JP2548655B2 - 金属管の先端部を円錐形状に塑性加工する方法および装置 - Google Patents
金属管の先端部を円錐形状に塑性加工する方法および装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は金属管の端部を円錐形
状に加工することを目的とした金属管の端部を円錐形状
に塑性加工する方法および装置に関する。
状に加工することを目的とした金属管の端部を円錐形状
に塑性加工する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来金属管の端部を円錐形状に塑性加工
するには図８のように穴ダイス２０のテーパー穴２１へ
金属管１の先端を強力な押入力（例えば約２００トン）
で圧入していた。
するには図８のように穴ダイス２０のテーパー穴２１へ
金属管１の先端を強力な押入力（例えば約２００トン）
で圧入していた。
【０００３】
【発明により解決すべき課題】前記従来の方法によれ
ば、金属管に強大な押入力を与える為に、金属管が曲
り、または挫屈を生じ、或いはダイス内面に生じる摩擦
によって焼付きを生じるなどの問題点があった。また強
大な押入力を与え得るように金属管を把持すると、金属
管が変形し（円形を歪ませる）、又は掴み傷を生成する
などの問題点があった。
ば、金属管に強大な押入力を与える為に、金属管が曲
り、または挫屈を生じ、或いはダイス内面に生じる摩擦
によって焼付きを生じるなどの問題点があった。また強
大な押入力を与え得るように金属管を把持すると、金属
管が変形し（円形を歪ませる）、又は掴み傷を生成する
などの問題点があった。
【０００４】然して円錐形状の扇角θ（図８）が２０度
に近ずくに従って、前記問題点により加工困難となる。
通常加工できる扇角θは１７度以下であった。
に近ずくに従って、前記問題点により加工困難となる。
通常加工できる扇角θは１７度以下であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】然るにこの発明は、金属
管の中心線に対し角度を有するロールを転動させ、また
はロールの回転と、金属管を回転させることにより、円
錐形状に塑性加工するので、前記従来の問題点を解決し
たのである。
管の中心線に対し角度を有するロールを転動させ、また
はロールの回転と、金属管を回転させることにより、円
錐形状に塑性加工するので、前記従来の問題点を解決し
たのである。
【０００６】即ちこの発明の方法は、金属管の端部外周
側へ、金属管の中心線と１７度以下の角度をなすローラ
を加圧当接しつつ３０ｒｐｍ〜４０ｒｐｍで回転加工す
ると共に、金属管の押入速度を毎秒２ｍｍ程度とするこ
とを特徴とした金属管の先端部を円錐形状に塑性加工す
る方法。
側へ、金属管の中心線と１７度以下の角度をなすローラ
を加圧当接しつつ３０ｒｐｍ〜４０ｒｐｍで回転加工す
ると共に、金属管の押入速度を毎秒２ｍｍ程度とするこ
とを特徴とした金属管の先端部を円錐形状に塑性加工す
る方法。
【０００７】この発明の装置は、中空円錐状の加工具フ
レームの内側へ数本のローラを等間隔に、回転可能に架
設し、前記加工具フレームを回転可能に支持して３０ｒ
ｐｍ〜４０ｒｐｍで回転すべく駆動手段と連結し、前記
ローラの外径を、金属管の外径（Ｄ）に対してＤ×（１
／１．５〜１／５）としたことを特徴とする金属管の先
端部を円錐形状に塑性加工する装置である。また他の装
置は、中空円錐状の加工具フレームの内側へ数本のロー
ラを等間隔に、回転可能に架設し、前記加工具フレーム
を固定すると共に、金属管を１００ｒｐｍ〜２５ｒｐｍ
で回転すべく駆動手段と連結し、前記ローラの外径を、
金属管の外径（Ｄ）に対してＤ×（１／１．５〜１／
５）としたことを特徴とする金属管の先端部を円錐形状
に塑性加工する装置である。
レームの内側へ数本のローラを等間隔に、回転可能に架
設し、前記加工具フレームを回転可能に支持して３０ｒ
ｐｍ〜４０ｒｐｍで回転すべく駆動手段と連結し、前記
ローラの外径を、金属管の外径（Ｄ）に対してＤ×（１
／１．５〜１／５）としたことを特徴とする金属管の先
端部を円錐形状に塑性加工する装置である。また他の装
置は、中空円錐状の加工具フレームの内側へ数本のロー
