JPH0581322B2 - - Google Patents
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- JPH0581322B2 JPH0581322B2 JP61269188A JP26918886A JPH0581322B2 JP H0581322 B2 JPH0581322 B2 JP H0581322B2 JP 61269188 A JP61269188 A JP 61269188A JP 26918886 A JP26918886 A JP 26918886A JP H0581322 B2 JPH0581322 B2 JP H0581322B2
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- JP
- Japan
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- roll
- pass line
- diameter
- bars
- length
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- Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、円柱状の素材を加工して外径が軸長
方向位置で異なる異径棒鋼等の異径棒材を製造す
る方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method of manufacturing a different diameter bar such as a different diameter steel bar whose outer diameter differs depending on the position in the axial direction by processing a cylindrical material.
〔従来技術〕
異径棒鋼は、軸長方向位置で外径が異なるもの
であり、従来、丸鋼片を熱間鍛造により外径を軸
長方向位置で変えて、外表面を段付状に成形して
これを所定寸法に切削することにより製造してい
た。[Prior art] Steel bars with different diameters have different outer diameters depending on the position in the axial direction. Conventionally, the outer diameter of a round steel bar is changed in the axial direction by hot forging, and the outer surface is made into a stepped shape. It was manufactured by molding and cutting it to a predetermined size.
この方法による場合には、熱間鍛造時、ハンマ
による間欠的な打撃作業にて騒音が発生するとい
う難点がある。 This method has the disadvantage that noise is generated by intermittent hammering during hot forging.
この難点を解消して異径棒鋼を製造する方法と
しては、ヘリカルロール加工法がある。この方法
は、第9図に示す如くパスライン周りに配した3
個のロール31,31,31の間に円柱状の素材
35の先端部を噛込ませ、先端部をチヤツク34
にて挟持したのち素材35を引抜くと共に、ロー
ルとパスラインとの距離を素材35の軸長方向位
置に応じて変更して異径棒鋼36を製造する方法
である。 A helical roll processing method is available as a method for manufacturing steel bars of different diameters that overcomes this difficulty. This method involves placing three
The tip of the cylindrical material 35 is caught between the rolls 31, 31, 31, and the tip is placed in the chuck 34.
In this method, a steel bar 36 of different diameters is manufactured by pulling out the material 35 after sandwiching the material 35, and changing the distance between the roll and the pass line according to the axial position of the material 35.
また、それ以外に例えば特開昭50−49157号公
報に集中加圧による円体の熱間鍛造成形方法と
その装置が示されており、特公昭48−32497号公
報には冷間鍛造による段付シヤフト製造装置が示
されている。更に特公昭41−17850号公報にはロ
ール成形方法が示されている。 In addition, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 50-49157 discloses a method and apparatus for hot forging of a circular body using concentrated pressure, and Japanese Patent Publication No. 48-32497 discloses a step forming method using cold forging. The attached shaft manufacturing apparatus is shown. Furthermore, Japanese Patent Publication No. 41-17850 discloses a roll forming method.
第9図に示す従来方法による場合は、ロール3
1を支持する軸31aが片持型式であるため、加
工中に軸31a等が撓み、異径棒鋼の寸法精度が
悪く、またチヤツク34にて引抜くため素材35
の引抜可能長さが設備上定まり、長尺の異径棒鋼
36を製造できないという問題点があつた。
In the case of the conventional method shown in FIG.
Since the shaft 31a supporting the steel bar 1 is of a cantilever type, the shaft 31a etc. are bent during machining, resulting in poor dimensional accuracy of steel bars of different diameters.
There was a problem in that the length that can be drawn is determined by the equipment, making it impossible to manufacture long steel bars 36 of different diameters.
また特開昭50−49157号公報に示されている集
中加圧による円体の熱間鍛造成形方法とその装
置によれば、交叉角が0であり内部割れ等の欠陥
が生じ易い。 Furthermore, according to the method and apparatus for hot forging of a circular body using concentrated pressure disclosed in JP-A-50-49157, the intersecting angle is 0 and defects such as internal cracks are likely to occur.
特公昭48−32497号公報に示されている冷間鍛
造による段付シヤフト製造装置では、素材を成形
するロールは片持支持であり、ロールの交叉角が
負であるのでミル剛性が低く、ロールの形状によ
り素材の軸方向流れが抑制されるので成形品の寸
法精度が悪い。しかも出側でチヤツクにより材料
を掴む必要があり、長尺の成形品を製造できな
い。 In the stepped shaft manufacturing apparatus using cold forging shown in Japanese Patent Publication No. 48-32497, the rolls for forming the material are supported on a cantilever, and the cross angle of the rolls is negative, so the mill rigidity is low and the roll The axial flow of the material is suppressed due to the shape of the molded product, resulting in poor dimensional accuracy of the molded product. Moreover, it is necessary to grasp the material with a chuck on the exit side, making it impossible to manufacture long molded products.
特公昭41−17850号公報に示されている冷間鍛
造による段付シヤフト製造装置は、押圧転子の傾
斜角は0°であり、また段付シヤフトの目標とする
外径を、素材を保持する油圧シリンダの調整によ
り定めて製造されるから、長尺の段付シヤフトを
連続的に製造できないという問題がある。 The stepped shaft manufacturing device using cold forging disclosed in Japanese Patent Publication No. 17850/1977 has an inclination angle of 0° for the pressing rotor, and the target outer diameter of the stepped shaft can be maintained by holding the material. Since the stepped shafts are manufactured by adjusting the hydraulic cylinders, there is a problem that it is not possible to continuously manufacture long stepped shafts.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
り、異径棒材を寸法精度よく、また長さに拘わら
ずに製造できる方法を提供することを目的とす
る。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing bars of different diameters with good dimensional accuracy and regardless of length.
