JP5288749B2 - Metal tube bending apparatus and method - Google Patents
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Description
この発明は、いわゆるアーム旋回式(アーム回動式)の金属管曲げ加工装置および金属管曲げ加工方法に関し、詳しくは金属製の直管を局部的に誘導加熱しながら曲げ加工する技術に関する。 The present invention relates to a so-called arm turning type (arm turning type) metal pipe bending apparatus and metal pipe bending method, and more particularly to a technique for bending a metal straight pipe while locally induction heating.
アーム旋回式の高周波曲げ加工は(例えば特許文献1〜4参照)、鋼管などの金属管に対して環状の局所的な誘導加熱と曲げモーメントとを適用して加熱部を移動形式で順次曲げ加工していく技術である。その曲げモーメントは、旋回アームによる先端側進路規制とプッシャーによる後端側からの推進との協同作用で生じる。
そのような金属管曲げ加工装置には熱処理機構と曲げモーメント付加機構とが具わっている。熱処理機構には、曲げ加工される金属管の長手方向短区間を環状に誘導加熱する誘導子と、その加熱部を追随冷却する冷却機構と、誘導子に給電する高周波電源と、冷却機構や誘導子に給水する給水設備などが具わっており、曲げモーメント付加機構には、曲げ加工される金属管の先端側の進路を弧状に規制する旋回アームと、その金属管を後端側から推進するプッシャーなどが具わっている。
Arm swivel type high-frequency bending (see, for example, Patent Documents 1 to 4) is applied to a metal pipe such as a steel pipe by applying an annular local induction heating and bending moment to sequentially bend the heating part in a moving manner. Technology. The bending moment is generated by the cooperative action of the front end side path regulation by the swing arm and the propulsion from the rear end side by the pusher.
Such a metal pipe bending apparatus is provided with a heat treatment mechanism and a bending moment applying mechanism. The heat treatment mechanism includes an inductor that inductively heats a short section in the longitudinal direction of a metal tube to be bent, a cooling mechanism that cools the heated portion, a high-frequency power source that supplies power to the inductor, a cooling mechanism and an induction The water supply equipment that supplies water to the child is provided, and the bending moment adding mechanism includes a swivel arm that regulates the arc path of the tip side of the metal pipe to be bent, and propels the metal pipe from the rear end side. There are pushers.
旋回アームの旋回端部やプッシャーの上部等には、金属管の端部を把持する管端クランプが設けられている。これは、曲げ加工対象の金属管の中空に挿入され拡径して管内面を保持する形態の謂わば管内挿入拡径形クランプや(例えば特許文献1参照)、曲げ加工対象の金属管の外周面に圧接して金属管を掴持する形態の謂わば管外面掴持形クランプ(例えば特許文献2〜3参照)、曲げ加工対象の金属管のフランジを掴持する形態の謂わばフランジ掴持形クランプ(例えば特許文献4参照)などで具体化されているが、何れの形態でも、クランプ全体が旋回アームやプッシャーに装着されていた。管端クランプのうち先端側クランプは、大抵、旋回アームに対しスライドベッド等を介して相対移動可能に装着され、管端クランプのうち後端側クランプはプッシャーに固定して装着されるが、何れにしても、修理や改造の為の分解は別として、通常の使用状態で装着さきから分離されることは無い。
A tube end clamp that holds the end of the metal tube is provided at the swivel end of the swivel arm, the upper portion of the pusher, and the like. This is a so-called tube diameter expansion clamp that is inserted into the hollow of the metal pipe to be bent and holds the inner surface of the pipe by expanding the diameter (see, for example, Patent Document 1), or the outer periphery of the metal pipe to be bent. A so-called tube outer surface grip type clamp (see, for example,
このような金属管曲げ加工装置やそれを用いた金属管曲げ加工方法では、金属管の端面が予め開先仕上げされていたり、金属管の端部に予めフランジが溶接されていても、金属管の両端をクランプで把持できれば、中央の曲げ管部分ばかりか両端の直管部分も連続して加熱等することで、曲げ加工と一緒に均一な熱処理も施せるようになっている。また、金属管曲げ加工装置には、プッシャーの移動機構やアームの旋回機構に加えて、曲げ半径や直管部長の相違にも適応できるよう、熱処理機構や曲げモーメント付加機構の移動機構も適宜設けられる。例えば(特許文献1参照)、誘導子等を直線移動させる駆動機構や、ベース上で旋回アームの支軸を直線移動させるスライドベッド、旋回アームの旋回端部上でクランプを二次元移動させる二段スライドベッドなどが設けられる。 In such a metal pipe bending apparatus and a metal pipe bending method using the same, even if the end face of the metal pipe is grooved in advance or the flange is welded to the end of the metal pipe in advance, the metal pipe If both ends of the tube can be gripped by a clamp, not only the central bent tube portion but also the straight tube portions at both ends are continuously heated, so that uniform heat treatment can be performed together with the bending process. In addition to the pusher moving mechanism and arm turning mechanism, the metal pipe bending machine is also equipped with a heat treatment mechanism and a bending moment adding mechanism moving mechanism so that it can be adapted to differences in bending radius and straight pipe length. It is done. For example (see Patent Document 1), a drive mechanism that linearly moves an inductor, a slide bed that linearly moves a support shaft of a swivel arm on a base, and a two-stage that moves a clamp two-dimensionally on the swivel end of the swivel arm A slide bed is provided.
このように、従来の金属管曲げ加工装置および方法では、端部仕上げ済み金属管に曲げ加工を施すに際し、金属管の端部の直管部分の長さの相違などには移動機構を設けて対処してきたが、移動機構にて金属管の端部の形状の相違まで対処できる訳ではないので、管径やフランジの異なる金属管には別のクランプが予め準備され、加工に先だってクランプの付け替えが行われる。
具体的には、上述した三形態のクランプのうち、種類が少なくて済むうえ把持作業も容易な管外面掴持形クランプの使用が先ず検討され、それが使えなければ、フランジ付き金属管にはフランジ掴持形クランプが使用され、その他の両端開先仕上げ管などには管内挿入拡径形クランプが使用されていた。クランプ付替は取付ボルトの抜挿などによる。
Thus, in the conventional metal pipe bending apparatus and method, when bending the end-finished metal pipe, a moving mechanism is provided for differences in the length of the straight pipe portion at the end of the metal pipe. Although we have dealt with it, it is not possible to cope with the difference in the shape of the end of the metal tube by the moving mechanism, so another clamp is prepared in advance for the metal tube with different pipe diameter and flange, and the clamp is replaced before processing Is done.
Specifically, among the three types of clamps described above, the use of a tube outer surface gripping clamp that requires fewer types and is easy to grip is first considered. A flange gripping type clamp was used, and other pipes with a beveled finish were used in-tube expanded diameter type clamps. Replacement of the clamp is performed by inserting and removing the mounting bolt.
ところで、多くの金属管が、先ず外径で大分類され、次に肉厚に応じて決まる内径で細分類されているのに対し(例えばJIS G 3452参照)、フランジ形状は外形と内径と肉厚に加えてボルト穴の径や配置によっても分類されるので、管外面掴持形クランプ,管内挿入拡径形クランプ,及びフランジ掴持形クランプには前者より後者ほど変形が増えやすいという傾向があるが、従来はフランジ付き金属管などの処理量が比較的少なかったので、上記のような使い分けで問題がなかった。 By the way, many metal tubes are first classified according to the outer diameter and then subdivided according to the inner diameter determined according to the wall thickness (see, for example, JIS G 3452). In addition to the thickness, it is also classified by the diameter and arrangement of the bolt holes. Therefore, the latter tends to increase in the latter as compared to the former in the outer pipe gripping clamp, in-pipe extended diameter clamp, and flange gripping clamp. However, conventionally, since the processing amount of a metal pipe with a flange and the like was relatively small, there was no problem in properly using the above.
ところが、最近はフランジ付き金属管や開先仕上げ済み金属管の処理量が増えて来ている。そのため、このままフランジ付き金属管の把持に上述の管外面掴持形のクランプを使用し続けたのでは、フランジの形状が多種多様であることから、フランジ付き金属管の処理量が増えるに連れて必要なクランプの数が鰻登りに増えてしまうので、近いうちに不都合な事態に至ると予想される。これに対しては、フランジ付き金属管の把持にも上述の管内挿入拡径形のクランプを使用して、フランジ付き金属管の把持と開先仕上げ済み金属管の把持とに上述の管内挿入拡径形のクランプを共用することで、クランプの共通化・個数削減を図ることが考えられる。 However, recently, the throughput of flanged metal pipes and grooved metal pipes has been increasing. For this reason, if the above-mentioned clamp on the outer surface of the pipe is continuously used to hold the metal pipe with the flange as it is, the shape of the flange varies so that the throughput of the metal pipe with the flange increases. As the number of clamps required increases by climbing, it is expected that an inconvenient situation will occur soon. In response to this, the above-mentioned in-pipe expanded diameter clamp is also used for gripping the flanged metal tube, and the above-mentioned in-pipe insertion expansion is performed for gripping the flanged metal tube and the grooved metal tube. It is conceivable to use a common clamp and reduce the number of clamps.
