JP2016078089A - Elbow manufacturing device and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エルボ製造装置及び製造方法に関する。 The present invention relates to an elbow manufacturing apparatus and a manufacturing method.
従来、エルボ製造装置は、被加工パイプの一端部を保持するクランプと、クランプが外周面に摺動すると共にパイプを所定の曲率半径に曲げ加工するための曲げロールと、曲げロールに一体に設けたワイパに被加工パイプを押圧するプレッシャと、被加工パイプに挿入される芯金(マンドレル)と、を備えたパイプベンダ装置を用いて、被加工パイプの一端部をクランプすると共に被加工パイプの他端部をプレッシャにてワイパに押圧し、さらに、被加工パイプに芯金を挿入し、その後、クランプを曲げロールの外周面に沿って摺動させ、被加工パイプを曲げロールに沿って曲げ変形させてエルボを製造する装置及び方法が公知である。 Conventionally, an elbow manufacturing apparatus is provided integrally with a clamp for holding one end of a pipe to be processed, a bending roll for bending the pipe to a predetermined radius of curvature while the clamp slides on the outer peripheral surface, and a bending roll. A pipe bender device having a pressure for pressing the pipe to be processed against the wiper and a mandrel inserted into the pipe to be processed is used to clamp one end of the pipe to be processed and Press the other end against the wiper with a pressure, insert a mandrel into the pipe to be processed, and then slide the clamp along the outer peripheral surface of the bending roll to bend the pipe to be processed along the bending roll. Devices and methods for producing elbows by deformation are known.
しかし、芯金は、被加工パイプの曲がり部の手前側までしか挿入することができないため、曲がり部のラジアル外方側(外曲がり部)は引っ張り応力を受けて減肉や扁平が発生するといった問題があった。また、曲がり部のラジアル内方側(内曲がり部)は増肉やシワが発生するといった問題があった。
また、減肉を考慮して完成品寸法より肉厚寸法の大きい特殊な寸法の被加工パイプを用いる必要があり、非経済的といった問題もあった。
However, since the core bar can only be inserted to the front side of the bent part of the pipe to be processed, the radially outer side (outer bent part) of the bent part is subjected to tensile stress and thinning or flattening occurs. There was a problem. In addition, there is a problem in that thickening and wrinkles occur on the radially inner side (inner bent portion) of the bent portion.
In addition, in consideration of thinning, it is necessary to use a specially-processed pipe having a wall thickness dimension larger than that of the finished product, which causes a problem of being uneconomical.
そこで、本発明は、曲がり部の減肉や増肉を抑制可能なエルボ製造装置及び製造方法の提供を目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the elbow manufacturing apparatus and manufacturing method which can suppress the thickness reduction and thickness increase of a bending part.
上記目的を達成するために、本発明のエルボ製造装置は、被加工パイプを曲げるための曲げロールと、該曲げロールに摺接しつつ相反する周方向に移動して被加工パイプを上記曲げロールに押圧する一対の可動プレッシャと、3つに分離可能に構成されると共に棒状に一体化されて上記被加工パイプ内に挿入される分割構造の芯金と、を備え、上記芯金は、一対の上記可動プレッシャに夫々連動連結され該可動プレッシャが相反する周方向に移動することで円弧状の軌跡を描くように相互に離間しつつ上記被加工パイプの内周面に摺接する一対の分離芯部材と、一対の該分離芯部材の間に配設される中央芯部材と、から成り、各上記分離芯部材は、円弧状ガイド孔部を有し、上記中央芯部材は、上記円弧状ガイド孔部に摺動可能に差し込まれる一対の円弧状アーム部とパイプ扁平阻止用ボス部とを備えているものである。 In order to achieve the above object, an elbow manufacturing apparatus of the present invention includes a bending roll for bending a pipe to be processed, and a circumferential direction opposite to the bending roll while sliding the pipe to be processed. A pair of movable pressures to be pressed, and a cored bar having a split structure that is configured to be separable into three parts and is integrated into a rod shape and inserted into the pipe to be processed. A pair of separating core members that are linked and linked to the movable pressure, and are slidably contacted with the inner peripheral surface of the pipe to be machined while being separated from each other so as to draw an arcuate trajectory by moving the movable pressure in opposite directions. And a central core member disposed between the pair of separation core members, each of the separation core members has an arcuate guide hole portion, and the central core member includes the arcuate guide hole. Slidably inserted into the part In which and a pair of arcuate arm portion and the pipe flat blocking boss.
また、本発明のエルボ製造方法は、被加工パイプ内に扁平を防止するための分割構造の芯金を挿入する芯金挿入工程と、上記被加工パイプを曲げロールに沿うように押圧する曲げ加工工程と、を備え、上記芯金は、中央芯部材と、該中央芯部材の両側に配設される一対の分離芯部材とを備え、3つに分離可能に構成され、上記芯金挿入工程において、上記中央芯部材と一対の上記分離芯部材とを棒状に一体化して上記被加工パイプに挿入し、上記曲げ加工工程において、上記被加工パイプを曲げる際に、一対の上記分離芯部材を円弧状の軌跡を描くように相互に離間させつつ上記被加工パイプの内周面に摺接させると共に、上記中央芯部材が上記被加工パイプの内部中央位置に留まってパイプ扁平を阻止する方法である。 The elbow manufacturing method of the present invention includes a cored bar insertion step of inserting a cored bar having a split structure for preventing flattening into the pipe to be processed, and a bending process of pressing the pipe to be processed along a bending roll. And the core metal includes a central core member and a pair of separation core members disposed on both sides of the central core member, and is configured to be separable into three, the core metal insertion step The center core member and the pair of separation core members are integrated into a rod shape and inserted into the pipe to be processed, and when bending the pipe to be processed in the bending step, the pair of separation core members are A method in which the center core member stays at the inner center position of the pipe to be processed and prevents flattening of the pipe while being slidably contacted with the inner peripheral surface of the pipe to be processed while being separated from each other so as to draw an arcuate locus. is there.
