JP2013169563A - Ring rolling method - Google Patents
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Abstract
【課題】リングローリング加工した製品における内部空隙すなわちボイドの発生を抑制することができるリングローリング加工方法を提供する。
【解決手段】熱間リングローリング加工においてリング状製品9に発生する内部ボイドに対し、リングローリング装置の主ロール2、マンドレル3を任意の複数の分割線4で分割することにより、これらの主ロール2、マンドレル3および被加工材5の間に生じる周速度の差を緩和するか、もしくは任意の複数に分割した主ロール2、マンドレル3に潤滑剤を施して被加工材5の間に生じる周速度の差を無害化することにより、リングローリング加工によるリング状製品9に内部ボイドの発生を抑制するリングローリング加工からなる圧延方法で、主ロール2、マンドレル3にて、母材となるリング状の被加工材5を回転しながら圧延を行うリングローリング加工方法である。
【選択図】図8Provided is a ring rolling method capable of suppressing generation of internal voids, that is, voids in a ring rolled product.
A main roll 2 and a mandrel 3 of a ring rolling device are divided by an arbitrary plurality of dividing lines 4 with respect to internal voids generated in a ring-shaped product 9 in hot ring rolling, so that these main rolls are divided. 2, the difference in peripheral speed generated between the mandrel 3 and the workpiece 5 is reduced, or the main roll 2 and the mandrel 3 which are divided into a plurality of pieces are lubricated to generate a periphery between the workpiece 5 By making the difference in speed harmless, it is a rolling method comprising a ring rolling process that suppresses the generation of internal voids in the ring-shaped product 9 by the ring rolling process. This is a ring rolling method that performs rolling while rotating the workpiece 5.
[Selection] Figure 8
Description
本願発明は、リングローリング加工方法におけるリングローリング加工時の滑り速度を低減することで、リング素材の内部に発生する内部空隙であるボイド(以下、「内部ボイド」という。)の発生を抑えて得られたリング製品の内質を向上させる加工方法に関する。 The present invention is obtained by reducing the sliding speed at the time of ring rolling in the ring rolling method, thereby suppressing the generation of voids (hereinafter referred to as “internal voids”) that are internal voids generated inside the ring material. The present invention relates to a processing method for improving the quality of a ring product.
板材圧延などの分野では、鋼材の内部に内部ボイドの発生を抑制するために、圧延材の形状を制御する方法や、圧延材の形状の制御に加えて圧延速度を制御する方法などが提唱されている。しかし、熱間リングローリング加工に関しては、内部ボイドの改善に着目した従来技術はほとんど見出せない。一方、出願人はボイドに着目した技術を提案しているがまだ公開されていない。ところで、この技術はボイドを圧着させることを主眼に圧延条件を規定したものであるので、本願発明の内部ボイドの発生を抑制する主旨の方法とは異なる方法である。 In fields such as plate rolling, methods for controlling the shape of the rolled material and methods for controlling the rolling speed in addition to controlling the shape of the rolled material have been proposed in order to suppress the generation of internal voids inside the steel material. ing. However, with regard to hot ring rolling, few conventional techniques that focus on improving internal voids can be found. On the other hand, the applicant has proposed a technique that focuses on voids, but has not yet been published. By the way, since this technique prescribes | regulates rolling conditions focusing on crimping | bonding a void, it is a method different from the main method of suppressing generation | occurrence | production of the internal void of this invention.
一方、リングローリングミルにおいて、主ロールおよびマンドレルのこれらロールを軸方向の複数の区分に分割してロールと被加工材の間のすべり速度を抑制することで、加工時の姿勢が安定したローリングでき、リング材の表面に生ずるひずみやねじれを防ぐことができる手段が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。 On the other hand, in a ring rolling mill, the main roll and mandrel rolls are divided into a plurality of sections in the axial direction to suppress the sliding speed between the roll and the work piece, thereby enabling stable rolling during machining. Means capable of preventing distortion and twist occurring on the surface of the ring material are disclosed (for example, see Patent Document 1).
熱間リングローリング加工は、複数個のロールを用いてリング素材の肉厚を減少させて径を拡大する加工方法である。この方法は歩留が良好で、必要とされる加工力が小さいなどの利点があるので、比較的に径の大きな環状素形材の製造に広く用いられている。 Hot ring rolling is a processing method in which the diameter of the ring material is increased by reducing the thickness of the ring material using a plurality of rolls. Since this method has advantages such as a good yield and a small required processing force, it is widely used for the production of a ring-shaped material having a relatively large diameter.
