JP4906986B2 - Roll forming method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、被成形素材寸法の広い変化にかかわらず成形ロールの兼用を実現する溶接鋼管などのロール成形方法に係り、上下ロールによる被成形素材を挟み込む位置(ピンチポイント、pinch‐point)を素材幅方向の目標成形領域と既成形領域又は未成形領域との境目にのみ設定して、当該目標成形領域を曲げ内側にある上ロールの所定カリバーに沿わせて、目標成形領域の曲げ外側には下ロールをほとんど当接させないようにして成形することにより、曲げ成形性を著しく向上させると共に、ロール疵、ロールマークや座屈の発生を防止して、エッジベンド(edge‐bend)方式のブレークダウン成形部にロールの兼用化を実現した新規な溶接鋼管などのロール成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
溶接鋼管のロール成形では、成形ロールを用いて帯状の素板の幅方向に逐次に曲げ加工を加えて必要な断面形状を作り出す。成形の初期段階であるブレークダウン成形部では、素板を概ね半円状の断面形状に成形する。その後、クラスタ成形及びフィンパス成形を経て、素板断面が開放状の円形となる。
【0003】
上記ブレークダウン成形部においては、主として、図1のロールフラワーに示すような2種類の成形方式が使われている。エッジベンド方式では、素板を端部から中央(破線の円、以下図の素板上側を曲げ内側、素板下側を曲げ外側という)に向かっていくつかの領域に分けて順次に曲率を与える方法が採られる。一方、サーキュラーベンド(Circular‐bend)方式では、素板幅全域の曲率を段階的に大きくする方法が採られる。
【0004】
いずれの成形方式を採用しても、従来のブレークダウン成形スタンドでは、通常、図2Aに示す上下一対の孔型ロールが配置され、例えば下ロールが凹部を有して上ロールが凸部となり、素板の幅方向の全て、すなわち素板の曲げ内側と曲げ外側の両方が設定したロールギャップに挟まれて変形する成形方法である。
【0005】
このような従来の成形方法においては、素板に目標の曲率を与えるために、一般に、板厚に等しい均一なロールギャップを設定する必要がある。しかし、実生産においては、この成形方法には次の問題点がある。
【0006】
素板の板厚に必ずバラツキがあり、また成形過程においても板厚が不均一に変動するので、板厚に等しい均一なロールギャップを設定しても、ロール表面と板表面が完全に密接するのではなく、不連続な接触状態にあり、接触領域および接触強さも時間の経過と共に変化し、この変化を予測することは不可能である。
【0007】
その結果、まず、ロールの基準径(素板の移動速度に等しい回転周速度を有するロール表面部分の回転径)の設定が難しくなり、各スタンドでのロール回転速度を同調させるのも困難となる。従って、無駄な駆動力およびエネルギーが使われることが多くなり、また、製品表面に疵などができ易い。さらに、素材の幅方向の成形荷重および駆動力が非対称となり、素材の蛇行やローリングなどの現象が発生しやすい。
【0008】
上下ロールが共に孔型ロールであるため、異なるサイズの鋼管の成形に柔軟性が少ない。例えば、エッジベンド方式の場合は、製品外径と肉厚とのどちらかが変わる時に、すべての成形ロールを交換しなげればならない。サーキュラーベンド方式の場合は、製品径が同じ時に、一定範囲の肉厚の変化に対してロールギャップの調整でロールを兼用することができる。
【0009】
そのために、この成形方式はエッジベンド方式より実用性が高いと思われる。しかし、比較的薄肉の素板を成形する時に、ロールギャップが不均一となり、素板に対する拘束が不充分なため、必要な成形性が得られないことが多い。つまり、このようなロールの兼用化は成形性を犠牲にしたものである。
【0010】
しかし、ロール交換作業に伴う操業性、生産性の問題を解決するために、近年、ロール兼用化についての技術開発が盛んに行われてきた。その代表的なものは、ケージフォーミングミルである。
【0011】
この種のミルにおいては、従来のクラスタロールの代わりに小型ロール(ケージロール)を多数並べることによってロール兼用化を図ろうとしている。しかし、ブレークダウン成形部では、従来型ミルと同じように、ロール兼用化が行われていない。また、交換ロールの数をできるだけ減らすために、クラスタ成形部だけではなく、従来ブレークダウン成形部が分担していた成形負荷の一部もケージ成形部に移し、ブレークダウン成形スタンドの数を減らしている。
【0012】
ところが、ケージロールの成形機能がごく限られている。すなわち、ケージロールと素板との接触領域が非常に小さいため、素板断面各部分が不均一な曲げモーメントで成形される。このようなフリーベンド(free‐bend)曲げ方式の成形性は製品サイズおよび材質によって大きく変わり、設計通りに曲率をコントロールすることは極めて難しい。
【0013】
特に、曲げモーメントの最も大きな幅中央部には、折れ曲げ現象が多発している。インナーロール(凸ロール)を使っても、通常素板がインナーロール表面に沿わないため、曲げモーメントを均一化することができない。また、逆に素板とインナーロールとの接触部位に折れ曲げが発生しやすくなる。
【0014】
このような成形機能の弱い成形方法において、過大な成形負荷を分担させると、必然的にミル全体の成形機能および安定性に悪い影響を与える。現状では、この種の兼用化ミルには既に多くの問題が現れている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
ケージ型ミルのこのような弱点を解消するため、様々な改良を行ったのは、特開平3‐12977号及び特開平3‐12976号に開示されたロール成形法(以下FF成形法とい)である。FF成形法においては、曲率の連続的又は段階的に変化する伸開曲線をロールの表面形状(ロールカリバー)とする特殊なロール、およびこれらのロールを移動、回転(ローテーション)させるための位置調整機構を用いることにより、クラスタ成形部だけではなく、ブレークダウン成形部においても、ロール兼用化を実現した。
【0016】
特に、成形が最も困難とされる素板瑞部の曲げを行う、いわゆるNo.1ブレークダウンスタンドでは、図2Bに示すようなロール配置が用いられている。かかるFF成形法のロール配置では、全製品の内径および外径の範囲に応じて、上ロール(凸ロール)および下ロール(凹ロール)に適切な伸開曲線カリバーが設けられている。
【0017】
これらのロールから形成されたロールギャップが通常均一ではないが、特定の製品サイズに応じて素板の端部の曲げに好ましいロールギャップが形成されるように上下ロール位置を設置する。この成形方法を用いることにより、ロール無交換の縁曲げが初めて可能となり、ミル全体の成形機能が改善された。
【0018】
ところが、このFF成形法においても、ブレークダウン成形部のほかのスタンドでは、基本的にはサーキュラーベンド型の成形方法を採用しており、さらにロールを兼用するため、必要な成形性が得難くなり、結果的には、成形負荷の重心は依然としてブレークダウン成形部ではなく、成形機能の弱いクラスタ成形部にある。
【0019】
この発明は、基本的にサーキュラーベンドの曲げ方法を採用するFF成形法におけるロール兼用化の利点を損なうことなく、FF成形法の成形負荷の中心が成形機能の弱いクラスタ成形部にあることを改善し、ブレークダウン成形部で成形機能を高め、素板の全体の成形性を大きく向上させた新規なロール成形方法の提供を目的としている。
【0020】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、このFF成形法にエッジベンド方式を導入しその成形機能を更に強化するために、ブレークダウン成形部に上記した縁曲げスタンドを複数段配置し、板幅の約半分の領域を端部から順次に曲げていく成形法を提案(特願平10−214320、PCT/JP98/04962)した。
