200424026 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於高尺寸精度管、該高尺寸精度管之製 法及製造裝置。例如，關於應用於如汽車用驅動系統 等的要求有南尺寸精度者的兩尺寸精度管、南尺寸精 之製造方法、製造裝置及製造設備列。 【先前技術】 金屬管（例如鋼管）與一般的焊接管及無縫管有很大 別。焊接管係例如電縫鋼管般，將帶板的寬幅呈圓形彎 使該彎圓之寬幅兩端對接並進行焊接而製造。另一方 無縫管係以高溫將實心的小坯（b i 1 1 e t )穿孔後，利用 軋管機（mandrel mill)等進行軋製而製造。在焊接管 況，在焊接後研削焊接部分的突起部以提高管的尺寸 度，但其壁厚偏差超過3. 0 %。另外，在無縫管的情況 在穿孔步驟容易發生偏心，並因該偏心容易產生大的 偏差。雖在其後的步驟中努力使該壁厚偏差減低，但 法獲得充分的減低，在製品階段仍殘留8. 0 %以上。 最近，作為環境問題對策，對汽車的輕量化要求越 高。驅動軸等的驅動系統零件有從實心的金屬棒換為 的金屬管的傾向。對此等汽車用驅動系統零件等的金 要求其壁厚、内徑、外徑的各偏差為3. 0 %以下，更嚴 為1 . 0 %以下的高尺寸精度。 驅動系統零件必須能承受汽車之遠距離行駛時帶來 疲勞。若金屬管之壁厚、内徑、外徑的精度不良，則 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 造方 零件 度管 區 曲， 面， 心棒 的情 精 ，其 壁厚 仍無 來越 中空 屬管 格則 的 疲勞 5 200424026 破壞必定從存在於管内外面的凹凸處開始發展，使其疲勞 強度顯著降低。為保持充分之疲勞強度，有使金屬管之壁 厚、内徑、外徑的精度保持良好的必要。 以下，本發明之高尺寸精度管係外徑偏差、内徑偏差、 圓周方向壁厚偏差的任一者或2者以上在3 %以下的管，各 偏差係由下式所導出。 偏差=變動寬幅/(目標值或平均值）X 1 0 0 % 變動寬幅=最大值一最小值 作為提高金屬管之壁厚、内徑、外徑的精度的手段，一 般周知有以下的2種方法。以下，針對焊接鋼管與無縫鋼 管（以下稱為鋼管或管）進行說明。其中之一為使用壓鑄模 及柱塞而由冷軋引伸鋼管的方法（所謂冷拉法）（參照專利 文獻5 )。另一方法為使用組入沿圓周方向分割的壓鑄模的 旋轉型鍛造機，將鋼管壓入壓鑄模孔進行加工的方法（旋轉 鍛造壓入法）（參照專利文獻1、，2、3 )。 專利文獻1 :日本專利特開平9 - 2 6 2 6 3 7號公報 專利文獻2 :曰本專利特開平9 _ 2 6 2 6 1 9號公報 專利文獻3 :日本專利特開平1 0 - 1 5 6 1 2號公報 專利文獻4 :日本專利第2 8 5 8 4 4 6號公報 專利文獻5 :日本專利第2 8 1 2 1 5 1號公報 但是，在冷拉法中，在設備能力不足之情況或管之壁 厚·管徑大而無法獲得充分的引伸應力而必須使縮徑率降 低的情況等中，在加工刀具（柱塞及壓鑄模孔内面的間隙） 内，壓鑄模與管、及引伸柱塞與管的接觸變得不充分。原 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 6 200424026 因在於，冷拉法中，其管應力為拉伸應力。該情況，管的 内面、外面的平滑化不足而容易殘留凹凸。作為其解決對 策，係利用冷拉以增大管的縮徑率而在加工刀具内增加管 的内外面與柱塞、壓鑄模的接觸。但是，在使用壓〜鑄模冷 拉管的情況，管的縮徑率變得越大則因管内面的凹凸所產 生的粗糙度增加越大。其結果，在冷拉法中要獲得高尺寸 精度的管有困難。因此，對管的疲勞強度不充分且尺寸精 度良好的管的需求大量增加。在冷拉法中為增加張力而要 夾住管的前端，因此有減窄管的前端的必要。其結果為， 無法一根一根引伸，而有加工效率顯著降低的問題。 另外，即使在具有設備能力且可增大縮徑率的情況，因 縮徑而產生之加工歪斜變大而管仍容易加工硬化。管在引 伸後進一步施以彎曲或旋鍛等的加工。因在上述引伸的加 工硬化，在其後的彎曲步驟等有容易破裂的問題。為防止 此情況的發生，有在引伸後以高溫經由充分的時間施以熱 處理的必要，且因為製造成本顯著變得很大，因此期盼可 高效率製造廉價且容易加工的高尺寸精度管的方法。 又，專利文獻4記載的金屬管的按壓裝置，係由其他的 裝置拉伸金屬管，係為防止該拉伸力引起的管的破斷而在 内面形成溝以減低必要的拉伸力用的輔助裝置，並不是將 管内外面平滑化的裝置。 在專利文獻1〜3記載的旋轉鍛造壓入法中，將旋轉型 鍛造機之壓鑄模分割以使該壓鑄模搖動的結果，在該分割 部分容易產生段差而使得外面的平滑化不充分，或是因沿 7 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 圓周方向各異的壓鑄模的剛性而產生不均勻變形。其結 果，因為壁厚精度也不足而無法獲得目標的精加工尺寸精 度，且該鋼管的疲勞強度也不充分，而希望得到改善。 在旋轉鍛造壓入法中，壓入鋼管後之壁厚較壓入前之壁 厚為厚。因為此具有複雜的構造，因此有使用不易附加負 載的旋轉型鍛造機的限制。為增加壁厚，在加工刀具内使 大致接近於出口側的間隙增大而容易使管變形，但若有間 隙而容易變形則會在管内面產生凹凸。又，若增加壁厚則 間隙增大，使得管在壓鑄模表面或柱塞表面變得無法充分 接觸。其結果，有管表面之平滑化沒有進展，而不易獲得 高尺寸精度管的缺點。 另外，在製造高尺寸精度管的過程，若不盡量減低柱塞 外面與管内面、壓鑄模内面與管外面的摩擦力，則在加工 中會產生燒接於管表面等的瑕疵，其加工後管的表面品質 降低，而有不僅僅是該管無法成為製品，即使顯著增加加 工時的負載，加工本身仍無法進行的情況，、其結果，生產 效率顯著降低。 藉此，若在壓入後欲獲得所需的壁厚，只有減薄壓入前 的壁厚。因此，為整理各式各樣的製品尺寸的管，以提升 此等管的疲勞強度等的性能，有準備多數原管尺寸的必 要。但是，因為對原管製造設備有限制而無法準備大量的 尺寸，因此要獲得遍及管的全要求尺寸的良好尺寸有困 難。另外，在汽車零件中有改變管的加工度而予以使用的 情況。例如檢討在某零件中減低加工度並省略加工後的熱 8 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 處理的情況，在其他的零件中顯著增加加工度以提高強度 而予以使用。 但是，在習知之冷拉法及旋轉鍛造壓入法中，僅進行縮 徑的加工，力口工後的管外徑係由壓鑄模徑一樣來決定、，壁 厚也係由壓鎮模與柱塞一樣來決定，因此從同一原管只能 獲得一樣的加工度，要從同一原管製造加工度各異的相同 尺寸的管幾乎不可能。因此，為以相同尺寸製造加工度各 異的管，必須要準備複數尺寸的原管以改變縮徑率，而於 原管製造上花費大量的時間。 如上述，在習知技術中，有難以獲得高尺寸精度管，及 在製造相同尺寸且加工度各異的管時，必須要準備複數尺 寸各異的原管的問題。 本發明者等為解決上述問題，檢討可以較引伸更高精度 尺寸製管的加工方法，獲得衝孔法為最佳候補的結論。在 衝孔的情況，如圖1 0所示，將柱塞1裝入管4，邊使柱塞 1浮動邊由壓管機3將管4壓入壓鑄模2，藉以在加工刀具 内作用所有的壓縮應力。其結果，無論是加工刀具之入口 側還是出口側，管均可與柱塞及壓鑄模充分接觸。而且， 即使有輕度的縮徑率，加工刀具内仍成為壓縮應力狀態， 相較於引伸比較，管與柱塞及壓鑄模容易充分接觸，且管 也容易變得平滑而可獲得高尺寸精度管。 但是，在進行衝孔加工時，柱塞壓入阻塞於管内而增加 負載，其結果產生被壓入的原管彎曲而變得無法加工的情 況。該原因可列舉潤滑劑的塗佈量不足、原管的表面性狀 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 的變化、衝孔加工時之摩擦熱或加工發熱引起的柱塞及壓 鑄模的變形等，但是，為能將其安定並繼續管的衝孔，首 先必須在加工中，在現場判定該加工是否可行。 、 以往，藉由壓管機之振動音或油壓儀表的振擺等，由操 作者憑感覺進行判定，或是勉強進行加工造成壓鑄模破裂 而、中斷加工，重新調整衝孔加工條件，再度進行加工。也 就是說，即使在較衝孔加工極限更為緩和的可加工狀態仍 進行條件變更，或是在成為極端嚴格的加工狀態，壓鑄模 開始破裂後再進行條件變更。因此，花費多餘的加工時間、 或頻繁進行壓鑄模交換而花費時間，招致生產性的降低。 在習知引伸中，為提升管的尺寸精度，有在引伸前對管 進行磷酸鹽處理後塗佈金屬肥皂以形成充分的潤滑膜的必 要。因此，必需花費形成潤滑膜的充分時間，另外還必需 進行酸洗等管的前處理，並必需在引伸設備列備有酸洗等 前處理用的複數槽或潤滑處理用的複數槽。另外，為進行 引伸加工，有在管前端部由旋轉型鍛造機等施以上*鼠加工 的必要。但是，若將此等設備列生產線化而配置於引伸加 工裝置的入口側，則有生產性降低的大問題，因此在其他 的步驟進行潤滑處理後，送入引伸該管的生產線設備列進 行加工。 也就是說，在習知高尺寸精度管的製造設備列，係以必 定要有長的前處理步驟的引伸加工為前提，因此要提升製 造效率很困難。 在如上述之習知冷拉法或旋轉鍛造壓入法中，要獲得高 10 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 尺寸精度管很困難，另外，還有未解決的管的表面 低的情況的課題。鑑於上述習知技術上的問題點， 之目的在於，提供可滿足對管的廣範圍的要求尺寸 以低成本製造，且具有充分的疲勞強度的高尺寸精 其製造方法及以高效率生產用的製造設備列。 【發明内容】 為達成上述目的之本發明，係如下所述。 1. 一種衝孔狀態下之高尺寸精度管，其特徵為： 係藉由施行在將柱塞裝入金屬管内的狀態下將該 入壓鑄模的孔内使其通過的衝孔加工而製造，其外 差、内徑偏差、圓周方向壁厚偏差之任一或二者以 3 . 0 %以下。 2. 如1所記載之衝孔狀態下之高尺寸精度管，其 為：係藉由施行在將柱塞裝入金屬管内的狀態下將 入壓禱模的孔内使其通過的衝孔加工，並使上述壓 出口侧的金屬管壁厚較其入口側處壁厚小而製造， 偏差、内徑偏差、圓周方向壁厚偏差之任一或二者 3 . 0 %以下。 3. 如1或2所記載之高尺寸精度管，其特徵為： 孔係在管的相同剖面内，邊將金屬管全周外接於柱 周内接於壓鑄模邊進行者。 4. 如1至3中任一項所記載之高尺寸精度管，其 為：上述壓鑄模係一體型及/或固定型壓鑄模。 5. —種高尺寸精度管之製造方法，其特徵為：進 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 品質降 本發明 ，並可 度管、 管壓 徑偏 上在 特徵 該管壓 鑄模的 其外徑 以上在 上述衝 塞且全 特徵 行在將 11 200424026 柱塞裝入金屬管内的狀態下將該金屬管壓入壓鑄模的孔内 使其通過的衝孔。 6 .如5所記載之高尺寸精度管之製造方法，其特徵為： 上述壓鑄模的出口側的金屬管壁厚係設為同管入口側處的 壁厚以下。 7 .如5或6所記載之高尺寸精度管之製造方法，其特徵 為：上述衝孔係在管的相同剖面内，邊將金屬管全周外接 於柱塞且全周内接於壓鑄模邊進行者。 8. 如第5至7中任一項所記載之高尺寸精度管之製造方 法，其特徵為：上述壓鑄模係一體型及/或固定型壓鑄模。 9. 如第5至8中任一項所記載之高尺寸精度管之製造方 法，其特徵為：上述柱塞係浮動柱塞（f 1 〇 a t i n g p 1 u g )。 10. —種高尺寸精度管之高效率製造方法，其特徵為： 在5中，在藉由衝孔加工以使管之外徑偏差、内徑偏差、 圓周方向壁厚偏差之任一種或二種以上提升而作為高尺寸 精度管時，邊將柱塞裝入管内使其浮動，邊由壓鑄模入口 側之管送入機構連續將管送入壓鑄模内。 11. 如10所記載之高尺寸精度管之高效率製造方法，其 特徵為：上述管送入機構係抓住加工前之管的履帶。 12. 如10所記載之高尺寸精度管之高效率製造方法，其 特徵為：上述管送入機構係抵壓加工前之管的無端環帶。 13. 如10所記載之高尺寸精度管之高效率製造方法，其 特徵為：上述管送入機構係抓住加工前之管並交錯間歇送 入的間歇送入機。 12 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 1 4 .如1 0所記載之高尺寸精度管之高效率製造方法，其 特徵為：上述管送入機構係依序抵壓加工前之管之壓力機。 1 5 .如1 0所記載之高尺寸精度管之高效率製造方法，其 特徵為：上述管送入機構係夾住加工前之管的孔模輥子。 1 6.如1 5所記載之高尺寸精度管之高效率製造方法，其 特徵為：上述孔模輥子係2輥以上的孔模輥子。 1 7.