本発明によれば、成形すべきエルボと同じ又は近い外径(内径)寸法や肉厚寸法をもった市販品の(JIS規格に準拠した)パイプからエルボを製造できる。溶接等の継目の無い(シームレスの)薄い肉厚のエルボを製造できる。被加工パイプを曲げ加工する際の曲がり部のラジアル外方側(外曲がり部)の減肉、及び、曲がり部のラジアル内方側(内曲がり部)の増肉を抑えることができる。JIS規格に準拠した直管状パイプを、JIS規格の肉厚公差内(規定肉厚のマイナス12.5%以内)に抑えて曲げ加工ができる。曲がり部の扁平や潰れ、割れやヒビ、シワの発生を抑え、不具合品発生を削減でき、高品質のエルボを安定して効率良く製造できる。被加工パイプを把持するクランプ装置が不要で装置を簡素化できると共に、被加工パイプにクランプ代が必要なく、素材を効率よく使用できる(歩留りが良い)。熟練した技量(経験)が無くとも容易に製造できる。 According to the present invention, an elbow can be manufactured from a commercially available pipe (in accordance with JIS standards) having an outer diameter (inner diameter) or a wall thickness that is the same as or close to the elbow to be molded. It can produce elbows with seamless and seamless wall thickness such as welding. It is possible to suppress a decrease in thickness on the radially outer side (outer bent portion) of the bent portion and an increase in thickness on the radially inner side (inner bent portion) of the bent portion when the pipe to be processed is bent. A straight pipe compliant with the JIS standard can be bent while keeping it within the thickness tolerance of the JIS standard (within minus 12.5% of the specified thickness). It is possible to suppress the occurrence of flatness, crushing, cracks, cracks and wrinkles at the bent part, reduce the occurrence of defective products, and stably and efficiently manufacture high-quality elbows. A clamping device for gripping the pipe to be processed is not required, and the apparatus can be simplified. In addition, a clamping fee is not required for the pipe to be processed, and the material can be used efficiently (good yield). It can be easily manufactured without skilled skills (experience).
以下、図示の実施形態に基づき本発明のエルボの製造装置及び製造方法を詳説する。
図1に実線で示すように正面視台形状とした被加工パイプPを、図2に示すように、所定の曲げ角度θをもって(パイプ軸心Lpが所定の軸心曲率半径R3となるように)弯曲したエルボEにするための装置及び方法である。
説明を容易にするために、曲げ角度θの中心点を加工及び設計の基準中心点Oと呼び、基準中心点Oを含み所定曲げ角度θを二分する線を加工及び設計の基準中心線Sと呼ぶ。基準中心線SはエルボEの横方向中心線と一致する。また、成形すべきエルボEの曲がり部において、パイプ軸心Lpよりも、基準中心点O側(ラジアル内方側)の部位を、内曲がり部Eaと呼び、基準中心点Oから離れる側(ラジアル外方側)を外曲がり部Ebと呼ぶ。
Hereinafter, the elbow manufacturing apparatus and method of the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
As shown in FIG. 2, the pipe P to be processed having a trapezoidal shape as shown by a solid line in FIG. 1 has a predetermined bending angle θ (so that the pipe axis Lp has a predetermined radius of curvature R3). ) Device and method for making a curved elbow E.
For ease of explanation, the center point of the bending angle θ is called a processing and design reference center point O, and a line that includes the reference center point O and bisects the predetermined bending angle θ is referred to as a processing and design reference center line S. Call. The reference center line S coincides with the horizontal center line of the elbow E. Further, in the bent portion of the elbow E to be formed, a portion on the reference center point O side (radial inward side) from the pipe axis Lp is referred to as an inner bent portion Ea, and the side away from the reference center point O (radial) The outward side) is referred to as an outer bent portion Eb.
先ず、本発明のエルボ製造装置について説明する。
図3に示すように、被加工パイプPを曲げるための曲げロール1と、曲げロール1の外周面11に摺接しつつ被加工パイプPを曲げロール1に沿うように押圧する一対の可動プレッシャ2,2と、被加工パイプPに挿通される芯金3と、を備えている。
First, the elbow manufacturing apparatus of the present invention will be described.
