JPH0252570B2 - - Google Patents
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- JPH0252570B2 JPH0252570B2 JP5382982A JP5382982A JPH0252570B2 JP H0252570 B2 JPH0252570 B2 JP H0252570B2 JP 5382982 A JP5382982 A JP 5382982A JP 5382982 A JP5382982 A JP 5382982A JP H0252570 B2 JPH0252570 B2 JP H0252570B2
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- tube
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- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
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- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
- B21D39/08—Tube expanders
- B21D39/20—Tube expanders with mandrels, e.g. expandable
- B21D39/203—Tube expanders with mandrels, e.g. expandable expandable by fluid or elastic material
- B21D39/206—Tube expanders with mandrels, e.g. expandable expandable by fluid or elastic material by axially compressing the elastic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
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- B21D39/20—Tube expanders with mandrels, e.g. expandable
- B21D39/203—Tube expanders with mandrels, e.g. expandable expandable by fluid or elastic material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は管の内部にゴム等の弾性体を配設し、
弾性体に荷重を付与した時に生じる変形力を利用
して、管端を無傷でフレア加工する方法に関する
ものである。
弾性体に荷重を付与した時に生じる変形力を利用
して、管端を無傷でフレア加工する方法に関する
ものである。
従来、最も多く使われていた管端のフレア加工
法を第１図に示す。これはフレア加工しようとす
る管１を架台５に固定し、油圧源４により駆動す
る油圧シリンダ３の先端に配設されたポンチ２を
管内に押し込む方法である。この方法の欠点はポ
ンチ２を押し込むためのフレア加工された管内に
傷が残存することや加工による残留応力が極めて
高いことである。従つて、例えば原子炉のように
高い信頼性の要求される配管の端部のフレア加工
には適当でない。
法を第１図に示す。これはフレア加工しようとす
る管１を架台５に固定し、油圧源４により駆動す
る油圧シリンダ３の先端に配設されたポンチ２を
管内に押し込む方法である。この方法の欠点はポ
ンチ２を押し込むためのフレア加工された管内に
傷が残存することや加工による残留応力が極めて
高いことである。従つて、例えば原子炉のように
高い信頼性の要求される配管の端部のフレア加工
には適当でない。
一方、管内部を無傷で加工する方法としてゴム
等の弾性体に荷重を付与し、弾性体の変形力を利
用する方法がある。この方法を配管端部のフレア
加工に適用する場合を第２図に示す。金型（二分
割）９に管１を挿入し、油圧シリンダ３を駆動す
ることにより、軟質弾性体６が軸方向に圧縮さ
れ、管１を第３図のようにフレア加工する。この
時、軟質弾性体６の両側には硬質弾性体７が配設
され、これは荷重が大きくなつた時の軟質弾性体
(6)の漏洩をシールする役目を果す。
等の弾性体に荷重を付与し、弾性体の変形力を利
用する方法がある。この方法を配管端部のフレア
加工に適用する場合を第２図に示す。金型（二分
割）９に管１を挿入し、油圧シリンダ３を駆動す
ることにより、軟質弾性体６が軸方向に圧縮さ
れ、管１を第３図のようにフレア加工する。この
時、軟質弾性体６の両側には硬質弾性体７が配設
