KR20100092968A

KR20100092968A - 관재의 인발 가공용 플러그 및 그것을 이용한 인발 가공 방법

Info

Publication number: KR20100092968A
Application number: KR1020107015501A
Authority: KR
Inventors: 가즈히로 우치다
Original assignee: 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-11-10
Publication date: 2010-08-23
Also published as: TWI339599B; CN101909776A; KR101175461B1; TW200934595A; JP4259603B1; WO2009098808A1; JP2009184006A; CN101909776B

Abstract

후육의 소관을 냉간 인발 가공할 때, 관재의 내면에 삽입하는 인발 가공용 플러그로서, 플러그의 선단으로부터 순서대로 스트레이트부, 제1 테이퍼부 및 제2 테이퍼부로 연속적으로 형성된 외면을 갖고, 상기 스트레이트부의 외면은 원기둥면 형상이며, 상기 제1 테이퍼부에는 그 직경이 스트레이트부로부터 제2 테이퍼부를 향해 커지도록 테이퍼각 θ1이 부여되고, 상기 제2 테이퍼부에는 그 직경이 상기 제2 테이퍼부로부터 후단을 향해 커지도록 테이퍼각 θ2가 형성되며, 테이퍼각 θ1과 θ2가 θ1>θ2>0(제로)의 관계를 만족하는 플러그를 이용함으로서, 플러그 파손이나 채터 결함의 발생을 방지할 수 있다.

Description

관재의 인발 가공용 플러그 및 그것을 이용한 인발 가공 방법{DRAWING PLUG OF PIPE MATERIAL AND DRAWING METHOD EMPLOYING THE PLUG}

본 발명은, 냉간 가공에 의한 관재의 인발 가공용 플러그 및 그것을 이용한 인발 가공 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 후육(厚肉)의 소관(素管)을 냉간 인발 가공하는 경우여도, 플러그 파손이나 채터 결함을 발생하지 않는 인발 성능이 우수한 인발 가공용 플러그 및 그것을 이용한 관재의 인발 가공 방법에 관한 것이다.

관재의 인발 가공은, 윤활 처리가 행해진 소관을 지그로서의 플러그 및 다이스를 통해 인발함으로서 축경(縮徑) 및 감육(減肉) 가공하여, 치수 정밀도나 표면 평활에 우수한 관재를 얻는 가공 방법이다. 가공된 관재는 표면 정밀도가 높으므로, 주로 자동차용의 관 부품으로서 많이 이용되고 있으며, 최근에 있어서의 자동차용 부품에 대한 고품질, 고정밀도의 요구가 한층 더 높아짐과 더불어, 더욱더 수요가 예측되고 있다.

도 1은, 사용하는 플러그가 상이한 2종류의 인발 가공을 설명하는 도면이다. 도 1(a)는 외경이 일정한 원기둥면 형상의 원통 플러그(1)를 이용하는 인발 가공을 나타내며, 원통 플러그(1)의 후단은 지지 맨드릴(5)에 연결되고, 다이스(4)에 대해 동심형상이 되도록 소관(6)의 내면에 삽입된다. 원통 플러그(1)를 이용하는 인발 가공은, 비교적 대경의 관재를 제조하는 경우에 이용된다. 도면 중의 흰색 화살표는 인발 방향을 나타내고 있다.

도 1(b)는 테이퍼 플러그(2)를 이용하는 인발 가공을 나타내며, 동일하게, 테이퍼 플러그(2)의 후단은 지지 맨드릴(5)에 연결되고, 다이스(4)에 대해 동심형상이 되도록 소관(6)의 내면에 삽입된다. 소관(6)은, 다이스(4)의 원뿔면 형상의 테이퍼부와 플러그(2)의 원뿔면 형상의 테이퍼부를 따라 변형되면서, 다이스(4)의 베어링부와 플러그(2)의 원기둥면 형상의 스트레이트부의 사이로 인도되어 다이스(4)의 베어링부 내경을 외경으로 하고, 플러그(2)의 스트레이트부 외경을 내경으로 하는 가공관(7)으로 가공된다. 동일하게, 도면 중의 흰색 화살표는 인발 방향을 나타내고 있다.

