JP4061091B2

JP4061091B2 - Bending method and bending roll

Info

Publication number: JP4061091B2
Application number: JP2002047223A
Authority: JP
Inventors: 弘福地; 裕幸三武; 清嗣卯田; 静夫小日向; 勉波江野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2022-02-22
Also published as: JP2003245721A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板のロール曲げによる、パイプ製造に関し、特に弾性回復率の高い高張力金属板の小径長尺のパイプ製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パイプの製造は、電縫溶接により連続的に製造する方式と、ロール曲げ加工によるベンディングロール装置により製造するものがある。
前者は製造機械が大がかりで高価であり大量生産に向いている。これに対し後者は、製造機械が安価であるが大量生産に向いていない。
ここで、薄肉長尺のパイプを製造しようとすると、従来の電縫溶接により製造する方式では、一般に、溶接する板厚がパイプ径の０．０１倍以上の厚みのものについては成形・溶接を行うことが出来るが、それ以下のものについては一般的にこの方法による製造は向いてない。
【０００３】
一方、ベンディングロール装置による場合にあっては、薄手のパイプの成型は容易であるが、一般に広く用いられる３ロール方式の３点曲げによるベンディングでは、長尺の径に対し長いものをベンディングロール装置で加工しようとした場合、芯ロール自身が長手方向に撓み、ロールの中央部近傍の撓みが大きくなり、この部分のロール押し込み量が小さくなる。この為、図７に示すように、製品パイプの長手方向中央部の隙間が大きく出来る樽状になり、特に、長尺のパイプを成型する時は顕著になる。従って鋼材を用いてパイプを製作しようとする場合、一般的に、パイプの径の約１０倍以上の長尺のパイプをこの方法によって成型することが困難な場合が多かった。
係る樽状の変形に対し、特開平０８−１１７８６９号公報に記載のベンディングロール装置を始めとして、芯ロールにクラウンを設けることや、逆曲げ力を加え、故意に長手方向の撓みに対抗するよう、芯ロールと押しつけロールが長手方向に均一な接触を保つようにして、上記問題を解決しようとするもの等があった。
また、パイプ状に金属板を成型した後に、シュリンクプレスでプレスで成形し、樽状の変形を矯正する工程を設けることも考えられる。
なお、図８に示すように、特開平０９−７０６２２号公報記載のロール曲げ方法の提案がある。この技術は、芯ロール１との撓みを防ぐ目的でなされた技術である。そして、大円弧部３１と小円弧部３２の２種類の径を有する多径押付ロール３側で、芯ロール１の表面に加工する金属板がないときは、大円弧部３１で押し圧し、芯ロール１表面に金属板があるときは、小円弧部３２で加工を行うもので、このような構成によって芯ロール１に一定の圧力が加わり樽状の変形を防止しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の芯ロールにクラウンを設けることや、押しつけロールにバックアップロールを設けて故意に幅方向に撓ませ、芯ロールと押しつけロールが一定の間隔を保つようにして、上記樽状の変形の解消を図ろうとしても、被加工物である小径長尺のパイプを成形しようとした場合には、芯ロール撓みが大きくなりすぎ、上記技術では十分補償できない。例えば直径５０ｍｍで長さ２０００ｍｍのような長尺パイプの成型はロール曲げによる成型は行うことが出来なかった。
また、特開平０９−７０６２２号公報記載の技術では、芯ロール１の円周長さ以下の金属板しか加工することができないこと、及び押付ロール３の段差の部分に加工する金属板の先端をあわせることが、特に弾性回復率の高い高張力金属板の小径長尺のパイプ製造する場合には、困難である。
更に、このシュリンクプレス工程を経る場合であっても、小径のパイプのそれぞれに、シュリング型を形成する必要があり、コストアップにつながることになる。
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、小径長尺のパイプを製造できるベンディングロールを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るベンディング方法は、芯ロールに、ロールを押し付け、その接触部分に金属板を送り込み曲げ加工を行い、パイプを製造する際に芯ロールに金属板を巻付ける方法において、鉄製よりなり、外周の１箇所に加工する金属板の厚み分の段差が生じるようにロール半径を変化させた芯ロールを用い、被加工材である前記金属板をパイプ周方向に相当する板幅が芯ロールの周長よりスプリングバック量相当分長い高張力鋼板とし、金属板先端を段差に合せて芯ロールに１周以上重ねて巻付け、金属板案内体を用いて金属板先端を芯ロール表面方向に押し付けながらほぼ一様の曲率に曲げ加工を行い、移動機構が前進時に金属板を引き入れる側の芯ロール表面部へ押し付ける位置まで移動し、ガイド体もしくは案内ローラとで金属板面を滑通させて金属板を案内すること、を特徴とする。