JP4065207B2

JP4065207B2 - Roll forming apparatus and roll forming method

Info

Publication number: JP4065207B2
Application number: JP2003034609A
Authority: JP
Inventors: 裕幸三武; 弘福地; 清嗣卯田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-02-13
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2023-02-13
Also published as: JP2004243357A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工材のロール曲げによるパイプ製造に関し、特に小径で両端の径の大きさが異なる異径の長尺のパイプ製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、パイプの製造は、電縫溶接により連続的に製造する方式と、ロール曲げ加工によるベンディングロール装置により製造するものがある。前者は大量生産に向いているが、製造設備が大掛かりで高価であり、後者は、製造設備は安価であるが、大量生産には向いていない。また、両端の径の大きさが異なる異径の長尺のパイプは、電縫溶接により連続的に製造できないため、ベンディングロール装置により製造することが一般的である。
そして、この製造技術としては、円錐台形の芯ロールにベンディングロールを押し付けて曲げ加工する形式と円錐台形の芯ロールを平板に押し付けて曲げ加工する形式が考えられる。
円錐台形の芯ロールは、両端の径が異なり位置によって周速が変化するため、ベンディングロールを用いる場合は芯ロールとほぼ同じの大きさの円錐台形とする必要があり、製造するパイプの形状によって芯ロールだけではなく、ベンディングロールも交換する必要があった。このような円錐台形の芯ロールの形状による周速の変化に対応する方法として、特許文献１に、円筒形のロールを軸方向に分割し、多数の独立したリングとし、小径側のリングに制動部材を設け、テーパーのある形状のパイプを製造する方法が開示されている。
また、芯ロールを平板に押し付けて曲げ加工する形式として、特許文献２には、円錐台形の芯ロールに全方向に摺動自在としたゴム平板を押し付けて、曲げ加工を行う方法が開示されている。しかし、これは芯ロールに平板に押し付けるだけの曲げ加工であるため、十分な曲げとならず、端部が開いた状態となる。そのため、曲げ加工後、溶接時に端部を突き合わせるように比較的大きな力を加える必要がある。
【０００３】
従来の円錐台形の芯ロールを用いて、ロール成形を行い、パイプを製造する装置では、薄手のパイプの成形は容易であるが、芯ロールが軸方向に撓む。そのため長尺のパイプを製造するには、芯ロールの中央部においてロールの撓み量が大きくなり、この部分のロール押し込み量が小さくなる。従って、パイプ状に被加工材を成形した場合、図１１に示すように、製品パイプの長手方向の中央部に隙間が生じた樽状になる。これは長尺のパイプの成形時に特に顕著になり、例えば鋼材を用いて鋼管を製造する場合、鋼管の径の約１０倍以上の長尺の鋼管の成形は困難であった。
このような樽状の変形を防止する方法として、特許文献３に開示されたベンディングロールを始めとして、芯ロールにクラウンを設ける方法や、ベンディングロールにバックアップロールを設けて故意に幅方向に撓ませ、芯ロールとベンディングロールの間隔を一定に保つ方法等があった。
ところが、従来の芯ロールにクラウンを設けることや、ベンディングロールにバックアップロールを設けて故意に幅方向に撓ませ、芯ロールとベンディングロールの間隔を一定に保つようにして、上記樽状の変形の解消を図ろうとしても、被加工物である小径長尺のパイプを成形する場合には、芯ロールの拘束がなければ撓みが大きくなりすぎ、上記技術では十分補償できない。例えば、厚さ１ｍｍで引張強さ６００ＭＰａの鋼板を、小径側の直径６０ｍｍ、大径側の直径９０ｍｍ、長さ１５００ｍｍの長尺のコニカルパイプに成形する際には、芯ロールの最小径は、直径５０ｍｍ程度となり、このような場合には、従来のロール曲げによる成形端部のねじれやふくらみが生じ成形が困難であった。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−１３７１２３号公報
【特許文献２】
特開平０３−３０９２８号公報
【特許文献３】
特開平０８−１１７８６９号公報
【特許文献４】
特開２００２−１１３５２１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、小径長尺のコニカルパイプを製造できるロール成形装置及びロール成形方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被加工材Ａをテーパー芯ロール１と対の加工平板２，３との間に介在する案内帯体４で保持しつつ、曲げ加工を行うロール成形装置及びロール成形方法である。即ち、被加工材Ａは、加工平板２とテーパー芯ロール１の接触部分によって曲げ加工され、案内帯体４とテーパー芯ロール１の接触部分に挟み込まれながら、加工平板３とテーパー芯ロール１の接触部分に送られるため、曲げ加工の位置で浮き上がることなく、確実にテーパー芯ロール１に沿うように曲げ加工が施される。
【０００７】
本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）芯ロールに、平板を押し付け、その接触部分に被加工材を送り込み曲げ加工を行いパイプを製造するロール成形装置において、
両端の径の大きさが異なるテーパー芯ロール１と、
テーパー芯ロール１を挟んで配置する対の加工平板２，３と、
テーパー芯ロール１と対の加工平板２，３とのそれぞれの間に介在し、中間の部分は、被加工材Ａを引き入れる側と反対側のテーパー芯ロール１表面を通り前記テーパー芯ロール１を半周に渡って包み込むように接触し、かつ前記対の加工平板２，３の被加工材Ａを引き入れる側の端部のそれぞれに、両先端を固定した案内帯体４と、
前記対の加工平板２，３をそれぞれ前記テーパー芯ロール１に対し進退自在に移動させる加工平板移動装置５，６と、
よりなることを特徴とするロール成形装置。
（２）案内帯体４が弾性体からなることを特徴とする（１）記載のロール成形装置。
（３）対の加工平板２，３のテーパー芯ロール１と対向する側の表面に弾性体を設けたことを特徴とする（１）又は（２）記載のロール成形装置。
（４）案内帯体４が繊維を基材とした布材からなり、対の加工平板２，３のテーパー芯ロール１と対向する側の表面に弾性体を設けたことを特徴とする（１）記載のロール成形装置。
（５）テーパー芯ロール１に、外周の１箇所に被加工材Ａの厚み分の段差１０を設けたことを特徴とする（１）〜（４）の何れか１項記載のロール成形装置。
（６）対の加工平板２，３並びに案内帯体４が介在しない部分のテーパー芯ロール１表面部に被加工材Ａを押し付け、被加工材Ａが容易に滑通するガイド体８０と該ガイド体８０を支持する支持枠体８１と、該ガイド体８０及び該支持枠体８１を移動する移動機構８２とを有する被加工材案内装置８を設けたことを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項記載のロール成形装置。
（７）対の加工平板２，３がテーパー芯ロール１の回転に応じて旋回移動する扇形状であることを特徴とする（１）〜（６）の何れか１項記載のロール成形装置。
（８）（１）〜（７）の何れか１項記載のロール成形装置のテーパー芯ロール１と対の加工平板２，３の間に被加工材Ａを送り込み、対の加工平板２，３を反対方向へ移動させ、案内帯体４のテーパー芯ロール１への巻き付け位置を変更させつつ、被加工材Ａの曲げ加工を行うことを特徴とするロール成形方法。
（９）（５）〜（７）の何れか１項記載のロール成形装置のテーパー芯ロール１の段差１０に被加工材Ａの先端を合わせて、テーパー芯ロール１と対の加工平板２，３の間に被加工材Ａを送り込み、対の加工平板２，３を反対方向へ移動させ、案内帯体４のテーパー芯ロール１への巻き付け位置を変更させつつ、テーパー芯ロール１の１周以上に相当する多層曲げ加工を行うことを特徴とするロール成形方法。
（１０）被加工材Ａを曲げ、重ねる部分の長さＡ２を、パイプ製品の目標形状、板厚及び材質から算出したスプリングバック量と一致させることを特徴とする（９）記載のロール成形方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明に係るロール成形装置及びロール成形方法を説明する。
