JPH0824983A - 管のアプセット加工方法 - Google Patents
管のアプセット加工方法Info
- Publication number
- JPH0824983A JPH0824983A JP18628894A JP18628894A JPH0824983A JP H0824983 A JPH0824983 A JP H0824983A JP 18628894 A JP18628894 A JP 18628894A JP 18628894 A JP18628894 A JP 18628894A JP H0824983 A JPH0824983 A JP H0824983A
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- Japan
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- mandrel
- upset
- die
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アプセット加工におけるマンドレルとダイス
の潤滑状況を最適化することによって、管端のバリ抑制
のみならず、増肉部長さの不安定、内面の引け疵等の問
題を解決し、内面疵のない所定長さの増肉部を安定して
得ることができるアプセット加工手段を提供する。 【構成】 マンドレル・素材間の摩擦係数を０．２以上
０．２５以下に、ダイス・素材間の摩擦係数を０．２０
以下にそれぞれ設定してアプセット加工を行なう。
の潤滑状況を最適化することによって、管端のバリ抑制
のみならず、増肉部長さの不安定、内面の引け疵等の問
題を解決し、内面疵のない所定長さの増肉部を安定して
得ることができるアプセット加工手段を提供する。 【構成】 マンドレル・素材間の摩擦係数を０．２以上
０．２５以下に、ダイス・素材間の摩擦係数を０．２０
以下にそれぞれ設定してアプセット加工を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、油井管等の管端の肉
厚を厚くするアプセット加工においてマンドレルとダイ
スの潤滑状況を最適化することによって、内面疵を発生
させることなく安定してアプセット加工を行なうことが
できる管のアプセット加工方法に関する。
厚を厚くするアプセット加工においてマンドレルとダイ
スの潤滑状況を最適化することによって、内面疵を発生
させることなく安定してアプセット加工を行なうことが
できる管のアプセット加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】油井管等の継手効率向上のため、管端の
肉厚を厚くするアプセット加工は、通常据込鍛造機（ア
プセッタ）により行われる。この管端のアプセット加工
には、（ａ）内径を増肉するＩＵＥタイプ（内アプセッ
ト）、（ｂ）外径を増肉するＥＵＥタイプ（外アプセッ
ト）、（ｃ）内外径共に増肉するＩ＆ＥＵＥタイプ（内
外アプセット）の三種類があり、各タイプの形状は図３
に示す通りである。すなわち図３（Ａ）はＩＵＥタイ
プ、（Ｂ）はＥＵＥタイプ、（Ｃ）はＩ＆ＥＵＥタイプ
である。図中、１はダイス、２はマンドレル、３は素管
である。
肉厚を厚くするアプセット加工は、通常据込鍛造機（ア
プセッタ）により行われる。この管端のアプセット加工
には、（ａ）内径を増肉するＩＵＥタイプ（内アプセッ
ト）、（ｂ）外径を増肉するＥＵＥタイプ（外アプセッ
ト）、（ｃ）内外径共に増肉するＩ＆ＥＵＥタイプ（内
外アプセット）の三種類があり、各タイプの形状は図３
に示す通りである。すなわち図３（Ａ）はＩＵＥタイ
プ、（Ｂ）はＥＵＥタイプ、（Ｃ）はＩ＆ＥＵＥタイプ
である。図中、１はダイス、２はマンドレル、３は素管
である。
【０００３】上記三種類のタイプのうち、特に（ａ）内
径を増肉するＩＵＥタイプ（内アプセット）と、（ｃ）
内外径共に増肉するＩ＆ＥＵＥタイプ（内外アプセッ
ト）の場合は、加工時に内径増肉部長さを設計通りに仕
上げることが困難であり、また増肉部から素管部へ内径
が推移するテーパ部は自由表面であるため、その形状が
