CN103282154A - 摩擦压接机的去毛刺装置 - Google Patents

Abstract

一种能够在摩擦压接后立即去毛刺的摩擦压接机的去毛刺装置。摩擦压接机由水平地配设的旋转主轴（22）前端部的把持机构（24）与旋转主轴（22）呈同轴状地把持工件（W1），由能够相对于旋转主轴（22）的轴线（L）在接近背离方向移动的副轴（30）前端部的把持机构（34）呈同轴状地把持工件（W2），使工件（W2）与副轴（30）一体地相对于与旋转主轴（22）一体地旋转的工件（W1）前进而摩擦压接工件（W1、W2）的端面彼此，在摩擦压接机中，使工件（W2）以将配置在旋转主轴（22）的前方的环型刀具（50）贯通的方式前进，在将两工件（W1、W2）在刀具（50）的旋转主轴（22）侧摩擦压接后，使刀具（50）向旋转主轴（22）侧移动，将形成在工件接合体（W）的外周的环状的毛刺（w）剪断，在解除旋转主轴（22）侧的工件接合体（W）的把持并使副轴（30）后退而将工件接合体（W）从刀具（50）拔出时，毛刺（w）从工件接合体（W）分离落下。

Description

摩擦压接机的去毛刺装置

技术领域

本发明涉及去毛刺装置摩擦压接机，其具备将把持第一棒状工件的把持机构设置在其前端部的旋转主轴和能够相对于上述旋转主轴的旋转轴线在接近背离方向往复动作，并将与第一棒状工件呈同轴状地把持第二棒状工件的把持机构设置在其前端部的副轴，将第二工件的端面向旋转的第一工件的端面推压，将两工件摩擦压接，特别是涉及由设置在旋转主轴和副轴之间的刀具，将在两工件的接合部产生的环状的毛刺除去的摩擦压接机的去毛刺装置。

背景技术

在下述专利文献1中公开了一种摩擦压接机的去毛刺装置，该摩擦压接机的去毛刺装置在摩擦压接机的机台上具备主轴台和往复台，该主轴台内装具有把持第一原材料的旋转卡盘的旋转主轴，该往复台具有与第一原材料呈同轴状地把持第二原材料的固定卡盘，并能够沿旋转主轴的轴线进行进退动作，在往复台上设置了旋回地将原材料接合体包围的构成圆环状刀具的一对刀具臂，并且在往复台上组装了支承原材料接合体的第二原材料侧端部并能够沿旋转轴线滑动的滑动单元（促成部件）。

详细地说，通过使往复台相对于主轴台接近（前进），将第二原材料的端面向旋转的第一原材料的端面推压，将两原材料通过摩擦压接进行了接合，然后，解除原材料接合体的主轴侧卡盘，使往复台仅后退规定量，将原材料接合体的第一原材料侧从主轴拔出。接着，使刀具臂旋回，构成将原材料接合体包围的圆环状刀具，并且将固定卡盘（原材料接合体的把持）解除，相对于往复台可滑动地保持滑动单元（促成部件），此后，使往复台后退。若往复台后退，则滑动单元后端部的脚部与设置在机台上的挡块抵接，滑动单元的后退被抑制，仅往复台后退。即，由于通过往复台后退，成为将原材料接合体相对于与往复台在轴方向被进行了一体化的圆环状刀具及固定卡盘向滑动单元（促成部件）的前端部推撞的形态，形成在原材料接合体的接合部的环状的毛刺由圆环状刀具剪断并除去，所以能够在进行摩擦压接作业的循环时间中自动地进行去毛刺作业。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平11-151583号（第0005、0006、0009～00014段、图1、图2、图3、图5）

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1中，确实能够在摩擦压接作业的循环时间中进行去毛刺作业，但是，存在下述的那样的问题点。

第一，因为由旋回刀具臂构成包围原材料接合体的圆环状刀具，所以在解除原材料接合体的主轴侧卡盘而使往复台仅后退规定量之后，只要不构成使刀具臂旋回并包围原材料接合体的圆环状刀具，就不能进行使往复台进一步后退地进行的去毛刺作业。即，由于存在使刀具臂旋回地构成圆环状刀具的工序，与此相应地不能在摩擦压接后立即向去毛刺工序转移，从摩擦压接工序开始直到去毛刺结束为止的时间长。

第二，因为摩擦压接后的直到去毛刺开始为止花费时间，与此相应地毛刺冷却而硬化，所以存在不能将毛刺确实地除去或者刀具的损耗显著等问题。

第三，虽然滑动单元（促成部件）被组装在往复台上而进行了一体化，但是，在如下的方面，去毛刺装置的构造变得非常复杂，将去毛刺装置组装了的摩擦压接机整体变得大型，即，在往复台后退了规定量时，能够相对于往复台在轴方向滑动地构成了滑动单元（促成部件），或者由可旋回的刀具臂构成包围原材料接合体的圆环状刀具等。

本发明是鉴于上述的以往技术的问题点而做出的发明，其目的在于，提供一种能够在摩擦压接后立即进行去毛刺的紧凑的摩擦压接机的去毛刺装置。

为了解决课题的手段

为了实现上述目的，有关本发明（技术方案1）的摩擦压接机的去毛刺装置是，所述摩擦压接机具备水平地配设的旋转主轴；被设置在上述旋转主轴的前端部，与该旋转主轴呈同轴状地把持第一棒状工件的把持机构；能够沿上述旋转主轴的轴线在接近背离方向往复动作的副轴；和被设置在与上述旋转主轴的前端部正对的上述副轴的前端部，与上述第一棒状工件呈同轴状地把持第二棒状工件的把持机构，使上述第二棒状工件与上述副轴一体地相对于与上述旋转主轴一体地旋转的第一棒状工件前进，将第二棒状工件的端面向旋转的第一棒状工件的端面推压而摩擦压接两工件，其中，

