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JPH0518649B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0518649B2
JPH0518649B2 JP61257681A JP25768186A JPH0518649B2 JP H0518649 B2 JPH0518649 B2 JP H0518649B2 JP 61257681 A JP61257681 A JP 61257681A JP 25768186 A JP25768186 A JP 25768186A JP H0518649 B2 JPH0518649 B2 JP H0518649B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
elbow
die hole
die
outer diameter
product
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61257681A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63112027A (ja
Inventor
Masayasu Kojima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP25768186A priority Critical patent/JPS63112027A/ja
Publication of JPS63112027A publication Critical patent/JPS63112027A/ja
Publication of JPH0518649B2 publication Critical patent/JPH0518649B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は厚肉エルボの製造方法に係る。一般に
配管の曲がり部には第5図に示すごときエルボ1
が使用され、曲り角θによつて45°,90°,180°エ
ルボと呼ばれる。以下90°エルボを例にとつて説
明するが、45°,180°エルボについても同様に適
用され得る。
軸心の曲率半径Rは1.5D,1.0D(Dはエルボの
外径)が一般的で各々ロングエルボ、シヨートエ
ルボと称される。
高圧の配管、あるいは腐食環境が厳しい配管に
は厚肉のエルボが使用される。本発明は特に厚肉
エルボのt/D(tは肉厚)がロングエルボでは
0.17以上、シヨートエルボでは0.25以上のものの
ダイス押抜きによる改良製造方法に関する。
〔従来の技術〕
厚肉エルボの従来の製造方法としてプレス押曲
げ法が一般的である。
第6図は同法の一例を示すもので、曲げは上型
2と回転自在に支持された左右一対の下型3a,
3bで行われる。素管4は同図aに示す如く、下
型3a,3bに設けられた素管と略々同一曲率の
半円断面溝に載置され、中央部を同様の半円断面
溝を有する上型2で押し、同図bに示す如く、製
品が得られる所定の曲げ角度まで曲げる。同図c
は曲げが完了した半成品5を示す。
この加工法の問題点の第1は両管端の形状が不
良となることである。すなわち第6図cに示す如
く両管端部6a,6bが先すぼまり形状となるこ
とで、7a,7bの位置で切り捨てる必要があ
る。
第5図の製品エルボ1の曲げ内側イ,ロを腹
側、曲げ外側ハ,ニを背側と呼ぶことにすると、
腹側の長さが過大となり第6図bに示すように両
管端近傍では腹側材料が左右にせり出した形状と
なる。しかも下型3a,3bと素管の接点での法
線g−hより外側の材料には曲げが作用しない。
これらの理由から両管端部6a,6bに形状不良
が発生するのである。形状不良部の切り捨てを見
込むための素管4の長さ0(第6図a)は製品
エルボの管軸長さの1.5〜1.6倍にとる必要があ
り歩留が悪い。もつとも、あらかじめ第7図の如
く管端を斜め切りした素管を使用すれば切り捨て
管端部6a,6bの重量を減らすことができる
が、素管切断工程が複雑化し、切断能率が低下す
るという問題が生ずる。
問題点の第2は断面周長の減少である。すなわ
ち第6図bにおいて、背側材料がg−g方向に引
張られるために、g−g間で管断面が偏平化し、
周長が減少する現象である。偏平化は第6図cに
