JPH0576364B2 - - Google Patents
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- JPH0576364B2 JPH0576364B2 JP13938087A JP13938087A JPH0576364B2 JP H0576364 B2 JPH0576364 B2 JP H0576364B2 JP 13938087 A JP13938087 A JP 13938087A JP 13938087 A JP13938087 A JP 13938087A JP H0576364 B2 JPH0576364 B2 JP H0576364B2
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- rolling
- fins
- roll
- grooves
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は傾斜型の穿孔圧延機を用いて中実金属
棒から直接スパイラルフイン付金属管を製造する
方法に関する。
棒から直接スパイラルフイン付金属管を製造する
方法に関する。
熱交換器等の伝熱管にはフイン付き金属管が使
用されているが、このフイン付き金属管の製造方
法は従来種々提案されており、主な方法としては
金属管の外周にフインを螺旋状に溶接固定する方
法（特開昭58−9715号）、或いは金属管の外周面
にフインを螺旋状に転造する方法（塑性と加工
Vo1.10 No.105，1969−10）等がある。
用されているが、このフイン付き金属管の製造方
法は従来種々提案されており、主な方法としては
金属管の外周にフインを螺旋状に溶接固定する方
法（特開昭58−9715号）、或いは金属管の外周面
にフインを螺旋状に転造する方法（塑性と加工
Vo1.10 No.105，1969−10）等がある。
前者の方法はフイン用の帯状の金属板をその幅
方向の一側を金属管周面に沿わせて溶接固定する
方法であるが加工速度は遅く、また金属板を金属
管周面に沿わせて湾曲させる曲げ加工をする必要
があるため、フイン周面に割れが発生し、更には
金属管周面との接合部の分離等の問題があつた。
方向の一側を金属管周面に沿わせて溶接固定する
方法であるが加工速度は遅く、また金属板を金属
管周面に沿わせて湾曲させる曲げ加工をする必要
があるため、フイン周面に割れが発生し、更には
金属管周面との接合部の分離等の問題があつた。
一方後者の転造法は、第４，５図に示す如く中
空の素管P0のパスライン周りに配した３個の転
造用圧延ロール１１，１２，１３にて素管P0を
冷間（又は熱間）にて転造する方法である。圧延
ロール１１，１２，１３の形状はすべて同一であ
り、一本の軸に薄肉円板状であつて外周部断面形
状を楔状に薄くしたデイスクロールを数10個装着
して構成してあり、素管P0の外面に略Ｕ字状の
溝を肉厚方向の圧下力にて形成し、更にその後の
円板状のロールにて溝を圧下し、その際の溝表面
に直交する方向に働く力により深さを増大させな
がら加工し、この溝加工により押し退けられた量
の金属を上記圧延ロールの円板状ロール間の隙間
に移動させることにより、フイン１６を形成す
る。この間、管軸長方向への延伸は殆ど起こらな
い。
空の素管P0のパスライン周りに配した３個の転
造用圧延ロール１１，１２，１３にて素管P0を
冷間（又は熱間）にて転造する方法である。圧延
ロール１１，１２，１３の形状はすべて同一であ
り、一本の軸に薄肉円板状であつて外周部断面形
状を楔状に薄くしたデイスクロールを数10個装着
して構成してあり、素管P0の外面に略Ｕ字状の
溝を肉厚方向の圧下力にて形成し、更にその後の
円板状のロールにて溝を圧下し、その際の溝表面
に直交する方向に働く力により深さを増大させな
がら加工し、この溝加工により押し退けられた量
の金属を上記圧延ロールの円板状ロール間の隙間
に移動させることにより、フイン１６を形成す
る。この間、管軸長方向への延伸は殆ど起こらな
い。
ところで上述した如き従来方法では製造出来る
伝熱管の材質はAl，Cu等の如く極めて加工性の
良い軟質金属に限られており、高合金鋼、ステン
レス鋼、普通鋼についてはスパイラルフインの加
工は難しく、またこの従来方法では管自体には殆
ど延伸が生じない状態での圧延に限られる。
伝熱管の材質はAl，Cu等の如く極めて加工性の