図１及び２は、本発明の第１の実施形態を模式的に示すもので、図１は正面図、図２は側面図である。この実施形態に係るロール成形装置は、被加工材Ａを送り込み曲げ加工の中心となるテーパー芯ロール１を挟んで上下に配置する対の加工平板２，３と、テーパー芯ロール１と対の平板とのそれぞれの間に介在する案内帯体４と、対の各加工平板２，３を移動させる加工平板移動装置５，６からなる。案内帯体４の両端は、加工平板２，３の被加工材Ａの入側の端部に固定されている。また、対の加工平板２，３をテーパ芯ロール１に押し付ける圧下装置７を有しており、テーパー芯ロール１を中心として加工平板２，３に均等に圧力を加えるため、上ロール７２及び下ロール７３を２列ずつ配置している。
【０００９】
＜テーパー芯ロール１＞
テーパー芯ロール１は、鋼等の合金製であり、図２の１に示したように、両端の径の大きさが、例えば小径が４０〜６０ｍｍ、大径が７０〜１００ｍｍの異なる直径を有する、長さ１０００〜３０００ｍｍの裁頭円錐台形のテーパーを有するロールを用いる。そして、テーパー芯ロール１は、枠体９に図示しない軸受により、回転可能となるように支持されている。また、テーパー芯ロール１を挟むように加工平板２，３が設けられている。
なお、曲げ加工を終えた被加工材Ａをテーパー芯ロール１から引き出す必要があり、圧下装置７による加工平板２の上昇作動と同様の機構等で、テーパー芯ロール１を上昇させることが可能となっている。
更に、テーパー芯ロール１には、図８に示したように、外周の１箇所に被加工材Ａの厚み分の段差１０を設けても良い。これは、ロールの半径を外周の１箇所に被加工材Ａの厚み分の段差１０が生じるように変化させたものである。図９に示したように、段差１０に被加工材Ａの先端を合わせて曲げ加工を行うと、段差１０の上端面と被加工材Ａの先端の上面とは、ほぼ同一の曲面となる。この状態で被加工材Ａをテーパー芯ロール１に巻き付け、一周すると段差１０が被加工材Ａによって無くなり、２周目となっても段差がなく、滑らかな曲面に被加工材Ａを加工することができる。
【００１０】
＜加工平板２，３＞
加工平板２，３は、鋼等の合金製であり、テーパー芯ロール１に対向する側の表面に弾性体として、厚さ１０〜５０ｍｍ程度のウレタンゴム材を設けることが好ましい。鋼製部分の板厚は曲げ加工の際に変形しないように材質と荷重により適宜決定すれば良い。図１及び図２において、上側に位置する加工平板２は、圧下装置７に設けられた上ロール７２及び案内ローラー２０に案内支持されており、下側に位置する加工平板３は、枠体９に設けられている下ロール７３及び案内ローラー３０に案内支持されている。そして、加工平板２，３は、案内帯体４を介してテーパー芯ロール１との間で曲げ加工を行う部分であり、テーパー芯ロール１に沿い、接線方向に移動するように設けて配置している。
また、加工平板２，３の形状は、通常、図３に示すように扇形状に形成することが好ましい。これは、加工平板２，３が対向して、曲げ加工を行うためのテーパー芯ロール１が、テーパーを有し、回転に伴って曲げ加工を行う長さが変化するからである。
なお、テーパー芯ロール１と対の加工平板２，３とのそれぞれの間に案内帯体４が設けられており、加工平板２は、加工平板移動装置５より、また加工平板３は、加工平板移動装置６によりテーパーロールに対し、進退自在に移動可能となっている。この加工平板移動装置５は、例えば伸縮シリンダ５０、枢支軸５１，並びにフレキシブルジョイント５２からなり、同様に加工平板移動装置６は、伸縮シリンダ６０、枢支軸６１並びにフレキシブルジョイント６２からなる構成とし、進退自在に移動可能とする構成となることが好ましい。
【００１１】
＜案内帯体４＞
案内帯体４の両端は、上限に位置し進退する加工平板２，３端部であり、被加工材Ａを引き入れる側にそれぞれ固定し、案内帯体４の中間の部分は、被加工材Ａを引き入れる側と反対側のテーパー芯ロール１を通し、テーパー芯ロール１をほぼ半周に渡って包み込むように接触している。そして、この案内帯体４は、前記加工平板２，３の移動に伴って、テーパー芯ロール１との接触位置を移動させることができる。
なお、この案内帯体４は、例えば柔軟になじむように、ポリエステルやナイロンの繊維基材を用ても良い。また、テーパー芯ロール１と接触する表面は、１〜２ｍｍ程度のウレタンゴム材等の弾性体を設けた平滑な表面とすることが好ましい。なお弾性体の厚みは、十分な変形能を持たせるため、１０〜５０ｍｍ程度とすることが好ましい。この場合、前記加工平板２，３の表面にはウレタンゴム等の弾性体を設ける必要はなく、また、案内帯体４と接触する部分のみ表面に弾性体を設けず、鋼製のままとしても良い。
【００１２】
＜加工平板移動装置５，６＞
図４において、加工平板移動装置５，６は、前述の加工平板２，３をテーパー芯ロール１に対し、進退自在に移動可能とするものである。加工平板移動装置５，６の具体的な構成は、伸縮シリンダ５０，６０を枠体９の支持体９０に枢支軸５１，６１で枢支し、シリンダロッド先端をフレキシブルジョイント５２，６２で加工平板２，３に枢支する構成である。
ここで、フレキシブルジョイント５２，６２を用いるのは、加工平板２，３を扇形状に形成して際には、加工平板２，３の移動に伴って、図３の点線に示すように伸縮シリンダ５０，６０並びにフレキシブルジョイント５２，６２が移動するからである。
また、図５に示したように、ロール成形後にテーパー芯ロール１から、被加工材Ａを取り外す時に、テーパー芯ロール１から加工平板２を離す方向に移動させるためにも、フレキシブルジョイント５２は有効である。なお、加工平板２を上方向に移動させる構成としては、例えば、図５に示すように、加工平板２に設けた長孔内に支持体を挿入する構成又はロッドを上昇時にのみ係止する部材を加工平板２に設ける構成等、上昇時にのみ持ち上げが可能とする構成とすることが好ましい。
【００１３】
＜圧下装置７＞
図６において、圧下装置７は、曲げ加工を行う際に加工平板２に上方から圧力を加え、テーパー芯ロール１と加工平板２，３の間に圧力を加えるものであり、伸縮シリンダ７０による圧力を作動体７１及びその下面に設けた多数の上ロール７２を介して加工平板２に伝達している。
ここで、上ロール７２は、伸縮シリンダ７０による圧力を均等にテーパー芯ロール１に加えるため、テーパー芯ロール１の軸を水平方向の中心として対称の位置に配列している。また、この上ロール７２と同様の配列で、加工平板３の下面に当接するように下ロール７３を設け、加工平板３とテーパー芯ロール１との間で曲げ加工を行うことが好ましい。
【００１４】
＜被加工材案内装置８＞
被加工材案内装置８は、例えば図１に示すように、被加工材Ａを加工平板２とテーパー芯ロール１との間に案内し、供給する役割と、被加工材Ａの入側において、テーパー芯ロール１の案内帯体４が介在しない表面部に被加工材Ａを押し付ける役割を兼ね備えている。即ち、テーパー芯ロール１に接触する位置まで水平移動が可能であり、被加工材Ａの表面が容易に滑通するガイド体８０を有する被加工材案内装置８を設けている。
この被加工材案内装置８の構成は、先端にガイド体８０を有する支持枠体８１と、テーパー芯ロール１の案内帯体４が介在しない表面部に、ガイド体８０を押し付ける位置まで支持枠体８１を前進させ、また被加工材Ａの加工品の取り出しに支障のない位置まで後退させることが可能な移動機構８２を枠体９に設けたものである。
前記ガイド体８０は、テーパー芯ロール１のテーパー角度に沿って配置されており、また図１では被加工材Ａやテーパー芯ロール１と接触する際、相手に疵を付けないよう、回転自在なローラーを用いているが、表面に弾性体を設けても良く、また、例えば硬質ナイロン等の樹脂製の素材を用いても良い。また、被加工材案内装置８の支持体８１は、この上に被加工材Ａを載置させ、加工平板２とテーパー芯ロール１の間に供給することにも利用することができる。
なお、被加工材案内装置８は、被加工材Ａを加工平板２とテーパー芯ロール１の間に案内し、供給する役割と、案内帯体４が介在しない部分のテーパー芯ロール１の表面部に被加工材Ａを押し付ける役割を兼ね備えた構成であるが、被加工材Ａを案内し、供給する装置を別途設けても良い。また、被加工材案内装置８の移動機構８２は、公知のモーター等の適宜動力源等を用いても良い。
【００１５】
次に、上述のロール成形装置によるパイプの製造について、図４に基づいて説明する。
