(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一ローリング輪組と第二ローリング輪組で中空ブランクを順にローリング加工する管雄ネジのローリング加工方法であって、
前記第一ローリング輪組は、少なくとも円周方向に配置された四つの第一ローリング輪を含み、前記第二ローリング輪組は、少なくとも円周方向に配置された三つの第二ローリング輪を含み、前記第一ローリング輪は、外面が円滑のローリング輪であり、前記第二ローリング輪は、管雄ネジ成型部分を有し、
前記ローリング加工方法は、
前記第一ローリング輪組が前記中空ブランクの外面を円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面にローリング加工する第一ステップと、
前記第二ローリング輪組が第一ステップによって加工された前記中空ブランクの外面を再びローリングして管雄ネジをローリング形成する第二ステップと、を備え、
前記第一ローリング輪組における第一ローリング輪の数と前記第二ローリング輪組における第二ローリング輪の数のうち一方が奇数であると、他方が偶数である、ことを特徴とする管雄ネジのローリング加工方法。
【請求項２】
前記第一ローリング輪は、（ａ）外面が円滑の円柱形又は円錐形ローリング輪であること、（ｂ）軸線と加工される中空ブランクの軸線とが垂直方向に対して９度以下のオフセット角を有すること、（ｃ）それが所在のローリング輪座との間に自由運動できる隙間があることのうち少なくとも一つを備える、請求項１に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
【請求項３】
前記第一ローリング輪組と前記第二ローリング輪組のローリング加工方式は、
ａ、前記第一ローリング輪組と前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が何れも軸方向ローリングであること、
ｂ、前記第一ローリング輪組のローリング加工方式が径方向ローリングであり、前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向ローリングであること、
ｃ、前記第一ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向径方向混合ローリングであり、前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向ローリングであること、のうち何れか一つである、請求項１に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
【請求項４】
前記方法は、プリ成型ローリング加工を介した中空ブランク外面にネジ成型ローリング加工を行うものであり、前記プリ成型ローリング加工とは、第一ローリング輪組で前記中空ブランクの外面を円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面にローリング加工するものであり、前記第一ローリング輪組は、少なくとも四つの円周に沿って配置された外面が円滑の第一ローリング輪を含み、前記ネジ成型ローリング加工は、第二ローリング輪組によって完成され、前記第二ローリング輪組は、少なくとも三つの円周に沿って配置された第二ローリング輪を含み、前記第二ローリング輪が管雄ネジ成型部分を有し、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数と前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数のうち一方が奇数であり、他方が偶数である、ことを特徴とする管雄ネジのローリング加工方法。
【請求項５】
少なくとも三つの円周方向に沿って配置された管雄ネジ成型部分を有するローリング輪（８）、第一ローリングホイール（７０Ａ）、第二ローリングホイール（７０Ｂ）及び接続ピン軸（７０２）を備えるローリングヘッドであって、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールに互いに対応する径方向溝（７１）、ワーク加工作動孔（７０４）及びピン軸孔（７０１）が設けられており、前記ローリング輪（８）は、そのローリング輪軸（８３）を介して前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイール上の径方向溝（７１）と係合し、前記径方向溝（７１）と前記ローリング輪（８）の取付面が斜平面（７０３）であり、前記第一ローリングホイールと前記第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔（７０１）と係合する接続ピン軸（７０２）にて互いに接続固定され、同軸のようにローリングヘッドを構成すると共に、前記ローリング輪軸（８３）が両端にそれぞれ互いに平行する斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）を有し、前記ローリング輪軸（８３）が前記斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）を介して第一ローリングホイールと第二ローリングホイール上の径方向溝（７１）に装着され、前記ローリング輪の軸線と斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）とが夾角を構成し、前記夾角が９度よりも小さく、好ましくは、３度よりも小さい、ことを特徴とするローリングヘッド。
【請求項６】
第一調節盤、第二調節盤及び調節盤ピン軸（７６２）を更に備え、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応する位置決め取付盲穴（７６６）、弧形溝（７６２）、ワーク加工作動孔（７６４）及びピン軸孔（７６１）が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴（７６６）を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸（７６２）によって互いに接続され、ローリング輪軸（８３）の延長部（８３３）が調節盤の弧形溝（７６２）に取付けられ、回動調節盤（７６）がローリング輪軸を弧形溝（７６２）中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸（８３）をローリングホイール（７０）の径方向溝（７１）中に径方向移動するように駆動する、摺動ブロックを更に備え、前記ローリング輪軸の延長部が前記摺動ブロックの軸孔と係合し、前記摺動ブロック（８３６）を介して調節盤の弧形溝（７６２）中に取付けられ、回動調節盤（７６）が摺動ブロックを弧形溝（７６２）中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸（８３）をローリングホイール（７０）の径方向溝（７１）中に径方向移動するように駆動する、請求項５に記載のローリングヘッド。
【請求項７】
前記ローリング輪（８）は、外面が円滑の円錐形ローリング輪であると共に、前記円錐形ローリング輪のテーパが２°〜５°であり、好ましくは２°３０’’〜４°３０’’である、請求項６に記載のローリングヘッド。
【請求項８】
少なくとも円周方向に配置された四つの第一ローリング輪を含み、外面が円滑の第一ローリングヘッドと、少なくとも円周方向に配置された三つの第二ローリング輪を含み、管雄ネジ成型部分を有する第二ローリングヘッドとを備え、前記第一ローリングヘッドにおける第一ローリング輪の数と前記第二ローリングヘッドにおける第二ローリング輪の数のうち一方が奇数であると、他方が偶数である、ことを特徴とする管雄ネジローリング加工モジュール。
【請求項９】
前記第一ローリングヘッド及び第二ローリングヘッドは、一体に組合わせられており、前記第一ローリングヘッド及び第二ローリングヘッドは、加工される中空ブランクと同軸に設置され、前記第一ローリングヘッドが管雄ネジ加工始めに近い側に設置される、請求項８に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
【請求項１０】
前記第一ローリングヘッドにおける第一ローリング輪の数が前記第二ローリングヘッドにおける第二ローリング輪の数よりも多くなっている、請求項９に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
【請求項１１】
前記第一ローリングヘッドは、それと対応の第一ローリングホイール、第二ローリングホイール及び接続ピン軸を備え、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールに互いに対応の径方向溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔、前記第一ローリング輪は、ローリング輪軸を介して前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの径方向溝に係合し、前記径方向溝７１と前記第一ローリング輪の取付面は、斜平面７０３であり、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔と係合する接続ピン軸を介して互いに接続固定され、同軸のようにローリングヘッドを構成し、前記ローリング輪軸８３は、両端に互いに平行する斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）を有し、前記ローリング輪軸８３は、前記斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）を介して第一ローリングホイールと第二ローリングホイール上の径方向溝７１に取付けられ、前記第一ローリング輪の軸線と斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）とが夾角を構成し、前記夾角が９度よりも小さく、好ましくは３度よりも小さく、前記第一ローリングヘッドは、機械頂バーを更に備え、前記機械頂バーがローリングヘッドのローリング完成後の側の頂部又は底部に取付けられ、
そして、前記第二ローリングヘッドは、それと対応の第一ローリングホイール、第二ローリングホイール及び接続ピン軸を更に備え、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールに互いに対応の径方向溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられ、前記第二ローリング輪は、そのローリング輪軸を介して前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの径方向溝と係合し、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔と係合する接続ピン軸を介して互いに接続固定され、同軸のようにローリングヘッドを形成し、前記第二ローリングヘッドは、前記第二ローリングヘッドのローリング完成後の側の末端に取付けられる制御調節バーを更に備え、
前記第一ローリングヘッドと第二ローリングヘッドとは、同軸のように設置される、請求項９に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
【請求項１２】
前記第一ローリングヘッドは、それと対応の第一調節盤、第二調節盤及び調節盤ピン軸を備えており、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応の位置決め取付盲穴、弧形溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸によって互いに接続され、前記第一ローリング輪のローリング輪軸の両端は、前記斜平面の外側に延長部を更に備え、前記第一ローリング輪のローリング輪軸の延長部が調節盤の弧形溝中に取付けられ、回動調節盤が第一ローリング輪のローリング輪軸を弧形溝中に摺動するように駆動することで、第一ローリング輪のローリング輪軸をローリングホイールの径方向溝中に径方向移動するように駆動し、
前記第二ローリングヘッドは、それと対応の第一調節盤、第二調節盤及び調節ピン軸を更に備え、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応の位置決め取付盲穴、弧形溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸によって互いに接続され、前記第二ローリング輪のローリング輪軸の両端は、調節盤の弧形溝中に取付けられ、回動調節盤が第二ローリング輪のローリング輪軸を弧形溝中に摺動するように駆動することで、第二ローリング輪のローリング輪軸をローリングホイールの径方向溝中に径方向移動するように駆動する、請求項１１に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
【請求項１３】
少なくとも請求項５乃至７のうち何れか一項に記載のローリングヘッドを備える、ことを特徴とする管雄ネジローリング設備。
【請求項１４】
少なくとも請求項８乃至１２のうち何れか一項に記載のローリング加工モジュールを備える、ことを特徴とする管雄ネジローリング設備。
【請求項１５】
請求項８乃至１２のうち何れか一項に記載ローリング加工モジュールを備え、前記第一ローリングヘッドと第二ローリングヘッドとは、各々独立したローリング設備に取付けられ、順に前記第一ローリングヘッドと第二ローリングヘッドを採用して中空ブランクをローリング加工する、ことを特徴とする管雄ネジ生産線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管又は中空ブランクに、特に普通鋼管に管雄ネジローリング加工を行う方法、モジュール、設備及びその生産線に関わるものであって、管加工機械領域に属すものである。
【背景技術】
【０００２】
ローリング管雄ネジは、切削管雄ネジに比して質量が安定でシール性能が良く機械連続強度が高い等の著しい利点があり、益々人々に重視されている。しかしながら、従来の一般鋼管の外径と壁厚等のパラメータは、切削プロセスの要求によって制定されており、ローリングプロセスに対して外径が大きくかつ一定の真円度がある、両者が管ネジローリングの二つ最大問題を構成する。従来技術には、外径が大きくなるようにするのは、例えば軸方向に円錐面又は円柱面をプレスする方法、又は径方向ローリング直径縮小、又はローリング要求に符合する中径管を用いる方法によって実現されるものであり、不規則の真円度の問題は、従来採用される方法が特許ＣＮ１２５１８２０Ｃに掲示の軸方向プレス円錐面、又は特許ＣＮ２５８２７８０Ｙに掲示の先にカッターで鋼管加工管雄ネジ部分から完璧な円錐面を切削してから錐管雄ネジローリングを行う加工プロセスである。
【０００３】
軸方向プレスには、設備が複雑で鋼管が損傷する等の問題が存在し、先にカッターで鋼管加工管雄ネジ部分に円錐面を切削すれば、例えばワークとカッターの同心度要求等の工作機械に対する加工精度が高く、管網現場で装着されにくくなっている。よって、市場で新たな管雄ネジ加工プロセス及び構造設計が合理になって適用性が良い管雄ネジ加工設備が必要になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、適用性が強い管雄ネジのローリング加工方法、モジュール、設備及びそのローリング加工生産線を提供することを目的としている。具体的には、従来の標準外径と真円度を備える一般鋼管をブランクとし、金型プレス又はカッター切削円錐面を採用しない予備プロセスを採用せず、本発明に係るプリ成型ローリングで予備プロセスを完成し、更にネジローリング加工成形管雄ネジを介した方法、モジュール、設備及びそのローリング加工生産線を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一形態は、第一ローリング輪組と第二ローリング輪組で中空ブランクを順にローリング加工する管雄ネジのローリング加工方法であって、前記第一ローリング輪組は、少なくとも円周方向に配置された四つの第一ローリング輪を含み、前記第二ローリング輪組は、少なくとも円周方向に配置された三つの第二ローリング輪を含み、前記第一ローリング輪は、外面が円滑のローリング輪であり、前記第二ローリング輪は、管雄ネジ成型部分を有し、前記ローリング加工方法は、前記第一ローリング輪組が前記中空ブランクの外面を円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面にローリング加工する第一ステップと、前記第二ローリングが第一ステップによって加工された前記中空ブランクの外面を再びローリングして管雄ネジをローリング形成する第二ステップと、を備え、前記第一ローリング輪組における第一ローリング輪の数と前記第二ローリング輪組における第二ローリング輪の数のうち一方が奇数であると、他方が偶数である、管雄ネジのローリング加工方法を提供する。
【０００６】
好ましい実施例においては、前記第一ローリング輪組における第一ローリング輪の数が前記第二ローリング輪組における第一ローリング輪の数よりも多くなっている。
【０００７】
もう一つの好ましい実施例においては、前記中空ブランクの真円度が１００ｕｍよりも大きくなっている。
【０００８】
もう一つの好ましい実施例においては、前記第一ローリング輪組と前記第二ローリング輪組のローリング加工方式は、
ａ、前記第一ローリング輪組と前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が何れも軸方向ローリングであること、
ｂ、前記第一ローリング輪組のローリング加工方式が径方向ローリングであり、前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向ローリングであること、
ｃ、前記第一ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向径方向混合ローリングであり、前記第二ローリング加工方式が軸方向ローリングであること、のうち何れか一つである。
【０００９】
特に、前記ローリング方法が２寸以下の中空ブランク上に管雄ネジを加工するために用いられると、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数及び前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数が何れも１５個を超えておらず、好ましくは、４、５、６、７、８又は９個であり、或いは、２寸乃至４寸の中空ブランク上に管雄ネジを加工するために用いられると、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数及び前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数が何れも１９個を超えておらず、好ましくは、４、５、６、７、８、９、１０又は１１個であり、或いは、４寸以上の中空ブランク上に管雄ネジを加工するために用いられると、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数及び前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数が何れも３５個を超えておらず、好ましくは、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０個である。
