JPS582726B2

JPS582726B2 - キンゾクカンノマゲカコウホウ

Info

Publication number: JPS582726B2
Application number: JP50103567A
Authority: JP
Inventors: 山口条介
Original assignee: Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Current assignee: Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Priority date: 1975-08-26
Filing date: 1975-08-26
Publication date: 1983-01-18
Also published as: JPS5226352A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は金属管を坐屈現象を起させることなく，熱間で
小半径に曲げ加工することのできる方法に関するもので
ある。

金属管例えば鋼管を曲げ加工する方法として、曲げ加工
すべき鋼管の先端部を環状の高周波誘導子を通して曲げ
半径に即した案内アームに緊締し、該鋼管を連続的且つ
直進的に推進し乍ら前記誘導子により加熱した後、所定
温度まで冷却する操作を行い、管に曲げモメントを付与
しつつ該管をその加熱領域に於て連続的に塑性変形させ
る方法がある。

この方法によれば、能率よく鋼管等の金属管を曲げ加工
することができるが、曲管部に作用する応力は曲げ初期
に於ては推力（管を押し出す方向の応力）の影響のみを
受けるだめ、曲げ初めの部分に坐屈現象の起ることが屡
々あり、この現象は管の外形に対して曲げ半径が小さく
なる程著しい。

即ち、管の外径をＤ、管の軸心の曲げ半径をＲとし、Ｒ
／Ｄを管の相対半径と呼び、これを百で表わすと、管を
小さなＲで曲げる場合の曲げ初めに坐屈現象が起り易い
のである。

この現象は冷間曲げでも熱間曲げでも起り易いが、特に
熱間曲げの場合には芯金とか金型を用いないので、特に
問題があるものであり、従来、前記の高周波誘導加熱を
用いた曲げ加工装置に於ける管の曲げ初めの坐屈現象に
ついて、次のことが明らかにされている。

Ｄ環状の加熱帯の幅を管の肉厚ｔの約１．５倍程度に
制限すれば坐屈現象は殆んど起らない。

２）薄肉管では加熱帯の幅を１．５ｔ以内にすることは
理論的には可能であるが、実際上は高周波電源の周波数
を高くし、且つ誘導子と管との間隙を極端に狭くしなけ
ればならない等種々の困難がある。

３）スケジュール４０管、例えば口径４Ｂ（１０
０胴）で肉厚６−ならば、Ｒ＝１．５Ｄで坐屈現象を起
さないが、ガス管、例えば口径４Ｂ（１００輔）で肉厚
４．５ｍｍでは、Ｒ＝１．５Ｄで曲げると、うまく曲が
る場合もあるが、坐屈する場合が極めて多い。

４）坐屈現象は曲げ初めにもつとも起り易い。

５）曲りの内側は圧縮されて厚肉となるが、この増肉に
よる断面の曲線は、第１図に示すように曲げ初めａはな
だらかであるが、曲げ終りｂは急になっていて、増肉は
まだ曲げられていない直管部にまで及んでいる。

即ち、増肉は曲げ部の上流側に寄せられて行くのである
。

伺、上記４），５）は曲げ加工を施した多数の管の
長手方向の縦断面をよく観察しだ結果、明らかとなった
ものである。

本発明の発明者は上記の坐屈現象の起るのを防止し乍ら
管を曲げ加工する方法を開発することを目的として、種
々の実験，研究を重ねた結果、管の曲げ加工すべき部を
曲げの開始前に増肉を起させて置けば、坐屈現象の防止
に有効であることを知得しだ。

その理由は、上記５により明らかで、曲げ加工時の圧縮
による増肉は曲げの塑性変形を起している局部にも起る
が、更に未だ曲げられていない素材の方にまで遡って行
くので、曲げ加工前に増肉を起させておけば、曲げ開始
に際しては、曲げ部分の前後が厚肉になっているだめ、
坐屈を起し難くなるのである。