良い軟質金属に限られており、高合金鋼、ステン
レス鋼、普通鋼についてはスパイラルフインの加
工は難しく、またこの従来方法では管自体には殆
ど延伸が生じない状態での圧延に限られる。
この対策として本発明者等は外周面に材料の入
側から出側に向けて間隔が漸次広くなるよう環状
の溝を切つた圧延ロールを構成すると共に、素管
内には内面規制工具としてマンドレルバーを挿入
して傾斜圧延機によつて延伸圧延しつつスパイラ
ルフインを転造する方法につき既に提案している
（特願昭60−263439号）。
側から出側に向けて間隔が漸次広くなるよう環状
の溝を切つた圧延ロールを構成すると共に、素管
内には内面規制工具としてマンドレルバーを挿入
して傾斜圧延機によつて延伸圧延しつつスパイラ
ルフインを転造する方法につき既に提案している
（特願昭60−263439号）。
ただこの方法にあつては溝加工により押しのけ
た金属を主として軸方向の管の伸びに替えている
ため薄く、しかも高いフインの形成が難しく、高
いフインを有する管の製造には適していない。
た金属を主として軸方向の管の伸びに替えている
ため薄く、しかも高いフインの形成が難しく、高
いフインを有する管の製造には適していない。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであつ
て、その目的とするところは中実の金属棒を熱間
にて傾斜ロール型圧延機で穿孔圧延すると同時に
外周にフインを形成することにより、高いフイン
を有し、かつフインが管本体と一体になつている
スパイラルフイン付金属管の製造方法を提供する
ことにある。
て、その目的とするところは中実の金属棒を熱間
にて傾斜ロール型圧延機で穿孔圧延すると同時に
外周にフインを形成することにより、高いフイン
を有し、かつフインが管本体と一体になつている
スパイラルフイン付金属管の製造方法を提供する
ことにある。
本発明方法にあつては、パスライン周りに３個
又は４個の圧延ロールが配設され、該圧延ロール
の外周面の周方向に複数個の溝を有する傾斜圧延
機を用いて、中実金属棒を熱間にて穿孔用プラグ
で穿孔圧延すると同時的に外周面にフインを形成
せしめる。
又は４個の圧延ロールが配設され、該圧延ロール
の外周面の周方向に複数個の溝を有する傾斜圧延
機を用いて、中実金属棒を熱間にて穿孔用プラグ
で穿孔圧延すると同時的に外周面にフインを形成
せしめる。
本発明はこれによつて、中実金属棒を材料にし
てこれに対する製管と同時的にスパイラルフイン
の成形加工が可能となる。
てこれに対する製管と同時的にスパイラルフイン
の成形加工が可能となる。
以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。
第１図は本発明方法を実施している状態を示す模
式的正面図（溝を省略して示す）、第２図は第１
図の−線による拡大断面図、第３図は圧延ロ
ールの半截側面図であり、図中１，２，３は圧延
ロール、５はプラグ、Ｂは断面が円形である中実
金属棒、Ｐはスパイラルフイン付金属管を示して
いる。
第１図は本発明方法を実施している状態を示す模
式的正面図（溝を省略して示す）、第２図は第１
図の−線による拡大断面図、第３図は圧延ロ
ールの半截側面図であり、図中１，２，３は圧延
ロール、５はプラグ、Ｂは断面が円形である中実
金属棒、Ｐはスパイラルフイン付金属管を示して
いる。
圧延ロール１，２，３は夫々同一の面角α1，α2
（第３図参照）を入、出側に有し、その軸心線は
同側の軸端が同方向の同じ側へ向くように傾斜
（この軸心線のパスラインに対する角度βを傾斜
角という）せしめられ、また同側の軸端がパスラ
イン側に向けて接近又は離反するように傾斜（こ
の軸心線のパスラインに対する角度γを交叉角と
いい、パスラインに対して、ロール軸線が出側で
離反する方向をγ；正と定義する）せしめられて
いる。
（第３図参照）を入、出側に有し、その軸心線は
同側の軸端が同方向の同じ側へ向くように傾斜
（この軸心線のパスラインに対する角度βを傾斜
角という）せしめられ、また同側の軸端がパスラ
イン側に向けて接近又は離反するように傾斜（こ
の軸心線のパスラインに対する角度γを交叉角と
いい、パスラインに対して、ロール軸線が出側で
離反する方向をγ；正と定義する）せしめられて
いる。
そして圧延ロール１，２，３の外周面には環状
の溝が複数、例えば10条乃至20条が軸長方向に適
