專利名稱：Uoe金屬管的管端形狀校正裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于對UOE金屬管的管端進行局部的彎曲加工來提高管端的圓度的管端形狀校正裝置，尤其是涉及即使在加工各種外徑的UOE金屬管的情況下也能夠減少模具更換的工夫且降低對加工部造成的機械損傷的管端形狀校正裝置
背景技術：
一般情況下，管線用管用UOE鋼管等UOE金屬管是通過在施工現場利用繞焊將UOE 金屬管彼此接合而鋪設的。在實施繞焊時，需要使形成于UOE金屬管的管端部上的坡口面精度良好地對接。若該對接精度差，則不但會產生由于繞焊品質惡化、修正工時增加而引起的效率下降的問題，最壞的情況是會產生無法將UOE金屬管彼此接合這樣的問題。為了提高坡口面的對接精度，需要提高管端部的圓度，對UOE金屬管要求嚴格的圓度規格。通常，通過擴管來改善UOE金屬管的圓度，但該擴管工序以整體上修正UOE金屬管的縱向和橫向的直徑的差為主要目的，因此，在對應局部性的圓度要求方面是有限度的。為了實現圓度提高，需要對焊接部周邊等難以確保形狀的部分進行局部校正。尤其是由于在焊接部周邊上殘存有在沖壓成形時所形成的、被稱為所謂峰的人字形部分，因此，UOE金屬管的形狀與理想的正圓形狀之間存在偏差。在UOE金屬管上，該形成于焊接部周邊的峰成為阻礙圓度提高的主要原因。因此，以往提出了以提高管線用管用UOE金屬管的管端的圓度為目的的形狀校正裝置。例如，在專利文獻1所記載的校正機中，采用一對圓弧狀模具(外表面側模具和內表面側模具)來校正鋼管的圓度。具體地講，在使外表面側模具與鋼管的外周面接觸且內表面側模具與鋼管的內周面接觸的狀態下，利用外表面側模具和內表面側模具對鋼管加壓來校正鋼管的圓度。專利文獻1 日本特開平3-155416號公報但是，在專利文獻1中所記載的校正機中，需要針對鋼管的每個尺寸來更換模具， 使作業效率下降。另外，由于必須針對鋼管的每個尺寸來準備不同大小的模具，所以增加了用于制作模具的成本。另外，由于焊接部比其他部分稍稍鼓起，所以在采用上述校正機的來校正圓度的情況下，模具和焊接部會接觸。由此，往往會在焊接部上產生傷痕。

發明內容
本發明是鑒于上述問題而做成的，目的在于提供一種即使在加工具有各種外徑的 UOE金屬管的管端的情況下、也不發生加工效率下降、對焊接部造成的機械損傷就能夠改善圓度的管端形狀校正裝置。本發明的發明者們為了提供一種即使在加工具有各種外徑的UOE金屬管的管端的情況下也不需要更換模具而且焊接部不會產生傷痕的UOE金屬管的管端形狀校正裝置， 而進行了各種深入研究。結果得出如下(a) (e)的見解。(a)為了校正UOE金屬管的管端部的圓度，只要在固定于內表面側的架臺的上部的、具有截面為圓弧狀的上表面的內表面側模具和固定于外表面側架臺的下部的、具有截面為圓弧狀的下表面的外表面側模具之間夾持管端部并對管端部加壓即可。此時，對于用于加工UOE金屬管的管端的上述模具來說，只要UOE金屬管的管端中的與加工部分相對應的部分存在有模具的零件即可。換言之，內表面側模具和外表面側模具均可以不是分別與 UOE金屬管的管端的內表面和外表面連續地對應的位于一個面上的模具。因此，對于具有截面為圓弧狀的上表面的內表面側模具和具有截面為圓弧狀的下表面的外表面側模具來說， 都可采用分割成了多個零件的模具來加工UOE金屬管的管端。(b)可以像上述那樣將內表面側模具和外表面側模具均形成為分割型的模具。而且，也可以在UOE金屬管的管端中的不與加工部分相對應的部分上不存在有模具的零件， 所以通過將被分割的模具零件間的空間擴寬或縮窄能夠使分割型的模具整體上與各種管徑相對應。