JPH10166032A - 内面螺旋フィン付金属管の製造方法 - Google Patents

内面螺旋フィン付金属管の製造方法

Info

Publication number
JPH10166032A
JPH10166032A JP33064696A JP33064696A JPH10166032A JP H10166032 A JPH10166032 A JP H10166032A JP 33064696 A JP33064696 A JP 33064696A JP 33064696 A JP33064696 A JP 33064696A JP H10166032 A JPH10166032 A JP H10166032A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mandrel
groove
die
wheel
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33064696A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Koto
博 古東
Tadao Otani
忠男 大谷
Tatsuya Tonoki
達也 外木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP33064696A priority Critical patent/JPH10166032A/ja
Publication of JPH10166032A publication Critical patent/JPH10166032A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02Making uncoated products
    • B21C23/04Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/08Making wire, bars, tubes
    • B21C23/10Making finned tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/005Continuous extrusion starting from solid state material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C25/00Profiling tools for metal extruding
    • B21C25/08Dies or mandrels with section variable during extruding, e.g. for making tapered work; Controlling variation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C35/00Removing work or waste from extruding presses; Drawing-off extruded work; Cleaning dies, ducts, containers, or mandrels
    • B21C35/02Removing or drawing-off work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C35/00Removing work or waste from extruding presses; Drawing-off extruded work; Cleaning dies, ducts, containers, or mandrels
    • B21C35/02Removing or drawing-off work
    • B21C35/023Work treatment directly following extrusion, e.g. further deformation or surface treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】アルミニウムのような変形抵抗の小さい金属で
あっても内面フィンのない部分をもつ内面螺旋フィン付
管を容易に製造することのできる方法を提供することに
ある。 【解決手段】金属材料1を回転するホイール2の溝3内
に供給して該ホイール2の外周に接するシューブロック
4内の集合室5に送り、該集合室5に設けたダイス6部
から押出す方法であって、先端部に溝なし部21と溝あ
り部22を有するマンドレル7の前記先端部を、前記シ
ューブロック4の外部より該シューブロック4を貫通さ
せて前記ダイス6部分に臨ませ、前記マンドレル7を外
部駆動により強制的に回転させる一方、前記マンドレル
7を押出し方向の前後に間欠的に移動させ、前記集合室
5の金属材料を前記ダイス6と前記マンドレル7の先端