【００１０】
本発明の好ましい実施例においては、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数と前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数の差が１乃至１１個であり、好ましくは、１、３、５又は７個である。
【００１１】
本発明の特に好ましい実施例においては、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数が４個であり、前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数が３個であり、或いは、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数が５個であり、前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数が４個であり、或いは、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数が６個であり、前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数が５個である。
【００１２】
管雄ネジローリングの安定性を向上させるために、前記第一ステップのローリング加工を行う前に、本発明に係る管雄ネジローリング加工方法は、面取り工具で円柱ブランクを切削し、切削された軸方向の長さが１〜３個のピッチの長さになるようにする面取りプロセスを更に備えることが、特に好ましい。
【００１３】
本発明に係る管雄ネジローリング方法は、円錐管雄ネジを加工すると、前記円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面の開口外径値が前記円錐管雄ネジの開口中径値に前記円錐管雄ネジのネジ山高さの５％〜９０％を加えた値であり、更に好ましくは、前記円錐管雄ネジの開口中径値に前記円錐管雄ネジのネジ山高さの２５％〜８５％を加えた値である。
【００１４】
一方、本発明に係る管雄ネジローリング方法で円錐管雄ネジを加工すると、前記円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面の軸方向長さが加工される管雄ネジの軸方向長さの以上であり、好ましくは、１〜３個のピッチだけ大きくなり、更に好ましくは、２個のピッチだけ大きくなる。
【００１５】
他方、本発明に係る管雄ネジローリング方法で円錐管雄ネジを加工すると、前記第一ローリング輪組が前記中空ブランク上の加工されるネジ部分の外面を円錐面にローリング加工すると共に、前記円錐面のテーパを２°〜５°にし、好ましくは、２°３０’’〜４°３０’’にする。
【００１６】
特に好ましい実施例においては、前記第一ローリング輪は、（ａ）外面が円滑の円柱形又は円錐形ローリング輪であること、（ｂ）軸線と加工される中空ブランクの軸線とが垂直方向に対して９度以下のオフセット角を有すること、（ｃ）それが所在のローリング輪座との間に自由運動できる隙間があることのうち少なくとも一つを備える。
【００１７】
更に好ましくは、前記第一ローリング輪は、外面が円滑の円錐形ローリング輪であると共に、その軸線が加工される中空ブランクの軸線と共に垂直方向に対して９度以下のオフセットを有する。
【００１８】
もう一つの好ましい実施例においては、円柱管雄ネジを加工する方法であり、前記円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面の開口外径値が前記円柱管雄ネジの中径値に前記円柱管雄ネジのネジ山高さの５％〜９０％を加えた値であり、好ましくは、前記円柱管雄ネジの中径値に前記円錐管雄ネジのネジ山高さの２０％〜８５％を加えた値である。
【００１９】
本発明のもう一つの形態は、プリ成型ローリング加工を介した中空ブランク外面にネジ成型ローリング加工を行うものであり、前記プリ成型ローリング加工とは、第一ローリング輪組で前記中空ブランクの外面を円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面にローリング加工するものであり、前記第一ローリング輪組は、少なくとも四つの円周に沿って配置された外面が円滑の第一ローリング輪を含み、前記ネジ成型ローリング加工は、第二ローリング輪組によって完成され、前記第二ローリング輪組は、少なくとも三つの円周に沿って配置された外面が円滑の第二ローリング輪を含み、前記第二ローリング輪が管雄ネジ成型部分を有し、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数と前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数のうち一方が奇数であり、他方が偶数である、管雄ネジのローリング加工方法を提供する。
【００２０】
本発明の更にもう一つの好ましい実施例においては、少なくとも三つの円周方向に沿って配置されたローリング（８）、第一ローリングホイール（７０Ａ）、第二ローリングホイール（７０Ｂ）及び接続ピン軸（７０２）を備えるローリングヘッドであって、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールに互いに対応する径方向溝（７１）、ワーク加工作動孔（７０４）及びピン軸孔（７０１）が設けられており、前記ローリング輪（８）は、そのローリング輪軸（８３）を介して前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイール上の径方向溝（７１）と係合し、前記径方向溝（７１）と前記ローリング輪（８）の取付面が斜平面（７０３）であり、前記第一ローリングホイールと前記第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔（７０１）と係合する接続ピン軸（７０２）にて互いに接続固定され、同軸のようにローリングヘッドを構成すると共に、前記ローリング輪軸（８３）が両端にそれぞれ互いに平行する斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）を有し、前記ローリング輪軸（８３）が前記斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）を介して前記ローリングホイールの径方向溝（７１）に装着される、ローリングヘッドを提供する。
【００２１】
好ましくは、前記夾角が９度よりも小さく、好ましくは、３度よりも小さい。
【００２２】
好ましくは、前記ローリング輪は、外面が円滑のローリング輪であると共に、それと一体成型されたカッターを備える。
【００２３】
好ましくは、前記ローリング輪は、外面が円滑の円錐形ローリング輪であると共に、前記円錐形ローリング輪のテーパが２°〜５°であり、好ましくは２°３０’’〜４°３０’’である。
【００２４】
特に更に良いローリング効果を得るために、本発明に係る好ましい実施例においては、前記ローリング輪は、環形ローリング輪であると共に、管雄ネジ成型部分を有し、前記ローリング輪の軸線と前記ワーク加工作動孔の軸線とが垂直方向に対して９度以下のオフセット角を有し、前記ローリング輪の表面に始め部分ネジが存在し、前記始め部分ネジとは、前記関係ローリング輪がネジローリング加工時に中空ブランクと先に接触したネジであり、
前記第二ローリングヘッドにＮ個の環形ローリング輪があるとすると、その一つの環形ローリング輪Ｒiを始めとし、同一の時計回り次のローリング輪Ｒi＋１の始め部分ネジを、ローリング輪Ｒiの始め部分ネジを基にし、ローリング輪Ｒiの軸線方向に沿って元のネジ山型とピッチに応じて１／Ｎ個のピッチの距離だけ延びたネジとする。
【００２５】
もう一つの好ましいローリングヘッドの実施例においては、第一調節盤、第二調節盤及び調節盤ピン軸（７６２）を更に備え、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応する位置決め取付盲穴（７６６）、弧形溝（７６２）、ワーク加工作動孔（７６４）及びピン軸孔（７６１）が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴（７６６）を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸（７６２）によって互いに接続され、ローリング輪軸（８３）の延長部（８３３）が調節盤の弧形溝（７６２）に取付けられ、回動調節盤（７６）がローリング輪軸を弧形溝（７６２）中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸（８３）をローリングホイール（７０）の径方向溝（７１）中に径方向移動するように駆動する。
【００２６】
好ましくは、前記ローリングヘッドは、摺動ブロックを更に備え、前記ローリング輪軸の延長部が前記摺動ブロックの軸孔と係合し、前記摺動ブロック（８３６）を介して調節盤の弧形溝（７６２）中に取付けられ、回動調節盤（７６）が摺動ブロックを弧形溝（７６２）中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸（８３）をローリングホイール（７０）の径方向溝（７１）中に径方向移動するように駆動する。
【００２７】
又は、好ましくは、前記ローリングヘッドは、制御調節バー（１２２）を更に備え、前記制御調節バー（１２２）がローリングヘッドのローリング完成後の側の末端に取付けられ、ローリング過程において、中空ブランクが前記制御調節バー（１２２）に接触すると、前記制御調節バー（１２２）が光電誘導装置を作動させるように駆動し、前記第一調節盤と第二調節盤の回動を制御し、ローリングプロセスの起動と終了を制御する。
【００２８】
又は、好ましくは、前記ローリングヘッドは、機械頂バー（１２１）を更に備え、前記機械頂バー（１２１）がローリングヘッドのローリング完成後の側の頂部又は底部に取付けられ、ローリング過程において、中空ブランクが前記機械頂バー（１２１）に接触すると、前記機械頂バー（１２１）が光電誘導装置を作動させるように駆動し、前記第一調節盤と第二調節盤の回動を制御し、ローリングプロセスの起動と終了を制御する。
【００２９】
又は、好ましくは、前記第一ローリングホイールと第一調節盤又は前記第二ローリングホイールと第二調節盤の間に相対回動位置角度検出装置（１２３）が設けられる。
【００３０】
本発明は、少なくとも三つの円周方向に配置されたローリング輪（８）及びそのローリング輪座を備えるローリングヘッドであって、上ローリング輪座板（６０Ａ２）、ネジ付きの上ローリング輪座バー（６０Ａ１）、トルク拡大歯車組（６９）、リードナット（６９６）、回転レバー（６９１）を更に備え、上ローリング輪座板（６０Ａ２）と上ローリング輪座（６０）とは、固定接続され、柱（６１１）に外挿されて軸孔係合を形成し、上ローリング輪座バー（６０Ａ１）は、その一端が上ローリング輪座板（６０Ａ２）に寄りかかるように固定接続され、他端がリードナット（６９６）に係合し、且つトルク放大歯車組における出力歯車内孔に同軸のように係合し、トルク放大歯車組（６９）の入力軸が回転レバー（６９６）に固定接続され、下ローリング輪座板（６０Ｂ２）が下ローリング輪座（６０Ｂ）が固定接続されて柱（６１１）に外挿するように固定され、回転レバー（６９１）が歯車入力軸を回転させるように駆動すると、トルク放大歯車組（６９）とリードナット（６９１）を介して上ローリング輪座バー（６０Ａ１）を上下移動するように駆動するようになり、中空円柱ブランク（４０）がローリング輪に係り合うように回転すると、ローリング輪の径方向へのフィードローリングを完成する、ローリングヘッドを提供する。
【００３１】
本発明は、上記のローリングヘッドを少なくとも一つ備える管雄ネジローリング設備を更に提供する。
【００３２】
本発明は、少なくとも円周方向に配置された四つの第一ローリング輪を含み、外面が円滑の第一ローリングヘッドと、少なくとも円周方向に配置された三つの第二ローリング輪を含み、管雄ネジ成型部分を有する第二ローリングヘッドとを備え、前記第一ローリング輪組における第一ローリング輪の数と前記第二ローリング輪組における第二ローリング輪の数のうち一方が奇数であると、他方が偶数である、管雄ネジローリング加工モジュールを更に提供する。
【００３３】
好ましくは、前記第一ローリング輪ヘッドにおける第一ローリング輪の数が前記第二ローリングヘッドにおける第一ローリング輪の数よりも多くなっている。
【００３４】
好ましくは、前記第一ローリング輪は、外面が円滑の円錐形ローリング輪であると共に、前記円錐形ローリング輪のテーパが２°〜５°であり、好ましくは２°３０’’〜４°３０’’である。
【００３５】
本発明は、前記第一ローリングヘッド及び第二ローリングヘッドは、一体に組合わせられており、前記第一ローリングヘッド及び第二ローリングヘッドは、加工される中空ブランクと同軸に設置され、前記第一ローリングヘッドが管雄ネジ加工始めに近い側に設置される、管雄ネジローリング加工モジュールを提供しており、
好ましくは、前記第一ローリングヘッドは、それと対応の第一ローリングホイール（７０Ａ）、第二ローリングホイール（７０Ｂ）及び接続ピン軸（７６３）を備え、前記第一ローリングホイール（７０Ａ）と第二ローリングホイール（７０Ｂ）に互いに対応の径方向溝（７１）、ワーク加工作動孔（７０４）及びピン軸孔（７０１）、前記ローリング輪（８）は、ローリング輪軸（８３）を介して前記第一ローリングホイール（７０Ａ）と第二ローリングホイール（７０Ｂ）の径方向溝に係合し、前記径方向溝（７１）と前記ローリング輪（８）の取付面は、斜平面（７０３）であり、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔と係合する接続ピン軸を介して互いに接続固定あれ、同軸のようにローリングヘッドを構成し、前記ローリング輪軸（８３）は、両端に互いに平行する斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）を有し、前記ローリング輪軸（８３）は、前記斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）を介して前記ローリングホイールの径方向溝（７１）に取付けられ、前記ローリングの軸線と斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）とが夾角を構成し、前記夾角が９度よりも小さく、好ましくは３度よりも小さく、前記第一ローリングヘッドは、機械頂バーを更に備え、前記機械頂バーがローリングヘッドのローリング完成後の側の頂部又は底部に取付けられ、
そして、前記第二ローリングヘッドは、それと対応の第一ローリングホイール、第二ローリングホイール及び接続ピン軸を更に備え、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールに互いに対応の径方向溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられ、前記ローリング輪は、そのローリング輪軸を介して前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの径方向溝と係合し、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔と係合する接続ピン軸を介して互いに接続固定され、同軸のようにローリングヘッドを形成し、前記第二ローリングヘッドは、前記第二ローリングヘッドのローリング完成後の側の末端に取付けられる制御調節バーを更に備える。
【００３６】
前記第一ローリングヘッドと第二ローリングヘッドとは、同軸のように設置される。
【００３７】
特に好ましくは、前記第一ローリングヘッドは、それと対応の第一調節盤、第二調節盤及び調節盤ピン軸を備えており、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応の位置決め取付盲穴、弧形溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸によって互いに接続され、前記ローリング輪軸の両端は、前記斜平面の外側に延長部を更に備え、前記ローリング軸の延長部が調節盤の弧形溝中に取付けられ、回動調節盤がローリング輪軸を弧形溝中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸をローリングホイールの径方向溝中に径方向移動するように駆動し、
前記第二ローリングヘッドは、それと対応の第一調節盤、第二調節盤及び調節ピン軸を更に備え、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応の位置決め取付盲穴、弧形溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸によって互いに接続され、前記ローリング輪軸の両端は、調節盤の弧形溝中に取付けられ、回動調節盤がローリング輪軸を弧形溝中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸をローリングホイールの径方向溝中に径方向移動するように駆動する。
【００３８】
本発明のもう一つの管雄ネジローリング加工モジュールの実施例においては、前記管雄ネジローリング加工モジュールは、第一ローリングヘッド座、第二ローリングヘッド座、変速装置及び動力電機を更に備え、前記第一ローリングヘッド座に前記第一ローリングヘッドが固定装着され、前記第二ローリングヘッド座に前記第二ローリングヘッドが固定装着され、前記変速装置の入力主軸が前記動力電機の出力主軸と機械的に係合し、前記変速装置の出力主軸が第一ローリングヘッド座及び第二ローリングヘッド座と同時に機械的に係合し、動力電機は、変速装置を介して前記第一ローリングヘッド座及び第二ローリングヘッド座を回転するように駆動し、第一ローリングヘッド及び第二ローリングヘッドを回転するように駆動する。好ましくは、前記変速装置出力主軸は、前記第一ローリングヘッド座及び前記第二ローリングヘッド座との機械的係合方式がウォームとウォームホイールの係合であり、前記ウォームは、その一端が前記変速装置の出力軸と機械的に係合し、他端が第一ウォームホイール及び第二ウォームホイールと係合し、前記第一ウォームホイール及び第二ウォームホイールの中心にそれぞれ前記第一ローリングヘッド座及び前記第二ローリングヘッド座が設けられている。更に好ましくは、少なくとも一つの第三ウォームホイール及びそれに取付けられた加工工具ヘッド座を更に備え、前記加工工具ヘッド座にはキー溝を介してテーパ切削加工工具、ブランク校正工具、端面加工工具及びネジ表面加工工具のうち一方が取付けられている。
