TWI572421B

TWI572421B - 具段差方管之製造方法

Info

Publication number: TWI572421B
Application number: TW101135477A
Authority: TW
Inventors: 田上龍司; 佐佐木宏和; 中村尚文; 黑部淳
Original assignee: 日新製鋼股份有限公司
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2017-03-01
Also published as: JP2013075322A; AU2012317494A1; US20150273558A1; JP5868101B2; MY167092A; US9757789B2; AU2012317494B2; CN103857479A; WO2013047649A1; CN103857479B; TW201325759A

Description

具段差方管之製造方法

本發明係關於製造在管端設有連結用段差之方管的方法。

使用於圍牆、柵欄等的建築用方管，一般是在將一定長度的方管構件成形後，使該成形的複數個方管構件相互對接，並藉由使用連結構件加以固定而組裝。然而，使用連結構件時，零件數量變多，會導致成本增加。此外，使用連結構件也會有外觀上不佳的情形。

於是，為了達成成本降低，有提議將一方管的端部進行縮管加工，並將該縮管部插入另一方管的端部(未縮管部)，以連接另一方管構件之方法(參照專利文獻1)。

例如，專利文獻1中，有提議使用模具將圓管的一端部進行縮管加工，並將該縮管部與另一圓管的另一端部(未縮管部)連結後，在連結的狀態下藉由輥壓成形而成形為方管的形狀之方法。

專利文獻1的輥壓成形為在已連結的圓管周圍設置複數層配置有指定尺寸之輥的輥架(roll stand)，藉由將此等輥壓入已連結的圓管而成形為指定尺寸的方管之方法。利用該方法製得的方管構件係供作圍牆、柵欄等使用。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第3359947號公報

專利文獻1所提議的方法至少必須有在輥架製造圓管的步驟、以脫機(off-line)方式將圓管的一端部進行縮管的步驟、使複數個圓管連結的步驟、以及使該連結的圓管再度返回輥架而成形為方管的步驟。

通常，在方管的製造上，係在輥架製造圓管後，連續使輥架通過，藉此成形為方管。亦即，當使用專利文獻1所提議的方法時，在輥架製成圓管後，成形為方管之前，會產生將該圓管搬送至縮管步驟的作業，這會有導致圓管的製品管理、步驟管理增加之問題。又，由於圓管的縮管加工必須藉由朝模具壓入來進行，所以必須準備吻合圓管的外徑及縮管尺寸的模具，也會產生模具費用增加的問題。

本發明係為了解決此種問題點而完成者，目的在提供一種藉由簡單的裝置與單純的製造步驟，以低成本製造良好外觀的具段差方管之方法。

本發明之具段差方管之製造方法，為了達成其目的，其特徵為：在方管的管端各面，形成平行於該方管的長度方向之V形槽，從該方管的外側朝內側推壓已形成有該V形槽的各面，以將該方管的管端予以縮管。

又，較佳為上述方管的管端各面之V形槽係以如次方式形成。亦即，在該方管的管端內側，配置已形成有V字狀凹部的第一模具，在與前述凹部相對的位置且在該方管的管端外側，配置表面具有V字狀凸部的第二模具，將該第二模具朝該方管的管端各面推壓，藉此形成前述方管之管端各面的V形槽。

再者，較佳為前述第二模具係在與前述方管相接觸的面之相反側的面具有傾斜面，並且設置固定台使之固定在對前述第二模具而言前述方管相反側的位置；前述V形槽係藉由將楔狀工具壓入前述固定台和前述第二模具的傾斜面之間，而使該第二模具朝前述方管移動而形成。。

再者，設置在與前述方管相接觸的面之相反側的面具有傾斜面的第三模具，並且設置固定台使之固定在對該第三模具而言前述方管相反側的位置；藉由將楔狀工具壓入前述固定台和前述第三模具的傾斜面之間，使該第三模具朝前述方管移動，而推壓前述方管的管端以將該方管的管端予以縮管。

