JPH0351487B2 - - Google Patents

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JPH0351487B2
JPH0351487B2 JP57158699A JP15869982A JPH0351487B2 JP H0351487 B2 JPH0351487 B2 JP H0351487B2 JP 57158699 A JP57158699 A JP 57158699A JP 15869982 A JP15869982 A JP 15869982A JP H0351487 B2 JPH0351487 B2 JP H0351487B2
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JP
Japan
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roller die
tube
stepped metal
roll
metal tube
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JP57158699A
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JPS5947004A (ja
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Keiichiro Yoshida
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B17/00Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
    • B21B17/14Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling without mandrel, e.g. stretch-reducing mills

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Extraction Processes (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) この発明は、製品の肉厚増加を可及的に僅小に
すると共に、加工速度の向上を目的とした段付金
属管の製造方法に関する。
(従来の技術) 従来、テーパー角度を有する金属管の製造方法
としては、折曲げ溶接方法、シームレス管のテー
パー成形方法又は段付金属管を加工してテーパー
金属管を成形する方法(特開昭48−84763号)が
知られていた。
(発明により解決すべき課題) 然し乍ら、前記溶接方法は加工能率が悪くなる
のみならず(例えば肉厚3mm〜4mmの材料を使用
した場合には、毎分300mm程度)、薄い材料(例え
ば1mm〜2mm)の溶接は困難であつた。また、シ
ームレス管をテーパー状に成形するにはスエージ
ング加工をするのであるが、この場合には軸方向
の延びが殆んどない為に、小径部は肉厚が著しく
増大する問題点があつた。
更に段付金属管を素材とする方法にあつては、
段付金属管を製造する際に軸方向の延びが殆んど
ない為に、小径部の肉厚増は避けられない問題点
があつた。然して、段付金属管からテーパー金属
管を製造する際、張力を与えるとしても、元来段
部解消を目的としているので、小径部の肉厚は改
善されない問題点があつた。
(課題を解決する為の手段) 然るにこの発明は、素管をタンデム駆動式ロー
ラーダイスに挿入して、各溝ロール間の素管に張
力を付与しつつ加圧成形することにより、製品の
肉厚増加を僅小に押えると共に、加工速度を向上
(例えば毎分10m)し、前記従来の問題点を解決
したのである。
即ちこの発明は、等径の素管を、僅小段差で間
隔調整可能なタンデム駆動式ローラーダイスの一
側より挿入し、各ローラーダイスの隣接溝ロール
を素管の中心線から同一距離に架設して、同一回
転数で回転し、各溝ロールの加圧部の直径を順次
増加させることにより加圧部の周速を順次変え
て、当該ローラーダイスの各溝ロール間の素管
に、夫々張力を付与しつつ加圧成形し、順次小径
の段付金属管を成形することを特徴とした段付金
属管の製造方法である。また、隣接ローラーダイ
スの間隔を規制することによつて段付金属管のテ
ーパー度合を調整することを特徴としたものであ
る。次に、タンデム駆動式ローラーダイスは隣接
溝ロール毎に互いに90度宛交叉して配列すること
を特徴としたものである。
一般に金属管(鉄系、アルミ系を含めて)を用
いてテーパー金属管(段付金属管と同様)を成形
する場合に、素管の外径とその肉厚比率3%〜
1.5%のものはシームレステーパー管成形時の肉
厚増加が近似的に次の計算式(実験により求めら
れた)に従う。
{[(d1/d2−1)×k]+1}×t1=t2 …(1) 但し、 d1…素管の外径 d2…成形後の先端外径 t1…素管の肉厚 t2…成形後の肉厚 上記(1)式によれば、テーパー角度1/60〜1/
600の範囲における鉄系管、又はアルミニユーム
系管の成形に対して実用的な計算値が与えられ
る。
但し、kは係数であつて、スエージング加工に
おいてはk=0.8である。
