JP3214339B2 - Metal tube bending method - Google Patents
Metal tube bending methodInfo
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- JP3214339B2 JP3214339B2 JP05049796A JP5049796A JP3214339B2 JP 3214339 B2 JP3214339 B2 JP 3214339B2 JP 05049796 A JP05049796 A JP 05049796A JP 5049796 A JP5049796 A JP 5049796A JP 3214339 B2 JP3214339 B2 JP 3214339B2
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、金属管をＵ字型に
曲げ加工する方法に係わり、さらに詳しくは、金属管を
複数対の支持ロールとクランプで把持して、支持ロール
とクランプのどちらか一方、または双方を所定の半径で
旋回することにより、均一な曲率半径でＵ字状に曲げ加
工する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of bending a metal tube into a U-shape, and more particularly, to a method of holding a metal tube with a plurality of pairs of support rolls and clamps. The present invention relates to a method in which one or both of them are turned at a predetermined radius to bend into a U-shape with a uniform radius of curvature.
【０００２】[0002]
【従来の技術】原子力発電用熱交換器には、Ｕチューブ
と称されるＵ字型の鋼管が用いられる。このＵチューブ
は、通常、管外径が同一で、曲げ部の曲率半径と直管部
の長さの異なる管が所定数単位で使用される。また、そ
のＵチューブは、安全性を確保することが最重要課題の
一つであるので、高寸法精度、特に曲げ部の曲率半径が
可及的に均一であることが要求される。2. Description of the Related Art A U-shaped steel tube called a U tube is used for a heat exchanger for nuclear power generation. In this U-tube, usually, tubes having the same outer diameter and different in the radius of curvature of the bent portion and the length of the straight portion are used in a predetermined number unit. In addition, since ensuring the safety of the U-tube is one of the most important issues, it is required that the dimensional accuracy be as high as possible, and particularly, the radius of curvature of the bent portion be as uniform as possible.
【０００３】上記Ｕチューブのような形状の加工方法は
種々の方法があり、例えば特開昭５１−８６０６１号公
報、特開昭５０−１５７７３公報さらには実開昭５５−
１０３０１４号公報などに示される加工方法や装置が知
られている。There are various methods for processing the shape of the U-tube, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-86061, Japanese Unexamined Patent Publication No. 50-15773, and Japanese Utility Model Laid-Open No. 55-773.
2. Description of the Related Art A processing method and apparatus disclosed in, for example, JP-A-103014 are known.
【０００４】上記特開昭５１−８６０６１号公報に示さ
れている曲げ加工方法は、いわゆるロータリードローベ
ンダーと称させる曲げ加工機を用いる方法である。この
方法は、被加工管材の外径とほぼ同一曲率の半円状の孔
型溝を外周面に形成した円盤状の曲げ金型を駆動回転さ
せることによって被加工管材を曲げ金型の外周面に順次
沿わせて曲げ成形する方法である。The bending method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 51-86061 is a method using a bending machine called a so-called rotary draw bender. According to this method, a pipe-shaped bending die having a semicircular groove having substantially the same curvature as the outer diameter of the pipe to be processed is formed on the outer peripheral surface by driving and rotating the disk to be processed. This is a method in which the sheet is bent and formed in order.
【０００５】この加工方法は、金型を使用するので曲げ
部の加工精度がよいという利点を有する。しかし、曲げ
部の曲率半径が異なる曲げ管に加工する場合、その度に
直径が異なる曲げ金型に取り替える必要がある。そのた
め、曲げ金型を多数保有しておく必要があり、工具原単
位が嵩んで製品コストの上昇を招く。さらに、段取り替
えに長時間を要し、作業能率が悪いという欠点を有して
いる。[0005] This processing method has an advantage that the processing accuracy of the bent portion is good because a mold is used. However, when processing into a bent pipe having a different radius of curvature at the bent portion, it is necessary to replace the bending die with a different diameter each time. Therefore, it is necessary to hold a large number of bending dies, and the tool basic unit increases, resulting in an increase in product cost. Furthermore, there is a drawback that it takes a long time to change the setup and the working efficiency is poor.
【０００６】また、特開昭５０−１５７７３号公報に示
されている方法は、いわゆる高周波ベンダーと称される
曲げ加工機を用いる方法である。この曲げ加工機は、被
加工管材をその軸長方向に移動可能に支持する案内ロー
ル対群、その出側近傍に固定設置された環状の高周波誘
導加熱手段と冷却手段を備え、加熱と冷却を終えた管先
端を把持するためのクランプを設けた旋回アームを具備
している。このクランプは旋回アームにより所定の曲げ
半径で旋回運動するが、旋回アーム上で旋回半径の変更
が可能となっている。The method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-15773 is a method using a bending machine called a so-called high frequency bender. This bending machine is provided with a group of guide rolls for supporting the pipe to be processed movably in the axial direction thereof, an annular high-frequency induction heating means and a cooling means fixedly installed in the vicinity of its exit side, and performs heating and cooling. It has a pivot arm with a clamp for gripping the finished tube tip. The clamp pivots at a predetermined bending radius by the pivot arm, and the pivot radius can be changed on the pivot arm.
【０００７】被加工管材を局部的に加熱、冷却しつつそ
の管端をクランプで把持して旋回アームを旋回すること
によって曲げ成形する。While the pipe to be processed is locally heated and cooled, the end of the pipe is gripped by a clamp, and the pipe is bent by turning a turning arm.
【０００８】したがって、この方法による場合には、旋
回アーム上に旋回半径変更可能に搭載した管材クランプ
の位置を調整することで、曲げ部の曲率半径の異なる曲
げ管を加工することがでる。そのため、曲げ金型を多数
保有する必要がないという利点がある。Therefore, according to this method, a bent pipe having a different radius of curvature of a bent portion can be machined by adjusting the position of a pipe clamp mounted on the swivel arm so that the swivel radius can be changed. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to hold many bending dies.
【０００９】しかし、被加工管材を局部的に加熱、急冷
をおこなって加工する方法であるので、材料表面に酸化
スケールが発生したり、熱歪みが加わる。そのため、曲
げ加工後にこれら酸化スケールや熱歪みを除去する酸洗
処理や後熱処理が必要となる。However, since the pipe material to be processed is processed by locally heating and quenching, oxidized scale is generated on the surface of the material and thermal strain is applied. Therefore, it is necessary to perform pickling treatment and post-heat treatment for removing these oxide scales and thermal distortion after bending.
【００１０】実開昭５５−１０３０１４号公報に開示さ
れているパイプ用アール付け装置は、いわゆる３ロール
ベンダーと称される曲げ加工機である。この加工機によ
る方法は、外周面に被加工管材の外径とほぼ同一曲率の
半円状の孔型溝を形成した二対の受けロールで直状の被
加工管材を載置する。しかる後、受けロール対間の中央
部に対向配置した受けロール同様の押圧ロールを受け、
ロール対間に押し込んで被加工管材を曲げ成形する方法
である。The pipe rounding device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 55-103014 is a bending machine called a so-called three-roll bender. In this method using a processing machine, a straight pipe to be processed is placed by two pairs of receiving rolls having semicircular groove-shaped grooves formed on the outer peripheral surface with a curvature substantially equal to the outer diameter of the pipe to be processed. Thereafter, receiving a pressing roll similar to the receiving roll disposed opposite to the central portion between the receiving roll pair,
This is a method in which a pipe to be processed is bent by being pressed between a pair of rolls.
