁の形成する円錐体の母線がこの壁の最終
成形作業中に加工物の回転軸となす傾斜角は45゜
から90゜まで変わつた。

加工物の壁は自由曲げの半径Ｒ＝13mmにならつ
て曲げられた。

得られた凹み及び端面壁の表面の品質は良好で
あり、しわやその他の欠陥の形成は認められなか
つた。

予備成形された端面壁が構成する円錐体の母線
の傾斜角が大きいことに起因して、加工物の端面
の部分の厚みが最初の厚みに比べて相当に増大し
たのが認められた。

例６ （比較の） 約0.1％のカーボンを含む構造用鋼材の管状加
工物が30mmの直径と40mmの深さの円筒状凹みを有
する円錐状端面壁（円錐体の頂点は外側を向き、
母線が軸となす傾斜角は60゜である）を得るため
変形させられた。加工物の直径はDe＝108mmであ
り、壁の厚みはｔ＝3.5mmであつた。加工された
加工物端は950℃の温度に加熱された。これらの
後の加工作業は、下記のパラメータの設定値を用
いて、例１の記載の順序と同じ順序に従つて実施
された。

ｎ＝750回毎分、 Ｄ＝80mm、 ＝30゜、 Vo＝６mm／ｓ、 Vτ＝12mm／ｓ、 端面壁の形成する円錐体の母線がこの壁体の最
終成形作業中に加工物の回転軸となす傾斜角は
30゜から60°まで変わつた。

加工物の壁は自由曲げの半径Ｒ＝15mmにならつ
て曲げられた。

得られた凹みや端面壁の表面の品質は良好であ
つたが、凹みの表面は波形を呈し、プレス工具の
直径に対し平坦区域の直径Ｄが過分に大きさを増
したことに起因して凹みのその所定の寸法からの
それも認められた。

例７ （比較の） 約0.38％のカーボン、0.65％のマンガン、0.25
％のシリコン、及び１％のクロムを含むクロム鋼
の管状加工物が30mmの直径と30mmの深さの円筒状
凹み（第８図）を有する平坦な端面壁を得るため
変形させられた。加工物の直径はDe＝60mmに等
しく、壁の厚さはｔ＝２mmであつた。加工された
加工物端を1200℃の温度に加熱した。これから後
の加工作業は、下記のパラメータの設定値を用い
て、例１の記載の順序と同じ順序に従つて実施さ
れた。

ｎ＝750回転毎分、 Ｄ＝38mm、 ＝40゜、 Vo＝５mm／ｓ、 Vτ＝10mm／ｓ。

端面壁の形成する円錐体の母線がこの壁の最終
成形の作業中に加工物の回転軸となす傾斜角は
40゜から90゜まで変わつた。

加工物の壁は自由曲げの半径Ｒ＝７mmにならつ
て曲げられた。

予備成形された端面壁の平面区域の直径が小さ
過ぎたため、凹みを押圧しこれと同時に円錐体を
回転鍛造する作業中に、凹みの底部分が同部から
引きちぎられた。

例８ （比較の） 0.2％のカーボンを含む構造鋼材の管状加工物
が40mmの直径と40mmの深さの凹み（第８図）を有
する平坦な端面壁を得るため変形させられた。加
工物の直径はＤ＝108mmであり、壁の厚さはｔ＝
４mmであつた。加工された加工物端を1250℃の温
度まで加熱した。これから後の加工作業は、例１
の記載の順序と同じ順序に従つて実施された。

ｎ＝375回転毎分、 Ｄ＝65mm、 ＝30゜、 Vo＝９mm／ｓ、 Vτ＝10mm／ｓ。

端面壁の形成する円錐体の母線がこの壁体の最
終成形の作業中に加工物の回転軸となす角は30゜
から90゜まで変わつた。

加工物の壁は自由曲げの半径Ｒ＝13mmにならつ
て曲げられた。

凹みの形状は円錐形になつたが、これは予定の
形状と一致していなかつた。その理由はプレス工
具の送り速度が回転鍛造工具の送り速度より過分
に大きいことに因る。

例９ （比較の） 0.2％のカーボンを含む構造用鋼材の管状加工
物が40mmの直径と45mmの深さの円筒状凹みを有す
る平坦な端面壁を得るため変形された。加工物の
直径はDe＝108mmに等しく、壁の厚みは４mmであ
つた。加工された加工物を1000℃の温度に加熱し
た。これから後の加工作業は、下記のパラメータ
の設定値を用いて、例１の記載の順序と同じ順序
に従つて実施された。

