JP2002172429A - 円筒形状の被加工材料に対する成形加工方法及びその装置 - Google Patents
円筒形状の被加工材料に対する成形加工方法及びその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 円筒形状の被加工材料に対して成形加工を行
うことにより、円筒形状の被加工材料の一部又は全周
を、円形又は楕円形等に成形するための成形加工装置を
提供すること。 【解決手段】 主軸７の先端に加工用工具Ｒを取り付け
た主軸機構２と、これに対向して配備される円筒形状の
被加工材料Ｗを保持する保持機構３とを備え、主軸機構
２と保持機構３を主軸７の軸方向に相対的に移行させる
軸方向移行手段４と、保持機構３を所定の移行運動させ
る移行運動手段３６、３８と、軸方向移行手段４及び移
行運動手段３６、３８を相互に関連駆動させる制御機構
１０とを備える。
うことにより、円筒形状の被加工材料の一部又は全周
を、円形又は楕円形等に成形するための成形加工装置を
提供すること。 【解決手段】 主軸７の先端に加工用工具Ｒを取り付け
た主軸機構２と、これに対向して配備される円筒形状の
被加工材料Ｗを保持する保持機構３とを備え、主軸機構
２と保持機構３を主軸７の軸方向に相対的に移行させる
軸方向移行手段４と、保持機構３を所定の移行運動させ
る移行運動手段３６、３８と、軸方向移行手段４及び移
行運動手段３６、３８を相互に関連駆動させる制御機構
１０とを備える。
Description
【０００１】本発明は、円筒形状の被加工材料に対して
成形加工を行うことにより、円筒形状の被加工材料の一
部又は全周を、円形又は変形した円形、例えば、楕円形
等に成形するための成形加工方法及びその装置に関す
る。
成形加工を行うことにより、円筒形状の被加工材料の一
部又は全周を、円形又は変形した円形、例えば、楕円形
等に成形するための成形加工方法及びその装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】上記の円筒形状の被加工材料に対する成
形加工としては、例えば、絞り加工、切削加工等があ
る。通常、このような成形加工を行う場合、例えば、主
軸に取り付けた加工工具で円筒形状の被加工材料を円形
に加工する場合、被加工材料を固定し、主軸に取り付け
た加工工具を主軸の半径方向に移動させながら、主軸を
加工工具と共に回転させて加工するようにしている。
形加工としては、例えば、絞り加工、切削加工等があ
る。通常、このような成形加工を行う場合、例えば、主
軸に取り付けた加工工具で円筒形状の被加工材料を円形
に加工する場合、被加工材料を固定し、主軸に取り付け
た加工工具を主軸の半径方向に移動させながら、主軸を
加工工具と共に回転させて加工するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合、主軸に取り付けた加工工具を主軸の半径方向に移動
させるための機構は、極めて複雑な構造となるため、製
造コストが高くなり、また、メンテナンスが困難である
という問題があった。
合、主軸に取り付けた加工工具を主軸の半径方向に移動
させるための機構は、極めて複雑な構造となるため、製
造コストが高くなり、また、メンテナンスが困難である
という問題があった。
【０００４】また、上記機構の構造上の理由から、絞り
加工により、楕円等の変形した円形に加工することは極
めて困難で、例えば、自動車のマフラ等の加工は、プレ
ス加工等により半分ずつを成形し、これを合わせて溶接
等で一体に成形する方法が採用されていたが、この方法
は、製造工程に手数を要するとともに、プレス加工に用
いる成形用型の製作及び段取り工程等の製造工程の複雑
化により、製造コストが高くなるという問題があった。
加工により、楕円等の変形した円形に加工することは極
めて困難で、例えば、自動車のマフラ等の加工は、プレ
ス加工等により半分ずつを成形し、これを合わせて溶接
等で一体に成形する方法が採用されていたが、この方法
は、製造工程に手数を要するとともに、プレス加工に用
いる成形用型の製作及び段取り工程等の製造工程の複雑
化により、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００５】本発明は、上記従来の円筒形状の被加工材
料に対する成形加工方法の有する問題点を解消すること
ができる、円筒形状の被加工材料に対して成形加工を行
うことにより、円筒形状の被加工材料の一部又は全周
を、円形又は変形した円形、例えば、楕円形等に成形す
るための成形加工方法及びその装置を提供することを目
的とする。
料に対する成形加工方法の有する問題点を解消すること
ができる、円筒形状の被加工材料に対して成形加工を行
うことにより、円筒形状の被加工材料の一部又は全周
を、円形又は変形した円形、例えば、楕円形等に成形す
るための成形加工方法及びその装置を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する、本
第１発明の円筒形状の被加工材料に対する成形加工方法
は、主軸先端に加工用工具を取り付けた主軸機構と、こ
れに対向して配備される円筒形状の被加工材料を保持す
る保持機構とを備えた成形加工装置によって、円筒形状
の被加工材料に対して成形加工を行う成形加工方法にお
いて、主軸機構と保持機構を主軸の軸方向に相対的に移
行させながら、保持機構を所定の移行運動させることに
より、前記加工用工具を被加工材料の外周に沿って相対
的に移行させて被加工材料に対して所要の成形加工を行
うことを特徴とする。
第１発明の円筒形状の被加工材料に対する成形加工方法
は、主軸先端に加工用工具を取り付けた主軸機構と、こ
れに対向して配備される円筒形状の被加工材料を保持す
る保持機構とを備えた成形加工装置によって、円筒形状
