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JP3209549B2 - 金属管の曲げ加工方法 - Google Patents

金属管の曲げ加工方法

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JP3209549B2
JP3209549B2 JP32154191A JP32154191A JP3209549B2 JP 3209549 B2 JP3209549 B2 JP 3209549B2 JP 32154191 A JP32154191 A JP 32154191A JP 32154191 A JP32154191 A JP 32154191A JP 3209549 B2 JP3209549 B2 JP 3209549B2
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JP
Japan
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bending
cooling
pipe
heating
metal pipe
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康男 渡辺
正継 藤田
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Dai Ichi High Frequency Co Ltd
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Dai Ichi High Frequency Co Ltd
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  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属管を環状に局部的
に加熱し、該加熱部を金属管の長手方向に移動させ乍ら
該金属管に曲げモーメントを付与して連続的に曲げ加工
する方法において、特に曲げ角度が設定角度に達した以
後、速やかにアームを拘束すると共に金属管後端側(非
曲げ加工側)において当該金属管の撓みを解放する曲げ
加工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】金属管(以下、管という)を曲げ加工す
る方法として、図1に示すように、曲げ加工すべき管1
の先端を旋回軸3を中心として回転自在に設けたアーム
4のクランプ4Aにクランプさせ、例えば高周波誘導子に
よる加熱器6で管1を環状に加熱し乍ら管1を駆動装置
5によって前進させることにより曲げモーメントを付与
して変形させ、その直後を冷却器6Aで冷却し曲げ角度
(旋回軸3の角度検出器3Aで検出)が曲げ設定角度に達
したら、該管1の前進を停止して直ちに加熱を切るか、
又は、任意距離加熱器6と冷却器6Aを移動させた後、加
熱を切って加熱部の冷却を完了した後その冷却も停止
し、アーム4のクランプ4Aを開く連続的に曲げ加工する
方法が知られている。尚、図中2は曲げ部である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、1本の管に
対し上記のような曲げを、例えば図4に示すように、2
箇所以上に自動的に連続して行なう際に、管1の第1曲
げ部Pr1と第2曲げ部Pr2との間に位置する直管部Psの長
さの設定は、管をベンディングポイント(管の曲げ中心
からその管の長手方向に対して降ろした垂線と管の中心
線との交点近くにある。以下この点を、BPという)に
対し当該管をその直管部Psの長手方向に相対的に移動さ
せて行なうが、その移動量は直管部Psの所望の長さLと
同一であることが理想である。
【0004】しかし乍ら、以下に説明する理由〜に
より、直管部Psの所望の長さと加工後の直管部Psの長さ
(以下、直管部Psの長さLを、「渡り長さ」という)と
の偏差が許容値を超えることがしばしばあるため、従来
は過去の曲げ加工実績から割り出した補正値で設定長さ
を補正して曲げていた。この補正値の決定は、偏差の発
生理由からも推考できるように、経験と熟練が必要であ
り、又補正を行なったからといって必ず許容値内に入る
といったものでもなく再現性に問題がある。勿論、許容
値を超えた曲げ管は後から修正加工をしなければならな
いといった問題点もあった。
【0005】 管1とこれに曲げモーメントを付与す
るために作用した装置間には管の形状,材質,曲げ角