部との隙間から連続的に押出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内面螺旋フィン付
管、特に所定間隔毎にフィンの無ない部分を有する金属
管を回転ホイール式押出機を利用して製造する方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】空調用熱交換器に使用される伝熱管とし
ては、機器の性能向上を目的として管の内面に細かい螺
旋状のフィンを設けた銅管が多く使用されているが、こ
の内面螺旋フィン付管を使用して熱交換器を製作する場
合、所定長さの管の両端末を拡管して使用する用途があ
る。このような用途に対しては内面に螺旋フィンのない
部分を持つものが必要となる。
【0003】そのような内面に螺旋フィンのない部分を
持つ内面螺旋フィン付管を製作する方法としては、金属
管をダイスを用いた引抜き加工と加工プラグを用いた転
造加工を併用した方法が採用されている。その加工原理
を図3を用いて説明する。
【0004】まず原管である銅管11内に、細かい螺旋
溝を設けた加工プラグ12を挿入する。この加工プラグ
12はタイロッド13によりフローティングプラグ14
と連結され、加工プラグ12に働く前進力はナット20
で受け、最終的にフローティングプラグ14を介してダ
イス15で受ける。加工プラグ12はタイロッド13に
対して回転自在となっている。また加工プラグ12が位
置する外周には外部駆動により銅管外面を公転する鋼球
16を押付けることで銅管11を圧迫する。銅管11の
回りを公転する鋼球16は自由に自転する構造となって
いる。銅管11の引抜きと鋼球16の圧迫により銅材が
加工プラグ12の螺旋溝部へ流れ込み、加工プラグ12
を螺旋溝のリード角に応じて回転させる。このようにし
て圧迫後の銅管17の内面に加工プラグ12の螺旋溝が
転写され、内面螺旋フィン付銅管19となるので、ダイ
ス15を引抜き方向に対して後退させる。これによりフ
ローティングプラグ14に連結された加工プラグ12も
引抜き方向に対して後退し、圧迫加工部である鋼球16
の位置には加工プラグ12の溝無し部21が当たり、銅
管17の内面にフィンのない部分23が形成される。こ
のダイス15の後退操作を繰り返すことにより、内面フ
ィンのない部分23と内面フィンのある部分が同一管内
に形成された内面螺旋フィン付管19が製造される。
【0005】このようにして製造された内面螺旋フィン
付銅管の外面には鋼球16の押込み模様があり、寸法精
度も悪いこともあって、多くの場合、この後ダイス18
を用いて空引きすることで仕上げられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法を
アルミニウムのような変形抵抗の小さい金属に適用とよ
うとした場合、転造加工時の金属の流れが引抜き長手方
向となり加工プラグの溝部への充満が難しいため、伝熱
特性が優れているフィン形状として銅管に採用されてい
る、フィンの付根幅が狭く、フィ高さが大きい、いわゆ
るスリムフィンの加工は難しい。また、転造加工での引
抜き力は転造加工後の管が受けることになるため、転造
加工部での加工力が大きい場合には、引抜き中に製品が
破断に至る場合がある。従って、アルミニウムのような
破断荷重の小さい金属では転造加工での強加工によるフ
ィン形状の改善は難しい。
【0007】更に、引抜きと圧迫による材料流れで加工
プラグを回転させる方法では、製品における螺旋フィン
のリード角は40度が限界となる。
【0008】本発明の目的は、アルミニウムのような変
形抵抗の小さい金属であっても内面フィンのない部分を
もつ内面螺旋フィン付管を容易に製造することのできる
方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、回転ホ
イール式押出機を使用し、管成形のためのマンドレル部
に溝を施しておき、管押出し時に、そのマンドレルを外
部駆動により回転させる一方、前記マンドレル又はダイ
スを押出し方向の前後に移動させるようにしたことにあ
る。
【0010】回転ホイール式押出機は、基本的には外周
にリング状に溝を設けたホイールと、このホイールの外
周に接し、内部に前記溝に通じた集合室を有するシュー
ブロックとからなり、前記ホイールが回転した状態にお
いて前記溝に金属材料を連続的に供給することで、該金
属材料を前記集合室に設けたダイス部から押出す形式の
ものである。
【0011】本発明においては、そのような押出機の前
記ダイス部に、マンドレルの先端部をシューブロックの
外部より該シューブロックを貫通させて臨ませ、そのマ
ンドレルの先端部に溝なし部と溝あり部を設けておき、
このマンドレルを外部駆動により回転させて押出される
金属管の内面に前記溝あり部で所定のフィンを形成させ
る一方、そのマンドレル又は前記ダイスを押出し方向の
前後に間隔的に移動させて押出される金属管の内面に前
記溝なし部でフィン無し部を形成させるようにしたこと
を特徴とするもので、マンドレルの回転を調節すること
で、リード角が大きく伝熱特性の良好な形状の内面フィ