の被加工材料に対して成形加工を行う成形加工方法にお
いて、主軸機構と保持機構を主軸の軸方向に相対的に移
行させながら、保持機構を所定の移行運動させることに
より、前記加工用工具を被加工材料の外周に沿って相対
的に移行させて被加工材料に対して所要の成形加工を行
うことを特徴とする。
【０００７】この円筒形状の被加工材料に対する成形加
工方法は、主軸機構と保持機構を主軸の軸方向に相対的
に移行させながら、保持機構を所定の移行運動させるこ
とにより、前記加工用工具を被加工材料の外周に沿って
相対的に移行させて被加工材料に対して所要の成形加工
を行うようにしているので、加工用工具の被加工材料に
対する相対的な移行の自由度を大きくすることができ、
円筒形状の被加工材料の円形又は変形した円形、例え
ば、楕円形等への成形を、容易に、かつ高精度に行うこ
とができる。また、これと併せて、複雑な構造となりが
ちな主軸側の構造を簡易化することができ、装置の製造
コストを低廉化し、メンテナンスを容易化することがで
きる。
工方法は、主軸機構と保持機構を主軸の軸方向に相対的
に移行させながら、保持機構を所定の移行運動させるこ
とにより、前記加工用工具を被加工材料の外周に沿って
相対的に移行させて被加工材料に対して所要の成形加工
を行うようにしているので、加工用工具の被加工材料に
対する相対的な移行の自由度を大きくすることができ、
円筒形状の被加工材料の円形又は変形した円形、例え
ば、楕円形等への成形を、容易に、かつ高精度に行うこ
とができる。また、これと併せて、複雑な構造となりが
ちな主軸側の構造を簡易化することができ、装置の製造
コストを低廉化し、メンテナンスを容易化することがで
きる。
【０００８】この場合において、保持機構の移行運動
を、円運動とすることができる。
を、円運動とすることができる。
【０００９】これにより、被加工材料の加工断面を、円
形とすることができる。
形とすることができる。
【００１０】また、保持機構の移行運動を、楕円等の変
形円運動とすることができる。
形円運動とすることができる。
【００１１】これにより、被加工材料の加工断面を、楕
円等の変形した円形とすることができる。
円等の変形した円形とすることができる。
【００１２】また、保持機構の移行運動の中心を、主軸
の中心軸から偏位するようにすることができる。
の中心軸から偏位するようにすることができる。
【００１３】これにより、被加工材料の加工部分の中心
軸を、被加工材料の加工前の中心軸から偏位した加工を
することができる。
軸を、被加工材料の加工前の中心軸から偏位した加工を
することができる。
【００１４】また、保持機構の移行運動の中心を、主軸
の中心軸に対し所定の傾斜角で偏位するようにすること
ができる。
の中心軸に対し所定の傾斜角で偏位するようにすること
ができる。
【００１５】これにより、被加工材料の加工部分の中心
軸を、被加工材料の加工前の中心軸に対し傾斜した加工
をすることができる。
軸を、被加工材料の加工前の中心軸に対し傾斜した加工
をすることができる。
【００１６】また、傾斜角を、成形加工中に変化させる
ようにすることができる。
ようにすることができる。
【００１７】これにより、被加工材料の加工部分の中心
軸を、被加工材料の加工前の中心軸に対し傾斜した曲線
の加工をすることができる。
軸を、被加工材料の加工前の中心軸に対し傾斜した曲線
の加工をすることができる。
【００１８】また、加工用工具に、絞り加工用工具と切
削工具を選択的に用い、被加工材料に対して絞り加工と
切削加工を選択的に行うようにすることができる。
削工具を選択的に用い、被加工材料に対して絞り加工と
切削加工を選択的に行うようにすることができる。
【００１９】これにより、被加工材料に対して絞り加工
と切削加工を選択に行うことができ、製造工程を簡易化
し、生産効率を向上することができる。
と切削加工を選択に行うことができ、製造工程を簡易化
し、生産効率を向上することができる。
【００２０】また、本第２発明の円筒形状の被加工材料
に対する成形加工装置は、本第１発明の円筒形状の被加
工材料に対する成形加工方法を実施するための装置であ
って、主軸先端に加工用工具を取り付けた主軸機構と、
これに対向して配備される円筒形状の被加工材料を保持
する保持機構とを備えた円筒形状の被加工材料に対する
成形加工装置において、主軸機構と保持機構を主軸の軸
方向に相対的に移行させる軸方向移行手段と、保持機構
を所定の移行運動させる移行運動手段と、前記軸方向移
行手段及び移行運動手段を相互に関連駆動させる制御機
構とを備えたことを特徴とする。
に対する成形加工装置は、本第１発明の円筒形状の被加
工材料に対する成形加工方法を実施するための装置であ
って、主軸先端に加工用工具を取り付けた主軸機構と、
これに対向して配備される円筒形状の被加工材料を保持
する保持機構とを備えた円筒形状の被加工材料に対する
成形加工装置において、主軸機構と保持機構を主軸の軸
方向に相対的に移行させる軸方向移行手段と、保持機構
を所定の移行運動させる移行運動手段と、前記軸方向移
行手段及び移行運動手段を相互に関連駆動させる制御機
構とを備えたことを特徴とする。
【００２１】この円筒形状の被加工材料に対する成形加
工装置は、主軸機構と保持機構を主軸の軸方向に相対的
に移行させる軸方向移行手段と、保持機構を所定の移行
運動させる移行運動手段と、前記軸方向移行手段及び移
行運動手段を相互に関連駆動させる制御機構とを備える
ようにしているため、複雑な構造となりがちな主軸側の
構造を簡易化することができ、装置の製造コストを低廉
化し、メンテナンスを容易化することができる。また、
これと併せて、加工用工具の被加工材料に対する相対的
な移行の自由度を大きくすることができ、円筒形状の被
加工材料の円形又は変形した円形、例えば、楕円形等へ
の成形を、容易に、かつ高精度に行うことができる。