【００１１】したがって、この方法は、受けロール対の
間隔と押圧ロールの押し込み量を変更することにより、
曲げ部の曲率半径が異なった加工をすることができ、上
記の方法と同様に、曲げ金型を多数保有する必要がない
という利点がある。しかし、この曲げ加工方法は、いわ
ゆる３点支持の押し曲げであるので、曲げ部の曲率半径
が管外径の１０倍というようなＵチューブを曲げ成形す
ると、受けロール間の中央で被加工管材が折れ曲がり易
い。このため、成形後の曲げ部の曲率半径のばらつきが
大きい。また、加工後のスプリングバックした状態での
曲率半径の予測が困難なため、加工前の曲率半径の設定
が困難であり、再現性も乏しい。したがって、この方法
も高寸法精度の要求されるＵチューブの成形には適さな
い。もっとも、上記押圧ロールとして、曲げ部の曲率半
径に応じた大きさの直径を有するロールを用いると、あ
る程度曲率半径のばらつきを小さくすることできる。し
かし、この場合は多くのロールが必要となり、工具原単
位が嵩み製品コストの上昇を招くことになる。[0011] Therefore, in this method, the distance between the pair of receiving rolls and the pushing amount of the pressing roll are changed to
There is an advantage that it is not necessary to have a large number of bending dies, as in the above-described method, since it is possible to perform processing with different radii of curvature at the bent portions. However, since this bending method is a so-called three-point supporting press bending, if a U-tube whose bending radius is 10 times the outer diameter of the tube is bent and formed, the pipe material to be processed is formed at the center between the receiving rolls. Is easy to bend. For this reason, the variation in the radius of curvature of the bent portion after molding is large. In addition, since it is difficult to predict the radius of curvature in a springback state after processing, it is difficult to set the radius of curvature before processing, and the reproducibility is poor. Therefore, this method is not suitable for forming a U-tube which requires high dimensional accuracy. However, if a roll having a diameter corresponding to the radius of curvature of the bent portion is used as the pressing roll, the variation in the radius of curvature can be reduced to some extent. However, in this case, a large number of rolls are required, and the tool basic unit is increased, resulting in an increase in product cost.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、多く
の曲げ金型を用いることなく、曲げ部の曲率半径が種々
異なるＵチューブを、曲げ部全周にわたり均一な曲率半
径で、しかも高能率で得ることのできる冷間曲げ加工方
法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a U-tube having different bending radii of a bent portion without using many bending dies, having a uniform radius of curvature over the entire circumference of the bent portion and having a high radius of curvature. An object of the present invention is to provide a cold bending method which can be obtained with high efficiency.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】発明者らは、多くの曲げ
金型を使用しないで冷間曲げ加工する方法として、クラ
ンプにより金属管の一ヶ所を拘持し、孔型ロールを複数
対備えた駆動可能な金属管支持装置でクランプ直近の金
属管を挟持し、クランプか金属管支持装置のどちらか一
方または双方を、所定の半径で旋回移動させることによ
り、金属管をＵ字状に曲げ加工する方法に着目した。こ
の加工方法で、曲げ部分の曲率半径を均一に加工する方
法について鋭意検討をおこなった結果、下記の知見を得
た。As a method of performing cold bending without using many bending dies, the present inventors have provided a method in which a metal tube is held at one location by a clamp and a plurality of pairs of hole-shaped rolls are provided. The metal tube in the vicinity of the clamp is clamped by the drivable metal tube support device, and one or both of the clamp and the metal tube support device are turned by a predetermined radius to bend the metal tube into a U-shape. We focused on the processing method. As a result of earnestly studying a method for processing the radius of curvature of the bent portion uniformly with this processing method, the following findings were obtained.
【００１４】１）金属管の曲率半径が比較的均一になる
ように曲げるには、クランプ直近の金属管支持ロール対
のロール間に位置している金属管に最大曲げモーメント
が負荷される状態で曲げ加工する必要がある。1) In order to bend the metal tube so that the radius of curvature of the metal tube is relatively uniform, the maximum bending moment is applied to the metal tube located between the rolls of the pair of metal tube support rolls immediately adjacent to the clamp. It is necessary to bend.
【００１５】２）そのためには、曲げ加工開始前に最適
オフセット値となるように金属管支持ロールとクランプ
とを設定して金属管を固定すればよい。2) For this purpose, the metal pipe support roll and the clamp are set so that the optimum offset value is obtained before the bending process is started, and the metal pipe may be fixed.
【００１６】３）しかし、最適オフセット値に設定して
曲げ加工しても金属管の曲率半径が変動する場合がある
が、その場合は曲げ加工中に、孔型ロールの周速比、ま
たはオフセット値を変化させることにより曲率半径の制
御をおこなえばよい。3) However, there is a case where the radius of curvature of the metal tube fluctuates even when the bending is performed with the optimum offset value set. In such a case, the peripheral speed ratio of the hole-shaped roll or the offset is required during the bending. The radius of curvature may be controlled by changing the value.
【００１７】４）最適オフセット値に設定して曲げ加工
を開始し、加工途中に周速比またはオフセット値を制御
して加工しても、曲げ加工開始直後に局部的に曲率半径
が変化する場合があり、その場合は応答性の速いオフセ
ット値を調整して曲率半径を制御をすればよい。4) When the bending is started with the optimum offset value set and the peripheral speed ratio or the offset value is controlled during the processing, the radius of curvature locally changes immediately after the start of the bending. In such a case, the radius of curvature may be controlled by adjusting an offset value having a fast response.
【００１８】本発明はこのような知見に基づきなされた
もので、その要旨は下記のとおりである。The present invention has been made based on such findings, and the gist is as follows.
【００１９】「クランプにより金属管の一ヶ所を拘持
し、回転駆動可能な孔型ロールを複数対備えた金属管支
持装置でクランプ直近の金属管を挟持し、クランプか金
属管支持装置のどちらか一方または双方を、所定の半径
で旋回移動させることにより、金属管をＵ字状に曲げ加
工する方法であって、あらかじめ曲げ加工後の金属管の
曲げ部の曲率半径の変動を調べることにより、曲率半径
の変動が小さくなる最適の下記するオフセット値 （Ｌ
Ｒ）を求めておき、曲げ開始時にクランプ直近の孔型ロ
ールを最適オフセット値となる位置に設定し、かつ下記
式で示す金属管の旋回速度（Ｒ・Ω）に対する孔型ロー
ルの周速度（ｒｅ・ω）の比（ロールの周速比η）を１
以下に設定して曲げ加工することを特徴とする金属管の
冷間曲げ加工方法。 オフセット値（ＬＲ）：金属管支持装置とクランプとで
金属管を固定した曲げ加工前の状態で、旋回中心点を通
り金属管と直交する線と、クランプ直近の孔型ロールの
軸との距離 ロールの周速比η＝ ｒe・ω／Ｒ・Ω ｒe：有効ロール径 ω ：孔型ロール角速度 Ｒ ：旋回半径 Ω ：旋回角速度 および、この曲げ加工方法において、曲げ角度が大きく
なるにしたがい加工部における曲率半径が大きくなる傾
向にある場合は、曲げ加工途中でロールの周速比ηが曲
げ加工開始時に設定した周速度比より除々に小さくなる
ように制御するか、またはオフセット値が除々に大きく
なるように制御し、また曲率半径が小さくなる傾向にあ
る場合は、曲げ加工開始時に設定した周速比よりもロー
ルの周速比が除々に大きくなるように制御するか、また
はオフセット値が除々に小さくなるように制御しながら
曲げ加工することを特徴とする金属管の冷間曲げ加工方
法。さらにこの曲げ加工方法において、曲げ加工開始直
後の曲げ加工で曲率半径が局部的に大きくなる傾向にあ
る場合、曲げ加工開始前にオフセット値を最適オフセッ
ト値よりも大きく設定して曲げ加工を開始するととも
に、金属管の曲率半径が局部的に大きくなる加工域でオ
フセット値を最適オフセット値まで除々に小さくし、ま
た曲率半径が局部的に小さくなる傾向にある場合は、曲
げ加工開始前にオフセット値を最適オフセット値よりも
小さく設定して曲げ加工を開始するとともに、金属管の
曲率半径が局部的に小さくなる加工域でオフセット値を
最適オフセット値まで除々に大きくしながら制御するこ
とを特徴とする金属管の冷間曲げ加工方法。」"A metal tube is held by a clamp, and a metal tube in the vicinity of the clamp is clamped by a metal tube supporting device provided with a plurality of rotatable hole-type rolls. A method of bending a metal tube into a U-shape by turning one or both of them at a predetermined radius, by examining a variation in a radius of curvature of a bent portion of the metal tube after bending in advance. , The optimum offset value (L
R ) is determined, and at the start of bending, the hole-shaped roll in the immediate vicinity of the clamp is set to a position where the optimum offset value is obtained, and the circumferential speed of the hole-shaped roll (R · Ω) is expressed by re · ω ) (roll peripheral speed ratio η) is 1
The metal pipe is characterized by being bent as set below.
