JP2009220153A - Method of manufacturing tube with spirally grooved inside surface and its device - Google Patents
Method of manufacturing tube with spirally grooved inside surface and its device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009220153A JP2009220153A JP2008068104A JP2008068104A JP2009220153A JP 2009220153 A JP2009220153 A JP 2009220153A JP 2008068104 A JP2008068104 A JP 2008068104A JP 2008068104 A JP2008068104 A JP 2008068104A JP 2009220153 A JP2009220153 A JP 2009220153A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- die
- plug
- flow guide
- extrusion
- spiral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
Description
この発明は、内面に螺旋状の溝を有する管を押出成形により製造する方法及びその装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a tube having a spiral groove on the inner surface by extrusion.
熱交換器などに使用される伝熱管としては、その伝熱効率を高めるために管の内面に細かい螺旋状の溝を設けたものが採用されている。
螺旋状の溝を形成するための方法も各種提案されており、押出直後にダイスにて縮径させると共にマンドレルの先端に設けた溝付きプラグとダイスの間から押出して管の内面に溝を形成する方法(特許文献1参照)や、溝付マンドレルを外部から駆動して回転させ螺旋溝を形成する回転ホイール式押出機による方法(特許文献2参照)や、ポートホール形状をねじらせることでチャンバー内に旋回流を生成させてマンドレルのねじれ溝に沿って押出す方法(特許文献3参照)等が開示されている。
しかし、特許文献1に記載の押出直後にダイスを縮径させる構造では、押出成形を開始する時の頭出しで詰まって押出不可能になる恐れがあり、仮に押出成形が可能となっても縮径部の抵抗が大きくなり生産性が低下するものであった。
また、特許文献2記載のマンドレル先端のプラグを外部駆動手段により回転させる方法は、回転ホイール式押出では適用可能であるが、一般的な直接押出の場合にはプラグの駆動軸上に押出機のステムが存在するためプラグの駆動ができず、適用が困難であった。
特許文献3記載の材料を大きくねじらせてから押出す方法では、押出管の外周が大きく回転されて押し出させるため押出管の先端をチャックし押出方向に先導するプラーを回転可能な構造にする必要があるが、一般的に熱交換チューブは後加工工程の都合や生産性を確保するため連続的に押出成形された後にコイルに巻いた状態にする場合が多く、回転するプラーとコイル巻取り装置を両立させるためには極めて複雑な設備が必要であった。
As a heat transfer tube used for a heat exchanger or the like, a tube provided with a fine spiral groove on the inner surface of the tube is employed in order to increase the heat transfer efficiency.
Various methods for forming a spiral groove have also been proposed. The diameter is reduced by a die immediately after extrusion, and the groove is formed on the inner surface of the tube by extruding from a grooved plug provided at the tip of the mandrel and the die. (See Patent Document 1), a method using a rotating wheel type extruder that drives and rotates a grooved mandrel from the outside to form a spiral groove (see Patent Document 2), and twists the porthole shape. A method of generating a swirling flow in a chamber and extruding it along a twisted groove of a mandrel (see Patent Document 3) is disclosed.
However, in the structure in which the diameter of the die is reduced immediately after the extrusion described in
The method of rotating the plug at the end of the mandrel described in
In the method of extruding after the material described in
本発明は、上記の事情を背景になされたものであり、簡単な構造の装置で製造でき、生産性の高い内面に螺旋状の溝を有する管の製造方法及びその装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a pipe having a spiral groove on the inner surface, which can be manufactured with an apparatus having a simple structure and has high productivity, and an apparatus therefor. And
上記した技術的課題を解決するため、本発明に係る内面螺旋溝付管の製造装置は、金属材料の中空材押出加工用の、ダイマンドレルとダイキャップとを組み合せたポートホールダイスであって、ダイマンドレルのオス首の押出方向前端部に、押出方向を回転中心にして回転自在のプラグを有し、プラグは、外形が押出方向に広がった概ね円錐台形状になっていて且つ外周面に螺旋状の突条を有し、ダイチャンバー内のポート孔直下に、メタルフローにねじれを生じさせるための、リング状のフローガイドを設けたことを特徴とする。
これにより、一般的な押出装置のマンドレルの先端に螺旋状の突条を有するプラグを設けるだけで、管の内面に螺旋溝を形成することができる。
また、金属材料をダイキャップとダイマンドレルの間から押し出して押出管を形成した後に、ダイマンドレルにより内径が成形されたその押出管をプラグに押し付けるので、プラグの外周部で金属材料がダイス等によって外面が拘束されずに内面に螺旋を形成することができる。
また、ダイチャンバー内にフローガイドを設け、メタルの流れをつくることでプラグの回転が促進され、大きなねじれ角度の螺旋溝を有する内面螺旋溝付管を成形することができる。
In order to solve the above technical problem, the manufacturing apparatus of the inner surface spiral grooved pipe according to the present invention is a port hole die for a hollow material extrusion process of a metal material, which is a combination of a die mandrel and a die cap, At the front end in the extrusion direction of the male neck of the die mandrel, there is a plug that is rotatable about the extrusion direction as the rotation center. The plug has a generally truncated cone shape whose outer shape spreads in the extrusion direction and spirals on the outer peripheral surface. And a ring-shaped flow guide for twisting the metal flow is provided immediately below the port hole in the die chamber.