【００３９】
上述のもう一つの管雄ネジローリング加工モジュールには、前記第一ローリングヘッド又は第二ローリングヘッドのうち任意一つ又は複数のローリング輪の末端に、前記動力電機の作動を制御するための光電誘導装置が設置される。
【００４０】
本発明は、上記のローリング加工モジュールを少なくとも一つ備える管雄ネジローリング設備を更に提供する。
【００４１】
本発明は、上述のローリング加工モジュールを備え、前記第一ローリングヘッドと第二ローリングヘッドとは、各々独立したローリング設備に取付けられ、順に前記第一ローリングヘッドと第二ローリングヘッドを採用して中空ブランクをローリング加工する、管雄ネジ生産線を提供する。
【００４２】
日本特許ＪＰ６０３９４７０には、中空円柱ブランク上に双円錐面を径方向ローリングする同時にワークを切削するローリング準備プロセスが掲示され、中国特許ＣＮ１０２４２３７８９Ａには、径方向ローリングによる直径縮小のローリング準備プロセスが掲示されているが、上記の両特許が解決しようとする課題は、僅か鋼管中空ブランク円錐面の形成又は中空ブランクの直径縮小に過ぎず、後続ローリングに対する真円度の影響に関する課題が解決されていなかった。沢山の試験、分析及び研究発見により、鋼管の外径、真円度、壁厚、及びその均一度、材料、溶接品質、鋼管残留応力等の影響によって、実践において特に真円度が国家標準に符合するが１００ｕｍよりも大きい鋼は、（双）円錐面を径方向ローリングした後又は径方向ローリング直径縮小した後、その真円度が３０％〜１００％増加することを見出したことになり、管雄ネジローリング加工を継続すると、特に鍛接管及び薄壁管は、その真円度が更に増加するので、従来の一般鋼管（特にウェルド鍛接管）上に管雄ネジを直接ローリングすることが困難になり、特に円錐管雄ネジをローリングすることが困難になった。
【００４３】
本発明は、沢山の試験、分析及び研究発見により、プリローリングにて形成された中空ブランク開口外径、テーパ、長さ及びプリ成型螺旋線が後続のネジ山型、長さ精度及びネジローリング螺旋線数量の両ステップの間の関係が掲示され、前後の両ローリング固定におけるローリング輪の数の奇数と偶数の相違を採用し、特に好ましくプリローリング輪の数が管ネジ成型ローリング輪の数よりも多い思想を採用し、プリ成型ローリング過程においてローリング輪が徐々に中空ブランクに接触し、中空ブランクローリング部分の断面が元の無規則多角形から制御可能な有規則の多角形にローリング成型されることになる。該有規則の多角形は、後続のネジローリング要求に符合し、且つプリローリング過程中に真円度が元の１０％を超えないように増加する。この間、開放された中空ブランクの残留応力の一部が開放され、（鋼管）中空ブランクの元の残留曲率範囲が徐々に減少するのは、中空ブランクの応力が徐々に均一なるようにするためのものであり、一方、管ネジ成型ローリング輪の数とプリ成型ローリング輪の数が奇数と偶数で異なるようにする方案は、管雄ネジローリング輪をローリングする同時に円度校正及び管雄ネジ成型の両機能を持つものであり、有規則の多角形のローリン部部分が更に真円度が要求に符合する管雄ネジにローリング成型されことになり、管雄ネジのローリングを解決し、特に溶接管及び薄壁管が真円度増加によって変形し、ローリングが失敗する問題を解決し、中空ブランクの真円度の適用性を大きく拡大する。従来のウェルドシームレス鋼管、厚壁及び薄い壁の中空ブランクに適用されるのみならず、柔らかい各々の壁厚の銅管又はアルミ合金管等の他の金属中空ブランクに適用されることになり、異なる中空ブランクの外径公差、降伏強度、弾性率及び管雄ネジローリング時に弾塑性変形力に対する計算によって、プリ成型ローリング輪の径方向位置及びテーパ、ローリング回数と時間、ローリング輪の数と螺旋線の長さ、ブランクの残留応力と弾塑性変形及びその必要なローリング力を制御し、管ネジ成型ローリング輪の数、形式及びローリング方式と合わせて、ローリング設備を簡素化し、終にローリング管雄ネジ製品の合格率が９９％以上になり、ローリング管ネジ技術の実用性を大きく増強している。
【００４４】
本発明は、市場の９５％の普通鋼管（中空円柱ブランク）の真円度に対するローリング管雄ネジプロセスの要求が大きく低減し、ローリング設備が簡素化し、従来の管雄ネジ加工に１００％採用されたカバーステップと基本的に一致する加工方法が実現されることになった。同時に、従来のローリング管雄ネジ製品に比して、その製品の応力分布が更に合理になり、品質が更に良くなっている。以下、図面及び具体的な実施形態を参照してながら本発明の目的、技術案及び効果を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来技術中の一種類のローリング管雄ネジプロセスである。図１ａは、従来のローリング管雄ネジ技術にて完璧な円錐面をローリングするプロセス概略図である。図１ｂは、従来のローリング管雄ネジ技術にて完璧な円錐面を切削するプロセス概略図である。図１ｃは、図１ａと図１ｂの、円錐面をローリング又は切削してから軸方向に管雄ネジをローリングする過程のプロセス概略図である。
【図２】本発明に係る一つの径方向プリ成型ローリングプロセスの実施例である。図２ａは、円柱面プリ成型ローリングのプロセス概略図である。図２ｂは、円錐面プリ成型ローリングを行うプロセス概略図である。
【図３】本発明に係る一つの軸方向プリ成型ローリングプロセスの概略図である。図３ａは、円柱面プリ成型ローリングのプロセス概略図である。図３ｂは、円錐面プリ成型ローリングを行うプロセス概略図である。図３ｃは、円柱と円錐の混合面成型ローリングを行うプロセス概略図である。
【図４】本発明に係る一つの軸方向と径方向の混合方向にローリングするプリ成型ローリングプロセスの概略図である。図４ａは、本発明に係るローリング成形円柱面のプリ成型ローリングプロセス概略図である。図４ｂは、本発明に係るローリング成形円錐面のプリ成型ローリングプロセス概略図である。図４ｃは、本発明に係るローリング成形円錐面と円柱面の混合面のプリ成型ローリングプロセス概略図である。
【図５】図２、図３、図４のプリローリング後の中空ブランク上に軸方向に管雄ネジをローリングして形成するプロセス概略図である。図５ａは、円柱面ローリング後の中空ブランクに管雄ネジ成型ローリングを行うプロセス概略図である。図５ｂは、円錐面ローリング後の中空ブランクに管雄ネジ成型ローリングを行うプロセス概略図である。図５ｃは、円錐面と円錐面の混合面のローリング後の中空ブランクに管雄ネジ成型ローリングを行うプロセス概略図である。図５ｄは、図５ａ、図５ｂ、図５ｃの中空ブランク管雄ネジ成型ローリングを完成した概略図である。
【図６】本発明に係る五つのローリング輪のプリ成型ローリングヘッドの実施例である。図６ａは、プリ成型ローリングヘッドの五つのローリング輪の分布概略図である。図６ｂは、ローリングホイールのみがあるローリングヘッド中に円滑プリ成型ローリング輪を装着した一実施例の構造概略図である。
【図７】本発明に係る四つのプレ成型ローリングヘッド輪の構造概略図である。図７ａは、本発明に係る一つの円錐形プリ成型ローリングヘッド輪の構造概略図である。図７ｂは、本発明に係る一つの一体式の円柱面プリ成型ローリングヘッド輪の構造概略図である。図７ｃは、本発明に係る一つのプリ成型ローリング輪とカッターが別体の構造概略図である。図７ｄは、本発明に係る一つのプリ成型ローリング輪とカッターが一体の構造概略図である。
【図８】本発明に係る、図６と合わせるローリングホイールと調節盤がある、四つのローリングヘッドの管ネジ成型ローリングヘッドの実施例である。図８ａは、管ネジ成型ローリングヘッドの四つのローリング輪の分布概略図である。図８ｂは、調節盤とローリングホイール付きのローリングヘッド中に管ネジ成型ローリング輪を装着した一実施例の構造概略図である。
【図９】本発明に係る、四個の環形ローリング輪を備える管ネジ成型ローリングヘッドの実施例における夫々の環形ローリング輪の始め部分ネジを示す位置分布概略図である。
【図１０】本発明に係る光電誘導機械装置が配置されたローリングホイールのみがある軸方向ローリングのローリングヘッドの実施例である。
【図１１】図１０のローリングヘッド中における、六個のローリング輪を備えるローリングホイールの構造概略図である。図１１ａは、ローリングホイールの正面図である。図１１ｂは、ローリングホイールの側面図である。
【図１２】図１０のローリングヘッドにおけるローリング輪軸の構造と取付概略図である。図１２ａは、ローリングホイールの正面図である。図１２ｂは、ローリング輪軸の平面図である。図１２ｃは、ローリング輪軸の側面図である。図１２ｄは、ローリング輪軸と中空円柱ブランク軸線が垂直方向に対して夾角があるように設置された概略図である。
【図１３】本発明に係る図１０を基に更に調節盤の軸方向ローリングを含むローリングヘッド実施例の構造概略図である。
【図１４】図１３のローリングヘッド中における、六個のローリング輪を備えるローリングホイールの構造概略図である。図１４ａは、ローリングホイールの正面図である。図１４ｂは、ローリングホイールの側面図である。
【図１５】図１３におけるローリングヘッド中の調節盤の構造概略図である。図１５ａは、調節盤の正面図である。図１５ｂは、調節盤の側面図である。
【図１６】図１３のローリングヘッドにおけるローリング輪軸の構造と取付概略図である。図１６ａは、ローリング輪軸の正面図である。図１６ｂは、ローリング輪軸の平面図である。図１６ｃは、ローリング輪軸の側面図である。図１６ｄは、ローリング輪軸と中空円柱ブランク軸線が垂直方向に対して夾角があるように設置された概略図である。
【図１７】本発明に係るローリング輪構造、ローリング輪軸及びローリング輪軸座（摺動ブロック）が係り合う概略図である。図１７ａは、本発明に係るローリング輪構造及びそれがニードルベアリングと係合する概略図である。図１７ｂは、本発明に係るローリング輪、ニードルベアリングがローリング輪軸と係合する概略図である。図１７ｃは、ローリング輪軸と係合するローリング輪座（摺動ブロック）の断面図である。
【図１８】本発明に係るもう一つの光電誘導装置制御調節バー装置を含む軸方向ローリングのローリングヘッド実施例である。
【図１９】本発明に係る一つの手動軸方向と径方向の混合ローリングのローリングヘッド実施例である。
【図２０】本発明に係る図１３と図１８のプリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドとが一体に組合うローリング加工モジュールを示す構造概略図である。
【図２１】図１３及び図１８に示すローリングヘッドの管雄ネジ制作機の実施例である。
【図２２】もう一つの二組の図２０に示すローリング加工モジュールの管雄ネジ制作機の実施例である。
【図２３】本発明に係る図１０又は図１３のローリング工具を備える一つの単動力又は多動力電機によって制御された回転ローリンヘッド座が前後に配置されたローリング加工モジュール構造概略図である。図２３ａは、ローリング加工モジュールの正面図である。図２３ｂは、ローリング加工モジュールの正面図である。
【図２４】図２３のローリング加工モジュールを備えるローリング設備の構造概略図である。
【図２５】本発明に係る一つの単動力電機のローリングヘッド座が平行に配置された加工工具組の構造概略図である。図２５ａは、ローリング加工モジュールの正面図である。図２５ｂは、ローリング加工モジュールの正面図である。
【図２６】本発明に係る図１０又は図１３のローリングヘッドを含むローリング設備実施例の概略図である。図２６ａは、ローリング設備の正面図である。図２６ｂは、ローリング設備の平面図である。
【図２７】本発明に係る図１０又は図１３のローリングヘッドを備える一つの単動力電機によって制御された回転ローリンヘッド座が前後に配置されたローリング加工モジュール構造概略図である。図２７ａは、ローリング加工モジュールの正面図である。図２７ｂは、ローリング加工モジュールの正面図である。
【図２８】図２７に係る一つの実施例である。
【図２９】図２８に係る後続加工概略図である。
【図３０】本発明に係る一つの図１０と図１３のローリングヘッド及び他の加工装置の十字架分布を含むローリング設備平面図である。図３０ａは、ローリング加工モジュールの正面図である。図３０ｂは、ローリング加工モジュールの平面図である。
【図３１】本発明に係る一つの図１０又は図１３又は図１８又は図２０のローリングヘッドを含む双頭円錐管雄ネジローリング生産線の構造平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、好ましい実施例を参照しながら本発明を説明し、以下の説明において、使用される用語は、公知公用の用語から選択されたものであり、しかしながら、一部の用語が出願人の判断により選択されたものであり、その意味が本発明に掲示の精神によって理解されるべきである。本文に使用の「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「水平」、「垂直」等の方向に関する表現は、あくまでも明細書に図示されたものに過ぎず、各装置及び部材に対する使用時の方向を限定するものではない。
【００４７】
用語の説明
用語「奇数と偶数で異なる」とは、加工順序における前後の任意の二つのローリング輪組において、一つのローリング輪組に含まれたローリング輪の数が奇数であれば、もう一つのローリング輪組に含まれたローリング輪の数が偶数であることを意味する。
【００４８】
真円度は、円形鋼管の断面に外径が異なる現象が存在し、即ち、必ずしも互いに垂直ではない最大外径と最小外径の差の絶対値が真円度である。真円度の存在のため、鋼管（中空ブランク）が実際に不規則の多角体である。
【００４９】
用語「斜平面」とは、ローリング輪軸線を基準水平面としてこの水平面に対する夾角（螺旋昇角）を有する平面である。
【００５０】
本発明に係る二つの線（仮にａ線とｂ線にする）が「垂直方向」に対する角度を有し、ＸＹＺ三次元座標系には、ａ線とｂ線に対して平行する平面をＸＹ平面にすれば、ａ線とｂ線がＺ軸に沿ってＸＹ平面に投射されることによる二つの線（ａ’線とｂ’線）の夾角は、「垂直方向」におけるａ線とｂ線の角度である。例えば、ローリング輪の軸線と加工される中空ブランクの軸線とが垂直方向において９度以下のオフセット角を有するようになり、ＸＹＺ座標系には、ローリング輪の軸線と加工される中空ブランクの軸線との平行の平面をＸＹ平面とすれば、ローリング輪の軸と加工される中空ブランクの軸線とがＺ軸においてＸＹ平面に投射されることによる二つの線の夾角が９度以下となる。
【００５１】
ネジ長さ精度：標準規定と検出される管ネジが自由に締め付けられ、ネジ開口が規定の第一、第二又は第三段階平面と平行程度にあり、第二段階と平行するのは、標準ネジ長さ精度であり、第一段階と平行するのは、標準長さ精度の上限であり、第三段階平面と平行するのは、標準ネジ長さ精度の下限である。
【００５２】
本発明に係る中空ブランクとは、冷たく成形加工された中空ブランクであり、鋼管、アルミ管、銅管等の金属管を備えるのみならず、管接手等の中空管状部分構造の金属ワークを備え、また、類似形状を備えると共に冷たく成形加工される他のプラスチック管材又はワークであってもよい。
【００５３】
本発明に係るプリ成型ローリングとは、ローリング輪が中空ブランク上に円柱又は円錐又は円柱円錐混合面をローリングするローリング過程である。
【００５４】
本発明に係る管ネジ成型ローリングとは、ローリング輪にてプリ成型後の中空ブランク上にローリングされた円柱又は円錐管ネジのローリング過程である。
【００５５】
本発明には、ある場合に説明の便宜のように、「第一ローリング輪組」又は「第一ローリングヘッド」にて行われるローリング工程を「プリ成型ローリング」といい、又は、「第一ローリング輪組」を「プリ成型ローリング輪組」といい、「第一ローリングヘッド」を「プリ成型ローリングヘッド」といい、「第二ローリング輪組」又は「第二ローリングヘッド」にて行われるローリング工程を「プリ成型ローリング」といい、又は、「第二ローリング輪組」を「管ネジ成型ローリング輪組」といい、「第二ローリングヘッド」を「管ネジ成型ローリングヘッド」というようになっている。しかし、このような記述は、本発明に記載の「第一ローリング輪組」又は「第一ローリングヘッド」にて実現される校正又はプリ成型の機能のみに限らず、「第二ローリング輪組」又は「第二ローリングヘッド」のみによって本発明に記述の技術効果を達成できることを示さない。
【００５６】
本発明に係るプリ成型ローリングヘッド構造と本発明に係る管ネジローリングヘッド構造とは、相同又は類似してもよい。
【００５７】
本発明に係るローリングヘッドが回動するが中空ブランクが回動しないこと、本発明に係るローリングヘッドが回動しないが中空ブランクが相対的に回動することは、切り替えることが可能になる。
【００５８】
本発明に係るローリング輪組とは、同一のローリング加工工程における複数のローリング輪の組み合わせである。これらのローリング輪は、ローリング加工プロセス中の具体的な設置方法が当業者に公知の技術にて設定されたものである（例えば＜ネジ加工＞の本、王先逵、機械工業出版社２００８年出版）。このため、本発明に係る方法は、ある特定のローリング設備に限定されないものである。
【００５９】
本発明に係るローリングヘッドとは、中空ブランク上にローリング加工された、管雄ネジの更なる加工に適合する中間ブランクと管ネジ製品の装置であり、主体部分が管ネジをローリングするための複数のローリング輪及びローリング輪を支持又は固定するためのローリング輪座を備える。前記ローリング輪は、ローリング輪軸を介して前記ローリング輪座と係合すると共に、中空ブランクの回りに径方向に等分分布される。特定の場合、複数のローリング輪座が同一のホイールの構造に一体成型され、ローリングホイールを形成する。
【００６０】
本発明に係るローリング加工モジュールとは、複数のローリングヘッドの組合又は複数のローリングヘッドと他の加工工具の組合であり、各々のローリングヘッドは、完全独立したものであってもよく、全体構造内に設置されたものであり、前記他の加工工具は、テーパ切削加工工具、ブランク内校正工具、開口内外面取り切削加工工具、ネジ表面加工工具等を備える。
【００６１】
本発明に係る「軸方向と径方向の混合方向のローリング」又は「軸方向と径方向の混合ローリング」とは、ローリング過程においてローリング輪とブランクの相対運動が軸方向と径方向の同時運動を備えるものであり、該相対運動とは、ローリング輪と中空円柱ブランクが噛み合って回転するときにローリング輪で中空ブランクに対して螺旋昇角を発生することであり、又はローリング輪の軸線と中空円柱ブランクの軸線とが垂直方向に対してオフセットを発生する軸方向力によって、ローリング輪と中空円柱ブランクが相対の軸方向の移動を発生すると共に、ローリング輪が一定のプロセス要求に応じて径方向フィードしてローリングのプロセスを完成することである。径方向の相対運動速度が零になると、前記「軸方向にローリングする」又は「軸方向ローリング」になり、軸方向の相対運動速度が零になると、「径方向にローリングする」又は「径方向ローリング」になる。このため、軸方向ローリングと径方向ローリングとは、軸方向と径方向の混合ローリングの特例である。実際の軸方向ローリングと径方向ローリングの実現方法は、様々なものであり、以下、図面を参照しながら詳細に説明し、以下の説明は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００６２】