Cold bending method. Offset value ( LR ): In a state before bending, in which the metal pipe is fixed by the metal pipe supporting device and the clamp, between a line passing through the turning center point and orthogonal to the metal pipe and the axis of the hole-type roll immediately adjacent to the clamp. Distance Peripheral speed ratio of the roll η = re · ω / R · Ω re: Effective roll diameter ω: Roll-shaped roll angular velocity R: Turning radius Ω: Turning angular velocity And, in this bending method, processing is performed as the bending angle increases. If the radius of curvature in the part tends to be large, control is performed so that the peripheral speed ratio η of the roll gradually becomes smaller than the peripheral speed ratio set at the start of bending, or the offset value is gradually increased during bending. If the radius of curvature tends to be smaller, control is performed so that the peripheral speed ratio of the roll gradually becomes larger than the peripheral speed ratio set at the start of bending, or off. Cold bending method of a metal tube, characterized in that Tsu Doo value is bent while controlling so as to decrease gradually. Further, in this bending method, if the curvature radius tends to be locally large in the bending immediately after the start of the bending, the bending is started by setting the offset value to be larger than the optimum offset before the start of the bending. At the same time, the offset value is gradually reduced to the optimum offset value in the processing region where the radius of curvature of the metal tube is locally increased, and if the radius of curvature tends to be locally reduced, the offset value is required before starting the bending process. Is set to be smaller than the optimum offset value, bending is started, and the control is performed while gradually increasing the offset value to the optimum offset value in a processing region where the radius of curvature of the metal tube is locally reduced. Cold bending method for metal tubes. "
【００２０】オフセット値（ＬR）： 金属管支持装置と
クランプとで金属管を固定した曲げ加工前の状態で、旋
回中心点を通り金属管と直交する線と、クランプ直近の
孔型ロールの軸との距離 ロールの周速比η＝ ｒe・ω／Ｒ・Ω ｒe：有効ロール径 ω ：孔型ロール角速度 Ｒ ：旋回半径 Ω ：旋回角速度 および、この曲げ加工方法において、曲げ角度が大きく
なるにしたがい加工部における曲率半径が大きくなる傾
向にある場合は、曲げ加工途中でロールの周速比ηが曲
げ加工開始時に設定した周速度比より除々に小さくなる
ように制御するか、またはオフセット値が除々に大きく
なるように制御し、また曲率半径が小さくなる傾向にあ
る場合は、曲げ加工開始時に設定した周速比よりもロー
ルの周速比が除々に大きくなるように制御するか、また
はオフセット値が除々に小さくなるように制御しながら
曲げ加工することを特徴とする金属管の曲げ加工方法。
さらにこの曲げ加工方法において、曲げ加工開始直後の
曲げ加工で曲率半径が局部的に大きくなる傾向にある場
合、曲げ加工開始前にオフセット値を最適オフセット値
よりも大きく設定して曲げ加工を開始するとともに、金
属管の曲率半径が局部的に大きくなる加工域でオフセッ
ト値を最適オフセット値まで除々に小さくし、また曲率
半径が局部的に小さくなる傾向にある場合は、曲げ加工
開始前にオフセット値を最適オフセット値よりも小さく
設定して曲げ加工を開始するとともに、金属管の曲率半
径が局部的に小さくなる加工域でオフセット値を最適オ
フセット値まで除々に大きくしながら制御することを特
徴とする金属管の曲げ加工方法。」Offset value (L R ): Before bending, in which the metal tube is fixed by the metal tube supporting device and the clamp, a line passing through the turning center point and orthogonal to the metal tube and a hole-shaped roll immediately adjacent to the clamp. Distance from axis Peripheral speed ratio of roll η = re · ω / R · Ω re: Effective roll diameter ω: Roll-shaped roll angular velocity R: Turning radius Ω: Turning angular velocity And, in this bending method, the bending angle becomes large. If the radius of curvature in the processed portion tends to increase in accordance with the above, control is performed so that the peripheral speed ratio η of the roll gradually becomes smaller than the peripheral speed ratio set at the start of bending, or an offset value during the bending. Is controlled to gradually increase, and if the radius of curvature tends to decrease, control is performed such that the peripheral speed ratio of the roll gradually increases from the peripheral speed ratio set at the start of bending, Alternatively, a bending method of a metal pipe, wherein the bending is performed while controlling the offset value to be gradually reduced.
Further, in this bending method, if the curvature radius tends to be locally large in the bending immediately after the start of the bending, the bending is started by setting the offset value to be larger than the optimum offset before the start of the bending. At the same time, the offset value is gradually reduced to the optimum offset value in the processing region where the radius of curvature of the metal tube is locally increased, and if the radius of curvature tends to be locally reduced, the offset value is required before starting the bending process. Is set to be smaller than the optimum offset value, bending is started, and the control is performed while gradually increasing the offset value to the optimum offset value in a processing region where the radius of curvature of the metal tube is locally reduced. Bending method of metal tube. "
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】図１は本発明の方法に用いる装置
の概略図である。同図（ａ）は、クランプを旋回させる
装置例を、（ｂ）は金属管支持装置を旋回させる装置例
を示す。FIG. 1 is a schematic view of an apparatus used in the method of the present invention. FIG. 1A shows an example of a device for turning a clamp, and FIG. 2B shows an example of a device for turning a metal tube supporting device.
【００２２】図１（ａ）において、加工する直管状の金
属管４を挟持するための回転駆動可能な複数対の孔型ロ
ール群からなる金属管支持装置１と、金属管を拘持する
ためのとクランプ３とを備えており、クランプは旋回ア
ーム５の先端部に固定されている。図中の実線で示す図
は、曲げ加工開始前の状態を示す。このような状態で図
示しないモータにより旋回アーム５を旋回中心軸１０を
軸に旋回させ、点線で示すようにクランプを旋回させな
がら曲げ加工をおこなう。In FIG. 1 (a), a metal tube support device 1 comprising a plurality of pairs of rotatable and rotatable hole-type rolls for holding a straight metal tube 4 to be machined, and a metal tube holding device. And a clamp 3, and the clamp is fixed to the tip of the swing arm 5. The figure shown by the solid line in the figure shows the state before the start of bending. In this state, the turning arm 5 is turned around the turning center axis 10 by a motor (not shown), and bending is performed while turning the clamp as shown by a dotted line.
【００２３】図１（ｂ）は、金属管支持装置を旋回する
点が（ａ）に示した装置と相違しているが両装置とも同
じ曲げ加工ができる。また、金属管支持装置とクランプ
とを同時に旋回軸を同一にして旋回させても同様であ
る。しかし、装置としてはクランプを旋回させる方が簡
単で実用的である。したがって、以下図１（ａ）に示す
装置で説明する。FIG. 1 (b) is different from the device shown in FIG. 1 (a) in that the metal tube supporting device is pivoted, but both devices can perform the same bending. The same applies to the case where the metal pipe supporting device and the clamp are simultaneously turned with the same turning axis. However, it is simpler and more practical to rotate the clamp as an apparatus. Therefore, description will be made below with reference to the apparatus shown in FIG.
【００２４】なお、クランプは金属管を拘持するための
締付け具であればどのようなものでもよいが、チャック
形式が好ましい。The clamp may be any fastener as long as it is a clamp for holding the metal tube, but a chuck type is preferable.
【００２５】本発明者らは、（ａ）に示した構造の装置
を用い種々実験をおこなったところ、オフセット値を０
にして、クランプの旋回速度と金属管支持装置のロール
周速度とを等しくすると（後記する周速比１）、一定の
ばらつきの範囲で比較的安定した曲率半径の曲げ加工が
できることを確認した。しかしながら、目標範囲内の曲
率半径で加工できるものの曲率半径がばらつく場合があ
った。試行錯誤の結果、曲げ加工時に出側ロール対のロ
ール間［図１（ａ）、８参照］で曲げモーメントが最大
となるような状態で曲げ加工すると曲率半径を安定する
ことを見いだした。The present inventors conducted various experiments using the apparatus having the structure shown in FIG.
Then, when the turning speed of the clamp and the peripheral speed of the roll of the metal tube supporting device were made equal (peripheral speed ratio 1 described later), it was confirmed that bending with a relatively stable radius of curvature could be performed within a certain range of variation. However, although processing can be performed with a radius of curvature within the target range, the radius of curvature may vary. As a result of trial and error, it has been found that the bending radius is stabilized when the bending is performed in a state where the bending moment is maximized between the rolls of the delivery-side roll pair (see FIGS. 1A and 8) during the bending.
【００２６】図３は、最大曲げモーメントの作用を説明
するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the maximum bending moment.