如1 5或1 6所記載之高尺寸精度管之高效率製造方 法，其特徵為：上述孔模輥子係設於2個台上。 1 8 . —種表面品質良好之高尺寸精度管之製造方法，其 特徵為： 在5中，在管的内面及/或外面形成潤滑被膜後，將柱 塞裝入管内，在壓鎢模進行管的衝孔。 1 9 .如1 8所記載之表面品質良好之高尺寸精度管之製造 方法，其特徵為：形成上述潤滑被膜之管，係附著有氧化 銹（ο X i d e d s c a 1 e )的狀態下的鋼管。 2 0 .如1 8或1 9所記載之表面品質良好之高尺寸精度管 之製造方法，其特徵為：使用液體潤滑劑形成上述潤滑被 膜。 2 1 .如1 8或1 9所記載之表面品質良好之高尺寸精度管 之製造方法，其特徵為：使用滑脂（grease)系潤滑劑形成上 述潤滑被膜。 2 2 .如1 8或1 9所記載之表面品質良好之高尺寸精度管 之製造方法，其特徵為：使用乾燥性樹脂形成上述潤滑被 膜0 13 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 23. 如22所記載之表面品質良好之高尺寸精度管之製造 方法，其特徵為：將上述乾燥性樹脂、或以溶劑稀釋該乾 燥性樹脂而成的溶液、或該乾燥性樹脂的乳化液塗佈於管 上後，吹以溫熱風或風乾，以形成上述潤滑被膜。 24. —種高尺寸精度管之製造方法，係在5中，從相同 尺寸之原管以高尺寸精度製造加工度各異之一定尺寸的管 者，其特徵為：將可使管擴徑及縮徑之柱塞裝入管内，在 壓鑄模進行管的衝孔。 2 5.如2 4所記載之高尺寸精度管之製造方法，其特徵 為：使上述柱塞在管内浮動，並連續將管供給壓鑄模。 26. 如24或25所記載之高尺寸精度管之製造方法，其 特徵為：上述柱塞係為將其擴管部分之錐面角度設為未滿 縮徑部分之錐面角度。 27. 如24至26項中任一項所記載之高尺寸精度管之製 造方法，其特徵為：上述柱塞之出口側之管的目標外徑係 設為未滿同管入口側之管的外徑。 28. —種高尺寸精度管之安定製造方法，其特徵為： 在5中，在藉由將内部裝入柱塞之管壓入壓鑄模的孔内 使其通過的衝孔加工製造高尺寸精度管的過程，上述柱塞 係使用其縮徑部分之表面與加工中心軸形成5〜4 0度的角 度、同縮徑部分之長度為設為5〜100mm的柱塞，上述壓鑄 模係使用其入口側之孔内面與加工中心軸形成5〜4 0度的 角度的壓鑄模。 29. 如28所記載之高尺寸精度管之安定製造方法，其特 14 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 徵為：上述柱塞之軸承部分的長度為5〜2 0 0 m m。 30.如28或29所記載之高尺寸精度管之安定I 法，其特徵為：上述壓鎮模的出口側的管壁厚係 入口側處的管壁厚以下。 3 1 .如2 8至3 0中任一項所記載之高尺寸精度， 製造方法，其特徵為：上述壓鑄模係使用一體型 模。 32. 如28至31中任一項所記載之高尺寸精度1 製造方法，其特徵為：使上述柱塞在管内浮動。 33. —種高尺寸精度管之安定製造方法，係在ί 將柱塞裝入管内使其浮動，邊進行將該管壓入壓 通過的衝孔加工者，其特徵為： 在該衝孔加工中，測定衝孔加工方向的負載， 測定負載及自屬加工前之管的原管的材料特性而 [式1 ]〜[式3 ]的任一式所算出的計算負載，並根 來判定可否繼續進行衝孔加工。 [式1 ] σ k X原管剖面積 其中，ak = YSx(l — axX)，λ=(Ι^//" n)/k，a = Ο . Ο · Ο 1 5 5，L :原管長度，k :剖面二次半徑，k2 = ( d!2 + η :管端狀態（η = Ο · 2 5〜4 )，d !:原管外徑，d 2 :原 YS :原管的屈服強度 [式2 ] 原管的屈服強度YSx原管剖 [式3 ] 原管的拉伸強度TSx原管剖 34. 如33所記載之高尺寸精度管之安定製造方 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 ί造方 設為同管 卜之安定 固定壓鑄 卜之安定 5中，邊 鑄模使其 並比較該 由下述 據該結果 00185〜 d22)/16， 管内徑， 面積 面積 法，其特 15 200424026 徵為：在上述測定負載為上述計算負載以下的情況，判斷 為可繼續而維持加工，另一方面，在上述測定負載超過上 述計算負載的情況，判斷為不可繼續而中斷加工，在將壓 鑄模及/或柱塞交換為對應相同製品管尺寸之其他形狀者 後，再開始加工。 35. 如34所記載之高尺寸精度管之安定製造方法，其特 徵為：上述交換後所使用之壓鑄模及/或柱塞，其壓鑄模及 柱塞之角度係設為較交換前小。 36. 如33至35中任一項所記載之高尺寸精度管之安定 製造方法，其特徵為：在衝孔加工前，於原管上塗佈潤滑 劑，且僅在上述測定負載超過上述計算負載的情況，改變 上述潤滑劑之種類。 37. —種高尺寸精度管之製造裝置，其特徵為： 具有柱塞，可接觸於金屬管之内面全周；壓鑄模， 具有可接觸於同管之外面全周的孔；及壓管機，用以 壓入同管，並構成為可實行在將柱塞裝入金屬管内的 狀態下由上述壓管機進行將該金屬管壓入壓鑄模的 孔内使其通過的衝孔。 38. 如37所記載之高尺寸精度管之製造裝置，其特徵 為：上述壓鑄模係一體型及/或固定型壓鑄模。 39. 如37或38所記載之高尺寸精度管之製造裝置，其 特徵為：上述柱塞係浮動柱塞。 40. 如37至39中任一項所記載之高尺寸精度管之製造 裝置，其特徵為：上述壓管機係連續壓入上述管者。 16 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 4 1 .如 3 7至3 9中任一項所記載之高尺寸精度管之 製造裝置，其特徵為：上述壓管機係間歇壓入上述管 者。 42. —種高尺寸精度管之高效率製造方法，係在37 中，邊將柱塞裝入管内使其浮動，邊進行將該管連續 或斷續地壓入壓鑄模使其通過的衝孔加工者，其特徵 為： 在同一圓周上排列孔模各異之複數的壓鑄模，對應製品 尺寸使此等壓鑄模中任一個沿排列之圓周方向移動而配置 於通過線上並使用於衝孔。 43. —種高尺寸精度管之高效率製造方法，係在37中， 邊將柱塞裝入管内使其浮動，邊進行將該管連續或斷續地 壓入壓鑄模使其通過的衝孔加工者，其特徵為： 在同一直線上排列孔模各異之複數的壓鑄模，對應製品 尺寸使此等壓鑄模中任一個沿排列之直線方向移動而配置 於通過線上用於衝孔。 44. 如42或43所記載之高尺寸精度管之高效率製造方 法，其特徵為：在以前管與次管變更製品尺寸時，在前管 之衝孔結束後，使次管停於壓鑄模入口側，並在對應次管 之製品尺寸的壓鱗模的移動前後或移動中，將對應同製品 尺寸的柱塞裝入次管内。 45. —種高尺寸精度管之高效率製造裝置，其係在37 中，具有通過管之壓鑄模；壓管機，將管壓入通過線内的 壓鑄模内；及壓鑄模旋轉台，以在同一圓周線上排列複數 17 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 壓鑄模的形式所支持，並沿該圓周方向搬送而將其中任一 壓鎮模配置於通過線内。 46. —種高尺寸精度管之高效率製造裝置，其係在37 中，具有通過管之壓鑄模；壓管機，將管壓入通過線内的 壓鑄模内；及壓鑄模直行台，以在同一直線上排列複數壓 鑄模的形式所支持，並沿該直線方向搬送而將其中任一壓 鑄模配置於通過線内。 47. —種高尺寸精度管之製造方法，係在5中，邊將柱 塞裝入管内使其浮動，邊進行將該管壓入壓鑄模使其通過 的衝孔加工者，其特徵為： 在配設於接近上述壓鑄模出口側處，預先調整與通管方 向垂直的平面内位置的孔模内使上述壓鑄模出口側的管通 過，以防止管的彎曲。 48. 如47所記載之高尺寸精度管之製造方法，其特徵 為：使上述壓鑄模入口側及/或上述孔模出口側之管通過導 引筒。 49. 如47或48所記載之高尺寸精度管之製造方法，其 特徵為：使管連續而壓入壓鑄模内。 50. —種高尺寸精度管之製造裝置，其係在37中，具有 通過管之壓鑄模；及壓管機，將管壓入通過線内的壓鑄模 内，其特徵為： 在最接近上述壓鑄模出口側處，配設有管彎曲微調機 構，其具有通過管之孔模；支持基板，支持該孔模以使其 可在與通管方向垂直的平面内移動；及孔模移動機構，由 18 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 該支持基板所支持，用以移動上述孔模。 51.如50所記載之高尺寸精度管之製造裝置，其特徵 為：上述孔模移動機構係透過沿通管方向移動的楔狀模具 的錐面，沿與通管方向垂直的方向按壓孔模外周部的一處 或2處以上。 5 2 .如5 1所記載之高尺寸精度管之製造裝置，其特徵 為：上述楔狀模具係利用彈簧的作用力而移動。 53. 如50所記載之高尺寸精度管之製造裝置，其特徵 為：上述孔模移動機構係直接沿與通管方向垂直的方向按 壓或牽引孔模外周部的一處或2處以上。 54. 如53所記載之高尺寸精度管之製造裝置，其特徵 為：上述按壓或牽引方式之按壓或牽引，係利用流體壓汽 缸的作用。 55. 如50至54中任一項所記載之高尺寸精度管之製造 裝置，其特徵為：上述孔模的孔徑係大於上述壓鑄模之出 口孔徑。 56. 如50至55中任一項所記載之高尺寸精度管之製造 裝置，其特徵為：上述孔模的孔係為直孔或錐孔。 57. 如50至56中任一項所記載之高尺寸精度管之製造 裝置，其特徵為：進一步具有通過上述壓鑄模入口側及/ 或上述管彎曲微調機構出口側的管的導引筒。 58. 如50至57中任一項所記載之高尺寸精度管之製造 裝置，其特徵為：上述壓入機係可使管連續壓入的連續壓 入機0 19 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 5 9. —種高尺寸精度管之製造設備列，係具有3 7戶 載之衝孔加工裝置者，其特徵為： 依序配置沿與管軸方向垂直的方向研削管的端面的 端面研削裝置；.將潤滑劑浸潰塗佈於管上的潤滑劑浸 佈槽；使塗佈有潤滑劑之管乾燥的乾燥裝置；及上述 加工裝置。 6 0 .如5 9所記載之高尺寸精度管之製造設備列，其 為：進一步將用以把管切割為短管之切割裝置配置於 管端面研削裝置的入口側。 6 1.如5 9或6 0所記載之高尺寸精度管之製造設備5 其特徵為：取代上述潤滑劑浸潰塗佈槽及上述乾燥裝 在上述衝孔加工裝置之壓鑄模入口側，配置吹塗潤滑 管上的潤滑劑吹塗裝置，或吹塗潤滑劑於管上後使其 的潤滑劑吹塗乾燥裝置。 62.如59至61中任一項所記載之高尺寸精度管之J 設備列，其特徵為：設置上述衝孔加工裝置之同時， 配置交換上述壓鑄模之壓鑄模交換裝置、交換上述柱 柱塞交換裝置、防止上述壓鑄模出口侧之管彎曲的彎 止裝置中1或2者以上。 【實施方式】 在習知之冷拉法中，在使用壓鑄模及柱塞來引伸金 的情況，要提升管的尺寸精度有困難。其理由是因為 力作為張力而進行作用，造成在加工刀具内的壓鑄模 外面及柱塞與管内面的接觸變得不充足的緣故。如圖 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 f I己 管 潰塗 衝孔 特徵 上述 丨J， 置， 劑於 乾燥 ί造 一併 塞之 曲防 屬管 引伸 與管 2所 20 200424026 示，將柱塞1裝入管5内並從壓鑄模2之孔引伸管5, 因為在壓鑄模2出口側所施加的引伸力9，在加工刀 具内部產生拉伸應力，使得從加工刀具之入口側向出 口側，在管的内外面產生的凹凸增加。另外，在加工 刀具内之入口側，管内面沿著柱塞 1變形而造成管外 面無接觸或僅輕微接觸。在加工刀具内之出口側，管 外面接觸於壓鑄模 2而發生變形，因此造成管内面無 接觸或僅輕微接觸。因此，存在有於管的内外面均可 自由變形的部分，無法將凹凸充分平滑化，引伸後所 獲得之管的尺寸精度降低。 相較於此，在本發明之衝孔法中，如圖1所示，將柱塞 1裝入管5内並從壓鑄模2之孔壓入管5而使其通過。藉 由在壓鑄模入口側所施加的壓入力8，在加工刀具内部全 面作用壓縮應力。其結果，無論是在加工刀具之入口側或 出口側，管5均可在相同剖面内將柱塞1及壓鑄模2完全 接觸於圓周方向全域。而且，即使為輕微的縮徑率，加工 刀具内部仍成為壓縮應力，因此與引伸比較，可在相同剖 面内將管與柱塞、管與壓鑄模完全接觸於圓周方向全域。 因此容易使管平滑化，而可獲得高尺寸精度管。 其結果，若比較此等管的疲勞強度，藉由衝孔所製造的 管較習知之引伸所製造的管更可獲得目標所需的充分疲勞 強度。另外，在衝孔的情況，即使縮徑率小，管内外面之 平滑化仍可達成，因此相較於引伸的情況，加工歪斜不會 增大，故而縮徑後之熱處理負荷也輕，且製造成本降低。 