JP4647855B2 - Internal grooved tube processing method - Google Patents

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JP4647855B2
JP4647855B2 JP2001254426A JP2001254426A JP4647855B2 JP 4647855 B2 JP4647855 B2 JP 4647855B2 JP 2001254426 A JP2001254426 A JP 2001254426A JP 2001254426 A JP2001254426 A JP 2001254426A JP 4647855 B2 JP4647855 B2 JP 4647855B2
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processing
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卓 長田
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管内面に溝が形成された内面溝付管の加工方法に関し、具体的には家庭用及び業務用エアコン等の空冷式熱交換器に使用される内面溝付伝熱管の加工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
空冷式熱交換器の凝縮器及び蒸発器には、管内面に螺旋状の溝を形成して熱伝達効率を向上させた内面溝付管が使用されている。図8は、従来の内面溝付管の加工装置を示す管中心軸(以下管軸と称す)方向の模式的断面図である。この図8を参照して従来の内面溝付管の加工装置と加工方法について説明する。
【0003】
素管8の内部にはフローティングプラグ2が挿入されている。このフローティングプラグ2は、管供給側(図面において左側が供給側、右側が引抜き側となる。)の外径が素管8の内径よりやや小さく、管引抜き側の外径は管供給側のものよりも小さい略円錐台形である。このフローティングプラグ2と対応する位置の素管8の外面には、フローティングプラグ2と共に素管8を縮径加工する保持ダイス1が配置されている。
【0004】
また、フローティングプラグ2には連結軸4を介して略円柱形の溝付プラグ3が連結されている。この溝付プラグ3の外周面には素管8の内周面に形成すべき形状の溝が加工されている。更に、この溝付プラグ3は連結軸4を軸として自在に回転することができる。そして、この溝付プラグ3に対応する位置の素管8の外面には、複数個の転圧ボール5が管周方向に並んで配設されている。この転圧ボール5は加工リング21に収容されて相互に適長間隔をおいて配置されており、この加工リング21により転圧ボール5は管軸方向における所定位置に保持される。
【0005】
上記加工リング21はモータ9の駆動軸22に接続されている。モータ9は円筒状の駆動軸22と、この駆動軸22を磁場により回転させるコイル23とを有し、コイル23に給電することにより駆動軸22が回転駆動され、加工リング21を管軸と同軸上で回転駆動する。この加工リング21の回転により、転圧ボール5は管軸を中心として管周方向に回転する。なお、モータ9の中心を素管8が通過する。また、転圧ボール5の管引抜き方向下流側には、内面にフィンを形成された素管8の外径を所定の寸法に縮管加工する仕上げダイス7が素管8に接して設けられている。
【0006】
上記のように構成された内面溝付管の加工装置を用いた従来の加工方法は以下のとおりである。フローティングプラグ2は素管8の先端内に挿入されその位置を機械的又は磁気的な手段により保持されている。そして、この状態から素管8の先端が保持ダイス1を通し仕上げダイス7へと供給され、またフローティングプラグ2の保持が開放される。この後、素管8の引抜き開始の移動に伴ってフローティングプラグ2が保持ダイス1と対応する位置まで移動する。そしてこの後の引抜きにより、素管8はフローティングプラグ2及び保持ダイス1により縮管加工され、更に後続する転圧ボール5により縮管されると共に、この転圧ボール5による圧下力を受けて素管8の内部に配置されている溝付プラグ3に押圧される。
【0007】
上記溝付プラグ3は連結軸4を介してフローティングプラグ2に連結されており、フローティングプラグ2は素管8の引抜きによる摩擦力と、保持ダイス1からの抗力とにより保持ダイス1と対応する位置に静止しているので、溝付プラグ3も転圧ボール5と対応する位置に止まっている。従って、転圧ボール5を素管8の外周面に転接して円周方向に回転駆動すると、溝付プラグ3との共働作用により、素管8の内周面に溝付プラグ3の外周面に形成されている溝形状が転写されてフィン6が形成される。このとき、溝付プラグ3は素管8を引抜くことにより、溝付プラグ3の周面に刻まれた溝により回転する。また、その内面にフィン6を形成された素管8は仕上げダイス7により縮管加工され、所望の外径を有する内面溝付管が製造される。
【0008】
ところで、上述した従来の内面溝付管の加工方法により内面溝付管を加工する場合、一般に溝付プラグ3は耐摩耗性のある超硬材で製作されているものの、加工される素管8の長さが数千メートルと長いときには、溝付プラグ3としてたとえ超硬材を使用したとしても、溝付プラグ3の溝加工部位(転圧ボール5により押圧される領域)の表面が局所的に摩耗する。このため、連続的に転造を行うと、例えば、フィン6高さが順次低くなる等の不具合が発生する。またひいては溝付プラグ3の工具寿命が短いという問題点がある。