最近のリングローリング製品は、ニアネットシェイプ化が図られており、被加工材の軸方向に観察した場合、ロールの周速度が位置により異なる。さらに、被加工材の周速度が位置により異なる現象が生じ易くなっている。これにより、ロールと被加工材との周速度差が生じることとなる。ロールと被加工材との間には、通常、一定以上の摩擦が存在しており、両者の間の周速度差は局所的な発熱を引き起こす。この局所的な発熱は被加工材の鋼材内部に空隙などの欠陥を引き起こす可能性がある。また、周速度差により被加工材内部に過大なせん断ひずみが導入される場合がある。このせん断ひずみは粒界破壊を引き起こす可能性があり、空隙生成の基因となる場合がある。 Recent ring rolling products have been made near-net shape, and when observed in the axial direction of the workpiece, the peripheral speed of the roll differs depending on the position. Furthermore, a phenomenon in which the peripheral speed of the workpiece varies depending on the position is likely to occur. Thereby, the peripheral speed difference of a roll and a workpiece will arise. Usually, a certain level or more of friction exists between the roll and the workpiece, and a difference in peripheral speed between the two causes local heat generation. This local heat generation may cause defects such as voids in the steel material of the workpiece. In addition, excessive shear strain may be introduced into the workpiece due to a difference in peripheral speed. This shear strain may cause grain boundary fracture and may be a cause of void formation.
このような空隙は、鍛造品を旋削して熱処理を行って所定のベアリングとした際に、表面もしくは表面直下に位置する場合がある。この表面もしくは表面直下に位置する空隙を含む材料をベアリングに加工して使用すると、疲労剥離などの早期欠陥を引き起こす可能性がある。そこで、リングローリング品における内部空隙すなわちボイドを抑制する加工方法が望まれている。 Such voids may be located on the surface or directly below the surface when the forged product is turned and heat treated to form a predetermined bearing. If a material containing voids located on the surface or directly below the surface is processed into a bearing, there is a possibility of causing early defects such as fatigue peeling. Therefore, a processing method that suppresses internal voids, that is, voids in ring rolling products is desired.
そこで、本願発明が解決しようとする課題は、リングローリング加工した製品における内部空隙すなわちボイドの発生を抑制することができるリングローリング加工方法を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a ring rolling method capable of suppressing the generation of internal voids, that is, voids in a ring rolled product.
上記の課題を解決するための本発明の手段は、熱間リングローリング加工において製品に発生した形成される内部ボイドに対して、リングローリング装置の各ロールを任意の複数に分割することにより、これらのロールおよび被加工材の間に生じる周速度の差を緩和するか、任意の複数に分割した各ロールの回転主軸を傾斜させるか、もしくは任意の複数に分割した各ロールに潤滑剤を施して被加工材の間に生じる周速度の差を無害化することにより、リングローリング製品であるリング製品に内部ボイドの発生を抑制する圧延方法である。すなわち、主ロールおよびマンドレルにて、母材となるリング材を挟み込み、当該リング材を回転させながら圧延を行うリングローリング加工方法である。 The means of the present invention for solving the above-mentioned problem is to divide each roll of the ring rolling device into an arbitrary plurality of internal voids formed in the product in the hot ring rolling process. Alleviate the difference in the peripheral speed generated between the roll and workpiece, or tilt the rotation main shaft of each of the divided rolls, or apply a lubricant to each of the divided rolls. This is a rolling method that suppresses the generation of internal voids in a ring product, which is a ring rolling product, by detoxifying the difference in peripheral speed generated between the workpieces. That is, it is a ring rolling method in which a main roll and a mandrel are sandwiched with a ring material as a base material, and rolling is performed while rotating the ring material.
第1の手段では、主ロールおよびマンドレルにて、母材となるリング状の被加工材を挟み込み、この被加工材を回転させながら圧延するリングローリング加工における方法である。そこで、主ロールおよびマンドレルのいずれか一方もしくは双方の圧延に寄与する部分を軸方向に任意の複数に分割する。これらの任意の複数に分割した主ロールもしくはマンドレルのいずれか一方の回転又はこれらの双方の回転軸に被加工材を従動させてその周速度、被加工材をリングローリング加工することによる内部ボイドの発生を抑制したリング製品の圧延方法である。 The first means is a method in a ring rolling process in which a main roll and a mandrel sandwich a ring-shaped workpiece as a base material and roll the workpiece while rotating it. Therefore, a portion that contributes to rolling of one or both of the main roll and the mandrel is divided into an arbitrary plurality in the axial direction. The rotation of either one of these arbitrarily divided main rolls or mandrels, or the peripheral speed of the work material by following the rotation shaft of both of them and the ring rolling process of the work material This is a rolling method for ring products in which generation is suppressed.
