JP4712160B2

JP4712160B2 - Manufacturing method of internally grooved tube

Info

Publication number: JP4712160B2
Application number: JP2000169270A
Authority: JP
Inventors: 利明橋爪; 孝司山本; 哲也住友
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2020-06-06
Also published as: JP2001347311A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調機器や冷凍機等における熱交換器用の伝熱管として使用される内面溝付管の製造方法に関するものであり、さらに具体的には、管内面により深くシャープな溝をより高速で加工するのに適する継ぎ目なし内面溝付管の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３を参照しながら従来の内面溝付管の製造装置（特開昭６２−２６３８２０号公報に記載されている。）及び当該装置を使用した製造方法を説明する。
金属製の素管１の引抜き方向に沿って、上流側よりフローティングダイス２と加工ヘッド４（アウタレース）とが順に設置されている。
加工ヘッド４は引抜き方向の下流側へ向けて緩やかに末広がりとなる円錐状の内周面４０を有しており、この内周面４０には図示しないボール保持器によりラジアル方向へ一定の間隔を保持すべく配置されたボール６が転接している。
これらのボール６は、その下流側においてベアリング８１を介して加工ヘッド４を保持する部材へ取り付けられたフランジ状（環状）のストッパ８により、引抜き方向の下流側には移動しないように規制されている。このストッパ８のボール６と接するストッパ面８０は、引抜き方向の上流側に向かって急角度で先細りとなるような円錐面状に形成されている。
加工ヘッド４の内周面４０のテーパは軸線に対して２〜３°であり、ストッパ面８０のテーパは軸線に対して７５〜８５°とされている。
【０００３】
素管１内に溝を加工するには、周面に軸線に対して螺旋状の互いに平行な多数の溝５０を有する回転自在な溝付プラグ５と、当該溝付プラグ５へプラグロッド５１を介して連結されたフローティングプラグ３とを、素管１へその引抜き方向に沿って順に挿入する。
溝付プラグ５が前記ボール６の内側に位置し、フローティングブラグ３がフローティングダイス２内に位置するように、当該素管１をフローティングダイス２と加工ヘッド４とに通し、素管１を矢印ａの方向へ引抜きながら加工ヘッド４を高速回転させる。
素管１の引抜きにより、素管１はフローティングダイス２とフローティングプラグ３とにより縮径され、次いで、加工ヘッド４の回転により素管１の外周を公転しつつ自転するボール６と溝付プラグ５とによって、縮径されると同時に内面に溝付け加工がなされる。
【０００４】
加工ヘッド４の部分において、素管１の引抜きにより各ボール６に加わるスラスト方向の力は、ストッパ８のストッパ面８０に受けられるとともに、当該ストッパ面８０のテーパによりその方向が外周方向（ラジアル方向）へ変更され、さらに加工ヘッド４の内周面４０により素管１の軸心方向に向けられる。したがって、素管１の管壁は公転かつ自転する各ボール６によって溝付プラグ５の表面へ押圧されるので、素管１は縮径されると同時にその内面に溝付プラグ５の溝５０が転写され、内面溝付管１ａが製造される。
内面溝付管１ａは、加工ヘッド４よりも下流方向へ設置された整形ダイスで空引きして整形かつ縮径される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この種の内面溝付管の製造方法において、ボールの数＝ｘ、ボールの公転数＝Ｎ（ｒｐｍ）、加工ピッチ（ボール１個当たりの引抜き方向に沿う押圧幅、図３に表示）＝Ｐとすると、内面溝付管の加工速度（製造速度）Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）は、Ｖ＝（ｘ・Ｎ・Ｐ）／１０００の式で求められる。
内面溝付管の伝熱性能を向上させるには、より深くかつシャープな断面形状の溝を形成することが必要である。しかし、溝がより深くかつその形状がよりシャープになるように設計した場合、溝が相対的に浅くかつ溝形状がシャープでないように設計したときと同様な加工速度で前述のような方法で溝加工すると、図４で示すように内面溝付管１ａ内のフィン１１の根元付近にえぐれ１２等の不良が発生することがある。このえぐれ１２は、加工ピッチＰの大きさに比例して大きくなる。