【0009】
しかも、近年、内面溝付管は、使用機器乃至機材のコンパクト化により、一層のコンパクト化が要求されている。例えば、エアコン等の熱交換器用の内面溝付銅管では、外径6〜8mmの極小径の管が主流となっており、今後フロン規制に沿った新冷媒への切替えにより、益々小径薄肉化される傾向にある。これに伴い、伝熱特性などの内面溝付管自体の性能を維持する乃至性能を向上させるために、益々溝が深くハイフィン化する傾向にある。これら小径の内面溝付管で形成されるフィンは、管外径との比で0.025以上のハイフィンであり、前記極小径の銅管では、例えば、管外径が7.0mmに対して、フィンの山の高さを0.18mm以上に高くする。特にこのような高いフィン形状で溝付プラグ表面の摩耗が顕著である。
【0010】
そこで、上述の如き溝付プラグの摩耗に関する問題点を改善して、本出願人は先に、転圧ボールにより素管を溝付プラグに対し押圧して素管内面に内面溝を転写形成する際に、転圧ボールを管軸方向に連続的に又は間欠的に移動させて加工する内面溝付管の加工方法を、提案した(特開平11−19711号公報)。
【0011】
上記に提案の内面溝付管の加工方法では、溝付プラグの溝加工位置が変るので、溝付プラグの局所的な摩耗が低減できるとともに、素管内面長手方向に一様に高いフィンを有する内面溝付管を製造することができるものの、転圧ボール又は溝付プラグを素管の管軸方向に移動させるための機械的あるいは電気的な装置が必要となる。
【0012】
そして、その後の開発を進める過程で、今般、溝付プラグの局所的な摩耗が低減でき、素管内面長手方向に一様に高いフィンを有する内面溝付管を製造し得る、新たな構成の内面溝付管の加工方法を開発したものである。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の事情を背景としてなしたものであって、その目的は、溝付プラグの局所的な摩耗が低減でき、素管内面長手方向に一様に高いフィンを有する内面溝付管を製造し得る、内面溝付管の加工方法を提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明(請求項1)に係る内面溝付管の加工方法は、素管内にフローティングプラグとこのフローティングプラグに連結軸を介して相対的に回転可能に連結された溝付プラグとを挿入し、その素管を保持ダイス及び複数個の転圧ボールによって順次縮径加工すると共に、フローティングプラグを保持ダイスに係合させて溝付プラグを転圧ボールの配設位置に位置させ、転圧ボールにより素管の内面を溝付プラグに押圧することにより素管の内面に溝付プラグの溝形状を転写する内面溝付管の加工方法において、転圧ボールを管軸と交差角度θで交差する中心軸を中心に回転駆動することにより、素管内面に溝形状を転写するものである。そして、この場合、交差角度θは1〜20度であることが望ましい(請求項2)。
【0015】
上記の構成では、転圧ボールを管軸と交差角度θで交差する中心軸を中心に回転駆動することにより管内面に溝加工を行うので、溝加工中の転圧ボールの回転軌道は溝付プラグの管軸方向の異なる表面を連続的に通過し、その異なる表面を転圧ボールが押圧することから、従来のように交叉角度θ=0度の時と異なり、溝付プラグの被押圧表面も管軸方向に幅のある表面で押圧され、結果、溝付プラグの局所的な摩耗を従来よりも低減でき、溝付プラグ全体としての寿命向上を図ることができるとともに、素管内面長手方向に一様に高いフィンを有する内面溝付管を製造することができる。この場合、交差角度θの範囲としては1〜20度の範囲が好ましい。交差角度θが1度未満では、従来の内面溝付管の加工方法と変らず溝付プラグの局所的な摩耗の低減が期待できない。また交叉角度θが20度を超え大きくなると、溝付プラグと転圧ボールの隙間が周方向で変動するため振動の発生や、溝加工側(隙間の狭い側)での加工過剰による素管の破断等が発生する。
【0016】
また、上記の目的を達成するために、本発明(請求項3)に係る内面溝付管の加工方法は、素管内にフローティングプラグとこのフローティングプラグに連結軸を介して相対的に回転可能に連結された溝付プラグとを挿入し、その素管を保持ダイス及び複数個の転圧ボールによって順次縮径加工すると共に、フローティングプラグを保持ダイスに係合させて溝付プラグを転圧ボールの配設位置に位置させ、転圧ボールにより素管の内面を溝付プラグに押圧することにより素管の内面に溝付プラグの溝形状を転写する内面溝付管の加工方法において、転圧ボールを管軸方向の配設位置を異にして管周方向に配設し、当該転圧ボールを管軸を中心に回転駆動することにより、素管内面に溝形状を転写するものである。
【0017】
上記の構成では、転圧ボールを管軸方向の配設位置を異にして管周方向に配設し、当該転圧ボールを管軸を中心に回転駆動することにより管内面に溝加工を行うので、溝加工中の各転圧ボールはそれぞれ異なる回転軌道上、すなわち溝付プラグの管軸方向の異なる表面を通過押圧する。従って、溝付プラグの被押圧表面も管軸方向に幅のある表面で押圧を受け、その幅で溝を転写するので、溝付プラグの局所的な摩耗を従来よりも低減でき、溝付プラグ全体としての寿命向上を図ることができるとともに、素管内面長手方向に一様に高いフィンを有する内面溝付管を製造することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る内面溝付管の加工方法(請求項1)を説明するための内面溝加工部の断面説明図であって、内面溝付管の加工装置全体の基本構成は、上記図8に示す従来の内面溝付管の加工装置と同じ構成である。以下の説明では従来装置と同じ構成部分は同じ符号をもって示す。
