JPH07155879A

JPH07155879A - 管継手の製造方法及びそれに使用する揺動加工装置

Info

Publication number: JPH07155879A
Application number: JP5305465A
Authority: JP
Inventors: Mitsunori Tomaru; 光紀都丸; Akihiko Mio; 堯彦三尾
Original assignee: Awaji Sangyo KK
Current assignee: Awaji Sangyo KK
Priority date: 1993-12-06
Filing date: 1993-12-06
Publication date: 1995-06-20

Abstract

(57)【要約】【目的】可及的に少ない加工量で精度の高いフランジ
付き継手を得ることができる継手の製造方法とこの方法
を好適に実施することが可能な揺動加工装置を提供する
ことを目的とする。【構成】目標フランジ径と胴部径の中間の径を有する
素管を、一端側のフランジ相当部分を残して他の胴部部
分を３ロールにより径方向にスピニング加工して所望の
径、軸方向長さ及び厚みを有する中間素管に成形加工す
る。これを揺動加工用の下型にスピニング加工しないフ
ランジ相当部分を上にして装入し、該中間素管の上方よ
りマンドレルを突設した揺動加工用上型を適用してこれ
を揺動動作させ、これにより中間素管のフランジ部とコ
ーナー部の成形加工と共に素管胴部の内面加工を行って
目標の継手を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フランジ付き継手の製
造方法、特に各種配管用として管端部に溶接される継手
の製造方法とこの方法に用いるのに適した揺動加工装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、一端に接続用の十分な厚みのフ
ランジを有するスタブ・エンドと呼ばれる短尺の継手を
管端部に溶接により固着し、このような継手のフランジ
同士を突き合わせ、これらをボルト・ナットで締結して
管相互を接続することが行われている。

【０００３】上記の管継手を製造する方法として、従来
では、短尺の管にフランジを溶接したり、削り出しによ
り製作する方法や、特公昭４５−２６２２０号公報或い
は特公昭５６−４２３７３号公報に記載されているよう
に、管素材を保持するダイス（コンテナ）と成形ポンチ
により管端を押し拡げてフランジを形成する方法が知ら
れている。また、最近では図６に示すように、管素材の
端部をポンチにより拡管し（ａ）、これを水平ロールに
よりフランジ出しを行ってから（ｂ）、胴部を別のポン
チにより延伸して（ｃ）、フランジ付き継手を製造して
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
溶接や削り出しの方法は、工程が複雑、加工精度が悪
い、歩留りが低い等の問題があると共に、管を押し拡げ
たり拡管する工程を有するものでは、フランジ厚を確保
するためには、より厚い素管を使用としなければなら
ず、後工程で胴部の引き延ばしや引き抜きが必須とな
り、多大の労力を必要としていた。また特に、図７に示
す方法では、上記の問題点に加えて、胴部とフランジ部
の境界部に、規定されたＲを付けること（内外で異なる
Ｒ）が困難である問題もある。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するためになされたもので、可及的に少ない加工量
で精度の高いフランジ付き継手を得ることができる継手
の製造方法とこの方法を好適に実施することが可能な揺
動加工装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは次の通りである。（１）管端部に装着するフランジ付き管継手を製造する
方法において、目標フランジ径と胴部径の中間の径を有
する素管を、一端側のフランジ相当部分を残して他の胴
部部分を３ロールにより径方向にスピニング加工して所
望の径、軸方向長さ及び厚みを有する中間素管に成形加
工した後、揺動加工用の下型にスピニング加工しないフ
ランジ相当部分を上にして中間素管を装入し、該中間素
管の上方よりマンドレルを突設した揺動加工用上型を適
用してこれを揺動動作させ、これにより中間素管のフラ
ンジ部とコーナー部の成形加工と共に素管胴部の内面加
工を行って目標の継手を得ることを特徴とする管継手の
製造方法。

【０００７】（２）スピニング加工に供給する素管とし
て、フランジ相当部分以外の胴部をプレス加工により予
め縮径した素管を用いることよりなる上記（１）記載の
製造方法。

【０００８】（３）上記（１）又は（２）記載の方法に
おける揺動加工に用いる装置であって、中間素管胴部を
装入する穴部とその上縁にフランジ部用の溝部を有する
下型と、該下型に組み合わされ中央下部に素管胴部加工
用のマンドレルを突設した揺動加工用上型と、該上型に
所定角度の揺動動作を付与する揺動駆動機構とからなる
ことを特徴とする管継手の揺動加工装置。

【０００９】

【作用】素管はしごきスピニング加工により少なくとも
その胴部厚みを減少すると共に、次の揺動加工により素
管のフランジ部成形と胴部表面加工が同時的に行われ、
さらに、継手コーナー部の増肉とＲ部およびエッジ部の
良好な成形加工が達成される。また、マンドレルを有す
る独特の揺動加工装置により、中間素管のフランジ部、
胴部およびコーナー部の成形加工が良好な状態で実施で
き、目標とする高精度の管継手が得られる。

