JPS63237387A - 高周波誘導加熱による曲げ加工方法 - Google Patents
高周波誘導加熱による曲げ加工方法Info
- Publication number
- JPS63237387A JPS63237387A JP7230987A JP7230987A JPS63237387A JP S63237387 A JPS63237387 A JP S63237387A JP 7230987 A JP7230987 A JP 7230987A JP 7230987 A JP7230987 A JP 7230987A JP S63237387 A JPS63237387 A JP S63237387A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating
- bending
- temperature
- frequency induction
- workpiece
- Prior art date
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- Pending
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- General Induction Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高周波誘導加熱による曲げ加工方法に係り、特
に金属管等の被加工物を高周波誘導加熱によって熱間曲
げ加工する際の被加熱部の温度を制御する方法に関する
。
に金属管等の被加工物を高周波誘導加熱によって熱間曲
げ加工する際の被加熱部の温度を制御する方法に関する
。
従来、鋼管等の金属管を高周波誘導加熱によって曲げ加
工する際、第６１ （ａ）に示す如く、金属管ｌの外周
面と一定のクリアランスを確保して加熱用コイル２を配
置し、この加熱用コイル２で金属管１を加熱するととも
に、金属管１を軸方向（図面の垂直方向）に送りながら
、金属管１の端部に強制的な曲げを加えて、金属管１を
曲げ加工するようになっている。
工する際、第６１ （ａ）に示す如く、金属管ｌの外周
面と一定のクリアランスを確保して加熱用コイル２を配
置し、この加熱用コイル２で金属管１を加熱するととも
に、金属管１を軸方向（図面の垂直方向）に送りながら
、金属管１の端部に強制的な曲げを加えて、金属管１を
曲げ加工するようになっている。
ところで、曲げ加工時に、第６図（ｂ）の如く。
金属管１が片方に寄って、金属管１と加熱用コイル２と
の間のクリアランスが変化したり、また第７図の如く加
熱幅が変化したりすると、金属管１の被加熱部の温度分
布が不均一になってしまう。
の間のクリアランスが変化したり、また第７図の如く加
熱幅が変化したりすると、金属管１の被加熱部の温度分
布が不均一になってしまう。
このような場合、測温計等により被加熱部の温度を測定
し、測定結果に応じて加熱用コイル２を金Ｒ管１の半径
方向に移動し、被加熱部の温度および温度分布を調整し
ていた。そのため、金属管１と加熱用コイル２との間の
クリアランスおよび被加熱部の加熱幅を絶えず監視し、
その状況に応じて加熱用コイル２の位置を移動させなけ
ればならなかった。
し、測定結果に応じて加熱用コイル２を金Ｒ管１の半径
方向に移動し、被加熱部の温度および温度分布を調整し
ていた。そのため、金属管１と加熱用コイル２との間の
クリアランスおよび被加熱部の加熱幅を絶えず監視し、
その状況に応じて加熱用コイル２の位置を移動させなけ
ればならなかった。
なお、温度分布が不均一であると、曲げ面内の内側（こ
れを腹側といい１曲げ面内の外側を背側という）に形状
不連続部（通常、コブあるいはシワという）が発生した
り、また製品の楕円化あるいは肉厚不均一という不具合
を生じ、良品質のものを維持するためには、前記クリア
ランスおよび加熱幅を適正に確保することは必要不可欠
であった。
れを腹側といい１曲げ面内の外側を背側という）に形状
不連続部（通常、コブあるいはシワという）が発生した
り、また製品の楕円化あるいは肉厚不均一という不具合
を生じ、良品質のものを維持するためには、前記クリア
ランスおよび加熱幅を適正に確保することは必要不可欠
であった。
そこで、金属管１の被加熱部における２以上の相対向す
る個所で取出された電位の差を検出し、クリアランス調
整用モータ等により加熱用コイル２を移動させる方法が
提案されている（例えば、特公昭５５−１０９５６号公
報）。
る個所で取出された電位の差を検出し、クリアランス調
整用モータ等により加熱用コイル２を移動させる方法が
提案されている（例えば、特公昭５５−１０９５６号公
報）。
しかしながら、上記の方法は、被加熱部の実体温度を測
