CN111918727B - 钢板的端部弯曲方法及装置以及钢管的制造方法及设备 - Google Patents

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Abstract

一种钢板的端部弯曲方法，是利用传送机构(21)间歇地传送钢板(S)，并同时利用一对模具(23、24)进行多次钢板(S)的宽度方向端部(Sc、Sd)的弯曲成形，从而对钢板(S)的宽度方向端部(Sc、Sd)在整个长度上实施弯曲成形的钢板的端部弯曲方法。一对模具(23、24)中的与被弯曲成形的钢板(S)的宽度方向端部(Sc、Sd)的成为弯曲的外侧的面接触的一侧的模具(24)具有与成为弯曲的外侧的面抵接的平坦部(24a)和与该平坦部(24a)的传送方向下游侧相邻设置的由曲面构成的避让部(24b)，并且使用平坦部(24a)与避让部(24b)以具有共同的切线的方式连接的一对模具(23、24)进行端部弯曲成形。

Description

钢板的端部弯曲方法及装置以及钢管的制造方法及设备
技术领域
本发明涉及将对钢板的宽度方向端部的弯曲成形沿钢板的长度方向分多次进行的端部弯曲的方法及装置。而且，本发明涉及将实施了端部弯曲的钢板成形为圆筒形而将其宽度方向端部彼此对接，将对接后的钢板的宽度方向端部彼此通过焊接进行接合来制造钢管的方法及设备。
背景技术
在管线管等使用的大径钢管的制造中，使用将具有规定的长度、宽度、板厚的钢板通过冲压加工成形为以钢板的长度方向为管轴方向的圆筒状之后，将其宽度方向端部彼此进行对接接合的方法。为了使向圆筒状的成形容易并得到适当的管形状，在向圆筒状的成形之前，进行对钢板的宽度方向端部赋予规定曲率的端部弯曲成形(C冲压、卷边)。
该端部弯曲成形通过在下模具和具有与管径对应的曲率的上模具之间配置钢板，利用液压缸将下模具推起而将钢板的宽度方向端部向上模具推压的方法来进行，但是钢板比模具的有效长度长，因此一次的冲压的话，无法将钢板在整个长度上加工。因此，采用的是一边将钢板沿长度方向间歇传送一边对钢板的宽度方向端部进行多次(例如3～4次)弯曲成形，从而在整个长度上进行端部弯曲成形的方法。
专利文献1～3公开了用于通过对接部得到良好的形状的方法。在专利文献1中，根据钢板的厚度、强度来规定传送长度b。在专利文献2中，根据钢板的厚度、强度来规定弯曲区域的长度Lc。在专利文献3中，根据钢板的厚度、强度来规定上模的曲率半径R1或从上模的曲率中心至钢板端部的水平方向的距离u、推压力w。在专利文献4中，提出了基于钢板的强度信息而对接部形状的变动少的钢管的制造方法。另一方面，在专利文献5中，提出了连续地进行端部弯曲的方法。
另外，在专利文献6中，公开了如下方法：在制造钢管之际将钢板的长度方向同时弯曲的U冲压工序中，为了防止在长度方向端部产生的开口变形的部分的局部性的接触，在与钢板的外表面侧接触的滑块的下部滑动柱脚中的管轴方向的两端部形成有与钢板的抵接面越向端面行进则越窄的避让部。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-294727号公报
专利文献2：日本特开平10-211520号公报
专利文献3：日本特开2008-119710号公报
专利文献4：日本特开2009-6358号公报
专利文献5：日本特开平7-32049号公报
专利文献6：日本特开2007-245218号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，专利文献1～4都以钢板的某横截面的形状的适当化为目的，未研讨钢板的以传送的交界部为界而相邻的部分之间的端部弯曲角度的变动。而且，在专利文献5记载的方法中，在前方没有钢板的前端部或在后方没有钢板的尾端部，成为与长度方向中央部同样的形状的情况并不明确。而且，需要导入新的设备。而且，专利文献6记载的技术是与开口变形的对策有关的技术，未考虑将钢板一边沿长度方向间歇传送一边实施多次对长度方向的一部分的弯曲的情况。
本发明的目的在于解决上述现有技术的问题，减少钢板的以传送的交界部为界而相邻的部分之间的端部弯曲角度的变动。
用于解决课题的方案
发明者们研究钢板的以传送的交界部为界而相邻的部分之间的端部弯曲角度的变动并弄清楚其原因，完成了本发明。其第一方案涉及一种钢板的端部弯曲方法，使用钢板的端部弯曲装置，所述钢板的端部弯曲装置具备：一对模具，与钢板的宽度方向端部对应地配置；促动器，将所述一对模具以规定的冲压力合模；及传送机构，将钢板以沿所述钢板的长度方向的方向为传送方向进行传送，所述钢板的端部弯曲方法利用所述传送机构间歇地传送钢板，并同时利用所述一对模具进行多次钢板的宽度方向端部的弯曲成形，从而对钢板的宽度方向端部在整个长度上实施弯曲成形，所述钢板的端部弯曲方法的特征在于，所述一对模具中的与被弯曲成形的钢板的宽度方向端部的成为弯曲的外侧的面接触的一侧的模具具有与成为所述弯曲的外侧的面抵接的平坦部和与该平坦部的所述传送方向的至少下游侧相邻设置的由曲面构成的避让部，并且使用所述平坦部与所述避让部以具有共同的切线的方式连接的一对模具，对钢板的宽度方向端部进行弯曲成形。
第二方案的钢板的端部弯曲方法以上述第一方案为基础，其特征在于，在将所述平坦部的在所述传送方向上的中心相对于所述促动器产生的所述冲压力的在所述传送方向上的中心在所述传送方向上向下游侧错开的状态下，对钢板的宽度方向端部进行弯曲成形。
第三方案的钢板的端部弯曲方法以上述第一或第二方案为基础，其特征在于，在对钢板的宽度方向端部的弯曲成形的最初的通道中，使所述传送方向上的钢板的前端部成为与所述平坦部的前方端一致的位置。
第四方案的钢板的端部弯曲方法以上述第一至第三方案中任一方案为基础，其特征在于，在对钢板的宽度方向端部的弯曲成形的最后的通道中，使所述传送方向上的钢板的尾端部成为与所述平坦部的后方端一致的位置。
第五方案涉及一种钢管的制造方法，包括：钢板的端部弯曲工序，使用钢板的端部弯曲装置，利用所述传送机构间歇地传送钢板，并同时利用所述一对模具进行多次钢板的宽度方向端部的弯曲成形，从而对钢板的宽度方向端部在整个长度上实施弯曲成形，所述钢板的端部弯曲装置具备与钢板的宽度方向端部对应地配置的一对模具、将所述一对模具以规定的冲压力合模的促动器、及将钢板以沿所述钢板的长度方向的方向为传送方向进行传送的传送机构；圆筒成形工序，将对两宽度方向端部实施了弯曲成形的钢板成形为圆筒形，将钢板的宽度方向端部彼此对接；及接合工序，将对接了的钢板的宽度方向端部彼此焊接，所述钢管的制造方法的特征在于，使用上述第一至第四方案中任一方案的钢板的端部弯曲方法作为所述端部弯曲工序。