【0019】
内面溝加工部は、転圧ボール5と溝付プラグ3のみを示すが、従来同様に転圧ボール5を収容した加工リング21と、円筒状の駆動軸22を磁場により回転させるコイル23を有するモータ9と、溝付プラグ3とを有して構成されている。そして、本例における内面溝加工部は、転圧ボール5の回転軌道の中心軸10が、溝付プラグ3の中央部において管軸11と交叉角度θで交叉するように加工リング21とモータ9を保持する構成としたものである。
【0020】
上記構成の内面溝付管の加工装置を用いた加工方法では、転圧ボール5の回転軌道は管軸方向から見た場合、楕円軌道となっており、これにより楕円の短径側に当たる図における上側に回転してくる転圧ボール5は素管8の内面を溝付プラグ3の上側表面12に、図における下側に回転してくる転圧ボール5は素管8の内面を溝付プラグ3の下側表面13にそれぞれ押圧して溝を転写形成する。従って、図2に示すように、交叉角度θ、溝加工後の管外径2Rとすれば、素管8が押圧される溝付プラグ3の表面は、図2bに比較して示す従来の加工方法よりも管軸方向におよそR・tanθ分拡大し、溝付プラグ3の局所的な摩耗を従来よりも低減でき、溝付プラグ3全体としての寿命向上を図ることができるとともに、素管8の内面長手方向に一様に高いフィンを有する内面溝付管を製造することができる。なお、楕円の長径側に当たる図における中央部の長径は素管8の外径より大きく構成されているので、素管8の内面を溝付プラグ3に押圧することが無い。また、符号3Aは転圧ボール5により押圧される溝付プラグ3表面における領域、符号5Aは転圧ボール5の回転軌道をそれぞれ示す。
【0021】
因みに、以下のような条件による内面溝付加工が例示できる。
(1)素管条件
材質:銅
寸法:外径8.0mm、管肉厚0.3mm
(2)溝付プラグ3の条件
外径:7.2mm、溝数:50、リード角:18°
(3)加工条件
引抜速度:50m/分
転圧ボール回転速度:20000r.p.m.
ボール個数:4個
交叉角度:θ=15度
【0022】
上記条件による内面溝付管の加工では、加工中の素管が押付けられる溝付プラグの表面積が従来の場合の約3倍となり、溝付プラグの工具寿命を従来の約3倍にでき、また素管の内面長手方向に一様に高いフィンを有する内面溝付管の加工を長時間持続させることができる。
【0023】
図3は、本発明に係る内面溝付管の加工方法(請求項3)を説明するための内面溝加工部の断面説明図であって、この図に示す内面溝付管の加工装置全体の基本構成も、上記図1と同様に、図8に示す従来の内面溝付管の加工装置と同じ構成である。以下の説明では従来装置と同じ構成部分は同じ符号をもって示す。
【0024】
内面溝加工部は、上記図1同様に、転圧ボール5と溝付プラグ3のみを示すが、転圧ボール5を収容した加工リング21と、円筒状の駆動軸22を磁場により回転させるコイル23を有するモータ9と、溝付プラグ3とを有して構成されている。そして、本例における内面溝加工部は、転圧ボール5を周方向に所定間隔で保持する円筒状のボール保持具14の転圧ボール5の収容孔15を、図4に示すように管軸方向にずらして設け、その収容孔15に転圧ボール5を収容せしめて加工リング21内にセットするとともに、円筒状ボール保持具14の回転中心軸16と管軸11とを同心に設けて構成したものである。なお、従来の構成においても図示省略しているが円筒状ボール保持具が用いられており、この場合は収容孔が同一円周上に所定間隔で設けられている。
【0025】
上記構成の内面溝付管の加工装置を用いた加工方法では、4個の転圧ボール5はそれぞれ管軸方向に所定間隔ずれて設けられているので、各転圧ボール5の回転軌道も、図5に示すように4箇所構成され、これにより各転圧ボール5毎に素管8の内面を溝付プラグ3の表面に押圧して溝を転写形成する。従って、素管8が押圧される溝付プラグ3の表面は、上記図2bに比較して示す従来の加工方法より拡大し、溝付プラグ3の局所的な摩耗を従来よりも低減でき、溝付プラグ3全体としての寿命向上を図ることができるとともに、素管8の内面長手方向に一様に高いフィンを有する内面溝付管を製造することができる。
【0026】
図6は、本発明に係る転圧ボールの円筒状ボール保持具への別の取付け例を示す説明図であって、本例のように転圧ボール5の収容孔15を千鳥状に設けるようにしても、上記図3の例と同様の作用効果を奏することができる。
【0027】
なお、上記図3、図6に示す例では4個の転圧ボールの場合を例としたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、転圧ボールのボール保持具への取付けスペースにより、例えば2乃至6個程度の範囲で個数を決めることが望ましい。また、3個以上設ける場合には1つの回転軌道に2個の転圧ボール5を設けるようにしてもよい。また更に、転圧ボールの各回転軌道の管軸方向の間隔は上記例ではボール中心で0.5mmを例としたが最大でも1mm以内が好ましく、間隔が広すぎると、管表面におけるボール痕ピッチが荒くなったり、内面フィンが十分に成形されないなどの問題が懸念される。
【0028】
因みに、以下のような条件による内面溝付加工が例示できる。
(1)素管条件
材質:銅
寸法:外径8.0mm、管肉厚0.3mm
(2)溝付プラグ3の条件
外径:7.2mm、溝数:50、リード角:18°
(3)加工条件
引抜速度:50m/分
転圧ボール回転速度:20000r.p.m.
