JPS582727B2 - 金属管の曲げ加工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属管の曲げ加工法に関するものである。

金属管の曲げ加工法として従来よく知られている方法に
高周波誘導加熱により該管を加熱しながら曲げ加工する
方法がある。

この方法は、金属管を高周波誘導加熱により環状に局部
的に塑性変形可能混度に加熱し、該加熱部を管の長手方
向に相対的に移動させながら該加熱部に曲げモーメント
を付与し、その直後に冷却する操作を行い、該管をその
加熱領域に於て連続的に塑性変形させる方法であって、
一般に第１図に示すような装置により実施されている。

即ち、第１図に於て、１は曲げ加工すべき金属管、２，
２、３，３はそれぞれに対になった案内ロール、４はロ
ール３，３に近接させて配設した環状の高周波誘導子で
冷却水噴出ノズルを一体に設けてあるものであり、５は
金属管１の曲げ半径Ｒの中心点として回動するようにし
たアーム、６は該アーム上に設けられ、金属管１の曲げ
端部を把持するクランプ、７は金属管１の後端部を支持
するテールストックで、以上１〜７により高周波管曲げ
装置の一例が構成される。

而して、前記装置は、金属管１を案内ロール２，２間及
び同３，３間に通し誘導子４を通してその曲げ端部をク
ランプ６により誘緊締把持し、適宜の手段により金属管
１を連続的且つ直進的に推進移動させながら誘導子４に
より環状に局部加熱し、その加熱の直後、誘導子４に一
体に設けた冷却水噴出ノズルから冷却水８を噴出して、
前記加熱部を所定の温度に冷却する操作を行い、アーム
５の回転案内により金属管１に曲げモーメントを付与し
つつ該管１をその加熱領域に於て連続的に塑性変形させ
て曲げ加工するものであって、この装置により金属管１
を曲げ加工する従来の方法によれば、能率よく然もかな
り高精度に金属管１を曲げ加工することができるが、管
１の曲げ外側Ｔ即ち曲げに際して引張られる側の管壁の
肉厚が減少する所謂減肉現象が起り、減肉部は当然強度
が低下するので、減肉の大きい場合には、折角曲げ加工
しても使用に耐え得なくなる。

そのため、前記方法における減肉を防止する方法として
、金属管１に圧縮力を加える方法や加熱時に管１の曲げ
外側Ｔと曲げ内側Ｃとの間に単に混度差をつけて加工す
る方法などが提案されているが、前者は装置が大がかり
になるばかりでなく、前記装置に比し強度を著しく大き
くしなければならないので、設備費が高くつき加工コス
トも高くなるという難点があるし、一方、後者は減肉を
防止することはできるが、その反面、偏平現象が大きく
表われるという難点がある。

本発明の発明者等は上記のような従来技術に鑑み、比較
的簡単な方法で減肉を防止でき、併せて偏平をも防止で
きる金属管の曲げ加工法について鋭意研究の結果、前記
装置による曲げ加工においては曲げ外側に必ず減肉現象
が起るが、加熱時に曲げ外側における伸縮しない個所の
近傍の特定帯域を特定温度に冷却すれば、冷却された部
分は他の部分よりも引張強度が極めて大きいので、減肉
を防止でき、然も偏平防止効果をも生じることを知得し
た。

即ち、第２図において、曲げ加工すべき金属管１の肉厚
中心半径をｒ、金属管１の曲げ半径をＲ、曲げ加工を行
なった際の管１の曲げ外側Ｔにおいて伸び縮み零となる
個所の垂直軸からの距離をａ曲げ最外側部の減肉率をα
とすれば、 となり、この式から、 ａ＝ｒ（１−ｃｔ） ｃｔＲ となる。

従って、要求される減肉率からａを算出し、この部分が
伸縮のないようにすれば、減肉率は要求値に納まること
となる。

事実、加熱時に管１の中心軸を含み且つ曲げ平面に垂直
な面から距離ａ離れた部分の近傍の帯域を冷却すれば、
冷却帯域の引張強度が大きくなるため当該部分の伸縮は
相対的に小さくなり、管１を推進させる力と相俟って前
記冷却帯域の曲げ外側ＴのＡ−Ａ間が概ね引張域、曲げ
内側ＣのＡ−Ａ間が概ね圧縮域となり、曲げ外側Ｔの減
肉を防止でき、また、図示のようにＡ−Ａ帯域に矢印で
示すように管の壁面に対して垂直方向の余力が動き偏平
をも防止できるのであり、前記帯域Ａ，Ａが図示のそれ
より若干ずれても上記と同等の効果特に偏平防止効果が
得られることを知得した。