第2の手段では、主ロールおよびマンドレルにて、母材となるリング状の被加工材を挟み込み、この被加工材を回転させながら圧延するリングローリング加工における方法である。そこで、主ロールおよびマンドレルのいずれか一方もしくは双方の圧延に寄与する部分を軸方向に任意の複数に分割する。これらの任意の複数に分割した主ロールの回転主軸と任意の複数に分割したマンドレルの回転主軸のいずれか一方もしくは双方を被加工材に対して傾斜させて回転させ、任意の複数に分割した主ロール部分と任意の複数に分割したマンドレルのいずれか一方もしくは双方と被加工材と、の相対周速度を最小として被加工材をリングローリング加工することによる内部ボイドの発生を抑制したリング製品の圧延方法である。 The second means is a method in a ring rolling process in which a main roll and a mandrel sandwich a ring-shaped workpiece as a base material and roll while rotating the workpiece. Therefore, a portion that contributes to rolling of one or both of the main roll and the mandrel is divided into an arbitrary plurality in the axial direction. Either or both of the rotation main shaft of the main roll divided into any plural number and the rotation main shaft of the mandrel divided into any plural number are inclined with respect to the workpiece, and the main division divided into any plural number Rolling of ring products that suppresses the generation of internal voids by ring rolling the work piece with the relative peripheral speed between the roll part and any one or both of the divided mandrels and the work piece minimized. Is the method.
第3の手段では、被加工材をリングローリング加工する方法は、主ロールおよびマンドレルのいずれか一方もしくは双方の周速度と被加工材の周速度との差の大きな部位を狙って、その部位に潤滑剤を施しながら被加工材をリングローリング加工することによる第1の手段又は第2の手段の内部ボイドの発生を抑制したリング製品の圧延方法である。 In the third means, the method of ring rolling the workpiece is aimed at a portion where the difference between the circumferential speed of one or both of the main roll and the mandrel and the circumferential velocity of the workpiece is large. It is a rolling method of a ring product that suppresses the generation of internal voids in the first means or the second means by subjecting a workpiece to ring rolling while applying a lubricant.
本発明は上記の手段としたことで、リングローリング加工にてリング製品のニアネットシェイプ製品を製造することができ、その第1の手段では、主ロールとマンドレルのいずれか一方もしくは双方の各ロールの被加工材と当接して圧延に寄与する部分を軸方向の任意の数の区分に分割、例えば5区分に分割し、これらの分割した主ロールもしくはマンドレルのいずれか一方の回転又はこれらの双方の回転によって、被加工材との間に生じる周速度に被加工材を従動させたことで、被加工材と当接する各ロール部分はそれぞれが独立した状態で被加工材を的確に捉えてリングロ−リング加工することができ、したがって被加工材と各ロール部分の間で、各ロール部分はそれぞれ摩擦により独立して回転し、被加工材と各ロール部分の間で発生する周速度の差を緩和することができ、その結果、圧延された被加工材に内部ボイドの形成が抑制される。 By adopting the above-mentioned means, the present invention can produce a near net shape product of a ring product by ring rolling, and in the first means, each roll of either or both of a main roll and a mandrel The portion that contributes to rolling by contacting with the workpiece is divided into any number of sections in the axial direction, for example, divided into five sections, and either one of these divided main rolls or mandrels is rotated or both By rotating the workpiece, the workpiece is driven at the peripheral speed generated between it and the workpiece, so that each roll part in contact with the workpiece accurately grasps the workpiece and keeps the ring -Ring processing is possible, so between the work piece and each roll part, each roll part rotates independently by friction and occurs between the work piece and each roll part That the difference in peripheral speed can be relaxed, so that the formation of internal voids is suppressed workpiece that is rolled.
さらに、第2の手段では、主ロールとマンドレルのいずれか一方もしくは双方の分割した各ロール部分の回転主軸を傾斜させて回転させ、分割した各ロール部分と被加工材との相対周速度を最小としてリングローリング加工するので、被加工材をリングローリング加工の圧延方向に垂直な面で切断したときの断面が一定のテーパー角度を持つ形状である場合に、ロールの回転主軸をそのテーパー角度に合せて傾斜させて各ロール部分間の周速度の差を零の近くにでき、圧延された被加工材に内部ボイドの形成が抑制される。 Further, in the second means, the rotation main shaft of each divided roll part of either or both of the main roll and the mandrel is inclined and rotated, and the relative peripheral speed between each divided roll part and the workpiece is minimized. As the ring rolling process is performed, when the work piece is cut in a plane perpendicular to the rolling direction of the ring rolling process, and the cross section has a certain taper angle, the roll spindle is adjusted to the taper angle. Thus, the difference in peripheral speed between the roll portions can be made close to zero, and the formation of internal voids in the rolled workpiece is suppressed.
第3の手段では、主ロールとマンドレルのいずれか一方もしくは双方の周速度とこれらと当接して回転する被加工材の周速度との差の大きな部位に潤滑剤を施すことによって、被加工材と各ロール間に発生する周速度の差を0近くに緩和したものをさらに無害化することができ、圧延された被加工材に内部ボイドの形成がより一層に抑制される。 In the third means, the work material is provided by applying a lubricant to a portion having a large difference between the peripheral speed of one or both of the main roll and the mandrel and the peripheral speed of the work material rotating in contact with the main roll and the mandrel. And the difference between the peripheral speeds generated between the rolls can be made harmless, and the formation of internal voids in the rolled workpiece can be further suppressed.