本発明は、素材を加工することにより素材を自
ら軸長方向に進ませ得、またロール両持型式にて
支持し、ロールとパスラインとの距離を油圧機構
により調整する傾斜圧延機を用い、これによる素
材の加工の際に上記距離を調整する。
The present invention uses an inclined rolling mill that allows the material to advance in the axial direction by itself by processing the material, supports it in a roll support type, and adjusts the distance between the roll and the pass line using a hydraulic mechanism. The above-mentioned distance is adjusted when processing the material using this method.
即ち、本発明に係る異径棒材の製造方法は、円
柱状の素材を加工して外径が軸長方向位置で異な
る異径棒材を製造する方法において、パスライン
周りに臨んで3個又は4個の、出側に向かつて直
径を漸次縮小された出口面を有するコーン型ロー
ルを有し、各ロールの軸をロールの両側で支持し
てあり、該ロールの軸の交叉角γ、傾斜角βがγ
>0°、3°<β<20°であり、5°<γ+β<25°の範
囲
に設定されていて、ロールとパスラインとの距離
を油圧により調整できるようになした傾斜圧延機
を用い、前記素材の加工の際、ロール回転数より
加工長さを演算制御し、目標とする外径及び軸方
向長さになすべくロールとパスラインとの間の距
離を調整して連続的に異径棒材を製造することを
特徴とする。 That is, the method for manufacturing bars of different diameters according to the present invention is a method of processing a cylindrical material to produce bars of different diameters whose outer diameters differ depending on the position in the axial direction. or four cone-shaped rolls having exit surfaces whose diameters are gradually reduced toward the exit side, the shafts of each roll being supported on both sides of the rolls, and the intersection angle γ of the shafts of the rolls, The inclination angle β is γ
>0°, 3°<β<20°, and 5°<γ+β<25°, using an inclined rolling mill in which the distance between the roll and the pass line can be adjusted hydraulically. When processing the material, the processing length is calculated and controlled based on the roll rotation speed, and the distance between the roll and the pass line is adjusted to achieve the target outer diameter and axial length. It is characterized by manufacturing diameter bars.
本発明にあつては、コーン型ロールの軸を両側
で支持してあり、ロールの軸の交叉角γ、傾斜角
βがγ>0°、3°<β<20°であつて、5°<γ+β<
25°の範囲に設定されているロールにて素材が圧
延されて縮径され、また圧延により進んでいき、
ロール回転数により加工長さを演算制御し、目標
とする外径及び軸方向長さになすべく、その圧延
中に油圧制御にてロールとパスラインとの距離が
調整され、異径棒材となる。このため、寸法精度
に優れ、また表面、内部欠陥がない異径棒材を長
さに拘わらずに製造できる。
In the present invention, the shaft of the cone-shaped roll is supported on both sides, and the intersection angle γ and the inclination angle β of the roll shaft are γ>0°, 3°<β<20°, and 5° <γ+β<
The material is rolled with rolls set in a 25° range to reduce its diameter, and the material is further rolled.
The processing length is calculated and controlled by the roll rotation speed, and during rolling, the distance between the roll and the pass line is adjusted using hydraulic control to achieve the target outer diameter and axial length. Become. Therefore, bars with different diameters that have excellent dimensional accuracy and are free from surface and internal defects can be manufactured regardless of length.
以下本発明を3個のコーン型ロールを用いる場
合について図面に基づき具体的に説明する。第1
図は本発明の実施状態をブロツク図と共に示す傾
斜圧延機の側面断面図(第2図の−線による
矢視図)、第2図、第3図はその正面図及び背面
図、第4図はロール近傍を示す側面図(図中ロー
ル1,2は第5図の−による断面図としてい
る)、第5図は第4図の−線による正面図、
第6図は傾斜角βを示す側面図であり、図中10
は円柱状の素材を示す。素材10は、図示しない
加熱炉にて所定温度に加熱されたのち、図示しな
い移送装置にて軸長方向(白抜矢符方向)に螺進
移送されつつ、高加工度圧延が可能な交叉型の傾
斜圧延機20にてその軸長方向位置に応じて圧下
最を段階的に変更して圧延されて縮径され、これ
により異径棒鋼11となり、その後、図示しない
冷却装置にて冷却されて更に下流側へ送られる。
Hereinafter, the present invention will be specifically explained based on the drawings regarding the case where three cone-shaped rolls are used. 1st
The figure is a side sectional view of an inclined rolling mill showing the implementation state of the present invention together with a block diagram (a view taken along the - line in Figure 2), Figures 2 and 3 are its front and rear views, and Figure 4 is a side view showing the vicinity of the rolls (in the figure, rolls 1 and 2 are a sectional view taken along the - line in FIG. 5); FIG. 5 is a front view taken along the - line in FIG. 4;
FIG. 6 is a side view showing the inclination angle β, and 10 in the figure.
indicates a cylindrical material. After the material 10 is heated to a predetermined temperature in a heating furnace (not shown), it is spirally transferred in the axial direction (in the direction of the open arrow) by a transfer device (not shown), and is rolled into a cross-type material that can be rolled at a high workability. The steel bar is rolled and reduced in diameter in an inclined rolling mill 20 by changing the reduction stepwise according to its position in the axial direction, thereby forming a different diameter steel bar 11, which is then cooled in a cooling device (not shown). It is sent further downstream.
傾斜圧延機20はパスライン周りに臨んで3個
のコーン型ロール1,2,3を有し(第2図参
照)、各ロール1,2,3の軸1e,2e,3e
は各ロール1,2,3を挟んで夫々の入側及び出
側が入側チヨツク23,23,23及び出側チヨ
ツク24,24,24にて回転可能に支持されて
おり、その入側チヨツク23,23,23及び出
側チヨツク24,24,24は夫々の基端側に先
端を取付けた支持棒23a,…及び24a,…の
基端部を、回転ハウジング21、固定ハウジング
22に形成した穴部(図示せず)に摺動可能に挿
入して設けられている(第2図、第3図参照)。
つまりロール1,2,3は両持型式となつてい
る。 The inclined rolling mill 20 has three cone-shaped rolls 1, 2, and 3 facing around the pass line (see Fig. 2), and the axes 1e, 2e, and 3e of each roll 1, 2, and 3.
