JPS6049059B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は管等の端部を拡管させるための加工装置に
関するものてある。

従来、管や容器等の一部を張出し成形させるための加
工方法として、管や容器の内部に液圧を作用させて行う
液圧バルジ法や、管や容器の内部にゴム等の弾性体を入
れて行う工ラストフォーミング法等が知られているが、
これらの方法ては被加工物にあまり大きな変形を与える
ことができなかった。

そこて最近では静水圧効果を利用して前 記従来の成形
方法よりも大きな変形率が得られる対向液圧成形方法が
開発され、既にこの方法に基いた成形機が実用化されて
いる。この成形方法は、被加工物の内部にコム等の弾性
体を挿入して該弾性体をポンチ等で加圧変形させること
によつて被加工物を外側へ張出し成形させるという点で
従来の工ラストフォーミング法と類似しているが、被加
工物の外側から静水圧をかけつ）該弾性体をポンチ等て
加圧変形させるので静水圧効果を利用てき、従つて前記
従来の方法よりも大きな変形率を得られるという利点が
ある。 この方法に基いて管の端部を拡管加工する場合
従来は第１図に示す金型を用いて第２図及ひ第３図に示
すように加工を行つていた。

第１図は前記門の方法を拡管加工に適用する場合の金型
の一例を示したものて、金型本体１は被加工管Ｍの一例
を示したもので、金型本体１は被加工管Ｍの外径と等し
い内径の開口部１ａを有するとともに該開口部１ａに連
通する拡管用キャビティｌｂをその内フ部に有している
。該拡管用キャビティｌｂは金型本体１の下面に固定さ
れた定盤２によつて閉じられるとともに定盤２に設けら
れた液供給通路３に連通し、更に金型本体１に設けられ
た液逃がし通路４に連通している。これらの液供給通路
３や液逃がし通路４には流量調整弁や絞り弁等を設けた
配管が接続されるが、第１図には示されていない。また
、液供給通路３及び液逃がし通路４は、互いにその役割
を兼ねさせてもよい。（なお、Ｓはシールもしくはパッ
キンである。）前記の如き構造の金型を用いて被加工管
Ｍの拡管を行う時には、まず、被加工管Ｍを第２図に示
すように金型本体１に挿入し、次にゴムの弾性体５を該
被加工管Ｍ内に挿入する。

この時、被加工管Ｍの先端は定盤２の上面に接しており
、また弾性体５の先端面も定盤２の上面に接している。
一方、弾性体５の外径は被加工管Ｍの内径にほぼ等しい
ので、弾性体５の外周面も被加工管Ｍの内面に接してい
る。次で、ポンチ６を少し降下させて弾性体５を少量変
形させ、これによつて金型の開口部１ａの内周面に被加
工管Ｍの外周面を密着させる。次に図示されぬ弁等を開
いて液供給通路３から拡管用キャビティ１ｂ内に高圧液
を導入すると該キャビティ１ｂ内の被加工管Ｍの外側に
は高圧液によつて静水圧が作用することになる。この状
態て拡管用キャビティ１ｂ内の圧力を一定に保ちつ）、
ポンチ６を圧下して弾性体５を変形させると第３図に示
すように拡管用キャビティ１ｂ内にある被加工管Ｍの部
分が拡管されるが、更に被加工管Ｍの外周面が拡管用キ
ャビティ１ｂの内周面に密着するまてポンチ６の圧下を
続ける。前記の如き公知の加工方法に於ては被加工管の
外側に静水圧をかけながら拡管するので、被加工管に静
水圧効果か働いて被加工管の延性限界を拡大することが
でき、その結果、従来公知のエラスｊトフオーミング法
などよりも大きな加工率が得られるが、最近の調査によ
ると、この方法で拡管した製品には第５図に示すように
拡管された部分の外周面に軸方向に波形のしわｍが発生
しやすいことが判明した。
ょそこで、このようなしわｍの発生する原因に
ついて究明を行つたところ、次のようなことが判つてき
た。すなわち、このような欠陥は次のような二つの原因
によるものであつた。第一の原因は加工の初期に生ずる
ものであり、４簡単に言えは、加工初期に於て被加工管
Ｍの先端が定盤２に当接されているために生ずるもので
ある。

