JPS5912365B2 - 内面溝付金属管加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内面溝付金属管加工方法に関するものである
。

第１図は本出願人が先に出願した内面溝付金属管加工装
置を示すものであり、被加工材の金属管１の内部には、
タイロッド３の両端の金属管１の進行方向と反対側にフ
ローテングプラグ４が固定され、進行側には回転自在に
内面溝加工用の溝付プラグ５が取付けられている。

フローテングプラグ４は進行側が小径で反対側が大径で
その間が斜面２１により形成されており、フローテング
プラグ４の金属管１の管壁を挟んだ外周対向部にはフロ
ーテングプラグ４の小径部及び斜面２１に対応する形状
を備えた引抜ダイス７が一定位置に固定されたホルダー
６に保持されている。

このように引抜ダイス７とフローテングプラグ４とによ
り金属管１の管壁は挟着され、金属管１が矢印２の方向
へ通常の金属引抜加工に用いられる装置のドローベンチ
、プルブロック、連続抽伸機等により引張駆動されると
き縮管加工されるので、溝付プラグ５は金属管１の進行
側へ移動することなく所定位置に保持されるようになっ
ている。

尚、ダイス７は、溝加工開始時に金属管１への溝付プラ
グ５の喰い込みを容易にするため金属管１進行方向と反
対側へ移動可能に形成された装置（図示せず）に保持さ
れるホルダー６に支持されている。

そして、ダイス７とフローテングプラグ４とによって縮
管加工されるようになっている。

遊星回転ロール８からなる回転加工部材は、軸受９によ
り回転自在に支持されるとともにプーリ１０によって回
転駆動される回転ヘッド７の内周転動面１６と金属管１
外周とを転勤接触するように取付けられている。

従って、遊星回転ロール８は溝付プラグ５の中心から金
属管１外周上に常に一定距離を保持され遊星状に回転す
るようになっている。

溝付プラグ５と遊星回転ロール８との金属管１の挟着部
の直径は、引抜ダイス７とフローテングプラグ４とによ
り縮管ぎれた直径より小径に形成されており、このため
、金属管１はこの部分で縮管されるとともに遊星回転ロ
ール８と溝付プラグ５とにより内外側から挟圧されて金
属管１内面に溝１４の加工が行われる。

ここで溝加工された金属管１は最後にホルダー１２に支
持されるダイス１３によって仕上引抜きをされて加工が
完了する。

この内面溝付金属管加工装置による溝加工方法において
は、遊星回転ロール８は溝付プラグ５の軸芯と平行に、
かつ遊星回転ロール８自身の軸芯の周囲を自転しつつ金
属管１の外周を公転する結果、金属管１が矢印２方向へ
移動するとき遊星回転ロール８との間にすべりを生じ、
これによる摩擦力によって金属管１に生ずる応力が増大
することになる。

実験の結果によれば、このような摩擦による応力は引抜
速度の平方根にほぼ比例しており、金属管１の引張強さ
との関係より最大加工速度が制限されることになる。

そして、この最大加工速度は小径薄肉管においては比較
的低い値であり、経済性の点からより高速加工が必要と
されることが多いので不利である。

本発明の目的は、溝深さが長手方向に沿って周規的に短
いピッチで変化する内面溝を備えた金属管の加工速度を
向上できる内面溝付金属管加工方法を提供することにあ
る。

本発明は、引抜ダイスを通過する金属管を前記引抜ダイ
スと協働して縮管するフローティングプラグにより、内
面溝加工用の溝付プラグを、前記引抜ダイスを通過した
金属管内の所定位置に回転自在に保持し、前記溝付プラ
グが位置する部位において該部位を通過する金属管をそ
の外周面に接触しつつその外周を遊星回転する複数個の
球をもって縮管し、かつ金属管壁を前記溝付プラグと挟
圧することにより管内面へ連続的な溝加工を行なった後
、その金属管を仕上ダイスに通して金属管外周に成形さ
れた凸部を管内面へ転位する加工方法である。

以下本発明の内面溝付金属管加工方法の一実施例を、第
１図と同部品は同符号で示し、同部分の説明は省略し、
第２図、第３図により説明する。

第２図において１５は回転加工部材の球であり、溝付プ
ラグ５の対向位置の金属管１外周と回転ヘッド１７の内
周転動面１６とにそれぞれ接触転動するように６個配設
されている。

そして、金属管１が、矢印２の方向に引張駆動されると
き、回転ヘッド１７は矢印１１の方向に回転し、これに
伴い球１５は回転ヘッド１７の内周転動面１６及び金属
管１外周面の両者に沿って転動することにより矢印１９
の方向に自転しつつ矢印２０の方向に公転し、金属管１
を縮管するとともに管内面に内面溝１４を形成する。

