JPH10175026A - 管のハイドロフォーム加工方法 - Google Patents
管のハイドロフォーム加工方法Info
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- JPH10175026A JPH10175026A JP8336479A JP33647996A JPH10175026A JP H10175026 A JPH10175026 A JP H10175026A JP 8336479 A JP8336479 A JP 8336479A JP 33647996 A JP33647996 A JP 33647996A JP H10175026 A JPH10175026 A JP H10175026A
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- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼管などの金属管を曲げ加工したのち割り型
に入れ、管内に内圧をかけ管軸方向に押込みつつ所定の
形状にハイドロフォーム加工するに際し、曲げ加工時の
偏肉および延性劣化を抑制することで、加工性を向上さ
せる。 【解決手段】 直管状の素管の内径よりも大きな径の球
体状の浮動プラグを、該素管の内径より小さい径の丸棒
状の心金の先端に、前記浮動プラグの中心が前記心金の
軸心に対して一定範囲内で任意の方向に移動可能に取付
け、前記心金が前記素管内に挿入された状態とし、前記
浮動プラグを前記心金に対して偏心させた状態で前記浮
動プラグと前記素管とを相対移動させることで、拡管率
５〜１２％の範囲で拡管しつつ曲げ加工を行って曲管と
し、ついで該曲管を割り型に入れ、管内に内圧をかけ管
軸方向に押込みつつ所定の形状に加工する。
に入れ、管内に内圧をかけ管軸方向に押込みつつ所定の
形状にハイドロフォーム加工するに際し、曲げ加工時の
偏肉および延性劣化を抑制することで、加工性を向上さ
せる。 【解決手段】 直管状の素管の内径よりも大きな径の球
体状の浮動プラグを、該素管の内径より小さい径の丸棒
状の心金の先端に、前記浮動プラグの中心が前記心金の
軸心に対して一定範囲内で任意の方向に移動可能に取付
け、前記心金が前記素管内に挿入された状態とし、前記
浮動プラグを前記心金に対して偏心させた状態で前記浮
動プラグと前記素管とを相対移動させることで、拡管率
５〜１２％の範囲で拡管しつつ曲げ加工を行って曲管と
し、ついで該曲管を割り型に入れ、管内に内圧をかけ管
軸方向に押込みつつ所定の形状に加工する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管などの金属管
を曲げ加工したのち割り型に入れ、管内に内圧をかけ管
軸方向に押込みつつ所定の形状に加工するに際し、曲げ
加工時の偏肉および延性劣化を抑制することで、加工性
を向上させたハイドロフォーム加工方法に関するもので
ある。
を曲げ加工したのち割り型に入れ、管内に内圧をかけ管
軸方向に押込みつつ所定の形状に加工するに際し、曲げ
加工時の偏肉および延性劣化を抑制することで、加工性
を向上させたハイドロフォーム加工方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】自動車部品等において、鋼管等の金属管
をハイドロフォーム加工により成形した製品が採用され
始めている。その加工法は、図２のＴ字管の成形例に示
すように、素管１を割り型４，５に入れ、液導入孔８か
ら素管１内に液を導入して内圧をかけ、両側から押し込
み用のシリンダー６，７で管軸方向に圧縮荷重を負荷し
て押込みつつ所定の形状に成形する方法である。得られ
た成形品３は軽量で、しかも複雑な形状のものまで成形
可能である。
をハイドロフォーム加工により成形した製品が採用され
始めている。その加工法は、図２のＴ字管の成形例に示
すように、素管１を割り型４，５に入れ、液導入孔８か
ら素管１内に液を導入して内圧をかけ、両側から押し込
み用のシリンダー６，７で管軸方向に圧縮荷重を負荷し
て押込みつつ所定の形状に成形する方法である。得られ
た成形品３は軽量で、しかも複雑な形状のものまで成形
可能である。
【０００３】また、曲がった製品を製造する場合は、図
１に示す例のように、（ａ）の素管１を曲げ加工して
（ｂ）のような曲管２とした後、（ｃ）のように割り型
４，５に入れ、（ｄ）のように、上記と同様、液導入孔