これを以下に更に詳細に説明すると次のようになる。加
工初期においては前記したようにポンチ６がや）圧下さ
れており、従つて弾性体５の外面は被加工管Ｍの内面に
密着している。

次に液体が拡管用キャビティ１ｂ内に満されてポンチ６
が大きく５圧下されると、被加工管Ｍは拡管用キャビテ
ィ１ｂ内でその容積を拡大し、そのため該キャビティ１
ｂ内の液体は液逃がし通路４から除々に排出されるが、
一部は開口部１ａの壁面との間に侵入して被加工管Ｍの
外周面を潤滑する。その結果、開θ口部１ａに於て被加
工管Ｍと該開口部１ａとの間の摩擦が小さくなるが、弾
性体５の外周面と被加工管Ｍの内周面とは密着している
のでポンチ６の圧下とともに被加工管Ｍは下方に向う軸
方向力を受けることになる。このため、被加工管Ｍは下
方５へ向けて移動しようとするが、被加工管Ｍの先端が
定盤２に当接されているため、被加工管Ｍは圧縮され、
その結果、前記の如きしわｍが発生することになる。第
二の原因は加工の中期に発生するもので、こノれについ
て第４図を参照して説明する。

拡管用キャビティ１ｂ内に液体が充填されることのない
従来のエラストフオーシング法に於ては、弾性体５の下
端面が定盤２の上面に強く圧接されていて弾性体５の下
端面と定盤２の上面との間には強い摩擦力が生じている
のて弾性体５の下端部は定盤２によつて拘束されていて
弾性体５の中央部体位に比べ径の拡がり変形が遅れるが
、拡管用キャビティ１ｂ内に高圧液体が存在する図示の
加工方法に於ては、ポンチ６の圧下が進むにつれて、液
体が、弾性体５の下端面と定盤２の上面との間に侵入し
て弾性体５の下端面を潤滑してしまうので、弾性体５の
下端部の拘束が弱められ、その結果、弾性体５の下端部
は外側へ広がろうとする。

一方、加工が進むにつれて被加工管Ｍの下端が上昇する
ため、弾性体５の下端部は被加工管Ｍから露出するが、
該下端部に対する拘束力が前記のように小さくなつてい
るので、弾性体５の端部は第４図図示のように被加工管
Ｍの外周部よりも更に外側へ張り出し、その結果、被加
工管Ｍの下端は増々上へ押し上げられ、被加■管Ｍには
更に軸方向圧縮力が加わることになる。以上に説明した
ように、第１図乃至第４図に示した従来の対向液圧形成
方法では被加工管の拡管部位にしわを生じやすい欠点が
あつた。

従つて、このような欠点を除くためには、加工中に被加
工管の下端が定盤に接触しないように保持されることと
、弾性体の先端直径が被加工管の内径よりも大きくなら
ぬこと、が必要である。この発明は、被加工管の下端が
定盤よりも上方．に保持されるように被加工管の下端を
位置決めする装置を設けておくとともに、加工中に弾性
体の先端部直径か被加工管の内径よりも大きくならぬよ
うに弾性体の先端部を被加工管よりも細く成形しておく
ことにより、前記欠点のない加工装置を・提供するもの
である。

以下に第６図を参照してこの発明の実施例について説明
する。

第６図に示された装置に於ては、被加工管Ｍの下端を定
盤２より上方に位置決めする装置８が設けられるととも
に、先端部５ａが載頭円錐形に成形された弾性体５が用
いられていることが特徴である。

