JPH0141414B2 - - Google Patents

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JPH0141414B2
JPH0141414B2 JP58083285A JP8328583A JPH0141414B2 JP H0141414 B2 JPH0141414 B2 JP H0141414B2 JP 58083285 A JP58083285 A JP 58083285A JP 8328583 A JP8328583 A JP 8328583A JP H0141414 B2 JPH0141414 B2 JP H0141414B2
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JP
Japan
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tube
grooved
straight
twisting
winding
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JP58083285A
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English (en)
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JPS59209430A (ja
Inventor
Masahiro Tsukuda
Yoshinobu Tsuzaki
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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Publication of JPH0141414B2 publication Critical patent/JPH0141414B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • B21D15/00Corrugating tubes
    • B21D15/04Corrugating tubes transversely, e.g. helically

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は、伝熱管等の金属管の内面に螺旋状
の溝を形成する為の方法であり、特に生産性の向
上、及び深溝の形成等を企図した螺旋溝付管の製
造方法に関するものである。 一般に、内面溝付管を製造する場合には、外径
の大きい素管を抽伸して縮径、絞り加工しつつ、
絞り加工された管の内面に螺旋状の連続溝を形成
するようになしているが、この様な方法では絞り
加工による抵抗力と溝加工による抵抗力とが重合
され、極めて高い抽伸力を要する為に発熱が大き
く、また厚肉材の加工や深い内面溝を形成するこ
とができないという欠点があつた。 これはかかる内面溝付管の製造工程において
は、縮径溝付加工に於ける抵抗力と内面溝加工に
於ける抵抗力とが上記したように重合され、一般
の縮径のみを目的とする抽伸加工等と比べて著し
く大きな抵抗力が生じる為で、単に従来よりある
抽伸技術等を組合わせただけでは抵抗力の低下を
図ることができず、抽伸力の最も低下する最適の
組合わせを探す必要がある。 例えば、第1図に示したのはアプローチ面10
0とベアリング面101とを有する固定のダイス
102と、上記アプローチ面100及びベアリン
グ面101に平行のアプローチ面103及びベア
リング面104を有するフローテイングプラグ1
05との間で管に縮径加工を施した後、フローテ
イングプラグ105の後部に軸106によつて回
転自在に連結された溝付きプラグ107と、該溝
付きプラグ107の周りで回転しつつその内径部
に設けた不連続の突起108によつて縮径された
管を圧迫し、その内面を溝付きプラグ107の外
周の螺旋溝に押圧して溝加工を施す如くなしたも
のである。 この場合、ダイス102のアプローチ面100
及びフローテイングプラグ105側のアプローチ
面103による抵抗力と、ベアリング面101及
び104による抵抗力とによつて大きな抽伸力を
かけなければ管を抽伸出来ないと共に、不連続突
起108を管の外面に擦り付けて管の圧迫を行つ
