WO2018168563A1 - プレス金型及び鋼管の製造方法 - Google Patents

プレス金型及び鋼管の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2018168563A1
WO2018168563A1 PCT/JP2018/008489 JP2018008489W WO2018168563A1 WO 2018168563 A1 WO2018168563 A1 WO 2018168563A1 JP 2018008489 W JP2018008489 W JP 2018008489W WO 2018168563 A1 WO2018168563 A1 WO 2018168563A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mold
steel pipe
molded
arc
press
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/008489
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正之 堀江
俊博 三輪
征哉 田村
三宅 勝
Original Assignee
Jfeスチール株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2017049680 priority Critical
Priority to JP2017-049680 priority
Application filed by Jfeスチール株式会社 filed Critical Jfeスチール株式会社
Publication of WO2018168563A1 publication Critical patent/WO2018168563A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/025Stamping using rigid devices or tools for tubular articles
    • 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
    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/01Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments
    • 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
    • B21D35/00Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • 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
    • B21D37/00Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/10Die sets; Pillar guides
    • 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
    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/01Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments
    • B21D5/015Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments for making tubes

Abstract

板材に曲げ加工を施して成形したU字状断面をなす成形体にプレス加工を施すことで、その長手方向にシームギャップ部を有する管体であるオープン管とした後、シームギャップ部を接合して鋼管とする鋼管成形工程で用いられるプレス金型であって、プレス金型は、一対の金型で構成されており、一対の金型のうちの一方の金型と成形体のU字開放側とが対向するように他方の金型に成形体を設置して、一対の金型で成形体を挟み込んで成形体にプレス加工を施すものであり、各金型の成形体と接触し得る面には、各金型の加工中心と一致する位置に円弧中心が位置するように、鋼管の外径と同径または略同径の円弧部が形成されており、各金型における円弧部の中心角が70度以上であり、両金型の中心角の角度の合計が360度未満である。