され、これは荷重が大きくなつた時の軟質弾性体
(6)の漏洩をシールする役目を果す。
しかし第２図及び第３図の方法は次の理由から
実用上問題がある。すなわちフレア側に配設する
硬質弾性体は例えばウレタンゴム（JIS硬度：95
度）を用いた場合、この弾性限界応力は２Kgｆ／
mm2であり、ヤング率は約50Kgｆ／mm2であるから、
ゴムの弾性ひずみは0.04となる。言い換えると、
圧力をシールするための硬質弾性体は４％以上の
変形を受けると元の形状に復元しない。従つて管
径の４％以上のフレア加工はできないことにな
る。また、圧力のシールのための硬質弾性体を除
くと、軟質ゴムの漏洩が生じ、圧力が上昇しない
ため、フレア加工できないことは言うまでもな
い。
実用上問題がある。すなわちフレア側に配設する
硬質弾性体は例えばウレタンゴム（JIS硬度：95
度）を用いた場合、この弾性限界応力は２Kgｆ／
mm2であり、ヤング率は約50Kgｆ／mm2であるから、
ゴムの弾性ひずみは0.04となる。言い換えると、
圧力をシールするための硬質弾性体は４％以上の
変形を受けると元の形状に復元しない。従つて管
径の４％以上のフレア加工はできないことにな
る。また、圧力のシールのための硬質弾性体を除
くと、軟質ゴムの漏洩が生じ、圧力が上昇しない
ため、フレア加工できないことは言うまでもな
い。
以上の欠点を補うためには第４図に示す方法が
知られている。すなわち金型９ｂにおいて、フレ
ア部の先端に未フレア部を設けた金型を用いるこ
とである。この場合は、圧力をシールするための
硬質ゴムは変形が極めて少ない未フレア部に配設
されるため、圧力はシールできる。しかし、この
時は第４図におけるＡ−A′面で管を切断して用
いることになり、高級材には適さない。
知られている。すなわち金型９ｂにおいて、フレ
ア部の先端に未フレア部を設けた金型を用いるこ
とである。この場合は、圧力をシールするための
硬質ゴムは変形が極めて少ない未フレア部に配設
されるため、圧力はシールできる。しかし、この
時は第４図におけるＡ−A′面で管を切断して用
いることになり、高級材には適さない。
本発明の目的は管の内部にゴム等の弾性体を配
設し、弾性体に荷重を付与した時に生じる変形力
を利用して、管端を無傷でフレア加工する方法を
提供することにある。
設し、弾性体に荷重を付与した時に生じる変形力
を利用して、管端を無傷でフレア加工する方法を
提供することにある。
本発明は管の内部にゴム等の弾性体を配設し、
弾性体に荷重を付与した時に生じる変形力を利用
して管端をフレア加工する方法において、フレア
加工する管端の一部に管の外側より補助管を挿入
し、前記補助管を挿入した部分の割型の内径を補
助管の肉厚部分だけ大きくしたものである。
弾性体に荷重を付与した時に生じる変形力を利用
して管端をフレア加工する方法において、フレア
加工する管端の一部に管の外側より補助管を挿入
し、前記補助管を挿入した部分の割型の内径を補
助管の肉厚部分だけ大きくしたものである。
また、本発明の別の発明は管の内部にゴム等の
弾性体を配設し弾性体に荷重を付与した時に生じ
る変形力を利用して管端をフレア加工する方法に
おいて、二つの同径の管を対接させて軸方向の相
対向する荷重を付与し、二つの管の端部を同時に
フレア加工するものである。
弾性体を配設し弾性体に荷重を付与した時に生じ
る変形力を利用して管端をフレア加工する方法に
おいて、二つの同径の管を対接させて軸方向の相
対向する荷重を付与し、二つの管の端部を同時に
フレア加工するものである。
以下第５〜７図によつて本発明の実施例につい
て説明する。
て説明する。
本発明の基本原理はゴム拡管法にあり、フレア
加工した管を切断することなく、管端部をフレア
するものである。
加工した管を切断することなく、管端部をフレア
するものである。
第５図において、第２図と同一部分には同一符
号をつけて説明を省略する。図示方法は管端の先
端に補助管１０を配設し、補助管１０と共に管１
の端部を同時にフレア加工するものである。金型
９ｃは補助管１０がフレアされた時に金型内面に
密着するよう作られる。本方法で管端を加工する
場合は、第４図で示す従来の方法のような一部を
切断する方法に比べ、材料の損失がないので、高
級な材料のフレア加工に適している。この方法で
は、補助管１０の肉厚は次の方法で決定される。
号をつけて説明を省略する。図示方法は管端の先
端に補助管１０を配設し、補助管１０と共に管１
の端部を同時にフレア加工するものである。金型
９ｃは補助管１０がフレアされた時に金型内面に
密着するよう作られる。本方法で管端を加工する
場合は、第４図で示す従来の方法のような一部を
切断する方法に比べ、材料の損失がないので、高
級な材料のフレア加工に適している。この方法で
は、補助管１０の肉厚は次の方法で決定される。
一般に降伏強さσy、内半径ｒ、肉厚ｔなる管に