因此，如果采用這樣的分割成多個零件的模具來加工UOE金屬管的管端，則對于內表面側模具和外表面側模具來說，均可以僅采用一種模具來應對大范圍的管徑變化。因此，由于能夠與UOE金屬管的管端直徑相對應地變更被分割的模具零件間的空間的寬度， 所以不需要針對金屬管的每個尺寸來更換模具，且能夠降低隨著管徑的變化來更換模具的工時，所以能夠在提高作業效率的同時降低模具的制作成本。(C)另外，為了在加工UOE金屬管的管端時不會在管端的內外表面的焊接部上產生傷痕，只要使內外表面側的模具不與該焊接部相抵接即可。即，只要以使焊接部分位于被分割的模具零件間的空間部分的方式進行加工即可。因此，只要以使被分割的模具零件間的空間位于被分割的內表面側模具和外表面側模具各自的中央部的方式，分別將被分割的內表面側模具和外表面側模具固定在內表面側的架臺的上部和外表面側的架臺的下部即可。此時，可以與UOE金屬管的焊縫的寬度相對應地變更被分割的模具零件間的空間的寬度。另外，可以與焊接部的寬度相配合地將被分割的模具零件間的空間的寬度設定為 3cm 7cm左右。此外，優選將內表面側模具內的空間的寬度設定為外表面側模具內的空間的寬度以下，更有選具有3cm左右的差異。另外，如果為了設定內表面側模具內的被分割的模具零件間、外表面側模具內的被分割的模具零件間的空間的寬度而采用隔板，則能夠容易地進行該調整。(d)模具的分割個數沒有特別限制，但從易于操作的觀點出發可以將內表面側模具和外表面側模具均分割成兩個。(e)為了在固定于內表面側的架臺的上部的、具有截面為圓弧狀的上表面的內表面側模具和固定于外表面側架臺的下部的、具有截面為圓弧狀的下表面的外表面側模具之間夾持管端部并對管端部加壓，例如，采用使內表面側的架臺上升和使外表面側的架臺下降這兩種方法的一種或兩種即可。另外，為了使內表面側和外表面側的架臺上下升降，例如，只要將油壓缸連結在內表面側和/以及外表面側的架臺上即可。本發明是基于上述的見解而做成的，其主旨體現在下述的(1) (6)的UOE金屬管的管端形狀校正裝置中。以下，總稱為本發明。(1) 一種UOE金屬管的管端形狀校正裝置，其通過在固定于內表面側的架臺的上部的、具有截面為圓弧狀的上表面的內表面側模具和固定于外表面側的架臺的下部的、具有截面為圓弧狀的下表面的外表面側模具之間夾持管端部并對管端部加壓來校正管端部
4的圓度，其特征在于，分別將上述內表面側模具和上述外表面側模具分割成多個零件且以使被分割的模具零件間的空間位于上述被分割的內表面側模具和外表面側模具各自的中央部的方式將上述內表面側模具和上述外表面側模具固定。(2)根據上述(1)所述的UOE金屬管的管端形狀校正裝置，其特征在于，利用內表面側的架臺的上升及/或外表面側架臺的下降來對管端部加壓。(3)根據上述(1)或( 所述的管端形狀校正裝置，其特征在于，內表面側模具及 /或外表面側模具能夠與UOE金屬管的管端直徑及/或焊縫的寬度相對應地變更被分割的模具零件間的空間的寬度。(4)根據上述(1)至C3)中任一項所述的UOE金屬管的管端形狀校正裝置，其特征在于，將內表面側模具內的被分割的模具零件間的空間的寬度設定為外表面側模具內的被分割的模具零件間的空間的寬度以下。(5)根據上述(1)至(4)中任一項所述的UOE金屬管的管端形狀校正裝置，其特征在于，為了設定內表面側模具內的被分割的模具零件間及/或外表面側模具內的被分割的模具零件間的空間的寬度而采用隔板。(6)根據上述(1)至( 中任一項所述的UOE金屬管的管端形狀校正裝置，其特征在于，內表面側模具及/或外表面側模具被分割成兩個。本發明的管端形狀校正裝置即使在加工具有各種外徑的UOE金屬管的管端的情況下，也不發生加工效率下降、對焊接部造成的機械損傷就能夠改善圓度。