Description

プレス金型及び鋼管の製造方法
 本発明は、鋼管成形工程で用いられるプレス金型、及び、そのプレス金型を用いた鋼管の製造方法に関するものである。
 従来、鋼管を成形する技術としては、UOE成形技術が広く普及している。このUOE成形技術は、鋼板を、まずU字状にプレス加工し、次いでO字状にプレス加工して、周方向で互いに向き合った板端部間にシームギャップ部を有する管体であるオープン管とし、このオープン管のシームギャップ部を、溶接により突き合わせ接合することで鋼管とした後、さらに鋼管の径を拡大する拡管を行うものである。しかし、UOE成形技術では、鋼板をU字状やO字状にプレス加工を施してオープン管を成形する工程において、高いプレス力を必要とすることから、大掛かりなプレス機を使用せざるを得ない状況にある。
 そこで、鋼管を製造するにあたって、プレス力を軽減してオープン管を成形する技術としては、例えば、鋼板の幅方向端部に曲げ加工を施して端曲げ部を付与した後、パンチ支持体に支持されたパンチと、ダイとによる複数回の3点曲げプレスを行って、鋼板をほぼ円形にし、オープン管を成形するプレスベンド方式が実用化されている。一方で、このプレスベンド方式で成形したオープン管のシームギャップ部の開き量は、パンチ支持体の幅よりも大きくなるが、この開き量が大きすぎると、シームギャップ部を溶接するために、互いに向き合った板端部を突き当ててシームギャップ部を閉じるために必要な力が大きくなり、シームギャップ部を閉じるための設備が大型化する。また、開き量が大きすぎるシームギャップ部を溶接した後の溶接部分には、スプリングバックによりシームギャップ部が開こうとする力が作用するため、溶接欠陥が生じやすく、その力が大きすぎると溶接部分が破断してしまう。
 そこで、プレスベンド後のオープン管のシームギャップ部の開き量を小さくするための技術が、特許文献1~4に開示されている。特許文献1では、パンチ先端部とパンチ支持体との結合部を回転自由とすることにより、パンチ支持体の幅を小さくして、オープン管のシームギャップ部の開き量を小さくする技術が開示されている。特許文献2では、パンチの移動方向と直交する方向への板材の移動を制限する間隔保持手段を設け、板端部がパンチ支持体に接触することなく、最終曲げ加工において大きな加圧をしてオープン管のシームギャップ部の開き量を小さくする技術が開示されている。特許文献3では、最終圧下工程後の板端部とパンチ支持体との隙間を測定し、その隙間を極力小さくすることでオープン管のシームギャップ部の開き量を小さくする技術が開示されている。さらに、特許文献4では、最終曲げ工程の圧下時に板端部間の間隔が所定の値となった時点を基準に、最終工程のパンチによる圧下量を定めることにより、それまでのプレスベンド成形工程で生じた形状の差によらず、オープン管のシームギャップ部の開き量を小さくする技術が開示されている。
 しかし、特許文献1~4に開示された技術では、オープン管のシームギャップ部の開き量をパンチ支持体の幅より小さくすることができない。そこで、プレスベンド成形後のオープン管にさらに加工を加えてシームギャップ部の開き量を小さくする技術が、特許文献5~9に開示されている。特許文献5では、プレスベンド後の鋼管に対して熱間ロール成形を行うことで、少ない荷重で成形する技術が開示されている。特許文献6には、スライドに装着した押圧材の傾きまたは歪の検出を可能とする歪検出器を配設するとともに、歪検出器の傾きまたは歪の検出に対応して押圧材を傾動可能または平行移動可能に配設し、成形材料をパイプ状にプレス成形するときに、押圧材の傾斜量または歪量に対して、その歪量が小さくなるように押圧材を傾斜または平行移動してプレス成形する技術が開示されている。特許文献7には、漸次成形される板材に進入する上側工具の長手方向軸線により規定される中央に関して、それぞれ左右で板材の内面に作用する少なくとも1回の曲げステップで、他の曲げステップに比べて僅かな成形を行うことによって、非円形のプリフォームを備えるスリット管を形成し、その後、外側から非円形のプリフォームにその都度適当に、中央の両側の予め僅かに成形された領域において作用する押し付け力を加えることにより、完成したスリット管を成形する技術が開示されている。さらに、特許文献8には、少なくとも2つのパイプ曲率に曲げられた部分の間に平坦な部分がある成形体に、少なくとも1か所の平坦な部分にのみ塑性変形を与えて所定の曲率にして、スリット部が閉じたパイプを成形する技術が開示されている。さらに、特許文献9には、他の領域に比較しごく僅かな曲率を付与した軽加工部を設けるか、もしくは、曲げ加工を省略した未加工部を設けるかした成形体を圧下してオープン管とする際に、軽加工部もしくは未加工部を拘束することなしに、押圧力を付加することで、スリット部を閉じたパイプを成形する方法が開示されている。また、その押圧の際には、開放部を上方に向けたU字姿勢で成形体が金型に保持され、成形体の最下端で支持することが推奨されている。
特開2004-82219号公報 特開2011-56524号公報 国際公開第2014/188468号 国際公開第2014/192043号 特開2005-324255号公報 特開2005-21907号公報 特開2012-250285号公報 米国特許第4149399号明細書 国際公開第2016/084607号
 しかしながら、特許文献5に開示された技術では、加熱にかかる熱エネルギーの消費量を含めると製造コストの著しい上昇を招くという問題がある。また、この技術は、強度や靱性、溶接性を兼備するために加工熱処理プロセスを経て製造された板材を用いる場合に、その特性を損なうおそれもある。特許文献6~8に開示された技術では、成形材料あるいは非円形のプリフォームを左右それぞれ別々に成形しているため、変形量が左右で異なった場合、溶接部分となるシームギャップ部あるいはスリット部に、段差(目違い)が形成されてしまうことが懸念される。また、これら技術では、1回で所望の形状にまで変形させようとすると局部に変形が集中し、鋼管の真円度を悪化させてしまうおそれがあることから、複数回にわたる変形が不可欠であり効率的な成形を行うにも限界がある。また、特許文献9に開示された技術では、下金型の半径がパイプ外径よりも大きいため、U字姿勢の成形体の最下端で曲げ戻しが行われ、ギャップ部が開くような変形が生じるため、スリット部の間隔を小さくできない場合がある。
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、真円度の高い鋼管を効率的に成形することができるプレス金型及び鋼管の製造方法を提供することである。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るプレス金型は、板材に曲げ加工を施して成形したU字状断面をなす成形体にプレス加工を施すことで、その長手方向にシームギャップ部を有する管体であるオープン管とした後、該シームギャップ部を接合して鋼管とする鋼管成形工程における、前記成形体にプレス加工を施して前記オープン管とする段階で用いられるプレス金型であって、前記プレス金型は、一対の金型で構成されており、該一対の金型のうちの一方の金型と前記成形体のU字開放側とが対向するように他方の金型に該成形体を設置して、該一対の金型で該成形体を挟み込んで該成形体にプレス加工を施すものであり、各金型の前記成形体と接触し得る面には、各金型の加工中心と一致する位置に円弧中心が位置するように、前記鋼管の外径と同径または略同径の円弧部が形成されており、各金型における前記円弧部の中心角が70度以上であり、両金型の前記中心角の角度の合計が360度未満であることを特徴とするものである。
 また、本発明に係るプレス金型は、上記の発明において、各金型は、前記円弧部の円弧方向両端にそれぞれつながった、直線部、または、該円弧部よりも曲率が小さい小曲率円弧部を有することを特徴とするものである。
 また、本発明に係るプレス金型は、上記の発明において、両金型の前記中心角の角度が同じであることを特徴とするものである。
 また、本発明に係る鋼管の製造方法は、幅方向両端部に端曲げ加工が施された板材に、その幅方向に沿って少なくとも1回の曲げ加工を施してU字状断面をなす成形体を成形し、次いで、該成形体にプレス加工を施すことにより、その長手方向にシームギャップ部を有する管体であるオープン管とした後、該シームギャップ部を接合して鋼管とする鋼管の製造方法であって、前記プレス加工時の成形体の形状は、鋼管の外径と同径または略同径の円弧に内接する範囲の中心角が、板幅両端部の突き合わせ部及びU字状断面の最下部を中心に、70度以上であり、且つ、前記鋼管の外径と同径または略同径の円弧に内接する範囲の中心角の合計が360度未満であることを特徴とするものである。