ラを等間隔に、回転可能に架設し、前記加工具フレーム
を固定すると共に、金属管を１００ｒｐｍ〜２５ｒｐｍ
で回転すべく駆動手段と連結し、前記ローラの外径を、
金属管の外径（Ｄ）に対してＤ×（１／１．５〜１／
５）としたことを特徴とする金属管の先端部を円錐形状
に塑性加工する装置である。
【０００８】前記における扇角θを１７度以上にする
と、押入力の増大の為に加工が困難になり、０度に近づ
くと、円錐形状が長大になって実用上好ましくない場合
が多いので、扇角θは、金属管の用途に応じ適宜選定す
る。前記におけるローラの外径をＤ×１／１．５より大
きくすると、加圧面積が広くなって、加工時の押入荷重
が増大するか、加工効率が低下し、ローラの外径をＤ×
１／５より小さくすると、加圧面積が狭くなり、製品表
面の仕上げが悪くなるおそれがある。
と、押入力の増大の為に加工が困難になり、０度に近づ
くと、円錐形状が長大になって実用上好ましくない場合
が多いので、扇角θは、金属管の用途に応じ適宜選定す
る。前記におけるローラの外径をＤ×１／１．５より大
きくすると、加圧面積が広くなって、加工時の押入荷重
が増大するか、加工効率が低下し、ローラの外径をＤ×
１／５より小さくすると、加圧面積が狭くなり、製品表
面の仕上げが悪くなるおそれがある。
【０００９】この発明の方法は、実質的にはスエーヂン
グ加工と異なるもので、金属管の加工面は繰り返えし波
状的な変形作用を受けて塑性加工される為に、加工の進
行に対応して金属管を前進させることにより、従来の穴
ダイスによる変形に較べると１０％以下の押入力で十分
目的を達成することができる。
グ加工と異なるもので、金属管の加工面は繰り返えし波
状的な変形作用を受けて塑性加工される為に、加工の進
行に対応して金属管を前進させることにより、従来の穴
ダイスによる変形に較べると１０％以下の押入力で十分
目的を達成することができる。
【００１０】この発明により加工できる金属管には各種
寸法、肉厚のものが考えられるが、例えば油井管などの
場合には、長さ１０ｍ以上、直径３００ｍｍ前後、肉厚
１２ｍｍ前後である。
寸法、肉厚のものが考えられるが、例えば油井管などの
場合には、長さ１０ｍ以上、直径３００ｍｍ前後、肉厚
１２ｍｍ前後である。
【００１１】この発明においては、通常加工具フレーム
を回転し、ローラを自転及び公転させるけれども、金属
管か短尺（例えば１ｍ以下）の場合には、金属管を回転
し、ローラは遊星自転のみの場合もあり得る。更に加工
具フレームと金属管とを共に回転させる場合もある。尤
も長尺の金属管（例えば１０ｍ以上）を回転させるには
大型の装置が必要であるが、回転による利点がないので
採用されることが少ない。
を回転し、ローラを自転及び公転させるけれども、金属
管か短尺（例えば１ｍ以下）の場合には、金属管を回転
し、ローラは遊星自転のみの場合もあり得る。更に加工
具フレームと金属管とを共に回転させる場合もある。尤
も長尺の金属管（例えば１０ｍ以上）を回転させるには
大型の装置が必要であるが、回転による利点がないので
採用されることが少ない。
【００１２】実験によれば、外径２２０ｍｍ、厚さ１０
ｍｍの鋼管を扇角１７度、円錐長さ４０ｍｍに仕上げる
為に、従来の穴ダイスを用いると、押入荷重は約２００
トンであった。
ｍｍの鋼管を扇角１７度、円錐長さ４０ｍｍに仕上げる
為に、従来の穴ダイスを用いると、押入荷重は約２００
トンであった。
【００１３】一方同一鋼管をこの発明の装置で同一円錐
形状に加工した所、押入荷重は約１２トンであり、その
際鋼管に与えられたトルクは８８〜１００ｋｇｍであっ
た。
形状に加工した所、押入荷重は約１２トンであり、その
際鋼管に与えられたトルクは８８〜１００ｋｇｍであっ
た。
【００１４】前記における加工具の回転は通常３０ｒｐ
ｍ〜４０ｒｐｍであった。
ｍ〜４０ｒｐｍであった。
【００１５】また、金属管を回転する場合には、その外
径により回転数が異なるが、直径８０ｍｍの場合に１０
０ｒｐｍ、直径３００ｍｍの場合に２５ｒｐｍ位であ
る。
径により回転数が異なるが、直径８０ｍｍの場合に１０
０ｒｐｍ、直径３００ｍｍの場合に２５ｒｐｍ位であ
る。
【００１６】前記におけるローラ数は、３〜１２本が実