【００２７】図３に示すように、最大曲げモーメントの
作用する位置Ｘから出側ロール２までの距離が長いと、
時々刻々変化する金属管円弧部（ロール２とクランプ３
間）の長さの影響が大きくなり、曲率半径を均一にする
のが困難となる。曲げ終了時に最大曲げモーメントが出
側ロール対２のロール間８（以下ロール直下と記す）に
ない場合、図３（ｂ）に示すように最大曲げモーメント
の部位Ｘからローラ直下８まで曲率半径が均一にならず
徐々に大きくなる傾向がある。したがって、最大曲げモ
ーメントの作用する位置はロール直下とするのがよい。As shown in FIG. 3, if the distance from the position X where the maximum bending moment acts to the exit roll 2 is long,
The arc portion of the metal tube (roll 2 and clamp 3
The effect of the length of (interval) increases, making it difficult to make the radius of curvature uniform. When the maximum bending moment is not present between the rolls 8 of the output side roll pair 2 (hereinafter referred to as directly below the roll) at the end of bending, as shown in FIG. There is a tendency for the size to increase gradually without being uniform. Therefore, the position where the maximum bending moment acts is preferably located immediately below the roll.
【００２８】また、楕円率抑制の観点から見ても、ロー
ル直下に最大曲げモーメントがなくてはならない。楕円
率が大きくなる時、ロールの孔型形状を変更して楕円率
を抑制することが考えられるが、最大曲げモーメントが
ロール直下にないとロール形状変更の効果はない。Also, from the viewpoint of suppressing the ellipticity, there must be a maximum bending moment immediately below the roll. When the ellipticity increases, it is conceivable to suppress the ellipticity by changing the hole shape of the roll. However, if the maximum bending moment is not directly below the roll, there is no effect of changing the roll shape.
【００２９】最大曲げモーメントがロール直下に作用す
るようにするためには、曲げ加工開始前の金属管支持ロ
ール対の出側ロールの位置を調節してオフセットさせれ
ばよい。In order for the maximum bending moment to act immediately below the roll, the position of the exit roll of the pair of metal tube support rolls before the start of bending may be adjusted and offset.
【００３０】一定の値以上のオフセット値を設定するこ
とにより、最大曲げモーメントが出側ロール対のロール
間に作用し、出側ロール対のロール間で大部分の曲げ加
工がなされる。By setting an offset value equal to or greater than a predetermined value, the maximum bending moment acts between the rolls of the output roll pair, and most of the bending is performed between the rolls of the output roll pair.
【００３１】なお、上記オフセット値（ＬR） とは、図
１に示すように、金属管支持装置１とクランプ３とで金
属管４を固定した曲げ加工前の状態で、旋回中心点を通
り金属管と直交する線ＡＡとクランプ直近の孔型ロール
２（以下出側ロールと記す）の中心軸Ｂとの距離ＬRを
いう。The offset value (L R ) refers to the offset value (L R ) that passes through the turning center point in a state before the metal pipe 4 is fixed by the metal pipe support device 1 and the clamp 3 before bending. It refers to the distance L R between the line AA orthogonal to the metal tube and the center axis B of the hole type roll 2 (hereinafter referred to as the “outside roll”) in the vicinity of the clamp.
【００３２】図４は、オフセットの効果を説明するため
の図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the effect of the offset.
【００３３】オフセット値が０の場合、金属管４は実線
で示すように曲げ加工されるが、ＬR だけオフセット
（材料の送り方向を＋にとる）させると、出口ロール直
下８の部分で曲げモーメントは最大となり、点線で示す
ような形状で曲げ加工され、曲率半径を小さくすること
ができる。When the offset value is 0, the metal pipe 4 is bent as shown by the solid line. However, when the metal pipe 4 is offset by L R (the feed direction of the material is set to +), the metal pipe 4 is bent at the portion immediately below the exit roll 8. The moment is maximized, and the workpiece is bent in the shape shown by the dotted line, and the radius of curvature can be reduced.
【００３４】しかしながら、オフセット値ＬR を大きく
取りすぎると、曲げ開始部分（クランプ近傍）６での加
工度が増加し曲率半径が小さくなり過ぎる。これは、曲
げ開始時の曲げ部円弧部（出側ロール２とクランプ３
間）の長さが短くなるため出口ロール直下８に過大な曲
げモーメントが発生するためである。したがって、オフ
セット値ＬR には最適値が存在するので最適値は、あら
かじめ実験により求めておく必要がある。However, if the offset value L R is set too large, the working degree at the bending start portion (near the clamp) 6 increases, and the radius of curvature becomes too small. This is because the bending arc at the start of bending (the exit roll 2 and the clamp 3
This is because an excessive bending moment is generated immediately below the exit roll 8 because the length of the intermediate roll becomes short. Therefore, there is an optimum value for the offset value LR, and the optimum value needs to be obtained in advance by an experiment.
【００３５】なお、材料出側ロールだけをオフセットさ
せるのではなく、金属管支持装置全体をオフセットさせ
ても効果は同じである。It should be noted that the same effect can be obtained by offsetting the entire metal tube supporting apparatus instead of offsetting only the material discharge side roll.
【００３６】最適オフセット値のみを曲げ加工開始前に
設定した加工では、曲率半径が少し大きい加工になる
と、曲げ加工が進行するにつれ曲率半径が除々に大きく
なる傾向となる。これを防止するには、金属管の旋回速
度と孔型ロールの周速度との比、すなわち下記するロー
ルの周速比ηを曲げ開始前に１より小さく設定しておく
のがよい。In the processing in which only the optimum offset value is set before the start of the bending, if the radius of curvature is slightly larger, the radius of curvature tends to gradually increase as the bending proceeds. To prevent this, the ratio between the turning speed of the metal tube and the peripheral speed of the hole type roll, that is, the peripheral speed ratio η of the roll described below is preferably set to be smaller than 1 before the start of bending.
【００３７】ロールの周速比η＝ ｒe・ω／Ｒ・Ω ｒe：有効ロール径 ω ：孔型ロール角速度 Ｒ ：旋回半径 Ω ：旋回角速度 旋回半径は、図１で示すＲで、曲げ半径に相当する。ま
た、旋回角速度は図１Ωで示す方向の旋回アームの角速
度である。 図２は、有効ロール径を説明するための図
である。支持ロール２（ロール対のうち一方のロールの
み図示）の孔型で金属管４が支持されており、曲げ加工
が進行するに従って、金属管が移動するとともに、ロー
ル２も回転する。図中孔型の点Ｐにおける半径ｒe がロ
ールの有効径を示す。すなわち、孔型断面での点Ｐなる
位置は、ロール孔型面と金属管との相対すべり速度が０
となる点で、その位置における半径である。したがっ
て、周速比は、孔型ロールの点Ｐの位置における速度比
である。また、ロール周速比は、全孔型ロールの周速比
を示す。Roll peripheral speed ratio η = re · ω / R · Ω re: effective roll diameter ω: roll-shaped angular velocity R: turning radius Ω: turning angular velocity The turning radius is R shown in FIG. Equivalent to. The turning angular velocity is the angular velocity of the turning arm in the direction shown in FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the effective roll diameter. The metal tube 4 is supported in a hole shape of the support roll 2 (only one of the roll pair is shown), and the metal tube moves and the roll 2 rotates as the bending process proceeds. Radius r e of the point P in the drawing caliber indicates the effective diameter of the roll. In other words, the position of the point P in the hole-shaped cross section is such that the relative sliding speed between the roll hole-shaped surface and the metal pipe is 0.
Where is the radius at that position. Therefore, the peripheral speed ratio is a speed ratio at the position of the point P of the hole-shaped roll. The roll peripheral speed ratio indicates the peripheral speed ratio of a full-hole roll.