【0021】
上記の新しい成形法(以下FF/X成形法と呼ぶ)により、ミル全体の成形性及び安定性が大きく改善された。しかし、FF成形法の図2Bの曲げ方式は、本来素板端部のみの成形に使われ、目標成形領域がより広い場合は、適切なロールギャップの設定が難しくなる。
【0022】
このFF、FF/X成形法でも、そのロール成形の基本的な考えは、凹凸ロールを用いて目標成形領域となる素板部分を内面および外面から同時に挟んで成形するという従来の成形思想である。また、同成形法では、凹凸の両ロールカリバーに伸開曲線カリバーを用いているために素板の全域が凹凸の両ロールの全てに当接するものでないが、できるかぎり凹凸の両ロールで挟んで成形することが可能なように伸開曲線の選定を行うという技術思想である。
【0023】
発明者らは、パイプミルにおけるロール兼用化を図ることが可能な上記のFF、FF/X成形法の利点を有効に活用しながら、ブレークダウン成形部で成形機能を高めて素板の端部の成形性を大きく向上させることを目的に、ロール配置と成形機能等の関係について多くの実験及び解析を行った結果、素板を曲げるには、必ずしも凹凸一対の孔型ロールを同時に使う必要がないという知見を得た。
【0024】
すなわち、発明者らは、成形を予定した素板の幅方向の領域の一部(以下目標成形領域と呼ぶ)を、ある曲率分布を有するロールカリバーを持つ凸ロールの表面又はその表面の一部に沿わせれば、従来のように凹ロールを用いて反対側の素板表面を拘束しなくても、この凸ロール表面部分とほぼ同じ曲率分布を予定した素板領域に「転写」することが可能であり、従来の凹ロールによる拘束を行うことなく、凸ロール表面に沿わせることでロール成形が可能であることを知見した。
【0025】
例えば、前述した図2Aに示す凹凸一対の孔型ロール配置の代わりに図3のロール配置を用いても、同じ成形目的を達成できる。この場合、成形曲率の制御は主に上側の凸ロールによって行われる。下側の左右一対の凹ロールは図2Aの従来の凹ロールと比較するとそのロールカリバーの極一部しか持っていないが、当該左右ロールの役割は、目標とする成形領域を凸ロール表面に沿わせるために適切な素板部位にのみ凹凸ロールによる支持力を与え、上記した沿い曲げを実行できるような態勢を作る、すなわち凸ロールの転写予定のロールカリバー部分に素板の目標成形領域が当接するように制御、支持することにある。
【0026】
この発明の沿い曲げで重要なことは、一対のロール間で生じる最小ロールギャップ位置となるピンチポイント(pinch‐point)、すなわち一対のロールで被成形素材を挟む位置であるピンチポイントを所要箇所に設定して素板の板幅方向の位置を制御し、素板の目標成形領域の全体を、曲げ外側から拘束することなく、例えば曲げ内側にある上側の凸ロールの転写予定のロールカリバー部分の表面に沿わせてこれを転写し、ロール成形することである。
【0027】
駆動力を発生させる必要がある場合は、十分な圧力ひいては摩擦力を得るために、凸ロールと凹ロールとの最小ロールギャップを板厚に等しくなるように設定し、この最小ロールギャップである、ピンチポイントのみにおいて素板の両表面を同時に拘束する。
【0028】
かかるピンチポイントは通常、設計に際して、予め設定する目標成形領域と他の素板領域、すなわち既成形領域(素材縁部の曲げ不感部を含む)又は未成形領域との境に設定するが、実操業では、この境の近傍である境部に、駆動力を発生させるピンチポイントが設定されるとよい。
【0029】
一方、多段のロールスタンドを擁するミルなどで駆動力の発生を要しない場合は、必ずしもピンチポイントを設ける必要がない。設定された目標成形領域を凸ロール表面部分にしっかり沿わせるように凹ロールの位置を設定すればよい。
【0030】
以上を要するに、この新しい曲げ方式においては、所要のロールスタンドで成形を行う素材の幅方向の領域が目標成形領域として設定され、この目標成形領域を曲げ内側にある上側の凸ロールの転写予定のロールカリバー部分の表面に沿わせて曲率を転写するために、目標成形領域と他の素板領域との境部にピンチポイントを設定し、さらに凸ロールとピンチポイントを形成する凹ロールが従来のごとく積極的に目標成形領域に接触しないよう、換言すれば、ピンチポイント近傍以外はできるだけ目標成形領域を凹ロール側から拘束しないようにロールカリバーを設定することを特徴としている。従って、凹ロールは目標成形領域の曲率の制御に直接関与しないため、従来のようなロールカリバーを設ける必要はない。
【0031】
この発明による新しいロール成形方法では、素材の目標成形領域が基本的に凸ロールからの拘束しか受けていないため、無理な変形が発生し難く、余分な変形ひずみの発生を極力抑え、2次加工性に優れた鋼管を製造することができる利点がある。
【0032】
また、ロールを駆動する場合は、最大面圧がピンチポイントに発生するため、ピンチポイントでのロール径をロール基準径とすればよい。ピンチポイントの位置が非常に明確且つ変動しないため、各スタンドでの駆動力を同調させることは比較的容易であることが、大きな利点である。
【0033】
さらに、板厚のバラツキでピンチポイントにおける面圧がある範囲内で変動しても、素板とロールとの接触状態がほとんど変わらないため、左右の力の対称性が大きく崩れ、蛇行やローリングを誘起することは少ない。
【0034】
従って、この発明の沿い曲げのコンセプトを従来のブレークダウン成形部に導入することにより、ミルの成形性および作業性を大きく改善することが可能である。また、この発明の成形方法では、凸ロールと凹ロールが共に孔型ロールである必要がないため、ロール兼用化を行いやすい利点がある。
【0035】
すなわち、この発明は、溶接鋼管のロール成形方法において、成形予定の素材幅方向の目標成形領域の全体を、積極的に曲げ外側から拘束することなく、主に曲げ内側にあるロール表面に沿わせて成形する方法であって、さらには、少なくとも上下一対のロールで被成形素材を挟むピンチポイントの位置が、当該成形ロールで成形する予定の素材幅方向の目標成形領域と既成形領域(素材縁部の曲げ不感部を含む)又は未成形領域との境部にあり、当該目標成形領域の全体を曲げ外側から拘束することなく、主に曲げ内側にあるロール表面に沿わせて成形するロール成形方法である。
【0036】
【発明の実施の形態】
この発明による、主に曲げ内側にあるロール表面に沿わせて成形する沿い曲げ方式は、基本的にはあらゆるタイプの成形ミルおよび成形方式に応用可能であり、既存の成形プロセスの合理化を図ることが可能であるが、ロール兼用化技術の一環として用いた場合は、既存の成形方法では得られない優れた機能がより活用できる。
【0037】
特に、上記したFF/X成形法のような成形機能の強いエッジベンド成形方式を基本とする高度な兼用化技術の確立には、この新しい曲げ方式が必要不可欠と思われる。ここで、その具体的な応用として、発明者らが命名する「沿い曲げ」のコンセプトを実施でき、かつロール兼用も可能なロール配置例とロール成形方法について説明する。
【0038】
図4は、図2Bのブレークダウン成形部におけるロール配置を、この発明による「沿い曲げ」による成形方法を実施できるようにしたものである。まず図4Aに示すように、ピンチポイントが板縁からある距離で離れたところに設置されている。ピンチポイントから板縁までの素板端部は、通常十分な曲げモーメントが得られないので、曲げ不感部と呼ぶ。
【0039】
曲げ不感部の範囲は製品寸法および材質によって変わるが、ここではほぼ板厚分と規定する。ピンチポイントの外側にあるこの部分の素板が下ロールに支えられ、その内側にある目標成形領域を、中央ロールで目標成形領域の更に内側、すなわち反ピンチポイント側を曲げ外側から押圧することにより、上ロール表面に沿わせて成形する。
【0040】
従って、素材幅方向の曲げ不感部と目標成形領域との間にピンチポイントを設定し、ここでは積極的に曲げ外側から拘束することがないようにするため、下ロールは接触面をフラットな形状としてある。
【0041】