 また、本発明に係る鋼管の製造方法は、上記の発明において、前記円弧の内接する範囲以外の部分では、前記成形体が金型に接触しないことを特徴とするものである。
 また、本発明に係る鋼管の製造方法は、上記の発明において、前記円弧に内接する範囲の中心角は、前記板幅両端部の突き合わせ部を中心とする範囲の中心角と、前記U字状断面の最下部を中心とする範囲の中心角とが同じであることを特徴とするものである。
 また、本発明に係る鋼管の製造方法は、上記の発明において、上記の発明のプレス金型を用いることを特徴とするものである。
 本発明に係るプレス金型、及び、鋼管の製造方法においては、真円度の高い鋼管を効率的に成形することができるという効果を奏する。
図1は、実施形態に係るプレスベンド方式でU字状断面をなす成形体を成形するのに用いるダイ及びパンチなどの外観斜視図である。 図2は、プレスベンド方式によりU字状断面をなす成形体を成形する手順を示す図である。 図3は、U字状断面をなす成形体の断面図である。 図4は、成形体にOプレスを施してオープン管を成形する工程を模式的に示した図である。 図5は、上金型及び下金型の円弧部と直線部と中心角とについての説明図である。 図6は、オープン管のシームギャップ部の開き量と拘束角度との関係を、プレス荷重と合わせて示したグラフである。 図7は、拘束角度が0度の上金型及び下金型を用いてオープン管を成形した際の変形状況を模式的に示した図である。 図8は、拘束角度と、オープン管のシームギャップ部を溶接で閉じたときの拡管前における鋼管の真円度との関係を示すグラフである。 図9は、拘束角度とプレス荷重との関係を示すグラフである。 図10は、上金型及び下金型の個々の拘束角度を変化させた場合におけるオープン管のシームギャップ部の開き量の結果を示すグラフである。 図11は、上金型及び下金型の個々の拘束角度を変化させた場合における、オープン管のシームギャップ部を溶接で閉じて成形された拡管前の鋼管の真円度の結果を示すグラフである。 図12は、上金型及び下金型の個々の拘束角度を変化させた場合におけるプレス荷重の結果を示すグラフである。 図13は、上金型の拘束角度と下金型の拘束角度とを同一として、プレスベンド後の成形体の軽加工部もしくは未加工部の長さを変化させた場合におけるシームギャップ部の開き量の結果を示すグラフである。 図14は、上金型の拘束角度と下金型の拘束角度とを同一として、プレスベンド後の成形体の軽加工部もしくは未加工部の長さを変化させた場合における拡管前の鋼管の真円度の結果を示すグラフである。 図15は、上金型の拘束角度と下金型の拘束角度とを同一として、プレスベンド後の成形体の軽加工部もしくは未加工部の長さを変えた場合におけるプレス荷重の結果を示すグラフである。 図16は、上金型及び下金型の円弧部の半径を変化させた場合におけるオープン管のシームギャップ部の開き量の結果を示すグラフである。 図17は、上金型及び下金型の円弧部の半径を変化させた場合におけるプレス荷重の結果を示すグラフである。
 以下に、本発明に係るプレス金型、及び、そのプレス金型を使用した鋼管の製造方法の一実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係るプレスベンド方式でU字状断面をなす成形体を成形するのに用いるダイ1及びパンチ2などの外観斜視図である。ダイ1は、複数の搬送ローラ3によって形成された、板材Sの搬送経路内に配置されており、板材Sを板材搬送方向に沿って2箇所で支持する左右一対の棒状部材1a,1bで構成されている。また、棒状部材1a,1bの板材搬送方向における間隔eは、最終的に成形される鋼管のサイズに応じて変更可能となっている。
 パンチ2は、ダイ1に対して近接及び離隔する向きに移動可能となっており、板材Sを押圧する下向き凸状のパンチ先端部2aと、このパンチ先端部2aの背面(上端面)に同一の幅をもってつながり、パンチ先端部2aを支持するパンチ支持体2bとから構成されている。パンチ支持体2bは、上端部が図示しない駆動手段に連結されており、その駆動手段によってパンチ先端部2aに押圧力を付与することができるものである。
 図2に、プレスベンド方式によりU字状断面をなす成形体Sを成形する手順を示す。なお、この手順は、予め端曲げ加工を施した板材Sに対して、図2の左列の上から下、次いで、図2の中央列の上から下、最後に図2の右列の順で、曲げ加工及び板材Sの送りを実施する場合の一例を具体的に示したものである。また、図2中のパンチ2や板材Sにそれぞれ付されている矢印は、各段階でのパンチ2や板材Sの移動方向を示している。
 板材Sを出発材料として、この板材Sを管状に成形するには、まず、板材Sに端曲げ加工を施しておく。この端曲げ加工は、ダイ1及びパンチ2を用いて板材Sに曲げ加工を施す場合に比べて、相対的に曲げ難い幅端部について行われるものであり、この端曲げ加工により板材Sの幅端部に端曲げ加工部を設けておくことで、端曲げ加工部を設けない場合よりも、高い真円度の確保された鋼管が得やすくなる。なお、鋼管の真円度とは、鋼管の断面形状がどれだけ円に近いかを表す指標であり、鋼管の全周において近似円弧からの変動量の最大と最小との差を、鋼管径で除した率で示される値である。例えば、外直径Dの鋼管の任意の管長位置で管を周方向に、8等分、12等分、16等分、あるいは24等分して対向する位置での外直径を測定し、それらのうちの最大径と最小径とをそれぞれDmax、Dminとした場合に、真円度[%]は{(Dmax-Dmin)/D}×100で定義される。真円度が0に近いほど、鋼管の断面形状が完全な円に近い形状となる。
 端曲げ加工部が設けられた板材Sは、図1に示したダイ1の上に載置され、板材Sを所定の送り量で間欠的に送られつつ、図2に示す手順で、その全体にわたって曲げ加工(3点曲げ加工)が施され、全体としてU字状断面をなす成形体Sに成形される。
 図3は、U字状断面をなす成形体Sの断面図である。図3に示すように、成形体Sの一部分、特に幅端部からそれぞれW/4だけ離れた部位を中心に、曲げ加工を省略した未加工部Pが設けられている。この未加工部Pは、板材Sの送りを大きくしてパンチ2による押圧を省略することにより設けることができる。なお、成形体Sの一部分、特に幅端部からそれぞれW/4だけ離れた部位を中心に、未加工部Pではなく、他の部分よりも曲率が小さな(他の部分と比較して、ごく僅かな曲率を付与した)軽加工部を設けても良い。その場合には、以下の説明において「未加工部P」を「軽加工部」に適宜読み替えれば良い。軽加工部は、パンチ2によって付加される押圧量を他の部分よりも小さくして圧下することにより設けることができる。
 また、図1及び図2に示したパンチ2の形状は、パンチ先端部2aの板材搬送方向における幅と、パンチ支持体2bの板材搬送方向における幅とを同じにしたI字形状のものであるが、パンチ2の形状としては、これに限るものでない。例えば、パンチ2として、パンチ先端部2aの板材搬送方向における幅を、パンチ支持体2bの板材搬送方向における幅よりも大きくした、略逆T字形状のものを用いることもできる。パンチ支持体2bの板材搬送方向における幅が同じ場合、略逆T字形状のパンチ2を用いたほうが、I字形状のパンチ2を用いる場合に比べて、1回の押圧で、板材Sに対してより大きな面積を押圧することができ、押圧回数の低減を図ることが可能となる。
 板材Sに対してプレスベンド方式により曲げ加工を施し、U字状断面をなす成形体Sを成形したら、図4に示すような上金型4及び下金型5を用いて成形体SをO字状にプレス加工するOプレスを施すことで、周方向で互いに向き合った幅端部間にシームギャップ部Gを有する管体であるオープン管Sを成形する。
 次に、図4を用いて、成形体SにOプレスを施してオープン管Sを成形する手順について説明する。まず、図4(a)に示すように、上金型4と成形体SのU字開放側とが対向するように(成形体SのU字開放側が上方を向くように)、下金型5に成形体Sを設置して、上金型4と下金型5とで成形体Sを挟み込む。なお、図5に示すように、上金型4及び下金型5の成形体Sと接触し得る面には、成形する鋼管の外径と同径または略同径であって中心角θの円弧部4a,5aが形成されている。なお、以後、円弧部4a,5aの中心角θを拘束角度と称する。円弧部4aは、上金型4の加工中心Op4と一致する位置に円弧中心が位置しており、円弧部5aは、下金型5の加工中心Op5と一致する位置に円弧中心が位置している。また、上金型4は、円弧部4aの円弧方向両端にそれぞれつながった直線部4b,4bを有しており、下金型5は、円弧部5aの円弧方向両端にそれぞれつながった直線部5b,5bを有している。なお、上金型4及び下金型5においては、直線部4b,4b,5b,5bに替えて、円弧部4a,5aよりも曲率が小さい小曲率円弧部を有するようにしてもよい。なお、本発明において、最終的に得られる鋼管の対称性を高める観点から、円弧部につながった直線部または小曲率円弧部は、加工中心に対して、すなわち、円弧部の中心に対して対称であることが好ましい。