工装置は、主軸機構と保持機構を主軸の軸方向に相対的
に移行させる軸方向移行手段と、保持機構を所定の移行
運動させる移行運動手段と、前記軸方向移行手段及び移
行運動手段を相互に関連駆動させる制御機構とを備える
ようにしているため、複雑な構造となりがちな主軸側の
構造を簡易化することができ、装置の製造コストを低廉
化し、メンテナンスを容易化することができる。また、
これと併せて、加工用工具の被加工材料に対する相対的
な移行の自由度を大きくすることができ、円筒形状の被
加工材料の円形又は変形した円形、例えば、楕円形等へ
の成形を、容易に、かつ高精度に行うことができる。
【００２２】この場合において、移行運動手段が、保持
機構を所定の方向と、これと直交する方向に移行させ
る、２つの直線移行手段からなり、該２つの直線移行手
段を、前記制御機構により相互に関連駆動させることに
より、保持機構が所定の移行運動をするようにすること
ができる。
機構を所定の方向と、これと直交する方向に移行させ
る、２つの直線移行手段からなり、該２つの直線移行手
段を、前記制御機構により相互に関連駆動させることに
より、保持機構が所定の移行運動をするようにすること
ができる。
【００２３】これにより、移行運動手段を２つの直線移
行手段で以て構成することができ、移行運動手段の構造
を簡易化することができ、装置の製造コストを一層低廉
化し、メンテナンスを容易化することができる。
行手段で以て構成することができ、移行運動手段の構造
を簡易化することができ、装置の製造コストを一層低廉
化し、メンテナンスを容易化することができる。
【００２４】また、保持機構の軸を、主軸の中心軸に対
し所定の傾斜角で偏位させる保持機構偏位手段を備える
ことができる。
し所定の傾斜角で偏位させる保持機構偏位手段を備える
ことができる。
【００２５】これにより、被加工材料の加工部分の中心
軸を、被加工材料の加工前の中心軸に対し傾斜した加工
をすることができる。
軸を、被加工材料の加工前の中心軸に対し傾斜した加工
をすることができる。
【００２６】また、加工用工具に、絞り加工用工具と切
削工具を選択的に用いることができる。
削工具を選択的に用いることができる。
【００２７】これにより、被加工材料に対して絞り加工
と切削加工を選択に行うことができ、製造工程を簡易化
し、生産効率を向上することができる。
と切削加工を選択に行うことができ、製造工程を簡易化
し、生産効率を向上することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の円筒形状の被加工
材料に対する成形加工方法及びその装置の実施の形態を
図面に基づいて説明する。
材料に対する成形加工方法及びその装置の実施の形態を
図面に基づいて説明する。
【００２９】図１〜図４に、本発明を円筒形状の被加工
材料に対する成形加工装置の一実施例を示す。
材料に対する成形加工装置の一実施例を示す。
【００３０】この成形加工装置１は、主軸７の先端に加
工用工具Ｒを取り付けた主軸機構２と、これに対向して
配備される円筒形状の被加工材料Ｗを保持する保持機構
３とを備え、主軸機構２と保持機構３を主軸７の軸方向
に相対的に移行させる軸方向移行手段４と、保持機構３
を所定の移行運動させる移行運動手段３６、３８と、軸
方向移行手段４及び移行運動手段３６、３８を相互に関
連駆動させる制御機構１０とを備えるようにしている。
工用工具Ｒを取り付けた主軸機構２と、これに対向して
配備される円筒形状の被加工材料Ｗを保持する保持機構
３とを備え、主軸機構２と保持機構３を主軸７の軸方向
に相対的に移行させる軸方向移行手段４と、保持機構３
を所定の移行運動させる移行運動手段３６、３８と、軸
方向移行手段４及び移行運動手段３６、３８を相互に関
連駆動させる制御機構１０とを備えるようにしている。
【００３１】このうち、主軸機構２は、基台５上に設置
された案内レール６に沿って前後方向に摺動可能に載置
された主軸７の先端に工具取付台８を備える。主軸７
は、筐体９にベアリングを介して回転可能に支持され、
駆動モータＭにより回転駆動される。工具取付台８は、
加工用工具Ｒを取り付けるための支持部材１１を、中心
より同一距離に適宜個数（本実施例においては、３個）
配備してなり、この支持部材１１に、被加工材料Ｗの成
形寸法に応じて、加工用工具（本実施例においては、絞
り加工用工具）Ｒの中心からの距離を適宜調整するため
の調整手段１５を配設するようにしている。そして、主
軸機構２と保持機構３を主軸７の軸方向に相対的に移行
させる軸方向移行手段４として、本実施例においては、
主軸機構２を案内レール６に沿って前後方向に移行させ
る前後移行用モータ４を配設するようにしている。
された案内レール６に沿って前後方向に摺動可能に載置
された主軸７の先端に工具取付台８を備える。主軸７
は、筐体９にベアリングを介して回転可能に支持され、
駆動モータＭにより回転駆動される。工具取付台８は、
加工用工具Ｒを取り付けるための支持部材１１を、中心
より同一距離に適宜個数（本実施例においては、３個）
配備してなり、この支持部材１１に、被加工材料Ｗの成
形寸法に応じて、加工用工具（本実施例においては、絞
り加工用工具）Ｒの中心からの距離を適宜調整するため
の調整手段１５を配設するようにしている。そして、主
軸機構２と保持機構３を主軸７の軸方向に相対的に移行
させる軸方向移行手段４として、本実施例においては、
主軸機構２を案内レール６に沿って前後方向に移行させ
る前後移行用モータ４を配設するようにしている。
【００３２】円筒形状の被加工材料Ｗを保持する保持機
構３は、円筒形状の被加工材料Ｗを挟持するため下部固
定爪３０及び上部昇降爪３１と、この昇降爪３１を昇降
させるシリンダ３２を取り付ける昇降枠３３と、この昇
降枠３３を昇降可能に支持する支持枠３４と、この支持
枠３４を横方向に移動可能に支持する固定台３５とを備