本発明を実施するための形態について、表および添付の図面を参照して説明する。本発明は、図1に示すように、リングローリング装置1にて、被加工材5をリングローリング加工してニアネットシェイプ製品9を製造する場合に用いる方法である。図1に示すように、このリングローリング装置1は、この例の上下のV字状に傾斜した2個の形状化された主ロール2と、マンドレル3で、リング状の被加工材5をリングローリング加工を行う。この場合、被加工材5のリング状の加工材の中心5aの反対側に位置するバックアップロール11で被加工材5を支持している。なお、主ロール2の回転主軸を2a、マンドレル3の回転主軸を3a、被加工材の中心を5a、バックアップロール11の回転主軸を11aで示している。
EMBODIMENT OF THE INVENTION The form for implementing this invention is demonstrated with reference to a table | surface and attached drawing. As shown in FIG. 1, the present invention is a method used in the case of manufacturing a near
第1の請求項1の実施の形態の方法は、リングローリング装置1の、図2に示す、主ロール2およびマンドレル3からなる各ロールと被加工材5との間に発生する軸方向10における周速度の差を緩和してリングローリング加工する方法である。この方法の周速度の差の緩和のために、主ロール2およびマンドレル3のいずれか一方もしくは双方の各ロールにおける主ロール2の圧延に寄与する部分2bもしくはマンドレル3の圧延に寄与する部分3bを軸方向10に5区分に分割する。このマンドレル3が、図3に示すように、回転主軸3aの周りに回転しながらマンドレル3の圧延に寄与する部分3bが被加工材5と当接している。図4の(a)に示すように、マンドレル3を5区分に分割して形成した圧延に寄与する部分3bを、それぞれ独立した部分3cとする。これらの独立した部分3cを被加工材5との間に生じる周速度に従動回転させて、それぞれ独立して被加工材5をリングローリング加工することからなる、内部ボイドの発生を抑制した圧延方法である。
The method according to the first aspect of the present invention is the method of the ring
第2の請求項2の実施の形態の方法は、上記の方法と同様に、リングローリング装置1の、図2に示す、主ロール2およびマンドレル3からなる各ロールと被加工材5との間に発生する軸方向10における周速度の差を緩和してリングローリング加工する方法である。この方法の周速度の差の緩和のために、主ロール2およびマンドレル3のいずれか一方もしくは双方の各ロールにおける主ロール2の圧延に寄与する部分2bもしくはマンドレル3の圧延に寄与する部分3bを軸方向10に分割する。次いで、これらの分割した主ロール2およびマンドレル3からなる各ロールのいずれか一方もしくは双方の主ロール2の回転主軸3aまたはマンドレル3の回転主軸3aを、図4の(b)に示すように、上下の回転主軸3aが10°傾斜した2つのマンドレル3を傾斜させて、これら上下の2つのマンドレル3を合せて、被加工材5をリングローリング加工することからなる、内部ボイドの発生を抑制した圧延方法である。
The method according to the second aspect of the present invention is the same as the above method in that the
第3の実施の形態の方法では、請求項3の実施の形態として、リングローリング装置1の主ロール2およびマンドレル3からなる各ロールと被加工材5との間に発生する軸方向10における周速度の差を無害化する方法である。この無害化のために、主ロール2およびマンドレル3からなる各ロールのいずれか一方もしくは双方の各ロールの圧延に寄与する部分3の周速度と被加工材5の周速度との間の、図4の(c)に示す、周速度の差の大きな部位8を狙ってその部位8に潤滑剤を施しながら被加工材5をリングローリング加工することからなる圧延方法である。なお、図4の(c)では、マンドレル3を除去して、被加工材5のみを示した図で、被加工材5の外径部の幅は7aで示している。
In the method of the third embodiment, as an embodiment of
上記の圧延方法における具体的な例を以下に示す。リングローリング加工後の被加工材5からなる、図7に示す、ニアネットシェイプ製品9aであるリング状製品9は、被加工材の内径部6における、図7の(a)に示す、内径部の幅6aの幅方向が形状化されて幅の中央部6bから幅の端部6cにかけて軸方向から角度10°のテーパーを有している。ところが、被加工材の外径部7における、外径部の幅7aの幅方向は形状化されておらず、軸方向と平行な環状面を有している。したがって、このものは、図5に示すように、外径がφ220mm、軸方向の幅の中央部6bの内径がφ180mm、外径部の幅7aが150mmである。この被加工材5からなるリング状製品9は、図7の(a)に示すように、ニアネットシェイプ化されたニアネットシェイプ製品9aであり、リング状製品9の内径面が10°のテーパー角度を有している。
Specific examples of the above rolling method are shown below. The ring-shaped
一方、リングローリング加工後の被加工材5からなる、図7に示す、ニアネットシェイプ製品9aであるリング状製品9は、被加工材の内径部6における、図7の(b)に示す外径部の幅7aの幅方向が形状化されて幅の中央部7bから幅の端部7cにかけて軸方向から角度10°のテーパーを有している。ところが、被加工材の内径部6における、内径部の幅6aの幅方向は形状化されておらず、軸方向と平行な環状面を有している。この被加工材5からなるリング状製品9はニアネットシェイプ化されたニアネットシェイプ製品9aであり、リング状製品9の外径面が10°のテーパー角度を有している。
On the other hand, the ring-shaped
この被加工材5のリングローリング加工方法において、請求項1の手段を満足するように、ロールに分割線4に示す分割を施した条件、請求項2の手段を満足するようにロールの回転主軸2aを傾斜させた条件、請求項3の手段を満足するように内径部5cに潤滑を施した条件を有する方法と、これらの条件を有しない方法とによって、リングローリング加工を行ってニアネットシェイプ製品9aを製造した。ついで、これらのニアネットシェイプ製品9aに形成される内部ボイドの有無および内部ボイドの有無の程度を評価して、表1に示した。なお、表1において、内部ボイドの有無の程度の評価については、高精度の超音波探傷を行い、欠陥個数の頻度で評価した。