As shown in FIG. 3, a
図4と図5に於て、曲げロール1は、基準中心点Oを中心点とした外周面11と、外周面11からラジアル内方に凹設された横断面半円状の案内溝12と、を有している。
外周面11は、エルボEの軸心曲率半径R3(図2参照)と同等のロール外周曲率半径R11で形成している。
案内溝12は、正面視で、成形すべきエルボEの内曲がり外周曲率半径R1(図2参照)と同等に設定したロール溝曲率半径R12をもった溝底部12aを有している。
案内溝12の溝幅寸法W12は、被加工パイプPのパイプ外径寸法Dp(図2参照)と同等に設定している。案内溝12の溝深さ寸法H12は、被加工パイプPの半径寸法と同等に設定している。
4 and 5, the
The outer
The
The groove width dimension W12 of the
一対の可動プレッシャ2,2は、図4に示す曲げロール1及び可動プレッシャ2のパイプ受け入れ準備状態において相互に対面して当接する一端面21,21を有している。
また、図4及び図6に於て、一端面21から他端面22に貫通すると共に被加工パイプPが摺接して抜き差し自在に挿入可能な貫通孔23を有している。
貫通孔23の孔内径寸法d21は、パイプ外径寸法Dpと同等に設定し、被加工パイプPが拡径するのを拘束するように設けている。
The pair of
4 and 6, it has a through
The inner diameter d21 of the
可動プレッシャ2は、正面視で、一端面21側の一角部側に、孔軸心L2と一端面21が交わる交点Qから他端面22側へ向かう正面視円弧状の弯曲摺接面24を有している。
弯曲摺接面24の摺接曲率半径R24は、ロール外周曲率半径R11と同等に設定している。
可動プレッシャ2のプレッシャ横寸法Y2は、被加工パイプPのパイプ横寸法Ypの半分よりも大きく設定している。
The
The slidable contact curvature radius R24 of the curved
The pressure lateral dimension Y2 of the
図4に示すパイプ受け入れ準備状態、及び、図3に示す曲げ加工準備状態に於て、一対の可動プレッシャ2,2の弯曲摺接面24,24が向かい合わせて配設され曲げロール1の外周面11に当接すると共に一端面21,21同士が当接して、互いの貫通孔23,23がストレート状に連通し、正面視で孔軸心L2が外周面11の接線上に配設される(基準中心点Oから孔軸心L2までの距離がロール外周曲率半径R11と一致する)。
また、一対の可動プレッシャ2の一端面21,21は、基準中心線(ロール横方向中心線)S上に配設される。
一対の可動プレッシャ2,2は、基準中心線Sから相反する(曲げロール1の)周方向N1,N2に向かって、外周面11に沿って摺動可能としている。
In the pipe receiving preparation state shown in FIG. 4 and the bending preparation preparation state shown in FIG. 3, the curved sliding
Further, the one
The pair of
次に、図3に示すように、芯金3は、中央芯部材31と、中央芯部材31の両側に配設される一対の分離芯部材32,32と、を備え、3つに分離可能な分割構造に構成されると共に1本の棒状に一体化されて被加工パイプP及び一対の可動プレッシャ2,2の貫通孔23,23を挿通する。
芯金3の横寸法Y3は、パイプ横寸法Ypよりも長く、プレッシャ横寸法Y2の2倍よりも長く設定して、図3の曲げ加工準備状態に於て、芯金両端部(分離芯部材32の他端部32b)が被加工パイプP及び一対の可動プレッシャ2,2から突出するように設けている。
Next, as shown in FIG. 3, the
The horizontal dimension Y3 of the
図7に於て、芯金3は、中央芯部材31と一対の分離芯部材32,32とが棒状に一体化されている状態で、芯金横方向中央部3Aを、パイプ内径寸法dpと同等の芯金外径寸法D3をもった丸棒状に形成している。
In FIG. 7, the cored
図8に於て、中央芯部材31は、正面視Y字状に形成している。
一対の円弧状アーム部61,61と、一対の円弧状アーム部61,61の基端部61a,61aから膨出状に設けられエルボEの外曲がり部Eb(被加工パイプPの外曲がり予定部Pb)が扁平するのを防止するためのパイプ扁平阻止用ボス部62と、を備えている。
In FIG. 8, the
A pair of arc-shaped
一対の円弧状アーム部61,61は、アーム軸心L61が図示省略の基準中心点Oを中心点とした所定のアーム軸心曲率半径R61をもつように形成している。また、横断面矩形状に設けている。
図8(c)に示すように、ボス部62は、横断面半円状に形成され、かつ、外曲がり予定部Pb側に開口する差込溝63を有している。
また、ボス部62の外周面62aを、側面視(横断面視)でパイプ内径寸法dpの半分の寸法をもった曲率半径寸法rdをもって形成している。
The pair of arc-shaped
As shown in FIG. 8C, the
Further, the outer
図8(b)に示すように、差込溝63は、正面視で、差込溝軸心L63が、図示省略の基準中心点Oを中心点とした所定の差込溝軸心曲率半径R63をもつように円弧状に形成している。差込溝63の溝底面63aは、円弧状アーム部61の外弯曲面61bと連続している。
ボス部62のボス横寸法Y62は、エルボ横寸法Ye(図2参照)の25%以上40%以下に設定している。好ましくは、28%以上38%以下に設定する。このように設定することで、十分な強度を得ると共に扁平を確実に防止する。
また、ボス部62は正面視で、外曲がり予定部Pbに対応する外周縁部62bを、図示省略の基準中心点Oを中心とした円弧状に形成し、成形すべきエルボEの外曲がり部Ebの内周面Pdに当接(密着)するように形成している。
As shown in FIG. 8B, the
The boss lateral dimension Y62 of the
In addition, the
図7及び図9に示すように、一対の分離芯部材32,32は、中央芯部材31と一体化した状態において、基準中心線S上で相互に対面して当接する一端面51,51と、一端面51から中央芯部材31の円弧状アーム部61が抜き差し自在に挿入される円弧状ガイド孔部53と、一端面51から中央芯部材31のボス部62が抜き差し自在に差し込まれる横断面半円形状の空間部(逃がし部)54と、空間部54に突設して中央芯部材31の差込溝63に抜き差し自在に差し込まれる正面視円弧状の挿入部55と、を有している。
As shown in FIGS. 7 and 9, the pair of
図9に示すように、円弧状ガイド孔部53のガイド孔軸心L53が、図示省略の基準中心点Oを中心点として、アーム軸心曲率半径R61と同等のガイド孔軸心曲率半径R53をもつように形成している。また、円弧状ガイド孔部53は横断面矩形状に設けている。
