インナーロール併用方式のエクストロールフォーミングによる6角形角鋼管のコーナー部の断面形状

摘要

角管·異形管を成形する方法として，円管を素材としそれをタンデムに配置された無駆動の穴型成形ロールの穴型内に押し込んで成形するエクストロールフォーミング方式がある．この成形法における成形中の素管は各組の穴型成形ロールによる外側からの拘束を受け，いわゆる絞り成形を受けながら辺部の曲げ戻しおよびコーナー部の曲げ成形が行われる．隣り合う辺と辺のなす角度が鈍角の多角形管の成形では成形ロールによる周方向の圧縮力が大きくなるため，コーナー部の曲げ成形よりも周方向の絞り成形が優先して行われる．このため辺の数が増えるほど曲率半径の小さいコーナーを有する多角形管を成形することは難しくなることが知られている．筆者らはこれまでに，正方形角鋼管の再成形に対し，1組（4個）の小径ロールを有するエキスパンド方式の成形機を4ロールタイプの穴型成形ロールの穴型内に配置することにより円管素管に対し内·外面の両側から成形を施す成形プロセスを提案した．このインナーロール併用方式を導入することにより，再成形される正方形角鋼管（製品）のコーナー部の肉厚の増加はかなり抑制され，同時に内·外曲率半径は減少することを明らかにした．そこで本研究では多角形角鋼管のコーナー部のシャープ化を図ることを目的として，インナーロール併用方式を6角形角鋼管の再成形に適用し，実験機による成形実験を行った．同時に素管に生じるひずみを調査するため一部の成形条件について剛塑性FEMによるシミュレーションを行った．本報告では，インナーロール併用方式のエクストロールフォーミングにより再成形される6角形角鋼管のコーナー部の断面形状に及ぼす影響について，通常のエクストロールフォーミングの場合と比較しつつ検討した結果を述へる．