JP4215324B2

JP4215324B2 - Thread rolling roller for thin steel pipe

Info

Publication number: JP4215324B2
Application number: JP35649198A
Authority: JP
Inventors: 茂夫横田; 良坂口
Original assignee: Rex Industries Co Ltd
Current assignee: Rex Industries Co Ltd
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2018-12-15
Also published as: JP2000176585A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄肉鋼管用ねじ転造ローラに関する。詳しくは、ガス配管用に用いられる薄肉鋼管の外径にねじを転造加工するとき、管の縮径を少なくすることができる薄肉鋼管用ねじ転造ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガス配管用薄肉鋼管にＪＩＳＢ０２０３規格のテーパーねじを塑性加工するには、図４に示すようなねじ転造用ヘッドを用いてねじ転造を行うことが可能である。
【０００３】
このねじ転造用ヘッドは同図に示すように、所望のテーパー勾配に等しいテーパー周面部分を有し、且つ所望のねじの有効径リード角とほぼ等しいリード角θの転造成形ねじ部５ａ（例えばローラ軸線Ｘに対し１°４７′の角度を有するテーパー周面）と、上記転造成形ねじ部５ａに隣接して上記テーパー勾配より大きな勾配のテーパー周面部分（例えば８°）を有する絞り成形ねじ部５ｂとからなる転造ローラ５（絞り成形ねじ部５ｂのねじ山の形状は転造成形ねじ部５ａのねじ山と異なる形状でも同一形状でも良い。）の複数個が、円筒状のハウジング６の円周上に被加工管７の軸線に対してそれぞれ平行に配設されている。
【０００４】
そして、ヘッド４を固定しておき、そのねじ転造用ローラ５間に被加工管７を回転させながら押し込むことにより、被加工管７はねじ転造用ローラ５のリード角により矢印Ａ方向に引き込まれ、その外周にテーパーねじ転造形成されるようになっている。なお、被加工管７を回転させず、ヘッド４の方を回転させても転造可能である。
【０００５】
図５は、ねじ転造用ローラをさらに詳細に示す図である。ねじ山の角度は５５°であり、山底には０．２６ｍｍのＲが付けられている。この山底は被加工材にねじを転造した場合、被加工材にねじ山の頂部を形成するところである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなねじ転造ヘッドにより薄肉鋼管をねじ転造すると、管はその剛性不足により縮径し、ねじ山が正常に盛り上がらず、ねじ山表面がむしれた状態となり外観が不良になるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、薄肉鋼管にねじ転造を行った場合でも、縮径が少なく、且つ、ねじ山表面にむしれがなく、滑らかな表面に加工することができる薄肉鋼管用ねじ転造ローラを実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の発明の薄肉鋼管用ねじ転造ローラは、回転している被加工材に押し当て該被加工材を塑性変形させてねじを形成するねじ転造用ローラであって、ＪＩＳ管用テーパねじＢ０２０３を基本に加工されたおねじの外径が管端部より徐々に山高さが低くなる様にローラ山底形状のＲもしくはフラット面を少しづつ大きくしたことを特徴とする。また、請求項２の発明は、回転している被加工材に押し当て該被加工材を塑性変形させてねじを形成するねじ転造用ローラであって、転造ローラ山底部は外径と平行で且つ底部のＲ形状を規定より大きくした山底部もしくはフラットにした山底部を有し、山の高さを低くし、加工されたおねじの外径部を押さえることができるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
この構成を採ることにより、薄肉鋼管にねじ転造を行った場合でも、転造ローラの山の高さを低くしたことにより被加工管の縮径が少なくなり、山底部Ｒを大に、又はフラットにして山底径を大にしたことにより被加工管のねじ山頂部の表面を押さえることができ、表面にむしれのない滑らかな表面に加工することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態のねじ転造ローラ１０を示す半断面図である。本実施の形態は、所望のテーパー勾配に等しいテーパー周面部分を有し、且つ所望のねじの有効径リード角とほぼ等しいリード角θの転造成形ねじ部１１（例えばローラ軸線Ｘに対し１°４７′の角度を有するテーパー周面）と、上記転造成形ねじ部１１に隣接して上記テーパー勾配より大きな勾配のテーパー周面部分（図は１２°）を有する絞り成形ねじ部１２とからなり、山の角度が５５°であることは図５で説明した従来例と同様である。本実施の形態の特徴は、山の頂部１３のＲを大として山の高さを低くしたこと、及び山底１４のＲを大としたことである。ちなみに、山の頂部１３のＲは従来例では０．３７ｍｍであるのに対し本実施の形態は０．４ｍｍであり、山底部１４のＲは従来例では０．２６ｍｍであるのに対し本実施の形態では０．５ｍｍとした。
【００１１】
このように構成された本実施の形態は、被加工管にねじ転造を行ったとき、転造ローラの山の頂部１３のＲを大とし、山の高さを低くしたことにより、被加工管のねじ転造による塑性変形を少なくして縮径を抑えることができる。これにより、従来の転造ねじでは、管の薄肉化はＳＧＰ管に対して約１５％が限度であったものを、本実施の形態の転造ローラでは約３０％の薄肉化が可能となった。これにより省資源化、配管の軽量化が可能となり、さらに管の内径を従来の転造ねじに比して大とすることができるため圧損が少なくなり、流量の維持が可能となる。
【００１２】
また、本実施の形態の転造ローラでは、ねじ転造時のラジアル荷重が従来に比して小さくなるため、管の多角形化が防止される。（従来のねじ転造では多角形化があった。）また、変形が少ないため、内ライニング管においても、従来のコア内蔵継手が使用可能である。
【００１３】
また、本実施の形態では、転造ローラの山底部１４のＲを大にした（これは谷を浅くしたことになる。）ことにより、被加工管にねじ転造を行ったとき、肉の盛り上がりが少なくとも転造ローラ１０の山底部１４に届き、押圧されるため表面にむしれのない滑らかな表面が得られる。なお、この場合、転造されたねじの山の高さは低くなり管継手にねじ結合したときの引っかかり率が下がるが、その量は僅かであり、従来の継手が使用可能であり、表１及び２に示すように継手とねじ結合した場合の耐圧試験結果に異常は認められなかった。
【００１４】
なお、表１の耐水圧試験は次の条件で行った。ねじＮＯ．１は継ぎ手として違径ソケットを、Ｎ０．２及び３は違径チーズを、ＮＯ．４はキャップをそれぞれ用い、シール材として、Ｎ０．１及び２にはＳ−２を、Ｎ０．３及び４には転造用をそれぞれ用い、締付は手締めにより１回転及び１．５回転し、その時の締付トルクをそれぞれ測定した。そして漏れの有無の項の▲１▼〜▲５▼の条件は、
▲１▼は、１７．５Ｋｇ／ｃｍ²の水圧をかけ、１時間後に漏れを確認する。
▲２▼は▲１▼の確認後３５Ｋｇ／ｃｍ²に加圧し２４時間後に漏れを確認する。
▲３▼は▲２▼の確認後一度水圧を抜き、７２時間放置した後に再度３５Ｋｇ／ｃｍ²の水圧をかけ、２４時間後に漏れを確認する。
▲４▼は４５°戻し、▲５▼は９０°戻した時の漏れを確認する。
この結果は表１の通りである。
【００１５】
【表１】

