トップ :: B 処理操作 運輸 :: B21 本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き

【発明の名称】 異形断面条のラウンド加工方法及びその装置
【発明者】 【氏名】榊 正仁

【氏名】西尾 克秀

【氏名】原 健治

【要約】 【課題】簡便な手段により、断面形状精度に優れ、所定のコーナーRが付された異形断面条を安定的に製造する。

【構成】素材条鋼を、垂直配置されたV溝付きロールからなる左右一対の予備ラウンド加工ロール間を通す等により、その四隅に予め面取り加工を施した後、所定の断面形状に応じたプロフィールとした上下一対の水平ロールと平滑な左右一対の垂直ロールとを隣接配置したタークスヘッド圧延機を通して所定断面を有する異形断面条を製造し、その後に、当該異形断面条を垂直配置された左右一対のラウンド加工ロール間を通して前記異形断面条の端部に所定のコーナーRを付す。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
素材条鋼を、その四隅に予め面取り加工を施した後、所定の断面形状に応じたプロフィールとした上下一対の水平ロールと平滑な左右一対の垂直ロールとを隣接配置したタークスヘッド圧延機を通して所定断面を有する異形断面条を製造し、その後に、当該異形断面条を垂直配置された左右一対のラウンド加工ロール間に通して前記異形断面条の端部に所定のコーナーRを付すことを特徴とする異形断面条のラウンド加工方法。
【請求項2】
四隅に施す面取り加工を、素材条鋼を垂直配置されたV溝付きロールからなる左右一対の予備ラウンド加工ロール間を通すことにより行う請求項1に記載の異形断面条のラウンド加工方法。
【請求項3】
垂直配置されたV溝付きロールからなる左右一対の予備ラウンド加工ロール、所定の断面形状に応じたプロフィールとした上下一対の水平ロールと平滑な左右一対の垂直ロールとを隣接配置したタークスヘッド圧延機、及び垂直配置された左右一対の仕上ラウンド加工ロールが、その順で一列に配置されていることを特徴とする異形断面条のラウンド加工装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、板幅方向に少なくとも一箇所以上の厚みの異なる異形断面条を、そのコーナー部を含め精度良くラウンド加工する方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【0002】
板幅方向に一個又は複数個の同一断面形状を有する中央側厚肉部分及び両端に位置する端部厚肉部分と薄肉部分とがそれぞれ段差部を介して連続せしめられた異形断面条は、通常両端に位置する端部厚肉部分及びそれに続く薄肉部分等を除去された状態で例えばベアリングリテ−ナやリードフレーム等に広く利用されている。そして、この種の異形断面条は、従来から切削法で製造されている。
切削法では、金属帯を長手方向に通板させながら、バイト,フライス等で板幅方向の薄肉部分を連続的に切削し、厚肉部分の間を仕切る薄肉部分を形成している。しかし、資源の有効利用,良好な作業環境の維持に支障となる切削屑が発生し、作業効率も悪い。また、切削された端部にバリや反り等が発生し、製品品質を低下させる原因ともなっている。
【0003】
そこで、切削法に代わるものとして、表面に所望形状の溝部や凸条部を設けた溝付きロールや凸条付きロールを用い、ロール成形する方法が各種提案されている。
従来のロール成形法で異形断面条を製造するとき、厚肉部と薄肉部との間に、それぞれの傾斜角度が大きく異なる段差部が形成され易い。各厚肉部は、溝付きロールや凸条付きロールの凹部深さに一致せず、それぞれに板厚が異なったものとなっていた。
本出願人も、上記のような問題を解消すべく、各厚肉部におけるメタルフローが均一化されるようにプロフィールを設計した凸条付きロールを使用することにより、各厚肉部に肉不足を生じることなく、且つ段差部の傾斜角度が一定した形状精度の良好な異形断面条を得る方法を、特許文献1,2等で提案してきた。
【0004】
そして、所定形状の溝や凸部が形成されたプロフィールのロールを用いて金属帯材をロール成形することにより、ロールプロフィールに対応する断面形状に成形した異形断面帯材を得た後、所定幅条にスリットされ、ベアリングリテ−ナやリードフレーム等の各種用途に供されている。
このスリット方法に関しても、本出願人は、特許文献3,4,5で、安定したスリット精度で異形断面帯材をスリットする方法を提案している。
【0005】
【特許文献1】特開平6−328153号公報
【特許文献2】特開平8−155576号公報
【特許文献3】特許第3509033号公報
【特許文献4】特許第3509034号公報
【特許文献5】特開2001−225219号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1,2等で提案されたような方法で精度良く成形し、かつ特許文献3,4,5で提案された方法で注意深くスリットしても、断面形状精度が低下することがある。このため、スリット後に再度矯正を必要とすることもある。また、スリット後に条材の断面コーナー部に用途に応じたコーナーRを付す必要もあり、コスト増の一因にもなっている。