本発明に係る「円柱円錐混合面」とは、同時に円柱面と円錐面の中空ブランク外面を備えること、又は、一つ又は複数の円柱面と一つ又は複数の円錐面とからなる外面であることである。
【００６３】
本発明の「中空ブランク内側」と「中空ブランク端部」とは、加工される管雄ネジ部分中のネジ尾部とネジ頭部の対応位置であり、前記中空ブランク内側から中空ブランク端部方向へ軸方向ローリングを完成するのは、ネジ尾部の対応位置からネジ頭部の対応位置方向へ軸方向ローリングを完成することである。該方法を利用する軸方向と径方向の混合方向のプリローリング方法は、特許ＷＯ２０１４１６１４４７Ａ１に示す管雄ネジのローリング方法を参考になされたものであってもよい。
【００６４】
本発明は、以下の技術案を備える。
【００６５】
１、第一ローリング輪組と第二ローリング輪組で中空ブランクを順にローリング加工する管雄ネジのローリング加工方法であって、
前記第一ローリング輪組は、少なくとも円周方向に配置された四つの第一ローリング輪を含み、前記第二ローリング輪組は、少なくとも円周方向に配置された三つの第二ローリング輪を含み、前記第一ローリング輪は、外面が円滑のローリング輪であり、前記第二ローリング輪は、管雄ネジ成型部分を有し、
前記ローリング加工方法は、
前記第一ローリング輪組が前記中空ブランクの外面を円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面にローリング加工する第一ステップと、
前記第二ローリングが第一ステップによって加工された前記中空ブランクの外面を再びローリングして管雄ネジをローリング形成する第二ステップと、を備え、
前記第一ローリング輪組における第一ローリング輪の数と前記第二ローリング輪組における第二ローリング輪の数のうち一方が奇数であると、他方が偶数である、ことを特徴とする管雄ネジのローリング加工方法。
【００６６】
２、前記第一ローリング輪組における第一ローリング輪の数が前記第二ローリング輪組における第一ローリング輪の数よりも多くなっている、請求項１に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
【００６７】
３、円錐管雄ネジを加工する方法であり、前記円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面の開口外径値が前記円錐管雄ネジの開口中径値に前記円錐管雄ネジのネジ山高さの５％〜９０％を加えた値であり、好ましくは、前記円錐管雄ネジの開口中径値に前記円錐管雄ネジのネジ山高さの２５％〜８５％を加えた値である、請求項１に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
【００６８】
４、円柱管雄ネジを加工する方法であり、前記円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面の開口外径値が前記円柱管雄ネジの中径値に前記円柱管雄ネジのネジ山高さの５％〜９０％を加えた値であり、好ましくは、前記円柱管雄ネジの中径値に前記円錐管雄ネジのネジ山高さの２０％〜８５％を加えた値である、請求項１に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
【００６９】
５、円錐管雄ネジを加工する方法であり、前記第一ローリング輪組が前記中空ブランク上の加工されるネジ部分の外面を円錐面にローリング加工すると共に、前記円錐面のテーパを２°〜５°にし、好ましくは、２°３０’’〜４°３０’’にする、請求項１に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
【００７０】
６、前記円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面の軸方向長さが加工される管雄ネジの軸方向長さの以上であり、好ましくは、１〜３個のピッチだけ大きくなり、更に好ましくは、２個のピッチだけ大きくなる、請求項３に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
【００７１】
７、前記第一ローリング輪は、（ａ）外面が円滑の円柱形又は円錐形ローリング輪であること、（ｂ）軸線と加工される中空ブランクの軸線とが垂直方向に対して９度以下のオフセット角を有すること、（ｃ）それが所在のローリング輪座との間に自由運動できる隙間があることのうち少なくとも一つを備える、請求項３に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
【００７２】
好ましくは、前記第一ローリング輪は、外面が円滑の円錐形ローリング輪であると共に、その軸線が加工される中空ブランクの軸線と共に垂直方向に対して９度以下のオフセットを有する。
【００７３】
８、前記第一ローリング輪組と前記第二ローリング輪組のローリング加工方式は、
ａ、前記第一ローリング輪組と前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が何れも軸方向ローリングであること、
ｂ、前記第一ローリング輪組のローリング加工方式が径方向ローリングであり、前記第二ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向ローリングであること、
ｃ、前記第一ローリング輪組のローリング加工方式が軸方向径方向混合ローリングであり、前記第二ローリング加工方式が軸方向ローリングであること、のうち何れか一つである、請求項１に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
【００７４】
９、前記中空ブランクの真円度が１００ｕｍよりも大きくなっている、請求項１に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
【００７５】
１０、２寸以下の中空ブランク上に管雄ネジを加工するための方法であり、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数及び前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数が何れも１５個を超えておらず、好ましくは、４、５、６、７、８又は９個である、請求項１に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
【００７６】
或いは、２寸乃至４寸の中空ブランク上に管雄ネジを加工するための方法であり、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数及び前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数が何れも１９個を超えておらず、好ましくは、４、５、６、７、８、９、１０又は１１個である。
【００７７】
或いは、４寸以上の中空ブランク上に管雄ネジを加工するための方法であり、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数及び前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数が何れも３５個を超えておらず、好ましくは、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０個である。
【００７８】
１１、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数と前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数の差が１乃至１１個であり、好ましくは、１、３、５又は７個である、請求項１に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
【００７９】
１２、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数が４個であり、前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数が３個である、請求項１に記載の管雄ネジのローリング加工方法。
【００８０】
或いは、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数が５個であり、前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数が４個である。
【００８１】
或いは、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数が６個であり、前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数が５個である。
【００８２】
１３、前記方法は、プリ成型ローリング加工を介した中空ブランク外面にネジ成型ローリング加工を行うものであり、前記プリ成型ローリング加工とは、第一ローリング輪組で前記中空ブランクの外面を円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面にローリング加工するものであり、前記第一ローリング輪組は、少なくとも四つの円周に沿って配置された外面が円滑の第一ローリング輪を含み、前記ネジ成型ローリング加工は、第二ローリング輪組によって完成され、前記第二ローリング輪組は、少なくとも三つの円周に沿って配置された外面が円滑の第二ローリング輪を含み、前記第二ローリング輪が管雄ネジ成型部分を有し、前記第一ローリング輪組中の第一ローリング輪の数と前記第二ローリング輪組中の第二ローリング輪の数のうち一方が奇数であり、他方が偶数である、ことを特徴とする管雄ネジのローリング加工方法。
【００８３】
１４、少なくとも三つの円周方向に沿って配置されたローリング（８）、第一ローリングホイール（７０Ａ）、第二ローリングホイール（７０Ｂ）及び接続ピン軸（７０２）を備えるローリングヘッドであって、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールに互いに対応する径方向溝（７１）、ワーク加工作動孔（７０４）及びピン軸孔（７０１）が設けられており、前記ローリング輪（８）は、そのローリング輪軸（８３）を介して前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイール上の径方向溝（７１）と係合し、前記径方向溝（７１）と前記ローリング輪（８）の取付面が斜平面（７０３）であり、前記第一ローリングホイールと前記第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔（７０１）と係合する接続ピン軸（７０２）にて互いに接続固定され、同軸のようにローリングヘッドを構成すると共に、前記ローリング輪軸（８３）が両端にそれぞれ互いに平行する斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）を有し、前記ローリング輪軸（８３）が前記斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）を介して前記ローリングホイールの径方向溝（７１）に装着される、ことを特徴とするローリングヘッド。
【００８４】
１５、前記夾角が９度よりも小さく、好ましくは、３度よりも小さい、請求項１４に記載のローリングヘッド。
【００８５】
１６、第一調節盤、第二調節盤及び調節盤ピン軸（７６２）を更に備え、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応する位置決め取付盲穴（７６６）、弧形溝（７６２）、ワーク加工作動孔（７６４）及びピン軸孔（７６１）が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴（７６６）を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸（７６２）によって互いに接続され、ローリング輪軸（８３）の延長部（８３３）が調節盤の弧形溝（７６２）に取付けられ、回動調節盤（７６）がローリング輪軸を弧形溝（７６２）中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸（８３）をローリングホイール（７０）の径方向溝（７１）中に径方向移動するように駆動する、請求項１４に記載のローリングヘッド。
【００８６】
１７、摺動ブロックを更に備え、前記ローリング輪軸の延長部が前記摺動ブロックの軸孔と係合し、前記摺動ブロック（８３６）を介して調節盤の弧形溝（７６２）中に取付けられ、、回動調節盤（７６）が摺動ブロックを弧形溝（７６２）中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸（８３）をローリングホイール（７０）の径方向溝（７１）中に径方向移動するように駆動する、請求項１６に記載のローリングヘッド。
【００８７】
１８、制御調節バー（１２２）を更に備え、前記制御調節バー（１２２）がローリングヘッドのローリング完成後の側の末端に取付けられ、ローリング過程において、中空ブランクが前記制御調節バー（１２２）に接触すると、前記制御調節バー（１２２）が光電誘導装置を作動させるように駆動し、前記第一調節盤と第二調節盤の回動を制御し、ローリングプロセスの起動と終了を制御する、請求項１６に記載のローリングヘッド。
【００８８】
１９、機械頂バー（１２１）を更に備え、前記機械頂バー（１２１）がローリングヘッドのローリング完成後の側の頂部又は底部に取付けられ、ローリング過程において、中空ブランクが前記機械頂バー（１２１）に接触すると、前記機械頂バー（１２１）が光電誘導装置を作動させるように駆動し、前記第一調節盤と第二調節盤の回動を制御し、ローリングプロセスの起動と終了を制御する、請求項１６に記載のローリングヘッド。
【００８９】
２０、前記第一ローリングホイールと第一調節盤又は前記第二ローリングホイールと第二調節盤の間に相対回動位置角度検出装置（１２３）が設けられる、請求項１６に記載のローリングヘッド。
【００９０】
２１、前記ローリング輪は、外面が円滑のローリング輪であると共に、それと一体成型されたカッターを備える、請求項１４に記載のローリングヘッド。
【００９１】
２２、前記ローリング輪は、外面が円滑の円錐形ローリング輪であると共に、前記円錐形ローリング輪のテーパが２°〜５°であり、好ましくは２°３０’’〜４°３０’’である、請求項１４に記載のローリングヘッド。
【００９２】
２３、前記ローリング輪は、環形ローリング輪であると共に、管雄ネジ成型部分を有し、前記ローリング輪の軸線と前記ワーク加工作動孔の軸線とが垂直方向に対して９度以下のオフセット角を有し、前記ローリング輪の表面に始め部分ネジが存在し、前記始め部分ネジとは、前記関係ローリング輪がネジローリング加工時に中空ブランクと先に接触したネジであり、
前記第二ローリングヘッドにＮ個の環形ローリング輪があるとすると、その一つの環形ローリング輪Ｒiを始めとし、同一の時計回り次のローリング輪Ｒi＋１の始め部分ネジを、ローリング輪Ｒiの始め部分ネジを基にし、ローリング輪Ｒiの軸線方向に沿って元のネジ山型とピッチに応じて１／Ｎ個のピッチの距離だけ延びたネジとする、請求項１４に記載のローリングヘッド。
【００９３】
２４、少なくとも三つの円周方向に配置されたローリング輪（８）及びそのローリング輪座を備えるローリングヘッドであって、上ローリング輪座板（６０Ａ２）、ネジ付きの上ローリング輪座バー（６０Ａ１）、トルク拡大歯車組（６９）、リードナット（６９６）、回転レバー（６９１）を更に備え、上ローリング輪座板（６０Ａ２）と上ローリング輪座（６０）とは、固定接続され、柱（６１）に外挿されて軸孔係合を形成し、上ローリング輪座バー（６０Ａ１）は、その一端が上ローリング輪座板（６０Ａ２）に寄りかかるように固定接続され、他端がリードナット（６９６）に係合し、且つトルク放大歯車組における出力歯車内孔に同軸のように係合し、トルク放大歯車組（６９）の入力軸が回転レバー（６９１）に固定接続され、下ローリング輪座板（６０Ｂ２）が下ローリング輪座（６０Ｂ）が固定接続されて柱（６１１）に外挿するように固定され、回転レバー（６９１）が歯車入力軸を回転させるように駆動すると、トルク放大歯車組（６９）とリードナット（６９６）を介して上ローリング輪座バー（６０Ａ１）を上下移動するように駆動するようになり、中空円柱ブランク（４０）がローリング輪に係り合うように回転すると、ローリング輪の径方向へのフィードローリングを完成する、ことを特徴とするローリングヘッド。
【００９４】
２５、少なくとも円周方向に配置された四つの第一ローリング輪を含み、外面が円滑の第一ローリングヘッドと、少なくとも円周方向に配置された三つの第二ローリング輪を含み、管雄ネジ成型部分を有する第二ローリングヘッドとを備え、前記第一ローリング輪組における第一ローリング輪の数と前記第二ローリング輪組における第二ローリング輪の数のうち一方が奇数であると、他方が偶数である、ことを特徴とする管雄ネジローリング加工モジュール。
【００９５】
２６、前記第一ローリング輪ヘッドにおける第一ローリング輪の数が前記第二ローリングヘッドにおける第一ローリング輪の数よりも多くなっている、請求項２４に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
【００９６】
２７、前記第一ローリング輪は、外面が円滑の円錐形ローリング輪であると共に、前記円錐形ローリング輪のテーパが２°〜５°であり、好ましくは２°３０’’〜４°３０’’である、請求項２４に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
【００９７】
２８、前記第一ローリングヘッド及び第二ローリングヘッドは、一体に組合わせられており、前記第一ローリングヘッド及び第二ローリングヘッドは、加工される中空ブランクと同軸に設置され、前記第一ローリングヘッドが管雄ネジ加工始めに近い側に設置される、請求項２４に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
【００９８】
