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May 25, 2023

壁厚の異なる引抜管

チューブを引き抜いて寸法を変更することは新しいことではありませんが、厳密に制御された動的マンドレルを使用した引き抜きは、さまざまな壁厚を与えることができる独自の技術です。 編集者注：これは

チューブを引き抜いて寸法を変更することは新しいことではありませんが、厳密に制御された動的マンドレルを使用した引き抜きは、さまざまな壁厚を与えることができる独自の技術です。

編集者注: この記事では、特定のチューブの描画プロセスについて説明します。 描画の概要については、「チューブ描画の原則」を参照してください。

ドローベンチでチューブを描画することは何も新しいことではありません。 ベンチがチェーンで引っ張られるキャリッジを使用する場合でも、油圧システムを使用してドロー キャリッジを操作する場合でも、プロセスによりチューブの外径、内径、壁の厚さが変化する可能性があります。 また、絞り加工により表面仕上げが改善され、粒子構造も微細化されます。

最も単純な絞り加工であるシンキングでは、外径と内径が減少し、ダイの設計とチューブの D/t 比に応じて壁の厚さが変化する可能性があります。 機器のオペレーターは、ポインティングプロセスを使用してチューブの一端の外径を減らし、次にその尖った端をダイに送り込みます。 そこから、ドローベンチが残りの作業を行い、チューブの全長をダイを通して引き抜きます。

「引抜チューブは 100 年前から存在しています。」とジョージ A. ミッチェル社の社長兼共同所有者であるポール ルッソ氏は述べています。「セミフローティングまたはフルフローティングのフローティング マンドレルを使用した引抜チューブも、何年も前から存在しています。」 他の一般的な絞りプロセスでは、固定マンドレルが使用されます。 マンドレル プラグとも呼ばれるマンドレルは、尖ったチューブの内側に挿入され、ダイ ベアリングに近づくまで前進し、絞りの開始時に静止位置に着座します。

これらのプロセスは多くの描画用途には十分すぎるものですが、ジョージ A. ミッチェル社のエンジニアは、従来の描画プロセスのバリエーションを考案する方法を考えました。 この革新的なプロセスには、チューブを引っ張るときにマンドレルを動かして内径を変更することが含まれます。

多くの製品は、プレート、シート、パイプ、チューブ、異形品など、一定の壁厚の材料で作られていますが、多くの製品は壁厚を変えてもメリットが得られます。 製品の大部分に最も軽いゲージの材料を使用し、強度、別のワークピースへの溶接、ねじ切り、またはその他の設計特性のために必要な場合にのみ重い材料を使用すると、材料の消費量と製品の重量が最適化されます。

チューブの ID を変えるために、ミッチェル社のエンジニアは、動的動作用にプログラムされたマンドレル ロッド上のマンドレルを考案しました。 ダイには夾角とストレートベアリングがあり、マンドレルには厳密に設計されたテーパーが付いています。 マンドレルの動きは引き抜きプロセス中に正確に制御され、その結果、用途に合わせてカスタマイズされたチューブ、つまり壁の厚さが異なるチューブが得られます。

「マンドレルの移動は新しいことではありません」とルッソ氏は言う。 「マンドレルの静的位置の制御（たとえば摩耗を補正するため）は、マンドレルのネジ調整装置を介して長い間行われてきました。」

この技術には数え切れないほどの用途がある可能性がありますが、ミッチェル社のスタッフは自動車業界で最も多くの用途を見つけています。

チューブを引き抜いて寸法を変更することは新しいことではありませんが、厳密に制御された動的マンドレルを使用した引き抜きは、さまざまな壁厚を与えることができる独自の技術です。

「多くのスポーツカーにはアルミニウム製の管状ドライブシャフトが使われています」とルッソ氏は言う。 「チューブの長さに沿って重量を取り除くことは、車両の重量を軽減するのに役立ちます。また、この技術により、トランスミッションやディファレンシャルに取り付けるために強度が必要な端の部分を厚くすることができます」と彼は言いました。

ドライブシャフトに薄肉のアルミニウムチューブを使用するということは、特に高性能自動車で発生するトルクを考えると、大惨事になるように聞こえるかもしれませんが、そうではありません。

「剛性は壁の厚さよりも直径によって決まります」とルッソ氏は語った。 「剛性の計算では直径の 4 乗が計算されます。」

少なくとも 1 つの自動車用クラッシュ チップの設計では、さまざまな壁厚を持つ絞り加工チューブが使用されています。 クラッシュボックスとしても知られるクラッシュチップは、バンパーとシャーシの間に配置され、衝撃エネルギーの一部を吸収し、客室に伝わるエネルギーを少なくします。 それは一度だけ機能するショックアブソーバーのようなものです。