上述第一、第二棒状工件被形成为同径，在被上述旋转主轴把持的第一棒状工件的前方设置了环型刀具，该环型刀具具有比上述棒状工件的外径稍大的内径，能够沿上述旋转主轴的轴线移动。

（作用）相对于被旋转主轴的把持机构把持而与旋转主轴一体地旋转的第一棒状工件，被副轴的把持机构把持的第二棒状工件以将被配置在旋转主轴的前方的环型刀具贯通的方式前进，将第二工件的端面向旋转的第一工件的端面推压，在刀具的旋转轴侧，两工件的端面彼此通过摩擦压接进行接合，在两工件的接合部形成环状的毛刺。

即，通过摩擦压接进行了接合一体化的工件接合体，其两端部分别被旋转主轴侧（的把持机构）和副轴侧（的把持机构）把持，成为将环型刀具贯通的形态，在位于刀具的旋转主轴侧的工件接合部形成了环状的毛刺。

因此，通过使环型刀具向旋转主轴侧移动，由刀具将形成在工件接合体的接合部的环状的毛刺剪断。进而，将由旋转主轴侧的把持机构对工件接合体的把持解除，使副轴后退（向从旋转主轴背离的方向移动），将工件接合体从旋转主轴（的把持机构）及环型刀具拔出。在从环型刀具拔出工件接合体时，环状的毛刺被环型刀具阻止，从工件接合体分离而落下。

这样，能够在将工件彼此摩擦压接的摩擦压接工序后，立即将毛刺剪断除去。

另外，去毛刺装置是由环型刀具和刀具驱动组件构成的非常简洁且紧凑的构造，该环型刀具具有第一、第二棒状工件能够贯通的内径，被配置在旋转主轴和副轴之间，能够沿旋转主轴的轴线移动，该刀具驱动组件使该刀具沿旋转主轴的轴线移动（往复动作）。

另外，在技术方案2中，在技术方案1记载的摩擦压接机的去毛刺装置中，上述刀具的驱动组件由圆环型流体压缸构成，该圆环型流体压缸被设置在上述旋转主轴的箱体前端部，围绕内置把持机构的上述旋转主轴的前端部。

（作用）由于刀具驱动组件由圆环型流体压缸构成，该圆环型流体压缸被设置在旋转主轴的箱体前端部，围绕旋转主轴的前端部，所以能够使环型刀具沿旋转主轴的轴线正确地移动，并且也不存在使旋转主轴侧在轴方向及半径方向大型化的情况。

另外，在技术方案3中，在技术方案1或2记载的摩擦压接机的去毛刺装置中，上述环型刀具被配置成从被上述旋转主轴把持的第一棒状工件的前端部仅离开不与在摩擦压接工件时产生的毛刺接触的最短距离。

（作用）在以往的摩擦压接机中，以没有在旋转的第一棒状工件和前进的第二棒状工件之间配置去毛刺用的刀具的状态进行摩擦压接，与此相对，在本发明中，为了以将配置在第一棒状工件的前方的环型刀具贯通的方式使第二棒状工件前进而进行摩擦压接，有必要使第二棒状工件的突出余量（未由把持机构把持的第二工件的前方突出长度）d（参照图2）与以往的摩擦压接机中的工件的突出余量相比至少仅长（大）与刀具的厚度相当的量，以便把持第二棒状工件的副轴的前端部（的工件把持机构）不与刀具干涉。即，因为若在摩擦压接工件时产生的毛刺与刀具接触，则毛刺和刀具熔敷，或刀具的寿命因摩擦热而降低等，不能顺畅地执行摩擦压接工序及去毛刺工序。

但是，若第二棒状工件的突出余量变长（大），则在摩擦压接第一、第二工件的端面彼此时，存在工件接合部相对于旋转主轴的轴线偏移，不产生工件接合体的轴芯的精度（工件接合体的第一棒状工件侧的轴芯和第二棒状工件侧的轴芯倾斜）的危险。

可是，在技术方案3中，因为在不与在摩擦压接第一、第二工件时产生的毛刺接触的范围内，将环型刀具尽可能接近地配置在第一棒状工件的前端部，所以能够与此相应地将第二棒状工件的突出余量d缩短（缩小），由此，在摩擦压接第一、第二工件的端面彼此时，工件接合部相对于旋转主轴的轴线的偏移被抑制。

另外，在技术方案4中，在技术方案2或3记载的摩擦压接机的去毛刺装置中，上述环型刀具被构成为，经导向销在轴方向可滑动地被连结在构成上述圆环型流体压缸的筒型活塞的前端部，并且由夹装在上述活塞和上述刀具之间的弹簧部件向从活塞离开的方向进行弹簧加载，在上述第二棒状工件相对于上述第一棒状工件前进而进行摩擦压接时，上述刀具被上述副轴的前端部推压而后退。

（作用）如在技术方案3的作用中说明的那样，在本发明中，第二棒状工件的突出余量（未由把持机构把持的第二工件的前方突出长度）与以往技术中的工件的突出余量相比至少仅长（大）与刀具的厚度相当的量，在摩擦压接工件的端面彼此时，存在工件接合部相对于旋转主轴的轴线与此相应地大幅偏移，不产生工件接合体的轴芯的精度（工件接合体的第一棒状工件侧的轴芯和第二棒状工件侧的轴芯倾斜）的危险。