度,管長及び各部の反力の関数である撓みエネルギーが
蓄えられており、設定角度で管の相対的な移動を停止し
た後も、加工部の塑性応力と撓みエネルギーによる応力
が平衡する迄は曲げが進行し、残りは曲げ管の冷間撓
み、即ち、スプリングバック(以下、SBという)とし
て現われる。 同一管の曲げであっても、加工条件に
よりSB量が一定しない。例えば、加熱温度が高いか、
又は、加工速度が遅いとSB量少なく逆では多くなる傾
向にある。 加工条件その他が同一であっても、造管
方法の違いにより、又は、造管方法は同一であっても造
管メーカの違いによってSB量が一定しない。
【0006】従来、許容値を超えた曲げ管に修正加工を
施す場合、その作業は、まず、曲げ加工完了後、曲げ管
を加工装置から取り出す一方、予め所望角度を盤上に罫
書きした定盤の上に前記曲管を置き、この罫書き角度と
曲げ管の角度の差を測定する。次いで、前記罫書き角度
に対し、曲げ管の曲げ角度が小さい場合は曲げ管の外側
に押込装置を設け、曲げ部を加熱装置で加熱しながら、
曲げ管をその内側に変形させて修正し、また、同様にし
て、曲げ管の角度が大きい場合は曲げ管の内側に押込装
置を設け、曲げ管をその外側に変形させて修正するよう
にしている。従って、従来の修正作業は曲げ加工装置の
ほかに、定盤,加熱装置,罫書き装置,押込装置等多く
の装置を必要とし、修正作業にも多大の時間と費用を要
していたのである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
しようとする課題は、曲げ加工した金属管を曲げ加工装
置上において修正できるようにするため、その曲げ角度
が所望の曲げ角度に達したら、その角度でアームを拘束
すると共に駆動装置のクランプを開放して管の直管部の
中心軸と曲げ加工時の移動中心軸がなす角度、即ち、偏
差をなくすことにより曲げ角度を修正し、管を曲げ装置
から取り外した後に、修正を行なわないで済むように出
来る金属管の曲げ加工方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
点を解決するため鋭意研究検討を重ねた結果、従来曲げ
加工完了後、アームクランプを開放して管の加工先端側
において撓みを解放(無意識にアームクランプを開放し
ていた結果)していた結果、管の加工先端側がSBし、
渡り長さ誤差の大きな原因となっていることを発見し、
アームを設定角度で拘束したのち撓みを管の加工後端側
において解放することにより渡り長さ誤差を軽減する方
法を見出した。ここで、アームを拘束するのは、アーム
を拘束しないとSBのためアームが微少角旋回するから
である。本発明は、かかる知見に基づきなされたもの
で、その要旨とするところは、曲げ角度が設定値に達
し、管への曲げモーメント付与を停止したら、回転自在
のアームを拘束し且つ金属管と曲げモーメント付与装置
の間の撓みを加工後端側の未加工部において解放して金
属管の加工後端側直管部中心軸線の前記相対移動中心軸
線に対する偏差角度を検出すると共に、その後の冷却に
て、該偏差角度が減少するように、管の曲げ圧縮側と曲
げ引張側とで冷却水量を調整するか、又は、冷却水量を
調整すると共に冷却位置を変えることを特徴とするもの
である。上記の冷却水量を調整する冷却は、前記曲げ角
度が設定値に達し、管への曲げモーメント付与を停止し
たら、直ちに前記金属管の加熱並びに加熱装置や冷却手
段の相対移動を停止し、前記撓みを解放し偏差角度を検
出してから行う場合と、前記曲げ角度が設定値に達し、
管への曲げモーメント付与を停止したら、前記金属管の
加熱を停止しないまゝ加熱装置や冷却手段を任意距離だ
け相対移動させている間に行う場合がある。
【0009】
【実施例】次に、本発明の実施の一例を図により説明す
る。図1は本発明を適用する公知の管移動タイプの管曲
げ装置の一例を用いて管を曲げ加工した後、曲げ角度の
修正を行なっている状態を示す図、図2は公知のアーム
移動タイプの管曲げ装置に本発明方法を適用した状態の
平面図、図3は冷却手段(冷却ジャケット)の一例の正
面図、図4は1本の管に2箇所の曲げ加工を施した曲げ
管の一例の平面図である。
【0010】而して、本発明方法は、曲げ加工しようと
する金属管1の先端を旋回軸3を中心として、旋回可能
なアーム4のクランプ4Aに把持させ、加熱器6で管1を
環状に加熱し乍ら、管1を駆動装置5のクランプ5Aに保
持してこの装置5により前進させ、曲げモーメントを付
与し変形させた直後、加熱部hを水冷による冷却ジャケ
ット6Aで冷却し、曲げ角度θを旋回軸3に装着した角度
