JPS60238040A - 直管部付エルボの製造方法 - Google Patents

直管部付エルボの製造方法

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JPS60238040A
JPS60238040A JP9521584A JP9521584A JPS60238040A JP S60238040 A JPS60238040 A JP S60238040A JP 9521584 A JP9521584 A JP 9521584A JP 9521584 A JP9521584 A JP 9521584A JP S60238040 A JPS60238040 A JP S60238040A
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JP
Japan
Prior art keywords
elbow
diameter
pipe
die
bending
Prior art date
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Pending
Application number
JP9521584A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayasu Kojima
正康 小嶋
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60238040A publication Critical patent/JPS60238040A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/08Bending rods, profiles, or tubes by passing between rollers or through a curved die
    • B21D7/085Bending rods, profiles, or tubes by passing between rollers or through a curved die by passing through a curved die

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直管とエルボが一停となった配管部材(以下
直管部付エルボと称する)の製造方法に関する。
直管部付エルボは、もともと第1図(イ)に示す如く直
管00とエルボαυを溶接していた配管を第1図(ロ)
に示す如く一体化したもので、密接接続個所を減少し、
溶接に起因する安全性の低下等の危険を減少せんとする
ものである。
直管部付エルボの製造方法としては従来、例えば特公昭
55−80924に示される高周波加熱による回転曲げ
(以下高層波曲げと称する〕、及び例えば特公昭56−
48252、特開昭56−’16881に示されるプレ
ス膨曲げが代表的であった。
高周波曲げは、プレヌ膨曲げの場合の如き金型類が不要
で経済的ではあり、技術的にも狭山のリング状高周波加
熱加工領域を管軸方向に徐々に移動させて行く局部加工
の積み重ねで所定曲率に曲げる加工法であるため、曲げ
部の真円度は良好である。しかしながらその反面、専用
の加工設備に限定されるため、設備能力の点から、管が
大径化、厚肉化するにつれて、曲げ半径R(第1図(ロ
)〕を大きくせざるを得なかった。また設備能力的に十
分であっても、曲げ外周部の減肉ならびに曲げ内周部の
挫屈の点から、ロングエルボのFt=1,5D(D=管
外径)が限界であり、ショートエルボR=1.0Dの曲
げは困難であった。
また、プレヌ膨曲げは、曲げ部全長の同時加工であるた
め加工時間が短く生産性に優れ、汎用のプレス機械が使
用できるため、プレス機械の能力による管の寸法、曲げ
半径などの制約が少ないなどの利点はあるが、エルボ部
全長を同時に曲げ加工するため、高周波曲げの場合以上
に形状不良が発生し易く、素管の /DO(to :肉
厚、Do=外径)をある程度以上大きく取らざるを得な
い欠点がある。プレス膨曲げで特に問題となる形状不良
は、■曲げ内周部の挫屈あるいは折れと、■曲げ部所面