そこで、本発明者等は、所定幅に裁断した条鋼を、所定のプロフィールを有する上下の水平ロールと平坦な面を有する左右一対の垂直ロールを配したタークスヘッド圧延機に通板して所定の断面形状に成形した後、端部にラウンド加工を施して所定のコーナーRを有する異形断面条を得る方法を試行した。
すなわち、図1に示すような所定幅に裁断した鋼帯を、図2に示すようなプロフィールを有する上下の水平ロール1,2と平坦面を有する垂直ロール3,4を配したタークスヘッド圧延機に通板して四方圧延し、所定の断面形状を有する異形断面条とした後、図3に示すようなプロフィールの溝を有するラウンド加工ロール5,6間を通して、図4に示すような所望のコーナーRを付した製品を試作した。
【0007】
このような試行を実施してみたが、必ずしも満足できる精度のコーナーRを有する異形断面条が安定して得られなかった。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、簡便な手段により、断面形状精度に優れ、所定のコーナーRが付された異形断面条を安定的に得る方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の異形断面条のラウンド加工方法は、その目的を達成するため、素材条鋼を、その四隅に予め面取り加工を施した後、所定の断面形状に応じたプロフィールとした上下一対の水平ロールと平滑な左右一対の垂直ロールとを隣接配置したタークスヘッド圧延機を通して所定断面を有する異形断面条を製造し、その後に、当該異形断面条を垂直配置された左右一対のラウンド加工ロール間を通して前記異形断面条の端部に所定のコーナーRを付すことを特徴とする。
四隅に面取り加工を施す態様としては、素材条鋼を垂直配置されたV溝付きロールからなる左右一対の予備ラウンド加工ロール間を通すことが好ましい。
【0009】
また、本発明の異形断面条のラウンド加工装置は、垂直配置されたV溝付きロールからなる左右一対の予備ラウンド加工ロール、所定の断面形状に応じたプロフィールとした上下一対の水平ロールとフラットな左右一対の垂直ロールとを隣接配置したタークスヘッド圧延機、及び垂直配置された左右一対の仕上ラウンド加工ロールが、その順で一列に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明の異形断面条のラウンド加工方法では、素材条鋼を、四隅に予め面取り加工を施した素材条鋼を、所定プロフィールに整えられた上下一対の水平ロールとフラットな左右一対の垂直ロールとを隣接配置したタークスヘッド圧延機を通して所定断面を有する異形断面条を製造し、その後に、当該異形断面条を垂直配置された左右一対のラウンド加工ロール間を通して前記異形断面条の端部に所定のコーナーRを付している。
このため、タークスヘッド圧延機通板時にコーナー部に生じやすいバリの生成が抑制され、その結果、バリの悪影響を排除して寸法精度の高いコーナーRが安定的に、低コストで得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
前記したように本発明者等は、所定幅に裁断した素材条鋼を、所定のプロフィールを有する上下の水平ロールと平坦な面を有する垂直ロールを配したタークスヘッド圧延機に通板した後、端部にラウンド加工を施して所定のコーナーRを有する異形断面条を得る方法を試行したが、必ずしも満足できる精度のコーナーRを有する異形断面条は安定して得られなかった。
そこで、上記試行での問題点とその対策について鋭意検討した。
その結果、まず問題点としては、素材条鋼をタークスヘッド圧延機に通板して四方圧延する際に、圧延に伴う材料の塑性流動により水平ロールと垂直ロールとの間の空隙に材料が流入し、条鋼のコーナー部にバリを形成する。このバリが後続のラウンド加工時に悪影響を及ぼしていることがわかった。
【0012】
すなわち、四方圧延した後の異形断面条の端面(図5の(b))を観察すると、図5(a)に示すように、突出物、いわゆるバリが認められる。このようなバリを有する異形断面条に、図3に示すような左右一対のロール間を通すラウンド加工を施すと、前記バリが切り子となって剥れたり、或いは場合によってはコーナー部に圧着されたりして、コーナーRの形状を不安定なものとし、コーナーRの精度を低下させていることがわかった。
【0013】
上記知見から、バリの抑制策を検討した。
バリは、素材条鋼を四方圧延する際、水平ロールと垂直ロールとの間の空隙に流入した材料が条鋼のコーナー部に残存したものである。そこで、材料が水平ロールと垂直ロールとの間の空隙に流入しないように、素材条鋼を予め変形させておけばバリの形成は抑制されると予測した。
四方圧延する前の素材条鋼を予め変形させる態様としては、四隅を面取り状態にしておくことで足りる。面取り状態とする手段に制限はないが、切削加工や研削加工の実施はコスト高にも繋がるので、素材条鋼に予備的なラウンド加工を施すことが好ましい。
【0014】
次に、予備的なラウンド加工を施すための具体的な装置構成を説明する。
