CN106475449B - 圆筒状材料的旋压装置及旋压成型方法 - Google Patents

圆筒状材料的旋压装置及旋压成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种即使有较大的张力作用于圆筒状材料的轴向上，形成于圆筒状材料的突出缘部也不会发生变形而从张力赋予机构脱落的圆筒状材料的旋压装置及旋压成型方法。所述旋压装置具备：张力赋予机构(4)，其经由形成于圆筒状材料(1)的开放端部的突出缘部(11)向圆筒状材料(1)的轴向赋予张力；及支承机构(5)，在其与该张力赋予机构(4)之间夹持圆筒状材料(1)的突出缘部(11)，并且，在通过张力赋予机构(4)和支承机构(5)夹持圆筒状材料(1)的突出缘部(11)的状态下，向圆筒状材料(1)的轴向赋予张力的同时进行减径挤压加工。

Description

圆筒状材料的旋压装置及旋压成型方法
本申请主张基于2015年8月31日申请的日本专利申请第2015-170074号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种圆筒状材料的旋压装置及旋压成型方法。
背景技术
以往，为了制造打印机或复印机的辊或硒鼓、保温瓶的内胆等，广泛使用基于旋压装置的旋压成型方法(例如，参考专利文献1)。
如图3所示，基于该旋压装置的旋压成型方法通过将金属制的圆筒状材料10套装于心轴20上，并使张力赋予机构40经由形成于圆筒状材料10的开放端部的突出缘部11向圆筒状材料10的轴向赋予张力，并且使滚轮30从外周侧按压圆筒状材料10而进行减径挤压加工，从而实现圆筒状材料10的伸长及薄壁化。
接着，利用例如叉子状的夹具(省略图示)经由形成于圆筒状材料10的开放端部的突出缘部11或形成于封闭端部(一部分封闭的端部)的突出缘部12使实施了减径挤压加工后的圆筒状材料10朝向心轴20的前端侧(图3中为右侧)移动，从而使实施了减径挤压加工后的圆筒状材料10从心轴20脱模。
专利文献1：日本特开2009-6359号公报
如此，在基于圆筒状材料的旋压装置的旋压成型方法中，在实现圆筒状材料10的伸长及薄壁化时，为了避免产生褶皱，需要通过张力赋予机构40并经由形成于圆筒状材料10的开放端部的突出缘部11向圆筒状材料10的轴向赋予张力，因此通常在圆筒状材料10的开放端部形成凸缘状的突出缘部11，并且通过能够沿心轴的轴向移动的张力赋予机构40按压该突出缘部11以使其移动，从而向圆筒状材料10的轴向赋予张力。
然而，根据进行旋压成型的圆筒状材料，有时需要增大向圆筒状材料10的轴向赋予的张力，而有较大的张力作用于轴向上时，存在凸缘状的突出缘部11发生变形而从张力赋予机构40脱落的问题。
并且，要求用于使实施了减径挤压加工后的圆筒状材料10朝向心轴20的前端侧移动从而使圆筒状材料10从心轴20脱模的叉子状的夹具以不与滚轮30发生干扰的方式动作，因此，存在作业周期时间增加的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述以往的圆筒状材料的旋压装置及旋压成型方法所具有的问题而作出的，其第1目的在于提供一种即使有较大的张力作用于圆筒状材料的轴向上，形成于圆筒状材料的突出缘部也不会发生变形而从张力赋予机构脱落的旋压装置及旋压成型方法。
并且，本发明的第2目的在于提供一种能够顺利进行通过使实施了减径挤压加工后的圆筒状材料朝向心轴的前端侧移动从而使实施了减径挤压加工后的圆筒状材料从心轴脱模的工作，并且尤其能够缩短作业周期时间的圆筒状材料的旋压装置及旋压成型方法。
