JP6555498B2 - 管雄ネジローリング加工方法、モジュール及び設備と管雄ネジ生産線 - Google Patents
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Description
a、前記第一ローリング輪組と前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が何れも軸方向ローリングであること、
b、前記第一ローリング輪組のローリング加工方式が径方向ローリングであり、前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向ローリングであること、
c、前記第一ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向径方向混合ローリングであり、前記第二ローリング加工方式が軸方向ローリングであること、のうち何れか一つである。
前記第二ローリングヘッドにN個の環形ローリング輪があるとすると、その一つの環形ローリング輪Riを始めとし、同一の時計回り次のローリング輪Ri+1の始め部分ネジを、ローリング輪Riの始め部分ネジを基にし、ローリング輪Riの軸線方向に沿って元のネジ山型とピッチに応じて1/N個のピッチの距離だけ延びたネジとする。
好ましくは、前記第一ローリングヘッドは、それと対応の第一ローリングホイール(70A)、第二ローリングホイール(70B)及び接続ピン軸(763)を備え、前記第一ローリングホイール(70A)と第二ローリングホイール(70B)に互いに対応の径方向溝(71)、ワーク加工作動孔(704)及びピン軸孔(701)、前記ローリング輪(8)は、ローリング輪軸(83)を介して前記第一ローリングホイール(70A)と第二ローリングホイール(70B)の径方向溝に係合し、前記径方向溝(71)と前記ローリング輪(8)の取付面は、斜平面(703)であり、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔と係合する接続ピン軸を介して互いに接続固定あれ、同軸のようにローリングヘッドを構成し、前記ローリング輪軸(83)は、両端に互いに平行する斜平面(832a、832b)を有し、前記ローリング輪軸(83)は、前記斜平面(832a、832b)を介して前記ローリングホイールの径方向溝(71)に取付けられ、前記ローリングの軸線と斜平面(832a、832b)とが夾角を構成し、前記夾角が9度よりも小さく、好ましくは3度よりも小さく、前記第一ローリングヘッドは、機械頂バーを更に備え、前記機械頂バーがローリングヘッドのローリング完成後の側の頂部又は底部に取付けられ、
そして、前記第二ローリングヘッドは、それと対応の第一ローリングホイール、第二ローリングホイール及び接続ピン軸を更に備え、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールに互いに対応の径方向溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられ、前記ローリング輪は、そのローリング輪軸を介して前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの径方向溝と係合し、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔と係合する接続ピン軸を介して互いに接続固定され、同軸のようにローリングヘッドを形成し、前記第二ローリングヘッドは、前記第二ローリングヘッドのローリング完成後の側の末端に取付けられる制御調節バーを更に備える。
前記第二ローリングヘッドは、それと対応の第一調節盤、第二調節盤及び調節ピン軸を更に備え、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応の位置決め取付盲穴、弧形溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸によって互いに接続され、前記ローリング輪軸の両端は、調節盤の弧形溝中に取付けられ、回動調節盤がローリング輪軸を弧形溝中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸をローリングホイールの径方向溝中に径方向移動するように駆動する。
用語「奇数と偶数で異なる」とは、加工順序における前後の任意の二つのローリング輪組において、一つのローリング輪組に含まれたローリング輪の数が奇数であれば、もう一つのローリング輪組に含まれたローリング輪の数が偶数であることを意味する。
前記第一ローリング輪組は、少なくとも円周方向に配置された四つの第一ローリング輪を含み、前記第二ローリング輪組は、少なくとも円周方向に配置された三つの第二ローリング輪を含み、前記第一ローリング輪は、外面が円滑のローリング輪であり、前記第二ローリング輪は、管雄ネジ成型部分を有し、
前記ローリング加工方法は、
前記第一ローリング輪組が前記中空ブランクの外面を円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面にローリング加工する第一ステップと、
前記第二ローリングが第一ステップによって加工された前記中空ブランクの外面を再びローリングして管雄ネジをローリング形成する第二ステップと、を備え、