したがって、加工速度を低下させないで前記えぐれ１２の増大を抑えるためには、ボール数ｘと加工ピッチＰを変えない場合ボールの公転数、すなわち加工ヘッド４の回転数（但し、ボールの公転数は加工ヘッドの回転数に比例して増大するが両者は一致せず、前者は後者よりも少ない。）を上げる必要がある。しかしながら、ボールの公転数を一定以上増大させると、溝加工部（溝付プラグ５の部分）で管がねじれ変形を起こし、管が破断する場合もあった。
この管のねじれ変形は、加工ピッチＰが小さい時ほどボール公転数が小さい時に発生する。
【０００６】
管のねじれ変形が発生した時の管の外面の状態を観察すると、ボールの接触軌跡である各加工ピッチＰの乱れや蛇行が見られる。このことから考察すると、前述の従来の製造方法では、各ボール６が高速公転する際遠心力によりラジアル方向に変動しようとするとき、各ボール６に対する素管１への加工力が、ボール中心が形成する公転軌道よりも外側の一方向のみから作用する（ボール中心が形成する公転軌道の外側では、各ボール６は加工ヘッド４の内周面４０との接触部一ケ所でのみ保持される）ので、前記遠心力の影響によりボール６が変動（あばれ）が大きくなり、低速公転時よりもボールの公転軌道が不安定になることによるものと考えられる。
また、ボール数が同じであれば、加工ピッチＰが小さいほどボールのストッパ面８０に対するスラスト方向の力が小さいためにボール（の公転軌道）が不安定になり易く、したがって従来方法では、加工ピッチＰが大きい場合と比較して加工ピッチが小さい場合は、ボール公転数が相対的に小さくてもねじれ変形が発生する。
【０００７】
本発明は従来の製造方法に対する前述の検討から提案されるもので、その目的は、より高速度で溝付け加工するためボールの公転数（加工ヘッドの回転数）をより大きくした場合でも、管のねじれ変形が生ぜず、したがってより高速で内面溝付管を製造することができる製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内面溝付管の製造方法は、前述の課題を解決するため以下のように構成したものである。
すなわち、請求項１に記載の内面溝付管の製造方法は、周面に軸線に対して平行な又は螺旋状の互いに平行な多数の溝５０を有する溝付プラグ５が回転自在に挿入された金属製の素管１を引抜きながら、前記溝付プラグ５の位置で素管１の管軸を中心として公転しつつ自転するようにラジアル方向へ所定の間隔で配置された複数のボール６により、前記素管１の引抜き力を利用して当該素管１の周面を前記溝付プラグ５へ押圧する過程において、前記各ボール６の当該各ボール中心が形成する公転軌道よりも外周部分は、加工ヘッド４内に形成され引抜き方向の下流側に向かって緩やかな角度で末広がりとなる円錐面状の内周面４０と、前記加工ヘッド４内へ当該加工ヘッド４とは一体に回転しないように設置され、かつ前記素管１の引抜きにより各ボール６が突き当たるストッパ面７０を有する円環状のストッパ７の前記ストッパ面７０とに接触して保持され、当該ストッパ面７０は、ストッパ面７０とラジアル方向に対するテーパー角度θ _１が引抜き方向の上流側に向かって５°〜５０°の急角度で末広がりとなる円錐面状に形成され、各ボール６に対し、それらのボール中心が形成する公転軌道よりも外側でかつ当該公転軌道を基準として引抜き方向の前後の二方向の異なる位置からボール６による素管１の管軸心方向への加工力を上記引抜きに伴って作用させることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図１及び図２の（Ａ）図を参照しながら、本発明に係る内面溝付管の製造方法の好ましい実施形態を説明する。
図１は製造方法の一実施形態を説明するための製造装置の部分断面図、図２の（Ａ）図は図１の装置の溝加工部分の部分拡大断面図、図２の（Ｂ）図は（Ａ）図における装置の作用と比較するための従来方法で用いられる装置の部分拡大断面図である。
【００１０】
図１において、２はフローティングダイス、４は図示しない駆動手段により高速回転される加工ヘッドである。
加工ヘッド４は、金属製の素管１の引抜き方向の下流側へ向けて緩やかに末広がりとなる円錐状の内周面４０を有しており、この内周面４０にはボール保持器６０によりラジアル方向へ一定の間隔を保つべく保持されたボール６が転接するように構成されている。
これらのボール６は、その引抜き方向の下流側において、ベアリング７１を介して加工ヘッド４を保持する部材へ取り付けられた環状のストッパ７により、引抜き方向の下流側には移動しないように規制されている。ストッパ７は、前述のベアリング７１の介在により、加工ヘッド４とは一体に回転しないようになっている。
このストッパ７のボール６と接するストッパ面７０は、引抜き方向の上流側に向かって急角度で末広がりになるような円錐面状に形成されている。
【００１１】
次に、製造方法の実施形態を図１の製造装置の作用とともに説明する。
素管１には、フローティングプラグ３と、このフローティングプラグ３へプラグロッド５１を介して回転自在に連結された溝付プラグ５とを、当該溝付プラグ５が引抜き方向の下流側に位置するように挿入する。溝付プラグ５の外周面には、軸線に対して螺旋状の互いに平行な多数の溝５０が形成されている。