図４（ａ）において、加工平板２が最前方に進出し、加工平板３が最後方に後退した位置となっている。この状態で、被加工材案内装置８の支持枠体８１上に被加工材Ａを載置させ、被加工材Ａの先端を加工平板２とテーパー芯ロール１の間に案内し、供給する。
次に、図４（ｂ）に示したように、加工平板２に圧下装置７で圧力を加えつつ、加工平板移動装置５，６を矢印の方向に移動させる。即ち、上の加工平板移動装置５を短縮させて上の加工平板２を後退させ、下の加工平板移動装置６を伸長させて下の加工平板３を前進させる。これによりテーパー芯ロール１が回転し、案内帯体４がテーパー芯ロール１と接触している部分も、上の加工平板２側から下の加工平板３側に移動する。この移動に伴って、被加工材Ａの先端が上の加工平板２とテーパー芯ロール１との間に引き込まれ、曲げ加工が施される。更に、上の加工平板２を後退、下の加工平板３を前進させると、被加工材Ａの先端部分は、テーパー芯ロール１と案内帯体４との間に保持された状態で、下の加工平板３とテーパー芯ロール１との間で、曲げ加工が施される。
【００１６】
更に、上の加工平板２を後退、下の加工平板３を前進させると、被加工材Ａの先端部分は、テーパー芯ロール１と案内帯体４との間に保持された状態で、被加工材案内装置８のガイド体８０の位置まで移動し、被加工材Ａの先端がガイド体８０によってテーパー芯ロール１に押し付けられて、図４（ｃ）に示したように１周する。更に、図４（ｄ）の位置まで上の加工平板２を後退、下の加工平板３を前進させて、テーパー芯ロール１を回転させると曲げ加工が終了する。
【００１７】
この後、上下の加工平板２，３の移動を止め、圧下装置７の伸縮シリンダ７０を短縮させると、図５に示したように、加工平板２及びテーパー芯ロール１を持ち上げる。この時、伸縮シリンダ５０の伸縮、枢支軸５１及びフレキシブルジョイント５２の回動により、加工平板２の持ち上げを問題なく行うことができる。
なお、被加工材Ａをテーパー芯ロール１から取り外すときに、案内帯体４に被加工材Ａが干渉することを防止するために、図５に示すように案内帯体４をテーパー芯ロール１から離し、この位置を保持するように加工平板移動装置５，６の各伸縮シリンダ５０，６０の長さを調節する。
このような状態から、図７に示すように、被加工材Ａを引き抜き、被加工材Ａの端部Ａ１を溶接し、製品を完成させる。
【００１８】
図８は、テーパー芯ロール１の形状を変えた、本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。この実施形態に係るテーパー芯ロール１は、外周の１箇所に加工する板厚に相当する段差１０を設け、この段差間のロール半径を漸次変化させた形状としている。
このような構成とし、コニカルパイプの製造工程を図９の模式図により説明する。まず、図９（ａ）に示したように、テーパー芯ロール１の段差１０に、被加工材Ａの先端を合わせて、被加工材Ａを挿入する。次に、上下の加工平板２，３を図４（ｂ）の矢印の方向に移動させてテーパー芯ロール１を回転させ、被加工材Ａをテーパー芯ロール１に巻き付けながら曲げ加工を行う。
そして、図９（ｂ）に示したように、テーパー芯ロール１がほぼ一周すると、被加工材Ａの先端が加工平板２の位置に到達する。この時、被加工材Ａの先端部は、テーパー芯ロール１の段差１０の部分に挿入されている。段差１０の深さは、被加工材Ａの厚みと同等にすることにより、テーパー芯ロール１の上端面と被加工材Ａの先端上面とが、ほぼ同一の曲面となる。
更に、加工平板２，３を移動させてテーパー芯ロール１を回転させると、図９（ｃ）に示したように、２周目の被加工材Ａの後端部分を２重に巻き付けながら曲げ加工される。被加工材Ａの後端部分まで曲げ加工が進むと、加工を終了し、図５に示したように加工平板２を上に移動させると案内帯体４が緩み、図９（ｄ）に示したように、スプリングバックによりＡ３の隙間を有する状態となる。
なお、図９では、被加工材Ａの後端部分がＡ２重なったところで成形を終えているが、更に複数回の回転を行って、より良好な成形形状を得ることも可能である。
【００１９】
上述の本発明の第２の実施形態では、テーパー芯ロール１の大きさ、成形する被加工材Ａをテーパー芯ロール１に巻き付けた際に、被加工材Ａの後端が重なった部分Ａ２は、特に限定するものではないが、スプリングバックによって生じる隙間Ａ３を溶接に適した大きさとすることが好ましい。即ち、被加工材Ａの材料特性と芯ロールの径から、スプリングバック量を考慮し、重ねる部分Ａ２を一意に決定しても良い。これにより、特にスプリングバックによる弾性回復率の高い高張力鋼板等を曲げ加工する際においても、シュリンクプレス等の別工程を経ることなく、曲げ加工した製品をそのまま溶接し、製品とすることができるため、効率的である。
【００２０】
なお、被加工材Ａのロール曲げ加工後のスプリングバック量は、広く知られている塑性加工理論に則り、例えば、下記（１）式及び（２）式により算出することができる。
Ｒ_ｆ＝Ｒ_０／｛1−3(σ_Ｓ／Ｅ×Ｒ_０／ｔ_０)＋4(σ_Ｓ／Ｅ)×(Ｒ_０／ｔ_０)^３｝・・（１）
Ｒ_０＝Ｒ＋ｔ_０／２・・（２）
ここで、曲げ加工したときの被加工材の半径をＲｏ、芯ロールの半径をＲ、加工後にスプリングバックした時の被加工材の半径をＲｉ、被加工材の板厚をｔｏ、ヤング率をＥ、降伏応力をσεとする。
従って、予め被加工材の固有の特性であるヤング率及び降伏応力並びに板厚が分かっていれば、目標とする曲げ加工後の製品の径に対し、用いるべき芯ロールの半径を一意的に求めることができる。なお、本発明のテーパー芯ロール１を用いる際には、両端の径が異なることを考慮して決定することが好ましい。
本発明により、コニカルパイプを製造する際の材料取りを図１０に示す。この図からも分かるように、被加工材Ａを有効に利用することができ、図１０の点線に示す製品の端部を切断することにより製品が完成する。
【００２１】
【実施例】
（実施例１）
図１に模式的に示すロール成形装置において、テーパー芯ロール１は長さを２５００ｍｍとし、鋼板の成形に使用する長さ２０００ｍの部位において大きい方の直径を９０ｍｍ、小さい方の直径を５０ｍｍとし、ゴムからなる案内帯体４の厚さを２ｍｍとした。被加工材Ａは、引張強さが６００Ｎ／ｍｍ^２相当の高張力鋼板であり、板厚が１ｍｍ、長さが２０００ｍｍのものを用いた。案内帯体４の移動速度を５４０ｍｍ／ｍｉｎとし、圧下装置７の押し付け力を２０ｔｏｎとしてロール曲げ加工を行った。曲げ加工を行った後の被加工材Ａは、端部同士がほぼ一直線に成形することができ、図１１に示すように中央部の隙間はほとんどなく、樽型とはならなかった。
【００２２】
（実施例２）
実施例１のロール成形装置において、段差１０を有するテーパー芯ロール１を用いた。段差１０の高さは板厚と同じ１ｍｍとし、実施例１と同様の条件で曲げ加工を行った。曲げ加工を行った後の被加工材Ａは、大きい方の径が１３２ｍｍ、小さい方の径が６１ｍｍとなり、計算値とほぼ一致したスプリングバック量で、端部同士がほぼ一直線に成形することができ、中央部の隙間はほとんどなく、樽型とはならなかった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係るロール成形装置では、従来成形不可能であった小径で長尺のコニカルパイプを安定的に生産することが可能となった。本発明では、テーパー芯ロールの撓みを未然に防止できることより、製造した製品が、いわゆる樽型変形を防止でき、小径、長尺のパイプを成形することができる。また、被加工材を１周以上曲げ加工する際に、芯ロール表面に被加工材の先端部による重なり部の変形、折れ曲がりを防止することができる。また、被加工材自体を芯ロールに押し付けることにより、被加工材の先端部の押し付けロールへの食い込みが良く、仕上がりの良好なパイプを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロール成形装置の正面説明図である。
【図２】図１に係るロール成形装置の断面説明図である。
【図３】本発明に係る加工平板と加工平板移動装置の概略平面図である。
【図４】本発明に係るロール成形装置の動作状態を示す説明図である。
【図５】本発明に係るロール成形装置において、被加工材を取り外すときの動作状態を示す説明図である。
【図６】図５に係るロール成形装置の断面説明図である。
【図７】本発明に係るロール成形装置から被加工材を取り外したときの動作状態を示す説明図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に示すテーパー芯ロールの概略斜視図である。
【図９】図８に係るロール成形装置の動作状態を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る被加工材の材料取りを示す平面図である。