可是，在技术方案4中，由于能够由导向销沿轴线滑动的环型刀具被构成为由弹簧部件向前方进行弹簧加载保持，若从前方被推压则能够反抗弹簧加载力而顺畅地后退，所以即使将第二棒状工件的突出余量缩短（缩小）到在摩擦压接第一、第二工件时与第二工件一体地前进的副轴前端部（的工件把持机构）不与刀具干涉的程度，由于在第二棒状工件贯通刀具而前进时，被副轴的前端部（的工件把持机构）推的刀具也与第二棒状工件的前进相关联地顺畅地后退，所以不存在第一、第二工件的恰当的摩擦压接被妨碍的情况，另外，与第二棒状工件的突出余量缩短（缩小）的量相应地，在摩擦压接第一、第二工件的端面彼此时，工件接合部相对于旋转主轴的轴线的偏移被抑制。

在技术方案5中，在技术方案1～4中的任一项记载的摩擦压接机的去毛刺装置中，上述环型刀具的内径D被构成为上述棒状工件的外径d的约1.1倍（D≒1.1d）。

（作用）因为若环型刀具的内径相对于工件的外径过大，则不能去净毛刺（在工件接合部残留毛刺的被剪断部），所以后处理麻烦。另一方面，若环型刀具的内径相对于工件的外径过于接近（刀具的内径和工件的外径之间的缝隙窄），则工件接合部外周面被剜，损失工件的表面，不能作为制品使用。而且，发明者多次试制的结果，确认了不管工件的外径怎样，环型刀具的内径D都为棒状工件的外径d的约1.1倍（D≒1.1d）最佳。

即，因为环型刀具的内径D被构成为棒状工件的外径d的约1.1倍（D≒1.1d），所以能够更确实地将毛刺剪断除去，除去了毛刺的工件接合部的表面也更光滑。

发明的效果

根据有关本发明的摩擦压接机的去毛刺装置，由于在摩擦压接工件彼此后，能够立即将毛刺剪断除去，所以能够在短时间内进行从摩擦压接开始到去毛刺。

另外，由于将刚摩擦压接后的柔软的状态的毛刺剪断除去，所以能够将毛刺确实地除去，并且除去了毛刺的工件接合部的表面也光滑，与此相应地，工件接合体的后处理也变得简单。

另外，结构非常简洁且紧凑，也不存在组装了去毛刺装置的摩擦压接机整体大型化的情况。

根据技术方案2，由于能够由配设在旋转主轴前端部的周围的作为刀具驱动组件的圆环型流体压缸使环型刀具沿旋转主轴的轴线正确地移动，所以能够更确实且顺畅地将毛刺除去。

另外，配设在旋转主轴前端部的周围的作为刀具驱动组件的圆环型流体压缸的结构非常简洁且紧凑，能够使组装了去毛刺装置的摩擦压接机整体进一步小型化。

根据技术方案3，通过将环型刀具接近地配置在被旋转主轴把持的第一棒状工件的前端部，能够缩短第二棒状工件的突出余量，由此，在摩擦压接工件时的工件接合部的相对于旋转主轴的轴线的偏移减少，工件接合体的轴芯的精度提高。

根据技术方案4，通过将第二棒状工件的突出余量设定得短到在摩擦压接工序中副轴的前端部（把持机构）与刀具干涉（抵接）的程度，在摩擦压接工件时的工件接合部的相对于旋转主轴的轴线的偏移更少，工件接合体的轴芯的精度更进一步提高。

根据技术方案5，能够将毛刺更确实地除去，并且除去了毛刺的工件接合部的表面成为与两工件的表面对齐的面地连续的光滑的面，与此相应地，后处理也进一步变得简单。

附图说明

图1是作为本发明的第一实施例的摩擦压接机的去毛刺装置的纵剖视图。

图2是去毛刺装置的主要部分放大纵剖视图（沿图3、4、5所示的线II-II的剖视图）。

图3是作为旋转主轴侧的工件把持机构的卡盘机构的正视图。

图4是作为往复台侧的工件把持机构的夹紧机构的正视图。

图5是环型刀具的正视图。

图6是第二工件前进，即将被第一工件摩擦压接前的去毛刺装置的主要部分放大纵剖视图。

图7是工件的摩擦压接结束时的去毛刺装置的主要部分放大纵剖视图。

图8是说明工件摩擦压接的样子的说明图，（a）是表示第二工件前进，与第一工件抵接了的即将开始摩擦压接前的状态的图，（b）是表示第一工件和第二工件的摩擦压接结束了的状态的图。

图9是刀具移动，将毛刺剪断时的去毛刺装置的主要部分放大纵剖视图。

图10是工件接合体与往复台一体地后退，将毛刺从工件接合体分离时的去毛刺装置的主要部分放大纵剖视图。

图11是作为本发明的第二实施例的摩擦压接机的去毛刺装置的主要部分放大纵剖视图。

图12是表示作为本发明的第三实施例的摩擦压接机的去毛刺装置的作为主要部分的环型刀具，（a）是刀具的正视图，（b）是刀具主体的正视图。

图13（a）是刀夹台的纵剖视图（沿图12（a）所示的线XIIIa-XIIIa的剖视图），（b）是刀夹台的水平剖视图（沿图12（a）所示的线XIIIb-XIIIb的剖视图），（c）是将一部分剖开来表示的刀夹台的立体图。

具体实施方式

为了实施发明的方式

接着，基于实施例，说明本发明的实施方式。

图1～图10表示作为本发明的第一实施例的摩擦压接机的去毛刺装置，图1～5表示组装了去毛刺装置的摩擦压接机及棒摩擦压接机的主要构成部分，图6～图10是表示从工件的摩擦压接到去毛刺为止的一系列的工序的说明图。

