JPH0649247B2

JPH0649247B2 - 電縫管の内面ビード切削方法

Info

Publication number: JPH0649247B2
Application number: JP63039154A
Authority: JP
Inventors: 一朗安村; 盛幸蠣原; 廣二西本; 邦治藤本
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-02-22
Filing date: 1988-02-22
Publication date: 1994-06-29
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPH01216712A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、回転自在に取付けた円形バイトを用いて電縫
管の内面ビードを切削する電縫管の内面ビード切削方法
に関する。

〔従来の技術〕

電縫管の製造方法には、冷間と熱間の２種類がある。い
ずれの場合も接合部に盛り上がったビードができるた
め、切削バイトにより除去する工程が必要となる。この
切削除去においては、切削部とその周辺との間に肉厚差
が生じないよう平滑に仕上げることが重要となるが、内
面ビードの切削は管内作業ともなるため、一般に平滑に
仕上げることが難しい。

そこで、冷間電縫管の内面ビードの切削においては、削
り過ぎや削り残しがでないよう管内径と同一の曲率をも
った総形バイトを用いるようにしているが、バイトが高
温の内面ビードに晒されるため、通常、１．５〜２．５
時間でバイト交換を行う必要があり、交換に伴うライン
停機時間が長く、生産性が悪い。

一方、熱間電縫管において冷間電縫管と同様の切削方法
を用いた場合、冷間電縫管よりさらに大きな損失が生じ
る。まず、バイト交換時においてはラインを停機させる
が、停機中鋼帯が炉内で溶断しないよう、炉温を下げる
必要がある。またバイト後退後においては炉温を上げる
が、この際にも鋼帯温度が定常化するまで鋼帯を走行さ
せておく必要がある。しかも高温雰囲気下の切削となる
ため、バイト交換のサイクルが冷間電縫管のそれよりも
著しく短い。したがってバイト交換が頻繁に行われる
と、前記した繰り返しが多くなり、時間的ロスばかりで
なく、エネルギー原単位の悪化やスクラップ量の増大と
いったように物質的な損失も大きくなる。

このような理由から、熱間電縫管の製造ラインにおい
て、内面ビードの切削を行う為には、バイト寿命を延ば
すことが急務であるが、この解決策として特開昭48-565
47号、特開昭58-143908号、特開昭59-144586号では円形
バイトを用いて内面ビードを切削する提案を行ってい
る。

このうち、特開昭48-56547号は、冷間電縫管の内面ビー
ドを対象としたもので、バイト直径や傾斜角が不明であ
るが、円形バイトを２２．５゜スキューさせて切削を行
っている。一方、特開昭58-143908号と特開昭59-144586
号は熱間電縫管の内面ビードを対象としたもので、管径
の０．６〜０．８倍の直径をもつ円形バイトを１０゜〜
４５゜の範囲でスキューさせ、さらに、５゜〜１５゜の
範囲、最適には７゜で傾斜させて長寿命化するようにし
ている。

バイト寿命は、特開昭48-56547号においては不明である
が、特開昭58-143908号は２．５時間、特開昭59-144586
号においては５時間にも達しており、高温雰囲気下の切
削としては極めて長い。

同様に、特開昭62-236612号公報においても、同様な円
形バイトを用いることが提案されているが、そのスキュ
ー角度および傾斜角度は不明である。

〔発明が解決しようとする課題〕

その一方において、次のような欠点もみられる。すなわ
ち、特開昭48-56547号において、仮に不明な傾斜角を５
゜〜１５゜に採って、たとえば７゜に採って内面ビード
を切削すると、ライン速度が比較的遅い場合、主として
４０ｍ／min 以下の場合は良好な切削がなされるが、ラ
イン速度が１００ｍ／min を超えると回転が不安定とな
り、削り過ぎや削り残しが生じる。特開昭58-143908号
や特開昭59-144586号においても、スキュー角が小さい
範囲において同様の傾向がみられるが、大きい場合は管
進行方向に対するバイト投影形状の楕円率が高まり、管
内径との曲率差が広がって切削面がＵ字カットになる等
平滑な切削面が得難いという欠点もある。

他方、特開昭58-143908号においては、傾斜角度が５゜
〜１５゜の範囲であるとしても、最適には１０゜とさ
れ、特開昭59-144586号においては最適傾斜角度が７゜
とされ、傾斜角度が小さい。この傾斜角度が小さいと、
後述の実施例で示す通り、特に第６図に結果を示す通
り、シーム位置において細い幅のＵ字状の切削となり、
シーム位置における肉厚の保証を行うことができない。
この場合の切削状況を第７図に示した。この第７図に示
されている通り、本発明の切削状況を示す第８図の結果
と比較すると、細幅のＵ字状の切削となることのほか、
切削範囲が狭くなるので、目的の切削位置からのズレが
生じると、ビード残りを生じる。