21 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 在使用圖3所示之習知旋轉型鍛造機8的壓入中，使用 沿圓周方向分割一體型者的分割壓鑄模9，並使壓鑄模於 12方向搖動進行加工，因此產生段差而無法令壁厚精度足 夠良好，相對於此，本發明中，完全不會產生如此之段差， 其結果，管的内外面均可平滑化，可獲得充分的疲勞強度。 本發明中，例如也可將壓鑄模設為一體型壓鑄模而消除段 差，或作為固定型壓鑄模以防止因搖動旋轉而引起的段 差。當然，也可將壓鑄模設為一體型且固定型壓鑄模以防 止段差。 又，於本發明中，與使用習知之旋轉型鍛造機並使壓鑄 模搖動的方法比較，可將裝置構造更為簡單化，可於加工 時施加充分的負載，即使相較於壓鑄模入口側之壁厚而將 出口側之壁厚設為相同或其以下以招致負載增加，仍可進 行充分的加工，因此對廣範圍之要求尺寸，可獲得尺寸精 度良好且疲勞強度也充分的管。 以往，作為將金屬管之外徑偏差、内徑偏差、圓周 方向壁厚偏差設為 3 . 0 %以下的方法，公知係採用機 械加工（伴隨材料之部分除去的加工）的方法，但是該 方法之加工費用極大，作業效率差，另外，長尺寸且 小管徑的金屬管的加工困難。因此，要應用於汽車零 件之驅動軸等相當困難。 作為辨識經由上述機械加工所得之金屬管與本金屬管 (本發明之衝孔狀態的金屬管）的方法，在本金屬管之表面 係藉由製造的前步驟之加熱、軋製等而附著有銹皮 22 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 (scale)，相對於此，被機械加工者則除去銹皮，因此可列 舉觀察管表面狀況的方法，根據該方法便可進行辨識。 又，本金屬管與使用習知之旋轉型鍛造機並將鋼管壓入 壓鎮模進行加工的方法（例如，參照專利文獻1、2、3 )所 製造的管比較，其壁厚偏差優良數倍。也就是說，過去在 衝孔之狀態下，無法獲得外徑偏差、内徑偏差、圓周方向 壁厚偏差之任一或二者以上在3.0%以下的鋼管。 本發明中，作為其尺寸精度之指標的外徑偏差、内徑偏 差、圓周方向壁厚偏差，係以下述方式求得。 外徑（或内徑）偏差，係從微計數器（micrometer)接觸於 管外面（或内面）並旋轉管所測定之外徑（或内徑）的圓周方 向分布資料，算出對目標外徑（或目標内徑）的最大偏差， 或是從雷射光照射於管外面（或内面）所測定之管與雷射振 動源的距離的圓周方向分布資料，算出對目標外徑（或目標 内徑）的最大偏差。或是，也可圖像解析管的圓周方向剖 面，算出於圓周方向與正圓的偏差，藉以算出外徑（或内徑） 偏差。 圓周方向壁厚偏差係作為上述外徑的圓周方向分布資 料與上述内徑的圓周方向分布資料的差予以算出，或是圖 像解析管的圓周方向剖面，從壁厚剖面之圖像直接測定對 目標壁厚的最大偏差。 另外，測定係從管的前、後端部除去1 5 0mm的任意位置， 以1 0 m m以下的間距所進行，藉由1 0點以上之測定點的值 所求得。 23 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 也就是說，外徑偏差、内徑偏差及壁厚偏差（=圓周方向 壁厚偏差），係定義如下。 外徑偏差：（最大外徑一最小外徑）/目標外徑（或平均外 徑）X 10 0 (%) 内徑偏差：（最大内徑一最小内徑）/目標内徑（或平均内 徑）X 1 0 0 (°/〇) 壁厚偏差：（最大壁厚一最小壁厚）/目標壁厚（或平均壁 厚）X 10 0 (%) 本發明之高尺寸精度管，係上述三個尺寸精度指標之一 或二者以上成為3. 0 %以下的金屬管，因此可應用於要求為 3 . 0 %以下的高尺寸精度的汽車用驅動系統零件等的金屬 管。 另外，在圖3 A、圖3 B所示之習知旋轉型鍛造壓入法中， 係將壓鑄模4作為分割物並且使其於1 2方向搖動，因此， 成為壓鑄模分割引起的段差、或起因於高應力下的沿圓周 方向各異的壓鑄模剛性的不均勻變形的原因，無法製成圓 周方向壁厚偏差充分良好的管。 與此比較，在本發明之衝孔中，壓鑄模為一體物而無使 其劇烈搖動的必要，因此不會發生不均句變形，其結果可 使管内面、管外面均平滑化。 又，在習知之旋轉型鍛造壓入法中，必須連動壓鑄模4 於1 2方向的搖動而送入管5，因此，因壓铸模之衝擊負載 限度的緣故而無法將搖動速度提升為一定值以上，其加工 功效率低。另外，在習知之引伸方法中，有強力夾住管的 24 3 12/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 前端而施加張力的必要，因此必須減窄管的前端來引伸 管，必須單次地進行加工，使得加工效率顯著降低。 相對於此，本發明係衝孔加工且使柱塞成為浮動，因此 使用管送入機構3，從壓鑄模入口側將壓入力1 5作用於管 上，便可連續送入壓鑄模内。與習知之方法比較，可大幅 提高加工效率。又，在此所謂之「連續送入」，係如圖1 所示，意指將某管5與其次之管5無間斷地送入的情況， 沿使管體通過的方向移動管體的型態，也可為連續移動或 將停止時間設為最小限度的間歇移動。 作為管送入機構3之較佳例，可列舉抓住加工前之管5 的履帶1 3 (將抓住管的小片繫接成為無限軌道狀者；參照 圖5 )、抵壓加工前之管5的無端環帶1 4 (參照圖6 )、抓住 加工前之管且交錯地間歇送入的間歇’送入機1 5 (參照圖 7)、依序抵壓加工前之管之壓力機（省略圖示）、夾住加工 前之管的孔模輥子1 6 (參照圖8 )等。亦可組合此等1種或 2種以上來構成管送入機構3。 管送入機構係藉由管之尺寸（管徑、長度、壁厚）、衝孔 管所必要之力、對衝孔後之管所要求的長度等而適當選 擇，但防止挾持或抵壓管時之瑕疵，同時確保必要的衝孔 力之事項也很重要。 又，在由孔模輥子夾住加工前之管的情況，若採用使用 2輥以上的孔模輥子的形態、及/或將孔模輥子設於2個台 上的形態，則可.在管上不產生瑕疵而容易確保衝孔力，因 此較為理想。 25 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 另外，若使柱塞浮動，即使與壓鑄模及柱塞的角度、壓 鑄模及柱塞表面的潤滑等有複雜相關性的衝孔條件發生變 動，因為柱塞始終安定地存在於施加有壓縮應力的位置， 因此可安定並獲得良好的尺寸精度。 另外，在高尺寸精度管之製造過程，若將柱塞外面與管 内面、壓鑄模内面與管外面之間潤滑，則在加工中不會在 管表面產生燒接等的瑕疵，因此可製造表面品質良好的 管。又，因為藉由潤滑以減低摩擦力，因此可減低加工所 必要的負載，而可減少加工能量，提升生產效率。 本發明者等檢討種種的潤滑方法的結果，發現以下的方 法，並作為本發明之要件。也就是說，在管的内面、外面 的任一方或兩方預先形成潤滑被膜後進行衝孔。作為用於 潤滑被膜之形成的潤滑劑，可使用液體潤滑劑、滑脂系潤 滑劑、乾燥性樹脂中任一者。液體潤滑劑可列舉礦物油、 合成酯、動植物油脂及於此等中混合有添加劑者等。滑脂 系潤滑劑可列舉L i系滑脂潤滑劑、N a系滑脂潤滑劑、及 於此等中含有二硫化鉬等的添加劑者等。乾燥性樹脂可列 舉聚丙烯系樹脂、環氧系樹脂、聚乙烯系樹脂、聚酯系樹 脂等。 使用上述樹脂形成潤滑被膜的方法，係將上述樹脂、或 由溶劑稀釋上述樹脂而成的溶液、或上述樹脂的乳化液塗 佈於管上。然後，最好為吹以溫熱風使其乾燥或風乾的方 法。作為稀釋上述樹脂之溶劑，可列舉醚類、酮類、芳香 族系烴、直鏈系·側鏈系烴等。作為獲得上述樹脂之乳化 26 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 液用的分散媒，可列舉水、醇類、此等的混合物等。 又，為製造效率良好的高尺寸精度管，可在未除去氧化 銹的狀態直接加工直接以電縫焊接熱軋鋼板的電縫鋼管、 或直接以爐加熱後的狀態的無縫鋼管等，另外，若如此般 處理的話可減低處理成本。 在習知之冷拉法及旋轉鍛造壓入法中，僅進行縮徑的加 工。其從同一尺寸的原管只能獲得一樣的加工度，要製造 加工度各異的相同外徑的管幾乎不可能。相對於此，如圖 1所示，本發明係於柱塞1設置使管4擴管之擴管部分1 A 及在與壓鑄模2的協力下使上述被擴管之管4縮徑的縮徑 部分1 B。藉此，使用相同尺寸之原管可製造加工度各異的 一定尺寸的管。這是因為即使將原管及衝孔加工後之管的 尺寸分別設為一定，僅藉由加減柱塞的擴管部分的擴管 率，柱塞的縮徑部分的縮徑率也必然增加，其結果，所獲 得之管的加工度也成為不同。 擴管率=1 — D 0 / D 1 縮徑率=1— D2/D1 其中 DO :原管的外徑 D1 ··擴管後之目標外徑 D2 :縮徑後之目標外徑 另外，本發明中，從提高製造效率的觀點考慮，最好不 斷地連續將管供給壓鑄模。該情況，若柱塞為由壓鑄模入 口側或出口側所支持，則用於該支持的桿或鋼絲等的機構 27 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 將成為障礙，要連續供給管有困難。因此，最好使柱 管内浮動。 另外，為安定實施本發明之衝孔，有在加工中使柱 定化的必要。也就是說，必須不從相對壓鑄模的合適 移位。針對該點也作了檢討。柱塞係藉由擴管及縮徑 到來自管的面壓。並且，已知若將縮徑側之面壓設為 徑側者大，則可實現柱塞的安定化。為了將縮徑側之 設為較擴徑側者大，其中一方法係如圖9所示，將柱 之擴徑部分1 A的錐面角度0 A設為未滿縮徑部分1 B t 面角度0Β的方法很有效。在此，柱塞部分之錐面角； 係指該部分的表面與平行於沿管的行進方向的柱塞中 的直線17所成的角度。又，最好0Α = Ο. 3〜35度，0 〜45度。另一方法為，若將縮徑率設為較擴管率大即 因此若將壓鑄模之出口側的管外徑設為較入口側之管 小，便很有效。 本發明中，因為可使用一體型固定之壓鑄模，因此 不會產生壓鑄模分割所引起的段差或圓周方向的不均 形。其結果可將管内面及管外面均平滑化。另外，藉 用一體型固定之壓鑄模，於加工時可施加充分的負載 由將壓鑄模出口側之壁厚設為與同模入口側相同或較 小，即使增加負載仍可充分加工。其結果可獲得尺寸 良好的管。從一個原管尺寸擴大可製造的製品管尺寸 圍。 此外，為安定進行衝孔加工，有使用滿足由發明者 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 塞在 塞安 位置 而受 較擴 面壓 塞1 的錐 复， 心軸 Β = 3 可， 外徑 完全 勻變 由使 。藉 其 精度 的範 等所 28 200424026 發現的要件的柱塞及壓鑄模的必要。該要件係柱 部分表面與加工中心軸所成角度（：柱塞縮徑部） 〜4 0度，同部分之長度（：柱塞縮徑部長度）為5 且，壓鑄模之入口側之孔内面與加工中心軸所成 鑄模角度）為5〜4 0度。更且，最好柱塞之軸承部 (:柱塞軸承部長度）為5〜2 0 0 m m。在此，加工中 在柱塞中垂直於柱塞之直徑方向剖面且通過同剖 的軸，及在壓鑄模中垂直於壓鑄模孔之直徑方向 過同剖面之中心的軸，軸承部分係指連設於縮徑 小徑部的圓柱部分。 將柱塞與壓鑄模規定如上之理由係如下所述。 (柱塞縮徑部角度：5〜4 0度） 若柱塞縮徑部角度設為未滿5度，則有柱塞與 管）一起脫落的情況，另一方面，若柱塞縮徑部） 4 0度，則有柱塞與材料阻塞於壓鑄模内而變得無 工的情況。 (柱塞縮徑部長度：5〜1 0 0 ni m ) 若柱塞縮徑部長度設為未滿5mm，則有柱塞與 脫落的情況，另一方面，若柱塞縮徑部長度超過 則有柱塞與材料的摩擦力增加，兩者阻塞於壓鑄 得無法衝孔加工的情況。 (壓鎮模角度：5〜40度） 若壓鑄模角度設為未滿5度，則有在柱塞進入 態下與材料一起脫落的情況，另一方面，若壓鑄 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 塞之縮徑 I度）為5 、1 0 0 m m， 角度（：壓 分的長度 心軸係指 面之中心 剖面且通 部分之最 材料（： 丨度超過 法衝孔加 丨才料一起 100mm， 模内而變 材料的狀 模角度超 29 200424026 過4 0度，則有柱塞與材料阻塞於壓鑄模内而變得無 加工的情況。 (柱塞轴承部長度：5〜200mm) 藉由與縮徑部分關聯之材料及來自壓鑄模的反力 塞作用以從壓鑄模入口側脫落的力，但有平衡於此 將柱塞壓出於壓鑄模出口側的力以使柱塞安定化的 在此，以在柱塞設置軸承部而利用作用於其表面的 為佳。在本發明者等的檢討中，為使該摩擦力可達 塞的充分的安定化，可將柱塞軸承部長度設為5〜 在柱塞軸承部長度未滿5 mm時，則壓出柱塞之摩擦 足，柱塞容易被材料及壓鑄模的反力壓回壓鑄模入 另一方面，若柱塞軸承部長度超過2 0 0 m m，則摩擦乂 柱塞容易被壓出壓鑄模側，兩者均將造成柱塞的位 定。 