Thereby, a spiral groove can be formed in the inner surface of a pipe | tube only by providing the plug which has a helical protrusion at the front-end | tip of the mandrel of a general extrusion apparatus.
In addition, after extruding the metal material from between the die cap and the die mandrel to form an extruded tube, the extruded tube having an inner diameter formed by the die mandrel is pressed against the plug. A spiral can be formed on the inner surface without the outer surface being constrained.
In addition, by providing a flow guide in the die chamber to create a metal flow, rotation of the plug is promoted, and an internally spiral grooved tube having a spiral groove with a large twist angle can be formed.
例えば、フローガイドがチャンバー底部からの高さが異なる段差面を有し、段差面は、ポート孔の孔数に一致した数の高段差面と低段差面とを交互に有し、当該高段差面と低段差面との境界段差部がポート孔と重なるように配置すると、ポート孔で分流したメタルがポート孔直下にあるフローガイドの段差部にそれぞれ流れ、大きな流動差が生じて、ダイキャップとダイマンドレルの間から押出管がプラグの回転方向とは反対方向又は同じ方向に回転されて押出されるので、より大きなねじれ角度の螺旋溝を有する内面螺旋溝付管を製造することが可能となる。 For example, the flow guide has step surfaces with different heights from the bottom of the chamber, and the step surfaces alternately have a number of high step surfaces and low step surfaces corresponding to the number of port holes. If the boundary step between the surface and the low step surface overlaps with the port hole, the metal diverted in the port hole flows to the step part of the flow guide directly under the port hole, resulting in a large flow difference and the die cap Since the extruded tube is extruded by rotating in the opposite direction or the same direction as the direction of rotation of the plug from between the die and the mandrel, it is possible to manufacture an internally spiral grooved tube having a spiral groove with a larger twist angle. Become.
また、フローガイドのチャンバー底部からの高さをポート孔の孔数に合せて分割してあり、プラグの螺旋状の突条の、ねじれ方向又はねじれ方向と逆方向に順次段差面が高くなっていて、異なる高さの段差面の境界段差部がポート孔と重なるように配置すると、フローガイドの高さを変化させることでチャンバー内にメタルの流動差ができ、ダイキャップとダイマンドレルの間から押出管がプラグの回転方向とは反対方向又は同じ方向に回転されて押出されるので、プラグの螺旋状突条により発生する回転力と、プラグが押出方向に押し付けられることにより発生する回転抵抗とのバランスにおいて、最適な状態となることが可能となり、より大きなねじれ角度の螺旋溝を有する内面螺旋溝付管を製造することが可能となる。 In addition, the height of the flow guide from the bottom of the chamber is divided according to the number of port holes, and the stepped surfaces of the spiral ridges of the plug become higher in the twist direction or in the direction opposite to the twist direction. If the stepped part of the stepped surface with different heights overlaps with the port hole, the flow of the flow guide can be changed to create a metal flow difference in the chamber and between the die cap and the die mandrel. Since the extruded tube is extruded by being rotated in the opposite direction or the same direction as the plug rotation direction, the rotational force generated by the spiral protrusion of the plug, and the rotational resistance generated by the plug being pressed in the extrusion direction, In this balance, it becomes possible to be in an optimum state, and it is possible to manufacture an internally spiral grooved tube having a spiral groove with a larger twist angle.
従って、本発明に係る内面螺旋溝付管の製造方法は、ダイマンドレルとダイキャップとを組み合せたポートホールダイスであって、ダイマンドレルのオス首の押出方向前端部に、押出方向を回転中心にして回転自在のプラグを有し、プラグは、外形が押出方向に広がった概ね円錐台形状になっていて且つ外周面に螺旋状の突条を有し、ダイチャンバー内のポート孔直下に、押出方向の段差部を形成してあるリング状のフローガイドを有した押出ダイスを用いて、金属材料を押し出し、フローガイドでメタルフローにねじれを生じさせつつ、ダイマンドレルとダイキャップとの間から押し出されてくる押出管の内周面がプラグ表面の突条に押圧され、プラグが回転することで内面に螺旋溝が形成されることを特徴とする。 Therefore, the manufacturing method of the inner surface spiral grooved tube according to the present invention is a porthole die combining a die mandrel and a die cap, with the extrusion direction being the rotation center at the front end of the male neck of the die mandrel. The plug has a generally frustoconical shape whose outer shape spreads in the extrusion direction, and has a spiral protrusion on the outer peripheral surface. The plug is extruded directly under the port hole in the die chamber. Using an extrusion die having a ring-shaped flow guide with a stepped portion in the direction, the metal material is extruded and the metal flow is twisted by the flow guide while being extruded from between the die mandrel and the die cap. The inner peripheral surface of the extruded tube is pressed by the protrusions on the plug surface, and a spiral groove is formed on the inner surface by rotating the plug.