形状の偏平化である。
■の曲げ内周部の挫屈あるいは折れの形状不良とは、第
2図(イ)(ロ)(図中符号03が挫屈、α荀が折れ、
を示す)に示す如きもので、曲げ加工時に内周側に作用
する軸方向圧縮力によって発生する。本発明者の経験に
よれば、この形状不良の防止の観点からは、例えば熱間
的げの場合、R=1.5DではVno≧O,t O、R
= 1.o Dでは”/f)o≧0.13とする必要が
ある。管内に砂などを充填して曲げる充填的げの場合に
は、挫屈や折れは軽減されるが、それでもR=1.5D
では”/Do ≧0. Q 5、R−1,ODテハt′
//Do≧0.08が必要条件となる。以上の如きt’
/D oの制約は冷間的げの場合でもほぼ同様である。
また、■の曲げ部所面形状の偏平化の形状不良とは、第
2図(ハ)に)((ハ)は側面、に)はT〜■線(曲げ
部)断面、である)に示す如きもので、曲げ加工時に外
周側に作用する軸方向引張力によって、断面周長が収縮
して、破線aで示す素管断面形状が保たれないで、実線
すで示す偏平形状となる。
これは”VDoの増加あるいは充填材の使用によって軽
減てれるが、完全に防止することは困難である。本発明
者の経験によれば、熱間充填的げの場合、ト弓、5Dで
は約lO%、R=1.ODでは15〜20%の径減少が
発生する。従って曲げ加工後、エルボ部分の断面を円形
に修正する必要がある。
以上の如き形状不良や更に曲げ外周部の減肉を考慮して
、プレヌ膨曲げ用の素管には、通常、第3図に示す如き
形状のものが使用でれる。即ち曲げ中心の断面C−〇に
おいて、曲げ内周部肉厚1゜曲げ外周部肉厚t、2が製
品直管部となる部分の肉厚tsより厚く、且つ外径Dc
は製品直管部となる部分の外径Dsよ、!1l15〜1
0%大きくとるのである。
しかるにこのような素管を製造するには、切削工程の追
加を要するとともに材料歩留の低下が避けられない。ま
た充填材を使用する場合には、充填作業ならひに曲げ加
工後の充填材の除去が繁雑であり、指度には全く不向き
となる。さらにショートエルボR,−1,QDの場合に
は、形状不良を避けるため、R−1,5Dに荒面げの一
次加工の後、R=1.0Dで仕上的げする方式をとる必
要があって、二工程となるために生産能率が一層低下す
ることになる。
本発明は、以上の如き問題点に鑑み、R,=1.5Dの
直管部例ロングエルボは勿論、R,=1.ODの直管部
付ショートエルボを、充填材を使用することなく、従来
のプレス膨曲げで必要とてれる肉厚よりも薄い素管を用
いて、前述の如き形状不良を発生てせることなく製造で
きる方法を提供せんとするものである。即ちその特徴は
、製品外径よシも僅かに大きい素管を当該素管外径とほ
ぼ同一の入口径のダイヌ穴に押し込み、製品外径に等し
い出口部に向って管軸方向に前進させることによって、
外径縮少即ち縮径を付加しつ\曲げ加工を施し、次いで
2分割構造のダイスを分割して成形管を取り出し、更に
必要に応じて、直管部、または更にエルボ部の外径を製
品径に仕上げる外径修正加工を施し、管端を切シ揃えて
、直管部付エルボとなすものである。
以下、図面に基いて本発明の詳細な説明する。
第4図は本発明に係るダイス面げを実施する工具の一例
を示し、同図(イ)は平面図、同図(ロ)はその縦断側
面図である。ダイス(1)は右ダイヌ(la) 、左ダ
イヌ(1’b)の二分割構造で、左右のダイスは分割線
C−Cに関して対称形である。ダイス(1)は案内部(
3)と湾曲成形部(2)を有し、この湾曲成形部(2)
は次の条件を満たすことを基本とする。即ち、■出口b
 −b’の内径りは製品エルボ部の外径に等しい。■出
口b −b付近の軸心曲率半径Rは製品エルボ部の軸心
曲率半径に等しい。■入ロa−aの内径りは出口内径り
よυも大きく、湾曲成形部の内径は入口a−aから出口
b−’bにかけて漸減する。以上の3点である。特に■
の条件は、管に曲げと同時に縮径加工を付加するための
もので、後述するように真円断面でかつ曲げ外周部にお
ける減肉のないエルボ部の成形を可能にするものでおる
。なお、は後述する。
なお湾曲成形部(2〕は、入口a−aから出口0−b″
!でに90°向きをかえる構造としているが、これは製
品曲げ部が第1図(噂に示す90°エルボの場合全想定