用範囲であるが、３本の場合には、同一金属管を加工す
る場合の必要エネルギーが増大する傾向にあり、、１２
本の場合には、必要エネルギーの増大と、成形が不安定
となり易いので、ローラの数は６本前後が好適である。
用範囲であるが、３本の場合には、同一金属管を加工す
る場合の必要エネルギーが増大する傾向にあり、、１２
本の場合には、必要エネルギーの増大と、成形が不安定
となり易いので、ローラの数は６本前後が好適である。
【００１７】この発明における加工具の扇角は、真鍮の
場合に１６度以下、鉄系金属の場合に２０度以下である
が、通常用いられる扇角は、前記の１／２程度である。
場合に１６度以下、鉄系金属の場合に２０度以下である
が、通常用いられる扇角は、前記の１／２程度である。
【００１８】前記における加工は、冷間加工であるけれ
ども、これを温間加工に応用することもできる。一般に
温間加工に際しては、加工圧力（押入力）を更に小さく
することができると共に、扇角を更に大きく（例えば６
０度位まで）できるが（但し管径の２０％が加工長とし
た場合）、その反面、金属管の酸化防止（例えば還元ガ
ス雰囲気中で処理）について考慮する必要がある。
ども、これを温間加工に応用することもできる。一般に
温間加工に際しては、加工圧力（押入力）を更に小さく
することができると共に、扇角を更に大きく（例えば６
０度位まで）できるが（但し管径の２０％が加工長とし
た場合）、その反面、金属管の酸化防止（例えば還元ガ
ス雰囲気中で処理）について考慮する必要がある。
【００１９】
【作用】この発明によれば、金属管の端部外周側へ、金
属管の中心線と所定の角度をなすローラを加圧当接しつ
つ回転させ、該端部を円錐形状に加工するのであるか
ら、金属管の端部はローラの回転により逐次加圧成形さ
れる。従って加工につれて金属管を前進させることにな
り、押入力は著しく小さい。
属管の中心線と所定の角度をなすローラを加圧当接しつ
つ回転させ、該端部を円錐形状に加工するのであるか
ら、金属管の端部はローラの回転により逐次加圧成形さ
れる。従って加工につれて金属管を前進させることにな
り、押入力は著しく小さい。
【００２０】また加工具フレーム及びローラを回転する
ので、金属管の外周に対する加工は均等化され、製品形
状（円錐形状）は高精度かつ焼付けなどなく、品質良好
となる。
ので、金属管の外周に対する加工は均等化され、製品形
状（円錐形状）は高精度かつ焼付けなどなく、品質良好
となる。
【００２１】
【実施例１】この発明の方法の実施例を説明する。
【００２２】長さ１０００ｍｍ、外径２２０ｍｍ、厚さ
１０ｍｍの鋼管を扇角１７度のこの発明の加工具フレー
ムのローラ間に、２０トン以下で押し込み、加工具を毎
分３０回転した所、押入速度毎秒２ｍｍ、扇角１７度
で、長さ４０ｍｍの円錐形状端を加工できた。
１０ｍｍの鋼管を扇角１７度のこの発明の加工具フレー
ムのローラ間に、２０トン以下で押し込み、加工具を毎
分３０回転した所、押入速度毎秒２ｍｍ、扇角１７度
で、長さ４０ｍｍの円錐形状端を加工できた。
【００２３】前記における加工具フレームに架設された
ローラは、直径５０ｍｍで、６本等間隔に配置した。
ローラは、直径５０ｍｍで、６本等間隔に配置した。
【００２４】
【実施例２】この発明の装置を図面に基づいて説明す
る。
る。
【００２５】中空で、截頭円錐形の加工具フレーム２の
中空部内壁へ、６本のローラ３、３を等間隔に軸受けリ
ング６、７を介して回転自在に架設したもので、ローラ
３、３の軸４と、軸受けリング６、７との間にはニード
ルローラ５、５が介装され、軸受け６と、加工具フレー
ム２との間にはスラストベアリング８が介装され、加工
具カバー９の内壁と軸受け７との間には合成樹脂製のス
ラストリング１０が介装してある。このスラストリング
１０は、金属管１を引抜く際のスラスト受けであって、
大きな耐力は必要としない。
中空部内壁へ、６本のローラ３、３を等間隔に軸受けリ
ング６、７を介して回転自在に架設したもので、ローラ
３、３の軸４と、軸受けリング６、７との間にはニード
ルローラ５、５が介装され、軸受け６と、加工具フレー
ム２との間にはスラストベアリング８が介装され、加工
具カバー９の内壁と軸受け７との間には合成樹脂製のス
ラストリング１０が介装してある。このスラストリング