て溝加工をなすものであるから、不連続突起10
8と管外周との摩擦力が大きく、その為固定のダ
イス102及びフローテイングプラグ105によ
る大きな抽伸力の上に更に不連続突起108によ
る抵抗力が加重される為、抽伸力が更に大きくな
り、厚肉材の加工ができず複雑な形状や深い凹凸
を有する溝加工を為すことが出来ない。 又、発熱の為に安定して長尺材を加工出来ない
という欠点もある。 更に、従来の螺旋溝付管の製造装置にあつて
は、上記のように外周面に螺旋状の溝や突起を形
成した溝付きプラグ107を用い、これに管を圧
接してその内面に螺旋状を刻設するものであるた
めに、管軸方向の抽伸力としては溝に平行な加工
力と溝に直角な摩擦力の合成されたものが必要と
なり、管軸に平行な所謂ストレート溝を刻設する
場合と比較すると大きい抽伸力を要することとな
り、深溝加工や薄肉材の加工が困難となり、又発
熱も著しい。 しかし螺旋溝付管はストレート溝付管と比べて
伝熱性能が良好で、上記のような不都合のない螺
旋溝付管の製造方法の開発が望まれる。 本発明は上述のような点に鑑みてなされたもの
で、その要旨とする処が金属管の内面に螺旋状の
溝を形成する方法において、金属管の内面に管軸
に平行なストレート溝を冷間抽伸加工により形成
する工程と、上記ストレート溝付管を加熱して軟
化させる工程と、更に軟化したストレート溝付管
を捻回域規制手段を通過させた後に管軸のまわり
に捻回しつつ巻き取る工程とを有してなる点を要
旨とする螺旋溝付管の製造方法を提供するもので
ある。 続いて第2図以下の添付図面を参照して本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解
に供する。ここに第2図は本発明の一実施例に係
る製造方法の実施に直接使用することのできる螺
旋溝付管の製造装置全体の工程図、第3図は捻回
域規制手段の一例を示す側断面図、第4図a及び
bは、それぞれストレート溝付管及び螺旋溝付管
の内部構造を示す側断面図、第5図及び第6図は
それぞれ同実施例に用いることのできる捻回域規
制手段の変形例を示す側面図である。 第2図において、硬質長尺金属管1は、フロー
テイングプラグ2と、そのまわりのダイス3との
間でしごかれて冷間抽伸(減肉縮径)加工を受け
る。ダイス3は固定式でもまた管軸のまわりに回
転する回転スピニング式でもよい。 上記フローテイングプラグ2の後方(矢印4で
示す抽伸方向)には、該フローテイングプラグ2
に連結棒7によつて取り付けられた溝付きプラグ
5が設けられており、該溝付きプラグ5の外表面
には管軸に平行な方向の溝又は突起6が刻設され
ている。 溝付きプラグ5は、金属管1内で回転しうるよ
うに軸受8及び9を介して連結棒7に取り付けら
れており、軸受8及び9はいずれか一方のみであ
つてもよく、要するにフローテイングプラグ2に
対して溝付きプラグ5が回転可能であればよい。 上記溝付きプラグ5の外周に対向して圧迫装置
10が設けられ、圧迫装置10は管1を矢印Pで
示す如く、溝付きプラグ5の外周に圧接させ、管
1の内面に管軸に平行なストレート溝を刻設させ
る圧迫素子11を有して構成されている。 圧迫素子11は固定のダイス、回転ダイス、そ
の他回転自在のボールやローラ等の転圧装置等に
よつて構成することができ、図示せぬ油圧手段等
によつて任意のタイミングで開閉し得るように構
成する。 ダイス3を出た管1′の外径Dは、ストレート
溝を付与されたストレート溝付管12の外径d1
りもやや大きく、上記圧迫装置10は管1′に若
干の縮径を生じさせる。 上記ストレート溝付管12には第4図aに示す
如く、その内面に管軸に平行な直線状のストレー
ト溝13が多数管軸方向に連続して刻設される。 続いて溝付き加工されたストレート溝付管12
は、例えば中周波又は低周波等による誘導加熱装
置(軟化装置)14内に引導され、ここで急速加
熱をうけ軟化する。 加熱速度や加熱温度、加熱時間等の条件はスト
レート溝付管12の走行速度、直径、肉厚、所望
軟化率(軟化前後の管の硬度の比率)等により予
め設定された範囲内で適宜設定される。つまりス
トレート溝付管12が硬質状態(H材)にあるの
を軟化してハーフ硬質(1/2H材)にする、ある
いはハーフ硬質管を軟化してクオーター硬質管
(1/4H材)にする、など各種の状況に応じて最適
条件が採用される。 軟化されたストレート溝付管12′は、その後
冷却手段(図示せず)により常温又は温間(50℃