不安定となる。
径を増肉するＩＵＥタイプ（内アプセット）と、（ｃ）
内外径共に増肉するＩ＆ＥＵＥタイプ（内外アプセッ
ト）の場合は、加工時に内径増肉部長さを設計通りに仕
上げることが困難であり、また増肉部から素管部へ内径
が推移するテーパ部は自由表面であるため、その形状が
不安定となる。
【０００４】すなわち、ＩＵＥタイプおよびＩ＆ＥＵＥ
タイプの場合は、図３（Ａ）、（Ｃ）に示すごとく、加
工時にマンドレル２の押込みが進むにつれ管端側から順
に内径側に増肉し始めるが、内径増肉部長さおよびテー
パ部形状に対して工具による拘束がないために形状確保
が困難となる。一方、（ｂ）外径を増肉するＥＵＥタイ
プ（外アプセット）の場合は、図３（Ｂ）に示すように
素管３の内面は加工当初からマンドレル２に接触し内径
に変化がないため、ＩＵＥタイプおよびＩ＆ＥＵＥタイ
プに比べ管内面の品質に大きな支障をきたすことはない
が、管内面形状の安定性には問題がある。
タイプの場合は、図３（Ａ）、（Ｃ）に示すごとく、加
工時にマンドレル２の押込みが進むにつれ管端側から順
に内径側に増肉し始めるが、内径増肉部長さおよびテー
パ部形状に対して工具による拘束がないために形状確保
が困難となる。一方、（ｂ）外径を増肉するＥＵＥタイ
プ（外アプセット）の場合は、図３（Ｂ）に示すように
素管３の内面は加工当初からマンドレル２に接触し内径
に変化がないため、ＩＵＥタイプおよびＩ＆ＥＵＥタイ
プに比べ管内面の品質に大きな支障をきたすことはない
が、管内面形状の安定性には問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】アプセット加工では、
増肉体積を一定にするため増肉部長さと、増肉部から非
増肉部へのテーパ形状には相関関係がある。図３（Ａ）
に示すＩＵＥタイプを例にとり図４に基づいて説明する
と、ＩＵＥタイプのアプセット加工においては、図４
（Ａ）に示すごとくマンドレル押込み分の素管体積が増
肉分の体積となるため増肉体積は一定である。また、素
管は管端の加工部のみ加熱されるので肉厚増肉の範囲は
ほぼ限定される。したがって、内径増肉長が短い場合
は、図４（Ｂ）に実線で示すごとくテーパは傾斜の緩や
かな形状となるのに対し、内径増肉長が長い場合は、図
４（Ｂ）に破線で示すごとく逆にテーパ部で急激に肉厚
が変化し傾斜のきついテーパ形状となる。その結果、滑
らかに肉厚が減少する前者の場合は、増肉部長さ不足を
生じるのみならず、管端のバリが非常に多くなる場合が
あり、急激に肉厚が変化する後者の場合は、カブリ疵等
内面疵が発生し、また内径増肉部においても中間で内面
の引けが発生する。さらに、製品のテーパ角が大きい場
合には管内に流体が流れた場合にテーパ部で乱れを生
じ、問題となる。
増肉体積を一定にするため増肉部長さと、増肉部から非
増肉部へのテーパ形状には相関関係がある。図３（Ａ）
に示すＩＵＥタイプを例にとり図４に基づいて説明する
と、ＩＵＥタイプのアプセット加工においては、図４
（Ａ）に示すごとくマンドレル押込み分の素管体積が増
肉分の体積となるため増肉体積は一定である。また、素
管は管端の加工部のみ加熱されるので肉厚増肉の範囲は
ほぼ限定される。したがって、内径増肉長が短い場合
は、図４（Ｂ）に実線で示すごとくテーパは傾斜の緩や
かな形状となるのに対し、内径増肉長が長い場合は、図
４（Ｂ）に破線で示すごとく逆にテーパ部で急激に肉厚
が変化し傾斜のきついテーパ形状となる。その結果、滑
らかに肉厚が減少する前者の場合は、増肉部長さ不足を
生じるのみならず、管端のバリが非常に多くなる場合が
あり、急激に肉厚が変化する後者の場合は、カブリ疵等
内面疵が発生し、また内径増肉部においても中間で内面
の引けが発生する。さらに、製品のテーパ角が大きい場
合には管内に流体が流れた場合にテーパ部で乱れを生
じ、問題となる。
【０００６】なお、これらの諸問題に対して、例えばア
プセット工具だけでなく素管にも潤滑剤を塗布する方法
が提案（特開平４−４９３６号公報参照）されている
が、この方法は管端付近の素管の材料流れのみを考慮し