また、挿入部55の挿入軸心L55が図示省略の基準中心点Oを中心点として、差込溝軸心曲率半径R63と同等の挿入軸心曲率半径R55をもつように形成している。挿入部55は、横断面矩形状に形成している。
As shown in FIG. 9, the guide hole axis L53 of the
Further, the insertion axis L55 of the
また、分離芯部材32は、挿入部55の先端部(一端面51側)に、曲げ加工の際に被加工パイプPの外曲がり予定部Pbの内周面Pdに摺接するための外曲がり摺接面57を有している。
Further, the
外曲がり摺接面57は、図9(b)に示すように、正面視で、基準中心点Oを中心点として成形すべきエルボEの外曲がり内周曲率半径R4(図2参照)と同等の外曲がり摺接面曲率半径R57をもった円弧状に形成している。
外曲がり摺接面57は、図9(c)に示すように、側面視(横断面視)でパイプ内径寸法dpの半分の寸法である曲率半径寸法rdをもって円弧状に形成している。
As shown in FIG. 9B, the outer curved sliding
As shown in FIG. 9C, the outer curved sliding
また、分離芯部材32は、図9に示すように、一端面51の近傍に、曲げ加工の際に被加工パイプPの内曲がり予定部Paの内周面Pdに摺接するための内曲がり摺接面56を有している。
内曲がり摺接面56は、図9(c)に示すように、側面視(横断面視)でパイプ内径寸法dpの半分の寸法である曲率半径寸法rdをもって円弧状に形成している。
Further, as shown in FIG. 9, the separating
As shown in FIG. 9C, the inner curved sliding
また、挿入部55の挿入幅寸法W55(差込溝63の差込溝寸法W63)は、芯金外径寸法D3(被加工パイプPのパイプ内径寸法dp)の25%以上40%以下に設定している。好ましくは、28%以上38%以下に設定する。このように設定すると、十分な強度が得られると共に被加工パイプPを十分に支持できる。
The
また、図3に於て、可動プレッシャ2と分離芯部材32とを、連動(同期作動)させるための連結構造7を備えている。
連結構造7は、可動プレッシャ2から突出する分離芯部材32の他端部32bに設けたコッター孔等の連結用孔71と、連結用孔71に差し込まれるコッターピン等の抜け止め部材72と、可動プレッシャ2に設けられ差し込まれた抜け止め部材72に当接する当り部73と、から成る。図例においては、当り部73は可動プレッシャ2の他端面22から成る。
なお、連結構造7は、図示省略するが、分離芯部材32の他端部32bに鍔部や係止部を突設させ、可動プレッシャ2の他端面22に当接させることで連動させる構造とするも良い。或いは、ボルトとナットによる連結や、可動プレッシャ2と分割芯部材32を串差し状にするためのピン孔及びピンを用いた構造等自由である。或いは、一方の分離芯部材32にコッタ孔等の連結用孔71を設け、他方の分離芯部材32に鍔部や係止部等を突設させるも良い。つまり、連結構造7は基準中心線Sに関して線対称でなくとも良い。
Further, in FIG. 3, a connecting
The connecting
Although not shown in the figure, the connecting
また、図3に示すように、曲げロール1の外周面11及び案内溝12と、可動プレッシャ2の弯曲摺接面24と、中央芯部材31の一対の円弧状アーム部61及び差込溝63と、分離芯部材32の円弧状ガイド孔部53及び挿入部55(外曲がり摺接面57)、を、基準中心点Oを中心点とした同心円弧状に設けている。
As shown in FIG. 3, the outer
次に、本発明のエルボの製造装置の作用(使用方法)及びエルボの製造方法について説明する。
先ず、図1に二点鎖線で示す直線状の材料パイプを切断加工して、実線で示すように、基準中心線Sに関して線対称となるように正面視台形状とした被加工パイプPを作成する被加工パイプ作成工程を行う。
また、材料パイプをジグザグ状に切断すれば、1本の材料パイプPから台形状の被加工パイプPを無駄なく得て、材料の歩留まりを向上できる。
被加工パイプPは、正面視で短辺側を内曲がり予定部Paとし、長辺側が外曲がり予定部Pbとする。
Next, an operation (usage method) of the elbow manufacturing apparatus of the present invention and an elbow manufacturing method will be described.
First, a straight material pipe indicated by a two-dot chain line in FIG. 1 is cut to create a pipe P to be processed having a trapezoidal shape in front view so as to be symmetrical with respect to the reference center line S as indicated by a solid line. The process pipe creation process is performed.
Further, if the material pipe is cut in a zigzag shape, the trapezoidal processed pipe P can be obtained from one material pipe P without waste, and the yield of the material can be improved.
In the pipe P to be processed, the short side in the front view is set as the internal bending planned portion Pa, and the long side is set as the external bending planned portion Pb.
次に、図4に示すように、曲げロール1の外周面11に一対の可動プレッシャ2,2の弯曲摺接面24,24を当接させると共に、一対の可動プレッシャ2,2の一端面21,21同士を当接させて、一対の可動プレッシャ2,2の貫通孔23,23同士をストレート状に連通させたパイプ受け入れ準備状態に、曲げロール1及び可動プレッシャ2をセットするパイプ受け入れ準備工程を行う。正面視で、基準中心線S上に一端面21,21を一致させる。また、基準中心線S近傍で貫通孔23と案内溝12とが連通する。
なお、パイプ受け入れ準備工程は、被加工パイプ作成工程の前後、いずれのタイミングで行っても良い。
Next, as shown in FIG. 4, the curved sliding contact surfaces 24, 24 of the pair of
The pipe receiving preparation process may be performed at any timing before or after the pipe to be processed.