〜200℃)に冷却され、あるいは軟化温度があま
り高くない場合はそのままの状態で(特に冷却を
うけぬまま)、捻回域規制手段15に導入される。 捻回域規制手段15は、その後の捻回巻取りで
捻回中の管16が巻取装置17の巻取軸18の周
りに捻回されつつ順次巻回されていく過程で管1
6の捻りが捻回域規制手段15よりも軟化装置1
4の方向へ伝播するのを規制する役目を持つ。 第3図は捻回域規制手段の一例としてダイス1
9を採用したものを示し、軟化されたストレート
溝付管12′の径d1がダイス19中で空引き抽伸
をうけて径d2に縮径(d1>d2)されている状況を
示す。この場合は大きな加工率をかけて硬度を向
上させるのが目的でなく、溝付加工された管外面
の微小凹凸の修正(平滑化)と、後記の捻回巻取
による管16の旋回がダイス19より前の管1
2′に及ばぬように管を固持しつつ捻回域の範囲
を規制することを主目的としている。ダイス19
は固定ユニツト20にテーパ状に把持されてお
り、作業中は固定状態にある。 ダイス19の後半部は、旋回する管16が傷つ
かぬように、また旋回が円滑に行われるように特
に平滑に仕上げられ、且つ、出口方向にテーパ状
に開口しているリリース面21を形成している。
ダイス19での管の加工率は2〜30%が望まし
い。また、捻回中の管16の旋回半角αは5〜60
度の範囲が理想的である。 第5図はダイス19のかわりにフリクシヨンロ
ール22を用いた他の一例である。軟化されたス
トレート溝付管12′はフリクシヨンロール22
の周囲に1〜10回巻回されて、次の捻回巻取工程
へ引導される。巻回された管とフリクシヨンロー
ル22の表面との間の圧締力(摩擦力)を利用し
て軟化中の管16のテンシヨン制御が行われる。
従つてこの場合はフリクシヨンロール22はモー
タ(図示せず)等により駆動されるが、回転数等
の条件は管16のテンシヨン状況を検出した結果
を参考にして、制御系でコントロールされる。 フリクシヨンロール22を前記のように駆動系
とする時はその役目は上記テンシヨン制御と捻回
域(Lの範囲)の規制とが主である。ロールを従
動系とすることも勿論可能で、この場合は主目的
は捻回域Lの規制だけとなる。 第6図は他の一例で、フリクシヨンロール22
とダイス19′とを組合せた場合である。フリク
シヨンロール22は駆動系でも従動系でも構わな
いが、ダイス19′はこの場合、管16に抽伸加
工を施さず、管16の径d1よりやや大きい穴径を
有している。 従つてダイス19′は捻回中の管の旋回の大き
さの影響をフリクシヨンロール22での巻回に及
ぼさぬよう機能している。 尚、もし管16の表面に相当の平滑性が要求さ
れる場合は、ダイス19′は前記第3図の場合の
ように管にダイス19′中で多少の抽伸加工率を
与える構造(穴径)としても構わない。 第2図にもどり、捻回域規制手段15を出た管
は、そこから巻取装置17の巻取軸18までの間
(捻回域)で捻回加工をうける。 管16の旋回は、管16を巻取軸18の軸方向
に沿つて順次コイル状に巻きつけていくことによ
り巻取軸18上での巻き付け位置が軸方向に往復
移動すること、及び、巻取装置17自体が基台
(ベース)24に連接棒25を介して取り付けら
れており、連接棒25と巻取装置17とが一体的
に固定されており、ベース24に対して連接棒2
5及びこれと一体の巻取装置17が予め設定され
た回転速度で回転駆動される構造になつているこ
とにより発生する。巻取軸18はモータ等の駆動
系26により回転駆動される。 巻取装置17の旋回及びこれに伴う溝付管16
の旋回により溝付管16がその管軸のまわりに捻
回加工されるが、そのねじれ角度の大きさは、主
として巻取軸18による巻取速度V1と連接棒2
5の回転に基く管の回転周速度V2とを適宜組合
せることで選択される。 また、管16の調質(硬さ)の程度により、若
干のスプリングバツクが起り、事後管をルーズコ
イル化した場合に若干ねじれ角に変化がおこるこ
とがあるが、これは予め実験により把握すること
が充分可能で、硬質に近い管を処理する場合は、
このようなスプリングバツク率を見込んだ捻回条
件(捻回速度など)を設定すれば問題ない。 完全軟質に近い管ほどスプリングバツクは考慮
しなくてよい。 例えば、第1表はその一例で、巻取軸18に巻
取られた状態では、0度(軟質)、1度(1/4H
管)だけ多く捩れ角を有しておればルーズ化し