たものであるため、管端のバリ抑制効果のみで、アプセ
ット加工部の中央から素管側の肉流れに特に関係する増
肉部長さの不安定、内面の引け疵等の問題は解消するこ
とができない。
プセット工具だけでなく素管にも潤滑剤を塗布する方法
が提案（特開平４−４９３６号公報参照）されている
が、この方法は管端付近の素管の材料流れのみを考慮し
たものであるため、管端のバリ抑制効果のみで、アプセ
ット加工部の中央から素管側の肉流れに特に関係する増
肉部長さの不安定、内面の引け疵等の問題は解消するこ
とができない。
【０００７】この発明は、このような従来の現状に鑑
み、アプセット加工におけるマンドレルとダイスの潤滑
状況を最適化することによって、管端のバリ抑制のみな
らず、増肉部長さの不安定、内面の引け疵等の問題を解
決することができる管のアプセット加工方法を提案しよ
うとするものである。
み、アプセット加工におけるマンドレルとダイスの潤滑
状況を最適化することによって、管端のバリ抑制のみな
らず、増肉部長さの不安定、内面の引け疵等の問題を解
決することができる管のアプセット加工方法を提案しよ
うとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明者は、前記従来
技術の問題を解決するため、アプセットモデル実験を行
った結果、以下の知見を得た。 マンドレルの潤滑不足の場合には、増肉部長さが大き
くなるが、管内面の引け疵等が発生し易い。 ダイスの潤滑不足の場合には、逆に増肉部長さが減少
するとともに、管端のバリが多くなる。 マンドレルとダイスの潤滑状況に極端な差を生じた場
合には増肉部長さが不安定となる。
技術の問題を解決するため、アプセットモデル実験を行
った結果、以下の知見を得た。 マンドレルの潤滑不足の場合には、増肉部長さが大き
くなるが、管内面の引け疵等が発生し易い。 ダイスの潤滑不足の場合には、逆に増肉部長さが減少
するとともに、管端のバリが多くなる。 マンドレルとダイスの潤滑状況に極端な差を生じた場
合には増肉部長さが不安定となる。
【０００９】この発明は、以上の知見に基づいて見い出
されたもので、その要旨は、マンドレル・素材間の摩擦
係数を０．２以上０．２５以下に、ダイス・素材間の摩
擦係数を０．２０以下にそれぞれ設定してアプセット加
工を行う方法にある。
されたもので、その要旨は、マンドレル・素材間の摩擦
係数を０．２以上０．２５以下に、ダイス・素材間の摩
擦係数を０．２０以下にそれぞれ設定してアプセット加
工を行う方法にある。
【００１０】
【作用】この発明において、マンドレル・素材間の摩擦
係数を０．２以上０．２５以下に、ダイス・素材間の摩
擦係数を０．２０以下にそれぞれ設定したのは、以下に
示す理由による。供試材として、外径７３ｍｍ、肉厚
５．５１ｍｍ、増肉厚さ比１．５、増肉長さ比（据込量
／素管外径）２．０の素管を用い、潤滑剤および工具温
度を種々変えてＩＵＥ加工を行ない、マンドレルの摩擦
係数と内径増肉部長さの関係と、ダイスの摩擦係数と内
径増肉部長さの関係を実験的に求めた。本実験における
潤滑剤には油性黒鉛と水溶性黒鉛の２種を用い、工具温
度は常温〜３００度の範囲で変えた。摩擦係数は、リン
グ圧縮試験により試験毎に求めた。マンドレルの摩擦係
数と内径増肉部長さの関係を図１に、ダイスの摩擦係数
と内径増肉部長さの関係を図２にそれぞれ示す。図中、
μD はダイスの摩擦係数、μM はマンドレルの摩擦係数
である。
係数を０．２以上０．２５以下に、ダイス・素材間の摩
擦係数を０．２０以下にそれぞれ設定したのは、以下に
示す理由による。供試材として、外径７３ｍｍ、肉厚
５．５１ｍｍ、増肉厚さ比１．５、増肉長さ比（据込量
／素管外径）２．０の素管を用い、潤滑剤および工具温
度を種々変えてＩＵＥ加工を行ない、マンドレルの摩擦
係数と内径増肉部長さの関係と、ダイスの摩擦係数と内
径増肉部長さの関係を実験的に求めた。本実験における
潤滑剤には油性黒鉛と水溶性黒鉛の２種を用い、工具温
度は常温〜３００度の範囲で変えた。摩擦係数は、リン
グ圧縮試験により試験毎に求めた。マンドレルの摩擦係
数と内径増肉部長さの関係を図１に、ダイスの摩擦係数