【００１６】
表２の耐空気圧試験は次の条件で行った。ねじＮＯ．１及び３は継ぎ手としてキャップを、Ｎ０．２及び４は違径ソケットをそれぞれ用い、シール材として、Ｎ０．１及び２にはＳ−２を、Ｎ０．３及び４には転造用をそれぞれ用い、締付は手締めにより１回転及び１．５回転し、その時の締付トルクをそれぞれ示した。そして漏れの有無の項の▲１▼〜▲５▼の条件は、
▲１▼は、６Ｋｇ／ｃｍ²の空気圧をかけ、水槽に入れて気泡の有無を確認する。
▲２▼は▲１▼の確認後２４時間放置し漏れを確認する。
▲３▼は▲２▼の確認後一度空気圧を抜き、２４時間放置した後に再度６Ｋｇ／ｃｍ²の空気圧をかけ、漏れを確認する。
▲４▼は４５°戻し、▲５▼は９０°戻した時の漏れを確認する。
この結果は表２の通りである。
【００１７】
【表２】

【００１８】
表３は本実施の形態の転造ねじ（薄肉パイプＴ＝２．３）と、従来の切削ねじ（ＳＧＰ）との強度を曲げ試験により比較した結果である。表より、本実施の形態は切削ねじに比較して曲げ強度はやや小さくなるが、たわみ量は大きくなりねばりが大きくなること、即ち折れにくいことを示している。
【００１９】
【表３】

