内外面に螺旋状の突起を有する円管の押出加工

摘要

押出し加工は長尺で均一断面の管や形材の製造に最適な加工法である．そのため，様々な均一断面形状の管や形材が，押出し加工で製造され，家庭用品から工業製品まで作られている．現在，これらの押出製品全ては，均一な横断面形状を持ち，不均一な横断面形状のものはない．しかし，工業の発展につれて．不均一な横断面形状の押出製品の需要も増加している．そのため不均一な横断面形状の押出加工の研究も見られるようになってきている．不均一な横断面形状の押出加工製品で，内面に螺旋状の突起を有する円管は熱交換器用として注目されている．管の内面に螺旋状の突起を有する伝熱管は，内面が平滑な伝熱管と比較すると，非常に高い伝熱性能を有している．しかし，現在使用される内面に螺旋状の突起を成形した伝熱管は銅で製造されており，転造法で突起をつけている．そのため，管の内面に螺旋状の突起を有する伝熱管は，高価格で生産性もよいとは言えない．この管をアルミニウム製として，押出加工で製造することが可能となれば，低価格で高い生産性を有する．内面に螺旋状の突起を有する伝熱管の供給が可能となる．　本研究では，内外面に螺旋状の突起を有する円管の押出加工方法を提案し，コンピュータ数値制御押出実験装置を用いた実験により，基礎的な加工特性を調査し，本研究の押出加工方法の有効性を検討する．また，ベアリング長さ，マンドレルとダイスのベアリング部との位置関係，ベアリング内面溝数，押出比を変化させ，最適な押出し条件の検討を行う．研究結果から提案した加工方法において，ベアリング内面に螺旋状の溝を付与することが，成形性向上に有効であることが明らかとなった．また，各章での押出実験で得られた知見から，最適な押出条件が求められた．その押出条件は以下の通りである．・ダイスのベアリング部の長さ：L≧8mm・マンドレル高さ：h=0mm・ベアリング内面溝数：Rp≧0.29(円管の肉厚部と外面突起との面積比)