JP2007283365A

JP2007283365A - 塑性加工方法

Info

Publication number: JP2007283365A
Application number: JP2006113981A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Ishida; 博昭石田; Yoshio Iio; 良夫飯尾; Hiroaki Mizumoto; 宏明水本
Original assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】ワークの表面温度が最適温度以下となった場合でも良好な加工をすることのできる塑性加工方法を提供すること。
【解決手段】主軸３に取り付けたワークＷに対して、相対的に回転する絞りローラＲをワークＷ表面に押圧することによって行う塑性加工方法において、ワークＷ表面の温度を計測し、ワーク温度に応じた加工条件で塑性加工を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、塑性加工方法に関し、特に、温間での塑性加工における加工方法に関するものである。

スピニングマシンを使用した塑性加工方法としては、加工対象物によって種々の方法がある。ここではマンドレルを配設した回転主軸に取り付けたワークを複数の絞りローラで塑性加工する際の方法を説明する。
この塑性加工方法は、縦型のスピニングマシン１を用いて行う。このスピニングマシン１は、図３に示すように、架体２上に電動機Ｄによって回転させる主軸３を配設し、主軸３には加工するワークＷに応じたマンドレルＭを取り替え可能に配備する。主軸３上方にはマンドレルＭに取り付けたワークＷを上側から押圧して固定するための心押し台１０を配設する。
心押し台１０は、ワークＷに当接してマンドレルＭ側に付勢する押圧部材１１と該押圧部材１１を上下に移行せしめる油圧シリンダ等の加圧手段１２とからなる。押圧部材１１はワークＷに伴って回転可能となるように加圧手段１２のロッド先端にベアリング等の回動部材を介して回動自在に取り付ける。
架体２上には主軸３を挟んで２基の工具台４を配設する例を示すがその数は特に限定されるものではなく、被加工物であるワークＷの特性に応じてその数は決定される。工具台４にはワークＷに当接せしめ所望の形状に成型する絞りローラＲ１、Ｒ２を取り付ける絞り台５をＸ軸（主軸３の軸芯に対して直角方向）、Ｚ軸（主軸３の軸芯に対して平行方向）方向に摺動可能に配備する（例えば、特許文献１参照）。

上記構成において、被加工物であるワークＷをマンドレルＭ上に載置し、心押し台１０の押圧部材１１によって上側から押圧固定し、主軸３に伴って回転させる。
ついで、絞りローラＲをワークＷの側面に当接せしめマンドレルＭに倣ってスピニング加工を施すもので、この場合の加工方法は、例えば、鋳造アルミホイルの塑性加工においては、良品の加工を行うためにはワーク温度を３００〜３５０℃の範囲（以下、最適温度という。）で行う必要があるため、最適温度となるようまずワークをバーナ等の加温手段（図示省略）で加温してから行うようにしている。

しかし、この塑性加工方法では、加工時間の長くなる製品の加工の場合には、最適温度以下にワーク温度が低下することがあり、係る場合に最適温度で設定したままの加工条件（主軸の回転速度やローラの送り込み速度）で加工を継続するとワークに割れが生じたりするといった問題があった。
特開平０２−６０２４号公報

本発明は、上記従来の塑性加工方法の有する問題点に鑑み、ワークの表面温度が最適温度以下となった場合でも良好な加工をすることのできる塑性加工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本第１発明の塑性加工方法は、主軸に取り付けたワークに対して、相対的に回転する絞りローラをワーク表面に押圧することによって行う塑性加工方法において、ワーク表面の温度を計測し、ワーク温度に応じた加工条件で塑性加工を行うことを特徴とする。

また、同じ目的を達成するため本第２発明の塑性加工方法は、主軸に取り付けたワークに対して、相対的に回転する絞りローラをワーク表面に押圧することによって行う塑性加工方法において、ワーク表面の温度を計測し、ワーク温度を最適温度に加温しながら塑性加工を行うことを特徴とする。

本第１発明の塑性加工方法によれば、ワーク表面の温度を計測し、ワーク温度に応じた加工条件で塑性加工を行うから、ワーク表面の温度が低下してきた場合には絞りローラの送り込み速度を低下させたり、主軸回転数を上げる等、最適の加工条件に変更しながら加工することのできる塑性加工方法を提供することができる。

また、本第２発明の塑性加工方法によれば、ワーク表面の温度を計測し、ワーク温度を最適温度に加温しながら塑性加工を行うから、常にワーク表面の温度を最適温度に保ちながら加工することのできる塑性加工方法を提供することができる。

以下、本発明の塑性加工方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の塑性加工方法の第１実施例を示す。従来と同様の構成については、同じ符号を記すことによりその説明を省略する。

本発明の塑性加工方法は、種々の塑性加工を行うためのスピニングマシンに適用することができるが、ここでは従来例と同様にマンドレルＭを配設した回転主軸３に取り付けたワークＷを複数の絞りローラＲ１、Ｒ２で塑性加工する際の方法を説明する。