第六方案涉及一种钢板的端部弯曲装置，具备：一对模具，与钢板的宽度方向端部对应地配置；促动器，将所述一对模具以规定的冲压力合模；及传送机构，将钢板以沿所述钢板的长度方向的方向为传送方向进行传送，利用所述传送机构间歇地传送钢板，并同时利用所述一对模具进行多次钢板的宽度方向端部的弯曲成形，从而对钢板的宽度方向端部在整个长度上实施弯曲成形，所述钢板的端部弯曲装置的特征在于，所述一对模具中的与被弯曲成形的钢板的宽度方向端部的成为弯曲的外侧的面接触的一侧的模具具有与成为所述弯曲的外侧的面抵接的平坦部和与该平坦部的所述传送方向的至少下游侧相邻设置的由曲面构成的避让部，并且所述平坦部与所述避让部以具有共同的切线的方式连接。
第七方案的钢板的端部弯曲装置以上述第六方案为基础，其特征在于，在所述一对模具中的与成为所述弯曲的外侧的面接触的一侧的模具中，所述平坦部的在所述传送方向上的中心相对于所述促动器产生的所述冲压力的在所述传送方向上的中心在所述传送方向上向下游侧错开。
第八方案涉及一种钢管的制造设备，具备：钢板的端部弯曲装置，具有与钢板的宽度方向端部对应地配置的一对模具、将所述一对模具以规定的冲压力合模的促动器、将钢板以沿所述钢板的长度方向的方向为传送方向进行传送的传送机构，利用所述传送机构间歇地传送钢板，并同时利用所述一对模具对钢板的宽度方向端部进行多次弯曲成形，从而对钢板的宽度方向端部在整个长度上实施弯曲成形；圆筒成形装置，将对两宽度方向端部实施了弯曲成形的钢板成形为圆筒形，将钢板的宽度方向端部彼此对接；及接合装置，将对接了的钢板的宽度方向端部彼此焊接，所述钢管的制造设备的特征在于，具备上述第六或第七方案的钢板的端部弯曲装置作为所述钢板的端部弯曲装置。
发明效果
根据本发明，作为一对模具中的与被弯曲成形的钢板的宽度方向端部的成为弯曲的外侧的面接触的一方的模具，使用具有与钢板的成为弯曲的外侧的面抵接的平坦部和与该平坦部的传送方向的至少下游侧相邻设置的由曲面构成的避让部且平坦部与避让部以具有共同的切线的方式连接而成的模具，对钢板的宽度方向端部进行弯曲成形，因此能够减少钢板的以传送的交界部为界而相邻的部分之间的端部弯曲角度的变动。其结果是，能够制造出焊接不良、对接部的形状不良少的钢管。
附图说明
图1是说明本发明的一实施方式的钢管的制造设备及制造方法的概略的图。
图2是表示成为端部弯曲加工的对象的钢板的一例的俯视图。
图3是表示本发明的一实施方式的钢板的端部弯曲装置的概略图。
图4是表示图3的钢板的端部弯曲装置中的冲压机构的端部弯曲前的状态的宽度方向上的剖视图。
图5是表示图3的钢板的端部弯曲装置中的冲压机构的端部弯曲时的状态的宽度方向上的剖视图。
图6是表示以往的钢板的端部弯曲装置中的冲压机构的传送方向上的剖视图，(a)表示端部弯曲前的状态，(b)表示端部弯曲时的状态。
图7是表示端部弯曲引起的钢板形状的变化的坐标图。
图8(a)是表示使用图6所示的以往的钢板的端部弯曲装置进行了第一次的端部弯曲加工时的、冲压力的中心、平坦部的中心及弯曲的变形力的中心的关系的图，图8(b)是示意性地表示以冲压力的中心、平坦部的中心及弯曲的变形力的中心的关系为起因而下模具倾斜的情形的图。
图9(a)是表示使用图6所示的以往的钢板的端部弯曲装置进行了第二次的端部弯曲加工时的、冲压力的中心、平坦部的中心及弯曲的变形力的中心的关系的图，图9(b)是示意性地表示以冲压力的中心、平坦部的中心及弯曲的变形力的中心的关系为起因而下模具倾斜的情形的图。
图10是表示本发明的一实施方式的钢板的端部弯曲装置中的下模具的沿传送方向的剖视图。
图11是表示使用本发明的一实施方式的优选的方式的钢板的端部弯曲装置进行了第一次的端部弯曲加工时的、冲压力的中心、平坦部的中心及弯曲的变形力的中心的关系的图。
图12是表示使用本发明的一实施方式的优选的方式的钢板的端部弯曲装置进行了第二次的端部弯曲加工时的、冲压力的中心、平坦部的中心及弯曲的变形力的中心的关系的图。
图13(a)是表示使用本发明的一实施方式的优选的方式的钢板的端部弯曲装置进行了最终次的端部弯曲加工时的、冲压力的中心、平坦部的中心及弯曲的变形力的中心的关系的图，图13(b)是示意性地表示以冲压力的中心、平坦部的中心及弯曲的变形力的中心的关系为起因而下模具反向地倾斜的情形的图。
图14是说明峰值的图。
图15是说明端部弯曲形状和峰值的图。
具体实施方式
以下，基于附图，详细说明本发明的实施方式。在以下的说明中，对于同样的构成要素，标注同一标号，适当省略重复的说明。需要说明的是，说明书中，“前”或“前方”在后述的端部弯曲装置中的钢板的传送方向上观察是“下游侧”或者“从上游侧朝向下游侧的方向”，“后”或“后方”是其反方向。
图1示出用于由切断成规定的尺寸的钢板制造钢管的、本发明的一实施方式的钢管的制造方法及设备的概略。首先，切断成规定的尺寸的钢板S通过铣边机10或刨边机对其侧面实施坡口加工。在图示例子中，在钢板S的前端部(长度方向前方端部)Sa及尾端部(长度方向后方端部)Sb分别焊接引板St，但是也存在未设置引板St的情况。接下来，通过本发明的一实施方式的端部弯曲装置(C压力机)20实施端部弯曲成形(端部弯曲工序)，通过圆筒成形装置30形成为圆筒形(圆筒成形工序)。圆筒成形装置30并不局限于由将实施了端部弯曲成形后的钢板S首先成形为U字形的U压力机30A和之后成形为O字形(圆筒形)的O压力机30B构成，也可以使用弯曲压力机30C，该弯曲压力机30C具备将钢板S沿宽度方向传送的传送机构，该弯曲压力机30C通过将钢板S一边沿宽度方向顺次传送一边进行三点弯曲成形从而逐渐成形为最终的圆筒形状。接下来，通过接合装置40，将钢板S的作为圆筒成形的结果的对接的宽度方向端部彼此从外表面进行了临时焊接之后，从内表面及外表面分别通过埋弧焊法等进行焊接(接合工序)。然后，钢管S’由机械式扩管器50扩径，除去残留应力并精加工成规定的外径、尺寸(扩管工序)。需要说明的是，在各工序或工序间，当然可以进行清洗、各种检查、珠磨等其他的处理。
关于本发明的一实施方式的钢板的端部弯曲装置20及使用了该端部弯曲装置20的钢板的端部弯曲方法，更详细地进行说明。图2示出端部弯曲前的钢板S的一例。钢板S的宽度根据产品钢管的外径，遍及例如1200mm～5100mm这样的大范围。而且，钢板的长度多是管线管的标准的长度即12m左右的长度。在成为钢管主体的钢板S的长度方向的前端部Sa及尾端部Sb的各宽度方向端部分别焊接引板St，但是也存在没有引板St的情况。