内圧Piを付与した時に変形が開始する関係は(1)式
で与えられる。
内圧Piを付与した時に変形が開始する関係は(1)式
で与えられる。
σy＝Pi・ｔ／ｒ… (1)
ここでフレア加工する管１には添字を、補助
管１０はを用いて(1)式を書き換えると次のよう
になる。
管１０はを用いて(1)式を書き換えると次のよう
になる。
σy〓＝Pi・t〓／ｒ… (1)〓
σy〓＝Pi・t〓／ｒ… (1)〓
同一の弾性体を入れるため内半径ｒ、および弾
性体を介して伝達されるPiは等しくなる。また
σy〓，σy〓、フレア加工する管１の肉厚t〓は既知の
値であるため補助管１０の肉厚t〓は次式で求ま
る。
性体を介して伝達されるPiは等しくなる。また
σy〓，σy〓、フレア加工する管１の肉厚t〓は既知の
値であるため補助管１０の肉厚t〓は次式で求ま
る。
t〓＝σy〓／σy〓t〓 …(2)
一方、補助管１０の長さＬの決定は次のように
行う。薄肉円筒に荷重を与えた時の変形挙動を表
わす係数に次式で示されるβがある。
行う。薄肉円筒に荷重を与えた時の変形挙動を表
わす係数に次式で示されるβがある。
ここで、ν；ポアソン比、ｒ；平均半径、ｔ；
肉厚である。薄肉円管に荷重を与えた時、端部か
らその影響を受けることなく変形する長さは３／
βである。従つて補助管長さＬを３／β以上とす
ると補助管１０は端部の影響を受けることなく、
管１０と接する部分が自由に変形する。
肉厚である。薄肉円管に荷重を与えた時、端部か
らその影響を受けることなく変形する長さは３／
βである。従つて補助管長さＬを３／β以上とす
ると補助管１０は端部の影響を受けることなく、
管１０と接する部分が自由に変形する。
第６図は本発明と異なるフレア加工法を参考に
示す。
示す。
２本の配管１ａ，１ｂを突き合せ、その内部に
弾性体６、およびシール材７を配設し、弾性体６
等に荷重を油圧シリンダ３、ロツド８を介して付
加し、弾性体６を円周方向に変形させる力を利用
して、配管１ａ，１ｂを金型９ｄに密着させる方
法である。この方法により２本の配管端部が同時
に無傷でフレア加工できる。２本の配管１ａ，１
ｂには弾性体６に荷重が付与された時、配管１
ａ，１ｂを突き合せた部分ｃからの弾性体の漏洩
を防ぐため、軸荷重シリンダ１１及び軸荷重用ロ
ツド１２により、配管１ａの端部より高圧をシー
ルするための圧力を付加する必要がある。高圧を
シールするための圧力は次の式から求められる。
弾性体６、およびシール材７を配設し、弾性体６
等に荷重を油圧シリンダ３、ロツド８を介して付
加し、弾性体６を円周方向に変形させる力を利用
して、配管１ａ，１ｂを金型９ｄに密着させる方
法である。この方法により２本の配管端部が同時
に無傷でフレア加工できる。２本の配管１ａ，１
ｂには弾性体６に荷重が付与された時、配管１
ａ，１ｂを突き合せた部分ｃからの弾性体の漏洩
を防ぐため、軸荷重シリンダ１１及び軸荷重用ロ
ツド１２により、配管１ａの端部より高圧をシー
ルするための圧力を付加する必要がある。高圧を
シールするための圧力は次の式から求められる。
Ｐ＝P0／ｍ …(4)
Ｐ；シール可能な圧力
P0；エツジ部における締付圧力
ｍ；エツジ部におけるガスケツト係数
一般に配管１ａ，１ｂのように金属同士を突き
合せて圧力Ｐをシールする場合のガスケツト係数
は５前後である。従つてエツジ部の締付圧力P0
は5Pで与えられ、軸荷重は配管の断面積から求
めることができる。
合せて圧力Ｐをシールする場合のガスケツト係数
は５前後である。従つてエツジ部の締付圧力P0
は5Pで与えられ、軸荷重は配管の断面積から求
めることができる。
以上の方法において、付与する軸荷重を小さく
する方法が第７図に示す方法である。ここでは突
き合せた２本の配管１ａ，１ｂの間にリング状弾
性体１３を挿入して、第６図で示した手順により
加工する方法である。ゴム等のリング状弾性体１
３を用いた場合、(4)式で示したガスケツト係数は
２〜2.5になる。従つて締付圧力P0は（２〜2.5）
Ｐとなり、金属同士を突き合せた第６図に示した
方法より、小さな荷重で、弾性体６から発生する
圧力をシールすることができる。
する方法が第７図に示す方法である。ここでは突
き合せた２本の配管１ａ，１ｂの間にリング状弾
性体１３を挿入して、第６図で示した手順により
加工する方法である。ゴム等のリング状弾性体１
３を用いた場合、(4)式で示したガスケツト係数は
２〜2.5になる。従つて締付圧力P0は（２〜2.5）
Ｐとなり、金属同士を突き合せた第６図に示した
方法より、小さな荷重で、弾性体６から発生する
圧力をシールすることができる。
つぎに本発明の一実施例を第８図により説明す
る。第８図は第５図で示した方法で管端をフレア
加工した場合の管端の内外径および肉厚である。
フレア加工する前の管径は127mm、肉厚は4.3mmの
もので、材質はZr係合金である。降伏強さは70