【図１１】従来のロール曲げ加工による樽型のパイプの斜視図である。
【符号の説明】
１テーパー芯ロール
１０段差
２加工平板
２０案内ローラー
３加工平板
３０案内ローラー
４案内帯体
５加工平板移動装置
５０伸縮シリンダ
５１枢支軸
５２フレキシブルジョイント
６加工平板移動装置
６０伸縮シリンダ
６１枢支軸
６２フレキシブルジョイント
７圧下装置
７０伸縮シリンダ
７１作動体
７２上ロール
７３下ロール
８被加工材案内装置
８０ガイド体
８１支持枠体
８２移動機構
９枠体
９０支持体
Ａ被加工材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to pipe manufacture by roll bending of a workpiece, and more particularly to manufacture of a long pipe having a small diameter and different diameters at different ends.
[0002]
[Prior art]
In general, there are two types of pipe production, one is a continuous production method by electro-welding, and the other is a bending roll device using roll bending. The former is suitable for mass production, but the manufacturing equipment is large and expensive, and the latter is inexpensive for manufacturing equipment, but is not suitable for mass production. In addition, long pipes having different diameters with different diameters at both ends cannot be continuously manufactured by electric-welding welding, and thus are generally manufactured by a bending roll apparatus.
And as this manufacturing technique, a form in which a bending roll is pressed against a frustoconical core roll and a form in which the frustoconical core roll is pressed against a flat plate are considered.
Since the frustoconical core roll has different diameters at both ends and the peripheral speed changes depending on the position, it is necessary to use a frustoconical shape with the same size as the core roll when using a bending roll, depending on the shape of the pipe to be manufactured. It was necessary to replace not only the core roll but also the bending roll. As a method for coping with the change in peripheral speed due to the shape of the frustoconical core roll, Patent Document 1 discloses that a cylindrical roll is divided in the axial direction to form a large number of independent rings, and braking is performed on the ring on the small diameter side. A method of manufacturing a pipe having a tapered shape by providing a member is disclosed.
In addition, as a method of bending by pressing a core roll against a flat plate, Patent Document 2 discloses a method of bending by pressing a rubber flat plate that is slidable in all directions to a frustoconical core roll. Yes. However, since this is a bending process that only presses the core roll against the flat plate, the bending is not sufficient and the end portion is open. Therefore, after bending, it is necessary to apply a relatively large force so that the end portions are abutted during welding.
[0003]
In an apparatus for producing a pipe by performing roll forming using a conventional frustoconical core roll, it is easy to form a thin pipe, but the core roll bends in the axial direction. Therefore, in order to manufacture a long pipe, the amount of bending of the roll becomes large at the center portion of the core roll, and the amount of roll pushing in this portion becomes small. Therefore, when the workpiece is formed into a pipe shape, as shown in FIG. 11, the product pipe has a barrel shape with a gap formed in the center in the longitudinal direction. This is particularly noticeable when a long pipe is formed. For example, when a steel pipe is manufactured using a steel material, it is difficult to form a long steel pipe having a diameter of about 10 times or more the diameter of the steel pipe.
As a method of preventing such barrel-shaped deformation, a bending roll disclosed in Patent Document 3, a core roll is provided with a crown, or a bending roll is provided intentionally to bend in the width direction. There was a method of keeping the distance between the core roll and the bending roll constant.
