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発明の名称 金属管端部の拡管加工方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−105762(P2007−105762A)
公開日 平成19年4月26日(2007.4.26)
出願番号 特願2005−299269(P2005−299269)
出願日 平成17年10月13日(2005.10.13)
代理人 【識別番号】100099531
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 英一
発明者 橋本 裕二 / 鈴木 孝司 / 園部 治
要約 課題
破断限界拡管率を向上させ得る、金属管端部の拡管加工方法を提供する。

解決手段
拡管工具2又は金属管1を回転させつつ拡管工具を金属管内に押し込んで金属管端部を拡管する金属管端部の拡管加工方法において、軸方向直交断面が非真円形状をなす軸方向長さ部分を有する拡管工具を用い、拡管加工途上で、管円周方向に2〜10%の曲げ・曲げ戻しひずみが少なくとも1回加わるようにする。拡管工具は、該工具表面に潤滑剤を供給する螺旋状の溝3を備えたものが好ましい。
特許請求の範囲
【請求項1】
拡管工具又は金属管を回転させつつ拡管工具を金属管内に押し込んで金属管端部を拡管する金属管端部の拡管加工方法において、軸方向直交断面が非真円形状をなす軸方向長さ部分を有する拡管工具を用い、拡管加工途上で、管円周方向に2〜10%の曲げ・曲げ戻しひずみが少なくとも1回加わるようにすることを特徴とする、金属管端部の拡管加工方法。
【請求項2】
拡管工具又は金属管の回転数は、拡管率10%あたり管円周方向に2〜10%の曲げ・曲げ戻しひずみが1回以上加えられる回転数とする請求項1記載の金属管端部の拡管加工方法。
【請求項3】
拡管工具は、該工具表面に潤滑剤を供給する螺旋状の溝を備えたものとする請求項1又は2に記載の金属管端部の拡管加工方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属管端部の拡管加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
金属管端部の拡管加工方法として、従来より、エキスパンディング(定径拡管)、円錐状口広げ(押し広げ)が行われている(例えば非特許文献1参照)。これらはいずれも円錐台形状のテーパ部を有する拡管工具を回転させながら、金属管内に押込んで拡管するものである。尚、拡管工具を回転させる代わりに金属管を回転させながら金属管内に拡管工具を押し込むものもある。
【非特許文献1】北澤:塑性と加工(日本塑性加工学会誌)第30巻第345号(1989-10)第1395〜1402頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記従来の方法では、特に延性の低い高強度鋼管は、拡管率が比較的大きい範囲での拡管加工が困難であり、拡管加工の自由度が低いという憂いがあった。そこで、本発明は、破断限界拡管率を向上させ得る、金属管端部の拡管加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討し、その結果、拡管加工の途上で管円周方向に適量の曲げ・曲げ戻しひずみが加わるようにすることにより、破断限界拡管率を向上させるという着想を得、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、拡管工具又は金属管を回転させつつ拡管工具を金属管内に押し込んで金属管端部を拡管する金属管端部の拡管加工方法において、拡管加工途上で、管円周方向に2〜10%の曲げ・曲げ戻しひずみが少なくとも1回加わるようにすることを特徴とする、金属管端部の拡管加工方法である。ここで、用いる拡管工具は、軸方向直交断面が非真円形状をなす軸方向長さ部分を有するものとする。
【0005】
拡管工具又は金属管の回転数は、拡管率10%あたり管円周方向に2〜10%の曲げ・曲げ戻しひずみが1回以上加えられる回転数であればよい。拡管工具は、該工具表面に潤滑剤を供給する螺旋状の溝を備えたものが好ましい。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、拡管加工の途上で管円周方向に適量の曲げ・曲げ戻しひずみが加わることにより、破断限界拡管率が向上し、金属管端部の拡管加工の自由度が高くなり、継ぎ合わせ可能な金属管サイズの組合せを多様化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