The inlet and outlet sides of the rolls 1, 2, and 3 are rotatably supported by inlet jocks 23, 23, 23 and outlet jocks 24, 24, 24, respectively. , 23, 23 and the outlet chocks 24, 24, 24 are holes formed in the rotary housing 21 and the fixed housing 22, and the base ends of the support rods 23a, . . . and 24a, . (see FIGS. 2 and 3).
In other words, the rolls 1, 2, and 3 are of a dual-support type.
3個のロール夫々の入側チヨツク23、出側チ
ヨツク24の基端には各油圧シリンダ25,26
のシリンダロツドが取付けられており、油圧シリ
ンダ25,26のシリンダチユーブは夫々回転ハ
ウジング21、固定ハウジング22に固設されて
いる。入側チヨツク23とパスラインとの距離及
び出側チヨツク24とパスラインとの距離は夫々
油圧シリンダ25,26により調整される。従つ
て、ロールとパスラインとの距離の調整は、ロー
ルの両軸端を支持している入側および出側チヨツ
クとパスラインとの距離の調整によつて行われる
のである。 Hydraulic cylinders 25 and 26 are installed at the base ends of the entrance chock 23 and the exit chock 24 of each of the three rolls.
A cylinder rod is attached thereto, and the cylinder tubes of hydraulic cylinders 25 and 26 are fixed to a rotary housing 21 and a fixed housing 22, respectively. The distance between the entrance chock 23 and the pass line and the distance between the exit chock 24 and the pass line are adjusted by hydraulic cylinders 25 and 26, respectively. Therefore, the distance between the roll and the pass line is adjusted by adjusting the distance between the pass line and the entry and exit jocks that support both axial ends of the roll.
回転ハウジング21には油圧シリンダ27のシ
リンダロツドが取付けられており、油圧シリンダ
27のシリンダチユーブは固定ハウジング22に
固定されている。回転ハウジング21は油圧シリ
ンダ27により固定ハウジング22に対して回転
せしめられる。 A cylinder rod of a hydraulic cylinder 27 is attached to the rotating housing 21, and a cylinder tube of the hydraulic cylinder 27 is fixed to the stationary housing 22. The rotary housing 21 is rotated relative to the fixed housing 22 by a hydraulic cylinder 27.
油圧シリンダ25,26,27には夫々これに
供給される圧油の流量、圧力を制御する圧延制御
装置40が設けられている。圧延制御装置40は
素材10の寸法、異径棒鋼11の寸法等を入力す
る入力設定器41を備えており、入力設定器41
に入力設定された信号は演算制御装置42へ与え
られる。演算制御装置42は入力信号に基づきロ
ール毎に設けた3組の油圧シリンダ25,26及
び回転ハウジング回転用の油圧シリンダ27へ供
給する圧油の圧力、流量についての制御量を求め
て、その制御信号を3組の油圧シリンダ25,2
6及びもう1つの油圧シリンダ27に対して各別
に備えている減算器43,…を介してサーボアン
プ44,…へ与えるようになつている。サーボア
ンプ44,…は、圧油が通流する図示しない配管
の中途に設けたサーボ弁45,…の開度を調整
し、圧油を3組の油圧シリンダ25,26及びも
う1つの油圧シリンダ27へ供給する。 The hydraulic cylinders 25, 26, and 27 are each provided with a rolling control device 40 that controls the flow rate and pressure of pressure oil supplied thereto. The rolling control device 40 includes an input setting device 41 for inputting the dimensions of the material 10, the dimensions of the different diameter steel bar 11, etc.
The signal set to be input is given to the arithmetic and control unit 42. Based on the input signal, the arithmetic and control unit 42 determines the control amounts for the pressure and flow rate of the pressure oil supplied to the three sets of hydraulic cylinders 25 and 26 provided for each roll and the hydraulic cylinder 27 for rotating the rotary housing, and controls the same. The signal is sent to three sets of hydraulic cylinders 25, 2.
6 and another hydraulic cylinder 27, respectively, are provided to servo amplifiers 44, . . . through subtracters 43, . The servo amplifiers 44, . . . adjust the opening degrees of servo valves 45, . Supply to 27.
各サーボ弁45,…には速度変位計46,…が
設けられており、速度変位計46,…は油量を特
定し、その測定信号をサーボアンプ44,…へ与
えて圧油の流量が制御される。 Each servo valve 45,... is provided with a speed displacement meter 46,..., which specifies the oil amount and sends the measurement signal to the servo amplifier 44,... to determine the flow rate of the pressure oil. controlled.
また、油圧シリンダ25,26,27には圧力
センサ47,…が取付けられており、圧力センサ
47,…は油圧シリンダ内の圧油圧力を測定し、
その測定信号を圧力アンプ48を介して減算器4
3へ与えて圧力制御がなされる。更に、油圧シリ
ンダ25,26にて作動される入側、出側チヨツ
ク23,24及び油圧シリンダ27のシリンダロ
ツドには夫々位置センサ49が取付けられてお
り、位置センサ49,…は入側、出側チヨツク2
3,24及びシリンダロツドの進出、退入量を測
定し、測定信号を演算制御装置42へ与える。演
算制御装置42は、位置センサ49,…からの入
力信号とシリンダロツドの進出、退入量の設定値
とが異なる場合には一致するように補償信号をサ
ーボアンプ44,…へ与えて油圧シリンダ25,
26を制御する。 Moreover, pressure sensors 47,... are attached to the hydraulic cylinders 25, 26, 27, and the pressure sensors 47,... measure the pressure of the hydraulic oil in the hydraulic cylinders,
The measurement signal is sent to the subtractor 4 via the pressure amplifier 48.