絞りローラＲ１、Ｒ２は、同時に対称位置からワークＷを塑性加工するようにワークＷの表面に当接するようにしたり、また、絞りローラＲ１で、本加工を、絞りローラＲ２で仕上げ加工を行うように個別に動作させる他、更に奥側（図例においてはマンドレルＭの奥側）に工具台４と、絞りローラＲ３を配備した絞り台５とを設け、粗加工、本加工、仕上げ加工の順に行うように構成しても構わない。

また、本発明の塑性加工方法においては、ワークＷの表面温度を計測する温度センサＳを絞りローラＲと干渉しない位置に配設するものであるが、温度センサＳの種類は特に限定するものではなく、ワークＷの表面温度を正確に計測することができればよく、例えば、放射温度計等を使用することが好ましい。

そして、第１実施例の塑性加工方法では、各絞りローラＲ１、Ｒ２での塑性加工中に、温度センサＳによってワークＷ表面の温度を計測し、計測温度を制御機構Ｐに印可する。制御機構Ｐでは、例えば、鋳造アルミホイルの塑性加工の場合、最適温度の３００〜３５０℃内にワークＷ表面の温度があるうちは、最適温度で行う絞りローラＲ１、Ｒ２の送り速度と主軸３の回転速度（以下、最適条件という）で加工を継続するようにし、ワークＷ表面の温度が最適温度を下回ったときには最適条件での加工を続けるとワークＷに割れ等が発生するおそれがあるため制御機構Ｐから工具台４のパルスモータ（図示省略）に対して、絞りローラＲ１、Ｒ２の送り速度を減速するよう又は主軸３の電動機Ｄに対して回転速度を上げるように又はそれらの両方の指令を行い、最適条件下での加工ではないものの、ワークＷが破損するような不具合を発せさせることはない。

また、制御機構Ｐは、最適温度内（鋳造アルミホイルの塑性加工においては、３００〜３５０℃の範囲）においても工具台４のパルスモータや主軸３の電動機Ｄに対して微調整を行うように制御することもできる。

図２に、本発明の塑性加工方法の第２実施例を示す。
本実施例の塑性加工方法では、実施例１の構成に加え、加温手段Ｂを温度センサＳと同様に絞りローラＲと干渉しない位置に配設する。また、加温手段Ｂは、その種類を特に限定するものではなく、ワークＷの表面温度を上げることのできる手段であればよく、例えば、ガス式のバーナ等を使用することが好ましく、その配設位置は、温度センサＳに直接その温度を計測されることがないよう、図に示すようにワークＷを挟んで対称の位置とすることが好ましい。

しかして、第２実施例の塑性加工方法では、第１実施例と同様に、各絞りローラＲ１、Ｒ２での塑性加工中に、温度センサＳによってワークＷ表面の温度を計測し、計測温度を制御機構Ｐに印可する。制御機構Ｐは、計測温度が最適温度内の場合には、絞りローラＲ１、Ｒ２の送り速度と主軸３の回転速度を最適条件に保ち、加工を継続する。

そして、計測温度が最適温度を下回ったとき（又は最低温度の下限近傍になったとき）制御機構Ｐから加温手段Ｂに加温開始の指令を印加し、ワークＷの表面の温度を上昇させる。その後、温度センサＳによってワークＷ表面の温度が最適温度の上限近傍まで到達したとき加温手段Ｂによる加温を停止し、加工を継続する。

また、制御機構Ｐは、最適温度内（鋳造アルミホイルの塑性加工においては、３００〜３５０℃の範囲）においても加温手段ＢのＯＮ・ＯＦＦを切り換え最適温度内の中心付近の温度（例えば、３３０℃）を狙って温度調整をしたり、第１実施例と同様に、工具台４のパルスモータや主軸３の電動機Ｄに対して微調整を行うように制御することもできる。

以上、本発明の塑性加工方法について、複数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、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせ絞りローラの送り込み速度の変更と加温手段による加温を同時に行うことの他、特に縦型のスピニングマシンの塑性加工に限定することなく、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。

本発明の塑性加工方法は、塑性加工を施すワークの表面温度に対して最適な加工条件で加工を行うことができるという特性を有していることから、新規のスピニングマシンに適用するだけでなく、既設のスピンニングマシンにおいても温度センサと加温手段を追加し、加工用のプログラムを変更することによって好適に用いることができる。

本第１発明の塑性加工方法を説明するためのスピニングマシンの一部断面の正面図である。本第２発明の塑性加工方法を説明するためのスピニングマシンの一部断面の正面図である。従来の塑性加工方法を説明するためのスピニングマシンの一部断面の正面図である。

符号の説明

１スピニングマシン
３主軸
Ｂ加温手段
Ｓ温度センサ
Ｐ制御機構
Ｍマンドレル
Ｗワーク
Ｒ１絞りローラ
Ｒ２絞りローラ

Claims

主軸に取り付けたワークに対して、相対的に回転する絞りローラをワーク表面に押圧することによって行う塑性加工方法において、ワーク表面の温度を計測し、ワーク温度に応じた加工条件で塑性加工を行うことを特徴とする塑性加工方法。
主軸に取り付けたワークに対して、相対的に回転する絞りローラをワーク表面に押圧することによって行う塑性加工方法において、ワーク表面の温度を計測し、ワーク温度を最適温度に加温しながら塑性加工を行うことを特徴とする塑性加工方法。