したがって、本発明の主たる課題は、ライン速度に影響
されず、しかも平滑な、より具体的には大皿状の切削面
を得て、シーム位置の肉厚保証を行うとともに、同時に
バイトの長寿命化を図ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、回転自在に取付けた円形バイトを用いて電
縫管の内面ビードを切削する際、前記円形バイトの直径を管内径の 0.6〜0.75倍に採り、その円形バイトを管進行方向に対して25゜〜35゜のスキ
ュー角度θをもってスキューさせ、さらにスキュー面に対して前方に15゜を超え25゜以下の
傾斜角度αで傾斜させ、前記円形バイトは、管進行方向前方の直径が後方の直径
より短くなった逃げ面が形成され、この逃げ面を厚み方向の途中の稜で区画された二段の逃
げ面により形成し、後方側逃げ面と管内面とのなす第１
逃げ面角度θ_１を５゜〜１０゜とし、前方側逃げ面と管
内面とのなす第２逃げ面角度θ_２を１５゜以上とし、前
記稜を通る面と後方大径表面との離間距離Ａを３〜５mm
とすることで解決できる。

〔作用〕

本発明者らは、前記の課題を解決するために、円形バイ
トの取付条件のほか、その円形バイトの形状そのものも
変更しながら、本発明の完成をなすに至った。

上記条件以外では、前記の課題が解決されず、例えばバ
イト直径を管径の０．６倍未満にすると、管内面との曲
率差が大きくなり、切削面がＵ字カットになる、切削面
からみると、バイト直径は大きい程よいが、管径の０．
７５倍を超えると、切粉の排出が困難になり、バイト軸
に巻き付く虞れれもある。

また、スキュー角を２５゜未満にすると、１００ｍ／mi
n 以上の高速ライン速度で円形バイトの回転が不安定と
なり、３５゜を超えると、バイトが切削抵抗により押さ
れ、内面ビードから逃げるようになるので切削が困難に
なる。

傾斜角は、スキュー角が大きくなるに従って大きくとる
が、１５゜以下では、管内面との曲率差が解消されず、
２５゜を超えると、バイト刃先の抵抗力が減少し、バイ
ト寿命が短くなる。

本発明は、スキュー角と傾斜角との相関で最適に切削状
態を保証する。すなわち、本発明では、スキュー角が大
きくとられているため、高速ライン速度でも安定した回
転が得られる一方、スキュー角が大きいと、管内面との
曲率差が大きくなり、切削面がＵ字カットとなるが、こ
れは傾斜角を大きくとることにより解消される。また、
傾斜角が大きいと、必然的にバイト刃先が鋭角化し、抵
抗力の低下のみならず、刃先の熱容量や熱伝導が悪くな
り、高温切削においては不利となるものの、この不利益
を上回る切削抵抗の減少や高温ビードから受ける熱負荷
の軽減等が期待できるため、却ってバイト寿命を延ばす
ことができることは、当初の予想外のことであった。

一方、従来のいずれの円形バイトにおいても、逃げ面は
一様に平坦なものであり、特開昭58-143908号および特
開昭59-144586号においては、逃げ角を１゜〜６゜、好
適には３゜としてあるが、本発明においては、傾斜角を
大きくして切削面積を大きくしているので、切削抵抗が
大きくなり、切り込み難くなるので、第１逃げ面角度θ
_１を５゜〜１０゜とする。さらに、本発明においては、
逃げ面を厚み方向の途中の稜で区画された二段の逃げ面
により形成し、前方側逃げ面と管内面とのなす第２逃げ
面角度θ_２を１５゜以上とし、前記稜を通る面と後方大
径表面との離間距離Ａを３〜５mmとして、円形バイトの
切損を防止し、またその肩当たりを防止する。この理由
については、後に詳述する。

〔実施例〕

以下、実施例について説明する。

第１図〜第３図は円形バイトの取付状態を示したもので
あり、第４図はスキュー面に沿った円形バイト１の管内
面に対する傾斜状態の縦断面図である。通常、取付けに
おいては、管内径より小さい円形バイト１をマンドレル
２に対し、ベアリング３、…とバイト軸４により回転可
能に支持し、この円形バイト１が切削抵抗により従回転
するよう管進行方向に対して所定のスキュー角θをもっ
て配し、同時にすくい角γを与えるため、スキュー面に
対し、所定の傾斜角αをもって配するようにしている。