3, pressure control is performed. Furthermore, position sensors 49 are attached to the entry and exit jocks 23 and 24 operated by the hydraulic cylinders 25 and 26, and to the cylinder rod of the hydraulic cylinder 27, respectively. Chiyotsuku 2
3, 24 and the amount of advance and retraction of the cylinder rod, and provides a measurement signal to the arithmetic and control unit 42. If the input signals from the position sensors 49, . . . differ from the set values for the advance and retraction amounts of the cylinder rod, the arithmetic and control unit 42 supplies compensation signals to the servo amplifiers 44, . ,
26.
3個のコーン型ロール1,2,3は中央部にゴ
ージ部1a,2a,3aを備え(第4図参照)、
このゴージ部を境にして素材10の入側は軸端に
向けて漸次直径を縮小された入口面1b,2b,
3bを備え、また、出側端に向けては直径を漸次
拡大されたリーリング部1c,2c,3cを備
え、続いて、直径を漸次縮小された出口面1d,
2d,3dを備えている。 The three cone-shaped rolls 1, 2, and 3 have gorge portions 1a, 2a, and 3a in the center (see FIG. 4),
The entrance side of the material 10 with this gorge as a boundary has entrance surfaces 1b, 2b whose diameter is gradually reduced toward the shaft end.
3b, and further includes reeling parts 1c, 2c, 3c whose diameters are gradually enlarged toward the outlet end, followed by outlet surfaces 1d whose diameters are gradually reduced,
It is equipped with 2d and 3d.
なお、リーリング部1c,2c,3cではパス
ラインとの距離をゴージ部とパスラインとの距離
に一致させている。 Note that in the reeling parts 1c, 2c, and 3c, the distance from the pass line is made to match the distance between the gorge part and the pass line.
このような形状のコーン型ロール1,2,3は
いずれもその入口面1b 2b,3bを素材10
の移動方向上流側に位置させた状態とし、また軸
心線Y−Yと、ゴージ部1a,2a,3aを含む
平面との交点O(以下ロール設定中心という)を、
素材10のパスラインX−Xと直交する同一平面
上にてパスラインX−X周りに略等間隔に位置せ
しめるべく設置されている。そして各ロール1,
2,3の軸心線Y−Yはロール設定中心回りに、
素材10のパスラインX−Xとの関係において第
1図に示すように前方の軸端がパスラインX−X
に向けて接近するように交叉角γだけ交叉(傾
斜)せしめられ、且つ第5図、第6図に示すよう
に前方の軸端が素材10の周方向の同じ側に向け
て傾斜角βだけ傾斜せしめられている。 The cone-shaped rolls 1, 2, and 3 having such shapes all have their entrance surfaces 1b, 2b, and 3b connected to the material 10.
The intersection point O between the axis Y-Y and the plane including the gorge parts 1a, 2a, and 3a (hereinafter referred to as the roll setting center) is
They are placed on the same plane perpendicular to the pass line XX of the material 10 and positioned at approximately equal intervals around the pass line XX. and each roll 1,
2 and 3 axis center line Y-Y is around the roll setting center,
In relation to the pass line XX of the material 10, the front shaft end is on the pass line XX as shown in FIG.
The shafts are crossed (inclined) by an intersecting angle γ so as to approach toward the material 10, and as shown in FIGS. It is tilted.
交叉角γ及び傾斜角βは夫々3個の油圧シリン
ダ25,26,27のシリンダロツドの進出退入
により調整され、特に交叉角γは主として油圧シ
リンダ25及び26により、また傾斜角βは主と
して油圧シリンダ27により夫々調整される。 The crossing angle γ and the inclination angle β are adjusted by advancing and retracting the cylinder rods of the three hydraulic cylinders 25, 26, and 27, respectively. In particular, the crossing angle γ is mainly adjusted by the hydraulic cylinders 25 and 26, and the inclination angle β is adjusted mainly by the hydraulic cylinders. 27, respectively.
但し、β、γは圧延上、次に定めた範囲内とす
る。 However, β and γ are within the ranges specified below for rolling purposes.
0°<γ<15°
3°<β<20°
5°<γ+β<25°
上記β、γの値は素材10及び異径棒鋼11の
寸法に基づいて定まり、両者の関係は前記演算制
御装置42にテーブルとして設定されており、演
算制御装置42は素材10及び異径棒鋼11の寸
法が入力されるとテーブルよりβ、γを読出せる
ようになつている。 0°<γ<15° 3°<β<20° 5°<γ+β<25° The above values of β and γ are determined based on the dimensions of the material 10 and the different diameter steel bar 11, and the relationship between the two is determined by the arithmetic and control device. 42 as a table, and when the dimensions of the material 10 and the different diameter steel bar 11 are input, the arithmetic and control unit 42 can read out β and γ from the table.
このようにロール交叉角γ及び傾斜角βを選定
するとミル剛性が高くなる。しかもロール形状に
よつて素材の軸方向の移動が抑制されることがな
く、成形された異径棒材の寸法精度が高くなる。 By selecting the roll crossing angle γ and the inclination angle β in this way, the mill rigidity increases. Moreover, the axial movement of the material is not inhibited by the roll shape, and the dimensional accuracy of the formed bar material of different diameters is increased.
更に本発明においては、ロール回転数より加工
長さを演算制御するのであるが、交叉角を正(γ
>0°)とする必要がある。これはγ>0°とするこ
とにより、加工中にロールがスリツプするのを防
止することができ、材料が進む長さを正確に予測
することができるからである。 Furthermore, in the present invention, the machining length is calculated and controlled based on the roll rotation speed, and the intersection angle is set to a positive (γ
>0°). This is because by setting γ>0°, it is possible to prevent the roll from slipping during processing, and the length that the material will travel can be accurately predicted.