える。そして、保持機構３を所定の移行運動させる移行
運動手段３６、３８として、昇降枠３３をガイド３７に
沿って昇降させる昇降用モータ３６及び支持枠３４をガ
イド３９に沿って横方向に移行させる横移行用モータ３
８を配設し、これにより、移行運動手段３６、３８とし
ての２つの直線移行手段を互に関連駆動させて、保持機
構３を所定の２次元の移行運動を行わせることができる
ようにしている。さらに、この保持機構３には、昇降枠
３３を水平面内で揺動させることにより、保持機構３の
軸を、主軸７の中心軸に対し所定の傾斜角で偏位させる
ようにするための保持機構偏位手段（図示省略）を備え
ることができる。この保持機構偏位手段は、例えば、昇
降枠３３、支持枠３４又は固定台３５に、水平面内で回
転し、角度調整を行うことができるターンテーブルを配
設して構成することができる。
構３は、円筒形状の被加工材料Ｗを挟持するため下部固
定爪３０及び上部昇降爪３１と、この昇降爪３１を昇降
させるシリンダ３２を取り付ける昇降枠３３と、この昇
降枠３３を昇降可能に支持する支持枠３４と、この支持
枠３４を横方向に移動可能に支持する固定台３５とを備
える。そして、保持機構３を所定の移行運動させる移行
運動手段３６、３８として、昇降枠３３をガイド３７に
沿って昇降させる昇降用モータ３６及び支持枠３４をガ
イド３９に沿って横方向に移行させる横移行用モータ３
８を配設し、これにより、移行運動手段３６、３８とし
ての２つの直線移行手段を互に関連駆動させて、保持機
構３を所定の２次元の移行運動を行わせることができる
ようにしている。さらに、この保持機構３には、昇降枠
３３を水平面内で揺動させることにより、保持機構３の
軸を、主軸７の中心軸に対し所定の傾斜角で偏位させる
ようにするための保持機構偏位手段（図示省略）を備え
ることができる。この保持機構偏位手段は、例えば、昇
降枠３３、支持枠３４又は固定台３５に、水平面内で回
転し、角度調整を行うことができるターンテーブルを配
設して構成することができる。
【００３３】そして、主軸機構２と保持機構３を主軸７
の軸方向に相対的に移行させる軸方向移行手段としての
前後移行用モータ４並びに保持機構３を所定の移行運動
させる移行運動手段としての昇降用モータ３６及び横移
行用モータ３８を、制御機構１０により相互に関連駆動
させることにより、保持機構３が所定の移行運動をする
ようにする。
の軸方向に相対的に移行させる軸方向移行手段としての
前後移行用モータ４並びに保持機構３を所定の移行運動
させる移行運動手段としての昇降用モータ３６及び横移
行用モータ３８を、制御機構１０により相互に関連駆動
させることにより、保持機構３が所定の移行運動をする
ようにする。
【００３４】次に、この成形加工装置１を用いて行う円
筒形状の被加工材料Ｗに対する絞り加工方法の実施例に
ついて説明する。なお、以下の記載においては、保持機
構３の移行運動と被加工材料Ｗの移行運動とは同一視で
きるため、被加工材料Ｗの移行運動として表現してい
る。
筒形状の被加工材料Ｗに対する絞り加工方法の実施例に
ついて説明する。なお、以下の記載においては、保持機
構３の移行運動と被加工材料Ｗの移行運動とは同一視で
きるため、被加工材料Ｗの移行運動として表現してい
る。
【００３５】図５は、被加工材料Ｗを円形に成形加工す
る場合における被加工材料Ｗの中心Ａを絞りローラＲの
回転中心Ｃと合致させた基準位置の場合の状態を示す。
この場合、絞りローラＲによる絞り軌跡ＣＡと、絞られ
た被加工材料Ｗの外周Ｗａとは一致している。
る場合における被加工材料Ｗの中心Ａを絞りローラＲの
回転中心Ｃと合致させた基準位置の場合の状態を示す。
この場合、絞りローラＲによる絞り軌跡ＣＡと、絞られ
た被加工材料Ｗの外周Ｗａとは一致している。
【００３６】次に、図６は、被加工材料Ｗの中心Ａを絞
りローラＲの回転中心Ｃより距離ｖだけ下方に移行させ
た場合の状態を示す。この場合、被加工材料Ｗの軌跡Ｗ
ａ１のうちローラ軌跡ＣＡよりはみ出た部分Ｄａ１が絞
られ、被加工材料Ｗは上下に扁平に変形した円形とな
る。
りローラＲの回転中心Ｃより距離ｖだけ下方に移行させ
た場合の状態を示す。この場合、被加工材料Ｗの軌跡Ｗ
ａ１のうちローラ軌跡ＣＡよりはみ出た部分Ｄａ１が絞
られ、被加工材料Ｗは上下に扁平に変形した円形とな
る。
【００３７】次に、図７〜図９は、被加工材料Ｗの中心
Ａを絞りローラＲの回転中心Ｃより距離ｖだけ左方、上
方又は右方に移行させた場合の状態を示す。この場合
も、図６と同様に、被加工材料Ｗの軌跡Ｗａ２、Ｗａ
３、Ｗａ４のうちローラ軌跡ＣＡよりはみ出た部分Ｄａ
２、Ｄａ３、Ｄａ４が絞られ、被加工材料Ｗは左右又は
上下に扁平に変形した円形となる。
Ａを絞りローラＲの回転中心Ｃより距離ｖだけ左方、上
方又は右方に移行させた場合の状態を示す。この場合
も、図６と同様に、被加工材料Ｗの軌跡Ｗａ２、Ｗａ
３、Ｗａ４のうちローラ軌跡ＣＡよりはみ出た部分Ｄａ
２、Ｄａ３、Ｄａ４が絞られ、被加工材料Ｗは左右又は
上下に扁平に変形した円形となる。
【００３８】次に、図１０は、図５〜図９の状態を組み
合わせたもので、被加工材料Ｗの中心Ａを絞りローラＲ
の回転中心Ｃを中心として距離ｖだけ移行、すなわち、
絞りローラＲの回転中心Ｃを中心に半径ｖの円運動Ａ１
をさせた場合を示す。なお、図１０は、被加工材料Ｗの
中心Ａを回転中心Ｃに復帰させた状態を示す。この場
合、被加工材料Ｗは、外周Ｗｚまで絞られ、その結果、
図１１に示すように、被加工材料Ｗは、円筒形状に絞ら
れることとなる。図２７に、この場合の成形品Ｗｍの斜
視図を示す。
合わせたもので、被加工材料Ｗの中心Ａを絞りローラＲ
の回転中心Ｃを中心として距離ｖだけ移行、すなわち、
絞りローラＲの回転中心Ｃを中心に半径ｖの円運動Ａ１
をさせた場合を示す。なお、図１０は、被加工材料Ｗの
中心Ａを回転中心Ｃに復帰させた状態を示す。この場