ンを容易に形成することができ、マンドレルを前後に移
動させることで、溝無し部を容易に形成することができ
る。
【0012】なお、本発明はアルミニウム、アルミニウ
ム合金だけでなく、銅及び銅合金等からなる管について
も同様に適用することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係る製造方法の実
施の形態を図を参照して説明する。
【0014】図1は本発明の第1の実施形態に係る方法
の概略を示す。装置は外周にリング状の溝3を有する回
転ホイール2と、この回転ホイール2の外周に接し、内
部に前記溝3に通じた集合室5を有するシューブロック
4と、このシューブロック4を外部から貫通し、先端部
を前記集合室5に設けたダイス6部に臨ませたマンドレ
ル7とからなり、マンドレル7はその先端部に所定外径
の溝なし部21とこれに続く溝あり部22を備え、外部
の駆動機構により所定の速度で回転できると共に、所定
のタイミングで間欠的に押出し方向の前後に移動できる
ようになっている。そして、溝あり部22は従来の加工
プラグと同様その外周に所定の断面形状の複数の溝が所
定のピッチでストレートまたは螺旋状に形成されてい
る。
【0015】このような装置の構成において、ホイール
2を所定の速度で回転させ、線状の金属材料1、例えば
アルミニウム製の荒引線を所定の位置から回転ホイール
2の溝部3に連続的に供給することで、金属材料1はホ
イール2との摩擦力によってシューブロック4の集合室
5に送られる。集合室5内の金属材料は摩擦熱と変形熱
により変形抵抗が小さくなっている。更に集合室5内の
圧力増加により集合室5に設けたダイス6とマンドレル
7の先端部との隙間から矢印方向に押出されて金属管1
0となる。このとき、マンドレル7の溝あり部22をダ
イス6のベアリング部9に位置させ、マンドレル7を所
定の速度で回転させることで、押出される金属管10の
内面には螺旋状のフィンが連続的に形成される。この
後、マンドレル7を押出し方向へ所定の時間後退させる
ことで、ダイスベアリング部9にマンドレル7の溝なし
部21が所定の時間存在することになり、押出される金
属管10の内面には溝のない部分23が所定の長さ形成
される。
【0016】回転ホイール式押出機による押出しは、基
本的には金属素材が高温高圧となる押出しであり、マン
ドレル7の溝あり部22における溝への素材の充満は完
全であるから、所定の断面形状を持ったフィンが形成さ
れる。
【0017】マンドレル7の溝あり部22の溝をストレ
ート溝にするか、螺旋溝とするかは、内面螺旋フィン付
管の加工性による。ストレート溝を使用した場合は、マ
ンドレル7の回転数と押出し速度の比を変えることで螺
旋状フィンのリード角を変えることが可能である。従っ
て、種々のリード角の仕様に対して1種類のストレート
溝で対応することができる。
【0018】基本的には剪断抵抗の小さい純アルミニウ
ム系、例えばA1050、A1070のような1000
番台のものはストレート溝を持ったマンドレルを使用で
きる場合が多い。一方、剪断抵抗の大きい合金、例えば
A3003、A6063のような3000番台、600
0番台のものは螺旋フィンのリード角に応じた螺旋溝の
リード角を持つマンドレルを使用する方が製造上のトラ
ブルが少なくてなるであろう。剪断抵抗が大きい場合、
マンドレルの回転による管内面側のメタルフローが管外
面側に影響して押出された管全体が捻じられる。同様の
理由により、押出し管が捻じられる現象は素材材質だけ
でなく、内面螺旋フィンの条数、螺旋フィンのリード
角、フィン高さ、管平均肉厚等の条件によって発生す
る。従って、マンドレルの溝をストレート溝とするか、
螺旋溝とするかは、内面螺旋フィン付管の総合的な加工
性により選択する必要がある。
【0019】押出し速度(v)とマンドレルの回転数
(N)の関係は次の式による。
【0020】N=1000・tanα÷(πD)×v N:マンドレル回転数(rpm ) α:マンドレルの溝角度(度) D:マンドレルの溝あり部の外径(mm) v:押出し速度(m/min ) 上記の条件で内面フィンを加工しながらマンドレル7を
後退させることで、内面にフィンのない部分23を間欠
的に形成する。このときのマンドレル7の溝なし部21
の外径を溝あり部22の溝の底径より小さくすることに
より、溝部で形成されたフィンの潰れを防止することが
できる。
【0021】図2は、本発明の第2の実施形態に係る方
法の概略を示す。この形態の装置は、上下に回転ホイー
ル2が設置され、各ホイール2には線状の材料1、例え
ばアルミニウム製の荒引線を受ける溝3が夫々1本ずつ
形成され、夫々の溝3に線状の材料1が供給されるよう
になっているが、シューブロック4は1つでその集合室
5は夫々の溝3に通じている。上下のホイール2に夫々
供給された各材料1は変形を受けながら加熱され、集合
室5へ送られる。集合室5へ送られた材料は一体とな
り、押出し圧力の増加と共にダイス6とマンドレル7の
溝部の隙間から管10となって押出されるが、マンドレ
ルが回転することで、内面螺旋フィン付管となり、マン
