JPH0261335B2 - - Google Patents

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JPH0261335B2
JPH0261335B2 JP56190883A JP19088381A JPH0261335B2 JP H0261335 B2 JPH0261335 B2 JP H0261335B2 JP 56190883 A JP56190883 A JP 56190883A JP 19088381 A JP19088381 A JP 19088381A JP H0261335 B2 JPH0261335 B2 JP H0261335B2
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JP
Japan
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pipe
bending
heating coil
temperature
heating
Prior art date
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Application number
JP56190883A
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English (en)
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JPS5893516A (ja
Inventor
Hiroshi Asao
Kenichi Okada
Noboru Umehara
Hideo Yonemura
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP19088381A priority Critical patent/JPS5893516A/ja
Publication of JPS5893516A publication Critical patent/JPS5893516A/ja
Publication of JPH0261335B2 publication Critical patent/JPH0261335B2/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
    • B21D7/00Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/02Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment
    • B21D7/024Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member
    • B21D7/025Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member and pulling or pushing the ends of the work

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パイプの熱間曲げ加工法およびその
装置に係り、特に、曲げ加工部の減肉抑止を志向
した、高周波誘導加熱を利用した、パイプの熱間
曲げ加工法およびその装置に関するものである。
〔従来の技術〕
まず、従来の高周波誘導加熱を利用したパイプ
の熱間曲げ加工法およびその装置について、第1
図ないし第3図を参照して説明する。
第1図は、従来の高周波誘導加熱を利用したパ
イプの熱間曲げ加工装法の実施に供せられる装置
の概要を示す平面図、第2図は、第1図の−
断面図、第3図は、従来のパイプの熱間曲げ加工
法による、パイプの曲げ半径比と減肉率との関係
を示す曲げ半径比−減肉率特性図である。
第1図において、1は、曲げ加工すべきパイ
プ、2は、パイプ1の曲げ加工部の外周に配設さ
れた真円形状の加熱コイルである。たとえば、パ
イプ1の外径D0=90mmφ、加熱コイル2の内径
100mmφ、コイルギヤツプ5mm(円周上均一)で
ある。5は、パイプ1の一端をクランプし、ピボ
ツト6を中心に自在に回転できる回転アーム、9
は、パイプ1を支持し、パイプ1の移動方向を直
進方向に規制するガイドロールである。
このように構成した、第1図に示す装置によ
る、従来のパイプの熱間曲げ加工法によれば、パ
イプ1は真円形状の加熱コイル2によつて円周方
向に均熱される。均熱することにより、パイプ1
の平均変形抵抗を小さく抑え、加工力を低下さ
せ、加熱した状態でパイプ1の軸方向に加工力4
を負荷することによつて回転アーム5をピポツト
6のまわりに回転させ、パイプ1の曲げ加工を行
なうことができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記した従来技術によれば、パイプ1の曲げ外
側部1aは、前記加工力4により発生する軸方向
引張応力によつて減肉する(曲げ内側部1bは、
逆に増肉する)。とくに、曲げ半径rを小さくす
ると、減肉率が大きくなる。
減肉率=(t0−t)/t×100% ただし t0=曲げ加工前のパイプの板厚 t=曲げ加工後のパイプの板厚 たとえば、r=1.5D0の場合、第3図から明ら
かなように、減肉率が19%となり、耐圧特性を考
慮した減肉率の要求仕様12.5%以下を満足するこ
とがでできないという問題があつた。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、高周波誘導加熱を利用
