使用于穿孔机的冲头制造技术

一种冲头，其使用于穿孔机，其特征在于，　从所述冲头的前端朝向后端依次具备前端部、锥部、和主体部，　所述前端部的表面在所述冲头的轴向上为凸的球面，所述前端部的表面的曲率半径为Ｒ１，所述前端部的长度为比所述Ｒ１小的Ｌ１，　所述锥部的表面与所述前端部的表面连续地形成，所述锥部的前端侧的外径为Ｄ１，所述锥部的后端侧的外径为比Ｄ１大的Ｄ２，所述锥部的长度为Ｌ２，　所述主体部的表面与所述锥部的表面连续地形成，所述主体部的外径从所述冲头的前端朝向后端逐渐变大，并且　满足式（１），且当０＜Ｌ１／Ｒ１＜０．５时满足式（２），当０．５≤Ｌ１／Ｒ１＜１时满足式（３），　０．５Ｄ１＜Ｌ１＋Ｌ２≤２．５Ｄ１　（１）　１．０＜Ｄ２／Ｄ１≤１．４　（２）　１．０＜Ｄ２／Ｄ１＜１．８－０．８Ｌ１／Ｒ１　（３）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及冲头，更具体来说涉及将坯料穿孔而形成为无缝管的穿孔机中使用的穿孔机用冲头(plug)。
技术介绍
使用于穿孔机的冲头将加热的坯料(圆钢坯)穿孔而形成为中空坯管。如图11所示，冲头100配设于分别相对于轧制线PL倾斜的一对倾斜辊 150之间。在向利用倾斜辊150使周向旋转的坯料50中压入冲头100后， 穿孔机沿将坯料50沿其中心轴穿孔轧制而形成为中空坯管51。冲头100与穿孔轧制中的坯料50接触，从坯料50受到热量及强压， 因此，其表面容易熔损。如特开平9—29310号公报中公开所示，熔损的 冲头在轴向上改动切削，并再使用。具体来说，如图12所示，在冲头IOO 的表面SF1发生熔损110时，将冲头IOO在轴向上改动切削(改削)直至 表面的熔损110消失。此时，改动切削后的冲头表面SF2的形状与原来的 表面SF1的形状相同。若这样改动切削，则由于改动切削，冲头全长变短， 但冲头的表面SF2与原来的形状相同，因此，能够再使用。然而，由于每 次改动切削时冲头的全长变短，因此，改动切削次数存在限制。从而，即 使能够再使用，但如果熔损产生的频度高，则导致冲头的寿命降低。在特开昭57—50233号公报及国际公开WO2004/052569号手册中公 开了一种具有抑制熔损的发生的形状的冲头。如图13所示，这些文献中 公开的冲头200从前端依次包括半球状的前端部201、圆柱部202、和圆 筒部203。在由冲头200将坯料50穿孔时，在利用前端部201穿孔的坯料 50和圆柱部202的表面之间产生间隙IS。这样，圆柱部202与坯料50不 接触，因此，抑制从坯料至冲头200的热量输入，且利用该间隙IS能够 放出冲头200中蓄积的热量。因此，冲头200与以往的形状的冲头IOO相比，容易熔损。然而，难以将冲头200改动切削而再使用。如图14所示，在圆柱部202发生与图12的熔损110相同程度的深度的熔损210时，用于将圆柱部 202恢复为原来的形状所需的改动切削量Lc与冲头100的情况相比过剩地 大。这是因为，圆柱部202的外径恒定，因此，不得不改动切削与熔损210 的长度大致相同长度的量，从而不能除去熔损210，不能将圆柱部202恢 复为原来的形状。因此，改动切削后的冲头200的全长变得过短，难以再 使用。为了减小冲头200的改动切削量Lc而将圆柱部202的外径从冲头前 端侧向后端侧逐渐增大而形成为锥形状即可。但是，如形成为锥形状，则 在与穿孔中的坯料之间的间隙IS消失，坯料和锥形状部分接触，因此， 容易发生熔损。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能够抑制熔损，且能够抑制改动切削量而再使 用的冲头。本专利技术人认为在像上述冲头200 —样具有前端部的冲头中，前端部的 球面的弯曲约平缓，利用前端部形成的坯料中形成的孔的直径越大。在图1A的冲头中，前端部10的表面形状为半球面。即，前端部10 的曲率半径R1与前端部10的长度L1相等。在这种情况下，由前端部IO 使在坯料30中形成的孔H0扩张的力小。因此，孔HO的直径Dhq小，坯 料30的孔HO的表面和圆柱部16的表面之间的间隙ISO小。