【００３８】上記したように、曲げ開始前に最適オフセ
ット量と孔型ロール周速比を１に設定して曲げ加工する
と、曲率半径が比較的小さい加工の場合は均一な曲率半
径での加工ができる。しかし、曲率半径が少し大きくな
ると、曲げ加工の進行とともに少しずつ曲率半径が大き
くなる。このような場合には、孔型ロール周速比を１未
満と小さく設定して加工するのがよい。このように、最
適オフセット量と周速比とを曲げ加工中一定に設定する
ことにより安定した曲率半径で加工ができるのは、曲げ
半径Ｒが比較的小さい加工の場合である。すなわち、２
Ｒ／ｄが約７０以下（Ｒは曲げ半径、ｄは管の外径）の
ような場合は、上記方法により均一な曲率半径での加工
が可能である。As described above, when the bending is performed with the optimum offset amount and the hole roll peripheral speed ratio set to 1 before the start of the bending, the processing with a uniform radius of curvature is performed in the case of the processing with a relatively small radius of curvature. it can. However, when the radius of curvature increases slightly, the radius of curvature gradually increases with the progress of bending. In such a case, it is preferable to perform processing by setting the peripheral speed ratio of the grooved roll to a small value of less than 1. As described above, when the optimum offset amount and the peripheral speed ratio are set to be constant during the bending, the processing can be performed with a stable radius of curvature when the bending radius R is relatively small. That is, 2
When R / d is about 70 or less (R is the bending radius, d is the outer diameter of the pipe), processing with a uniform radius of curvature is possible by the above method.
【００３９】しかし、２Ｒ／ｄが７０〜１１０程度と曲
げ半径が大きくなると、最適オフセット値、と周速比
（１未満）とを加工中一定値に設定して曲げ加工をおこ
なっても、曲げ加工の途中から、曲率半径が変動する。
一般的な傾向は、曲げ加工が進行するにつれ曲率半径が
除々に大きくなる。このような場合には、曲げ加工中に
周速比をさらに調整するか、またはオフセット値を調整
することにより、曲率半径を安定化させることができ
る。However, when the bending radius is increased to 2R / d of about 70 to 110, even if the optimum offset value and the peripheral speed ratio (less than 1) are set to constant values during the processing, the bending is performed. The radius of curvature fluctuates during the processing.
The general trend is that the radius of curvature gradually increases as bending proceeds. In such a case, the radius of curvature can be stabilized by further adjusting the peripheral speed ratio during bending or adjusting the offset value.
【００４０】なお、加工中に曲率半径の変化を検知して
ロール周速比やオフセット値を調整してもよいが、あら
かじめ曲げ加工をおこない、どの曲げ角度から曲率半径
が変化し始めるかを求めておき、曲げ加工がその角度に
達したとき、調整するのが簡単である。図６は、ロール
周速比の曲率半径に及ぼす効果を説明するための図であ
る。The roll peripheral speed ratio and the offset value may be adjusted by detecting a change in the radius of curvature during processing. However, bending is performed in advance to determine from which bending angle the radius of curvature starts to change. It is easy to adjust when the bending reaches that angle. FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the roll peripheral speed ratio on the radius of curvature.
【００４１】最適オフセット値に設定して、孔型ロール
周速比が１の状態で曲げ加工すると点線のような曲げ状
態になり、曲げ加工途中で周速度を小さくすると出側ロ
ール直下８で曲げモーメントが最大になり、実線のよう
な曲げ状態となる。すなわち、曲げ加工が進行するにつ
れ曲げモーメント最大部がロール直下８から除々にクラ
ンプ側方向に移動しつつあったのが、周速度を小さくす
ることにより、曲げモーメント最大部がロール直下に戻
り、曲率半径が安定するのである。When bending is performed with the roll-to-roll roll peripheral speed ratio set to 1 at the optimum offset value, a bending state as shown by a dotted line is obtained. The moment is maximized, and the bending state is as shown by the solid line. That is, as the bending process progresses, the maximum bending moment part was gradually moving from immediately below the roll 8 toward the clamp side. However, by reducing the peripheral speed, the maximum bending moment part returned immediately below the roll, and the curvature was reduced. The radius stabilizes.
【００４２】逆に、周速度を大きくすると曲率半径は大
きくなる。また、曲げ加工途中で曲率半径を調整する他
の手段として、オフセット値の調整があり、オフセット
値を大きくすると、曲率半径は小さくなる。Conversely, increasing the peripheral speed increases the radius of curvature. Further, as another means for adjusting the radius of curvature during the bending process, there is adjustment of an offset value. As the offset value is increased, the radius of curvature is reduced.
【００４３】なお、曲げ加工途中で、孔型ロールの周速
比やオフセット量を調整するのは、加工中に曲率半径が
変化する加工域においておこない、加工の進行とともに
除々に変化させる。変化させる増減度合いは、あらかじ
め実験により求めておくものとする。During the bending process, the peripheral speed ratio and the offset amount of the grooved roll are adjusted in a processing area where the radius of curvature changes during the processing, and are gradually changed with the progress of the processing. The degree of increase or decrease to be changed is determined in advance by an experiment.
【００４４】本発明の曲げ方法では、曲げ加工直後の曲
げ角度が小さい加工域で局部的に曲率半径が変化する
が、２Ｒ／ｄ＝７０〜１１０程度の曲げでは、大きくは
変動しない。In the bending method of the present invention, the radius of curvature locally changes in the processing region where the bending angle is small immediately after bending, but does not change significantly when the bending is performed at about 2R / d = 70 to 110.
【００４５】しかし、２Ｒ／ｄが１１０を超えるような
曲率半径が大きい曲げ加工の場合、最適オフセット値と
曲げ加工途中の曲率半径調整により曲げ加工をおこなっ
ても、曲げ加工直後の曲げ角度が約３０度以内の加工域
で曲率半径が局部的に大きく変化する傾向がみられる。
一般的には曲率半径が小さくなる。曲率半径が小さくな
るのは、加工開始前に最適オフセット値に設定しても、
曲率半径の大きい加工では、曲げ開始直後の加工にとっ
てはオフセット値が大きすぎるためである。このような
曲げ加工の場合は、曲げ加工開始時はオフセット値を最
適オフセット値よりも小さく設定しておき、曲げ開始と
ともに、金属管の曲率半径が局部的に大きくなる加工域
でオフセット値を最適オフセット値まで除々に小さく
し、また曲率半径が局部的に小さくなる傾向にあると、
曲げ加工開始前にオフセット値を最適オフセット値より
も小さく設定して曲げ加工を開始するとともに、金属管
の曲率半径が局部的に大きくなる加工域でオフセット値
を最適オフセット値まで除々に大きくしながら制御する
のがよい。However, in the case of bending with a large radius of curvature such that 2R / d exceeds 110, even if bending is performed by adjusting the optimum offset value and the radius of curvature during bending, the bending angle immediately after bending is about There is a tendency that the radius of curvature locally largely changes in a processing area within 30 degrees.
Generally, the radius of curvature is small. The radius of curvature is small because even if it is set to the optimal offset value before starting machining,
This is because, in the processing with a large radius of curvature, the offset value is too large for the processing immediately after the start of bending. In the case of such bending, set the offset value to be smaller than the optimal offset value at the start of bending, and optimize the offset value in the processing area where the radius of curvature of the metal tube locally increases with the start of bending. If it gradually decreases to the offset value, and the radius of curvature tends to decrease locally,
Before starting the bending process, set the offset value smaller than the optimum offset value and start the bending process, and while gradually increasing the offset value to the optimum offset value in the processing area where the radius of curvature of the metal tube locally increases. It is better to control.
【００４６】[0046]
（実施例１）図１（ａ）に示す構成の曲げ加工機を用
い、オーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ ３０４）鋼
管を被加工管として下記条件で曲げ加工をおこなった。(Example 1) Using a bending machine having the structure shown in FIG. 1A, bending was performed under the following conditions using an austenitic stainless steel (SUS 304) steel pipe as a pipe to be processed.
【００４７】ステンレス鋼管の寸法は、外径２２ｍｍ、
肉厚１．２ｍｍ、長さ４０００ｍｍであった。The dimensions of the stainless steel tube are 22 mm in outer diameter,
The wall thickness was 1.2 mm and the length was 4000 mm.
【００４８】孔型ロール周速比 ： １ 孔型ロール有効径 ： ２６．３ｍｍ 孔型ロール角速度 ： １．４０ ｒａｄ／秒 旋回半径（曲げ半径） ： ７１０ｍｍ 旋回角速度 ： ０．０５２ ｒａｄ／秒 曲げ角度 ： ２０３度 オフセット ： ０、１０、２０ｍｍ （金属管支持装置を移動して設定） なお、製品は１８０度に曲がっていればよいが、スプリ
ングバックを見込み２０３度とした。Perforated roll peripheral speed ratio: 1 Perforated roll effective diameter: 26.3 mm Perforated roll angular velocity: 1.40 rad / sec Turning radius (bending radius): 710 mm Rotating angular velocity: 0.052 rad / sec Bending angle : 203 degrees Offset: 0, 10, 20 mm (set by moving the metal tube supporting device) Note that the product may be bent to 180 degrees, but the spring back is assumed to be 203 degrees.