 次に、上金型4と下金型5とで挟み込まれた成形体Sを、図4(b)に示すように上金型4で圧下してOプレスを施す。このとき、成形体Sにおける上金型4及び下金型5の円弧部4a,5aと対向する部分は、上金型4及び下金型5によって拘束されるが、成形体Sの未加工部Pは、上金型4及び下金型5によって拘束されない。そのため、上金型4及び下金型5によって成形体Sの全周が拘束される場合に必要とされる押圧力よりも小さな押圧力で、図4(c)に示すようなオープン管Sを成形することができる。
 ここで、本実施形態においては、上金型4及び下金型5を用いて成形体SにOプレスを施してオープン管Sを成形する際、成形体Sにおける未加工部Pの中心から幅端部に向かってW/4だけ離れた部位に押圧力が付加されるようにしているが、その理由は以下の通りである。すなわち、成形体Sの全体が円形になったときの曲げモーメントは、押圧部から中心角が角度φだけ離れた位置では、M=F・r・cosφ(F:押圧力、r:円の半径)となり、押圧部から90度離れた位置で最大となり、変形も最大となる。そこで、未加工部Pの中心から90度すなわち全周の1/4離れた位置に押圧力を付加することで、未加工部Pが効果的に変形することになる。このとき、曲げモーメントは、押圧力を付加する位置から90度離れた位置が最大で、この位置から離れると小さくなっていく。そのため、未加工部Pに十分な塑性変形が生じるためには、未加工部Pの中心から幅端部に向かってW/4±0.07Wだけ離れた部位に押圧力を付加するのが好ましい。
 また、本実施形態においては、未加工部Pの中心を、幅端部からW/4だけ離れた位置を含む部位に設けることにしたが、その理由は以下の通りである。すなわち、上述したように、押圧力は未加工部Pの中心から幅端部に向かってW/4だけ離れた部位に付加することが望ましいが、成形体Sをオープン管Sとする段階で、成形体Sの形状は変化するので、上金型4と成形体Sとの接触位置が変わり押圧力を付加する位置も変化する。未加工部Pを、成形体Sにおける幅端部からW/4だけ離れた位置を含む部位に設けた場合は、押圧力を付加する部分は常に成形体Sの幅端部となり、未加工部Pが最も変形するようになる。このようにすることで、押圧位置を変えることなく、1回の押圧で未加工部Pに変形を与えることができる。また、未加工部Pを、押圧力を付加する位置すなわち成形体Sの幅端部からW/4±0.07Wの範囲に設けるのが好ましい。
 また、図4(a)及び図4(b)のような押圧の初期の段階では、板幅端部が上金型4に接するので、未加工部Pは成形体Sの幅端部からW/4だけ離れた部位を含む部位に設けることが好ましい。
 図6は、オープン管Sのシームギャップ部Gの開き量と拘束角度との関係を、プレス荷重と合わせて示したグラフである。なお、図6に示す開き量と拘束角度との関係、及び、プレス荷重は、オープン管Sの両端部を溶接後に拡管率1[%]の拡管による形状矯正を行って、引張強度630[MPa]、外径660.4[mm]、管厚40.0[mm]の鋼管を成形する際におけるものである。
 プレスベンド後の成形体Sは、その両側の板幅端からそれぞれW/4の部分に長さW/12の未加工部Pを設け、この成形体Sを拘束角度が同じ上金型4と下金型5とで挟持した場合のものである。また、押圧量は、オープン管SのW/2の部分を結んだ距離が、拡管前の直径と等しくなるようにしている(Oプレスでの圧下量は、縦径が拡管前の径と一致するようにしている)。図6から、拘束角度が大きいほど、オープン管Sのシームギャップ部Gの開き量が小さくなることがわかる。
 図7は、拘束角度が0度の上金型4及び下金型5を用いてオープン管Sを成形した際の変形状況を模式的に示した図である。上金型4及び下金型5の拘束角度が0度のときには、上金型4が成形体Sの両端部のみと接触し、下金型5が成形体Sの板幅中央部のみで接触するように、円弧部4a,5aを鋼管外径の1.16倍の直径を有する円弧とした場合である。図7(a)に示すように、成形体Sの断面を時計に見立てたときに6時部分のみが下金型5と接触するように、下金型5の円弧部5aの径が鋼管径よりも大きな径となっている。そのため、図7(b)に示すように、Oプレス中には成形体Sの6時部分及びその近傍に、下金型5の円弧部5aになじむような曲げ戻しが生じ、曲率半径が鋼管径よりも大きくなる。そのため、Oプレス後では、図7(c)に示すようなオープン管Sのシームギャップ部Gの開き量が、成形体Sの3時部分及び9時部分でのスプリングバックと合わせて大きなものとなる。
 図8は、拘束角度と、オープン管Sのシームギャップ部Gを溶接で閉じたときの拡管前における鋼管の真円度との関係を示すグラフである。図8から、拘束角度が60度の場合には、拘束角度が0度の場合よりも真円度が悪くなっているが、拘束角度を大きくすると真円度は良くなり、拘束角度が70度以上の場合では拘束角度が0度の場合よりも真円度が良くなることがわかる。また、拘束角度が100度~110度で最も真円度が良くなっているのがわかる。
 図9は、拘束角度とプレス荷重との関係を示すグラフである。図9から、拘束角度が大きくなるとプレス荷重が大きくなるのがわかる。そのため、拘束角度を大きくすると、オープン管Sのシームギャップ部Gの開き量は小さくなるが、プレス荷重が大きくなる分、プレス設備が大型化するので、所望の開き量が得られる範囲で拘束角度を小さくするのが望ましい。例えば、プレス荷重を、上金型4及び下金型5で成形体Sの全周を拘束する上金型4及び下金型5の個々の拘束角度が180度の場合の90[%]以下とするには、拘束角度を150度以下とすればよい。
 図10は、上金型4及び下金型5の個々の拘束角度を変化させた場合におけるオープン管Sのシームギャップ部Gの開き量の結果を示すグラフである。図11は、上金型4及び下金型5の個々の拘束角度を変化させた場合における、オープン管Sのシームギャップ部Gを溶接で閉じて成形された拡管前の鋼管の真円度の結果を示すグラフである。図12は、上金型4及び下金型5の個々の拘束角度を変化させた場合におけるプレス荷重の結果を示すグラフである。なお、図10~図12においては、図6、図8及び図9と同様の引張強度630[MPa]、外径660.4[mm]、管厚40.0[mm]の鋼管を対象としており、横軸は上金型4及び下金型5の拘束角度の平均値であり、下金型5の拘束角度毎にグラフ中のシンボルを変えている。図中で、例えば、「下60度」とは、下金型5における拘束角度が60度であることを意味する。
 図10から、上金型4及び下金型5の個々の拘束角度によらず、上金型4及び下金型5の拘束角度の平均値が大きくなると、オープン管Sのシームギャップ部Gの開き量は小さくなっていることがわかる。また、図11から、上金型4と下金型5とのいずれかの拘束角度が60度未満の場合には、鋼管の真円度が悪くなっていることがわかる。そのため、上金型4及び下金型5の個々の拘束角度は、上金型4と下金型5とで必ずしも等しくする必要はないが、鋼管の真円度が良好な形状を得るためには、上金型4及び下金型5の拘束角度を、どちらも60度を超える拘束角度とするのが望ましい。また、図12から、上金型4及び下金型5の拘束角度の平均値が大きいほど、プレス荷重は大きくなることがわかる。そのため、許容できるプレス荷重の上限値を設定した場合には、そのプレス荷重の上限値に応じて、適用可能な上金型4及び下金型5の拘束角度の平均値の範囲が決まる。
 図13は、上金型4の拘束角度と下金型5の拘束角度とを同一として、プレスベンド後の成形体Sの未加工部Pの長さLを変化させた場合におけるシームギャップ部Gの開き量の結果を示すグラフである。図14は、上金型4の拘束角度と下金型5の拘束角度とを同一として、プレスベンド後の成形体Sの未加工部Pの長さLを変化させた場合における拡管前の鋼管の真円度の結果を示すグラフである。図15は、上金型4の拘束角度と下金型5の拘束角度とを同一として、プレスベンド後の成形体Sの未加工部Pの長さLを変えた場合におけるプレス荷重の結果を示すグラフである。なお、図13~図15において、横軸は、上金型4の拘束角度と下金型5の拘束角度との平均値である。
 図13から、成形体Sの未加工部Pの長さLによらず、上金型4の拘束角度と下金型5の拘束角度との平均値が大きくなるほど、シームギャップ部Gの開き量は小さくなっており、また、上金型4の拘束角度と下金型5の拘束角度との平均値が同じ場合には、前記長さLが長いほど開き量が小さくなっていることがわかる。また、図14及び図15から、上金型4の拘束角度と下金型5の拘束角度との平均値が同じ場合には、鋼管の真円度及びプレス荷重に、成形体Sの未加工部Pの長さLによる差異はほとんどみられないことがわかる。このように、上金型4の拘束角度と下金型5の拘束角度との平均値が同じ場合には、成形体Sの未加工部Pの長さLを長くすることで、鋼管の真円度やプレス荷重の差異を前記長さLによって生じさせることなく、オープン管Sのシームギャップ部Gの開き量を小さくすることが可能となる。