２９、前記第一ローリングヘッドは、それと対応の第一ローリングホイール、第二ローリングホイール及び接続ピン軸を備え、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールに互いに対応の径方向溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔、前記ローリング輪は、ローリング輪軸を介して前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの径方向溝に係合し、前記径方向溝７１と前記ローリング輪８の取付面は、斜平面７０３であり、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔と係合する接続ピン軸を介して互いに接続固定あれ、同軸のようにローリングヘッドを構成し、前記ローリング輪軸８３は、両端に互いに平行する斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）を有し、前記ローリング輪軸８３は、前記斜平面（８３２ａ、８３２ｂ）を介して前記ローリングホイールの径方向溝７１に取付けられ、前記ローリングの軸線と斜平面８３２ａ、８３２ｂとが夾角を構成し、前記夾角が９度よりも小さく、好ましくは３度よりも小さく、前記第一ローリングヘッドは、機械頂バーを更に備え、前記機械頂バーがローリングヘッドのローリング完成後の側の頂部又は底部に取付けられ、
そして、前記第二ローリングヘッドは、それと対応の第一ローリングホイール、第二ローリングホイール及び接続ピン軸を更に備え、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールに互いに対応の径方向溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられ、前記ローリング輪は、そのローリング輪軸を介して前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの径方向溝と係合し、前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールとは、前記ピン軸孔と係合する接続ピン軸を介して互いに接続固定され、同軸のようにローリングヘッドを形成し、前記第二ローリングヘッドは、前記第二ローリングヘッドのローリング完成後の側の末端に取付けられる制御調節バーを更に備える、請求項２７に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
【００９９】
前記第一ローリングヘッドと第二ローリングヘッドとは、同軸のように設置される。
【０１００】
３０、前記第一ローリングヘッドは、それと対応の第一調節盤、第二調節盤及び調節盤ピン軸を備えており、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応の位置決め取付盲穴、弧形溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸によって互いに接続され、前記ローリング輪軸の両端は、前記斜平面の外側に延長部を更に備え、前記ローリング軸の延長部が調節盤の弧形溝中に取付けられ、回動調節盤がローリング輪軸を弧形溝中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸をローリングホイールの径方向溝中に径方向移動するように駆動し、
前記第二ローリングヘッドは、それと対応の第一調節盤、第二調節盤及び調節ピン軸を更に備え、前記第一調節盤と第二調節盤に互いに対応の位置決め取付盲穴、弧形溝、ワーク加工作動孔及びピン軸孔が設けられており、前記第一調節盤と第二調節盤は、前記位置決め取付盲穴を介して同軸のように前記第一ローリングホイールと第二ローリングホイールの外側に取り付けられると共に、調節盤ピン軸によって互いに接続され、前記ローリング輪軸の両端は、調節盤の弧形溝中に取付けられ、回動調節盤がローリング輪軸を弧形溝中に摺動するように駆動することで、ローリング輪軸をローリングホイールの径方向溝中に径方向移動するように駆動する、請求項２８に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
【０１０１】
３１、第一ローリングヘッド座、第二ローリングヘッド座、変速装置及び動力電機を更に備え、前記第一ローリングヘッド座に前記第一ローリングヘッドが固定装着され、前記第二ローリングヘッド座に前記第二ローリングヘッドが固定装着され、前記変速装置の入力主軸が前記動力電機の出力主軸と機械的に係合し、前記変速装置の出力主軸が第一ローリングヘッド座及び第二ローリングヘッド座と同時に機械的に係合し、動力電機は、変速装置を介して前記第一ローリングヘッド座及び第二ローリングヘッド座を回転するように駆動し、第一ローリングヘッド及び第二ローリングヘッドを回転するように駆動する、請求項２４に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
【０１０２】
３２、前記変速装置出力主軸は、前記第一ローリングヘッド座及び前記第二ローリングヘッド座との機械的係合方式がウォームとウォームホイールの係合であり、前記ウォームは、その一端が前記変速装置の出力軸と機械的に係合し、他端が第一ウォームホイール及び第二ウォームホイールと係合し、前記第一ウォームホイール及び第二ウォームホイールの中心にそれぞれ前記第一ローリングヘッド座及び前記第二ローリングヘッド座が設けられている、請求項３０に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
【０１０３】
３３、少なくとも一つの第三ウォームホイール及びそれに取付けられた加工工具ヘッド座を更に備え、前記加工工具ヘッド座にはキー溝を介してテーパ切削加工工具、ブランク校正工具、端面加工工具及びネジ表面加工工具のうち一方が取付けられている、請求項３１に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
【０１０４】
３４、前記第一ローリングヘッド又は第二ローリングヘッドのうち任意一つ又は複数のローリング輪の末端に、前記動力電機の作動を制御するための光電誘導装置が設置される、請求項３０乃至３２のうち何れか一項に記載の管雄ネジローリング加工モジュール。
【０１０５】
３５、少なくとも請求項１４乃至２２のうち何れか一項に記載のローリングヘッドを備える、ことを特徴とする管雄ネジローリング設備。
【０１０６】
３６、少なくとも請求項２３に記載のローリングヘッドを備える、ことを特徴とする管雄ネジローリング設備。
【０１０７】
３７、少なくとも請求項２４乃至３３のうち何れか一項に記載のローリング加工モジュールを備える、ことを特徴とする管雄ネジローリング設備。
【０１０８】
３８、請求項２４〜２６のうち何れか一項に記載ローリング加工モジュールを備え、前記第一ローリングヘッドと第二ローリングヘッドとは、各々独立したローリング設備に取付けられ、順に前記第一ローリングヘッドと第二ローリングヘッドを採用して中空ブランクをローリング加工する、ことを特徴とする管雄ネジ生産線。
【０１０９】
以下、図面を参照しながら説明する。
【０１１０】
１、従来技術
図１は、従来のローリングプロセス概略図である。図１ａに示すように、中空ブランク４０は、ネジローリングの前に先にテーパプレス型１３で瞬間的な軸方向の打ち抜きにて円錐面４２５を形成しておくように形成される、或いは、図１ｂに示すように、軸方向切削装置９中の切削刃９１にてトータルの円錐面４２５を切削してから、ローリング輪８０にて円錐面４２５を含む中空ブランク４６に対してネジローリング加工を行うように形成される。
【０１１１】
図１ａのプロセスは、テーパ型機械（或いは油圧）の軸方向運動プレスワークを利用して、先に円錐面を形成するように加工してから更に円錐面上に管ネジをローリング加工する必要があるものであり、そうでなければ、管ネジ歯型が不完全であり、管体が裂け易くなることになる。
【０１１２】
現在の図１ａに示すようなローリング管雄ネジ加工プロセスには、少なくとも以下の三つの問題が存在する。
【０１１３】
１．ローリング管雄ネジ加工プロセスは、従来のフロントカバー又は切削加工管雄ネジプロセスよりも、設備が大きな円錐面加工プロセスが多めにあるので、加工時間が多くなり、そして管網現場での加工管雄ネジ操作に非常に不便であり、容易な使用が不可能になる。
【０１１４】
２．巨大な軸方向における瞬間的なプレス圧力に起因し、テーパ成形時に、管体材料特に溶接管の継ぎ目の材料が隠れた破壊及び隠れない破壊等の破壊を受け易くなることになり、管雄ネジ製品の安全なリスクを来す可能性がある。
【０１１５】
２、本発明に係る管ネジ成型ローリングプロセス
具体的な一実施例においては、本発明に係る管ネジ成型ローリングプロセスには、プリ成型ローリングと管ネジ成型ローリングの両基本ステップが含まれており、即ち、更に中空ブランク上をプリ成型ローリン輪にてプリローリングしてから、管ネジ成型ローリング輪にてプリローリング後の、真円度、開口外径、テーパ、軸方向の長さが後続のローリング要求に合った中空ブランクを更に管ネジ成型ローリング加工を行うと共に、プロセス過程中において、プリ成型ローリングのローリング輪の数と管ネジ成型ローリングのローリング輪の数のうち一方が偶数であれば、他方が奇数でなればならないように含まれている。
【０１１６】
図２乃至図４は、それぞれ、本発明に係る３つのプリ成型ローリングプロセスの実施例を示すものである。
【０１１７】
図２は、本発明に係る一つの径方向プリ成型ローリングのプロセス実施例を示すものである。ローリング輪８１は、中空ブランク４０の回転時に、径方向において徐々にローリングを増加する方式を採用し、円柱面４２４（図２ａ）と円錐面４２５（図２ｂ）のプリ成型ローリングを完了するものである。ローリング輪が円錐円柱混合体になるように設計されると、プリ成型された中空ブランクが円錐円柱混合体にもなる。そのローリング方式が従来の径方向ローリングネジプロセスに近いので、ここに説明を省略する。
【０１１８】
本発明に係るプリ成型プロセスは、設備の径方向ローリング力を低減するように、軸方向のローリングプリ成型プロセスを採用することが好ましい。
【０１１９】
図３は、本発明に係る一つの軸方向プリ成型ローリングのプロセス実施例を示すものである。図３ａに示すように、プリ成型ローリング輪８１は、円滑な円柱形ローリング輪であり、且つ成型ローリング輪８１と中空ブランクとの間に径方向のオフセット角が設置されている。プリ成型ローリングの過程中において、少なくとも４つの円柱形ローリング輪が中空ブランク外面に対して円柱面ローリングを行い、円柱面ローリングとは、ローリング後の中空ブランク外面が円柱面４２４であるようにすることである。図３ｂに示すように、プリ成型ローリング輪８１が円錐形の円滑なローリング輪であり、少なくとも４つの円錐形のローリング輪が中空ブランク外面に対して円錐面ローリングを行い、前記円錐形のローリングとは、ローリング後の中空ブランク外面が円柱面４２５であるようにすることである。図３ｃに示すように、中空ブランクは、その開口の軸方向がプリ成型ローリング輪８１を超えると、その超えた部分が円柱部分であり、プリ成型ローリング後の中空ブランクが円柱円錐の混合面になる。
【０１２０】
本発明に係る軸方向プリ成型ローリングの過程中には、前記円滑プリ成型ローリング輪の作用が実際に山高さがゼロでありピッチが設置可能な特殊環形ローリング輪に相当する。円滑ローリング輪と中空ブランクの間の径方向オフセット角δ（図１２ｄと図１６ｄに示すように）を設置することで、円滑ローリング輪を一定のピッチを有する環形ローリング輪に変えるようになり、ピッチの大きさが径方向オフセット角δによって決まる。径方向オフセット角δは、中空ブランクとローリング輪を４００において回転するように接触させる際に、４０１への軸方向のプリ成型ローリングが完成するまで両者の間に軸方向の相対移動を発生するものであり、円滑ローリング輪が径方向のみにおいてローリングするような技術的偏見が変更される。山高さがゼロになるので、中空ブランクが徐々に自動的なプリ成型時に圧力による鋼管への変形量が最小になる。
【０１２１】
設備の径方向ローリング圧力と設備の転覆トルクを更に小さくするために、軸方向径方向混合プリ成型ローリングプロセスを採用するのは、好ましい。
【０１２２】
図４は、本発明に係る一つの軸方向径方向混合プリ成型ローリングのプロセスの実施例を示すものであり、このうち、プリ成型ローリング輪８１が円滑円柱形（図４ａ）又は円錐形ローリング輪（図４ｂ）であり、且つローリング輪の有効長さが加工される管雄ネジ製品のネジ長さよりも小さくなり、ローリング輪８１と中空ブランクの間に径方向オフセット角が設置される。ローリング輪８１は、中空ブランク内側４００から中空ブランク端部４０１に軸方向移動しながら、一定のプロセス位置に径方向フィードして変わらないように保持され、或いは、一定のプロセス位置に同期径方向フィード又は同期径方向フィードして変わらないように保持され、中空円柱ブランクの加工ネジ部分の外面がそれぞれ円柱面（図４ａ）又は円錐面（図４ｂ）又は円柱円錐混合面（図４ｃ）に加工成型されるようになる。
【０１２３】
図２、図３及び図４に示す成型後の円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面の開口外径、テーパ、その軸方向長さは、以下の方式にて設置される。
【０１２４】
開口外径に関しては、ローリング円柱管雄ネジに用いられると、前記プリ成型後のブランク開口外径が対応の加工される円柱管雄ネジの中径値にその山高さの５％〜９０％を加えたものであり、その山高さの２０％〜８５％を加えるのは、好ましい。
【０１２５】
ローリング円錐管雄ネジに用いられると、前記プリ成型後のブランク開口外径が対応の加工される円錐管雄ネジ開口の中径値にその山高さの５％〜９０％を加えたものであり、その山高さの１５％〜８５％を加えるのは、好ましい。
【０１２６】
テーパに関しては、特例として、プリ成型ローリングによって形成される円柱面のテーパがゼロであり、プリ成型ローリングによって形成される円錐面のテーパが一般に２°〜５°であり、２°３０’’〜４°３０’’であるのは、好ましい。
【０１２７】
軸方向長さに関しては、プリ成型ローリング後の長さが後続のネジ製品の長さよりも大きく又は同等であり、１〜３個のピッチだけ大きくなるのは、このましい。
【０１２８】
前記開口外径、テーパ、その軸方向の長さが、中空ブランクの外径、壁厚、材料等及び後続のローリングされる管ネジ山型及びネジ長さ精度等に応じて更に最適化されるのは、さらに好ましい。
【０１２９】
本発明に係るプリ成型ローリング後、中空ブランクの加工ネジ部分のブランク応力が一部開放され、同時にブランクの真円度を後続のローリング管ネジの要求に合わせるように達成すると共に、後続要求に合った円柱面と円錐面開口外径、テーパ、その長さ（又は高さ）が後続の管ネジ成型ローリングに更に適合し、次の管ネジ成型ローリングの実行に極めて重要である。
【０１３０】
本発明に係るプリ成型ローリング輪の形状は、円柱形ローリング輪、円錐形ローリング輪、円錐円柱混合形状の三種類形状に限らず、前記円柱形ローリング輪と円錐形ローリング輪とは、外面が円滑なローリング輪であってもよく、外面にネジがあるローリング輪であってもよい。
【０１３１】
ネジがあるローリング輪を採用すると、前記ネジの山型とピッチが管ネジ成型ローリング工程中において加工される管雄ネジの山型とピッチに適応しなければならず、前記ネジは、完全ネジであってもよく、歯底が完全で歯頂が不完全の不完全ネジであってもよく、前記ローリング輪の形状と組合せは、特許ＷＯ２０１４０５６４１９Ａ１の参照にて設置されるものであってもよく、前記プリ成型ローリング輪は、環形ローリング輪であってもよく、螺旋ローリング輪であってもよく、環形ローリング輪が採用された実施例において、中空ブランクをプリ成型ローリング工程において自動軸方向フィードできるようにするために、プリ成型ローリング輪の軸線と中空ブランクの軸線とが垂直に対して一定のオフセット角が存在するようになり、オフセット角の角度がプリ成型管ネジのネジ昇角と同じになる。
【０１３２】
比較的に好ましい一実施例において、本発明に係るプリ成型ローリング輪は、表面円滑の円錐形ローリング輪であり、同時に、中空ブランクをプリ成型ローリング工程において自動軸方向フィードできるようにするために、プリ成型ローリング輪の軸線と中空ブランクの軸線とが垂直に対して一定の径方向オフセット角が存在するようになり、前記径方向オフセット角が大きくなるほど、中空ブランクの軸方向フィードスピードが速くなり、一般に９°以下である。前記プリ成型ローリング輪が前記中空ブランクに対して回転する、又は前記中空ブランクが前記プリ成型ローリングヘッドに対して回転する、又は両者が相対回転すると、前記オフセット角による軸方向分力によってプリ成型ローリング軸方向フィードを完成する。
【０１３３】
本発明に係るプリ成型ローリングプロセスは、プリ成型ローリング輪を一組だけ用いて中空ブランクをプリローリングしてもよく、プリ成型ローリング輪を複数組用いて中空ブランクを繰り返してプリローリングしてもよく、中空ブランクは、繰り返しのプリローリング後に更に本発明の主旨に応じてネジローリングされることで、管雄ネジを形成する。
【０１３４】
図２乃至図４に示す何れか一つのプリローリングプロセス加工成型による中空ブランクは、本発明に提示の前後ローリングヘッドローリング輪の奇数偶数とローリング輪の総数量の精神と合わせて、適合に従来の管ネジ加工プロセスと合わせてネジローリングすることで、標準に符合する管ネジ製品になるようにローリングできる。相応のネジローリング輪の設計とレイアウト、及びネジローリングヘッドの設計とレイアウトには、特許ＷＯ２０１４０５６４１９Ａ１に記載の方案を採用できる。
【０１３５】
図５は、本発明に係る一つのプリローリング後の中空ブランク上に更に軸方向ローリングして管雄ネジを形成するプロセス概略図である。
【０１３６】
本発明に係る管ネジ成型ローリング輪は、図に示すように、管雄ネジ成型部分を含み、前記管雄ネジ成型部分のローリングでプリローリング後の中空ブランク上に必要な管雄ネジを形成できる。
【０１３７】
本発明に係る管雄ネジ加工プロセスは、原理的に、中空ブランク外径、壁厚、材料及び後続の管ネジ山型とネジ長さ精度に応じて、加工される中空ブランクの管ネジ部分を更に径方向又は軸方向又は軸方向径方向混合プリローリングを行い、中空ブランクローリング部分の断面を元の無規則多角形から制御可能な有規則の多角形にローリング成型する、ことに理解できる。該有規則の多角形は、後続のネジローリング要求に符合し、且つプリローリング過程中に真円度が元の１０％を超えないように増加する。この間、長さを制御可能な複数本の螺旋線を形成すると共に中空ブランクの残留応力の一部を開放し、ブランクの真円度を校正するようになり、プリ成型ローリング時の設備の径方向応力を低減するために、軸方向ローリング又は軸方向径方向混合ローリングを採用するのは、好ましく、更にプリ成型ローリング時の設備の転覆トルクを更に低減するために、軸方向径方向混合ローリングを採用するのは、好ましく、その後、有規則の長さを制御可能な複数本の螺旋線を有する、開口外径とテーパが後続のローリング要求に符合する中空ブランクが、後続のローリング輪の数及び管ネジ長さ精度の要求に合い、更に径方向又は軸方向径方向混合管ネジローリング加工を行い、前後複数のローリング中における鋼管中空ブランクの螺旋線を重ならないようにすると共に円周方向において合理な等分のように分布し、更に中空ブランクの原始残留応力を開放し、応力分布が更に均一になり、管ネジ製品の真円度と直線度の品質を向上させ、国家標準に符合する管ネジ成型ローリングを完成する。そのローリングヘッドと設備が簡単で実用なものであり、人の操作習慣に合っている。