圖1是自斜下方觀察本發明的一實施方式的管端形狀校正裝置的圖。圖2是圖1的管端形狀校正裝置的主視圖。圖3是表示用于將內表面側模具固定在架臺之上的螺栓孔的一例的三視圖。
具體實施例方式下面參照附圖來說明本發明的實施方式的管端形狀校正裝置。1.管端形狀校ιΗ裝置的結構圖1是自斜下方觀察本發明的一實施方式的管端形狀校正裝置的圖，圖2是圖1 的管端形狀校正裝置的主視圖。此外，圖3是表示用于將內表面側模具固定在架臺之上的螺栓孔的一例的三視圖((a)為俯視圖、(b)為主視圖、(c)為側視圖)。在圖1和圖2中，為了便于說明而將彼此正交的3個方向分別定義為X方向、Y方向(管長度方向)和ζ方向。另外，在圖1和圖2中，將箭頭的朝向方向作為+方向，將其相反方向作為-方向。另外，將+Y方向側作為前方，將+Z方向側作為上方。Z方向表示鉛垂方向。此外，在圖1中，僅將H面的一部分涂上陰影。如圖1和圖2所示，本實施方式的管端形狀校正裝置10 (以下，簡寫為校正裝置 10)具有前方開口的箱狀的框架11。在框架11的下部，以朝向前方突出的方式形成有內表面側架臺12，且在框架11的上部，以覆蓋內表面側架臺12的上方的方式形成有截面為倒凹狀的頂部13。在內表面側架臺12上的中央部上設有板狀的隔板(spacer) 14。另外，在內表面側架臺12的上部，以夾著位于中央部的隔板14的方式固定有長條狀的內表面側模具15a、 15b。內表面側模具15a、15b分別具有截面為圓弧狀的上表面18a、18b。內表面側模具15a 的截面形狀(與XZ平面平行的截面的形狀)與使內表面側模具15b的截面形狀翻轉后的形狀相同。
內表面側模具15a、15b可以固定在內表面側架臺12上的任意位置。在本實施方式中，采用隔板14來決定內表面側模具15a、15b的固定位置，且利用多個螺栓17(圖2)將內表面側模具15a、15b固定在內表面側架臺12上。如圖3所示，內表面側模具15a、15b穿設有帶臺階的橢圓形的孔16，以便能夠將螺栓插入任意的位置。此外，架臺12的螺栓孔設于在使內表面側模具15a、15b移動時不會造成阻礙的位置。因此，在將內表面側模具15a、 15b固定在架臺12上時，可以使用帶墊圈或者帶金屬墊片的螺栓17而在任意的位置上固定內表面側模具15a、15b。即，橢圓形的下段的孔的長度Ll是內表面側模具的可動范圍的長度，橢圓形的上段的孔的寬度L2是螺栓緊固用的扳手可使用的寬度。另外，橢圓形的上段的孔的深度d比螺栓的頭部的高度大。另外，隔板14是用于對內表面側模具15a、15b進行定位的部件，例如可以采用木制、樹脂制或者金屬制的板狀物。而且，對于該隔板14，也可以在將內表面側模具15a、15b 固定在內表面側架臺12上后將該隔板14卸下，但為了使模具的固定位置即使在加壓時也不活動，優選不將隔板14卸下。在頂部13的內側的側面以可上下移動的方式設有截面呈倒凹狀的外表面側架臺 20。另外，在頂部13的中央部固定有油壓缸21。油壓缸21的活塞22的頂端安裝在外表面側架臺20上。另外，在油壓缸21上連結有油壓發生裝置23。在本實施方式中，利用油壓發生裝置23調節油壓缸21內的油壓。由此，調整活塞22的移動量，從而調整活塞22在外表面側架臺20的鉛垂方向上的位置。在外表面側架臺20的倒凹狀的區域24(以下稱為凹部24)的一個側面上借助板狀的隔板25a設置有外表面側模具26a，在另一個側面上借助板狀的隔板25b設置有外表面側模具26b。外表面側模具26a、26b分別具有截面為圓弧狀的下表面30a、30b。外表面側模具26a的截面形狀(與XZ平面平行的截面的形狀)與使外表面側模具26b的截面形狀翻轉后的形狀相同。外表面側模具26a、26b能夠固定在凹部24內的任意位置。