本發明係在方管的管端，將平行於長度方向之V形槽事先設置於管端各面，並使用平面外模具推壓該管端各面，藉此在方管的管端使縮管部成形。藉由使用此方法，則在將圓管成形為方管之前不需要搬送至縮管步驟作業。又，在縮管步驟中，也不需要準備吻合管的外徑及縮管尺寸的模具，僅僅藉由極單純形狀構造的模具即可完成，所以能以縮管步驟的簡單化及低成本獲得外觀優異的具段差方管。特別是在維修面上比使用模具的情況更為有利。

此外，形成於方管之管端的縮管部係設成與方管的剖面形狀對應的形狀，可做為良好的連結部使用。亦即，藉由僅將管端彼此插入即可使複數個方管連結，可容易地對與建築物的協調性佳，且設計性、識別性優異的圍牆、柵欄等進行施工。

[用以實施發明的形態]

本發明人等針對以成形精度佳且以低成本在方管的端部形成縮管部的方法、以及藉由將利用該方法所製得的具段差方管插入另一方管的端部(未形成有縮管部的端部)而將兩個方管構件連結的方法反覆進行探討研究。

在剖面呈矩形之方管的管端形成縮管部時，通常是以將管端之相對的兩面從方管的外側朝內側推壓的態樣來形成的情況居多。然而，藉由推壓相對的兩面，與受到推壓的兩面相連接的兩面(也就是沒有受到推壓的兩面)朝外側彎曲，而使受到推壓之兩面間的間隔變窄狭。進一步，藉由推壓已彎曲的兩面，會導致這次最初受到推壓的兩面朝外側彎曲。因此，已縮管的方管，其已縮管的各面都會變彎曲，在連結兩個方管彼此之際，難以將已縮管之方管的端部插入未縮管之另一方管的端部。

於是，本發明中，係在將方管之相對的兩面從外側朝內側推壓之前，先在該方管的外表面設置平行於該方管的長度方向之V形槽。關於設置V形槽的加工方法，將參照圖1至圖6加以說明。

首先，將外表面已形成有V字狀凹部20a~20d的內模具20插入方管10之管端的內側(參照圖1)。其次，以夾著方管10而與內模具20的凹部20a~20d相對之方式，配置表面具有V字狀凸部35a、35b的V字狀外模具30a、30b。圖1中，以與內模具的凹部20a相對之方式配置表面具有V字狀凸部35a的V字狀外模具30a，並且以與內模具的凹部20b相對之方式配置表面具有V字狀凸部35b的V字狀外模具30b。

然後，藉由V字狀外模具30a和V字狀外模具30b從外側朝內側推壓，以將插入有內模具20之方管10的管端夾住。此時，以與內模具20的凹部20a~20d的形狀一致的方式壓抵凸部35a和凸部35b(參照圖2)。在圖2所示的步驟後，以橫切方管10在長度方向之剖面的中心O做為旋轉的大致中心而使方管10旋轉約90度，關於尚未形成有V形槽的兩面亦同樣，推壓V字狀外模具30a及V字狀外模具30b(參照圖3)。藉由此等步驟，在方管10之管端的各面形成V形槽。

如圖1~圖3所示，在使用內模具20、和V字狀外模具30a及V字狀外模具30b在方管10之管端各面的外表面形成V形槽後，將內模具20從方管10抽出。然後，如圖4~圖7所示，將方管10的管端從外側朝內側推壓，以平面外模具40a、40b將方管10的管端從兩側夾住，藉此可推壓該方管10的管端以進行縮管加工。平面外模具40a、40b為平面狀，該等平面外模具40a、40b中與方管10相對的面401a、401b係與該相對之方管10的面呈大致平行。利用此平面外模具40a、40b推壓方管10的管端，藉此在方管10管端的各面之中沒有與平面外模具40a、40b的面401a、401b相對的兩面上所形成的V形槽的槽會以被壓合的方式而沿著V形槽變形(參照圖5)。以此方式，可僅對方管10的長度方向中已形成有V形槽的部分進行縮管加工。在圖5所示的步驟後，將方管10以其中心O做為旋轉的大致中心旋轉約90度，V形槽尚未被壓合的兩面則分別配置成與平面外模具40a、40b的各面401a、401b相對。然後，當藉由平面外模具40a及平面外模具40b將方管10的管端從外側朝內側推壓時(參照圖6)，V形槽可被壓合而進行縮管加工。其結果，可獲得如圖7及圖8所示於管端已形成有具連結用段差的縮管部之方管10。