【０１３８】
本発明は、プリ成型ローリングの前に、面取り工具で円柱ブランクの加工ネジ部分の開口を切削し、切削された軸方向の長さが１〜３個のピッチの長さになり、これによって管雄ネジローリングプロセスの安定性を更に向上できるようになる面取りプロセスを更に備えることが、特に好ましい。
【０１３９】
３、本発明に係るプロセス中におけるプリ成型ローリング輪と管ネジ成型ローリング輪の設置
本発明の精神によれば、相隣する二つのローリングステップにおけるローリング輪の数は、異ならなくてはいけず、即ち、プリ成型ローリングと管ネジ成型ローリングの二つの異なるプロセスステップの実施例において、プリ成型ローリングのローリング輪の数と管ネジ成型ローリングのローリング輪の数のうち一方が偶数であれば、他方が奇数でなればならない。プリ成型ローリングプロセス中のローリング輪の数が奇数であれば、相隣する前記管ネジ成型ローリングプロセス中のローリング輪の数が偶数でなければならず、前記プリ成型ローリングプロセス中のローリング輪の数が偶数であれば、相隣する前記管ネジ成型ローリングプロセス中のローリング輪の数が奇数でなければならない。奇数と偶数が合っている場合に、更に、開口外径、テーパ、軸方向長さを有効的に制御することで、管ネジ成型ローリング製品の良品率を著しく向上させることが可能になる。
【０１４０】
ローリング輪の数に関する奇数と偶数の相違に加えて、校正プリ成型ローリング輪の数が４個以上であることが要求され、管ネジ成型ローリング輪の数が３個以上であることが要求され、そして校正プリローリング輪の数が管ネジ成型ローリング輪の数よりも多くなるのは、特に好ましく、また、プリ成型ローリング輪が円滑ローリング輪の軸方向におけるローリング又は軸方向径方向混合ローリングを採用し、プリ成型ローリング輪の長さが管ネジ製品の軸方向長さ以上でなければならず、１〜３個山のピッチだけ大きくなるのは、好ましい。このようにすれば、中空円柱ブランクに一定の真円度が存在するとしても、例えば中空円柱ブランクの真円度が１００ｕｍよりも大きくなると、必要な管雄ネジを良くローリングでき、完成品率が９９％よりも高くなる。
【０１４１】
本発明に係る管ネジ成型ローリングプロセス中のプリローリングプロセスは、一回のプリローリングにて実現できるし、複数回のローリングにて実現できるものであることを説明する必要があり、例えば、一回目、二回目、三回目の校正プリローリング後、更に管ネジ成型ローリングを行うが、相隣する二つのローリングステップ中のローリング輪の数が異ならなくてはならない。
【０１４２】
また、相隣する二つのローリングステップ中のローリング輪の数が異ならなくてはならないのが円滑環形ローリング輪及びその長さに合うとのローリング思路は、管ネジ成型ローリングに有利であるのみならず、同じく一般の中空ブランクの円度校正、直線度校正、直径縮小にも予想以外のメリットを来し、一つの可能な応用は、複数組のローリング輪で中空ブランクを円度校正、直線度校正、直径縮小することである。相隣する各組のローリング輪におけるローリング輪の数を奇数と偶数で異なるように設置してもよい。このようにすれば、中空ブランクは、前後複数のローリング中における押出式の螺旋線が重ならないように形成され、単位断面上に存在する無規則多角形の中空ブランクを制御可能な有規則多角形にプリローリングし、この間に中空ブランクの残留応力の一部を開放し、応力分布が更に均一になり、ブランクの真円度が校正され、その後、この有規則の多角形を後続の校正ローリング輪の数に合わせて、中空ブランクの原始残留応力を更に開放し、中空ブランクの真円度と直線度の品質を向上させる。このような応用は、鋼管業界においてよく使用されている鋼管引抜き技術の代わりに用いられることが可能になる。
【０１４３】
図６は、本発明に係る一つのローリングホイール６０のみを有するプリ成型ローリングヘッドの概略図であり、該実施例においてプリ成型ローリング輪８１の数が５個であり、５個の前記プリ成型ローリング輪が等分のように中空ブランク加工軸線の四週に分布される。動力電機は、ピン軸６７によって駆動されるローリングヘッドで回動されることにより、ローリング輪８１がローリング輪軸８３を囲む。
【０１４４】
図７は、本発明に係る複数種類のプリ成型ローリング輪の実施例を示すものである。本発明に係るプリ成型ローリング輪は、表面円滑な円錐形ローリング輪（７ａ）、円滑環形ローリング輪とローリング輪軸が一体になる柱形ローリング輪（７ｂ）、カッターと組み合わせる柱形ローリング輪（７ｃ）、カッターと一体に設置された柱形ローリング輪（７ｄ）等の幾つかの形式であってもよい。カッターを有するローリング輪で中空ブランク上に必要な円柱面又は円錐面又は円柱円錐混合面を形成すると同時に中空ブランクのカットを完成でき、管雄ネジの加工効率を大きく向上させる。
【０１４５】
図８は、本発明に係る、径方向調節盤７６とローリングホイール７０を備える図６に合う管ネジ成型ローリングヘッドの概略図であり、四つの管ネジ成型ローリング輪８２が備えられ、前記四つの管ネジ成型ローリング輪が等分のように中空ブランクの加工軸線の四週に分布される。動力電機は、ピン軸７７によって駆動されるローリングヘッドで回動されることにより、ローリング輪８２がローリング輪軸８３を囲む。
【０１４６】
もう一つの実施例においては、プリ成型ローリング輪の数が４個であり、管ネジ成型ローリング輪の数が３個である。
【０１４７】
もう一つの実施例においては、プリ成型ローリング輪の数が６個であり、管ネジ成型ローリング輪の数が３個又は５個である。
【０１４８】
更にもう一つの実施例においては、プリ成型ローリング輪の数が７個であり、管ネジ成型ローリング輪の数が４個又は６個である。
【０１４９】
更にもう一つの実施例においては、プリ成型ローリング輪の数が８個であり、管ネジ成型ローリング輪の数が５個又は７個である。
【０１５０】
更にもう一つの実施例においては、プリ成型ローリング輪の数が９個であり、管ネジ成型ローリング輪の数が４個、６個又は８個である。
【０１５１】
実践中において、２寸以下の中空ブランクは、プリ成型ローリングのローリング輪の数及び管ネジ成型ローリングのローリング輪の数が一般に１５個を超えず、４、５、６、７、８又は９個が好ましい。
【０１５２】
実践中において、２寸乃至４寸（２寸と４寸を備える）の中空ブランクは、プリ成型ローリングのローリング輪の数及び管ネジ成型ローリングのローリング輪の数が一般に１９個を超えず、４、５、６、７、８、９、１０又は１１個が好ましい。
４寸以上の中空ブランクは、プリ成型ローリングのローリング輪の数及び管ネジ成型ローリングのローリング輪の数が３５個を超えず、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０個が好ましい。
【０１５３】
プリ成型ローリング輪の数と管ネジ成型ローリング輪の数の差が１乃至１１個であり、１、３、５又は７個が好ましい。前記数の差は、プリ成型ローリング輪の数が管ネジ成型ローリング輪の数よりも多い又は少ない数であってもよい。プリ成型ローリング輪の数が奇数と偶数で合うのは、好ましく、これによって管ネジ成型ローリング輪の数を減少でき、管ネジローリング過程においてネジ山を位置決める難度を減少できる。
【０１５４】
本発明に係るプリ成型ローリング輪の数、テーパ、その長さと管ネジ成型ローリング輪の数、管ネジ製品の長さ精度との両者の関係は、中空ブランク外径、壁厚、材料、真円度、ローリング輪直径大きさ、ローリング輪の形式、ネジ山型及びローリングネジの長さ精度等の要求に応じて増減する又は合わせることが可能になる。
【０１５５】
プリ成型ローリング輪と管ネジ成型ローリング輪の形式は、ローリング輪とローリング輪軸と一体になる構造であるが好ましい。このように、ローリング輪の数を有効的に増加でき、数回に分けてローリングする回数の減少及びローリング輪の寿命の延長に寄与する。
【０１５６】
好ましいプリ成型ローリングと管ネジ成型ローリングヘッドの実施例には、ローリング輪とローリング輪座の間に軸方向自由運動空間８９１（図６ｂと図８ｂ）が存在し、径方向には、一定の運動空間８９２（図６ｂと図８ｂ）がある。前記運動空間とは、ローリング輪が自由に運動するための空間である。前記軸方向運動空間とは、前記ローリング輪がローリング輪軸の軸線方向にある運動空間である。前記軸方向運動空間の軸方向距離とは、前記ローリング輪が前記ローリング輪軸の軸線方向に自由に運動できる最大距離である。前記径方向運動空間とは、前記中空ブランク加工軸線の垂直方法における前記ローリング輪の運動空間であり、該径方向運動空間の径方向距離とは、前記ローリング輪の管ネジ成型部分が前記中空ブランク加工軸線の垂直方向に沿って加工される中空ブランクに対して自由に運動できる最大距離である。
【０１５７】
運動空間の実施形態に関しては、特許ＷＯ２０１４０５６４１９Ａ１を参照する、好ましい一実施例において、ローリング輪とローリング輪座又はローリング輪軸とローリング輪座は、軸孔に隙間があるように係合できる。図６ｂと図８ｂには、このような係合方式が示されており、図６ｂは、ローリングホイールのみを備える管ネジ成型ローリングヘッドを示す構造概略図であり、前記ローリング輪とローリング輪軸が一体構造であり、図８ｂは、ローリングホイールと調節盤を備えるプリ成型ローリングヘッドの構造概略図である。前記ローリング輪とローリング輪軸が自動に係合運動でき、前記ローリング輪とローリング輪座の自由な係合を示す概略図である。
【０１５８】
本発明に係る管ネジ成型ローリング輪は、環形ローリング輪がネジローリング輪であってもよく、環形ローリング輪が好ましい。管ネジ成型ローリング輪が環形ローリング輪を採用すると、管ネジ成型ローリング輪の軸線と前記ワーク加工作動孔の軸線が垂直方向に対して９度以下のオフセット角が存在し、同時に、各々の環形ローリング輪が浮動空間内に最小力の方式で自動なネジ山の位置決めを実現でき、中空ブランクの真円度に対するローリング力の損傷を低減でき、管ネジ成型ローリング輪とローリング輪座又は管ネジ成型ローリング輪軸とローリング輪座は、軸孔に隙間があるように係合運動でき、そして、夫々環形ローリング輪の表面には、環形ローリング輪がネジローリング加工時に中空ブランクと先に接触したネジである始め部分ネジが更に存在しており、また、始め部分ネジが等分に延長する又は等分に縮小するように設計されるのは、好ましい。
【０１５９】
具体的な設計思路は、管ネジ成型ローリングヘッドにＮ個の環形ローリング輪が備えられると仮定すると、それらの一個の環形ローリング輪Ｒiを始めとし、同一の時計方向に沿う次のローリング輪Ｒi＋１の始め部分ネジが、ローリング輪Ｒiに基づく始め部分ネジであって、ローリング輪Ｒiの軸線方向に沿って元のネジ山型とピッチに応じて１／Ｎ個のピッチの距離だけ延びたネジである。
【０１６０】
延びたネジは、仮想の概念であり、以下、本発明の一実施例を参照しながら説明する。
【０１６１】
図９は、本発明に係る、四個の環形ローリング輪を備える管ネジ成型ローリングヘッドにおける夫々の環形ローリング輪の始め部分ネジ８２１、８２２、８２３、８２４を示す位置分布概略図である。
【０１６２】
図中の夫々の環形ローリング輪は、管ネジ成型ローリングヘッドにおける時計回りの配置順序に応じて左から右へ一列になるように配列されている。環形ローリング輪Ｒ１の始め部分ネジ８２１は、歯底から始まる完全環形ネジであり、ローリング輪Ｒ２の始め部分ネジ８２２は、ローリング輪Ｒ１の始め部分ネジ８２１がローリング輪Ｒ１の軸線方向において１／４のピッチの距離だけ延びたネジであり、ローリング輪Ｒ３の始め部分ネジ８２３は、ローリング輪Ｒ２の始め部分ネジ８２２がローリング輪Ｒ２の軸線方向において１／４のピッチの距離だけ延びたネジであり、ローリング輪Ｒ４の始め部分ネジ８２４は、ローリング輪Ｒ３の始め部分ネジ８２３がローリング輪Ｒ３の軸線方向において１／４のピッチの距離だけ延びたネジであり、ローリング輪Ｒ１の始め部分ネジ８２１は、ローリング輪Ｒ４の始め部分ネジ８２４がローリング輪Ｒ４の軸線方向において１／４のピッチの距離だけ延びたネジである。
【０１６３】
４、ローリングヘッドの構造
本発明に係るプリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドとは、相同又は類似の構造設計を採用できる。具体的な一実施例において、プリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドとは、何れも、ローリングホイールと調節盤を備える構造設計又はローリングホイールのみを備える構造設計を採用できる。図１０〜１６は、本発明に係る通用のローリングヘッド構造の実施例を詳しく示している。
【０１６４】
図１０は、本発明に係る軸方向ローリングのローリングヘッド実施例の構造概略図である。図１１は、図１０のローリングヘッド中における、六個のローリング輪を備えるローリングホイールの構造概略図である。図１１ａは、ローリングホイールの正面図、図１１ｂは、ローリングホイールの側面図。図１０〜１１に示すように、ローリングヘッドは、前後ローリングホイール（７０Ａ、７０Ｂ）、ローリングホイール径方向溝７１と係合するローリング輪軸８３、ローリング輪８、ローリングホイールのピン軸孔７０１と係合する接続ピン軸７０２を備えており、前記ローリングホイールの中心にワーク加工作動孔７０４があり、前記ローリングホイール径方向溝７１と前記ローリング輪の取付面が斜平面７０３であり、前記ローリング輪軸８３は、前記ローリングホイールの径方向溝７１と係合する斜平面８３２ａ、８３２ｂを介して前記ローリングホイール径方向溝７１に取り付けられ、前記径方向溝７１の形状と寸法は、前記ローリング輪軸８３が軸方向に取り付けられるために形成される。前記ローリングホイール７０Ａ、７０Ｂは、前記ローリングホイールの接続ピン軸７０２を介して互いに接続固定され、ローリングヘッドとして同軸に形成される。更に、ローリングヘッドの末端に、プリ成型ローリング時間とローリング軸方向長さを制御する制御調節バー１２１が装着される。
【０１６５】
図１２は、図１０のローリングヘッド中のローリング輪軸の構造の正面図、平面図、側面図、及びローリング輪軸の垂直方向に対する中空円柱ブランクの軸線の径方向オフセット角δの概略図である。図１２ａは、ローリング輪軸の正面図であり、図１２ｂは、ローリング輪軸の平面図であり、図１２ｃは、ローリング輪軸の側面図である。
【０１６６】
ローリング輪軸８３は、両端部の夫々に互いに平行する斜平面８３２ａ、８３２ｂがあり、その斜平面のｘ’軸がローリング輪軸の軸線ｘと共に径方向設置角δを構成する。加工中心軸線がｘ’と平行で、ｘが加工中心軸線とｘ’からなる平面に対して径方向設置角δと同等である夾角を呈する。
【０１６７】
図１２ｄは、ローリング輪が同軸にローリング輪軸の中央に取り付けられると、ローリング輪軸線が斜平面８３２ａ、８３２ｂと共に径方向設置角δを構成する。
【０１６８】
ローリング輪軸の斜平面８３２ａ、８３２ｂによって、装着後のローリング輪軸の軸方向と中空ブランクの軸方向とがネジ昇角δを成形することになり、中空ブランクとローリング輪が接触して相互に回動すると、中空ブランクが軸方向に移動できるようになる。ネジ昇角δが大きくなるほど、中空ブランクの軸方向の移動速度が速くなり、一般に９度を超えない。２寸以下の鋼管に対して、前記径方向設置角δが５度よりも小さくなるのは、好ましく、２寸〜６寸の鋼管に対して、前記径方向設置角δが３度よりも小さくなるのは、好ましい。
【０１６９】
図１３は、本発明に係る図１０を基に更に調節盤の軸方向ローリングを含むローリングヘッド実施例である。
【０１７０】
図１４は、図１３におけるローリングホイールの構造概略図である。図１４ａは、ローリングホイールの正面図、図１４ｂは、ローリングホイールの側面図。図１４のローリングホイールは、その構造が基本的に図１１のローリングホイールに類似し、異なるのが径方向溝７１の形状である。図１４のローリングホイール径方向溝７１は、円柱体と長方体の組合であり、円柱体の存在は、円柱端を備えたローリング輪軸を取り付けるために用いられるものであり、図１１のローリングホイール径方向溝７１が長方体に近似するものであって、近似長方体を備えるローリング輪軸と係合するように取り付けられる。他の構造は、同じであるので、説明を省略する。
【０１７１】
図１５は、図１３のローリングヘッドにおける調節盤の構造概略図であり、図１５ａは、調節盤構造の正面図であり、図１５ｂは、調節盤構造の側面図である。径方向調節装置は、前後調節盤７６Ａ、７６Ｂと、調節盤上のピン軸孔７６１と係合する固定接続ピン軸７６３とを備えており、調節盤の中心に、前記ローリングホイールと係合するワーク加工作動孔７６４と、前記ローリングホイールと係合する調節盤位置決め取付盲穴７６６とが設けられており、調節盤７６は、前記調節盤位置決め取付盲穴７６６を介してそれぞれ前後同軸に前記ローリングホイールの外側に取付けられ、調節盤ピン軸７６３によって互いに接続され、取付盲穴７６６と共に軸孔係合を形成するようになり、回動調節盤７６は、ローリング輪軸端部８３３の摺動ブロック８３６が取付けられ、図１７ｃに示すように、調節盤の弧状溝７６２中を摺動し、ローリング輪軸８３がローリングホイール７０の径方向溝７１中を径方向移動し、ローリング輪の径方向位置を調整可能なローリングを構成するようになり、また、ローリングヘッドがローリング加工を完成した側に、ローリング時間とローリング長さを制御するためのローリング位置光電誘導制御調節バー１２２が取り付けられている。プリ成型ローリングヘッドが図１０に示す構造を採用し、管ネジ成型ローリングヘッドが図１３に示す構造を採用すると、図１０中の光電誘導制御調節バー１２１によって制御されるプリ成型ローリング時間が図１３中の制御調整バー１２２によって制御されるネジローリング時間と合い、合格の管雄ネジ製品をローリングできるようになる。動力電機は、ピン軸７７によって駆動されるローリングヘッドで回動されることにより、ローリング輪８がローリング輪軸８３を囲む。
【０１７２】
図１６は、本発明に係るローリング輪軸の構造の正面図、上面図、側面図、及び径方向オフセット角の設置概略図であり、図１６ａは、ローリング輪軸の正面図であり、図１６ｂは、ローリング輪軸の平面図であり、図１６ｃは、ローリング輪軸の側面図であり、図１６ｄは、ローリング輪軸と中空円柱ブランク軸線が垂直方向に対して夾角を設ける概略図である。
【０１７３】
図１７ａは、本発明に係るローリング輪構造の概略図である。ローリング輪は、導入部分とローリング部分に分かれる。プリ成型ローリング部分のローリング輪テーパは、２°〜５°であり、そのテーパの大きさが本発明に係る精神によって決まり、２°３０’’〜４°３０’’が好ましい。導入部分の角度が一般に１３°であり、管ネジローリング部分が１：１６の管ネジテーパである。
【０１７４】
図１７ｂは、本発明に係るローリング輪、ニードルベアリングがローリング輪軸と係合する概略図である。ローリング輪８とニードルベアリング８３１の係合は、主にローリングの回転摩擦力を減少するためのものである。ローリング輪８は、ニードルベアリング８３１を介して自由に前記ローリング輪軸８３に取付けられ、ローリング輪軸８３とローリング輪８の間がボール又は他の軸受によって係合される。