在本實施方式中，采用隔板25a、25b來決定外表面側模具26a、26b的固定位置，且利用多個螺栓29 (圖2)將外表面側模具26a、26b固定在外表面側架臺20的下部。外表面側模具26a、26b與內表面側模具15a、15b同樣地穿設有帶臺階的橢圓形的孔。此外，架臺20的螺栓孔設于在使外表面側模具26a、26b移動時不會造成阻礙的位置，所以能夠將螺栓插入任意的位置，因而能夠將外表面側模具26a、26b固定在任意的位置。另外，隔板25a、25b是如上述那樣用于對外表面側模具26a、26b進行定位的部件， 例如可以采用木制、樹脂制或者金屬制的板狀物。而且，對于該隔板25a、25b，也可以在將外表面側模具26a、26b固定在外表面側架臺20上后將該隔板25a、25b卸下，但為了使模具的固定位置即使在加壓時也不活動，優選不將隔板25a、25b卸下。以使外表面側模具26a 和外表面側模具26b之間形成有空間的方式來設定隔板25a、25b的大小。另外，如圖2所示，在本實施方式中，外表面側模具26a和外表面側模具26b的中點位于隔板14的中心線L上。另外，中心線L是沿鉛垂方向延伸的直線。如圖1所示，在框架11的背面側固定有倒L字形的臂32。在臂32上設有用于使臂32上下活動的調整機構33。關于調整機構33，例如可以采用壓力泵或電動機等來構成， 但也可以是手動式的調整機構。

2.校 ιΗ方法接著，說明由上述校正裝置10進行的UOE金屬管的圓度校正方法如圖2所示，首先，以使焊接部35位于中心線L上的方式將UOE金屬管34的管端部插入內表面側模具15a、15b和外表面側模具26a、26b之間。在該狀態下，利用油壓發生裝置23驅動油壓缸21而使外表面側架臺20向下方移動。由此，焊接部(焊縫)35的周邊部被外表面側模具26a、26b的下表面30a、30b按壓到內表面側模具15a、15b的上表面18a、 18b上，并被加壓。結果，校正了焊接部35周邊的人字形部(峰)的圓度。另外，在本實施方式中，可以根據UOE金屬管34的管徑來調整內表面側模具15a、 15b和外表面側模具26a、26b的固定位置。因此，本實施方式的校正裝置10能夠與各種管徑的UOE金屬管34相對應。具體地講，在校正管徑大的UOE金屬管34的圓度的情況下，使內表面側模具15a、15b和外表面側模具26a、26b的固定位置以自中心線L離開的方式移動。另一方面，在校正管徑小的UOE金屬管34的圓度的情況下，使內表面側模具15a、15b 和外表面側模具26a、26b的固定位置以向中心線L接近的方式移動。另外，在本實施方式中，可以利用調整機構33使臂32上下移動，所以能夠與UOE 金屬管34的管徑相對應地使框架11移動到適當的位置。另外，在本實施方式中，通過事先準備各種大小的隔板14、25a、25b，能夠迅速地決定內表面側模具15a、15b和外表面側模具26a、26b的固定位置。在校正時，內表面側模具15a、15b向內側受到反作用力，外表面側模具26a、26b向外側受到反作用力。但是，由于在內表面側模具15a、15b之間夾持并使用隔板14，而且，夕卜表面側模具26a、26b分別在其與外表面側架臺20之間夾持并使用隔板25a、25b，因此，能夠承接上述反作用力，從而將模具保持在適當的位置上。3.校ιΗ裝置10的各構成元件的優選尺寸和材料在實際應用方面，在如下范圍內進行圓度校正就足夠了，S卩，在管端的寬度方向 (圖1的X方向)上以中心線L(圖2)為中心的IOOmm至200mm左右的范圍、且在長度方向(圖1的Y方向)上距管端200mm左右的范圍。因此，關于內表面側模具15a、15b和外表面側模具26a、26b也分別優選寬度為100 200mm、長度為200mm士 20mm左右。