したものである。案内部(3)は湾曲成形部入口a−a
に対して鉛直に材料を押し込むために設けるもので、そ
の人口e−eの内径りは湾曲成形部入口内径りと同一か
、或いは素管(第5図(4))の装入を容易にするため
、Dより僅かに大きくとる。
第5図は竪プレスを用いた場合の本発明に係る前記ダイ
ス(1)による曲げ加工の説明図である。第5図(イ)
は素管(4)をダイス(1〕にセットした状態を示す。
素管外径Doは湾曲成形部入口a−aの内径りと同一で
あり、管端d、−d、は曲げ円周側1の素管長が短くな
るように、斜め切り形状とするのが望−1い。、−イの
如く直角切シ形状の=1!−であると、三角形領域cl
adの材料が湾曲成形部に沿って曲がらず、隣接部分の
真円度を阻害する場合があるので注意すべきである。
図示しない竪ブレ7に装着した押金(5)によって素管
(4)をダイス(1)に押し込むと、第5図((2)に
示すように、管端より順次曲げ加工と縮径加工が行われ
ていく。縮径を付加する目的は二つある。第一の目的は
湾曲形成部(21に材料外面を密着させ断面形状を真円
にすることである。即ちこの種の加工法では、曲げ外周
側材料のadは湾曲成形部(2)のa’bに沿って曲げ
られるが、内周側材料のadは湾曲成形部(2)のab
から離れよう′とする傾向があシ、これを縮径加工によ
って防止するわけである。
縮径歪e値が小さ過ぎる場合には、第6図に示す −よ
うに、内周側において湾曲成形部と材料外面が接触せず
、曲げ部断面は偏平形状となってしまう。
縮径の第二の目的は曲げ外周部の減肉の防止である。即
ち第5図幹)に矢印によって示すように、縮径に伴って
発生する軸方向圧縮力F、によって曲げ外周側の減肉を
防止するのである。従って素管肉厚は曲げによる減肉を
見込む必要がない。また本発明の方法では、第7図に示
すように、縮径に伴う周方向圧縮力FJによって曲げ円
周側の材料には湾曲成形部に密着させようとする法線力
F3が発生し、これによって挫屈即ち管内面側への材料
の折れ込みが抑制される。従って本発明の方式における
曲げ内周部挫屈の防止に必要な素管の”lDo値は、従
来のプレス押し曲げ方式よりも小さく本発明者の経験に
よれば、n−1,QI)でも”/D o≧0.06であ
れば挫屈は発生しない。即ち本発明の加工方式では、従
来の充填プレ7押曲げ方式以上の挫屈防止効果が発揮さ
れるのである。
以上の縮径効果を発揮せしめるに必要な縮径歪は、本発
明者の経験によれば、R/Dが小さいほど、また素管の
”olDoが小さいほど大きな値となる。
例えば、素管の材質がS U S B 04. ”/D
o= 0.1の場合、縮径歪eは、R/l) −1,5
では約2%もあれば十分であるのに対し、R/D = 
1.0では約8%が必要である。また同じ材質の素管で
t′//Do = 0.06 。
EMD = 1.、丘の場合も、縮径歪eは約8%を要
する。
なお縮径は第5図(ロ)における曲げ内周側材料のad
の肉厚を増加させるので、縮径歪を過大にとるとエルボ
部の内径が小てくなり、寸法公差を外れる場合も起り得
るし、また曲げに要するカも増大するので、縮径歪は必
要以上に大きくしないことが望ましい。
第5図(ハ)は管端ti −cl−’が湾曲成形部出口
−b −b′を通過し、90°工ルボ部が確保できると
ころまで押し込んだ状態を示す。このあとダイス(1)
全分割して直管部付エルボの生成品(6)を取出す。
以」二の曲げ加工は冷間、熱間のいずれでも可能である
が、熱間加工の場合はダイスの湾曲成形部(2)の内径
は熱膨張分だけ太き目に設定することになる。なお素管
の7JIJ勲範囲は曲げ加工を行う部分だけで良い。
このようにして得られた直管部付エルボ半成品(6)の
外径は、湾曲成形部入口a −a’がら同出口0−b−
1で、縮径子分だけ漸次減少しているので、これを全長
同径に仕上げる外径修正加工を次に行う。
第8図は通常熱間にて行われる外径修正加工の例を示す
。まずはじめに同図(イ)に示すように、エルボ部湾曲
方向の径を製品外径にほぼ等しくするプレス偏平加工を
行っておき、次いで同図(ロ)に示す如@製品外郭形状
と同一の内郭形状を有する上下金型(7)(7)にセッ