しかしながら、準備すべきクランプの種類や個数は削減することができても、多品種少量生産の多い大径管の処理では、加工に先だつクランプ付け替え作業の負担まで減る訳ではない。管内挿入拡径形の方が掴持形より軸心を合わせづらいので、作業負担が増す部分すらある。例えば外径114.3mm〜318.5mmの大径管を把持するクランプは例えば400kg〜1000kgと重く、このようなクランプ全体を旋回アームやプッシャーに付け替えるのは重労働であり、重量物同士の軸心合わせは時間を掛けて注意深く行わなければならないので作業負担が大きい。
そこで、管内挿入拡径形クランプの付け替えが容易になるように金属管曲げ加工装置を改良することが第一技術課題となる。
However, even if the types and number of clamps to be prepared can be reduced, the processing of large-diameter pipes that are often produced in a wide variety and in small quantities does not reduce the burden of clamping replacement work prior to processing. Since the tube insertion diameter expansion type is more difficult to align the shaft center than the gripping type, there are even parts where the work load increases. For example, a clamp that holds a large-diameter tube having an outer diameter of 114.3 mm to 318.5 mm is heavy, for example, 400 kg to 1000 kg, and it is heavy labor to replace such a clamp as a swivel arm or a pusher. Since the adjustment must be done carefully over time, the work load is large.
Therefore, it is a first technical problem to improve the metal pipe bending apparatus so that replacement of the in-pipe expanded diameter clamp becomes easy.
また、フランジ付き金属管にはフランジ面の傾きや歪みが仕様値以下に収まっていることが要求されるため、仕様を満たさない場合にはフランジが溶接し直されてから金属管が曲げ加工に供されていたが、再溶接なしでフランジを矯正できれば好都合である。そこで、熱処理のついでにフランジ面の傾きや歪みが矯正されるよう工夫を加味することが第二技術課題となる。
さらに、両端フランジ付き金属管には両フランジの回転差が仕様値以下に収まっていることも要求されるため、仕様を満たさない場合には少なくとも片側のフランジが溶接し直されてから金属管が曲げ加工に供されていたが、やはり再溶接なしでフランジを矯正できれば好都合である。そこで、熱処理のついでに両フランジの回転差が矯正されるよう更に工夫を凝らすことが第三技術課題となる。
In addition, since flanged metal pipes require that the inclination and distortion of the flange surface be within the specified values, if the specifications are not met, the metal pipes can be bent after the flanges are re-welded. Although provided, it would be advantageous if the flange could be straightened without re-welding. Therefore, it is a second technical problem to add a device to correct the inclination and distortion of the flange surface after the heat treatment.
Furthermore, the metal pipe with flanges on both ends is also required to have a rotational difference between the two flanges within the specified value. Therefore, if the specifications are not met, the metal pipe must be re-welded after at least one flange is welded again. Although it was used for bending, it would be advantageous if the flange could be straightened without re-welding. Therefore, it is a third technical problem to further devise in order to correct the rotational difference between both flanges after the heat treatment.
また、従来、フランジ付き金属管については先端側の直管部分の長さを任意に設定するのが困難だった。クランプが旋回アームに固定されていると、先端側の直管部分の長さの設定によっては管体部でなくフランジ部を把持しなければならなくなるが、管体部とフランジ部とではクランプ機構が異なるうえ、フランジの形状が多岐に及ぶためである。
そこで、金属管の先端側を把持する先端側クランプ等の構造を更に工夫することにより、先端にフランジが付いている金属管でも先端側の直管部分の長さを自在に設定できるようにすることが第四技術課題となる。
Conventionally, it has been difficult to arbitrarily set the length of the straight pipe portion on the front end side of the flanged metal pipe. When the clamp is fixed to the swivel arm, depending on the length setting of the straight pipe part on the tip side, it is necessary to grip the flange part instead of the pipe part. This is because the shape of the flange is diverse.
Therefore, by further devising the structure of the tip side clamp etc. that grips the tip side of the metal tube, the length of the straight tube part on the tip side can be freely set even for a metal tube with a flange at the tip. This is the fourth technical issue.
本発明の金属管曲げ加工装置は(解決手段1)、このような課題を解決するために創案されたものであり、曲げ加工される金属管の先端側の進路を弧状に規制する旋回アームと、前記金属管を後端側から推進するプッシャーと、前記金属管の長手方向短区間を環状に誘導加熱する誘導子と、その加熱部を追随冷却する冷却機構とを備えて、前記金属管を先端側から後端側へ順に曲げ変形させる金属管曲げ加工装置において、 前記金属管の先端側を把持する先端側クランプが、前記旋回アームの旋回端部に設けられたアーム側クランプと、前記旋回アームから離れて前記金属管の先端側に着脱しうる管先端側クランプとに分かれており、 前記管先端側クランプが、縮径状態では前記金属管の先端側に遊挿可能であり拡径状態では前記金属管の内周面に圧接して前記金属管の先端側を保持する拡縮部と、その駆動機構を格納した円筒部とを具備したものであり、 前記アーム側クランプが、前記管先端側クランプの前記円筒部の外周面に圧接して前記管先端側クランプを掴持するものである、ことを特徴とする。 The metal pipe bending apparatus of the present invention (Solution 1) was created in order to solve such a problem, and includes a swivel arm that regulates the path on the tip side of the metal pipe to be bent in an arc shape. A pusher for propelling the metal tube from the rear end side, an inductor for inductively heating a short section in the longitudinal direction of the metal tube in an annular shape, and a cooling mechanism for following-cooling the heating portion. In the metal pipe bending apparatus for bending and deforming in order from the front end side to the rear end side, a front end side clamp for gripping the front end side of the metal pipe includes an arm side clamp provided at a revolving end portion of the revolving arm, and the revolving It is divided into a tube tip side clamp that can be attached to and detached from the tip side of the metal tube away from the arm, and the tube tip side clamp can be loosely inserted into the tip side of the metal tube in a reduced diameter state, and is in an expanded diameter state. In the metal tube An expansion / contraction portion that presses against an inner peripheral surface and holds the distal end side of the metal tube, and a cylindrical portion that stores the drive mechanism thereof, wherein the arm side clamp is the cylinder of the tube distal end side clamp. The tube tip side clamp is gripped by being pressed against the outer peripheral surface of the portion.
また、本発明の金属管曲げ加工装置は(解決手段2)、上記解決手段1の金属管曲げ加工装置であって、前記金属管の後端側を把持する後端側クランプが、前記プッシャーに設けられたプッシャー側クランプと、前記プッシャーから離れて前記金属管の後端側に着脱しうる管後端側クランプとに分かれており、 前記管後端側クランプが、縮径状態では前記金属管の後端側に遊挿可能であり拡径状態では前記金属管の内周面に圧接して前記金属管の後端側を保持する拡縮部と、その駆動機構を格納した円筒部とを具備したものであり、 前記プッシャー側クランプが、前記管後端側クランプの前記円筒部の外周面に圧接して前記管後端側クランプを掴持するものである、ことを特徴とする。 Further, the metal tube bending apparatus of the present invention (Solution means 2) is the metal tube bending apparatus of the above solution means 1, wherein a rear end side clamp for holding the rear end side of the metal tube is provided on the pusher. A pusher-side clamp provided; and a tube rear-end side clamp that can be attached to and detached from the rear-end side of the metal tube away from the pusher, and the tube rear-end side clamp is in the reduced diameter state, the metal tube An expansion / contraction portion that can be loosely inserted on the rear end side and is in pressure contact with the inner peripheral surface of the metal tube in a diameter-enlarged state and holds the rear end side of the metal tube; and a cylindrical portion that stores the drive mechanism The pusher-side clamp is configured to press the tube rear end side clamp and press the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the tube rear end side clamp.