图3示出钢板的端部弯曲装置20的概略结构。钢板的端部弯曲装置20具备：将钢板S以沿着该钢板S的长度方向的方向为传送方向1进行传送的传送机构21；以传送方向下游侧3为前方而使左侧的宽度方向端部Sc弯曲变形成规定的曲率的冲压机构22A；使右侧的宽度方向端部Sd弯曲变形成规定的曲率的冲压机构22B；根据实施端部弯曲成形的钢板S的宽度来调整左右的冲压机构22A、22B之间的间隔的未图示的间隔调整机构。传送机构21由在冲压机构22A、22B的前后分别配置的多个传送辊21a构成。各传送辊21a将其辊轴取向成与钢板S的传送方向正交的方向，通过未图示的电动机及传递机构以相互同步的速度旋转。
图4示出在从钢板S的传送方向1的上游侧2朝向下游侧3的方向上观察使钢板S的左侧的宽度方向端部Sc弯曲变形的冲压机构22A而得到的宽度方向剖面。需要说明的是，冲压机构22A与冲压机构22B左右对称且具有相同的结构，因此冲压机构22B的详细的图示省略。冲压机构22A、22B具备：沿上下方向相对配置的作为一对模具的上模具23及下模具24；将下模具24与工具架25一起推起，以规定的冲压力进行合模的作为促动器的液压缸26；在上模具23及下模具24的宽度方向内侧以能够解除钢板S的方式夹持钢板S的夹紧机构27。需要说明的是，下模具24及上模具23的钢板S的长度方向的长度比钢板S的长度短，利用传送机构21将钢板S沿长度方向错开(间歇地传送)，并同时进行多次的弯曲成形，从而在整个长度上向钢板S的宽度方向端部Sc、Sd赋予端部弯曲。
图5是与图4相同的位置的宽度方向剖面，但是示出通过液压缸26将下模具24推起而合模的状态。从利用虚线表示的端部弯曲前的状态使液压缸26前进时，下模具24被推起而成为实线的位置，钢板S的宽度方向端部Sc、Sd被弯曲加工成沿着上模具23的圆弧状的成形面的形状。实施端部弯曲成形的宽度根据钢板S的宽度而不同，但是通常成为100mm～400mm左右。在此，例示出设有在端部弯曲加工过程中用于夹持钢板S的夹紧机构27的情况，但是夹紧机构27的有无没有限定。
图6以沿传送方向1的剖视图表示对钢板S的宽度方向端部Sc、Sd进行弯曲加工的情形。钢板S从图的左侧被送入，向右侧送出。下模具24具有主要赋予端部弯曲的平坦部24a。平坦部24a是指与上模具23相对的部分中的、沿着传送方向呈直线状地延伸的、在沿着该传送方向1的剖面中平坦的部分，不是指在宽度方向剖面中平坦。平坦部24a的在宽度方向剖面中的形状没有特别限定，可以为圆弧形状，也可以为以朝向宽度方向内侧的方式倾斜的直线状。为了减少端部弯曲加工的次数，下模具24的有效长度即平坦部24a的长度设定得比赋予端部弯曲的宽度大。例如平坦部24a的长度为3m～5m，为赋予端部弯曲的宽度的10倍左右的大小。因此，用于推起下模具24的液压缸26通常沿传送方向配置多个。在该情况下，通常将在上升及下降这双方向上产生推力的活塞类型的液压缸26与仅在上升时产生推力的柱塞类型的液压缸26组合使用。在图示例中，将活塞类型的液压缸26配置在传送方向中央，将柱塞类型的液压缸26配置在其前后。以往，由于均等地施加冲压力P，因此下模具24的平坦部24a的在传送方向1上的中心C1与由液压缸26产生的冲压力P的中心C2设计成一致。
在图6(a)中，示出通过冲压机构22A、22B对钢板S的宽度方向端部Sc、Sd实施了弯曲成形之后，通过传送机构21将钢板S传送了规定的传送距离的状态。该传送距离设定得比下模具24的平坦部24a的长度小。由此，已经赋予了端部弯曲的部分的后端部位于下模具24的平坦部24a上，在下一端部弯曲成形中，将已成形部与未成形部之间的过渡部可靠地弯曲成形。图6(b)中，如虚线所示，在以已经赋予了端部弯曲的部分的后端部位于平坦部24a上的方式配置钢板S的状态下，液压缸26将下模具24推起，钢板S的宽度方向端部Sc、Sd如实线那样被进行端部弯曲加工。此时，通过前一工序弯曲的范围也再次弯曲回弹量，并且在没有位于下模具24的平坦部24a上的钢板S的上游侧2(图的左侧)的部分也产生弯曲变形。作为一例，对板宽2755mm×板厚28.9mm的钢板S的宽度方向端部170mm的范围赋予端部弯曲而研究了其形状的结果如图7所示。此时，下模具24的平坦部24a的长度为3m，第一次对板的距前端部为2.8m进行端部弯曲并测定了其端部弯曲角度之后，将钢板传送2m而进行第二次的端部弯曲并再次测定了端部弯曲角度。在此，端部弯曲角度通过利用倾斜计测定出的板端部20mm范围的倾斜角度与宽度中央部的倾斜角度之差来求出。在图7中，通过●记号标绘第一次的端部弯曲时的端部弯曲角度，通过▲记号标绘第二次的端部弯曲时的端部弯曲角度。并且，通过Ra1表示第一次的端部弯曲时的下模具的平坦部24a的范围，通过Ra2表示第二次的端部弯曲时的下模具的平坦部24a的范围。在第一次的端部弯曲中，钢板S的前端部Sa的端部弯曲角度增大(Da)，并且在上游侧2，在离开平坦部24a的部分也赋予弯曲而其长度成为约0.6m。在接下来的第二次的端部弯曲中，对通过第一次进行了端部弯曲的部分再施加弯曲而越向下游侧3行进则越变大(Dc)。在上游侧2，在平坦部24a结束的附近，端部弯曲角度稍微增大，与第一次同样地在离开平坦部24a的部分也以约0.6m的长度赋予弯曲。此时，下模具24的推起量在下游侧3为2mm，较大，可考虑是因为在端部弯曲过程中产生了0.04度的、前端部侧成为向上的倾斜(俯仰方向的旋转)的缘故。
为了弄清楚该倾斜的原因而进行了进一步的研讨。图8(a)示意性地示出第一次的端部弯曲中的钢板S的变形和弯曲变形力Df(在端部弯曲成形时对抗冲压力P的力，以下，也仅记为“变形力”。)的分布。下游侧3由于钢板S不存在因此没有变形力Df，上游侧2在离开平坦部24a的部分也产生变形力Df。因此，该变形力Df的中心C3成为比平坦部24a的在传送方向1上的中心C1向上游侧2偏移的位置。图9(a)示出第二次的端部弯曲的情况。由于在下游侧3也存在钢板S，因此在下游侧3也产生变形力Df，但是变形量比回弹量小，该变形力Df的中心C3成为比平坦部的中心C1向上游侧2偏移的位置。在平坦部24a的中心C1与由全部液压缸26产生的冲压力P的中心C2一致的情况下，如图8(b)及图9(b)所示，在下模具24作用有使前端部侧朝向向上方向旋转(俯仰)的力，在下游侧3的下模具24的推起量增大。