 図16は、上金型4及び下金型5の円弧部半径を変化させた場合におけるオープン管Sのシームギャップ部Gの開き量の結果を示すグラフである。図17は、上金型4及び下金型5の円弧部半径を変化させた場合におけるプレス荷重の結果を示すグラフである。なお、図16及び図17においては、上金型4及び下金型5の円弧部4a,5aの中心角を45度とし、円弧部4a,5aの半径である円弧部半径を変えて、引張強度630MPa、外径660.4[mm]、管厚40.0[mm」の鋼管を、縦径が拡管前の径と一致するようにOプレスで圧下した場合を示している。また、図16及び図17の横軸は、円弧部半径と鋼管外半径(鋼管外径に相当する半径)との比であり、円弧部半径が鋼管外半径よりも大きい場合は1.0より大きくなり、円弧部半径が鋼管外半径よりも小さい場合は1.0よりも小さくなる。
 図16に示すように、円弧部半径が鋼管外半径と等しい(図16の横軸が1.0)ときには、シームギャップ部Gの開き量が最も小さくなっている。一方、円弧部半径が鋼管外半径よりも大きくなると、図7で示したように成形体Sの6時部分及びその近傍に曲げ戻し変形が生じるため、円弧部半径が大きくなるにしたがって、シームギャップ部Gの開き量が大きくなっている。また、円弧部半径が鋼管外半径よりも小さくなると、上金型4及び下金型5の円弧部4a,5aが終了した部分で曲げ戻し変形が生じるため、円弧部半径が小さくなるにしたがって、シームギャップ部Gの開き量が大きくなっている。このように、円弧部半径が鋼管外半径と同じ場合が最も望ましいが、円弧部半径が鋼管外半径に相当する半径±3.5[%]のときには、シームギャップ部Gの開き量が40[mm]以下に抑えられている。
 しかしながら、図17からわかるように、プレス荷重は、円弧部半径が小さくなるにしたがって大きくなっており、特に円弧部半径が小さい場合には、プレス機の荷重も考慮してその半径を決める必要がある。
[実施例1]
 エッジミラーを用いて開先を設けて、板幅1928[mm]に加工した、長さ1000[mm]、板厚40[mm]、引張強度635[MPa]の鋼板に、端曲げを行った後、プレスベンド加工を行った成形体Sを準備した。次に、この成形体Sに対し、様々な拘束角度の上金型4及び下金型5を用いて、30[MN]のプレス機によりOプレスを行うことで、成形体A,B,Cを成形した。表1~表3に、成形体A,B,Cの形状を示す。なお、表1~表3の「No.」における最初のアルファベットA,B,Cは、成形体の形状(成形体A,B,C)を示しており、そのアルファベットA,B,Cの後の数字は、上金型4及び下金型5の拘束角度の組み合わせを示している。
 表1には、条件Aとして板端からW/4部を中心に161[mm](W/12)の幅で未加工部を設けた成形体Aを示している。表2には、条件Bとして板端からW/4部を中心に321[mm](W/6)の幅(条件Aの2倍の幅)で未加工部を設けた成形体Bを示している。表3には、条件Cとして板端からW/6部を中心に321[mm]の幅で未加工部を設けた成形体Cを示している。なお、成形体A,B,Cは、板端部の中央と板幅1/2を結ぶ直線に対して対称であり、表1~表3には、その板幅1/2の部分の値を示している。また、Oプレス時における圧下量は、W/2部の外面側と板端の外面側との距離が654[mm]となる圧下量とした。
 そして、成形体A,B,CのOプレス後のオープン管Sの開き量を測定した後に、オープン管Sのシームギャップ部Gを溶接して外径654[mm]の鋼管を成形した後、その直径を周方向に22.5度のピッチで8カ所測定し、前記直径の最大と最小との差を求めた。表1~表3に、金型形状(拘束角度)、プレス荷重、開き量、及び、真円度も合わせて示す。このときの真円度は、最大と最小の差を鋼管外径(前記直径の全測定値の平均値)で除した数字である。
 なお、本実施例で使用した溶接機では、Oプレス後の開き量が40[mm]を超えているものは、その開きを閉じることができず、別のプレス機で開きを閉じた状態で管軸方向の両端及び中央を仮溶接した後、シームギャップ部Gの全長の本溶接を行った。また、真円度については、拡管前で2.5[%]を合格の目安とした。これは、拡管前の真円度が2.5[%]以下であれば、拡管後の真円度を1.0[%]以下という良好な値にすることができるからである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 本発明例の範囲である、表1のNo.A1~A7,A9,A10、表2のNo.B1~B7,B9,B10、表3のNo.C1~C7,C9,C10では、開き量が小さく、真円度も良好である。特に、拘束角度が90度~110度のものは、拡管を行わなくても真円度が1.0[%]以下となっている。また、拘束角度の平均値が小さくなるほど、プレス荷重が小さくなっている。
 これに対し、上金型4及び下金型5の拘束角度が60度と90度との組み合わせになっている、表1のNo.A8,A11、表2のNo.B8,B11、表3のNo.C8,C11では、開き量は小さいが、真円度が悪くなっている。また、拘束角度の平均値が60度以下になっている、表1のNo.A12~A16、表2のNo.B12~B16、表3のNo.C12~C16では、開き量が大きく、特に、表1のNo.A15,A16、表2のNo.B16、表3のNo.C16では、シームギャップ部Gを溶接した後の溶接部分が破断したために真円度の測定はできなかった。
 また、未加工部の幅が成形体Aよりも大きい成形体Bを用いたものでは、成形体Aを用いたものと比べて、プレス荷重及び真円度はほぼ同じであったが、開き量が小さくなっている。
 また、未加工部の位置を成形体Bよりも板端側にした成形体Cを用いたものでは、成形体Bを用いたものと比べて、プレス荷重、開き量及び真円度はほぼ同じであった。さらに、上金型4及び下金型5の拘束角度を180度とした表3のNo.C17は、プレス機の最大荷重30[MN/m]を負荷したが、W/2部の外面側と板端の外面側の距離は658[mm]と他に比べて圧下量が小さくなった。このため、開き量は良好であるが、真円度は悪くなっていた。よって、拡管前で2.5[%]の真円度を満足するためには、より大きなプレス機を用いて、他の同様の圧下量までOプレスする必要があると考えられる。
 以上、本発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
[実施例2]
 エッジミラーを用いて開先を設けて板幅1639[mm]に加工した、長さ1000[mm]、板厚31.8[mm]、引張強度779[MPa]の鋼板に、端曲げを行った後、プレスベンド加工を行った成形体Sを準備した。次に、この成形体Sに対し、様々な拘束角度の上金型4及び下金型5を用いて、30[MN]のプレス機によりOプレスを行うことで、成形体A,B,Cを成形した。表4~表6に、成形体A,B,Cの形状を示す。なお、表4~表6の「No.」における最初のアルファベットA,B,Cは、成形体の形状(成形体A,B,C)を示しており、そのアルファベットA,B,Cの後の数字は、上金型4及び下金型5の拘束角度の組み合わせを示している。
 表4には、条件Aとして板端からW/4部を中心に137[mm](W/12)の幅で未加工部を設けた成形体Aを示している。表5には、条件Bとして板端からW/4を中心に273[mm](W/6)の幅(条件Aの2倍の幅)で未加工部を設けた成形体Bを示している。表6には、条件Cとして板端からW/6部を中心に273[mm]の幅で未加工部を設けた成形体Cを示している。なお、成形体A,B,Cは、板端部の中央と板幅1/2を結ぶ直線に対して対称であり、表4~表6には、その板幅1/2の部分の値を示している。また、Oプレス時における圧下量は、W/2部の外面側と板端の外面側との距離が553[mm]となる圧下量とした。
 そして、成形体A,B,CのOプレス後のオープン管Sの開き量を測定した後に、オープン管Sのシームギャップ部Gを溶接して外径553[mm]の鋼管を成形した後、その直径を周方向に22.5度のピッチで8カ所測定し、前記直径の最大と最小との差を求めた。表4~表6に、金型形状(拘束角度)、プレス荷重、開き量、及び、真円度も合わせて示す。このときの真円度は、最大と最小の差を鋼管外径で除した数字である。
