JPH0116567B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、UO製管法に関する。

〔従来の技術〕

大径鋼管の製造に当つて、UOE製管法が汎く
用いられている。

この場合、成品の真円度および真直度に、Ｏプ
レスの絞り率と拡管率とが大きく影響すること
は、従来からよく知られているところである。こ
の点については、「鉄鋼便覧」(2)第３版、第
1131頁に示されたように、第２図のような関係が
ある。

拡管の目的は、溶接後、管体に残つた残留応力
を拡管機で管体を周方向に押し拡げ、冷間加工に
て取り除くためで、溶接シーム部と母材との伸び
易さの差があるために（一般に母材部の方が伸び
易い）、母材部が伸び、同時にポアソン比で母材
部の軸方向長さが減少し、既に溶接変形により軸
方向長さが短くなつている溶接シーム部と長さが
一致する過程で、真円度および真直度が矯正させ
る機構によつてなされる。また、絞り率は、材料
にバウシンガー効果を与え、母材部の伸び易さに
影響を与える。このように、成品の真円度および
真直度は絞り率および拡管率に依存する。

そこで、従来は、板の強度規格に応じて、最適
な絞り率および拡管率ならびにその組合せを選定
していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記の方法は、１ロツト単位、あるい
は仕向先単位の率選定であるため、板圧延後の実
強度分布や現実に存在する１ロツト内の板強度バ
ラツキ（通常最大−最小＝８〜10Kg／mm²程度）に
対しての考慮が一切されておらず、それ故、成品
の真円度・真直度のバラツキを避け得なかつた。

したがつて、本発明の目的は、真円度および真
直度のバラツキのきわめて少いUO製管法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための、本発明の手段
は、Ｕ曲げ成形の際、その成形に要するＵプレス
の出力荷重の最大値とＵポンチストロークとに基
いて、板一枚ごとの材料強度を求め、次いでこの
材料強度に応じて、当該Ｕ管ごと上下ダイス間の
ギヤツプを設定調整しながらＯ成形を行なうこと
にある。

〔作用〕

本発明では、板一枚ごとの材料強度をＵ成形前
に求める。このために、Ｕ成形に要するＵプレス
の出力要素、たとえばＵプレスの出力荷重の最大
値とＵポンチストロークとに基いて、板一枚ごと
の材料強度を求めるようにしている。材料強度を
求めるのに、板一枚ごと試験片を採取して試験す
ることも不可能ではないが、手間と時間が多くか
かり実用的でない。これに対して、本発明法によ
ると、実際の製品の製造過程で板の材料強度を求
めることができるから、きわめて実用的である。

他方、従来は、１ロツト内では絞り率を一定と
してＯ成形を行つていた。これに対して、本発明
では、当該Ｕ管の材料強度ごと上下ダイス間ギヤ
ツプを設定調整しながらＯ成形を行つている。し
たがつて、当該材料にとつて最適なＯ成形を行う
ことができ、１本ごとの管体に対して最良な真円
度および真直度を確保できる。

〔発明の具体例〕

以下本発明を図面を参照しながらさらに詳説す
る。

第１図は本発明法の概略説明図で、素板１は、
まずＵプレス機２にてＵプレス成形される。この
Ｕ成形時の荷重（油圧力×シリンダ面積）とＵポ
ンチストロークとは、第３図のような変化を示し
成形終了に至る。

このＵ曲げ成形に要するプレス出力（Ｐ）は、
材料強度（σy）、板厚（ｔ）、およびＵプレスの
設定（ポンチ形状、ロツカーダイ間隔等）により
変わり、 Ｐ＝ｆ（σy、ｔ、Ｕ／Ｐ設定、ポンチストロー
ク） ………(1) によりあらわされることは公知である。

したがつて、材料強度σyは(2)式によつて与え
られる。

σy＝f^-1（Ｐ、ｔ、Ｕ／Ｐ設定、ポンチストロー
ク） ………(2) そこで、Ｕ曲げ成形時、Pmaxとそのときのポ
ンチストロークを実測して、(2)式に基いて材料強
度σyを算出する。このσyの算出を、一枚の板ご
とに行い、続く絞り率をその都度選定する。

そこで、第３図の関係は、Pmaxから終了まで
の曲線範囲内において、実測値と算出結果とが良
く一致する。なかでも、Pmax点は変化曲線中で
明確に定義を行うことができ、データ処理も容易
なのでPmax点を選択するのが最適である。ま
た、ポンチストロークを検出するに際しては、ポ
ンチを作動させる油圧シリンダーのロツドから張
り出したアームの移動距離をエンコーダを介して
電気的信号を取り出す方式等を用いることができ
る。

一方、Ｏプレス後の管体３の周長(L)は、第４図
を参照すればＯ成形終了時の上下ダイス４，５ギ
ヤツプ(G)、上下ダイス４，５の内周長（2l）、材
料のスプリングバツク量（0.2％歪×２）によ
り、次記(3)式によつて与えられる。

Ｌ＝（2l＋2G）（１＋0.002）＝2.004（ｌ ＋Ｇ） ………(3) したがつて、目標の絞り率、換言すれば周長(L)
を得るためには、ギヤツプＧを調整する必要があ
る。そこで、第１図のように、予め上下ダイス
４，５間にマグネスケール等の磁気的に距離を求
める高精度のギヤツプ検出器６を設けておき、ギ
ヤツプ量初期設定値に対して、前述の材料強度
σyに基いて計算したギヤツプ修正量を加味して、
Ｏプレス終了時のギヤツプ設定値を決め、現実に
Ｏ成形時のギヤツプ検出器６からの信号と比較
し、それらが一致したとき、Ｏプレス機の油圧回
路７の油圧はレリーフし、Ｏプレス終了とする。

この場合、材料強度σyが大なる程、ギヤツプ
設定値を小さくし、絞り率を増大させるよう、ギ
ヤツプ設定値を選定する。

ところで、拡管率は、(4)式で与えられる。

拡管率＝拡管後周長（成品周長）−拡管前周
長／拡管前周長………(4) ここで、拡管前周長≒Ｏプレス後周長であり、
成品周長は一定となるよう製造される。したがつ
て、上記のように、Ｏプレス後周長を変化させる
と、拡管率を変化させることになる。

たとえば、第５図のように、材料の強度が高強
度側に変化したときは、初期設定値ＰからＱへと
修正する。つまり、絞り率を大きくし、拡管率を
大きくすることによつて、最適な真円度および真
直度を得るものである。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、Ｕ曲げ成形段階
で材料ごとの強度を求めた後、これに応じてＯ成
形を行うものであるから、従来少くとも１ロツト
単位では一定の絞り率としていたことによる成品
形状（真円度および真直度）のバラツキを防止で
き、常に最良の成品形状に製管できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の概略説明図、第２図は製管
条件と拡管後の形状との相関図、第３図はあるＵ
プレス機でのポンチストロークと成形荷重との相
関図、第４図はＯプレス機での寸法関係説明図、
第５図は材料の強度変化による絞り率および拡管
率の設定変更例図である。 １……素板、２……Ｕプレス機、３……管体
（Ｏ管）、４，５……ダイス、６……ギヤツプ検出
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｕ曲げ成形の際、その成形に要するＵプレス
   の出力荷重の最大値とＵポンチストロークとに基
   いて、板一枚ごとの材料強度を求め、次いでこの
   材料強度に応じて、当該Ｕ管ごと上下ダイス間の
   ギヤツプを設定調整しながらＯ成形を行うことを
   特徴とするUO製管法。