図2に示されたような所定プロフィールに整えられた上下一対の水平ロールとフラットな左右一対の垂直ロールとを隣接配置したタークスヘッド圧延機と、その下流に設置した、図3に示される垂直配置された左右一対のラウンド加工ロールとを備えた異形断面条のラウンド加工装置において、前記タークスヘッド圧延機の上流に、図7に示すような、一対のV溝付きロールを垂直配置した予備ラウンド加工ロール7,8を付設した。
【0015】
予備ラウンド加工ロールは、タークスヘッド圧延機で四方圧延される素材条鋼のコーナー部に、タークスヘッド圧延機を構成する水平ロールと垂直ロールとの間の空隙に圧延に伴う塑性流動により材料が流入することを防止するために、当該部分の材料を排除すべく、面取り状態に変形加工を行う。このように、左右一対のV溝形状を有するロールを配置し、所定の圧下を加え適宣な面取り加工を施すことにより、四方圧延による端部のバリの発生の抑制を制御することが可能となる。
【0016】
タークスヘッド圧延機は、隣接配置された一対の水平ロールと一対の垂直ロールで構成されている。
一対の水平ロールは、圧延される異形断面条の上面形状に添ったプロフィールを備えた上ロールと、圧延される異形断面条の下面形状に添ったプロフィールを備えた下ロールとで構成されている。また、一対の垂直ロールは異形断面条の端面を整形するためのものであるから、ともに平坦な面を有するもので構わない。
タークスヘッド圧延機の下流に設置される仕上ラウンド加工ロールには、異形断面条の端面の厚みと同じ寸法の壁面を有するV溝が形成され、V溝を構成する壁面と底面との間に所定のRを付したロールを、左右一対で垂直配置する。
【0017】
所定幅に裁断された素材条鋼を、上記のように配置された予備ラウンド加工ロール,タークスヘッド圧延機及び仕上ラウンド加工ロールに順次通板すると、所望の断面形状に圧延され、かつ所定のコーナーRが精度良く付された異形断面条が安定的に得られる。
すなわち、タークスヘッド圧延機に通板される素材条鋼のコーナー部が既に面取りされた状態となっているため、四方圧延を経てもコーナー部の材料が水平ロール及び垂直ロールとで形作られる空隙部に流入することが抑制され、いわゆるバリの生成が抑えられる。
このため、後工程でラウンド加工されても、バリの悪影響が排除され、精度の高いコーナーRが安定的に整形される。
【実施例】
【0018】
素材として、図1に示す形状の板厚3.0mm、板幅32mmの矩形断面のSPC条鋼を用い、図6に示すように上流より予備ラウンド加工スタンド9、タークスヘッド圧延スタンド10及び仕上ラウンド加工スタンド11より構成された装置により異形断面条の成形を行った。
この際、予備ラウンド加工スタンドには、図7に示すような左右一対のロール径60mmで、溝角度40°のV溝付きロールを配した。また、タークスヘッド圧延スタンドには、図2に示すような、ロール径128mmで幅30mmの概略凸型形状の孔型ロールからなる上ロールとロール径128mmで幅30mmの概略凹型形状の孔型ロールからなる下ロール、及びロール径114.5mm、幅18mmの左右一対のサイドロールとを組み込んだ。さらに、仕上ラウンド加工スタンドには、図3に示すような左右一対のロール径60mmで、2.0mmの幅の壁面と溝角度4°のV溝付きで壁面とテーパとの間にはR0.45mmのコーナーRとしたロールを配した。
【0019】
各スタンドに材料を通板した後の端面形状を調査した。各スタンド通板後の端面の形状は、予備ラウンド加工で図8(a)に示すようなテーパが形成され、タークスヘッド圧延で図8(b)に示すような比較的小さなコーナーRが形成され、仕上ラウンド加工で図8(c)に示すような所定のコーナーRが得られている。
図9にコイルの長手方向のコーナーRの変動を調査した結果を示す。この結果からわかるように、本発明によるラウンド加工方法を適用することにより、長手方向でのコーナーRのバラツキが小さく、且つ安定した異形断面条のコーナーRが得られている。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】素材条鋼を説明する図
【図2】タークスヘッド圧延機のロール配置状況を説明する図
【図3】異形断面条の端面の仕上ラウンド加工する態様を説明する図
【図4】異形断面条を説明する図
【図5】素材条鋼を四方圧延した場合の端面の形状(a)および端面の位置(b)を示す図
【図6】異形断面条を製造する設備の概略図
【図7】素材条鋼の端面の予備ラウンド加工する態様を説明する図
【図8】予備ラウンド加工後(a)、タークスヘッド圧延機通板後(b)および仕上ラウンド加工後(c)の端面の形状を示す図
【図9】コイル長手方向の異形断面条のコーナーRの変動を示す図
【出願人】 【識別番号】000004581
【氏名又は名称】日新製鋼株式会社
【出願日】 平成18年8月11日(2006.8.11)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−43956(P2008−43956A)
【公開日】 平成20年2月28日(2008.2.28)
【出願番号】 特願2006−219214(P2006−219214)