 なお、本実施例で使用した溶接機では、Oプレス後の開き量が40[mm]を超えているものは、その開きを閉じることができず、別のプレス機で開きを閉じた状態で管軸方向の両端及び中央を仮溶接した後、シームギャップ部Gの全長の本溶接を行った。また、真円度については、拡管を行うことで1.0[%]以下になる拡管前で2.5[%]を合格の目安とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 本発明例の範囲である、表4のNo.A1~A7,A9,A10、表5のNo.B1~B7,B9,B10、表6のNo.C1~C7,C9,C10では、開き量が小さく、真円度も良好である。特に、拘束角度が90度~110度のものは、拡管を行わなくても真円度が1.0[%]以下となっている。また、拘束角度の平均値が小さくなるほど、プレス荷重が小さくなっている。
 これに対し、上金型4及び下金型5の拘束角度が60度と90度との組み合わせになっている、表4のNo.A8,A11、表5のNo.B8,B11、表6のNo.C8,C11では、開き量は小さいが、真円度が悪くなっている。また、拘束角度の平均値が60度以下になっている、表4のNo.A12~A16、表5のNo.B12~B16、表6のNo.C12~C16では、開き量が大きく、特に、表4のNo.A15,A16、表5のNo.B16、表6のNo.C16では、シームギャップ部Gを溶接した後の溶接部分が破断したために真円度の測定はできなかった。
 また、未加工部の幅が成形体Aよりも大きい成形体Bを用いたものでは、成形体Aを用いたものと比べて、プレス荷重及び真円度はほぼ同じであったが、開き量が小さくなっている。
 また、未加工部の位置を成形体Bよりも板端側にした成形体Cを用いたものでは、成形体Bを用いたものと比べて、プレス荷重、開き量及び真円度はほぼ同じであった。さらに、上金型4及び下金型5の拘束角度を180度とした表6のNo.C17は、プレス機の最大荷重30[MN/m]を負荷したが、W/2部の外面側と板端の外面側の距離は556[mm]と他に比べて圧下量が小さくなった。このため、開き量は良好であるが、真円度は悪くなっていた。よって、拡管前で2.5[%]の真円度を満足するためには、より大きなプレス機を用いて、他の同様の圧下量までOプレスする必要があると考えられる。
[実施例3]
 エッジミラーを用いて開先を設けて板幅2687[mm]に加工した、長さ1000[mm]、板厚50.8[mm]、引張強度779[MPa]の鋼板に、端曲げを行った後、プレスベンド加工を行った成形体Sを準備した。次に、この成形体Sに対し、様々な拘束角度の上金型4及び下金型5を用いて、30[MN]のプレス機によりOプレスを行うことで、成形体A,B,Cを成形した。表7~表9に、成形体A,B,Cの形状を示す。なお、表7~表9の「No.」における最初のアルファベットA,B,Cは、成形体の形状(成形体A,B,C)を示しており、そのアルファベットA,B,Cの後の数字は、上金型4及び下金型5の拘束角度の組み合わせを示している。
 表7には、条件Aとして板端からW/4部を中心に224[mm](W/12)の幅で未加工部を設けた成形体Aを示している。表8には、条件Bとして板端からW/4を中心に448[mm](W/6)の幅(条件Aの2倍の幅)で未加工部を設けた成形体Bを示している。表9には、条件Cとして板端からW/6部を中心に448[mm]の幅で未加工部を設けた成形体Cを示している。なお、成形体A,B,Cは、板端部の中央と板幅1/2を結ぶ直線に対して対称であり、表7~表9には、その板幅1/2の部分の値を示している。また、Oプレス時における圧下量は、W/2部の外面側と板端の外面側との距離が905[mm]となる圧下量とした。
 そして、成形体A,B,CのOプレス後のオープン管Sの開き量を測定した後に、オープン管Sのシームギャップ部Gを溶接して外径905[mm]の鋼管を成形した後、その直径を周方向に22.5度のピッチで8カ所測定し、前記直径の最大と最小との差を求めた。表7~表9に、金型形状(拘束角度)、プレス荷重、開き量、及び、真円度も合わせて示す。このときの真円度は、最大と最小の差を鋼管外径で除した数字である。
 なお、本実施例で使用した溶接機では、Oプレス後の開き量が40[mm]を超えているものは、その開きを閉じることができず、別のプレス機で開きを閉じた状態で管軸方向の両端及び中央を仮溶接した後、シームギャップ部Gの全長の本溶接を行った。また、真円度については、拡管を行うことで1.0[%]以下になる拡管前で2.5[%]を合格の目安とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 本発明例の範囲である、表7のNo.A1~A7,A9,A10、表8のNo.B1~B7,B9,B10、表9のNo.C1~C7,C9,C10では、開き量が小さく、真円度も良好である。特に、拘束角度が90度~110度のものは、拡管を行わなくても真円度が1.0[%]以下となっている。また、拘束角度の平均値が小さくなるほど、プレス荷重が小さくなっている。
 これに対し、上金型4及び下金型5の拘束角度が60度と90度との組み合わせになっている、表7のNo.A8,A11、表8のNo.B8,B11、表9のNo.C8,C11では、開き量は小さいが、真円度が悪くなっている。また、拘束角度の平均値が60度以下になっている、表7のNo.A12~A16、表8のNo.B12~B16、表9のNo.C12~C16では、開き量が大きく、特に、表7のNo.A15,A16、表8のNo.B16、表9のNo.C16では、シームギャップ部Gを溶接した後の溶接部分が破断したために真円度の測定はできなかった。
 また、未加工部の幅が成形体Aよりも大きい成形体Bを用いたものでは、成形体Aを用いたものと比べて、プレス荷重及び真円度はほぼ同じであったが、開き量が小さくなっている。
 また、未加工部の位置を成形体Bよりも板端側にした成形体Cを用いたものでは、成形体Bを用いたものと比べて、プレス荷重、開き量及び真円度はほぼ同じであった。さらに、上金型4及び下金型5の拘束角度を180度とした表9のNo.C17は、プレス機の最大荷重30[MN/m]を負荷したが、W/2部の外面側と板端の外面側の距離は915[mm]と他に比べて圧下量が小さくなった。このため、開き量は良好であるが、真円度は悪くなっていた。よって、拡管前で2.5[%]の真円度を満足するためには、より大きなプレス機を用いて、他の同様の圧下量までOプレスする必要があると考えられる。
[実施例4]
 目標外径621[mm]~687[mm]の鋼管を製造するために、エッジミラーを用いて開先を設けて板幅1826~2032[mm]に加工した、長さ1000[mm]、板厚40[mm]、引張強度635[MPa]の鋼板に、端曲げを行った後、プレスベンド加工を行った成形体Sを準備した。次に、この成形体Sに対し、円弧部半径327mm、拘束角度45度の様々な上金型4及び下金型5を用いて、30[MN]のプレス機によりOプレスを行い、成形体D1~D11を成形した。表10に成形体D1~D11の成形条件を示す。成形体D1~D11には、初期の板幅Wに応じて、板端からW/4部を中心にW/12の幅で未加工部を設けた。また、OプレスではW/2部の外面側と板端の外面側との距離が、表10に示すように初期の板幅Wに対応した値となるように圧下した。また、表10に、Oプレス圧下後の鋼管の外径を示す。
 そして、これら成形体D1~D11のOプレス後のオープン管Sの開き量を測定した。表10に、その結果としてプレス荷重及び開き量も合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 円弧部半径と鋼管の外半径との比が1.00である、表10のNo.D6の開き量が最も小さく、鋼管外半径が小さくまたは大きくなると、開き量が大きくなっている。また、実施例1で使用した溶接機で閉じることができる開き量40[mm]以下となるのは、表10のNo.D2~D10であり、円弧部半径と鋼管の外半径との比が0.96~1.04となる。また、実施例1において溶接部破断が生じなかった開き量50[mm]となるのも、表10のNo.D2~D10であり、円弧部半径と鋼管の外半径との比が0.96~1.04となる。
 なお、シームギャップ部Gを溶接して閉じることのできる開き量や、溶接部破断が生じない開き量は、溶接設備や溶接方法により異なるが、上金型4及び下金型5の円弧部半径の目安は鋼管外半径の0.96~1.04となる。
 本発明によれば、真円度の高い鋼管を効率的に成形することができるプレス金型及び鋼管の製造方法を提供することができる。
1  ダイ
1a 棒状部材
1b 棒状部材
2  パンチ
2a パンチ先端部
2b パンチ支持体
3  搬送ローラ
4  上金型
4a 円弧部
4b1 直線部または小曲率円弧部
4b2 直線部または小曲率円弧部
5  下金型
5a 円弧部
5b1 直線部または小曲率円弧部
5b2 直線部または小曲率円弧部