異なる口径サイズの成形に対応するために、上下ロールの位置調整は当然必要であるが、成形の度合は主に上ロールのロールカリバーによって決まるので、適切な曲率分布を有する上ロール表面部分を選んで目標成形領域に当てる必要がある。
【0042】
特に製品外径の兼用範囲が広い場合は、従来のFF成形法と同じように、上ロールに伸開曲線カリバーを設け、また平行移動のほかに、適切なカリバー部分を選べるようにロールの接触面を変える(ローテーション)ためにロールの支持軸方向を変化可能に支持する機構を併用することが好ましい。
【0043】
下ロールについては、前述したように基本的には伸開曲線カリバーを設ける必要はない。ロールフラワーを適切に設計すれば、図4Aに示すような直線カリバーを用いても各サイズの成形に対応できることが可能である。
【0044】
ただし、材質やt/D(製品肉厚製品外径)によってロールマークや疵などの発生が予測された場合は、下ロールにも伸開曲線カリバーを設け、製品サイズに近い曲率を有するロール表面部分を用いて素板端部を支えることも可能である。
【0045】
一方、中央ロールの設置およびW型の素板断面の形成は、沿い曲げの必須条件ではないが、目標成形領域の幅を広げる効果がある。中央ロールの形状および上下ロールとの相対位置は、すべでの製品の成形において、予定した目標成形領域を確実に上ロールに沿わせるように設定すればよい。
【0046】
図4Aのロール配置は、縁曲げに非常に有効であるが、端部の成形以外の素板領域の曲げにも適用可能である。但し、ロールの兼用範囲が広い場合は目標成形領域に設定した曲率を与えると同時に、その外側にある素板の端部および他の既成形領域の断面形状を保護する必要がある。そうではないと、既成形領域に曲げ戻しが大きく発生し、予定の断面形状が得られなくなる可能性がある。
【0047】
そこで、端部の成形以外の素板領域の曲げには図5Aに示すようなロール配置が極めて有効である。このロール配置では、図4Aと同じように中央ロールが設けられているが、この中央ロールには、単に沿い曲げの効果を高めるだけではなく、一対の上ロールと合わせてそれぞれピンチポイントを形成して駆動力を発生させる役割もある。
【0048】
また、図5A並びに図4Bに示すロール配置では、図4Aのロール配置と異なり、サイドロールが設けられている。このサイドロールを目標成形領域の外側、すなわち反ピンチポイント側の既成形領域に曲げ外側から当接させて、この領域の曲げ戻しを抑えると同時に、サイドロールからの成形力による曲げモーメントを利用し、ピンチポイントの外側にある目標成形領域を上ロールに沿わせて成形する。
【0049】
一方、図4Bに示すごとく、既成形領域に作用する曲げモーメントが小さいため、すなわちサイドロールの成形力の作用点がこの領域内にあり、曲げモーメントのアームが短いことから、この領域を大きく変形させることはない。
【0050】
なお、図示のサイドロールに代えて小さなロールを用いても、既成形領域が素材長手方向に見て垂れていく現象を防止することが可能であり、小さなロールを素材長手方向に複数個を配置してその接触方向を種々設定することもできる。
【0051】
上記のロール配置においても、目標成形領域の曲率の制御が主に上ロールによって行われるので、このロールに伸開曲線カリバーを使い、さらにロールを回転(ローテーション)あるいは素材幅方向に平行移動させ、必要な曲率分布を有するカリバー部分を選び、素材の目標成形領域に当てることが好ましい。
【0052】
サイドロールについては、図3の下ロールと同じように、種々の製品寸法の成形に対応するために、少なくとも平行移動をさせる必要がある。また、ロール疵やロールマークなどの発生を極力抑えるためには適切な伸開曲線カリバーを設けることが望ましい。従って、図5Aのロール配置は比較的大径管を成形するための素材の場合、図5Bのロール配置は小径管を成形するための素材の場合の配置を示す。
【0053】
中央ロールのカリバーについても同様である。また、図示の単一のロールのみならず、2分割や3分割の分割型ロールを採用することも好ましく、種々の製品寸法の成形に対応させて、素材幅方向や上下方向の高さなどを適宜選定すること、例えば素材幅方向の断面で見てW型にベンドさせることにより、より一層、素材の目標成形領域を上ロールの所定のカリバー部分に当接させ易くなる。
【0054】
【実施例】
実施例1
発明者らが先に提案したFF/X成形法によるパイプミルにおいて、ブレークダウン成形部におけるロール配置のNo.1〜No.3に、この発明によるロール成形方法とその装置を適用した例を図6及び図7に基づいて説明する。パイプミルは図7Aに示すごとく、ブレークダウン成形部のロールスタンドBD1,BD2,BD3に続いて、リバースベンド成形部のロールスタンドRB、クラスタ成形部のクラスターロールC1〜C6、フィンパス成形部のロールスタンドFP1,FP2が配置されている。
【0055】
ブレークダウン成形部のロールスタンドBD1では、図6Aに示すごとく、素材への当接方向が可変になったローテンション型の左右一対の上ロール、下側には細幅の中央ロールと左右一対の下ロールが配置され、上ロールと下ロールとの間で、当該BD1で成形する予定の素材幅方向の目標成形領域と、素材縁部の曲げ不感部との境部にピンチポイントを設定しており、図4Aで詳述したものと同等の機構と機能を有し、所定の縁曲げを行うことができる。
【0056】
図6Bに示すロールスタンドBD2は、ローテンション型の左右一対の上ロールと下側の広幅の中央ロール、並びに先のBD1で成形した素材端部に当接支持するための水平ロールとからなり、上ロールと中央ロールの肩部との間で、当該BD2で成形する予定の素材幅方向の目標成形領域と、素材中部の未成形領域との境部にピンチポイントを設定しており、図4Bで詳述したものと同等の機構と機能を有し、所定の縁曲げを行うことができる。
【0057】
図6Cに示すロールスタンドBD3では、先のBD2と同様の機構と機能を有し、さらに素材の中央部側の成形を行うもので、先のBD1とBD2とで成形した素材端部は水平ロールのロールカリバーに設けた伸開曲線に沿って支持されており、成形された円弧部の拡がりが防止され、図1Aに示す所定のエッジベンドによるロールフラワーが形成されていく。
【0058】
次に、素材の中央部が下から押し上げられて幾分W字型のベンド気味となっているのを図7Bに示すロールスタンドRBにて元に戻しているため、図7Cに示すクラスタ成形部のクラスターロールC1への導入を容易かつ確実に実施できる。さらに、FP1,FP2のフィンパス成形部で断面をほぼ円筒状に成形する。
【0059】
この発明による図7Aに示すパイプミルに使用することによって、ブレークダウン成形部にエッジベンド方式の成形を実現でき、成形性が著しく向上すると共に、外径比で約3倍の範囲のロール兼用が可能となった。
【0060】
実施例2
従来のFF成形法によるミルにおいて、ブレークダウン成形部におけるロール配置のNo.1〜No.3に、この発明によるロール成形方法とその装置を適用した例を図8及び図9に基づいて説明する。パイプミルは図9Aに示すごとく、ブレークダウン成形部のロールスタンドBD1,BD2,BD3に続いて、リバースベンド成形部のロールスタンドRB、クラスタ成形部のクラスターロールC1,C2,C3、フィンパス成形部のロールスタンドFP1,FP2が配置されている。
【0061】
ブレークダウン成形部のロールスタンドBD1では、図8Aに示すごとく、素材への当接方向が可変になったローテンション型の左右一対の上ロール、下側には細幅の中央ロールとロールカリバーに伸開曲線を設けた左右一対の下ロールが配置され、上ロールと下ロールとの間で、当該BD1で成形する予定の素材幅方向の目標成形領域と、素材縁部の曲げ不感部との境部にピンチポイントを設定しており、図4Aで詳述したものと同等の機構と機能を有し、所定の縁曲げを行うことができる。なお、図では詳細に図示していないが、素材板幅方向のピンチポイントから中央側において、素材は下ロールのロールカリバーには接触していない。
【0062】