また、前記金属板案内体が、芯ロールと複数の押付ロールのそれぞれに介在し、金属板を引き入れる側と反対側の芯ロール表面を通り、かつ芯ロールと同期駆動する弾性体の金属板案内ベルトであることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係るベンディングロールは、芯ロールに、ロールを押し付け、その接触部分に金属板を送り込み曲げ加工を行うパイプを製造する装置において、鉄製よりなり、外周の１箇所に加工する金属板の厚み分の段差が生じるようにロール半径を変化させた芯ロールと、被加工材である前記金属板をパイプ周方向に相当する板幅が芯ロールの周長よりスプリングバック量相当分長い高張力鋼板とし、金属板を曲げる際に芯ロールの周りに接触して複数個設置する押付ロールと、芯ロールと複数の押付ロールのそれぞれに介在し、金属板先端を芯ロール表面方向に押し付ける金属板案内体と、金属板を曲げ加工の際に、前進時に金属板を引き入れる側の芯ロール表面部へ押し付ける位置まで移動する移動機構及び金属板面が容易に滑通するガイド体もしくは案内ローラを有する金属板案内装置と、よりなることを特徴とする。また、前記金属板案内体は、芯ロールと複数の押付ロールのそれぞれに介在し、金属板を引き入れる側と反対側の芯ロール表面を通り、かつ芯ロールと同期駆動する弾性体の金属板案内ベルトよりなることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るベンディングロールは芯ロールの中心が、２本の押付ロールの中心を結ぶ直線に対し、金属板案内ベルトを巻きつけている側にオフセットして設けてもよい。また、案内ベルトの押付ロール側にガイド帯を設け、押付ロール表面にガイド帯を挿入する溝を形成してもよい。また、金属板を送り込み曲げ加工を行う部分が、直径の１０倍以上の幅を有する長尺小径の芯ロールを用いてもよい。
【０００８】
本発明に使用する芯ロールは、金属製よりなり、外周の１箇所に加工する金属板の厚み分の段差が生じるようにロール半径を変化させた構成のものを使用している。そして、加工する金属板先端をこの段差に合せて、巻付けると、段差の上端面と、金属板の先端上面とは、ほぼ同一の曲面となり、この状態で、金属板を一周巻き付けると、前記段差の部分が無くなり、２周目となっても段差がなく、なめらかな曲面に金属板を加工することができる。
また、金属板を曲げる際に押付ロールを芯ロールの周りに接触して複数個対向設置することで、芯ロールの撓みを打ち消し、製品が樽状になるのを防止することができる。そして、金属板が弾性体の案内ベルトと一つ目の押付ロールにて加工された後、金属板は、案内ベルトと芯ロールの間に挟まれ、芯ロールと金属板が離れるスプリングバッグの状態を防止する。更に押付ロール接触部分間に、芯ロール表面部へ押しつける位置まで移動する移動機構を有し、金属板面が容易に滑通するガイド体もしくは案内ローラーを設け、或いは芯ロールと同期駆動する案内ベルトを設けることで、同様に金属板を芯ロールと押付ロール間に挿入させることが出来、スムーズな曲げ加工を行うことが出来るように作用する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明に係るベンディングロールを説明する。図１〜２は、押付ロールを２個設けている第１の実施の形態を示す概略図、図２は押付ロールの動作を示す説明図である。この実施形態に係るベンディングロールは、金属板６を送り込み曲げ加工の中心となる芯ロール１と、芯ロール１の上下に２個設けている押付ロール２Ａ，２Ｂと、芯ロール１と上下の押付ロール２Ａ，２Ｂとの間に介在し芯ロール１と押付ロール２Ａ，２Ｂと同期移動可能な弾性体の案内ベルト４とよりなる。
【００１０】
芯ロール１は、ベンディングロールに通常に使用されている芯ロールの材質である鉄製等の適宜金属製よりなる。そして、図示しない適宜枠体に回転可能に支持されている。
芯ロール１の形状は、外周の１箇所に加工する金属板の厚み分の段差１０を設け、この段差間のロール半径を漸次変化させた形状としている。
また、芯ロール１を上下に挟むように、上下方向一直線上に押付ロール２Ａ、２Ｂを配置している。この押付ロール２Ａ、２Ｂは、鉄製等適宜金属製とし、従来使用されている公知のベンディングロールの押付ロールの押付装置で、芯ロール１を押圧し、金属板の曲げ加工を行う。
【００１１】
次に、案内ベルトについて述べる。
案内ベルト４は、芯ロール１と、これを中心として上下に設けている押付ロール２Ａの接触部分間に、芯ロール１と回転速度と同期駆動するもので、押付ロール２Ａ−芯ロール１−押付ロール２Ｂ−テンションロール５−押付ロール２Ａの経路で案内ベルトを掛ける構成となっている。
そして、案内ベルト４をかけていない側の芯ロール１側面に、金属板６を引き入れるために芯ロール１の表面を解放している。
このような構成とすることにより、金属板６のスプリングバッグを防止するほか、案内ベルト４が芯ロール１の半周程度を巻き付き保持することより、芯ロール１自体の撓みを未然に防ぐことが出来る。
なお、テンションロール５は芯ロールと同様に、例えば金属製で形成し、シリンダー等適宜手段でその位置を変更可能とし、案内ベルト４に張力を付加、解除を行うものである。
そして、案内ベルト４は、例えば芯ロール１に巻きつけても、柔軟になじむようポリエステルやナイロンの繊維基材の表面にウレタンゴム皮膜した繊維布で製作している。