さらに、本発明の金属管曲げ加工方法は(解決手段3)、上記解決手段1又は2の何れかに記載された金属管曲げ加工装置を用いて金属管を曲げ加工する金属管曲げ加工方法であって、その加工に際し、その金属管の先端側を前記先端側クランプで把持するとともに、前記金属管を後端側から前記プッシャーで押しながら、前記金属管の先端側又は先端側寄りを前記誘導子で誘導加熱しているときに、前記管先端側クランプの軸方向移動を許容するよう前記アーム側クランプの掴持を一時的に緩めて前記金属管の先端を前記アーム側クランプに当接させる、ことを特徴とする。 Furthermore, the metal tube bending method of the present invention (Solution means 3) is a metal tube bending method in which a metal tube is bent using the metal tube bending apparatus described in either of the solution means 1 or 2. In the processing, the front end side of the metal tube is held by the front end side clamp, and the metal tube is pushed by the pusher from the rear end side, and the front end side or the front end side of the metal tube is guided. When induction heating is performed by a child, the arm side clamp is temporarily loosened to allow the tube tip side clamp to move in the axial direction, and the tip of the metal tube is brought into contact with the arm side clamp. It is characterized by that.
また、本発明の金属管曲げ加工装置は(解決手段4)、上記解決手段2の金属管曲げ加工装置であって、前記管後端側クランプを軸回転させる回転駆動機構が前記プッシャー側クランプ又は前記プッシャーに装備されていることを特徴とする。
また、本発明の金属管曲げ加工方法は(解決手段5)、上記解決手段4の金属管曲げ加工装置を用いて金属管を曲げ加工する金属管曲げ加工方法であって、 その金属管の先端側を前記先端側クランプで把持するとともに、前記金属管を後端側から前記プッシャーで押しながら、前記金属管の先端側又は先端側寄りを前記誘導子で誘導加熱しているときに、前記管先端側クランプの軸方向移動を許容するよう前記アーム側クランプの掴持を一時的に緩めて前記金属管の先端を前記アーム側クランプに当接させる前端面矯正工程と、 前記金属管の先端側を前記先端側クランプで把持するとともに、前記金属管の後端側を前記後端側クランプで把持したうえで、前記金属管を前記誘導子で誘導加熱しながら前記回転駆動機構を作動させる回転差矯正工程と、を含んでいることを特徴とする。
Further, the metal tube bending apparatus of the present invention (solution 4) is the metal tube bending apparatus of the
The metal tube bending method of the present invention (Solution 5) is a metal tube bending method in which a metal tube is bent using the metal tube bending apparatus of Solution 4, wherein the tip of the metal tube is bent. The tube is gripped by the front end clamp, and the metal tube is pushed by the pusher from the rear end side while the metal tube is induction heated at the front end side or the front end side by the inductor. A front end face correcting step of temporarily loosening the grip of the arm side clamp so as to allow axial movement of the front end side clamp and bringing the end of the metal tube into contact with the arm side clamp; and the front end side of the metal tube A rotation difference that operates the rotational drive mechanism while the metal tube is induction-heated with the inductor, and the rear end side of the metal tube is gripped with the rear end side clamp. Correction Characterized in that it includes a step.
また、本発明の金属管曲げ加工装置は(解決手段6)、曲げ加工される金属管の先端側の進路を弧状に規制する旋回アームと、前記金属管を後端側から推進するプッシャーと、前記金属管の長手方向短区間を環状に誘導加熱する誘導子と、その加熱部を追随冷却する冷却機構とを備えて、前記金属管を先端側から後端側へ順に曲げ変形させる金属管曲げ加工装置において、 前記金属管の後端側を把持する後端側クランプが、前記プッシャーに設けられたプッシャー側クランプと、前記プッシャーから離れて前記金属管の後端側に着脱しうる管後端側クランプとに分かれており、 前記管後端側クランプが、縮径状態では前記金属管の後端側に遊挿可能であり拡径状態では前記金属管の内周面に圧接して前記金属管の後端側を保持する拡縮部と、その駆動機構を格納した円筒部とを具備したものであり、 前記プッシャー側クランプが、前記管後端側クランプの前記円筒部の外周面に圧接して前記管後端側クランプを掴持するものである、ことを特徴とする。 Further, the metal tube bending apparatus of the present invention (Solution means 6) includes a turning arm for restricting the path on the front end side of the metal tube to be bent in an arc shape, a pusher for propelling the metal tube from the rear end side, A metal tube bending comprising an inductor for induction heating an annular short section in the longitudinal direction of the metal tube and a cooling mechanism for cooling the heating portion in order to bend and deform the metal tube in order from the front end side to the rear end side In the processing apparatus, a rear end side clamp that holds the rear end side of the metal tube includes a pusher side clamp provided on the pusher, and a tube rear end that can be attached to and detached from the rear end side of the metal tube away from the pusher. The pipe rear end side clamp can be loosely inserted into the rear end side of the metal tube in the reduced diameter state, and is pressed against the inner peripheral surface of the metal tube in the enlarged diameter state. An expansion / contraction section for holding the rear end side of the tube; The pusher side clamp presses the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the tube rear end side clamp and grips the tube rear end side clamp. It is characterized by being.
また、本発明の金属管曲げ加工装置は(解決手段7)、上記解決手段6の金属管曲げ加工装置であって、前記管後端側クランプを軸回転させる回転駆動機構が前記プッシャー側クランプ又は前記プッシャーに装備されていることを特徴とする。
また、本発明の金属管曲げ加工方法は(解決手段8)、上記解決手段7の金属管曲げ加工装置を用いて金属管を曲げ加工する金属管曲げ加工方法であって、その加工に際し、その金属管の先端側を前記先端側クランプで把持するとともに、前記金属管の後端側を前記後端側クランプで把持したうえで、前記金属管を前記誘導子で誘導加熱しながら前記回転駆動機構を作動させる、ことを特徴とする。
Further, the metal tube bending apparatus of the present invention (solving means 7) is the metal tube bending apparatus of the above-described solving means 6, wherein the rotational drive mechanism for rotating the tube rear end side clamp is the pusher side clamp or It is equipped with the pusher.
Further, the metal tube bending method of the present invention (solution 8) is a metal tube bending method of bending a metal tube using the metal tube bending apparatus of the solution 7, and in the processing, The rotary drive mechanism is configured such that the front end side of the metal tube is gripped by the front end side clamp, the rear end side of the metal tube is gripped by the rear end side clamp, and the metal tube is induction-heated by the inductor. It is characterized by operating.
また、本発明の金属管曲げ加工装置は(解決手段9)、曲げ加工される金属管の先端側の進路を弧状に規制する旋回アームと、前記金属管を後端側から推進するプッシャーと、前記金属管の長手方向短区間を環状に誘導加熱する誘導子と、その加熱部を追随冷却する冷却機構とを備えて、前記金属管を先端側から後端側へ順に曲げ変形させる金属管曲げ加工装置において、前記金属管の後端側を軸回転させる回転駆動機構が、前記金属管の後端側を把持する後端側クランプ又は前記プッシャーに装備されていることを特徴とする。
また、本発明の金属管曲げ加工方法は(解決手段10)、上記解決手段9の金属管曲げ加工装置を用いて金属管を曲げ加工する金属管曲げ加工方法であって、その加工に際し、その金属管の先端側を前記旋回アームの旋回端部の先端側クランプで把持するとともに、前記金属管の後端側を前記後端側クランプで把持したうえで、前記金属管を前記誘導子で誘導加熱しながら前記回転駆動機構を作動させる、ことを特徴とする。
Further, the metal tube bending apparatus of the present invention (Solution means 9) includes a turning arm for restricting the path on the front end side of the metal tube to be bent in an arc shape, a pusher for propelling the metal tube from the rear end side, A metal tube bending comprising an inductor for induction heating an annular short section in the longitudinal direction of the metal tube and a cooling mechanism for cooling the heating portion in order to bend and deform the metal tube in order from the front end side to the rear end side In the processing apparatus, a rotary drive mechanism for rotating the rear end side of the metal tube is provided in a rear end side clamp or the pusher for gripping the rear end side of the metal tube.
Further, the metal tube bending method of the present invention (solution 10) is a metal tube bending method of bending a metal tube using the metal tube bending apparatus of the solution 9, and in the processing, The front end side of the metal tube is gripped by the front end side clamp of the swivel end of the swivel arm, and the rear end side of the metal tube is gripped by the rear end side clamp, and the metal tube is guided by the inductor. The rotary drive mechanism is operated while heating.