合、被加工材料Ｗは、外周Ｗｚまで絞られ、その結果、
図１１に示すように、被加工材料Ｗは、円筒形状に絞ら
れることとなる。図２７に、この場合の成形品Ｗｍの斜
視図を示す。
【００３９】次に、図１２は、被加工材料Ｗの移行軌跡
Ｌ１の中心ｍ１を絞りローラＲの回転中心Ｃと一致さ
せ、前後移行用モータ４による移行（以下、「Ｚ方向移
行」という。）に比例して被加工材料Ｗの移行運動径を
変化させた場合を示す。この場合、斜線部Ｄｍ１が最小
径Ｗｚ１に絞られ、その結果、図１３に示すように、被
加工材料Ｗは、円錐台形状に絞られることとなる。図２
８に、この場合の成形品Ｗｍの斜視図を示す。なお、被
加工材料Ｗの移行運動径の変化は、本実施例に示すよう
に、螺旋状に比例して大きくしていくほか、例えば、Ｚ
方向移行が距離Ｐだけ移行したときに、被加工材料Ｗの
移行運動径をＰ＊Ｑ１（Ｑ１は比例定数）だけ大きくす
るようにしてもよい。
Ｌ１の中心ｍ１を絞りローラＲの回転中心Ｃと一致さ
せ、前後移行用モータ４による移行（以下、「Ｚ方向移
行」という。）に比例して被加工材料Ｗの移行運動径を
変化させた場合を示す。この場合、斜線部Ｄｍ１が最小
径Ｗｚ１に絞られ、その結果、図１３に示すように、被
加工材料Ｗは、円錐台形状に絞られることとなる。図２
８に、この場合の成形品Ｗｍの斜視図を示す。なお、被
加工材料Ｗの移行運動径の変化は、本実施例に示すよう
に、螺旋状に比例して大きくしていくほか、例えば、Ｚ
方向移行が距離Ｐだけ移行したときに、被加工材料Ｗの
移行運動径をＰ＊Ｑ１（Ｑ１は比例定数）だけ大きくす
るようにしてもよい。
【００４０】次に、図１４〜図１７は、被加工材料Ｗの
移行運動の中心軸を主軸７の中心軸から偏位させた場合
を示す。被加工材料Ｗの移行軌跡の中心を絞りローラＲ
の回転中心Ｃからそれぞれｖ２、ｖ３だけ移行させ、そ
の移行運動中心をｍ２、ｍ３、移行軌跡をＬ２（半径ｖ
２の円運動）、Ｌ３（半径ｖ２より大なる円運動）とし
たもので、斜線部Ｄｍ２、Ｄｍ３が最小径Ｗｚ２、Ｗｚ
３として円筒形状に絞られる。図２９に、図１６及び図
１７に対応する成形品Ｗｍの斜視図を示す。
移行運動の中心軸を主軸７の中心軸から偏位させた場合
を示す。被加工材料Ｗの移行軌跡の中心を絞りローラＲ
の回転中心Ｃからそれぞれｖ２、ｖ３だけ移行させ、そ
の移行運動中心をｍ２、ｍ３、移行軌跡をＬ２（半径ｖ
２の円運動）、Ｌ３（半径ｖ２より大なる円運動）とし
たもので、斜線部Ｄｍ２、Ｄｍ３が最小径Ｗｚ２、Ｗｚ
３として円筒形状に絞られる。図２９に、図１６及び図
１７に対応する成形品Ｗｍの斜視図を示す。
【００４１】次に、図１８は、被加工材料Ｗの移行運動
の中心軸を主軸７の中心軸から偏位させるとともに、Ｚ
方向移行に比例して被加工材料Ｗの移行運動径を変化さ
せた場合を示す。この場合、その移行運動中心をｍ４、
移行軌跡をＬ４とし、斜線部Ｄｍ４が最小径Ｗｚ４に絞
られ、その結果、図１９に示すように、被加工材料Ｗ
は、非対称の円錐台形状に絞られることとなる。図３０
に、この場合の成形品Ｗｍの斜視図を示す。
の中心軸を主軸７の中心軸から偏位させるとともに、Ｚ
方向移行に比例して被加工材料Ｗの移行運動径を変化さ
せた場合を示す。この場合、その移行運動中心をｍ４、
移行軌跡をＬ４とし、斜線部Ｄｍ４が最小径Ｗｚ４に絞
られ、その結果、図１９に示すように、被加工材料Ｗ
は、非対称の円錐台形状に絞られることとなる。図３０
に、この場合の成形品Ｗｍの斜視図を示す。
【００４２】次に、図２０は、被加工材料Ｗの移行運動
の中心軸を主軸７の中心軸に対し一定の傾斜角で偏位さ
せた場合を示す。被加工材料Ｗの移行軌跡は、図１２に
示す実施例と同様である。
の中心軸を主軸７の中心軸に対し一定の傾斜角で偏位さ
せた場合を示す。被加工材料Ｗの移行軌跡は、図１２に
示す実施例と同様である。
【００４３】次に、図２１は、さらに、傾斜角を成形加
工中に変化させた実施例を示す。傾斜角の変化は、一定
の曲線変化のほか、例えば、Ｚ方向移行が距離Ｐだけ移
行したときに、傾斜角の偏位をＰ＊Ｑ２（Ｑ２は比例定
数）だけ変化させるようにしてもよい。
工中に変化させた実施例を示す。傾斜角の変化は、一定
の曲線変化のほか、例えば、Ｚ方向移行が距離Ｐだけ移
行したときに、傾斜角の偏位をＰ＊Ｑ２（Ｑ２は比例定
数）だけ変化させるようにしてもよい。
【００４４】次に、図２２は、被加工材料Ｗを楕円形に
成形加工する場合における被加工材料Ｗの中心Ａを絞り
ローラＲの回転中心Ｃと合致させた基準位置の状態を示
す。この場合、絞りローラＲによる絞り軌跡ＣＡと、絞
られた被加工材料Ｗの外周Ｗｂとは一致している。
成形加工する場合における被加工材料Ｗの中心Ａを絞り
ローラＲの回転中心Ｃと合致させた基準位置の状態を示
す。この場合、絞りローラＲによる絞り軌跡ＣＡと、絞
られた被加工材料Ｗの外周Ｗｂとは一致している。
【００４５】次に、図２３は、被加工材料Ｗの中心Ａを
絞りローラＲの回転中心Ｃより距離ｘだけ下方に移行さ
せた場合の状態を示す。この場合、被加工材料Ｗの軌跡
Ｗｂ１のうちローラ軌跡ＣＡよりはみ出た部分Ｄｂ１が
絞られ、被加工材料Ｗは上下に扁平に変形した円形とな
る。
絞りローラＲの回転中心Ｃより距離ｘだけ下方に移行さ
せた場合の状態を示す。この場合、被加工材料Ｗの軌跡
Ｗｂ１のうちローラ軌跡ＣＡよりはみ出た部分Ｄｂ１が
絞られ、被加工材料Ｗは上下に扁平に変形した円形とな
る。
【００４６】次に、図２４は、被加工材料Ｗの中心Ａを
絞りローラＲの回転中心Ｃより距離ｙだけ左方に移行さ
せた場合の状態を示す。この場合も、図２３と同様に、
被加工材料Ｗの軌跡Ｗｂ２のうちローラ軌跡ＣＡよりは
み出た部分Ｄｂ２が絞られ、被加工材料Ｗは左右に扁平
に変形した円形となる。
絞りローラＲの回転中心Ｃより距離ｙだけ左方に移行さ
せた場合の状態を示す。この場合も、図２３と同様に、
被加工材料Ｗの軌跡Ｗｂ２のうちローラ軌跡ＣＡよりは