테이퍼 플러그(2)의 테이퍼부에는 테이퍼각 θ가 형성된다. 이 때문에, 테이퍼 플러그(2)에 작용하는 힘으로서, 인발 방향으로의 마찰력 외에, 플러그(2)의 테이퍼부에 인발 방향과 역방향으로 되미는 힘이 부가되어, 마찰력과 되미는 힘이 상쇄된다. 이 때문에, 테이퍼 플러그(2)를 이용하는 인발 가공에서는, 인발 과정에서 테이퍼 플러그(2)가 플로팅 상태가 되고, 지지 맨드릴(5)이 불필요해지는 경우도 있다. 또, 지지 맨드릴(5)을 연결하였다고 해도, 지지 맨드릴(5)에 작용하는 힘은 저감된다.

이러한 것으로부터, 도 1(b)에 나타낸 테이퍼 플러그(2)는, 세미·플로팅 플러그(SF 플러그)라고 불리고, 상술한 인발 특성을 가지고 있으므로, 비교적 소경의 관재의 인발 가공에 이용되고 있다. 이하, 필요에 따라, 도 1(b)에 나타낸 테이퍼 플러그(2)를 「SF 플러그」라고 한다.

도 2는, 관재의 인발 가공에 이용되는 다이스 형상을 설명하는 도면이다. 인발 가공용의 다이스(4)는, 소관의 가공 외경을 결정하는 출구측의 베어링부(4b)와, 소관을 베어링부(4b)로 안내하기 위한 입구측을 향해 내경이 확대되는 어프로치부(4a)를 갖고 있다.

도 2에 나타낸 다이스 형상에서는, 어프로치부(4a)는 직선으로 형성되어 있으며, 소정의 다이스면각 α를 갖고 있다. 통상, 다이스면각 α는, 상기 도 1(b)에 나타낸 테이퍼 플러그의 테이퍼각 θ보다 크고, 20∼25deg가 된다.

그런데, 자동차용의 관 부품에 적용되는 기계 구조용 강관의 최근의 수요 동향은, 다종에 걸친 외경 사이즈의 요망에 더하여 후육 사이즈의 수요가 증가하고 있다. 후육의 소관을 인발 가공하는 경우에는, 플러그 가공면과 소관의 접촉 면적이 증가한다. 이 때문에, 원통 플러그를 이용하는 인발 가공에서는 플러그가 인발 방향으로 인입되기 쉬워지고, 채터 진동을 일으키며, 그 진동에 대응하는 흔적인 채터 결함을 발생하는 경우가 있다.

한편, SF 플러그를 이용하는 인발 가공에서는, 플러그의 스트레이트부 및 테이퍼부와 소관의 접촉 면적이 증가하는 것에 수반하여, 플러그에 작용하는 인발 방향 또는 역방향으로의 되미는 힘이 증가하므로, 플러그가 플로팅 상태로부터 벗어나거나, 적정 위치로부터 어긋나 인발 가공이 행해지는 경우도 예측된다. 이와 같이 적정 위치로부터 어긋나 인발 가공이 행해지면, 가공관의 치수 정밀도에 영향을 줄뿐만 아니라, 플러그가 파손될 우려가 있다.

이 때문에, 관재의 인발 가공 시에, 소관의 두께 사이즈에 상관없이, 가공관에 채터 결함이나 치수 정밀도를 저하시키지 않으며, 동시에 플러그를 파손시키지 않는, 인발 성능이 우수한 인발 가공용 플러그의 개발이 요청되고 있다.