また、本発明の金属管曲げ加工装置は(解決手段11)、上記解決手段1,2,4の金属管曲げ加工装置であって、前記アーム側クランプを初期姿勢では前記プッシャーの進退方向に移動させるアーム側クランプ移動機構が、前記旋回アームの旋回端部に設けられていることを特徴とする。 The metal tube bending apparatus according to the present invention is (the solution means 11), which is the metal tube bending apparatus of the above solution means 1, 2 and 4, wherein the arm side clamp is moved in the forward and backward direction of the pusher in the initial posture. The arm side clamp moving mechanism to be moved is provided at the turning end of the turning arm.
このような本発明の金属管曲げ加工装置にあっては(解決手段1,2)、管端クランプ(先端側クランプや後端側クランプ)が、管内挿入拡径形の管端側クランプ(管先端側クランプや管後端側クランプ)と、管外面掴持形の装置側クランプ(アーム側クランプやプッシャー側クランプ)とに分割されている。しかも、装置側クランプは装置本体(旋回アームやプッシャー)に装備されているのに対し、管端側クランプは装置本体から分離されている。そして、管端側クランプは単体で拡縮部を金属管の端部へ自在に着脱できるうえ装着時には円筒部が恰も管端を延長した状態になる。また、装置側クランプは金属管そのものを掴持するのでなく管端側クランプの円筒部を掴持することで間接的に金属管の端部を保持するようになっている。 In such a metal pipe bending apparatus according to the present invention (solution means 1 and 2), the pipe end clamp (front end side clamp or rear end side clamp) is a pipe end side clamp (pipe having a large diameter inserted into the pipe). It is divided into a clamp on the front end side and a clamp on the rear end side of the pipe) and a device side clamp (arm side clamp and pusher side clamp) of the pipe outer surface holding type. In addition, the apparatus-side clamp is mounted on the apparatus main body (swivel arm or pusher), while the tube end-side clamp is separated from the apparatus main body. In addition, the tube end side clamp can be freely attached to and detached from the end portion of the metal tube as a single unit, and when installed, the cylindrical portion is in a state of extending the tube end. In addition, the apparatus-side clamp does not hold the metal tube itself, but indirectly holds the end of the metal tube by holding the cylindrical portion of the tube end-side clamp.
このように管端側クランプを装置本体から分離して単体で金属管に着脱されるようにしたことにより、重量が軽くなっているうえ、取付時の姿勢も全く自由になったので、管内挿入拡径形クランプであっても、金属管への付け替えが容易に行える。しかも、金属管の内径の相違の影響は、管端側クランプの拡縮部にとどめられ、円筒部や装置側クランプに及ぶのを回避することができる。
また、管端側クランプを装着した金属管の保持は、装置側クランプにて管端側クランプの円筒部を掴持することで行われるが、装置側クランプが把持作業の容易な管外面掴持形クランプなので、この作業も容易である。
したがって、この発明によれば、管内挿入拡径形クランプの付け替えが容易に行える金属管曲げ加工装置を実現することができ、その結果、第一技術課題が解決される。
In this way, the tube end side clamp is separated from the main body of the device and can be attached to and detached from the metal tube as a single unit, so the weight is reduced and the mounting posture is completely free. Even with an expanded-diameter clamp, it can be easily replaced with a metal tube. Moreover, the influence of the difference in the inner diameter of the metal tube is limited to the expansion / contraction portion of the tube end side clamp, and can be prevented from reaching the cylindrical portion or the device side clamp.
In addition, the metal tube with the tube end side clamp is held by holding the cylindrical part of the tube end side clamp with the device side clamp. This work is easy because of the clamp.
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a metal tube bending apparatus capable of easily changing the in-tube insertion enlarged diameter clamp, and as a result, the first technical problem is solved.
また、本発明の金属管曲げ加工方法にあっては(解決手段3)、先端側クランプが管先端側クランプとアーム側クランプとに分割されている金属管曲げ加工装置を用いて金属管が曲げ加工されるが、その際の熱処理時に、望ましくは先端側直管部分の熱処理時に、アーム側クランプの掴持が一時的に緩められるので、管先端側クランプが軸方向に移動して、金属管の先端がアーム側クランプに押しつけられる。そして、金属管の先端をアーム側クランプの当接面に倣わせようとする力が働くが、その反力が金属管の加熱部の変形によって吸収される。 In the metal tube bending method of the present invention (solution 3), the metal tube is bent using a metal tube bending device in which the tip side clamp is divided into a tube tip side clamp and an arm side clamp. Although the grip of the arm side clamp is temporarily loosened at the time of heat treatment at that time, preferably at the time of heat treatment of the tip side straight pipe part, the tube tip side clamp moves in the axial direction, and the metal tube The tip of is pressed against the arm side clamp. A force is applied to cause the tip of the metal tube to follow the contact surface of the arm side clamp, but the reaction force is absorbed by the deformation of the heating portion of the metal tube.
そのため、アーム側クランプの当接面を例えば鉛直平面のような矯正基準面にしてさえおけば、金属管の先端(前端面)が矯正されることとなる。なお、その矯正に伴う変形は金属管の熱処理部分に転嫁されるので、大きな矯正は難しいが、多少の矯正であれば、移動加熱を利用して変形転嫁部位を分散させる等のことで、不都合なく行うことができる。
したがって、この発明によれば、管内挿入拡径形クランプの付け替えが容易に行える金属管曲げ加工装置を用いて、熱処理のついでに金属管の前端面の傾きや歪みを矯正することができ、その結果、第一技術課題に加えて第二技術課題も解決される。
For this reason, as long as the contact surface of the arm side clamp is a correction reference surface such as a vertical plane, the tip (front end surface) of the metal tube is corrected. In addition, since the deformation accompanying the correction is transferred to the heat treatment part of the metal tube, large correction is difficult, but if it is a little correction, it is inconvenient by dispersing the deformation transfer part using moving heating, etc. Can be done without.
Therefore, according to the present invention, the inclination and distortion of the front end face of the metal tube can be corrected following the heat treatment by using the metal tube bending apparatus that can easily replace the in-tube expanded diameter clamp. In addition to the first technical problem, the second technical problem is also solved.
さらに、本発明の金属管曲げ加工装置(解決手段4)を用いた本発明の金属管曲げ加工方法にあっては(解決手段5)、熱処理のついでに金属管の前端面の傾きや歪みを矯正する上述の前端面矯正工程に加えて、次の回転差矯正工程も実行される。すなわち、金属管の両端を把持した状態で、金属管を誘導加熱しながら、回転駆動機構を作動させるので、金属管が捩られる。その捩れは移動加熱に伴って金属管の各部に分散固定され、その合計量が金属管の両端の回転差になる。 Furthermore, in the metal tube bending method of the present invention using the metal tube bending apparatus (solution 4) of the present invention (solution 5), the inclination and distortion of the front end face of the metal tube are corrected after the heat treatment. In addition to the front end face correction process described above, the following rotation difference correction process is also executed. That is, since the rotation drive mechanism is operated while induction-heating the metal tube while holding both ends of the metal tube, the metal tube is twisted. The torsion is dispersed and fixed to each part of the metal tube with moving heating, and the total amount becomes a rotation difference between both ends of the metal tube.
そのため、金属管の両端の回転差を解消したい回転量だけ回転駆動機構を熱処理中に作動させれば、その総回転量だけ回転差が矯正されることとなる。
したがって、この発明によれば、管内挿入拡径形クランプの付け替えが容易に行える金属管曲げ加工装置を用いて、熱処理のついでに金属管の前端面の傾きや歪みを矯正することができるうえ、熱処理のついでに金属管の両端の回転差まで矯正することができ、その結果、第一技術課題と第二技術課題に加えて第三技術課題も解決される。
Therefore, if the rotation driving mechanism is operated during the heat treatment by the amount of rotation for which the rotation difference between both ends of the metal tube is to be eliminated, the rotation difference is corrected by the total amount of rotation.
Therefore, according to the present invention, the inclination and distortion of the front end face of the metal tube can be corrected after the heat treatment by using the metal tube bending apparatus that can easily replace the in-tube expanded diameter clamp. Subsequently, the rotational difference between both ends of the metal tube can be corrected. As a result, the third technical problem is solved in addition to the first technical problem and the second technical problem.
また、本発明の金属管曲げ加工装置にあっては(解決手段6)、第一技術課題が解決される。
また、本発明の金属管曲げ加工装置および方法にあっては(解決手段7,8)、第一技術課題と第三技術課題が解決される。
また、本発明の金属管曲げ加工装置および方法にあっては(解決手段9,10)、第三技術課題が解決される。
Moreover, in the metal pipe bending apparatus of the present invention (solution means 6), the first technical problem is solved.