ボール個数:4個
転圧ボールの円筒状ボール保持具:図7
【0029】
上記条件による内面溝付管の加工では、加工中の素管を溝付プラグの4箇所で押付けて加工できるので、溝付プラグの工具寿命を従来の約4倍にでき、また素管の内面長手方向に一様に高いフィンを有する内面溝付管の加工を長時間持続させることができる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る内面溝付管の加工方法によれば、溝付プラグの局所的な摩耗が低減でき、ひいては溝付プラグ全体としての寿命向上を図ることができ、素管内面長手方向に一様に高いフィンを有する内面溝付管を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る内面溝付管の加工方法を実施するための装置の内面溝加工部の断面説明図である。
【図2】内面溝付管の加工中における素管が押圧されて使用される溝付プラグの表面状態を説明するための内面溝加工部の断面説明図であって、aは本発明例、bは従来例を示す。
【図3】本発明に係る内面溝付管の加工方法を実施するための、別の実施形態の内面溝加工部の断面説明図である。
【図4】図3に示す内面溝加工部に設けられるボール保持具の説明図であって、aは斜視図、bは展開図である。
【図5】図3に示す実施形態による、内面溝付管の加工中における素管が押圧されて使用される溝付プラグの表面状態を説明するための内面溝加工部の断面説明図である。
【図6】図3に示す内面溝加工部に設けられる、本発明の係る別のボール保持具の説明図であって、aは斜視図、bは展開図である。
【図7】本発明に係る内面溝付管の加工方法に使用される、内面溝加工部に設けられるボール保持具の説明図であって、aは斜視図、bは展開図である。
【図8】従来の内面溝付管の加工装置を示す管中心軸方向の模式的断面図である。
【符号の説明】
3:溝付プラグ 5:転圧ボール 8:素管
9:モータ 10:中心軸 11:管軸
12:溝付プラグの上側表面 13:溝付プラグの下側表面
14:円筒状のボール保持具 15:転圧ボールの収容孔
16:ボール保持具の回転中心軸 21:加工リング
22:駆動軸 23:コイル θ:交叉角度
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for processing an internally grooved tube in which a groove is formed on the tube inner surface, and more specifically, a method for processing an internally grooved heat transfer tube used in an air-cooled heat exchanger such as a domestic or commercial air conditioner. It is about.
[0002]
[Prior art]
In the condenser and the evaporator of the air-cooled heat exchanger, an internally grooved tube in which a spiral groove is formed on the tube inner surface to improve heat transfer efficiency is used. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view in the direction of the tube center axis (hereinafter referred to as the tube axis) showing a conventional processing apparatus for internally grooved tubes. A conventional processing apparatus and processing method for an internally grooved tube will be described with reference to FIG.
[0003]
A floating plug 2 is inserted into the base tube 8. This floating plug 2 has an outer diameter on the tube supply side (the left side in the drawing is the supply side and the right side is the extraction side) slightly smaller than the inner diameter of the raw tube 8, and the outer diameter on the tube extraction side is that of the tube supply side. It is a smaller truncated cone shape. A holding die 1 for reducing the diameter of the pipe 8 together with the floating plug 2 is arranged on the outer surface of the pipe 8 at a position corresponding to the floating plug 2.
[0004]
A substantially cylindrical grooved plug 3 is connected to the floating plug 2 via a connecting shaft 4. A groove having a shape to be formed on the inner peripheral surface of the raw tube 8 is processed on the outer peripheral surface of the grooved plug 3. Further, the grooved plug 3 can freely rotate about the connecting shaft 4. A plurality of rolling balls 5 are arranged side by side in the pipe circumferential direction on the outer surface of the raw pipe 8 at a position corresponding to the grooved plug 3. The rolling balls 5 are accommodated in the processing ring 21 and are arranged at an appropriate distance from each other, and the rolling balls 5 are held at predetermined positions in the tube axis direction by the processing ring 21.