溝付プラグ５が複数のボール６の内側に位置し、フローティングプラグ３がフローティングダイス２の内側に位置する状態に、素管１を加工ヘッド４とフローティングダイス２へ通し、当該素管１を矢印ａの方向へ引抜きながら加工ヘッド４を引抜き方向に向かって時計回り方向へ高速回転させる。
【００１２】
加工ヘッド４の回転により、各ボール６は前記回転方向に沿って素管１の回りを公転しつつ自転する。
素管１の引抜き中における各ボール６は、ボール中心が形成する公転軌道よりも外側において、加工ヘッド内周面４０とストッパ面７０とで保持される。
すなわち、素管１の引抜きにより、その引抜き力は、ボール６を介してストッパ７のストッパ面７０に対しスラスト方向に作用する。そして、このスラスト方向の力はストッパ面７０とボール６との接触部（点）を介してボール６に対し素管１の管軸方向への加工力として作用すると同時に、加工ヘッド４の内周面とボール６との接触部（点）を介してボール６に対し管軸方向への加工力として作用する。
【００１３】
図２の（Ａ）で拡大して示すように、図２の（Ｂ）で拡大して示す従来の方法とは異なり、ストッパ面７０のテーパの管軸に対する角度は、加工ヘッド内周面４０のテーパの管軸に対する角度とは方向が逆でかつ大きい。そのため、各ボール６とストッパ面７０の接触部は、ボール中心の公転軌道の外側でかつ当該公転軌道よりも引抜き方向の下流側に位置し、各ボール６と加工ヘッド４の内周面４０との接触部は、前記公転軌道の外側でかつ当該公転軌道よりも引抜き方向の上流側に位置する。また、各ボール６とストッパ面７０との接触部と素管１の管軸からの距離は、各ボール６と加工ヘッド内周面４０との接触部と素管１の管軸からの距離よりも小さい。
したがって、各ボール６に対し、ボール中心の公転軌道よりも外側でかつ当該公転軌道を基準として引抜き方向の前後の二方向の異なる位置から素管１の軸心方向への加工力が作用し、これら二方向の異なる位置から作用する加工力のボール６に対する作用位置は素管１の管軸からの距離を異にする。
すなわち、図２の（Ａ）図の実施形態では、加工ヘッド内周面４０とストッパ面７０の二箇所から軸心方向への加工力が作用しているのに対し、従来例の（Ｂ）図では、加工ヘッド内周面４０のみの一箇所から軸心方向への加工力が作用している。
【００１４】
この実施形態の製造方法によれば、素管１の引抜き力を利用して当該素管１の周面を前記溝付プラグ５へ押圧する過程において、各ボール６に対し、ボール中心の公転軌道よりも外側でかつ当該公転軌道を基準として引抜き方向の前後の二方向の異なる位置から素管１の管軸方向への加工力を作用させ、前記二方向の異なる位置から作用する加工力のボール６に対する作用位置が素管１の管軸からの距離を異にするように構成されているので、ボール６の公転軌道がより安定し、その結果、ボールの公転数（加工ヘッドの回転数）をより大きくした場合でも管のねじれ変形が生じ難い。したがって、より高速で内面溝付管を製造することができる。
【００１５】
製造実験
次に示す製造条件により、本発明例による製造方法と比較例による製造方法とで内面溝付管を製造した。
本発明例では、溝付け加工部が図２の（Ａ）図のような形態の装置を使用し、ストッパ面７０のラジアル方向に対するテーパ角度θ１を表１のように変化させて内面溝付管を製造し、比較例では、溝付け加工部が図２の（Ｂ）図のような形態の装置（ただし、ボール保持器は図示せず）を使用し、ストッパ面８０のラジアル方向に対するテーパ角度θ２を表１のように変化させて内面溝付管を製造した。
製造条件
素管：外径＝１２．７ｍｍ，肉厚＝０．４０ｍｍ，材質＝銅管
溝付プラグ：外径＝１０ｍｍ，溝数＝６０，溝の対軸心ねじれ角＝２５°，溝深さ＝０．２６ｍｍ，溝底角＝２０°
ボール：外径＝１２ｍｍ，配置数＝等角度で４個
加工ヘッド回転方向：引抜き方向に向かって右回転
加工ヘッド内周面の管軸に対するテーパ角度：２°
【００１６】
そして、各例では加工ピッチをそれぞれ０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍのケースに設定して、加工ヘッドの回転数を上昇させ、管のねじれ変形発生時の加工ヘッド回転数比を、比較例１の場合を１として表１に示した。
また、各比較例ではそれぞれ加工ピッチが０．５ｍｍである場合に管がねじれ変形発生時の加工ヘッド回転数を１として、加工ピッチが前記以下である場合のねじれ変形発生時の加工ヘッド回転数比を、それぞれ表１に（）内に示した。
【００１７】
【表１】
（管のねじれ変形発生時の加工ヘッド回転数比）
┌─────┬───────┬────────────────────┐
│ 種別 │ ストッパ面 │各加工ピッチにおけるねじれ変形発生時の加│
│ │ テーパ角度 │工ヘッド回転数比 │
│ │ （°）├──────┬──────┬──────┤
│ │ │ ０．３ｍｍ│ ０．４ｍｍ│ ０．５ｍｍ│