長離隔して周方向に切られている。この溝加工に
ついては一体物のロール外周に溝を切削してもよ
いし、あるいはデイスク状のロールを重ねて、１
本の軸に軸支して、デイスクロールの組み合わせ
により溝を形成してもよい。この溝の位置、間
隔、幅、深さ夫々については、第２図に一部示す
ようにロール間相互で異なつており、また各圧延
ロールにおいても間隔、幅、深さが材料入側から
出側に向けて異ならせてある。
の溝が複数、例えば10条乃至20条が軸長方向に適
長離隔して周方向に切られている。この溝加工に
ついては一体物のロール外周に溝を切削してもよ
いし、あるいはデイスク状のロールを重ねて、１
本の軸に軸支して、デイスクロールの組み合わせ
により溝を形成してもよい。この溝の位置、間
隔、幅、深さ夫々については、第２図に一部示す
ようにロール間相互で異なつており、また各圧延
ロールにおいても間隔、幅、深さが材料入側から
出側に向けて異ならせてある。
形成すべきフインの高さ、間隔およびプラグ形
状に応じて、溝の位置、間隔が定まり、またこれ
らと関係した傾斜圧延ロールの前記α，β，γ等
が決定される。溝の位置、深さについては傾斜圧
延中のスパイラルメタルフローおよびロール溝の
隙間にて形成されていくフイン部の半径方向のメ
タルフローを勘案して、材料入側から出側に向け
て適宜変化せしめている。
状に応じて、溝の位置、間隔が定まり、またこれ
らと関係した傾斜圧延ロールの前記α，β，γ等
が決定される。溝の位置、深さについては傾斜圧
延中のスパイラルメタルフローおよびロール溝の
隙間にて形成されていくフイン部の半径方向のメ
タルフローを勘案して、材料入側から出側に向け
て適宜変化せしめている。
これにより、１つの圧延ロールから出たフイン
は次の圧延ロールの溝に導かれ、順次成形されて
いく。溝の幅及び深さについては、圧延ロール間
相互で略同一である。尚、各圧延ロール１，２，
３の溝深さは、出側端で所望のフイン高さが得ら
れるように入側から出側にわたつて適宜変化せし
める。
は次の圧延ロールの溝に導かれ、順次成形されて
いく。溝の幅及び深さについては、圧延ロール間
相互で略同一である。尚、各圧延ロール１，２，
３の溝深さは、出側端で所望のフイン高さが得ら
れるように入側から出側にわたつて適宜変化せし
める。
また、仕上げフインの間隔、高さは最終の数条
の溝で定まるが、終わりの数条の溝間隔、溝深さ
を同じにしておくとフインの仕上がり寸法が正確
になる。
の溝で定まるが、終わりの数条の溝間隔、溝深さ
を同じにしておくとフインの仕上がり寸法が正確
になる。
なお、スパイラルフインの起立方向を、例えば
管の軸と直交する方向に形成する場合には、圧延
ロール１，２，３に交叉角γに合わせて凹溝の方
向、即ち凹溝の深さ方向がパスラインＸ−Ｘ線と
直交するように形成し、またスパイラルフインの
起立方向を管の軸に対して所要角度傾斜させて形
成する場合には同じく交叉角γに合わせて凹溝の
深さ方向をパスラインＸ−Ｘ線に対し所定の角度
となるよう形成することは勿論である。
管の軸と直交する方向に形成する場合には、圧延
ロール１，２，３に交叉角γに合わせて凹溝の方
向、即ち凹溝の深さ方向がパスラインＸ−Ｘ線と
直交するように形成し、またスパイラルフインの
起立方向を管の軸に対して所要角度傾斜させて形
成する場合には同じく交叉角γに合わせて凹溝の
深さ方向をパスラインＸ−Ｘ線に対し所定の角度
となるよう形成することは勿論である。
プラグ５は砲弾型であつて、基端部をマンドレ
ル５ａの先端に指示されており、中実金属棒Ｂ及
びスパイラルフイン付金属管ＰのパスラインＸ−
Ｘ線上にあつて、その基端面を前記圧延ロール１
〜３の出口側端面に略一致させた状態で配設され
ている。
ル５ａの先端に指示されており、中実金属棒Ｂ及
びスパイラルフイン付金属管ＰのパスラインＸ−
Ｘ線上にあつて、その基端面を前記圧延ロール１
〜３の出口側端面に略一致させた状態で配設され
ている。
而して上述の如く構成された装置によるフイン
付管の製造は断面円形の中実金属棒を所定温度に
加熱した後、前記した如き傾斜型の穿孔圧延機に
矢符方向から給送し、圧延ロール１，２，３間に
噛み込ませる。圧延ロール１，２，３は矢符で示
す如く同方向に夫々回転駆動せしめられており、
これに噛み込まれた中実金属棒Ｂは軸心線回りに
回転されつつ軸長方向に移動される、所謂螺進移