【００４９】旋回半径Ｒと加工後スプリングバックした
成品の曲率半径ＲS との間には、実験式として、 （ＲS／ｄ）＝ａ・（Ｒ／ｄ）2 ＋ｂ・（Ｒ／ｄ）＋ｃ （ａ＝0.00213、ｂ＝1.02、ｃ＝-1.52） が成立した。このような実験式を求めておき、目標成品
曲率半径ＲS に対して旋旋回半径Ｒを決定することが出
来る。As an empirical formula, between the turning radius R and the curvature radius R S of the product spring-backed after processing, the following equation is obtained: (R S / d) = a · (R / d) 2 + b · (R / d) + C (a = 0.00213, b = 1.02, c = -1.52) was established. By obtaining such an empirical formula, the turning radius R can be determined with respect to the target product curvature radius R S.
【００５０】ただし、適正加工条件やＲとＲS の関係
は、材料定数、肉厚等に依存するものであるので、これ
らを考慮して求めておく。However, the proper processing conditions and the relationship between R and R S depend on the material constant, the wall thickness, etc., and are determined in consideration of these.
【００５１】上記条件で曲げ加工をおこない、曲げ加工
後のステンレス鋼管の各曲げ角度における曲率半径ρを
測定した。Bending was performed under the above conditions, and the radius of curvature ρ at each bending angle of the bent stainless steel pipe was measured.
【００５２】図５は、測定結果を示す図で、（ａ）は曲
率半径の変化状態を示し、（ｂ）は曲げ加工後の管の曲
げ角度θを示す図である。同図（ｂ）中の６、７は
（ａ）の曲げ角度０、１８０度に相当する。FIGS. 5A and 5B are graphs showing the measurement results. FIG. 5A shows the state of change in the radius of curvature, and FIG. 5B shows the bending angle θ of the pipe after bending. 6 and 7 in FIG. 6B correspond to the bending angles of 0 and 180 degrees in FIG.
【００５３】図５（ａ）から明かなように、オフセット
値 （ＬR）０の比較例では、曲げ角度が大きくなるにし
たがって曲率半径が除々に小さくなり、曲げ角度約１４
０度から大きくなっている。また、オフセット値
（ＬR）が２０ｍｍの場合、曲げ角度が大きくなるにし
たがい急な勾配で曲率半径が大きくなる。これらに比
べ、オフセット値１０ｍｍの場合は、曲げ角度約６０度
以降は曲率半径が８２０ｍｍで安定しており、上記の条
件の曲げ加工では、最適オフセット値が１０ｍｍである
ことが分かる。As is clear from FIG. 5A, in the comparative example having the offset value (L R ) of 0, as the bending angle increases, the radius of curvature gradually decreases, and the bending angle becomes approximately 14 degrees.
It is larger than 0 degrees. Also, the offset value
When (L R ) is 20 mm, the radius of curvature increases with a steep gradient as the bending angle increases. In comparison, when the offset value is 10 mm, the radius of curvature is stable at 820 mm after the bending angle of about 60 degrees, and it can be seen that the optimum offset value is 10 mm in the bending under the above conditions.
【００５４】しかし、ＬR＝１０ｍｍ の場合が曲率半径
ρ分布は最も安定しているが、やや右上がりの傾向があ
る。これは、曲げ始め（クランプ側）６に近いほどオフ
セットＬR の影響を受け易く、曲げ加工が進むにつれて
オフセットの影響力が小さくなるからである。However, in the case of L R = 10 mm, the radius of curvature ρ distribution is the most stable, but tends to rise slightly to the right. This is because the closer to the beginning of bending (clamp side) 6, the more easily affected by the offset L R , and the less the influence of the offset becomes as the bending proceeds.
【００５５】（実施例２）実施例１におけるオフセット
ＬR が１０ｍｍの条件では、図５に示したように曲率半
径の分布は右上がりとなっている。金属管の用途によっ
てはこれで充分であるが、より安定した曲率半径で曲げ
加工する実施例を以下に示す。(Embodiment 2) When the offset L R in Embodiment 1 is 10 mm, the distribution of the radius of curvature rises to the right as shown in FIG. Although this is sufficient depending on the use of the metal tube, an example in which bending is performed with a more stable radius of curvature will be described below.
【００５６】旋回速度と金属管支持ロールの周速度の比
以外は実施例１と同じ条件とし、オフセット値ＬR を１
０ｍｍで、ロール周速比を１、０．９８５、０．９７０
と変化させて曲げ加工をおこなった。なお、周速比は、
曲げ加工開始から終了の間は一定に固定した。Except for the ratio of the rotation speed to the peripheral speed of the metal tube supporting roll, the conditions were the same as in the first embodiment, and the offset value L R was 1
0 mm, roll peripheral speed ratio is 1, 0.985, 0.970
And bending was performed. The peripheral speed ratio is
From the start to the end of the bending, it was fixed at a constant value.
【００５７】曲げ加工後、ステンレス鋼管の各曲げ角度
における曲率半径ρを測定した。After bending, the radius of curvature ρ at each bending angle of the stainless steel pipe was measured.
【００５８】図７は、測定結果を示す図で、曲げ角度と
曲率半径の関係を示す。同図より明らかなように周速比
ηを０．９５８と小さくした場合、曲率半径８００ｍｍ
で安定している。FIG. 7 is a diagram showing the measurement results, showing the relationship between the bending angle and the radius of curvature. As is clear from the figure, when the peripheral speed ratio η is reduced to 0.958, the radius of curvature is 800 mm.
And stable.
【００５９】最適オフセット値の設定のみにより曲げ加
工した周速比が１の場合に比べ、精度のよい曲げ加工が
実現できる。Bending with higher accuracy can be realized as compared with the case where the peripheral speed ratio obtained by bending only by setting the optimum offset value is 1.
【００６０】周速比が０．９７０の場合、曲げ角度が大
きくなるにつれ曲率半径が小さくなる。したがって、最
適な周速比をあらかじめ求めておくのがよい。When the peripheral speed ratio is 0.970, the radius of curvature decreases as the bending angle increases. Therefore, it is preferable to determine the optimum peripheral speed ratio in advance.
【００６１】このように、最適オフセット値と最適周速
比に固定して加工することにより精度よく曲げ加工がで
きるのは次のような理由による。The reason why the bending can be performed with high accuracy by fixing the work at the optimum offset value and the optimum peripheral speed ratio is as follows.
【００６２】周速比を小さくすると、曲げ開始部分（ク
ランプ側）に近いほど周速比ηの影響は受けにくく、曲
げ角度θに対する曲率半径ρ分布は右下がり（曲げ終了
部に近づくにつれて曲率半径が小さくなる）の傾向とな
る。一方、実施例１での最適条件であるオフセット値Ｌ
R＝１０の場合の曲げ曲率分布は右上がりとなる。When the peripheral speed ratio is reduced, the influence of the peripheral speed ratio η is less likely to be closer to the bending start portion (clamp side), and the distribution of the radius of curvature ρ with respect to the bending angle θ decreases to the right (the radius of curvature becomes closer to the bending end portion). Becomes smaller). On the other hand, the offset value L which is the optimum condition in the first embodiment
The bending curvature distribution when R = 10 rises to the right.
【００６３】したがって、オフセット値ＬR と周速比η
ともに最適化すれば、曲率半径分布が均一な状態とな
る。Therefore, the offset value LR and the peripheral speed ratio η
If both are optimized, the curvature radius distribution becomes uniform.
【００６４】（実施例３）外径２２ｍｍ、肉厚１．２ｍ
ｍ、長さ６０００ｍｍのオーステナイト系ステンレス
（ＳＵＳ ３０４）鋼管を、下記条件で曲げ加工をし
た。(Example 3) Outer diameter 22 mm, wall thickness 1.2 m
An austenitic stainless steel (SUS 304) steel pipe having a length of 6000 mm and a length of 6000 mm was bent under the following conditions.