ロールのスリツプが防止できる理由は、加工中
の材料速度とロール周速との相対速度から説明す
ることができる。即ち、第10図のロールと材料
との接触しているlの部分A〜Bにおける材料速
度と周速度を考えると、材料速度は入側から出側
に向かつて増速されている。入側のA点、出側の
B点夫々での材料の周速度をVA,VBとすると、
体積一定の条件から
π/4d0 2・VA=π/4d1 2・VB
d0,d1は材料の入側、出側夫々の直径であり、
d0>d1である。従つてVA<VBとなる。 The reason why roll slip can be prevented can be explained from the relative speed between the material speed during processing and the roll circumferential speed. That is, when considering the material speed and circumferential speed at portions A to B of 1 where the roll and material are in contact in FIG. 10, the material speed is increased from the input side to the output side. If the peripheral speed of the material at point A on the entry side and point B on the exit side are V A and V B , respectively,
From the condition of constant volume, π/4d 0 2・V A = π/4d 1 2・V B d 0 and d 1 are the diameters of the material inlet and outlet sides, respectively.
d 0 > d 1 . Therefore, V A < V B.
一方、第10図aに示すγ>0°の場合のロール
周速は入側が小径、出側が大径であるから出側が
増速されており、材料、ロールとも増速傾向とな
つてスリツプしないのである。これによつて材料
の進む長さを正確に予測できることは勿論、ロー
ル接触部分でのねじれが生じないという利点が得
られる。 On the other hand, when γ > 0° as shown in Figure 10a, the circumferential speed of the roll is small on the entry side and large on the exit side, so the speed on the exit side is increased, and both the material and the roll tend to speed up, preventing slipping. It is. This not only allows the length of the material to be accurately predicted, but also has the advantage that twisting does not occur at the roll contact area.
これに対して第10図bに示すγ<0°の場合は
ロール周速が材料入側から出側に向かつて減速状
態となり、材料の増速傾向と逆傾向となりロール
がスリツプすることとなる。なおγ=0ではロー
ル周速は入側、出側で同じであるから、やはりス
リツプが生じる。 On the other hand, when γ<0° as shown in Fig. 10b, the peripheral speed of the roll becomes decelerated as it moves from the material input side to the material output side, and the tendency is opposite to the speed increase tendency of the material, causing the roll to slip. . Note that when γ=0, the roll circumferential speed is the same on the entrance and exit sides, so slips still occur.
次に、β<20°、γ+β<25°としているのは本
願発明では両持型のコーン型ロールによる傾斜圧
延機を採用しているので、該ロールを保持するチ
ヨツクが上述の限度角度範囲以上では互いに干渉
し、上述範囲内でしか傾斜圧延機を利用できない
からである。 Next, β < 20° and γ + β < 25° are set because the present invention employs an inclined rolling mill with double-supported cone-shaped rolls, so the chock holding the rolls is larger than the above-mentioned limit angle range. This is because they interfere with each other and the inclined rolling mill can only be used within the above range.
ロール1,2,3は図示しない駆動源に連繋さ
れており、第5図に矢符で示す如く同方向に回転
駆動され、これらのロール間に噛み込まれた熱間
の素材10はその軸心線周りに回転駆動されつつ
軸長方向に移動される、即ち螺進移動せしめられ
る。 The rolls 1, 2, and 3 are connected to a drive source (not shown) and are driven to rotate in the same direction as shown by arrows in FIG. 5, and the hot material 10 caught between these rolls is It is moved in the axial direction while being rotationally driven around the core wire, that is, it is caused to move in a spiral manner.
ロール1の軸1eにはタコジエネレータ50が
取付けられており、タコジエネレータ50にて検
出された長さ信号は演算制御装置42へ与えられ
て圧延長さが測定される。 A tachometer generator 50 is attached to the shaft 1e of the roll 1, and a length signal detected by the tachometer generator 50 is sent to an arithmetic and control unit 42 to measure the rolled length.
ロール1,2,3の上、下流側夫々の異径棒鋼
11の移動域に測温視野を臨ませて放射温度計等
の光学式温度計51,52が設けられており、温
度計51,52は夫々素材10の温度、異径棒鋼
11の温度を測定し、測定信号を圧延制御装置4
0の演算制御装置42へ出力する。 Optical thermometers 51 and 52, such as radiation thermometers, are provided with temperature measuring fields facing the moving areas of the different diameter steel bars 11 above and downstream of the rolls 1, 2, and 3, respectively. 52 measures the temperature of the material 10 and the temperature of the different diameter steel bar 11, and sends the measurement signals to the rolling control device 4.
0 to the arithmetic and control unit 42.
演算制御装置42はロール入側、出側の各温度
が入力されると、これに基づき素材10の変形抵
抗を推定し、その推定値と予めこれに設定されて
いる有限要素法等により解析的に求められたミル
剛性曲線とに基づき、外径寸法変化量を予測し、
そのときの位置センサ49からの入力信号、つま
りそのときの入側、出側チヨツク23,24の進
退量に関する信号を基準とした進退変更量を算出
し、その算出値に応じた制御信号を各サーボアン
プ44,…へ出力する。 When the temperatures at the entrance and exit sides of the roll are input, the arithmetic and control unit 42 estimates the deformation resistance of the material 10 based on this, and performs an analytical analysis using the estimated value and the finite element method set in advance. Based on the mill stiffness curve obtained from
The amount of advance/retreat change is calculated based on the input signal from the position sensor 49 at that time, that is, the signal related to the amount of advance/retreat of the entry and exit jocks 23, 24 at that time, and a control signal corresponding to the calculated value is applied to each Output to the servo amplifiers 44, . . .