検出器3Aで検出して、それが設定角度に一致するまで連
続的に曲げ加工したら、加熱を停止し、直ちにアーム拘
束手段7を作動させて、アーム4をその角度位置に拘束
すると共に、駆動装置5のクランプ5Aを開放させて、管
1と曲げモーメント付与装置間の撓みを管の加工後端側
において解放し、このときの管1の直管部の中心軸1C'
と、駆動装置5のクランプ5Aにクランプされて移動して
いたときの中心軸1Cとがなす角度φを検出し、冷却ジャ
ケット6Aと管1を相対的に移動させ乍ら冷却する。この
冷却に際しては、前記角度φが減少するよう、加熱部に
対する冷却水量を管1における加熱部の圧縮側hcと引張
側htで調整したり、冷却水量を調整すると共に冷却位置
を変えたりして、2つの中心軸1Cと1C'とが一致又は略
一致するようにするのである。
【0011】即ち、冷却水量の調整に際しては、曲げ角
度が設定角度より小さいことによって、図1に示すよう
にクランプ5Aを開放したときの中心軸1C'が加工時の中
心軸1Cに関して曲げの外側に位置している場合は、図3
に示す冷却ジャケット6Aに接続させた圧縮側hcの流量調
節弁61及び曲げ外側htの流量調節弁62を操作して、圧縮
側hcの冷却水量を少なくし引張側htの冷却水量を圧縮側
hcに比較して多くし、また、曲げ角度が設定角度より大
きいためクランプ5Aを開放したときの中心軸1C"が、図
1に示すように、加工時の中心軸1Cに関して曲げの内側
に位置している場合は、図3に示す圧縮側hcの冷却水量
を多くし引張側htの冷却水量を少なくし、最後にいずれ
の場合も管を完全冷却し、2つの中心軸1Cと1C'又は1C"
とを一致乃至は略一致させることにより、曲げ角度を設
定角度に近づけ、設定角度と一致又は略一致させるので
ある。尚、冷却水量を少なくしようとする場合、極端な
場合は片側の冷却を停止させることもある。
【0012】また、加熱部hの冷却に際し、冷却水量を
管の曲げ内側hcと曲げ外側htで調整して冷却する場合、
曲げ角度が設定値に達したら、アーム4をアーム拘束手
段7で拘束すると共にクランプ5Aを開放しても加熱を停
止せず、加熱装置6と冷却ジャケット6Aとを任意距離だ
け管1と相対的に移動させた後に停止し、この間にも冷
却水量の調整を行なうようにしたり、上記の管1と加熱
装置6及び冷却ジャケット6aとの相対的移動に際し、冷
却を停止して任意長さだけ管1を加熱した後に、冷却を
開始して、冷却水量の調整を行なうようにしても良い。
【0013】更に、加熱を停止して加熱部hの冷却を完
了させた後、該加熱部hを含む任意長さだけ管1を所望
温度に再加熱し、その後、加熱部hの冷却水量を調整し
たり前記の再加熱の前に撓みを解放してから再加熱する
ようにしても良い。
【0014】尚、上記実施例においては、管1を移動さ
せながら曲げ加工する装置により実施する例について述
べたが、本発明はこれに限られることなく、図2に示す
アーム4を移動させながら曲げ加工する装置にも適用で
きる。図2において図1と同一符号は同一部材を示す
が、この装置では管1を位置固定に設定し、アーム4を
旋回軸3において駆動装置5により移動させると共に、
加熱器6と冷却ジャケット6Aを管1の長さ方向に移動さ
せるようにしている。
【0015】また、本発明方法は、図4に示すような1
本の管に2箇所或はそれ以上の曲げ加工を行う場合など
において、第1曲げ部Pr1の曲げ加工に際して、上記の
本発明方法による曲げ角度の修正を行うとともに、これ
と並行して、直管部Ps、すなわち渡り部の中心軸がベン
ディングポイントBPからみて垂直面内で変位していな
いかを測定し、変位があればこの変位をなくすように本
発明方法を適用することもできる。
【0016】このように、加工後に直管部の中心軸の垂
直面内における変位の修正ができるのは、本発明方法が
所望曲げ角度においてアーム4を拘束し、曲げ加工後端
側の未加工部においてクランプ5Aを開放することによ
り、加工後端側において撓みを解放するようにしている
からである。
【0017】上記のような加工後の管の直管部の中心軸
の偏差或は変位の修正が容易にできることによって、そ
の管に対する2番目以降の曲げ加工をより円滑かつ正確
に進行させることができる利点がある。
【0018】
【発明の効果】本発明は上述の通りであって、曲げ加工
した金属管を曲げ加工装置上において、その曲げ角度が
所望の曲げ角度に達したら、アームをその角度で拘束す
ると共に加工後端側の未加工部においてクランプを開放
することにより、末加工側において撓みを解放し、この