Claims (7)

  1.  板材に曲げ加工を施して成形したU字状断面をなす成形体にプレス加工を施すことで、その長手方向にシームギャップ部を有する管体であるオープン管とした後、該シームギャップ部を接合して鋼管とする鋼管成形工程における、前記成形体にプレス加工を施して前記オープン管とする段階で用いられるプレス金型であって、
     前記プレス金型は、一対の金型で構成されており、該一対の金型のうちの一方の金型と前記成形体のU字開放側とが対向するように他方の金型に該成形体を設置して、該一対の金型で該成形体を挟み込んで該成形体にプレス加工を施すものであり、
     各金型の前記成形体と接触し得る面には、各金型の加工中心と一致する位置に円弧中心が位置するように、前記鋼管の外径と同径または略同径の円弧部が形成されており、
     各金型における前記円弧部の中心角が70度以上であり、両金型の前記中心角の角度の合計が360度未満であることを特徴とするプレス金型。
  2.  請求項1に記載のプレス金型において、
     各金型は、前記円弧部の円弧方向両端にそれぞれつながった、直線部、または、該円弧部よりも曲率が小さい小曲率円弧部を有することを特徴とするプレス金型。
  3.  請求項1または2に記載のプレス金型において、
     両金型の前記中心角の角度が同じであることを特徴とするプレス金型。
  4.  幅方向両端部に端曲げ加工が施された板材に、その幅方向に沿って少なくとも1回の曲げ加工を施してU字状断面をなす成形体を成形し、次いで、該成形体にプレス加工を施すことにより、その長手方向にシームギャップ部を有する管体であるオープン管とした後、該シームギャップ部を接合して鋼管とする鋼管の製造方法であって、
     前記プレス加工時の成形体の形状は、鋼管の外径と同径または略同径の円弧に内接する範囲の中心角が、板幅両端部の突き合わせ部及びU字状断面の最下部を中心に、70度以上であり、且つ、前記鋼管の外径と同径または略同径の円弧に内接する範囲の中心角の合計が360度未満であることを特徴とする鋼管の製造方法。
  5.  請求項4に記載の鋼管の製造方法において、
     前記円弧の内接する範囲以外の部分では、前記成形体が金型に接触しないことを特徴とする鋼管の製造方法。
  6.  請求項4または5に記載の鋼管の製造方法において、
     前記円弧に内接する範囲の中心角は、前記板幅両端部の突き合わせ部を中心とする範囲の中心角と、前記U字状断面の最下部を中心とする範囲の中心角とが同じであることを特徴とする鋼管の製造方法。
  7.  請求項4乃至6のいずれか1項に記載の鋼管の製造方法において、
     請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプレス金型を用いることを特徴とする鋼管の製造方法。
PCT/JP2018/008489 2017-03-15 2018-03-06 プレス金型及び鋼管の製造方法 WO2018168563A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017049680 2017-03-15
JP2017-049680 2017-03-15