したパイプの曲げ加工における、曲げ外側と曲げ
内側との温度差の制御を適正に行い、曲げ加工部
の減肉を抑止しうるパイプの熱間曲げ加工法、お
よびその実施に直接使用される装置を提供するこ
とを、その目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明に係るパイ
プの熱間曲げ加工法の構成は、パイプの曲げ加工
部の外周に配設された加熱コイルで、前記パイプ
の曲げ加工部を高周波誘導加熱しながら前記パイ
プを曲げ加工するときに、前記加熱コイルによる
パイプの曲げ外側の加熱温度を曲げ内側の加熱温
度より低くして曲げ加工するパイプの熱間曲げ加
工法において、前記パイプの曲げ加工中、該パイ
プの曲げ外側部の温度が予め設定した設定温度に
なるように、前記加熱コイルと前記パイプの曲げ
加工部とのギヤツプを調整するようにしたもので
ある。
また、上記目的を達成するために、本発明に係
るパイプの熱間曲げ加工装置の構成は、パイプを
軸方向に移動させる装置と、前記パイプの一端を
クランプするとともに、他端を中心に自在に回転
できる回転アームと、前記パイプの曲げ加工部の
外周に配設される加熱コイルで、該加熱コイルと
パイプの曲げ加工部とのギヤツプが、パイプの曲
げ内側よりも曲げ外側が大きくなるようにした加
熱コイルとを備え、前記加熱コイルで前記パイプ
の曲げ加工部を高周波誘導加熱しながら前記回転
アームでパイプを回転させて曲げ加工するパイプ
の熱間曲げ加工装置において、前記パイプの曲げ
外側部の温度が予め設定した設定温度になるよう
に、前記加熱コイルの位置を制御して前記ギヤツ
プを調整するコイル位置制御装置を備えたもので
ある。
〔作用〕
上記の技術的手段による働きは次のとおりであ
る。
加熱コイルの形状を例えば長円形状とし、か
つ、コイル位置制御装置を設け、パイプの曲げ加
工部の減肉側(曲げ外側部)のコイルギヤツプを
大きく、増肉側(曲げ内側部)を小さくし、前記
パイプの円周方向に温度分布を与え、変形抵抗に
勾配をつけることにより、曲げ中立軸を減肉側
(曲げ外側部)へ移行させ、減肉を抑止すること
ができる。
〔実施例〕
以下、本発明の各実施例を第4図ないし第7図
を参照して説明する。
第4図において、1は、曲げ加工すべきパイ
プ、5は、パイプ1の一端をクランプし、ピボツ
ト6を中心に自在に回転できる回転アーム、7
は、パイプ1の他端に結合されたプツシヤ、8
は、プツシヤ7を介して、パイプ1に軸方向に加
工力4を負荷するための油圧シリンダ、9は、パ
イプ1を支持し、パイプ1の移動方向を直進方向
に規制するガイドロールである。
2Aは、第6図にその詳細を示すような、長円
形状の加熱コイル(2cは長径、2dは短径)で
あり、この加熱コイル2Aは、曲げ外側のコイル
ギヤツプ2aが曲げ内側のコイルギヤツプ2bよ
りも大きくなるように、パイプ1の曲げ加工部の
外周に配設されている。そして、この加熱コイル
2Aには、パイプ1の曲げ中立部の温度(ここの
温度は、パイプ1の加熱領域の平均温度にほぼ等
しい)を、非接触で検出する二色温度計3が装着
されている。11は、加熱コイル2Aに高周波電
流を供給する高周波発振機、10は、加熱コイル
2Aによる加熱領域が曲げ加工に必要な領域以上
になることを抑制するために、パイプ1に向けて
冷却水を噴射する冷却リングであり、この冷却リ
ング10は、加熱コイル2Aの前後(第4図にお
いて左右方向)に配設されている。
このように構成した、第4図に係る装置によ
る、パイプの熱間曲げ加工法を説明する。
まず、パイプ1(外径D0=90mmφ、板厚4mm
の炭素鋼)をガイドロール9の間に置き、その一
端を回転アーム5にクランプし、他端をプツシヤ
7に結合する。パイプ1の曲げ加工部の外周に、
加熱コイル2Aおよびその前後に冷却リング10
をセツテイングする。前記加熱コイル2Aは、長
径2c(内径)が110mm、短径2d(内径)が100mm
の長円形状であり、長径2cを曲げの面内に置
き、曲げ外側のコイルギヤツプ2aが15mm、曲げ
内側のコイルギヤツプ2bが5mmになるように配
設する。
高周波発振機11に通電し、その出力を、加熱
コイル2Aを介してパイプ1に入力する。高周波
により加熱コイル2Aの近傍に生じた交番磁界で
パイプ1に誘導電流が流れ、パイプ1内のオーム
損により発熱する。そして、冷却リング10から
パイプ1に向けて冷却水を噴射し、パイプ1の加
熱領域が必要な領域以上(加熱領域が過度に拡が
ると、パイプ1が座屈する)になるのを抑制す
る。
二色温度計3の検出値が所定の温度まで上昇し
たら、加熱した状態でパイプ1の軸方向に油圧シ
リンダ8によりプツシヤ7を介して加工力4を負
荷する。しかし、一端が回転アーム5にクランプ
されているため、パイプ1はピポツト6のまわり
を所定の曲げ半径r(=1.5D0=135mm)で誘導さ
れる。これにより発生した曲げモーメントにより
パイプ1が熱間曲げ加工される。
この熱間曲げ加工時、パイプ1の曲げ外側部1
aの温度は600℃、曲げ内側部1bの温度は900℃
となり(曲げ内側部1bの方がコイルギヤツプ2
bが小さいため高温になる)、それぞれの変形抵
抗は11Kgf/mm2、5Kgf/mm2となるので、曲げ中
立軸は、パイプ1の中心から外側へ移動す。
このようにして熱間曲げ加工されたパイプ1の
曲げ外側部1aの減肉率は、従来の加工法では19
%であつたものが、本実施例では11%に低減し、
要求仕様12.5%以下を満足することができる。
第7図は、本発明の他の実施例に係る、パイプ
の熱間曲げ加工法の実施に供せられる装置の要部