１０は、金属管１を引抜く際のスラスト受けであって、
大きな耐力は必要としない。
【００２６】図中１１はボールスラスト受け用のラック
である。
である。
【００２７】前記実施例において、金属管１を図１中矢
示１２の方向へ押入しつつ、加工具フレーム２を回転す
れば、金属管１の端部はローラ３の側面により、円錐形
状２２に逐次加工され、図４の状態から図５の状態に成
形される。
示１２の方向へ押入しつつ、加工具フレーム２を回転す
れば、金属管１の端部はローラ３の側面により、円錐形
状２２に逐次加工され、図４の状態から図５の状態に成
形される。
【００２８】前記において、加工具フレーム２は、段部
１３に動力を伝達し（例えばベルトを装着）回転するの
で、金属管１の端部は、ローラ３によって恰もスエーヂ
ング加工する如く打撃される。そこで実質的には打撃成
形となり、矢示１２方向の押入力はきわめて小さくても
十分目的を達成することができる。
１３に動力を伝達し（例えばベルトを装着）回転するの
で、金属管１の端部は、ローラ３によって恰もスエーヂ
ング加工する如く打撃される。そこで実質的には打撃成
形となり、矢示１２方向の押入力はきわめて小さくても
十分目的を達成することができる。
【００２９】前記実施例においては、ローラ３と加工具
フレーム２とを回転したけれども、短尺の金属管１にあ
っては、金属管１を回転しつつ加工することもできる。
フレーム２とを回転したけれども、短尺の金属管１にあ
っては、金属管１を回転しつつ加工することもできる。
【００３０】この発明により円錐形状に加工した金属管
１は、図６のように接続部１４として必要な場合、又は
引抜ダイス１５にかける為に、牽引杆１６の端部１７を
掛止する為に必要な場合などに使用する。図中１８は牽
引杆１６のチャック、１９は引抜ダイス台である。
１は、図６のように接続部１４として必要な場合、又は
引抜ダイス１５にかける為に、牽引杆１６の端部１７を
掛止する為に必要な場合などに使用する。図中１８は牽
引杆１６のチャック、１９は引抜ダイス台である。
【００３１】
【発明の効果】この発明は、金属管の端部外周側へ、金
属管の中心線と１７度以下の角度をなすローラを加圧当
接しつつ回転させたので、押入荷重を著しく軽減し、金
属管の端部は恰も打撃成形加工の如く成形され、かつロ
ーラ外径を金属管外径のＤ×（１／１．５〜１／５）に
したので、製品表面を良好に仕上げることができる。従
って通常の穴ダイスに加圧当接成形する場合より著しく
小さな押入力で加工を進行できる効果がある。
属管の中心線と１７度以下の角度をなすローラを加圧当
接しつつ回転させたので、押入荷重を著しく軽減し、金
属管の端部は恰も打撃成形加工の如く成形され、かつロ
ーラ外径を金属管外径のＤ×（１／１．５〜１／５）に
したので、製品表面を良好に仕上げることができる。従
って通常の穴ダイスに加圧当接成形する場合より著しく
小さな押入力で加工を進行できる効果がある。
【００３２】従って押入力が大きい為に生じる金属管の
変形がなくなるのみならず、大型押入装置および大型動
力が不必要になり、比較的容易に所望の外形を得ること
ができるなどの諸効果がある。
変形がなくなるのみならず、大型押入装置および大型動
力が不必要になり、比較的容易に所望の外形を得ること
ができるなどの諸効果がある。
【図１】この発明の実施装置の一部断面図。
【図２】同じくローラの架設部を示す一部側面図。
【図３】同じく加工具フレームとローラとの関係を示す
（他部省略）一部切断斜視図。
（他部省略）一部切断斜視図。
【図４】この発明で加工する金属管の斜視図。
【図５】この発明で加工した金属管の一部を切断した斜
視図。
視図。
【図６】この発明の製品の使用例を示す一部切断した斜
視図。
視図。
【図７】この発明の製品の他の使用例の一部断面図。
【図８】従来装置による金属管の加工状態を示す一部断
面図。
面図。
１ 金属管 ２ 加工具フレーム ３ ローラ ４ ローラの軸 ５ ニードルローラ ６、７ 軸受けリング ８ スラストベアリング ９ 加工具カバー １０ スラストリング １１ ラック
Claims (3)
- 【請求項１】 金属管の端部外周側へ、金属管の中心線
と１７度以下の角度をなすローラを加圧当接しつつ３０