図8Bに示すロールスタンドBD2は、ローテンション型の左右一対の上ロールと上ロールと左右一対の下ロールが配置され、各々ロールカリバーに伸開曲線を設けた上ロールと下ロールとの間で、当該BD2で成形する予定の素材幅方向の目標成形領域と、素材中部の既成形領域との境部にピンチポイントを設定しており、図4Bで詳述したものと同等の機構と機能を有し、所定の縁曲げを行うことができる。ここでも、素材板幅方向のピンチポイントから中央側において、素材は下ロールのロールカリバーには接触しておらず、逆に先のBD1で成形した素材端部は、下ロールの伸開曲線のロールカリバーに当接支持されて成形性を保持している。
【0063】
図8Cに示すロールスタンドBD3では、先のBD2と同様の機構と機能を有し、さらに素材の中央部側の成形を行うもので、先のBD1とBD2とで成形した素材端部は下ロールのロールカリバーに設けた伸開曲線に沿って支持されており、成形された円弧部の拡がりが防止され、図1Aに示す所定のエッジベンドによるロールフラワーが形成されていく。さらに、縁部に補助ロールを当接させることも有効である。
【0064】
次に、素材の中央部が下から押し上げられて幾分W字型のベンド気味となっているのを図9Bに示すロールスタンドRBにて元に戻しているため、図9Cに示すクラスタ成形部のクラスターロールC1への導入を容易かつ確実に実施できる。さらに、FP1,FP2のフィンパス成形部で断面をほぼ円筒状に成形する。
【0065】
この発明による図9Aに示すパイプミルに使用することによって、ブレークダウン成形部にエッジベンド方式の成形を実現でき、成形性が著しく向上すると共に、外径比で約2.5倍の範囲のロール兼用が可能となった。
【0066】
【発明の効果】
この発明は、上下ロールによる被成形素材のピンチポイントを素材幅方向の目標成形領域と既成形領域あるいは未成形領域との境目に設定して、当該目標成形領域を曲げ内側にある上ロールの所定カリバーに沿わせて、特に目標成形領域の曲げ外側には下ロールをほとんど当接させないようにして成形することにより、曲げ成形性を著しく向上させると共に、ロール疵、ロールマークや座屈の発生を防止することが可能である。
【0067】
この発明によるロール成形方法では、凹ロールは目標成形領域の曲率の制御に直接関与せず、目標成形領域が基本的に凸ロールからの拘束のみで、無理な変形が発生し難く、変形ひずみの発生を極力抑えることができる。
【0068】
また、ロールを駆動する際に、最大面圧がピンチポイントに発生し、このピンチポイントのロール径をロール基準径とするため、ピンチポイントの位置が明確で変動せず、各スタンドでの駆動力を同調させることが可能である。
【0069】
さらに、この発明のロール成形方法では、素材の板厚のバラツキに対しても、素板とロールとの接触状態がほとんど変化しないため、蛇行やローリングを誘起することがない。
【0070】
この発明のロール成形方法では、凸ロールと凹ロールが共に孔型ロールである必要がないため、ロール兼用化を行いやすく、ブレークダウン成形部に導入することで、成形性および作業性を大きく改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ブレークダウン成形部におけるロールフラワーを示す説明図であり、Aはエッジベンド方式、Bはサーキュラーベンド方式を示す。
【図2】従来のブレークダウン成形スタンドのロール配置を示す説明図であり、Aは上下一対の孔型ロールの例、BはFF成形法のロールを示す。
【図3】この発明による「沿い曲げ」のコンセプトを示すためのロール配置を示す説明図である。
【図4】 A、Bはこの発明による「沿い曲げ」をブレークダウン成形スタンドに適用した例を示すロール配置の説明図である。
【図5】この発明による「沿い曲げ」を溶接鋼管のロール成形方法に適用したロール成形装置の説明図であり、Aは大径管の場合、Bは小径管の場合を示す。
【図6】 A,B,Cはこの発明によるロール成形方法とその装置を適用した実施例のブレークダウン成形部のロールスタンドのロール配置を示す説明図である。
【図7】 Aはこの発明によるロール成形方法とその装置を適用したパイプミルのロール配置を示す斜視説明図であり、Bはリバースベンド成形部のロール配置を示す説明図であり、Cはクラスター成形部のロール配置を示す説明図である。
【図8】 A,B,Cはこの発明によるロール成形方法とその装置を適用した他の実施例のブレークダウン成形部のロールスタンドのロール配置を示す説明図である。
【図9】 Aはこの発明によるロール成形方法とその装置を適用した他のパイプミルのロール配置を示す斜視説明図であり、Bはリバースベンド成形部のロール配置を示す説明図であり、Cはクラスター成形部のロール配置を示す説明図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a roll forming method such as a welded steel pipe that realizes sharing of a forming roll regardless of a wide change in the dimensions of the forming material, for example, a position where the forming material is sandwiched by upper and lower rolls (pinch point) Is set only at the boundary between the target forming region in the material width direction and the pre-formed region or the un-formed region, and the target forming region is aligned with the predetermined caliber of the upper roll inside the bend, and the outer side of the target forming region is bent. By forming the bottom roll so that it hardly touches it, the bend formability is remarkably improved and the occurrence of roll wrinkles, roll marks and buckling is prevented, and edge-bend breakage is achieved. The present invention relates to a roll forming method for a new welded steel pipe or the like that realizes the use of a roll in a down forming portion.
[0002]
[Prior art]
In the roll forming of a welded steel pipe, a necessary cross-sectional shape is created by sequentially bending in the width direction of a strip-shaped base plate using a forming roll. In the breakdown forming portion, which is the initial stage of forming, the base plate is formed into a substantially semicircular cross-sectional shape. Thereafter, the base plate cross-section becomes an open circle through cluster molding and fin pass molding.