【００２０】
図２は本発明の第２の実施の形態のねじ転造ローラを示す半断面図である。本実施の形態は、大略前第１の実施の形態と同様であり、異なるところは、被加工管にねじ転造した場合のねじ山高さが低くできるように転造ローラ１０の山底部１４をフラットとしたことである。このように構成された本実施の形態は、前実施の形態と同様な作用・効果を有する。
【００２１】
図３は従来及び本発明の転造ローラで転造したねじ断面を示す図で、（ａ）は従来のＪＩＳ規格、（ｂ）及び（ｄ）は本発明の第１の実施の形態、（ｃ）及び（ｅ）は本発明の第２の実施の形態によるものであり、（ｂ）及び（ｃ）は山の高さを徐々に低くし、山の頂上をフラットもしくはＲ形状としたもので、（ｄ）及び（ｅ）は山の高さは一定で、山の頂上をフラットもしくはＲを大きく山を低くしたものである。図から分かるように、本発明の転造ローラは何れも山の盛り上がりが良好である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の薄肉鋼管用ねじ転造ローラに依れば、転造ローラの山底部のＲを大に、またはフラットにしたことにより、被加工管にねじ転造を行ったとき、肉の盛り上がりが少なくとも転造ローラの山底部に届き、押圧されるため表面にむしれのない滑らかな表面が得られる。なお、この場合、転造されたねじの山の高さは低くなり管継手にねじ結合したときの引っかかり率が下がるが、その量は僅かであり問題はない。また本発明は、ねじ転造時のラジアル荷重が小さくなるため、縮径及び多角形化がなく、従来、内ライニング管が縮径によりコア内蔵継手が使用できなかったのに対して縮径を少なくして使用が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す半断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す半断面図である。
【図３】従来及び本発明のねじ転造ローラで転造したねじの断面を示す図である。
【図４】従来のテーパーねじ転造用ヘッドを示す断面図である。
【図５】従来のねじ転造用ローラを示す半断面図である。
【符号の説明】
１０…ねじ転造用ローラ
１１…転造成形ねじ部
１２…絞り成形ねじ部
１３…ねじ山の頂部
１４…ねじ山の底部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thread rolling roller for thin steel pipes. More specifically, the present invention relates to a thread rolling roller for thin-walled steel pipe that can reduce the diameter of the pipe when rolling the thread to the outer diameter of the thin-walled steel pipe used for gas piping.
[0002]
[Prior art]
In order to plastically process a tapered screw of JISB0203 standard on a conventional thin steel pipe for gas piping, it is possible to perform thread rolling using a screw rolling head as shown in FIG.
[0003]
As shown in the drawing, this thread rolling head has a tapered peripheral surface portion equal to a desired taper slope, and a rolling formed screw portion 5a having a lead angle θ substantially equal to the effective diameter lead angle of the desired screw. (For example, a taper circumferential surface having an angle of 1 ° 47 ′ with respect to the roller axis X) and a taper circumferential surface portion (for example, 8 °) having a larger gradient than the taper gradient adjacent to the roll forming screw portion 5a. A plurality of rolling rollers 5 formed of the drawn screw portion 5b (the shape of the thread of the drawn screw portion 5b may be different from or the same as that of the rolled screw portion 5a) are cylindrical. Are arranged in parallel with the axis of the tube 7 to be processed on the circumference of the housing 6.
[0004]
Then, the head 4 is fixed, and the work tube 7 is pushed in between the screw rolling rollers 5 while rotating, so that the work tube 7 is moved in the direction of the arrow A by the lead angle of the screw rolling rollers 5. It is drawn in and is formed by taper screw rolling on its outer periphery. Note that rolling is possible even if the head 4 is rotated without rotating the tube 7 to be processed.
[0005]
FIG. 5 is a view showing the thread rolling roller in more detail. The angle of the screw thread is 55 °, and R of 0.26 mm is attached to the mountain bottom. This mountain bottom is where the top of the thread is formed on the workpiece when the screw is rolled on the workpiece.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When a thin steel pipe is thread-rolled by such a thread rolling head, the pipe is reduced in diameter due to insufficient rigidity, the thread does not rise normally, and the thread surface is stripped and the appearance is poor. There is.
[0007]
In view of the above-described conventional problems, the present invention has a thin-walled steel pipe that can be machined to a smooth surface with little diameter reduction and no thread surface even when thread rolling is performed on the thin-walled steel pipe. The purpose is to realize a thread rolling roller.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The thread rolling roller for thin-walled steel pipe according to claim 1 of the present invention is a thread rolling roller that presses against a rotating workpiece and plastically deforms the workpiece to form a screw. The R or flat surface of the roller mountain bottom shape is gradually increased so that the outer diameter of the male thread processed based on the JIS pipe taper screw B0203 is gradually lowered from the end of the pipe. The invention of claim 2 is a screw rolling roller that presses against a rotating workpiece and plastically deforms the workpiece to form a screw, the rolling roller mountain bottom having an outer diameter Having a parallel or flat bottom with a rounded bottom or a flat bottom, lowering the height of the peak and holding the outer diameter of the processed male screw It is characterized by.
