JPS5935299B2 - Tube roll forming stand row - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管のロール成形スタントツリ、特に被成形材の
押込力および材料エッジ部分の曲げ作用の強化を図つた
ロール成形スタンド列に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a roll-forming stand tree for tubes, and more particularly to a row of roll-forming stands designed to strengthen the pushing force of the material to be formed and the bending action of the edge portions of the material.

たとえば、電縫管製造に際し成形ロールを用いて金属平
板材を円筒状に成形した後、管長手方向の突合せ部を溶
接して管を得ることが行なわれる。For example, in manufacturing an electric resistance welded tube, a flat metal plate is formed into a cylindrical shape using a forming roll, and then the abutting portions in the longitudinal direction of the tube are welded to obtain the tube.

しかして従来のロール成形法としては、第１図〜第３図
に示す方法が広く採用されている。すなわち、第１図に
示す粗成形工程においては、凸曲面と凹曲面をそれぞれ
有する水平上下ロールにより形成される孔型に金属平板
材を通し、上下ロールにより金属平板材を拘束しながら
Ｕ字形状に成形する。次いで第２図に示す中間成形段階
では、Ｕ字形状に成形された金属平板材の外表面の全面
に接触するように設計された凹曲面を有する一対の竪ロ
ールにより円形状に成形してゆく。さらに仕上成形工程
においては、第３図に示すように円形素管の端部を拘束
しながら素管の外表面のほぼ全面に接触するように設計
されたあ一対のフィンロールで幅方向の圧縮を加えなが
ら成形を行なう。しかしながら、上記の従来のロール成
形法においては、次のような問題点がある。（ハ ロー
ルのサイズ兼用範囲は極めて狭く、造管径に合せたそれ
ぞれのロールが必要とされ、その結果多数のロールを用
意しなければならずロールコストが高くなる。However, as a conventional roll forming method, the methods shown in FIGS. 1 to 3 are widely adopted. That is, in the rough forming process shown in FIG. 1, a metal flat plate is passed through a hole formed by horizontal upper and lower rolls each having a convex curved surface and a concave curved surface, and is formed into a U-shape while being restrained by the upper and lower rolls. Form into. Next, in the intermediate forming stage shown in Fig. 2, the U-shaped flat metal plate is formed into a circular shape using a pair of vertical rolls having a concave curved surface designed to come into contact with the entire outer surface of the metal plate. . Furthermore, in the final forming process, as shown in Figure 3, a pair of fin rolls designed to contact almost the entire outer surface of the circular tube while restraining the ends of the circular tube are used to compress the tube in the width direction. Molding is carried out while adding. However, the conventional roll forming method described above has the following problems. (Ha) The range of common sizes of rolls is extremely narrow, and each roll is required to match the diameter of the tube being manufactured.As a result, a large number of rolls must be prepared, increasing roll costs.

（２）造管径の変更に伴なうロール替に時間と手間がか
かり、稼動率が悪く生産性が極めて低い。(2) It takes time and effort to change the rolls when changing the pipe diameter, resulting in poor operating efficiency and extremely low productivity.