【００１２】
次に上述のベンディングロールでパイプの製造について述べる。
第一の押付ロール２Ａ、第二の押付ロール２Ｂが、芯ロール１に押付けた状態で、段差１０に金属板６の先端を位置するように、金属板６を挿入する（図２（ａ））。次いで、芯ロール１、押付ロール２Ａ，２Ｂを回転させる。この時金属板６は、案内ベルト４で保持されながら第一の押付ロール２Ａで曲げ加工が行われる（図２（ｂ））。この状態からさらに曲げ加工を続けると金属板６の先端は、芯ロール１の案内ベルトにより保持されていない表面に来ると、スプリングバックの現象により、芯ロール１の表面から離れる（図２（ｃ））。そこで、金属板案内装置７を前進させ矢印方向に移動させ金属板６の先端を芯ロール１に押付けながら曲げ加工を続け、芯ロール１がほぼ１周すると、金属板６の先端が押付ロール２Ａの位置に到達する（図２（ｄ））。この時、金属板６の先端部は、芯ロール１の段差１０の部分に挿入されており、段差の深さは、金属板６の厚みであることより、芯ロール１の上端面と、金属板６の先端上面とは、ほぼ同一の曲面となり２周面の金属板６の後端部分をスムーズに２重に巻き付けながら曲げ加工する（図２（ｅ））。金属板の後端部分まで曲げ加工を終えたら加工が終了し、この後、各ロールの回転を止め、図２（ｆ）に示すように、押付ロール２Ａ，２Ｂ、テンションロール５を移動させて案内ベルト４をゆるめ、図２（ｆ）の状態となる。
そして、前述のように案内ベルト４を解放することで、芯ロール１からパイプ状に成型した金属板６を抜き出し、端部を図示しない溶接工程を経て製品を完成させる。
なお、図２では、金属板６の後端部分が押付けロール２Ａを通過したところで成形を終えているが、さらに複数回転し、より良い成形形状を得ることも可能である。
【００１３】
本発明では、芯ロール１の大きさ、成形する金属板６を芯ロール１で重ねる幅６ａは、特に限定するものではないが、金属板６の材料特性と芯ロールの径により、重ねる幅は、一意に決定される。
即ち、図３に示すように、金属板６が生じるスプリングバックの量を考慮して、芯ロール１の大きさ、成形する金属板６を芯ロール１で重ねる幅６ａを適切に設定することで、曲げ加工を終えた金属板６を芯ロール１から取り出すと、スプリングバックして、金属板６の端部間隔６ｂとなり、溶接に適した幅とすることが出来、これを溶接６ｃして製品として完成する。特に、弾性拡幅率の高い高張力金属板等では、シュリンクプレス等の別工程を経ることなく、曲げ加工した製品をすぐに溶接し、製品化することが出来効率的である。
【００１４】
なお、金属板６のロール曲げ加工後のスプリングバック量は、広く知られている塑性加工理論に則り、例えば下記（１）式及び（２）式により算出することが出来る。
Ｒ_ｆ＝Ｒ_０／｛１−３［(σ_Ｓ／Ｅ)×(Ｒ_０／ｔ_０）］＋４［(σ_Ｓ／Ｅ)×(Ｒ_０／ｔ_０)］^３｝・・（１）
Ｒ_０＝Ｒ＋ｔ_０／２・・（２）
ここで、ロール曲げ加工したときの金属板の半径Ｒ_０、芯ロールの半径をＲ、加工後にスプリングバックした時の金属板の半径をＲ_ｆ、金属板の板厚をｔ_０、ヤング率Ｅ、降伏応力σ_Ｓとする。
従って、予め金属板固有の特性がわかっていれば、目標とする曲げ加工後のパイプの径に対し、用いるべき芯ロール半径Ｒを一意に決めることが出来る。
【００１５】
図４に示す実施の形態は、図２に示す、案内ベルト４を用いた他の実施の形態である。
図４（ａ）の実施の形態は、押付ロール２Ａ，２Ｂ，２Ｃを３個使用し、これらと芯ロール１との間に、案内ベルト４を介在させた例である。
この実施の形態では、案内ベルト４で芯ロール１を覆っている範囲が広くすることで、芯ロール１のたわみを抑制することが出来る。
図４（ｂ）の実施の形態は、押付ロール２Ａ，２Ｂの中心を結ぶ直線に対し、芯ロール１の中心を案内ベルト４を巻きつけている側にオフセットさせた例である。この実施形態は、オフセットにより、成形加工時のベルト張力に対抗する反力として、押付力の水平方向分力を与えることで、芯ロール１の水平方向のたわみを抑制することが出来る。
【００１６】
また、図５に示す金属板案内装置７の他の実施の形態である。
この金属板案内装置の構成は、芯ロール１の案内ベルト４が無い側の表面近傍に設けている基台７０のレール７１上には、芯ロール１の表面部へガイド体７２を押しつける位置まで前進、及び金属板６の加工品の取り出しに支障のない位置まで後退可能な移動機構７３が載置されている。
前記ガイド体は、例えば金属板６や芯ロール１と接触する際、相手に疵をつけないよう硬質ナイロン等の樹脂製の素材を用いることが好ましい。もしくは、回転自在な案内ローラとしても良い。
なお、移動機構は、公知のモータ７４等の動力源等を用いる。
【００１７】
次に、この形態では、押付ロール２Ｂを出た金属板６は、金属板案内装置７により芯ロール１の表面に押し付けられ、次の押付ロール２Ａまで、芯ロール１の表面に押し付けられた状態を維持することより、押付ロール２Ａへ受け渡しをスムーズにしている。
なお、図５に示す移動機構は、案内ベルト４を用いたものに併用する実施の形態例を示している。これは、案内ベルトを用いると、より小径の金属板の加工に適している為であり、この案内ベルトを用いないで、芯ロール１の両側に移動機構を設ける構成であっても良い。
【００１８】
図６は、案内ベルト４にガイド帯を設けた構成である。