示す中央断面a−a′で最も著しい。中立方向の外
径D1は第6図aの上型2の半円断面溝の内径に
一致し、素管外径D0に略々等しい。一方背腹方
向の外径D2はD0よりも小さく、結果として周長
は素管の周長よりも小さくなる。この周長減少を
見込んで、素管外径D0は製品エルボの外径Dの
1.02〜1.06倍にとる必要があり、これも歩留低下
の原因となる。また第6図Cに示す製品エルボの
長さに若干の余長を加えた7a,7bの位置で切
断した後、第8図に示す製品エルボの外郭形状と
同一の内郭形状の湾曲穴を形成する半円断面溝を
有する上下一対の金型8a,8bで真円断面に矯
正する必要がある。
問題点の第3は曲げ外周部の減肉である。
曲げ外周部の減肉は中央断面の背側a′の位置
(第6図c)で最も大きく其の量はR=1.5Dで10
〜15%,R=1.0Dで15〜20%である。従つて最
大減肉部で製品に要求される肉厚を確保するよう
に素管肉厚を設定する必要があり、歩留が低下す
る。また素管の背側のみを厚肉とした所謂、偏肉
管を製作する場合には歩留が低下するばかりでな
く、削り工程が複雑化する問題がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
これらの問題を解消または軽減する他の製造方
法として、ダイス押出し法が特開昭59−156518号
公報により知られている。
これは第9図に示すように湾曲したダイス穴9
に素管10を軸方向に押し込んで曲げ加工を行う
方法である。
この方法の特徴とするところは、ダイス穴9が
2つのゾーン9a,9bからなり、入口側の曲げ
ゾーン9aの始点a−a′から終点b−b′にかけて
内径が漸減し、出口側の仕上げゾーン9bは軸心
曲率R、内径D2が一定につくられていることで
ある。なお、a−a′での内径D1は素管10の外径
D0と略々同一、R,D2は製品エルボの管軸曲率、
外径に等しい。すなわち素管10は縮径されなが
ら曲げ加工を受けることになり、同方向圧縮力に
よつてダイス穴に材料を密着させて腹側の挫屈を
防止し、かつ断面の真円度を確保し、また軸方向
の押出し抵抗によつて材料に軸方向圧縮力が付加
され背側の減肉が抑制される効果もある。
本発明はこのダイス押出し法の改良に係わるも
ので、特に機械加工の容易なダイスの使用を可能
ならしめるものである。
すなわち、ダイス穴に残つた曲げ途中状態の先
行素管を後続素管で押出す場合には、先行素管を
押出すのに必要な力が後続材に伝わる。この力に
よつて後続材が圧縮塑性変形し、外径が増大しよ
うとする場合にはダイス穴内壁と後続材との間で
高い面圧が発生し、その結果としてダイス穴の縮
径がなくても縮径の効果が発現するものと考えら
れる。
詳説すれば、曲げ途中状態の先行材を押出すの
に必要な力は、曲げを付加するに必要な軸力であ
り、曲げ剛性に依存する。後続材の軸方向圧縮塑
性変形に必要な力に比較して相対的に先行材の曲
げ剛性が高まるような状況は管材が厚肉の場合に
現れる筈である。
本発明者はこの点に着目し、厚肉エルボであれ
ば製品と同径の素管を使用し、外見上は全く縮径
を付加することなしに、挫屈や真円度不良を防止
できると考えた。
そこで入口から出口まで製品エルボと同一内径
のダイス穴をもつダイスを用いて縮径なしのダイ
ス押出し実験を試みた結果、第2図に示すよう
に、R=1.5Dではt0/D0≧0.17,R=1.0Dでは
t0/D0≧0.25であれば全く形状不良を生ずること
なしに曲げ加工できることが判明した。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記知見に基づくものであつて、湾曲
成形部をもつダイス穴を有し、その湾曲成形部の
始点から終点までの内径及び軸心曲率が成形目標
製品エルボの外径及び管軸曲率にそれぞれ一致す
るダイスを用い、そのダイス穴に製品エルボの外
径と同一外径のロングエルボの場合は肉厚/外径
0.17以上、シヨートエルボの場合は肉厚/外径
0.25以上の直管を押込ん曲げ加工する厚肉エルボ
の製造方法を要旨とする。
第1図は本発明で使用するダイス12を示す。
ダイス穴13は案内の直線部13cと曲げゾー
ン13aからなり、内径Dは製品エルボの外径と
同一である。また曲げゾーン13aの軸心曲率半
径Rは製品エルボの管軸曲率半径と同一である。
ダイス12は左右対称形の12a,12bに分割
する構造で、各々にダイス穴13を構成する半円