本発明によれば、外周に複数の螺旋状の突条を有するプラグを用いて管の内面に螺旋溝を形成する際に、複雑な型構造を必要とせずに、内面の螺旋溝角度が大きい内面螺旋溝付管を容易に安定して製造することが可能となる。 According to the present invention, when forming a spiral groove on the inner surface of a pipe using a plug having a plurality of spiral protrusions on the outer periphery, the spiral groove angle on the inner surface is large without requiring a complicated mold structure. It becomes possible to easily and stably manufacture the inner spiral groove tube.
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施形態を模式的に示した断面図である。
図1に示すように、ダイマンドレル1にはダイキャップ2が組み合わされ、断面孔を形成している。
ダイマンドレル1とダイキャップ2は前方のバッカー7と共にダイリング8に組み付けられて、押出型を構成している。
アルミニウム合金等の金属材料からなるビレット5を、コンテナヒーター6により加熱されたコンテナ3に挿入し、ステム4により押出型に押し付けることで、押出型の断面孔から押出管11が押出成形可能となっている。
図2は図1のA−A断面図、図3はダイマンドレル1とダイキャップ2を主とした図1の部分拡大断面図である。
図2に示すように、ダイマンドレル1には、押出方向に平行な4つのポート孔1Pが形成されている。
図3に示すように、ダイマンドレル1の中心に位置するオス首部1aは、押出管11の内面を成形するベアリング1dを有している。
ダイキャップ2は、押出管11の外面を成形するベアリング2bを有している。
ベアリング1dとベアリング2bは、押出方向において略同じ位置となっており、押出型の断面孔を形成している。
ダイキャップ2にはフローガイド31が組み合わされ、図示を省略したノックピンで固定されている。
フローガイド31は図8、図9に示すように、リング状になっていてポート孔1pの直下、チャンバー底部2cに設ける。
ダイマンドレル1のオス首部1aの先端には、シャフト1bが設けられ、このシャフト1bにプラグ9が回転自在に取り付けられている。
シャフト1bの先端にはネジ部1cが形成され、プラグ9の抜け止め用のナット10が取り付けられている。
図4はプラグ9単体を示し、図4(a)は正面図、図4(b)は右側面図である。
プラグ9は、外周に複数の螺旋状の突条9aを有している。
突条9aは、押出方向に対して所定のねじれ角αで右回転方向に旋回して形成されている。
隣あう2つの突条9aの間には、凹部9bが同様に右回転方向に旋回して形成されている。
ねじれ角αは、図4(a)に示すように正面(押出軸Zと垂直な方向)から見て、突条9aが押出軸Zとなす角度である。
なお、螺旋の回転方向は右回転に限定するものではなく、今回の評価では右回転のものを用いた趣旨である。
プラグ9は、押出方向前方に向かって拡径した概ね円錐台の形状に形成されている。
すなわち、プラグ9の後端の外接円9hから前端の外接円9gに向かって徐々に径が大きくなっており、図4(a)に示すような正面視では、押出方向に広がるテーパ部9dとなっている。
プラグ9のプラグ孔9cにシャフト1bを挿入して、プラグ9がダイマンドレル1に組み付けられる。
図3に示すように、プラグ9の最大の突条径である前端の外接円9gの直径9fは、ダイマンドレル1のベアリング1dの外径1hより大きく、かつ、ダイキャップ2のベアリング2bの内径2cより小さく設定されている。
プラグ9の最小の突条径である後端の外接円9hの直径9eは、ダイマンドレル1のベアリング1dの外径1hより小さく設定されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a
The
The
2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 1 mainly including a
As shown in FIG. 2, four
As shown in FIG. 3, the male neck 1 a located at the center of the
The die
The bearing 1d and the
A
As shown in FIGS. 8 and 9, the
A
A threaded
4 shows the
The
The protrusion 9a is formed by turning in the clockwise direction at a predetermined twist angle α with respect to the extrusion direction.
A
The twist angle α is an angle formed by the protrusion 9a with the extrusion axis Z when viewed from the front (direction perpendicular to the extrusion axis Z) as shown in FIG.
Note that the direction of rotation of the spiral is not limited to right rotation, but in this evaluation, the right rotation is used.