図1は、本発明の実施形態の一例を示す概略図であり、(a)は定径拡管、(b)は押し広げの場合を示しており、(c)は(a),(b)のA断面,B断面及びC断面の断面形状を示している。定径拡管、押し広げの何れにおいても、工具(拡管工具)2を回転させながら(或いは金属管1を回転させながら)、工具2を金属管1の管内に押し込んで拡管加工するが、従来法では、拡管される金属管端部の長さ方向の各点は、加工開始から終了までの間、軸方向直交断面が真円形状に保たれる(A断面、B断面、C断面の何れも真円形状である)。
【0008】
これに対し、本発明では、拡管される金属管端部の長さ方向の各点は、加工開始時及び加工終了時には軸方向直交断面が真円形状である(例えばA断面及びC断面は真円形状である)が、加工の途中では、例えばB断面について図1(c)に示すように、軸方向直交断面が非真円形状(この例では楕円形状)である。即ち、本発明では、被加工部の加工途中段階での軸方向直交断面の断面形状を上記のように真円から外れた形状とし、拡管加工の途上で、管円周方向に曲げ・曲げ戻しひずみが少なくとも1回加わるようにする。これにより、バウシンガー効果を有利に発現させ、破断限界拡管率を向上させることが可能である。
【0009】
尤も、例えば図2に示すように、管円周方向に加える曲げ・曲げひずみは、2%未満では破断限界拡管率の向上効果に乏しく、一方、10%超ではひずみが過大となって、従来法よりも破断限界拡管率が低下してしまうことから、2〜10%の範囲内で加えるものとする。
被加工部の加工途中段階での軸方向直交断面の断面形状を上記のように真円から外れた形状とするには、用いる工具は、軸方向直交断面が非真円形状をなす軸方向長さ部分を有するものとする必要がある。非真円形状としては、図1(c)に示した楕円形状の他、おむすび形状等、多角形の角に丸みをもたせた形状が挙げられるが、管円周方向に2〜10%の曲げ・曲げ戻しひずみを加え得るものであれば、その具体的形状は特に限定されない。
【0010】
又、本発明では拡管率を従来よりも大きくすることができるが、そうした場合、拡管加工時の摩擦力が大きくなって、焼き付き等の不具合が生じやすくなる惧れがあるので、かかる不具合の発生を防止する観点から、工具2としては、図1(a),(b)にも例示したように、該工具表面に潤滑剤を供給するための螺旋状の溝(潤滑溝)3を備えたものを用いることが好ましい。尚、潤滑溝3は、図1(c)では図示を省略した。
【0011】
本発明では、拡管率は、次式を用いて算出される。
拡管率=(D−D0)/D0×100(%)
ここで、D0は拡管加工前の金属管外径、Dは拡管加工後の金属管外径である。又、右辺のDが、拡管加工中に破断を生じたときの金属管外径に該当する場合、左辺の拡管率は破断限界拡管率に該当する。
【実施例】
【0012】
実施例として、表1に示す材料(各種電縫鋼管)を対象として、表1に示す種々の条件で拡管加工を行い、破断の有無を調査した。調査した結果を表1に示す。表1より、本発明例では、従来例及び比較例に比べ、破断限界拡管率が向上していることがわかる。
【0013】
【表1】


尚、本実施例では、鋼管の非加工部分をクランプし、拡管工具を回転させながら鋼管内に押し込む加工様式を採用したが、拡管工具を回転させる代わりに鋼管を回転させる加工様式でも同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施形態の一例を示す概略図であり、(a)は定径拡管、(b)は押し広げの場合を示しており、(c)は(a),(b)のA断面,B断面及びC断面の断面形状を示している。
【図2】管円周方向の曲げ・曲げ戻しひずみと破断限界拡管率の関係の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【0015】
1 金属管
2 工具(拡管工具)
3 潤滑溝(工具表面に潤滑剤を供給するための螺旋状の溝)




 

 


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