为了实现上述第1目的，本发明提供一种圆筒状材料的旋压装置，其通过将金属制的圆筒状材料套装在心轴上，并向该圆筒状材料的轴向赋予张力的同时使滚轮从外周侧按压圆筒状材料而进行减径挤压加工，从而实现圆筒状材料的伸长及薄壁化，所述旋压装置的特征在于，具备：张力赋予机构，其经由形成于圆筒状材料的开放端部的突出缘部向圆筒状材料的轴向赋予张力；及支承机构，在其与该张力赋予机构之间夹持圆筒状材料的突出缘部，在通过张力赋予机构和支承机构夹持圆筒状材料的突出缘部的状态下，向圆筒状材料的轴向赋予张力的同时进行减径挤压加工。
此时，为了实现上述第2目的，本发明的圆筒状材料的旋压装置在实施了减径挤压加工之后，可以使所述支承机构以支承着实施了减径挤压加工后的圆筒状材料的突出缘部的状态朝向心轴的前端侧移动，从而使圆筒状材料从心轴脱模。
并且，所述张力赋予机构以及支承机构的与圆筒状材料接触的接触部可以设置成与心轴一同旋转且能够沿心轴的轴向移动。
并且，本发明提供一种的基于圆筒状材料的旋压装置的旋压成型方法，其通过将金属制的圆筒状材料套装在心轴上，并向该圆筒状材料的轴向赋予张力的同时使滚轮从外周侧按压圆筒状材料而进行减径挤压加工，从而实现圆筒状材料的伸长及薄壁化，所述旋压成型方法的特征在于，在通过张力赋予机构和支承机构夹持圆筒状材料的突出缘部的状态下，向圆筒状材料的轴向赋予张力的同时进行减径挤压加工，其中，所述张力赋予机构经由形成于圆筒状材料的开放端部的突出缘部向圆筒状材料的轴向赋予张力，并且在所述支承机构与该张力赋予机构之间夹持圆筒状材料的突出缘部。
此时，在实施了减径挤压加工之后，可以使所述支承机构以支承着实施了减径挤压加工后的圆筒状材料的突出缘部的状态朝向心轴的前端侧移动，从而使圆筒状材料从心轴脱模。
并且，所述张力赋予机构及支承机构的与圆筒状材料接触的接触部可以设置成与心轴一同旋转且能够沿心轴的轴向移动，并且在实施了减径挤压加工之后，使张力赋予机构朝向心轴的前端侧移动，与此同时支承机构以支承着实施了减径挤压加工后的圆筒状材料的突出缘部的状态朝向心轴的前端侧移动。
并且，所述滚轮的从滚轮待机位置朝向减径挤压加工位置的移动以及从减径挤压加工位置朝向滚轮待机位置的移动可以与张力赋予机构沿心轴轴向的移动同步进行。
根据本发明的圆筒状材料的旋压装置及旋压成型方法，其具备：张力赋予机构，其经由形成于圆筒状材料的开放端部的突出缘部向圆筒状材料的轴向赋予张力；及支承机构，在其与该张力赋予机构之间夹持圆筒状材料的突出缘部，并且，在通过张力赋予机构和支承机构夹持圆筒状材料的突出缘部的状态下，向圆筒状材料的轴向赋予张力的同时进行减径挤压加工，从而能够提高圆筒状材料的突出缘部的保持力。由此，无需采取对圆筒状材料的突出缘部进行特殊加工或降低张力而进行减径挤压加工等规避方法，即使在较大的张力作用于圆筒状材料的轴向上的情况下，也能够避免出现形成于圆筒状材料的突出缘部发生变形而从张力赋予机构脱落的情况，从而能够提高旋压成型的工作效率。
并且，通过使所述支承机构以支承着实施了减径挤压加工后的圆筒状材料的突出缘部的状态朝向心轴的前端侧移动，从而使圆筒状材料从心轴脱模。而且，所述张力赋予机构以及支承机构的与圆筒状材料接触的接触部设置成与心轴一同旋转且能够沿心轴的轴向移动，并且在实施了减径挤压加工之后，使张力赋予机构朝向心轴的前端侧移动，与此同时支承机构以支承着实施了减径挤压加工后的圆筒状材料的突出缘部的状态朝向心轴的前端侧移动，而且，使所述滚轮的从滚轮待机位置朝向减径挤压加工位置的移动以及从减径挤压加工位置朝向滚轮待机位置的移动与张力赋予机构沿心轴轴向的移动同步进行，由此，能够顺利进行通过使实施了减径挤压加工后的圆筒状材料朝向心轴的前端侧移动从而使实施了减径挤压加工后的圆筒状材料从心轴脱模的工作，并且尤其是能够缩短作业周期时间，能够进一步提高旋压成型的工作效率。
附图说明
图1(a)及图1(b)是表示基于本发明的圆筒状材料的旋压装置的旋压成型方法的一例的工序说明图。
图1(c)及图1(d)是表示基于本发明的圆筒状材料的旋压装置的旋压成型方法的一例的工序说明图。
图2(a)及图2(b)是本发明的圆筒状材料的旋压装置的说明图，其中，图2(a)是整体的说明图，图2(b)是主要部分的说明图。