The
That is, the diameter gradually increases from the
The
As shown in FIG. 3, the
The
図1に示すように、加熱されたアルミニウム合金のビレット5を、コンテナヒーター6により加熱されたコンテナ3に挿入し、ステム4により押出型に押し付けることで、アルミニウム合金がポート孔1p及びダイチャンバー2aを経由し、フローガイド31でメタルの流れが誘導され、ベアリング1dとベアリング2bの間から押出管11が押出成形される。
この押出管11は、図5に示すような断面となり、押出管11の外面11aの外径はベアリング2bの内径2cと略同一であり、押出管11の内面11bの内径はベアリング1dの外径1hと略同一である。
押出管11は、平滑な円柱パイプであり、ベアリング1dとベアリング2bの間から押し出された直後であるので、外面11a及び内面11bには凹凸が無い。
プラグ9の後端の外接円9hの直径9eが押出管11の内径11cより小さいため、押出型から押し出された直後の押出管11は、プラグ9の突条9aに接触しない。
その後、プラグ9の突条9aの外接円が押出方向前方に向かって拡大するに伴って、押出管11の内面11bは、徐々に突条9aに近づき、やがて突条9aに接触し、徐々に突条9aに押し付けられる。
その結果、押出管11の内径11cに、螺旋溝12cが形成される。
プラグ9は、押出管11の内径11cへの溝成形時の抵抗により、シャフト1bを中心に左回転する。
As shown in FIG. 1, a
The extruded
Since the extruded
Since the
Thereafter, as the circumscribed circle of the protrusion 9a of the
As a result, a
The
プラグ9が左回転することで、押出管11の内径11cに形成される螺旋溝12cは、押出方向に対して所定のねじれ角βで右回転方向に旋回して形成され、スパイラルチューブである内面螺旋溝付管12が製造される。
内面螺旋溝付管12は、図6に示すような断面となり、外面12aは平滑で凹凸が無く、内面12bに螺旋溝12cが形成されている。ねじれ角βは、図7に示すように横断面図を押出軸Zとなす角である。
ねじれ角βは、ねじれ角αよりも小さくなる。
以上のように、本発明に係る内面螺旋溝付管12の製造方法によれば、一般的な押出装置のダイマンドレル1の先端に螺旋状の突条9aを有するプラグ9を設けるだけで、ダイマンドレル1とダイキャップ2との間から押し出された押出管11の内面11bに螺旋溝12cを形成することができる。
また、ダイチャンバー内2aにフローガイド31を設け、メタルの流れをつくることでプラグの回転が促進され、大きなねじれ角度の螺旋溝を有する内面螺旋溝付管を成形することができる。
次にメタルフローを誘導するフローガイド31の具体的実施例について説明する。
When the
The inner spiral grooved
The twist angle β is smaller than the twist angle α.
As described above, according to the method for manufacturing the inner surface spiral grooved
In addition, by providing a
Next, a specific example of the
図8に示したフローガイド41の例はダイチャンバー2aの底部2cからの高さがHa、Hb、Hc、Hdと押出方向に見て右回りに順次高くなるように4分割した例である。
4分割にしたのは本実施例でポート孔の数が4つのものを用いたからである。
その仕様例を図16の表1に示す。
今回の評価ではフローガイド41は3種類を設定し、フォローガイドの名称を段の最高高さからFH6、FH9、FH12とした。
また、図8に示したように右回りに順次、段差面の高さを高くした右回りフローガイドとは逆に左回りに順次高くした左回りフローガイドも同様に製作した。
フローガイド41はダイチャンバー2a内に設置し、ポートホール1pの孔中心に段差面の中心を合せ、配置したものを配置A、ポートホール1pの孔に対し段差面と段差面との境界段差部を配置した、即ち、45°オフセットしたものを配置Bとした。
図10に右回りの4段付きフローガイドを配置Aに設置した図を示す。
図11に左回りの4段付きフローガイドを配置Aに設置した図を示す。
図12に右回りの4段付きフローガイドを配置Bに設置した図を示す。
図13に左回りの4段付きフローガイドを配置Bに設置した図を示す。
また、フローガイドの段差部の形成方法として、図9に示した均等4分割フローガイド31も比較評価した。
フローガイド31は段の高い部分31aが12mm、低い部分31bが1.5mmとした。
フローガイド31はダイチャンバー2a内に設置し、押出方向に見て、ポートホール1pの孔に対し右側が高い配置を右高、ポートホール1pの孔に対し左側が高い配置を左高とした。
図14に均等4分割フローガイドを右高に設置した図を示す。
図15に均等4分割フローガイドを左高に設置した図を示す。
製造条件は、ビレット温度400℃、ラム速度1mm/秒で押出成形した。
予備実験的に、図17の表に示すように、最大高さ9mmFH9のフローガイド、オフセット配置Bで右回りと左回り、配置Aで右回りと左回り、均等4分割で右高と左高、フローガイドの無い従来技術(FGレス)を比較し、このときのプラグ角度はα=14°で内面螺旋溝のねじれ角度βを評価した。
そのグラフを図18に示す。
4段フローガイドの配置B、均等4分割したものは、いずれもFGレスよりβの値が大きく、内面螺旋溝のねじれを促進する効果が認められた。
4段フローガイドで配置Aのものは、、プラグが回転しなかったために内面溝が螺旋状にならなかった。
従って、プラグが回転する場合には、フローガイドをダイチャンバー内に配置すると、フローガイドが無いものより、内面螺旋溝がプラグ角度に近づくことが明らかになった。
次に図19の表2に示すように、プラグ角度α=14°のプラグを用いて、フローガイドの高さ、押出管の内径の違い等を比較評価した。
グラフを図21に示す。
No.1,2,3は押出方向に対して右回りに高くした4段フローガイドを配置B(オフセット)にセットし、段差面の高さの影響を調査したものである。
FH6,FH9は従来のFGレスよりも内面螺旋溝ねじれ角度βの値が大きくなったが、FH12はプラグが回らなかったために、βの値が小さかった。
No.4,5,6は左回りに高くした4段フローガイドを配置Bにセットした場合の段差面の高さの影響を調査したものである。
段差が高い方が押出の前半から後半まで安定してβの値が高くなった。
配置Bは、ポートホール1pの孔で4つに分流したメタルがポート孔直下にあるフローガイド41の段差部にそれぞれ流れていくことになり、段差部分で流動差により形材出口部でメタルの流れ61がねじれるように出てくることで、ねじれ角度βを大きくすることができると推定される。
また、フローガイドの高さが高くなるにつれて、ねじれ角度が大きくなっているのは、フローガイドの高さが高くなることによりメタルへの摩擦力が大きくなり、メタルの流動差が大きくなっているからと推定される。
段差の右回りと左回りを比較すると、右回りは、図12に模式的に矢印でメタルの流れ方向を示すように、プラグの回転方向(プラグの山に向かう方向)にメタルの流れができるのに対して、左回りは、図13に示すようにプラグの回転方向とは逆方向(プラグの山に沿う方向)にメタルの流れができていると思われる。