如果是該尺寸，則可以用于大致所有直徑的UOE金屬管。對于外表面側模具26a、26b的高度(Z方向的長度)，考慮到將螺栓29緊固到內表面側架臺12時的強度，優選即使是薄的部分也為40mm以上。另一方面，對于內表面側模具15a、15b的高度，以同樣的理由而優選即使是薄的部分也為40mm以上，但為了也能進入小徑的UOE金屬管中，優選即使是厚的部分也為80mm以下。對于內表面側模具15a、15b和外表面側模具26a、26b的材質，考慮到耐磨性而優選采用工具鋼(例如SKD61)，且優選硬度為肖氏硬度(Hs) 40以上的材質。 對于內表面側模具15a、15b之間的空間和外表面側模具26a、26b之間的空間的寬度方向(X方向)上的長度，優選根據焊接部(焊縫)35的寬度和欲校正的金屬管的直徑來進行調整。為了保護焊接部而與焊峰寬度相對應地確保內表面側模具15a、Kb之間的空間和外表面側模具^a、26b之間的空間的寬度方向上的長度為3cm 7cm左右，并且與金屬管的直徑相對應地以形成適當的接觸狀態的方式進行調整。此時，內表面側模具15a、 15b的曲率半徑未必與金屬管的內徑一致，外表面側模具的曲率半徑未必與外徑一致，但只要能在可容許的峰值的范圍內進行校正即可。在本實施方式中，能夠采用1種模具來應對較大的直徑范圍的管。另外，例如，也可以通過將具有截面為圓弧狀的上表面的一個模具2等分來制成內表面側模具15a、15b。在這種情況下，由于能夠容易且高精度地制成內表面側模具15a、 15b，所以能夠降低內表面側模具15a、Mb的制作成本，并且，能夠提高圓度校正的精度。同樣，也可以通過將具有截面為圓弧狀的下表面的一個模具2等分而制成外表面側模具^5a、 26b。4.本實施方式的效果如上所述，在本實施方式的校正裝置10中，在內表面側模具15a、15b之間和外表面側模具^a、26b之間分別形成有空間。而且，由于將焊接部35配置在該兩個空間之間來校正UOE金屬管34的圓度，因此，能夠避免內表面側模具15a、15b和焊接部35之間的接觸以及外表面側模具^5a、26b和焊接部35之間的接觸。由此，能夠避免對焊接部35造成的機械損傷和傷痕的產生。另外，在本實施方式中，內表面側模具15a、15b能夠固定在內表面側架臺12之上的任意位置，外表面側模具^a、26b能夠固定在凹部M內的任意位置。因此，可以根據UOE 金屬管；34的管徑來調整內表面側模具15a、Mb和外表面側模具^a 的固定位置，所以不用更換內表面側模具15a、Mb和外表面側模具^a、26b就能夠校正UOE金屬管34的圓度。在這種情況下，無需制作許多個內表面側模具15a、Mb和外表面側模具^aJ6b，所以能夠降低成本。另外，也可以不更換內表面側模具15a、Mb和外表面側模具沈^沈比所以提高了作業效率。另外，能夠通過事先準備各種尺寸的隔板14、2如、2恥而迅速地調整模具 15a、15bJ6a、26b的固定位置和模具間的空間。另外，當然也可以通過重疊使用多片隔板來調整空間。5.其他實施方式在上述實施方式中，內表面側架臺12與框架11 一體地形成且外表面側架臺20以可相對于框架11上下活動的方式設置，但只要是能夠利用內表面側模具15a、Mb及/或外表面側模具26a、26b對UOE金屬管34加壓的結構，校正裝置10的結構并不限定于上述的例子。例如，也可以將外表面側架臺20固定在框架11上且以使內表面側架臺12可相對于框架11上下活動的方式設置內表面側架臺12。在這種情況下，通過利用油壓缸21 (或者油壓千斤頂)使內表面側架臺12上升，能夠用內表面側模具15a、1 和外表面側模具^a 來夾持UOE金屬管34的管端部并加壓。