前記第一ローリング輪組における第一ローリング輪の数と前記第二ローリング輪組における第二ローリング輪の数のうち一方が奇数であると、他方が偶数である、ことを特徴とする管雄ネジのローリング加工方法。
a、前記第一ローリング輪組と前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が何れも軸方向ローリングであること、
b、前記第一ローリング輪組のローリング加工方式が径方向ローリングであり、前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向ローリングであること、
c、前記第一ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向径方向混合ローリングであり、前記第二ローリング加工方式が軸方向ローリングであること、のうち何れか一つである、請求項1に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
前記第二ローリングヘッドにN個の環形ローリング輪があるとすると、その一つの環形ローリング輪Riを始めとし、同一の時計回り次のローリング輪Ri+1の始め部分ネジを、ローリング輪Riの始め部分ネジを基にし、ローリング輪Riの軸線方向に沿って元のネジ山型とピッチに応じて1/N個のピッチの距離だけ延びたネジとする、請求項14に記載のローリングヘッド。
そして、前記第二ローリングヘッドは、それと対応の第一ローリングホイール、第二ローリングホイール及び接続ピン軸を更に備え、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールに互いに対応の径方向溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられ、前記ローリング輪は、そのローリング輪軸を介して前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの径方向溝と係合し、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔と係合する接続ピン軸を介して互いに接続固定され、同軸のようにローリングヘッドを形成し、前記第二ローリングヘッドは、前記第二ローリングヘッドのローリング完成後の側の末端に取付けられる制御調節バーを更に備える、請求項27に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
前記第二ローリングヘッドは、それと対応の第一調節盤、第二調節盤及び調節ピン軸を更に備え、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応の位置決め取付盲穴、弧形溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸によって互いに接続され、前記ローリング輪軸の両端は、調節盤の弧形溝中に取付けられ、回動調節盤がローリング輪軸を弧形溝中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸をローリングホイールの径方向溝中に径方向移動するように駆動する、請求項28に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
図1は、従来のローリングプロセス概略図である。図1aに示すように、中空ブランク40は、ネジローリングの前に先にテーパプレス型13で瞬間的な軸方向の打ち抜きにて円錐面425を形成しておくように形成される、或いは、図1bに示すように、軸方向切削装置9中の切削刃91にてトータルの円錐面425を切削してから、ローリング輪80にて円錐面425を含む中空ブランク46に対してネジローリング加工を行うように形成される。
具体的な一実施例においては、本発明に係る管ネジ成型ローリングプロセスには、プリ成型ローリングと管ネジ成型ローリングの両基本ステップが含まれており、即ち、更に中空ブランク上をプリ成型ローリン輪にてプリローリングしてから、管ネジ成型ローリング輪にてプリローリング後の、真円度、開口外径、テーパ、軸方向の長さが後続のローリング要求に合った中空ブランクを更に管ネジ成型ローリング加工を行うと共に、プロセス過程中において、プリ成型ローリングのローリング輪の数と管ネジ成型ローリングのローリング輪の数のうち一方が偶数であれば、他方が奇数でなればならないように含まれている。
本発明の精神によれば、相隣する二つのローリングステップにおけるローリング輪の数は、異ならなくてはいけず、即ち、プリ成型ローリングと管ネジ成型ローリングの二つの異なるプロセスステップの実施例において、プリ成型ローリングのローリング輪の数と管ネジ成型ローリングのローリング輪の数のうち一方が偶数であれば、他方が奇数でなればならない。プリ成型ローリングプロセス中のローリング輪の数が奇数であれば、相隣する前記管ネジ成型ローリングプロセス中のローリング輪の数が偶数でなければならず、前記プリ成型ローリングプロセス中のローリング輪の数が偶数であれば、相隣する前記管ネジ成型ローリングプロセス中のローリング輪の数が奇数でなければならない。奇数と偶数が合っている場合に、更に、開口外径、テーパ、軸方向長さを有効的に制御することで、管ネジ成型ローリング製品の良品率を著しく向上させることが可能になる。