另外，本發明中，藉由使柱塞浮動，即使與壓鑄 塞的角度、此等表面的潤滑等有複雜相關性的衝孔 生變動，仍可將柱塞放置於可獲得始終安定地存在 應力狀態的位置。另外，若將壓鑄模出口側之壁厚 口側之壁厚以下，因衝孔加工之安定性進一步提升 較佳。 在進行衝孔加工時，柱塞阻塞於管内而增加負載 果有被壓入之原管彎曲而變得不可加工的情況，因 進行安定的衝孔加工，有必要預先防止原管的彎曲 本發明者等係著眼於衝孔時的負載。也就是說，因 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 法衝孔 ，對柱 而施加 必要。 摩擦力 成對柱 2 0 0 mm 〇 力不 口側， 〖太大， 置不安 模及柱 條件發 之壓縮 設為入 ，故而 ，其結 此，為 。在此， 為當柱 30 200424026 塞阻塞時其衝孔加工方向的負載顯著增加，只要該負載為 某一特定值以下便可進行衝孔，而當超過該特定值時則變 得無法衝孔，只要將條件變更為適宜條件即可。在此稱該 特定值為衝孔界限負載。 因為在變得不能衝孔的情況造成所壓入的原管彎曲，因 此若從顯示管的彎曲的數式來設定衝孔界限負載，便可在 此以下的負載中穩定進行衝孔。顯示管的彎曲的數式已知 有從材料的彈性率所求得之歐依拉方程式（E u 1 e r e q u a t i ο η )，但在本發明者等之檢討中，其顯示與實際現象 不同的值而完全無法應用。在此，檢討了與此不同的種種 彎曲式的結果，發現如下之式4可最好地表示實際的現象。 [式4 ] σ k X原管剖面積 其中，ak = YSx(l_axX) λ = (L / /~ n)/k a = (K 0 0 1 8 5 〜0 . 0 1 5 5 L :原管長度 k :剖面二次半徑 k2=(di2+ d22)/16 η :管端狀態（η = 0 · 2 5〜4 ) d!:原管外徑 d 2 :原管内徑 YS :原管的屈服強度 為可安定地進行衝孔，在測定之衝孔方向的負載（測定 負載）未超過式4的值（計算負載）的情況，只要繼續進行衝 31 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 孔即可，而若在超過的情況則暫時中斷衝孔，變更條件後 再開始衝孔即可。 在認為式4略為複雜，而想更為簡易地判定的情況，可 使用將式4簡化的如下的式5。 [式5 ] 原管的屈服強度Y S X原管剖面積 相較於式4，式5雖將衝孔界限負載放大顯示至最大為 1 0 %左右，本發明者等已把握其可簡易且充分進行判定。 另外，在衝孔加工相當短（例如為0 . 2 m m程度以下）的 原管的情況，或即使管略有彎曲但加快加工速度以壓鑄模 不致裂開的程度增大負載而迅速加工的情況等，也可使用 如下的式6。 [式6 ] 原管的拉伸強度T S X原管剖面積 又，上述測定負載（衝孔加工方向之實際的負載）的測定 方法，最好為由設置於衝孔加工的衝頭上的負荷單元所測 定，或使壓鑄模從架台浮起，由與該壓鑄模設為一體的負 荷單元所測定的方法。 另外，在測定負載超過式4〜6的任一者所算出的計算 負載的情況，也就是說，作為在判定為不可加工的情況的 措施，亦可暫時中斷衝孔加工，將壓鑄模及/或柱塞交換為 對應相同製品管尺寸之其他形狀者後，再開始加工。在此， 對應相同製品管尺寸之其他形狀的壓鑄模及/或柱塞，係從 同一原管加工所得者，因此可從設定為相同縮徑率者中予 以選定。 另外，作為更為安定之加工條件，根據本發明者等的檢 32 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 討，最好將用於交換後之壓鑄模及柱塞之角度（參照圖1 o) 設為較交換前小。 另外，作為可更為安定之加工條件，只要變更塗佈於原 管的潤滑劑的種類即可。從簡便性的觀點，在利用將原管 浸漬於塗佈槽内之潤滑劑中的方法進行潤滑劑的塗佈的情 況，塗佈槽内之潤滑劑的交換等需要花費時間，因此不易 進行高頻率進行種類的更換。因此，作為潤滑劑，預先進 行實驗以選定可顯著降低衝孔加工方向的負載的性能優良 者是重點所在。 與此相比較，在本發明之衝孔加工的情況，係如圖1所 示，將柱塞1裝入管4内而將管4壓入壓鑄模2的孔内並 使其通過。在此，上述柱塞在加工刀具内部可接觸於管内 面全周，上述孔在加工刀具内部可接觸於管外面全周。藉 由在壓鑄模2的入口側所施加的壓入力1 1，在加工刀具内 部全面地作用有壓縮應力。其結果，即使在加工刀具内部 之入口側、出口側的任一側，管4均可充分接觸柱塞1及 壓鑄模2。而且，即使為輕度的縮徑率，加工刀具内部仍 成為壓縮應力，因此與引伸比較，管與柱塞、管與壓鑄模 容易充分接觸，且容易使管平滑化，可獲得高尺寸精度管。 另外，在衝孔的情況，即使縮徑率小，管内外面之平滑化 仍可達成，與引伸的情況比較，加工歪斜不會增大，因此 縮徑後之熱處理負荷也輕或可省略熱處理，降低製造成本。 在此，本發明之裝置的構成之特徵為具有：柱塞1 ’可接 觸於金屬管4之内面全周；壓鑄模2，具有可接觸於同管4 33 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 之外面全周的孔；及壓管機3，用以壓入同管4，並可 在將柱塞1裝入上述管内的狀態下由壓管機3將金屬 壓入壓鑄模2的孔内使其通過的衝孔。 在使用圖3所示之習知旋轉型鍛造機8的壓入中， 沿圓周方向分割一體型者的分割壓鑄模9，並使該分 鑄模9於12方向搖動，因此產生段差或在高應力下由 周方向各異的壓鑄模剛性引起不均勻變形，因而無法 厚精度足夠良好。相對於此，在構成為可執行本發明 孔的裝置中，因為金屬管通過具有在同一剖面内接觸 外面全周的孔的壓鑄模的孔，因此，完全不會產生由 壓鑄模所產生之段差，其結果管的内外面均可平滑化 又，本發明中，壓鑄模係使用一體型固定壓鑄模。 用習知之安裝於旋轉型鍛造機之分割壓鑄模的方法比 可將裝置構造更為簡單化。可於加工時施加充分的負 即使與壓鑄模入口側之壁厚相比較將出口側之壁厚設 同或其以下而招致負載增加，仍可進行充分的加工。 範圍之製品要求尺寸中，可獲得尺寸精度顯著良好的 管。 另外，本發明中係使柱塞浮動。即使壓鑄模及柱塞 度、壓鑄模及柱塞表面的潤滑等衝孔條件發生複雜的 動，柱塞仍始終安定地存在於施加有壓縮應力的位置 此可安定獲得良好的尺寸精度。 又，在習知之引伸加工中，有必要減窄管的前端來 該部分，必須單次地進行加工。相對於此，本發明中 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 進行 管4 使用 P1歷 於圓 令壁 之衝 於管 分割 〇 與使 較， 載， 為相 在廣 金屬 的角 變 。因 引伸 ，無 34 200424026 將管的前端減窄的必要，可逐一地直接頂壓管。若使柱塞 浮動，便可連續衝孔，可顯著提高生產性。另外，在管的 長度短的情況，藉由使用進行間歇地壓入動作者作為壓管 機，可保持高生產性且可製造高尺寸精度管。又，壓管機 也可支持管的體部進行頂壓，也可抵壓管的單一端。 衝孔所必要的管，其製品尺寸係多種多樣。在衝孔中， 為變更製品之外徑尺寸，有必要準備孔模各異的壓鑄模， 以便隨每一次製品外徑尺寸的變更交換壓鑄模。又，壓鑄 模之孔模尺寸通常由徑、角度、錐面長表示。 但是，製品外徑尺寸係依最小數噸單位及每一細小批量 而不同，在其變更的過程，有拆下前面使用的壓鑄模，並 安裝下一使用的壓鑄模的必要，壓鑄模之安裝精度嚴格規 定為± 0 . 1 m m單位，因此需要花費大量的時間及勞力。 為削減該壓鑄模交換用的時間及勞力，本發明者等發現 只要準備對應製品之外徑尺寸的種種各異的孔模的壓鑄 模，並將此等排列，依序反覆進行交換即可。 在將柱塞裝入管内使其浮動，並連續或斷續將上述管壓 入壓鑄模内以進行使其通過的衝孔加工的高尺寸精度管之 製造方法中，在同一圓周上排列孔模各異的複數壓鑄模。 僅使對應作為目標之製品尺寸的孔模的壓鑄模沿排列之圓 周方向旋轉移動而配置於通過線内使用於衝孔。在次管之 目標製品尺寸與前管各異的情況，只要同樣使對應該外徑 尺寸之孔模的壓鑄模旋轉移動，而配置於通過線内使用於 衝孔即可。 35 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 其中之一，係如圖1 1所示，以將通過管4之麼鎮模2 ; 將管4壓入通過線内的壓鑄模2内之壓管機3;及複數的 壓鑄模2、2 0、…2 0排列於相同圓周上的形式所支持，並 沿圓周方向搬運。只要使用具有將任一個的壓鑄模2配置 於通過線内的壓鑄模旋轉台19的裝置即可容易實施。 另外，另一個方法係將孔模各異的複數壓鑄模排列於同 一直線上，使此等壓鑄模中任一個對應製品尺寸而沿排列 之直線方向移動，配置於通過線内使用於衝孔即可。 其係如圖1 2所示，以將通過管4之壓鑄模2 ;將管4壓 入通過線内的壓鑄模2内之壓管機3;及複數的壓鑄模2、 2 0、…2 0排列於相同直線上的形式所支持，並沿直線方向 搬運。只要使用具有將任一個的壓鑄模2配置於通過線内 的壓鑄模直行台2 3的裝置即可容易實施。 又，關於柱塞之裝入也有效率良好地進行的必要。若在 壓鑄模交換中柱塞也可容易進行交換，便可提升效率。因 為前面之加工所使用的柱塞1留存於壓鑄模内，因此與壓 鑄模交換的同時也被除去。只要將下一加工所需要的柱塞 22在壓鑄模之交換中裝入管内即可。 因此在上述本發明方法之第1、第2的任一方法中，在 前管與次管變更製品尺寸時，最好在前管之衝孔結束後， 使次管停於壓鑄模入口側。最好在對應次管之製品尺寸的 壓鑄模的移動前後或移動中，將對應同製品尺寸的柱塞2 2 裝入次管内。藉此，除了壓鑄模外，柱塞亦可效率良好地 交換。 36 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 當進行衝孔加工時，壓鑄模出口側之管容易彎曲。當管 彎曲時該管即無法成為製品，因此以管不會彎曲的方式進 行加工的技術成為必要。在習知之引伸中，因為夾住壓鑄 模出口側之管的前端並一根根地邊施加張力邊加工，因此 加工效率低，但管被導引向引伸方向，因而不易彎曲。但 是，在衝孔力口工的情況，壓鑄模出口側之管的可自由移動， 根據壓鑄模的加工精度、加工前之管的壁厚精度或表面狀 態、壓鑄模與柱塞的潤滑不均勻狀態等的情況，管容易彎 曲。因此，強烈要求有防止壓鑄模出口側的管的彎曲的技 術。 在此，本發明者等針對衝孔後之管的彎曲，進行了在壓 鑄模的入口側、出口側設置導引筒以使管通過此導引筒而 導引的實驗。若於壓鑄模的入口側、出口側的任一方設置 導引筒，則管變得不易彎曲，若於兩方均設置導引筒則更 不易彎曲，另外，導引筒的位置越接近壓鑄模出口越不易 彎曲。 因此，可將導引筒設於壓鑄模的入口側及出口側的極附 近處。也就是說，也可在壓鑄模出口側且極接近於壓鑄模 處設置。但是，發現根據管的彎曲方向有無法充分防止彎 曲的情況。為與管的彎曲方向無關地充分防止彎曲，有將 管外面與導引筒内面的間隙設為幾乎為零的必要。但是若 如此的話，發現具有管太過接觸於導引筒而產生瑕疵，或 是衝孔力顯著增大的問題。 本發明者等掌握到管的彎曲係在最靠近壓鑄模出口側 37 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 處即開始發生。也就是說，因為壓鑄模之加工精度、加工 前的管的壁厚精度或表面狀態、壓鑄模及柱塞的潤滑不均 勻狀態等，在管上產生有殘留應力，在最靠近壓鑄模出口 側處，該殘留應力被急遽解放而容易產生，彎曲。在此，若 在最靠近壓鑄模出口側處設置可微調管的彎曲方向的機 構，便可充分防止管的彎曲。 本發明者等經過深入檢討的結果，在最靠近壓鑄模出口 側處配設管彎曲微調機構，其具有.·通過管之孔模；支持基 板，支持該孔模以使其可在與通管方向垂直的平面内移 動；及孔模移動機構，由該支持基板所支持，用以移動上 述孔模。藉由使用上述孔模移動機構而在上述支持基板面 内微小移動，藉由預先微調整在與通管方向垂直的平面内 位置的上述孔模内使上述壓鑄模出口側之管通過，即可充 分防止管的·弯曲。 為微調整孔模位置，例如，在實際生產前使用複數虛設 管，進行改變數點之孔模位置的衝孔加工實驗以測定管的 彎曲，求得孔模位置的變量與衝孔後之管的彎曲變量的關 係。在實際生產時若管的彎曲似欲超過指定臨限值時，以 基於上述關係使孔模移動於彎曲變小的方位的方法較佳。 孔模移動機構係例如以螺絲透過沿通管方向移動的楔 狀模具的錐面，沿與通管方向垂直的方向按壓孔模外周部 的一處或2處以上為較佳。或是，例如由流體壓汽缸（油壓 汽缸、氣壓汽缸等）直接沿與通管方向垂直的方向按壓或牽 引孔模外周部的一處或二處以上的方式較佳。 