８から液を導入して内圧をかけ、シリンダー６，７で圧
縮荷重を負荷して、ハイドロフォーム加工により成形品
３とする方法が採用される。
１に示す例のように、（ａ）の素管１を曲げ加工して
（ｂ）のような曲管２とした後、（ｃ）のように割り型
４，５に入れ、（ｄ）のように、上記と同様、液導入孔
８から液を導入して内圧をかけ、シリンダー６，７で圧
縮荷重を負荷して、ハイドロフォーム加工により成形品
３とする方法が採用される。
【０００４】ところで、通常、円管を曲げ加工すると曲
げ部が扁平し、また、曲げ部の外側の肉厚が内側より薄
くなる。すなわち偏肉が生じる。その対策として、特公
平６−４２９６７号公報に、「浮動プラグ法」と呼ばれ
る円管の曲げ加工法が開示されている。その方法は、図
３に示すように、素管１の内径より大きな径の球体状の
浮動プラグ１０を心金９の一端に浮動状態にして取付
け、心金９を素管１内に挿入し、素管１と浮動プラグ１
０を相対移動させて拡管しつつ、拡管直後の管に押付け
具１２で曲げ力を加える方法である。
げ部が扁平し、また、曲げ部の外側の肉厚が内側より薄
くなる。すなわち偏肉が生じる。その対策として、特公
平６−４２９６７号公報に、「浮動プラグ法」と呼ばれ
る円管の曲げ加工法が開示されている。その方法は、図
３に示すように、素管１の内径より大きな径の球体状の
浮動プラグ１０を心金９の一端に浮動状態にして取付
け、心金９を素管１内に挿入し、素管１と浮動プラグ１
０を相対移動させて拡管しつつ、拡管直後の管に押付け
具１２で曲げ力を加える方法である。
【０００５】図３において、浮動プラグ１０に対し素管
１を矢印Ａの方向に移動させて拡管しつつ、拡管直後の
管に押付け具１２で矢印Ｂの方向に力を加えると、浮動
プラグ１０の中心が心金９の軸心から偏心量ｅだけ偏心
する。そして、偏心した浮動プラグ１０による拡管時、
管周方向の引張り変形が偏心側で大きくなるため、管軸
方向の圧縮変形が偏心側で大きくなる。したがって、偏
心した側に曲げ作用が働く。この曲げ作用と押付け具１
２によるＢ方向の曲げ力によって、図３のように曲げら
れ曲管２となる。
１を矢印Ａの方向に移動させて拡管しつつ、拡管直後の
管に押付け具１２で矢印Ｂの方向に力を加えると、浮動
プラグ１０の中心が心金９の軸心から偏心量ｅだけ偏心
する。そして、偏心した浮動プラグ１０による拡管時、
管周方向の引張り変形が偏心側で大きくなるため、管軸
方向の圧縮変形が偏心側で大きくなる。したがって、偏
心した側に曲げ作用が働く。この曲げ作用と押付け具１
２によるＢ方向の曲げ力によって、図３のように曲げら
れ曲管２となる。
【０００６】このため、上記浮動プラグ法によると、小
さな力で曲げることができる。しかも、曲げ部の扁平お
よび偏肉がともにが抑えられ、高精度の曲げ加工を行う
ことができる。そして、曲げ力の大きさおよび方向を制
御することにより、複雑な形状の曲管２を高精度で成形
することができる。
さな力で曲げることができる。しかも、曲げ部の扁平お
よび偏肉がともにが抑えられ、高精度の曲げ加工を行う
ことができる。そして、曲げ力の大きさおよび方向を制
御することにより、複雑な形状の曲管２を高精度で成形
することができる。
【０００７】また特開平５−１６９１４５号公報には、
図４に示すように、浮動プラグ１０に対向する素管１の
外側部を、押付け具１２によりＣ方向に押圧して浮動プ
ラグ１０を偏心させ、偏心側に素管１を曲げて曲管２と
する方法が開示されている。この方法によっても、曲げ
部の扁平および偏肉を抑えた高精度の曲げ加工を行うこ
とができる。
図４に示すように、浮動プラグ１０に対向する素管１の
外側部を、押付け具１２によりＣ方向に押圧して浮動プ
ラグ１０を偏心させ、偏心側に素管１を曲げて曲管２と
する方法が開示されている。この方法によっても、曲げ
部の扁平および偏肉を抑えた高精度の曲げ加工を行うこ
とができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記各公報に記載され
ている浮動プラグ法においても、曲管２の偏肉を皆無に
することは困難であり、また曲げ加工により延性が劣化
する。図１に示すように、直管状の素管１を曲げ加工し
て曲管２とした後、割り型４，５に入れてハイドロフォ
ーム加工する方法において、曲管２に偏肉や延性劣化が
あると、ハイドロフォーム加工時の加工性が劣化すると
いう問題がある。
ている浮動プラグ法においても、曲管２の偏肉を皆無に
することは困難であり、また曲げ加工により延性が劣化