即ち、案内ベルト４の押付ロール側面に凸状のガイド帯４２を設けている。
そして、このガイド帯４２を挿入する溝２０を押付ロール２Ａ，２Ｂに設けている。また、同様の溝５０をテンションロール５にも設けている。
このガイド帯４２は、押付ロール２Ａ，２Ｂの溝２３に挿入されて、広幅ベルト動作中の蛇行やしわを防止でき、芯ロールに巻付けた金属板がすれることなく無理な変形を生じないので、円筒成形精度を向上させることができる。
【００１９】
【実施例】
いま、上述の図１に示す実施の形態の装置で、芯ロール１が直径６０ｍｍで、段差１０の高さは１．０ｍｍ、押付ロール２Ａが直径４００ｍｍ、弾性体の案内ベルトの厚さが５ｍｍで、使用する金属板６は、引張応力が６００Ｎ／mm２相当の高張力鋼板で厚さ１．０ｍｍ、長さ２ｍのものを用い芯ロール１を５４０ｍｍ／ｍｉｎで、押付ロール２Ａの押付け力、約１０ｔｏｎでロール曲げ加工を行った。曲げ加工を行った後の金属板６は、直径７６mmで計算値とほぼ一致したスプリングバッグ量で、端部同士がほぼ一直線上に成型することが出来、中央部の隙間はほとんどなく樽型とはならなかった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明に係るベンディングロールでは、従来成形不可能であった高張力金属材料の小径で長尺パイプも安定的に生産することが可能となった。芯ロールの撓みを未然に防止出来ることより、出来上がった製品が、いわゆる樽型変形を防止でき、小径、長尺のパイプを成型することか出来る。金属板を１周以上曲げ加工する時に、芯ロール表面に金属板の先端部による重なり部の変形(折れ曲がり)を防止することができる。また、金属板自体を芯ロールに押し付けることより、金属板の先端部の押付ロールヘのくい込みが良く、仕上がりの良好なパイプを製作出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る押付ロールの概略説明図である。
【図２】図１に係るベンディングロールの動作状態を示す説明図である。
【図３】本発明に係るベンディング方法により製作する金属板の状態を示す説明図である。
【図４】本発明は案内ベルトを使用した実施の形態を示す説明図で、（ａ）は３個の押付ロールと案内ベルトを使用した実施の形態を示す説明図、（ｂ）は、芯ロールの中心を案内ベルトを巻きつけている側にオフセットさせた実施の形態を示す説明図である。
【図５】金属板案内装置を用いた実施の形態を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る第一実施の形態の案内ベルトにガイド帯を設けた実施の形態を示す斜視図である。
【図７】従来のロール曲げ加工で出来た樽型のパイプの斜視図である。
【図８】従来の２径ロールを用いたベンデングロールの概略図である。
【符号の説明】
１芯ロール
１０段差
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，３押付ロール
４案内ベルト
５テンションロール
５１テンションロール
５２ガイド帯
５３溝
６金属板
７金属板案内装置
７０基台
７１レール
７２ガイド体
７３移動機構
７４モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to pipe production by roll bending of a metal plate, and more particularly to production of a small diameter long pipe of a high tension metal plate having a high elastic recovery rate.
[0002]
[Prior art]
There are two types of pipes, one is a continuous production method by electric-welding welding and the other is a bending roll device using roll bending.
The former is suitable for mass production because the manufacturing machine is large and expensive. On the other hand, the latter is not suitable for mass production although the manufacturing machine is inexpensive.
Here, when trying to manufacture a thin and long pipe, in the conventional method of manufacturing by electric resistance welding, generally, forming and welding is performed for a plate having a thickness of 0.01 or more times the pipe diameter. Although it can be carried out, it is generally not suitable for this method.