38 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 若孔模的孔徑設為大於壓鑄模之出口孔徑，則管在衝孔 加工中不會在壓鑄模出口側阻塞而可圓滑加工。尤其是， 若壓鑄模之出口孔徑在+ 0 m m〜+ 3 m m以内，則容易進行微調 整，而尤為理想。又，孔模之孔可為直孔也可為錐孔。 又，當然也可於支持基板上，在與從壓鑄模出來之管的 通路交叉的位置，設置可以充分的間隙使同管通過的大小 的中空部。 另外，若在壓鑄模入口側及/或管彎曲微調機構出口 側，設置使進入壓鑄模之管及/或從管彎曲微調機構出來的 管通過的導引筒，管大致垂直地進入管及/或從管彎曲微調 機構大致垂直地壓出，因此可更為容易防止管的彎曲而較 佳。 另外，本發明中，最好可連續送入管並壓入壓鑄模。藉 由連續送入管，與單次進行加工的情況比較，壓鑄模及柱 塞所受到的摩擦發熱或加工發熱安定，因此可進一步防止 彎曲。又，在衝孔中，因為無如引伸的情況般進行使管前 端把持於壓鑄模出口側的引伸機用的上犧加工的必要，因 此以利用後續管前端抵壓前管尾端的形式連續傳送，可提 高生產效率。 習知之引伸的情況，為獲得高尺寸精度需要有足夠的潤 滑膜，為此進行有潤滑良好的磷酸鹽處理。該方法係預先 將管予以酸洗除去氧化錢，再為了中和該酸而以驗洗淨後 以水清洗。其後，在進行磷酸鹽處理的槽内將管浸潰於其 中形成潤滑膜，接著浸潰於金屬皂的槽内形成膜，其後以 39 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 熱風使管乾燥。為此，此等步驟需要數小時以上，若在 行管的引伸的設備列組入此等步驟，會明顯阻礙生產性 因此在其他的步驟中進行該處理。 與此相比較，若根據衝孔加工，即使減小縮徑率仍容 獲得高尺寸精度，因此可簡單進行管的潤滑。亦即，即 不酸洗管亦可，只要在浸潰塗佈潤滑劑後進行熱風乾燥 可。為連續進行衝孔，管端面的直角度最為重要，需要 研削出該直角度的研削裝置。 衝孔加工前之此等處理，以研削出管端面的直角度， 潰塗佈潤滑劑、乾燥的順序最為有效率。從此觀點考慮 本發明中，係以沿垂直於管軸方向研削管的端面的管端 研削裝置、於管上浸潰塗佈潤滑劑的潤滑劑浸潰塗佈槽 使塗佈有潤滑劑之管乾燥的乾燥裝置的順序，將此等配 於衝孔加工裝置的入口側的設備列，因此可效率良好地 造高尺寸精度管。 另外，管端面的直角度研削係在將管切割為短管後立 進行，因為更為有效率，因此本發明之設備列最好在上 管端面研削裝置的入口側配置將管切割為短管用的切斷 置。 另外，潤滑劑只要為適用藉由乾燥可容易形成膜者即 可，作為在衝孔加工裝置的入口側浸潰塗佈後再進行乾 的替代，也可在衝孔加工裝置内的壓鑄模入口側極近處 塗後再進行乾燥，或是，若要潤滑性更為良好，也可省 乾燥而在濕潤的狀態進行管的衝孔加工。因此，本發明 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 進 ， 易 使 即 有 浸 面 置 製 即 述 裝 燥 吹 略 之 40 200424026 設備列也可取代上述潤滑劑浸漬塗佈槽及上述乾燥裝 在上述衝孔加工裝置的壓鑄模入口側，配置吹塗潤滑 管上的潤滑劑吹塗裝置或吹塗潤滑劑於管上後使之乾 潤滑劑吹塗乾燥裝置。 另外，為了進一步提高衝孔加工的效率，最好設為 鑄模、柱塞可在生產線上容易交換，並且在壓鑄模出 無管的彎曲。從此等觀點考慮，本發明之設備列中， 在設置上述衝孔加工裝置之同時，一併配置交換上述 模之壓鑄模交換裝置、交換上述柱塞之柱塞交換裝置 止上述壓鑄模出口側之管彎曲的彎曲防止裝置中1或 以上的裝置。 壓鑄模（或柱塞）交換裝置最好以使用順序配置並保 複數尺寸（及/或形狀）各異的壓鑄模（或柱塞），為可依 覆移送配置於指定的通管線内位置的構成。彎曲防止 最好為使用具有管的通孔的活動碟盤等，可對最接近 模出口側的管作用與欲使上述管彎曲的方向相反方向 的構成。 又，無論是以往使用的引伸還是本發明中使用的衝 在加工後要求進行表面酸洗的管的情況很多，因此可 他的步驟進行酸洗後再出貨。引伸的情況，在進行加 之磷酸鹽處理時，為形成潤滑劑牢固的膜，有酸洗原 必要，又，在引伸加工後為除去潤滑劑，有再度進行 的必要，因此必須進行2次的酸洗。與此比較，在衝 工的情況，簡單進行加工前之潤滑處理即可，且在附 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 置， 劑於 燥的 使壓 口側 最好 壓鑄 、防 2個 持 序反 裝置 壓鑄 的力 孔， 在其 工前 管的 酸洗 孔加 有氧 41 200424026 化銹的狀態亦可，因此可將潤滑處理生產線化組入設備 列，而可組成廉價且效率良好的設備列。 (實施例1 ) 以下，以實施例為例具體說明本發明。 實施例1 . 1中，對外徑4 0 m m χ壁厚6 m m的鋼管進行圖1 所示形態的衝孔加工。在此，使用接觸於管内面的面被加 工為鏡面的柱塞，及一體型固定壓鑄模且接觸於管外面的 面被加工為鏡面的壓鑄模。柱塞係一端固定裝入管内。加 工條件係設為出口側壁厚=入口側壁厚、縮徑率=1 0 %。 實施例1 . 2中，係以在實施例1 · 1中除縮徑率=5 %以外 其餘均相同的條件進行加工。 實施例1 . 3中，係以在實施例1 . 2中除使柱塞浮動以外 其餘均相同的條件進行加工。 另外，作為比較例1，係以在實施例1 . 2中除取代圖1 所示形態的衝孔加工而改為圖2所示形態的引伸加工，且 出口側板厚 < 入口側板厚以外其餘均相同的條件進行加 工 〇 另外，作為比較例2，係以在實施例1 . 2中除取代一體 型固定壓鑄模，使用將圖3所示形態的分割壓鑄模組入旋 轉型鍛造機並使其搖動，且取代衝孔加工而改為壓入以外 其餘均相同的條件進行加工。 另外，作為比較例3係以在比較例2中除加工條件設為 出口側壁厚=入口側壁厚+ 1 m m ( = 7 m m )以外其餘均相同的條 件進行加工。 42 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 關於縮徑加工後之此等鋼管，在求得上述三尺寸精度指 標之同時，對此等鋼管進行疲勞試驗。表1顯示該結果。 又，表1所示外徑及内徑偏差，係藉由使用上述雷射光 測定所求得，從此等測定資料之圓周方向分布的差，求得 同表的圓周方向壁厚偏差。 另外，表1所示之疲勞試驗的耐久界限次數，如圖4所 示，係指在利用一定應力條件下求得直到產生龜裂為止的 重複次數（亦即，耐久次數）的試驗中進行應力等級的種種 改變，而將應力與耐久次數的關係圖式化的圖中，從隨著 耐久次數的增加而應力減少的傾向至開始成為大致一定的 彎曲點的耐久次數，該值越大則疲勞強度越是良好。亦即， 該例的情況，應力約為1 5 0 Μ P a的耐久次數。 參照表1，實施例1 · 1〜實施例1 · 3之製品管，其尺寸 精度顯著良好，且疲勞強度也最為良好，尤其是若使柱塞 浮動則可使尺寸精度更為良好（實施例1 . 3 )。相對於此， 在習知之引伸中，製品管之尺寸精度降低，結果疲勞強度 也顯著降低（比較例1 )。即使在使用旋轉型鍛造機之壓入 中，其製品管之尺寸精度也降低（比較例2 )，若增加壁厚 則進一步降低（比較例3 )，因此無法獲得充分的疲勞強度。 (實施例2 ) 作為本發明例係將φ 4 0 m m x 6 m m t X 5 . 5 m m L的鋼管作為原 管，使用鏡面的枉塞及一體型固定壓鑄模，使柱塞浮動而 裝入鋼管内，以縮徑率=5 %從壓鑄模入口側壓頂鋼管，將壓 鑄模出口側之鋼管壁厚與壓鑄模入口側同樣設為6 in m t，藉 43 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 以進行衝孔加工。又，作為管送入機構，使用圖7所示形 態的間歇送入機，連續將管送入壓鑄模内。 另外，作為比較例1，係進行圖2所示形態的引伸。該 例中係將與上述相同的鋼管作為素材，使用同上的壓鑄模 及柱塞，將柱塞裝入鋼管内，以相同的縮徑率從壓鑄模出 口側引伸鋼管，將壓鑄模出口側之鋼管壁厚減薄為 5 · 5 m m t 〇 另外，作為比較例2係進行圖3 A、圖3 B所示形態的旋 轉型鍛造壓入法。該例中係將與上述相同的鋼管作為素 材，取代一體型固定壓鑄模而使用採用分割壓鑄模的旋轉 型鍛造機，將同上的柱塞裝入鋼管内，以相同的縮徑率進 行旋轉型鍛造壓入，使同鍛造機出口側之鋼管壁厚增厚為 7 ni m t 〇 測定由此等各例之方法所製造的鋼管的尺寸精度（外徑 偏差、内徑偏差及圓周方向壁厚偏差），且調查加工效率。 表2顯示該結果。又，外徑偏差及内徑偏差係藉由圖像解 析管的圓周方向剖面，於圓周方向計算出正圓的偏差而求 得。又，圓周方向壁厚偏差係圖像解析管的圓周方向剖面， 從壁厚剖面的圖像作為對平均壁厚的最大偏差值而直接測 定。 根據表2，由本發明例之衝孔加工所製造的鋼管，其尺 寸精度顯著良好，且加工效率也良好。相對於此，由比較 例1之引伸加工所製造的鋼管中，尺寸精度降低。另外， 由比較例2之旋轉型鍛造壓入所製造的鋼管中，尺寸精度 44 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 也降低。引伸加工與旋轉型鍛造壓入加工之加工效率均顯 著降低。 (實施例3 ) [比較例3 . 1 ]藉由圖1所示衝孔，以如下的A條件加工表 面附有熱軋鐵錄的P 4 0 m m X 6 . 0 m m t X 5 . 5 m L的電縫鋼管。 (條件A )柱塞：將鏡面的柱塞裝入管内使其浮動 壓鑄模：一體型固定壓鑄模 縮徑率：5% 壓鑄模出口側之鋼管壁厚：6.0mmt( =入口側壁厚） [本發明例3 . 1 ]將同上的鋼管在其内外兩面塗佈液體潤滑 劑（礦物油）形成潤滑被膜後，與比較例1相同進行加工。 [本發明例3 . 2 ]將同上的鋼管在其内外兩面塗佈滑脂系潤 滑劑（於L i系滑脂潤滑劑中添加二硫化鉬者）形成潤滑被 膜後，與比較例1相同進行加工。 [本發明例3 . 3 ]將同上的鋼管在其内外兩面塗佈乾燥性樹 脂（聚烷基系樹脂），吹以熱風（約2 0 0 °C )進行乾燥形成潤 滑被膜後，與比較例1相同進行加工。 [本發明例3 . 4 ]將同上的鋼管在其内外兩面塗佈以溶劑 (丙酮）稀釋乾燥性樹脂（聚烷基系樹脂）的溶液，吹以溫風 (約5 0 °C )進行乾燥形成潤滑被膜後，與比較例1相同進行 力口工 〇 [本發明例3 . 5 ]將同上的鋼管在其内外兩面塗佈將乾燥性 樹脂（聚烷基系樹脂）分散於分散媒（水）的乳化液，吹以溫 風（約7 0 °C )進行乾燥形成潤滑被膜後，與比較例1相同進 45 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 行加工。 [比較例3 . 2 ]將同上的鋼管在其内外兩面塗佈與本發明例 1相同的液體潤滑劑形成潤滑被膜後，藉由圖2所示冷拉 法，以如下的B條件進行加工。 (條件B)柱塞、壓鑄模、縮徑率：分別與條件A相同 壓鑄模出口側之鋼管壁厚：5 . 5 m m t ( <入口側壁 厚） [比較例3 . 3 ]將同上的鋼管在其内外兩面塗佈與本發明例 1相同的液體潤滑劑形成潤滑被膜後，藉由圖3所示旋轉 型鍛造壓入法，以如下的C條件進行加工。 (條件C)柱塞：與條件A相同 壓鑄模：分割壓鑄模 縮徑率：與條件A相同 壓鑄模出口側之鋼管壁厚：7. 0mm t (>入口側壁厚） 關於由此等各例之方法所製造的鋼管，表3顯示測定表 面瑕疵狀態及尺寸精度（外徑偏差、内徑偏差及壁厚偏差） 的結果。又，外徑偏差及内徑偏差係藉由圖像解析管的圓 周方向剖面，於圓周方向計算出正圓的最大偏差（亦即，（最 大徑一最小徑）/正圓徑X 1 0 0 % )所求得。又，壁厚偏差係圖 像解析管的圓周方向剖面，從壁厚剖面的圖像作為對平均 壁厚的最大偏差（亦即，（最大壁厚一最小壁厚）/平均壁厚 X 1 0 0 % )而直接測定。 參照表3，在潤滑之下進行衝孔加工之各本發明例，在 加工後之鋼管表面完全未產生瑕疵，可獲得良好的表面品 46 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 質，尺寸精度也顯著良好。相對於此，在無潤滑之下進行 衝孔加工之比較例1中，加工後之鋼管表面產生瑕，疵。在 潤滑下進行冷拉法加工之比較例2中，尺寸精度降低。在 潤滑下進行旋轉型鍛造壓入法加工之比較例3中，尺寸精 度降得更低。 又，本實施例中，顯示在管的内外兩面形成潤滑被膜的 所謂兩面潤滑的情況，但本發明並不侷限於此，也包含在 内面、外面的任一方形成潤滑被膜的所謂單面潤滑的情 況，該單面潤滑的情況也可在形成潤滑被膜側的面有效防 止瑕窥的產生。 (實施例4 ) [本發明例] 將φ 4 0 m m χ 6 . 0 m m t X 5 . 5 m L的鋼管作為原管，藉由概®各示 於圖1之本發明（：使用可擴管及縮徑的柱塞的衝孔）將該 原管擴管，接著再縮徑加工。壓鑄模出口側之目標壁厚與 入口側同樣設為6 . 0 m m t。柱塞係鏡面加工者，並使其於管 内浮動。壓鑄模係使用將壓鑄模孔内面鏡面加工之一體型 固定壓鑄模。柱塞之擴管率、縮徑率、擴管部分及縮徑部 分的錐面角度β A及0 B、及壓鑄模出口側（縮徑後）之管的 目標外徑D 2，係依所進行之例子設定為表4所示之值。管 係連續供給壓鑄模。 [比較例A ] 藉由圖2所示之冷拉法（：僅可縮徑）縮徑加工同上的原 管。壓鑄模出口側之目標壁厚與模入口側同樣設為6 · 0 m m t 47 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 。柱塞係鏡面加工者，並使其於管内浮動。壓鑄模係使用 將壓鑄模孔内面鏡面加工之一體型固定壓鑄模。柱塞之縮 徑率及壓鑄模出口側之管的目標外徑，係依所進行之例子 設定為表4所示之值。管係連續供給壓鑄模。 [比較例B ] 藉由圖3所示之旋轉型鍛造壓入法（：僅可縮徑）縮徑加 工同上的原管。壓鑄模出口側之目標壁厚與入口側同樣設 為6. Ommt。柱塞係鏡面加工者，並使其於管内浮動。壓鑄 模係使用將壓鑄模孔内面鏡面加工之分割型壓鑄模。柱塞 之縮徑率及壓鑄模出口側之管的目標外徑，係依所進行之 例子設定為表4所示之值。管係連續供給壓鑄模。 針對由此等各例之條件所製造的鋼管，測定尺寸精度 (外徑偏差、内徑偏差及壁厚偏差）。又，外徑偏差及内徑 偏差係藉由圖像解析管的圓周方向剖面，於圓周方向計算 出正圓的最大偏差（亦即，（最大徑一最小徑）/正圓徑X 1 0 0 % )所求得。又，壁厚偏差係圖像解析管的圓周方向剖 面，從壁厚剖面的圖像作為對平均壁厚的最大偏差（亦即， (最大壁厚一最小壁厚）/平均壁厚X 1 0 0 %)而直接測定。另 外，測定剖面硬度作為加工度的指標。另外，作為判斷加 工後可否獲得一定尺寸的管用的指標，採用在上述尺寸精 度之測定的同時所求得之加工後的管平均外徑與平均壁 厚。表4顯示此等結果。 參照表4，本發明例之任一例中，加工後之尺寸精度均 顯著良好，利用變更柱塞與壓鑄模之組合，可從同一尺寸 48 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 之原管獲得一定尺寸且加工度各異的管。相對於此 例中，尺寸精度降低，同時，若欲從同一尺寸之原 加工度各異的管，則無法獲得一定尺寸之外徑及壁> 在滿足0A< 0B、D2<DO之任一方或兩方之本發明 明例中，在管内的柱塞的浮動狀態暫時安定。 又，擴管率 a(°/G) = (Dl-D0)/Dl><100 縮徑率 b ( % ) = ( D 1 — D 2 ) / D 1 X 1 0 0 (實施例5 ) <本發明例5. 1〜5. 4 > 將外徑4 0 m m X壁厚6 in m的電縫鋼管作為原管，使 的柱塞及一體型固定壓鑄模進行圖1所示之衝孔加 5顯示使用之柱塞及壓鑄模的形狀條件（柱塞縮徑新 度、柱塞縮徑部長度、柱塞軸承部長度、壓鎊模角> 塞係於管内浮動者。壓鑄模出口側之管壁厚係設為 <比較例5 · 1〜5 · 4 > 將與本發明例相同批量之鋼管作為原管，除使用 及壓鑄模的形狀條件與表5所示不同，其餘均與本 相同進行衝孔加工試驗。 <習知例5 . 1 > 將與本發明例相同批量之鋼管作為原管，使用鏡 塞及一體型固定壓鑄模進行圖2所示冷拉法加工。 示使用之柱塞及壓鑄模的形狀條件。柱塞係於管内 者。壓鑄模出口側之管壁厚係設為5mm。 <習知例5 . 2 > 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 ，比較 管獲得 裏。又， 之本發 用鏡面 工。表 丨角 变）。柱 5 mm ° 之柱塞 發明例 面的柱 表5顯 浮動 49 200424026 將與本發明例相同批量之鋼管作為原管，使用鏡面 塞及安裝有分割壓鑄模的旋轉型鍛造機進行圖3 A、圖 所示旋轉型鍛造壓入法加工。表5顯示使用之柱塞及 模的形狀條件。柱塞係於管内浮動者。壓鎢模出口側 壁厚係增厚為7 m m。 表5顯示針對由上述各例之方法可否製造及可製造 況下製品管所測得的尺寸精度（壁厚偏差、内徑偏差及 偏差）。在此，外徑偏差及内徑偏差係藉由圖像解析管 周方向剖面，於圓周方向計算出正圓的最大偏差（亦即 大徑一最小徑）/正圓徑X 1 0 0 % )所求得。又，壁厚偏差 像解析管的圓周方向剖面，從壁厚剖面的圖像作為對 壁厚的最大偏差（亦即，（最大壁厚一最小壁厚）/平均 X 1 0 0 % )而直接測定。 根據表5，本發明例中，可安定完成衝孔加工，其 管之尺寸精度顯著良好。相對於此，比較例中之任一 無法完全成功地進行衝孔加工，而無法獲得製品管。另 在習知例中，加工成功之製品管的尺寸精度降低。 (實施例6 ) <實施例6 . 1 > 將 0 4 0 m m X 6 in ni t χ 5 . 5 m L、Y S 4 0 0 Μ P a 的鋼管作為原管 圖1 0所示形態中，進行將縮徑率設為1 3 %的衝孔加工 尺寸精度管的製造。在製造初期使用角度2 1度的壓韶 及角度2 1度且錐面長1 1 ni m的柱塞。柱塞係於管内浮1 在加工前之各原管上，藉由將原管浸潰於塗佈槽内之 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 的柱 3B 壓鑄 之管 的情 外徑 的圓 ，（最 係圖 平均 壁厚 製品 例均 外， ，在 的高 模、 ']者。 潤滑 50 200424026 劑中，進行潤滑劑的塗佈。潤滑劑係使用速乾性溶劑稀釋 高分子潤滑劑。 加工中藉由上述測定方法長期測定衝孔加工方向的負 載，邊比較該測定負載與上述式4所算出的計算負載，邊 進行衝孔。又，在該例之式4中，a及η的值係使用預先 進行試驗所導出的最合適值的a = 0 . 0 0 1 8 5、η = 1 (對應管端 狀態可自由旋轉的情況）。 在第複數根的原管的加工途中，因為測定負載超過計算 負載，因此判斷為無法繼續加工而中斷加工，接著如下述 變更加工條件。也就是說，將壓鑄模換為角度1 1度者，且 將柱塞換為角度1 1度、錐面長2 0 m m者。於該交換後再度 開始加工，即可順利完成剩餘複數根的原管的加工。 又，在上述交換及加工之再開始的過程，將進入此前使 用之壓鑄模的加工途中的管的壓鑄模入口側部分與壓鑄模 出口側部分切斷而予以分離，從指定的安裝位置拆下保持 在裝入此前使用之柱塞的管進入壓鑄模内側部分的狀態的 此前使用之壓鑄模後，將下一使用的壓鑄模安裝於同指定 的安裝位置，於下一加工用之同尺寸、同YS的原管裝入其 後使用之柱塞並再度開始加工。另外，上述分離之管的壓 鑄模出口側部分可用作為製品。同管之壓鑄模入口側部分 係作為廢料。 <比較例6 , 1 > 將與實施例6. 1相同的鋼管作為原管，在圖1 0所示形 態中，進行將縮徑率設為1 3 %的衝孔加工的高尺寸精度管 51 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 的製造。在製造初期使用角度2 1度的壓鑄模、及角度2 1 度且錐面長2 0 m m的柱塞。柱塞係於管内浮動者。在加工前 之各原管上，藉由將原管浸潰於塗佈槽内之潤滑劑中，進 行潤滑劑的塗佈。潤滑劑係使用速乾性溶劑稀釋高分子潤 滑劑。 加工中不進行衝孔加工方向的負載測定，異常時的條件 變更係由操作者的判斷來決定。 在第複數根的原管的加工途中，因為壓鑄模破裂因而中 斷加工，在將壓鑄模與柱塞換為與初期條件相同者，且將 潤滑劑塗佈槽内的潤滑劑全部交換為分子量較大的速乾性 溶劑稀釋高分子潤滑劑，然後再度進行加工部分，加工再 開時至第複數根的原管的加工途中，壓鑄模再度破裂。此 時中斷加工，更換下一加工條件。也就是說，將壓鑄模交 換為角度11度者，且將柱塞換為角度11度、錐面長20mm 者。該交換後再度開始加工，即可順利·完成剩餘複數根的 原管的加工。 〈比較例6 . 2 > . 將與實施例6. 1相同的鋼管作為原管，進行將縮徑率設 為1 3 %的引伸加工的高尺寸精度管的製造。在製造初期使 用角度21度的壓鑄模、及角度21度且錐面長20mni的柱 塞。柱塞係於管内浮動者。在加工前之各原管上，進行碳 酸鹽處理及金屬皂的塗佈，同時，在引伸中施以必要的對 管前端的上堪加工（該上堪加工在衝孔加工中不需要）。 加工中不進行衝孔加工方向的負載測定，異常時的條件 52 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 變更由操作者的判斷來決定。 在第複數根的原管的加工途中，因為壓鑄模破裂因而中 斷加工，更換下一加工條件。也就是說，將壓鑄模交換為 角度11度者，且將柱塞換為角度11度、錐面長20mn〗者。 該交換後再度開始加工，即可順利完成剩餘複數根的原管 的力口工。 關於實施例及比較例，表6顯示製品的尺寸精度的調查 結果，同時還顯示加工途中的變更條件、相對加工時間及 加工時的損失。相對加工時間係顯示由各例之加工所需要 的時間（總加工時間/總加工數）除以比較例1的時間的 值。尺寸精度係由壁厚偏差及外徑偏差所示。此等偏差係 從圖像解析管的圓周方向剖面的資料，壁厚偏差係對於平 均壁厚的值、外徑偏差係對於正圓（目標外徑）的值而求得。 由表6明顯可知，藉由本發明可安定且效率良好地製造 高尺寸精度管。 (實施例7 ) 以下，以實施例為例進一步具體說明本發明。 實施例7. 1之裝置係如圖1般組合如下構成而得者，此 等構成包括：將接觸於管内面之面設為鏡面的入側端直徑 2 8 m m、中央部直徑3 0 m m、出口側端直徑2 8 m in的柱塞1 ;屬 一體型固定壓鑄模，且孔内面為鏡面之孔出口直徑40 nim 的壓鑄模2 ;及由油壓汽缸所構成，設有可以「連續壓」 與「間歇壓」的任一動作模式進行動作的模式，且可以如 此設定的動作模式對管作用壓入力的壓管機3，柱塞1係 53 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 一端固定而裝入管内的固定柱塞。壓管機3之動作模式係 設定為「間歇壓」模式。使用該裝置進行外徑4 0 m m X壁厚 6 ni in的碳鋼鋼管的衝孑L加工，獲得外徑3 8 m m X壁厚6 m m的 製品管。 實施例7. 2中，係在實施例7. 1中除取代固定式柱塞1 而使用浮動式柱塞以外其餘均相同，進行外徑4 0 m m X壁厚 6 m m的碳鋼鋼管的衝孔加工，獲得外徑3 8 m m χ壁厚6 m in的 製品管。 實施例7. 3中，係在實施例7. 2中除將壓管機3之動作 模式設定之「間歇壓」切換為「連續壓」以外其餘均相同， 進行外徑4 0 m πι χ壁厚6 m m的碳鋼鋼管的衝孔加工，獲得外 徑3 8 m in χ壁厚6 m m的製品管。 另外，作為比較例1，係構成如圖1般組合而成的裝置， 此等組合構成包括：將接觸於管内面之面設為鏡面的入側 端直徑2 8 m m、中央部直徑2 8 m m、出口側端直徑2 6 m m的柱 塞5;屬一體型固定壓鑄模，且孔内面為鏡面之孔出口直 徑3 8 m m的壓鑄模6 ;及由油壓汽缸所構成，以設為可以「間 歇牽拉」動作的動作模式對管作用牽引力的管牽引機7。 柱塞5係一端固定而裝入管内的固定柱塞。使用該裝置進 行外徑4 0 m ηι χ壁厚7 m m的破鋼鋼管的引伸加工，獲得外徑 3 8 m in χ壁厚6 m m的製品管。又，比較例1中，需要有在將 鋼管前端縮小的前提下通過壓鑄模孔的步驟。 另外，作為比較例2，係在實施例7. 1中除取代柱塞1 而使用與比較例1相同的柱塞5，且取代壓鑄模2而改為 54 3】2/發明說明書(補件)/93-06/931099 ] 2 200424026 組入旋轉型鍛造機8的分割壓鑄模9 (此出口側之内徑與壓 鑄模2之孔出口直徑相同）地設為如圖3所示裝置構成外， 其餘均相同，進行外徑40mmx壁厚5mm的碳鋼鋼管的壓入， 獲得外徑38mmx壁厚6mm的製品管。 表7顯示設定此等製品管之尺寸精度的結果。又，表7 所示圓周方向壁厚、内徑、外徑之各偏差的測定方法如下。 外徑（或内徑）偏差，係從微計數器接觸於管外面（或内 面）並旋轉管所測定之外徑（或内徑）的圓周方向分布資 料，算出對正圓的最大偏差。圓周方向壁厚偏差係從壁厚 剖面之圖像直接測定相對於目標壁厚的最大偏差。又，外 徑偏差及内徑偏差亦可取代使微計數器接觸，從照射雷射 光所測定之管與雷射振動源的距離的圓周方向分布資料算 出。