[0009]
By adopting this configuration, even when thread rolling is performed on a thin-walled steel pipe, by reducing the height of the crest of the rolling roller, the diameter of the work pipe is reduced, and the crest R is increased or By flattening and increasing the diameter of the crest, the surface of the thread crest of the tube to be processed can be pressed down, and the surface can be processed to have a smooth surface.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a half sectional view showing a thread rolling roller 10 according to a first embodiment of the present invention. The present embodiment has a tapered peripheral surface portion equal to a desired taper gradient, and has a formed lead portion 11 (for example, 1 with respect to the roller axis X) having a lead angle θ substantially equal to the effective diameter lead angle of the desired screw. A taper peripheral surface having an angle of 47 ') and a drawn screw portion 12 having a tapered peripheral surface portion (12 ° in the figure) having a slope larger than the taper slope adjacent to the roll formed screw portion 11. Thus, the angle of the mountain is 55 °, which is the same as the conventional example described in FIG. The feature of this embodiment is that the height of the mountain is reduced by increasing the R of the peak 13 of the mountain, and the R of the mountain bottom 14 is increased. Incidentally, the R at the top 13 of the mountain is 0.37 mm in the conventional example, whereas this embodiment is 0.4 mm, and the R at the bottom 14 is 0.26 mm in the conventional example. In this embodiment, the thickness was 0.5 mm.
[0011]
In the present embodiment configured as described above, when thread rolling is performed on the work tube, the R of the crest 13 of the rolling roller is increased and the height of the crest is reduced, so that the work is processed. Reduced diameter can be suppressed by reducing plastic deformation due to thread rolling of the tube. As a result, with the conventional rolling screw, the thinning of the tube is limited to about 15% with respect to the SGP tube, but with the rolling roller of the present embodiment, the thinning of about 30% is possible. It was. As a result, it is possible to save resources and reduce the weight of the pipe. Further, since the inner diameter of the pipe can be made larger than that of a conventional rolling screw, the pressure loss is reduced and the flow rate can be maintained.
[0012]
Further, in the rolling roller according to the present embodiment, since the radial load at the time of thread rolling is smaller than that in the conventional case, the polygonal shape of the pipe is prevented. (Conventional thread rolling has a polygonal shape.) Since there is little deformation, the conventional core-incorporated joint can be used for the inner lining pipe.
[0013]
Moreover, in this embodiment, when the R of the mountain bottom portion 14 of the rolling roller is increased (this means that the valley is shallow), when thread rolling is performed on the work tube, Since the swell reaches at least the mountain bottom 14 of the rolling roller 10 and is pressed, a smooth surface with no peeling is obtained. In this case, the height of the threaded thread is reduced, and the catch rate when screwed to the pipe joint is lowered. However, the amount is small, and a conventional joint can be used. Table 1 As shown in No. 2 and No. 2, no abnormality was found in the pressure resistance test result when the joint was screwed.
[0014]
The water pressure resistance test in Table 1 was performed under the following conditions. Screw NO. 1 is a different diameter socket as a joint, N0.2 and 3 are different diameter cheeses, NO. No. 4 uses a cap, seal material is S-2 for N0.1 and 2, and rolling is used for N0.3 and 4, respectively. Then, the tightening torque at that time was measured. And the conditions of (1) to (5) in the section of leakage are as follows:
In (1), a water pressure of 17.5 Kg / cm ² is applied and leakage is confirmed after 1 hour.
In (2), after confirming (1), pressurize to 35 kg / cm ² and check for leakage after 24 hours.
In (3), after confirming (2), once remove the water pressure, leave it for 72 hours, then apply a water pressure of 35 kg / cm ² again and check for leakage after 24 hours.
Check (4) for a 45 ° return and (5) for a 90 ° return leak.
The results are shown in Table 1.
[0015]
[Table 1]