【０１７５】
図１７ｃは、ローリング輪軸と係合する摺動ブロックの断面図である。
【０１７６】
図１７ｃに示すローリング輪軸８３は、その円柱端部８３３が軸孔係合を形成するように摺動ブロック８３６の孔中に取付けられ、前記摺動ブロック８３６が円柱と円弧の係合を形成するように前記調節盤の弧状溝７６２（図１５ａ）に取付けられる。更に、ローリングヘッドの末端に、ローリング時間とローリング長さを制御する制御調節バー１２２が装着される。前記ローリングホイールは、ローリングヘッドフレーム６８（図１８に示すように）を介して設備フレーム（図示せず）に浮動固定される。
【０１７７】
前記調節盤は、前記ローリングホイールに対して回動する。調節盤にカム装置（図示せず）があり、カム曲線によりローリングホイールの径方向距離の調節及びローリング径方向の開放を制御する。必要な時に、ローリングホイールと調節盤の間に、デジタル制御のために相対回動可能な検出装置１２３（図示せず）が更に設けられてもよい。
【０１７８】
図１８は、図１３を基に改造した中空ブランクがローリングブランクがローリングヘッドを貫通させる軸方向ローリングのローリングヘッド実施例である。
【０１７９】
ローリングヘッドの末端には、ローリング時間を制御してローリングネジの長さを制御するためのローリング位置制御調整バー１２１がある。管ネジローリング時間の制御とプリ成型のローリング時間及びそのローリング輪径方向位置は、必ず合理に合うようにする。一般に、プリ成型後の円錐面又は円柱面又は軸方向径方向混合面の長さが、ローリングされる管ネジ長さの以上であり、１〜３個のネジ山のピッチが好ましく、２個のネジ山のピッチが更に好ましい。
【０１８０】
前記径方向位置の設置は、プリ成型後の中空ブランクの開口外径によって決まる。
図１８のローリングヘッドのフレーム構造６８側端部に孔（表示せず）とピン軸（表示せず）があり、フレーム構造６８又はローリングヘッド側端部がピン軸を介してローリング設備フレームの孔に挿入され、浮動接続を形成することで、前記ローリングモジュールシートと中空ブランクを同軸状のように調整する。
【０１８１】
図１９は、本発明に係る手動軸方向径方向プリ成型ローリングヘッドの実施例の構造概略図である。該ローリングヘッドは、上ローリング輪座板６０Ａ２、ネジ付きの上ローリング輪座バー６０Ａ１、トルク放大歯車組６９、リードナット６９６、回転レバー６９１を備えており、上ローリング輪座板６０Ａ２と上ローリング輪座６０Ａが固定接続されると共に、軸孔の係合を形成するように柱６１１に外挿され、上ローリング輪座バー６０Ａ１は、その一端が、上ローリング輪座板６０Ａ２に寄りかかるように固定接続され、他端がリードナット６９６に係合し、且つトルク放大歯車組における出力歯車内孔に同軸のように係合し、トルク放大歯車組６９の入力軸が回転レバー６９１に固定接続され、下ローリング輪座板６０Ｂ２が下ローリング輪座６０Ｂが固定接続されて柱６１１に外挿するように固定され、回転レバー６９１が歯車入力軸を回転させるように駆動すると、トルク放大歯車組６９とリードナット６９６を介して上ローリング輪座バー６０Ａ１を上下移動するように駆動するようになり、中空円柱ブランク４０がローリング輪に係り合うように回転すると、ローリング輪の径方向へのフィードローリングを完成する。ローリング輪８１は、その軸方向が中空ブランクの垂直方向（径方向）に対してオフセット角δがあるように設置されると、径方向ローリングが軸方向径方向混合ローリングに変わる。ローリング輪がカッター付きのプリ成型ローリング輪であると、該ローリングヘッドが中空ブランクのカットプロセスをも完成できる。
【０１８２】
図１９のローリングヘッドのフレーム構造側端部に孔６０１とピン軸（表示せず）があり、ローリングヘッド側端部がピン軸を介してローリング設備フレームの孔に挿入され、浮動接続を形成することで、前記ローリングモジュールシートと中空ブランクを同軸状のように調整する。
【０１８３】
図１８、図１９、図２０のローリングヘッドと中空ブランクは、ローリングヘッド座に対してベースの軸孔と隙間合うような浮動接続設計にて中心自己調整を実現し、設備の製造と装着精度、中空ブランクの実際装着の同心度の問題を解決し、ローリングに極めて重要である。軸孔隙間の大きさは、設備の設計と製造精度によって決まり、＋／−１ｍｍが好ましい。
【０１８４】
本発明は、上述の実施例のように掲示されており、しかしながら、本発明がこれに限らず、当業者は、本発明の精神及び範囲を脱出しないままで、様々な変更や差替えを行え、例えば、前記ローリングヘッドの構造は、ＵＳ５６９９６９１Ａ、ＵＳ３０５８１９６Ａ、ＥＰ２８２８８９Ａ２、ＵＳ３４５２５６７Ａ、ＵＳ３０５８１９６Ａ、ＵＳ２００６０１６２４１１Ａ１、ＪＰ１００３４２７０Ａ、ＪＰ１０２４４３４０Ａ、ＪＰ２００３１２６９３７Ａ、ＪＰ９３２７７４２Ａ、ＣＮ１００５４２７３５Ｃ、ＣＮ２５５５９６２Ｙ、ＣＮ１０３２６４１２８Ａ、ＣＮ１０３２８６２４５Ａ、ＳＵ１３４４４７９Ａ１、ＵＳ２０１２００１１９１２Ａ１、ＵＳ４６１７８１６Ａ、ＵＳ４７８５６４９Ａ、ＵＳ５８７０９１８Ａ、ＧＢ１１５０５２５Ａ、ＪＰ１２７３６３７Ａ、ＳＵ７０３１９７Ａ１の特許を参照することで適切に設置改造することで得られるものである。
【０１８５】
５、一体式管ネジ成型ローリング加工モジュール及び相応ローリング設備
本発明に係るプリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドとは、分かれるようになってもよく、一体に組み合ってもよい。両者が一体に組合うと、工程を有効的に省略でき、ローリングにて加工される管雄ネジを形成し、全体の設計がコンパクトになり、搬送と取付に寄与する。
【０１８６】
図２０は、本発明に係るプリ成型ローリングヘッド６と管ネジ成型ローリングヘッド７とが一体に組合うローリング加工モジュールを示す構造概略図である。左側にあるのは、５個のローリング輪８１を備えるプリ成型ローリングヘッド６であり、右側にあるのは、４個のローリング輪８２を備える管ネジ成型ローリングヘッド７であり、プリ成型ローリングヘッド６は、図１８に類似のローリングヘッド構造を採用し、管ネジ成型ローリングヘッド７は、図１３に類似のローリングヘッド構造を採用し、具体的に、各ローリングヘッドにおける径方向溝（７１）と前記ローリング輪（８）の取付面が斜平面（７０３）であってもよく常用の平面（図６又は図８に示す）であってもよく、具体的な構造設計が本発明に掲示のローリングヘッド構造に限らない。また、プリ成型ローリングヘッド６と管ネジ成型ローリングヘッド７のローリングホイールと調節盤の間に相対回動位置角度検出装置１２３があり、ブランクの直径変化、壁厚、及び材料、管ネジ製品の実際要求に応じて決まる。国家標準に規定の検出管ネジ製品の第２個段階を標準に、管ネジ製品が第２個段階に達成することを要求すると、プリ成型ローリングヘッドのローリング輪の径方向位置が０．５ｍｍ以下だけ縮小し、管ネジ製品が第３個段階に達成することを要求すると、プリ成型ローリングヘッドのローリング輪の径方向位置が０．５ｍｍ以下だけ拡大し、ローリング時間によって制御されるプリ成型ローリング面の長さが管ネジ製品のネジ長さの以上であり、１〜３個のネジ山のピッチが好ましく、２個のネジ山のピッチが更に好ましい。プリ成型ローリングヘッド６と管ネジ成型ローリングヘッド７とは、ピン軸によって相互に接続され、プリ成型ローリングヘッド６、管ネジ成型ローリングヘッド７と、加工される中空ブランクとが同軸状のように設置される。ワークは、プリ成型ローリングヘッドを貫通してから、直接、管ネジに入ってローリングする。
【０１８７】
中空ブランク４０が左側からローリングヘッドに入り、１２１と１２２は、プリ成型ローリング時間と順序を制御するための光電誘導装置の制御調節バーである。中空ブランク４０がプリ成型ローリングを完成すると、ヘッドが制御調節バー１２１に接触し、制御調節バー１２１が光電誘導装置を作動するように駆動し、調節盤６６の逆方向への回転開放を起動し、中空円柱ブランクがローリング輪８１から離れ、プリ成型ローリングを完成し、右側の管ネジ成型ローリングプロセスに入り、そのヘッドが制御調節バー１２２に接触すると、光電誘導装置が作動し、調節盤７６の逆方向への回転開放を起動し、中空円柱ブランクがローリング輪８１から離れ、管ネジローリングを完成し、プロセスが前述と類似し、説明を省略する。
【０１８８】
図２１は、図１３と図１８に示すローリングヘッドの中空ブランクが回動するシングルヘッド式のプリ成型ローリングと管ネジ成型ローリング設備を示す構造概略図である。該設備は、ローリングヘッドの設計のほか、残りの部材の設計が特許ＷＯ２０１４０５６４１９Ａ１に掲示の中空ブランクが回動するシングルヘッドの管ネジ成型ローリング設備と同じである。本体構造は、ベース１、動力電機２２、ワーククランプ装置３、電機制御装置２０、及び、動力電機と中空円柱を接続するブランククランプ装置又はローリングヘッドの変速装置２１を備える。前記ベース１には、前記動力電機２２、前記電機制御装置２０、及び加工される中空円柱ブランクを挟持する前記クランプ装置３が設けられており、前記動力電機２２は、電機制御装置２０の制御で、前記変速装置２１を介して、前記ローリング輪と前記クランプ装置３によって挟持される中空ブランク４０とが相対ローリング回転運動を発生するようにする。
【０１８９】
図２２は、図２０の一体式のローリング加工モジュールを２組備えるダブルヘッド式の管雄ネジ生産設備を示す構造概略図である。図中の左右両側に、中空ブランクプリ成型ローリングヘッド６と管ネジ成型ローリングヘッド７がそれぞれ設けられており、左右４個のローリングヘッドの軸方向と径方向の作動方式、設備の基本配置と機能が図２０、図２１と同じであるので、ここに説明を省略する。必要に応じて、面取りの機能を完成するように面取り装置９を設置できる。
【０１９０】
６、回転式ローリング加工モジュール及びそのローリング設備
図２３〜３１は、本発明に係る回転式ローリング加工モジュールの４つ実施例の分布構造図であり、ローリングヘッドが動力（サーボ）電機によって駆動され、減速器、ウォーム・ウォームホイール等の機械伝動にてローリングヘッドを回転するように駆動する。ローリングヘッドには、図１０又は図１３中のキー溝６７又は７７でプリ成型ローリングヘッド、管ネジ成型ローリングヘッド及び例えば開口端面外面取り加工カッター、内部修正カッター、テーパ修正カッター及びネジ表面摩損又は熱処理工具等の他の加工工具を取り付ける。このような中空ブランクが固定でローリングヘッドが回転する加工方式は、長い管の管雄ネジ加工に適合し、特に石油管路の管雄ネジ加工に極めて有利である。石油管路の管雄ネジ加工には、内孔の寸法制御がかなり重要になる。このため、我々は、ローリング加工円柱又は円錐面プロセスを用いず、テーパを切削加工する方法にて円錐面を加工してから管雄ネジをローリングできる。管雄ネジを加工した後、内孔に対して補正加工プロセスを行ってもよい。プリ成型ローリングヘッドと管ネジローリングヘッド構造は、図１３に類似するので、説明を省略する。
【０１９１】
図２３は、本発明に係るローリング加工モジュールの実施例の構造概略図である。図中のプリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドとは、前後のように設置される。２台の（サーボ）動力電機２２は、それぞれ、プリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドの間の中間上方に取付けられ、変速装置２１とウォーム６３１１、６３１２にて回転動力を前後両側のウォームホイール６３６、７３６に伝達し、ウォームホイール６３６、７３６が更にローリングヘッド座６５、７５を介して、ローリングヘッド座に取付けられたプリ成型ローリングヘッド６（図示せず）と管ネジ成型ローリングヘッド７（図示せず）を回転するように駆動する。一台の（サーボ）動力電機を取り付け、変速装置２１によってウォーム６３１１、６３１２を介してウォームホイール６３６、７３６の伝達校正及び管ネジ成型ローリングヘッドの回転を制御するようにしてもよい。
【０１９２】
図２４は、図２３のローリング加工モジュールを備える管ネジ成型ローリング設備の構造概略図である。プリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドとは、前後水平であり、動力電機は、変速装置２１とウォーム６３１によってローリングヘッドを回動させる。中空ブランク４０がワーククランプ装置３によって挟持固定され、電機２２が作動を開始すると、変速装置２１、ウォーム６３１、ウォームホイール６３６、７３６がプリ成型ローリングヘッド６と管ネジ成型ローリングヘッド７を回転駆動することで、ベース１０に取付けられたワーククランプ装置３がローリング軸方向力の作用で水平（左右）に沿ってレール１１に平行して徐々に左方向へ軸方向フィードしてローリングし、プリ成型ローリングを完成し、光電誘導装置１２が電機を反転するように制御し、ローリングヘッド６が戻り、ワーククランプ装置３が軸方向の右へ戻り、プリ成型ローリングポジションを完成する。その後、手動でローリングヘッド組を１８０度回転させ、管ネジ成型ローリングヘッド７がポジションに入り、プリ成型ローリングを介した中間ブランクを軸方向に管ネジ成型ローリングヘッド７に入れることで、管ネジ軸方向成型ローリングを完成する。
【０１９３】
図２５は、本発明に係るローリング加工モジュールのもう一つの実施例の構造概略図である。図中のプリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドとは、左右のように設置される。動力電機が歯車２１の噛合で減速すると共にトルク出力動力を拡大する。１台の（サーボ）動力電機２２は、プリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドの間の中間上方に取付けられ、変速装置２１とウォーム６３１にて回転動力を左右両側のウォームホイール６３６、７３６に伝達し、ウォームホイール６３６、７３６が更にローリングヘッド座６５、７５を介して、それぞれローリングヘッド座に取付けられたプリ成型ローリングヘッド（図示せず）と管ネジ成型ローリングヘッド（図示せず）を回転するように駆動する。
【０１９４】
図２６は、図１０又は図１３又は図１８に示すローリングヘッドのローリング加工モジュールを備える管ネジ成型ローリング設備の構造概略図である。２つのローリングヘッド６、７は、左右水平に配置され、それらの間に外円又は外円内円面取り装置９がある。中空ブランク４０は、ワーククランプ装置３によって挟持固定されており、面取り装置９が中空ブランク４０と同軸になっている。第１ステップにおいては、電機２２が作動開始すると、変速装置２１で本発明に係る２つのローリングヘッド６、７及び面取り装置９を同時に回転駆動し、水平平面レール１１１のベースに取付けられる面取り装置９が面取りポジションに前進するように軸方向フィードし、先に中空ブランクに対して外面取り処理を行い、光電誘導装置１２が電機を制御して面取り加工を完成して反転し、ベース１０２が開始位置に戻るようになっており、第２ステップにおいては、図２６ｂに示すように、ベース１０３のプリ成型ローリングヘッド６が前後平面レール１１２に沿ってその軸心が中空ブランクの軸心と同心するように前に移動し、その後、プリ成型ローリングヘッド６が左右水平レール１１１に沿ってプリ成型ポジションに至るまで軸方向に移動し、軸方向分力で中空ブランク４０を軸方向プリ成型加工し、プリ成型ローリングを完成し、光電誘導装置１２が電機を反転させるように制御し、ローリングヘッド６が戻るようになっており、第３ステップにおいては、ベース１０３が前後平面レール１１２に沿って移動し、ローリングヘッド７の軸心とプリ成型後の中空ブランク４０を同軸のように配置し、図示していないが、ローリングヘッド７が左右水平レール１１１に沿ってローリングネジポジションに移動し、軸方向の分力で中空ブランクにネジローリング加工を行い、管ネジローリングを完成し、光電誘導装置１２が電機を反転させるように駆動し、ローリングヘッド７が戻り、ローリングプロセスを完成するようになっている。
【０１９５】
ベース１０２とベース１０３の平面運動（前、後、左、右）は、デジタル制御又は手動で実行される。光電誘導装置は、外面取り、プリ成型、ネジローリングのそれぞれの工程に取付けられてもよく、制御システムと本発明の精神にて加工時間と速度を制御する。径方向の位置を調節可能なローリングヘッドを採用するのは、好ましく、鋼管ブランク外径、その真円度、壁厚、材料及び後続の管ネジの要求に応じてそのローリング輪の径方向位置を調整し、前後工程におけるローリング輪の数は、奇数と偶数で合うようにローリングの総数に合わなければならない。
【０１９６】
図２７は、本発明に係るローリング加工モジュールのもう一つの実施例の構造概略図である。図中のプリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドとは、Ｌ形のように設置される。１台の（サーボ）動力電機２２は、プリ成型ローリングヘッドと管ネジ成型ローリングヘッドの上方に取付けられ、変速装置２１とウォーム６３１にて回転動力を２組のウォームホイール６３６、７３６に伝達し、ウォームホイール６３６、７３６が更にローリングヘッド座６５、７５を介して、それぞれローリングヘッド座に取付けられたプリ成型ローリングヘッド（図示せず）と管ネジ成型ローリングヘッド（図示せず）を回転するように駆動する。
【０１９７】
図２８は、図２７のローリングヘッドのＬ形配置でローリングプリ成型加工された円柱ブランクの更なる説明図である。円柱ブランクワークの移動方式とローリングヘッドフィード方式とは、前述に類似するので、ここに説明を省略する。
【０１９８】
図２９は、図２８の加工管ネジの更なる説明図である。プリ成型ローリングを完成した後、ローリングヘッド組が外力の作用で９０度回転し、管雄ネジ加工を引き続き行う。円柱ブランクワークの移動方式とローリングヘッドフィード方式とは、前述に類似するので、ここに説明を省略する。
【０１９９】
図３０は、本発明に係るローリング加工モジュールのもう一つの実施例の構造概略図である。図中のプリ成型ローリングヘッド、管ネジ成型ローリングヘッド、他のプロセス加工組は、十字架のように設置される。１台の（サーボ）動力電機２２は、プリ成型ローリングヘッド、管ネジ成型ローリングヘッド、他のプロセス加工組中央の上方に取付けられ、変速装置２１とウォーム６３１にて回転動力を四辺のウォームホイール６３６、７３６、９３６、１４３６に伝達し、ウォームホイールが更に夫々のローリングヘッド座６５、７５、９５、１４５を介して、それぞれローリングヘッド座に取付けられたプリ成型ローリングヘッド（図示せず）と管ネジ成型ローリングヘッド（図示せず）を回転するように、及び、後続の補助加工カッター（図示していないが、円柱ブランク内孔加工、端面加工、テーパ加工又はネジ表面加工等）が作動するように駆動する。補助カッターの作動原理は、従来の技術に近いので、ここに説明を省略する。ローリングヘッド組は、外力の作用で、一回毎に９０度回転すると、例えば内孔補整加工１４、端面加工１５、ネジ誘導熱処理、ネジ摩損、ネジ塗布加工等の様々な加工を行い、その作動方式が従来技術に類似し、その加工工具がローリングヘッド座１４３６、１５３６に取付けられる形式が前述に類似するので、ここに説明を省略する。
