JP2005305501A - Uoe鋼管製造工程におけるuプレス用ポンチ装置 - Google Patents
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- B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
- B21C37/0815—Making tubes with welded or soldered seams without continuous longitudinal movement of the sheet during the bending operation
Abstract
【解決手段】 UOE鋼管の製造過程において使用されるUプレス用ポンチ装置100であって、両側面に半円筒形状のプレス面11、11を備える第1ポンチ部10と、第1ポンチ部10の下方に接して配置され、プレス面11と同一又は異なる半円筒形状のプレス面21、21を両側面に備える第2ポンチ部20と、第2ポンチ部20の下方に接して配置され、下向きの半円筒形状プレス面31を備える第3ポンチ部30と、を有する、Uプレス用ポンチ装置100とする。
【選択図】 図1
Description
O加工後に内部溶接及び外部溶接された鋼管は、多くの場合、未だ製品鋼管の直径及び丸みに対する寸法要求を満たしていないため、溶接工程後に拡管(冷間口拡げ加工)により矯正される。この拡管工程では、鋼管の全肉厚に渡って塑性伸びを与えることで、上記加工及び溶接工程による残留応力が除去される。
図1は、本発明のUプレス用ポンチ装置にかかる第1実施形態例を示す概略図である。本発明のUプレス用ポンチ装置100は、第1ポンチ部10、第2ポンチ部20、及び第3ポンチ部30を備える。第1ポンチ部10は、両側面に、曲率半径R1の半円筒形状のプレス面11、11を備え、この第1ポンチ部10の下方に接して配置される第2ポンチ部20は、曲率半径R2の半円筒形状のプレス面21、21を両側面に備えている。そして、第3ポンチ部30は、第2ポンチ部20の下方に接して配置され、曲率半径がR3である下向きの半円筒形状プレス面31を備えている。
本発明のUプレス用ポンチ装置をかかる構成とすることにより、後述するように、従来よりもU管を効果的に変形させることが可能になるため、Uプレス後のU管幅を、従来よりも低減させることが可能になる。図2に、U管幅の概略図を示す。以下において、U管幅とは、U管5の管軸方向と垂直であり、かつ、水平な方向における、U管5の最大幅を意味する。
従来のポンチ装置を用いたUプレスでは、一対のロッカーダイ50、50、及び、一対のポンチAに備えられるプレス面により、U管45における側部(U管がポンチAと接する部位からU管端部までを指す。以下同じ。)の形状が決定されるため、U管45の側部を十分に変形させることが困難であった。特に、従来のポンチ装置を用いて加工するU管45が高強度材である場合には、Uプレスによる変形が十分に行われていないと、Uプレス後におけるスプリングバック量が大きくなり易い。このスプリングバック量が大きくなると、Oプレス装置内にU加工後のU管を搬送することが困難になり、鋼管の生産性が低下する。一方、U加工においてU管幅を十分に低減させることで、U加工後にそのままOプレス装置内へと搬送可能なU管を得ることができるとされている。そこで、本発明では、三種類のポンチを備えるポンチ装置を用いて、Uプレスを実施することにより、U管幅を従来よりも低減させ、Oプレス装置内にそのまま搬送可能なU管を得ている。
図5に示すUプレスにおいて、U管5の側部は、ポンチ部10及び20が備える一対のプレス面11、11、及び、21、21、並びに、ロッカーシュー51、51及び52、52により変形される。本発明のポンチ装置100において、ポンチ部10及び20が備えるプレス面の曲率半径R1及びR2は、従来のポンチ装置においてU管側部の変形に寄与していたポンチ(以下において、「ポンチA」と記述する。)におけるプレス面の曲率半径よりも小さい。また、ポンチ部10が備える一対のプレス面11、11により、従来のポンチ装置に比べ、よりU管端部に近い部分に曲げを付与することができる。そのため、本発明のポンチ装置100を用いてUプレスを行うことにより、U管5の側部を効果的に変形させることができる結果、従来よりも、U管のスプリングバック量を抑えることが可能になるとともに、U管幅を低減させることも可能になる。
なお、本発明の第二実施形態にかかるポンチ装置200の説明において、図7の紙面に垂直な方向を、ポンチ装置によりUプレスされるU管の「管軸方向」と、図7の紙面における左右方向を、U管の「左右方向」と、それぞれ記述する。
ここで、本発明のポンチ装置200の形態は、上述のように第1ポンチ部10及び第2ポンチ部20のプレス面間距離が拡大/縮小可能な形態に限られるわけではなく、第1ポンチ部10又は第2ポンチ部20の一方のみにおけるプレス面間距離が拡大/縮小可能な形態であっても良い。