この場合に、球１５の矢印１９方向の自転方向は回転ヘ
ッド１７の回転方向及び回転速度と、金属管１の回転ヘ
ッド１７に対する相対的移動方向及び速度によっておの
ずから定まる方向となり、その結果、球１５と金属管１
との間では転勤のみの関係となる。

従って、金属管１に加わる摩擦抵抗が大幅に軽減される
ので加工速度を増大させることができる。

尚、υロエ時には金属管１の塑性変形や各部の摩擦によ
って発熱するので潤滑と冷却を兼ねた適当な対策、例え
ばエマルジョンタイプの潤滑液を加工部分に注ぐなどの
手段が必要である。

そして隣接する球１５の回転方向はそれぞれの隣接部に
おいて逆方向となるが、球径及び内周転動面径を適宜選
定することにより球間にギャップを設けることができる
ので球間の摩擦は回避できる。

第３図において、球１５の公転速度は、球１５の内接円
形をｄ。

、内周転勤面１６の直径（外接円径）をＤとするとき、
回転ヘッド１７自体の回転速度はＤ ／ ａ ｏ ＋
Ｄとなる。

この値は１より小さく、従って加工に有効な球１５の金
属管１に対する公転速度は回転ヘッド１７の回転速度よ
り上記の比率だけ遅くなる。

これを防止するため、球１５と回転ヘッド１７との間に
位置変化が生じないように適当なストッパを設け、球１
５が金属管１の周囲を公転するとき金属管１に対しては
転動し、回転ヘッド１７に対してはすべりつつ自転させ
ることも可能である。

第４図は複数個の球１５によって金属管１に内面溝１４
を形成する場合の１個の溝に沿った管壁部の断面を誇張
して示した断面図であり、球１５が転動する時のピッチ
をＰ、球１５の外径をｄとするとき、金属管１の表面に
は最大高さが、ｎ＝Ｐ２／４１なる式が与えられる大き
さの凹凸が生ずる。

また、球１５のピッチＰは加工部における金属管１の回
転ヘッド１７に対する相対的な移動速度Ｖと球１５の数
Ｎ及び球１５の金属管１の周囲の公転速度ｎの値によっ
て、Ｐ＝Ｖ／Ｎｎなる式で与えられる値である。

更に、球１５の公転速度ｎは、回転ヘッド１７の回転速
度をｎ。

とするとき、ｎ＝ＤｎＯ／Ｄ＋ｄ□で与えられる。

従って、ｄｏ、 Ｉ） 、 Ｎを一定の値として、金属
管１の軸方向送り速度と回転ヘッド１７の回転速度を適
当に選ぶことによって表面に任意の高さの凹凸を備えた
管を得ることができる。

そして、金属管１を仕上ダイス１３によって引抜加工す
ることによって表面の凹凸を管内に転移させ、表面が平
滑で管内に長手方向に溝深さが変化した形状の内面溝付
金属管を得ることができる。

このように本実施例の内面溝付金属管加工方法は、回転
加工部材を、従来の遊星回転ロールから球に変えたこと
により加工速度を増大できる。

そして、球により金属管外周に形成された凹凸の凸部を
仕上ダイスにより管内面に形成される内面溝に転移付加
した内面溝付金属管を形成できる。

このような内面溝付金属管は通常の裸管、即ち溝のない
管に比較して管内表面積を大幅に増加し、従って、管内
にフロンガスなどの冷媒を流し、沸騰、凝縮させること
により管外流体との間に熱交換を行う方式の伝熱管とし
て好適である。

以上記述した如く本発明の内面溝付金属管加工方法によ
れば、溝深さが長手方向に沿って周期的に短いピッチで
変化する内面溝を備えた金属管の加工速度を向上できる
効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本出願人が先に出願した内面溝付金属管加工装
置の縦断面図、第２図は本発明の内面溝付金属管の加工
方法を実施する加工装置の断面図、第３図は第２図のＩ
−Ｉ矢視断面図、第４図は第２図の内面溝の方向の金属
管壁を断面し誇張して示した説明図である。 １：金属管、３：タイロッド、４：フローテングプラグ
、５：溝付プラグ、７：引抜ダイス、１３：仕上ダイス
、１４：内面溝、１５：球、１６：内周転動面、１７：
回転ヘッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 引抜ダイスを通過する金属管を前記引抜ダイスと協
   働して縮管するフローティングプラグにより、内面溝加
   工用の溝付プラグを、前記引抜ダイスを通過した金属管
   内の所定位置に回転自在に保持し、前記溝付プラグが位
   置する部位において該部位を通過する金属管を、その外
   周面に接触しつつ遊星回転する複数個の球をもって縮管
   し、かつ金属管壁を前記溝付プラグと挟圧することによ
   り管内面へ連続的な溝加工を行なった後、その金属管を
   仕上ダイスに通して金属管外周に成形された凸部を管内
   面へ転位することを特徴とする内面溝付金属管加工方法
   。