JP2525860B2

JP2525860B2 - 曲がり角管の製造法

Info

Publication number: JP2525860B2
Application number: JP63083551A
Authority: JP
Inventors: 幸久栗山; 松男阿高
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-04-05
Filing date: 1988-04-05
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JPH01258820A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は曲がり角管の製造法に関するものである。

即ち、角管を曲げ成形し、また、角管を丸管から断面
を成形しながら曲げ成形するに際し、絞りを加えながら
曲げることにより、断面形状の確保、座屈防止などをす
るものである。

［従来の技術］管を曲げる場合には、板、梁の曲げなどと同様に、曲
げ内側に圧縮応力が発生する管の場合は、中空であるた
め剛性が低く、肉厚の薄い場合は座屈を発生し問題とな
る。また、管を曲げる場合には、曲げによる外面の引っ
張り、内面の圧縮による曲げを緩和するため断面が扁平
化する問題がある。

従来曲がり角管を製造するには、オフライン曲げ第７図に示すように、複数段に設けたロール成型機３
により、丸型から徐々に角形に成して丸管１から角管２
を製造後、第８図に示す如く、回転曲げ型４の周りに角
管２をクランプ型５と押し付け型６を用いて曲げ加工を
行なう方法（田問えば特開昭59−66926号公報）が行な
われている。

タークスヘッド曲げまた、第９図に示すように、ロール成形機３で角管２
を製造する最後の数スタンドを、通常、タークスヘッド
７と呼ばれる曲げを与えるロールとしてパスラインを変
えて曲げるといった方法がとられている。

而してのオフライン曲げでは、丸管の曲げに関し
て、上述の座屈や断面扁平を抑制するために、張力をか
けながら曲げる。また、中子を入れて曲げるといった方
法もとられており、角管の曲げ加工においても、このよ
うな方法を適用することが考えられる。しかし、このよ
うな方法では、生産性が悪い、曲げ可能な管長さが設備
の大きさの制約を受けるので、長い曲がり管を製造でき
ないといった問題がある。

又、のタークスヘッド曲げでは、ロール成形での曲
げであり、従来の製造方法では絞りを積極的にかけない
ため、長手方向の張力がかけられない。材料の延伸によ
る圧縮緩和の効果がなく、特に薄肉の場合、曲げ内側で
の座屈が発生する問題がある。また、ロールによる曲げ
のため、材料と工具、この場合、ロールとの接触面積が
小さいため、工具による拘束が小さくなり、断面変形が
大きく、所定の形状が確保できないといった問題があ
る。

［発明が解決しようとする課題］従来法における別途曲げを行なう方法では、オフライ
ンでの曲げ加工となるため生産性が悪い、また、曲げ設
備の長さの制約上、長い曲がり管が製造できないといっ
た問題がある。また、タークスヘッドなどによる曲げの
場合は、オフライン曲げで一部の設備についているよう
な、引き抜き装置がつけられないため、長手方向の張力
がかけられない、また、タークスヘッドでは絞りが大き
くとれないために、曲げによる座屈が発生する、材料と
工具の接触面積が小さいため、断面形状の崩れが大きい
といった問題がある。

［課題を解決するための手段］本発明の要旨は丸管をロール成形して角管とし、該角
管を曲げ成形するに際し、角管に絞りを加えながら曲げ
るものである。即ち、第１図に例示するように、丸管か
ら角管を製造する後半のスタンドで絞りを加えながら曲
げることを特徴とする曲がり角管の製造方法である。そ
のため、ロール成形機などの後段に曲げ装置が組み込ま
れた形になっているため、オンラインでの連続曲がり管
製造が可能であり、生産性が良く、また、曲がり角管の
長さの制約もない。

本発明者等は、絞りを加えながら曲げることにより、
長手方向に材料を延伸させることにより、曲げ内側とな
る部分の圧縮を打ち消し、座屈防止可能なことを知見し
たものである。曲げにより曲げ内側では圧縮歪みε_１が
発生する。この歪みが座屈限界歪みε_Ｃより大きいと座
屈が発生する。