ときベンディングポイントから見た管の直管部の中心軸
がなす角度のずれを測定してその差がなくなるように修
正するので、管を曲げ装置から取り出した後に、修正を
行なわないで済み、従って、従来の、曲げ加工完了後、
管を加工装置から取り出し、面倒な修正作業を行なわな
いで済むから、修正のための諸装置が不要になり、修正
作業時間も大幅に短縮出来て、作業コストの著しい低減
を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を適用する公知の管移動タイプの管
曲げ加工装置の一例を用いて管を曲げ加工した後、曲げ
角度の修正を行なう状態の平面図。
【図2】本発明方法を適用するアーム移動タイプの曲げ
装置の平面図。
【図3】冷却手段(冷却ジャケット)の正面図。
【図4】2箇所の曲げ加工を施した管の一例を示す平面
図。
【符号の説明】
1 曲げ加工すべき金属管 2 加熱部 hc 加熱部の圧縮側 ht 加熱部の引張側 3 旋回軸 3a 曲げ角度検出器 4 アーム 4A アームクランプ 5 駆動装置 5A 駆動装置5のクランプ 6 加熱器 6A 冷却ジャケット 61 圧縮側hcの水量調節弁 62 引張側htの水量調節弁 7 アーム拘束手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21D 7/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 曲げようとする金属管を環状で局部的に
    加熱できる適宜加熱装置の中を通して加工先端側を回転
    自在のアームにクランプし、該金属管を前記加熱装置に
    より加熱し乍ら、加熱部を管の長手方向に適宜移動装置
    により相対移動させることにより、曲げモーメントを付
    与して変形させ、その直後に適宜冷却手段によって冷却
    する金属管の曲げ加工方法に於て、曲げ角度が設定値に
    達し、管への曲げモーメント付与を停止したら、回転自
    在のアームを拘束し且つ金属管と曲げモーメント付与装
    置の間の撓みを加工後端側の未加工部において解放して
    金属管の加工後端側直管部中心軸線の前記相対移動中心
    軸線に対する偏差角度を検出すると共に、その後の冷却
    にて、該偏差角度が減少するように、管の曲げ圧縮側と
    曲げ引張側とで冷却水量を調整するか、又は、冷却水量
    を調整すると共に冷却位置を変えることを特徴とする金
    属管の曲げ加工方法。
  2. 【請求項2】 前記冷却水量を調整する冷却を、前記曲
    げ角度が設定値に達し、管への曲げモーメント付与を停
    止したら、直ちに前記金属管の加熱並びに加熱装置や冷
    却手段の相対移動を停止し、前記撓みを解放し偏差角度
    を検出してから行う、請求項1の金属管の曲げ加工方
    法。
  3. 【請求項3】 前記冷却水量を調整する冷却を、前記曲
    げ角度が設定値に達し、管への曲げモーメント付与を停
    止したら、前記金属管の加熱を停止しないまゝ加熱装置
    や冷却手段を任意距離だけ相対移動させている間に行
    う、請求項1の金属管の曲げ加工方法。
  4. 【請求項4】 前記冷却水量を調整する冷却を、前記金
    属管の冷却は停止した状態で加熱装置や冷却手段を任意
    距離だけ相対移動させてから冷却を再開して行う、請求
    項1の金属管の曲げ加工方法。
  5. 【請求項5】 前記冷却水量を調整する冷却を、前記金
    属管の加熱を停止してから前記撓みの解放を行い、更に
    加熱部の冷却を完了させた後、曲管部を含む任意長さだ
    け所望温度に再加熱した再加熱部に対して行う、請求項
    1の金属管の曲げ加工方法。
  6. 【請求項6】 前記冷却水量を調整する冷却を、前記金
    属管の加熱を停止し、更に加熱部の冷却を完了させてか
    ら前記撓みの解放を行った後、曲管部を含む任意長さだ
    け所望温度に再加熱した再加熱部に対して行う、請求項
    1の金属管の曲げ加工方法。
  7. 【請求項7】 前記金属管の加工後端側直管部中心軸線
    の前記相対移動中心軸線に対する偏差角度は、曲げ平面
    内の偏差角度か、或いは、曲げ平面内の成分と、相対移
    動軸中心線を含み且つ曲げ平面と直交する平面内の成分
    とを有する偏差角度である、請求項1〜6の金属管の曲
    げ加工方法。
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