JPH07308720A - 管曲げ方法 - Google Patents

管曲げ方法

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JPH07308720A
JPH07308720A JP13122394A JP13122394A JPH07308720A JP H07308720 A JPH07308720 A JP H07308720A JP 13122394 A JP13122394 A JP 13122394A JP 13122394 A JP13122394 A JP 13122394A JP H07308720 A JPH07308720 A JP H07308720A
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radius
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Shinichiro Aisaka
慎一郎 逢坂
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 管の3ロール曲げにおいて、1つの孔型径の
孔型ロールで、異なる曲げ半径の曲げ加工を行う際に、
曲げ部に表面疵が発生するのを防ぎつつ、曲げ部の楕円
率を全ての曲げ半径について所定範囲内に抑える。 【構成】 3つの孔型ロール2a,2b,2cの孔型径
dを、素管1の外径ばらつきの最大値DMAX 以上とす
る。孔型径dの上限は1.05×公称外径D0 とする。両
側の孔型ロール2a,2cに対して、中央の孔型ロール
2bを軸方向に偏位させる。その偏位量δを(孔型径d
−公称外径D0 )以下とする。偏位量δの下限は、孔型
径d、偏位量δおよび楕円率の関係から求めた、要求さ
れる楕円率に対する偏位量とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、3つの孔型ロールを用
いて管の曲げ加工を行う3ロール方式の管曲げ方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】管の曲げ加工として、3つの孔型ロール
を用いる3ロール曲げがあり、その具体例は、例えば特
開昭52−49963号公報および実開昭55−103
014号公報に開示されている。従来の3ロール曲げを
図4により説明する。
【0003】3ロール曲げでは、素管1の外形に対応し
た孔型をそれぞれの外周面に設けた3つの孔型ロール2
a,2b,2cが使用される。3つの孔型ロール2a,
2b,2cは、同一平面内に配置され、その平面内で中
央の孔型ロール2bが両側の孔型ロール2a,2c間に
押し込まれた位置に配置されることにより、素管1に曲
げを加える。すなわち、素管1は、軸方向に移動しつ
つ、中央の孔型ロール2bにより両側の孔型ロール2
a,2c間に押し込まれ、所定の曲げ半径に曲げ加工さ
れる。素管1を軸方向に移動させるために、3つの孔型
ロール2a,2b,2cは、少なくとも1つ以上が駆動
または同期駆動される。また、曲げ半径を変えるため
に、孔型ロール2a,2b,2cの少なくとも1つが軸
直角方向に移動して、押し込み量が調節される。
【0004】このような3ロール曲げにより、例えば、
熱交換器のUチューブが製造される。このUチューブ
は、曲げ半径が小さなものから大きなものまで複数種類
あり、通常は、工具コストの関係から、同一孔型径の孔
型ロールを用いて、全ての曲げ半径のUチューブを製造
する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、曲げ半径が異
なる複数種類のUチューブを、同一孔型径の孔型ロール
を用いて製造すると、図3に示す曲げ部の楕円化が、曲
げ半径の小さなものほど顕著となる。以下の説明では、
曲げ部の楕円化を数式1で表わす楕円率で評価する。長
径とは曲げ部の曲げ平面に直角な方向の外径であり、短
径とは曲げ平面に平行な方向の外径である。
【0006】
【数1】
【0007】曲げ半径の小さなチューブの楕円率が大き
くなると、曲げ後の検査として、例えば内面渦流探傷検