本発明は、管径をＤとすると、０．６Ｄ〜０．７５Ｄの
直径をもつ円形バイト１を用いて内面ビードを切削する
ようにしたもので、特にスキュー角θを２５゜〜３
５′、傾斜角αを１５゜を超え２５゜にとることによ
り、さらに逃げ面を厚み方向の途中の稜で区画された二
段の逃げ面により形成し、後方側逃げ面と管内面とのな
す第１逃げ面角度θ_１を５゜〜１０゜とし、前方側逃げ
面と管内面とのなす第２逃げ面角度θ_２を１５゜以上と
し、前記稜を通る面と後方大径表面との離間距離Ａを３
〜５mmとすることにより、高速ライン速度で安定した回
転を得ると同時に切削面の平滑化、バイトの長寿命化を
達成するようにしたものである。

バイト径Ｄは、大きいほど管内面との曲率差が縮まり、
平滑な切削面が得られ易い。しかし、バイト径が大きい
と、切削したビード切粉がバイトを超えられず、バイト
軸に巻き付くおそれもあるため、排出を円滑に行わせる
ために、最大管径の０．７５Ｄにとり。小さくても０．
６Ｄに納めることが望ましい。スキュー角θは、バイト
が従回転する際に必要な角であり、この角度θが小さい
と高速ライン速度で回転が不安定となる。

例えば、特開昭48-56547号においては、スキュー角を比
較的大きく２２．５゜にとっているが、切削速度（ライ
ン速度によって与えられる）が比較的低速、具体的には
４０ｍ／min 以下の場合は回転は可能であるが、１００
ｍ／min 以上の高速になると、切削抵抗の増加、特にベ
アリングに対するスラスト荷重の増加に伴い会てが不安
定となる。特に回転半径の小さいバイトではスキュー角
θを大きく取る必要がある。具体的にはバイト径が７５
φmm未満のときは、スキュー角θを３０゜〜３５゜にと
ることが望ましく、７５φmm以上のときは、２５゜〜３
５゜にとることが望ましい。逆にスキュー角θが３５゜
を超える場合には、管進行方向に対するバイト投影形状
の楕円率が高くなり、傾斜角αによる矯正限度を超える
ので、切削面がＵ字カットとなる。また、管進行方向に
対する垂直方向の分力がわずかであってもバイトがビー
ドから外れる確率が高くなるので好ましくない。

一方、傾斜角αは、バイトをスキューさせることにより
生じたバイト投影形状と管内面の曲率差を減少させる機
能があるが、その一方、バイトのすくい角γを決定する
重要な角度ともなっているため、一定の制限を受ける。
すくい角γは第４図に示すように傾斜角α＋９０度であ
る。

このすくい角γおよび傾斜角αを大きくすることは、内
面ビードの切削に伴う熱負荷も大きくすることになるの
で、一般に小さくとる傾向があった。特開昭58-143908
号や特開昭59-144586号においては、傾斜角αとして、
５゜〜１５゜、好適にはそれぞれ１０゜および７゜とし
ているが、本発明者らが実験を行ったところ、この角度
範囲より大きく、傾斜角αを１５゜を超え２５゜以下に
採る方がバイトの長寿命化を達成することが判った。

この理由は明確ではないが、一般に傾斜角αが小さいと
高温の切粉がすくい面に止まる時間も長く、熱の放散が
悪いことによるものと思われる。

本発明において円形バイトの長寿命化が達成されるの
は、傾斜角αが大きいため、切削抵抗が減少し、さらに
切粉が止まる時間も短く、高温ビードから受ける熱負荷
が小さいことによるものと考えられる。

したがって、従来の傾斜角では、第７図で示すように、
Ｕ字カットになるが、本発明においては、傾斜角αが大
きくとられているので、管内面との曲率差が解消され、
第８図の通り、平滑な切削面が得られる。この傾斜角α
は１５゜を超え２５゜以下の範囲でできるだけ大きくと
ることが望ましく、小径バイトほど大きくとることが好
ましい。

しかし、２５゜を超えると、刃先の鋭角化による抗折力
の減少が大きく、しかも刃先に曲げの力が加わり、欠け
易くなるため、２５゜を超えてとることは、バイト寿命
上好ましくない。