（３）成形工程の全体に亘つてロールと金属平板材が全
面に接触するため、ロールと金属平板材との周速差によ
りスリツプを生じ、成形時のエネルギーが大きく、又ス
リ疵等の発生が見られる。本発明は上記した従来技術の
問題点を改善し、極めて少ないロール本数にて各種サイ
ズの円筒管の造管に対応できかつ被成形材と成形ロール
との摩擦度合を大幅に減少しうると共に、生産性の高い
極めて合理的なロール配列をもつた管のロール成形スタ
ンド列を提供することを目的にする。また、本発明の他
の目的は強力な押込力を被成形材に付与でき、これによ
り被成形材のエツジ部分の曲げ作用を良好に行なわせる
ことができ、上記独特のロール配列による管の成形を円
滑に行なわせ得るロール成形スタンド列を提供すること
にある。上記の目的を達成するための本発明の成形スタ
ンド列は、金属平板材から円筒管を得べく成形するため
のロール成形スタンド列であつて、金属平板材を成形段
階へ押込む押込ロールスタンドを設けるとともに、管軸
方向に垂直な面内で任意の特定直径に関して対称的に変
位自在な、その軸方向の一端に鍔部を有する一対の円錐
台、円筒若しくは逆円錐台形状の成形ロールを配設し、
さらに前記金属平板材或は中間成形品の幅方向中央部を
半径方向に拘束するロールを配設して前記金属平板材或
は中間成形品を、その両側縁端および幅方向中央部の３
点で接触、拘束せしめて、パスラインを初期設定におい
て変更可能に単位の段の成形パスを構成し、かかる成形
パスを１段以上配設して粗および中間スタンド列を形成
せしめるとともに１以上のフインパススタンドを配設し
さらに、成形スタンド列の入側および中間の少なくとも
何れか一方に押込ロールスタンドを重複配置したことを
特徴とする。以下本発明のロール成形スタンド列につい
て詳細に説明する。(3) Since the roll and the flat metal material are in full contact with each other throughout the forming process, slips occur due to the difference in peripheral speed between the roll and the flat metal material, which requires a large amount of energy during forming, and also causes scratches. can be seen. The present invention improves the above-mentioned problems of the prior art, can cope with the production of cylindrical tubes of various sizes with an extremely small number of rolls, and can significantly reduce the degree of friction between the material to be formed and the forming rolls. It is an object of the present invention to provide a tube roll forming stand row having a highly productive and extremely rational roll arrangement. Another object of the present invention is that a strong pushing force can be applied to the material to be formed, thereby making it possible to bend the edge portions of the material well, and forming pipes using the above-mentioned unique roll arrangement. It is an object of the present invention to provide a row of roll-forming stands that can smoothly carry out the process. The forming stand row of the present invention for achieving the above object is a roll forming stand row for forming a cylindrical tube from a flat metal material, and includes a pushing roll stand for pushing the flat metal material into the forming stage. A pair of truncated conical, cylindrical, or inverted truncated conical forming rolls having a flange at one end in the axial direction are disposed and are displaceable symmetrically with respect to any specific diameter in a plane perpendicular to the tube axis direction. established,
Further, rolls are provided to radially restrain the widthwise central portion of the metal flat plate material or intermediate molded product, so that the metal flat plate material or intermediate molded product is restrained at both side edges and at the widthwise central portion thereof.
Contacting and restraining the points, the pass line can be changed in the initial setting to configure a unit stage forming pass, and one or more stages of such forming passes are arranged to form coarse and intermediate stand rows, and one or more The present invention is characterized in that a fin pass stand is disposed, and a push roll stand is disposed overlappingly on at least one of the entry side and the middle of the forming stand row. The roll forming stand row of the present invention will be explained in detail below.

本発明スタンド列の基本的構成は、金属平板材の押込み
を行なうための押込みロールスタンドと、金属平板材の
成形を行なう一対の非駆動の成形ロールを含む１以上の
成形ロールスタンドと、１以上のフインパスロールスタ
ンドとからなる。The basic structure of the stand row of the present invention is a pushing roll stand for pushing a metal flat plate, one or more forming roll stands including a pair of non-driven forming rolls for forming the metal flat plate, and one or more forming roll stands for forming the metal flat plate. Consists of a fine pass roll stand.