このように構成された傾斜圧延機を用いて実施
される本発明方法を以下に説明する。 The method of the present invention, which is carried out using the inclined rolling mill configured as described above, will be explained below.
まず、第7図に示す異径棒鋼の各寸法、つまり
大径部の外径:D0、大径部の長さ:L0、小径部
の外径:D1、小径部の長さ:L1、大径部から小
径部へ縮径する傾斜面の軸心とのなす角度:α1、
小径部から大径部へ拡径する傾斜面の軸心とのな
す角度:α2、小径部及び大径部の数並びに素材1
0の外径、長さ等を入力設定器41より演算制御
装置42へ入力する。 First, the dimensions of the steel bar with different diameters shown in Fig. 7, namely, the outer diameter of the large diameter part: D 0 , the length of the large diameter part: L 0 , the outer diameter of the small diameter part: D 1 , and the length of the small diameter part: L 1 , angle formed with the axis of the inclined surface whose diameter decreases from the large diameter part to the small diameter part: α 1 ,
Angle between the axial center of the inclined surface whose diameter expands from the small diameter part to the large diameter part: α 2 , the number of small diameter parts and large diameter parts, and material 1
The outer diameter, length, etc. of 0 are input from the input setting device 41 to the arithmetic and control device 42.
演算制御装置42は入力信号を記憶すると共
に、その入力信号とこれに予め設定している前記
テーブルとに基づき小径部を圧延するときのβ、
γの設定値を読出し、その制御信号を全てのサー
ボアンプ44,…へ与えて油圧シリンダ25,2
6,27の各シリンダロツドの進退量を調整す
る。これによりβ及びγは設定値となり、またパ
スラインとロールとの距離はD1/2となる。 The arithmetic and control unit 42 stores the input signal and calculates β when rolling the small diameter portion based on the input signal and the table set therein in advance.
The setting value of γ is read out, and the control signal is given to all the servo amplifiers 44,... to the hydraulic cylinders 25, 2.
Adjust the amount of movement of each cylinder rod 6 and 27. As a result, β and γ become set values, and the distance between the pass line and the roll becomes D 1 /2.
斯かる操作が終了すると、ロール1,2,3を
回転させると共に、素材10を送給させる。これ
により、素材10は圧延されて外径がD1の小径
部が形成される。 When this operation is completed, the rolls 1, 2, and 3 are rotated, and the material 10 is fed. As a result, the material 10 is rolled to form a small diameter portion having an outer diameter D1 .
演算制御装置42はタコジエネレータ50から
の信号に基づき大径部の圧延長さがL1となると、
その後に所定長さ圧延したときに入側、出側チヨ
ツク23,24を共に圧延長さに応じた比例関係
で同量退入させていく。これにより角度がα2の傾
斜面が形成される。ただし、チヨツク移動量は
(D0−D1)/2には一致しない。ここで、その理
由について説明する。 Based on the signal from the tachogenerator 50, the arithmetic and control unit 42 determines that when the compression length of the large diameter portion reaches L1 ,
Thereafter, when rolling a predetermined length, both the entry and exit jocks 23 and 24 are moved back and forth by the same amount in proportion to the rolling length. This forms an inclined surface with an angle α 2 . However, the amount of chock movement does not match (D 0 −D 1 )/2. Here, the reason will be explained.
本来ミルの設定は、入・出側チヨツクの開度お
よび入・出側ハウジングの相対的な回転角度とで
行われ、所定のロール傾斜角、交叉角およびゴー
ジ部での設定外径が得られる。しかし3個の設定
値を同時に制御するのは繁雑であり、実用的でな
い。ここでは、入・出側チヨツクを同時同量移動
させる前提で述べている。従つて、この場合、チ
ヨツクを入・出側で同量(t)だけ移動してもゴージ
部で設定される外径は2t変化するわけではない。
その一例を第8図に示す。 Originally, the setting of the mill is done by the opening degree of the inlet and outlet chock and the relative rotation angle of the inlet and outlet housings, and the predetermined roll inclination angle, crossing angle, and set outer diameter at the gorge part are obtained. . However, controlling three set values simultaneously is complicated and impractical. The description here is based on the assumption that the input and output chock are moved by the same amount at the same time. Therefore, in this case, even if the chock is moved by the same amount (t) on the inlet and outlet sides, the outer diameter set at the gorge will not change by 2t.
An example is shown in FIG.
第8図は横軸に基準位置からのチヨツクの開方
向移動量をとり、縦軸に異径棒鋼の外径増加量と
傾斜角βの変化量と交叉角γの変化量とをとつ
て、4者間の関係を示した図である。この図より
理解される如く、ある設定値からチヨツクを開方
向に移動させるとβ及びγが夫々破線、一点鎖線
にて示すように増加し、例えば、チヨツクを10mm
パスラインから遠ざけてチヨツク開度を入・出側
でそれぞれ20mm大きくしても外径増加量(実線)
は20mmとはならず、それよりも僅かに小さい外径
となる。このため、D1→D0に変更する場合には、
チヨツクの移動量は(D0−D1)/2+Δt(Δt:
正の変数)とする必要がある。ただし、Δtは基
準設定外径D1、ロール傾斜角・交叉角およびゴ
ージ部とチヨツクとの相対位置関係などの関数で
決定される。 In FIG. 8, the horizontal axis represents the amount of movement of the chock in the opening direction from the reference position, and the vertical axis represents the amount of increase in the outer diameter of the steel bar with different diameters, the amount of change in the inclination angle β, and the amount of change in the intersecting angle γ. It is a figure showing the relationship between four parties. As can be understood from this figure, when the chock is moved in the opening direction from a certain setting value, β and γ increase as shown by the broken line and the dashed-dotted line, respectively.