In the ring rolling method of the
表1では、ロール分割、主軸傾斜、潤滑付与およびボイドの評価からなる評価項目の条件のNo.の数がNo.1〜64と多いので、表1を以下の表1−1、表1−2および表1−3の3表に区分して示した。 In Table 1, No. of the condition of the evaluation item consisting of roll division, spindle inclination, lubrication and void evaluation. Of No. Since the number is 1 to 64, Table 1 is divided into the following three tables, Table 1-1, Table 1-2, and Table 1-3.
表1−1は、条件のNo.1〜No.8が、対象形状に示すように、被加工材の内径部6の内径部の幅5bの幅の中央部6bから幅の端部6cにかけて、軸方向から角度10°のテーパーを有しているリング状製品9のリングローリング加工方法であり、No.9〜No.16は、対象形状に示すように、被加工材の外径部7の外径部の幅7aの中央部の幅6bから幅の端部7cにかけて軸方向から角度10°のテーパーを有しているリング状製品9のリングローリング加工方法である。これらは、ロール分割、主軸傾斜、潤滑の付与およびボイドの評価を示すものである。この表1−1からロール分割、主軸傾斜、潤滑付与の条件のうち、いずれか2条件を満足するものは、評価は○で内部ボイド発生による欠陥はなかった。主軸傾斜の条件を満足するものは1条件のみでも評価は○で内部ボイド発生による欠陥はなかった。No.2は条件のロール分割が内径側のみであり、No.10は条件のロール分割が外径側のみであり、主軸傾斜、潤滑付与を実施しないものは、ボイドの評価は△で、少数、小さな欠陥があった。また、No.4の内径側のみ潤滑付与するもの、およびNo.12の外径側のみ潤滑付与するものは、少々、小さな内部ボイド発生による欠陥が発生した。No.1およびNo.9の条件のロール分割、主軸傾斜、潤滑付与の3条件の実施されなかったものは、多数の大きな内部ボイドが発生し、多数の大きな欠陥が発生した。
Table 1-1 shows the condition No. 1-No. 8 has a taper of an angle of 10 ° from the axial direction from the
表1−2は、条件のNo.17〜No.40が、表1−3はNo.41〜No.64が対示されている。これらは、被加工材の内径部6および被加工材の外径部7を共に形状化された図6に示すリング状製品9であり、表1−2および表1−3の対象形状に示すものであり、被加工材の内径部6の内径部の幅6aの幅の中央部6bから幅の端部6cにかけて軸方向から角度10°のテーパーを有し、さらに被加工材の外径部7の幅の中央部7bから幅の端部7cにかけて軸方向から角度10°のテーパーを有しているリング状製品9のリングローリング加工方法による製品である。
Table 1-2 shows the condition Nos. 17-No. 40, but Table 1-3 shows No. 40. 41-No. 64 is shown. These are the ring-shaped
この場合、外径、内径ともに主軸傾斜している場合は、No.26、27、28や、No.38、39、40やNo.50、51、52およびNo.62、63、64に示すように、評価は○で、内部ボイドの欠陥は検出されなかった。また、No.36のロール分割を外径側のみと主軸傾斜を内径側のみと潤滑付与を内径側のみを行ったものと、No.46のロール分割を内径側のみと主軸傾斜を外径側のみと潤滑付与を内径側のみを行ったものと、No.58のロール分割を外・内径ともと主軸傾斜を外径側のみと潤滑付与を内径側のみを行ったものと、No.60のロール分割を外・内径ともと主軸傾斜を内径側のみと潤滑付与を外径側のみを行ったものは、同じく評価は○で、内部ボイドの欠陥は検出されなかった。 In this case, if both the outer diameter and inner diameter are inclined, the No. 26, 27, 28, 38, 39, 40 or No. 50, 51, 52 and no. As shown in 62, 63 and 64, the evaluation was “good”, and no defect of the internal void was detected. No. No. 36 roll division was performed only on the outer diameter side, spindle inclination was performed only on the inner diameter side, and lubrication was applied only on the inner diameter side. No. 46 was divided into only the inner diameter side, the main shaft was tilted only on the outer diameter side, and lubrication was applied only on the inner diameter side. No. 58 was divided into both outer and inner diameters, the main shaft was tilted only on the outer diameter side, and lubrication was applied only on the inner diameter side. In the case where 60 rolls were divided on both the outer and inner diameters, the spindle was tilted only on the inner diameter side, and lubrication was applied only on the outer diameter side, the evaluation was also “good”, and no defects in internal voids were detected.
