CN103842109A - 带台阶方管的制造方法 - Google Patents

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Abstract

通过简便的装置和简单的制造工序来以低成本得到外观良好的带台阶方管。在截面为矩形的方管的管端各面上形成与长度方向平行的V槽，使旋转的平辊靠近并按压于形成有该V槽的各面，以对方管（10）的管端进行缩管。方管（10）的管端各面（10a～10d）上的V型槽以如下方式形成：将形成有V字状的凹部的内模具***该方管（10）的管端内侧中，将表面具有V字状的凸部的V字状辊配置于与该凹部相对的位置且为该方管的管端外侧，使该V字状辊在旋转的同时按压于方管（10）的管端各面（10a～10d）。

Description

带台阶方管的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造在管端设有连结用的台阶的方管的方法。
背景技术
用于围栏（日文：フェンス）、栅栏（日文：柵）等的建筑用方管通常以如下方式组装：在成形具有恒定长度的方管构件之后，将该成形后的多个方管构件相互对接，并使用连结构件加以固定。但是，使用连结构件会导致零件件数变多、成本上升。另外，使用连结构件有时会导致外观不良。
因此，为了谋求降低成本，提出如下一种方法：对一个方管的端部进行缩管加工，将该缩管部***到另一个方管的另一个端部（未缩管部）中而将方管构件连结起来（参照专利文献1）。
例如，在专利文献1中，提出如下一种方法：使用模具（日文：ダイス）对圆管的一个端部进行缩管加工，将该缩管部和另一个圆管的另一个端部（未缩管部）连结起来，之后利用辊轧成形（日文：ロール成形）将在连结状态下的上述圆管成形为方管的形状。
专利文献1中的辊轧成形是如下那样的方法：在连结后的圆管的周围设置多段配置有预定尺寸的辊而成的辊轧机，通过使上述辊按压连结后的圆管而使圆管成形为预定尺寸的方管。利用该方法连结起来的方管构件被提供于围栏、栅栏等。
专利文献1：日本特许第3359947号公报
专利文献1提出的方法需要至少包括利用辊轧机制造圆管的工序、在离线状态下对圆管的一个端部进行缩管的工序、将多个圆管连结的工序、以及使该连结后的圆管再次返回辊轧机而使其成形为方管的工序。
通常，在方管的制造中，在利用辊轧机制造圆管之后，通过使圆管连续地通过辊轧而使其成形为方管。也就是说，在采用专利文献1提出的方法时，在利用辊轧机制造圆管之后且在使其成形为方管之前产生要将该圆管向缩管工序输送的作业，这会导致圆管的产品管理工作、工序管理工作增加这样的问题。另外，由于圆管的缩管加工是通过将圆管压入模具的方式进行的，因此需要准备与圆管的外径和缩管尺寸相匹配的模具，从而还存在模具费用增加这样的问题。
发明内容
本发明是为了解决这样的问题点而提出的一种制造带台阶方管的制造方法，其目的在于，提供一种通过简便的装置和简单的制造工序来制造外观良好且低成本的带台阶方管的方法。
本发明的特征在于，在方管的管端的外周面上设置与该方管的长度方向平行的V型槽，使旋转的辊以自外侧朝向内侧的方式靠近并按压设有该V型槽的各面，以对该方管的管端进行缩管。
另外，上述方管的管端的外周面上的V型槽优选的是以如下方式形成。即，将形成有V字状的凹部的内模具配置于该方管的管端内侧，将表面具有V字状的凸部的V字状辊配置于与上述凹部相对的位置且为该方管的管端外侧，使该V字状辊在旋转的同时按压于方管的管端的外周面。
另外，优选以如下方式对方管的管端进行缩管：在维持将旋转的辊以自方管的外侧朝向内侧的方式按压于方管的管端的外周面的状态的同时，使旋转的辊和方管沿方管的长度方向相对移动。