此外，平面外模具40a、40b與方管10相對的面401a、401b不限定全部均為平面狀，只要至少在推壓方管10的管端之際，與該方管10相接觸的面為平面狀即可。

如此，藉由於方管10的管端的各外表面事先形成V形槽，當與平面外模具40a、40b的面401a、401b相對的兩面從外側朝內側被推壓之際，沒有與平面外模具40a、40b的面401a、401b相對的兩面的V形槽會以被壓合的方式而沿著V形槽變形，所以可抑制方管10的縮管部的彎曲，進而可抑制容易產生於縮管部之凹凸狀皺褶的產生。其結果，可獲得尺寸精度良好之具段差方管。

此外，將方管的管端進行縮管加工時所使用之外模具的推壓手段，並沒有特別限定，只要具有將方管加工成指定尺寸的能力即可。也就是說，只要可用沖壓機等從兩側面推壓外模具即可。

本發明中，如以下說明所示係設成同時加工方管10之相對的兩面。

首先，在V字狀外模具52a、52b與方管10相接觸之面的相反側的面設有傾斜面521a、521b(參照圖9)。又，將固定部56a、56b固定配置在對V字狀外模具52a、52b而言方管10相反側的位置，並使之分別與傾斜面521a、521b相對向。然後，藉由將楔狀工具58a、58b壓入V字狀外模具52a、52b與固定台56a、56b之間而使V字狀外模具52a、52b朝方管10移動，其中該等楔狀工具58a、58b具有沿著V字狀外模具52a、52b之傾斜面521a、521b的傾斜面581a、 581b(參照圖9及圖10)。依此構成，藉由將楔狀工具58a、58b壓入V字狀外模具52a、52b與固定台56a、56b之間，即藉由從圖9的紙面上方朝下方之一方向的移動，可將方管10之相對的兩面同時加工(V形槽加工)。亦即，當為了將管端的兩面同時推壓以加工V形槽而使用兩個V字狀外模具30a、30b時，必須使兩個模具同時分別地朝相反方向移動，但根據本發明，只要使用例如萬用沖壓機，藉由從圖9的紙面上方朝下方將兩個楔狀工具58a、58b同時壓入的一個動作即可完成。

此外，如圖12~圖14所示，關於將已形成有V形槽之方管10的管端進行縮管加工時所使用的平面外模具62a、62b也是同樣的，亦可設成在與方管10相接處之面的相反側的面設置傾斜面621a、621b。在此情況亦同樣，藉由將楔狀工具58a、58b壓入平面外模具62a、62b與固定台56a、56b之間，即藉由從圖12的紙面上方朝下方之一方向的移動，即可將方管10之相對的兩面同時加工(縮管加工)。

以圖9~圖16來具體說明使用具有楔狀工具58a、58b的模具所進行之方管10的V形槽加工及縮管加工。首先，將已形成有V字狀凹部20a~20d的內模具20插入方管10的管端內側(參照圖9)。接著，以夾著方管10而與內模具20的凹部20a~20d相對之方式，配置表面具有V字狀凸部54a、54b的V字狀外模具52a、52b(參照圖9)。

然後，藉由利用例如萬用沖壓機將楔狀工具58a從圖9的紙面上方朝下方的箭頭方向推壓，楔狀工具58a會咬入固定部56a與V字狀外模具52a之間，而使凸部54a壓抵方管10(參照圖10)。在楔狀工具58a被推壓的同時，楔狀工具 58b也被萬用沖壓機推壓，藉此楔狀工具58a咬入固定部56a與V字狀外模具52a之間，同時楔狀工具58b咬入固定部56b與V字狀外模具52b之間，而使凸部54b壓抵方管10(參照圖10)。藉由同時進行楔狀工具58a及楔狀工具58b的推壓步驟，可在方管10之相對的兩面的管端同時形成V形槽。在圖10記載的步驟後，將方管10以其中心O做為旋轉的大致中心旋轉約90度，關於V形槽尚未加工的兩面亦同樣，將楔狀工具58a、58b壓入V字狀外模具52a、52b與固定台56a、56b之間(參照圖11)。藉由如此般從圖9的紙面上朝下方之一方向的移動，可在方管10的管端的各面形成V形槽。