本発明は上記のように金属管を坐屈現象を起させずに曲
げ加工する方法を提供することを目的としてなされたも
ので、その構成は、曲げ加工すべき略均等肉厚の管の先
端部を高周波誘導加熱のような局部的に急速に高温加熱
のできる環状の加熱装置を通して曲げ半径に即した案内
アームに緊締し、該管を連続的且つ直進的に推進し乍ら
前記加熱装置により加熱した後、所定温度まで冷却する
操作を行い、管に曲げモメントを付与しつつ該管をその
加熱領域に於て連続的に塑性変形させる金属管の曲げ加
工法に於て、この曲げ加工を実施する装置に前記略均等
肉厚の管をセットし、曲げ加工の開始前に予め管と加熱
装置を相対的に管の軸方向に移動させ乍ら該管の軸方向
に圧力をかけて、該管の曲げ加工すべき部の適当な区間
の肉厚を増肉させてから曲げ加工に入ることを特徴とす
るものである。

而して、管の曲げ加工すべき部の適当な区間の肉厚を増
肉させるには２通りの方法がある。

即ち、（イ）管を固定しておいて加熱装置を移動する方
法、（口）加熱装置を固定しておいて管を移動する方法
，があり、いずれの方法を用いてもよいが、これら両方
法に共通することは、管と加熱装置が相対的に移動する
ことであり、且つ移動加熱を行いながら加熱帯の軸方向
に強い圧力をかけて圧縮することであって、この予備的
な増肉は必要以上にすべきではなく、それを目的通り一
定化させることは品質管理上必要であり、そのためには
、加熱温度と管をその軸方向に圧縮する圧力を一定に保
てばよい。

即ち、いま、管をその軸方向に圧縮する圧力をＰ、管の
塑性変形抵抗をσｐｋｑ／ｃｎｔ、増肉前の管の断面積
をＳ、増肉後の管の断面積をＳ＋ΔＳとすれば、Ｐ＝σｐ（Ｓ＋ΔＳ）・・・・・｛Ｉ）の式が成立ち
、温度が一定であれが、σｐは一定であり、Ｐは必要と
する増肉に相当する断面積の増加分ΔＳによって決定さ
れ、逆にＰをその必要圧力に保てば、ΔＳは一定化され
、増肉は一定化されるからである。

次に本発明方法の実施例を装置の図に拠り説明する。

実施例１（管を固定しておき、加熱装置を移動して増肉する場合
）第２図に於て、１は曲げ加工すべき管、２，２，３，３
は案内ロール、４は高周波誘導子から成り、冷却装置を
一体に装設した環状の加熱装置、５は管１の曲げ半径Ｒ
の中心点を心として回動するようにしたアーム、６は該
アーム上に設けられ、管１の前端部又は中間適宜の個所
を緊締するクランプで、管１を案内ロール２，２間及び
３，３間を通し前記加熱装置４の中を通してその前端部
又は中間適宜の個所をクランプ６により緊締し、適宜の
手段により管１を連続的且つ直進的に推進し乍ら前記加
熱装置４により加熱した後、冷却装置により所定温度ま
で冷却する操作を行い、アーム５の回動案内により管１
に曲げモメントを付与しつつ該管１をその加熱領域に於
て連続的に塑性変形させて曲げ加工するのであるが、唯
単にこれだけでは曲げ初めの部分に坐屈現象の起ること
が屡々あり、この現象は相対半径πが小さくなる程著し
い。