[0003]
In the breakdown forming part, mainly two types of forming methods as shown in the roll flour of FIG. 1 are used. In the edge bend method, the base plate is divided into several regions from the end toward the center (broken line circle, the upper side of the base plate is the inside of the bend, and the lower side of the base plate is the outer side of the bend). The method is taken. On the other hand, in the circular-bend method, a method of gradually increasing the curvature of the entire width of the base plate is adopted.
[0004]
Regardless of which molding method is adopted, in a conventional breakdown molding stand, usually a pair of upper and lower hole rolls shown in FIG.2A are arranged, for example, the lower roll has a concave portion and the upper roll becomes a convex portion, This is a molding method in which all of the width direction of the base plate, that is, both the inner side and the outer side of the base plate are sandwiched by the set roll gap and deformed.
[0005]
In such a conventional forming method, it is generally necessary to set a uniform roll gap equal to the plate thickness in order to give a target curvature to the base plate. However, in actual production, this molding method has the following problems.
[0006]
The plate thickness of the base plate always varies, and the plate thickness fluctuates unevenly during the molding process, so even if a uniform roll gap equal to the plate thickness is set, the roll surface and the plate surface are in close contact. Rather than being in a discontinuous contact state, the contact area and contact strength also change over time, and it is impossible to predict this change.
[0007]
As a result, first, it becomes difficult to set the reference diameter of the roll (the rotation diameter of the roll surface portion having a rotational peripheral speed equal to the moving speed of the base plate), and it is also difficult to synchronize the roll rotation speed at each stand. . Therefore, useless driving force and energy are often used, and wrinkles are easily formed on the product surface. Furthermore, the forming load and driving force in the width direction of the material become asymmetric, and phenomena such as meandering and rolling of the material are likely to occur.
[0008]
Since both the upper and lower rolls are perforated rolls, there is little flexibility in forming steel pipes of different sizes. For example, in the case of the edge bend method, when either the product outer diameter or the wall thickness changes, all the forming rolls must be replaced. In the case of the circular bend method, when the product diameter is the same, the roll can be used by adjusting the roll gap with respect to a change in the wall thickness within a certain range.
[0009]
Therefore, this molding method seems to be more practical than the edge bend method. However, when a relatively thin base plate is formed, the roll gap becomes non-uniform and the restraint on the base plate is insufficient, so the required formability is often not obtained. In other words, the combination of such rolls sacrifices moldability.
[0010]
However, in order to solve the problems of operability and productivity associated with the roll replacement work, in recent years, technical development for the combined use of rolls has been actively performed. A typical example is a cage forming mill.
[0011]
In this type of mill, a large number of small rolls (cage rolls) are arranged in place of the conventional cluster rolls, so that the rolls can be combined. However, in the breakdown forming part, as in the conventional mill, no roll-sharing is performed. In order to reduce the number of replacement rolls as much as possible, not only the cluster molding part but also part of the molding load that was previously shared by the breakdown molding part is transferred to the cage molding part, reducing the number of breakdown molding stands. Yes.
[0012]
However, the cage roll forming function is extremely limited. That is, since the contact area between the cage roll and the base plate is very small, each portion of the cross section of the base plate is formed with a non-uniform bending moment. The formability of such a free-bend bending method varies greatly depending on the product size and material, and it is extremely difficult to control the curvature as designed.
[0013]
In particular, the bending phenomenon frequently occurs in the central portion of the width where the bending moment is the largest. Even when the inner roll (convex roll) is used, the bending moment cannot be made uniform because the base plate does not normally follow the inner roll surface. On the other hand, bending tends to occur at the contact portion between the base plate and the inner roll.
[0014]
In such a molding method having a weak molding function, if an excessive molding load is shared, the molding function and stability of the entire mill are inevitably adversely affected. At present, many problems already appear in this type of combined mill.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
In order to eliminate such weak points of the cage type mill, various improvements have been made in the roll forming method (hereinafter referred to as FF forming method) disclosed in JP-A-3-12977 and JP-A-3-12976. is there. In the FF forming method, special rolls whose roll surface shape (roll caliber) has a continuous or stepwise change in curvature, and position adjustments to move and rotate these rolls. By using the mechanism, not only the cluster forming part but also the breakdown forming part can be used as a roll.
[0016]
In particular, a roll arrangement as shown in FIG. 2B is used in a so-called No. 1 breakdown stand that bends the base plate ridge where the forming is most difficult. In the roll arrangement of the FF forming method, appropriate extension curve calibers are provided on the upper roll (convex roll) and the lower roll (concave roll) according to the range of the inner diameter and outer diameter of all products.
[0017]
The roll gap formed from these rolls is usually not uniform, but the upper and lower roll positions are set so that a roll gap preferable for bending the end of the base plate is formed according to a specific product size. By using this forming method, the edge bending without exchanging rolls was possible for the first time, and the forming function of the entire mill was improved.
[0018]
However, even in this FF molding method, the other stands of the breakdown molding part basically adopts a circular bend type molding method, and also uses a roll, making it difficult to obtain the required moldability. As a result, the center of gravity of the molding load is still not in the breakdown molding part but in the cluster molding part having a weak molding function.
[0019]
This invention improves the fact that the center of the molding load of the FF molding method lies in the cluster molding part with a weak molding function without impairing the advantage of the roll combination in the FF molding method that basically adopts the bending method of the circular bend. The purpose of the present invention is to provide a novel roll forming method that enhances the forming function at the breakdown forming portion and greatly improves the overall formability of the base plate.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to further enhance the molding function by introducing an edge bend method into this FF molding method, the inventors have arranged a plurality of the above-mentioned edge bending stands in the breakdown molding part, and end the region about half the plate width. Proposing a molding method that bends sequentially from the part (Japanese Patent Application No. 10- 214320 PCT / JP98 / 04962).
[0021]
The above-described new molding method (hereinafter referred to as FF / X molding method) has greatly improved the moldability and stability of the entire mill. However, the bending method of FIG. 2B of the FF forming method is originally used for forming only the end portion of the base plate, and when the target forming region is wider, it is difficult to set an appropriate roll gap.
[0022]
Even in this FF, FF / X forming method, the basic idea of roll forming is the conventional forming idea of forming a base plate portion, which is a target forming region, from the inner and outer surfaces simultaneously using an uneven roll. . In addition, in this molding method, since the stretched curve caliber is used for both concavo-convex roll calibers, the entire area of the base plate does not come into contact with all of the concavo-convex rolls. The technical idea is to select an extension curve so that it can be molded.
[0023]
The inventors have improved the molding function in the breakdown molding part and improved the end of the base plate while effectively utilizing the advantages of the above-mentioned FF and FF / X molding methods that can be used as a roll in a pipe mill. As a result of many experiments and analyzes on the relationship between roll arrangement and forming function for the purpose of greatly improving formability, it is not always necessary to use a pair of concave and convex hole-type rolls simultaneously to bend the base plate. I got the knowledge.
[0024]
That is, the inventors set a part of the region in the width direction of the base plate to be formed (hereinafter referred to as a target forming region), the surface of the convex roll having a roll caliber having a certain curvature distribution or a part of the surface. In this way, even if a concave roll is not used to constrain the surface of the opposite side of the base plate as in the prior art, it is possible to “transfer” to the base plate area having the same curvature distribution as the convex roll surface portion. It has been found that roll forming is possible by following the surface of the convex roll without being restricted by the conventional concave roll.