トし、図示しないプレス装置にて生成品(6)の断面長
径方向に圧縮し、全長に亘って同一外径(C修正する。
その後、両管端を製品寸法に切p揃え、必要に応じて溶
接の為の開先加工などを施して製品としての直管部付エ
ルボとするのである。
なお、製品外径を全長同一に仕上げる必要のない場合は
、例えば生成品(6)の直管部のみを型入れ加工すれば
済む。丑た縮径歪が小さく外径変化が公差内に入る場合
には、外径修正加工を省略することも出来る。
以上、詳細に説明したように、本発明に係る直管部付エ
ルボの製造方法によれば、従来の製造方法では不可避で
あった曲げ外周側減肉を防止することが出来るので、全
長等肉厚、同一外径の直管を素管として使用することが
可能であシ、素管の製造コストが大幅に削減される。ま
た、軸心曲率半径の大小に拘らず、曲げ内周側の挫屈、
折れなどが伴わず、真円断面のエルボ部が得られるため
、従来のプレス押し曲げ法では充填材を使用せざるを得
なかったものを充填材なしで曲げ加工でき、製造能率が
向上するなど、多大の効果が発揮きれるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は直管部付エルボの説明図で、(イ)は直管とエ
ルボを溶接接続した配管、(ロ)は直管とエルボを一体
化した直管部付エルボの一例を示す。第2図は従来のプ
レス押し曲げ法による形状不良の説明図で、(イ)は挫
屈、(ロ)は折れ、(ハ)に)は偏平化((ハ)は側面
、に)はI−I線断面)、を示す。第3図は従来のプレ
ス押し曲げ法に使用てれる素管形状の説明図、第4図は
本発明に係るダイスの穴形状の説明図で、((イ)は平
面図、(ロ)はその縦断側面図を示し、第5図((イ)
、(→および(ハ)は本発明に係る曲げ加工工程の説明
図で、(イ)は加工前の素管セット状態、(ロ)は加工
中の状態、(ハ)は加工完了時の状態を示す。 第6図は縮径歪が過小の場合の曲げ形状の説明図、第7
図は縮径による力の作用方向の説明図、第8図は外径修
正加工の説明図で、(イ)は偏平加工、(ロ)は型入れ
加工用金型の説明図である。 図中、l:ダイス、1a:右ダイヌ、1′b:左ダイス
、2:湾曲成形部、3:案内部、4:素管、5:竪プレ
スの押金、6:直管部付エルボ半成品、7:上金型、7
:下金型、10:直管、11:エルボ。 出願人 住友金属工業株式会社 第1図 (ロ) 第2図 (イ) (ロ) (ハ) 第3図 193− 第4図 (ロ) 第5図 (イ) (ロ) (ハ) (ロ) 第6図 第7図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直管とエルボが連結した直管部付エルボの製造方
    法であって、湾曲成形部を持つダイス穴を有し、その湾
    曲成形部の出口径及び出口付近の軸心曲率が成形目標製
    品エルボ部の外径及び軸心曲率に夫々一致し、且つダイ
    ス穴径は湾曲成形部の入口が同出口よpも大きく入口側
    1から出口側にかけて漸減するダイスを用い、そのダイ
    ス穴にエルボ成形予定部の外径が製品エルボ部の外径よ
    シ大きい直状素管の前記成形予定部側を押し込んで当該
    部位の曲げを行うことを特徴とする直管部付エルボの製
    造方法。
  2. (2)直管とエルボが連結した直管部付エルボの製造方
    法であって、湾曲成形部を持つダイス穴を有し、その湾
    曲成形部の出口径及び出口付近の軸心曲率が成形目標製
    品エルボ部の外径及び軸心曲率に夫々一致し、且つダイ
    ス穴径は湾曲成形部の入口が同出口よシも大きく入口側
    から出口側にかけて漸減するダイスを用い、そのダイス
    穴にエルボ形成予定部の外径が製品エルボ部の外径より
    大きい直状素管の前記成形予定部側を押し込んで当該部
    位の曲げを行い、得られた成形管にさらに外径修正加工
    を施して製品となすことを特徴とする直管部付エルボの
    製造方法。
JP9521584A 1984-05-11 1984-05-11 直管部付エルボの製造方法 Pending JPS60238040A (ja)

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