4寸以上の中空ブランクは、プリ成型ローリングのローリング輪の数及び管ネジ成型ローリングのローリング輪の数が35個を超えず、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19又は20個が好ましい。
本発明に係るプリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドとは、相同又は類似の構造設計を採用できる。具体的な一実施例において、プリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドとは、何れも、ローリングホイールと調節盤を備える構造設計又はローリングホイールのみを備える構造設計を採用できる。図10〜16は、本発明に係る通用のローリングヘッド構造の実施例を詳しく示している。
図18のローリングヘッドのフレーム構造68側端部に孔(表示せず)とピン軸(表示せず)があり、フレーム構造68又はローリングヘッド側端部がピン軸を介してローリング設備フレームの孔に挿入され、浮動接続を形成することで、前記ローリングモジュールシートと中空ブランクを同軸状のように調整する。
本発明に係るプリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドとは、分かれるようになってもよく、一体に組み合ってもよい。両者が一体に組合うと、工程を有効的に省略でき、ローリングにて加工される管雄ネジを形成し、全体の設計がコンパクトになり、搬送と取付に寄与する。
図23〜31は、本発明に係る回転式ローリング加工モジュールの4つ実施例の分布構造図であり、ローリングヘッドが動力(サーボ)電機によって駆動され、減速器、ウォーム・ウォームホイール等の機械伝動にてローリングヘッドを回転するように駆動する。ローリングヘッドには、図10又は図13中のキー溝67又は77でプリ成型ローリングヘッド、管ネジ成型ローリングヘッド及び例えば開口端面外面取り加工カッター、内部修正カッター、テーパ修正カッター及びネジ表面摩損又は熱処理工具等の他の加工工具を取り付ける。このような中空ブランクが固定でローリングヘッドが回転する加工方式は、長い管の管雄ネジ加工に適合し、特に石油管路の管雄ネジ加工に極めて有利である。石油管路の管雄ネジ加工には、内孔の寸法制御がかなり重要になる。このため、我々は、ローリング加工円柱又は円錐面プロセスを用いず、テーパを切削加工する方法にて円錐面を加工してから管雄ネジをローリングできる。管雄ネジを加工した後、内孔に対して補正加工プロセスを行ってもよい。プリ成型ローリングヘッドと管ネジローリングヘッド構造は、図13に類似するので、説明を省略する。
図31は、本発明に係るダブルヘッド式の円錐管ネジ成型ローリング生産線の構造概略図である。
以下、ガス業界の常用規格がDN32、長さが6000mm、壁厚が3.5mm、真円度が150um、材料がQ235のガス専用亜鉛メッキ鍛接管の取付現場を例とし、図1、図3、図5、図21、図21を参照して従来のローリング加工管雄ネジプロセスと比較し、本発明に係る前述目的、技術案、有益効果を更に説明する。
このため、本発明による保護範囲は、本願の請求項に限定された範囲と見なされるべきである。
Claims (15)
- 第一ローリング輪組と第二ローリング輪組で中空ブランクを順にローリング加工する管雄ネジのローリング加工方法であって、
前記第一ローリング輪組は、少なくとも円周方向に配置された四つの第一ローリング輪を含み、前記第二ローリング輪組は、少なくとも円周方向に配置された三つの第二ローリング輪を含み、前記第一ローリング輪は、外面が円滑のローリング輪であり、前記第二ローリング輪は、管雄ネジ成型部分を有し、
前記ローリング加工方法は、
前記第一ローリング輪組が前記中空ブランクの外面を円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面にローリング加工する第一ステップと、
前記第二ローリング輪組が第一ステップによって加工された前記中空ブランクの外面を再びローリングして管雄ネジをローリング形成する第二ステップと、を備え、
前記第一ローリング輪組における第一ローリング輪の数と前記第二ローリング輪組における第二ローリング輪の数のうち一方が奇数であると、他方が偶数である、ことを特徴とする管雄ネジのローリング加工方法。 - 前記第一ローリング輪は、(a)外面が円滑の円柱形又は円錐形ローリング輪であること、(b)軸線と加工される中空ブランクの軸線とが垂直方向に対して9度以下のオフセット角を有すること、(c)それが所在のローリング輪座との間に自由運動できる隙間があることのうち少なくとも一つを備える、請求項1に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
- 前記第一ローリング輪組と前記第二ローリング輪組のローリング加工方式は、
a、前記第一ローリング輪組と前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が何れも軸方向ローリングであること、
b、前記第一ローリング輪組のローリング加工方式が径方向ローリングであり、前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向ローリングであること、