图3是表示基于以往的圆筒状材料的旋压装置的旋压成型方法的说明图。
图中：1-圆筒状材料，11-突出缘部，2-心轴，3-滚轮，4-张力赋予机构，41-圆筒状部件，41a-内周缘部，42-杆，43-轴承，5-支承机构，51-圆筒状部件，51a-端部，52-移动机构，6-旋转支承台，7-尾座。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的圆筒状材料的旋压装置及旋压成型方法的实施方式进行说明。
图1(a)至图2(b)中示出了基于本发明的圆筒状材料的旋压装置的旋压成型方法的一例。
该圆筒状材料的旋压装置通过将金属制的圆筒状材料1套装在心轴2上，并向圆筒状材料1的轴向赋予张力的同时使滚轮3从外周侧按压圆筒状材料1而进行减径挤压加工，从而实现圆筒状材料1的伸长及薄壁化，旋压装置具备：张力赋予机构4，其经由形成于圆筒状材料1的开放端部的突出缘部11向圆筒状材料1的轴向赋予张力；及支承机构5，在其与该张力赋予机构4之间夹持圆筒状材料1的突出缘部11，在通过张力赋予机构4和支承机构5夹持圆筒状材料1的突出缘部11的状态下，向圆筒状材料1的轴向赋予张力的同时进行减径挤压加工。
此时，圆筒状材料1可以使用适于最终产品的由铁、不锈钢、铝、铝合金、铜、镁等各种金属制成的圆筒状材料。
圆筒状材料1的形状并未特别限定，只要在圆筒状材料1的开放端部形成有能够被张力赋予机构4和支承机构5夹持的突出缘部11即可，可以使用与最终产品相对应的、如本实施例那样的端部被封闭从而在套装于心轴2上时能够被心轴2的前端部支承的有底状的圆筒状材料，另外也可以使用如图3所示的以往例那样的端部的一部分被封闭从而在套装于心轴2上时能够被心轴2的前端部支承的圆筒状材料以及还形成有突出缘部12的圆筒状材料等。
在此，突出缘部11的形状并未特别限定，但优选设为容易成型加工且容易被张力赋予机构4和支承机构5夹持的凸缘形状。
心轴2安装于旋转支承台6，并且心轴2能够以在心轴2上安装有圆筒状材料1的状态进行旋转。
另外，在本实施例中，供心轴2安装的旋转支承台6采用了旋转轴为纵轴式的旋转支撑台，但如图3的以往例所示，也可以采用横轴式。
滚轮3用于从安装于心轴2的圆筒状材料1的外周侧按压该圆筒状材料从而进行减径挤压加工，在本实施例中，多个滚轮3(更具体而言三个滚轮3)夹着心轴2而配置于对称的位置。
张力赋予机构4用于经由形成于圆筒状材料1的开放端部的突出缘部11向圆筒状材料1的轴向赋予张力。在本实施例中，张力赋予机构4由圆筒状部件41构成，该圆筒状部件41经由杆42及轴承43安装于与旋转支承台6对置且相对于旋转支承台6能够靠近或分开的尾座7上。通过使该圆筒状部件41的向内周侧突出的内周缘部41a抵接于圆筒状材料1的突出缘部11(在本实施例中，使内周缘部41a的下表面抵接于突出缘部11的上表面)，能够经由突出缘部11向圆筒状材料1的轴向赋予张力。
由此，由于张力赋予机构4的与圆筒状材料1接触的接触部(即圆筒状部件41)经由杆42及轴承43安装于尾座7，因而圆筒状部件41从动于心轴2而一同旋转，并且能够沿心轴2的轴向移动。
杆42构成为，俯视时四根(根据滚轮3的个数及配置，也可设为三根)杆42配置于正方形的顶点位置，由此，能够使滚轮3通过杆42之间的间隙而定位，从而能够实施用滚轮3从外周侧按压圆筒状材料1的减径挤压加工。
在圆筒状材料1使用如图3的以往例那样的端部的一部分被封闭从而在套装于心轴2上的状态下能够被心轴2的前端部支承的圆筒状材料(能够使心轴2的前端面的中心部暴露的材料)时，可以在供张力赋予机构4安装的尾座7上设置心轴轴心支承机构(省略图示)，从而使心轴2在双支承的状态下进行旋转。
另外，在圆筒状材料1使用如本实施例那样的端部被封闭从而在套装于心轴2上的状态下能够被心轴2的前端部支承的有底状的圆筒状材料时，不设置心轴轴心支承机构，使心轴2在悬臂状态下进行旋转。