[0025]
For example, the same molding object can be achieved by using the roll arrangement of FIG. 3 instead of the pair of concave and convex hole roll arrangements shown in FIG. 2A described above. In this case, the molding curvature is controlled mainly by the upper convex roll. The lower left and right pair of concave rolls have only a small part of the roll caliber compared to the conventional concave roll of FIG. 2A, but the role of the right and left rolls is to align the target forming area with the convex roll surface. Therefore, the support force by the concave and convex rolls is given only to the appropriate base plate part to create a system that can perform the bending along the above-mentioned, that is, the target molding area of the base plate is applied to the roll caliber part to be transferred of the convex roll. It is to control and support to touch.
[0026]
What is important in the bending along this invention is A pair of Pinch point that is the minimum roll gap position between rolls (pinch-point), that is, the pinch point where the material to be formed is sandwiched between a pair of rolls To set the required position to control the position in the plate width direction of the base plate, without constraining the entire target forming area of the base plate from outside the bending, For example This is to transfer and roll-form this along the surface of the roll caliber portion to be transferred of the upper convex roll inside the bend.
[0027]
If it is necessary to generate a driving force, the minimum roll gap between the convex roll and the concave roll is set to be equal to the plate thickness in order to obtain sufficient pressure and consequently frictional force, and this minimum roll gap is. Constrain both surfaces of the base plate at the same time only at the pinch point.
[0028]
Such a pinch point is usually set at the boundary between a preset target forming area and another base plate area, i.e., a pre-formed area (including a bending insensitive part at the material edge) or an unformed area at the time of designing. In operation, a pinch point for generating a driving force may be set at a boundary portion in the vicinity of this boundary.
[0029]
On the other hand, when it is not necessary to generate a driving force in a mill having a multi-stage roll stand, it is not always necessary to provide a pinch point. What is necessary is just to set the position of a concave roll so that the set target shaping | molding area | region may be followed along the convex roll surface part firmly.
[0030]
In short, in this new bending method, the area in the width direction of the material to be molded on the required roll stand is set as the target forming area, and this target forming area is scheduled to be transferred to the upper convex roll inside the bend. In order to transfer the curvature along the surface of the roll caliber part, a pinch point is set at the boundary between the target forming area and the other base plate area, and a concave roll that forms a convex roll and a pinch point is a conventional roll. In other words, the roll caliber is set so as not to make positive contact with the target forming region, in other words, so as not to restrain the target forming region from the concave roll side as much as possible except in the vicinity of the pinch point. Accordingly, since the concave roll does not directly participate in the control of the curvature of the target forming region, it is not necessary to provide a conventional roll caliber.
[0031]
In the new roll forming method according to the present invention, since the target forming region of the material is basically restricted only by the convex roll, it is difficult for excessive deformation to occur, the generation of excessive deformation strain is suppressed as much as possible, and secondary processing is performed. There exists an advantage which can manufacture the steel pipe excellent in property.
[0032]
When the roll is driven, the maximum surface pressure is generated at the pinch point, and the roll diameter at the pinch point may be set as the roll reference diameter. Since the position of the pinch point is very clear and does not vary, it is a great advantage that it is relatively easy to synchronize the driving force at each stand.
[0033]
Furthermore, even if the surface pressure at the pinch point fluctuates within a certain range due to variations in the plate thickness, the contact state between the base plate and the roll hardly changes, so the symmetry of the left and right forces is greatly disrupted, causing meandering and rolling. There is little induction.
[0034]
Therefore, the formability and workability of the mill can be greatly improved by introducing the concept of along-bending according to the present invention into the conventional breakdown forming portion. Moreover, in the molding method of this invention, since both the convex roll and the concave roll do not need to be perforated rolls, there is an advantage that the roll can be easily combined.
[0035]
That is, according to the present invention, in the roll forming method of a welded steel pipe, the entire target forming region in the material width direction to be formed is mainly aligned with the roll surface inside the bend without actively restraining from the outside of the bend. Furthermore, the position of the pinch point that sandwiches the material to be molded between at least a pair of upper and lower rolls is the target forming region in the material width direction to be formed with the forming roll and the pre-formed region (material edge). Roll forming that mainly forms along the roll surface inside the bend without constraining the whole of the target forming area from the outside of the bend. Is the method.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the present invention, the bending method for forming along the roll surface mainly inside the bending can be applied to all types of forming mills and forming methods, and the existing forming process can be streamlined. However, when used as part of a roll-combining technology, it is possible to make better use of superior functions that cannot be obtained with existing molding methods.
[0037]
In particular, this new bending method seems indispensable for the establishment of an advanced combined technology based on the edge bend forming method having a strong forming function such as the FF / X forming method described above. Here, as a specific application, a roll arrangement example and a roll forming method that can implement the concept of “along bending” named by the inventors and can also be used as a roll will be described.
[0038]
FIG. 4 shows the roll arrangement in the breakdown forming portion of FIG. 2B so that the forming method by “along bending” according to the present invention can be carried out. First, as shown in FIG. 4A, the pinch point is installed at a distance from the plate edge. The end portion of the base plate from the pinch point to the plate edge is called a bending insensitive portion because usually a sufficient bending moment cannot be obtained.
[0039]
The range of the bend insensitive part varies depending on the product dimensions and material, but here it is defined as approximately the plate thickness. The base plate of this part outside the pinch point is supported by the lower roll, and the target forming area inside it is By pressing the inner side of the target molding area with the center roll, that is, pressing the anti-pinch point side from the outside, Mold along the upper roll surface.
[0040]
Therefore, a pinch point is set between the bending insensitive portion in the width direction of the material and the target forming region, and here the lower roll has a flat contact surface so as not to be actively restrained from the outside of the bending. It is as.
[0041]
In order to cope with forming with different caliber sizes, it is natural to adjust the position of the upper and lower rolls, but the degree of forming is mainly determined by the roll caliber of the upper roll, so select the upper roll surface part with an appropriate curvature distribution. It is necessary to hit the target molding area.
[0042]
In particular, when the range of product outer diameters is wide, as with the conventional FF forming method, the upper roll is provided with an extended curve caliber, and in addition to translation, the roll contacts so that an appropriate caliber part can be selected. In order to change the surface (rotation), it is preferable to use a mechanism for supporting the direction of the support axis of the roll in a variable manner.
[0043]
For the lower roll, basically, it is not necessary to provide the extended curve caliber as described above. If the roll flower is appropriately designed, it is possible to cope with the molding of each size using a straight caliber as shown in FIG. 4A.
[0044]
However, if roll marks, wrinkles, etc. are predicted to occur due to the material and t / D (product thickness product outer diameter), the roll surface has a curvature close to the product size by providing an extension curve caliber on the lower roll. It is also possible to support the end of the base plate using a portion.
[0045]
On the other hand, the installation of the central roll and the formation of the W-shaped base plate cross section are not essential conditions for bending along the side, but have the effect of expanding the width of the target forming region. The shape of the center roll and the relative position to the upper and lower rolls may be set so that the planned target forming area is surely aligned with the upper roll in the formation of all products.
[0046]
The roll arrangement of FIG. 4A is very effective for edge bending, but can also be applied to bending of a base plate region other than the forming of the end portion. However, when the combined range of the roll is wide, it is necessary to give the curvature set in the target forming region and at the same time to protect the end portions of the base plate on the outside and the cross-sectional shapes of other pre-formed regions. Otherwise, a large amount of bending back will occur in the pre-formed region, and the planned cross-sectional shape may not be obtained.