[0003]
On the other hand, in the case of using a bending roll device, it is easy to form a thin pipe. However, in the bending by three-point bending of the three-roll method which is widely used in general, the bending roll device is longer than the long diameter. When trying to process with, the core roll itself bends in the longitudinal direction, the deflection near the center of the roll increases, and the roll push-in amount at this portion decreases. For this reason, as shown in FIG. 7, it becomes a barrel shape which can make the clearance gap of the longitudinal direction center part of a product pipe large, and becomes remarkable especially when shape | molding a long pipe. Therefore, when trying to manufacture a pipe using a steel material, it is generally difficult to form a long pipe of about 10 times or more the diameter of the pipe by this method.
In order to counteract the barrel-like deformation, a bending roll device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-117869 is used, and a crown is provided on the core roll, or a reverse bending force is applied to intentionally counteract the bending in the longitudinal direction. There have been some attempts to solve the above problem by keeping the core roll and the pressing roll in uniform contact in the longitudinal direction.
It is also conceivable to provide a step of correcting a barrel-shaped deformation by forming a metal plate into a pipe shape and then pressing it with a shrink press.
In addition, as shown in FIG. 8, there is a proposal of a roll bending method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-70622. This technique is a technique made for the purpose of preventing bending with the core roll 1. When there is no metal plate to be processed on the surface of the core roll 1 on the side of the multi-diameter pressing roll 3 having two types of diameters, the large arc portion 31 and the small arc portion 32, the large arc portion 31 is pressed and pressed. When there is a metal plate on the surface of the roll 1, processing is performed at the small arc portion 32, and with such a configuration, a constant pressure is applied to the core roll 1 to prevent barrel-shaped deformation.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional core roll is provided with a crown, or the pressing roll is provided with a backup roll and deliberately bent in the width direction so that the core roll and the pressing roll maintain a constant interval, so that the above barrel-shaped deformation is achieved. Even when trying to solve the problem, when trying to form a small-diameter long pipe, which is a workpiece, the core roll becomes too large to be compensated sufficiently by the above technique. For example, a long pipe having a diameter of 50 mm and a length of 2000 mm cannot be formed by roll bending.
Further, according to the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-70622, only the metal plate having a circumferential length of the core roll 1 or less can be processed, and the tip of the metal plate to be processed into the stepped portion of the pressing roll 3 is used. In particular, it is difficult to make a small-diameter long pipe of a high-tensile metal plate having a high elastic recovery rate.
Furthermore, even when this shrink press process is performed, it is necessary to form a shrinking mold in each of the small diameter pipes, leading to an increase in cost.
The present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a bending roll capable of manufacturing a small-diameter long pipe.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The bending method according to the present invention is a method of wrapping a metal plate around a core roll when manufacturing a pipe by pressing a roll against a core roll, feeding a metal plate to the contact portion, performing bending, and manufacturing a pipe. Using a core roll whose roll radius is changed so that a level difference corresponding to the thickness of the metal plate to be processed at one location on the outer periphery is generated, the plate width corresponding to the pipe circumferential direction of the metal plate as the workpiece is A high-tensile steel plate that is longer than the circumference by an amount equivalent to the amount of springback . The metal plate tip is wound on the core roll one or more times in line with the step, and the metal plate guide is used to press the metal plate tip toward the core roll surface. While bending to a substantially uniform curvature, the moving mechanism moves to the position where it is pressed against the core roll surface on the side where the metal plate is drawn when moving forward, and the metal plate surface is moved by the guide body or guide roller. It is threaded so to guide the metal sheet, characterized by. Further, the metal plate guide is interposed between each of the core roll and the plurality of pressing rolls, passes through the surface of the core roll opposite to the side where the metal plate is drawn, and is an elastic metal plate guide that is driven synchronously with the core roll. It is a belt.
[0006]
In addition, the bending roll according to the present invention is a metal plate that is made of iron and is processed at one place on the outer periphery in an apparatus for manufacturing a pipe that presses the roll against the core roll and sends the metal plate to the contact portion to perform bending. A core roll whose roll radius is changed so that a step corresponding to the thickness of the core is formed, and a plate width corresponding to the pipe circumferential direction of the metal plate which is a workpiece is higher than the circumference of the core roll by a length corresponding to the spring back amount. A tension steel plate, a metal that presses the tip of the metal plate in the direction of the core roll surface, interposing each of the core roll and the plurality of pressing rolls in contact with the core roll when bending the metal plate. When bending the metal guide plate and the metal plate, the moving mechanism and the metal plate surface that move to the position to press against the core roll surface on the side where the metal plate is drawn when moving forward easily slides. A metal plate guide device having a guide member or guide rollers, characterized by comprising more. The metal plate guide is interposed between each of the core roll and the plurality of pressing rolls, passes through the surface of the core roll opposite to the side on which the metal plate is drawn, and is an elastic metal plate guide that is driven synchronously with the core roll. It consists of a belt.
[0007]
Further, the bending roll according to the present invention may be provided by offsetting the center of the core roll to the side around which the metal plate guide belt is wound with respect to the straight line connecting the centers of the two pressing rolls. Further, a guide band may be provided on the pressing roll side of the guide belt, and a groove for inserting the guide band may be formed on the pressing roll surface. Moreover, the part which feeds a metal plate and performs a bending process may use the long small diameter core roll which has a width | variety 10 times or more of a diameter.