ドレル7を押出し方向の前後に移動させることで、管1
0の内面に溝のない部分23が形成されることは第1の
実施態様と同様である。
【0022】実際には、マンドレル7の回転と同時に押
出された管10が捻じられることがあるため、ダイス6
のベアリング部9の長さとマンドレル7の溝の諸寸法の
関係が大事であり、管10を捻じる力をダイス6と管外
面間の摩擦力で抑えることが望ましい。
【0023】第2の実施形態の場合、2本の材料1を用
いているため、材料1の太さによっては材料1の供給量
を多くできるため、押出し速度を向上させ、内面螺旋フ
ィン付管10を能率よく得ることができる。
【0024】この第2の実施形態の応用として、1つの
回転ホイールに2本のリング状の溝を設け、シューブロ
ックの集合室を力学的に対称に各溝と通じさせて押出加
工する形態も採用することができる。
【0025】尚、前記した実施形態はいずれもマンドレ
ル7を押出し方向の前後に間欠的に移動させて内面に溝
のない部分を形成させているが、マンドレル7の代わり
にダイス6を移動させるようにしてもよい。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば次のような効果が得られる。 (1) 回転ホイール式押出機を使用する方法であるから、
マンドレル溝部周りの材料の変形抵抗が高温で小さくな
り、さらに高圧が作用し、アルミニウム材のような変形
抵抗の小さな材料でもマンドレル溝部への充満が完全と
なり、アルミニウム材でも伝熱特性の良好なフィン形状
を持つ内面螺旋フィン付管を容易に得ることができる。
【0027】(2) マンドレルを強制的に回転させる一
方、マンドレルを間欠的に前後動させるため、リード角
の大きなフィンを有する内面螺旋フィン付管であって、
内面に溝のない部分を間欠的に有するものを容易に得る
ことができる。
【0028】(3) 荒引線等から直接内面フィン付管を製
造でき、その製造過程で特別冷却等の処理を施さない限
り得られた製品は質別の軟質材であるため、素材原価、
焼鈍原価等の大幅な低減が可能で、伝熱特性に優れた内
面螺旋フィン付管を安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法の第1の実施形態に係る装置の概
略を示す説明図。
【図2】本発明の方法の第2の実施形態に係る装置の概
略を示す説明図。
【図3】従来の製造法の加工原理を示す説明図。
【符号の説明】
1 金属材料 2 ホイール 3 溝 4 シューブロック 5 集合室 6 ダイス 7 マンドレル 9 ダイスベアリング部 10 内面螺旋フィン付管 21 溝なし部 22 溝あり部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属素材を回転するホイールの溝内に供給
    して該ホイールの外周に接するシューブロック内の集合
    室に送り、該集合室の端に設けたダイス部から押出す方
    法であって、先端部に溝なし部と溝あり部を有するマン
    ドレルの前記先端部を、前記シューブロックの外部より
    該シューブロックを貫通させて前記ダイス部分に臨ま
    せ、前記マンドレルを外部駆動により強制的に回転させ
    る一方、前記マンドレルを押出し方向の前後に間欠的に
    移動させ、前記集合室の金属材料を前記ダイスと前記マ
    ンドレル先端部との隙間から連続的に押出すことを特徴
    とする内面螺旋フィン付管の製造方法。
  2. 【請求項2】金属素材を回転するホイールの溝内に供給
    して該ホイールの外周に接するシューブロック内の集合
    室に送り、該集合室の端に設けたダイス部から押出す方
    法であって、先端部に溝なし部と溝あり部を有するマン
    ドレルの前記先端部を、前記シューブロックの外部より
    該シューブロックを貫通させて前記ダイス部分に臨ま
    せ、前記マンドレルを外部駆動源により強制的に回転さ
    せる一方、前記ダイスを押出し方向の前後に間欠的に移
    動させ、前記集合室の金属材料を前記ダイスと前記マン
    ドレル先端部との隙間から連続的に押出すことを特徴と
    する内面螺旋フィン付管の製造方法。
  3. 【請求項3】1つの溝を設けた1つのホイールを使用
    し、マンドレルをホイール外周の接線方向に配置して押
    出すことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の方
    法。
  4. 【請求項4】2つのホイールを対向させて配置し、金属
    材料を前記ホイールの各々に設けた溝に夫々供給し、マ
    ンドレルを対向するホイールの中間に配置して押出すこ
    とを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の方法。
  5. 【請求項5】1つのホイールに2つの溝を設けたホイー
    ルを使用し、前記溝の各々に金属材料を供給し、前記の
    各々に通じた1つの集合室から金属材料を押出すことを