【００１０】

【実施例】以下本発明を図面にしたがって詳細に説明す
る。本発明の製造工程は、基本的には３工程より構成さ
れ、必要により冷間或いは熱間で実施するものである
が、後述するように場合によっては第１工程は省略可能
である。まず、本発明に供給する素材としては、最終的
に製作しようとしている目標継手のフランジ径と胴部径
の中間の径を持つ素管を用いる。この素管１を図１に示
す第１工程のプレス成形にて縮径する。即ち、テーパー
部を挟んで上側の径Ｄ₁より小径のＤ₂部分を下側に有
するように形成したプレス型２内に素管１を当て金３に
より強制的に押し込んで、素管をプレス型２とおりに成
形する。上側の径Ｄ₁が当初の素管の径とほぼ一致して
いる。径Ｄ₂が目標継手の胴部径よりは若干大きいがそ
れに近い径となっている。

【００１１】次に、このプレス加工した素管を図２に示
すスピニング加工機に送ってしごき加工を施す。この加
工機においては、心型４を中心に立設した回転載置台５
に中間素管１Ａを径大側を下にして心型を包むようにし
て載せて固定した後、上方に待機している垂直軸をもつ
３個の非駆動しごきローラ６を、加工しようとする径に
なるまで同時に同量ずつ中心方向に移動させた後、これ
らローラを下げて素管上端に当てて載置台５を回転させ
ると同時に各ローラ６を下降させることにより、しごき
加工を開始する。加工に際して素管の胴部は各ロールに
より心型に押し付けられ、肉厚の減少と同時に僅かな縮
径が行われる。図の素管のＳ部分がしごき又は縮径され
る部分を示し、Ｅ部が加工後に伸びた素管部分を示して
いる。又、ｄは載置台５に設けた材料つかみ代＋隙間を
示す。このようにして得られた素管を中間素管１Ａとす
る。

【００１２】上記の加工の場合、縮径後の素管にはスプ
リングバックにより僅かな径の戻りがあるが、予めこれ
を想定してしごき量を決めておけば良い。しごき加工を
施す部分は、素管のテーパー部付近までである。なお、
スピニング加工においては、縮径或いは減肉加工により
生じたメタルフローは軸長の延伸に結び付くが、これら
は予め試作又は計算により予測しており、最初の素管の
段階でこの点を考慮しておく。勿論、厚み増大と軸長の
延伸となる前記のプレス加工の場合も、同様に考慮して
おく。

【００１３】しごきスピニング加工を終了した中間素管
１Ａは、次に目標とするフランジと胴部を持った継手に
加工するための最終工程である、揺動加工工程に送られ
る。この工程を図３および図４に示すが、ここで用いる
主要なものは、素管を装入するための揺動加工用下型７
と、該下型７と組み合わされて使用される揺動上型８で
ある。下型７には目標とするフランジ付き継手の最終胴
部径に相当する径をもつ穴部７ａと、その上縁部に目標
フランジに相当する溝部７ｂが形成されている。また、
上型８は、揺動する型本体９とその下方に一体的に設け
た円錐台状のマンドレル１０から構成される。

【００１４】図３に示すように、下型７の穴部７ａにし
ごきスピニング加工された素管１Ａが径大側を上にして
下型受け部１９（この受け部は昇降自在になっている）
に保持した形で装入され、次いで、その上方から上型８
がそのマンドレル１０を素管内に挿入する形でセットさ
れる。このときマンドレル１０と下型７の穴とはセンタ
リングされる。次に、上型８の本体９を図４に示す如
く、θだけ傾けた状態を維持しながら、上型８を、下型
７の穴の中心線が下型上面に一致する面と接触する点を
中心にして独楽のように揺動させる。上型はそれ自身回
転させても或いは非回転であってもよい。この上型８の
揺動動作により、素管の大径部分とテーパー部分は据え
込み加工の如く型本体９の下面により下型７の溝部７ｂ
に押し込まれ、フランジ部を形成する。同時にこのフラ
ンジ成形加工の対向側では、マンドレル１０の周面によ
り素管の胴部上方部分の内面加工が行われ、継手コーナ
ー部に対する増肉と成形加工が施される。

【００１５】この第３の工程により目標とする胴部及び
フランジの各厚みと、フランジと胴部の境界部の内側Ｒ
及び外側のエッジ部をもった所望のフランジ付き継手１
Ｂが得られる。予め目標とするフランジ付き継手により
下型、上型のそれぞれのサイズや形状及び揺動角度を決
めておく。

【００１６】なお、上述した図面にそった例において
は、第１工程で素管を縮径しているが、本発明ではこの
第１工程を省略することもできる。即ち、第２工程のス
ピニング加工にてこの第１工程における縮径（第１工程
に続くスピニング加工でも縮径するが、この場合は僅か
な量である）をも同時に行おうとするものである。この
３ロールによるしごきスピニングの際、肉厚減少と同時
に素管の直径の縮小を行なうが、縮径量が大きい場合に
は、一度に縮径すると材質面の劣化のおそれがあるの
で、段階的に必要に応じて熱処理を挟みながら縮径する
ことが望ましい。