査を実施する場合に、その大きな楕円率に伴う寸法変動
が、大きなノイズとして検出され、探傷検査の精度を悪
くする。
【0008】曲げ部の楕円化は、孔型ロールの孔型径を
縮小することにより抑制することができるが、素管の製
造加工精度によりその外径にばらつきがあるため、例え
ば素管の公称外径を孔型径とした場合には、公称外径よ
り大きい外径の素管を曲げ加工したときに、その外面に
疵が付く。そのため、孔型径の縮小によって現在以上に
曲げ部の楕円化を抑制することは困難である。
【0009】本発明の目的は、1つの孔型径の孔型ロー
ルで、異なる曲げ半径の曲げ加工を行う際に、曲げ部に
表面疵が発生するのを防ぎつつ、曲げ部の楕円率を全て
の曲げ半径について所定範囲内に抑えることのできる管
曲げ方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の管曲げ方法は、
図1に示すように、素管1の外径に対応した孔型をそれ
ぞれの外周面に設けた3つの孔型ロール2a,2b,2
cを用いて、公称外径D0 が同一の素管1を曲げ加工す
る際に、3つの孔型ロール2a,2b,2cの孔型径d
および両側の孔型ロール2a,2cに対する中央の孔型
ロール2bの軸方向偏位量δを下記の範囲に設定して曲
げ加工を行うものである。 孔型径dの最小値:素管1の製造加工精度により生じる
外径ばらつき中の最大値DMAX 孔型径dの最大値:1.05×公称外径D0 偏位量δの最小値:曲げ半径Rを徐々に大きくしたとき
に楕円率が安定し始める曲げ半径を基準曲げ半径R0
したとき、曲げ半径Rが基準曲げ半径R0 以上の場合と
基準曲げ半径R0 未満の場合とで区別 R≧R0 の場合:曲げ半径Rが基準曲げ半径R0 のとき
の孔型径d、偏位量δおよび楕円率の関係から求めた、
要求される楕円率に対する偏位量 R<R0 の場合:曲げ半径Rが基準曲げ半径R0 より小
さいときの楕円率の増大率を補正率αとし、R≧R0
場合の偏位量δの最小値に補正率αを乗じたもの 偏位量δの最大値:孔型径d−公称外径D0
【0011】
【作用】本発明の管曲げ方法では、3つの孔型ロールの
孔型径dを限定し、その上で中央の孔型ロールに、限定
された軸方向偏位量δを付与する。孔型径dの限定は主
に管表面に疵を付けないためのものであり、偏位量δの
限定は主に楕円率を抑制するためのものである。すなわ
ち、中央の孔型ロールを軸方向に所定量偏位させること
により、管表面に疵が付かない程度まで孔型径dを大き
くするにもかかわらず、全ての曲げ半径について楕円率
を所定範囲内に抑えることができる。以下に孔型径dお
よび偏位量δの限定理由を説明する。
【0012】〔孔型径d〕素管の製造加工精度により生
じる外径ばらつき中の最大値DMAX より孔型径dが小さ
いと、その孔型径dより大きい外径の素管が無理に孔型
に押し込まれて、素管の外面に擦り疵がつくので、最大
値DMAX を孔型径dの下限とする。しかし、孔型径dを
大きくしすぎると、素管に対する拘束が不足し、その断
面形状が変化するので、(1.05×公称外径d0 )を孔
型径dの上限とする。
【0013】〔偏位量δ〕両側の孔型ロールに対して中
央の孔型ロールを軸方向に偏位させた場合には、(孔型
径d−偏位量δ)が実質的な孔型径となる。この(孔型
径d−偏位量δ)が公称外径D0 より小さいと、孔型径
dを外径ばらつき中の最大値DMAX より大きくしても素
管の外面に擦り疵がつく。そのため、(孔型径d−偏位
量δ)≧公称外径D0 とし、(孔型径d−公称外径
0 )を偏位量δの最大値とする。中央の孔型ロールが
軸方向に偏位していない場合は、その孔型径dを公称外
径D0 より大きくしても、その孔型径dが公称外径D0
を超える外径Dの素管については外面に擦り疵が付く
が、中央の孔型ロールを軸方向に偏位させた場合は、3
つの孔型ロールが素管軸方向に離間し、素管の同一断面
位置を同時に拘束しないため、実質的な孔型径である
(孔型径d−偏位量δ)を公称外径D0 より大きくして
おけば、その実質的な孔型径を超える外径Dの素管につ
いてもその外面に擦り疵がつくのを防止できる。
【0014】一方、偏位量δの最小値については次のよ