No.22は、ロール分割を行わず、外径側のみ主軸傾斜し、内径側のみ潤滑付与したものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。No.24は、ロール分割を行わず、内径側のみ主軸傾斜し、外側のみ潤滑付与したものは、△で外径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。No.34は、外径側のみロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、内径側のみ潤滑付与したものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。No.35は、外径側のみロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与をしなかったものは、△で外径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。No.37は、外径側のみロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、内径側のみ潤滑付与をしたものは、△で外径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。No.44の内径側のみロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与を行わなかったものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。No.45の内径側のみロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。No.53の外・内径側ともロール分割し、主軸傾斜を行わず、潤滑付与を行わなかったものは、△で外・内径で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。No.54の外・内径側ともロール分割し、主軸傾斜を行わず、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。No.55の外・内径側ともロール分割し、主軸傾斜を行わず、内径側のみ潤滑付与を行なったものは、△で外径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。No.56の外・内径側ともロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与を行わなかったものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。No.57の外・内径側ともロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、△で内径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。No.59の外・内径側ともロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与を行わなかったものは、△で外径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。さらに、No.61の外・内径側ともロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、△で外径側で少数の小さな内部ボイドによる欠陥が発生した。 No. In No. 22, roll division was not performed, the main shaft was inclined only on the outer diameter side, and lubrication was applied only on the inner diameter side, and defects due to a small number of small internal voids occurred on the inner diameter side. No. In No. 24, the roll was not divided, the main shaft was inclined only on the inner diameter side, and lubrication was applied only on the outer side, and defects due to a small number of small internal voids occurred on the outer diameter side. No. In the case of No. 34, only the outer diameter side was divided into rolls, only the outer diameter side was inclined to the main shaft, and only the inner diameter side was lubricated, and Δ was defective due to a small number of small internal voids on the inner diameter side. No. In No. 35, only the outer diameter side was divided into rolls, the main axis was inclined only on the inner diameter side, and no lubrication was given. In Δ, defects due to a small number of small internal voids occurred on the outer diameter side. No. In No. 37, the roll was divided only on the outer diameter side, the main shaft was inclined only on the inner diameter side, and lubrication was imparted only on the inner diameter side, and defects due to a small number of small internal voids occurred on the outer diameter side. No. In the case where only the inner diameter side of 44 was divided into rolls and only the outer diameter side was tilted with the main shaft and no lubrication was given, a defect due to a small number of small internal voids occurred on the inner diameter side. No. When the inner diameter side of 45 was divided into rolls, the main shaft was inclined only on the outer diameter side, and lubrication was imparted only on the outer diameter side, Δ caused defects due to a small number of small internal voids on the inner diameter side. No. When the outer and inner diameter sides of 53 were divided into rolls, the main shaft was not inclined, and lubrication was not applied, Δ was a defect due to a small number of small internal voids at the outer and inner diameters. No. When the outer and inner diameter sides of 54 were divided into rolls, the main shaft was not inclined, and lubrication was imparted only on the outer diameter side, a defect due to a small number of small internal voids occurred on the inner diameter side. No. When the outer and inner diameter sides of 55 were divided into rolls, the main shaft was not inclined, and lubrication was applied only to the inner diameter side, a defect was caused by a small number of small internal voids on the outer diameter side. No. When the outer and inner diameter sides of 56 were divided into rolls, the main shaft was inclined only on the outer diameter side, and lubrication was not applied, Δ caused defects due to a small number of small internal voids on the inner diameter side. No. In the case where the outer and inner diameter sides of 57 were divided into rolls, the main shaft was inclined only on the outer diameter side, and lubrication was applied only on the outer diameter side, defects due to a small number of small internal voids occurred on the inner diameter side. No. In the case where the outer and inner diameter sides of 59 were divided into rolls, the main shaft was inclined only on the inner diameter side, and lubrication was not applied, Δ was a defect due to a small number of small internal voids on the outer diameter side. Furthermore, no. In the case where the outer and inner diameter sides of 61 were divided into rolls, the main shaft was inclined only on the inner diameter side, and lubrication was applied only on the outer diameter side, defects due to a small number of small internal voids occurred on the outer diameter side.