支承机构5用于在支承机构5与张力赋予机构4之间夹持圆筒状材料1的突出缘部11。在本实施例中，支承机构5由经由移动机构52安装于旋转支承台6的圆筒状部材51构成。通过使该圆筒状部件51的端部51a抵接于圆筒状材料1的突出缘部11(在本实施例中，使端部51a的上表面抵接于突出缘部11的下表面)，圆筒状部件51能够经由突出缘部11在轴向上支承圆筒状材料1。
由此，由于支承机构5的与圆筒状材料1接触的接触部(圆筒状部件51)经由移动机构52安装于旋转支承台6，因而圆筒状部件51从动于心轴2而一同旋转，并且能够沿心轴2的轴向移动。
在此，支承机构5的移动机构52可以使用液压缸等致动器或弹簧机构，并且，尾座7的驱动机构(省略图示)可以使用液压缸等致动器。
并且，如本实施例那样，可以将支承机构5经由移动机构52安装于旋转支承台6。另外，还可以将支承机构5设为相对于张力赋予机构4能够移动的夹具结构，并将其安装于张力赋予机构4侧。
而且，在支承机构5支承着实施了减径挤压加工后的圆筒状材料1的突出缘部11的状态下，通过移动机构52使支承机构5朝向心轴2的前端侧移动，从而能够使圆筒状材料1从心轴2脱模。
在供支承机构5安装的旋转支承台6上还可以设置顶出机构(省略图示)，该顶出机构穿过心轴2的内部而按压实施了减径挤压加工后的圆筒状材料1的封闭(一部分封闭)的端部。
接着，对该圆筒状材料的旋压装置的动作进行说明。
首先，如图1(a)所示，将圆筒状材料1套装在心轴2上。
接着，如图1(b)所示，使尾座7靠近旋转支承台6，从而利用张力赋予机构4的圆筒状部件41的内周缘部41a和支承机构5的圆筒状部件51的端部51a来夹持圆筒状材料1的突出缘部11。
接着，在该状态下使尾座7进一步靠近旋转支承台6(将尾座7的驱动机构的按压力设为大于支承机构5的移动机构52的按压力)，从而使张力赋予机构4经由形成于圆筒状材料1的开放端部的突出缘部11向圆筒状材料1的轴向赋予张力(此时，张力赋予机构4的圆筒状部件41的内周缘部41a和支承机构5的圆筒状部件51的端部51a以夹持圆筒状材料1的突出缘部11的状态向靠近旋转支承台6的方向移动)，并且使滚轮3从外周侧按压圆筒状材料1从而进行减径挤压加工，由此，实现圆筒状材料1的伸长及薄壁化。
由此，能够提高圆筒状材料1的突出缘部11的保持力，并且无需采取对圆筒状材料1的突出缘部11进行特殊加工或降低产生褶皱的主要原因的张力而进行减径挤压加工等规避方法，即使在较大的张力作用于圆筒状材料1的轴向上的情况下，也能够避免出现形成于圆筒状材料1的突出缘部11发生变形而从张力赋予机构4脱落导致无法进行加工的情况，从而能够提高旋压成型的工作效率。
接着，在减径挤压加工结束之后，如图1(d)所示，使尾座7远离旋转支承台6，从而使张力赋予机构4朝向心轴2的前端侧移动以使其从心轴2脱离，并且在支承机构5支承着实施了减径挤压加工后的圆筒状材料1的突出缘部11的状态下，通过移动机构52使支承机构5朝向心轴2的前端侧移动，从而使圆筒状材料1从心轴2脱模。
此时，可以在使张力赋予机构朝向心轴的前端侧移动的同时，使支承机构5以支承着实施了减径挤压加工后的圆筒状材料1的突出缘部11的状态朝向心轴2的前端侧移动。
上述动作可以通过消除基于尾座7的驱动机构的按压力从而使基于支承机构5的移动机构52的按压力变大而实现。
由此，能够顺利进行通过使实施了减径挤压加工后的圆筒状材料1朝向心轴2的前端侧移动从而使实施了减径挤压加工后的圆筒状材料1从心轴2脱模的工作，并且，尤其是通过消除基于尾座7的驱动机构的按压力而利用基于支承机构5的移动机构52的按压力使圆筒状材料1自动从心轴2脱模，由此能够缩短作业周期时间，能够提高旋压成型的工作效率。