├─────┼───────┼──────┼──────┼──────┤
│本発明例１│ ５ │ １．１８ │ １．２１ │ １．２３ │
│ ├───────┼──────┼──────┼──────┤
│ ２│ １０ │ １．２４ │ １．２６ │ １．２７ │
│ ├───────┼──────┼──────┼──────┤
│ ３│ ２０ │ １．２９ │ １．３２ │ １．３６ │
│ ├───────┼──────┼──────┼──────┤
│ ４│ ３０ │ １．２９ │ １．３２ │ １．３６ │
│ ├───────┼──────┼──────┼──────┤
│ ５│ ４０ │ １．３５ │ １．３７ │ １．４１ │
│ ├───────┼──────┼──────┼──────┤
│ ６│ ５０ │ １．２９ │ １．３２ │ １．３６ │
├─────┼───────┼──────┼──────┼──────┤
│比較例１│ −１０ │ １ │ １ │ １ │
│ │ │（０．７７）│（０．８６）│（１） │
│ ├───────┼──────┼──────┼──────┤
│ ２│ −２０ │ ０．８４ │ ０．９５ │ ０．９６ │
│ │ │（０．７６）│（０．８６）│（１） │
└─────┴───────┴──────┴──────┴──────┘
【００１８】
表１で示されているように、各本発明例では、各比較例よりも管のねじれ変形発生時の加工ヘッド回転数（ボール公転数）は増大しており、その増大分溝付け加工速度が向上した。
【００１９】
【発明の効果】
本発明に係る内面溝付管の製造方法によれば、素管１の引抜き力を利用して当該素管１の周面を前記溝付プラグ５へ押圧する過程において、各ボール６に対し、ボール中心の公転軌道よりも外側でかつ当該公転軌道を基準として引抜き方向の前後の二方向の異なる位置から素管１の管軸方向への加工力を作用させるので、ボール６の公転軌道がより安定し、その結果、ボールの公転数（加工ヘッドの回転数）をより大きくした場合でも管のねじれ変形が生じ難い。
したがって、より高速で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】本発明に係る製造方法の一実施形態を説明するための製造装置の部分断面図である。
【図２】（Ａ）図は図１の装置の溝加工部分の部分拡大断面図、（Ｂ）図は（Ａ）図における装置の作用と比較するための従来方法で用いられる装置の部分拡大断面図である。
【図３】従来の製造方法を説明するための製造装置の部分断面図である。
【図４】内面溝付管のフィンの根元部にえぐれが発生した状態を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
ａ引抜き方向
Ｐ加工ピッチ
θ１，θ２ストッパ面のラジアル方向に対するテーパ角度
１素管
１０内面の溝
１ａ内面溝付管
２フローティングダイス
３フローティングプラグ
４加工ヘッド
４０内周面
５溝付プラグ
５０溝
５１プラグロッド
６ボール
６０ボール保持器
７，８ストッパ
７０，８０ストッパ面
７１，８１ベアリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an internally grooved tube used as a heat transfer tube for a heat exchanger in an air conditioner, a refrigerator, or the like, and more specifically, a deeper and sharper groove on the inner surface of the tube at a higher speed. The present invention relates to a method for manufacturing a seamless internally grooved tube suitable for processing.
[0002]
[Prior art]
With reference to FIG. 3, a conventional apparatus for manufacturing an internally grooved tube (described in JP-A-62-263820) and a manufacturing method using the apparatus will be described.
A floating die 2 and a machining head 4 (outer race) are sequentially installed from the upstream side along the drawing direction of the metal base tube 1.