【００６５】旋回半径（曲げ半径）：１１４５ｍｍ 曲げ角度 ：２２０度 旋回角速度 ：０．０５２ ｒａｄ／秒 最適オフセット値 ：１５ｍｍ 適定周速比η ：０．９８５（加工開始時の設定） （最適オフセット値に設定した後での最適周速比） 周速比低下時の曲げ角度 ：１１０度 （スプリングバック後は９０度に相当） なお、比較のため初期設定周速比のままで、曲げ加工途
中で周速比を変化させない曲げ加工も実施した。Turning radius (bending radius): 1145 mm Bending angle: 220 degrees Swing angular velocity: 0.052 rad / sec Optimal offset value: 15 mm Suitable constant peripheral speed ratio η: 0.985 (setting at the start of machining) (optimal offset) Bending angle when the peripheral speed ratio decreases: 110 degrees (equivalent to 90 degrees after springback) For comparison, the initial set peripheral speed ratio is in the middle of bending. The bending was performed without changing the peripheral speed ratio.
【００６６】曲げ加工後、ステンレス鋼管の各曲げ角度
における曲率半径ρを測定した。After bending, the radius of curvature ρ at each bending angle of the stainless steel pipe was measured.
【００６７】図８、図９はオフセットと周速比の設定状
況と曲率半径の測定結果を示す図で、前者は比較例、後
者は本発明例である。FIGS. 8 and 9 show the setting of the offset and the peripheral speed ratio and the results of the measurement of the radius of curvature. The former is a comparative example, and the latter is an example of the present invention.
【００６８】図８は比較例で、（ａ）は曲げ加工中のオ
フセット値の設定状態を示し、（ｂ）は曲げ加工中の周
速比の設定状態を示す図で、両者とも加工中は一定とし
た。（ｃ）は、加工後の管の曲げ角度と曲率半径との関
係を示す図である。FIGS. 8A and 8B show a comparative example, in which FIG. 8A shows a setting state of an offset value during bending, and FIG. 8B shows a setting state of a peripheral speed ratio during bending. It was fixed. (C) is a figure which shows the relationship between the bending angle of a pipe | tube after processing, and a curvature radius.
【００６９】図８（ｃ）より明らかなように、旋回半径
が１１４５ｍｍと大きい場合には、曲げ開始前に最適オ
フセット値と最適周速比に設定しておいても、加工中の
曲率半径は不安定になる。すなわち、曲げ角度９０度以
降のＡ域において、曲率半径分布が右上がりとなってい
る。これを補正するには、曲げ加工Ａの段階では徐々に
周速比ηを小さくして、ロール直下での加工度を増加さ
せて、曲率半径が大きくなるのを防ぐことができる。As is clear from FIG. 8 (c), when the turning radius is as large as 1145 mm, the radius of curvature during the machining is not changed even if the optimum offset value and the optimum peripheral speed ratio are set before the start of bending. Becomes unstable. That is, the curvature radius distribution rises to the right in the region A after the bending angle of 90 degrees. In order to correct this, in the stage of bending A, the peripheral speed ratio η is gradually reduced to increase the working degree immediately below the roll, thereby preventing the radius of curvature from increasing.
【００７０】図９は、本発明例を示す図であり、（ａ）
は曲げ加工中のオフセットの設定状態を示し、加工中は
一定である。同図（ｂ）は、曲げ加工中の周速比の設定
状態を示し、曲げ角度１１０度から周速比を除々に低下
させた。同図（ｃ）は、このような条件で曲げ加工をお
こなった鋼管の曲率半径の分布図である。図９（ｃ）よ
り明らかなように、曲率半径１４００ｍｍで安定した曲
率半径となっている。FIG. 9 is a diagram showing an example of the present invention.
Indicates the setting state of the offset during the bending, and is constant during the processing. FIG. 6B shows a setting state of the peripheral speed ratio during the bending process, and the peripheral speed ratio is gradually reduced from the bending angle of 110 degrees. FIG. 3C is a distribution diagram of the radius of curvature of the steel pipe subjected to bending under such conditions. As is clear from FIG. 9C, the radius of curvature is stable at a radius of curvature of 1400 mm.
【００７１】（実施例４）実施例３と同じ材質、寸法の
鋼管を、旋回半径を大きくして下記の条件で曲げ加工し
た。Example 4 A steel pipe having the same material and dimensions as in Example 3 was bent under the following conditions with a large turning radius.
【００７２】曲げ角度 ：２３４度 旋回半径（曲げ半径）：１５４０ｍｍ 旋回角速度 ：０．０５２ ｒａｄ／秒 初期オフセット値 ：０（曲げ角度２０度まで除々に大
きした） 最適オフセット値 ：２０ｍｍ（曲げ角度２０度以降） 初期設定周速比η ：１ 周速比低下時の曲げ角度 ：１２０度 オフセット値 ＬR、周速比ηの最適条件は、実施例３と
同様の手順（まず、オフセット値ＬR を最適化し、つぎ
に周速比ηの最適な変化法を見つける）で求めた。Bending angle: 234 degrees Turning radius (bending radius): 1540 mm Turning angular velocity: 0.052 rad / sec Initial offset value: 0 (increased gradually to a bending angle of 20 degrees) Optimal offset value: 20 mm (bending angle: 20) Degree) Initial setting peripheral speed ratio η: 1: Bending angle when peripheral speed ratio decreases: 120 degrees The optimum conditions for the offset value LR and the peripheral speed ratio η are the same as those in the third embodiment (first, the offset value LR). Is optimized, and then the optimum change method of the peripheral speed ratio η is found).
【００７３】なお、比較例として曲げ加工中最適オフセ
ット値を２０ｍｍに一定にした曲げ加工もおこなった。As a comparative example, a bending process in which the optimum offset value during bending was kept constant at 20 mm was also performed.
【００７４】加工後の鋼管の曲率半径の分布状態を測定
した。The distribution of the radius of curvature of the processed steel pipe was measured.
【００７５】図１０は比較例の図で、（ａ）は、曲げ加
工中のオフセットの設定状態を示し、加工中は一定であ
る。同図（ｂ）は曲げ加工中の周速比の設定状態を示
し、曲げ角度１２０度から周速比を除々に低下させてい
る。同図（ｃ）は、このような条件で曲げ加工をおこな
った鋼管の曲率半径の分布図である。図１０（ｃ）より
明らかなように、曲率半径２０００ｍｍ位で安定した曲
率半径となっているが、曲げ開始から曲げ角度３０度ま
での加工段階で曲率半径が局部的にかなり小さくなって
いる。これは、オフセット値ＬR の影響が曲げ開始部で
は大きくなり過ぎるためである。FIG. 10 is a view of a comparative example. FIG. 10A shows a setting state of an offset during bending, which is constant during the bending. FIG. 6B shows a setting state of the peripheral speed ratio during the bending process, and the peripheral speed ratio is gradually reduced from the bending angle of 120 degrees. FIG. 3C is a distribution diagram of the radius of curvature of the steel pipe subjected to bending under such conditions. As is clear from FIG. 10 (c), the radius of curvature is stable at a radius of curvature of about 2000 mm, but the radius of curvature is locally considerably reduced in the processing stage from the start of bending to a bending angle of 30 degrees. This is because the influence of the offset value L R too large bending start portion.
【００７６】図１１は、は本発明例の場合の図で、
（ａ）は、曲げ加工中のオフセットの設定状態を示し、
初期設定は０であるが、曲げ加工開始後曲げ角度３０度
まではオフセット値を除々に増加させた。同図（ｂ）は
曲げ加工中の周速比の設定状態を示し、曲げ角度１２０
度から周速比を除々に低下させている。同図（ｃ）は、
このような条件で曲げ加工をおこなった鋼管の曲率半径
の分布図である。図１１（ｃ）より明らかなように、曲
率半径２０００ｍｍ位で安定した曲率半径となってお
り、曲げ開始から曲げ角度３０度の部分も安定している
ことが分かる。FIG. 11 is a diagram of an example of the present invention.
(A) shows the setting state of the offset during bending,
The initial setting is 0, but the offset value is gradually increased up to a bending angle of 30 degrees after the start of bending. FIG. 8B shows a setting state of the peripheral speed ratio during the bending, and the bending angle 120 is shown.
The peripheral speed ratio is gradually reduced from the degree. FIG.
FIG. 4 is a distribution diagram of a radius of curvature of a steel pipe subjected to bending under such conditions. As is clear from FIG. 11C, the radius of curvature is stable at a radius of curvature of about 2000 mm, and the portion at a bending angle of 30 degrees from the start of bending is also stable.