前記(1)式に、d1=48.1mm、d2=31.6mm、t1=1.2
mmを代入してt2を求めると、 t2={[(48.1/31.6−1)×0.8]+1}×1.2≒1.7m
m となる。
然るにこの発明によれば、前記係数kを0.2〜
0.3とすることが可能となつたので、(実験値とし
て)諸条件を同一にして製品の厚さを計算する
と、 t2={[(48.1/31.6−1)×0.2]+1}×1.2≒1.32
mm t2={[(48.1/31.6−1)×0.3]+1}×1.2≒1.38
mm 即ち製品の先端厚さt=1.32mm〜1.38mmとなつ
た。
この発明におけるローラーダイスのロール直径
は、最小限度のロール胴径とすることが好まし
い。例えば素管外径に対するロール胴径は1.7倍
以下が好ましい。何故ならば、ローラーダイスの
問隔を可及的に短く設け、これによつて圧延時の
後方張力並びに前方張力値の総合計を多くとるこ
とが可能値となり、前記係数を0.2に近づけるこ
とができるからである。
この発明において、前記(1)式の係数kを可及的
に小さくする為に、各ローラーダイス間の素管に
張力を付与したものである。このような段付管の
成形に際し、加工時に張力を与える方法は色々考
えられる。一般の圧延機においては、前記又は後
方へ引張る技術が知られているが、この発明のよ
うにタンデム駆動式ローラーダイスへ素管を挿通
する場合には、前方又は後方で引張ることは不可
能である。そこで各ローラーダイスの周速を変化
させれば、任意の張力を発生させることができる
が、各ローラーダイス毎にその回転数を適宜に調
整することはむつかしいので、結局素管の中心線
から同一距離に架設した溝ロールを同一回転数に
して直径を変化させることにより周速を調整する
ことが最も実際的である。例えばこの発明の対象
物となる段付金属管においては、同一直径のロー
ル周壁に、各段の成形素管の直径に該当する円弧
溝を設けると、ロール軸の中心から溝底に到る間
の距離は、製品を先端に行く程大きくなる。従つ
て全ロール軸を等速回転させると、最先端のロー
ラーダイスの溝底周速が最大であつて、最基端の
ローラーダイスの溝底周速が最小であり、中間部
は、前記最大と最小の間に順次並ぶことになる。
従つて溝底周速(即ち溝底までの距離)を適当に
定めれば、各加圧成形部毎に適度の張力が付与さ
れ、結局素管は最良の条件で加圧成形されるの
で、前記係数は0.2に近接することになる。
前記において、素管に引張力を付与しないと、
縮径加工に際し、先端方向へ延びるより、肉厚方
向へ材料が移動し(抵抗の少ない方へより移動す
る)肉厚が大きくなる。スエージング加工では殆
んど延びないので、前記のようにkは0.8となつ
ている。
(作用) この発明は、タンデム駆動式ローラーダイスの
溝ロールの周速を、先端側に向つて順次増大する
ので、各段間に張力を発生させた状態で加工する
ことになり、小径側の肉厚の増大率が小さくな
る。
(実施例) 次にこの発明を実施する装置を添付図面につい
て説明する。
この発明の実施に使用するローラーダイスA
は、スタンド1上へ溝ロール2,2aを平行かつ
回転自在に架設し、一方の溝ロール2の軸3へモ
ーター4の軸5を連結したもので、図中6,6a
は各溝ロール2,2aの一方の軸3,3aへ夫々
嵌装したスラストベアリング、7,7aは溝ロー
ル2,2aの側壁へ固着し、互いに噛み合せた環
状ギヤー、8はスタンド固定ボルトである(第1
図)。前記ローラーダイスは第3図に示すように
長尺の取付盤9上へ任意数(A1、A2、A3…Ao
並列して固定される。各ローラーダイスAの固定
は、前記取付盤9の一側長縁へ設けた掛止突条1
0へ、スタンドの一側に固定したスラストカバー
11の溝12を摺動可能に掛止させると共に、ス
タンドの他側に固定したベアリングカバー13の
溝14へ、掛止片15の一端を掛止し、掛止片1
5の他端を前記長尺の取付盤9の溝16へ掛止
し、前記掛止片15を取付盤9の蟻溝17と掛止
するボルト18と、これに螺合するナツト19に
よつて固定したものである(第1図)。従つてナ
ツト19を弛めると、各ローラーダイスは第3図
中矢示20又は21の方向へ自由に摺動できるこ
とになり(当然各ローラーダイスが当接しない範
囲)、隣接溝ロール間の距離を調整することによ
り、テーパー角度を調節することができる。また
各ローラーダイスA1…Aoの溝ロール2,2aの
外径は同一直径としてあり、製品のテーパー角度
によつて溝の大きさを決めるので、第3図におけ
るローラーダイスA1の溝ロールの底径はA2の溝
ロールの底径より小さいことになり各モーターを
同一回転数とすれば、前記A1の溝ロールの周速
が一番小さいことになる。実験の結果によれば、
素管の前進速度は、各溝ロールの溝底の周速とほ
ぼ等しいことが認められているので、隣接溝ロー
ルの一方の底周速が速く、他方の底周速が遅い場
合には、両溝ロール間の素管は張力を受けること
になる。そこで周速の増加率を適度に定めれば、
ローラーダイスの加圧成形時に好適の張力を付与
することができる。前記のように各ローラーダイ
スの周速の増加を利用して素管に張力を与える時
は、隣接ローラーダイス間において夫々張力を付
与することになるので、総張力量は大きくても各
部素管に与える張力は一定直前後となり、素管に
無理な力を与えてこれを破断に導くようなおそれ