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18767918.8A EP3597322A4 (en) 2017-03-15 2018-03-06 PRESS MOLD AND STEEL PIPE MANUFACTURING PROCESS
CN201880018273.5A CN110461488B (zh) 2017-03-15 2018-03-06 冲压模具及钢管的制造方法
RU2019132029A RU2729804C1 (ru) 2017-03-15 2018-03-06 Матрица и способ изготовления стальной трубы
BR112019018762A BR112019018762A2 (pt) 2017-03-15 2018-03-06 molde de prensa e método para fabricar tubo de aço
KR1020197029199A KR102267366B1 (ko) 2017-03-15 2018-03-06 프레스 금형 및 강관의 제조 방법
JP2019505901A JP6721108B2 (ja) 2017-03-15 2018-03-06 プレス金型及び鋼管の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018168563A1 true WO2018168563A1 (ja) 2018-09-20

Family

ID=63522899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/008489 WO2018168563A1 (ja) 2017-03-15 2018-03-06 プレス金型及び鋼管の製造方法

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP3597322A4 (ja)
JP (1) JP6721108B2 (ja)
KR (1) KR102267366B1 (ja)
CN (1) CN110461488B (ja)
BR (1) BR112019018762A2 (ja)
RU (1) RU2729804C1 (ja)
WO (1) WO2018168563A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020054051A1 (ja) * 2018-09-14 2020-03-19 Jfeスチール株式会社 鋼管の製造方法及びプレス金型
JP2020124721A (ja) * 2019-02-04 2020-08-20 フタバ産業株式会社 パイプの製造方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4149399A (en) 1977-01-11 1979-04-17 Ab Carbox Method of forming tubes or pipes
JP2002178026A (ja) * 2000-12-15 2002-06-25 Kawasaki Steel Corp Uoeパイプの製造方法
JP2003039115A (ja) * 2001-07-30 2003-02-12 Kawasaki Steel Corp Uoe管のoプレス用金型およびuoe管の製造方法
JP2004082219A (ja) 2002-07-15 2004-03-18 Sms Meer Gmbh 金属板から管を製造するための装置
JP2005021907A (ja) 2003-06-30 2005-01-27 Kawasaki Hydromechanics Corp パイププレス成形方法
JP2005324255A (ja) 2005-06-17 2005-11-24 Nakajima Steel Pipe Co Ltd 丸鋼管の製造方法
JP2011056524A (ja) 2009-09-08 2011-03-24 Sumitomo Heavy Industries Techno-Fort Co Ltd 板曲げプレス
JP2012250285A (ja) 2011-05-31 2012-12-20 Sms Meer Gmbh 板材からスリット管を製造する方法及び装置
WO2014188468A1 (ja) 2013-05-20 2014-11-27 Jfeスチール株式会社 ベンディングプレス装置およびベンディングプレス方法ならびに鋼管の製造装置および鋼管の製造方法
WO2014192043A1 (ja) 2013-05-30 2014-12-04 Jfeスチール株式会社 鋼管のプレス成形方法および鋼管の製造方法
WO2016084607A1 (ja) 2014-11-25 2016-06-02 Jfeスチール株式会社 鋼管の製造方法及びその方法に使用するプレス金型

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5928404B2 (ja) * 1977-09-09 1984-07-12 Nippon Steel Corp
JPS5462161A (en) * 1977-10-27 1979-05-18 Kobe Steel Ltd Forming method for pipe
EP0494049B1 (de) * 1991-01-03 1994-08-10 Scambia Industrial Developments Aktiengesellschaft Katalysator und Verfahren zur Herstellung eines Katalysators
DE19511095A1 (de) * 1995-03-25 1996-09-26 Krauss Maffei Ag Verfahren und Vorrichtung zum Rundbiegen von Buchsen
JP2009166133A (ja) 2009-05-08 2009-07-30 Seiko Epson Corp 円筒軸の製造方法
RU2543657C1 (ru) * 2013-10-30 2015-03-10 Публичное акционерное общество "Северсталь" ПАО "Северсталь") Способ производства прямошовных магистральных труб
CN205851664U (zh) * 2016-06-22 2017-01-04 佛山市顺德区赛恩特实业有限公司 一种汽车消音系统管件直管一次卷圆模

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4149399A (en) 1977-01-11 1979-04-17 Ab Carbox Method of forming tubes or pipes
JP2002178026A (ja) * 2000-12-15 2002-06-25 Kawasaki Steel Corp Uoeパイプの製造方法
JP2003039115A (ja) * 2001-07-30 2003-02-12 Kawasaki Steel Corp Uoe管のoプレス用金型およびuoe管の製造方法
JP2004082219A (ja) 2002-07-15 2004-03-18 Sms Meer Gmbh 金属板から管を製造するための装置
JP2005021907A (ja) 2003-06-30 2005-01-27 Kawasaki Hydromechanics Corp パイププレス成形方法
JP2005324255A (ja) 2005-06-17 2005-11-24 Nakajima Steel Pipe Co Ltd 丸鋼管の製造方法
JP2011056524A (ja) 2009-09-08 2011-03-24 Sumitomo Heavy Industries Techno-Fort Co Ltd 板曲げプレス
JP2012250285A (ja) 2011-05-31 2012-12-20 Sms Meer Gmbh 板材からスリット管を製造する方法及び装置
WO2014188468A1 (ja) 2013-05-20 2014-11-27 Jfeスチール株式会社 ベンディングプレス装置およびベンディングプレス方法ならびに鋼管の製造装置および鋼管の製造方法
WO2014192043A1 (ja) 2013-05-30 2014-12-04 Jfeスチール株式会社 鋼管のプレス成形方法および鋼管の製造方法
WO2016084607A1 (ja) 2014-11-25 2016-06-02 Jfeスチール株式会社 鋼管の製造方法及びその方法に使用するプレス金型

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3597322A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020054051A1 (ja) * 2018-09-14 2020-03-19 Jfeスチール株式会社 鋼管の製造方法及びプレス金型
JP2020124721A (ja) * 2019-02-04 2020-08-20 フタバ産業株式会社 パイプの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190124769A (ko) 2019-11-05
EP3597322A4 (en) 2021-01-13
BR112019018762A2 (pt) 2020-04-07
CN110461488B (zh) 2021-09-10
RU2729804C1 (ru) 2020-08-12
CN110461488A (zh) 2019-11-15
JPWO2018168563A1 (ja) 2019-11-07
JP6721108B2 (ja) 2020-07-08
EP3597322A1 (en) 2020-01-22
KR102267366B1 (ko) 2021-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6015997B1 (ja) 鋼管の製造方法及びその方法に使用するプレス金型
KR101945091B1 (ko) 벤딩 프레스 성형용 금형
WO2018168563A1 (ja) プレス金型及び鋼管の製造方法
JP6070967B2 (ja) 溶接鋼管の製造方法
KR101712885B1 (ko) 강관의 제조 방법
WO2020054051A1 (ja) 鋼管の製造方法及びプレス金型
JP6566231B1 (ja) 鋼板の端曲げ方法および装置並びに鋼管の製造方法および設備
KR101382788B1 (ko) 조관 방법 및 c 성형기
US11207722B2 (en) Systems and methods for manufacturing a ring from a metal sheet
JP4914962B2 (ja) パイプ製造方法
JP7036195B2 (ja) 成形品の製造方法
WO2019188001A1 (ja) 鋼板の端曲げ方法および装置並びに鋼管の製造方法および設備
JP2019177398A (ja) 鋼板の端曲げ方法および装置並びに鋼管の製造方法および設備
JP2013132671A (ja) 厚肉電縫鋼管の製造方法
BR112017010436B1 (pt) Método para fabricação de tubo de aço e molde de prensa usado no dito método

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18767918

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019505901

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112019018762

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20197029199

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018767918

Country of ref document: EP

Effective date: 20191015

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112019018762

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20190910