摩擦压接机10，例如是像由不同的原材料构成在轴部的一端侧一体地形成了伞部的内燃机用的提升阀的轴部侧和伞部侧的情况的那样，将由机械强度优异的金属材料（SUH11）构成的轴部侧的第一棒状工件W1和由耐热性优异的金属材料（SUH35）构成的伞部侧的第二棒状工件W2的端面彼此通过摩擦压接进行接合一体化，制造工件接合体W（参照图7、10）的装置，如图1所示，具备水平地配设而把持第一棒状工件W1的旋转主轴22；和能够在沿旋转主轴22的轴线L的方向往复动作，把持与第一工件W1同径的第二棒状工件W2的副轴（往复台）30，将第二工件W2的端面向旋转的第一工件W1的端面推压，将两工件W1、W2的端面彼此通过摩擦压接进行接合。

在图1中，符号12是摩擦压接机10的架台框架，在架台框架12上，使各自的前端部正对地载置了内装旋转主轴22的主轴台20和能够相对于主轴台20在接近背离方向（图1左右方向）进退动作的作为副轴的往复台30。

旋转主轴22可旋转地支承在壳体21上，设置在主轴台20的后端部的伺服马达23的驱动经联轴器23a向旋转主轴22传递。在向壳体21的前方突出的旋转主轴22的前端部22a，设置了收容作为工件把持机构的卡盘机构24的工件插入孔H1。

卡盘机构24一般被称为弹簧筒夹，如图2、3所示，具备被配设在旋转主轴22的前端部（圆筒型主体）22a的内侧的圆筒型的套筒25；被形成在套筒25的内侧的工件插入孔H1；被收容在工件插入孔H1的内部，规定工件W1的插入量的止动器26；被设置在工件插入孔H1的入口侧的圆筒型的卡盘主体27；和被固定在主体22a的前端部，与卡盘主体27的阶梯差部27a抵接的帽28而构成。卡盘主体27，如图3所示，在周方向呈等间隔地形成了3条纵狭缝27b1，在其前端侧设置了可在半径方向摆动的在周方向等分的3个卡盘爪27b。套筒25，可在轴方向进退动作地被组装，并且通常由蝶形弹簧25a向前方（图2右方向）进行弹簧加载，以便套筒25侧的锥面25b与卡盘主体27侧的逆锥面27c卡合。因此，卡盘主体27的卡盘爪27b通常向将工件插入孔H1的径缩小的方向加载。

套筒25能够由未图示的油压缸机构反抗蝶形弹簧25a的弹簧力向后退的方向（图2左方向）移动，若由套筒25侧的锥面25b产生的对卡盘主体27侧的逆锥面27c的推压力被解除，则作用于卡盘主体27的卡盘爪27b的加载力（作用于将孔H1的径缩小的方向的加载力）消失。

即，由卡盘机构24进行插入到工件插入孔H1中的棒状工件W1的卡紧和卡紧解除。而且，若被插入到工件插入孔H1中的棒状工件W1由卡盘机构24卡紧，则与旋转主轴22呈同轴状地被保持。

另一方面，往复台30，经线性导轨31可相对于主轴台20在接近背离方向滑动地被组装在架台框架12上，并且由通过伺服马达32的驱动进行旋转驱动的滚珠丝杆33进行进退动作。符号33a是被载置在架台框架12上的滚珠丝杆33的轴支承部，马达32的旋转经马达驱动轴侧皮带轮32a、同步皮带33b、滚珠丝杆侧皮带轮33c向滚珠丝杆33传递。

另外，在与主轴台20正对的往复台30的前端部，如图1、2、4所示，设置了作为工件把持机构的夹紧机构34。

夹紧机构34由能够在上下方向相关联地滑动的一对矩形块状的夹紧爪35A、35B和使夹紧爪35A、35B驱动的油压缸机构（未图示出）构成。在夹紧爪35A、35B的上下相向的面上分别形成了与棒状工件W2的伞部对应区域对应的切口35a，在上下的夹紧爪35A、35B之间设置了由止动器36规定了插入量的工件插入孔H2。另外，在夹紧爪35A、35B的前端部侧，形成了与棒状工件W2的外径一致的圆弧状夹紧部37a的夹紧块37由丝杠35b分别进行了一体化。

若将形成了伞部对应区域的棒状工件W2插入工件插入孔H2或从工件插入孔H2取出，则由夹紧机构34使工件插入孔H2成为在上下方向开口的形态（参照图2），从夹紧爪35A、35B的侧方进行。而且，被插入工件插入孔H2而与止动器36抵接地被定位了的棒状工件W2，通过由夹紧机构34（夹紧爪35A、35B）上下地夹紧，与第一工件W1呈同轴状地被保持。

另外，在主轴台20的壳体21的前端部，如图2所示，组装了围绕旋转主轴22的前端部22a的圆筒型油压缸40。

油压缸40，是在由内侧箱体41和外侧箱体42划分成的圆筒型的缸室43内配设了圆筒型的带阶梯的活塞44的构造，通过经设置在外侧箱体42上的一对供排端口40a、40b向缸室43进行压油的供排，活塞44进行进退动作。符号43a是从缸室43内的底面向轴方向突出的导向销，与设置在活塞44的底面上的在轴方向延伸的导向孔44a卡合，对活塞44进行止转。

在活塞44的前端部，如图2、5放大地所示的那样，以与旋转主轴22的轴线L正交且从旋转主轴22的前端部22a（由卡盘机构24卡紧了的第一棒状工件W1的前端部）离开规定距离的方式，经8条固定螺栓52和4条导向销54连结了环型刀具50。