并且，通过使滚轮3从滚轮待机位置(不与张力赋予机构4产生干扰的外侧位置)向减径挤压加工位置移动，使滚轮3通过张力赋予机构4的杆42之间的间隙而定位，从而能够进行用滚轮3从外周侧按压圆筒状材料1的减径挤压加工，但是可以使滚轮3的动作和张力赋予机构4沿心轴2轴向的移动同步进行，具体而言，可以使滚轮3从滚轮待机位置向减径挤压加工位置的移动及从减径挤压加工位置向滚轮待机位置的移动和张力赋予机构4沿心轴2轴向的移动同步进行。
由此，能够使滚轮3与张力赋予机构4互不干扰，从而能够缩短作业周期时间，能够提高旋压成型的工作效率。
以上，根据实施例对本发明的圆筒状材料的旋压装置及旋压成型方法进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例所记载的结构，在不脱离其宗旨的范围内能够适当地对其结构进行变更。
在本发明的圆筒状材料的旋压装置及旋压成型方法中，即使在较大的张力作用于圆筒状材料的轴向上的情况下，形成于圆筒状材料的突出缘部也不会发生变形而从张力赋予机构脱落，并且，能够顺利进行通过使实施了减径挤压加工后的圆筒状材料朝向心轴的前端侧移动从而使实施了减径挤压加工后的圆筒状材料从心轴脱模的工作，并且，尤其是具有能够缩短作业周期时间的特性，因此，能够适用于圆筒状材料的旋压装置及旋压成型方法的用途。

Claims (7)

1.一种圆筒状材料的旋压装置，其通过将金属制的圆筒状材料从心轴的轴向上的前端侧套装在所述心轴上，并使滚轮从外周侧按压圆筒状材料而进行减径挤压加工，所述旋压装置的特征在于，具备：
张力赋予机构，其经由形成于圆筒状材料的开放端部的突出缘部向圆筒状材料的轴向赋予张力；及
支承机构，在其与所述张力赋予机构之间夹持圆筒状材料的突出缘部，
并且，在通过张力赋予机构和支承机构夹持圆筒状材料的突出缘部的状态下，使张力赋予机构及支承机构朝向所述心轴的轴向上的后端侧移动，从而向轴向上的后端侧赋予张力的同时进行减径挤压加工。
2.根据权利要求1所述的圆筒状材料的旋压装置，其特征在于，
在实施了减径挤压加工之后，使所述支承机构以支承着实施了减径挤压加工后的圆筒状材料的突出缘部的状态朝向心轴的前端侧移动，从而使圆筒状材料从心轴脱模。
3.根据权利要求1或2所述的圆筒状材料的旋压装置，其特征在于，
所述张力赋予机构以及支承机构的与圆筒状材料接触的接触部设置成与心轴一同旋转且能够沿心轴的轴向移动。
4.一种圆筒状材料的旋压成型方法，其通过将金属制的圆筒状材料从心轴的轴向上的前端侧套装在所述心轴上，并使滚轮从外周侧按压圆筒状材料而进行减径挤压加工，所述旋压成型方法的特征在于，
在通过张力赋予机构和支承机构夹持圆筒状材料的突出缘部的状态下，使张力赋予机构及支承机构朝向所述心轴的轴向上的后端侧移动，从而向轴向上的后端侧赋予张力的同时进行减径挤压加工，其中，所述张力赋予机构经由形成于圆筒状材料的开放端部的突出缘部向圆筒状材料的轴向赋予张力，并且在所述支承机构与所述张力赋予机构之间夹持圆筒状材料的突出缘部。
5.根据权利要求4所述的圆筒状材料的旋压成型方法，其特征在于，
在实施了减径挤压加工之后，使所述支承机构以支承着实施了减径挤压加工后的圆筒状材料的突出缘部的状态朝向心轴的前端侧移动，从而使圆筒状材料从心轴脱模。
6.根据权利要求5所述的圆筒状材料的旋压成型方法，其特征在于，
所述张力赋予机构以及支承机构的与圆筒状材料接触的接触部设置成与心轴一同旋转且能够沿心轴的轴向移动，并且在实施了减径挤压加工之后，使张力赋予机构朝向心轴的前端侧移动，与此同时支承机构以支承着实施了减径挤压加工后的圆筒状材料的突出缘部的状态朝向心轴的前端侧移动。
7.根据权利要求6所述的圆筒状材料的旋压成型方法，其特征在于，
所述滚轮的从滚轮待机位置朝向减径挤压加工位置的移动以及从减径挤压加工位置朝向滚轮待机位置的移动与张力赋予机构沿心轴轴向的移动同步进行。
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