本発明における成形ロールスタンドは、金属平板材の粗
および中間成形を行なうもので、金属平板材或いは中間
成形品の両側縁端および幅方向中央部を半径方向におい
て拘束し、この拘束点を管軸方向において変化させるこ
とにより円筒管へ成形していくプロセスを特徴とする。
これに用いる成形ロールの具体例を第９図にて説明する
。第９図は一端に鍔部ｒを有する一対の円錐台状の成形
竪ロール５からなる成形パスを示している。該竪ロール
５は管軸方向に垂直な面内において対称的に矢印に示す
如く変位自在に構成される。この一対の竪ロール５を変
位自在にしたのは、成形される平板材１を円筒管に成形
した場合その直径に対応して一対の竪ロール５相互の間
隔を調整でき、あるいは複数スタンドに構成された成形
パスの段階に応じて該一対の竪ロール５間隔および高さ
位置を任意に変更できるようにするためである。勿論、
一対の竪ロール５の位置が一旦決められたなら、その位
置で成形作業時ｒロールが変位しないように固定可能に
なつている。なお、６は一対の竪ロール５間にて平板材
１の下端に接する如く配置された水平ロールであり、パ
スの安定化と平板材の曲げ変形時の座屈防止の機能を果
たす。上記竪ロール５は図示の如くロール本体と鍔部７
にて形成される凹隅部にて金属平板材１の両側縁部を拘
束し、これによつで金属平板材１に曲げ変形を生ぜしめ
ている。したがつて、本発明ではこの≦対の竪ロール５
および前記水平ロール６によつて、金属平板材又は中間
成形品を、その両側縁端および幅方向中央部の３点で接
触、拘束せしめることになる。このような成形パスを管
軸方向に１段以上配設して粗および中間スタンド列を形
成する。なお、上記竪ロール５は円錐台状のものを図示
したが、金属平板材の両側縁端を拘束する凹隅部を有し
ていれば、これに限らず円筒もしくは逆円錐台状に形成
してもよい。The forming roll stand of the present invention performs rough and intermediate forming of a metal flat plate material, and restrains both side edges and the widthwise center of the metal flat plate material or intermediate molded product in the radial direction, and connects this restraint point to the tube axis. It is characterized by a process in which it is formed into a cylindrical tube by changing its direction.
A specific example of the forming roll used for this will be explained with reference to FIG. 9. FIG. 9 shows a forming pass consisting of a pair of truncated cone-shaped vertical forming rolls 5 having a flange r at one end. The vertical rolls 5 are configured to be symmetrically displaceable in a plane perpendicular to the tube axis direction as shown by arrows. The reason why the pair of vertical rolls 5 is made freely displaceable is that when the flat plate material 1 to be formed is formed into a cylindrical tube, the distance between the pair of vertical rolls 5 can be adjusted according to the diameter of the tube, or it can be configured into multiple stands. This is to enable the distance between the pair of vertical rolls 5 and the height position to be changed arbitrarily depending on the stage of the formed molding pass. Of course,
Once the positions of the pair of vertical rolls 5 are determined, the r-rolls can be fixed at that position so as not to be displaced during the forming operation. Note that 6 is a horizontal roll disposed between a pair of vertical rolls 5 so as to be in contact with the lower end of the flat plate material 1, and serves to stabilize the path and prevent buckling during bending deformation of the flat plate material. The vertical roll 5 has a roll body and a flange 7 as shown in the figure.
The concave corners formed by the concave corners restrain both side edges of the flat metal plate 1, thereby causing bending deformation in the flat metal plate 1. Therefore, in the present invention, this ≦pair of vertical rolls 5
The horizontal roll 6 contacts and restrains the metal flat plate material or the intermediate molded product at three points: the edges on both sides and the center in the width direction. One or more stages of such forming passes are arranged in the tube axis direction to form coarse and intermediate stand rows. Although the vertical roll 5 is illustrated as having a truncated cone shape, it is not limited to this and may be formed in a cylindrical or inverted truncated cone shape as long as it has concave corners that restrain both side edges of the flat metal material. It's okay.

本発明によつて円筒管を製造する場合に用いる素材は、
金属平板材、例えば金属帯状体（鋼帯）、切板等が最適
であるが、これらの素材をそのまま前記の成形スタンド
に供給するのではなく、駆動押込ロールスタンドによつ
て素材を成形ロールに供給するものである。The materials used to manufacture the cylindrical tube according to the present invention are:
Flat metal materials, such as metal strips (steel strips), cut plates, etc., are most suitable, but rather than feeding these materials as they are to the forming stand, the material is transferred to the forming rolls by a driven push roll stand. supply.