[0047]
Therefore, the roll arrangement as shown in FIG. 5A is extremely effective for bending the base plate region other than the molding of the end portion. In this roll arrangement, a central roll is provided as in FIG. 4A, but this central roll not only enhances the bending effect but also forms a pinch point with each pair of upper rolls. It also has a role to generate driving force.
[0048]
Moreover, in the roll arrangement | positioning shown to FIG. 5A and FIG. 4B, unlike the roll arrangement | positioning of FIG. 4A, the side roll is provided. This side roll Outside the target molding area, that is, on the anti-pinch point side In the pre-formed area From outside the bend By making contact, the bending back of this region is suppressed, and at the same time, the bending moment due to the forming force from the side roll is utilized to form the target forming region outside the pinch point along the upper roll.
[0049]
On the other hand, as shown in FIG. 4B, because the bending moment acting on the pre-formed region is small, that is, the point of action of the side roll forming force is in this region, and the bending moment arm is short, so this region is greatly deformed. I will not let you.
[0050]
In addition, even if a small roll is used instead of the illustrated side roll, it is possible to prevent the phenomenon that the pre-formed region droops when viewed in the longitudinal direction of the material, and a plurality of small rolls are arranged in the longitudinal direction of the material. Thus, various contact directions can be set.
[0051]
Even in the above roll arrangement, the curvature of the target forming region is mainly controlled by the upper roll, so the roll curve caliber is used for this roll, and the roll is further rotated (rotated) or translated in the material width direction. It is preferable to select a caliber portion having a necessary curvature distribution and apply it to the target forming region of the material.
[0052]
As with the lower roll in FIG. 3, the side roll needs to be translated at least in order to cope with the molding of various product dimensions. In order to suppress the occurrence of roll wrinkles and roll marks as much as possible, it is desirable to provide an appropriate extension curve caliber. Therefore, the roll arrangement in FIG. 5A shows an arrangement in the case of a material for forming a relatively large diameter tube, and the roll arrangement in FIG. 5B shows an arrangement in the case of a material for forming a small diameter tube.
[0053]
The same applies to the Caliber in the center roll. In addition to the single roll shown in the figure, it is also preferable to adopt a two-part or three-part split type roll, corresponding to the molding of various product dimensions, the material width direction and the vertical height etc. By selecting appropriately, for example, by bending in a W shape as seen in a cross section in the width direction of the material, the target forming region of the material can be further abutted against a predetermined caliber portion of the upper roll.
[0054]
【Example】
Example 1
FIG. 6 shows an example in which the roll forming method and the apparatus according to the present invention are applied to No. 1 to No. 3 of the roll arrangement in the breakdown forming portion in the pipe mill by the FF / X forming method previously proposed by the inventors. A description will be given based on FIG. As shown in FIG. 7A, the pipe mill has a roll stand BD1, BD2, BD3 in the breakdown forming part, a roll stand RB in the reverse bend forming part, cluster rolls C1 to C6 in the cluster forming part, and a roll stand FP1 in the fin pass forming part. , FP2 is arranged.
[0055]
In the roll stand BD1 of the breakdown forming part, as shown in FIG. 6A, a pair of low tension left and right upper rolls whose direction of contact with the material is variable, and a narrow central roll and a pair of left and right are arranged on the lower side. A lower roll is arranged, and a pinch point is set between the upper roll and the lower roll at the boundary between the target forming area in the material width direction to be formed with the BD1 and the bending insensitive portion of the material edge. Thus, it has the same mechanism and function as those described in detail with reference to FIG. 4A and can perform predetermined edge bending.
[0056]
The roll stand BD2 shown in FIG.6B is composed of a pair of left and right upper rolls of a low tension type and a lower wide central roll, and a horizontal roll for abutting and supporting the end of the material formed by the previous BD1, Between the upper roll and the shoulder of the center roll, a pinch point is set at the boundary between the target forming area in the material width direction to be formed with the BD2 and the unformed area in the middle of the material. It has the same mechanism and function as those described in detail above, and can perform predetermined edge bending.
[0057]
The roll stand BD3 shown in FIG. 6C has the same mechanism and function as the previous BD2, and further performs molding on the center side of the material. The material end formed by the previous BD1 and BD2 is a horizontal roll. Is supported along the extension curve provided in the roll caliber, and the formed arc portion is prevented from spreading, and a roll flower with a predetermined edge bend shown in FIG. 1A is formed.
[0058]
Next, since the central part of the material is pushed up from below and is somewhat bent into a W shape, it is returned to the original by the roll stand RB shown in FIG. 7B, so the cluster forming part shown in FIG. 7C Can be easily and reliably implemented in the cluster roll C1. Further, the cross section is formed into a substantially cylindrical shape at the fin path forming portions of FP1 and FP2.
[0059]
By using the pipe mill shown in FIG. 7A according to the present invention, it is possible to realize edge bend molding in the breakdown molded part, and the moldability is remarkably improved, and it is possible to use the roll in the range of about three times the outer diameter ratio. became.
[0060]
Example 2
An example in which the roll forming method and the apparatus according to the present invention are applied to No. 1 to No. 3 of the roll arrangement in the breakdown forming portion in a conventional FF forming mill will be described with reference to FIGS. . As shown in FIG. 9A, the pipe mill has a roll stand BD1, BD2, BD3 in the breakdown forming part, a roll stand RB in the reverse bend forming part, cluster rolls C1, C2, C3 in the cluster forming part, and a roll in the fin pass forming part. Stands FP1 and FP2 are arranged.
[0061]
In the roll stand BD1 of the breakdown forming part, as shown in FIG. 8A, a pair of low tension left and right upper rolls with variable contact direction to the material, and a narrow center roll and roll caliber on the lower side A pair of left and right lower rolls provided with an extension curve are arranged, and between the upper roll and the lower roll, a target forming region in the material width direction to be formed with the BD1, and a bending insensitive portion of the material edge A pinch point is set at the boundary, and has the same mechanism and function as those described in detail in FIG. 4A, and can perform predetermined edge bending. Although not shown in detail in the drawing, the material does not contact the roll caliber of the lower roll from the pinch point in the width direction of the material plate to the center side.
[0062]
The roll stand BD2 shown in FIG. 8B includes a pair of left and right upper rolls, an upper roll, and a pair of left and right lower rolls, each of which is provided between an upper roll and a lower roll each having a roll curve. A pinch point is set at the boundary between the target forming area in the width direction of the material planned to be formed by the BD2 and the pre-formed area in the middle of the material, and the same mechanism and function as described in detail in FIG. And can perform a predetermined edge bend. Again, on the center side from the pinch point in the width direction of the material plate, the material is not in contact with the roll caliber of the lower roll, and conversely, the end of the material molded with the previous BD1 is the extension curve of the lower roll. It is supported by the roll caliber and retains formability.
[0063]
The roll stand BD3 shown in FIG. 8C has the same mechanism and function as the previous BD2, and further performs molding on the center side of the material. The end of the material formed by the previous BD1 and BD2 is the lower roll. Is supported along the extension curve provided in the roll caliber, and the formed arc portion is prevented from spreading, and a roll flower with a predetermined edge bend shown in FIG. 1A is formed. It is also effective to bring an auxiliary roll into contact with the edge.