次に、被加工パイプPに芯金3を挿入する芯金挿入工程を行う。
芯金挿入工程において、先ず、図7に示すように、中央芯部材31と一対の分離芯部材32,32を一体化させて棒状にする。中央芯部材31の一対の円弧状アーム部61,61夫々に、両側から分離芯部材32の円弧状ガイド孔部53を接近させて、円弧状ガイド孔部53に円弧状アーム部61を差し込む。また、中央芯部材31のボス部62の差込溝63に、両側から分離芯部材32の挿入部55を差し込むと共に、中央芯部材31のボス部62を分離芯部材32の空間部54に対応させる。一対の分離芯部材32,32を相互に接近させ、一端面51,51同士を当接させて、棒状に一体化させた芯金3を形成する。芯金3は、加工基準中心線Sに関して線対称である。
Next, a cored bar insertion step of inserting the cored
In the mandrel insertion step, first, as shown in FIG. 7, the
その後、棒状の芯金3を被加工パイプPに挿通させる。この挿通の際に、分離芯部材32の内曲がり摺接面56を、被加工パイプPの内曲がり予定部Paに対応させると共に、中央芯部材31のボス部62及び分離芯部材32の外曲がり摺接面57(挿入部55)を被加工パイプPの外曲がり予定部Pbに対応させ、被加工パイプPの横方向中心線と芯金3の横方向中心線を一致させて(基準中心線S上に一端面51,51を配設して)芯金挿入工程が終了する。なお、芯金挿入工程は、受け入れ準備工程の前後、いずれのタイミングで行っても良い。
Thereafter, the rod-shaped cored
そして、被加工パイプPを挿通している芯金3を、パイプ受け入れ準備状態の一対の可動プレッシャ2,2の貫通孔23,23に差し込んで連結し、図3に示すように、曲げ加工準備状態とする曲げ加工準備工程を行う。
曲げ加工準備工程は、被加工パイプPの内曲がり予定部Paを案内溝12に対応させ、被加工パイプPの横方向中心線と、芯金3の横方向中心線(中央芯部材31の横方向中心線及び一対の分離芯部材32の一端面51,51)と、一対の可動プレッシャ2,2の一端面21,21と、曲げロール1の横方向中心線と、を基準中心線S上に配設する。
Then, the cored
In the bending preparation step, the inner bending planned portion Pa of the pipe P to be processed is made to correspond to the
次に、一対の可動プレッシャ2,2の両側から露出している連結用孔71,71に、抜け止め部材72,72を挿通(圧入)し、抜け止め部材72を可動プレッシャ2の当り部73(他端面22)に当接させて、分離芯部材32を可動プレッシャ2に連結すると共に芯金3を一対の可動プレッシャ2,2及び曲げロール1に対して位置決めした曲げ加工準備状態にして、曲げ加工準備工程を終了する。
Next, the retaining
次に、被加工パイプPをエルボEに成形する曲げ加工工程を行う。
曲げ加工工程において、図3の曲げ加工準備状態から、図10に示すように、曲げロール1の外周面11に一対の可動プレッシャ2,2の弯曲摺接面24,24を当接させたまま、一対の可動プレッシャ2,2を相反する周方向N1,N2に摺動させる。被加工パイプPは、パイプ横方向中心線を基準中心線Sに一致させたまま、可動プレッシャ2の貫通孔23の内周面と、分離芯部材32の内曲がり摺接面56によって、曲げロール1の案内溝12へ押圧される。
Next, the bending process which shape | molds the to-be-processed pipe P in the elbow E is performed.
In the bending process, the bent sliding contact surfaces 24, 24 of the pair of
曲げ加工の際、各可動プレッシャ2,2の摺動に連動(同期)して、各分離芯部材32,32は、中央芯部材31の円弧状アーム部61にガイドされつつ、円弧状の軌跡を描くように相互に離間し、被加工パイプPの両側から夫々抜け出る方向へ移動する。一対の可動プレッシャ2,2及び一対の分離芯部材32,32は、基準中心点Oを中心点とした円弧状の軌跡を描きつつ相互に離間する。
In the bending process, each
一対の可動プレッシャ2,2及び一対の分離芯部材32,32が、円弧状の軌跡を描く際に、分離芯部材32の内曲がり摺接面56は、被加工パイプPの内曲がり予定部Paを曲げロール1の案内溝12に押圧しつつ、内曲がり予定部Paの内周面Pdをしごくように(両側へシワを伸ばすように)摺接する。
When the pair of
さらに、一対の分離芯部材32,32は、中央芯部材31の一対の円弧状アーム部61,61を支持しつつ被加工パイプPの両端開口部から抜け出る方向(相反する周方向N1,N2)へ移動し、中央芯部材31を、その左右中心線を加工基準中心線Sに一致させたまま、被加工パイプPの内部中央位置に留まらせる。
外曲がり予定部Pbが、中央芯部材31のボス部62に沿うように変形する。
また、分離芯部材32の挿入部55の外曲がり摺接面57が、被加工パイプPの外曲がり予定部Pb側の内周面Pdに、しごくように摺接する。
可動プレッシャ2の貫通孔23は被加工パイプPの拡径を被加工パイプPの外周面側から防止する。また、分離芯部材32の外曲がり摺接面57と貫通孔23の内周面が外曲がり予定部Pbを挟みつつ摺動して、扁平を防止する。
Further, the pair of separating
The outward bending planned portion Pb is deformed so as to be along the
Further, the outer
The through
さらに、図11に示すように、可動プレッシャ2,2は、バックスプリングを考慮して、所定の曲げ角度θよりも僅かに(2°〜3°)大きい所定の成形角度αまで被加工パイプPを曲げる。成形角度α越えた直後で、成形したエルボEの両側から各分離芯部材32,32が抜け出していても、円弧状アーム部61は円弧状ガイド孔部53に係ったままであり、中央芯部材31は基準中心点O側(ラジアル内方側)への移動が阻止され、ボス部62が、被加工パイプPの内部中央位置で外曲がり予定部Pbの内周面Pdに当接したまま密着状態を保持するように留まる。
Further, as shown in FIG. 11, the