종래로부터, 인발 가공용 플러그에 관해, 여러 가지의 제안이 이루어지고 있다. 예를 들면, 일본국 특허공개 평09-225522호 공보에서는, 테이퍼부(상기 문헌에서 어프로치부로 표기)와 스트레이트부(상기 문헌에서 베어링부로 표기)가 잘록부(상기 문헌에서 V자 홈으로 표기)를 통해 연결 설치되어 있는 플로팅 플러그를 제안하고 있다. 그리고, 상기 문헌에 제안되는 플러그에 의하면, 잘록부에 의해, 인발 방향으로의 탄성 가압력이 얻어지므로, 소관의 두께 사이즈에 상관없이, 플로팅 플러그가 적정한 위치에서 밸런스를 유지할 수 있는 것으로 하고 있다.

또, 일본국 특허공개 2003-112218호 공보에서는, 테이퍼부와 스트레이트부(상기 문헌에서 마무리부로 표기)가 오목부를 통해 연결 설치되는 플로팅 플러그를 제안하고, 디젤 기관의 연료 분사관 등에 이용되는 후육 세경관의 인발 가공에 적합한 것으로 하고 있다.

전술한 바와 같이, 냉간 가공에 의한 가공 제품의 수율을 향상시켜, 공구 수명의 연장을 도모하기 위해, 여러 가지의 인발 가공용 플러그가 제안되어 있지만, 모두 인발 가공용 플러그의 인발 성능을 적절히 개선하는 것은 아니다.

일본국 특허공개 평09-225522호 공보에서 제안된 플로팅 플러그는, 플러그에 작용하는 인발 방향으로의 힘과, 인발 방향과 역방향으로 작용하는 힘의 밸런스를 유지하기 위해, 테이퍼부와 스트레이트부의 사이에 잘록부를 설치하고 있지만, 후육의 소관을 인발 가공하는 경우에 발생하기 쉬운 채터 결함이나 플러그 파손의 방지에 대해 검토되고 있지 않다.

또, 일본국 특허공개 2003-112218호 공보에 기재된 플로팅 플러그는, 내부 절삭 시에 생긴 바이트 눈 등을 제거하고, 인발 가공 후의 관의 내주면의 평활도를 높이기 위해, 테이퍼부와 스트레이트부의 사이에 소정의 위치 관계에서 오목부를 설치하고 있지만, 후육의 소관을 인발 가공하는 경우에 발생하기 쉬운 채터 결함이나 플러그 파손의 방지에 대해 검토되고 있지 않다.

본 발명은, 상술한 인발 가공에서의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 후육의 소관을 냉간 인발 가공하는 경우여도, 플러그 파손이나 채터 결함의 발생, 또한 치수 정밀도의 저하를 유효하게 방지하여, 인발 성능이 우수한 관재의 인발 가공용 플러그 및 그것을 이용한 인발 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명자는, 상기의 과제를 해결하기 위해, 여러 가지의 인발 가공용 플러그를 이용하여, 인발 가공에 있어서의 피가공 관재의 변형 거동을 관찰하였다.

도 3은, 후육의 소관을 원통 플러그를 이용하여 인발 가공하는 경우의 변형 거동을 설명하는 도면이다. 전술한 바와 같이, 후육의 소관(6)을 인발 가공하는 경우에는, 원통 플러그(1)와 소관(6) 내면의 접촉 면적이 증가하므로, 원통 플러그(1)가 인발 방향으로 인입되기 쉬워지고, 플러그면에서의 인입과 회복을 반복하는 자려진동을 유인하여, 채터 결함을 발생하게 된다. 채터 결함이 발생하면, 가공관(7)의 내면에 미소한 흔적이 축 길이 방향으로 발생한다.

도 4는, 후육의 소관을 SF 플러그를 이용하여 인발 가공하는 경우의 변형 거동의 일례를 설명하는 도면이다. SF 플러그(2)는, 그 스트레이트부(2s)가 다이스(4)의 베어링부(4b)와 동심 형상에 위치하도록, 소관(6)의 내면에 삽입된다.

인발 가공의 진행에 수반하여, 소관(6)은, 다이스(4)의 어프로치부(4a)와 SF 플러그(2)의 테이퍼부(2t)의 형상에 따라 변형되면서, 다이스(4)의 베어링부(4b)와 SF 플러그(2)의 스트레이트부(4b)의 사이로 인도되어, 축경 및 감육 가공되어 가공관(7)이 얻어진다.