Kgｆ／cm2以上である。この管の端部を約10％フレ
ア加工すると共にフレア部内面を無傷で加工する
ため補助管の形状は前記(2)及び(3)式から求めた外
径140mm、肉厚10mm、長さ65mmの炭素鋼々管を用
いた。ゴムには約130トンの荷重を付与し弾性体
を圧縮した。その結果、管には1200Kgｆ／cm2の圧
力が働らき、図のような実験値が得られた。管端
部から90mmの位置まで素材管径に対して10％のフ
レア加工されている。この時、肉厚は約1.5mm減
少しているが、これは管径が増加したためであ
る。また、フレア加工した内面は弾性体が圧力媒
体となつているため、まつたく傷のない清浄な加
工肌が得られた。また加工による残留応力も第１
図に示したポンチ方式が50Kgｆ／cm2であるのに対
し、本発明では20Kgｆ／cm2であつた。
る。第８図は第５図で示した方法で管端をフレア
加工した場合の管端の内外径および肉厚である。
フレア加工する前の管径は127mm、肉厚は4.3mmの
もので、材質はZr係合金である。降伏強さは70
Kgｆ／cm2以上である。この管の端部を約10％フレ
ア加工すると共にフレア部内面を無傷で加工する
ため補助管の形状は前記(2)及び(3)式から求めた外
径140mm、肉厚10mm、長さ65mmの炭素鋼々管を用
いた。ゴムには約130トンの荷重を付与し弾性体
を圧縮した。その結果、管には1200Kgｆ／cm2の圧
力が働らき、図のような実験値が得られた。管端
部から90mmの位置まで素材管径に対して10％のフ
レア加工されている。この時、肉厚は約1.5mm減
少しているが、これは管径が増加したためであ
る。また、フレア加工した内面は弾性体が圧力媒
体となつているため、まつたく傷のない清浄な加
工肌が得られた。また加工による残留応力も第１
図に示したポンチ方式が50Kgｆ／cm2であるのに対
し、本発明では20Kgｆ／cm2であつた。
以上説明したように、本発明によれば、管の内
部にゴム等の弾性体を配設し、弾性体に荷重を付
与した時に生じる変形力を利用して、管端を無傷
でフレア加工することができる。このため、加工
後の内面加工の省略という経済性の向上の他、無
傷であること及び残留応力が低い等の信頼性の向
上が実現できる。
部にゴム等の弾性体を配設し、弾性体に荷重を付
与した時に生じる変形力を利用して、管端を無傷
でフレア加工することができる。このため、加工
後の内面加工の省略という経済性の向上の他、無
傷であること及び残留応力が低い等の信頼性の向
上が実現できる。
第１図は従来のポンチを打込むフレア加工装置
の縦断面図、第２図は弾性体を圧力媒体とした従
来のゴム拡管装置の縦断面図、第３図は第２図に
示す装置によりフレア加工したときの説明図、第
４図はゴム拡管法をフレア加工に適用した従来の
加工装置の縦断面図、第５図は本発明のフレア加
工法を実施する他の装置の縦断面図、第６図は二
つの管を同時にフレア加工する方法を実施する他
の装置の縦断面図、第７図は第６図に示す装置に
おいて対接面間に軟質弾性体を介在させる方法を
実施する装置の縦断面図、第８図は第５図に示す
装置により加工した場合のフレア形状図である。 １……管、２……ポンチ、３……油圧シリン
ダ、４……油圧源、５……架台、６……軟質弾性
体、７…シール材、８……ロツド、９……金型、
１０……補助管、１１……軸荷重用シリンダ、１
２……軸荷重用ロツド、１３……リング状弾性
体。
の縦断面図、第２図は弾性体を圧力媒体とした従
来のゴム拡管装置の縦断面図、第３図は第２図に
示す装置によりフレア加工したときの説明図、第
４図はゴム拡管法をフレア加工に適用した従来の
加工装置の縦断面図、第５図は本発明のフレア加
工法を実施する他の装置の縦断面図、第６図は二
つの管を同時にフレア加工する方法を実施する他
の装置の縦断面図、第７図は第６図に示す装置に
おいて対接面間に軟質弾性体を介在させる方法を
実施する装置の縦断面図、第８図は第５図に示す
装置により加工した場合のフレア形状図である。 １……管、２……ポンチ、３……油圧シリン
ダ、４……油圧源、５……架台、６……軟質弾性
体、７…シール材、８……ロツド、９……金型、
１０……補助管、１１……軸荷重用シリンダ、１
２……軸荷重用ロツド、１３……リング状弾性
体。
Claims (1)
- １ 管の内部にゴム等の弾性体を配設し、弾性体
に荷重を付与した時に生じる変形力を利用して管
端をフレア加工する方法において、フレア加工す
る管端の一部に管の外側より補助管を挿入し、前
記補助管を挿入した部分の型の内径を補助管の肉
厚部分だけ大きくしたことを特徴とする管端のフ