    特徴とする請求項1又は請求項2に記載の方法。
  6. 【請求項6】金属材料がアルミニウム又はアルミニウム
    合金であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれ
    か1に記載の方法。
JP33064696A 1996-12-11 1996-12-11 内面螺旋フィン付金属管の製造方法 Pending JPH10166032A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33064696A JPH10166032A (ja) 1996-12-11 1996-12-11 内面螺旋フィン付金属管の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33064696A JPH10166032A (ja) 1996-12-11 1996-12-11 内面螺旋フィン付金属管の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10166032A true JPH10166032A (ja) 1998-06-23

Family

ID=18235004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33064696A Pending JPH10166032A (ja) 1996-12-11 1996-12-11 内面螺旋フィン付金属管の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10166032A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104203442A (zh) * 2012-03-29 2014-12-10 骊住株式会社 螺旋管的挤制成形方法及螺旋管的挤制成形机
CN104741415A (zh) * 2015-03-23 2015-07-01 昆明理工大学 一种薄壁管的生产方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104203442A (zh) * 2012-03-29 2014-12-10 骊住株式会社 螺旋管的挤制成形方法及螺旋管的挤制成形机
CN104741415A (zh) * 2015-03-23 2015-07-01 昆明理工大学 一种薄壁管的生产方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3422518A (en) Method of reforming tubular metal blanks into inner-fin tubes
US6470723B2 (en) Apparatus for manufacturing internal grooved tube
JP3489359B2 (ja) 内面螺旋溝付管の製造方法及びその装置
US3602027A (en) Simultaneous finning and reforming of tubular heat transfer surface
US4876869A (en) Inner grooving process for a metallic tube
US6913074B2 (en) Method of making an internal grooved tube
JPS62237295A (ja) 異形伝熱管及びその製造方法
JPH10166032A (ja) 内面螺旋フィン付金属管の製造方法
JP3111896B2 (ja) 内面加工金属管の製造方法
JP3345225B2 (ja) 異形管の製造方法
JPH10166033A (ja) 内面螺旋フィン付金属管の製造方法
US3855832A (en) Method of and apparatus for manufacturing integral finned tubing
JP3073680B2 (ja) 外面ヒレ付き管、その製造方法及びその製造方法に使用するロールダイス
JPH10166034A (ja) 多孔偏平管の製造方法
JPH11319934A (ja) 内面溝付管の製造方法及びその装置
JPH10166036A (ja) 内面溝付管の製造方法及びその装置
JPH0428402A (ja) 内面高フィン管及び内面高フィン型二重管の製造方法
JPS60166108A (ja) 内面異形金属管の製造方法
JPS604797A (ja) 内面溝付伝熱管とその製造方法
JPS58187681A (ja) 溝付管およびその製造方法
JPH09314264A (ja) 内面二重溝付管の製造方法
JPH0550136A (ja) 内面溝付管の製造方法
JP3353635B2 (ja) 内面螺旋フィン付管の製造方法及びその製造装置
JP2003130569A (ja) 螺旋状内面溝付管及びその製造方法
JPH03243209A (ja) 金属管の内面溝付加工方法