由此，能夠校正UOE金屬管34的管端部的圓度。另外，在上述實施方式中設有兩個內表面側模具15a、Mb和兩個外表面側模具 ^aJ6b，但也可以設置3個以上的內表面側模具及/或3個以上的外表面側模具。實施例表1中表示實際采用圖1和圖2中所說明的校正裝置10來校正UO E金屬管的管端的結果。如表1所示，在本實施例中準備了外徑和壁厚不同的5種(實施例1 5) UOE金屬管。針對各UOE金屬管，使用表2所示尺寸的內表面側模具15a、Mb和外表面側模具 26a,26b來校正各UOE金屬管的管端部的圓度。另外，如表1所示那樣設定內表面側模具 15a、15b間的距離和外表面側模具間的距離。而且，在本實施例中，將圓度校正后的峰值(自正圓的偏差)的目標值設定為1.5mm。表1
權利要求
1.一種UOE金屬管的管端形狀校正裝置，其通過在固定于內表面側的架臺的上部的、 具有截面為圓弧狀的上表面的內表面側模具和固定于外表面側的架臺的下部的、具有截面為圓弧狀的下表面的外表面側模具之間夾持管端部并對管端部加壓來校正管端部的圓度， 其特征在于，分別將上述內表面側模具和上述外表面側模具分割成多個零件且以使被分割的模具零件間的空間位于上述被分割的內表面側模具和外表面側模具各自的中央部的方式將被上述內表面側模具和上述外表面側模具固定。
2.根據權利要求1所述的UOE金屬管的管端形狀校正裝置，其特征在于， 利用內表面側的架臺的上升及/或外表面側架臺的下降來對管端部加壓。
3.根據權利要求1或2所述的UOE金屬管的管端形狀校正裝置，其特征在于，內表面側模具及/或外表面側模具能夠與UOE金屬管的管端直徑及/或焊縫的寬度相對應地變更被分割的模具零件間的空間的寬度。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的UOE金屬管的管端形狀校正裝置，其特征在于， 內表面側模具內的被分割的模具零件間的空間的寬度被設定為外表面側模具內的被分割的模具零件間的空間的寬度以下。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的UOE金屬管的管端形狀校正裝置，其特征在于， 為了設定內表面側模具內的被分割的模具零件間及/或外表面側模具內的被分割的模具零件間的空間的寬度而采用隔板。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的UOE金屬管的管端形狀校正裝置，其特征在于， 內表面側模具及/或外表面側模具被分割成兩個。
全文摘要
本發明提供一種即使在加工具有各種外徑的UOE金屬管的管端的情況下、也不發生加工效率下降、對焊接部造成的機械損傷就能夠改善圓度的管端形狀校正裝置。UOE金屬管的管端形狀校正裝置通過在固定于內表面側的架臺(12)的上部的、具有截面為圓弧狀的上表面的內表面側模具(15a、15b)和固定于外表面側的架臺(20)的下部的、具有截面為圓弧狀的下表面的外表面側模具(26a、26b)之間夾持管端部并對管端部加壓來校正管端部的圓度，其特征在于，分別將上述內表面側模具(15a、15b)和上述外表面側模具(26a、26b)分割成多個零件且以使被分割的模具零件間的空間位于上述被分割的內表面側模具(15a、15b)和外表面側模具(26a、26b)各自的中央部的方式將上述內表面側模具(15a、15b)和上述外表面側模具(26a、26b)固定。
文檔編號B21D3/14GK102223961SQ20098014701
公開日2011年10月19日 申請日期2009年11月16日 優先權日2008年11月25日
發明者池田友彰, 阿部慎 申請人:住友金屬工業株式會社