[0005]
The processing ring 21 is connected to the drive shaft 22 of the motor 9. The motor 9 has a cylindrical drive shaft 22 and a coil 23 that rotates the drive shaft 22 by a magnetic field. By supplying power to the coil 23, the drive shaft 22 is rotationally driven, and the machining ring 21 is coaxial with the tube axis. Rotate on top. By the rotation of the processing ring 21, the rolling ball 5 rotates in the pipe circumferential direction around the pipe axis. Note that the raw tube 8 passes through the center of the motor 9. Further, on the downstream side of the rolling ball 5 in the tube drawing direction, a finishing die 7 for reducing the outer diameter of the raw tube 8 having fins formed on the inner surface to a predetermined size is provided in contact with the raw tube 8. Yes.
[0006]
A conventional processing method using the processing device for an internally grooved tube configured as described above is as follows. The floating plug 2 is inserted into the tip of the raw tube 8 and its position is held by mechanical or magnetic means. From this state, the tip of the raw tube 8 is supplied to the finishing die 7 through the holding die 1 and the holding of the floating plug 2 is released. Thereafter, the floating plug 2 moves to a position corresponding to the holding die 1 as the raw tube 8 starts moving. Then, the tube 8 is contracted by the floating plug 2 and the holding die 1 by the subsequent drawing, and further contracted by the subsequent rolling ball 5, and receives the rolling force by the rolling ball 5 to receive the element. The grooved plug 3 disposed inside the tube 8 is pressed.
[0007]
The grooved plug 3 is connected to the floating plug 2 through a connecting shaft 4, and the floating plug 2 corresponds to the holding die 1 due to the frictional force caused by pulling out the raw tube 8 and the drag from the holding die 1. Therefore, the grooved plug 3 also stops at a position corresponding to the rolling ball 5. Therefore, when the rolling ball 5 is in rolling contact with the outer peripheral surface of the raw tube 8 and rotationally driven in the circumferential direction, the outer periphery of the grooved plug 3 is formed on the inner peripheral surface of the raw tube 8 by the cooperative action with the grooved plug 3. The fin shape is formed by transferring the groove shape formed on the surface. At this time, the grooved plug 3 is rotated by a groove carved in the peripheral surface of the grooved plug 3 by pulling out the raw tube 8. Further, the raw tube 8 having the fins 6 formed on the inner surface thereof is subjected to contraction processing with a finishing die 7 to produce an inner grooved tube having a desired outer diameter.
[0008]
By the way, when machining an internally grooved tube by the above-described conventional method of machining an internally grooved tube, the grooved plug 3 is generally made of a hard metal having wear resistance, but is processed. When the length of the groove is as long as several thousand meters, even if a cemented carbide is used as the grooved plug 3, the surface of the groove processing portion (the area pressed by the rolling ball 5) of the grooved plug 3 is locally To wear. For this reason, if rolling is performed continuously, for example, problems such as the height of the fins 6 sequentially decreasing occur. In addition there is a problem that in turn the tool life of the grooved plug 3 is short.
[0009]
Moreover, in recent years, the inner grooved tube has been required to be further compacted due to the compactness of the equipment or equipment used. For example, inner grooved copper pipes for heat exchangers such as air conditioners are mainly used for extremely small diameter pipes with an outer diameter of 6 to 8 mm. Tend to be. Along with this, in order to maintain the performance of the internally grooved tube itself such as heat transfer characteristics or improve the performance, the grooves tend to become deeper and higher fins. The fins formed by these small-diameter inner-grooved pipes are high fins having a ratio of 0.025 or more with respect to the pipe outer diameter. In the extremely small copper pipe, for example, the pipe outer diameter is 7.0 mm. The height of the fin peak is increased to 0.18 mm or more. In particular, the wear on the grooved plug surface is remarkable with such a high fin shape.
[0010]
Therefore, the problems relating to the wear of the grooved plug as described above are improved, and the applicant first presses the element tube against the grooved plug with a rolling ball to transfer and form the inner groove on the inner surface of the element tube. At the same time, a processing method of an internally grooved tube was proposed in which a rolling ball is processed by moving it continuously or intermittently in the tube axis direction (Japanese Patent Laid-Open No. 11-19711).
[0011]
In the above-described method for machining an internally grooved pipe, the groove machining position of the grooved plug changes, so that local wear of the grooved plug can be reduced and the inner pipe has an evenly high fin in the longitudinal direction of the inner surface. Although an internally grooved tube can be manufactured, a mechanical or electrical device for moving the rolling ball or the grooved plug in the tube axis direction of the raw tube is required.