の一例と、これによつて曲げ加工されるパイプを
併せて示す平面図である。
この第7図において、第4図と同一符号を付し
たものは同一部分であるから、その説明を省略す
る。
第7図の実施例は、本発明のもつとも代表的な
例を示すものである。
第7図において、3Aは、加熱コイル2Bに装
着された、パイプ1の曲げ外側部1aの温度を必
接触で測定する二色温度計を示す。
12は、二色温度計3Aの検出値に基づいて、
パイプ1の曲げ外側部1aの温度が予め測定した
設定温度になるように、コイルギヤツプ2aを調
整して、加熱コイル2Bの位置を制御することが
できるコイル位置制御装置である。
冷却リング10は、冷却効果を変動させること
のないよう、一定の位置に固定されている。
このように構成したので、第7図に係る実施例
では、パイプ1の曲げ加工中、パイプ1の曲げ外
側部1aの温度を二色温度計3Aで測定し、その
検出値に基いて作動するコイル位置制御装置12
によつて、前記曲げ外側部1aの温度が予め設定
した温度になるように、曲げ外側のコイルギヤツ
プ2aが曲げ内側のコイルギヤツプ2bより大き
い適正な加熱コイル位置に制御される。
これによつて、パイプ1の曲げ加工中、パイプ
1の曲げ外側部1aの温度を常に一定に保持し、
曲げ外側と曲げ内側との温度差の制御が適正に行
われ、したがつて減肉率も安定するので、第4図
に係る実施例よりも、さらに安定したパイプの熱
間曲げ加工が可能になる。
以上説明した各実施例によれば、パイプ1の曲
げ加工部の減肉を抑止でき、大幅に加工限界を向
上させることができるる。すなわち、曲げ加工部
の減肉率を12.5%以下に押え得る最小曲げ半径r
を、従来の3.0D0(D0:パイプの外径)から、
1.5D0まで小径化でき、成形品の形状のコンパク
ト化に大きく寄与するものである。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明によれば、
高周波誘導加熱を利用したパイプの曲げ加工にお
ける、曲げ外側と曲げ内側との温度差の制御を適
正に行い、曲げ加工部の減肉を抑止しうるパイプ
の熱間曲げ加工法およびその装置を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の高周波誘導加熱を利用したパ
イプの熱間曲げ加工法の実施に供せられる装置の
概要を示す平面図、第2図は、第1図の−断
面図、第3図は、従来のパイプの熱間曲げ加工法
による、パイプの曲げ半径比と減肉率との関係を
示す曲げ半径比−減肉率特性図、第4図は、本発
明の一実施例に係る、パイプの熱間曲げ加工法の
実施に供せられる装置の一例と、これによつて曲
げ加工されるパイプを併せて示す平面図、第5図
は、第4図における加熱コイル近傍の詳細を示す
平面図、第6図は、第5図の−断面図、第7
図は、本発明の他の実施例に係る、パイプの熱間
曲げ加工法の実施に供せられる装置の要部の一例
と、これによつて曲げ加工されるパイプを併せて
示す特性図である。 1……パイプ、1a……パイプの曲げ外側部、
1b……パイプの曲げ内側部、2A,2B……加
熱コイル、2a……曲げ外側のコイルギヤツプ、
2b……曲げ内側のコイルギヤツプ、2c……加
熱コイルの長径、2d……加熱コイルの短径、
3,3A……二色温度計、11……高周波発振
機、12……コイル位置制御装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 パイプの曲げ加工部の外周に配設された加熱
    コイルで、前記パイプの曲げ加工部を高周波誘導
    加熱しながら前記パイプを曲げ加工するときに、
    前記加熱コイルによるパイプの曲げ外側の加熱温
    度を曲げ内側の加熱温度より低くして曲げ加工す
    るパイプの熱間曲げ加工法において、 前記パイプの曲げ加工中、該パイプの曲げ外側
    部の温度が予め設定した設定温度になるように、
    前記加熱コイルと前記パイプの曲げ加工部とのギ
    ヤツプを調整するようにした ことを特徴とするパイプの熱間曲げ加工法。 2 パイプを軸方向に移動させる装置と、前記パ
    イプの一端をクランプするとともに、他端を中心
    に自在に回転できる回転アームと、前記パイプの
    曲げ加工部の外周に配設される加熱コイルで、該
    加熱コイルとパイプの曲げ加工部とのギヤツプ
    が、パイプの曲げ内側よりも曲げ外側が大きくな
    るようにした加熱コイルとを備え、 前記加熱コイルで前記パイプの曲げ加工部を高
    周波誘導加熱しながら前記回転アームでパイプを
    回転させて曲げ加工するパイプの熱間曲げ加工装
    置において、 前記パイプの曲げ外側部の温度が予め設定した
    設定温度になるように、前記加熱コイルの位置を
    制御して前記ギヤツプを調整するコイル位置制御
    装置を備えた ことを特徴とするパイプの熱間曲げ加工装置。
JP19088381A 1981-11-30 1981-11-30 パイプの熱間曲げ加工法およびその装置 Granted JPS5893516A (ja)

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JPS5893516A JPS5893516A (ja) 1983-06-03
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JPS5893516A (ja) 1983-06-03

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