そのだめ本発明に於ては、次のような工夫がなされてい
る。

即ち、７は装置に固定設置したストツパ、８は加熱装置
４に付設した冷却装置から噴出する冷却水、９は油圧シ
リンダ、１０は該シリンダーのロッド、１１は該ロッド
の先端に設けた押圧子で、曲げ加工に際しては、図示の
ように管１をセツトし、クランプ６の中心を管１の軸線
Ｘ−Ｘに一致させて、該クランプ６により管１を緊締し
、この状態でアーム５をストツパ７に当接させ、次いで
油圧シリンダ９を作動させて押圧子１１をアーム５に圧
接させ、推力Ｐを管１の後端からかけた場合にその圧力
に耐えてアーム５が動かないようにし、また加熱装置４
はクランプ６に近づけておき、この状態で加熱装置４に
通電すると共に冷却装置から冷却水８をクランブ６の方
向に向け管１に対し斜めに噴射させ乍ら加熱装置４を軸
線Ｘ−Ｘに沿ってクランプ６から遠ざかる方向に後退さ
せる一方、管１にその後端から推力Ｐをかけて管１の加
熱部分を圧縮，増肉させた後、加熱装置４をその中心が
曲げ中心Ｏから軸線Ｘ−Ｘに引いた垂線ＯＹ上に在るよ
うにして、上記の方法で曲げ加工することにより、管１
を坐屈現象を起させることなく曲げ加工できるようにな
っているのである。

尚、この場合、推力Ｐは前記■式を満足させる値に保持
する必要がある。

そのためには、推力Ｐを油圧シリンダ１たは油圧モータ
を用いて一定油圧で押すようにすればよいし、また、加
熱装置４の送り速度に応じて次の式■で示す速度で管１
を推進してもよい。

即ち、加熱装置４の移動速度をＵｈｃｍ／ｓｅｃ、管
１の断面積の増加を■式と同様ΔＳｃｍ、据込容積をΔ
Ｖとすると、 ΔＶ＝Ｕｈ ΔＳｃｍ／ｓｅｃとなり、一方、素管の断面積を■式と同様Ｓｃｒｉｒ、
管１の送り速度をＵｐｃｍ／ｓｅｃとすると、ＵｐＳ
−ΔＶとなる結果、ＵｈΔＳ＝ＵｐＳとなるからであって、例えば管１の断面積を３０％増加
しだい場合（肉厚を３０％増加することと同等）、管１
の送り速度を加熱装置４の移動速度の３０％に採ればよ
いのである。

而して、本発明の実施に際しては、管１に一定限度の増
肉を行なって、加熱装置４の中心が曲げ中心から線ＯＹ
に接近したら下記の切換操作を同時に行う。

（イ）油圧シリンダ９の圧力のなだらかな低下を開始す
る。

（口）管１を推進する装置の送りを所期の曲げ速度の送
りにまで高める。

？）加熱装置４の移動を停止する。

これらの操作を同時に行なうことにより加熱温度を一定
に保つことができるが、なお念のため加熱温度の変化を
検出し、加熱電力の出力を調整して温度の一定化を図り
、加熱幅と肉厚比を約１／１．５以下に保つようにすれ
ば、滑らかで坐屈のない曲げを開始することができ、そ
の結果、曲げ終りまで良好な曲げを持続できるのである
。

尚、第３図に示すように、油圧シリンダ１２を加熱装置
４の下方に位置させて装置に取附け、そのロツド１３の
先端にフツク１４を設ける一方、クランプ６の側方に係
止金具１５を付設して、フツク１４を係止金具１５に係
止することにより、推力Ｐに対向して管１を加圧するよ
うにしてもよい。

実施例２ ω口熱装置を固定しておき、管を移動して増肉する場合
）上記実施例１では、加熱装置４の移動距離分だけ従来方
法に比してネックを余分に長くする必要がある。

この長さは肉厚の２倍程度であって、あまり問題になら
ないが、それでもなおネックの長さが問題になる場合は
、第４図のようにすればよい。

即ち、第４図に於て、１６はクランプ６の側方に取附け
た油圧シリンダ、１７はそのロツド、１８は同じくフッ
ク、１９は滑車２０，２１，２２を装着した滑車ブロ
ック、２３は油圧シリンダ１６のロツド１７に取附けた
滑車、２４はシャツクル２５を取附けた滑車で、滑車２
０，２１，２２，２３，２４に滑車ブロック１９から出
て該ブロック１９に戻るようにワイヤ２６を掛回してあ
る。