如图9所示，在下游侧3存在已经赋予了端部弯曲的部分的情况下，在之后的端部弯曲的开始时，在该部分没有弯曲变形力Df，上游侧2的弯曲变形力Df增大的结果是，在下游侧3，下模具24与钢板S未接触，弯曲变形力Df的中心C3比冲压力P的中心C2向上游侧2偏移。因此，在下游侧3的弯曲变形产生之前，在下模具24作用有使前端部侧向上的方向的旋转力，下游侧3的推起量大，以下模具24倾斜的状态进行端部弯曲。其结果是，平坦部24a的下游侧端部与已经端部弯曲的部分抵接，例如图7所示，在第二次的端部弯曲时与下游侧端部抵接的钢板变形，与比之靠下游侧3的通过第一次进行了端部弯曲的部分可能会形成大的台阶。即，在钢板S的以传送的交界部为界而相邻的部分之间产生端部弯曲角度的变动。当陡峭的形状变化存在时，在该部分焊接变得不连续，产生缺陷或焊接中断，因此长度方向上的端部弯曲角度的变化优选平滑(小)。
因此，在本实施方式的钢板的端部弯曲方法及装置以及钢管的制造方法及制造设备中，如图10所示，在与被弯曲成形的钢板S的成为弯曲的外侧的面接触的一侧的模具即下模具24，与平坦部24a的下游侧3相邻地设置由曲面构成的避让部24b，并将平坦部24a与避让部24b经由共同的切线连接。这样，通过将与平坦部24a连续的曲面状的避让部24b设置于下游侧3，能够减少钢板S的通过前一通道进行了端部弯曲的部分与通过紧接着该通道的后一通道进行了端部弯曲的部分的台阶(以传送的交界部为界而相邻的部分之间的端部弯曲角度差)。此时，如渐开线曲线那样越减小避让部24b的角度变化，即曲率变化越连续，则台阶越平滑。然而，需要避免下模具24的下游侧端部与已经端部弯曲的部分接触。同样，也可以在平坦部24a的上游侧2也设置由曲面构成的避让部24c，并将平坦部24a与避让部24c经由共同的切线连接。而且，此时，避让部24c需要避免比平坦部24a的后方端靠后方侧处的弯曲变形长度L(例如参照图11)的增大。优选考虑上述的点和根据钢板S的宽度而不同的端部弯曲量，适当设定避让部24c的长度、角度变化。作为其目标，能够以避让部24c与钢板S接触的范围成为在上游侧2产生弯曲变形的长度L的1/2以下的方式设定避让部24c的长度、角度变化。
然而，如果能够减少上述的端部弯曲成形时的下模具24的倾斜，则与在平坦部24a的下游侧3及上游侧2连续设置避让部24b、24c的情况相结合，能够进一步减少以传送的交界部为界而相邻的部分之间的端部弯曲角度差。因此，在本实施方式的钢板的端部弯曲方法及装置以及钢管的制造方法及制造设备中，优选将下模具24的平坦部24a的中心C1相对于冲压力P的中心C2向下游侧3错开。图11及图12示意性地示出使下模具24的平坦部24a的中心C1相对于冲压力P的中心C2向下游侧3移动错开量d时的、钢板S的变形和变形力Df的分布。图11表示第一次的端部弯曲成形，图12表示第二次的端部弯曲成形。可知上游侧2的变形力Df减小，变形力Df的中心C3接近冲压力P的中心C2。这样，通过将平坦部24a的中心C1相对于冲压力P的中心C2向下游侧3错开，能够抑制端部弯曲成形中的下模具24的前端部向上方向的倾斜(俯仰)。
需要说明的是，平坦部24a的中心C1的相对于冲压力P的中心C2的优选的错开量d可以如下求出。如图8、9、11及12所示，在平坦部24a的上游侧2产生的弯曲变形力Df大致呈直线状地变化的情况下，其总和成为在平坦部24a产生的变形力Df的1/2。即，在上游侧2从平坦部24a的后方端至弯曲变形长度L(参照图11及图12)的1/2的位置作用有变形力Df。因此，如果将平坦部24a的中心C1的错开量d设为比平坦部24a的后方端靠上游侧2的弯曲变形长度L的1/4，则对称的力作用于由液压缸26产生的冲压力P的中心C2，能够使下模具24的倾斜最小。
但是，在比平坦部24a的后方端靠上游侧2处产生弯曲变形的长度L因端部弯曲量而不同。当制造的钢管的外径小时，钢板宽度也小，因此端部弯曲角度(板端部20mm范围的倾斜角度与宽度中央部的倾斜角度之差)增大，在上游侧2产生弯曲变形的长度L变大。在图7例示的钢板宽度为2755mm的情况下，在上游侧2产生弯曲变形的长度L为约0.6m，其1/4的150mm成为最适的错开量d。然而，在钢板宽度为1200mm的情况下，在上游侧2产生弯曲变形的长度L成为约1.0m，其1/4的250mm成为最适的错开量d。因此，平坦部24a的中心C1的相对于冲压力P的中心C2的错开量d优选根据作为端部弯曲成形对象的钢板的宽度而适当设定，具体而言，优选随着上述端部弯曲角度的增大而将错开量d设定得较大。
另一方面，当错开量d增大时，在下游侧3作用的变形力Df变大，在该情况下，上游侧2的推起量变大，上游侧2的端部弯曲量变大。因此，错开量d优选设为在上游侧2产生弯曲变形的长度L的1/2以下。图13示出在将平坦部24a的中心C1相对于冲压力P的中心C2向下游侧3错开的状态下，对钢板S的尾端部Sb的宽度方向端部Sc、Sd进行了弯曲成形时(最终通道)的钢板S的变形和变形力Df的分布。在该情况下，与图11及图12的情况相比，变形力Df的中心C3从冲压力P的中心C2远离(向下游侧3偏移)，在下模具24作用有使前方侧向下旋转(俯仰)的力而上游侧2的推起量变大。因此，优选以避免端部弯曲在钢板S的尾端部Sb侧变得过大的方式决定错开量d的上限。
这样，根据本实施方式的钢板的端部弯曲方法及装置以及钢管的制造方法及制造设备的优选的方式，一对模具23、24中的与被弯曲成形的钢板S的宽度方向端部Sc、Sd的成为弯曲的外侧的面接触的一侧的下模具24具有在弯曲成形时与钢板S的弯曲的外侧面抵接的平坦部24a，在该平坦部24a的在传送方向1上的中心C1相对于液压缸26产生的冲压力P的在传送方向1上的中心C2在传送方向1上向下游侧3错开的状态下对钢板S的宽度方向端部Sc、Sd进行弯曲成形，由此，变形力Df的中心C3接近冲压力P的中心C2，结果是，能够抑制端部弯曲成形过程中的下模具24的倾斜，能够减少长度方向上的钢板S的宽度方向端部Sc、Sd的弯曲变形量的变动。而且，平坦部24a的中心C1相对于冲压力P的中心C2的移动不用导入新的设备，可以通过例如在已存的设备中将下模具24相对于工具架25及液压缸26向传送方向下游侧3错动或者将液压缸26相对于下模具24向传送方向上游侧2错动来实现。