一方、第２図のように、管に周方向絞りを加えると管
は長手方向に延伸する。この延伸歪みε_２を通常の曲げ
に重畳させることにより曲げ内側の歪みはε_１−ε_２＝
ε_３まで低減させることができる。ε_２を十分大きくと
りε_３＜ε_Ｃにすることにより座屈を防止することがで
きる。

また、絞りを加えるため第３図（ｂ）のように外周を
拘束するので、従来のタークスヘッドなどの曲げ（第３
図（ａ））のように外周の拘束が低い曲げ成形に比べ断
面形状の崩れを小さくすることができる。

なお、上述の絞りを加えながら曲げる方法は、ロール
により絞りを与える他、ダイスなどにより絞りを加える
場合も有効である。

また、絞りの付与の仕方も、断面を角に成形後に絞り
を付与しても良いし、断面を丸から角に成形しながら絞
りを付与しても良い。

［実施例］次に、本発明の実施例について述べる。

第１図は、本発明の実施例に用いた曲がり管製造装置
例を示す図であり、ロール成形機の後段で絞りをかけ、
かつ、パスラインを大きく変更できるようになってい
る。座屈及び、断面変形の大きい薄肉材の成形例とし
て、肉厚1.6mm,1辺126mmの角管の曲げ成形を行なった。

このサイズの管は、丸管換算で肉厚／外形比が１％き
わめて薄いため、曲げ加工時に座屈、断面形状の崩れが
大きく発生する、座屈の程度の評価は、座屈の波高さ、
ピッチより急峻度を求め、座屈歪みに換算した。第４図
に座屈の測定結果を示す。図中の従来方法は、タークス
ヘッドによる曲げである。従来方法では、大きな座屈が
発生しているのに対し、本方法では座屈が発生していな
い本方法での実施例における絞りの値は曲げが管高さの
50倍の場合0.35％、100倍の場合0.85％である。

第５図および第６図に、第４図の実験の際の断面形状
の変化を示す。従来方法では第５図に示すように曲げに
よる扁平化のため断面高さの減少が大きく、また、第６
図に示すように幅広がりも大きく、断面形状の崩れが大
きい。第５図および第６図に比較で示すように本方法に
よる成形では、高さの減少・幅広がりとも従来の半分以
下に低減することができる。

［発明の効果］本発明を採用することにより、曲がり角管の成形にお
いて、座屈の防止、断面形状の変化を抑制することがで
き、製品の寸法精度を向上させることができる。また、
オンラインでの曲げ加工となるため、生産性良く、ま
た、曲がり管の長さの制約がないため、長い曲がり管を
製造できる等顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の曲がり角管の製造方法を示す説明図、
第２図は絞りを付与しながら曲げることにより曲げ内側
の圧縮を低減できることを示す説明図、第３図（ａ）
（ｂ）は絞りを加えながら曲げることにより断面形状の
崩れを低減できることを示す説明図、第４図は角管を曲
げ加工した時の座屈の発生状況を示す図、第５図は第４
図の実験の際の断面形状の変化のうち角管の高さの変化
を示す図、第６図は第４図の実験の際の断面形状の変化
のうち、角管の幅の変化を示す図、第７図は従来法によ
る角管の製造方法を示す説明図、第８図従来の角管の曲
げ加工方法を示す説明図、第９図も従来のタークスヘッ
ドによる曲げ加工を示す説明図である。Ｈ……角管の高さ、Ｒ……曲げ半径 λ……急峻度、ε……座屈歪ｒ……絞り、１……丸管２……角管、３……ロール成型機４……回転曲げ型、５……クランプ型６……押し付け型、７……タークスヘッド

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】丸管をロール成形して角管とし、該角管を
曲げ成形するに際し、角管に絞りを加えながら曲げるこ
とを特徴とする曲がり角管の製造法。