통상, 인발 가공의 변형 거동의 초기에 있어서, 소관(6)은, 다이스(4)의 어프로치부(4a)에 구속되고, 그 테이퍼 형상에 따라 축경 변형되면서 증육(增肉) 변형을 한다. 이 때, 소관(6)이 후육이면, 소관의 증육 변형이 현저해져, 다이스(4)의 어프로치부(4a)와 SF 플러그(2)의 테이퍼부(2t)의 간격을 초과하여, 소관(6)의 내면이 테이퍼부(2t)의 후단에 맞닿게 된다. 이러한 사태가 되면, 인발 가공의 진행에 수반하여, 플러그가 파손된다.

또, 후육의 소관을 SF 플러그를 이용하여 인발 가공하는 경우에는, SF 플러그(2)의 가공면과 소관(6)의 접촉 면적이 증가하므로, SF 플러그(2)에 작용하는 힘이 증가하여, SF 플러그(2)가 인발 방향과 역방향으로 벗어나, 플로팅하지 않거나, 적정 위치로부터 어긋나는 사태도 있다. 이러한 사태를 방지하기 위해서는, SF 플러그(2)의 스트레이트부(2s) 및 테이퍼부(2t)의 축 방향 길이를 적절하게 할 필요가 있다.

본 발명은, 상술한 지견에 의거하여 완성된 것이며, 하기 (1), (2)의 인발 가공용 플러그, 및 (3)의 인발 가공 방법을 요지로 하고 있다.

(1) 플러그의 선단으로부터 순서대로 스트레이트부, 제1 테이퍼부 및 제2 테이퍼부로 연속적으로 형성된 외면을 갖고, 상기 스트레이트부의 외면은 원기둥면 형상이며, 상기 제1 테이퍼부에는 그 직경이 스트레이트부로부터 제2 테이퍼부를 향해 커지도록 테이퍼각 θ1이 부여되고, 상기 제2 테이퍼부에는 그 직경이 상기 제2 테이퍼부로부터 후단을 향해 커지도록 테이퍼각 θ2가 형성되며, 테이퍼각 θ1과 θ2가 하기 (1)식의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 관재의 인발 가공용 플러그이다.

θ1>θ2>0(제로) … (1)

(2) 상기 (1)의 관재의 인발 가공용 플러그는, 또한, 상기 제1 테이퍼부의 테이퍼각 θ1이 10∼18deg이며, 제1 테이퍼부의 축 방향 길이 L1 및 제2 테이퍼부의 축 방향 길이 L2로 한 경우에, 각각의 관계가 하기 (2)식 및 (3)식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

L1≥5mm … (2)

L1+L2≤20mm … (3)

(3) 소정의 베어링부 내경을 갖는 다이스와, 상기 (1) 또는 (2) 중 어느 하나에 기재된 인발 가공용 플러그를 이용하여, 관재를 축경 및 감육 가공하는 것을 특징으로 하는 관재의 인발 가공 방법이다.

본 발명의 인발 가공용 플러그는, 관재가 후육인 경우에 최적이지만, 본 발명에 있어서의 후육이란, 외경 D에 대한 두께 T의 비(T/D)가 20% 이상인 것을 말한다.

본 발명의 관재의 인발 가공용 플러그에 의하면, 후육의 소관을 이용하여 냉간 인발 가공하는 경우여도, 플러그 파손이나 채터 결함의 발생, 또한 치수 정밀도의 저하를 유효하게 방지하여, 공구 수명의 연장을 도모할 수 있다. 이 플러그를 이용한 인발 가공 방법에서는, 인발 성능이 우수하고, 플러그에 기인하는 제품 불량이 감소하여, 가공관의 제품 수율을 향상시킬 수 있다.