み出た部分Ｄｂ２が絞られ、被加工材料Ｗは左右に扁平
に変形した円形となる。
【００４７】次に、図２５は、図２３及び図２４の状態
を組み合わせたもので、被加工材料Ｗの中心Ａを絞りロ
ーラＲの回転中心Ｃより下方に距離ｘ、左方に距離ｙだ
け、すなわち、１／４の楕円曲線Ａ２に沿って移行させ
た場合の状態を示す。なお、図２５は、被加工材料Ｗの
中心Ａを回転中心Ｃに復帰させた状態を示す。これによ
り、絞られる部位Ｄｂ３は、図２３及び図２４に示す部
分Ｄｂ１とＤｂ２とを合計したもので、被加工材料Ｗは
上下、左右に扁平に変形した円形となる。
を組み合わせたもので、被加工材料Ｗの中心Ａを絞りロ
ーラＲの回転中心Ｃより下方に距離ｘ、左方に距離ｙだ
け、すなわち、１／４の楕円曲線Ａ２に沿って移行させ
た場合の状態を示す。なお、図２５は、被加工材料Ｗの
中心Ａを回転中心Ｃに復帰させた状態を示す。これによ
り、絞られる部位Ｄｂ３は、図２３及び図２４に示す部
分Ｄｂ１とＤｂ２とを合計したもので、被加工材料Ｗは
上下、左右に扁平に変形した円形となる。
【００４８】次に、図２６は、被加工材料Ｗの中心Ａを
絞りローラＲの回転中心Ｃより上下に距離ｘ、左右に距
離ｙだけ、すなわち、楕円曲線Ａ３に沿って移行させた
場合の状態を示す。なお、図２６は、被加工材料Ｗの中
心Ａを回転中心Ｃに復帰させた状態を示す。これによ
り、部位Ｄｂ４が絞られ、被加工材料Ｗは上下、左右に
扁平に変形した楕円形となる。図３１に、この場合の成
形品Ｗｍの斜視図を示す。
絞りローラＲの回転中心Ｃより上下に距離ｘ、左右に距
離ｙだけ、すなわち、楕円曲線Ａ３に沿って移行させた
場合の状態を示す。なお、図２６は、被加工材料Ｗの中
心Ａを回転中心Ｃに復帰させた状態を示す。これによ
り、部位Ｄｂ４が絞られ、被加工材料Ｗは上下、左右に
扁平に変形した楕円形となる。図３１に、この場合の成
形品Ｗｍの斜視図を示す。
【００４９】次に、図２１〜図２５に示す実施例におい
て、さらに、Ｚ方向移行に比例して被加工材料Ｗの材料
の移行運動径を変化させることができる。この場合、図
１２に示す実施例の円運動の場合と同様の変位がなさ
れ、被加工材料Ｗは、楕円錐台形状に絞られることとな
る。図３２に、この場合の成形品Ｗｍの斜視図を示す。
て、さらに、Ｚ方向移行に比例して被加工材料Ｗの材料
の移行運動径を変化させることができる。この場合、図
１２に示す実施例の円運動の場合と同様の変位がなさ
れ、被加工材料Ｗは、楕円錐台形状に絞られることとな
る。図３２に、この場合の成形品Ｗｍの斜視図を示す。
【００５０】これらの被加工材料Ｗの移行運動は、制御
機構１０に被加工材料Ｗ（被加工材料Ｗを保持する保持
機構３）を、絞りローラＲの回転中心Ｃを基準位置に
し、その移行運動量（移行軌跡）、移行運動の中心と主
軸７の中心軸の偏位量、傾斜角、傾斜角の変化量、主軸
機構２と保持機構３の相対的な移行量等をインプットし
て、絞り加工を行うものである。この場合、主軸７の回
転に関連して、主軸機構２と保持機構３の相対的な移行
量、保持機構３の移行運動量、すなわち、絞り量を規制
することにより、円滑に絞り加工を行うことができる。
機構１０に被加工材料Ｗ（被加工材料Ｗを保持する保持
機構３）を、絞りローラＲの回転中心Ｃを基準位置に
し、その移行運動量（移行軌跡）、移行運動の中心と主
軸７の中心軸の偏位量、傾斜角、傾斜角の変化量、主軸
機構２と保持機構３の相対的な移行量等をインプットし
て、絞り加工を行うものである。この場合、主軸７の回
転に関連して、主軸機構２と保持機構３の相対的な移行
量、保持機構３の移行運動量、すなわち、絞り量を規制
することにより、円滑に絞り加工を行うことができる。
【００５１】なお、加工用工具Ｒには、上記の絞り加工
用工具Ｒのほか、切削工具を選択的に用いることができ
る。これにより、被加工材料Ｗに対して絞り加工と切削
加工を選択に行うことができ、製造工程を簡易化し、生
産効率を向上することができる。
用工具Ｒのほか、切削工具を選択的に用いることができ
る。これにより、被加工材料Ｗに対して絞り加工と切削
加工を選択に行うことができ、製造工程を簡易化し、生
産効率を向上することができる。
【００５２】以上、本発明の円筒形状の被加工材料に対
する成形加工方法及びその装置について、その実施例に
基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構
成に限定されるものではなく、例えば、主軸機構２と保
持機構３を主軸７の軸方向に相対的に移行させる軸方向
移行手段を、主軸機構２を前後方向に移行させることに
代えて、保持機構３を前後方向に移行させるようにした
り、主軸機構２の主軸７の軸方向を水平方向に設置する
のに代えて、鉛直方向に設置するようにする等、その趣
旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更するこ
とができるものである。
する成形加工方法及びその装置について、その実施例に
基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構
成に限定されるものではなく、例えば、主軸機構２と保
持機構３を主軸７の軸方向に相対的に移行させる軸方向
移行手段を、主軸機構２を前後方向に移行させることに
代えて、保持機構３を前後方向に移行させるようにした
り、主軸機構２の主軸７の軸方向を水平方向に設置する
のに代えて、鉛直方向に設置するようにする等、その趣
旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更するこ
とができるものである。
【００５３】
【発明の効果】本発明の円筒形状の被加工材料に対する
成形加工方法及び成形加工装置によれば、主軸機構と保
持機構を主軸の軸方向に相対的に移行させながら、保持