c、前記第一ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向径方向混合ローリングであり、前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向ローリングであること、のうち何れか一つである、請求項1に記載の管雄ネジのローリング加工方法。 - 前記方法は、プリ成型ローリング加工を介した中空ブランク外面にネジ成型ローリング加工を行うものであり、前記プリ成型ローリング加工とは、第一ローリング輪組で前記中空ブランクの外面を円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面にローリング加工するものであり、前記第一ローリング輪組は、少なくとも四つの円周に沿って配置された外面が円滑の第一ローリング輪を含み、前記ネジ成型ローリング加工は、第二ローリング輪組によって完成され、前記第二ローリング輪組は、少なくとも三つの円周に沿って配置された第二ローリング輪を含み、前記第二ローリング輪が管雄ネジ成型部分を有し、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数と前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数のうち一方が奇数であり、他方が偶数である、ことを特徴とする管雄ネジのローリング加工方法。
- 少なくとも三つの円周方向に沿って配置された管雄ネジ成型部分を有するローリング輪(8)、第一ローリングホイール(70A)、第二ローリングホイール(70B)及び接続ピン軸(702)を備えるローリングヘッドであって、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールに互いに対応する径方向溝(71)、ワーク加工作動孔(704)及びピン軸孔(701)が設けられており、前記ローリング輪(8)は、そのローリング輪軸(83)を介して前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイール上の径方向溝(71)と係合し、前記径方向溝(71)と前記ローリング輪(8)の取付面が斜平面(703)であり、前記第一ローリングホイールと前記第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔(701)と係合する接続ピン軸(702)にて互いに接続固定され、同軸のようにローリングヘッドを構成すると共に、前記ローリング輪軸(83)が両端にそれぞれ互いに平行する斜平面(832a、832b)を有し、前記ローリング輪軸(83)が前記斜平面(832a、832b)を介して第一ローリングホイールと第二ローリングホイール上の径方向溝(71)に装着され、前記ローリング輪の軸線と斜平面(832a、832b)とが夾角を構成し、前記夾角が9度よりも小さく、好ましくは、3度よりも小さい、ことを特徴とするローリングヘッド。
- 第一調節盤、第二調節盤及び調節盤ピン軸(762)を更に備え、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応する位置決め取付盲穴(766)、弧形溝(762)、ワーク加工作動孔(764)及びピン軸孔(761)が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴(766)を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸(762)によって互いに接続され、ローリング輪軸(83)の延長部(833)が調節盤の弧形溝(762)に取付けられ、回動調節盤(76)がローリング輪軸を弧形溝(762)中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸(83)をローリングホイール(70)の径方向溝(71)中に径方向移動するように駆動する、摺動ブロックを更に備え、前記ローリング輪軸の延長部が前記摺動ブロックの軸孔と係合し、前記摺動ブロック(836)を介して調節盤の弧形溝(762)中に取付けられ、回動調節盤(76)が摺動ブロックを弧形溝(762)中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸(83)をローリングホイール(70)の径方向溝(71)中に径方向移動するように駆動する、請求項5に記載のローリングヘッド。
- 前記ローリング輪(8)は、外面が円滑の円錐形ローリング輪であると共に、前記円錐形ローリング輪のテーパが2°〜5°であり、好ましくは2°30’’〜4°30’’である、請求項6に記載のローリングヘッド。
- 少なくとも円周方向に配置された四つの第一ローリング輪を含み、外面が円滑の第一ローリングヘッドと、少なくとも円周方向に配置された三つの第二ローリング輪を含み、管雄ネジ成型部分を有する第二ローリングヘッドとを備え、前記第一ローリングヘッドにおける第一ローリング輪の数と前記第二ローリングヘッドにおける第二ローリング輪の数のうち一方が奇数であると、他方が偶数である、ことを特徴とする管雄ネジローリング加工モジュール。
- 前記第一ローリングヘッド及び第二ローリングヘッドは、一体に組合わせられており、前記第一ローリングヘッド及び第二ローリングヘッドは、加工される中空ブランクと同軸に設置され、前記第一ローリングヘッドが管雄ネジ加工始めに近い側に設置される、請求項8に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