断面の溝が加工される。このダイス穴は全長にわ
たつて同径であるため、機械加工が容易であり、
従来のダイス押出し法ダイス11のダイス穴9の
場合(第9図)よりも製作コストを大巾に低下さ
せることができる。
以下、本発明の方法を工程を追つて説明する。
第3図イに示すようにダイス12のダイス穴直
線部13cに外径Dのダミー材18をセツトし、
ダイス穴13と軸心を一致させてダイス12上に
固定した筒状のガイド15内に素管14を直立さ
せる。ガイド15の内径は外径Dの素管14がか
ろうじて挿入し得る程度とする。
なお、素管14の長さは製品エルボ1個が恰
度採取できる長さに設定すればよく、本発明者の
経験によれば、は製品エルボの管軸長さの1.3
〜1.4倍で十分である。
上方より、図示しない加圧装置によりポンチ1
6を降下させ、ダミー材16と素管14をダイス
穴曲げゾーン13aに押し込む、第3図ロは第1
回の押込みが完了した状態を示す。
ダミー材18を使用するのは、ダミー材18の
押込み抵抗によつて素管14に軸圧縮力を作用さ
せ、曲げ半成品14′の外面をダイス穴内面にな
じませて真円度を確保するのが目的である。なお
ダミー材18を使用しない場合には、曲げ半成品
14′の先端部が曲げ後のダミー材18′のように
変形してしまい、切捨てによる歩留低下が大とな
る。ダミー材18の長さSは、本発明者の経験に
よれば素管外径Dと同等程度で十分である。
曲げ半成品14′の後端側には直線部分を残し
てあるが、これは次の素管の押し込み加工に際し
て、押出し抵抗を発生させるためである。従つて
曲げ半成品14′の直線部長さはダミー材18の
長さと同程度とすればよい。
素管の肉厚と外径の比t0/D0が小さい場合には
第4図イに示すように、管端に折れ込みを生じ、
軸圧縮力が効果的に作用しない。その結果として
同図ロに示すような腹側の挫屈や断面の真円度不
良を生じてしまう。前述したようにt0/D0がロン
グエルボでは0.17以上、シヨートエルボでは0.25
以上であれば、このような問題は生じない。ま
た、この条件下では、軸圧縮の効果によつて、背
側の減肉も抑制される。減肉抑制効果はt0/D0
大きい程著しいが、ロングエルボに対してt0/D0
=0.17、シヨートエルボに対してt0/D0=0.25で
減肉はせいぜい5%程度であるから、製品エルボ
での呼称肉厚の素管であれば問題はない。
第3図ハは、ポンチ16を上昇させ、次の素管
17を曲げ半成品14′の上にセツトした状態を
示す。
再びポンチ16を降下し、第3図ニに示すよう
に、曲げ半成品14′の直線部にも曲げ加工を加
えて曲げ完了品14″を押し出すと同時に次の曲
げ半成品17′を得る。
以後は素管のセツトと押し込みを繰り返すこと
により、次々と曲げ完了品を得ることができる。
最終素管は、ポント16の先端をダイス穴曲げ
ゾーン13aの入口a−a′の位置まで押し込むこ
とによつて全長にわたつて曲げ加工を施し、ダイ
ス12を分割して最終の曲げ完了品を取り出せば
よい。
なお、本発明に係るダイス12は、ダイス穴軸
心を含む面(第1図に示すC−C′)で分割可能と
なつている。
本発明の方法では真円断面の曲げ完了品14″
が得られるので、前述した従来のプレス押曲げ法
の如き矯正工程は全く必要としない。従つて曲げ
加工の能率も大巾に向上する。
曲げ加工品14″は両管端の余長部を切り落と
した後、必要に応じて熱処理を行い、スケール除
去の後、両管端にベベル加工が施されて製品とな
る。
なお、このダイス押出し法は冷間で行うのが好
ましい。熱間で実施すると、第3図ロの段階で曲
げ半成品14′の熱がダイス12に奪われ、第3
図ハの段階において高温の素管17で低温の曲げ
半成品14′を押出すことになり、素管17の先
端が変形してしまうからである。
〔実施例〕
外径φ34mm、呼称肉厚9.1mm、長さ50mmの炭素
鋼、90°シヨートエルボを従来のプレス押曲げ法
で製造する場合、外径φ37mm、肉厚11mm、長さ90
mmの素管を要し、熱間プレス押曲げと型入れの2
工程を要していた。
これに対して本発明の方法では外径φ34mm、肉
厚9.1mm、長さ80mmの素管の冷間加工1工程で曲
げを完了し、最も薄い背部中央の肉厚は8.8mmで、
減肉3.3%に過ぎず、素管重量を約30%軽減する
ことができた。また成形加工の能率は約6倍に向
上した。