フローガイドの段差方向は、左回りがねじれ角度が大きく、前半から後半にかけてねじれ角度が安定している。
これらより、フローガイドの段差部で生じる流動差により形材をねじらせることができることが明らかになった。
図20の表3にプラグ角度17.5°のねじれ角度βの測定結果を示す。
フローガイドを使用しない従来(FGレス)と比較すると、左回りに高くなる4段フローガイドは、ねじれ角度βが大きく、前半から後半にかけてのねじれ角度も安定している。
なお、No.24はプラグが回らなかった。
The example of the
The reason for the division into four is that four ports are used in this embodiment.
An example of the specification is shown in Table 1 of FIG.
In this evaluation, three types of flow guides 41 are set, and the names of follow guides are FH6, FH9, and FH12 from the highest height of the steps.
Further, as shown in FIG. 8, a counterclockwise flow guide having a stepwise increase in the counterclockwise direction was manufactured in the same manner as the stepwise flow guide having the stepped surface height increased.
The flow guide 41 is installed in the
FIG. 10 shows a diagram in which a clockwise four-step flow guide is installed in the arrangement A. FIG.
FIG. 11 is a diagram in which a counterclockwise four-step flow guide is installed in the arrangement A.
FIG. 12 shows a diagram in which a clockwise four-step flow guide is installed in the arrangement B.
FIG. 13 shows a diagram in which a counterclockwise four-stage flow guide is installed in the arrangement B.
Further, as a method for forming the step portion of the flow guide, the equally divided four-division flow guide 31 shown in FIG. 9 was also comparatively evaluated.
In the
The flow guide 31 is installed in the
FIG. 14 shows a diagram in which an equally divided four-part flow guide is installed at the right height.
FIG. 15 shows a diagram in which an equal four-divided flow guide is installed at the left height.
The production conditions were extrusion molding at a billet temperature of 400 ° C. and a ram speed of 1 mm / second.
As a preliminary experiment, as shown in the table of FIG. 17, a flow guide with a maximum height of 9 mmFH9, clockwise and counterclockwise in offset arrangement B, clockwise and counterclockwise in arrangement A, and right and left height in equal four divisions. The conventional technology without FG (FG-less) was compared, and the plug angle at this time was α = 14 °, and the twist angle β of the inner spiral groove was evaluated.
The graph is shown in FIG.
The arrangement B of the four-stage flow guide and equally divided into four parts each had a larger β value than the FG-less, and the effect of promoting the twist of the inner spiral groove was recognized.
In the four-stage flow guide having the arrangement A, the inner groove was not spiral because the plug did not rotate.
Therefore, it was found that when the plug rotates, if the flow guide is placed in the die chamber, the inner spiral groove is closer to the plug angle than without the flow guide.
Next, as shown in Table 2 of FIG. 19, using plugs having a plug angle α = 14 °, the height of the flow guide, the difference in the inner diameter of the extruded tube, and the like were compared and evaluated.
A graph is shown in FIG.
No. 1, 2 and 3 are four-stage flow guides that are raised clockwise with respect to the extrusion direction, set in the arrangement B (offset), and investigated the effect of the height of the step surface.
FH6 and FH9 had a larger value of the inner spiral groove twist angle β than the conventional FG-less, but FH12 had a smaller β value because the plug did not rotate.