する。図１に示すように、直管状の素管１を曲げ加工し
て曲管２とした後、割り型４，５に入れてハイドロフォ
ーム加工する方法において、曲管２に偏肉や延性劣化が
あると、ハイドロフォーム加工時の加工性が劣化すると
いう問題がある。
【０００９】本発明は、鋼管などの金属管を曲げ加工し
たのち割り型に入れ、管内に内圧をかけ管軸方向に押込
みつつ所定の形状に加工するに際し、曲げ加工時の偏肉
および延性劣化を抑制することで、加工性を向上させた
ハイドロフォーム加工方法を目的とする。
たのち割り型に入れ、管内に内圧をかけ管軸方向に押込
みつつ所定の形状に加工するに際し、曲げ加工時の偏肉
および延性劣化を抑制することで、加工性を向上させた
ハイドロフォーム加工方法を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、直管状の素管の内径よりも大きな径の球体
状の浮動プラグを、該素管の内径より小さい径の丸棒状
の心金の先端に、前記浮動プラグの中心が前記心金の軸
心に対して一定範囲内で任意の方向に移動可能に取付
け、前記心金が前記素管内に挿入された状態とし、前記
浮動プラグを前記心金に対して偏心させた状態で前記浮
動プラグと前記素管とを相対移動させることで、拡管率
５〜１２％の範囲で拡管しつつ曲げ加工を行って曲管と
し、ついで該曲管を割り型に入れ、管内に内圧をかけ管
軸方向に押込みつつ所定の形状に加工することを特徴と
する管のハイドロフォーム加工方法である。
の本発明は、直管状の素管の内径よりも大きな径の球体
状の浮動プラグを、該素管の内径より小さい径の丸棒状
の心金の先端に、前記浮動プラグの中心が前記心金の軸
心に対して一定範囲内で任意の方向に移動可能に取付
け、前記心金が前記素管内に挿入された状態とし、前記
浮動プラグを前記心金に対して偏心させた状態で前記浮
動プラグと前記素管とを相対移動させることで、拡管率
５〜１２％の範囲で拡管しつつ曲げ加工を行って曲管と
し、ついで該曲管を割り型に入れ、管内に内圧をかけ管
軸方向に押込みつつ所定の形状に加工することを特徴と
する管のハイドロフォーム加工方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明法を図面に示す例により説
明する。図１の例のように、（ａ）の素管１を曲げ加工
して（ｂ）のような曲管２とした後、（ｃ）のように割
り型４，５に入れ、（ｄ）のように、液導入孔８から液
を導入して管内に内圧をかけ、シリンダー６，７で管軸
方向に圧縮荷重を負荷して押込み、ハイドロフォーム加
工を行って成形品３とする。
明する。図１の例のように、（ａ）の素管１を曲げ加工
して（ｂ）のような曲管２とした後、（ｃ）のように割
り型４，５に入れ、（ｄ）のように、液導入孔８から液
を導入して管内に内圧をかけ、シリンダー６，７で管軸
方向に圧縮荷重を負荷して押込み、ハイドロフォーム加
工を行って成形品３とする。
【００１２】本発明法は、このようなハイドロフォーム
加工法において、（ｂ）の曲げ管２とする際、図３ある
いは図４に示す例のような浮動プラグ法により、拡管率
５〜１２％の範囲で拡管しつつ曲げ加工する。ここで拡
管率は、素管１の直径をｄ1、曲管２の直径をｄ2 とす
ると、（ｄ2 −ｄ1 ）／ｄ1 ×１００である。
加工法において、（ｂ）の曲げ管２とする際、図３ある
いは図４に示す例のような浮動プラグ法により、拡管率
５〜１２％の範囲で拡管しつつ曲げ加工する。ここで拡
管率は、素管１の直径をｄ1、曲管２の直径をｄ2 とす
ると、（ｄ2 −ｄ1 ）／ｄ1 ×１００である。
【００１３】図３および図４に示す浮動プラグ法によ
り、外径３８．１mm、肉厚１．６mmの鋼管についてＲ／
Ｄ＝３（Ｒ：曲げ半径、Ｄ：管の直径）で約９０°曲げ
を行ったところ、図５のように、拡管率が増すに従い偏
肉率が低下した。ここで偏肉率は、（最大肉厚−最小肉
厚）／平均肉厚×１００である。また、図６のように、
拡管率が増すに従い伸びが低下した。そして、素管１の
径と肉厚、曲げ半径および曲げ角度を変化させても、こ
の傾向はほぼ変わらなかった。
り、外径３８．１mm、肉厚１．６mmの鋼管についてＲ／
Ｄ＝３（Ｒ：曲げ半径、Ｄ：管の直径）で約９０°曲げ
を行ったところ、図５のように、拡管率が増すに従い偏
肉率が低下した。ここで偏肉率は、（最大肉厚−最小肉
厚）／平均肉厚×１００である。また、図６のように、
拡管率が増すに従い伸びが低下した。そして、素管１の
径と肉厚、曲げ半径および曲げ角度を変化させても、こ