通常、該押込ロールスタンドは１台設置されるのが普通
であるが、１台の押込ロールではその押込力に限界があ
り特に厚肉管の成形に際しては材料押込力の不足を来た
す。また、厚肉管成形においては押込力の不足は平板材
エツジ部分の曲げ作用を良好に行なえない原因となり、
前記した成形ロールスタンド列での円滑な成形に支障を
招く。そこで本発明では押込ロールスタンドを重複設置
し、材料押込力を強化するとともに、材料のエツジ部分
の曲げを良好に行なわしめるものである。Normally, one push roll stand is installed, but there is a limit to the pushing force of one push roll, which results in insufficient material pushing force, especially when forming thick-walled pipes. In addition, when forming thick-walled tubes, insufficient pushing force can cause the edges of the flat plate to not bend properly.
This will impede smooth molding in the above-mentioned forming roll stand row. Therefore, in the present invention, push roll stands are installed in duplicate to strengthen the material pushing force and to better bend the edge portions of the material.

該押込ロールスタンドの設置位置は成形ロールスタンド
の入側および／または中間に適宜設けられ、例えば成形
ロールスタンドの入側に２台の押込ロールスタンドを直
列に設置するか、入側と成形スタンドの中間にそれぞれ
離して設置するようにすればよい。本発明における押込
ロールスタンドの重複設置とは、このように成形ロール
スタンドの入側および中間にわたる範囲内で押込ロール
スタンドが複数台設置されていることを意味する。該押
込ロールスタンドとしては第６図に示すフラツトな上、
下ロール形式、第７図に示す単曲率の凹凸面を有する上
、下ロール形式、第８図に示す両端部に曲率を付した上
、下ロール形式などが挙げられ、これらを適宜組合せて
重複設置すればよい。特に厚肉管の成形には曲げ作用を
もつ押込ロールタイプを用いることが好ましい。なお、
成形ロールの変位機構としては昇降移動、水平移動（１
対のロールの開閉移動）を可能にする機構のものであれ
ばいかなる方式でもよいが、平板材の成形形状の変更お
よびサイズ替え等に対して迅速に即応しかつ任意の位置
にて固定しうるものが望ましい。The installation position of the push roll stand is appropriately installed on the entry side and/or in the middle of the forming roll stand. For example, two push roll stands are installed in series on the entry side of the forming roll stand, or two push roll stands are installed in series on the entry side of the forming roll stand, or between the entry side and the forming stand. They may be installed separately in the middle. In the present invention, the overlapping installation of push roll stands means that a plurality of push roll stands are installed within a range extending from the entrance side to the middle of the forming roll stand. As the push roll stand, there is a flat top shown in FIG.
Examples include the lower roll type, the upper and lower roll types with uneven surfaces of a single curvature as shown in Figure 7, and the upper and lower roll types with curvature on both ends as shown in Figure 8, and these can be combined as appropriate to overlap. Just set it up. In particular, for forming thick-walled tubes, it is preferable to use a push roll type that has a bending action. In addition,
The displacement mechanism of the forming roll includes vertical movement and horizontal movement (1
Any system may be used as long as it has a mechanism that allows the opening and closing movement of the pair of rolls, but it can quickly respond to changes in the molded shape and size of the flat plate material, and can be fixed at any position. Something is desirable.

更に、本発明では上記の粗および中間成形スタンドに後
続し成形された円筒管の仕上成形を行なう１以上のフイ
ンパススタンドを配置するが、該フインパススタンドは
粗および中間成形スタンドによつてほぼ円筒形に成形さ
れた素管をより一層真円に接近せしめるための成形を付
与させるものである。Further, in the present invention, one or more fine pass stands are disposed following the rough and intermediate forming stands to perform the final forming of the formed cylindrical tube, and the fine pass stands are substantially formed by the rough and intermediate forming stands. This is to give a cylindrical shaped pipe a shape that makes it even closer to a perfect circle.

このようなフインパススタンドは例えば第１０図卜、チ
、リに示すような公知のフインパスロールによつて構成
される。次に上述した内容の押込ロールスタンド、成形
ロールスタンド、フインパスロールスタンドを用いて構
成した本発明のロール成形スタンド列の具体例を第４図
および第５図に示す。Such a fin pass stand is constructed of a known fin pass roll as shown, for example, in FIGS. Next, FIGS. 4 and 5 show specific examples of a row of roll forming stands of the present invention constructed using the push roll stand, forming roll stand, and fin pass roll stand as described above.