The processing head 4 has a conical inner peripheral surface 40 that gradually widens toward the downstream side in the drawing direction. The inner peripheral surface 40 is spaced at a constant interval in the radial direction by a ball holder (not shown). Balls 6 arranged to be held are in rolling contact.
These balls 6 are regulated so as not to move downstream in the drawing direction by a flange-like (annular) stopper 8 attached to a member holding the processing head 4 via a bearing 81 on the downstream side. Yes. The stopper surface 80 in contact with the ball 6 of the stopper 8 is formed in a conical surface shape that tapers at an acute angle toward the upstream side in the drawing direction.
The taper of the inner peripheral surface 40 of the machining head 4 is 2 to 3 ° with respect to the axis, and the taper of the stopper surface 80 is 75 to 85 ° with respect to the axis.
[0003]
In order to process the groove in the raw tube 1, a rotatable grooved plug 5 having a large number of parallel grooves 50 spiraling with respect to the axis on the peripheral surface, and a plug rod 51 to the grooved plug 5. Floating plugs 3 connected to each other are sequentially inserted into the raw tube 1 along the drawing direction.
The element tube 1 is passed through the floating die 2 and the machining head 4 so that the grooved plug 5 is located inside the ball 6 and the floating brag 3 is located in the floating die 2. The processing head 4 is rotated at a high speed while being drawn in the direction of.
By pulling out the tube 1, the tube 1 is reduced in diameter by the floating die 2 and the floating plug 3, and then the ball 6 and the grooved plug 5 that rotate while revolving the outer periphery of the tube 1 by the rotation of the machining head 4. As a result, the inner surface is grooved at the same time as the diameter is reduced.
[0004]
In the portion of the processing head 4, the thrust force applied to each ball 6 by pulling out the raw tube 1 is received by the stopper surface 80 of the stopper 8, and the direction of the stopper surface 80 is tapered in the outer circumferential direction (radial direction). ), And further directed by the inner peripheral surface 40 of the machining head 4 in the axial direction of the raw tube 1. Accordingly, since the tube wall of the raw tube 1 is pressed against the surface of the grooved plug 5 by the balls 6 that revolve and rotate, the raw tube 1 is reduced in diameter and at the same time, the groove 50 of the grooved plug 5 is formed on the inner surface thereof. The inner grooved tube 1a is manufactured by being transferred.
The inner grooved tube 1 a is shaped and reduced in diameter by emptying with a shaping die installed in the downstream direction from the processing head 4.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In this type of inner surface grooved tube manufacturing method, the number of balls = x, the number of revolutions of the ball = N (rpm), the processing pitch (the pressing width along the drawing direction per ball, shown in FIG. 3) = P Then, the processing speed (manufacturing speed) V (m / min) of the internally grooved tube is obtained by the equation V = (x · N · P) / 1000.
In order to improve the heat transfer performance of the internally grooved tube, it is necessary to form a deeper and sharper groove having a cross-sectional shape. However, when the groove is designed to be deeper and the shape thereof becomes sharper , the groove is formed by the above method at the same processing speed as when the groove is designed to be relatively shallow and the groove shape is not sharp. When processed, a defect such as a punch 12 may occur near the root of the fin 11 in the inner grooved tube 1a as shown in FIG. This punch 12 increases in proportion to the size of the processing pitch P.
Therefore, in order to suppress the increase of the punch 12 without reducing the machining speed, the number of revolutions of the ball, that is, the number of revolutions of the machining head 4 (however, the number of revolutions of the ball is It increases in proportion to the rotational speed of the machining head, but they do not match, and the former is less than the latter. However, when the number of revolutions of the ball is increased more than a certain value, the tube may be twisted and deformed at the groove processing portion (the portion of the grooved plug 5), and the tube may be broken.
This torsional deformation of the tube occurs when the ball revolution number is smaller as the machining pitch P is smaller.
[0006]
Observing the state of the outer surface of the tube when the torsional deformation of the tube occurs, disturbances and meandering of each processing pitch P, which is the contact locus of the ball, can be seen. In view of this, in the above-described conventional manufacturing method, when each ball 6 tries to fluctuate in the radial direction due to the centrifugal force when the ball 6 revolves at high speed, the processing force to the raw tube 1 with respect to each ball 6 is Acts only from one direction outside the revolution track to be formed (on the outside of the revolution track formed by the ball center, each ball 6 is held only at one contact portion with the inner peripheral surface 40 of the machining head 4). Therefore, it is considered that the ball 6 is greatly fluctuated (fluttered) due to the centrifugal force, and that the ball's revolution trajectory becomes more unstable than that during the low-speed revolution.