次にφ60.5mm呼称肉厚11.1mmの炭素鋼90°ロング
エルボを従来のプレス押曲げ法で製造する場合、
外径φ66.5mm、肉厚12.5mm、長さ180mmの素管を要
し、熱間プレス押曲げと型入れの2工程を要して
いた。これに対して本発明の方法では外径φ60.5
mm、肉厚11.1mm、長さ160mmの素管の冷間加工1
工程で曲げを完了し、最も薄い背部中央の肉厚は
10.7mmで、減肉は3.6%に過ぎず、素管重量を約
28%軽減することができた。また成形加工の能率
は約6倍に向上した。
〔発明の効果〕
本発明の方法は従来のプレス押曲げ法と較べた
場合、厚肉エルボの加工に当つて素材を著しく節
約して歩留が向上し、かつ矯正の型入れ工程を必
要としないので極めて高能率に成形でき、また従
来のダイス押抜き法と較べても、素管が製品エル
ボと同一径で長さも略同長でよく、用いる押出し
ダイス穴加工が極めて容易である等、優れた効果
を有する方法である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いる押抜きダイスの説明
図。第2図は本発明に用いる押抜きダイスに於け
るt0/D0と偏平度との関係図。第3図は本発明方
法の工程説明図。第4図はダイス押抜きに於ける
挫屈の状態の説明図。第5図は90°ロングエルボ
の図。第6図はプレス押曲げ法の工程説明図。第
7図は管端を斜断した素管の図。第8図は矯正金
型の斜視図。第9図は従来の押抜きダイスの説明
図である。 1……エルボ、2……上型、3a,3b……下
型、4,10,14,17……素管、5……半成
品、6a,6b……管端部、8a,8b……金
型、9,13……ダイス穴、11,12……ダイ
ス、15……ガイド、16……ポンチ、18……
ダミー材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 湾曲成形部をもつダイス穴を有し、その湾曲
    成形部の始点から終点までの内径及び軸心曲率が
    成形目標製品エルボの外径及び管軸曲率にそれぞ
    れ一致するダイスを用い、そのダイス穴に製品エ
    ルボの外径と同一外径でロングエルボの場合は肉
    厚/外径0.17以上、シヨートエルボの場合は肉
    厚/外径0.25以上の直管を押込んで曲げを行うこ
    とを特徴とする厚肉エルボの製造方法。 2 始点から終点までの内径及び軸心曲率が成形
    目標製品エルボの外径及び管軸曲率にそれぞれ一
    致する湾曲成形部のダイス穴と、その挿入側に上
    記湾曲成形部と同一内径で、製品エルボの外径以
    上の長さの直線部分のダイス穴を備え、ダイス穴
    の軸心を含む面で分割可能な厚肉エルボ押出し成
    形用ダイス。 3 直管を押込むにあたり最初、ダイス穴の直線
    部分にダミー材を挿入し、その後方に直管を後続
    させて押出し、当該押出材の後部を前記直線部分
    のダイス穴内に残留させ、これに第二の直管を接
    続させて押出すことを特徴とする特許請求の範囲
    1に記載の厚肉エルボの製造方法。
JP25768186A 1986-10-29 1986-10-29 厚肉エルボの製造方法 Granted JPS63112027A (ja)

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JPS63112027A JPS63112027A (ja) 1988-05-17
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7596913B2 (en) 2005-05-11 2009-10-06 J. G. Starew Innovative Solutions, L.L.C Multi-passage guide system
US7635009B1 (en) 2008-06-25 2009-12-22 J. G. Starew Innovative Solutions, L.L.C. Unified conduit array

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JPS4939789U (ja) * 1972-07-10 1974-04-08
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