In the metal pipe bending apparatus and method of the present invention (solution means 7 and 8), the first technical problem and the third technical problem are solved.
In the metal pipe bending apparatus and method of the present invention (solution means 9 and 10), the third technical problem is solved.
また、本発明の金属管曲げ加工装置にあっては(解決手段11)、初期姿勢のままではアーム側クランプがフランジ部や管体部を掴持することになってしまうような場合、アーム側クランプ移動機構を作動させてアーム側クランプを管先端側クランプのところに移動させることにより、先端側の直管部分の長さの設定に束縛されることなく、所望の形状の管先端側クランプをアーム側クランプにて掴持することができる。
したがって、この発明によれば、管内挿入拡径形クランプの付け替えが容易に行える金属管曲げ加工装置の旋回アームの旋回端部にアーム側クランプ移動機構を設けたことにより、先端側の直管部分の長さを任意に設定しても、フランジ部等の掴持を容易かつ確実に回避することができ、その結果、第一技術課題に加えて第四技術課題も解決される。
In the metal pipe bending apparatus of the present invention (solution 11), if the arm side clamp would grip the flange part or the tube part in the initial posture, the arm side By operating the clamp moving mechanism and moving the arm side clamp to the tube tip side clamp, the tube tip side clamp of the desired shape can be held without being restricted by the length setting of the straight pipe part on the tip side. It can be gripped by the arm side clamp.
Therefore, according to the present invention, the arm-side clamp moving mechanism is provided at the turning end of the turning arm of the metal pipe bending apparatus capable of easily replacing the in-tube insertion enlarged-diameter clamp. Even if the length is arbitrarily set, it is possible to easily and reliably avoid holding the flange portion and the like, and as a result, the fourth technical problem is solved in addition to the first technical problem.
このような本発明の金属管曲げ加工装置および方法について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例1〜2により説明する。
図1〜2に示した実施例1は、上述した解決手段1,2,6,11(出願当初の請求項1,2,6,11)を具現化したものであり、図3〜4に示した実施例2は、上述した解決手段3〜4,7〜10(出願当初の請求項3〜4,7〜10)を具現化したものである。
なお、それらの図示に際しては、簡明化等のため、ベース,フレーム,ボルト等の締結具,ヒンジ等の連結具,電動モータ等の駆動源,タイミングベルト等の伝動部材,モータドライバ等の電気回路,コントローラ等の電子回路などは図示を割愛し、発明の説明に必要なものや関連するものを中心に図示した。
About the metal pipe bending apparatus and method of this invention, the specific form for implementing this is demonstrated by the following Examples 1-2.
The embodiment 1 shown in FIGS. 1 and 2 embodies the above-described solving means 1, 2, 6, and 11 (
In these drawings, for the sake of simplicity, fasteners such as bases, frames and bolts, couplings such as hinges, drive sources such as electric motors, transmission members such as timing belts, electric circuits such as motor drivers, etc. The electronic circuits such as the controller are not shown in the figure, and the parts necessary for explaining the invention and the related ones are mainly shown.
本発明の金属管曲げ加工装置の実施例1について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図1(a)は、金属管曲げ加工装置20の概要平面図であり、図1(b)は、先端側クランプ48+50の結合状態/分離状態を示す概要平面図である。また、図2は、金属管曲げ加工装置20の管先端側クランプ50の構造を示し、(a)が平面図、(b)が縮径状態の拡縮部60の断面図と平面図、(c)が拡径状態の拡縮部60の断面図と平面図、(d)が金属管先端側11の断面とそれに挿着された拡縮部60との平面図である。
A specific configuration of Example 1 of the metal pipe bending apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a schematic plan view of the metal
この金属管曲げ加工装置20は(図1(a)参照)、金属管10の曲げ加工を行うために、ガイドローラ21,22と熱処理機構23〜27と曲げモーメント付加機構30+40とを具えている。熱処理機構23〜27は、誘導子23と冷却機構24と移動機構25と高周波電源26と給水設備27とを具えており、曲げモーメント付加機構30+40はプッシャー30と旋回アーム40とを具えている。
旋回アーム40は、曲げ加工される金属管10の先端側11の進路を弧状に規制できれば、例えばL形やI形のアームと一組のスライドベッド等からなるものでも良く(例えば特許文献1参照)、二組のフレームやレールを上下に配して剛性を高めたものでも良い(例えば特許文献2参照)。これには、金属管10の先端側11を把持するために、アーム側クランプ48と管先端側クランプ50とからなる先端側クランプ48+50が装着されている。
The metal tube bending apparatus 20 (see FIG. 1A) includes
The
詳細な図示は割愛したが、具体的には、旋回アーム40は、鉛直に設けられた支軸41と、それに基端部を支持された水平なアーム基端部42と、支軸41をY方向に移動させる移動機構43と、アーム旋回時に支軸41を軸回転させる回転機構44と、アーム基端部42の先端側に設けられ移動機構45によって初期姿勢ではY方向に移動しうるアーム旋回端部46と、アーム旋回端部46に装着されたアーム側クランプ48を初期姿勢(未だ曲げていない金属管10を把持しようとするとき又は把持したときの旋回アーム40の姿勢)ではX方向(初期姿勢の金属管10の軸方向すなわちプッシャー30の進退方向)に移動させる移動機構47(アーム側クランプ移動機構)とを具えていて、金属管10の曲げ変形に必要な曲げモーメントを金属管10に付加させるとともに、初期姿勢でアーム側クランプ48が管先端側クランプ50を掴持できるところに位置させることができ、ひいては金属管10の曲げ半径や先端側11の直管部の長さを任意に設定できるようになっている。
Although detailed illustration is omitted, specifically, the
プッシャー30は、曲げ加工される金属管10の後端側12を把持するために、プッシャー側クランプ32と管後端側クランプ33とからなる後端側クランプ32+33が装着されている。プッシャー30と移動機構31は、金属管後端側12から金属管先端側11へ金属管10を推し進めることができれば、シリンダ駆動の可動台や(例えば特許文献3,4参照)、チェーン牽引式の走行台でも良い(図示せず)。
プッシャー30と旋回アーム40との間にはガイドローラ21,22と誘導子23と冷却機構24とが配置されており、ガイドローラ21,22が金属管10を両脇から挟むことで金属管10と誘導子23との不所望な位置ずれが防止されるようになっている。
The
誘導子23は、曲げ加工される金属管10の外径より一回り大きい誘導コイルであり、金属管10を中空に遊挿させた状態で高周波電源26から給電されると金属管10の長手方向短区間を環状に誘導加熱するようになっている。
冷却機構24は、誘導子23に添えて又は組み付けて隣接された環状の散水チューブ等からなり、金属管10を遊挿させた状態で給水設備27から給水されると金属管10の環状加熱部を追随冷却するようになっている。