なお、本発明において、スクリュの回転方向とプレス面の移動方向との関係は、上述の形態に限定されない。また、本発明のUプレス用ポンチ装置に備えられるポンチ移動手段は、スクリュに限定されるものではなく、各ポンチを効果的に移動可能な手段であれば、好適に使用することができる。また、さらに、本発明のUプレス用ポンチ装置200は、ポンチ部10、20、及び30を備える一体物のポンチ装置であっても良いが、例えば、ポンチ部毎に異なる部位によって構成される、複数の部材からなるポンチ装置であっても良い。
外径609.6mm、厚さ14mmのUOE鋼管(以下において、「試験鋼管1」と記述する。)、及び、外径711.2mm、厚さ14mmのUOE鋼管(以下において、「試験鋼管2」と記述する。)の製造において、以下の条件により試験を行った。なお、以下の試験では、ロッカアッセンブリ方式のUプレス方式を用い、Uプレスの回数は1回とした。また、試験鋼管1及び2の降伏応力は、750MPaであった。
ポンチ移動手段を備える本発明のUプレス用ポンチ装置を用いて、試験鋼管1及び2のUプレスを行った。図8に、本発明を適用したUプレス用ポンチ装置の概観図を示す。本条件にかかるポンチ装置は、曲率半径R1の一対の半円筒状プレス面を有する第1ポンチ部10、曲率半径R2の一対の半円筒状プレス面を有する第2ポンチ部20、及び、曲率半径R3の下向きの半円筒状プレス面を有する第3ポンチ部30、並びに、第1のスクリュ15及び第2のスクリュ25を備えている。図7において、X1及びX2は、第1ポンチ部10及び第2ポンチ部20における、プレス面の水平方向の移動量(スライド量)を示している。
ここで、X1及びX2が正の値であることは、各ポンチ部における一対のプレス面の間隔が拡がる方向(以下において、「拡大方向」と記す。)に各ポンチ部を移動させたことを意味するとともに、これらの値が負の値であることは、前記方向と逆方向(以下において、「縮小方向」と記す。)に各ポンチ部を移動させたことを意味する。また、本条件では、1つのポンチ装置を用いて2つの試験鋼管のUプレスを行ったため、ポンチ装置に備えられる各ポンチ部におけるプレス面の曲率半径は、試験鋼管1及び2において、同一の値であった。
形状が異なる2種類のポンチ部を備える従来のポンチ装置(図3参照)を用いて、試験鋼管1及び2のUプレスを行った。表2に、試験鋼管1及び2のUプレスを行う際に使用した、各ポンチ部におけるプレス面の曲率半径を示す。
条件1(以下において、「実施例」と記述する。)にかかるポンチ装置は、移動可能な一対のプレス面を有する第1ポンチ部10及び第2ポンチ部20を備えていたため、試験鋼管1をプレスする際には、各ポンチ部における一対のプレス面を縮小方向へと移動させるとともに、試験鋼管2をプレスする際には、各ポンチ部における一対のプレス面を拡大方向へと移動させた。このように各プレス面を移動させることにより、実施例にかかる本発明のポンチ装置は、複数の製管サイズに対応できた。また、本実施例のポンチ装置は、製管サイズが異なっていても、ポンチ部を交換する必要がなかった。そのため、本実施例では、従来のポンチ装置では必要とされていた鋼管サイズ変更時におけるポンチ交換の時間を短縮することができた。
これに対し、条件2(以下において、「比較例」と記述する。)で用いたポンチ装置は、1つのポンチ装置で2つの鋼管(試験鋼管1及び2)に対応することはできなかったため、鋼管毎に、使用するポンチを変更した。そのため、ポンチ交換の時間が必要であった。
表3より、本発明のポンチ装置を用いた本実施例にかかるUプレス後のU管は、試験鋼管1及び2の双方において、Oプレスダイス直径よりも小さい幅であり、表2における値は1未満となった。そのため、本発明のポンチ装置を用いたUプレス後のU管は、U管幅がOプレスダイス径よりも小さく、いずれもUプレス後にそのままOプレス装置内へと搬送することができた。
これに対し、比較例におけるUプレスでは、U管のスプリングバックを防ぐことが困難であったため、表3における値が1を超え、Uプレス後のU管幅がOプレスダイス径よりも大きくなった。したがって、本比較例では、試験鋼管1及び2の双方において、Uプレス後にそのままOプレス装置内へU管を搬送することは不可能であった。
10 第1ポンチ部
11、21、31 プレス面
20 第2ポンチ部
30 第3ポンチ部
100、200 Uプレス用ポンチ装置
Claims (2)
- UOE鋼管の製造過程において使用される、Uプレス用ポンチ装置であって、
両側面に半円筒形状のプレス面を備える第1ポンチ部と、
前記第1ポンチ部の下方に接して配置され、前記プレス面と同一又は異なる半円筒形状のプレス面を両側面に備える第2ポンチ部と、
前記第2ポンチ部の下方に接して配置され、下向きの半円筒形状プレス面を備える第3ポンチ部と、
を有することを特徴とする、Uプレス用ポンチ装置。 - 前記第1ポンチ部及び/又は前記第2ポンチ部が、前記プレス面間の距離を拡大/縮小可能であることを特徴とする、請求項1に記載のUプレス用ポンチ装置。
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