도 1은, 사용하는 플러그가 상이한 2종류의 인발 가공을 설명하는 도면이며, (a)는 외경이 일정한 원기둥면 형상으로 구성되는 원통 플러그(1)를 이용하는 인발 가공을, (b)는 테이퍼 플러그(2)를 이용하는 인발 가공을 나타내고 있다.
도 2는, 관재의 인발 가공에 이용되는 다이스 형상을 설명하는 도면이다.
도 3은, 후육의 소관을 원통 플러그를 이용하여 인발 가공하는 경우의 변형 거동을 설명하는 도면이다.
도 4는, 후육의 소관을 SF 플러그를 이용하여 인발 가공하는 경우의 변형 거동의 일례를 설명하는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 인발 가공용 플러그의 형상 및 이것을 이용하여 인발 가공하는 경우의 변형 거동을 설명하는 도면이다.

본 발명의 관재의 인발 가공용 플러그는, 플러그의 선단으로부터 순서대로 스트레이트부, 제1 테이퍼부 및 제2 테이퍼부로 연속적으로 형성된 외면을 갖고, 상기 스트레이트부의 외면은 원기둥면 형상이며, 상기 제1 테이퍼부에는 그 직경이 스트레이트부로부터 제2 테이퍼부를 향해 커지도록 테이퍼각 θ1이 부여되고, 상기 제2 테이퍼부에는 그 직경이 상기 제2 테이퍼부로부터 후단을 향해 커지도록 테이퍼각 θ2가 형성되며, 테이퍼각 θ1과 θ2가 θ1>θ2>0(제로)의 관계를 만족하는 것을 특징으로 한다.

도 5는, 본 발명의 인발 가공용 플러그의 형상 및 이것을 이용하여 인발 가공하는 경우의 변형 거동을 설명하는 도면이다. 상기 도 4에 나타낸 바와 같이, 후육의 소관을 SF 플러그를 이용하여 인발 가공하는 경우에는, 인발 가공의 초기에 있어서, 소관이 다이스의 어프로치부에서 축경 변형되어 증육 변형을 하므로, 증육한 소관의 내면이 플러그의 테이퍼부 후단과 맞닿게 된다.

이러한 소관의 내면과 플러그의 테이퍼부 후단의 접촉을 방지하기 위해, 본 발명의 인발 가공용 플러그(3)는, 원기둥면 형상의 스트레이트부(3s)로부터 인발 방향과 역방향을 향해 테이퍼각 θ1을 갖는 원뿔면 형상의 제1 테이퍼부(3t1)와, 또한 테이퍼각 θ2를 갖는 원뿔면 형상의 제2 테이퍼부(3t2)를 연결 설치한다.

그리고, 본 발명의 인발 가공용 플러그(3)는, 제1 테이퍼부(3t1) 및 제2 테이퍼부(3t2)의 테이퍼각의 관계를 θ1>θ2>0(제로)으로 하고 있으므로, 소관(6)의 내면이 플러그의 테이퍼부(3t)를 벗어나 맞닿는 것을 방지할 수 있음과 더불어, 맞닿은 소관 내면을 테이퍼부(3t)의 형상에 따라 내보낼 수 있다.

이하의 설명에 있어서, 필요에 따라, 본 발명의 인발 가공용 플러그를, 간단히 「2단 테이퍼 플러그」라고 하는 경우가 있다.

구체적으로는, 도 5에 나타낸 변형 거동으로부터 알 수 있는 바와 같이, 인발 가공의 초기에 있어서, 소관(6)이 다이스(4)의 어프로치부(4a)에서 축경되어 증육 변형하였다고 해도, 증육한 소관(6)의 내면이 2단 테이퍼 플러그(3)의 제1 테이퍼부(3t1) 또는 제2 테이퍼부(3t2) 중 어느 하나와 맞닿게 된다. 그 후의 인발 가공에 있어서도, 소관(6)은, 다이스(4)의 어프로치부(4a)와 2단 테이퍼 플러그(3)의 테이퍼부(3t)의 형상에 따라 변형되고, 다이스(4)의 다이스 베어링부(4b)와 2단 테이퍼 플러그(3)의 스트레이트부(3s)의 사이로 인도되어, 축경 및 감육 가공된다.