接下来，说明钢板S的前端部(长度方向前方端)Sa及尾端部(长度方向后方端)Sb与下模具24的平坦部24a的位置关系。需要说明的是，钢板S的前端部Sa及尾端部Sb在引板St存在的情况下是除了引板St之外的成为钢管产品的长度方向端部的部分，相当于图2中的Sa、Sb。如图11所示，在第一次(最初的通道)的端部弯曲成形中，在钢板S的前端部Sa位于比平坦部24a的前端部靠后方处的情况下，在比之靠下游侧3处不会产生弯曲变形力Df。因此，变形力Df的中心C3比冲压力P的中心C2向上游侧2偏移。通过使钢板S的前端部Sa接近平坦部24a的前端部而变形力Df的中心C3与冲压力P的中心C2的偏离量减小，能够抑制端部弯曲量的变动。此时，当钢板S的前端部Sa比平坦部24a的前端部成为下游侧3时，焊接有引板St的部分的弯曲不足，在从引板St向钢板S转移的部分焊接变得不连续，因此钢板S的前端部Sa的位置优选设为不超过平坦部24a的前端部的位置。同样，在最终次(最后的通道)的端部弯曲成形中，在钢板S的尾端部Sb位于比平坦部24a的后端部靠前方处的情况下，在比之靠上游侧2处不会产生弯曲变形力Df。因此，变形力Df的中心C3比冲压力P的中心C2向下游侧3偏移。如图13所示，通过使钢板S的尾端部Sb接近平坦部24a的后端部而变形力Df的中心C3与冲压力P的中心C2的偏离量减小，能够抑制端部弯曲量的变动。此时，当钢板S的尾端部Sb比平坦部24a的后端部成为上游侧2时，焊接有引板St的部分的弯曲不足，在从引板St向钢板S转移的部分焊接变得不连续，因此钢板S的尾端部Sb的位置优选设为不超过平坦部24a的后端部的位置。
以上，基于图示例说明了本发明的实施方式，但是本发明没有限定于此，在权利要求书的记载内能够适当进行变更、修正、追加等。例如，在图示例中，说明了利用液压缸26将下模具24推起，从而将钢板S的宽度方向端部Sc、Sd向上模具23推压，进行弯曲成形的情况，但是也可以将下模具24设为固定模具，将上模具23设为可动模具，通过将上模具23压下而将钢板S的宽度方向端部Sc、Sd向下模具24推压，对板向与图示例相同的方向进行弯曲成形。而且，也可以与图示例反向地更换上模具23与下模具24的配置，以板的上表面成为弯曲的外侧的方式进行弯曲成形，在该情况下，只要与位于弯曲的外侧的上模具23的平坦部的传送方向上游侧2及下游侧3相邻地设置避让部即可。或者，也可以使上模具23及下模具24这两方相互向接近及分离的方向移动，在该情况下，只要与上模具23及下模具24中的位于弯曲的外侧的模具的平坦部的传送方向上游侧2及下游侧3相邻地设置避让部即可。而且，将上模具23与下模具24合模的液压缸26的个数没有限定，该合模可以使用一个、两个或三个以上的液压缸26进行。此外，将上模具23与下模具24合模的促动器没有限定为液压缸26，也可以使用将电动机的旋转运动通过曲柄机构等转换成往复运动而进行合模的机械式的结构。
实施例
为了确认本发明的效果，改变条件而实施钢板的端部弯曲，研究了端部弯曲的长度方向上的变动及其对后续工序的焊接造成的影响，以下进行说明。
(实施例1)
准备将长度400mm×宽度100mm的引板分别安装于前端部及尾端部的抗拉强度500MPa、板宽1676mm×板厚25.4mm×长度12m的钢板，制造了外径为559mm的钢管。端部弯曲使用了通过以间隔1000mm配置的三个液压缸(促动器)将下模具推起的方式的端部弯曲装置。中央的液压缸为活塞类型，其他的两个液压缸为柱塞类型。中央的液压缸为其他的各液压缸的一半的输出，三个总计为15MN的输出。
端部弯曲使用的上模具具有曲率半径200mm的成形面，下模具的平坦部在宽度方向剖面中成为相对于水平面呈40度的角度的直线状。上模具为整个长度相同的剖面形状。下模具使用了平坦部的长度为3000mm且在其长度方向两端实施了C25mm的倒角的模具(以下，称为“模具A”)、从长度3000mm的平坦部连续地将R1600mm的平缓的避让部设置于下游侧3的模具(以下，称为“模具B”)、设置于上游侧2及下游侧3这双方的模具(以下，称为“模具C”)这三个种类。
在钢板的宽度方向端部155mm的范围以端部弯曲角度(板端部20mm范围的倾斜角度与宽度中央部的倾斜角度之差)33度为目标，将钢板一边每次传送2600mm一边进行了四次的端部弯曲之后，以钢板的尾端位置在规定位置停止的方式传送并进行了第五次的端部弯曲。在端部弯曲后沿长度方向以0.1m间距测定了该端部弯曲角度，将长度方向中央10m范围的最大与最小之差评价为稳定部变动，将整个长度上的最大与最小之差评价为整个长度变动，并将差最大的台阶部的角度差评价为陡峭度。端部弯曲角度通过使用倾斜计测定出的板端部20mm范围的倾斜角度与宽度中央部的倾斜角度之差来求出。接下来，将实施U冲压及O冲压而成形为圆筒形并实施了端部弯曲的钢板的宽度方向端部对接之后，将该对接的宽度方向端部彼此焊接来制造钢管，沿长度方向以0.1m间距测定了该钢管的峰值Dp。峰值Dp是对接部的尖锐形状的指标，如图14所示是标准的产品钢管外径(即假想正圆Se)与实际的钢管形状Sp之差。如图15所示，当端部弯曲量过大时，成为钢管的对接部进入内侧的形状(负峰值Dp-)，当端部弯曲量过小时，成为钢管的对接部向外侧突出的形状(正峰值Dp+)。需要说明的是，与端部弯曲角度同样，关于峰值Dp，也将长度方向中央10m范围的最大与最小之差作为稳定部变动，将整个长度上的最大与最小之差作为整个长度变动。
端部弯曲条件及其成形结果如表1所示。首尾端停止位置(钢板的前端部及尾端部的停止位置)一栏中，将在第一次的端部弯曲时钢板与引板的交界部位于下模具的平坦部的下游侧端部、在第五次的端部弯曲时钢板与引板的交界部位于下模具的平坦部的上游侧端部的情况标记为“钢板”。而且，标记为“引板”的情况是引板整个长度包含于下模具的平坦部的情况，钢板的端部位于比下模具的平坦部靠内侧400mm处。
[表1]
Figure GDA0002706066780000181
如表1所示，在使用了在下游侧3设有平缓的避让部的模具B的条件1～4及使用了在两侧设有平缓的避让部的模具C的条件5～8中，传送的交界部在目视下几乎观察不到，相邻的部分的角度差成为稳定部的端部弯曲角度变动的一半左右，相对于此，在使用了模具A的条件9及10中，传送的交界部清晰可见，相邻的部分的角度差与稳定部的端部弯曲角度变动相同，端部弯曲角度比使用了模具B或C的情况陡峭地变化。而且，将仅模具不同的条件1与5、2与6、3与7、4与8进行比较可知，模具C虽然也存在端部弯曲角度变动小的情况，但是几乎没有差异，只要至少在下游侧3设置避让部即可。