移動機構25は、誘導子23と冷却機構24とを一緒にX方向移動させるものであり、停止状態の金属管10のうち例えば先端側11の直管部を熱処理するときなどに作動するようになっている(例えば特許文献1参照)。
The
The
The moving
この金属管曲げ加工装置20では、金属管10の端部を把持する管端クランプが、金属管10の先端側11を把持する先端側クランプ48+50も、金属管10の後端側12を把持する後端側クランプ(32+33)も、旋回アーム40やプッシャー30といった装置本体に設けられた装置側クランプ48(32)と、装置本体から離れて金属管10の端部11(12)に着脱しうる管端側クランプ50(33)とに分かれており、管端側クランプ50(33)が、金属管10の内周面に圧接してそれを保持する拡縮部と、その駆動機構を格納した円筒部とを具備しており、装置側クランプ48(32)が、円筒部の外周面に圧接して管端側クランプ50(33)を掴持するようになっている。
In this metal
すなわち、先端側クランプ48+50は、旋回アーム40のアーム旋回端部46に設けられたアーム側クランプ48と、旋回アーム40から離れて金属管先端側11に着脱しうる管先端側クランプ50とに分かれている(図1(b)参照)。この管先端側クランプ50は、拡縮部60と円筒部51とからなる。拡縮しうる拡縮部60は、縮径状態では金属管10の先端側11に遊挿可能であり、拡径状態では金属管10の内周面に圧接して金属管先端側11を保持する。円筒部51は、その拡径の駆動機構を筒体に格納している。アーム側クランプ48は、従来から最も多く用いられている管外面掴持形クランプであり(例えば特許文献2〜3参照)、管先端側クランプ50の円筒部51の円筒部の外周面に圧接して管先端側クランプ50を掴持するようになっている。
That is, the
また、後端側クランプ32+33は、プッシャー30に設けられたプッシャー側クランプ32と、プッシャー30プッシャーから離れて金属管10の後端側12に着脱しうる管後端側クランプ33とに分かれている。管後端側クランプ33は、管先端側クランプ50と同じく、縮径状態では金属管後端側12に遊挿可能であり拡径状態では金属管10の内周面に圧接して金属管後端側12を保持する拡縮部と、その駆動機構を格納した円筒部とからなる。管後端側クランプ33も管外面掴持形クランプであり、これは管後端側クランプ33の円筒部の外周面に圧接して管後端側クランプ33を掴持するようになっている。
The rear end side clamps 32 + 33 are divided into a
管先端側クランプ50について詳述すると(図2参照)、円筒部51は(図2(a)参照)、例えば金属製の筒体52と、その中空に格納された駆動シリンダ53と、それで進退駆動される進退ロッド大径部54と、進退ロッドの先に延びた進退ロッド小径部55とからなり、進退ロッド大径部54の先端と進退ロッド小径部55とは筒体52から突き出て拡縮部60に達している。拡縮部60は(図2(b),(c)参照)、先端から筒体52寄りへ順に、テーパ部材61と多数の拡径片62とリテーナ63と中間スライダ64とリテーナ65と多数の拡径片66とテーパ部材67とを具えている。
The tube
テーパ部材61は進退ロッド小径部55に固定されており、拡径片62はテーパ部材61のテーパ状外周面の上に放射状配置されていてリテーナ63によってテーパ部材61と中間スライダ64との間に保持されており、テーパ部材67は円筒部51の一端に固定されており、拡径片66はテーパ部材67のテーパ状外周面の上に放射状配置されていてリテーナ65によってテーパ部材67と中間スライダ64との間に保持されている。さらに、中間スライダ64が進退ロッド小径部55に摺動可能に嵌装されて進退ロッド大径部54の先端とテーパ部材61の一端面との間に置かれている。
The
このような拡縮部60は、ロッド54,55が円筒部51から突き出すと多数の拡径片62,66が縮径し(図2(b)参照)、ロッド54,55が円筒部51側へ後退すると多数の拡径片62,66が拡径するものである(図2(c)参照)。
そして(図2(d)参照)、縮径状態では金属管10の先端側11に拡縮部60を遊挿することができ、その状態で金属管先端側11に挿入してから拡縮部60を拡径状態にすると、多数の拡径片62,66が放射状に拡径して金属管10の内周面に圧接し、これで拡縮部60が金属管10の先端側を保持するようになっている。
In such an expansion /
And (refer FIG.2 (d)), in the diameter-reduced state, the expansion /
この実施例1の金属管曲げ加工装置20を用いた金属管曲げ加工方法について、図面を引用して説明する。図1は、加工手順の概要を示し、(c)が金属管10と装着前の管端側クランプ33,50との概要平面図、(d)が金属管10とそれに装着された管端側クランプ33,50との概要平面図、(e)が金属管10を保持させた金属管曲げ加工装置20の概要平面図、(f)が曲げ加工中の金属管曲げ加工装置20の概要平面図である。図2(d)は、金属管先端側11に開先仕上げ部13を持つ金属管10とそれに挿着された拡縮部60との平面図である。
A metal tube bending method using the metal
曲げ加工に先立って金属管10を金属管曲げ加工装置20にセットするが、その際、管先端側クランプ50や管後端側クランプ33をそれぞれアーム側クランプ48やプッシャー側クランプ32から外しておいて(図1(c)参照)、金属管10の先端側11には管先端側クランプ50を挿着し金属管後端側12には管後端側クランプ33を挿着する(図1(d)参照)。管先端側クランプ50の挿着は、拡縮部60を縮径させて先端側11の中空に差し込んでから、駆動シリンダ53を作動させて、ロッド54,55を前進させ、ひいては拡縮部60を拡径させることで、行う。管後端側クランプ33の挿着も同様に行う。クランプ50,33は、比較的軽量なので、管内挿入拡径形クランプであっても、金属管10への挿着が容易である。取り外しも容易である。そして、挿着後の金属管10と管先端側クランプ50と管後端側クランプ33は、長い一本の金属管の如くなる。
Prior to bending, the
このような管端側クランプ50,33装着済み金属管10は、管外面掴持形クランプと同様にして容易に初期姿勢の曲げモーメント付加機構30+40に把持させられる(図1(e)参照)。すなわち、金属管10の先端側11に装着された管先端側クランプ50の円筒部51をアーム側クランプ48に掴持させ、金属管10の後端側12に装着された管後端側クランプ33の円筒部をプッシャー側クランプ32に掴持させることで、容易に、金属管10が曲げモーメント付加機構30+40にセットされる。
Such pipe end side clamps 50 and 33 mounted
なお、詳細な説明は割愛するが、誘導子23と冷却機構24に金属管10を遊挿させることも、従来の管外面掴持形クランプ使用時と同様にして容易に行われる。また、初期姿勢で金属管10の先端側11は直管部として設定された長さだけ誘導子23からX方向に出ておりその先に管先端側クランプ50が位置しているが、アーム側クランプ48を移動機構47にてX方向に移動させることで容易かつ確実に、管先端側クランプ50をアーム側クランプ48に掴持させることができる。
Although detailed description is omitted, the
それから(図1(f)参照)、誘導子23に高周波通電するとともに冷却機構24に給水することで熱処理を行いながら、回転機構44にて支軸41を中心にして旋回アーム40を旋回させるとともに、移動機構31にてプッシャー30を推進させて、金属管10に曲げ加工を施す。その際、詳細な説明は割愛するが、直管部として残す金属管先端側11や開先仕上げ部13まで熱処理を施す場合は誘導子23を移動させ(特許文献1参照)、曲げ加工を行うときに曲げモーメント付加機構30+40を作動させる。直管部の長さや曲げ半径は移動機構43,45,47で調整する。
Then (see FIG. 1 (f)), while turning the
こうして、金属管10に熱処理と曲げ加工が施されるので、施工後は、上述したセット作業と逆の手順で金属管10を金属管曲げ加工装置20から取り外す。繰り返しとなる詳細な説明は割愛するが、金属管曲げ加工装置20から管端側クランプ50,33装着済み金属管10を取り外してから、金属管10から管先端側クランプ50,33を取り外すという、二段階の作業となる。管端側クランプ50,33装着済み金属管10の取り外しは、プッシャー側クランプ32及びアーム側クランプ48の掴持を解除することで、管外面掴持形クランプと同様、容易に行える。管先端側クランプ50,33の取り外しは、管内挿入拡径形クランプの取り外し作業になるが、管先端側クランプ50,33が曲げモーメント付加機構30+40から分離されているうえ軽量なので、やはり容易に行える。
Thus, since heat treatment and bending are performed on the
本発明の金属管曲げ加工装置の実施例2について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図3(a)は、金属管曲げ加工装置80の概要平面図であり、図3(b)は、前端面矯正前の先端側フランジ71の付いた金属管70の先端側とそれを保持させた先端側クランプ48+50との概要平面図である。
A specific configuration of the second embodiment of the metal pipe bending apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3A is a schematic plan view of the metal
この金属管曲げ加工装置70が上述した実施例1の金属管曲げ加工装置20と相違するのは(図3(a)参照)、プッシャー30に回転駆動機構81が追加装備された点と、誘導子23と冷却機構24がそれぞれ誘導子82と冷却機構83になっている点である。
また、曲げ加工される金属管70の先端側にはフランジ71が付いており後端側にはフランジ72が付いている(図4(a)参照)。