在本发明中，在方管的管端处，在管端各面上预先设置与长度方向平行的V型槽，使旋转的辊以自外侧朝向内侧的方式靠近并按压于管端各面，从而使方管的管端成形有缩管部。通过使用该方法，不需要在使圆管成形为方管之前将圆管输送至缩管工序。另外，在缩管工序中，也不需要准备与管的外径和缩管尺寸相匹配的模具，只要具有二段式辊轧机以及用于使方管旋转和移动的装置即可。由此，不仅能够简化对方管的管端进行缩管的工序，而且还能够获得外观优异的带台阶方管。尤其是，在维护方面，比使用模具有优势。
另外，使形成于方管的管端的缩管部成为与方管的截面形状相对应的形状，从而能够作为良好的连结部来使用。也就是说，仅靠将管端相互***，就能够使多个方管连结，从而能够易于搭设与建筑物之间的配合性良好且外观性、识别性优异的围栏、栅栏等。
附图说明
图1是表示***有内模具的方管的管端和V字状辊的图。
图2是表示在方管的管端形成V型槽的工序的图。
图3是表示在方管的管端形成V型槽的工序的图。
图4是表示对方管的形成有V型槽的管端进行按压的工序的图。
图5是表示对方管的形成有V型槽的管端进行按压的工序的图。
图6是表示对方管的形成有V型槽的管端进行按压的工序的图。
图7是表示在方管的管端形成有缩管部的情形的图。
图8是形成有缩管部的方管的立体图。
具体实施方式
从成形精度优异且低成本方面考虑，本发明者们反复研究了在方管的端部形成缩管部的方法和通过将利用该方法制造的带台阶方管***到另一个方管的端部（没有形成缩管部的端部）中而将两个方管构件连结起来的方法。
另外，当要在矩形截面的方管的管端形成缩管部时，通常，大多以自方管的外侧朝向内侧按压管端的相对的两个面的形态来形成缩管部。但是，按压相对的两个面会使与被按压的两个面相连的两个面（也就是说，没有被按压的两个面）向外侧弯曲，从而使被按压的两个面之间的间隔变窄。并且，若之后按压弯曲了的两个面，则会使最初被按压的两个面向外侧弯曲。因此，缩管后的方管的缩管了的各面弯曲，在将两个方管彼此连结时，难以将缩管后的方管端部***到没有缩管的另一方管的端部中。
因此，在本发明中，在自外侧朝向内侧按压方管的相对的两个面之前，在该方管的外表面设置与该方管的长度方向平行的V型槽。使用图1～图3说明设置V型槽的加工方法。
首先，将在外表面形成有V字状的凹部20a～凹部20d的内模具20***到方管10的管端的内侧（参照图1）。接下来，以隔着方管10与内模具20的凹部20a～凹部20d相对的方式配置具有V字状的凸部35a、35b的V字状辊30a、30b。在图1中，V字状辊30a以使V字状的凸部35a与内模具的凹部20a相对的方式配置。另外，V字状辊30b以使V字状的凸部35b与内模具的凹部20b相对的方式配置。此时，V字状辊30a的旋转中心O1与方管10的长度方向大致正交，并且与所面对的、方管10的外表面10a～外表面10d中的外表面10a大致平行。同样地，V字状辊30b的旋转中心O2与方管10的长度方向大致正交，并且与所面对的、方管10的外表面10a～外表面10d中的外表面10b大致平行。
然后，如图2所示，使V字状辊30a以一边旋转一边靠近并按压于方管10的管端的外表面10a，并且将V字状辊30b以一边旋转一边靠近并按压于方管10的外表面10b。此时，在方管10的管端的外表面10a、10b形成有V型槽，该V型槽沿着配置于该方管10的内侧的内模具20的凹部20a～凹部20d而成。此外，在图2中，为了方便，省略了凹部20a～凹部20d的附图标记（关于凹部20a～凹部20d的附图标记，参照图1）。
之后，使方管10以方管10的长度方向为旋转中心旋转大约90度。然后，如图3所示，同样地，使方管10的还未形成V型槽的外表面10c、10d也形成沿着内模具20的凹部20a～凹部20d而成的V型槽。此外，在图3中，为了方便，省略了凹部20a～凹部20d的附图标记（关于凹部20a～凹部20d的附图标记，参照图1）。