另外，圓周方向壁厚偏差亦可以上述外徑之圓周方向 分布資料與上述内徑之圓周方向分布資料的差而算出。 又，壁厚偏差（=圓周方向壁厚偏差）、内徑偏差及外徑 偏差，係定義如下。 壁厚偏差=(最大壁厚一最小壁厚）/目標壁厚（或平均壁 厚）X 1 0 0 (°/〇) ' 内徑偏差：（最大内徑一最小内徑）/目標内徑（或平均内 徑）X 1 0 0 (°/〇) 外徑偏差：（最大外徑一最小外徑）/目標外徑（或平均外 徑）X 10 0 (%) 根據表7，依實施例7. 1〜7. 3之裝置的製品管，其尺寸 精度也顯著良好，尤其是若為浮動式則更為良好（實施例 55 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 7.2)，另外，即使連續進行衝孔仍可獲得高尺寸精度的製 品管（實施例7. 3 )。相對於此，在習知之引伸加工中，製 品管之尺寸精度降低（比較例7 . 1 )。在使用旋轉型鍛造機 之壓入中，其製品管之尺寸精度也降低（比較例7 · 2 )。 (實施例8 ) [本發明例8 · 1 ] 將0 40mmx6mmtx5.5mL的鋼管作為原管，如圖11所示， 預先依管的加工順序將對應各管之製品尺寸的複數個壓鑄 模2、2 0、…2 0組入壓鑄模旋轉台1 9，接著，在通過線上 配置對應前管4之製品尺寸的壓鑄模2，由壓入機2將前 管4壓入壓鑄模2内結束衝孔加工後，使壓鑄模旋轉台1 9 旋轉而依序傳送複數個壓鑄模，將壓鑄模2換為對應次管 7之製品外徑尺寸的壓鑄模2 0並配置於通過線内，此時， 在壓鑄模2 0配置於通過線内之前，於次管5裝入柱塞2 2， 接著由壓入機2將次管7壓入壓鑄模2 0内進行衝孔加工。 反覆進行此等步驟以製造種種製品尺寸的高尺寸精度管。 [本發明例8 · 2 ] 將0 4 0 m m X 6 ni m t X 5 . 5 m L的鋼管作為原管，如圖1 2所示， 預先依管的加工順序將對應各管之製品尺寸的複數個壓鑄 模2、2 0、…2 0組入壓鑄模直行台2 3，接著，在通過線内 配置對應前管4之製品尺寸的壓鑄模2，由壓入機3將前 管4壓入壓鑄模2内結束衝孔加工後，使壓鑄模直行台2 3 直行並依序傳送複數個壓鑄模，將壓鑄模2換為對應次管 7之製品外徑尺寸的壓鑄模2 0並配置於通過線内。此時， 56 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 在壓鑄模2 0配置於通過線内之前，於次管5裝入柱塞 接著，由壓入機2將次管7壓入壓鑄模2 0内進行衝ί 工。反覆進行此等步驟以製造種種製品尺寸的高尺寸 管。 [比較例8 · 1 ] 將0 4Ommx6mmtx5.5mL的鋼管作為原管，準備複數 同孔模的壓鑄模，進行圖1 3所示之衝孔加工。將開始 之壓鑄模2配置於通過線内，首先，由壓入機3將前 壓入壓鑄模2内，結束衝孔加工。其次，藉由人工將 模2換為對應次管7之製品外徑尺寸的壓鑄模2 0並配 通過線内。此時，在壓鑄模2 0配置於通過線内之前， 過線内的次管7裝入柱塞2 2。隨後，由壓入機2將次 壓入壓鑄模2 0内進行衝孔加工。反覆進行此等步驟以 種種製品尺寸的高尺寸精度管。 [比較例8 . 2 ] 將0 4Ommx6mmtx5.5niL的鋼管作為原管，準備複數 同孔模的壓鑄模，進行圖1 3所示之衝孔加工。將開始 之壓鑄模2配置於通過線内，首先，由壓入機3將前 壓入壓鑄模2内結束衝孔加工。其次，藉由人工將壓 2換為對應次管7之製品外徑尺寸的壓鑄模2 0並配置 過線内.。此時，將次管7暫時從通過線外移並在裝入 2 2後再度配置於通過線内。隨後·，由壓入機2將次管 入壓鑄模2 0内進行衝孔加工。反覆進行此等步驟以製 種製品尺寸的高尺寸精度管。 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 22。 L力σ 精度 個不 使用 管4 壓鑄 置於 於通 .管7 製造 個不 使用 管4 鑄模 於通 柱基 7壓 造種 57 200424026 表8顯示本發明例及比較例之加工效率及製品之尺寸精 度。加工效率係由單位作業時間的鋼管的衝孔根數來評 價，表’8係將比較例2之加工效率設為1而顯示與此的相 對值。尺寸精度係由壁厚偏差及外徑偏差表示。此等偏差 係從圖像解析管的圓周方向剖面的資料，作為壁厚偏差對 平均壁厚的值、外徑偏差係對正圓（目標外徑）的值而求得。 由表8明顯可知，藉由本發明可提高衝孔加工的加工效 率 。 (實施例9 ) 以下，以實施例為例進一步具體說明本發明。 [實施例9 · 1 ] 如圖14所示，在最接近壓鑄模2出口側處，配設管彎 曲微調機構2 4。又，雖省略圖示，在壓鑄模2入口側設置 以無限執道夾住管4而連續壓入壓鑄模2的方式的連續壓 入機。 彎曲微調機構24係如圖1 5所示，係為由支持基板28 支持具有通過管之孔2 7的孔模2 6，以使其可在與通管方 向垂直的平面内移動，利用由該支持基板2 8所支持的孔模 移動機構2 9，沿與通管方向垂直的方向（孔模移動方向3 3 ) 按壓孔模2 6外周部的4個部位的任一處或2處以上，該按 壓力如圖1 6所示，係以利用螺合於楔狀模具3 0的調整用 螺絲3 1的調整令使錐面接觸於孔模2 6外周部的楔狀模具 30向通管方向25移動的方式而提供。在圖16中，當向右 旋轉調整用螺絲31時，楔狀模具3 0上升，於是與其錐面 58 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 接觸的孔模2 6向左移動。又，孔模位置微調後，旋緊固定 用螺絲3 2並將孔模2 6固定於支持基板2 8。 使用該裝置，將P 40mmx6nimtx5.5mniL的鋼管作為原管， 進行一邊將柱塞1插入該管内並使柱塞浮動，一邊連續將 該素材壓入壓鑄模2内之衝孔加工的高尺寸精度管的製 造。衝孔加工後的鋼管係貫穿壓鑄模2出口側極近處的孔 模2 6的孔2 7。孔模2 6的孔2 7係直孔，該孔徑係較壓鑄 模2之出口孔徑（該例中為φ 3 5 m m )大0 . 5 m m。 在進行實際製造前使用複數虛設管，進行改變數點之孔 模位置的衝孔加工實驗以測定管的彎曲，求得孔模位置的 變量與衝孔後之管的彎曲變量的關係。在實際製造中若管 的彎曲似欲超過指定臨限值時，基於上述關係使孔模移動 於彎曲變小的方位，進行孔模位置的微調整。。 [實施例9 · 2] 如圖1 7所示，在最接近壓鑄模2出口側處配設管彎曲 微調機構2 4，且在最接近壓鑄模2之入口側處配置導引筒 3 5，在最接近彎曲微調機構2 4之出口側處配置導引筒3 6。 又，雖省略圖示，在入口側導引筒35之入口側設置以無限 軌道夾住管4而連續壓入壓鑄模2方式的連續壓入機。 彎曲微調機構2 4係如圖1 8所示，係為由支持基板2 8 支持具有通過管之孔27的孔模26，以使其可在與通管方 向垂直的平面内移動，利用由該支持基板2 8所支持的孔模 移動機構2 9，沿與通管方向垂直的方向（孔模移動方向3 3 ) 按壓孔模2 6外周部的4個部位的任一處或2處以上，該按 59 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 壓力或拉力，係由接觸於孔模2 6外周部的小型油壓汽缸 3 4所供給。在圖1 8中，藉由加減對向之2個油壓汽缸3 4 的壓力差，以使孔模2 6向2個油壓汽缸3 4之相對方向移 動。又，孔模位置微調後，使對面之油壓汽缸34彼此的壓 力差成為零而將孔模2 6固定於支持基板2 8。 使用該裝置，將Φ 40mmx6nimtx5.5n]niL的鋼管作為原管， 進行一邊將柱塞1插入該管内並使柱塞浮動，一邊連續將 該素材壓入壓鑄模2内之衝孔加工的高尺寸精度管的製 造。衝孔加工前的鋼管係貫穿入口側導引筒35，衝孔加工 後的鋼管係依序通過壓鑄模2出口側極近處的孔模2 6的孔 2 7及出口側導引筒3 6。孔模2 6的孔2 7係錐形孔，其最大 内徑部（位於入口側位置）的孔徑係較壓鑄模2的出口孔徑 (該例中為P 3 3 m m )大2 . 5 m m。又，孔模2 6的最小内徑部（位 於出口側位置）的孔徑係與壓鑄模2的出口孔徑相同。另 外，入口側及出口側之導引筒3 5、3 6，係形成較相同側之 管的外徑大0 . 5 m m的内徑的筒，以便不會於管上產生瑕疵。 在進行實際製造前使用複數虛設管，進行改變數點之孔 模位置的衝孔加工實驗以測定管的彎曲，求得孔模位置的 變量與衝孔後之管的彎曲變量的關係。在實際製造中若管 的彎曲似欲超過指定臨限值時，基於上述關係使孔模移動 於彎曲變小的方位，進行孔模位置的微調整。 [比較例9 · 1 ] 如圖1 9所示，在最接近壓鑄模2入口側處配設導引筒 3 5，在同壓鑄模接近出口側處配設導引筒3 6。又，雖省略 60 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 圖示，在入口側導引筒3 5之入口側設置以無限執道夾住管 4而連續壓入壓鑄模2的方式的連續壓入機。 使用該裝置，將p 40mnix6ninitx5.5mmL的鋼管作為原管， 進行一邊將柱塞1插入該管内並使柱塞浮動，一邊連續將 該素材壓入壓鑄模2 (該例中，出口孔徑為p 3 3 m m )内之衝 孔加工的高尺寸精度管的製造。衝孔加工前的鋼管係貫穿 入口側導引筒3 5，衝孔加工後的鋼管係通過出口側導引筒 36 ° [比較例9 . 2 ] 如圖2 0所示，在最接近壓鎊模2入口側處及出口側處 未配設有任何機構。又，雖省略圖示，在壓鑄模2入口側 設置以無限軌道夾住管4而連續壓入壓鑄模2的方式的連 續壓入機。 使用該裝置，將p40'mmx6mmtx5.5mniL的鋼管作為原管， 進行一邊將柱塞1插入該管内並使柱塞浮動，一邊連續將 該素材壓入壓鑷模2 (該例中，出口孔徑為0 3 5 m m )内之衝 孔加工的高尺寸精度管的製造。 [比較例9 . 3 ] 如圖2 1所示，在最接近壓鑄模2入口側處及出口側處 未配設有任何機構。在壓鑄模2入口側未設置壓入機，在 壓鑄模2出口側設置引伸機3 7。 使用該裝置，將P 4 0 m m χ 6 n〗m t χ 5 · 5 m m L的鋼管作為原管， 進行一邊將柱塞1插入該管内並使柱塞浮動，一邊由引伸 機3 7把持管前端從壓鑄模2 (該例中，出口孔徑為4 3 5 m m ) 61 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 沿引伸方向38引伸鋼管之引伸加工的高尺寸精度管的製 造。 表9顯示調查由上述實施例及比較例之方法所製造之管 的彎曲及尺寸精度的結果。管的彎曲係以直線規（s t r a i g h t edgeruler)抵觸於管上，以管長每500mm之管中央部的直 線規與管的間隙的最大值來評價。管的尺寸精度係由壁厚 偏差及外徑偏差（各例均為複數根製造的管的資料的最大 值）所示。此等偏差係從圖像解析管的圓周方向剖面的資 料，作為壁厚偏差對平均壁厚的值、外徑偏差係對正圓（目 標外徑）的值而求得。 由表9明顯可知，藉由本發明可更顯著地得到良好之尺 寸精度，同時，可充分防止衝孔加工後的管的彎曲。 (實施例1 0 ) 作為本發明之實施例，構成圖2 2所示設備列。元件符 號3 9為衝孔加工裝置。該裝置係一邊將柱塞1裝入管内並 使柱塞浮動，一邊利用壓入裝置4 3連續將該管壓入壓鑄模 2使其通過而進行衝孔加工者。在該衝孔加工裝置3 9上， 作為較佳形態，一併設有如前述般構成的壓鑄模交換裝置 4 5、柱塞交換裝置4 4及彎曲防止裝置4 6。 在衝孔加工裝置3 9的入口側，從上游側開始依序配置 管端面研削裝置4 0、潤滑劑浸潰塗佈槽4 1及乾燥裝置4 2。 管端面研削裝置40係為沿與管軸方向垂直的方向由研削 刀具可將排列於台上的管端面切削出直角的可直角切削的 構成。潤滑劑浸潰塗佈槽4 1係蓄積乾燥性液體潤滑劑乳化 62 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 液，利用將管浸潰於該乳化液内而對管進行潤滑劑塗佈。 乾燥裝置4 2係藉由吹拂熱風於排列於台上的塗佈潤滑劑 後的管而可使其乾燥的構成。又，在該設備列之入口側配 設接收自前步驟送來的原管並交給管端面研削裝置4 0的 管接收台4 7，另外，於出口側配置將被衝孔加工而成為製 品管交給後步驟的管交付台4 8。 使用該設備列，對在外徑2 5〜1 2 0 m m 0 、壁厚2〜8 m m及 長度5〜1 3 in的尺寸範圍具有各種不同尺寸的附有氧化銹 狀態下的原管，依序進行管端面直角切削、潤滑劑浸潰塗 佈、乾燥、衝孔加工，獲得製品管。 另一方面，作為比較例，圖2 3顯示習知之引伸加工的 製造設備列。