第４図および第５図において、１は円筒管の素材となる
金属平板材で、所要の造管径に必要な幅をもつ鋼帯であ
り、２，２′は該金属平板材１を押込み装入させるため
の駆動押込ロールスタンドであり、第４図では該押込ロ
ールスタンド２，２′は直列に成形ロールスタンドの入
側に設置されるが、第５図では一方の押込ロールスタン
ド２は入側、他方のスタンド２′は４段の成形ロールス
タンドの中間に設置されている。In FIGS. 4 and 5, 1 is a metal flat material used as the raw material for the cylindrical pipe, and is a steel strip having a width necessary for the required pipe diameter, and 2 and 2' are steel strips for pushing the metal flat material 1. This is a driving push roll stand for charging, and in FIG. 4, the push roll stands 2 and 2' are installed in series on the entry side of the forming roll stand, but in FIG. The other stand 2' on the entry side is installed in the middle of the four forming roll stands.

３は金属平板材１の粗および中間成形を行なう４段（そ
れ以下あるいは以上の設置数でもよい）の成形ロールス
タンドで、これらは第９図に示す一対の竪ロール５およ
び水平ロール６にて構成した成形パスからなつている。Reference numeral 3 denotes a forming roll stand with four stages (less or more may be installed) for performing rough and intermediate forming of the flat metal material 1, and these are formed by a pair of vertical rolls 5 and horizontal rolls 6 shown in Fig. 9. It consists of configured molding paths.

４は前記成形ロールスタンド３にて成形された素管を仕
上成形するため３スタンドに構成されたフインパスロー
ルスタンドであり、適宜の駆動装置によつて回転する。Reference numeral 4 denotes a fine pass roll stand composed of three stands for final forming the raw tube formed by the forming roll stand 3, and is rotated by an appropriate drive device.

本発明の成形スタンド列の具体例である第５図に対応す
る各ロールの成形状態を第１０図イ〜リに示す。The forming state of each roll corresponding to FIG. 5, which is a specific example of the forming stand row of the present invention, is shown in FIGS.

図において、イが第１段目の押込ロールスタンド、唄八
が第１段および第２段の成形ロールスタンド、二は第２
段の押込ロールスタンド、ホ、へ 第３段および第４段
の成形スタンド、ト、チ、リが３スタンドのフインパス
ロールスタンドを示している。このように本発明では成
形ロールスタンドにおいては一対の竪ロールの間隔およ
び位置さらには形状を成形段階に応じて変化させ、また
複数の押込ロールスタンドによつて所望の材料押込力が
得られるようにし、良好なロール成形作業が行なわれる
ようにしている。本発明のロール成形スタンド列によつ
て得られる効果は次の通りである。In the figure, A is the first stage pushing roll stand, Utahachi is the first and second stage forming roll stand, and 2 is the second stage.
The pushing roll stand of the tiers, E, E. The forming stands of the third and fourth tiers, G, J, and I indicate a three-stand fin pass roll stand. In this way, in the present invention, in the forming roll stand, the distance, position, and shape of the pair of vertical rolls are changed depending on the forming stage, and the desired material pushing force is obtained by using the plurality of pushing roll stands. , to ensure good roll forming operations. The effects obtained by the roll-formed stand row of the present invention are as follows.

（１） ロール本数を従来の成形スタンド列に比べ大幅
に削減できる。(1) The number of rolls can be significantly reduced compared to conventional forming stand rows.

（２）造管径のサイズ変更に対して成形ロールを移動さ
せるだけで対応でき、従来の如きロール取替作業を必要
としない。(2) Changes in the pipe diameter can be handled simply by moving the forming rolls, eliminating the need for roll replacement work as in the past.

従つて、成形機の稼動率を大幅に向上させることができ
る。（３）成形ロールスタンドの入側および／または中
間に押込ロールスタンドを重複設置することができるの
で、材料押込力が強化されることになり厚肉管だも良好
な成形が行なえる。Therefore, the operating rate of the molding machine can be significantly improved. (3) Since push roll stands can be installed redundantly on the entry side and/or in the middle of the forming roll stand, the material pushing force is strengthened and even thick-walled pipes can be formed well.