If the number of balls is the same, the smaller the processing pitch P is, the smaller the force in the thrust direction against the stopper surface 80 of the ball is, so the ball (orbit of revolution) tends to become unstable. When the machining pitch is small compared to the case where P is large, torsional deformation occurs even when the ball revolution number is relatively small.
[0007]
The present invention is proposed from the above-mentioned examination of the conventional manufacturing method, and the object thereof is to obtain a tube even when the revolution number of the ball (the number of revolutions of the machining head) is increased in order to perform grooving at a higher speed. Therefore, it is an object of the present invention to provide a manufacturing method capable of manufacturing an internally grooved tube at a higher speed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The method of manufacturing an internally grooved tube according to the present invention is configured as follows in order to solve the above-described problems.
That is, in the manufacturing method of the inner surface grooved tube according to claim 1, the grooved plug 5 having a large number of grooves 50 parallel to the axis line or spirally parallel to each other on the circumferential surface is rotatably inserted. With the plurality of balls 6 arranged at predetermined intervals in the radial direction so as to rotate while revolving around the tube axis of the raw tube 1 at the position of the grooved plug 5 while pulling out the metal raw tube 1, In the process of pressing the peripheral surface of the raw tube 1 against the grooved plug 5 using the pulling force of the raw tube 1, the outer peripheral portion of the revolving track formed by the respective ball centers of the respective balls 6 is A conical inner peripheral surface 40 which is formed in the processing head 4 and expands at a gentle angle toward the downstream side in the drawing direction, and the processing head 4 does not rotate integrally with the processing head 4. Installation and extraction of the tube 1 Held in contact with said stopper surface 70 of the annular stopper 7 having a stopper surface 70 which more the balls 6 abuts, the stop surface 70, the taper angle theta ₁ with respect to the stopper surface 70 and the radial direction of the pulling direction It is formed in the shape of a conical surface that is divergent at a steep angle of 5 ° to 50 ° toward the upstream side. For each ball 6, it is outside the revolution trajectory formed by the center of the ball and is based on the revolution trajectory. the working force from two directions different positions before and after the withdrawal direction to the tube axis direction of the mother tube 1 by the ball 6 is characterized in that the action with the above withdrawal.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of a method for producing an internally grooved tube according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG.
1 is a partial sectional view of a manufacturing apparatus for explaining an embodiment of the manufacturing method, FIG. 2A is a partially enlarged sectional view of a groove processing portion of the apparatus of FIG. 1, and FIG. These are the elements on larger scale of the apparatus used with the conventional method for comparing with the effect | action of the apparatus in (A) figure.
[0010]
In FIG. 1, 2 is a floating die, and 4 is a machining head that is rotated at high speed by a driving means (not shown).
The processing head 4 has a conical inner peripheral surface 40 that gradually widens toward the downstream side in the drawing direction of the metal base tube 1, and the inner peripheral surface 40 is provided with a ball cage 60. The balls 6 held so as to maintain a constant interval in the radial direction are configured to roll.
These balls 6 are regulated so as not to move downstream in the drawing direction by an annular stopper 7 attached to a member holding the machining head 4 via a bearing 71 on the downstream side in the drawing direction. Yes. The stopper 7 is prevented from rotating integrally with the machining head 4 by the intervention of the bearing 71 described above.
The stopper surface 70 in contact with the ball 6 of the stopper 7 is formed in a conical surface shape that widens toward the upstream side in the drawing direction at a steep angle.
[0011]
Next, an embodiment of the manufacturing method will be described together with the operation of the manufacturing apparatus of FIG.
The raw tube 1 includes a floating plug 3 and a grooved plug 5 rotatably connected to the floating plug 3 via a plug rod 51 so that the grooved plug 5 is positioned downstream in the drawing direction. Insert into. On the outer peripheral surface of the grooved plug 5, a large number of grooves 50 that are spirally parallel to the axis are formed.
With the grooved plug 5 positioned inside the plurality of balls 6 and the floating plug 3 positioned inside the floating die 2, the element tube 1 is passed through the machining head 4 and the floating die 2, and the element tube 1 is moved to the arrow. The processing head 4 is rotated at high speed in the clockwise direction toward the drawing direction while being drawn in the direction a.
[0012]
As the machining head 4 rotates, each ball 6 rotates while revolving around the raw tube 1 along the rotation direction.
Each ball 6 during drawing of the raw tube 1 is held by the machining head inner peripheral surface 40 and the stopper surface 70 outside the revolution track formed by the ball center.