在如图1～图3所示在方管10的管端的外表面10a～外表面10d形成V型槽之后，将内模具20自方管10拔出。然后，如图4～图6所示，将平辊40a、40b分别配置为自两侧（图4～图6的纸面上下方向）夹持方管10。平辊40a、40b并不是像V字状辊30a、30b那样在表面形成有凸部的辊，而是主体部的外径在辊的整个长度方向上大致均匀的辊。在图4中，平辊40a以与方管10的外表面10c相对的方式配置，平辊40b以与方管10的外表面10d相对的方式配置。此时，平辊40a的旋转中心O3与方管10的长度方向大致正交并且与方管10的外表面10c大致平行。同样地，平辊40b的旋转中心O4与方管10的长度方向大致正交并且与方管10的外表面10d大致平行
然后，使平辊40a、40b沿图4的箭头方向移动而将方管10的形成有V型槽的管端自外侧朝向内侧按压。由此，如图5所示，将方管10的没有与平辊40a、40b相对的外表面10a、10b的V型槽压扁，从而能够仅对方管10的长度方向上的、形成有V型槽的管端部分进行缩管加工。之后，如图6所示，使方管10以横穿方管10的长度方向的截面的中心O为旋转的大致中心旋转大约90度，同样地，对于还未进行缩管加工的方管10的外表面10c、10d，使平辊40a、40b沿图6的箭头方向移动而自外侧朝向内侧按压外表面10c、10d。其结果，能够获得图7和图8所示那样的、在管端形成有连结用的带台阶的缩管部的方管10。
如此，通过在方管10的管端的各外表面10a～外表面10d预先形成V型槽，从而方管10在自两侧朝向内侧被按压时以不与平辊40a、40b相对的两个面的V型槽被压扁的方式沿着V型槽变形，因此能够抑制方管10的缩管部的弯曲，进而能够抑制产生容易在缩管部产生的凹凸状的褶皱。其结果，能够获得尺寸精度良好的带台阶方管。
尤其是，在方管10的端部形成缩管部时，在维持利用旋转的平辊40a、40b自两侧按压方管10的状态的同时，使旋转的平辊40a、40b和方管10沿方管10的长度方向相对移动，由此能够进一步抑制产生容易在缩管部产生的凹凸状的褶皱。另外，在该情况下，可以是使平辊40a、40b相对于方管10以自方管10的进行缩管加工的一侧的端部朝向方管10的未进行缩管加工的一侧的方式相对移动，但优选的是使平辊40a、40b以自方管10的未进行缩管加工的一侧朝向方管10的进行缩管加工的一侧的端部的方式相对移动。其原因在于：若使平辊40a、40b以自方管10的未进行缩管加工的一侧朝向方管10的进行缩管加工的一侧的端部的方式相对移动，则因受到按压而压缩了的方管10在塑性流动的作用下自未进行缩管加工的一侧朝向进行缩管加工的一侧移动并且被进行缩管加工。其结果，不仅能够进一步抑制产生容易在缩管部产生的凹凸状的褶皱，而且也能够应对要求更大的缩管量的情况。此外，考虑到方管10的塑性流动，优选的是平辊40a、40b和方管10之间的相对移动方向为克服平辊40a、40b的旋转方向的方向。
此外，对于用于使在方管10的管端形成V型槽时的V字状辊30a、30b移动的部件（按压部件），并不需要特别限定，只要该部件仅具有在方管10上形成预定尺寸的V型槽的能力即可。同样地，对于用于使在对方管10的管端进行缩管加工时的平辊40a、40b移动的部件（按压部件），并不需要特别限定，只要该部件仅具有能够将形成有V型槽的方管10缩管加工成预定尺寸的能力即可。
另外，方管10的管端未必要使用平辊40a、40b来进行缩管加工，只要是至少按压方管10的外表面10a～外表面10d的部分的外径为大致均匀即可。因而，即使在不与方管10的外表面10a～外表面10d接触的部分形成有凸部、凹部，也不会对方管10的管端的缩管加工造成影响。