ｒｐｍ〜４０ｒｐｍで回転加工すると共に、金属管の押
入速度を毎秒２ｍｍ程度とすることを特徴とした金属管
の先端部を円錐形状に塑性加工する方法。 - 【請求項２】 中空円錐状の加工具フレームの内側へ数
本のローラを等間隔に、回転可能に架設し、前記加工具
フレームを回転可能に支持して３０ｒｐｍ〜４０ｒｐｍ
で回転すべく駆動手段と連結し、前記ローラの外径を、
金属管の外径（Ｄ）に対してＤ×（１／１．５〜１／
５）としたことを特徴とする金属管の先端部を円錐形状
に塑性加工する装置。 - 【請求項３】 中空円錐状の加工具フレームの内側へ数
本のローラを等間隔に、回転可能に架設し、前記加工具
フレームを固定すると共に、金属管を１００ｒｐｍ〜２
５ｒｐｍで回転すべく駆動手段と連結し、前記ローラの
外径を、金属管の外径（Ｄ）に対してＤ×（１／１．５
〜１／５）としたことを特徴とする金属管の先端部を円
錐形状に塑性加工する装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3352339A JP2548655B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 金属管の先端部を円錐形状に塑性加工する方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3352339A JP2548655B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 金属管の先端部を円錐形状に塑性加工する方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05161932A JPH05161932A (ja) | 1993-06-29 |
| JP2548655B2 true JP2548655B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=18423382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3352339A Expired - Fee Related JP2548655B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 金属管の先端部を円錐形状に塑性加工する方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548655B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100476723B1 (ko) * | 2002-06-01 | 2005-03-16 | 호일정공 주식회사 | 관체의 외경 축관장치 및 축관방법 |
| US6826865B2 (en) | 2003-02-10 | 2004-12-07 | Clymer Manufacturing Co. | Gun chambering device |
| JP2008194791A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Sugino Mach Ltd | バニシング方法およびローラバニシング工具 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52144588A (en) * | 1976-05-26 | 1977-12-01 | Toshiba Corp | Safety device of reactor |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP3352339A patent/JP2548655B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05161932A (ja) | 1993-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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