接著，將內模具20從方管10抽出。然後，如圖12~圖14所示，以夾住已形成有V形槽的方管10的管端之方式配置平面外模具62a、62b。藉由利用萬用沖壓機將楔狀工具58a、58b從圖12的紙面上方朝下方的箭頭方向推壓，楔狀工具58a、58b沿著平面外模具62a、62b的傾斜面621a、621b咬入，使平面外模具62a、62b壓抵方管10(參照圖12及圖13)。藉此，可僅對方管10在長度方向中已形成有V形槽的部分進行縮管加工。

在圖12及圖13所記載的步驟後，將方管10配置成以其中心O做為旋轉的大致中心而旋轉約90度，且V形槽尚未被壓合的兩面分別沒有與平面外模具62a、62b的各面622a、622b相對(參照圖14)。換言之，以V形槽被壓合的兩面分別與平面外模具62a、62b的各面622a、622b相對之方式配置方管10。然後，藉由利用例如萬用沖壓機將楔狀工具58a、58b從圖14的紙面上方朝下方的箭頭方向推壓，楔狀工具58a、58b沿著平面外模具62a、62b的傾斜面621a、621b咬入，使平面外模具62a、62b壓抵方管10。以此方式，可對已形成有V形槽的各面進行縮管加工。如上述，藉由僅使用萬用沖壓機、和使方管旋轉及移動的裝置之合理的方法，可得到如圖15及圖16所示之尺寸精度良好的具段差方管10。換言之，不用準備專門設備而是使用萬用沖壓機，藉此在進行方管的縮管加工時可抑制縮管部的彎曲，並可抑制容易產生於縮管部之凹凸狀皺褶的產生。其結果，可獲得能抑制設備投資費用且尺寸精度良好的具段差方管10，而且可控制設備投資費用。

[實施例]

在本發明的縮管加工中，方管係使用邊長為45mm且剖面為正方形之構成。方管的材料為板厚3.2mm，且抗張強度400MPa的高強度鋼板。V字狀外模具係如圖17所示，使用V字狀凸部前端的傾斜角θ=45〔度〕、V字狀凸部前端的傾斜部的長度a=20〔mm〕、由本體部突出之凸部的平坦部的長度b=40〔mm〕、本體部的長度c=100〔mm〕之構成。又，平面模具係如圖18所示，高度d=100〔mm〕、寬度e=100〔mm〕、長度f=100〔mm〕的大致立方體之構成。再者，內模具係如圖19所示，使用V形槽的寬度g=10〔mm〕、V形槽的深度h=5〔mm〕、長度i=120〔mm〕之構成。

首先，將內模具插入方管的一端部，利用油壓缸推壓V字狀外模具以在方管的各面形成深度5mm、寬度10mm、在方管的長度方向上全長100mm的V形槽。V形槽的形成是在方管之相對的左右側各兩面同時進行，然後，使方管旋轉 90度以在另一個兩面形成V形槽。

接著，取代V字狀外模具而改安裝平面外模具，利用油壓缸推壓平面外模具且與先前步驟同樣地，將已形成有V形槽之方管的兩面以涵蓋長度100mm的方式同時縮管至邊長為38mm為止。就比較例而言，係使用與實施例相同的方管和平面外模具，沒有形成V形槽，而是僅進行平面外模具的推壓，藉此將管端涵蓋其長度100mm的區域縮管至邊長為38mm為止。

比較本發明的縮管方法、和比較例的縮管方法之結果發現，採用比較例的方法時，在縮管部的各面會產生凹凸狀的皺褶且會產生無法如規定尺寸般進行縮管的部分，相對於此，於採用本發明之方法時，可成形規定尺寸的縮管部。