本発明は上記のような研究の結果なされたもので、その
構成は、曲げ加工すべき金属管を高周波誘導加熱により
環状に局部的に塑性変形可能温度に加熱し、該加熱部を
管の長手方向に相対的に推進させながら該加熱部に曲げ
モーメントを付与し、その直後に冷却する操作を行い、
該管をその加熱領域に於て連続的に塑性変形させる金属
管の曲げ加工法に於て、前記の加熱時に金属管の曲げ加
工すべき部分の最外側の位置から周方向両側の適宜距離
離れた適宜幅の帯域のみを冷却し当該部分の伸縮を抑制
することを特徴とするものである。

而して、本発明は例示した第１図の装置に第３図に示す
ような装置を付加すれば、容易に実施できる。

即ち、第３図に於て、１１は第１図装置の機粋に装着し
た取附板、１２は該取附板１１の上下に支持子１３を介
して取附けた冷却流体の導管、１４は該導Ｗ１２の先端
部に設けたノズルで、ノズル１４，１４０先端は金属管
１の加熱領域における最外側の位置から周方向両側の適
宜距離離れた適宜幅の帯域Ａ、Ａに向けられており、導
管１２．１２には、ストレーナ１５、圧力調整弁１６、
流量調整弁１１、分岐管１８から弁１９，１９、流量計
２０ ．２０を経て冷却流体が送られ、ノズル１４，１
４から帯域ＡｔＡに冷却流体を噴射するようになってい
るが、導管１２，１２の取附位置を変えられるように支
持子１３を取附けるためのボルト孔２１を列設し、金属
管１の大きさに適した位置に導管１２，１２を配置させ
るようにするものとする。

また、ノズル１４，１４は上記のように取附板１１を用
いることなく、ノズル１４，１４を帯域Ａ ，Ａに向け
て導管１２，１２を誘導子４に取附けるようにしてもよ
い。

更に、冷却流体に水を用いると、それが飛散して帯域Ａ
，Ａ以外の個所まだ冷却してしまうおそれのある場合は
、それを防止しなければならない。

このような場合はエアカーテンを形成できる適宜の水切
り用治具を用いて、水の量と空気の量を調整しながら冷
却するようにすればよい。

尚、本発明の実施に際しては、金属管の材質により帯域
Ａ、Ａの幅を加減し、加熱部との温度差を加減するもの
とする。

本発明は上述の通りであって、従来公知の金属管の曲げ
加工に於て、加熱時に金属管の曲げ加工すべき部分の最
外側の位置から周方向両側の適宜距離離れた適宜幅の帯
域を冷却しながら加熱することにより、前記帯域の引張
り強度を加熱部分のそれより大きく維持しながら曲げ加
工するから、金属管の曲げ外側における減肉を防止でき
るばかりでなく、前記帯域に管の壁面に対し垂直方向の
分力が作用する結果、偏平現象の起るのを防止すること
もでき、また、鋼管の場合は４００℃以下では変形抵抗
が高温部に比べ安定し変らないので、前記帯域を一定に
して幅を狭くし冷却温度を大幅に下げる方法を採用する
ことができるから、作業が安定し、然もその再現性も良
好である。

而して、本発明方法による曲げ加工実績を従来方法と圧
縮力を加える方法の曲げ加工実績と比較すれば、次表の
通りである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の金属管の曲げ加工装置の平面図、第２図
は本発明方法に於て、金属管の加熱時に冷却すべき個所
を示す図、第３図は第１図の装置を用いて本発明を実施
する際の一例の正面図、第４図は同平面図である。 １・・・・・・金属管、２，２，３，３・・・・・・案
内ロール、４・・・・・・高周波誘導子、５・・・・・
・アーム、６・・・・・・クランプ、７・・・・・・テ
ールストック、１１・・・・・・取附板、１２・・・・
・・冷却流体の導管、１４・・・・・・ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 曲げ加工すべき金属管を高周波誘導加熱により環状
   に局部的に塑性変形可能混度に加熱し、該加熱部を管の
   長手方向に相対的に推進させながら該加熱部に曲げモー
   メントを付与し、その直後に冷却する操作を行い、該管
   をその加熱領域に於て連続的に塑性変形させる金属管の
   曲げ加工法に於て、前記の加熱時に金属管の曲げ加工す
   べき部分の最外側の位置から周方向両側の適宜距離離れ
   た適宜幅の帯域のみを冷却し当該部分の伸長を抑制する
   ことを特徴とする金属管の曲げ加工法。 ２ 冷却すべき帯域に、曲げ加工時に管の曲げ外側にお
   いて伸縮しない個所を含ませる特許請求の範囲第１項に
   記載の曲げ加工法。