ｎ＝375回転毎分、 Ｄ＝65mm、 Vo＝２mm／ｓ、 Vτ＝10mm／ｓ、 端面壁の形成する円錐体の母線がこの壁の最終
成形の作業中に加工物の回転軸となす角は30゜か
ら90゜まで変わつた。

加工物の壁は自由曲げの半径Ｒ＝13mmにならつ
て曲げられた。

回転鍛造工具の移動速度に対してプレス工具の
移動速度が遅過ぎるため得られた凹み及び端面の
形状は予め定められた予定の凹み及び端面の形状
と一致しなかつた。凹みの壁には破れが、そして
端面の表面上にはしわと膨らみが認められた。

本発明を実施した前述の諸例は、コンベヤロー
ルの一体化胴部の製法の研究に関連して、発明者
の属する研究所の実験室において行なわれた実験
の結果を示す。上述の研究分野についてわれわれ
が第一に興味をもつたのは、直径が50mm乃至150
mmで、壁の肉厚の直径に対する比が0.025乃至
0.040の鋼の加工物に円筒状、もしくは円錐状凹
みを有する平坦な端面壁と円錐状端面壁を形成す
ることであつた。しかしながら、管状加工物に同
心凹みを有する端面壁を形成する上記の方法が上
記の条件に限つて適用できると考えられる理由は
何もない。この方法が任意の可鍛金属又は合金、
例えば青銅、黄銅、アルミニウムなどでつくつた
管状加工物に使用できることは全く明白である。
また、実用上任意な幾何学的形状をもつた端面壁
及び凹み、例えば第１０図に示すように頂点が内
側に向いた円錐形の端面壁とか、第１１図に示す
ように曲線の母線をもつた回転体の形をした凹み
を形成したとしても、これらの形成には根本的な
相違がないことも明らかである。（なお、前記第
１１図の場合、工具６は従来型の着脱自在のマン
ドレルであつて、これに関しては、例えば〔ヴ
イ・ジー・カポロヴイツチ（V.G.Kapprovitch）
著「Obkatoko ｖ proizvodstve
metalloizdely」／金属製品製造における回転鍛
造（Rolling in Metal Products
Manufacture）／、1973年、モスコウ
（Noscow）のマシノストロエニイ出版所
（Mashinostroenie Publishing House）刊の第
83頁の第３５図）を参照されたい。

上の記載の方法は上記の実施態様と比べて若干
これを変更したやり方で実行できるということを
指摘して置きたい。

すなわち、管状加工物の側壁を変形させてヴオ
ールトを形成し、端面壁を予備成形して平坦区域
を形成する段階を、別個の段階として、当技術分
野で周知であり而も目的に適つた前と同じ装置か
他の任意の装置により、特に鍛圧機でシングリン
グ操作（鍛造成形）することによつて前もつて実
施することもできる。本明細書では円錐形を最も
好ましいものとして例示したけれども、予備成形
された端面壁に連結する側面を付形して、例えば
曲線の母線をもつた回転体（その面は凸面でも凹
面でもよい）にすることもできる。その上、端面
壁を最後に成形する段階は、前に述べたように接
線方向に送られるのではなくて加工物の回転軸に
平行な方向に送られる成形用工具（例えば、第１
０図参照）を用いて回転鍛造を行なうことによつ
て実行することもできる。回転鍛造工具について
言うならば、前に述べたものとは別のやり方で形
作ることができ、例えば、それは周知のレバータ
イプの回転鍛造工具であつてもよい。

また指摘すると、端面壁の最終成形中に行なわ
れる円錐の接線方向回転鍛造を前述の順序とは別
の順序で進めることもできる。その上、母線が平
行に移動するようにして回転鍛造する段階は不要
である。その上、もし予定の深さの凹みを成形す
るのに予備成形された端面壁体の回転鍛造により
供給される分量よりも若干多めの金属が要求され
るとすれば、この材料の不足量は（押圧区域に向
かう方向にそつて）同様にして回転鍛造作用を受
けている側壁から「借りてくる」ようにすること
も出来る。

添付の特許請求の範囲に記載の本発明の精神と
範囲からそれることなく、上述した以外に、種々
の変更及び追加が上述の方法を実施する様式に対
しなされことは明らかである。

工業的応用 本発明の最も広い応用はベルトコンベヤのロー
ル胴部の一体化生産である。本発明は又内側にく
びれを有する容器、もしくは類似の内部構造をも
つた他の中空物品に対しても応用することができ
る。

上述の方法は管状加工物に種々の寸法の種々の
形状をもつた同心凹みを有する端面壁を高能率で
形成することを可能にする。