环型刀具50，由与活塞44连结的平板状的刀夹50a和由螺钉或其它固定安装组件固定在刀夹50a中央的卡合孔50a1中的圆盘型的刀具主体50b构成。刀夹50a和刀具主体50b被形成为对齐的面，在刀具主体50b的中央部形成了构成毛刺剪断用的刀具刃的圆孔50b1。

另外，环型刀具50以与被形成为沿着刀夹50a的周缘部的圆弧状的左右一对圆弧状片材部件51（51A、51B）叠层的形态，向从活塞44的前端部离开的方向被弹簧加载保持。

即，固定螺栓52，如图5所示，沿着左侧和右侧的圆弧状片材部件51（51A、51B）的各自的圆弧邻接地各配置了4条，在邻接的固定螺栓52、52之间配置了导向销54。

固定螺栓52，如图2所示，经垫片53a及轴环53b拧入安装在活塞44前端部，刀具50及圆弧状片材部件51能够沿轴环53b的外周在轴方向滑动。

另一方面，在圆弧状片材部件51的背面侧，由螺母56固定的导向销54突出，导向销52在轴方向可滑动地与被压入设置在活塞44前端部的带阶梯的孔44a的套筒53卡合。在圆弧状片材部件51和带阶梯的孔44a的阶梯差部之间，夹装了压缩螺旋弹簧55。

这样，环型刀具50被保持为压缩螺旋弹簧55的弹簧力经左右一对圆弧状片材部件51A、51B发挥作用的形态，在第二工件W2以由第二工件W2的突出余量（未由把持机构34把持的工件前方突出长度）d贯通刀具50（的圆孔50b1）的方式前进而与第一工件W1摩擦压接的工序中，存在与第二工件W2一体地前进的往复台30前端部的夹紧机构34（夹紧爪35A、35B）与刀具50干涉的情况，但是，在这样的情况下，被夹紧机构34推的刀具50及圆弧状片材部件51沿轴线L沉入（后退），进行规定的推压力（压接力）作用于第一棒状工件W1的端面和第二棒状工件W2的端面之间的适当的摩擦压接。另外，作为压缩螺旋弹簧55的弹簧力，希望是对摩擦压接工件W1、W2时的推压力（压接力）几乎不带来影响的程度的弱的弹簧力。例如，摩擦压接工件W1、W2时的推压力（压接力）是约6500N，与此相对，压缩螺旋弹簧55的弹簧力是约85N的程度。

另外，固定螺栓52及导向销54，如图5所示，离开地配置在环型刀具50的左侧和右侧，但是，其左右的间隔L2与往复台30前端的夹紧机构34（夹紧爪35A、35B）的左右宽度L1（参照图4）相比充分大。因此，在往复台30前进而往复台30的前端部与刀具50干涉（抵接）的情况下，不存在往复台30前端的夹紧机构34（夹紧爪35A、35B）与刀具50侧的固定螺栓52、导向销54干涉的情况，而且，由于向夹紧爪35A、35B的前面侧突出的夹紧块37的平坦的前面与刀具50中央部的平面区域抵接，所以刀具50及圆弧状片材51能够沿轴线L正确地沉入（后退）。

特别是，相对于以在旋转的第一棒状工件W1和前进的第二棒状工件W2之间不配置去毛刺用的刀具的状态进行摩擦压接的以往技术（以往的摩擦压接机），在本实施例中，因为以将配置在第一棒状工件W1的前方的环型刀具50（的圆孔50b1）贯通的方式使第二棒状工件W2前进进行摩擦压接，所以有必要使第二棒状工件W2的突出余量（未被把持机构34把持的工件前方突出长度）d与以往的摩擦压接机中的第二工件的突出余量相比至少仅长（大）与刀具50的厚度相当的量，以便往复台30前端部的夹紧机构34（夹紧爪35A、35B）与刀具50不干涉。即，若在摩擦压接工件W1、W2时产生的毛刺w与刀具接触，则毛刺和刀具熔敷，或刀具50的寿命因摩擦热而降低等，不能顺畅地执行摩擦压接工序及去毛刺工序。

但是，若第二棒状工件W2的突出余量d变长（大），则在摩擦压接工件W1、W2的端面彼此时，存在工件接合部相对于旋转主轴22的轴线L偏移，不产生工件接合体W的轴芯的精度（工件接合体W的第一棒状工件W1侧的轴芯和第二棒状工件W2侧的轴芯倾斜）的危险。

因此，在本实施例中，第一，以如下的方式构成：通过在不与在摩擦压接工件W1、W2时产生的毛刺w接触的范围内将环型刀具50尽可能接近地配置在第一棒状工件W1的前端部，能够与此相应地缩短（缩小）第二棒状工件W2的突出余量d，由此，在摩擦压接工件W1、W2的端面彼此时，工件接合部相对于旋转主轴22的轴线L1的偏移被抑制。

第二，由于环型刀具50被构成为能够由导向销54沿旋转轴22的轴线L滑动，并且被构成为由压缩弹簧55向前方进行弹簧加载保持，若从前方被推压则能够反抗弹簧加载力地顺畅地后退，所以即使将第二棒状工件W2的突出余量d缩短（缩小）到在摩擦压接工件W1、W2时往复台30的前端部（把持机构34）与刀具50干涉（推压刀具50）的程度，在第二棒状工件W2贯通环型刀具50而前进时，被推到往复台30的前端部（把持机构34）的刀具50也与第二棒状工件W2的前进相关联地顺畅地后退，因此，不存在工件W1、W2的恰当的摩擦压接被妨碍的情况。另外，通过将第二棒状工件W2的突出余量d缩短（缩小）到在摩擦压接工件W1、W2时往复台30的前端部（把持机构34）与刀具50干涉（推压刀具50）的程度，在摩擦压接工件W1、W2时，也不存在工件接合部相对于旋转主轴22的轴线L大幅地偏移的情况。