曲げ加工工程において、パイプ内曲がり予定部Paには圧縮応力が発生し、成形したエルボEの内曲がり部Eaの肉厚寸法は、被加工パイプPの肉厚寸法に比べて厚くなる虞れがあるが、分割芯部材32,32の内曲がり摺接面56が被加工パイプPの内周面Pdに摺接する(しごく)ことで、増肉やシワの発生を防止している。そして、内曲がり予定部Paにおいてシワとなる予定であった余剰肉が逃げ場を失って、外曲がり予定部Pbへ移動し、成形したエルボEの外曲がり部Ebの減肉を防止する。つまり、被加工パイプPを、曲げる際に、内曲がり予定部Paの余剰肉を外曲がり予定部Pbに移動させることによって相殺し、成形したエルボEの肉厚寸法は、均一状となる。
In the bending process, a compressive stress is generated in the planned bending portion Pa in the pipe, and the thickness of the inner bending portion Ea of the formed elbow E may be thicker than the thickness of the pipe P to be processed. However, the inner curved sliding
また、曲げ加工工程において、パイプ外曲がり予定部Pbには、引っ張り力が発生し、つぶれ等扁平が発生する虞れがあるが、中央芯部材31のパイプ扁平阻止用ボス部62が被加工パイプPの内部中央位置に留まると共に、分割芯部材32,32の挿入部55(外曲がり摺接面57)が被加工パイプPの内周面Pdに摺接する(しごく)ことで、扁平や、基準中心点O側へ凹むような変形を阻止して真円状に保持する。また、内曲がり予定部Paの余剰肉が外曲がり予定部Pbに移動することで薄肉化が抑制される。可動プレッシャ2の貫通孔23の内周面によって、被加工パイプPの外径側(外周側)を拘束して変形を阻止する。
Further, in the bending process, there is a possibility that a pulling force is generated in the pipe bending-scheduled portion Pb, and flattening such as crushing may occur. However, the pipe flattening
より具体的には、被加工パイプPの肉厚寸法を基準として、成形したエルボEの肉厚寸法の増減を±7%以内の範囲に抑えることができる。
これは、被加工パイプPの肉厚寸法を、直管型パイプのJIS規格肉厚寸法とすると、成形後のエルボ肉厚寸法が、規格肉厚寸法(規定肉厚)の−12.5%以内を満たし、JIS継手規格のJIS B2321に準拠することとなる。
また、被加工パイプPを基準とすると、成形したエルボEの両端部の外径寸法De又は内径寸法de(図2参照)の変形率を±2%以内の範囲に抑えることができる。また、曲がり部の外径寸法の変形率は±3%以内の範囲に抑えることができる。
したがって、成形すべきエルボEよりも肉厚寸法を大きくした特殊な材料パイプを用いる必要がなく、一般的な市販品の直管型パイプ(例えば、JIS G3459に準拠するようなアルミ合金製シームレス管)を材料とした被加工パイプPからエルボEを製造できて、経済的であると共に納期の短縮を図れる。また、エルボ肉厚寸法が2mm〜3mmといった薄肉のエルボEを、シームレス(継目無し)で成形できる。
More specifically, on the basis of the thickness dimension of the pipe P to be processed, the increase / decrease in the thickness dimension of the molded elbow E can be suppressed within a range of ± 7%.
This is because if the thickness of the pipe P to be processed is the JIS standard thickness of the straight pipe type pipe, the elbow thickness after molding is -12.5% of the standard thickness (specified thickness). And comply with JIS B2321 of the JIS joint standard.
Further, when the pipe P to be processed is used as a reference, the deformation ratio of the outer diameter dimension De or the inner diameter dimension de (see FIG. 2) at both ends of the molded elbow E can be suppressed within a range of ± 2%. Further, the deformation rate of the outer diameter of the bent portion can be suppressed within a range of ± 3%.
Therefore, it is not necessary to use a special material pipe having a wall thickness larger than that of the elbow E to be molded, and a general commercially available straight pipe type pipe (for example, an aluminum alloy seamless pipe conforming to JIS G3459). The elbow E can be manufactured from the processed pipe P made of a material), which is economical and can shorten the delivery time. Further, a thin elbow E having an elbow thickness of 2 mm to 3 mm can be seamlessly formed.