弾性体５の先端部５ａの直径は全加工工程を通じて被加
工管Ｍの内径よりも大きくならぬように決められている
。また、該装置８は、拡管用キャビティ１ａ内に金型本
体１の内周面から突出したピン８ａと、該ピン８ａを軸
線方向に附勢しているばね８ｂと、から成つており、は
ね８ｂは金型本体１に設けられた水平方向の孔１ｃ内に
収容され、該ピン８ａは該孔１ｃ内に引込み可能となつ
ている。

該孔１ｃの出口部分にはシール８ｃが設けられ、拡管用
キャビティ１ｂ内の液体が該孔１ｃ内に侵入することを
防止している。前記の如き加工装置によつて被加工管Ｍ
の拡管加工を行う場合、ます、被加工管Ｍを金型内に挿
入すると、被加工管Ｍの先端は拡管用キャビティ１ｂ内
に突出しているピン８ａに当つて定盤２の上面に接触し
ない状態て支持される。

次に、弾性体５を被加工管Ｍ内に挿入してポンチ６を少
量旺下すると、被加工管Ｍの外周面が金型の開口部１ａ
の内周面に密着する。前記状態では被加工管Ｎの下端が
定盤２に接していないので弾性体５から軸方向力が加え
られても被加工管Ｍに軸方向圧紅力は働かない。次に、
拡管用キャビティ１ｂ内に液体を充填して被加工管Ｍの
外側から静水圧を力けながらポンチを降下させると、被
加工管Ｍにノきな軸方向力が加えられるとともに弾性体
５が圧縮変形して拡管が行われ、被加工管Ｍの下端は上
方へ引き上げられる。また、これによつてピン８ａを介
してばね８ｂが縮められ、ピン８ａと被加工管Ｍの下端
は定盤２と衝突しないのて被加工管Ｍには軸方向圧縮力
が作用しない。一方、弾性体５の先端部５ａの直径は弾
性体５が大きく圧縮された時も被加工管Ｍの内径よりも
大きくならないので、弾性体５の先端部５ａによつ被加
工管Ｍの下端が押上げられることはない。以上のように
、この発明の装置によれば、従来の対向液圧成形方法に
おける欠点を除くことができ、また、管等の被加工物を
大なる加工率て且つしわ等の欠陥を発生させすに加工す
ることがてきる。

なお、被加工管の下端を位置決めするための装置８の変
形実施例として第７図を示す。

第７図の実施例ては、ばね８ｂを収容している孔１ｃと
拡管用キャビティ１ｂとが通路１ｄて連用され、孔１１
Ｃ内に拡管用キャビティ１ｂ内の高圧液体が導入される
ようになつている。このため、ピン８ａを拡管用キャビ
ティ１ｂ内に突出させる力が強化される。被加工管Ｍの
下端を位置決めする装置８として５は、図示実施例の如
き装置ばかりでなく、シリングを使用した装置なども使
用できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知の対向液圧成形方法に使用すθる金型
の一例を示す縦断面図、第２図は前記従来方法にける加
工開始前の状態を示す図、第３図は従来の方法が理想的
に行われた場合の状態を示す図、第４図は従来の方法に
於て生じる欠点を説明した図。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 管等の被加工物の外径とほゞ等しい小径の開口部及
   び該開口部に連通する大径の拡管用キャビティを有した
   金型本体と、該金型本体の下端に固定されて該拡管用キ
   ャビティを閉じている定盤と、からなる金型を用いて該
   拡管用キャビティ内で該被加工物の外側から静水圧を作
   用させつつ該被加工物内の弾性体をポンチで変形させる
   ことによつて該被加工物を張出し成形させる加工装置に
   おいて、該弾性体の先端部を該被加工物の下端の内径よ
   りも大きくならぬように成形しておくとともに、該被加
   工物の下端が該定盤よりも上方にあるように位置決めす
   る装置を設けたことを特徴とする、管等を拡管するため
   の加工装置。