No. 4, 5, and 6 are investigations of the effect of the height of the step surface when a four-step flow guide that is raised counterclockwise is set in the arrangement B.
The higher the level difference, the more stable the β from the first half to the second half of extrusion.
In the arrangement B, the metal divided into four at the hole of the
Also, as the height of the flow guide increases, the twist angle increases because the flow guide height increases, so the frictional force on the metal increases and the flow difference of the metal increases. It is estimated from.
When comparing the clockwise and counterclockwise steps, the metal flow in the clockwise direction is the direction of the plug rotation (direction toward the plug crest) as schematically shown by the arrow in FIG. On the other hand, in the counterclockwise direction, it is considered that the metal flows in the direction opposite to the rotation direction of the plug (the direction along the peak of the plug) as shown in FIG.
As for the step direction of the flow guide, the twist angle is large in the counterclockwise direction, and the twist angle is stable from the first half to the second half.
From these, it became clear that the profile can be twisted by the flow difference generated at the step portion of the flow guide.
Table 3 in FIG. 20 shows the measurement results of the twist angle β with a plug angle of 17.5 °.
Compared with the conventional (FG-less) that does not use a flow guide, the four-stage flow guide that increases counterclockwise has a large twist angle β and a stable twist angle from the first half to the second half.
In addition, No. 24 did not turn the plug.
次に予備実験で用いた均等4分割フローガイド31により、詳細に比較評価した。
フローガイド31は段の高い部分31aが12mm、低い部分31bが1.5mmとした。
製造条件はビレット温度400℃、ラム速度1mm/秒で押出成形した。
図19の表2にプラグ角度14°、均等4分割フローガイドのねじれ角度結果をNo.14〜21に示す。グラフは、図23に示す。
均等4分割フローガイドを用いると、従来のフローガイドを用いない場合(FGレス)よりねじれ角度βが大きくなり、押出後半でも安定している。
メタルの流れを図14及び図15に示す。
右高はプラグの山に沿う方向であり、左高はプラグの山に向かう方向にメタルの流れができる。
図20の表3にプラグ角度17.5°均等4分割フローガイドのねじれ角度結果をNo25、26に示す。
グラフは図22に示す。
フローガイドを使用しない従来と比較すると、均等4分割フローガイドを用いることで、ねじれ角度βが大きく、前半から後半にかけてのねじれ角度も安定している。
Next, a comparative evaluation was made in detail using an equal four-divided flow guide 31 used in the preliminary experiment.
In the
The production conditions were extrusion molding at a billet temperature of 400 ° C. and a ram speed of 1 mm / second.
Table 2 in FIG. 19 shows the results of the twist angle of the plug angle of 14 ° and the uniform 4-split flow guide. 14-21. The graph is shown in FIG.
When the uniform four-part flow guide is used, the twist angle β is larger than when the conventional flow guide is not used (FGless), and is stable even in the latter half of the extrusion.
The flow of metal is shown in FIGS.
The right height is the direction along the plug ridge, and the left height is the metal flow in the direction toward the plug hill.
Table 3 in FIG. 20 shows No. 25 and No. 26 the results of the twist angle of the plug angle 17.5 ° equally divided into four flow guides.
The graph is shown in FIG.
Compared to the conventional case in which no flow guide is used, by using an equally divided four-part flow guide, the twist angle β is large and the twist angle from the first half to the second half is also stable.
なお、上記した実施形態では、いずれも内面螺旋溝付管12の螺旋溝12cの数(すなわちプラグ9の突条9aの数)が16本の例を示したが、本発明の実施にあたっては、特に熱交換器用のチューブに適用するときは、もっと多くの螺旋溝(例えば外径φ6mmのチューブでは50本ほどの螺旋溝)とすることもできる。
In each of the above-described embodiments, the example in which the number of the
1 ダイマンドレル
1a オス首
1b シャフト
1h マンドレルの外径
1p ポート孔
2 ダイキャップ
2a ダイチャンバー
2c チャンバー底部
3 コンテナ
4 ステム
5 ビレット(金属材料)
7 バッカー
8 ダイリング
9 プラグ
9a 突条
9b 凹部
9d テーパ部
9e プラグ9の後端の外接円
9f プラグ9の前端の外接円(最大外接円)
9g 外接円9fの直径
9h 外接円9eの直径
9k プラグの回転方向
11 押出管
11a 押出管11の外面
11b 押出管11の内面
12 内面螺旋溝付管
12a 内面螺旋溝付管12の外面
12b 内面螺旋溝付管12の内面
12c 螺旋溝
31、31a、31b 均等4分割フローガイド
41、41a、41b、41c、41d 4段付きフローガイド
61 メタルの流れ方向
1 Die mandrel
7
Claims (6)
ダイマンドレルとダイキャップとを組み合せたポートホールダイスであって、ダイマンドレルのオス首の押出方向前端部に、押出方向を回転中心にして回転自在のプラグを有し、
プラグは、外形が押出方向に広がった概ね円錐台形状になっていて且つ外周面に螺旋状の突条を有し、
ダイチャンバー内のポート孔直下に、メタルフローにねじれを生じさせるための、リング状のフローガイドを設けたことを特徴とする内面螺旋溝付管の製造装置。 For hollow material extrusion of metal materials,
It is a port hole die that combines a die mandrel and a die cap, and has a plug that is rotatable around the extrusion direction as a rotation center at the front end of the male neck of the die mandrel.