動せしめられ、３つの圧延ロールによる順次的圧
延により隣りの圧延ロールの溝へとフインが順次
的に導入されていく。一方、プラグ５が貫入せし
められるとプラグ５によつて材料内面から材料半
径方向への歪成分が付与されることにより容易に
ロール溝の深さ方向へと金属が流動しフインの外
径は素材外径より大きくなるように成形せしめら
れる。
付管の製造は断面円形の中実金属棒を所定温度に
加熱した後、前記した如き傾斜型の穿孔圧延機に
矢符方向から給送し、圧延ロール１，２，３間に
噛み込ませる。圧延ロール１，２，３は矢符で示
す如く同方向に夫々回転駆動せしめられており、
これに噛み込まれた中実金属棒Ｂは軸心線回りに
回転されつつ軸長方向に移動される、所謂螺進移
動せしめられ、３つの圧延ロールによる順次的圧
延により隣りの圧延ロールの溝へとフインが順次
的に導入されていく。一方、プラグ５が貫入せし
められるとプラグ５によつて材料内面から材料半
径方向への歪成分が付与されることにより容易に
ロール溝の深さ方向へと金属が流動しフインの外
径は素材外径より大きくなるように成形せしめら
れる。
中実金属棒Ｂの直径に対するスパイラルフイン
付金属管Ｐにおけるスパイラルフイン６の直径の
比（拡管比という）は通常安定操業を継続するう
えで1.5以下とすることが望ましい。
付金属管Ｐにおけるスパイラルフイン６の直径の
比（拡管比という）は通常安定操業を継続するう
えで1.5以下とすることが望ましい。
なお拡管比が1.5を越えるパススケジユールで
はプラグ径が大きくなり、通過抵抗が高くなつて
尻抜けが安定せず、フインの損傷を招くことがあ
り、またフイン外周縁の延伸が不足して加工性の
悪い材料ではフイン周縁部に割れ等のトラブルが
発生することに困る。
はプラグ径が大きくなり、通過抵抗が高くなつて
尻抜けが安定せず、フインの損傷を招くことがあ
り、またフイン外周縁の延伸が不足して加工性の
悪い材料ではフイン周縁部に割れ等のトラブルが
発生することに困る。
なお前述の装置は、上述した中実金属棒からフ
イン付管を製造する場合のみならず、素材として
中空管を用い、内面規制工具を素管内に挿入して
延伸圧延しつつ、フインを形成する場合にも用い
ることができる。
イン付管を製造する場合のみならず、素材として
中空管を用い、内面規制工具を素管内に挿入して
延伸圧延しつつ、フインを形成する場合にも用い
ることができる。
〔数値例 １〕
S45C製の円形断面を有する中実金属棒を熱間
圧延によつて製造し、これを周面に複数個の溝を
施した圧延ロール３個を有する穿孔圧延機を用い
て フイン間隔：10mm フイン外径：84mm フイン間の底部直径：54mm 内径：40mm のスパイラルフイン付金属管を製造した。
圧延によつて製造し、これを周面に複数個の溝を
施した圧延ロール３個を有する穿孔圧延機を用い
て フイン間隔：10mm フイン外径：84mm フイン間の底部直径：54mm 内径：40mm のスパイラルフイン付金属管を製造した。
穿孔圧延機寸法諸元
ロール材質：SCM440
ロール傾斜角β：4°
ロール交叉角γ：0°
ロール最大部直径：220mm
ロール入口面角：7°
ロール出口面角：1°
圧延速度：0.16m／秒
その結果良好なスパイラルフイン付金属管が得
られた。
られた。
〔数値例 ２〕
本発明の方法及びその装置ではスパイラルフイ
ンが２条や３条の成品も製造することができる。
勿論多条フインで製造する場合は材料の圧延中の
進行ピツチが１条フインの場合の２倍若しくは３
倍になるので進行ピツチに見合う設定段取及びロ
ール溝孔型設計を行えばよい。この場合生産速度
は２倍若しくは３倍となり、さらに生産能率が飛
躍的に向上する。
ンが２条や３条の成品も製造することができる。
勿論多条フインで製造する場合は材料の圧延中の
進行ピツチが１条フインの場合の２倍若しくは３
倍になるので進行ピツチに見合う設定段取及びロ
ール溝孔型設計を行えばよい。この場合生産速度
は２倍若しくは３倍となり、さらに生産能率が飛
躍的に向上する。
「数値例１」と同様のパススケジユールによつ
て２条のスパイラル付金属管を製造した。なお傾
斜角βは「数値例１」の場合の２倍の8°とした。
他の条件は次のとおりである。
て２条のスパイラル付金属管を製造した。なお傾
斜角βは「数値例１」の場合の２倍の8°とした。
他の条件は次のとおりである。
ロール交叉角γ：0°
ロール回転数：220rpm.