【００７７】[0077]
【発明の効果】本発明の冷間曲げ加工方法によれば、オ
フセット値ＬＲ、周速比 ηを最適化し、あるいはさら
に曲げ加工中に制御することにより、高精度の曲げ加工
（曲げ角度方向において曲率半径が一定）が可能とな
る。According to the cold bending method of the present invention, the offset value L R and the peripheral speed ratio η are optimized or further controlled during the bending to provide high precision bending (in the bending angle direction). , The curvature radius is constant).
【００７８】また、従来の金型の段取り替えを要した金
型曲げ加工法と比べて、より少ない段取り替えで同レベ
ルの高精度曲げが実現できるようになった。Further, as compared with the conventional die bending method which requires the change of the die, the same level of high precision bending can be realized with less change of the die.
【図１】曲げ加工装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a bending apparatus.
【図２】金属管支持ロールと金属管の接触状況と有効径
の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a contact state and an effective diameter of a metal tube support roll and a metal tube.
【図３】曲げ終了時での最大曲げモーメントの作用を説
明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the action of a maximum bending moment at the end of bending.
【図４】オフセットＬRの曲げ形状に及ぼす影響を説明
する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the effect of an offset L R on a bending shape.
【図５】オフセット値ＬRの曲率半径分布への影響を示
す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an influence of an offset value LR on a curvature radius distribution.
【図６】周速比ηが１より小さいときの曲げ形状を説明
するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a bending shape when a peripheral speed ratio η is smaller than 1.
【図７】周速比ηの曲率半径分布へ及ぼす影響を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing an influence of a peripheral speed ratio η on a radius of curvature distribution.
【図８】比較例の旋回半径１１４５ｍｍでの曲げ加工条
件と曲率半径分布を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing bending processing conditions and a radius of curvature distribution at a turning radius of 1145 mm in a comparative example.
【図９】本発明例の旋回半径１１４５ｍｍでの曲げ加工
条件と曲率半径分布を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing bending processing conditions and a radius of curvature distribution at a turning radius of 1145 mm of the example of the present invention.
【図１０】比較例の旋回半径１５４０ｍｍでの曲げ加工
条件と曲率半径分布図を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a bending processing condition and a radius of curvature distribution diagram at a turning radius of 1540 mm in a comparative example.
【図１１】本発明例の旋回半径１５４０ｍｍでの曲げ加
工条件と曲率半径分布図を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a bending processing condition and a radius of curvature distribution diagram at a turning radius of 1540 mm of the example of the present invention.
１ 金属管支持装置 ２ 出側孔型ロール ３ クランプ ４ 金属管 ５ 旋回アーム ６ 曲げ開始部 ８ 出口ロール直下部 10 旋回中心軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal tube support apparatus 2 Outlet hole type roll 3 Clamp 4 Metal tube 5 Revolving arm 6 Bending start part 8 Immediately below exit roll 10 Revolving center axis
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−105822（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−238351（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21D 7/024 B21D 7/08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-56-105822 (JP, A) JP-A-6-238351 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B21D 7/024 B21D 7/08
Claims (3)
回転駆動可能な孔型ロールを複数対備えた金属管支持装
置でクランプ直近の金属管を挟持し、クランプか金属管
支持装置のどちらか一方または双方を、所定の半径で旋
回移動させることにより、金属管をＵ字状に曲げ加工す
る方法であって、あらかじめ曲げ加工後の金属管の曲げ
部の曲率半径の変動を調べることにより、曲率半径の変
動が小さくなる最適の下記するオフセット値 （ＬＲ）
を求めておき、曲げ開始時にクランプ直近の孔型ロール
を最適オフセット値となる位置に設定し、かつ下記式で
示す金属管の旋回速度（Ｒ・Ω）に対する孔型ロールの
周速度（ｒｅ・ω）の比（ロールの周速比η）を１以下
に設定して曲げ加工することを特徴とする金属管の冷間
曲げ加工方法。 オフセット値（ＬＲ）：金属管支持装置とクランプとで
金属管を固定した曲げ加工前の状態で、旋回中心点を通
り金属管と直交する線と、クランプ直近の孔型ロールの
軸との距離 ロールの周速比η＝ ｒe・ω／Ｒ・Ω ｒe：有効ロール径 ω ：孔型ロール角速度 Ｒ ：旋回半径 Ω ：旋回角速度1. A metal tube is clamped at one position by a clamp,
By clamping the metal tube immediately adjacent to the clamp with a metal tube supporting device having a plurality of pairs of rotatable hole-shaped rolls, and by rotating one or both of the clamp and the metal tube supporting device at a predetermined radius, This is a method of bending a metal tube into a U-shape. By examining the variation in the radius of curvature of the bent portion of the metal tube after bending in advance, the optimum offset value (L R )
The advance determined bending starts to clamp the last grooved roll set to the optimum offset value located at, and the peripheral speed (re · grooved roll for rotation speed of the metal tube shown by the following formula (R · Ω) the ratio (cold <br/> bending method of a metal tube, characterized in that the bending by setting the peripheral speed ratio eta) of the roll to less than one omega). Offset value ( LR ): In a state before bending, in which the metal pipe is fixed by the metal pipe supporting device and the clamp, between a line passing through the turning center point and orthogonal to the metal pipe and the axis of the hole-type roll immediately adjacent to the clamp. Distance Roller peripheral speed ratio η = re · ω / R · Ω re: Effective roll diameter ω: Perforated roll angular velocity R: Turning radius Ω: Turning angular velocity
げ角度が大きくなるにしたがい加工部における曲率半径
が大きくなる傾向にある場合は、曲げ加工途中でロール
の周速比ηが曲げ加工開始時に設定した周速比より除々
に小さくなるように制御するか、またはオフセット値が
除々に大きくなるように制御し、また曲率半径が小さく
なる傾向にある場合は、曲げ加工開始時に設定した周速
比よりもロールの周速比が除々に大きくなるように制御
するか、またはオフセット値が除々に小さくなるように
制御しながら曲げ加工することを特徴とする金属管の冷
間曲げ加工方法。2. In the bending method according to claim 1, if the radius of curvature in the processed portion tends to increase as the bending angle increases, the peripheral speed ratio η of the roll starts bending during the bending. If the peripheral speed is set to be smaller than the set peripheral speed ratio, or if the offset value is gradually increased, and if the radius of curvature tends to be smaller, the peripheral speed set at the start of bending cold metal tube, characterized in that the peripheral speed ratio of the rolls or controlled to increase gradually, or the offset value is bent while controlling so as to decrease gradually than the ratio
During bending method.
げ加工開始直後の曲げ加工で曲率半径が局部的に大きく
なる傾向にある場合、曲げ加工開始前にオフセット値を
最適オフセット値よりも大きく設定して曲げ加工を開始
するとともに、金属管の曲率半径が局部的に大きくなる
加工域でオフセット値を最適オフセット値まで除々に小
さくし、また曲率半径が局部的に小さくなる傾向にある
場合は、曲げ加工開始前にオフセット値を最適オフセッ
ト値よりも小さく設定して曲げ加工を開始するととも
に、金属管の曲率半径が局部的に小さくなる加工域でオ
フセット値を最適オフセット値まで除々に大きくしなが
ら制御することを特徴とする金属管の冷間曲げ加工方
法。3. The bending method according to claim 2, wherein if the radius of curvature tends to be locally large in the bending immediately after the start of the bending, the offset value is set to be larger than the optimum offset before the start of the bending. When setting and starting bending, the offset value is gradually reduced to the optimum offset value in the processing area where the radius of curvature of the metal tube is locally increased, and the radius of curvature tends to be locally reduced. Before starting bending, set the offset value to be smaller than the optimum offset value and start bending, and gradually increase the offset value to the optimum offset value in the processing area where the radius of curvature of the metal tube locally decreases. A cold bending method for a metal tube, characterized in that the method is performed while controlling.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05049796A JP3214339B2 (en) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | Metal tube bending method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP05049796A JP3214339B2 (en) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | Metal tube bending method |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH09239449A JPH09239449A (en) | 1997-09-16 |
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ID=12860585
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1996
- 1996-03-07 JP JP05049796A patent/JP3214339B2/en not_active Expired - Lifetime
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