と内径増肉部長さの関係を図２にそれぞれ示す。図中、
μD はダイスの摩擦係数、μM はマンドレルの摩擦係数
である。
【００１１】図１の結果より、ダイスの摩擦係数を一定
として、マンドレルの摩擦係数を変化させた場合に、マ
ンドレルの摩擦係数が０．２程度以上では、マンドレル
の摩擦係数が増加しても内径増肉部長さはほとんど変化
しないことが判明した。ただし、マンドレルの摩擦係数
が０．２６以上の場合には、加工後のマンドレル引抜き
力が顕著に増大し、内面疵を生じた場合があった。ま
た、図２の結果より、マンドレルの摩擦係数を一定とし
て、ダイスの摩擦係数を変化させた場合には、マンドレ
ルの摩擦係数が０．１ではダイスの摩擦係数の増加と共
に内径増肉部長さが減少し、ダイスの摩擦係数が０．２
程度以上では内径増肉部長さが短くなることが判明し
た。なお、これらの結果は、ＩＵＥ加工の場合である
が、本発明者はＥＵＥタイプ、Ｉ＆ＥＵＥタイプについ
ても同様の実験を行ない、ほぼ同じ結果が得られること
を確認している。
として、マンドレルの摩擦係数を変化させた場合に、マ
ンドレルの摩擦係数が０．２程度以上では、マンドレル
の摩擦係数が増加しても内径増肉部長さはほとんど変化
しないことが判明した。ただし、マンドレルの摩擦係数
が０．２６以上の場合には、加工後のマンドレル引抜き
力が顕著に増大し、内面疵を生じた場合があった。ま
た、図２の結果より、マンドレルの摩擦係数を一定とし
て、ダイスの摩擦係数を変化させた場合には、マンドレ
ルの摩擦係数が０．１ではダイスの摩擦係数の増加と共
に内径増肉部長さが減少し、ダイスの摩擦係数が０．２
程度以上では内径増肉部長さが短くなることが判明し
た。なお、これらの結果は、ＩＵＥ加工の場合である
が、本発明者はＥＵＥタイプ、Ｉ＆ＥＵＥタイプについ
ても同様の実験を行ない、ほぼ同じ結果が得られること
を確認している。
【００１２】したがって、管のアプセット加工において
は、マンドレル・素材間の摩擦係数を０．２以上０．２
５以下に、ダイス・素材間の摩擦係数を０．２０以下に
それぞれ設定することにより、内面疵のない安定したア
プセット加工が可能である。
は、マンドレル・素材間の摩擦係数を０．２以上０．２
５以下に、ダイス・素材間の摩擦係数を０．２０以下に
それぞれ設定することにより、内面疵のない安定したア
プセット加工が可能である。
【００１３】
実施例１ 材質Ｓ４５Ｃ、外径７３ｍｍ、肉厚５．５１ｍｍ、増肉
厚さ比１．５、増肉長さ比（据込量／素管外径）２．０
の素管を用い、マンドレルとダイスの摩擦係数をそれぞ
れ０．２、０．１となる条件でアプセット加工を行なっ
た。その際、マンドレルは工具温度２００℃で油性黒鉛
を、ダイスは工具温度２００℃で水溶性黒鉛を用いた。
このような条件で繰返しアプセット加工実験を行なった
が、すべて目標値（設計値）に近い内径増肉部長さが得
られ、内面疵も皆無であった。
厚さ比１．５、増肉長さ比（据込量／素管外径）２．０
の素管を用い、マンドレルとダイスの摩擦係数をそれぞ
れ０．２、０．１となる条件でアプセット加工を行なっ
た。その際、マンドレルは工具温度２００℃で油性黒鉛
を、ダイスは工具温度２００℃で水溶性黒鉛を用いた。
このような条件で繰返しアプセット加工実験を行なった
が、すべて目標値（設計値）に近い内径増肉部長さが得
られ、内面疵も皆無であった。
【００１４】実施例２ 材質Ｓ４５Ｃ、外径１２７ｍｍ、肉厚９．１９ｍｍ、増
肉厚さ比１．４、増肉長さ比（据込量／素管外径）１．
５７の素管を用い、実施例１と同じ条件で繰返しアプセ
ット加工実験を行なったが、本実施例においてもすべて
目標値（設計値）に近い内径増肉部長さが得られ、内面
疵も皆無であった。
肉厚さ比１．４、増肉長さ比（据込量／素管外径）１．
５７の素管を用い、実施例１と同じ条件で繰返しアプセ
ット加工実験を行なったが、本実施例においてもすべて
目標値（設計値）に近い内径増肉部長さが得られ、内面
疵も皆無であった。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したごとく、この発明方法によ