[0016]
The air pressure resistance test shown in Table 2 was performed under the following conditions. Screw NO. 1 and 3 use caps as joints, N0.2 and 4 use non-diameter sockets, and seal materials use S-2 for N0.1 and 2 and rolls for N0.3 and 4 respectively. The tightening was performed by manual rotation for 1 and 1.5 rotations, and the respective tightening torques were shown. And the conditions of (1) to (5) in the section of leakage are as follows:
In (1), an air pressure of 6 kg / cm ² is applied and placed in a water tank to check for the presence of bubbles.
(2) is left for 24 hours after confirming (1) to check for leaks.
For (3), after confirming (2), once remove the air pressure, leave it for 24 hours, and then apply 6 kg / cm ² of air pressure again to check for leaks.
Check (4) for a 45 ° return and (5) for a 90 ° return leak.
The results are shown in Table 2.
[0017]
[Table 2]

[0018]
Table 3 shows the results of comparing the strength of the rolling screw (thin pipe T = 2.3) of the present embodiment and the conventional cutting screw (SGP) by a bending test. From the table, the present embodiment shows that the bending strength is slightly smaller than that of the cutting screw, but the amount of deflection is increased and the stickiness is increased, that is, it is difficult to break.
[0019]
[Table 3]

[0020]
FIG. 2 is a half sectional view showing a thread rolling roller according to a second embodiment of the present invention. The present embodiment is generally the same as the first embodiment, and the difference is that the thread bottom 14 of the rolling roller 10 is lowered so that the thread height when the thread is rolled onto the work tube can be reduced. That is flat. This embodiment configured as described above has the same operations and effects as the previous embodiment.
[0021]
FIG. 3 is a view showing a cross section of a thread rolled by a conventional and the rolling roller of the present invention, (a) is a conventional JIS standard, (b) and (d) are the first embodiment of the present invention, ( c) and (e) are according to the second embodiment of the present invention, and (b) and (c) are obtained by gradually lowering the height of the mountain and making the top of the mountain flat or R-shaped. In (d) and (e), the height of the mountain is constant and the top of the mountain is flat or R is large and the mountain is low. As can be seen from the figure, the rolling rollers of the present invention all have a good peak rise.
[0022]
【The invention's effect】
According to the thread rolling roller for thin-walled steel pipes of the present invention, when the thread rolling is performed on the pipe to be processed by increasing or flattening the R at the bottom of the rolling roller, the rise of the meat is increased. Since it reaches at least the mountain bottom of the rolling roller and is pressed, a smooth surface with no peeling is obtained. In this case, the height of the threaded thread is reduced and the catch rate when screwed to the pipe joint is lowered, but the amount is small and there is no problem. Further, the present invention has a reduced radial load at the time of thread rolling, so there is no reduction in diameter and polygonalization. Conventionally, the inner lining pipe has a reduced diameter while the inner lining pipe cannot be used due to the reduced diameter. It became possible to use with less.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a half sectional view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a cross section of a screw rolled by a conventional thread rolling roller of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional taper screw rolling head.
FIG. 5 is a half cross-sectional view showing a conventional thread rolling roller.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Roller for thread rolling 11 ... Roll forming screw part 12 ... Drawing screw part 13 ... Top part of screw thread 14 ... Bottom part of screw thread

Claims

A thread rolling roller that presses against a rotating workpiece and plastically deforms the workpiece to form a screw, and the outer diameter of the male thread processed based on a JIS pipe taper screw B0203 is a tube. The R at the bottom of the crest of the roller is gradually increased so that the crest height gradually decreases from the end , and the R at the bottom of the crest of the roller is made larger than R at the top of the crest of the roller. Thread rolling roller for thin-walled steel pipe.

A thread rolling roller that presses against a rotating workpiece and plastically deforms the workpiece to form a screw, the rolling roller crest being parallel to the outer diameter and the bottom of the crest of the roller the R have a mountain bottom is made larger than R at the top of the mountain of the roller, thin tubular threaded rolling rollers, characterized in that to be able to press the outer diameter of the processed external thread.