２７はクランプ６を緊締する油圧シリンダである。

而して、実施に際しては、油圧シリンダ２７を操作して
クランプ６を僅かにゆるめておき、アーム５の先端部を
ストツパ７と油圧シリング９で固定しておくと共に管１
の先端を滑車ブロック１９に受けさせておいて、加熱装
置４に通電すると共に冷却装置から冷却水８をクランブ
６の方向に向け管１に対し斜めに噴射させる一方、管１
にその後端から推力Ｐをかけて該管１を一定速度で送り
、管１がクランプ６に対して遊動し前進させられる際、
油圧シリンダ１６の油圧を一定圧に保つよう調整して、
推力Ｐを前述の式■に従うように保持することにより、
管１の加熱部分を圧縮、増肉させた後、常法により曲げ
加工するものであるが、実際には、上記の操作により管
１の加熱帯の中心が所定の曲げ初め位置に接近しだら、
下記の操作を同時に行なう。

（イ）油圧シリンダ９の油圧を抜いてアーム５を回転可
能にする。

（０）油圧シリンダ１６の逃し弁を閉じてピストンスト
ロークを停止させる。

七→ 油圧シリンダ２７を作動させてクランプ６を締め
つけ、管１を緊締する。

以上の操作によって実施例１の場合と同様、曲げ初めに
坐屈現象を起させることなく、小さな相対半径ｋでも良
好な曲げ加工を行なうことができるのである。

本発明は上述の通りであって、従来公知の金属管の熱間
曲げ加工に於て、管の曲げ加工開始前に予め管と加熱装
置を相対的に管の軸方向に移動させ乍ら該管の軸方向に
圧力をかけて、該管の曲げ加工すべき部の適当な区間の
肉厚を増肉させて置いてから、曲げ加工するようにした
から、管の曲げ開初に際し、曲げ部分の前後が厚肉にな
っているので、相対半径Ｒの小さな曲げ加工に於ても、
管に坐屈現象を起させることなく、良好な曲げ加工を行
なうことができるし、また本発明方法は従来のベンダー
に実施例に記載したようなものを付設することにより簡
易に実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は管の曲げ加工した部分の断面拡大図、第２図は
本発明方法を実施する一例の装置の平面図、第３図は同
別例の正面図、第４図は同じく他の例の平面図である。１・・・管、２，３・・・案内ロール、４・・・加熱装
置、５・・・アーム、６・・・クランプ、７・・・スト
ッパ、８・・・冷却水、９・・・油圧シリンダ、１ｏ・
・・ロッド、１１・・・押圧子、１２・・・油圧シリン
ダ、１３・・・ロッド、１４・・・フック、１５・・・
係止金具、１６・・・油圧シリンダ、１７・・・ロッド
、１８・・・フック、１９・・・滑車ブロック、２０〜
２４・・・滑車、２５・・・シャックル、２６・・・ワ
イヤ。

Claims

【特許請求の範囲】

１曲げ加工すべき略均等肉厚の管の先端部を高周波加
熱のような曲部的に急速に高温加熱のできる環状の加熱
装置を通して曲げ半径に即した案内アームに緊締し、該
管を連続的且つ直進的に推進し乍ら前記加熱装置により
加熱した後、所定温度まで冷却する操作を行い、管に曲
げモメントを付与しつつ該管をその加熱領域に於て連続
的に塑性変形させる金属管の曲げ加工法に於て、この曲
げ加工法を実施する装置に前記略均等肉厚の管をセット
し、曲げ加工の開始前に予め前記管と前記加熱装置を相
対的に管の軸方向移動させ乍ら該管の軸方向に圧力をか
けて、該管の曲げ加工すべき部の適当な区間の肉厚を増
肉させてから曲げ加工に入ることを特徴とする金属管の
曲げ加工法。