However, the conventional core roll is provided with a crown, or the bending roll is intentionally bent in the width direction to keep the distance between the core roll and the bending roll constant. Even when trying to solve the problem, in the case of forming a small-diameter long pipe that is a workpiece, if the core roll is not constrained, the bending becomes too large and the above technique cannot sufficiently compensate. For example, when a steel plate having a thickness of 1 mm and a tensile strength of 600 MPa is formed into a long conical pipe having a diameter of 60 mm on the small diameter side, a diameter of 90 mm on the large diameter side, and a length of 1500 mm, the minimum diameter of the core roll is: The diameter was about 50 mm, and in such a case, twisting and swelling of the molding end due to conventional roll bending occurred and molding was difficult.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-62-137123
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 03-30928
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 08-117869
[Patent Document 4]
JP 2002-113521 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
This invention is proposed in view of the situation mentioned above, and it is providing the roll shaping | molding apparatus and roll shaping | molding method which can manufacture a small diameter elongate conical pipe.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a roll forming apparatus and a roll forming method for performing a bending process while holding a workpiece A with a guide strip 4 interposed between a tapered core roll 1 and a pair of processed flat plates 2 and 3. That is, the workpiece A is bent by the contact portion between the processed flat plate 2 and the taper core roll 1, and is sandwiched between the contact portions of the guide strip 4 and the taper core roll 1. Since it is sent to the contact portion, the bending process is surely performed along the taper core roll 1 without floating at the position of the bending process.
[0007]
The gist of the present invention is as follows.
(1) In a roll forming apparatus for manufacturing a pipe by pressing a flat plate against a core roll, feeding a workpiece into the contact portion and bending it,
A tapered core roll 1 having different diameters at both ends;
A pair of processed flat plates 2 and 3 disposed with the taper core roll 1 interposed therebetween;
Interposed between each of the taper core roll 1 and the pair of processed flat plates 2 and 3; The middle part is Passes the surface of the taper core roll 1 on the side opposite to the side to which the workpiece A is drawn. The taper core roll 1 is contacted so as to wrap around a half circumference. And the guide belt body 4 which fixed both front-end | tips to each of the edge part by the side of drawing in the workpiece A of the said pair of processed flat plates 2 and 3,
Processing plate moving devices 5, 6 for moving the pair of processing flat plates 2, 3 reciprocally with respect to the tapered core roll 1, respectively;
A roll forming apparatus comprising:
(2) The roll forming apparatus according to (1), wherein the guide strip 4 is made of an elastic body.
(3) The roll forming apparatus according to (1) or (2), wherein an elastic body is provided on the surface of the pair of processed flat plates 2 and 3 facing the tapered core roll 1.
(4) The guide strip 4 is made of a cloth material having a fiber as a base material, and an elastic body is provided on the surface of the pair of processed flat plates 2 and 3 facing the tapered core roll 1 (1). ) Roll forming apparatus.
(5) The roll forming apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the tapered core roll 1 is provided with a step 10 corresponding to the thickness of the workpiece A at one location on the outer periphery.
(6) A guide body 80 in which the workpiece A is pressed against the surface portion of the taper core roll 1 at a portion where the pair of processed flat plates 2 and 3 and the guide strip 4 are not interposed, and the workpiece A easily slides, and the guide A workpiece guide device 8 having a support frame 81 that supports the body 80 and a guide mechanism 80 and a moving mechanism 82 that moves the support frame 81 is provided (1) to (5) The roll forming apparatus according to any one of the above.
(7) The roll forming apparatus according to any one of (1) to (6), wherein the pair of processed flat plates 2 and 3 have a fan shape that revolves according to the rotation of the tapered core roll 1.
(8) The workpiece A is fed between the tapered core roll 1 and the pair of processed flat plates 2 and 3 of the roll forming apparatus according to any one of (1) to (7), and the pair of processed flat plates 2 and 3 The roll forming method is characterized in that the workpiece A is bent while the guide belt body 4 is moved in the opposite direction and the winding position of the guide strip 4 around the tapered core roll 1 is changed.
(9) The processed flat plate 2 paired with the taper core roll 1 by aligning the tip of the workpiece A with the step 10 of the taper core roll 1 of the roll forming apparatus according to any one of (5) to (7). 3, the workpiece A is fed in, the pair of processed flat plates 2, 3 are moved in the opposite direction, and the winding position of the guide strip 4 on the taper core roll 1 is changed, while one turn of the taper core roll 1 A roll forming method characterized by performing multilayer bending corresponding to the above.
(10) The roll forming method according to (9), characterized in that the length A2 of the portion where the workpiece A is bent and overlapped is matched with the springback amount calculated from the target shape, plate thickness and material of the pipe product. .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a roll forming apparatus and a roll forming method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 schematically show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view and FIG. 2 is a side view. The roll forming apparatus according to this embodiment includes a pair of processed flat plates 2 and 3 disposed above and below a taper core roll 1 which feeds a workpiece A and serves as a center of bending, and a pair of flat plates formed with a taper core roll 1. , And a processing plate moving device 5 and 6 for moving the pair of processing plates 2 and 3. Both ends of the guide strip 4 are fixed to the end portions on the entry side of the workpiece A of the processed flat plates 2 and 3. Further, a reduction device 7 for pressing the pair of processed flat plates 2 and 3 against the tapered core roll 1 is provided. In order to apply pressure equally to the processed flat plates 2 and 3 around the tapered core roll 1, the upper roll 72 and the lower roll Two rolls 73 are arranged in two rows.
[0009]
<Taper core roll 1>
The taper core roll 1 is made of an alloy such as steel, and as shown in 1 of FIG. 2, the diameters at both ends have different diameters, for example, a small diameter of 40 to 60 mm and a large diameter of 70 to 100 mm. A roll having a truncated truncated cone shape with a length of 1000 to 3000 mm is used. The tapered core roll 1 is supported on the frame 9 by a bearing (not shown) so as to be rotatable. Moreover, the processed flat plates 2 and 3 are provided so that the taper core roll 1 may be pinched | interposed.
In addition, it is necessary to draw out the workpiece A after bending from the taper core roll 1, and the taper core roll 1 can be raised by a mechanism similar to the raising operation of the processed flat plate 2 by the reduction device 7. It has become.
Furthermore, as shown in FIG. 8, the taper core roll 1 may be provided with a step 10 corresponding to the thickness of the workpiece A at one location on the outer periphery. In this case, the radius of the roll is changed so that a step 10 corresponding to the thickness of the workpiece A is generated at one place on the outer periphery. As shown in FIG. 9, when bending is performed with the tip of the workpiece A aligned with the step 10, the upper end surface of the step 10 and the upper surface of the tip of the workpiece A are substantially the same curved surface. In this state, the workpiece A is wound around the taper core roll 1 and the step 10 is eliminated by the workpiece A after one round, and the workpiece A is processed into a smooth curved surface with no step even in the second round. Can do.