該設備列係在引伸加工裝置5 0的入口側配設 管接收台4 7，並於出口側配置管交付台4 8，引伸加工裝置 5 0係一邊將柱塞1裝入管内並使柱塞浮動，一邊利用引伸 加工裝置5 0從壓鑄模2引伸該管。又，在該引伸加工裝置 5 0上一併設有與實施例相同構成的柱塞交換裝置4 4及壓 鑄模交換裝置4 5。在該設備列中，無法直接引伸與實施例 相同的附有氧化銹的原管，其原管必須為經由圖2 3所示第 1前處理步驟及接續此的第2前處理步驟。 第1前處理步驟作為形成引伸加工用的強固的潤滑膜而 必備，係由將有鐵銹原管切割為短管—藉由酸洗除去鐵銹 ->以鹼中和酸—水洗―磷酸鹽處理—塗佈金屬皂―乾燥等 大量的順序步驟所組成。進行該第1前處理步驟的複數浸 潰槽或裝置，若與引伸加工裝置5 0相同配置於生產線上則 63 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 生產性降低，因此須配置於其他的生產線上。另外，第2 前處理步驟係用於引伸加工裝置5 0之把持，例如使用旋轉 型鍛造機作為進行管前端的上蠟加工的手段所必備，該旋 轉型鍛造機若與引伸加工裝置5 0相同配置於生產線上，則 生產性降低，因此須配置於其他的生產線上。 使用該比較例之設備列，對經由第1、第2前處理步驟 依序處理與實施例相同附有鐵銹的原管的已前處理的管施 以引伸加工，獲得製品管。 表1 0顯示針對實施例及比較例調查所得之製造所需時 間及製品管的尺寸精度。製造所需時間係由從指定數批的 附有鐵銹的原管至獲得製品管為止的總處理時間/總處理 根數所評價，表1 0係將比較例之評價值設為1而顯示與此 的相對比。尺寸精度係由壁厚偏差及外徑偏差表示。此等 偏差係從圖像解析管的圓周方向剖面的資料，作為壁厚偏 差對平均壁厚的值、外徑偏差係對正圓（目標外徑）的值所 求得。 由表1 0明顯可知，藉由本發明可效率良好地製造高尺 寸精度管。 (產業上之可利用性） 本發明之高尺寸精度管係具有卓越良好之尺寸精度，結 果具有良好的疲勞強度，且可以低製造成本進行製造，因 此可獲得對汽車用驅動系統零件等的輕量化促進作出貢獻 的優良效果。另外，根據本發明之製造方法，可獲得以低 成本製造對廣範圍之管的要求尺寸均能達成尺寸精度良好 64 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 的金屬管的優良效果。 【圖式簡單說明】 圖1為顯示本發明中所使用之衝孔機的實施形態的說明 圖。 圖2為顯示習知引伸機的實施形態的說明圖。 圖3 A為顯示由安裝習知之分割壓鑄模並使其搖動的旋 轉型鍛造機壓入的實施形態的說明圖，是包含管中心軸的 剖面圖。 圖3 B為顯示由安裝習知之分割壓鑄模並使其搖動的旋 轉型鍛造機壓入的實施形態的說明圖，是沿著圖3A中A-A 線所作的箭視圖。 圖4為顯示疲勞試驗之應力與耐久次數的關係的特性 圖。 圖5為顯示作為管送入機構而使用履帶之本發明例的縱 剖面圖。 圖6為顯示作為管送入機構而使用無端環帶之本發明例 的縱剖面圖。 圖7為顯示作為管送入機構而使用間歇送入機之本發明 例的縱剖面圖。 圖8為顯示作為管送入機構而使用孔模輥子之本發明例 的縱剖面圖。 圖9為說明柱塞之部分的錐面角度的說明圖。 圖1 0為顯示衝孔加工之概要的剖面圖。 圖1 1為顯示使用本發明裝置之第1例的本發明方法的 65 312/發明說明補件)/93-06/93109912 200424026 實施形態的模式圖。 圖1 2為顯示使用本發明裝置之第2例的本發明方法的 實施形態的模式圖。 圖1 3為有關比較例（人工交換壓鑄模）之說明圖。 圖1 4為顯示本發明之實施例之一的立體圖。 圖1 5為顯示本發明之管彎曲微調機構之一例的俯視圖。 圖1 6為顯示本發明之孔模移動機構之一例的剖面圖。 圖1 7為顯示本發明之實施例之一的立體圖。 圖1 8為顯示本發明之管彎曲微調機構之一例的俯視圖。 圖1 9為顯示比較例之一的立體圖。 圖2 0為顯示比較例之一的立體圖。 圖2 1為顯示比較例之一的立體圖。 圖2 2為顯示作為本發明之實施例的設備列的配置的模 式圖。 圖23為顯示作為比較例的設備列的配置及引伸加工所 必要的前處理步驟的模式圖。 (元件符號說明） 1 柱塞 1 A 擴管部分 1 B 縮徑部分 2 壓鑄模 3 管送入機構（壓管機） 4 壓鑄模（金屬管） 5 管（柱塞） 66 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 8 壓入力 9 引伸力（分割壓鑄模） 11 壓入力 12 搖動方向 13 履帶 14 無端環帶 15 壓入力 15 間歇送入機 16 孔模輥子 19 壓鑄模旋轉台 20 壓鑄模 22 柱塞 23 壓鑄模直行台 24 管f曲微調機構 26 孔模 27 孔 28 支持基板 29 孔模移動機構 30 楔狀模具 3 1 調整用螺絲 32 固定用螺絲 33 孔模移動方向 34 油壓汽缸 35 導引筒 67
312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 4 7 48 50 導引筒 引伸機 引伸方向 衝孔加工裝置 管端面研削裝置 潤滑劑浸潰塗佈槽 乾燥裝置 壓入裝置 柱塞交換裝置 壓鑄模交換裝置 彎曲防止裝置 管接收台 管交付台 引伸加工裝置 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912 200424026 69 5 疲勞試驗的耐久界限次數(次） 500x 103 500x 103 500x 103 ΙΟΟχ 103 200χ 103 200χ 103 圓周方向壁厚偏差* (%) LO 〇_ 卜 〇· LO 〇· ◦ LO (ΝΙ 寸· LO 寸· 内徑偏差* (°/〇) LO 〇· LO LO CD CD 寸· LO 〇6 cz> 外徑偏差* (%) LO CD 卜 〇· CO ◦’ CD 寸· 〇〇 CO LO CO 出口側壁厚 與入口側相同 與入口側相同 與入口側相同 被 與入口側相同 增厚 縮徑率 〇 LO LO LO LO 柱塞 固定 固定 浮動 固定 固定 固定 壓鑄模 一體型固定 一體型固定 一體型固定 一體型固定 分割型旋轉式 分割型旋轉式 加工態樣 衝孔 衝孔 衝孔 壓入 壓入 實施例1.1 實施例1· 2 實施例1. 3 比較例1.1 比較例1· 2 比較例1. 3 Π660Ιs/90-e6/ff}M)_^siK餾/π e 200424026
QL 加工效率： 每小時之可加工根數 (根） 〇 〇〇 r 5 圓周方向壁厚偏差 (%) LO CD LO LO 寸· 内徑偏差 (%) LO CD CO 寸· 外徑偏差 (%) LO cr? C3 寸· 〇〇 CO 出口側壁厚 與入口側相同 減薄 增厚 加工法 衝孔 引伸 旋轉型鍛造壓入 本發明例 比較例2. 1 比較例2. 2 31660 ΙΓη6/9·0ΓΑ6/(ΦΜ)_^δ1^^/(ΝΙε 200424026
IL
外徑偏差 ⑻ 〇> r—Η LO CZ5 LO CZ? CO CD CO d CO CD LO CO LO CO 内徑偏差 (%) 〇 CN1 LO CD LO Q· CO <Z> CO CD CO 。· LO CO ◦ 壁厚偏差 (%) 〇> oi LO CD· LO 。· CO CD CO CD CO czi LO 寸· LO 有無產生瑕藏 墀 礫 潤滑劑 無潤滑劑 液體潤滑劑 滑脂系潤滑劑 乾燥性樹脂 乾燥性樹脂之溶劑稀釋液 乾燥性樹脂乳化液 液體潤滑劑 液體潤滑劑 有無潤滑被膜 碡 加工法 衝孔 衝孔 衝孔 衝孔 衝孔 衝孔 引伸 衝孔 比較例3.1 本發明例3.1 本發明例3.2 本發明例3. 3 本發明例3.4 本發明例3. 5 比較例3. 2 CO CO CNl660ls/90-rn6/ip}s)»s^K^/(Nlrn 200424026
IL
備註 1 I 本發明例 本發明例 本發明例 比較例A 比較例A 比較例B 加工後壁厚 mm 〇 CO ◦ CO CD CO oo LO r-H LO CNI CD 加工後外徑 mm c=> 寸 ① CO 寸 CO ⑦ CO 寸 CO CO 斷面硬度 Hv 〇 (NI CO cz> C<1 CO C=5 oa CO CD 〇 (NI Q (NI CO ◦ CD (NI 外徑偏差 % CO 〇 CO CD Cv! C=> 〇 LO CO LO 0Q 内徑偏差 % CO ο CO 。· 03 CD o LO CO ◦ 寸· 壁厚偏差 % CO (=> LO CNI CD LO r—H CD CD LO un 寸· LO 寸· 目標外徑 氺2 mm 〇 CO 寸 CO ① CO 寸 CO cn> CO OQ ^ ° 卜 寸 uo oo 寸· oo oo ai LO OO 寸· CD oa ai LO 00 寸 S。 LO cn> 寸· 3.64 cn» LO CD CD CD ◦ 縮徑率 % 〇〇 oo 卜 OO CD oo 擴管率 % 〇〇 CD τ—1 1 1 1 加工法 衝孔 衝孔 衝孔 引伸 引伸 壓入氺1 r-H CNI CO LO CO ^<lr?F 黎制*:Ϊ?:Ι>Κ 3Ι660Ιε6/90-ε6/ίρ}®)#^縮&&®/CNle 200424026 LO< 尺寸精度 外徑偏差 ⑻ LO 〇· LO CD 卜 <ZD CO ◦· 1 1 1 1 LO CO LO CO 内徑偏差 ⑻ LO CD LO CD 〇〇 ◦· 寸 CD 1 1 1 1 LO CO 〇> 寸· 壁厚偏差 ⑻ LO CD LO CZ> 〇〇 CD CO CZ> 1 1 1 1 LO LO 寸· 可否製造 晔 柱塞及壓鑄模之形狀條件 壓鑄模角度 Γ ) CO LO LO 寸· r-H CNI LO 柱塞轴承部長度 (mm) C οα LO LO CO 寸 210 LO CD i—i (Ν» 柱塞縮徑部長度 (mm) τ-Ή S LO 1—Η r—H r-H 寸丨 LO CD t—H r-H 柱塞縮徑部角度 Γ ) r—H LO 〇 寸丨 t—H CNI LO 加工方法 衝孔 衝孔 衝孔 1 衝孔 衝孔 衝孔 衝孔 衝孔 隸 造壓入 本發明例5. 1 本發明例5. 2 本發明例5. 3 本發明例5. 4 比較例5. 1 比較例5. 2 比較例5. 3 比較例5. 4 習知例5. 1 習知例5. 2 ZL(Nl660Irn6/90rA6/ip}«)«ffls鑑恶總/«Νιε
200424026 9嵴 外徑偏差 (°/〇) CO CD ◦· OC1 CO 壁厚偏差 (%) LO CD LO CZ5 LO CO 加工時之損失 瑞 損壞壓鑄模 損壞壓鑄模 相對加工時間 (NI CD· (N1 加工途中之變更條件 壓鑄模及柱塞之形狀 潤滑劑之種類、壓鑄模及柱塞形狀 壓鑄模及柱塞形狀 加工方法 衝孔 衝孔 引伸 實施例6. 1 實施例6.1 比較例6. 2 外徑偏差 (%) LTD ◦· CO ◦· CO CD C3> 却· LO CO 内徑偏差 %) in ◦ LO CD CO ◦’ ◦ 寸· 〇 圓周方向壁厚 偏差（％) LO CD 寸 d CO 〇 LO LO 出口側壁厚 與入口側相同 與入口側相同 與入口側相同 減薄 增厚 柱塞 固定 浮動 浮動 固定 固定 壓鑄模 一體型固定 一體型固定 一體型固定 一體型固定 分割型旋轉式 加工態樣 衝孔（間歇） 衝孔（間歇） 衝孔（連續） 引伸（連續） 壓入（間歇） 實施例7. 1 實施例7. 2 實施例7. 3 比較例7. 1 比較例7. 2 寸δ 3Ι660Ι ε6/90-ε6/(φ}®)»®縮Κ餾/(NI e 200424026 表8 加工效率 壁厚偏差（％) 外徑偏差（％) 本發明例8. 1 10 0· 5 0· 5 本發明例8. 2 10 0· 5 0· 5 比較例8. 1 1.2 0.8 0.7 比較例8. 2 1 0.8 0.7 表9 加工方法 彎曲防止機構 •弯曲 (mm) 壁厚偏差 (%) 外徑偏差 (°/〇) 實施例9.1 衝孔 極接近壓鑄模出口側之管彎曲微調機構 0.1 0.5 0.6 實施例9. 2 衝孔 極接近壓鑄模出口侧之管彎曲微調機構+ 出入口側導引筒 0.2 0.5 0.6 比較例9.1 衝孔 出入口側導引筒 0.7 0.5 0.6 比較例9. 2 衝孔 無 1.8 0.5 0.6 比較例9. 3 引伸 出口側引伸方向的張力 0.3 3.5 3.0 表10 加工法 製造所需時間 (相對比） 壁厚偏差 (%) 外徑偏差 (%) 實施例 衝孔 0. 1 0· 5 0· 6 比較例 引伸 1 3. 5 3. 2 75 312/發明說明書(補件)/93-06/93109912