その先端側フランジ71の矯正のため、アーム側クランプ48のうち金属管70の先端側フランジ71の当接する面は、平坦かつ鉛直に形成されている(図3(b)参照)。
The metal
Moreover, the
In order to correct the
回転駆動機構81は、例えば電動モータに減速ギヤやクラッチを連結したものに回転制御器や回転量設定器を付けたものであり、管後端側クランプ33を軸回転させることができれば、プッシャー側クランプ32に装備されていても良く、プッシャー側クランプ32に添えてプッシャー30に装備されていても良い。
誘導子82と冷却機構83は、例えば二つ割りされており、各分割部が離隔してフランジ71,72との干渉を回避し、各分割部が寄り集まることで金属管70の外周面に対して環状に向かい合うものとなっている。
The
For example, the
この実施例2の金属管曲げ加工装置80を用いた金属管曲げ加工方法について、図面を引用して説明する。図3は、金属管70の前端面の矯正状態を示し、(b)及び(c)は何れも金属管70の先端側フランジ71とそれを保持させた先端側クランプ48+50との概要平面図であり、そのうち(b)は前端面矯正前の状態を示し、(c)は前端面矯正中の状態を示している。また、図4は、金属管70の両端71,72の回転差の矯正状態を示し、(a)がフランジ付き金属管70の平面図、(b)が回転差矯正前のフランジ71,72の端面図、(c)が回転差矯正中の金属管70の平面図、(d)が回転差矯正後のフランジ71,72の端面図である。
A metal tube bending method using the metal
ここでは、上述した実施例1の金属管曲げ加工方法と相違する点を中心に説明するが、主な相違点は、金属管セット時に誘導子82と冷却機構83とが離接させられる点と、熱処理開始後で曲げ加工開始前に前端面矯正工程が行われる点と、前端面矯正工程後に回転差矯正工程が行われるようになった点である。
Here, although it demonstrates centering on the point which is different from the metal pipe bending method of Example 1 mentioned above, the main difference is that the
金属管のセットは(図3(b)参照)、二つ割りの誘導子82及び冷却機構83を何れも左右に離隔させておいて上述の金属管セット作業を済ませ、それによって金属管70が曲げモーメント付加機構30+40に把持されてから、誘導子82及び冷却機構83を何れも接近や合体させることで、行われる。これによって、誘導子82及び冷却機構83が先端側フランジ71にも後端側フランジ72にも邪魔されることなく金属管70の長手方向短区間を環状に囲むこととなる。
この金属管セット工程の後に前端面矯正工程が行われる場合、前端面矯正工程に備えて予め金属管70のセットに際し、先端側フランジ71をアーム側クランプ48の当接面49に当接させた状態で、管先端側クランプ50の円筒部51をアーム側クランプ48に掴持させておくと良い(図3(b)参照)。
The metal tube is set (see FIG. 3B), the two
When the front end surface correction step is performed after the metal tube setting step, the front
前端面矯正工程は(図3(c)参照)、金属管70の先端側の直管部の熱処理中に行うのが好ましいが、先端側に限定される訳ではないのでそれより内側の先端側寄りを熱処理しているときに行っても良く、具体的には、金属管70を後端側からプッシャー30で押しながら、誘導子82で金属管70の先端側や先端側寄りを誘導加熱しているときに、アーム側クランプ48の掴持を一時的に緩める。その掴持緩和は、管先端側クランプ50の円筒部51がアーム側クランプ48の中で軸方向に少し移動できる程度で足り、管先端側クランプ50や金属管70の上下移動が無視できる範囲にとどめる。誘導子82を固定して行っても良いが、誘導子82を移動させながら行う方が望ましく、単発でも良いが連続的や断続的な方が望ましい。この工程では、先端側フランジ71が当接面49に押しつけられて先端側フランジ71の傾きが矯正され、その変形が環状加熱部73に転嫁されるので、その転嫁変形を分散させるという観点からは、移動加熱しながら連続的に又は断続的に掴持緩和を行うのが望ましい。
The front end surface correction step (see FIG. 3C) is preferably performed during the heat treatment of the straight tube portion on the distal end side of the
回転差矯正工程は(図4参照)、金属管70の先端側を先端側クランプ48+50で把持するとともに、金属管70の後端側を後端側クランプ32+33で把持した状態で行うので、前端面矯正工程が行われる場合にはその後に行われることになるが、前端面矯正工程が行われない場合には金属管セット後であれば何時でも良く、金属管70を誘導子82で誘導加熱しながら回転駆動機構81を作動させることで行われる。具体例を挙げると、先端側フランジ71と後端側フランジ72との回転差θ1が仕様上の許容値を超えているとして(図4(b)参照)、この場合、その超過量より少し大きい総回転量θ2だけ回転駆動機構81で管後端側クランプ33ひいては後端側フランジ72を回転差解消側に回転させる(図4(c)参照)。
The rotation difference correction process (see FIG. 4) is performed with the front end side of the
すると、総回転量θ2弱の捻れ変形が金属管70の環状加熱部73に固定されるので、回転差矯正工程を経た金属管70における先端側フランジ71と後端側フランジ72との回転差θ3は(図4(d)参照)、矯正前の回転差θ1より総回転量θ2弱ほど小さくなっていて、許容範囲に収まることとなる。この回転差矯正でもフランジから筒部に転嫁された捻れ変形を分散させるのが望ましいので、移動加熱中の定速回転が基本になるが、直線部の熱処理時と曲げ部の熱処理時とで回転速度を切り替えるのも良く、その場合、直線部での回転速度を上げて曲げ部での回転速度を下げるのが好ましい。
Then, since the torsional deformation with a total rotation amount of less than θ2 is fixed to the
[その他]
上記の実施例2の前端面矯正工程ではフランジ面の傾きの矯正を説明したが、フランジも加熱される状態で前端面矯正を行えばフランジ面の傾きに加えてフランジ面の歪みまで矯正されることもある。また、前端面の矯正は、フランジに限定される訳でなく、前端面(先端)が他の形状になっている場合でも、例えば開先仕上げされている場合でも、有効なことが多い。なお、矯正目標の数値例を一つずつ挙げると、フランジ面の傾きは1/250以下、開先部の傾きは0.8mm以下、フランジ面の歪みは2mm以下、両端フランジの回転差はボルト挿通穴の距離で1.6mm以下、といったものがある。
[Others]
In the front end surface correction step of the second embodiment, the correction of the inclination of the flange surface has been described. However, if the front end surface is corrected while the flange is also heated, the distortion of the flange surface is corrected in addition to the inclination of the flange surface. Sometimes. Further, the correction of the front end face is not limited to the flange, and is often effective even when the front end face (tip) has another shape, for example, when the groove finish is performed. In addition, to give one numerical example of the correction target one by one, the inclination of the flange surface is 1/250 or less, the inclination of the groove part is 0.8 mm or less, the distortion of the flange surface is 2 mm or less, and the rotational difference between the flanges at both ends is the bolt There is a distance of 1.6 mm or less in the distance of the insertion hole.
本発明の金属管曲げ加工装置および曲げ加工方法は、鋼管への適用が典型的であるが、その他、各種の金属管、例えばステンレス,アルミ系,チタン系,鋳鋼,鋳鉄などの素材からなる金属管にも適用することができる。 The metal pipe bending apparatus and bending method of the present invention are typically applied to steel pipes, but other metal pipes, for example, metals made of materials such as stainless steel, aluminum-based, titanium-based, cast steel, cast iron, etc. It can also be applied to tubes.