機構を所定の移行運動させることにより、前記加工用工
具を被加工材料の外周に沿って相対的に移行させて被加
工材料に対して所要の成形加工を行うようにしているの
で、加工用工具の被加工材料に対する相対的な移行の自
由度を大きくすることができ、円筒形状の被加工材料の
円形又は変形した円形、例えば、楕円形等への成形を、
容易に、かつ高精度に行うことができる。また、これと
併せて、複雑な構造となりがちな主軸側の構造を簡易化
することができ、装置の製造コストを低廉化し、メンテ
ナンスを容易化することができる。
成形加工方法及び成形加工装置によれば、主軸機構と保
持機構を主軸の軸方向に相対的に移行させながら、保持
機構を所定の移行運動させることにより、前記加工用工
具を被加工材料の外周に沿って相対的に移行させて被加
工材料に対して所要の成形加工を行うようにしているの
で、加工用工具の被加工材料に対する相対的な移行の自
由度を大きくすることができ、円筒形状の被加工材料の
円形又は変形した円形、例えば、楕円形等への成形を、
容易に、かつ高精度に行うことができる。また、これと
併せて、複雑な構造となりがちな主軸側の構造を簡易化
することができ、装置の製造コストを低廉化し、メンテ
ナンスを容易化することができる。
【図１】本発明の円筒形状の被加工材料に対する成形加
工装置の側面図である。
工装置の側面図である。
【図２】主軸機構の先端部の縦断面図である。
【図３】絞り工具の取付台の正面図である。
【図４】保持機構の正面図である。
【図５】被加工材料を円形に成形加工する場合の被加工
材料の基準位置を示す説明図である。
材料の基準位置を示す説明図である。
【図６】被加工材料を基準位置より下方に移行させた場
合の状態を示す説明図である。
合の状態を示す説明図である。
【図７】被加工材料を基準位置より左方に移行させた場
合の状態を示す説明図である。
合の状態を示す説明図である。
【図８】被加工材料を基準位置より上方に移行させた場
合の状態を示す説明図である。
合の状態を示す説明図である。
【図９】被加工材料を基準位置より右方に移行させた場
合の状態を示す説明図である。
合の状態を示す説明図である。
【図１０】被加工材料を円形の軌跡に沿って移行させた
場合の状態を示す説明図である。
場合の状態を示す説明図である。
【図１１】図１０の場合の成形品の正面図である。
【図１２】被加工材料を移行運動径を変化させながら円
形の軌跡に沿って移行させた場合の状態を示す説明図で
ある。
形の軌跡に沿って移行させた場合の状態を示す説明図で
ある。
【図１３】図１２の場合の成形品の正面図である。
【図１４】被加工材料の中心を主軸の中心軸から偏位さ
せた円形の軌跡に沿って移行させた場合の状態を示す説
明図である。
せた円形の軌跡に沿って移行させた場合の状態を示す説
明図である。
【図１５】図１４の場合の成形品の正面図である。
【図１６】被加工材料の中心を主軸の中心軸から偏位さ
せた円形の軌跡に沿って移行させた場合の別の状態を示
す説明図である。
せた円形の軌跡に沿って移行させた場合の別の状態を示
す説明図である。
【図１７】図１６の場合の成形品の正面図である。
【図１８】被加工材料の中心を主軸の中心軸から偏位さ
せ、移行運動径を変化させながら円形の軌跡に沿って移
行させた場合の状態を示す説明図である。
せ、移行運動径を変化させながら円形の軌跡に沿って移
行させた場合の状態を示す説明図である。
【図１９】図１８の場合の成形品の正面図である。
【図２０】被加工材料の中心を主軸の中心軸に対し一定
の傾斜角で偏位させ、移行運動径を変化させながら円形
の軌跡に沿って移行させた場合の状態を示す説明図であ
る。
の傾斜角で偏位させ、移行運動径を変化させながら円形
の軌跡に沿って移行させた場合の状態を示す説明図であ
る。
【図２１】被加工材料の中心の傾斜角を変化させるとと
ともに、移行運動径を変化させながら円形の軌跡に沿っ
て移行させた場合の状態を示す説明図である。
ともに、移行運動径を変化させながら円形の軌跡に沿っ
て移行させた場合の状態を示す説明図である。
【図２２】被加工材料を楕円形に成形加工する場合の被
加工材料の基準位置を示す説明図である。
加工材料の基準位置を示す説明図である。
【図２３】被加工材料を基準位置より下方に移行させた
場合の状態を示す説明図である。
場合の状態を示す説明図である。
【図２４】被加工材料を基準位置より左方に移行させた
場合の状態を示す説明図である。
場合の状態を示す説明図である。
【図２５】被加工材料を基準位置より左下方に移行させ
た場合の状態を示す説明図である。
た場合の状態を示す説明図である。
【図２６】被加工材料を楕円形の軌跡に沿って移行させ
た場合の状態を示す説明図である。
た場合の状態を示す説明図である。
【図２７】図１０の場合の成形品の斜視図である。
【図２８】図１２の場合の成形品の斜視図である。
【図２９】図１６の場合の成形品の斜視図である。
【図３０】図１８の場合の成形品の斜視図である。
【図３１】図２６の場合の成形品の斜視図である。
【図３２】図２８に対応する被加工材料を楕円形に成形
加工した場合の成形品の斜視図である。
加工した場合の成形品の斜視図である。
１ 成形加工装置 ２ 主軸機構 ３ 保持機構 ３０ 下部固定爪 ３１ 上部昇降爪 ３２ シリンダ ３３ 昇降枠 ３４ 支持枠 ３５ 固定台 ３６ 昇降用モータ（移行運動手段） ３７ ガイド ３８ 横移行用モータ（移行運動手段） ３９ ガイド ４ 前後移行用モータ（軸方向移行手段） ５ 基台 ６ 案内レール６ ７ 主軸 ８ 工具取付台 ９ 筐体 １０ 制御機構 Ｒ 絞りローラ Ｗ 被加工材料 Ｗｍ 成形品
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１２月５日（２０００．１２．
５）