逃げ面は、厚み方向の途中の稜で区画された二段の逃げ
面により形成し、後方側逃げ面と管内面とのなす第１逃
げ面角度θ_１を５゜〜１０゜とし、前方側逃げ面と管内
面とのなす第２逃げ面角度θ_２を１５゜以上とし、前記
稜を通る面と後方大径表面との離間距離Ａを３〜５mmと
する第１逃げ面角度θ_１が５゜未満であると、切り込みが不
十分となり、第１逃げ面角度θ_１が１０゜を超えると、
バイト先端鋭角欠によるバイト寿命の低下を来すと同時
に過度の切込みが発生する。また、また、Ａ寸法を大き
くすると、切込みにくくなり、Ａ寸法が短いとバイトの
切損が生じる。第２逃げ面角度θ_２は１５゜以上にと
り、バイト傾斜によるバイトの肩当たりを防止する必要
がある。刃先先端のノーズは予め、ホーニング加工し、
０．１^Ｒ〜０．３^Ｒに丸めておくことが望ましい。

（実験例１）本発明の効果を確かめるため、特開昭59-144586号との
比較を行った。取付け条件は、下記第１表に示す通り
で、そのときの結果を第５図、第６図に示す。

結果は切削部の肉厚を測定したもので、第５図は本発明
に関するもので、第６図は特開昭59-144586号に関する
ものである。この結果によると、本発明によれば、従来
例にみられた、シーム切削部の局部的な偏肉（肉厚の保
証ができない）を防止することができ、傾斜角を大きく
した効果が明らかとなった。

一般に製品としての保証肉厚は、最小肉厚部で示すの
で、本発明のように肉厚変動が少ないと、製品全体の肉
厚量を低減させることもでき、製品歩留りの大幅な向上
が達成される。

（実験例２）一方、傾斜角度αを変えて、バイトの寿命（平均バイト
寿命）の変化を調べたところ、第２表に示す結果を得
た。他の切削条件は、同表に示す通りである。

この結果によると、傾斜角度αが小さくとも、過渡に大
きくとも、バイトの寿命が短く、本発明に範囲内におい
て、長寿命化を図ることができることが判る。

（実験例３）さらに、第１逃げ面角度θ_１と、離間距離Ａとを変化さ
せて、バイトの寿命を調べたところ、第３表に示す結果
を得た。他の切削条件は、同表に示す通りである。

この結果によると、離間距離Ａが本発明の範囲外になる
とバイトの寿命が短く、第１逃げ面角度θ_１が小さいと
寿命が短く、過度に大きいとバイトの切損を招くことが
判る。

かくして、本発明によれば、バイト寿命は、平均７〜８
時間に達し、従来の寿命に比し、１．４〜３倍の長寿命
化が達成された。

なお、本発明は、熱間のみならず、冷間にも適用するこ
とが可能である。

〔発明の効果〕

本発明に係る切削方法をとることにより高速ライン速度
での内面ビードの切削を安定して行うことが可能とな
り、かつ総形バイトと変わらない平滑な切削面が得られ
ると同時に、バイトの長寿命化も達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は円形バイトを取付けたところを示す平面図、第
２図は第１図の側面図、第３図は取付状態を示した断面
図、第４図はバイト刃先の形状を示した断面図、第５図
及び第６図は切削部の肉厚を測定したグラフで第５図は
本発明に関係するグラフ、第６図は特開昭59-144586号
に関するグラフ、第７図は比較例のビード切削状況概要
斜視図、第８図は本発明によるビード切削状況概要斜視
図である。１……円形バイト、２……マンドレル、３……ベアリン
グ、４……バイト軸、θ……スキュー角、α……傾斜
角、γ……すくい角、θ_１……第１逃げ面角度、θ_２…
…第２逃げ面角度。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤本邦治茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (56)参考文献特開昭62−236612（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転自在に取付けた円形バイトを用いて電
縫管の内面ビードを切削する際、前記円形バイトの直径を管内径の 0.6〜0.75倍に採り、その円形バイトを管進行方向に対して25゜〜35゜のスキ
ュー角度θをもってスキューさせ、さらにスキュー面に対して前方に15゜を超え25゜以下の
傾斜角度αで傾斜させ、前記円形バイトは、管進行方向前方の直径が後方の直径
より短くなった逃げ面が形成され、この逃げ面を厚み方向の途中の稜で区画された二段の逃
げ面により形成し、後方側逃げ面と管内面とのなす第１
逃げ面角度θ_１を５゜〜１０゜とし、前方側逃げ面と管
内面とのなす第２逃げ面角度θ_２を１５゜以上とし、前
記稜を通る面と後方大径表面との離間距離Ａを３〜５mm
とすることを特徴とする電縫管の内面ビード切削方法。