レア加工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5382982A JPS58173035A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 管端のフレア加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5382982A JPS58173035A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 管端のフレア加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58173035A JPS58173035A (ja) | 1983-10-11 |
| JPH0252570B2 true JPH0252570B2 (ja) | 1990-11-14 |
Family
ID=12953676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5382982A Granted JPS58173035A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 管端のフレア加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58173035A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110918797A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-03-27 | 浙江新龙实业有限公司 | 扩口锥面台阶管端成型加工工装 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3817707A1 (de) * | 1988-05-25 | 1989-11-30 | Guenter Otto | Verfahren und vorrichtung zum verformen von material wie hohlprofilen, rohren usw. |
| JP2566622B2 (ja) * | 1988-06-29 | 1996-12-25 | 積水化学工業株式会社 | 受口部を有する複合管の製造方法 |
| JPH0371936A (ja) * | 1989-08-08 | 1991-03-27 | Sekisui Chem Co Ltd | 管端部の受口部製造方法 |
| ES2237665T3 (es) * | 2001-02-08 | 2005-08-01 | Gustav Klauke Gmbh | Herramienta abocardadora para abocardar extremos de tubo, asi como aparato de prensado con una herramienta abocardadora. |
| US7287406B2 (en) | 2004-11-30 | 2007-10-30 | The Boeing Company | Transition forming machine |
| CH699306A1 (de) * | 2008-08-13 | 2010-02-15 | Finemon Ag | Aufweitwerkzeug für Rohre und Rohrpresskupplung. |
| FI128469B (en) | 2016-01-29 | 2020-06-15 | Uponor Innovation Ab | Tool for expanding the end of the pipe |
| JP6745253B2 (ja) * | 2017-03-28 | 2020-08-26 | 株式会社神戸製鋼所 | 車両用構造部材及びその製造方法 |
| WO2022113197A1 (ja) * | 2020-11-25 | 2022-06-02 | 豊田合成株式会社 | 圧縮センサ |
-
1982
- 1982-04-02 JP JP5382982A patent/JPS58173035A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110918797A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-03-27 | 浙江新龙实业有限公司 | 扩口锥面台阶管端成型加工工装 |
| CN110918797B (zh) * | 2019-11-21 | 2022-01-18 | 浙江新龙实业有限公司 | 扩口锥面台阶管端成型加工工装 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58173035A (ja) | 1983-10-11 |
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