The plug has a generally truncated cone shape whose outer shape spreads in the extrusion direction and has a spiral protrusion on the outer peripheral surface,
An apparatus for manufacturing an internally spiral grooved tube, characterized in that a ring-shaped flow guide is provided immediately below a port hole in a die chamber to cause a twist in a metal flow.
異なる高さの段差面の境界段差部がポート孔と重なるように配置したことを特徴とする請求項1記載の内面螺旋溝付管の製造装置。 The height of the flow guide from the bottom of the chamber is divided according to the number of holes in the port hole, and the stepped surface of the spiral ridge of the plug is gradually increased in the twist direction or in the direction opposite to the twist direction.
The apparatus for manufacturing an internally spiral grooved tube according to claim 1, wherein the boundary stepped portions of stepped surfaces having different heights are arranged so as to overlap with the port holes.
プラグは、外形が押出方向に広がった概ね円錐台形状になっていて且つ外周面に螺旋状の突条を有し、
ダイチャンバー内のポート孔直下に、押出方向の段差部を形成してあるリング状のフローガイドを有した押出ダイスを用いて、金属材料を押し出し、フローガイドでメタルフローにねじれを生じさせつつ、ダイマンドレルとダイキャップとの間から押し出されてくる押出管の内周面がプラグ表面の突条に押圧され、プラグが回転することで内面に螺旋溝が形成されることを特徴とする内面螺旋溝付管の製造方法。 It is a port hole die that combines a die mandrel and a die cap, and has a plug that is rotatable around the extrusion direction as a rotation center at the front end of the male neck of the die mandrel.
The plug has a generally truncated cone shape whose outer shape spreads in the extrusion direction and has a spiral protrusion on the outer peripheral surface,
Using an extrusion die having a ring-shaped flow guide in which a step portion in the extrusion direction is formed immediately below the port hole in the die chamber, while extruding a metal material and causing a twist in the metal flow with the flow guide, An inner surface spiral characterized in that an inner peripheral surface of an extruded tube extruded from between a die mandrel and a die cap is pressed by a protrusion on the plug surface, and a spiral groove is formed on the inner surface by rotating the plug. A method of manufacturing a grooved tube.
異なる高さの段差面の境界段差部がポート孔と重なるように配置した、押出ダイスを用いたことを特徴とする請求項4記載の内面螺旋溝付管の製造方法。 The height of the flow guide from the bottom of the chamber is divided according to the number of holes in the port hole, and the stepped surface of the spiral ridge of the plug is gradually increased in the twist direction or in the direction opposite to the twist direction.
5. The method for producing an internally spiral grooved tube according to claim 4, wherein an extrusion die is used so that boundary step portions of step surfaces having different heights overlap with port holes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008068104A JP2009220153A (en) | 2008-03-17 | 2008-03-17 | Method of manufacturing tube with spirally grooved inside surface and its device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008068104A JP2009220153A (en) | 2008-03-17 | 2008-03-17 | Method of manufacturing tube with spirally grooved inside surface and its device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009220153A true JP2009220153A (en) | 2009-10-01 |
Family
ID=41237516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008068104A Pending JP2009220153A (en) | 2008-03-17 | 2008-03-17 | Method of manufacturing tube with spirally grooved inside surface and its device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009220153A (en) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011230184A (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Mitsubishi Alum Co Ltd | Die device for extrusion working, and method for manufacturing extruded component |
WO2012157768A1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | 国立大学法人電気通信大学 | Pipe material manufacturing device, pipe material manufacturing method, and pipe material |
JP2013202664A (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Lixil Corp | Spiral tube extrusion molding method and spiral tube extrusion molding machine |
CN104107842A (en) * | 2014-07-01 | 2014-10-22 | 国际铝业(厦门)有限公司 | Improved structure and manufacturing method for super-wide aluminum section extruding and expanding die |
JP2015167990A (en) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 三菱電機株式会社 | Grooved plug, extrusion die, heat transfer tube manufacturing method, and heat transfer tube |
CN107497875A (en) * | 2017-09-06 | 2017-12-22 | 中南大学 | A kind of aluminium alloy helicoid extrusion die |
CN109277461A (en) * | 2018-09-11 | 2019-01-29 | 中北大学 | A kind of integral extrusion forming mold of light alloy housing complexity inner ring muscle |
TWI680023B (en) * | 2018-11-27 | 2019-12-21 | 國立中山大學 | Die for metal tube extrusion |