10…金属管、11…金属管先端側、12…金属管後端側、13…開先仕上げ部、
20…金属管曲げ加工装置、21,22…ガイドローラ、23…誘導子、
24…冷却機構、25…移動機構、26…高周波電源、27…給水設備、
30…プッシャー、31…移動機構、
32…プッシャー側クランプ(装置側クランプ,後端側クランプ)、
33…管後端側クランプ(管端側クランプ,後端側クランプ)、
40…旋回アーム(回動アーム、曲げアーム)、
41…支軸、42…アーム基端部、43…移動機構、44…回転機構、
45…移動機構、46…アーム旋回端部、47…移動機構、
48…アーム側クランプ(装置側クランプ,先端側クランプ)、49…当接面、
50…管先端側クランプ(管端側クランプ,先端側クランプ)、
51…円筒部、52…筒体、53…駆動シリンダ、
54…進退ロッド大径部、55…進退ロッド小径部、
60…拡縮部、61…テーパ部材、62…拡径片、63…リテーナ、
64…中間スライダ、65…リテーナ、66…拡径片、67…テーパ部材、
70…金属管、71…先端側フランジ、72…後端側フランジ、73…環状加熱部、
80…金属管曲げ加工装置、81…回転駆動機構、82…誘導子、83…冷却機構
DESCRIPTION OF
20 ... Metal tube bending apparatus, 21, 22 ... Guide roller, 23 ... Inductor,
24 ... Cooling mechanism, 25 ... Moving mechanism, 26 ... High frequency power supply, 27 ... Water supply equipment,
30 ... pusher, 31 ... moving mechanism,
32 ... Pusher side clamp (device side clamp, rear end side clamp),
33 ... Pipe rear end side clamp (tube end side clamp, rear end side clamp),
40 ... swivel arm (rotating arm, bending arm),
41 ... support shaft, 42 ... arm base end, 43 ... moving mechanism, 44 ... rotating mechanism,
45 ... moving mechanism, 46 ... arm turning end, 47 ... moving mechanism,
48 ... arm side clamp (device side clamp, tip side clamp), 49 ... contact surface,
50 ... Tube tip side clamp (tube end side clamp, tip side clamp),
51 ... Cylindrical part, 52 ... Cylinder, 53 ... Drive cylinder,
54 ... Advancing / retreating rod large diameter part, 55 ... Advancing / retreating rod small diameter part,
60 ... Expanded portion, 61 ... Taper member, 62 ... Expanded diameter piece, 63 ... Retainer,
64 ... Intermediate slider, 65 ... Retainer, 66 ... Diameter expansion piece, 67 ... Tapered member,
70 ... Metal pipe, 71 ... Front end side flange, 72 ... Rear end side flange, 73 ... Annular heating section,
80 ... Metal tube bending apparatus, 81 ... Rotary drive mechanism, 82 ... Inductor, 83 ... Cooling mechanism
Claims (3)
その金属管の先端側を前記先端側クランプで把持するとともに、前記金属管を後端側から前記プッシャーで押しながら、前記金属管の先端側又は先端側寄りを前記誘導子で誘導加熱しているときに、前記管先端側クランプの軸方向移動を許容するよう前記アーム側クランプの掴持を一時的に緩めて前記金属管の先端のフランジを前記アーム側クランプの鉛直平面に当接させることにより、前記金属管の先端のフランジの直角度を修正する、ことを特徴とする金属管曲げ加工方法。 A swivel arm that regulates the path on the front end side of the metal pipe to be bent in an arc shape, a pusher that propels the metal pipe from the rear end side, and an inductor that induction-heats the short section in the longitudinal direction of the metal pipe in an annular shape A metal tube bending apparatus that includes a cooling mechanism for following and cooling the heating unit, and further bends and deforms the metal tube in order from the front end side to the rear end side, and further includes a front end that grips the front end side of the metal tube The side clamp is divided into an arm side clamp provided at the turning end of the turning arm and a tube tip side clamp that can be attached to and detached from the tip side of the metal tube away from the turning arm. The clamp can be loosely inserted into the distal end side of the metal tube in the contracted state, and in the expanded state, the expanded / contracted portion that presses against the inner peripheral surface of the metal tube and holds the distal end side of the metal tube, and its drive mechanism And a cylindrical portion storing The arm side clamp is in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the tube tip side clamp and grips the tube tip side clamp using a metal tube bending apparatus, and flanges are provided at both ends. When bending metal pipes with
The front end side of the metal tube is gripped by the front end side clamp, and the metal tube is pushed by the pusher from the rear end side, and the front end side or the front end side of the metal tube is induction heated by the inductor. Sometimes, the grip of the arm side clamp is temporarily loosened so as to allow the axial movement of the tube tip side clamp, and the flange of the tip of the metal tube is brought into contact with the vertical plane of the arm side clamp. A method of bending a metal tube, wherein the perpendicularity of the flange at the tip of the metal tube is corrected.
その金属管の先端側を前記先端側クランプで把持するとともに、前記金属管を後端側から前記プッシャーで押しながら、前記金属管の先端側又は先端側寄りを前記誘導子で誘導加熱しているときに、前記管先端側クランプの軸方向移動を許容するよう前記アーム側クランプの掴持を一時的に緩めて前記金属管の先端を前記アーム側クランプに当接させる前端面矯正工程と、
前記金属管の先端側を前記先端側クランプで把持するとともに、前記金属管の後端側を前記後端側クランプで把持したうえで、前記金属管を前記誘導子で誘導加熱しながら前記回転駆動機構を作動させることにより、前記金属管の後端部の軸回転にて前記金属管の両フランジの角度差を矯正する回転差矯正工程と、
を含んでいることを特徴とする金属管曲げ加工方法。 A swivel arm that regulates the path on the front end side of the metal pipe to be bent in an arc shape, a pusher that propels the metal pipe from the rear end side, and an inductor that induction-heats the short section in the longitudinal direction of the metal pipe in an annular shape A metal tube bending apparatus that includes a cooling mechanism for following and cooling the heating unit, and further bends and deforms the metal tube in order from the front end side to the rear end side, and further includes a front end that grips the front end side of the metal tube The side clamp is divided into an arm side clamp provided at the turning end of the turning arm and a tube tip side clamp that can be attached to and detached from the tip side of the metal tube away from the turning arm. The clamp can be loosely inserted into the distal end side of the metal tube in the contracted state, and in the expanded state, the expanded / contracted portion that presses against the inner peripheral surface of the metal tube and holds the distal end side of the metal tube, and its drive mechanism And a cylindrical portion storing The arm-side clamp is in pressure contact with the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the tube tip side clamp and grips the tube tip side clamp, and the rear end grips the rear end side of the metal tube. The side clamp is divided into a pusher side clamp provided on the pusher and a tube rear end side clamp that can be attached to and detached from the rear end side of the metal tube away from the pusher, and the tube rear end side clamp is In the reduced diameter state, it can be loosely inserted into the rear end side of the metal tube, and in the expanded diameter state, an expansion / contraction portion that presses against the inner peripheral surface of the metal tube and holds the rear end side of the metal tube, and a drive mechanism thereof The pusher side clamp presses the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the tube rear end side clamp and grips the tube rear end side clamp, Rotate the tube rear end clamp With rotation drive mechanism the pusher side clamps or metal pipe bending apparatus is equipped with the pusher, a metal pipe bending method for bending a metal tube having a flange at both ends,
The front end side of the metal tube is gripped by the front end side clamp, and the metal tube is pushed by the pusher from the rear end side, and the front end side or the front end side of the metal tube is induction heated by the inductor. A front end face correction step of temporarily loosening the grip of the arm side clamp to allow axial movement of the tube tip side clamp and bringing the tip of the metal tube into contact with the arm side clamp;
The front end side of the metal tube is gripped by the front end side clamp, and the rear end side of the metal tube is gripped by the rear end side clamp, and then the rotational drive is performed while the metal tube is induction heated by the inductor. A rotation difference correction step of correcting an angular difference between both flanges of the metal tube by rotating the shaft of the rear end of the metal tube by operating a mechanism;
The metal pipe bending method characterized by including.
その金属管の先端側を前記先端側クランプで把持するとともに、前記金属管の後端側を前記後端側クランプで把持したうえで、前記金属管を前記誘導子で誘導加熱しながら前記回転駆動機構を作動させることにより、前記金属管の後端部の軸回転にて前記金属管の両フランジの角度差を矯正する、ことを特徴とする金属管曲げ加工方法。 A swivel arm that regulates the path on the front end side of the metal pipe to be bent in an arc shape, a pusher that propels the metal pipe from the rear end side, and an inductor that induction-heats the short section in the longitudinal direction of the metal pipe in an annular shape A metal tube bending apparatus that includes a cooling mechanism for following and cooling the heating unit, and further bends and deforms the metal tube in order from the front end side to the rear end side, and further includes a front end that grips the front end side of the metal tube The side clamp is divided into an arm side clamp provided at the turning end of the turning arm and a tube tip side clamp that can be attached to and detached from the tip side of the metal tube away from the turning arm. The clamp can be loosely inserted into the distal end side of the metal tube in the contracted state, and in the expanded state, the expanded / contracted portion that presses against the inner peripheral surface of the metal tube and holds the distal end side of the metal tube, and its drive mechanism And a cylindrical portion storing Rear and than, the arm clamp, pressed against the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the tube distal end clamp is intended to grip the tube distal side clamp, for grasping the rear end of the metal tube The side clamp is divided into a pusher side clamp provided on the pusher and a tube rear end side clamp that can be attached to and detached from the rear end side of the metal tube away from the pusher, and the tube rear end side clamp is In the reduced diameter state, it can be loosely inserted into the rear end side of the metal tube, and in the expanded diameter state, an expansion / contraction portion that presses against the inner peripheral surface of the metal tube and holds the rear end side of the metal tube, and a drive mechanism thereof The pusher side clamp presses the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the tube rear end side clamp and grips the tube rear end side clamp, Rotate the tube rear end clamp Upon rotation drive mechanism using the pusher side clamps or metal pipe bending apparatus is equipped with the pusher, bending processing a metal tube having a flange at both ends,
The front end side of the metal tube is gripped by the front end side clamp, and the rear end side of the metal tube is gripped by the rear end side clamp, and then the rotational drive is performed while the metal tube is induction heated by the inductor. A metal tube bending method characterized in that by operating a mechanism, the angle difference between both flanges of the metal tube is corrected by rotating the rear end of the metal tube.
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