본 발명의 인발 가공용 플러그는, 스트레이트부(3s)로부터 테이퍼각 θ1을 갖는 제1 테이퍼부(3t1)와, 테이퍼각 θ2를 갖는 제2 테이퍼부(3t2)를 연결 설치하고, 소관(6)이 증육 변형된 경우여도, 소관(6)의 내면이 제1 테이퍼부(3t1) 또는 제2 테이퍼부(3t2) 중 어느 하나와 맞닿도록 하고 있다.

그리고, 제1 테이퍼부(3t1) 및 제2 테이퍼부(3t2)의 테이퍼각의 관계를 θ1>θ2>0(제로)으로 함으로써, 소관의 내면이 제1 테이퍼부(3t1) 또는 제2 테이퍼부(3t2)에 맞닿은 경우에, 접촉부를 2단 테이퍼 플러그(3)의 테이퍼부(3t)의 형상에 따라 내보내고, 소관(6)의 변형을 계속할 수 있다.

본 발명의 인발 가공용 플러그는, 제1 테이퍼부의 데이퍼각 θ1을 10∼18deg로 하는 것이, 인발 가공의 과정에서 플로팅 상태를 확보하기 위해 바람직하다. 제1 테이퍼부는, 본질적으로 플러그에 작용하는 인발 방향과 역방향으로의 되미는 힘을 받기 때문에, 테이퍼각 θ1이 10deg 미만에서는 플로팅에 필요한 인발 방향과 역방향으로 작용하는 되미는 힘을 충분히 얻을 수 없으므로, 플러그가 인입되기 쉬워져 플로팅을 유지할 수 없다. 한편, 테이퍼각 θ1이 18deg를 초과하게 되면, 소관의 내면이 테이퍼부의 후단에 맞닿아, 플러그의 파손을 초래하게 된다.

본 발명의 인발 가공용 플러그는, 제1 테이퍼부의 축 방향 길이 L1을 5mm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 인발 가공의 과정에서 플로팅 상태를 확보하기 위해서이며, 축 방향 길이 L1이 5mm 미만이면, 플로팅에 필요한 인발 방향과 역방향으로 작용하는 되미는 힘을 충분히 얻을 수 없으므로, 플러그가 인입되기 쉬워진다.

본 발명의 인발 가공용 플러그는, 제1 테이퍼부의 축 방향 길이 L1 및 제2 테이퍼부의 축 방향 길이 L2의 전체 길이를 20mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 플러그 파손을 방지하기 위해서이며, 플러그의 테이퍼부의 축 방향 길이 L1, L2의 전체 길이가 20mm를 초과하면, 인발 가공의 과정에서 플러그가 파손되기 쉬워진다.

본 발명의 인발 가공 방법은, 소정의 베어링부 내경을 갖는 다이스와, 상술한 인발 가공용 플러그를 이용하여, 피가공 관재에 축경 및 감육 가공을 실시하는 방법이다. 후육 사이즈의 피가공 관재를 이용하여 인발 가공하는 경우여도, 플러그 파손이나 채터 결함의 발생을 유효하게 방지할 수 있어, 공구 수명의 연장을 도모할 수 있음과 더불어, 플러그에 기인하는 제품 불량이 감소하여, 제품 수율을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 효과를 실시예에 의거하여, 구체적으로 설명한다.

실시예

공시(供試) 소관으로서, 강의 종류가 기계 구조용 탄소 강관인 JIS G4051로 규정하는 S45C(0.44C-0.75Mn-0.15Cr-0.1Ti 강재)로 이루어지는 관재를 준비하고, 각종의 플러그를 이용하여 인발 가공을 행하여, 이 때의 가공 상황을 평가하였다. 인발 가공은, 준비한 소관 치수에 따라, 표 1에 Sch.1∼5로 나타낸 5종의 냉간 가공 스케줄로 하였다.

표 1에 나타낸 단면 감소율 Rd(%)는, 하기 (4)식에 의해 산출된다.