CN112371744A (en) * | 2020-10-22 | 2021-02-19 | 烟台大学 | Machining device and machining method for metal pipe |
CN112620376A (en) * | 2020-12-14 | 2021-04-09 | 北方材料科学与工程研究院有限公司 | Self-rotating forward extrusion forming die and method |
-
2008
- 2008-03-17 JP JP2008068104A patent/JP2009220153A/en active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011230184A (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Mitsubishi Alum Co Ltd | Die device for extrusion working, and method for manufacturing extruded component |
CN103596708A (en) * | 2011-05-19 | 2014-02-19 | 国立大学法人电气通信大学 | Pipe material manufacturing device, pipe material manufacturing method, and pipe material |
WO2012157768A1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-22 | 国立大学法人電気通信大学 | Pipe material manufacturing device, pipe material manufacturing method, and pipe material |
JP2012240084A (en) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Univ Of Electro-Communications | Pipe material manufacturing device, pipe material manufacturing method, and pipe material |
CN104203442A (en) * | 2012-03-29 | 2014-12-10 | 骊住株式会社 | Spiral pipe extrusion method and spiral pipe extrusion machine |
JP2013202664A (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Lixil Corp | Spiral tube extrusion molding method and spiral tube extrusion molding machine |
JP2015167990A (en) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 三菱電機株式会社 | Grooved plug, extrusion die, heat transfer tube manufacturing method, and heat transfer tube |
CN104107842A (en) * | 2014-07-01 | 2014-10-22 | 国际铝业(厦门)有限公司 | Improved structure and manufacturing method for super-wide aluminum section extruding and expanding die |
CN107497875A (en) * | 2017-09-06 | 2017-12-22 | 中南大学 | A kind of aluminium alloy helicoid extrusion die |
CN109277461A (en) * | 2018-09-11 | 2019-01-29 | 中北大学 | A kind of integral extrusion forming mold of light alloy housing complexity inner ring muscle |
TWI680023B (en) * | 2018-11-27 | 2019-12-21 | 國立中山大學 | Die for metal tube extrusion |
CN112371744A (en) * | 2020-10-22 | 2021-02-19 | 烟台大学 | Machining device and machining method for metal pipe |
CN112371744B (en) * | 2020-10-22 | 2022-12-23 | 烟台大学 | Machining device and machining method for metal pipe |
CN112620376A (en) * | 2020-12-14 | 2021-04-09 | 北方材料科学与工程研究院有限公司 | Self-rotating forward extrusion forming die and method |
CN112620376B (en) * | 2020-12-14 | 2022-06-28 | 北方材料科学与工程研究院有限公司 | Self-rotation forward extrusion forming die and method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009220153A (en) | Method of manufacturing tube with spirally grooved inside surface and its device | |
JP5376763B2 (en) | Heat exchanger tube | |
JP5638796B2 (en) | Heat transfer tube and manufacturing method thereof | |
JP5855233B2 (en) | Threaded bottle can manufacturing method | |
JP3792690B2 (en) | Manufacturing method of deformed heat transfer tube for heat exchanger | |
KR101717072B1 (en) | Heat transfer tube and method for manufacturing heat transfer tube | |
WO2012157768A1 (en) | Pipe material manufacturing device, pipe material manufacturing method, and pipe material | |
JP4708820B2 (en) | Manufacturing method and apparatus for internally spiral grooved tube | |
JP5871269B2 (en) | Spiral tube extrusion molding method and spiral tube extrusion molding machine | |
WO2015186695A1 (en) | Apparatus for manufacturing pipe, method for manufacturing pipe, and pipe | |
JP2001347312A (en) | Manufacturing device of internally grooved tube | |
JP2008168300A (en) | Method and apparatus for manufacturing spiral pipe | |
JP2006299815A (en) | Method of manufacturing for screw rotor and screw rotor | |
JP4628858B2 (en) | Double tube manufacturing method and apparatus | |
JP2015024471A (en) | Processing tool and processing method for nut for ball screw | |
SE508883C2 (en) | Rolling process and machine for making a conical sheath of sheet metal, and material for this | |
JP2006346684A (en) | Infeed form rolling die, and screw shaft of ball screw mechanism | |
JP6818536B2 (en) | Manufacturing method of spiral corrugated grooved tube | |
JP2017064905A (en) | Groove forming tool | |
JPS61291895A (en) | Boiling heat transfer pipe and manufacture thereof | |
JPH10166036A (en) | Manufacture of tube having groove on internal surface, and its device | |
JP3786789B2 (en) | Internal grooved heat transfer tube and manufacturing method thereof | |
JPH11319934A (en) | Manufacture of and device for interior grooved tube | |
WO2017133489A1 (en) | Brake disc of gear reduction clutch in washing machine and washing machine gear reduction clutch | |
JP4967987B2 (en) | Manufacturing method of heat-resistant tube with high pressure resistant inner groove |