另外，在将下模具的平坦部的在传送方向上的中心C1从中央的液压缸的中心即冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开150mm(错开量d)地安设的条件1、2及5、6中，稳定部的端部弯曲角度变动及峰值变动被抑制成以使下模具的平坦部的中心与中央的液压缸的中心一致的方式安设的条件3、4及7～10的约一半以下。
此外，在以钢板的长度方向的端部位于平坦部的端部的方式停止的条件1、3、5、7及9中，稳定部的端部弯曲角度变动与整个长度的端部弯曲角度变动相同，并且稳定部的峰值变动与整个长度的峰值变动相同，其端部弯曲量在整个长度上相同，相对于此，在使钢板的长度方向端部位于下模具的平坦部的内侧的条件2、4、6、8及10中，端部处的端部弯曲量变大，整个长度上的变动增大。特别是在使用“模具B”、将钢板的长度方向的端部的停止位置设为平坦部的端部、并将平坦部的中心C1从冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开的条件1中，或在使用“模具C”、将钢板的长度方向的端部的停止位置设为平坦部的端部、并将平坦部的中心C1从冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开的条件5中，其峰值变动为0.9～1.0mm，为API规格要求的峰值公差±3.2mm的1/6以下，可知其形状优异。
另一方面，在不满足本发明的条件的条件9及10中，与本发明例相比，峰值、端部弯曲角度的变动增大。特别是端部弯曲角度差变大的情况是指在传送交界部的台阶部产生急剧的变化的情况，该急剧的变化超过了焊炬的仿形极限，因此焊接紧急停止。
(实施例2)
准备将长度400mm×宽度100mm的引板分别安装于前端部及尾端部的、抗拉强度550MPa、板宽2753mm×板厚38.1mm×长度12m的钢板，制造了外径为914mm的钢管。端部弯曲使用的上模具具有曲率半径335mm的成形面，在钢板的宽度方向端部180mm的范围以端部弯曲角度24度为目标进行了端部弯曲。作为其他的端部弯曲的条件的端部弯曲装置、下模具、钢板传送量与实施例1相同。在端部弯曲后测定了其端部弯曲角度之后，以弯曲冲压方式成形为圆筒形，进行焊接，形成为钢管。端部弯曲条件及其成形结果如表2所示。表2中的项目及标记与实施例1相同。
[表2]
Figure GDA0002706066780000211
如表2所示，在使用了在下游侧3设有平缓的避让部的模具B的条件1～4及使用了在两侧设有平缓的避让部的模具C的条件5～8中，传送的交界部在目视下几乎观察不到，相邻的部分的角度差成为稳定部的端部弯曲角度变动的一半左右，相对于此，在使用了模具A的条件9及10中，传送的交界部清晰可见，相邻的部分的角度差与稳定部的端部弯曲角度变动相同，端部弯曲角度比使用了模具B或C的情况陡峭地变化。而且，将仅模具不同的条件1与5、2与6、3与7、4与8进行比较可知，模具C虽然也存在端部弯曲角度变动小的情况，但是几乎没有差异，只要至少在下游侧3设置避让部即可。
另外，在将下模具的平坦部的在传送方向上的中心从中央的液压缸的中心即冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开150mm(错开量d)地安设的条件1、2及5、6中，稳定部的端部弯曲角度变动、峰值变动被抑制成以使下模具的平坦部的中心与中央的液压缸的中心一致的方式安设的条件3、4及7～10的约一半。
此外，在以使钢板的长度方向的端部位于平坦部的端部的方式停止的条件1、3、5及7中，稳定部的端部弯曲角度变动与整个长度的端部弯曲角度变动相同，并且稳定部的峰值变动与整个长度的峰值变动相同，其端部弯曲量在整个长度上相同，相对于此，在使钢板的长度方向端部位于下模具的平坦部的内侧的条件2、4、6及8中，端部处的端部弯曲量变大，整个长度上的变动增大。特别是在使用“模具B”、将钢板的长度方向的端部的停止位置设为平坦部的端部、并将平坦部的中心C1从冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开的条件1中，或使用“模具C”、将钢板的长度方向的端部的停止位置设为平坦部的端部、并将平坦部的中心C1从冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开的条件5中，其峰值变动为0.8～0.9mm，为API规格要求的峰值公差±3.2mm的1/7以下，可知其形状优异。
另一方面，不满足本发明的条件的条件9及10与本发明例相比，峰值、端部弯曲角度的变动增大。特别是端部弯曲角度差变大的情况是指在传送交界部的台阶部产生急剧的变化的情况，该急剧的变化超过了焊炬的仿形极限，因此焊接紧急停止。
(实施例3)
准备将长度400mm×宽度100mm的引板分别安装于前端部及尾端部的、抗拉强度500MPa，板宽3232mm×板厚38.1mm×长度12m的钢板，制造了外径为1067mm的钢管。端部弯曲使用的上模具具有曲率半径400mm的成形面。在钢板的宽度方向端部195mm的范围以端部弯曲角度22度为目标进行了端部弯曲。作为其他的端部弯曲的条件的端部弯曲装置、下模具、钢板传送量与实施例1相同。在端部弯曲后测定其端部弯曲角度，实施U冲压及O冲压而成形为圆筒形，进行焊接，形成为钢管。端部弯曲条件及其成形结果如表3所示。
[表3]
Figure GDA0002706066780000241
如表3所示，在使用了在下游侧3设有平缓的避让部的模具B的条件1～4及使用了在两侧设有平缓的避让部的模具C的条件5～8中，传送的交界部在目视下几乎观察不到，相邻的部分的角度差成为稳定部的端部弯曲角度变动的一半左右，相对于此，在使用了模具A的条件9及10中，传送的交界部清晰可见，相邻的部分的角度差与稳定部的端部弯曲角度变动相同，端部弯曲角度比使用了模具B的情况陡峭地变化。而且，将仅模具不同的条件1与5、2与6、3与7、4与8进行比较可知，模具C虽然也存在端部弯曲角度变动小的情况，但是几乎没有差异，只要至少在下游侧3设置避让部即可。
另外，在将下模具的平坦部的在传送方向上的中心C1从中央的液压缸的中心C2向传送方向下游侧3错开150mm(错开量d)地安设的条件1、2、5及6中，稳定部的端部弯曲角度变动及峰值变动被抑制成以使下模具的平坦部的中心与中央的液压缸的中心一致的方式安设的条件3、4及7～10的约一半。