[0012]
And in the process of proceeding with subsequent development, it is now possible to reduce the local wear of the grooved plug, and to produce an internally grooved tube having fins that are uniformly high in the longitudinal direction of the inner surface of the tube. A processing method for internally grooved tubes has been developed.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made against the background described above, and its purpose is to reduce the local wear of the grooved plug and to provide an internally grooved tube having uniformly high fins in the longitudinal direction of the inside surface of the tube. A method for processing an internally grooved tube is provided.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for processing an internally grooved pipe according to the present invention (Claim 1) is connected to a floating plug in a raw pipe and to the floating plug so as to be relatively rotatable via a connecting shaft. The grooved plug is inserted into the grooved tube, and the tube is successively reduced in diameter by a holding die and a plurality of rolling balls, and the floating plug is engaged with the holding die and the grooved plug is disposed on the rolling ball. In a processing method of an internally grooved tube in which the groove shape of the grooved plug is transferred to the inner surface of the raw tube by pressing the inner surface of the raw tube against the grooved plug with the rolling ball. The groove shape is transferred to the inner surface of the raw tube by being rotationally driven about a central axis that intersects the axis at an intersection angle θ. In this case, the intersection angle θ is preferably 1 to 20 degrees (claim 2).
[0015]
In the above configuration, the rolling ball is grooved on the inner surface of the tube by rotationally driving the rolling ball around the central axis that intersects the tube axis at an intersecting angle θ. Unlike the conventional case where the crossing angle θ = 0 degrees, the pressed surface of the grooved plug is different because the rolling ball continuously passes through different surfaces of the plug in the tube axis direction and presses the different surfaces. Is pressed on the surface with a width in the tube axis direction. As a result, the local wear of the grooved plug can be reduced as compared with the conventional case, and the life of the grooved plug as a whole can be improved. An internally grooved tube having uniformly high fins can be produced. In this case, the range of the intersection angle θ is preferably in the range of 1 to 20 degrees. If the crossing angle θ is less than 1 degree, local wear reduction of the grooved plug cannot be expected, which is the same as the conventional method of processing an internally grooved tube. Also, when the crossing angle θ exceeds 20 degrees, the gap between the grooved plug and the rolling ball fluctuates in the circumferential direction, so that vibration occurs, and the raw tube is not processed due to excessive machining on the grooving side (narrow gap side). Breakage or the like occurs.
[0016]
In order to achieve the above object, a method of processing an internally grooved tube according to the present invention (Claim 3) is capable of rotating relative to a floating plug in the raw tube via a connecting shaft. The connected grooved plug is inserted, and the raw tube is sequentially reduced in diameter by a holding die and a plurality of rolling balls, and the floating plug is engaged with the holding die to insert the grooved plug into the rolling ball. In a processing method of an inner surface grooved tube, the inner surface of the grooved plug is transferred to the inner surface of the raw tube by pressing the inner surface of the raw tube against the grooved plug by the rolling ball. Are arranged in the pipe circumferential direction with different arrangement positions in the pipe axis direction, and the rolling ball is rotated around the pipe axis to transfer the groove shape to the inner surface of the raw pipe.
[0017]
In the above-described configuration, the rolling ball is disposed in the pipe circumferential direction with a different arrangement position in the pipe axis direction, and the inner surface of the pipe is grooved by rotationally driving the rolling ball around the pipe axis. Therefore, each rolling ball during grooving passes through and presses on different rotation tracks, that is, different surfaces in the tube axis direction of the grooved plug. Therefore, the pressed surface of the grooved plug is also pressed by the surface having a width in the tube axis direction, and the groove is transferred with the width, so that the local wear of the grooved plug can be reduced as compared with the conventional grooved plug. The overall life can be improved, and an internally grooved tube having uniformly high fins in the longitudinal direction of the inside surface of the raw tube can be manufactured.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of an inner surface grooved portion for explaining an inner surface grooved tube processing method according to the present invention (Claim 1). It is the same structure as the processing apparatus of the conventional internal grooved pipe shown in the said FIG. In the following description, the same components as those of the conventional apparatus are denoted by the same reference numerals.
[0019]
The inner surface grooving portion shows only the rolling ball 5 and the grooved plug 3, but has a machining ring 21 that houses the rolling ball 5 and a coil 23 that rotates the cylindrical drive shaft 22 by a magnetic field as in the prior art. The motor 9 and the grooved plug 3 are provided. The inner surface groove machining portion in this example includes the machining ring 21 and the motor 9 so that the central axis 10 of the rotation track of the rolling ball 5 intersects the tube shaft 11 at the intersection angle θ in the central portion of the grooved plug 3. It is set as the structure which hold | maintains.
[0020]
In the processing method using the internal grooved tube processing apparatus having the above-described configuration, the rotation trajectory of the rolling ball 5 is an elliptical trajectory when viewed from the tube axis direction. The rolling ball 5 rotating upward is the inner surface of the raw tube 8 on the upper surface 12 of the grooved plug 3, and the rolling ball 5 rotating downward in the figure is the grooved plug of the inner surface of the raw tube 8. 3 are respectively pressed against the lower surface 13 to form grooves. Therefore, as shown in FIG. 2, if the crossing angle θ and the tube outer diameter 2R after grooving are set, the surface of the grooved plug 3 against which the raw tube 8 is pressed is compared with the conventional processing shown in FIG. 2b. As compared with the conventional method, it is enlarged by about R · tan θ in the tube axis direction, so that local wear of the grooved plug 3 can be reduced as compared with the conventional method, and the life of the grooved plug 3 as a whole can be improved. An internally grooved tube having uniformly high fins in the longitudinal direction of the inner surface can be produced. In addition, since the major axis of the central portion in the figure corresponding to the major axis side of the ellipse is configured to be larger than the outer diameter of the element tube 8, the inner surface of the element tube 8 is not pressed against the grooved plug 3. Reference numeral 3A denotes a region on the surface of the grooved plug 3 pressed by the rolling ball 5, and reference numeral 5A denotes a rotation trajectory of the rolling ball 5.