圧延温度：1200℃
圧延速度：0.32m／秒
この結果圧延速度は「数値例１」の場合の２倍
とすることが出来た。
とすることが出来た。
〔数値例 ３〕
ロール交叉角γを1°とし、他の条件を前述した
「数値例１」と同じにしてスパイラルフイン付金
属管を製造した。溝４の圧延ロール軸に対する角
度はパスラインＸ−Ｘ線に対し直角となるよう設
定した。
「数値例１」と同じにしてスパイラルフイン付金
属管を製造した。溝４の圧延ロール軸に対する角
度はパスラインＸ−Ｘ線に対し直角となるよう設
定した。
なお、交叉角γとして負の角度に設定した場合
にも同様の効果が得られることが確認された。
にも同様の効果が得られることが確認された。
以上の如く本発明方法にあつては周面に複数の
溝を形成した圧延ロールを用いて穿孔圧延を行な
うこととしているから穿孔圧延と同時的に管外周
面へのスパイラルフインの成形を行なうことが可
能となり、大幅な工程の省略が図れ、また生産能
率が高く、生産コストの大幅な低減が図れ、しか
もスパイラルフインの成形も確実で均一化でき、
製品品質の大幅な向上が図れるなど本発明は優れ
た効果を奏するものである。
溝を形成した圧延ロールを用いて穿孔圧延を行な
うこととしているから穿孔圧延と同時的に管外周
面へのスパイラルフインの成形を行なうことが可
能となり、大幅な工程の省略が図れ、また生産能
率が高く、生産コストの大幅な低減が図れ、しか
もスパイラルフインの成形も確実で均一化でき、
製品品質の大幅な向上が図れるなど本発明は優れ
た効果を奏するものである。
第１図は本発明方法を３ロールを有する装置で
実施している状態を示す模式的正面図、第２図は
第１図の−線による拡大断面図、第３図は圧
延ロールの拡大半截側面図、第４図は従来装置の
模式的正面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線による
断面図である。 １，２，３……圧延ロール、１ａ，２ａ，３ａ
……入口側円錐台形部分、１ｂ，２ｂ，３ｂ……
出口側円錐台形部分、４……溝、５……プラグ、
５ａ……マンドレル、Ｂ……中実金属棒、Ｐ……
スパイラルフイン付金属管。
実施している状態を示す模式的正面図、第２図は
第１図の−線による拡大断面図、第３図は圧
延ロールの拡大半截側面図、第４図は従来装置の
模式的正面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線による
断面図である。 １，２，３……圧延ロール、１ａ，２ａ，３ａ
……入口側円錐台形部分、１ｂ，２ｂ，３ｂ……
出口側円錐台形部分、４……溝、５……プラグ、
５ａ……マンドレル、Ｂ……中実金属棒、Ｐ……
スパイラルフイン付金属管。
Claims (1)
- １ パスライン周りに３個又は４個の圧延ロール
が配設され、該圧延ロールの外周面の周方向に複
数個の溝を有する傾斜圧延機を用いて、中実金属
棒を熱間にて穿孔用プラグで穿孔圧延すると同時
的に外周面にフインを形成せしめることを特徴と
するスパイラルフイン付金属管の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13938087A JPS63303640A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | スパイラルフィン付金属管の製造方法 |
| US07/201,466 US4901553A (en) | 1987-06-03 | 1988-06-02 | Method of manufacturing a finned tube |
| DE8888305081T DE3873829T2 (de) | 1987-06-03 | 1988-06-03 | Verfahren zur herstellung eines metallrohres mit spiralrippen. |
| EP88305081A EP0294215B1 (en) | 1987-06-03 | 1988-06-03 | Method of manufacturing metallic tube with spiral fin. |
| US07/404,641 US4959985A (en) | 1987-06-03 | 1989-09-08 | Method of manufacturing metallic tube with spiral fin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13938087A JPS63303640A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | スパイラルフィン付金属管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63303640A JPS63303640A (ja) | 1988-12-12 |
| JPH0576364B2 true JPH0576364B2 (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=15243971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13938087A Granted JPS63303640A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | スパイラルフィン付金属管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63303640A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01107910A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | スパイラルフィン付き金属管の製造方法 |
| JPH0698412B2 (ja) * | 1989-01-10 | 1994-12-07 | 新日本製鐵株式会社 | 管俸の多条フイン付け加工装置 |
| KR100397092B1 (ko) * | 2001-08-29 | 2003-09-13 | 조영환 | 방열관 및 그 제조장치 |
| CN100386162C (zh) * | 2004-10-14 | 2008-05-07 | 戚建萍 | 高齿翅片铜管的制作工艺 |
-
1987
- 1987-06-03 JP JP13938087A patent/JPS63303640A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63303640A (ja) | 1988-12-12 |
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