また、被加工パイプPの横方向中心線(基準中心線S)から所定の成形角度αの半分の角度だけ、可動プレッシャ2を摺動させれば良いので、製造を迅速に行える。
例えば、曲げ角度θが90°とし、成形角度αを92°〜93°とすると、可動プレッシャ2を、46°〜46°30′摺動させれば良い。例えば、1つの可動プレッシャを92°〜93°まで移動させる場合に比べて、半分の時間で成形できる。
Further, since the
For example, if the bending angle θ is 90 ° and the forming angle α is 92 ° to 93 °, the
そして、曲げ加工工程において、図12に示すように、一対の可動プレッシャ2,2が、所定の成形角度αよりも大きい所定の摺動開き角度βまで相互に離間する(開く)と、円弧状アーム部61が、円弧状ガイド孔部53から外れて、中央芯部材31が自由状態となり、エルボEを、曲げロール1から離間させることが可能となって、曲げ加工工程が終了となる。なお、このように成形したエルボEを、最終仕上げ金型にてプレス成形して、寸法精度を高めるも良い。
In the bending process, as shown in FIG. 12, when the pair of
また、図13に示すように、一対の可動プレッシャ2,2を曲げロール1に押圧すると共に相反する周方向N1,N2に摺動させるための駆動手段8は、相対的に接近離間可能に設けた第1盤81と第2盤82を有するプレス機を備え、下位置に設けた第1盤81と上位置に設けた第2盤82と、の間に曲げロール1と一対の可動プレッシャ2,2を配設し、被加工パイプPの外曲がり予定部Pbを下に向け(曲げロール1の案内溝12を下方開口状として配設し)、曲げロール1の上端部を第2盤82に当接させ、可動プレッシャ2を曲げロール1の下部から外周面11に沿って上方へ移動可能に配設し、可動プレッシャ2と第1盤81をリンク機構83を介して連結して、第2盤82の降下によって曲げロール1を下方へ押圧し、一対のリンク機構83,83により一対の可動プレッシャ2,2の弯曲摺接面24を曲げロール1の外周面に当接させたまま相反する周方向N1,N2に摺動させて、エルボEを成形する構成(方法)である。
Further, as shown in FIG. 13, the driving means 8 for pressing the pair of
このように構成すると、分離芯部材32から中央芯部材31の円弧状アーム部61が抜けると、成形したエルボE及びエルボE内の中央芯部材31の自重にて自然落下し、エルボEの取り外し作業を省略でき、製造の効率化を図れる。また、成形したエルボEから中央芯部材31の取り外しも容易かつ迅速に行うことができる。中央芯部材31を取り外すための特別な工具や装置を必要としない。
なお、駆動手段8は図示の実施形態に限らず自由であって、例えば、図13(a)の状態から、第1盤81が上昇する構成とするも良い。或いは、図13に於て上下を逆に配設した構成(外曲がり予定部Pbを上へ向ける配置)であっても良い。また、図13を平面図として見て、第1盤81と第2盤82が相対的に水平方向に接近離間するよう駆動させても良い。また、曲げロール1を固定とし、各可動プレッシャ2,2に油圧シリンダを夫々連結して駆動させる構成であっても良く自由である。また、駆動手段8の駆動源は電動、手動を問わず、動作機構は油圧式や空圧式、歯車やラック等の機械送り式等自由である。
With this configuration, when the arc-shaped
The driving means 8 is not limited to the illustrated embodiment, and may be configured such that, for example, the
なお、本発明は、設計変更可能であって、被加工パイプPの材質は、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅、鉄等の金属の他に、常温又は加熱状態で伸び率が15%以上の金属(合金)製であれば良い。また、シームレス管や溶接管等自由である。曲げロール1、可動プレッシャ2、芯金3の材質は金属等自由である。また、成形すべきエルボEは、曲げ角度θが、45°や90°のもの等自由である。また、本発明は、冷間曲げ加工に限らず、可動プレッシャ2にヒータ等の加熱手段を付設して、加熱しながら行っても良い。
なお、本発明に於て、寸法を同等に設定するとは、一致する場合に限らず、JIS規格に準拠する公差の範囲内で寸法を設定する場合も含む。
In the present invention, the design can be changed, and the material of the pipe P to be processed is a metal having an elongation of 15% or more at normal temperature or in a heated state in addition to metals such as aluminum, stainless steel, nickel, copper, and iron. It may be made of (alloy). Also, seamless pipes and welded pipes are free. The material of the bending
In the present invention, setting the dimensions to be equal includes not only the case where the dimensions match, but also the case where the dimensions are set within a tolerance range in accordance with the JIS standard.
以上のように、本発明のエルボの製造装置は、被加工パイプPを曲げるための曲げロール1と、曲げロール1に摺接しつつ相反する周方向N1,N2に移動して被加工パイプPを曲げロール1に押圧する一対の可動プレッシャ2,2と、3つに分離可能に構成されると共に棒状に一体化されて被加工パイプP内に挿入される分割構造の芯金3と、を備え、芯金3は、一対の可動プレッシャ2,2に夫々連動連結され可動プレッシャ2,2が相反する周方向N1,N2に移動することで円弧状の軌跡を描くように相互に離間しつつ被加工パイプPの内周面Pdに摺接する一対の分離芯部材32,32と、一対の分離芯部材32,32の間に配設される中央芯部材31と、から成り、各分離芯部材32,32は、円弧状ガイド孔部53を有し、中央芯部材31は、円弧状ガイド孔部53に摺動可能に差し込まれる一対の円弧状アーム部61,61とパイプ扁平阻止用ボス部62とを備えているので、成形すべきエルボEと同じ又は近い外径(内径)寸法や肉厚寸法をもった市販品の(JIS規格に準拠した)パイプからエルボEを製造できる。溶接等の継目の無い(シームレスの)薄い肉厚のエルボEを製造できる。被加工パイプPを曲げ加工する際の外曲がり予定部Pbの減肉、及び、内曲がり予定部Paの増肉を抑えることができる。JIS規格に準拠した直管状パイプを、JIS規格の肉厚公差内(規定肉厚のマイナス12.5%以内)に抑えて曲げ加工ができる。曲がり部の扁平や潰れ、割れやヒビ、シワの発生を抑え、不具合品発生を削減でき、高品質のエルボEを安定して効率良く製造できる。被加工パイプPを把持するクランプ装置が不要で装置を簡素化できると共に、被加工パイプPにクランプ代が必要なく、素材を効率よく使用できる(歩留りが良い)。熟練した技量(経験)が無くとも容易に製造できる。また、一対の可動プレッシャ2,2を動かすことができればエルボEを製造できるので駆動手段8を小型で簡素なものとできる。また、冷間曲げであっても容易にエルボEを製造でき、省エネや二酸化炭素等の地球温暖化ガスの発生も抑えることができる。
As described above, the elbow manufacturing apparatus according to the present invention moves the pipe P to be machined by moving the bending