No.17のロール分割を行わず、主軸傾斜を行わず、潤滑付与も行わなかったものは、××で外径側、内径側ともに多数の大きな内部ボイドによる欠陥が発生した。No.18のロール分割を行わず、主軸傾斜を行わず、外径側のみに潤滑付与したものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。No.19のロール分割を行わず、主軸傾斜を行わず、内径側のみに潤滑付与したものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。No.20のロール分割を行わず、外径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与を行わなかったものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。No.21のロール分割を行わず、外径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。No.23のロール分割を行わず、内径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与を行わなかったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。No.29の外径側のみロール分割し、主軸傾斜および潤滑付与を行わなかったものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。No.30の外径側のみロール分割し、主軸傾斜は行わず、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。No.32の外径側のみロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。No.33の外径側のみロール分割し、外径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、×で内径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。No.41の内径側のみロール分割し、主軸傾斜および潤滑付与を行わなかったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。No.42の内径側のみロール分割し、主軸傾斜を行わず、外径側のみ潤滑付与を行ったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。No.43の内径側のみロール分割し、主軸傾斜を行わず、内径側のみ潤滑付与を行ったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。No.47の内径側のみロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、潤滑付与を行わなかったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。No.48の内径側のみロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、外径側のみ潤滑付与を行なったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。さらにNo.49の内径側のみロール分割し、内径側のみ主軸傾斜し、内径側のみ潤滑付与を行なったものは、×で外径側で多数の内部ボイドによる欠陥が発生した。 No. In the case where the 17 rolls were not divided, the main shaft was not tilted, and the lubrication was not applied, XX showed defects due to a large number of large internal voids on both the outer diameter side and the inner diameter side. No. In the case where the 18 rolls were not divided, the main shaft was not inclined, and lubrication was applied only to the outer diameter side, defects due to numerous internal voids occurred on the inner diameter side. No. In the case where 19 rolls were not divided, the main shaft was not inclined, and the lubrication was applied only to the inner diameter side, defects due to numerous internal voids occurred on the outer diameter side. No. When 20 rolls were not divided and the main shaft was inclined only on the outer diameter side, and lubrication was not applied, the defect was caused by many internal voids on the inner diameter side. No. In the case where the main shaft is inclined only on the outer diameter side and lubrication is applied only on the outer diameter side without dividing the roll 21, defects due to numerous internal voids occurred on the inner diameter side. No. In the case where the main shaft was inclined only on the inner diameter side and the lubrication was not applied, no defects were generated due to many internal voids on the outer diameter side. No. In the case where the roll was divided only on the outer diameter side of 29 and the main shaft was not inclined and lubrication was not applied, defects due to numerous internal voids occurred on the inner diameter side. No. In the case where only the outer diameter side of 30 was divided into rolls, the main shaft was not inclined, and lubrication was applied only to the outer diameter side, defects due to numerous internal voids occurred on the inner diameter side. No. In the case where only the outer diameter side of 32 was divided into rolls, the main axis was inclined only on the outer diameter side, and lubrication was applied only on the outer diameter side, defects due to numerous internal voids occurred on the inner diameter side. No. In the case where only the outer diameter side of 33 was divided into rolls, the main axis was inclined only on the outer diameter side, and lubrication was applied only on the outer diameter side, defects due to numerous internal voids occurred on the inner diameter side. No. In the case where only the inner diameter side of 41 was divided into rolls and the main shaft was not inclined and lubrication was not given, defects due to numerous internal voids occurred on the outer diameter side. No. In the case where only the inner diameter side of 42 was divided into rolls, the main shaft was not tilted, and lubrication was applied only on the outer diameter side, defects due to numerous internal voids occurred on the outer diameter side. No. In the case where only the inner diameter side of 43 was divided into rolls, the main shaft was not inclined, and lubrication was given only to the inner diameter side, defects due to numerous internal voids occurred on the outer diameter side. No. In the case where only the inner diameter side of 47 was divided into rolls, only the inner diameter side was tilted with the main shaft, and no lubrication was given, defects due to numerous internal voids occurred on the outer diameter side. No. When the inner diameter side of 48 was divided into rolls, the main shaft was inclined only on the inner diameter side, and lubrication was applied only on the outer diameter side, defects due to numerous internal voids occurred on the outer diameter side. Furthermore, no. In the case where only the inner diameter side of 49 was divided into rolls, only the inner diameter side was tilted with the main shaft, and lubrication was applied only to the inner diameter side, defects due to numerous internal voids occurred on the outer diameter side.