定していないため、再度被加熱部の温度を測定する必要
があった。また、加熱周波数によりクリアランスの温度
に対する影響が異なる現象（周波数が高い程顕著）に対
する対応は不可能であった。さらに、加熱幅の制御およ
びエルボと同等の曲げ半径を有する小半径曲げ加工時よ
く用いる強制温度差付与技術等への適用については配慮
されていなかった。
定していないため、再度被加熱部の温度を測定する必要
があった。また、加熱周波数によりクリアランスの温度
に対する影響が異なる現象（周波数が高い程顕著）に対
する対応は不可能であった。さらに、加熱幅の制御およ
びエルボと同等の曲げ半径を有する小半径曲げ加工時よ
く用いる強制温度差付与技術等への適用については配慮
されていなかった。
本発明の目的は、高周波透導加熱を利用して曲げ加工す
る際、被加熱部の加熱温度および温度分布を曲げ加工に
最適な状況に維持し、良品質の曲げ加工製品が得られる
高周波誘導加熱による曲げ加工方法を提供することであ
る。
る際、被加熱部の加熱温度および温度分布を曲げ加工に
最適な状況に維持し、良品質の曲げ加工製品が得られる
高周波誘導加熱による曲げ加工方法を提供することであ
る。
上記目的を達成すめために、本発明の高周波誘導加熱に
よる曲げ加工方法は、パイプ状の被加工物を高周波誘導
加熱により曲げ加工する際、前記被加工物を加熱する加
熱部を被加工物の半径方向に移動させることによって、
前記被加工物の加熱温度および温度分布を制御する高周
波誘導加熱による曲げ加工方法において、前記被加工物
の曲げ面内の腹側と背側、並びに前記曲げ面内に直交す
る中立軸面内の上側と下側について、温度および加熱幅
を測定するとともに、温度差および加熱幅の差を検出し
、前記温度差に応じて前記加熱部を前記被加工物の半径
方向に移動させ、前記加熱幅の差に応じて前記加熱部を
加熱部の中心を通り前記曲げ面内に垂直な軸回りに回転
させるようにしたものである。
よる曲げ加工方法は、パイプ状の被加工物を高周波誘導
加熱により曲げ加工する際、前記被加工物を加熱する加
熱部を被加工物の半径方向に移動させることによって、
前記被加工物の加熱温度および温度分布を制御する高周
波誘導加熱による曲げ加工方法において、前記被加工物
の曲げ面内の腹側と背側、並びに前記曲げ面内に直交す
る中立軸面内の上側と下側について、温度および加熱幅
を測定するとともに、温度差および加熱幅の差を検出し
、前記温度差に応じて前記加熱部を前記被加工物の半径
方向に移動させ、前記加熱幅の差に応じて前記加熱部を
加熱部の中心を通り前記曲げ面内に垂直な軸回りに回転
させるようにしたものである。
上記方法によれば、曲げ加工時に被加工物と加熱部との
間のクリアランスが変化して一様でなくなった場合、被
加工物の曲げ面内の腹側と背側および中立軸面内の上側
と下側の４箇所の温度を測定し、腹側と背側の温度差お
よび上側と下側の温度差を検出し、それらの温度差の値
に応じて加熱部を被加工物の半径方向に移動させて、加
熱温度を一定にすることができる。
間のクリアランスが変化して一様でなくなった場合、被
加工物の曲げ面内の腹側と背側および中立軸面内の上側
と下側の４箇所の温度を測定し、腹側と背側の温度差お
よび上側と下側の温度差を検出し、それらの温度差の値
に応じて加熱部を被加工物の半径方向に移動させて、加
熱温度を一定にすることができる。
また、曲げ加工により加熱幅が変化した場合、前述した
腹側、背側、上側および下側の４箇所の加熱幅を測定し
、腹側と背側の加熱幅の差および上側と下側の加熱幅の
差を検出し、それらの加熱幅の差に応じて加熱部をその
中心を通って曲げ面内に垂直な軸回りに回動させて、温
度分布を一定にすることができる。
腹側、背側、上側および下側の４箇所の加熱幅を測定し
、腹側と背側の加熱幅の差および上側と下側の加熱幅の
差を検出し、それらの加熱幅の差に応じて加熱部をその
中心を通って曲げ面内に垂直な軸回りに回動させて、温
度分布を一定にすることができる。
以下、本発明の一実施例を図面に従って説明する。
第１図は本発明を実施する場合の装置の一例を示す概略
図、第２図は第１図のカメラの監査方向を示す略図であ
る。図において、１０，１１゜１２．１３は被加熱部の
加熱温度と加熱幅を測定する監査用カメラである。これ
らのカメラ１０゜１１．１２．１３は加熱用コイル２の
Ａ、Ｂ、Ｃ。
図、第２図は第１図のカメラの監査方向を示す略図であ
る。図において、１０，１１゜１２．１３は被加熱部の
加熱温度と加熱幅を測定する監査用カメラである。これ
らのカメラ１０゜１１．１２．１３は加熱用コイル２の
Ａ、Ｂ、Ｃ。
Ｄの４方向から被加熱部の加熱温度あるいは加熱幅の変
化を監視している。ここで、ＡおよびＢは被加熱部の上