５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 １ 成形加工装置 ２ 主軸機構 ３ 保持機構 ３０ 下部固定爪 ３１ 上部昇降爪 ３２ シリンダ ３３ 昇降枠 ３４ 支持枠 ３５ 固定台 ３６ 昇降用モータ（移行運動手段） ３７ ガイド ３８ 横移行用モータ（移行運動手段） ３９ ガイド ４ 前後移行用モータ（軸方向移行手段） ５ 基台 ６ 案内レール ７ 主軸 ８ 工具取付台 ９ 筐体 １０ 制御機構 Ｒ 絞りローラ Ｗ 被加工材料 Ｗｍ 成形品
Claims (11)
- 【請求項１】 主軸先端に加工用工具を取り付けた主軸
機構と、これに対向して配備される円筒形状の被加工材
料を保持する保持機構とを備えた成形加工装置によっ
て、円筒形状の被加工材料に対して成形加工を行う成形
加工方法において、主軸機構と保持機構を主軸の軸方向
に相対的に移行させながら、保持機構を所定の移行運動
させることにより、前記加工用工具を被加工材料の外周
に沿って相対的に移行させて被加工材料に対して所要の
成形加工を行うことを特徴とする円筒形状の被加工材料
に対する成形加工方法。 - 【請求項２】 保持機構の移行運動が、円運動であるこ
とを特徴とする請求項１記載の円筒形状の被加工材料に
対する成形加工方法。 - 【請求項３】 保持機構の移行運動が、楕円等の変形円
運動であることを特徴とする請求項１記載の円筒形状の
被加工材料に対する成形加工方法。 - 【請求項４】 保持機構の移行運動の中心を、主軸の中
心軸から偏位するようにしたことを特徴とする請求項
１、２又は３記載の円筒形状の被加工材料に対する成形
加工方法。 - 【請求項５】 保持機構の移行運動の中心を、主軸の中
心軸に対し所定の傾斜角で偏位するようにしたことを特
徴とする請求項１、２、３又は４記載の円筒形状の被加
工材料に対する成形加工方法。 - 【請求項６】 傾斜角を、成形加工中に変化させるよう
にしたことを特徴とする請求項５記載の円筒形状の被加
工材料に対する成形加工方法。 - 【請求項７】 加工用工具に、絞り加工用工具と切削工
具を選択的に用い、被加工材料に対して絞り加工と切削
加工を選択的に行うようにしたことを特徴とする請求項
１、２、３、４、５又は６記載の円筒形状の被加工材料
に対する成形加工方法。 - 【請求項８】 主軸先端に加工用工具を取り付けた主軸
機構と、これに対向して配備される円筒形状の被加工材
料を保持する保持機構とを備えた円筒形状の被加工材料
に対する成形加工装置において、主軸機構と保持機構を
主軸の軸方向に相対的に移行させる軸方向移行手段と、
保持機構を所定の移行運動させる移行運動手段と、前記
軸方向移行手段及び移行運動手段を相互に関連駆動させ
る制御機構とを備えたことを特徴とする円筒形状の被加
工材料に対する成形加工装置。 - 【請求項９】 移行運動手段が、保持機構を所定の方向
と、これと直交する方向に移行させる、２つの直線移行
手段からなり、該２つの直線移行手段を、前記制御機構
により相互に関連駆動させることにより、保持機構が所
定の移行運動をするようにしたことを特徴とする請求項
８記載の円筒形状の被加工材料に対する成形加工装置。 - 【請求項１０】 保持機構の軸を、主軸の中心軸に対し
所定の傾斜角で偏位させる保持機構偏位手段を備えたこ
とを特徴とする請求項８又は９記載の円筒形状の被加工
材料に対する成形加工装置。 - 【請求項１１】 加工用工具に、絞り加工用工具と切削
工具を選択的に用いたことを特徴とする請求項８、９又
は１０記載の円筒形状の被加工材料に対する成形加工装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000366447A JP2002172429A (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | 円筒形状の被加工材料に対する成形加工方法及びその装置 |
| US10/197,429 US6823704B2 (en) | 2000-12-01 | 2002-07-18 | Apparatus and method of forming cylindrical work piece |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000366447A JP2002172429A (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | 円筒形状の被加工材料に対する成形加工方法及びその装置 |
| US10/197,429 US6823704B2 (en) | 2000-12-01 | 2002-07-18 | Apparatus and method of forming cylindrical work piece |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002172429A true JP2002172429A (ja) | 2002-06-18 |
Family
ID=32328246
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000366447A Pending JP2002172429A (ja) | 2000-12-01 | 2000-12-01 | 円筒形状の被加工材料に対する成形加工方法及びその装置 |
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|---|---|
| US (1) | US6823704B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002172429A (ja) |
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