- 前記第一ローリングヘッドにおける第一ローリング輪の数が前記第二ローリングヘッドにおける第二ローリング輪の数よりも多くなっている、請求項9に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
- 前記第一ローリングヘッドは、それと対応の第一ローリングホイール、第二ローリングホイール及び接続ピン軸を備え、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールに互いに対応の径方向溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔、前記第一ローリング輪は、ローリング輪軸を介して前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの径方向溝に係合し、前記径方向溝71と前記第一ローリング輪の取付面は、斜平面703であり、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔と係合する接続ピン軸を介して互いに接続固定され、同軸のようにローリングヘッドを構成し、前記ローリング輪軸83は、両端に互いに平行する斜平面(832a、832b)を有し、前記ローリング輪軸83は、前記斜平面(832a、832b)を介して第一ローリングホイールと第二ローリングホイール上の径方向溝71に取付けられ、前記第一ローリング輪の軸線と斜平面(832a、832b)とが夾角を構成し、前記夾角が9度よりも小さく、好ましくは3度よりも小さく、前記第一ローリングヘッドは、機械頂バーを更に備え、前記機械頂バーがローリングヘッドのローリング完成後の側の頂部又は底部に取付けられ、
そして、前記第二ローリングヘッドは、それと対応の第一ローリングホイール、第二ローリングホイール及び接続ピン軸を更に備え、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールに互いに対応の径方向溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられ、前記第二ローリング輪は、そのローリング輪軸を介して前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの径方向溝と係合し、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔と係合する接続ピン軸を介して互いに接続固定され、同軸のようにローリングヘッドを形成し、前記第二ローリングヘッドは、前記第二ローリングヘッドのローリング完成後の側の末端に取付けられる制御調節バーを更に備え、
前記第一ローリングヘッドと第二ローリングヘッドとは、同軸のように設置される、請求項9に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。 - 前記第一ローリングヘッドは、それと対応の第一調節盤、第二調節盤及び調節盤ピン軸を備えており、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応の位置決め取付盲穴、弧形溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸によって互いに接続され、前記第一ローリング輪のローリング輪軸の両端は、前記斜平面の外側に延長部を更に備え、前記第一ローリング輪のローリング輪軸の延長部が調節盤の弧形溝中に取付けられ、回動調節盤が第一ローリング輪のローリング輪軸を弧形溝中に摺動するように駆動することで、第一ローリング輪のローリング輪軸をローリングホイールの径方向溝中に径方向移動するように駆動し、
前記第二ローリングヘッドは、それと対応の第一調節盤、第二調節盤及び調節ピン軸を更に備え、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応の位置決め取付盲穴、弧形溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸によって互いに接続され、前記第二ローリング輪のローリング輪軸の両端は、調節盤の弧形溝中に取付けられ、回動調節盤が第二ローリング輪のローリング輪軸を弧形溝中に摺動するように駆動することで、第二ローリング輪のローリング輪軸をローリングホイールの径方向溝中に径方向移動するように駆動する、請求項11に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。 - 少なくとも請求項5乃至7のうち何れか一項に記載のローリングヘッドを備える、ことを特徴とする管雄ネジローリング設備。
- 少なくとも請求項8乃至12のうち何れか一項に記載のローリング加工モジュールを備える、ことを特徴とする管雄ネジローリング設備。
- 請求項8乃至12のうち何れか一項に記載ローリング加工モジュールを備え、前記第一ローリングヘッドと第二ローリングヘッドとは、各々独立したローリング設備に取付けられ、順に前記第一ローリングヘッドと第二ローリングヘッドを採用して中空ブランクをローリング加工する、ことを特徴とする管雄ネジ生産線。
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