Even if you move away from the pass line and increase the chock opening by 20mm on the input and exit sides, the amount of increase in outer diameter (solid line)
is not 20mm, but has a slightly smaller outer diameter. Therefore, when changing from D 1 to D 0 ,
The moving distance of the chock is (D 0 - D 1 )/2+Δt (Δt:
positive variable). However, Δt is determined by functions such as the reference setting outer diameter D 1 , the roll inclination angle/intersection angle, and the relative positional relationship between the gorge portion and the choke.
そして途上の理由により位置センサ49からの
信号に基づきチヨツクの移動量が(D0−D1)/
2+Δtに達した時点で一定に維持する。これに
より外径がD0の大径部が形成される。 Then, due to some reason during the process, the moving amount of the chock is (D 0 - D 1 )/based on the signal from the position sensor 49.
When it reaches 2+Δt, it is kept constant. As a result, a large diameter portion having an outer diameter of D 0 is formed.
然る後、タコジエネレータ50からの信号に基
づき大径部の圧延長さがL0となると、演算制御
装置42はその後に所定長さ圧延したときにパス
ラインとロールとの距離がD1/2となるように
入側、出側チヨツク23,24を共に圧延長さに
応じた比例関係で同量進出させていく。これによ
り角度がα1の傾斜面が形成される。 Thereafter, when the rolling length of the large diameter portion becomes L 0 based on the signal from the tachometer generator 50, the arithmetic and control unit 42 determines that the distance between the pass line and the roll becomes D 1 /2 when the rolling length of the large diameter portion is subsequently rolled for a predetermined length. Both the entrance and exit jocks 23 and 24 are advanced by the same amount in a proportional relationship according to the rolling length so that. This forms an inclined surface with an angle α 1 .
そして、位置センサ49からの信号に基づきパ
スラインとロールとの距離がD1/2に達すると
D1/2に一定に維持し、以後、同様の制御を小
径部及び大径部の数に応じて繰り返す。 Then, when the distance between the pass line and the roll reaches D 1 /2 based on the signal from the position sensor 49,
D 1 /2 is maintained constant, and the same control is thereafter repeated depending on the number of small diameter portions and large diameter portions.
上記実施例では初期基準設定値を小径部とした
場合につき説明したが、本発明は基準設定を大径
側にしてもよいし、あるいはその中間の任意の位
置にしてもよい。 In the above embodiment, the initial reference setting value is set to the small diameter portion, but in the present invention, the reference setting value may be set to the large diameter side, or may be set to an arbitrary position in between.
このようにして製造された異径棒鋼11は、両
持型式のロール1,2,3を使用していることに
より軸1e,2e,3eに撓みが殆どないため、
また後述する理由により油圧による圧下制御を行
つているため、寸法精度に優れる。 The steel bar 11 of different diameter manufactured in this way has almost no deflection in the shafts 1e, 2e, 3e due to the use of double-supported rolls 1, 2, 3.
Further, since the pressure reduction is controlled by hydraulic pressure for reasons described later, the dimensional accuracy is excellent.
上述の油圧圧下制御を行う理由は、従来の電動
機と減速歯車と圧下スクリユーとを組合せた構成
の電動圧下方式ではその慣性モーメントが大であ
り、また圧下スクリユーの動力伝達効率が低いた
めに制御の応答速度が劣るので、これを解決する
ためである。 The reason for performing the above-mentioned hydraulic reduction control is that the moment of inertia is large in the conventional electric reduction method that combines an electric motor, reduction gear, and reduction screw, and the power transmission efficiency of the reduction screw is low. This is to solve the problem of poor response speed.
なお、上記実施例ではロールを3個備えた傾斜
圧延機にて製造しているが、本発明はこれに限ら
ずロールを4個備えた傾斜圧延機にて製造しても
同様な異径棒鋼等の異径鋼材を製造できる。 In the above example, the steel bar is manufactured using an inclined rolling mill equipped with three rolls, but the present invention is not limited to this. It is possible to manufacture steel materials with different diameters such as
〔数値例〕
外径50mmφの素材を用いて小径部を3箇所、大
径部を4箇所有し、D0:40mmφ、D1:20mmφ、
L0:30mm、L1:200mm、α1及びα2:45°の異径棒鋼
を本発明方法により製造した場合の数値例を示
す。大径部の製造条件としてはロール開度:40mm
φ、γ:3°、β:15°、ロール回転数(圧延速
度):100rpm(0.16m/秒)であり、小径部のそ
れはロール開度:20mmφ、γ:2.8°、β:13°であ
り、その時のチヨツク移動量は10.5mmとした。そ
の他の条件としては、ロールのゴージ部の外径:
120mmφ、ロールの材質:SCM445、素材10の
加熱温度:1200℃、素材10の材質:S45Cであ
つた。[Numerical example] Using a material with an outer diameter of 50mmφ, there are 3 small diameter parts and 4 large diameter parts, D 0 : 40mmφ, D 1 : 20mmφ,
A numerical example will be shown when a different diameter steel bar with L 0 : 30 mm, L 1 : 200 mm, α 1 and α 2 : 45° was manufactured by the method of the present invention. The manufacturing conditions for the large diameter part are roll opening: 40mm.
φ, γ: 3°, β: 15°, roll rotation speed (rolling speed): 100 rpm (0.16 m/sec), and that of the small diameter part is roll opening: 20 mmφ, γ: 2.8°, β: 13°. Yes, and the amount of chock travel at that time was 10.5mm. Other conditions include the outer diameter of the gorge part of the roll:
120 mmφ, roll material: SCM445, heating temperature of material 10: 1200°C, material of material 10: S45C.