側および下側にそれぞれ対応し、またＣおよびＤは腹側
および背側にそれぞれ対応している。、１４はカメラ１
０，１１，１２．１３の各々から送信されてくるデータ
をモニタテレビ１５が画面に色別表示できるよう処理す
るデータ処理ユニットである。１６．１７．１８はデー
タ処理ユニット１４から送られてくるデータをモータ１
９，２０，２１を制御する信号に変換する信号変換装置
であり、モータ１９，２０，２１は加熱用コイル２の移
動と回動を行なう位置決め用のものである。
化を監視している。ここで、ＡおよびＢは被加熱部の上
側および下側にそれぞれ対応し、またＣおよびＤは腹側
および背側にそれぞれ対応している。、１４はカメラ１
０，１１，１２．１３の各々から送信されてくるデータ
をモニタテレビ１５が画面に色別表示できるよう処理す
るデータ処理ユニットである。１６．１７．１８はデー
タ処理ユニット１４から送られてくるデータをモータ１
９，２０，２１を制御する信号に変換する信号変換装置
であり、モータ１９，２０，２１は加熱用コイル２の移
動と回動を行なう位置決め用のものである。
ところで、金属管１の加熱部における加熱用コイル２と
被加熱部とのクリアランスを変化させた時の加熱温度の
変化は、第３図に示すようになる。
被加熱部とのクリアランスを変化させた時の加熱温度の
変化は、第３図に示すようになる。
したがって、相対向する箇所で温度差が発生した場合、
図に示す直線関係に対応して、加熱用コイルを金属管１
の半径方向（実際には上下と左右方向）に移動させて加
熱温度を一定にすることができる。
図に示す直線関係に対応して、加熱用コイルを金属管１
の半径方向（実際には上下と左右方向）に移動させて加
熱温度を一定にすることができる。
また、相対向する箇所で加熱幅の差が発生した場合、そ
の差に対応して加熱用コイル２をその中心を通る鉛直方
向の軸を中心に回動させて温度分布を一様にするこがで
きる。
の差に対応して加熱用コイル２をその中心を通る鉛直方
向の軸を中心に回動させて温度分布を一様にするこがで
きる。
次に本実施例により得られた実験結果を説明する。
曲げ加工中に被加熱部の全屈管外表面上に温度差を生じ
た場合、加熱用コイルを自動的に移動させて被加熱部の
温度を一定にすることにより、曲げ加工部の楕円化率は
、第４図（ａ）に示すように、急激な形状変化のない良
好な形状を有する曲げ管を得ることができた。また肉厚
減少率も、第４図（ｂ）に示すように、均一となってお
り、十分に満足できる結果であった。
た場合、加熱用コイルを自動的に移動させて被加熱部の
温度を一定にすることにより、曲げ加工部の楕円化率は
、第４図（ａ）に示すように、急激な形状変化のない良
好な形状を有する曲げ管を得ることができた。また肉厚
減少率も、第４図（ｂ）に示すように、均一となってお
り、十分に満足できる結果であった。
さらに１本発明の応用技術として、強制的に温度差を一
定にして曲げ加工を行う方法がある。このようにすると
、エルボと同等の曲げ半径を有する小半径曲げ加工の形
状変化が大きく改善される。
定にして曲げ加工を行う方法がある。このようにすると
、エルボと同等の曲げ半径を有する小半径曲げ加工の形
状変化が大きく改善される。
（１）式は、高周波誘導加熱時、加熱用コイルのクリア
ランスが加熱に与える形響を示したものである。
ランスが加熱に与える形響を示したものである。
”／ｚ
η＝ｌ／〈ｌ＋（ρ工／ρ２）・ｂ／ａ−１／Ｗ−ρ／
Ｎ−Ｋｓ２）・・・（］）ここで、η：加熱効率 ａ：パイプ半径 ｂ：パイプ中心からコイルまでの距離 ρ：比抵抗 Ｗ：コイル幅 Ｎ：コイル巻数 Ｋｓｚ：係数（漏れ磁束効果による補正項）すなわち、
ｂ ／ ａが小さい（加熱用コイルと被加熱部のクリア
ランスが小さい）程、加熱効率は良く、パイプの発熱は
大きい。このことを利用してパイプの曲げ加工時、背側
のクリアランスを大きくし、反対に腹側のクリアランス
を小さくすれば、両者の間に温度差が生じ、変形抵抗の
違いにより背側か腹側に比べ変形しにくくなり、形状変
化が改善される。この実験結果を第５図（ａ）および（
ｂ）に示す。図から分かるように、楕円化率および肉厚
変化率共に良好な結果が得られた。
Ｎ−Ｋｓ２）・・・（］）ここで、η：加熱効率 ａ：パイプ半径 ｂ：パイプ中心からコイルまでの距離 ρ：比抵抗 Ｗ：コイル幅 Ｎ：コイル巻数 Ｋｓｚ：係数（漏れ磁束効果による補正項）すなわち、
ｂ ／ ａが小さい（加熱用コイルと被加熱部のクリア
ランスが小さい）程、加熱効率は良く、パイプの発熱は
大きい。このことを利用してパイプの曲げ加工時、背側
のクリアランスを大きくし、反対に腹側のクリアランス
を小さくすれば、両者の間に温度差が生じ、変形抵抗の
違いにより背側か腹側に比べ変形しにくくなり、形状変