うにして設定される。
【0015】同一強度の素管に対して、各種曲げ半径の
曲げ加工を行うと、曲げ半径Rと楕円率との間に図2の
如き関係が成立する。楕円率は、ここでは曲げ半径R/
素管外径Dが10のときの楕円率を1とした相対楕円率
で表示している。図2から判るように、曲げ半径Rが大
きくなると楕円率が小さくなるが、その関係は直線的な
ものではなく、曲げ半径Rがある一定値に至るまでは曲
げ半径Rの増大に対応して楕円率が小さくなるが、その
一定値を超えると曲げ半径Rが増大しても楕円率は殆ど
小さくならない。楕円率が安定し始める一定値は、ここ
では曲げ半径R/素管外径D=10である。本発明で
は、この曲げ半径を基準曲げ半径R0 と称し、曲げ半径
Rが基準曲げ半径R0 以上の場合(R≧R0 の場合)
と、基準曲げ半径R0 未満の場合(R<R0 の場合)と
で、偏位量δの最小値は異なる。
【0016】a)R≧R0 の場合の偏位量δの最小値 同一強度の素管を基準曲げ半径R0 に曲げ加工すると、
孔型径d、偏位量δ、楕円率の間に図3の如き関係が成
立する。すなわち、孔型径dを一定とした場合は、偏位
量δが小さくなるほど楕円率が増大する。換言すれば、
偏位量δを大きくすることにより、楕円率を小さくでき
る。この傾向は、孔型径dによって変化し、孔型径dが
大きくなるほど大きな偏位量δを必要とする。従って、
要求される楕円率と、使用する孔型径dとから、偏位量
δの最小値が決定される。例えば図3の場合、使用する
孔型径dが1.03であり、要求される楕円率が4%以下
であるとすれば、約0.01Dが偏位量δの最小値とな
る。これより偏位量δが大きければ、楕円率は4%以下
に抑制されるわけである。また、使用する孔型径dが1.
03Dの場合に、要求される楕円率が2%以下であれ
ば、0.02D以上の偏位量δが必要になる。使用する孔
型径dが1.04Dの場合に4%以下、2%以下の楕円率
を確保しようとすると、それぞれ0.02D以下、0.03
D以下の偏位量δが必要になる。
【0017】b)R<R0 の場合の偏位量δの最小値 図2に示したように、曲げ半径Rが基準曲げ半径R0
り大きい領域では、曲げ半径Rが大きくなっても楕円率
は殆ど変化しない。従って、基準曲げ半径R0について
求めた偏位量δの最小値がそのまま通用する。しかし、
曲げ半径Rが基準曲げ半径R0 より小さい領域では、曲
げ半径Rが小さくなるとそれに従って楕円率が大きくな
る。そのため、この領域では、基準曲げ半径における楕
円率を1としたときの相対楕円率を補正率αとし、基準
曲げ半径R0 について求めた偏位量δの最小値にこの補
正率αを乗じたものを偏位量δの最小値とする。こうす
ることにより、曲げ半径Rが基準曲げ半径R0 より小さ
い領域で、楕円率が大きくなっても、その楕円率を所定
範囲内に抑えることができる。図2を例にとって説明す
れば、曲げ半径R/素管外径Dが10以上の場合は、補
正率αが1となり、補正を要しないが、10未満の場合
はR/Dが小さくなるにつれて大きな補正率αを必要と
し、R/D=5ではα=2.0となる。
【0018】なお、図2および図3の特性図は、管の材
質,寸法毎に異なるから、これら諸元に基づいて予め種
々のものを準備しておく必要のあることはいうまでもな
い。
【0019】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。
【0020】JIS−SUS304からなる素管に3ロ
ール曲げを行った。素管の公称外径D0 は25.4mm、
外径公差は±0.13mm、肉厚は1.2mmである。素管
の外径ばらつき中の最大値DMAX は25.53mmである
ので、孔型ロールの孔型径は25.53mm〜1.05D0
(26.67mm)が本発明範囲となる。そこで、本実施
例では26.16mm(1.03D0 )の孔型径dを採用し
た。
【0021】偏位量δについては、その最大値(d−D
0 )は0.76mmとなる。一方、事前調査(図2,3)
から,この素管の基準曲げ半径R0 は、254mm(1
0R)である(図2)。また、要求楕円率は4%以下で
ある。そのため、偏位量δの最小値は、図3より、R≧