That is, by pulling out the raw tube 1, the pulling force acts on the stopper surface 70 of the stopper 7 via the ball 6 in the thrust direction. The force in the thrust direction acts on the ball 6 as a processing force in the tube axis direction of the raw tube 1 via the contact portion (point) between the stopper surface 70 and the ball 6, and at the same time the inner circumference of the processing head 4. It acts as a processing force in the tube axis direction on the ball 6 via a contact portion (point) between the surface and the ball 6.
[0013]
As shown in an enlarged view in FIG. 2A, unlike the conventional method shown in an enlarged manner in FIG. 2B, the angle of the taper of the stopper surface 70 with respect to the tube axis is determined by the inner circumferential surface 40 of the machining head. The direction of the taper is opposite to and larger than the angle with respect to the tube axis. Therefore, the contact portion between each ball 6 and the stopper surface 70 is located outside the revolving track at the center of the ball and downstream of the revolving track in the pulling direction, and each ball 6 and the inner peripheral surface 40 of the machining head 4 The contact portion is located outside the revolution track and upstream of the revolution track in the drawing direction. Further, the distance from the contact portion between each ball 6 and the stopper surface 70 and the tube axis of the raw tube 1 is based on the distance from the contact portion between each ball 6 and the processing head inner peripheral surface 40 and the tube axis of the raw tube 1. Is also small.
Therefore, the processing force in the axial direction of the raw tube 1 acts on each ball 6 from different positions in two directions outside the revolving track at the center of the ball and before and after the revolving track with reference to the revolving track. The working positions of the machining forces acting from different positions in these two directions on the ball 6 are different in distance from the tube axis of the raw tube 1.
That is, in the embodiment of FIG. 2A, the processing force in the axial direction is applied from two locations of the processing head inner peripheral surface 40 and the stopper surface 70, whereas in the conventional example (B). In the figure, the machining force in the axial direction acts only from one place on the machining head inner peripheral surface 40.
[0014]
According to the manufacturing method of this embodiment, in the process of pressing the peripheral surface of the raw tube 1 against the grooved plug 5 by using the pulling force of the raw tube 1, the revolving trajectory of the ball center with respect to each ball 6. A ball of machining force acting from the different positions in the two directions by applying the machining force in the pipe axis direction of the raw tube 1 from different positions in two directions before and after the drawing direction on the basis of the revolution track. 6 is configured so that the distance from the tube axis of the raw tube 1 is different, the revolving trajectory of the ball 6 becomes more stable, and as a result, the revolution number of the ball (the rotational speed of the machining head). Even when the length is made larger, the torsional deformation of the tube hardly occurs. Therefore, the inner grooved tube can be manufactured at a higher speed.
[0015]
Production Experiment An internally grooved tube was produced by the production method according to the present invention and the production method according to the comparative example under the production conditions shown below.
In the example of the present invention, the grooved portion uses an apparatus having a form as shown in FIG. 2A, and the taper angle θ1 of the stopper surface 70 with respect to the radial direction is changed as shown in Table 1 to change the inner surface grooved tube. In the comparative example, the tapering angle of the stopper surface 80 with respect to the radial direction of the stopper surface 80 is obtained by using a device in which the grooving portion has a configuration as shown in FIG. 2B (however, the ball cage is not shown). An internally grooved tube was manufactured by changing θ2 as shown in Table 1.
Manufacturing conditions Element tube: Outer diameter = 12.7mm, Wall thickness = 0.40mm, Material = Copper tube Grooved plug: Outer diameter = 10mm, Number of grooves = 60, Twisting angle of opposite axis of groove = 25 °, groove depth Length = 0.26mm, groove bottom angle = 20 °
Ball: outer diameter = 12 mm, number of arrangements = 4 at equal angle Machining head rotation direction: right rotation in the drawing direction Taper angle of the inner circumferential surface of the machining head with respect to the tube axis: 2 °
[0016]
And in each example, the processing pitch is set to 0.3 mm, 0.4 mm, and 0.5 mm cases, respectively, the rotational speed of the processing head is increased, and the processing head rotational speed ratio at the time of occurrence of torsional deformation of the pipe is determined. Table 1 shows the case of Comparative Example 1 as 1.
Further, in each comparative example, when the machining pitch is 0.5 mm, the machining head rotation speed when the torsional deformation of the pipe is 1, and the machining head rotation speed when the torsional deformation occurs when the machining pitch is equal to or less than the above. The ratios are shown in parentheses in Table 1, respectively.