另外，环型刀具50（的圆孔50b1）的内径D，发明者多次试制的结果，被构成为作为最希望的被考虑的大小的工件接合体W（棒状工件W1、W2）的外径d的约1.1倍（D≒1.1d），在摩擦压接工序中，棒状工件W2能够贯通环型刀具50（的圆孔50b1）地顺畅地前进，并且在去毛刺工序中，能够将形成在棒状工件W1、W2的接合部外周的环状的毛刺w确实且顺畅地剪断除去。

即，因为若环型刀具50（的圆孔50b1）的内径相对于工件W1、W2的外径过大，则不能去净毛刺w（在工件接合部残留毛刺w的被剪断部），所以后处理变得麻烦。另一方面，若环型刀具50（的圆孔50b1）的内径相对于工件W1、W2的外径过于接近（刀具50的内径和工件W1、W2的外径之间的缝隙窄），则存在在摩擦压接工序中棒状工件W2不能贯通环型刀具50（的圆孔50b1）地顺畅地前进，在去毛刺工序中损伤工件接合体的表面的危险。

可是，环型刀具50的内径D，不管工件W1、W2的外径怎样，都设定为棒状工件W1、W2的外径d的约1.1倍（D≒1.1d），能够将毛刺w更确实地剪断除去，除去了毛刺w的工件接合部的表面也光滑。

另外，环型刀具50的圆孔50b1，如图8（a）所示，由作为刀具发挥功能的被形成为正圆的规定宽度的背面侧直线部50b11和越向前面侧去径越大的锥部50b12构成。锥部50b12是用于在将工件W1从刀具50的前面侧插入旋转主轴22前端部22a的工件插入孔H1时，使工件W2容易插通在圆孔50b1中的部分，并非必要，也可以由直线部构成圆孔50b1整体。

接着，参照图2及图6～图10，说明摩擦压接第一工件W1和第二工件W2的工序和将在工件接合部产生的环状的毛刺剪断除去的去毛刺工序。

首先，如图2所示，将工件W1插入主轴台20中的旋转主轴22前端部22a的工件插入孔H1，由卡盘机构24卡紧。另一方面，将工件W2插入从主轴台20充分地离开的往复台30的工件插入孔H2，由夹紧机构34夹紧。

接着，驱动伺服马达23，使工件W1与旋转主轴22一体地旋转，并且驱动伺服马达32，使工件W2与往复台30一体地前进。工件W2，如图6、7所示，以贯通环型刀具50的方式前进，向与旋转主轴22一体地旋转的工件W1推压，在刀具50的旋转主轴22侧，工件W1和工件W2的端面彼此摩擦压接。

详细地说，工件W1和工件W2的接触部分由规定的摩擦推力（例如，6500N）加热，在工件W1的旋转急停止的同时，被附加顶锻推力（例如，13000N），压接结束，但是，在工件W1和工件W2的接合部产生环状的毛刺w。

图8是说明工件W2与工件W1摩擦压接的样子的说明图，（a）是表示工件W2前进而与工件W1抵接的即将开始摩擦压接前的状态（与图6对应的图），（b）是表示工件W1和工件W2的摩擦压接结束，在接合部产生了毛刺w的状态（与图7对应的图）。

在本实施例中，例如，SUH11制的第一工件W1被构成为全长100mm、轴部外径6mm，SUH35制的第二工件W2被构成为全长50mm、轴部外径6mm，并且第一工件W1和第二工件W2的总余量（因摩擦压接而缩小的工件W1、工件W2的全长）被设定为6mm，工件W1的前端部和刀具50的间隙δ1被设定为1.2mm，第二工件W2的突出余量d被设定为在摩擦压接工序中往复台30前端部的夹紧机构34在前进途中与刀具50干涉的10mm。另外，在图8中，符号P0表示工件W1、W2的抵接位置，符号P1表示工件W1、W2的接合位置（与图8（a）所示的符号P0对应的位置），符号P34表示即将开始摩擦压接前的夹紧机构34前端部的位置，符号P50表示即将开始摩擦压接前的刀具50前面的位置。

而且，往复台30（夹紧机构34），如图8（a）所示，从工件W2的前端部贯通刀具50并与工件W1抵接而摩擦推力开始作用的摩擦压接开始位置前进3.8mm左右，与刀具50干涉。在往复台30（夹紧机构34）与刀具50干涉的位置，使工件W1的旋转急停止，同时，以高推力使往复台30前进（向工件W1、W2的压接面附加顶锻推力），由此，如图8（b）所示，往复台30（工件W2）及刀具50进一步前进2.2mm左右，在工件W1和工件W2的接合部产生环状的毛刺w。

即，摩擦压接结束了的工件接合体W，如图7所示，其两端部被旋转主轴22（的卡盘机构24）和往复台30（的夹紧机构34）把持，被保持为贯通环型刀具50（的圆孔50b1）的形态，但是，在位于刀具50的旋转主轴22侧的接合部的外周形成了环状的毛刺w。另外，如图8（b）所示，毛刺w和刀具50之间离开了0.7mm的间隙δ2。

接着，如图9所示，驱动油压缸40，刀具50向旋转主轴22侧移动，将环状的毛刺w剪断。

接着，将由旋转主轴22侧的卡盘机构24对工件接合体W的卡紧解除，如图10所示，使工件接合体W与往复台30一体地从旋转主轴22后退，将工件接合体W从旋转主轴22（的工件插入孔H1）及环型刀具50拔出。在工件接合体W从刀具50（的圆孔50b1）拔出时，环状的毛刺w从工件接合体W分离而落下。