以上詳述した如く本発明は、パスラインの周り
に臨んでいる3個又は4個の、出側に向かつて直
径を漸次縮小された出口面を備えるコーン型ロー
ルを有し、各ロールの軸をロールの両側で支持し
てあり、該ロールの軸の交叉角γ、傾斜角βがγ
>0°、3°<β<20°であり、5°<γ+β<25°の範
囲
に設定されていて、ロールとパスラインとの距離
を油圧により調整できるようにした傾斜圧延機を
用いるので、素材が圧延されることにより進み、
これにより寸法精度の良い内部欠陥のない異径棒
材を、その長さに拘わらず連続的に製造できる。
As described in detail above, the present invention has three or four cone-shaped rolls facing around the pass line, each having an exit surface whose diameter is gradually reduced toward the exit side, and an axis of each roll. is supported on both sides of the roll, and the cross angle γ and the inclination angle β of the roll axes are γ
> 0°, 3° < β < 20°, and 5° < γ + β < 25°, and the distance between the roll and the pass line can be adjusted hydraulically using an inclined rolling mill. , proceed as the material is rolled;
This makes it possible to continuously manufacture bars of different diameters with good dimensional accuracy and no internal defects, regardless of their length.
また圧延された材料の出側においては一般にガ
イドが設けられて材料が覆われた状態になること
が多く、その長さ測定が困難なことが多いが、本
発明ではスリツプのないロールの回転面で長さを
検知できる。 In addition, on the exit side of the rolled material, a guide is generally provided to cover the material, making it difficult to measure the length of the material. You can detect the length with
更にロールのスリツプが存在しないことにより
圧延材表面のねじれに伴う欠陥も生じない等、本
発明は優れた効果を奏する。 Furthermore, since there is no slip in the rolls, defects due to twisting on the surface of the rolled material do not occur, and the present invention has excellent effects.
第1図は本発明の実施状態を示す側面断面図
(第2図の−線による矢視図)、第2図、第3
図はその正面図及び背面図、第4図はロール近傍
を示す側面図、第5図は第4図の−線による
正面図、第6図は傾斜角βを示す側面図、第7図
は異径棒鋼を製造する上での寸法説明図、第8図
はチヨツクの移動量と異径棒鋼の小径部・大径部
の外径変化量等との関係説明図、第9図は従来技
術の説明図、第10図は周速度説明図である。
1,2,3……ロール、1e,2e,3e……
軸、10……素材、11……異径棒鋼、23……
入側チヨツク、24……出側チヨツク、25,2
6,27……油圧シリンダ。
FIG. 1 is a side sectional view (view taken along the - line in FIG. 2) showing the implementation state of the present invention, FIG.
The figure is a front view and a back view, FIG. 4 is a side view showing the vicinity of the roll, FIG. 5 is a front view taken along the - line in FIG. 4, FIG. 6 is a side view showing the inclination angle β, and FIG. An explanatory diagram of dimensions in manufacturing steel bars of different diameters. Figure 8 is an explanatory diagram of the relationship between the moving amount of the chock and the amount of change in outer diameter of the small diameter section and large diameter section of the steel bar of different diameters. Figure 9 is a diagram of the conventional technology. FIG. 10 is an explanatory diagram of circumferential velocity. 1, 2, 3...roll, 1e, 2e, 3e...
Shaft, 10...Material, 11...Different diameter steel bar, 23...
Entry side check, 24...Exit side check, 25,2
6, 27... Hydraulic cylinder.
Claims (1)
で異なる異径棒材を製造する方法において、パス
ライン周りに臨んで3個又は4個の、出側に向か
つて直径を漸次縮小された出口面を有するコーン
型ロールを有し、各ロールの軸をロールの両側で
支持してあり、該ロールの軸の交叉角γ、傾斜角
βがγ>0°、3°<β<20°であり、5°<γ+β<25
°
の範囲に設定されていて、ロールとパスラインと
の距離を油圧により調整できるようになした傾斜
圧延機を用い、前記素材の加工の際、ロール回転
数より加工長さを演算制御し、目標とする外径及
び軸方向長さになすべくロールとパスラインとの
間の距離を調整して連続的に異径棒材を製造する
ことを特徴とする異径棒材の製造方法。1 In a method of manufacturing different diameter bars by processing a cylindrical material and having an outer diameter that differs depending on the position in the axial direction, three or four bars facing around the pass line are gradually reduced in diameter toward the exit side. The shaft of each roll is supported on both sides of the roll, and the cross angle γ and inclination angle β of the roll shaft are such that γ>0° and 3°<β< 20° and 5°<γ+β<25
°
When processing the above-mentioned material, the processing length is calculated and controlled based on the number of roll rotations, using an inclined rolling mill in which the distance between the roll and the pass line can be hydraulically adjusted. 1. A method for manufacturing bars of different diameters, which comprises continuously producing bars of different diameters by adjusting the distance between a roll and a pass line so as to have an outer diameter and an axial length.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26918886A JPS63123545A (en) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | Manufacture of bar stock of dissimilar diameter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26918886A JPS63123545A (en) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | Manufacture of bar stock of dissimilar diameter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63123545A JPS63123545A (en) | 1988-05-27 |
| JPH0581322B2 true JPH0581322B2 (en) | 1993-11-12 |
Family
ID=17468904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26918886A Granted JPS63123545A (en) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | Manufacture of bar stock of dissimilar diameter |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS63123545A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6718809B1 (en) * | 1998-01-10 | 2004-04-13 | General Electric Company | Method for processing billets out of metals and alloys and the article |
| JP5408007B2 (en) * | 2010-04-06 | 2014-02-05 | トヨタ自動車株式会社 | Stepped shaft member manufacturing apparatus and stepped shaft member manufacturing method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4832497A (en) * | 1971-08-31 | 1973-04-28 | ||
| JPS5049157A (en) * | 1973-08-31 | 1975-05-01 |
-
1986
- 1986-11-12 JP JP26918886A patent/JPS63123545A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS63123545A (en) | 1988-05-27 |
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