[0017]
[Table 1]
(Processing head speed ratio when torsional deformation of pipe)
┌─────┬───────┬────────────────────┐
│ By type │ Stopper surface │ Addition when torsional deformation at each processing pitch │
│ │ Taper angle │ Engineering head speed ratio │
│ │ (°) ├──────┬──────┬──────┤
│ │ │ 0.3mm│ 0.4mm│ 0.5mm│
├─────┼┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│Invention Example 1│ 5 │ 1.18 │ 1.21 │ 1.23 │
│ ├───────┼──────┼──────┼──────┤
│ 2│ 10 │ 1.24 │ 1.26 │ 1.27 │
│ ├───────┼──────┼──────┼──────┤
│ 3│ 20 │ 1.29 │ 1.32 │ 1.36 │
│ ├───────┼──────┼──────┼──────┤
│ 4│ 30 │ 1.29 │ 1.32 │ 1.36 │
│ ├───────┼──────┼──────┼──────┤
│ 5│ 40 │ 1.35 │ 1.37 │ 1.41 │
│ ├───────┼──────┼──────┼──────┤
│ 6│ 50 │ 1.29 │ 1.32 │ 1.36 │
├─────┼┼──────┼──────┼──────┼──────┤
│Comparative example 1│ -10 │ 1 │ 1 │ 1 │
│ │ │ (0.77) │ (0.86) │ (1) │
│ ├───────┼──────┼──────┼──────┤
│ 2│ -20 │ 0.84 │ 0.95 │ 0.96 │
│ │ │ (0.76) │ (0.86) │ (1) │
└─────┴┴──────┴──────┴──────┴──────┘
[0018]
As shown in Table 1, in each example of the present invention, the processing head rotation number (ball revolution number) at the time of occurrence of torsional deformation of the pipe is increased as compared with each comparative example, and the grooving processing speed is increased accordingly. Improved.
[0019]
【The invention's effect】
According to the manufacturing method of the inner surface grooved pipe according to the present invention, in the process of pressing the peripheral surface of the raw pipe 1 against the grooved plug 5 using the pulling force of the raw pipe 1, since the two directions different positions before and after the withdrawal direction exerts a machining force in the tube axis direction of mother tube 1 relative to the outer and and the orbit than orbit of the ball center, the orbit of the ball 6 As a result, even when the revolution number of the ball (rotation speed of the machining head) is increased, the torsional deformation of the tube hardly occurs.
Therefore, the inner grooved tube can be manufactured at a higher speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a manufacturing apparatus for explaining an embodiment of a manufacturing method according to the present invention.
2A is a partially enlarged sectional view of a groove processing portion of the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a partially enlarged view of an apparatus used in the conventional method for comparison with the operation of the apparatus shown in FIG. It is sectional drawing.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a manufacturing apparatus for explaining a conventional manufacturing method.
FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing a state in which a chipping has occurred in the root portion of the fin of the internally grooved tube.
[Explanation of symbols]
a Drawing direction P Machining pitch θ1, θ2 Taper angle with respect to radial direction of stopper surface 1 Elementary tube 10 Inner groove 1a Inner grooved tube 2 Floating die 3 Floating plug 4 Processing head 40 Inner circumferential surface 5 Grooved plug 50 Groove 51 Plug Rod 6 Ball 60 Ball cage 7, 8 Stopper 70, 80 Stopper surface 71, 81 Bearing

Claims

While pulling out the metal base tube (1) in which a grooved plug (5) having a plurality of grooves (50) parallel to the axis or spiral in parallel on the peripheral surface is inserted, By the plurality of balls (6) arranged at predetermined intervals in the radial direction so as to rotate while revolving around the tube axis of the raw tube (1) at the position of the grooved plug (5), the raw tube (1 ) In the process of pressing the peripheral surface of the raw tube (1) against the grooved plug (5) by using the pulling force of the ball (6), the outer periphery of the revolving track formed by the respective ball centers of the respective balls (6) The portion is formed in the processing head (4) and has a conical inner peripheral surface (40) that is widened toward the downstream side in the drawing direction at a gentle angle, and the processing head into the processing head (4). (4) is installed so as not to rotate integrally, and the raw tube (1 Held in contact with said stopper surface of the stopper (7) of the annular having a stopper surface (70) of each ball (6) abuts against (70) by the withdrawal, the stop surface (70), stop surfaces ( 70) and a taper angle (θ ₁ ) with respect to the radial direction is formed in a conical surface shape that widens toward the upstream side in the drawing direction at a steep angle of 5 ° to 50 ° , and for each ball (6), the processing power of the reference to the outer and and the orbit than orbit the ball center is formed from two directions different positions before and after the withdrawal direction to the tube axis direction of the base pipe (1) by a ball (6) A method for producing an internally grooved tube, wherein the tube is acted upon drawing .