10‧‧‧方管

20‧‧‧內模具

20a、20b、20c、20d‧‧‧V字狀凹部

30a、30b、52a、52b‧‧‧V字狀外模具

35a、35b‧‧‧凸部

40a、40b、62a、62b‧‧‧平面外模具

401a‧‧‧平面外模具40a的面

402b‧‧‧平面外模具40b的面

54a、54b‧‧‧凸部

56a、56b‧‧‧固定台

58a、58b‧‧‧楔狀工具

581a‧‧‧楔狀工具58a的傾斜面

581b‧‧‧楔狀工具58b的傾斜面

621a‧‧‧平面外模具62a的傾斜面

621b‧‧‧平面外模具62b的傾斜面

622a‧‧‧平面外模具62a的面

622b‧‧‧平面外模具62b的面

圖1為顯示插入有內模具之方管的管端、和V字狀外模具的剖面圖。

圖2為顯示在方管的管端形成V形槽的步驟之剖面圖。

圖3為顯示在方管的管端形成V形槽的步驟之剖面圖。

圖4為顯示推壓已形成有V形槽之方管的管端以進行縮管的步驟之剖面圖。

圖5為顯示推壓已形成有V形槽之方管的管端以進行縮管的步驟之剖面圖。

圖6為顯示推壓已形成有V形槽之方管的管端以進行縮管的步驟之剖面圖。

圖7為顯示在方管的管端已形成有縮管部之剖面圖。

圖8為已形成有縮管部之方管的立體圖。

圖9為顯示插入有內模具之方管的管端、V字狀外模具、固定台及楔狀工具之剖面圖。

圖10為顯示在方管的管端形成V形槽的步驟之剖面圖。

圖11為顯示在方管的管端形成V形槽的步驟之剖面圖。

圖12為顯示將已形成有V形槽之方管的管端推壓以進行縮管的步驟之剖面圖。

圖13為顯示將已形成有V形槽之方管的管端推壓以進行縮管的步驟之剖面圖。

圖14為顯示將已形成有V形槽之方管的管端推壓以進行縮管的步驟之剖面圖。

圖15為顯示在方管的管端已形成有縮管部之剖面圖。

圖16為顯示已形成有縮管部之方管的立體圖。

圖17為顯示使用於本實施例之V字狀外模具的一例之圖。

圖18為顯示使用於本實施例之平面模具的一例之圖。

圖19為顯示使用於本實施例之內模具的一例之圖。

10‧‧‧方管

40a‧‧‧平面外模具

40b‧‧‧平面外模具

401a‧‧‧平面外模具40a的面

401b‧‧‧平面外模具40b的面

Claims

一種具段差方管之製造方法，係在方管的管端各面，形成平行於該方管的長度方向之V形槽，從該方管的外側朝內側推壓已形成有該V形槽的各面而使該V形槽的槽被壓合，藉此以將該方管的管端予以縮管。
如申請專利範圍第1項之具段差方管之製造方法，其中在該方管的管端內側配置已形成有V字狀凹部的第一模具，在與前述凹部相對的位置且在該方管的管端外側配置表面具有V字狀凸部的第二模具，將該第二模具朝該方管的管端各面推壓，藉此方式形成前述方管之管端各面的V形槽。
如申請專利範圍第2項之具段差方管之製造方法，其中前述第二模具係在與前述方管相接觸的面之相反側的面具有傾斜面，並且設置固定台使之固定在對前述第二模具而言前述方管相反側的位置；前述V形槽係藉由將楔狀工具壓入前述固定台和前述第二模具的傾斜面之間，而使該第二模具朝前述方管移動而形成。
如申請專利範圍第2或3項之具段差方管之製造方法，其中設置在與前述方管相接觸的面之相反側的面具有傾斜面的第三模具，並且設置固定台使之固定在對該第三模具而言前述方管相反側的位置；藉由將楔狀工具壓入前述固定台和前述第三模具的傾斜面之間，使該第三模具朝前述方管移動，而推壓前述方管的管端以將該方管的管端予以縮管。