また、材料エツジ部分の曲げ作用も向上し、本発明の竪
ロールおよび水平ロールによる３点拘束の成形工程を円
滑に遂行することができる。（４）金属平板材と成形ロ
ールとの摩擦を減少することができる。Furthermore, the bending action of the material edge portions is improved, and the forming process of the present invention with three-point restraint using vertical rolls and horizontal rolls can be smoothly performed. (4) Friction between the metal flat plate material and the forming roll can be reduced.

（５）成形ロールが単純なロール形状であるためその製
作が容易である。(5) Since the forming roll has a simple roll shape, it is easy to manufacture.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来法における粗成形用ロール断面図、第２図
は従来法における中間成形用ローノ噺面図、第３図は従
来法における仕上成形用ロー川析面図、第４図および第
５図は本発明に係るロール成形スタンド列の具体例をそ
れぞれ示す側面図、第６図、第７図および第８図は押込
ロールスタンドの各例を示す断面図、第９図は本発明に
おいて用いる成形ロールを示す正面図、第１０図イ〜り
は第５図のスタンド列に対応した各ロールの成形状態ケ
それぞれ示す正面図である。 １・・・金属平板材、２，２１・・押込ロールスタンド
、３・・・成形ロールスタンド、４・・・フインパスロ
ールスタンド、５・・・竪ロール ６・・・水平ロール
、７・・・鍔部。Figure 1 is a cross-sectional view of the roll for rough forming in the conventional method, Figure 2 is a cross-sectional view of the roll for intermediate forming in the conventional method, Figure 3 is an analysis view of the roll for final forming in the conventional method, Figures 4 and 5 is a side view showing specific examples of roll forming stand rows according to the present invention, FIGS. 6, 7 and 8 are sectional views showing each example of a push roll stand, and FIG. 9 is a side view showing specific examples of roll forming stand rows according to the present invention. FIGS. 10A to 10B are front views showing the forming rolls used, and FIGS. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Metal flat plate material, 2, 21... Push roll stand, 3... Forming roll stand, 4... Fin pass roll stand, 5... Vertical roll 6... Horizontal roll, 7...・Tsubabe.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 金属平板材から円筒管を得べく成形するためのロー
ル成形スタンド列であつて、金属平板材を成形段階へ押
込む押込ロールスタンドを設けるとともに、管軸方向に
垂直な面内で任意の特定直径に関して対称的に変位自在
な、その軸方向の一端に鍔部を有する一対の円錐台、円
筒若しくは逆円錐台形状の成形ロールを配設し、さらに
前記金属平板材或は中間成形品の幅方向中央部を半径方
向に拘束するロールを配設して前記金属平板材或は中間
成形品を、その両側縁端および幅方向中央部の３点で接
触、拘束せしめて、パスラインを初期設定において変更
可能に単位の段の成形パスを構成し、かかる成形パスを
１段以上配設して粗および中間スタンド列を形成せしめ
るとともに１以上のフィンパススタンドを配設しさらに
、成形スタンド列の入側および中間の少なくとも何れか
一方に押込ロールスタンドを重複配置したことを特徴と
する、管のロール成形スタンド列。1 A row of roll forming stands for forming a cylindrical tube from a flat metal material, which is equipped with a pushing roll stand for pushing the flat metal material into the forming stage, and also has a roll forming stand for forming a cylindrical tube from a flat metal material, and is also provided with a pushing roll stand for pushing the flat metal material into the forming stage, and also for forming arbitrary specified positions in a plane perpendicular to the tube axis direction. A pair of truncated conical, cylindrical, or inverted truncated conical forming rolls having a flange at one end in the axial direction are disposed and are displaceable symmetrically with respect to the diameter, and the width of the metal flat plate material or intermediate molded product is Initial setting of the pass line is carried out by arranging rolls that restrain the central part in the radial direction and contacting and restraining the metal flat plate material or the intermediate molded product at three points: the edges on both sides and the central part in the width direction. The forming passes of the unit steps are configured to be changeable in the steps, and one or more steps of such forming passes are arranged to form coarse and intermediate stand rows, and one or more fin pass stands are arranged, and the forming passes of the forming stand rows are 1. A row of stands for roll forming pipes, characterized in that push roll stands are arranged overlappingly on at least one of the entry side and the middle.