Rd={(D₀-D₁)/D₀}×100(%) … (4)

단, D₀ : 가공 전 단면적(mm²) D₁ : 가공 후 단면적(mm²)

[표 1]

인발 가공에 사용한 플러그는, 상기 도 3에 나타낸 원통 플러그, 상기 도 4에 나타낸 SF 플러그, 및 상기 도 5에 나타낸 2단 테이퍼 플러그로 하였다. 동시에 사용한 다이스는, 그 어프로치부의 테이퍼면각 α를 20deg로 하였다. 사용한 플러그의 치수 및 인발 가공 시의 평가 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2 중에 있어서의 평가 결과로서, × 표시는 인발 가공을 할 수 없었던 경우를 나타내고, ○ 표시는 인발 가공을 할 수 있었던 경우를 나타내며, 또한 ◎ 표시는 인발 가공을 안정적으로 할 수 있었던 경우를 나타내고 있다.

[표 2]

원통 플러그를 사용한 인발 가공에서는, 모두 불안정한 인발 가공이었지만, 특히, 시험 No. 2, 3과 같이 후육 소관이 되면 채터 결함의 발생이 현저해져 안정적으로 가공을 행할 수 없었다.

SF 플러그를 사용한 인발 가공에서는, 시험 No. 4와 같이 통상의 T/D의 소관을 이용하는 경우는 인발 가공을 행할 수 있었지만, 시험 No. 5, 6과 같이 후육 소관이 되면 플러그 파손이 발생하여 인발 가공을 행할 수 없었다.

본 발명의 2단 테이퍼 플러그를 사용한 인발 가공에서는, 시험 No. 7∼13 모두 안정된 인발 가공을 행할 수 있었다. 특히, L1 및 L2가 바람직한 범위에 해당하는 시험 No. 9, 12, 13의 경우에는, 우수한 가공 특성을 발휘할 수 있었다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 관재의 인발 가공용 플러그에 의하면, 후육의 소관을 이용하여 냉간 인발 가공하는 경우여도, 플러그 파손이나 채터 결함의 발생, 또한 치수 정밀도의 저하를 유효하게 방지하여, 공구 수명의 연장을 도모할 수 있다. 이 플러그를 이용한 인발 가공 방법에서는, 인발 성능이 우수하고, 플러그에 기인하는 제품 불량이 감소하여, 가공관의 제품 수율을 향상시킬 수 있으므로, 기계 구조용 탄소 강관의 제조 방법으로서 널리 적용할 수 있다.

Claims

관재의 내면에 삽입하는 인발 가공용 플러그로서, 플러그의 선단으로부터 순서대로 스트레이트부, 제1 테이퍼부 및 제2 테이퍼부로 연속적으로 형성된 외면을 갖고,
상기 스트레이트부의 외면은 원기둥면 형상이며, 상기 제1 테이퍼부에는 그 직경이 스트레이트부로부터 제2 테이퍼부를 향해 커지도록 테이퍼각 θ1이 부여되고, 상기 제2 테이퍼부에는 그 직경이 상기 제2 테이퍼부로부터 후단을 향해 커지도록 테이퍼각 θ2가 형성되며,
테이퍼각 θ1과 θ2가 하기 (1)식의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 관재의 인발 가공용 플러그.
θ1>θ2>0(제로) … (1)
청구항 1에 있어서,
상기 제1 테이퍼부의 테이퍼각 θ1이 10∼18deg이며, 제1 테이퍼부의 축 방향 길이 L1 및 제2 테이퍼부의 축 방향 길이 L2로 한 경우에, 각각의 관계가 하기 (2)식 및 (3)식을 만족하는 것을 특징으로 하는 관재의 인발 가공용 플러그.
L1≥5mm … (2)
L1+L2≤20mm … (3)
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 관재의 인발 가공 전의 외경 D에 대한 두께 T의 비(T/D)가 20% 이상인 것을 특징으로 하는 관재의 인발 가공용 플러그.
소정의 베어링부 내경을 갖는 다이스와, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 인발 가공용 플러그를 이용하여, 관재를 축경(縮徑) 및 감육(減肉) 가공하는 것을 특징으로 하는 관재의 인발 가공 방법.