[0021]
Incidentally, inner surface grooving can be exemplified under the following conditions.
(1) Material condition of raw pipe: Copper Dimensions: Outer diameter 8.0mm, Pipe thickness 0.3mm
(2) Conditions for grooved plug 3 Outer diameter: 7.2 mm, Number of grooves: 50, Lead angle: 18 °
(3) Processing conditions Drawing speed: 50 m / min Rolling ball rotation speed: 20000 r. p. m.
Number of balls: 4 Crossing angle: θ = 15 degrees
In the processing of internally grooved pipes under the above conditions, the surface area of the grooved plug against which the raw pipe being processed is pressed is about three times that of the conventional case, and the tool life of the grooved plug can be about three times that of the conventional, Processing of the internally grooved tube having uniformly high fins in the longitudinal direction of the inner surface of the raw tube can be continued for a long time.
[0023]
FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of an inner surface grooved portion for explaining the inner surface grooved tube processing method according to the present invention (Claim 3), and shows the entire inner surface grooved tube processing apparatus shown in FIG. The basic configuration is the same as the conventional grooved tube processing apparatus shown in FIG. In the following description, the same components as those of the conventional apparatus are denoted by the same reference numerals.
[0024]
As shown in FIG. 1, the inner surface groove processing portion shows only the rolling ball 5 and the grooved plug 3, but a coil for rotating the processing ring 21 containing the rolling ball 5 and the cylindrical drive shaft 22 by a magnetic field. The motor 9 having 23 and the grooved plug 3 are provided. And the inner surface groove processing part in this example is a tube shaft as shown in FIG. 4 in which the accommodation hole 15 of the rolling ball 5 of the cylindrical ball holder 14 that holds the rolling ball 5 at a predetermined interval in the circumferential direction. The rolling ball 5 is accommodated in the accommodation hole 15 and set in the processing ring 21, and the rotation center shaft 16 and the tube shaft 11 of the cylindrical ball holder 14 are provided concentrically. It is a thing. Although not shown in the conventional configuration, a cylindrical ball holder is used. In this case, the accommodation holes are provided at predetermined intervals on the same circumference.
[0025]
In the processing method using the internal grooved tube processing apparatus having the above-described configuration, the four rolling balls 5 are provided at predetermined intervals in the tube axis direction. As shown in FIG. 5, four locations are formed, whereby the inner surface of the raw tube 8 is pressed against the surface of the grooved plug 3 for each rolling ball 5 to transfer and form the groove. Therefore, the surface of the grooved plug 3 against which the raw tube 8 is pressed is enlarged as compared with the conventional processing method shown in FIG. 2b, and the local wear of the grooved plug 3 can be reduced as compared with the conventional method. The life of the attached plug 3 as a whole can be improved, and an internally grooved tube having uniformly high fins in the longitudinal direction of the inside surface of the base tube 8 can be manufactured.
[0026]
FIG. 6 is an explanatory view showing another example of attaching the rolling ball to the cylindrical ball holder according to the present invention, and the accommodation holes 15 of the rolling ball 5 are provided in a staggered manner as in this example. Even so, the same effects as the example of FIG. 3 can be obtained.
[0027]
In the examples shown in FIGS. 3 and 6, the case of four rolling balls is taken as an example, but the present invention is not limited to this example, and the space for mounting the rolling balls to the ball holder is not limited to this example. Therefore, it is desirable to determine the number in the range of about 2 to 6, for example. When three or more balls are provided, two rolling balls 5 may be provided on one rotating track. Furthermore, in the above example, the spacing in the tube axis direction of each rolling track of the rolling ball is 0.5 mm at the center of the ball, but is preferably within 1 mm at the maximum. There is a concern that the surface roughness becomes rough and the inner fins are not sufficiently formed.
[0028]
Incidentally, inner surface grooving can be exemplified under the following conditions.
(1) Material condition of raw pipe: Copper Dimensions: Outer diameter 8.0mm, Pipe thickness 0.3mm
(2) Conditions for grooved plug 3 Outer diameter: 7.2 mm, Number of grooves: 50, Lead angle: 18 °
(3) Processing conditions Drawing speed: 50 m / min Rolling ball rotation speed: 20000 r. p. m.