此外，在以钢板的长度方向的端部位于平坦部的端部的方式停止的条件1、3、5及7中，稳定部的端部弯曲角度变动与整个长度的端部弯曲角度变动相同，并且稳定部的峰值变动与整个长度的峰值变动相同，其端部弯曲量在整个长度上相同，相对于此，在使钢板的长度方向端部位于下模具的平坦部的内侧的条件2、4、6及8中，端部处的端部弯曲量变大，整个长度上的变动增大。特别是在使用“模具B”、将钢板的长度方向的端部的停止位置设为平坦部的端部、并将平坦部的中心C1从冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开的条件1中，或在使用“模具C”、将钢板的长度方向的端部的停止位置设为平坦部的端部、并将平坦部的中心C1从冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开的条件5中，其峰值变动为0.7～0.8mm，为API规格要求的峰值公差±3.2mm的1/8以下，可知其形状优异。
另一方面，在不满足本发明的条件的条件编号9及10中，与本发明例相比，峰值、端部弯曲角度的变动增大。特别是端部弯曲角度差变大的情况是指在传送交界部的台阶部产生急剧的变化的情况，该急剧的变化超过了焊炬的仿形极限，因此焊接紧急停止。
(实施例4)
与实施例2同样，准备将长度400mm×宽度100mm的引板分别安装于前端部及尾端部的、抗拉强度550MPa，板宽2753mm×板厚38.1mm×长度12m的钢板，制造了外径为914mm的钢管。端部弯曲使用的上模具具有曲率半径335mm的成形面，下模具的平坦部以与上模具重叠的方式具有曲率半径335mm的成形面。上模具为整个长度相同的截面形状。下模具使用平坦部的长度为3000mm且对其长度方向两端实施了C25mm的倒角的模具(以下，称为“模具A”)、从长度3000mm的平坦部连续地将R1200mm的平缓的避让部设置于下游侧3的模具(以下，称为“模具B”)、设置于上游侧2及下游侧3这双方的模具(以下，称为“模具C”)这三个种类，在钢板的宽度方向端部180mm的范围以端部弯曲角度24度为目标进行了端部弯曲。
作为其他的端部弯曲的条件的端部弯曲装置、钢板传送量与实施例2相同。在端部弯曲后测定了其端部弯曲角度之后，以弯曲冲压方式成形为圆筒形，进行焊接，形成为钢管。端部弯曲条件及其成形结果如表4所示。表4中的项目及标记与实施例1相同。
[表4]
Figure GDA0002706066780000271
如表4所示，在使用了在下游侧3设有平缓的避让部的模具B的条件1～4及使用了在两侧设有平缓的避让部的模具C的条件5～8中，传送的交界部在目视下几乎观察不到，相邻的部分的角度差成为稳定部的端部弯曲角度变动的一半左右，相对于此，在使用了模具A的条件9及10中，传送的交界部清晰可见，相邻的部分的角度差与稳定部的端部弯曲角度变动相同，端部弯曲角度比使用了模具B或C的情况陡峭地变化。而且，将仅模具不同的条件1与5、2与6、3与7、4与8进行比较可知，模具C虽然也存在端部弯曲角度变动小的情况，但是几乎没有差异，只要至少在下游侧3设置避让部即可。
另外，在将下模具的平坦部的在传送方向上的中心C1从中央的液压缸的中心即冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开150mm(错开量d)地安设的条件1、2、5及6中，稳定部的端部弯曲角度变动、峰值变动被抑制成以使下模具的平坦部的中心与中央的液压缸的中心一致的方式安设的条件3、4及7～10的约一半。
此外，在以使钢板的长度方向的端部位于平坦部的端部的方式停止的条件1、3、5及7中，稳定部的端部弯曲角度变动与整个长度的端部弯曲角度变动相同，并且稳定部的峰值变动与整个长度的峰值变动相同，其端部弯曲量在整个长度上相同，相对于此，在使钢板的长度方向端部位于下模具的平坦部的内侧的条件2、4、6及8中，端部处的端部弯曲量变大，整个长度上的变动增大。特别是在使用“模具B”、将钢板的长度方向的端部的停止位置设为平坦部的端部、并将平坦部的中心从冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开的条件1中，或在使用“模具C”、将钢板的长度方向的端部的停止位置设为平坦部的端部、并将平坦部的中心从冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开的条件5中，其峰值变动为0.7～0.8mm，为API规格要求的峰值公差±3.2mm的1/7以下，可知其形状优异。
另一方面，在不满足本发明的条件的条件9及10中，与本发明例相比，峰值、端部弯曲角度的变动增大。特别是端部弯曲角度差变大的情况是指在传送交界部的台阶部产生急剧的变化的情况，该急剧的变化超过了焊炬的仿形极限，因此焊接紧急停止。
(实施例5)
与实施例3同样，准备将长度400mm×宽度100mm的引板分别安装于前端部及尾端部的、抗拉强度500MPa，板宽3232mm×板厚38.1mm×长度12m的钢板，制造了外径为1067mm的钢管。端部弯曲使用的上模具具有曲率半径400mm的成形面，下模具的平坦部以与上模具重叠的方式具有曲率半径400mm的成形面。上模具为整个长度相同的截面形状。下模具使用平坦部的长度为3000mm且对其长度方向两端实施了C25mm的倒角的模具(以下，称为“模具A”)、从长度3000mm的平坦部连续地将R1200mm的平缓的避让部设置于下游侧3的模具(以下，称为“模具B”)、设置于上游侧2及下游侧3这双方的模具(以下，称为“模具C”)这三个种类，在钢板的宽度方向端部195mm的范围以端部弯曲角度22度为目标进行了端部弯曲。
作为其他的端部弯曲的条件的端部弯曲装置、钢板传送量与实施例3相同。在端部弯曲后测定了其端部弯曲角度之后，以弯曲冲压方式成形为圆筒形，进行焊接，形成为钢管。端部弯曲条件及其成形结果如表5所示。表5中的项目及标记与实施例1相同。
[表5]
Figure GDA0002706066780000301
如表5所示，在使用了在下游侧3设有平缓的避让部的模具B的条件1～4及使用了在两侧设有平缓的避让部的模具C的条件5～8中，传送的交界部在目视下几乎观察不到，相邻的部分的角度差成为稳定部的端部弯曲角度变动的一半左右，相对于此，在使用了模具A的条件9及10中，传送的交界部清晰可见，相邻的部分的角度差与稳定部的端部弯曲角度变动相同，端部弯曲角度比使用了模具B或C的情况陡峭地变化。而且，将仅模具不同的条件1与5、2与6、3与7、4与8进行比较可知，模具C虽然也存在端部弯曲角度变动小的情况，但是几乎没有差异，只要至少在下游侧3设置避让部即可。