用于实现本发明的设备结构是二段式轧机，该二段式轧机包括将V字状辊在上下方向上配置而成的预成形辊轧机和将平辊在上下方向上配置而成缩管用辊轧机。在方管10的缩管加工过程中，将内模具***到方管10的一个端部中，在该状态下将方管的管端部***到预成形辊轧机中而利用V字状辊进行按压，从而在方管10的各外表面上形成沿着方管10的长度方向的V型槽。接着，将方管10的形成有V型槽的管端部***到缩管加工用辊轧机中，利用辊进行按压而进行缩管加工。
各个辊轧机的辊以自两侧（在图1～图6中为纸面上下方向）夹持方管10的方式配置，因此，成为以下工序：同时对方管10的相对的两个面进行加工，接着使方管以长度方向为旋转中心旋转并对未加工面进行加工。因此，用于实现本发明的设备结构仅是二段式辊轧机、以及用于使方管10旋转和移动的装置，从而能够抑制设备投资费用。此外，在此说明书中，说明了将V字状辊、平辊配置为自纸面的上下方向夹持方管，但夹持方向并不限定于上下方向。V字状辊、平辊只要能够自两侧夹持方管即可。
实施例
在本发明的缩管加工中，作为方管，使用了边长为45mm且截面为正方形的方管。方管的坯料是板厚为3.2mm且拉伸强度为400MPa的高强度钢板。作为V字状辊，使用了外径为50mm且主体长度为100mm的V字状辊。该V字状辊在辊的主体长度方向中央部具有倾斜角为45度、倾斜部长度为20mm且宽度为28mm的凸部。另外，作为平辊，使用了外径为50mm且主体长度为100mm的平辊。作为内模具，使用了在表面上具有四个深度为5mm且宽度为10mm的V字状凹部的内模具。
首先，利用V型槽形成轧机在方管的各面上形成了V型槽。将内模具***到方管的一个管端中，使用液压缸使以转速为20rpm（revolution per minute）旋转的V字状辊自两侧按压方管的管端，从而形成了深度为5mm、宽度为10mm且全长为100mm的V型槽。在方管的相对的两个面上同时进行V型槽的形成，接着使方管旋转90度旋而使另外两个面也形成V型槽。
接下来，利用缩管用辊轧机，使用液压缸使以转速为20m/min旋转的平辊自两侧按压形成有方管的V型槽的管端的两个面，由此使方管的长度为100mm的区域缩管为边长为38mm。作为比较例，使用与实施例相同的方管和平辊，在没有形成V型槽的情况下将方管放入到缩管用辊轧机中，仅利用平辊的按压和旋转而使长度为100mm的区域缩管为边长为38mm。对上述加工状态进行比较，结果发现：在比较例中，在缩管部的各外表面上产生了凹凸状的褶皱，并产生了不能缩管为预定尺寸的部分，而在实施例中，确保了预定尺寸的平坦部。
附图标记说明
10、方管；20、内模具；30a、30b、V字状辊；35a、35b、凸部；40a、40b、平辊；O1、O2、V字状辊的旋转中心；O3、O4、平辊的旋转中心。

Claims (3)

1.一种带台阶方管的制造方法，其特征在于，
在方管的管端的外周面上设置与该方管的长度方向平行的V型槽，使旋转的辊以自该方管的外侧朝向内侧的方式按压设有该V型槽的各面，以对该方管的管端进行缩管。
2.根据权利要求1所述的带台阶方管的制造方法，其特征在于，
上述方管的管端的外周面上的V型槽以如下方式形成：
将形成有V字状的凹部的内模具配置于该方管的管端内侧，将表面具有V字状的凸部的V字状辊配置于与上述凹部相对的位置且为该方管的管端外侧，使该V字状辊在旋转的同时按压于该方管的管端的外周面。
3.根据权利要求1或2所述的带台阶方管的制造方法，其特征在于，
以如下方式对上述方管的管端进行缩管：
在维持将上述旋转的辊以自上述方管的外侧朝向内侧的方式按压于方管的管端的外周面的状态同时，使上述旋转的辊和上述方管沿上述方管的长度方向相对移动。
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