化が改善される。この実験結果を第５図（ａ）および（
ｂ）に示す。図から分かるように、楕円化率および肉厚
変化率共に良好な結果が得られた。
以上説明したように１本発明によれば、金属管を高周波
誘導加熱により曲げ加工する場合、被加熱部の状況に応
じて、加熱部の位置制御を自動的に行なうようにしたの
で、曲げ加工部の楕円化率および肉厚減少率が均一とな
り、高品質の曲管を得ることができる。またこのように
１曲げ加工部の楕円化率および肉厚減少率を均一にする
ことにより、曲げ加工部でも応力集中の発生を防ぐとと
もに、曲管として実際に使用されたとき、流体抵抗を小
さく抑えることができる。
誘導加熱により曲げ加工する場合、被加熱部の状況に応
じて、加熱部の位置制御を自動的に行なうようにしたの
で、曲げ加工部の楕円化率および肉厚減少率が均一とな
り、高品質の曲管を得ることができる。またこのように
１曲げ加工部の楕円化率および肉厚減少率を均一にする
ことにより、曲げ加工部でも応力集中の発生を防ぐとと
もに、曲管として実際に使用されたとき、流体抵抗を小
さく抑えることができる。
第１図は本発明を実施する場合の装置の一例を示す概略
図、第２図は第１図のカメラの監視方向を示す略図、第
３図はクリアランスの温度依存性を示す線図、第４図は
本発明による実験結果を示す線図、第５図は本発明を応
用した小曲げ半径加工の実験結果の線図、第６図は加熱
部と加熱用コイルのクリアランスの変化を示すポンチ図
、第７図は加熱幅の変化を示すポンチ図である。 １・・・金属管、２・・・加熱用コイル、１０，１１゜
１２．１３・・・カメラ、１４・・・データ処理ユニッ
ト、１５・・・モニタテレビ、１６，１７，１８・・・
信号変換装置、１９，２０，２１・・・モータ。
図、第２図は第１図のカメラの監視方向を示す略図、第
３図はクリアランスの温度依存性を示す線図、第４図は
本発明による実験結果を示す線図、第５図は本発明を応
用した小曲げ半径加工の実験結果の線図、第６図は加熱
部と加熱用コイルのクリアランスの変化を示すポンチ図
、第７図は加熱幅の変化を示すポンチ図である。 １・・・金属管、２・・・加熱用コイル、１０，１１゜
１２．１３・・・カメラ、１４・・・データ処理ユニッ
ト、１５・・・モニタテレビ、１６，１７，１８・・・
信号変換装置、１９，２０，２１・・・モータ。
Claims (1)
- １、パイプ状の被加工物を高周波誘導加熱により曲げる
際、前記被加工物を加熱する加熱部を被加工物の半径方
向に移動させることによつて、前記被加工物の加熱温度
および温度分布を制御する高周波誘導加熱による曲げ加
工方法において、前記被加工物の曲げ面内の腹側と背側
、並びに前記曲げ面内に直交する中立軸面内の上側と下
側について、温度および加熱幅を測定するとともに、温
度差および加熱幅の差を検出し、前記温度差に応じて前
記加熱部を前記被加工物の半径方向に移動させ、前記加
熱幅の差に応じて前記加熱部を加熱部の中心を通り前記
曲げ面内に垂直な軸回りに回動させることを特徴とする
高周波誘導加熱による曲げ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7230987A JPS63237387A (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 高周波誘導加熱による曲げ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7230987A JPS63237387A (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 高周波誘導加熱による曲げ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63237387A true JPS63237387A (ja) | 1988-10-03 |
Family
ID=13485540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7230987A Pending JPS63237387A (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | 高周波誘導加熱による曲げ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63237387A (ja) |
-
1987
- 1987-03-26 JP JP7230987A patent/JPS63237387A/ja active Pending
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