[0008]
The core roll used in the present invention is made of metal, and has a configuration in which the roll radius is changed so that a step corresponding to the thickness of the metal plate to be processed at one place on the outer periphery is generated. And when the metal plate tip to be processed is wound in accordance with this step, the upper end surface of the step and the top surface of the tip of the metal plate are substantially the same curved surface, and in this state, when the metal plate is wound once, There is no step portion, and there is no step even in the second round, and the metal plate can be processed into a smooth curved surface.
Further, when the metal plate is bent, a plurality of pressing rolls are brought into contact with the periphery of the core roll so as to face each other, thereby canceling the deflection of the core roll and preventing the product from becoming a barrel. After the metal plate is processed by the elastic guide belt and the first pressing roll, the metal plate is sandwiched between the guide belt and the core roll, and the core bag and the metal plate are separated from each other. To prevent. Furthermore, a guide belt that has a moving mechanism that moves to the position where it is pressed against the core roll surface between the pressing roll contact portions, is provided with a guide body or guide roller through which the metal plate surface easily slides, or is driven synchronously with the core roll. In the same manner, the metal plate can be inserted between the core roll and the pressing roll, so that a smooth bending process can be performed.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a bending roll according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are schematic views showing a first embodiment in which two pressing rolls are provided, and FIG. 2 is an explanatory view showing the operation of the pressing roll. The bending roll according to this embodiment includes a core roll 1 that feeds a metal plate 6 and serves as a center of bending, two pressing rolls 2A and 2B that are provided above and below the core roll 1, and a core roll 1 and upper and lower pressing. roll 2A, interposed core roll 1 and pressing roll 2A between 2B, becomes more and guide belt 4 of 2B and synchronization movable elastic body.
[0010]
The core roll 1 is made of an appropriate metal such as iron which is a material of a core roll normally used for a bending roll. And it is rotatably supported by an appropriate frame (not shown).
The shape of the core roll 1 is such that a step 10 corresponding to the thickness of the metal plate to be processed is provided at one location on the outer periphery, and the roll radius between the steps is gradually changed.
Further, the pressing rolls 2A and 2B are arranged on a straight line in the vertical direction so as to sandwich the core roll 1 vertically. The pressing rolls 2A and 2B are appropriately made of metal such as iron, and the core roll 1 is pressed by a conventionally known pressing roll pressing device of a bending roll to bend the metal plate.
[0011]
Next, the guide belt will be described.
The guide belt 4 is driven synchronously with the core roll 1 and the rotational speed between the contact portions of the core roll 1 and the pressing roll 2A provided above and below the center of the core roll 1, and the pressing roll 2A-core roll 1-pressing The guide belt is hung on the route of roll 2B-tension roll 5-pressing roll 2A.
And the surface of the core roll 1 is released in order to draw the metal plate 6 into the side surface of the core roll 1 on the side not covered with the guide belt 4.
By adopting such a configuration, in addition to preventing the spring bag of the metal plate 6, the guide belt 4 wraps and holds about a half circumference of the core roll 1, thereby preventing the core roll 1 itself from being bent. .
Similar to the core roll, the tension roll 5 is made of metal, for example, and its position can be changed by an appropriate means such as a cylinder, and tension is applied to and released from the guide belt 4.
And the guide belt 4 is manufactured with the fiber cloth which applied the urethane rubber film to the surface of the fiber base material of polyester or nylon so that it may adapt flexibly even if it winds around the core roll 1, for example.
[0012]
Next, production of a pipe with the above bending roll will be described.
With the first pressing roll 2A and the second pressing roll 2B pressed against the core roll 1, the metal plate 6 is inserted so that the tip of the metal plate 6 is positioned at the step 10 (FIG. 2A). ). Next, the core roll 1 and the pressing rolls 2A and 2B are rotated. At this time, the metal plate 6 is bent by the first pressing roll 2A while being held by the guide belt 4 (FIG. 2B). If bending is further continued from this state, when the tip of the metal plate 6 comes to the surface not held by the guide belt of the core roll 1, it is separated from the surface of the core roll 1 due to a springback phenomenon (FIG. 2 (c). )). Therefore, the metal plate guide device 7 is moved forward and moved in the direction of the arrow, and the bending process is continued while pressing the tip of the metal plate 6 against the core roll 1, and when the core roll 1 makes almost one turn, the tip of the metal plate 6 is pressed against the pressing roll 2A. (Fig. 2 (d)). At this time, the tip of the metal plate 6 is inserted into the step 10 portion of the core roll 1, and the depth of the step is the thickness of the metal plate 6. The upper surface of the front end of the plate 6 is substantially the same curved surface, and the rear end portion of the metal plate 6 on the two peripheral surfaces is bent while being smoothly wound twice (FIG. 2 (e)). When the bending process is finished up to the rear end portion of the metal plate, the process is completed. Thereafter, the rotation of each roll is stopped, and the pressing rolls 2A and 2B and the tension roll 5 are moved as shown in FIG. 2 (f). The guide belt 4 is loosened and the state shown in FIG.