図8は被加工材5を5区分に分割した主ロール2あるいはマンドレル3もしくは主ロール2およびマンドレル3を用いてリングローリング加工する状態を示す図である。図8の(a)は、上下対称の形状からなるマンドレル3の圧延に寄与する部分3bを鼓状に設けて、この鼓状の圧延に寄与する部分3bを分割線4で5区分に分割した。一方、主ロール2は圧延に寄与する部分2bを断面で直線状とした。この主ロール2とマンドレル3でリングローリング加工することにより、内周面の中央部が凸状に膨出したリング状製品9が得られた。
FIG. 8 is a view showing a state in which the
図8の(b)は、上下対称の形状の中央部が凹型に凹んだ形状からなる主ロール2に圧延に寄与する部分2bを設けて、この凹型に凹んだ形状の圧延に寄与する部分2bを分割線4で5区分に分割した。一方、マンドレル3は圧延に寄与する部分3bを断面で直線状とした。この主ロール2とマンドレル3でリングローリング加工することにより、外周面の中央部が凸状に膨出したリング状製品9が得られた。
FIG. 8 (b) shows a
図8の(c)は、上下対称の形状からなるマンドレル3の圧延に寄与する部分3bを鼓状に設けて、この鼓状の圧延に寄与する部分3bを分割線4で5区分に分割した。さらに上下対称の形状の中央部が凹型に凹んだ形状からなる主ロール2に圧延に寄与する部分2bを設けて、この凹型に凹んだ形状の圧延に寄与する部分2bを分割線4で5区分に分割した。この主ロール2とマンドレル3でリングローリング加工することにより、内周面および外周面の中央部が凸状に膨出したリング状製品9が得られた。
8C, the
図9は、内周面および外周面の中央部が凸状に膨出したリング状製品9を形成するために、上下の2個の主ロール2をそれぞれ10°内側に傾け、さらに上下の2個のマンドレル3をそれぞれ10°外側に傾けて、それぞれ自転させ、一方、被加工材5を被加工材の中心5aの周りに回転させてリングローリング加工する図を示している。従って、これらは、請求項2に係る発明のリングローリング加工をする一例である。
FIG. 9 shows that the upper and lower
リングローリング加工などの回転加工において、被加工材5が形状を有する場合は、被加工材5の周速度が場所によって変ることになる。図10に示すリング状製品9を考えた場合、被加工材5の直径は左側の被加工材の小径部の直径5cよりも右側の被加工材の大径部の直径5bが大きい。このために被加工材5の周速度は左側の被加工材の小径部の直径5cの部分が右側の被加工材の大径部の直径5bの部分よりも速くなる。一方、主ロール2の直径は、左側の主ロールの大径部の直径2dが右側の主ロールの小径部の直径2eよりも大きい。このために主ロールの周速度は左側の主ロールの大径部の直径2dの部分が右側の主ロールの小径部の直径2eの部分よりも速くなる。この様にリングローリング加工において、被加工材5の外径部7の形状が複雑になると、外径での被加工材5とロールの周速度の差が大きくなる。同様に、被加工材の内径部6の形状が複雑になると、内径での被加工材5とロールの周速度の差が大きくなる。この様に被加工材5とロールの周速度の差が大きくなると、既に上記したように被加工材5とロールの間に滑りが生じるため、に、その部分に局所的な摩擦発熱が生じて、リング状製品9の品質を落とすきっかけとなる。
In rotation processing such as ring rolling processing, when the
1 リングローリング装置
2 主ロール
2a 回転主軸
2b 圧延に寄与する部分
2c 独立した部分
2d 主ロールの大径部の直径
2e 主ロールの小径部の直径
3 マンドレル
3a 回転主軸
3b 圧延に寄与する部分
3c 独立した部分
4 分割線
5 被加工材
5a 被加工材の中心
5b 被加工材の大径部の直径
5c 被加工材の小径部の直径
6 被加工材の内径部
6a 内径部の幅
6b 幅の中央部
6c 幅の端部
7 被加工材の外径部
7a 外径部の幅
7b 幅の中央部
7c 幅の端部
8 周速度の差の大きな部位
9 リング状製品
9a ニアネットシェイプ製品
9b リング状製品の中心
10 軸方向
11 バックアップロール
11a 回転主軸
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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|---|---|---|---|
| JP2012034557A JP2013169563A (en) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Ring rolling method |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013169563A true JP2013169563A (en) | 2013-09-02 |
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|---|---|---|---|
| JP2012034557A Pending JP2013169563A (en) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Ring rolling method |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104707924A (en) * | 2015-02-27 | 2015-06-17 | 武汉理工大学 | Master roller and core roller active-active twist-roll forming method for bearing outer ring for aviation main shaft cylindrical roller |
| JP2015199121A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-12 | 日立金属株式会社 | Rolling roll and ring rolling method |
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-
2012
- 2012-02-20 JP JP2012034557A patent/JP2013169563A/en active Pending
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| US12168253B2 (en) | 2019-12-25 | 2024-12-17 | Proterial, Ltd. | Method of manufacturing ring-rolled element |
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