Number of balls: 4 Rolling ball cylindrical ball holder: Fig. 7
[0029]
In the processing of internally grooved pipes under the above conditions, the tool tube of the grooved plug can be about four times longer than the conventional one because the raw pipe being processed can be pressed at four locations on the grooved plug. Processing of the internally grooved tube having fins that are uniformly high in the longitudinal direction can be continued for a long time.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the processing method of inner grooved tubes according to the present invention, it can be reduced localized wear of the grooved plug, and thus it is possible to achieve the life improvement of the entire grooved plug, containing tube An internally grooved tube having uniformly high fins in the longitudinal direction of the surface can be produced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of an inner surface groove processing portion of an apparatus for carrying out an inner surface grooved tube processing method according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view of an inner surface groove processing portion for explaining a surface state of a grooved plug used by pressing an element tube during processing of an inner surface grooved tube, where a is an example of the present invention; b shows a conventional example.
FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of an internal groove processing portion of another embodiment for carrying out the internal grooved tube processing method according to the present invention.
4A and 4B are explanatory views of a ball holder provided in the inner surface groove processing portion shown in FIG. 3, wherein a is a perspective view and b is a development view.
FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view of the inner surface groove processing portion for explaining the surface state of the grooved plug used by pressing the base tube during the processing of the inner surface grooved tube according to the embodiment shown in FIG. 3; .
6A and 6B are explanatory views of another ball holder according to the present invention provided in the inner surface groove machining portion shown in FIG. 3, wherein a is a perspective view and b is a developed view.
FIGS. 7A and 7B are explanatory views of a ball holder provided in an internal groove processing portion used in the method for processing an internal groove tube according to the present invention, wherein a is a perspective view and b is a development view.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view in the tube central axis direction showing a conventional processing apparatus for internally grooved tubes.
[Explanation of symbols]
3: Slotted plug 5: Rolling ball 8: Elementary tube 9: Motor 10: Center shaft 11: Tube shaft 12: Upper surface of the grooved plug 13: Lower surface of the grooved plug 14: Cylindrical ball holder 15: Rolling ball accommodation hole 16: Center axis of rotation of ball holder 21: Processing ring 22: Drive shaft 23: Coil θ: Crossing angle

Claims (3)

素管内にフローティングプラグとこのフローティングプラグに連結軸を介して相対的に回転可能に連結された溝付プラグとを挿入し、その素管を保持ダイス及び複数個の転圧ボールによって順次縮径加工すると共に、フローティングプラグを保持ダイスに係合させて溝付プラグを転圧ボールの配設位置に位置させ、転圧ボールにより素管の内面を溝付プラグに押圧することにより素管の内面に溝付プラグの溝形状を転写する内面溝付管の加工方法において、転圧ボールを管軸と交差角度θで交差する中心軸を中心に回転駆動することにより、素管内面に溝形状を転写することを特徴とする内面溝付管の加工方法。A floating plug and a grooved plug that is rotatably connected to the floating plug via a connecting shaft are inserted into the raw pipe, and the raw pipe is sequentially reduced in diameter by a holding die and a plurality of rolling balls. At the same time, the grooved plug is positioned at the position where the rolling ball is disposed by engaging the floating plug with the holding die, and the inner surface of the tube is pressed against the grooved plug by the rolling ball. In the processing method of an internally grooved tube that transfers the groove shape of the grooved plug, the groove shape is transferred to the inner surface of the raw tube by rotating the rolling ball around a central axis that intersects the tube axis at an intersecting angle θ. A method for processing an internally grooved tube. 前記交差角度θが1〜20度である請求項に記載の内面溝付管の加工方法。 The method for processing an internally grooved tube according to claim 1 , wherein the intersecting angle θ is 1 to 20 degrees. 素管内にフローティングプラグとこのフローティングプラグに連結軸を介して相対的に回転可能に連結された溝付プラグとを挿入し、その素管を保持ダイス及び複数個の転圧ボールによって順次縮径加工すると共に、フローティングプラグを保持ダイスに係合させて溝付プラグを転圧ボールの配設位置に位置させ、転圧ボールにより素管の内面を溝付プラグに押圧することにより素管の内面に溝付プラグの溝形状を転写する内面溝付管の加工方法において、転圧ボールを管軸方向の配設位置を異にして管周方向に配設し、当該転圧ボールを管軸を中心に回転駆動することにより、素管内面に溝形状を転写することを特徴とする内面溝付管の加工方法。A floating plug and a grooved plug that is rotatably connected to the floating plug via a connecting shaft are inserted into the raw pipe, and the raw pipe is sequentially reduced in diameter by a holding die and a plurality of rolling balls. At the same time, the grooved plug is positioned at the position where the rolling ball is disposed by engaging the floating plug with the holding die, and the inner surface of the tube is pressed against the grooved plug by the rolling ball. In a processing method of an internally grooved tube for transferring a groove shape of a grooved plug, a rolling ball is arranged in a pipe circumferential direction with a different arrangement position in the tube axis direction, and the rolling ball is centered on the tube axis. A method for processing an internally grooved tube, wherein the groove shape is transferred to the inner surface of the raw tube by being rotationally driven.
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