另一方面，在图1B的冲头中，前端部10的球面的弯曲比半球面平缓。 即，曲率半径R1比长度L1大。在这种情况下，由前端部10使在坯料30 中形成的孔H0扩张的力与图1A的情况相比变大。因此，孔H0的直径 Dho比圈1A大，孔H0的表面和圆柱部16的表面的间隙IS1比ISO大。从而，如将曲率半径Rl设为比长度Ll大，将前端部10的球面的弯 曲设为平缓，则如图1B中的虚线所示，即使将圆柱部16替换为具有前端 侧外径Dl小于后端侧外径D2的锥形的锥部11，孔HO的表面也不与锥 部11的表面接触，能够在孔HO的表面和锥部11的表面之间形成间隙IS2。因此，能够从锥部11向间隙IS2放出热量，能够抑制熔损的发生。进而， 锥部ll具有锥形状。因此，即使发生熔损，也与外径为恒定的D1的圆柱部16相比能够抑制改动切削量，能够再使用。本专利技术人准备前端部10的球面形状不同的各种冲头，调查了冲头的 前端部10的形状、和没有熔损地能够穿孔轧制的锥部11的形状的关系。 具体来说，准备变化了前端部10的长度L1及曲率半径R1、和锥部ll的 前端侧外径Dl及外径D2的的各种冲头。用各冲头将坯料30穿孔轧制， 调查能够穿孔轧制至前端部10或锥部11发生熔损为止的坯料根数。调查结果示出在图2中。图中的横轴表示L1/R1。前端部10的球面的 弯曲越平滑，L1/R1越小。在L1/R14.0时，前端部10是半球面。另夕卜， 图中的纵轴表示D2/D1。在锥部11的长度恒定的情况下，D2/D1越大， 锥部11的锥角越大。图中的"X"标记表示能够穿孔轧制至熔损发生为止的坯料30的根 数(以下，称为能够轧制的根数)为0的情况。g卩，在这种情况下，表示 第一根坯料30的轧制结束后冲头中发生熔损的情况。图中"△"标记表 示能够轧制的根数为1的情况，"O"表示能够轧制的根数为两根的情况， "◎"表示能够轧制的根数为三根以上。在能够轧制的根数为两根以上的 情况下，判断为抑制了熔损的发生。参照图2可知，随着L1/R1变小，能够轧制的根数为两根以上的D2/D1 的最大值变大。前端部的球面的弯曲越平缓，孔HO的直径Dh。越大，因 此，认为即使增大D2/D1，坯料30和锥部11之间也形成间隙IS，能够抑 制熔损的发生。然而，在L1/R1小于0.5时，即使L1/R1变小，能够轧制的根数为2 以上的D2/D1的最大值大致恒定为1.4。这被认为是因为，即使减小L1/R1， 孔HO的直径dhq也不变大，保持大致恒定。穿孔中的坯料30受到由冲头 的前端部IO扩张孔HO的力，但与此同时，也受到由倾斜辊将孔HO縮径 的力。因此认为，若L1/R1小于0.5，则由于从倾斜辊受到的力的影响， 孔HO的扩张被收敛。基于以上的见解，本专利技术人完成了以下的专利技术。本专利技术的冲头使用于穿孔机。冲头从所述冲头的前端朝向后端依次具备前端部、锥部、和圆筒部。前端部的表面为在冲头的轴向上凸的球面，前端部的表面的曲率半径为Rl，前端部的长度为比所述R1小的L1。锥 部的表面与前端部的表面连续而形成，锥部的前端侧的外径为Dl，锥部 的后端侧的外径为比Dl大的D2，锥部的长度为L2。圆筒部的表面与锥 部的表面连续而形成，圆筒部的外径从冲头的前端朝向后端逐渐变大，满 足式(1)，且0<LI/R1<0.5时满足式(2)， 0.5 ≤ L1/R1<1时满足式(3)。<formula>see original document page 6</formula> (1)<formula>see original document page 6</formula>(2)<formula>see original document page 6</formula> (3)根据本专利技术的冲头可知，前端部的曲率半径R1设为比前端部的长度 Ll大。由此，前端部的球面的弯曲变得平缓，因此，能够将在坯料上形 成的孔的直径酰化物比半球状的前端部大。因此，若锥部满足式(2)或 (3)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：下田一宗，山川富夫，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：