Then, by releasing the guide belt 4 as described above, the metal plate 6 molded into a pipe shape is extracted from the core roll 1, and the product is completed through a welding process (not shown) at the end.
In FIG. 2, the forming is finished when the rear end portion of the metal plate 6 passes through the pressing roll 2 </ b> A, but it is possible to further rotate a plurality of times to obtain a better forming shape.
[0013]
In the present invention, the size of the core roll 1 and the width 6a in which the metal plate 6 to be formed is overlapped with the core roll 1 are not particularly limited, but the overlap width depends on the material properties of the metal plate 6 and the diameter of the core roll. , Determined uniquely.
That is, as shown in FIG. 3, in consideration of the amount of spring back generated by the metal plate 6, the size of the core roll 1 and the width 6a in which the metal plate 6 to be formed is overlapped with the core roll 1 are appropriately set. When the metal plate 6 that has been bent is taken out from the core roll 1, it is spring-backed, and the end portion interval 6b of the metal plate 6 can be obtained, and the width suitable for welding can be obtained. To be completed. In particular, a high-strength metal plate having a high elastic expansion ratio can be efficiently manufactured by immediately welding a bent product without going through a separate process such as a shrink press.
[0014]
Note that the amount of springback after the roll bending of the metal plate 6 can be calculated by, for example, the following formulas (1) and (2) in accordance with a widely known plastic working theory.
R _f = R ₀ / {1-3 [(σ _S / E) × (R ₀ / t ₀ )] + 4 [(σ _S / E) × (R ₀ / t ₀ )] ³ } (1)
_{_{R 0 = R + t 0/}} 2 ·· (2)
Here, the radius R ₀ of the metal plate when the roll is bent, the radius of the core roll is R, the radius of the metal plate when spring-backed after the processing is R _f , the thickness of the metal plate is t ₀ , and the Young's modulus E Yield stress σ _S.
Therefore, if the characteristic specific to the metal plate is known in advance, the core roll radius R to be used can be uniquely determined with respect to the target pipe diameter after bending.
[0015]
The embodiment shown in FIG. 4 is another embodiment using the guide belt 4 shown in FIG.
4A is an example in which three pressing rolls 2A, 2B, and 2C are used, and a guide belt 4 is interposed between the pressing rolls 2A, 2B, and 2C.
In this embodiment, the deflection of the core roll 1 can be suppressed by widening the range in which the core roll 1 is covered with the guide belt 4.
The embodiment of FIG. 4B is an example in which the center of the core roll 1 is offset to the side around which the guide belt 4 is wound with respect to the straight line connecting the centers of the pressing rolls 2A and 2B. In this embodiment, the deflection of the core roll 1 in the horizontal direction can be suppressed by applying a horizontal component of the pressing force as a reaction force against the belt tension at the time of molding by offset.
[0016]
Moreover, it is other embodiment of the metal plate guide apparatus 7 shown in FIG.
The structure of this metal plate guide device is such that the guide body 72 is pressed against the surface portion of the core roll 1 on the rail 71 of the base 70 provided near the surface of the core roll 1 on the side where the guide belt 4 is not present. A moving mechanism 73 that can be moved back to a position that does not hinder the forward movement and the removal of the processed product of the metal plate 6 is placed.
For example, when the guide body is in contact with the metal plate 6 or the core roll 1, it is preferable to use a resin material such as hard nylon so that the opponent does not wrinkle. Or it is good also as a rotatable guide roller.
The moving mechanism uses a known power source such as a motor 74.
[0017]
Next, in this embodiment, the metal plate 6 that has exited the pressing roll 2B is pressed against the surface of the core roll 1 by the metal plate guide device 7, and is pressed against the surface of the core roll 1 up to the next pressing roll 2A. Is maintained smoothly to the pressing roll 2A.
In addition, the movement mechanism shown in FIG. 5 shows the embodiment which is used together with the one using the guide belt 4. This is because the use of the guide belt is suitable for processing a metal plate having a smaller diameter, and a configuration in which a moving mechanism is provided on both sides of the core roll 1 without using this guide belt may be employed.
[0018]
FIG. 6 shows a configuration in which a guide band is provided on the guide belt 4.
That is, a convex guide band 42 is provided on the side of the pressing roll of the guide belt 4.
And the groove | channel 20 which inserts this guide band 42 is provided in the pressing rolls 2A and 2B. A similar groove 50 is also provided in the tension roll 5.
The guide band 42 is inserted into the groove 23 of the pressing rolls 2A and 2B to prevent meandering and wrinkling during the operation of the wide belt, and the metal plate wound around the core roll does not slip and does not cause excessive deformation. Therefore, the cylindrical molding accuracy can be improved.