0 の場合は0.01D(0.25mm)となり、R<R0
の場合は0.01D(0.25mm)×αとなる。
【0022】偏位量δを0から1.02まで種々変化さ
せ、曲げ半径Rが300mm(11.8R0 )、200m
m(7.9R0 )の2種類について各10本の曲げ加工を
行った。曲げ半径Rが200mm(7.9R0 )の場合の
補正率αは1.3となり(図3)、従って、R<R0 の場
合の偏位量δの最小値は0.01D×1.3(0.325m
m)となる。曲げ加工後に曲げ部の楕円率および表面疵
を調査した結果を表1に示す。楕円率は各10本の平
均、表面疵については目視検査で擦り疵が1ケ所以上発
生したものを有りとした。
【0023】
【表1】
【0024】偏位量δの本発明範囲は、曲げ半径Rが3
00mm(11.8R0 )の場合は、0.25〜0.76m
m、200(7.9R0 )の場合は0.325〜0.76mm
である。偏位量δが本発明範囲より小さい場合は楕円率
が要求値を超え、本発明範囲より大きい場合は表面に擦
り疵が生じるが、本発明範囲内の場合はいずれの曲げ半
径のときも要求楕円率が確保され、且つ表面疵が防止さ
れる。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の管曲げ方法は、両側の孔型ロールに対して中央の孔型
ロールを軸方向に所定量偏位させることにより、管表面
に疵が付かない程度まで孔型径を大きくするにもかかわ
らず、全ての曲げ半径について楕円率を所定範囲内に抑
えることができる。従って、曲げ部の寸法精度および表
面品質の両方に優れた曲げ管の製造が可能になる。ま
た、1つの孔型径をもつ孔型ロールでこれを実現するの
で、工具コストが安い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明法に適したロール構成の説明図である。
【図2】曲げ半径と楕円率との関係を示すグラフであ
る。
【図3】孔型径、偏位量および楕円率の相互関係を示す
グラフである。
【図4】従来法におけるロール構成の説明図である。
【図5】曲げ部の楕円化を示す模式図である。
【符号の説明】 1 素管 2a,2b,2c 孔型ロール

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素管の外径に対応した孔型をそれぞれの
    外周面に設けた3つの孔型ロールを用いて、公称外径D
    0 が同一の素管1を曲げ加工する際に、3つの孔型ロー
    ルの孔型径dおよび両側の孔型ロールに対する中央の孔
    型ロールの軸方向偏位量δを下記の範囲に設定して曲げ
    加工を行うことを特徴とする管曲げ方法。 孔型径dの最小値:素管の製造加工精度により生じる外
    径ばらつき中の最大値DMAX 孔型径dの最大値:1.05×公称外径D0 偏位量δの最小値:曲げ半径Rを徐々に大きくしたとき
    に楕円率が安定し始める曲げ半径を基準曲げ半径R0
    したとき、曲げ半径Rが基準曲げ半径R0 以上の場合と
    基準曲げ半径R0 未満の場合とで区別 R≧R0 の場合:曲げ半径Rが基準曲げ半径R0 のとき
    の孔型径d、偏位量δおよび楕円率の関係から求めた、
    要求される楕円率に対する偏位量 R<R0 の場合:曲げ半径Rが基準曲げ半径R0 より小
    さいときの楕円率の増大率を補正率αとし、R≧R0
    場合の偏位量δの最小値に補正率αを乗じたもの 偏位量δの最大値:孔型径d−公称外径D0
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003266127A (ja) * 2002-03-14 2003-09-24 Press Kogyo Co Ltd 管の複合曲げ装置
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CN111014370A (zh) * 2019-12-18 2020-04-17 湖南雅清环保科技有限公司 一种椭圆套管生产装置

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