また、本発明のエルボの製造方法は、被加工パイプP内に扁平を防止するための分割構造の芯金3を挿入する芯金挿入工程と、被加工パイプPを曲げロール1に沿うように押圧する曲げ加工工程と、を備え、芯金3は、中央芯部材31と、中央芯部材31の両側に配設される一対の分離芯部材32,32とを備え、3つに分離可能に構成され、芯金挿入工程において、中央芯部材31と一対の分離芯部材32,32とを棒状に一体化して被加工パイプPに挿入し、曲げ加工工程において、被加工パイプPを曲げる際に、一対の分離芯部材32,32を円弧状の軌跡を描くように相互に離間させつつ被加工パイプPの内周面Pdに摺接させると共に、中央芯部材31が被加工パイプPの内部中央位置に留まってパイプ扁平を阻止するので、成形すべきエルボEと同じ又は近い外径(内径)寸法や肉厚寸法をもった市販品の(JIS規格に準拠した)パイプからエルボEを製造できる。溶接等の継目の無い(シームレスの)薄い肉厚のエルボEを製造できる。被加工パイプPを曲げ加工する際の外曲がり予定部Pbの減肉、及び、内曲がり予定部Paの増肉を抑えることができる。JIS規格に準拠した直管状パイプを、JIS規格の肉厚公差内(規定肉厚のマイナス12.5%以内)に抑えて曲げ加工ができる。曲がり部の扁平や潰れ、割れやヒビ、シワの発生を抑え、不具合品発生を削減でき、高品質のエルボEを安定して効率良く製造できる。被加工パイプPを把持するクランプ装置が不要で装置を簡素化できると共に、被加工パイプPにクランプ代が必要なく、素材を効率よく使用できる。熟練した技量が無くとも容易に製造できる。また、一対の可動プレッシャ2,2を動かすことができればエルボEを製造できるので駆動手段8を小型で簡素なものとできる。また、冷間曲げであっても容易にエルボEを製造でき、省エネや二酸化炭素等の地球温暖化ガスの発生も抑えることができる。
The elbow manufacturing method of the present invention includes a cored bar insertion step of inserting a cored
1 曲げロール
2 可動プレッシャ
3 芯金
31 中央芯部材
32 分離芯部材
53 円弧状ガイド孔部
61 円弧状アーム部
62 パイプ扁平阻止用ボス部
N1 周方向
N2 周方向
P 被加工パイプ
Pd 内周面
1
31 Center core member
32 Separation core member
53 Arc guide hole
61 Arc-shaped arm
62 Boss for pipe flattening prevention N1 circumferential direction N2 circumferential direction P Pipe to be processed Pd Inner circumferential surface
Claims (2)
上記芯金(3)は、一対の上記可動プレッシャ(2)(2)に夫々連動連結され該可動プレッシャ(2)(2)が相反する周方向(N1)(N2)に移動することで円弧状の軌跡を描くように相互に離間しつつ上記被加工パイプ(P)の内周面(Pd)に摺接する一対の分離芯部材(32)(32)と、一対の該分離芯部材(32)(32)の間に配設される中央芯部材(31)と、から成り、
各上記分離芯部材(32)(32)は、円弧状ガイド孔部(53)を有し、
上記中央芯部材(31)は、上記円弧状ガイド孔部(53)に摺動可能に差し込まれる一対の円弧状アーム部(61)(61)とパイプ扁平阻止用ボス部(62)とを備えていることを特徴とするエルボ製造装置。 A bending roll (1) for bending the pipe (P) to be processed, and the circumferential direction (N1) (N2) opposite to each other while sliding on the bending roll (1) to bend the pipe (P) to be processed A pair of movable pressures (2) and (2) that press against the roll (1) and a split structure that is configured to be separable into three parts and integrated into a rod shape and inserted into the pipe (P) to be processed. A metal core (3),
The core metal (3) is interlocked and connected to the pair of movable pressures (2) and (2), respectively, and moves in the circumferential directions (N1) and (N2) in which the movable pressures (2) and (2) are opposite to each other. A pair of separation core members (32) and (32) that are slidably in contact with the inner peripheral surface (Pd) of the pipe (P) while being spaced apart from each other so as to draw an arcuate locus, and a pair of the separation core members (32 ) (32) and a central core member (31) disposed between,
Each of the separation core members (32) (32) has an arcuate guide hole (53),
The central core member (31) includes a pair of arc-shaped arm portions (61) (61) slidably inserted into the arc-shaped guide hole portion (53) and a pipe flattening prevention boss portion (62). The elbow manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned.
上記芯金(3)は、中央芯部材(31)と、該中央芯部材(31)の両側に配設される一対の分離芯部材(32)(32)とを備え、3つに分離可能に構成され、
上記芯金挿入工程において、上記中央芯部材(31)と一対の上記分離芯部材(32)(32)とを棒状に一体化して上記被加工パイプ(P)に挿入し、
上記曲げ加工工程において、上記被加工パイプ(P)を曲げる際に、一対の上記分離芯部材(32)(32)を円弧状の軌跡を描くように相互に離間させつつ上記被加工パイプ(P)の内周面(Pd)に摺接させると共に、上記中央芯部材(31)が上記被加工パイプ(P)の内部中央位置に留まってパイプ扁平を阻止することを特徴とするエルボ製造方法。 A cored bar inserting step of inserting a cored bar (3) having a divided structure for preventing flattening into the processed pipe (P), and pressing the processed pipe (P) along the bending roll (1). A bending process,
The core metal (3) includes a central core member (31) and a pair of separation core members (32) and (32) disposed on both sides of the central core member (31), and can be separated into three. Composed of
In the core metal insertion step, the central core member (31) and the pair of separated core members (32) and (32) are integrated into a rod shape and inserted into the processed pipe (P),
In the bending process, when the pipe to be processed (P) is bent, the pipe to be processed (P) while separating the pair of separation core members (32) and (32) from each other so as to draw an arcuate locus. The inner core surface (Pd) is slidably contacted, and the central core member (31) stays at the inner central position of the pipe (P) to be processed to prevent the flattening of the pipe.
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160405 |
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A02 | Decision of refusal |
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