从工件接合体W分离了的毛刺w沿刀具50的背面落下，但是，圆弧状片材部件51（51A、51B）向左右离开，毛刺w不会挂在圆弧状片材部件51上，而是确实地向配置在刀具50的下方的托盘（未图示）落下。

最后，解除由往复台30的夹紧机构34对工件接合体W的夹紧，从往复台30的工件插入孔H2拔出工件接合体W。

这样，本实施例的去毛刺装置，是由配置在主轴台20和往复台30之间的环型刀具50和设置在主轴台20的壳体前端部的作为刀具驱动组件的圆环状的油压缸40构成的非常简洁且紧凑的去毛刺装置，组装了去毛刺装置的摩擦压接机整体也紧凑，也不存在占据大的摩擦压接机设置空间的情况。

另外，由于在摩擦压接了工件W1、W2彼此后，能够立即将毛刺w剪断除去，所以从工件彼此的接合到去毛刺为止的循环时间明显缩短。

另外，由于将刚摩擦压接后的柔软的状态的毛刺w剪断除去，所以能够将毛刺w确实且顺畅地除去，并且除去了毛刺w的工件接合部的表面也光滑，与此相应地，后处理也变得简单。

图11是作为本发明的第二实施例的摩擦压接机的去毛刺装置的主要部分纵剖视图。

在上述的第一实施例中，与第二棒状工件W2的形状（具有与轴部相比径大的伞部对应区域的形状）对应地，设置在往复台30的前端部的工件把持机构由能够使工件W2从往复台30的侧方出入于工件插入孔H2的夹紧机构34（夹紧爪35A、35B）构成，与此相对，在此第二实施例中，由耐热性优异的金属材料（SUH35）构成的第二棒状工件W2’是与由机械的强度优异的金属材料（SUH11）构成的第一棒状工件W1大致相同的形状。

因此，作为设置在往复台30A的前端部的工件把持机构，设置了与能够使工件W2’从往复台30的前方出入于工件插入孔H2的设置在主轴台20的旋转主轴22的前端部的作为工件把持机构的卡盘机构24相同构造的卡盘机构24A。

除此之外，与上述第一实施例相同，通过标注相同的符号，省略重复的说明。

图12、13是表示作为本发明的第三实施例的摩擦压接机的去毛刺装置的作为主要部分的环型刀具，图12（a）是环型刀具的正视图，图12（b）是刀具主体的正视图，图13（a）是刀夹台的纵剖视图（沿图12（a）所示的线XIIIa-XIIIa的剖视图），图13（b）是刀夹台的水平剖视图（沿图12（a）所示的线XIIIb-XIIIb的剖视图），图13（c）是将一部分剖开来表示的刀夹台的立体图。

符号60表示环型刀具，刀具60由在中央设置了大的圆孔63的大致圆盘形状的刀夹台62、与刀夹台62内周的滑动槽66进行卡口卡合的刀夹60a和由螺钉或其它紧固组件固定在刀夹60a中央的卡合孔60a1上的刀具主体60b构成。在刀具主体60b的中央部，形成了用于将毛刺剪断的圆孔60b1。

在形成滑动槽66的刀夹台62的圆孔63的内周缘部，形成了与刀夹台62的背面对齐的面的背面侧法兰部64，在刀夹台62前面中的夹着圆孔63的左右两侧，形成了与背面侧法兰部64对应的左右一对前面侧法兰部65、65，在两法兰部64、65之间形成了沿着圆孔63的内周的左右一对正视时圆弧状的滑动槽66。

另一方面，刀夹60a的左右的侧缘部60a2、60a2被形成为与刀夹台62的滑动槽66卡合的圆弧状，其上下长度L3被形成得比刀夹台62的前面侧法兰部65、65形成区域65a、65a的宽度L4短一些。而且，如图12（a）假想线所示，使刀夹60a为纵长，使得其背面侧与刀夹台62的前面侧法兰部65、65形成区域65a、65a之间的背面侧法兰部64抵接，使刀夹60a顺时针转动，由此，刀夹60a的侧缘部60a1、60a与刀夹台62的滑动槽66、66进行卡口卡合，刀夹60a和圆孔的周缘部成为对齐的面。

符号67是被压入固定在刀夹台62的前面侧法兰部65的圆孔65a1而向滑动槽66内突出的定位销，通过刀夹60a的侧缘端部60a3、60a3与定位销67、67抵接，能够相对于刀夹台62将刀夹60a在周方向定位。另外，由于若刀夹60a被定位，则刀夹台62和刀夹60a的各自的螺栓插通孔68、69一致，所以通过经刀夹台62侧的孔68将螺栓（未图示）拧入安装在刀夹侧的孔69，能够将刀夹60a与刀夹台62固定一体化。

另一方面，若将刀夹60a从刀夹台62拆卸，则只要将螺栓（未图示）拆下，将刀夹60a逆时针转动90度，将刀夹60a的侧缘部60a2、60a2的与刀夹台62的滑动槽66、66的卡合解脱，就能够将刀夹60a简单地从刀夹台62分离。

在上述第一实施例中，在更换刀具主体50a的情况下，必须从活塞44分离刀夹60a，非常麻烦，与此相对，在本实施例中，由于能够相对于与活塞44连结的刀夹台62简单地拆装刀夹60a，所以刀具主体60b的更换容易。