[0010]
<Processed flat plates 2, 3>
The processed flat plates 2 and 3 are made of an alloy such as steel, and a urethane rubber material having a thickness of about 10 to 50 mm is preferably provided as an elastic body on the surface facing the tapered core roll 1. The plate thickness of the steel portion may be appropriately determined depending on the material and load so as not to be deformed during bending. In FIG. 1 and FIG. 2, the processed flat plate 2 positioned on the upper side is guided and supported by the upper roll 72 and the guide roller 20 provided in the reduction device 7, and the processed flat plate 3 positioned on the lower side includes the frame body 9. Are guided and supported by a lower roll 73 and a guide roller 30. The processed flat plates 2 and 3 are portions to be bent with the taper core roll 1 via the guide strip 4, and are provided so as to move along the taper core roll 1 in the tangential direction. ing.
Moreover, it is preferable to form the processed flat plates 2 and 3 in a fan shape as shown in FIG. This is because the processed flat plates 2 and 3 face each other and the taper core roll 1 for performing the bending process has a taper, and the length of the bending process changes with rotation.
A guide strip 4 is provided between the taper core roll 1 and the pair of processed flat plates 2, 3. The processed flat plate 2 is provided by a processed flat plate moving device 5, and the processed flat plate 3 is provided by a processed flat plate. The moving device 6 can move forward and backward with respect to the taper roll. The processed flat plate moving device 5 includes, for example, a telescopic cylinder 50, a pivot shaft 51, and a flexible joint 52. Similarly, the processed flat plate moving device 6 includes a telescopic cylinder 60, a pivot shaft 61, and a flexible joint 62. It is preferable to have a configuration that allows movement so as to freely advance and retract.
[0011]
<Guide body 4>
Both ends of the guide strip 4 are the ends of the processed flat plates 2 and 3 that are positioned at the upper limit and are advanced and retracted, and are fixed to the side where the workpiece A is drawn, and the middle portion of the guide strip 4 is the workpiece A The taper core roll 1 on the side opposite to the side to which the wire is drawn is passed, and the taper core roll 1 is in contact so as to wrap around the entire circumference. And this guide strip | belt body 4 can move the contact position with the taper core roll 1 with the movement of the said processed flat plates 2 and 3. FIG.
The guide strip 4 may be made of a polyester or nylon fiber base material so as to adapt flexibly, for example. Moreover, it is preferable that the surface which contacts the taper core roll 1 is a smooth surface provided with an elastic body such as a urethane rubber material of about 1 to 2 mm. In addition, in order to give sufficient deformability, it is preferable that the thickness of an elastic body shall be about 10-50 mm. In this case, it is not necessary to provide an elastic body such as urethane rubber on the surface of the processed flat plates 2 and 3, and only the portion in contact with the guide belt body 4 is not provided with an elastic body on the surface, and may be made of steel. good.
[0012]
<Processed flat plate moving device 5, 6>
In FIG. 4, the processed flat plate moving devices 5 and 6 enable the processed flat plates 2 and 3 to move with respect to the taper core roll 1 so as to freely advance and retract. The specific configuration of the processing plate moving devices 5 and 6 is that the telescopic cylinders 50 and 60 are pivotally supported on the support 90 of the frame body 9 by the pivot shafts 51 and 61, and the tip of the cylinder rod is processed by the flexible joints 52 and 62. This is a configuration that pivots on the flat plates 2 and 3.
Here, the flexible joints 52 and 62 are used when the processed flat plates 2 and 3 are formed in a fan shape, and as shown in the dotted line of FIG. This is because 50 and 60 and flexible joints 52 and 62 move.
As shown in FIG. 5, the flexible joint 52 is also effective for moving the processed flat plate 2 away from the tapered core roll 1 when the workpiece A is removed from the tapered core roll 1 after roll forming. It is. In addition, as a structure which moves the process flat plate 2 to an upper direction, as shown in FIG. 5, the structure which inserts a support body in the long hole provided in the process flat plate 2, or the member which latches a rod only at the time of a raise, for example It is preferable to make it possible to lift it only when it is lifted, such as a structure in which is provided on the processed flat plate 2.
[0013]
<Rolling device 7>
In FIG. 6, the reduction device 7 applies pressure from above to the processed flat plate 2 when bending, and applies pressure between the tapered core roll 1 and the processed flat plates 2 and 3. Is transmitted to the processed flat plate 2 through the operating body 71 and a number of upper rolls 72 provided on the lower surface thereof.
Here, the upper roll 72 is arranged in a symmetrical position with the axis of the taper core roll 1 as the center in the horizontal direction in order to apply the pressure from the telescopic cylinder 70 to the taper core roll 1 evenly. Further, it is preferable that a lower roll 73 is provided so as to be in contact with the lower surface of the processed flat plate 3 in the same arrangement as the upper roll 72, and the bending is performed between the processed flat plate 3 and the taper core roll 1.
[0014]
<Work material guide device 8>
For example, as shown in FIG. 1, the workpiece guide device 8 guides and supplies the workpiece A between the machining flat plate 2 and the taper core roll 1, and on the entry side of the workpiece A, The taper roll 1 also has a role of pressing the workpiece A against the surface portion where the guide strip 4 of the taper core roll 1 is not interposed. In other words, a workpiece guide device 8 having a guide body 80 that can move horizontally to a position in contact with the taper core roll 1 and that allows the surface of the workpiece A to easily slide is provided.
The workpiece guide device 8 has a structure in which a support frame 81 having a guide body 80 at the front end and a position where the guide body 80 is pressed against a surface portion where the guide band 4 of the tapered core roll 1 is not interposed. The frame body 9 is provided with a moving mechanism 82 capable of moving 81 forward and retracting it to a position that does not hinder the removal of the processed product A.
The guide body 80 is disposed along the taper angle of the taper core roll 1, and is rotatable so as not to cause wrinkles on the other party when contacting the workpiece A or the taper core roll 1 in FIG. Although a roller is used, an elastic body may be provided on the surface, or a resin material such as hard nylon may be used. The support 81 of the workpiece guide device 8 can also be used to place the workpiece A thereon and supply it between the processed flat plate 2 and the taper core roll 1.
The workpiece guide device 8 guides and feeds the workpiece A between the machining flat plate 2 and the taper core roll 1, and the surface portion of the taper core roll 1 at a portion where the guide band 4 is not interposed. However, an apparatus for guiding and supplying the workpiece A may be provided separately. Further, the moving mechanism 82 of the workpiece guide device 8 may use an appropriate power source such as a known motor.
[0015]
Next, the production of the pipe by the roll forming apparatus described above will be described with reference to FIG.
In FIG. 4A, the processed flat plate 2 is advanced forward and the processed flat plate 3 is moved backward. In this state, the workpiece A is placed on the support frame 81 of the workpiece guide device 8, and the tip of the workpiece A is guided and supplied between the processed flat plate 2 and the taper core roll 1.
Next, as shown in FIG. 4B, the processed flat plate moving devices 5 and 6 are moved in the direction of the arrow while applying pressure to the processed flat plate 2 with the reduction device 7. That is, the upper processed flat plate moving device 5 is shortened to retract the upper processed flat plate moving device 2, and the lower processed flat plate moving device 6 is extended to advance the lower processed flat plate 3. Thereby, the taper core roll 1 rotates, and the portion where the guide strip 4 is in contact with the taper core roll 1 also moves from the upper processed flat plate 2 side to the lower processed flat plate 3 side. Along with this movement, the tip end of the workpiece A is drawn between the upper processing flat plate 2 and the taper core roll 1 to be bent. Further, when the upper processed flat plate 2 is moved backward and the lower processed flat plate 3 is advanced, the tip portion of the workpiece A is held between the taper core roll 1 and the guide strip 4 and Bending is performed between the processed flat plate 3 and the tapered core roll 1.