の傾向はほぼ変わらなかった。
【００１４】曲げ加工後、図１（ｄ）のようなハイドロ
フォーム加工を行ったところ、曲げ加工における拡管率
が５％未満のものは、偏肉率が高いため減肉部でバース
ト発生の頻度が高かった。また、拡管率が１５％を超え
るものは、加工硬化が大きいため破断の頻度が高かっ
た。
フォーム加工を行ったところ、曲げ加工における拡管率
が５％未満のものは、偏肉率が高いため減肉部でバース
ト発生の頻度が高かった。また、拡管率が１５％を超え
るものは、加工硬化が大きいため破断の頻度が高かっ
た。
【００１５】したがって本発明法は、上記浮動プラグ法
による曲げ加工において、拡管率を５〜１５とすること
で、偏肉および延性の劣化を抑え、ついで図１の（ｄ）
のようなハイドロフォーム加工を行うこととした。な
お、本発明法において素管１は、板を管状に成形し溶接
して製造することができる。
による曲げ加工において、拡管率を５〜１５とすること
で、偏肉および延性の劣化を抑え、ついで図１の（ｄ）
のようなハイドロフォーム加工を行うこととした。な
お、本発明法において素管１は、板を管状に成形し溶接
して製造することができる。
【００１６】
［本発明例］：ＪＩＳ Ｇ３４４５に規定されるＳＴＫ
Ｍ１１Ａ電縫鋼管、外径３８．１mm、肉厚１．６mmのも
のを素管１とし、図３に示す浮動プラグ法により拡管率
１０％、Ｒ／Ｄ＝３〜６で曲げ加工した。その外観を図
７に示す。曲げ部の扁平率は２〜３％、偏肉率は図８に
示すように６〜８％、伸びは４２〜４３％であった。つ
いで、これらの曲げ管２を、図１（ｃ）に示すような形
状の割り型４，５に入れ、ハイドロフォーム加工した結
果、いずれも良好な成形管３が得られた。
Ｍ１１Ａ電縫鋼管、外径３８．１mm、肉厚１．６mmのも
のを素管１とし、図３に示す浮動プラグ法により拡管率
１０％、Ｒ／Ｄ＝３〜６で曲げ加工した。その外観を図
７に示す。曲げ部の扁平率は２〜３％、偏肉率は図８に
示すように６〜８％、伸びは４２〜４３％であった。つ
いで、これらの曲げ管２を、図１（ｃ）に示すような形
状の割り型４，５に入れ、ハイドロフォーム加工した結
果、いずれも良好な成形管３が得られた。
【００１７】［比較例］：上記本発明例と同一の素管１
を、拡管率２％および１５％とし、他の条件は上記本発
明例と同一にして曲げ加工しハイドロフォーム加工し
た。その結果、拡管率２％のものは曲管の偏肉率が１７
％と大きく、ハイドロフォーム加工の際、減肉部でバー
ストした。また、拡管率１５％のものは、曲げ部の加工
硬化が大きいため高い内圧を要し、拡管曲げ部の伸びが
約２７％に低下していてハイドロフォーム加工の際、破
断した。
を、拡管率２％および１５％とし、他の条件は上記本発
明例と同一にして曲げ加工しハイドロフォーム加工し
た。その結果、拡管率２％のものは曲管の偏肉率が１７
％と大きく、ハイドロフォーム加工の際、減肉部でバー
ストした。また、拡管率１５％のものは、曲げ部の加工
硬化が大きいため高い内圧を要し、拡管曲げ部の伸びが
約２７％に低下していてハイドロフォーム加工の際、破
断した。
【００１８】
【発明の効果】本発明法により、直管状の素管を曲げ加
工しついで割り型に入れてハイドロフォーム加工を行う
と、曲げ加工時に、曲げ部の扁平および偏肉が抑えられ
るとともに、延性劣化も抑えられるので、高加工率の成
形品が高精度で得られる。
工しついで割り型に入れてハイドロフォーム加工を行う
と、曲げ加工時に、曲げ部の扁平および偏肉が抑えられ
るとともに、延性劣化も抑えられるので、高加工率の成
形品が高精度で得られる。
【図１】本発明法の工程を示す説明図であり、（ａ）は
素管の斜視図、（ｂ）は曲管の斜視図、（ｃ）はハイド
ロフォーム加工前の断面図、（ｄ）はハイドロフォーム
加工後の断面図である。
素管の斜視図、（ｂ）は曲管の斜視図、（ｃ）はハイド
ロフォーム加工前の断面図、（ｄ）はハイドロフォーム
加工後の断面図である。
【図２】本発明の対象とするハイドロフォーム加工法の
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図３】本発明の対象とする曲げ加工法の例を示す断面
図である。
図である。
【図４】本発明の対象とする曲げ加工法の別の例を示す
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明法における曲げ加工時の拡管率と偏肉率