はない。また張力付与の為に特別の装置を設ける
必要もない。
尚、全溝ロールは、同一回転数であるが、当該
回転数を変えることにより、張力の大きさを変え
ることができる。即ち隣接溝ロールの溝底半径は
一定値毎の差であるが、回転数が変化すれば周速
も変化する。
然して素管の肉厚が比較的薄い場合であつて
も、加圧成形に支障を来すおそれはない。
また第5図は、この発明の実施に際し使用する
装置の溝ロールの配列状態を示す一部正面図であ
る。即ち各段の溝ロールは、夫々二個一組となつ
て被加工管を上下又は前後より加圧成形するの
で、好ましくは素管を90度回転して2回パスする
と精度がよくなる。但し2回目のパスに際して
は、被加工管の全長を抜き取る必要なく、単一に
一段の長さだけ後退させ、90度回転後再び挿入す
ればよいので、2回目の加工時間はきわめて短く
てよいことになる。
(実施例) 次に、張力作用の発生に関する実験例を示す。
第4図における各条件は次の通りである。
d1…素管外径 48.1mmφ d2…最終成形後 31.6mmφ(ロールスタンド毎
に減径量1mmとする) t1…素管の肉厚 1.2mm t2…最終成形後の肉厚 1.32mm D0…溝ロールの外径 120mmφ Do…最終タンデムローラー底径 120mmφ−31.6mmφ=88.4mmφ D1…最初のタンデムローラー底径 120mmφ−48.1mmφ=71.9mmφ 上記の場合に素管の伸び倍率は下記の如き計算
式となる(実験的に求めた式)。
[(d1×t1/d2×t2−1)×0.2]+1=倍率 そこで前記数値を代入すれば、 [(48.1×1.2/31.6×1.32−1)×0.2]+1≒1.08(
倍率) 素管の伸び率1.08に対して、溝ロール底径の、
最初と最後のタンデムローラーを比較すると、 88.4mmφ/71.9mmφ=1.22(倍率) 従つて各タンデムローラー間で、素管に対して
引張力が作用していることが判る。
尚、この様にタンデム式にせず、1ロールパス
毎に張力無しの状態で、段付加工を行えば、パイ
プ肉厚の計算係数は0.4近くが普通である(実験
的に求めた)。
尚、実験によつて1ロールパス毎に張力無しの
状態で圧延段付変形される際に、溝ロール出口側
の素管の速度はほとんどその通過せるロール溝の
底直径(底直径×3.14)の周速度に近いものであ
つた。
前記実施例においては、素管としてアルミニウ
ム管を用いたが、アルミニウム合金管、鉄管又は
鉄合金管等であつても同様の加工が可能である。
(発明の効果) 即ちこの発明によれば、多段ローラーダイスに
よつて加工するに際し、隣接ローラーダイス間の
素管に、夫々張力を付与しつつ加圧成形するの
で、素管は所定の外径寸法に成形されつつ延伸さ
れることになり、加圧成形を容易にし、かつ肉厚
増加を可及的に小さくする効果がある。また各隣
接ローラダイス間に、夫々張力を付与するので、
張力の総和は著しく大きくなつたとしても、素管
に損傷を与えたり、その他の支障を来すおそれは
ない効果がある。従つて加工時間が速くなるのみ
ならず、材料の節減になり(素管より長い製品と
なるので)、更に、従来溶接管では達成し得なか
つたような薄肉段付金属管を容易に製造し得るな
どの諸効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施に用いるローラーダイ
スの断面拡大図、第2図は同じく拡大側面図、第
3図は同じく実施に用いる装置の斜視図、第4図
はこの発明により成形した多段金属管の一部を切
断し、一部を省略した正面図、第5図は多段ロー
ラーダイスにおける溝ロールの配列を示す一部正
面図である。 1……スタンド、2,2a……溝ロール、4…
…モーター、9……取付盤、15……掛止片。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 等径の素管を、僅小段差で間隔調整可能なタ
    ンデム駆動式ローラーダイスの一側より挿入し、
    各ローラーダイスの隣接溝ロールを素管の中心線
    から同一距離に架設して、同一回転数で回転し、
    各溝ロールの加圧部の直径を順次増加させること
    により加圧部の周速を順次変えて、当該ローラー
    ダイスの各溝ロール間の素管に、夫々張力を付与
    しつつ加圧成形し、順次小径の段付金属管を成形
    することを特徴とした段付金属管の製造方法。 2 隣接ローラーダイスの間隔を規制することに
    よつて段付金属管のテーパー度合を調整すること
    を特徴とした特許請求の範囲第1項記載の段付金
    属管の製造方法。 3 タンデム駆動式ローラーダイスは隣接溝ロー
    ル毎に互いに90度宛交叉して配列することを特徴
    とした特許請求の範囲第1項記載の段付金属管の
    製造方法。
JP15869982A 1982-09-10 1982-09-10 段付金属管の製造方法 Granted JPS5947004A (ja)

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JPH0778243B2 (ja) * 1988-07-26 1995-08-23 チッソ株式会社 分散性のすぐれた強磁性金属微粒子の製造法

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