[0064]
Next, since the center part of the material is pushed up from the bottom and is somewhat bent into a W shape, it is restored by the roll stand RB shown in FIG. 9B, so the cluster forming part shown in FIG. 9C Can be easily and reliably implemented in the cluster roll C1. Further, the cross section is formed into a substantially cylindrical shape at the fin path forming portions of FP1 and FP2.
[0065]
By using the pipe mill shown in FIG. 9A according to the present invention, it is possible to realize edge bend molding in the breakdown molding part, and the moldability is remarkably improved, and the roll can be used in the range of about 2.5 times the outer diameter ratio. became.
[0066]
【Effect of the invention】
This invention sets a pinch point of a material to be formed by upper and lower rolls at a boundary between a target forming region in a material width direction and a pre-formed region or an un-formed region, and sets the target forming region to a predetermined upper roll inside the bend. Along with the caliber, especially by forming the lower roll so that it hardly touches the bending outside of the target forming area, the bend formability is remarkably improved, and roll wrinkles, roll marks and buckling occur. It is possible to prevent.
[0067]
In the roll forming method according to the present invention, the concave roll is not directly involved in the control of the curvature of the target forming region, and the target forming region is basically only constrained from the convex roll, so that excessive deformation is difficult to occur and deformation strain is not generated. Generation can be suppressed as much as possible.
[0068]
Also, when driving the roll, the maximum surface pressure is generated at the pinch point, and the roll diameter of this pinch point is used as the roll reference diameter, so the position of the pinch point is clear and does not fluctuate, and the driving force at each stand Can be tuned.
[0069]
Furthermore, in the roll forming method of the present invention, since the contact state between the base plate and the roll hardly changes even when the thickness of the material is varied, meandering or rolling is not induced.
[0070]
In the roll forming method of the present invention, both the convex roll and the concave roll do not need to be perforated rolls, so that the roll can be easily used as a roll, and the formability and workability are greatly improved by introducing the roll into the breakdown forming portion. it can.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram showing a roll flower in a breakdown forming part, where A is an edge bend method and B is a circular bend method.
FIG. 2 is an explanatory view showing a roll arrangement of a conventional breakdown forming stand, wherein A is an example of a pair of upper and lower hole-type rolls, and B is a roll of FF forming method.
FIG. 3 is an explanatory view showing a roll arrangement for showing a concept of “along bending” according to the present invention.
FIGS. 4A and 4B are explanatory views of roll arrangement showing an example in which “along bending” according to the present invention is applied to a breakdown forming stand.
FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams of a roll forming apparatus in which “along bending” according to the present invention is applied to a roll forming method for a welded steel pipe, where A is a large diameter pipe and B is a small diameter pipe.
FIGS. 6A and 6B are explanatory views showing the roll arrangement of the roll stand of the breakdown forming portion of the embodiment to which the roll forming method and apparatus according to the present invention are applied.
7A is an explanatory perspective view showing a roll arrangement of a pipe mill to which the roll forming method and apparatus according to the present invention are applied, FIG. 7B is an explanatory view showing a roll arrangement of a reverse bend forming portion, and C is a cluster forming. It is explanatory drawing which shows the roll arrangement | positioning of a part.
FIGS. 8A and 8B are explanatory views showing the roll arrangement of the roll stand of the breakdown forming portion of another embodiment to which the roll forming method and apparatus according to the present invention are applied.
9A is a perspective explanatory view showing the roll arrangement of another pipe mill to which the roll forming method and apparatus according to the present invention are applied, FIG. 9B is an explanatory view showing the roll arrangement of the reverse bend forming section, and C is It is explanatory drawing which shows the roll arrangement | positioning of a cluster formation part.

Claims (7)

被成形素材の端部から幅方向の中央部へ向かって複数の目標成形領域を設定してこれら領域に順次所要の曲率を与えて成形するロール成形方法において、素材幅方向両側の上ロール対と下ロール対とで被成形素材を挟む両側のピンチポイントを、成形ロールで成形する予定の素材幅方向一部領域である目標成形領域と、目標成形領域の素材幅方向外側にあり素材縁部の曲げ不感部を含む既成形領域との境部に設定し、当該目標成形領域の全体を曲げ外側からロールで拘束することなく、目標成形領域の反ピンチポイント側にある未成形領域を素材幅方向中央部下側の中央ロールにて曲げ外側から押圧して、目標成形領域を曲げ内側にある上ロール表面に沿わせて成形するロール成形方法。In roll forming method for molding giving sequential required curvature to these areas toward the both ends of the material to be formed to the central portion in the width direction and set a plurality of target forming zone, the roll pair on the material widthwise side The pinch points on both sides that sandwich the material to be formed between the pair of rolls and the lower roll are the target forming region that is a partial region in the material width direction that is to be formed by the forming roll, and the material edge that is outside the target forming region in the material width direction bending set the boundary portion between the ready-made type region including the insensitive portion, said without the outer bend the whole of the target forming zone to restrain roll, unformed region material width in the anti-pinch point side of the target forming zone of A roll forming method in which the target forming region is pressed along the upper roll surface on the inner side of the bending by pressing from the outer side of the bending with the central roll below the center of the direction . 被成形素材の端部から幅方向の中央部へ向かって複数の目標成形領域を設定してこれら領域に順次所要の曲率を与えて成形するロール成形方法において、素材幅方向両側の上ロール対と素材幅方向中央部下側の中央ロールとで被成形素材を挟む両側のピンチポイントを、成形ロールで成形する予定の素材幅方向一部領域である目標成形領域と、目標成形領域の素材幅方向内側にある未成形領域との境部に設定し、当該目標成形領域の全体を曲げ外側からロールで拘束することなく、目標成形領域の反ピンチポイント側にある既成形領域をサイドロールにて曲げ外側から押圧して、目標成形領域を曲げ内側にある上ロール表面に沿わせて成形するロール成形方法。In roll forming method for molding giving sequential required curvature to these areas toward the both ends of the material to be formed to the central portion in the width direction and set a plurality of target forming zone, the roll pair on the material widthwise side a target formation zone pinch points on both sides sandwiching the material to be formed, which is a material width direction a part area to be molded in the molding roll and the material widthwise center lower side middle rolls, material width direction of the target forming zone Set at the boundary with the unmolded area on the inside and bend the preformed area on the side opposite to the pinch point of the target molded area with the side roll without constraining the entire target molded area with the roll from the outside. A roll forming method in which the target forming region is pressed along the upper roll surface on the inner side of the bending by pressing from the outside. 請求項1又は2において、被成形素材の既成形領域に曲げ外側から補助ロールを当接させるロール成形方法。The roll forming method according to claim 1 or 2, wherein an auxiliary roll is brought into contact with the pre-formed region of the material to be formed from the outside of the bending. 請求項1又は2において、ロールのロールカリバーが複数の円弧を組み合せた形状からなるロール成形方法。The roll forming method according to claim 1 or 2, wherein the roll caliber of the roll has a shape in which a plurality of arcs are combined. 請求項4において、ロールに伸開曲線カリバーを用いるロール成形方法。 The roll forming method according to claim 4, wherein an extended curve caliber is used for the roll. 溶接鋼管のロール成形方法のブレークダウン成形部の成形に請求項1又は2の成形方法を用いるロール成形方法。A roll forming method using the forming method according to claim 1 or 2 for forming a breakdown forming part of a roll forming method of a welded steel pipe. 請求項1又は2において、下ロールにフラットロールを用いるロール成形方法。The roll forming method according to claim 1 or 2, wherein a flat roll is used as the lower roll.
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