れば、マンドレルトとダイスの潤滑状況を最適化するこ
とができるので、内面疵を発生させることなく、所定長
さを増肉させることができ、安定したアプセット加工を
行なうことができるという優れた効果を奏する。
れば、マンドレルトとダイスの潤滑状況を最適化するこ
とができるので、内面疵を発生させることなく、所定長
さを増肉させることができ、安定したアプセット加工を
行なうことができるという優れた効果を奏する。
【図１】この発明におけるマンドレルの摩擦係数と内径
増肉部長さの関係を示す図である。
増肉部長さの関係を示す図である。
【図２】同じくダイスの摩擦係数と内径増肉部長さの関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図３】管端のアプセット加工のタイプを示す概略図
で、（Ａ）はＩＵＥタイプ、（Ｂ）はＥＵＥタイプ、
（Ｃ）はＩ＆ＥＵＥタイプをそれぞれ示す。
で、（Ａ）はＩＵＥタイプ、（Ｂ）はＥＵＥタイプ、
（Ｃ）はＩ＆ＥＵＥタイプをそれぞれ示す。
【図４】ＩＵＥタイプのアプセット加工における増肉部
長さとテーパ形状の関係を示す説明図で、（Ａ）は加工
前の形状を示す説明図、（Ｂ）は加工後の形状を示す説
明図である。
長さとテーパ形状の関係を示す説明図で、（Ａ）は加工
前の形状を示す説明図、（Ｂ）は加工後の形状を示す説
明図である。
１ ダイス ２ マンドレル ３ 素管
Claims (1)
- 【請求項１】 管のアプセット加工において、マンドレ
ル・素材間の摩擦係数を０．２以上０．２５以下に、ダ
イス・素材間の摩擦係数を０．２０以下にそれぞれ設定
して行うことを特徴とする管のアプセット加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18628894A JPH0824983A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 管のアプセット加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18628894A JPH0824983A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 管のアプセット加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0824983A true JPH0824983A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=16185693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18628894A Pending JPH0824983A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 管のアプセット加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0824983A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100372627C (zh) * | 2005-06-30 | 2008-03-05 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种钻杆管端内外加厚的制造方法 |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP18628894A patent/JPH0824983A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100372627C (zh) * | 2005-06-30 | 2008-03-05 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种钻杆管端内外加厚的制造方法 |
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