【表】 た時に、管は所望の捩れ角を有することになる。 第1図に示した従来の螺旋溝付管の製造方法の
場合、溝付加工と螺旋化を同時に行うものである
から、管材料の変形抵抗が多大となり、高速で抽
伸すると、薄肉管ほど断管する危険が増大する。 この点本発明では溝加工は、ストレートの溝付
のみであるから管が順次、溝付きプラグ5におけ
る溝加工が極めてスムースに行われる。 即ち溝加工時の大きな抵抗がないので、この溝
付部分での高速加工が可能となる。 次の急速加熱も管が極めて太径でない限り、現
状使用されている低周波誘導式急速加熱装置の能
力で、管走行スピードに充分対応できるので問題
はない。 捻回域規制手段15での、管走行速度に悪影響
する要因は特になく、所望の速度で螺旋溝付管が
製造可能であるので製造速度の高速化が可能であ
る。 巻取装置17は、従来の通常抽伸で用いられて
いる周知の装置を用いることが可能で、性能的に
特に問題はない。 本発明は以上述べた如く、金属管の内面に螺旋
状の溝を形成する方法において、金属管の内面に
管軸に平行なストレート溝を冷間抽伸加工により
形成する工程と、上記ストレート溝付管を加熱し
て軟化させる工程と、更に軟化したストレート溝
付管を捻回域規制手段を通過させた後に管軸のま
わりに捻回しつつ巻き取る工程とを有してなるこ
とを特徴とする螺旋溝付管の製造方法であるか
ら、従来の螺旋溝付管の製造方法のように、螺旋
溝又は、突起を外周に有する溝付きプラグで一挙
に螺旋溝を刻設するものではなく、まずストレー
ト溝を形成した後、管全体を管軸のまわりに旋回
させるものであるから、溝加工の抵抗が小さく、
薄肉管についても容易に溝加工でき、同じ理由か
ら、深溝の加工や高速加工が可能となり、発熱の
問題も解消されるものである。 またストレート溝付管の軟化工程と捻回巻取工
程との種々の条件を予め実験により把握しておい
て、その調質(硬さ)に応じた条件に設定すれば
硬質薄肉の金属管でもスプリングバツク等で螺旋
角度がバラツクことなく正確な螺旋角度の溝付管
が得られ、更に上記軟化工程と捻回巻取工程との
間には、捻回域規制手段が設けられているため、
管の捻回による影響が前工程に及ぶことなく、溝
付加工が安定して行われるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の螺旋溝付管の製造方法に使用す
る装置の側断面図、第2図は本発明の一実施例に
係る製造方法の実施に直接使用することのできる
製造装置全体の工程図、第3図は捻回域規制手段
の一例を示す側断面図、第4図a及びbは、それ
ぞれストレート溝付管及び螺旋溝付管の内部構造
を示す側断面図、第5図及び第6図はそれぞれ同
実施例に用いることのできる捻回域規制手段の変
形例を示す側面図である。 符号の説明、1……金属管、2……フローテイ
ングプラグ、3……ダイス、5……溝付きプラ
グ、6……溝又は突起、10……圧迫装置、1
2,12′……ストレート溝付管、13……スト
レート溝、14……軟化装置、15……捻回域規
制装置、16……螺旋溝付管、17……巻取装
置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 金属管の内面に螺旋状の溝を形成する方法に
    おいて、金属管の内面に管軸に平行なストレート
    溝を冷間抽伸加工により形成する工程と、上記ス
    トレート溝付管を加熱して軟化させる工程と、更
    に軟化したストレート溝付管を捻回域規制手段を
    通過させた後に管軸のまわりに捻回しつつ巻き取
    る工程とを有してなることを特徴とする螺旋溝付
    管の製造方法。
JP58083285A 1983-05-11 1983-05-11 螺旋溝付管の製造方法 Granted JPS59209430A (ja)

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JP58083285A JPS59209430A (ja) 1983-05-11 1983-05-11 螺旋溝付管の製造方法

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JPS59209430A JPS59209430A (ja) 1984-11-28
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