另外，符号62a、62b是形成在刀夹台62上的用于固定螺栓52（参照图5）插通的孔、用于导向销54（参照图5）的外螺纹部插通的孔。

另外，如图12（a）所示，背面侧法兰部64的正视时上侧区域64a呈圆弧状地延伸，但是，背面侧法兰部64的正视时下侧区域在与前面侧法兰部65、65形成区域65a、65a的相向侧面65b、65b对应的位置被切掉一部分，在刀具主体60b（的圆孔60b1）的背面侧下方，没有成为落下的毛刺w的障碍的部位，在去毛刺工序中，从工件接合体W分离的毛刺w确实地向配置在刀具60的下方的托盘（未图示）落下。

除此之外，与上述的第一实施例相同，通过标注相同的符号，省略其重复的说明。

另外，在上述的第一～第三实施例中，与油压缸40的活塞44的前端部连结的环型刀具50（60）被构成为，若从前方被推压则能够反抗弹簧加载力而后退，并且被构成为第二棒状工件W2的突出余量d被设定得短到在摩擦压接时往复台30的前端部（把持机构34）与刀具50（60）干涉（推压）的程度，在摩擦压接工件W1、W2（W2’）时，使相对于工件接合部的轴线L的偏移少，但是，也可以构成为将第二棒状工件W2的突出余量d设定为规定的长度，以便在进行工件W1、W2（W2’）的摩擦压接时往复台30的前端部（把持机构34）与刀具50不干涉，在刀具50的旋转主轴22侧，摩擦压接工件W1、W2（W2’），在这样的结构中，可以是将刀具50经固定螺栓固定在活塞44的前端部的单纯的构造。即，不需要刀具50被往复台30推而与轴线L平行地后退这样的复杂的构造。

另外，在上述的第一～第三实施例中，由油压缸40构成了使刀具50沿旋转主轴22的轴线L移动的刀具驱动组件，但是也可以由空气压缸和其它的流体压缸构成。

另外，在上述的第二实施例中，被构成为在旋转主轴22侧把持由机械的强度优异的金属材料（SUH11）构成的第一棒状工件W1，在往复台30侧把持由耐热性优异的金属材料（SUH35）构成的第二棒状工件W2’，将第二棒状工件W2的端面向旋转的第一棒状工件W1的端面推压而摩擦压接两工件W1、W2，但是，也可以构成为由耐热性优异的金属材料（SUH35）构成第一棒状工件W1，由机械的强度优异的金属材料（SUH11）构成第二棒状工件W2’，将SUH11制的棒状工件W2的端面向旋转的SUH35制的棒状工件W2的端面推压而摩擦压接两工件。

另外，在上述的实施例中，摩擦压接的一对工件的一方由SUH35构成，另一方由SUH11构成，但是，构成工件W1、W2的金属材料不限于这些，只要是能够通过摩擦压接进行接合的金属材料，由怎样的金属材料构成均可。

符号说明

10：摩擦压接机；12：架台框架；20：主轴台；21：旋转主轴的箱体；22：旋转主轴；22a：旋转主轴前端部；23：旋转主轴驱动用的伺服马达；24：工件插入孔；25：作为工件把持机构的卡盘机构；26：止动器；27：卡盘主体；30：作为副轴的往复台；H1：工件插入孔；31：线性导轨；32：往复台驱动用的伺服马达；33：滚珠丝杆；34：作为工件把持机构的夹紧机构；35A、35B：夹紧爪；H2：工件插入孔；d：第二工件的突出余量；40：作为刀具驱动组件的油压缸；44：圆筒型活塞；50、60：环型刀具；50b1、60b1：刀具的圆孔；51（51A、51B）：圆弧状片材部件；52：固定螺栓；54：导向销；55：压缩螺旋弹簧；W1：第一棒状工件；W2、W2’：第二棒状工件；W：棒状工件接合体；w：环状的毛刺。

Claims (5)

1.一种摩擦压接机的去毛刺装置，所述摩擦压接机具备水平地配设的旋转主轴；被设置在上述旋转主轴的前端部，与该旋转主轴呈同轴状地把持第一棒状工件的把持机构；能够沿上述旋转主轴的轴线在接近背离方向往复动作的副轴；和被设置在与上述旋转主轴的前端部正对的上述副轴的前端部，与上述第一棒状工件呈同轴状地把持第二棒状工件的把持机构，使上述第二棒状工件与上述副轴一体地相对于与上述旋转主轴一体地旋转的第一棒状工件前进，将第二棒状工件的端面向旋转的第一棒状工件的端面推压而摩擦压接两工件，其特征在于，

上述第一、第二棒状工件被形成为同径，在被上述旋转主轴把持的第一棒状工件的前方设置了环型刀具，该环型刀具具有比上述棒状工件的外径稍大的内径，能够沿上述旋转主轴的轴线移动。

2.如权利要求1所述的摩擦压接机的去毛刺装置，其特征在于，上述刀具的驱动组件由圆环型流体压缸构成，该圆环型流体压缸被设置在上述旋转主轴的箱体前端部，围绕内置把持机构的上述旋转主轴的前端部。

3.如权利要求1或2所述的摩擦压接机的去毛刺装置，其特征在于，上述环型刀具被配置成从被上述旋转主轴把持的第一棒状工件的前端部仅离开不与在摩擦压接工件时产生的毛刺接触的最短距离。

4.如权利要求2或3所述的摩擦压接机的去毛刺装置，其特征在于，上述环型刀具被构成为，经导向销在轴方向可滑动地被连结在构成上述圆环型流体压缸的筒型活塞的前端部，并且由夹装在上述活塞和上述刀具之间的弹簧部件向从活塞离开的方向进行弹簧加载，在上述第二棒状工件相对于上述第一棒状工件前进而进行摩擦压接时，上述刀具被上述副轴的前端部推压而后退。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的摩擦压接机的去毛刺装置，其特征在于，上述环型刀具的内径D被构成为上述棒状工件的外径d的约1.1倍（D≒1.1d）。

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