[0016]
Further, when the upper processed flat plate 2 is moved backward and the lower processed flat plate 3 is advanced, the tip end portion of the workpiece A is held in a state where it is held between the taper core roll 1 and the guide strip 4. It moves to the position of the guide body 80 of the material guiding device 8, the tip of the workpiece A is pressed against the tapered core roll 1 by the guide body 80, and makes one round as shown in FIG. 4 (c). Further, when the upper processed flat plate 2 is moved backward to the position shown in FIG. 4D, the lower processed flat plate 3 is advanced, and the tapered core roll 1 is rotated, the bending process is completed.
[0017]
Thereafter, when the movement of the upper and lower processed flat plates 2 and 3 is stopped and the telescopic cylinder 70 of the reduction device 7 is shortened, the processed flat plate 2 and the taper core roll 1 are lifted as shown in FIG. At this time, the processed flat plate 2 can be lifted without problems by expansion and contraction of the telescopic cylinder 50 and rotation of the pivot shaft 51 and the flexible joint 52.
In order to prevent the workpiece A from interfering with the guide strip 4 when the workpiece A is removed from the tapered core roll 1, the guide strip 4 is connected to the tapered core roll 1 as shown in FIG. The lengths of the telescopic cylinders 50 and 60 of the processed flat plate moving devices 5 and 6 are adjusted so as to keep the position away from them.
From such a state, as shown in FIG. 7, the workpiece A is pulled out, the end A1 of the workpiece A is welded, and the product is completed.
[0018]
FIG. 8 is a perspective view showing a second embodiment of the present invention in which the shape of the tapered core roll 1 is changed. The tapered core roll 1 according to this embodiment is provided with a step 10 corresponding to the plate thickness to be processed at one place on the outer periphery, and the roll radius between the steps is gradually changed.
With this configuration, the manufacturing process of the conical pipe will be described with reference to the schematic diagram of FIG. First, as shown in FIG. 9A, the workpiece A is inserted with the tip of the workpiece A aligned with the step 10 of the tapered core roll 1. Next, the upper and lower processed flat plates 2 and 3 are moved in the direction of the arrow in FIG. 4B to rotate the tapered core roll 1, and bending is performed while the workpiece A is wound around the tapered core roll 1.
And as shown in FIG.9 (b), when the taper core roll 1 carries out 1 round, the front-end | tip of the workpiece A will arrive at the position of the process flat plate 2. FIG. At this time, the tip end of the workpiece A is inserted into the stepped portion 10 of the tapered core roll 1. By making the depth of the step 10 equal to the thickness of the workpiece A, the upper end surface of the taper core roll 1 and the upper end surface of the workpiece A have substantially the same curved surface.
Furthermore, when the processed flat plates 2 and 3 are moved to rotate the taper core roll 1, as shown in FIG. 9 (c), the rear end portion of the workpiece A on the second round is bent while being wound twice. Processed. When the bending process proceeds to the rear end portion of the workpiece A, the processing is finished, and when the processed flat plate 2 is moved upward as shown in FIG. 5, the guide strip 4 is loosened, as shown in FIG. 9 (d). As described above, the spring back has a gap A3.
In FIG. 9, the molding is finished when the rear end portion of the workpiece A overlaps A2. However, it is possible to obtain a better molded shape by further rotating a plurality of times.
[0019]
In the second embodiment of the present invention described above, when the size of the tapered core roll 1 and the workpiece A to be molded are wound around the tapered core roll 1, the portion A2 where the rear end of the workpiece A overlaps is as follows. Although not particularly limited, it is preferable to set the gap A3 generated by the springback to a size suitable for welding. That is, from the material properties of the workpiece A and the diameter of the core roll, the overlapping portion A2 may be uniquely determined in consideration of the amount of springback. As a result, even when bending a high-tensile steel sheet having a high elastic recovery rate by springback, the bent product can be welded as it is without going through a separate process such as a shrink press to obtain a product. Therefore, it is efficient.
[0020]
The amount of spring back after the roll bending of the workpiece A can be calculated by, for example, the following formulas (1) and (2) in accordance with a widely known plastic working theory.
R _f = R ₀ / {1-3 (σ _S / E × R ₀ / T ₀ ) +4 (σ _S / E) × (R ₀ / T ₀ ) ³ } (1)
R ₀ = R + t ₀ / 2 (2)
Here, the radius of the workpiece when bent is Ro, the radius of the core roll is R, the radius of the workpiece when spring-backed after processing is Ri, the plate thickness of the workpiece is to, and the Young's modulus is E, the yield stress is σε.
Therefore, if the Young's modulus, yield stress, and plate thickness, which are unique properties of the workpiece, are known in advance, the radius of the core roll to be used is uniquely determined with respect to the target product diameter after bending. be able to. In addition, when using the taper core roll 1 of this invention, it is preferable to determine in consideration that the diameter of both ends differs.
FIG. 10 shows the material removal when the conical pipe is manufactured according to the present invention. As can be seen from this figure, the workpiece A can be used effectively, and the product is completed by cutting the end of the product indicated by the dotted line in FIG.
[0021]
【Example】
Example 1
In the roll forming apparatus schematically shown in FIG. 1, the taper core roll 1 has a length of 2500 mm, the larger diameter is 90 mm and the smaller diameter is 50 mm in a 2000 m long part used for forming a steel sheet, The thickness of the guide band 4 made of rubber was 2 mm. Work material A has a tensile strength of 600 N / mm ² A high-tensile steel plate having a thickness of 1 mm and a length of 2000 mm was used. Roll bending was performed by setting the moving speed of the guide band 4 to 540 mm / min and the pressing force of the reduction device 7 to 20 tons. The workpiece A after bending could be formed in a substantially straight line between the ends, and as shown in FIG. 11, there was almost no gap at the center, and it did not become a barrel shape.
[0022]
(Example 2)
In the roll forming apparatus of Example 1, the taper core roll 1 having the step 10 was used. The height of the step 10 was 1 mm, the same as the plate thickness, and bending was performed under the same conditions as in Example 1. The workpiece A after the bending process has a larger diameter of 132 mm and a smaller diameter of 61 mm, and the ends can be formed in a substantially straight line with a springback amount substantially equal to the calculated value. Yes, there was almost no gap in the center, and it was not barrel-shaped.
[0023]
【The invention's effect】
With the roll forming apparatus according to the present invention, it has become possible to stably produce a long diameter conical pipe having a small diameter, which could not be formed conventionally. In the present invention, since the bending of the taper core roll can be prevented in advance, the manufactured product can prevent so-called barrel-shaped deformation and can form a small diameter and long pipe. Further, when the workpiece is bent one or more times, it is possible to prevent deformation and bending of the overlapping portion due to the tip portion of the workpiece on the core roll surface. In addition, by pressing the workpiece itself against the core roll, it is possible to produce a pipe having a good finish and a good bite into the pressing roll at the tip of the workpiece.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory front view of a roll forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view of the roll forming apparatus according to FIG.
FIG. 3 is a schematic plan view of a processed flat plate and a processed flat plate moving device according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing an operation state of the roll forming apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view showing an operation state when a workpiece is removed in the roll forming apparatus according to the present invention.