【０２００】
７、管ネジ成型ローリング生産線
図３１は、本発明に係るダブルヘッド式の円錐管ネジ成型ローリング生産線の構造概略図である。
【０２０１】
図中の左右両辺には、それぞれ、中空ブランクプリ成型ローリングヘッド６と管ネジ成型ローリングヘッド７が設置され、プリ成型ローリングと管ネジ成型ローリングをＡポジションとＢポジションに分けるようになる。中空ブランク４０がロックされると共に動力電機（図示せず）によって設定の回転速で回転すると、左右二つの一回目のプリ成型ローリングヘッド６がそれぞれ４００から、即ち加工されるネジ頭部からプリ成型ローリングで入り、外から裏へ４０１に至り、即ち、加工されるネジ尾部が一回目のプリ成型ローリングを完成し、ワークが開放され、プリ成型ローリングヘッド６が外へ戻り、機械手がワークをＡポジションからＢポジションに伝達し、再びロックされると共に動力電機（図示せず）によって設定の回転速で回転し、管ネジ成型ローリングヘッド７がそれぞれ４２０から、即ち加工されるネジ頭部からローリングで入り、外から裏へ４２１に至り、即ち、加工されるネジ尾部が二回目のプリ成型ローリングを完成し、ワークが開放され、管ネジ成型ローリングヘッド７が外へ戻り、機械手が管雄ネジ製品をＢポジションから次にポジションに伝達し、これにより、ダブルヘッド式の円錐管雄ネジ製品のローリング加工を完成するようになる。Ａポジションのプリ成型ローリングプロセスをプレス又は押出プロセスに変えることにより、同じくローリング管雄ネジの製品を実現できるが、そのプロセスと製品の欠陥が上述のように述べられているので、ここに説明を省略する。
【０２０２】
８、本発明に係る管雄ネジ加工実施例
以下、ガス業界の常用規格がＤＮ３２、長さが６０００ｍｍ、壁厚が３．５ｍｍ、真円度が１５０ｕｍ、材料がＱ２３５のガス専用亜鉛メッキ鍛接管の取付現場を例とし、図１、図３、図５、図２１、図２１を参照して従来のローリング加工管雄ネジプロセスと比較し、本発明に係る前述目的、技術案、有益効果を更に説明する。
【０２０３】
従来の国家標準＜低圧流体輸送用溶接鋼管＞（ＧＢ３０９１〜２００８）ＤＮ３２に基づくガス専用亜鉛メッキ鍛接管は、その外径４２３が４２．４ｍｍ、普通壁厚が３．５０ｍｍ、真円度が５００ｕｍよりも小さい。
【０２０４】
図１ａに示すように、従来ローリング管雄ネジプロセスを採用し、大トン数の軸方向プレス装置を採用し、まず、１：１６の円錐面４２５を加工し、図１ｃに示すように、その後、管ネジ成型ローリング輪８０を利用して、開口端４２０から即ち加工される管雄ネジ頭部４６０から４２１に至るまでローリングし、管雄ネジ製品４６のローリング加工を完成する。このようなローリング加工方法には、円錐面４２５を加工するように、大トン数の軸方向プレス又は径方向押出設備が用いられる。同時に、プレス又は押出圧力は、円錐面の成形時に、管体材料、特に鋼管原始外径４２３と円錐面の交差部での溶接管の継ぎ目４６１に対して隠れた破壊及び隠れない破壊を発生し、ローリング管雄ネジ製品に安全なリスクを来すことになる。
【０２０５】
或いは、我々は、図１ｂに示す切削円錐面の方法を採用し、外面取り装置９における切削カッター９１で円錐面４２５を加工し、その結果、表面の亜鉛層が完全に切削され、中空ブランクの壁厚が薄くなり、ローリング管ネジの複数の利点が失われ、同時にカッターの加工要求が高く、難度が大きくなる。
【０２０６】
我々は、三ローリング輪で直径縮小ローリング及びテーパローリングをプリローリング工程とし、その結果、鋼管ブランクが何れも三角形になり、その真円度が１５０から６５０ｍｍ程度に増加し、増加率が約２２５％であり、国家標準を約３０％だけ超えている。その後、三つの管ネジローリング輪で、更なる三角形のような管ネジになるようにローリングし、真円度が更に大きくなり、明らかに廃品になってしまい、或いは、四つの管ネジローリング輪で、依然として更なる三角形のような管ネジになるようにローリングし、そのネジ外径の真円度が２ｍｍよりも大きくなり、また廃品になってしまう。
【０２０７】
前述の問題を解決するために、図３ｂ、図５ｂ、図５ｄ、図２０及び図２１に示すように、本発明に係るプリ成型ローリング方法で円錐面円滑ローリング８１を用いて中空ブランク４０を円錐面プリ成型ローリングし、鋼管生産時の残留応力の一部が開放されることになる。ＤＮ３２  ５５度の国家標準管ネジの開口中径が３９．６４ｍｍ、ネジ山が１．４７９ｍｍである。そして、中空ブランクの材料がＱ２３５であって中低炭素鋼に属すものであり、本発明の精神によれば、ネジ山の高さの８０％である１．１８ｍｍを取り、このようなプリ成型後の中空ブランク開口の外径が４０．８２ｍｍであり、プリ成型後の円錐面４２５のテーパが２度５９分である。図２１に示すように、ローリングヘッドは、４００、即ち加工される管雄ネジ頭部４２０からプリ成型ローリングされ、ローリングヘッド上のローリング輪８１と中空ブランク４０のオフセット角がローリング過程において発生した軸方向分力で、４０１、即ち加工されるの管雄ネジ尾部４２１へ円錐面４２５を軸方向プリ成型ローリングし、その後、円錐面４２５が形成されたブランクが軸方向管ネジ成型ローリングプロセスに入り、図５ｂに示すように、円度校正管雄ネジ成型ローリング輪８２の作用で、円度校正と管雄ネジ成型プロセスを発生し、標準ＤＮ３２鋼管外径中空ブランク４０が４８０と４８１に合格の管雄ネジを形成する。同一台の設備と同一個の動力電機直接ローリング方法を採用するので、設備構造が大きく簡素化し、ローリング管雄ネジプロセスの幅広い応用に寄与する。同時に、プレスプロセスと設備が使われないので、プレス応力が円錐面の形成時に管体材料、特に、鋼管標準外径と円錐面交差部４８１の溶接管の継ぎ目に発生した隠れた破壊と隠れない破壊を避け、従来の管雄ネジ製品に対するローリング技術の安全リスクを大きく減少する。同時に、切削錐面プロセスによる亜鉛層が破壊され鋼管が薄くなる等の問題を避けると共に、径方向三ローリング輪が円錐面をローリングする又は円柱面に直径縮小することによる中空ブランクの変形によるローリングの失敗を避ける。
【０２０８】
図２０と図２１を参照しながら、具体的な加工実施ステップを説明する。まず、前記標準鋼管外径ブランク４０のＤＮ３２をクランプ装置３に設置して挟持し、電機スイッチ２０をオンして中空ブランク４０を回転させ、手動で浮動のローリングカット装置５をプロセスに応じて径方向フィードし、中空ブランク４０の６０００ｍｍの長さを必要な２７５０ｍｍの長さにローリング切断し、ローリングカット装置５を開放するように手動で反転回転し、電機スイッチ２０をオフし、カットポジションを完成する。レバー１０１により手動でプリ成型ローリング装置６を加工位置４００、即ち加工される管雄ネジの頭部４２０の位置に軸方向フィードし、手動で浮動のプリ成型ローリング装置６中のローリング輪８１を中空ブランク４０の加工位置４００に軸方向接触し、中空円柱ブランク４０が導入され、円滑円錐面プリ成型ローリング輪と中空ブランク４０のオフセット角で軸方向プリ成型フィードローリングし、プリ成型ローリングが完成すると、即ち、ローリング輪が中空ブランクの尾部４０１に達すると、光電誘導装置制御調節バー１２１が作動し、電機が反転回転し、その後、手動でプリ成型ローリング制御盤上の径方向位置制御バー（図示せず）を搬送し、プリ成型ローリング装置中のローリング輪６が中空ブランク４０から離れ、同方向にレバー１０１を回動し、手動で浮動の管ネジ成型ローリング装置７中のローリング輪８２を円錐ブランク４０の加工位置４２０に軸方向接触し、円錐ブランクが導入され、ローリング輪の螺旋昇角と円錐ブランク４０の導入角の差で円度調整及び管ネジ成型ローリングし、管ネジ成型ローリングが完成した後、つまり、ローリング輪が円錐ブランクの尾部４２１に達すると、光電誘導装置制御調節バー１２２が作動し、電機が反転回転し、その後、手動で管ネジ成型ローリング制御盤上の制御レバー（図示せず）、ローリング装置が管雄ネジ製品から離れ、ローリング加工を完成する。加工管雄ネジ過程において、ローリングプロセスの要求に応じて浮動の面取り装置を使用してもよい。
【０２０９】
図１乃至図８及び図２０及び図２１に示すように、本発明に係る管雄ネジ製品の方法、ローリングヘッド及びその設備と、従来技術の管雄ネジ製品の製造方法、ローリングヘッド及びその設備の差異性が明らかであり、よって、適用性が更に広く、製品の合格率が９９％以上になり、従来現場に１００％採用する切削フロントカバーのプロセスのステップに近く、加工装置が簡単になり、人々の使用習慣に符合し、幅広い使用に寄与する。
【０２１０】
本発明は、既に好ましい実施例で掲示されており、しかしながら、本発明は、これに限らず、当業者は、本発明の精神及び範囲を脱出しないままで、様々な等価の変化又は差替えを行え、前述のローリング方法及び方向、ローリング輪の長さ、ローリングの数と取付形式、ローリング輪座の径方向と軸方向の運動形式等による制限を受けていない。例えば、プリ成型ローリング輪と管ネジ成型ローリング輪の係合点は、管雄ネジ製品のネジ頭部から始まってもよく、有効ネジの尾部又は完全ネジの他の非ネジ端部からローリングし、ネジ頭部方向へネジローリングを完成してもよい。ローリングが径方向フィードして軸方向ローリングしきれないと、我々は、該ローリング上のローリングが実際に不完全ネジであると認識できる。各々のローリングヘッドは、水平配置されてもよく、垂直配置されてもよい。円柱ブランクが従来のプレスプロセスを採用して完璧な真円度を完成した後、本発明に係るプリ成型ローリングプロセスが簡素化又は省略されて、本発明に係る円度校正と管ネジ成型ローリングプロセスに直接入ってもよい。合理な設計によって、他の鋼管校正装置を本発明に係るローリングヘッドと設備に組合せて管ネジ成型ローリングを完成してもよい。各々のローリング輪は、自身の回転動力がローリング輪軸を中心に自己回転による中空ブランクに対する運動を発生してもよい。例えば、炭素鋼管、ステンレス管、銅鋼管、チタン合金鋼管及び特殊合金鋼管等の異なる鋼管種類に対して、例えば３/８寸以下、６寸以下など、又は他の非標準外径寸法中空ブランクのような寸法が異なる鋼管に対して、厚さが異なる鋼管、ウェルドシームレス鋼管に対して、例えばＮＰＴ、ＢＳＰＴ、ＡＰＩ及び米国製管ネジ等の管雄ネジ山型に対して、本発明に提示のローリング方法に応じてローリング輪の長さを確定して管雄ネジを加工してもよい。
【０２１１】
最後に、本発明に係るローリング方法は、中空ブランクに適合されるだけではない。我々は、そのプリ成型ローリングヘッドの奇数偶数の相違原則を利用でき、複数組のローリング輪で円度校正、直径縮小又は表面強化が必要のブランクを複数ローリングでき、ワークの表面応力分布が更に均一になり、ブランクの真円度、直線度及び表面硬度の質量を向上させる。
このため、本発明による保護範囲は、本願の請求項に限定された範囲と見なされるべきである。
【符号の説明】
【０２１２】
１  ベース及びベースクレーム、２  動力電機及び変速装置、２０  電機スイッチ、２１  変速装置、２２  動力電機、２３  中空主軸、３  ワーククランプ装置、３１  ベースと浮動連接する軸孔、４  中空ブランクと管ネジ製品、４０  原始中空ブランク、４００  加工始め端、４０１  加工終わり端、４０３  原始中空円柱外径、４２  プリ準備プロセス後の中空ブランク、４２０  加工始め端、４２１  加工終わり端、４２２  円柱ブランク内径、４２３  円柱ブランク外径、４２４  円柱ブランク円柱面、４２５  円柱ブランク錐面、４２６  円錐ブランク小径、４６  ローリング技術管ネジ製品、４６０  ネジ頭部、４６１  ネジ尾部、４８  本発明に係るネジ製品、４８０  ネジ頭部、４８１  ネジ尾部、５  ローリングカット装置、５１  ローリングカッター、６  一回目プリ成型ローリングヘッド、６０  ローリングヘッド、６０  プリ成型ローリングヘッド、６０Ａ  第一（前）のプリ成型ローリングホイール又は上ローリングヘッド座、６０Ａ１  上ローリングヘッド座バー  ６０Ａ２  上ローリングヘッド座板、６０Ｂ  第二（後ろ）のプリ成型ローリングホイール又は下ローリングヘッド座、６０Ｂ２  下ローリング輪座板、６０１  ピン軸孔、６０２  ピン軸、６０４  ワーク作動孔、６１  径方向溝、６１１  柱、６３１  ウォーム、６３１１  プリ成型ローリングヘッドウォーム、６３１２  管ネジローリングヘッドウォーム、６３６  ウォームホイール、６４  制御バー、６６  プリ成型調節盤、６６Ａ  第一（前）プリ成型調節盤、６６Ｂ  第二（前）プリ成型調節盤、６６１  ピン軸、６６２  弧形溝、６７  ピン、６８  ローリングヘッドフレーム、６９  トルク拡大歯車組、６９１  回転レバー、６９６  リードナット、７  管ネジ成型ローリングヘッド、７０  管ネジ成型ローリングホイール、７０Ａ  第一（管雄ネジ）のローリングホイール、７０Ｂ  第二（管雄ネジ）のローリングホイール、７０１  ピン軸孔、７０２  ピン軸、７０３  斜平面、７０４  作動孔、７１  ローリング輪径方向溝、７３６  ウォームホイール、７５  ローリングヘッド座、７６  管雄ネジ調節盤、７６１  ピン軸孔、７６２  弧形溝、７６３  ピン軸、７６４  作動孔、７６６  取付盲穴、７７  ピン、８  ローリング輪、８０  従来ローリング管雄ネジ技術ローリング輪、８１  本発明に係るプリ成型ローリング輪、８２  本発明に係る管ネジ成型ローリング輪、８２１  四つの環形ローリング輪の第一個のローリング輪ネジ始め部分、８２２  四つの環形ローリング輪の第二個のローリング輪ネジ始め部分、８２３  四つの環形ローリング輪の第三個のローリング輪ネジ始め部分、８２４  四つの環形ローリング輪の第四個のローリング輪ネジ始め部分、８３  本発明に係るローリング輪軸、８３１  ローリング輪軸のニードルベアリング、８３２  ローリング輪軸端斜平面、８３２ａ  ローリング輪軸端摺動ブロック、８３２ｂ  ローリング輪軸端大斜平面、８３３  ローリング輪軸端円柱端、８３６  ローリング輪軸端摺動ブロック、８６  本発明に係るローリング輪座、８９１  軸方向隙間、８９２  径方向隙間、９  面取り装置（又は端面加工工具）、９１  加工切削カッター、９３６  ウォーム、９５  ローリングヘッド座、１０  ベース、１０１  ベース���レバー、１０２  主ベース（左右ベース）、１０３  副ベース（前後ベース）、１１  ベース上（二本）の軸方向柱又は平面レール、１１１  水平左右平面レール、１１２  水平前後平面レール、１２  光電誘導装置、１２１  （光電誘導）制御調節バー１、１２２  （光電誘導）制御調節バー２、１２３  相対回動角度一検出装置（エンコード）、１３  テーパプレス加工型、１４  中空加工工具、１４３６  ウォームホイール、１４５  内孔加工工具座、１５  端面加工工具、１５３６  ウォームホイール、δ  ローリング輪軸とワークの垂直方向に対するオフセット角、Ｘ  ローリング輪軸の軸線、Ｘ’  中空ブランクの軸線
【図１ａ】
0006555498.tif 000002
【図１ｂ】
0006555498.tif 000003
【図１ｃ】
0006555498.tif 000004
【図２ａ】
0006555498.tif 000005
【図２ｂ】
0006555498.tif 000006
【図３ａ】
0006555498.tif 000007
【図３ｂ】
0006555498.tif 000008
【図３ｃ】
0006555498.tif 000009
【図４ａ】
0006555498.tif 000010
【図４ｂ】
0006555498.tif 000011
【図４ｃ】
0006555498.tif 000012
【図５ａ】
0006555498.tif 000013
【図５ｂ】
0006555498.tif 000014
【図５ｃ】
0006555498.tif 000015
【図５ｄ】
0006555498.tif 000016
【図６ａ】
0006555498.tif 000017
【図６ｂ】
0006555498.tif 000018
【図７ａ】
0006555498.tif 000019
【図７ｂ】
0006555498.tif 000020
【図７ｃ】
0006555498.tif 000021
【図７ｄ】
0006555498.tif 000022
【図８ａ】
0006555498.tif 000023
【図８ｂ】
0006555498.tif 000024
【図９】
0006555498.tif 000025
【図１０】
0006555498.tif 000026
【図１１ａ】
0006555498.tif 000027
【図１１ｂ】
0006555498.tif 000028
【図１２ａ】
0006555498.tif 000029
【図１２ｂ】
0006555498.tif 000030
【図１２ｃ】
0006555498.tif 000031
【図１２ｄ】
0006555498.tif 000032
【図１３】
0006555498.tif 000033
【図１４ａ】
0006555498.tif 000034
【図１４ｂ】
0006555498.tif 000035
【図１５ａ】
0006555498.tif 000036
【図１５ｂ】
0006555498.tif 000037
【図１６ａ】
0006555498.tif 000038
【図１６ｂ】
0006555498.tif 000039
【図１６ｃ】
0006555498.tif 000040
【図１６ｄ】
0006555498.tif 000041
【図１７ａ】
0006555498.tif 000042
【図１７ｂ】
0006555498.tif 000043
【図１７ｃ】
0006555498.tif 000044
【図１８】
0006555498.tif 000045
【図１９】
0006555498.tif 000046
【図２０】
0006555498.tif 000047
【図２１】
0006555498.tif 000048
【図２２】
0006555498.tif 000049
【図２３ａ】
0006555498.tif 000050
【図２３ｂ】
0006555498.tif 000051
【図２４】
0006555498.tif 000052
【図２５ａ】
0006555498.tif 000053
【図２５ｂ】
0006555498.tif 000054
【図２６ａ】
0006555498.tif 000055
【図２６ｂ】
0006555498.tif 000056
【図２７ａ】
0006555498.tif 000057
【図２７ｂ】
0006555498.tif 000058
【図２８】
0006555498.tif 000059
【図２９】
0006555498.tif 000060
【図３０ａ】
0006555498.tif 000061
【図３０ｂ】
0006555498.tif 000062
【図３１】
0006555498.tif 000063