另外，在将下模具的平坦部的在传送方向上的中心C1从中央的液压缸的中心即冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开150mm(错开量d)地安设的条件1、2、5及6中，稳定部的端部弯曲角度变动、峰值变动被抑制成以使下模具的平坦部的中心与中央的液压缸的中心一致的方式安设的条件3、4及7～10的约一半。
此外，在以使钢板的长度方向的端部位于平坦部的端部的方式停止的条件1、3、5及7中，稳定部的端部弯曲角度变动与整个长度的端部弯曲角度变动相同，并且稳定部的峰值变动与整个长度的峰值变动相同，其端部弯曲量在整个长度上相同，相对于此，在使钢板的长度方向端部位于下模具的平坦部的内侧的条件2、4、6及8中，端部处的端部弯曲量变大，整个长度上的变动增大。特别是在使用“模具B”、将钢板的长度方向的端部的停止位置设为平坦部的端部、并将平坦部的中心C1从冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开的条件1中，或在使用“模具C”、将钢板的长度方向的端部的停止位置设为平坦部的端部、并将平坦部的中心C1从冲压力P的中心C2向传送方向下游侧3错开的条件5中，其峰值变动为0.6～0.7mm，为API规格要求的峰值公差±3.2mm的1/8以下，可知其形状优异。
另一方面，在不满足本发明的条件的条件9及10中，与本发明例相比，峰值、端部弯曲角度的变动增大。特别是端部弯曲角度差变大的情况是指在传送交界部的台阶部产生急剧的变化的情况，该急剧的变化超过了焊炬的仿形极限，因此焊接紧急停止。
工业实用性
根据本发明，能够减少钢板的以传送的交界部为界而相邻的部分之间的端部弯曲角度的变动。
标号说明
1 传送方向
2 上游侧
3 下游侧
10 铣边机
20 钢板的端部弯曲装置
21 传送机构
21a 传送辊
22A、22B 冲压机构
23 上模具
24 下模具
24a 平坦部
24b、24c 避让部
26 液压缸
30 圆筒成形装置
30A U压力机
30B O压力机
30C 弯曲压力机
40 接合装置
50 机械式扩管器
S 钢板
Sa 前端部
Sb 尾端部
Sc、Sd 宽度方向端部
St 引板
Sp 产品钢管形状
Se 假想正圆
Ra1 第一次的下模具的平坦部24a的范围
Ra2 第二次的下模具的平坦部24a的范围
Da 钢板端部处的角度变动
Dc 稳定部处的角度变动
Df 变形力
P 液压(冲压力)
Dp 峰值
Dp- 负峰值
Dp+ 正峰值。

Claims (7)

1.一种钢板的端部弯曲方法，使用钢板的端部弯曲装置，
所述钢板的端部弯曲装置具备：
一对模具，与钢板的宽度方向端部对应地配置；
促动器，将所述一对模具以规定的冲压力合模；及
传送机构，将钢板以沿所述钢板的长度方向的方向为传送方向进行传送，
所述钢板的端部弯曲方法利用所述传送机构间歇地传送钢板，并同时利用所述一对模具进行多次钢板的宽度方向端部的弯曲成形，从而对钢板的宽度方向端部在整个长度上实施弯曲成形，
所述钢板的端部弯曲方法的特征在于，
在使用所述一对模具对钢板的宽度方向端部进行弯曲成形时，
所述一对模具中的与被弯曲成形的钢板的宽度方向端部的成为弯曲的外侧的面接触的一侧的模具具有与成为所述弯曲的外侧的面抵接的平坦部和与该平坦部的所述传送方向的至少下游侧相邻设置的由曲面构成的避让部，并且所述平坦部与所述避让部以具有共同的切线的方式连接。
2.根据权利要求1所述的钢板的端部弯曲方法，其特征在于，
在对钢板的宽度方向端部的弯曲成形的最初的通道中，使所述传送方向上的钢板的前端部成为与所述平坦部的前方端一致的位置。
3.根据权利要求1所述的钢板的端部弯曲方法，其特征在于，
在对钢板的宽度方向端部的弯曲成形的最后的通道中，使所述传送方向上的钢板的尾端部成为与所述平坦部的后方端一致的位置。
4.根据权利要求2所述的钢板的端部弯曲方法，其特征在于，
在对钢板的宽度方向端部的弯曲成形的最后的通道中，使所述传送方向上的钢板的尾端部成为与所述平坦部的后方端一致的位置。
5.一种钢管的制造方法，包括：
钢板的端部弯曲工序，使用钢板的端部弯曲装置，利用传送机构间歇地传送钢板，并同时利用一对模具进行多次钢板的宽度方向端部的弯曲成形，从而对钢板的宽度方向端部在整个长度上实施弯曲成形，所述钢板的端部弯曲装置具备与钢板的宽度方向端部对应地配置的所述一对模具、将所述一对模具以规定的冲压力合模的促动器、及将钢板以沿所述钢板的长度方向的方向为传送方向进行传送的所述传送机构；
圆筒成形工序，将对两宽度方向端部实施了弯曲成形的钢板成形为圆筒形，将钢板的宽度方向端部彼此对接；及
接合工序，将对接了的钢板的宽度方向端部彼此焊接，
所述钢管的制造方法的特征在于，
使用权利要求1~4中任一项所述的钢板的端部弯曲方法作为所述端部弯曲工序。
6.一种钢板的端部弯曲装置，具备：
一对模具，与钢板的宽度方向端部对应地配置；
促动器，将所述一对模具以规定的冲压力合模；及
传送机构，将钢板以沿所述钢板的长度方向的方向为传送方向进行传送，
利用所述传送机构间歇地传送钢板，并同时利用所述一对模具进行多次钢板的宽度方向端部的弯曲成形，从而对钢板的宽度方向端部在整个长度上实施弯曲成形，
所述钢板的端部弯曲装置的特征在于，
所述一对模具中的与被弯曲成形的钢板的宽度方向端部的成为弯曲的外侧的面接触的一侧的模具具有与成为所述弯曲的外侧的面抵接的平坦部和与该平坦部的所述传送方向的至少下游侧相邻设置的由曲面构成的避让部，并且所述平坦部与所述避让部以具有共同的切线的方式连接。
7.一种钢管的制造设备，具备：
钢板的端部弯曲装置，具有与钢板的宽度方向端部对应地配置的一对模具、将所述一对模具以规定的冲压力合模的促动器、将钢板以沿所述钢板的长度方向的方向为传送方向进行传送的传送机构，利用所述传送机构间歇地传送钢板，并同时利用所述一对模具对钢板的宽度方向端部进行多次弯曲成形，从而对钢板的宽度方向端部在整个长度上实施弯曲成形；
圆筒成形装置，将对两宽度方向端部实施了弯曲成形的钢板成形为圆筒形，将钢板的宽度方向端部彼此对接；及
接合装置，将对接了的钢板的宽度方向端部彼此焊接，
所述钢管的制造设备的特征在于，
具备权利要求6所述的钢板的端部弯曲装置作为所述钢板的端部弯曲装置。
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