【００１７】次に、本発明方法における第３工程を実施
するに適した装置例を図５及び図６に示す。図５は揺動
加工部の詳細図であり、図６はこの揺動加工部を支持す
るための設備例を示している。

【００１８】図５において、１１は素管をセットする下
型、１２は下部に円錐台形状のマンドレル１３を一体的
に有する上型、１４は上型１２の上部に固定した揺動体
で、その上面は凸球面を呈し、中心に揺動軸１５を立設
している。１６は該揺動体１４の凸球面に合致する凹球
面を下面に有する揺動固定部材であり、中央部に前記揺
動軸１５を余裕をもって貫挿する孔１７を形成してい
る。また、１８は揺動軸１５の上端を保持して回転駆動
する駆動部である。さらに、１９は下型１１の内部に設
けた加工後の製品継手取出用の取外し自在な受け部であ
る。

【００１９】又、図６において、２１は下型１１全体を
強固に保持するベッド、２２は該ベッド２１を上下動さ
せるためベッド下部に配置した複数の移動シリンダであ
り、該シリンダはフロア２３上に固定されている。さら
に、２４は下型受け部１９を昇降させるためのシリンダ
であり、前記ベッド２１に取り付けられている。

【００２０】この装置においてベッド２１を下げた状態
で素管を下型１１にセットしてからベッド２１（即ち下
型）をシリンダ２２により押し上げ、上型１２のマンド
レル１３をこの素管内に挿入した後、駆動部１８を回転
駆動して揺動軸１５に所定の動作を付与すると、揺動体
１４の上面は固定部材１６の球面に対し摺動し、これに
より上型１２は一定の角度をもって円形に揺動し、下型
１１との組合せにより素管を加工し、所望の形状及びサ
イズのフランジ付き継手２０を成形する。図５のＡ部が
フランジ部の成形状態を、Ｂ部がその反対側の胴部の成
形状態を示し、このＡ，Ｂ部によりコーナー部の増肉と
成形を効果的に行なっている。なお、上型の揺動動作を
行なわせる機構としては、図示の例に限られることな
く、他の公知の形式を採用することも可能である。成形
加工操作が終了したなら、シリンダ２４を動作させて受
け部１９を上昇させ、加工製品を押し出す。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る製造方
法によれば、フランジ付き継手を従来に比較して非常に
少ない加工量で最も効率よく得ることができると共に、
得られた継手も寸法精度が高い。また、本発明の加工装
置によれば、上記の方法を効果的に実施し得るもので、
特に継手コーナー部の加工精度をより一層向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法における第１工程の概略説明
図。

【図２】（ａ）は本発明の製造方法の第２工程である、
しごきスピニング工程の概略平面図、（ｂ）は正面断面
図。

【図３】本発明の製造方法の第３工程である、揺動加工
工程において用いる下型の断面図。

【図４】本発明の製造方法の第３工程である、揺動加工
工程を説明するための断面図。

【図５】本発明に係る揺動加工装置の実施例を示す揺動
加工部の説明図。

【図６】図５の揺動加工部を支持する設備例を示す概略
図。

【図７】従来のフランジ付き継手の成型加工順を示す概
略説明図。

【符号の説明】

１素管１Ａ中間素管１Ｂ製品継手２プレス型３当て金４心型５回転載置台６しごきローラ７，１１揺動加工用下型８，１２揺動加工
用上型９上型本体１０，１３上型マ
ンドレル１４揺動体１５揺動軸１６揺動固定部材１７固定部材の孔１８揺動駆動部１９受け部２０製品継手

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管端部に装着するフランジ付き管継手を
製造する方法において、目標フランジ径と胴部径の中間
の径を有する素管を、一端側のフランジ相当部分を残し
て他の胴部部分を３ロールにより径方向にスピニング加
工して所望の径、軸方向長さ及び厚みを有する中間素管
に成形加工した後、揺動加工用の下型にスピニング加工
しないフランジ相当部分を上にして中間素管を装入し、
該中間素管の上方よりマンドレルを突設した揺動加工用
上型を適用してこれを揺動動作させ、これにより中間素
管のフランジ部とコーナー部の成形加工と共に素管胴部
の内面加工を行って目標の継手を得ることを特徴とする
管継手の製造方法。
【請求項２】スピニング加工に供給する素管として、
フランジ相当部分以外の胴部をプレス加工により予め縮
径した素管を用いることよりなる請求項１記載の製造方
法。
【請求項３】請求項１又は２記載の方法における揺動
加工に用いる装置であって、中間素管胴部を装入する穴
部とその上縁にフランジ部用の溝部を有する下型と、該
下型に組み合わされ中央下部に素管胴部加工用のマンド
レルを突設した揺動加工用上型と、該上型に所定角度の
揺動動作を付与する揺動駆動機構とからなることを特徴
とする管継手の揺動加工装置。