6 is an explanatory cross-sectional view of the roll forming apparatus according to FIG. 5;
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an operation state when a workpiece is removed from the roll forming apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic perspective view of a taper core roll shown in the second embodiment of the present invention.
9 is an explanatory view showing an operating state of the roll forming apparatus according to FIG. 8;
FIG. 10 is a plan view showing material removal of a workpiece according to the present invention.
FIG. 11 is a perspective view of a barrel-shaped pipe by a conventional roll bending process.
[Explanation of symbols]
1 Tapered core roll
10 steps
2 Processing flat plate
20 Guide roller
3 Processing flat plate
30 Guide roller
4 Information belt
5 Processing flat plate moving device
50 Telescopic cylinder
51 pivot
52 Flexible joint
6 Processing plate moving device
60 telescopic cylinder
61 pivot
62 Flexible joint
7 Reduction device
70 Telescopic cylinder
71 Actuator
72 Upper roll
73 Lower roll
8 Work material guide
80 Guide body
81 Support frame
82 Movement mechanism
9 Frame
90 Support
A Work material

Claims

芯ロールに、平板を押し付け、その接触部分に被加工材を送り込み曲げ加工を行いパイプを製造するロール成形装置において、
両端の径の大きさが異なるテーパー芯ロール（１）と、
テーパー芯ロール（１）を挟んで配置する対の加工平板（２，３）と、
テーパー芯ロール（１）と対の加工平板（２，３）とのそれぞれの間に介在し、中間の部分は、被加工材（Ａ）を引き入れる側と反対側のテーパー芯ロール（１）表面を通り前記テーパー芯ロール（１）を半周に渡って包み込むように接触し、かつ前記対の加工平板（２，３）の被加工材（Ａ）を引き入れる側の端部のそれぞれに、両先端を固定した案内帯体（４）と、
前記対の加工平板（２，３）をそれぞれ前記テーパー芯ロール（１）に対し進退自在に移動させる加工平板移動装置（５，６）と、
よりなることを特徴とするロール成形装置。In the roll forming device that presses a flat plate to the core roll, sends the workpiece to the contact part and performs bending to produce a pipe,
A tapered core roll (1) having different diameters at both ends;
A pair of processed flat plates (2, 3) arranged with the taper core roll (1) sandwiched therebetween;
The taper core roll (1) is interposed between each of the pair of processed flat plates (2, 3), and the middle part is the surface of the taper core roll (1) opposite to the side into which the workpiece (A) is drawn. Both ends of each end of the pair of processed flat plates (2, 3) on the side to which the workpiece (A) is drawn in , so as to wrap around the taper roll (1) over a half circumference A guide belt body (4) to which is fixed,
A processing plate moving device (5, 6) for moving the pair of processing flat plates (2, 3) with respect to the taper core roll (1) so as to freely advance and retract;
A roll forming apparatus comprising:

案内帯体（４）が弾性体からなることを特徴とする請求項１記載のロール成形装置。 The roll forming apparatus according to claim 1, characterized in that the guide strip (4) is made of an elastic body.

対の加工平板（２，３）のテーパー芯ロール（１）と対向する側の表面に弾性体を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のロール成形装置。 The roll forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein an elastic body is provided on the surface of the pair of processed flat plates (2, 3) on the side facing the tapered core roll (1).

案内帯体（４）が繊維を基材とした布材からなり、対の加工平板（２，３）のテーパー芯ロール（１）と対向する側の表面に弾性体を設けたことを特徴とする請求項１記載のロール成形装置。 The guide strip (4) is made of a cloth material using a fiber as a base material, and an elastic body is provided on the surface of the pair of processed flat plates (2, 3) facing the tapered core roll (1). The roll forming apparatus according to claim 1.

テーパー芯ロール（１）に、外周の１箇所に被加工材（Ａ）の厚み分の段差（１０）を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載のロール成形装置。 The roll forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the taper roll (1) is provided with a step (10) corresponding to the thickness of the workpiece (A) at one location on the outer periphery. .

対の加工平板（２，３）並びに案内帯体（４）が介在しない部分のテーパー芯ロール（１）表面部に被加工材（Ａ）を押し付け、被加工材（Ａ）が容易に滑通するガイド体（８０）と該ガイド体（８０）を支持する支持枠体（８１）と、該ガイド体（８０）及び該支持枠体（８１）を移動する移動機構（８２）とを有する被加工材案内装置（８）を設けたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載のロール成形装置。 The processed material (A) is easily slid by pressing the processed material (A) against the surface portion of the taper core roll (1) where the pair of processed flat plates (2, 3) and the guide band (4) are not interposed. A guide body (80) that supports the guide body (80), and a moving mechanism (82) that moves the guide body (80) and the support frame body (81). The roll forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a workpiece guide device (8).

対の加工平板（２，３）がテーパー芯ロール（１）の回転に応じて旋回移動する扇形状であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項記載のロール成形装置。 The roll forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the pair of processed flat plates (2, 3) has a fan shape that revolves according to the rotation of the tapered core roll (1).

請求項１〜７の何れか１項記載のロール成形装置のテーパー芯ロール（１）と対の加工平板（２，３）の間に被加工材（Ａ）を送り込み、対の加工平板（２，３）を反対方向へ移動させ、案内帯体（４）のテーパー芯ロール（１）への巻き付け位置を変更させつつ、被加工材（Ａ）の曲げ加工を行うことを特徴とするロール成形方法。 A workpiece (A) is fed between the tapered core roll (1) of the roll forming apparatus according to any one of claims 1 to 7 and the pair of processed flat plates (2, 3), and the pair of processed flat plates (2 , 3) is moved in the opposite direction to change the winding position of the guide strip (4) around the taper core roll (1), and the workpiece (A) is bent. Method.

請求項５〜７の何れか１項記載のロール成形装置のテーパー芯ロール（１）の段差（１０）に被加工材（Ａ）の先端を合わせて、テーパー芯ロール（１）と対の加工平板（２，３）の間に被加工材（Ａ）を送り込み、対の加工平板（２，３）を反対方向へ移動させ、案内帯体（４）のテーパー芯ロール（１）への巻き付け位置を変更させつつ、テーパー芯ロール（１）の１周以上に相当する多層曲げ加工を行うことを特徴とするロール成形方法。 The tip of the workpiece (A) is aligned with the step (10) of the tapered core roll (1) of the roll forming apparatus according to any one of claims 5 to 7, and the paired processing with the tapered core roll (1) is performed. The workpiece (A) is fed between the flat plates (2, 3), the pair of processed flat plates (2, 3) is moved in the opposite direction, and the guide strip (4) is wound around the tapered core roll (1). A roll forming method comprising performing multilayer bending corresponding to one or more rounds of the taper core roll (1) while changing the position.

被加工材（Ａ）を曲げ、重ねる部分の長さ（Ａ２）を、パイプ製品の目標形状、板厚及び材質から算出したスプリングバック量と一致させることを特徴とする請求項９記載のロール成形方法。 The roll forming according to claim 9, characterized in that the length (A2) of the part to bend and overlap the workpiece (A) is matched with the springback amount calculated from the target shape, plate thickness and material of the pipe product. Method.