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図６】本発明法における曲げ加工時の拡管率と伸びの
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例における曲げ加工後の外観図で
ある。
ある。
【図８】本発明の実施例における曲げ加工後の偏肉率を
示すグラフである。
示すグラフである。
１…素管 ２…曲管 ３…成形品 ４，５…割り型 ６，７…シリンダー ８…液導入孔 ９…心金 １０…浮動プラグ １１…球関継手 １２…押付け具
フロントページの続き (72)発明者 宮城 隆司 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内
Claims (1)
- 【請求項１】 直管状の素管の内径よりも大きな径の球
体状の浮動プラグを、該素管の内径より小さい径の丸棒
状の心金の先端に、前記浮動プラグの中心が前記心金の
軸心に対して一定範囲内で任意の方向に移動可能に取付
け、前記心金が前記素管内に挿入された状態とし、前記
浮動プラグを前記心金に対して偏心させた状態で前記浮
動プラグと前記素管とを相対移動させることで、拡管率
５〜１２％の範囲で拡管しつつ曲げ加工を行って曲管と
し、ついで該曲管を割り型に入れ、管内に内圧をかけ管
軸方向に押込みつつ所定の形状に加工することを特徴と
する管のハイドロフォーム加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8336479A JPH10175026A (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 管のハイドロフォーム加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8336479A JPH10175026A (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 管のハイドロフォーム加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10175026A true JPH10175026A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18299564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8336479A Pending JPH10175026A (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 管のハイドロフォーム加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10175026A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100481127B1 (ko) * | 2000-12-26 | 2005-04-08 | 주식회사 포스코 | 강관의 하이드로포밍 성형성 평가시험장치 |
| WO2009080348A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Sunrise Medical Gmbh & Co. Kg | Method of manufacturing a member of a wheelchair frame, tool for use in such a method and wheelchair frame |
| JP2009226477A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Showarasenkan Seisakusho Co Ltd | 蛇腹部を有する曲げパイプの製造方法、及び、蛇腹部を有する曲げパイプ |
| CN103537515A (zh) * | 2013-10-16 | 2014-01-29 | 无锡申宝汽车钢管有限公司 | 一种整形工装 |
| US8978695B2 (en) | 2009-04-20 | 2015-03-17 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Flowline flapper valve |
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