[0019]
【Example】
In the apparatus of the embodiment shown in FIG. 1 described above, the core roll 1 has a diameter of 60 mm, the height of the step 10 is 1.0 mm, the pressing roll 2A has a diameter of 400 mm, and the thickness of the elastic guide belt is 5 mm. The metal plate 6 to be used is a high-tensile steel plate having a tensile stress of 600 N / mm 2 and a thickness of 1.0 mm and a length of 2 m, the core roll 1 is 540 mm / min, the pressing force of the pressing roll 2A, Roll bending was performed at about 10 tons. After bending, the metal plate 6 has a diameter of 76 mm and a spring bag amount that is almost the same as the calculated value, and the ends can be formed in a substantially straight line with almost no gap in the center and a barrel shape. I didn't.
[0020]
【The invention's effect】
With the bending roll according to the present invention, it has become possible to stably produce a long pipe with a small diameter of a high-tensile metal material, which could not be conventionally formed. Since the deflection of the core roll can be prevented in advance, the finished product can prevent so-called barrel-shaped deformation and can form a small-diameter and long pipe. A metal plate when bending processing more than one round, the deformation of the overlapping portion by the tip of the metal plate core roll surface (bending) can be prevented. Further, from pressing the metal plate itself on the core roll, good biting pressing Roruhe the tip of the metal plate can manufacture a good pipe finish.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a pressing roll according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operating state of the bending roll according to FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory view showing a state of a metal plate manufactured by a bending method according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing an embodiment using a guide belt, (a) is an explanatory view showing an embodiment using three pressing rolls and a guide belt, and (b) is a core. It is explanatory drawing which shows embodiment which offset the center of the roll to the side around which the guide belt is wound.
FIG. 5 is a perspective view showing an embodiment using a metal plate guide device.
FIG. 6 is a perspective view showing an embodiment in which a guide belt is provided on the guide belt of the first embodiment according to the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of a barrel-shaped pipe made by a conventional roll bending process.
FIG. 8 is a schematic view of a bending roll using a conventional two-diameter roll.
[Explanation of symbols]
1 core roll 10 steps 2A, 2B, 2C, 3 pressing roll 4 guide belt 5 tension roll 51 tension roll 52 guide band 53 groove 6 metal plate 7 metal plate guide device 70 base 71 rail 72 guide body 73 moving mechanism 74 motor

Claims

In the method of pressing the roll to the core roll, feeding the metal plate to the contact part and bending it, and winding the metal plate around the core roll when manufacturing the pipe,
Made of iron, using a core roll whose roll radius is changed so that a step corresponding to the thickness of the metal plate to be processed in one place on the outer periphery occurs.
The metal plate, which is a workpiece, is a high-tensile steel plate whose plate width corresponding to the pipe circumferential direction is longer than the circumference of the core roll by an amount equivalent to the springback amount ,
The metal plate tip is aligned with the step and wrapped around the core roll one or more times,
Using the metal plate guide, bend the metal plate tip toward the core roll surface while bending it to a nearly uniform curvature.
The moving mechanism moves to a position where it is pressed against the core roll surface on the side where the metal plate is drawn when moving forward, and guides the metal plate by sliding the metal plate surface with the guide body or the guide roller.
Bending method characterized by

An elastic metal plate guide belt that is interposed between the core roll and the plurality of pressing rolls, passes through the surface of the core roll opposite to the side into which the metal plate is drawn, and is synchronously driven with the core roll. The bending method according to claim 1, wherein:

In an apparatus for manufacturing a pipe that presses a roll against a core roll, sends a metal plate to the contact portion, and performs bending,
A core roll made of iron and having a roll radius changed so that a step corresponding to the thickness of the metal plate to be processed in one place on the outer periphery is generated;
The metal plate, which is a workpiece, is a high-tensile steel plate whose plate width corresponding to the pipe circumferential direction is longer than the circumference of the core roll by an amount equivalent to the springback amount ,
A pressing roll that is installed in contact with the periphery of the core roll when bending the metal plate; and
A metal plate guide that is interposed in each of the core roll and the plurality of pressing rolls and presses the tip of the metal plate toward the surface of the core roll;
When bending a metal plate, a metal plate guide device having a moving mechanism that moves to a position to be pressed against the core roll surface portion on the side to which the metal plate is drawn during advance, and a guide body or guide roller through which the metal plate surface easily slides When,
Bending roll characterized by comprising

The metal plate guide body according to claim 3 is interposed between each of the core roll and the plurality of pressing rolls, passes through the surface of the core roll opposite to the side on which the metal plate is drawn, and is an elastic metal that is driven synchronously with the core roll. A bending roll comprising a plate guide belt.

5. The bending roll according to claim 4, wherein the center of the core roll is offset from the straight line connecting the centers of the two pressing rolls to the side around which the metal plate guide belt is wound.

The bending roll according to claim 4 or 5, wherein a guide band is provided on the pressing roll side of the guide belt, and a groove for inserting the guide band is formed on the surface of the pressing roll.

The bending roll according to any one of claims 3 to 6, characterized in that a long and small-diameter core roll having a width of 10 times or more of the diameter is used as a portion for feeding and bending a metal plate.