JP2007283375A - 絞り加工方法及びその装置 - Google Patents

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Hiroaki Ishida
博昭 石田
Yoshio Iio
良夫 飯尾
Hiroaki Mizumoto
宏明 水本
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Abstract

【課題】絞り加工による真円度が高く、縮管後のフランジ部の成形を短時間で完了することのできる絞り加工方法を提供すること。
【解決手段】工具取付台3に取り付けた絞りローラR1、R1によって行う縮管工程では、ワークWを主軸2と平行に移動させながら絞りローラR1の移行軌跡Bを最深部Aから徐々に拡開させて素材端部を最深部よりも大径に拡開成形し、次いで、工具取付台3に取り付けたフランジ部成形用ローラR2を縮管工程によって拡開成形した端部に押し当て、フランジ部Wbを成形する。
【選択図】図1

Description

本発明は、パイプ又は円筒状素材の絞り加工を行う絞り加工方法及びその装置に関し、特に、端部にフランジ部を有する最終形状製品を加工する絞り加工方法及びその装置に関するものである。
従来、例えば、パイプ先端等の円筒状素材(以下、「ワーク」という。)に絞り加工を施し、その端部にフランジ部分を形成する必要がある場合、その加工方法としては、ワークを回転主軸に固定し、ターレット台に配設した絞り加工用の絞りローラによってワーク先端を縮管し、縮管加工が終了した後、ワークを回転主軸から取り外し、別工程で中空円盤素材を溶接などの適宜手段で取り付けるようにしている。
この加工方法に用いる絞り加工装置を図4に示す。この絞り加工装置20は、回転主軸21に配設したチャック22と、該回転主軸21に対向して配設した芯金23と、チャック22に取り付けたワークWの表面に絞り加工を施す絞りローラR3を配備したターレット台24とからなる。
このターレット台24は、回転主軸21の軸芯方向と直角に移動するように走行台25に敷設した走行レール25a上に載置し、サーボモータ等の適宜手段で移動可能に配設する。また、走行台25も、回転主軸21の軸芯方向に移動可能となるように移動台26に敷設した移動レール26a上に載置し、走行台25と同様にサーボモータ等の適宜手段で移動可能に配設する(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をチャック22で把持固定し、電動機等の駆動装置Mによって回転主軸21を回転させる。そして、図5(a)〜(b)に示すように絞りローラR3をワークWの周面に当接させ、ワークWの先端を縮管する。
そして、ワークWをチャック22から適宜手段で取り外し、縮管後の先端内径と略等しい内径の中空円盤素材Waを、図5(c)に示すように隅部Yを溶接などの適宜手段で取り付けることによってフランジ部付きの最終製品を製造するようにしている。
しかし、この絞り加工装置では、縮管時の絞り加工が片側1ローラでの加工となり、縮管後の真円度が低く、縮管の絞り加工終了からフランジ部の取り付けのために一旦ワークを絞り加工装置から取り外して溶接工程に移行する必要があるため、加工時間が長く、サイクルタイムで大幅なロスがでるといった問題があった。
特開平9−239472号公報
本発明は、上記従来の絞り加工方法の有する問題点に鑑み、絞り加工による真円度が高く、縮管後のフランジ部の成形を短時間で完了することのできる絞り加工方法及びその装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の絞り加工方法は、回転する主軸先端に取り付けた工具取付台に加工用工具を主軸と直交方向に摺動可能に配設し、主軸と対向する位置に配設したワーク固定台に固定したワークを前記加工用工具で絞り加工を施す絞り加工方法において、工具取付台に取り付けた絞りローラによって行う縮管工程では、ワークを主軸と平行に移動させながら絞りローラの移行軌跡を最深部から徐々に拡開させて素材端部を最深部よりも大径に拡開成形し、次いで、工具取付台に取り付けたフランジ部成形用ローラを縮管工程によって拡開成形した端部に押し当て、フランジ部を成形することを特徴とする。
また、前記絞り加工方法を実施するための本発明の絞り加工装置は、主軸先端に、加工用工具を主軸と直交方向に摺動可能に支持する工具取付台と、主軸と対向する位置にワークを固定するワーク固定台とを備え、主軸を回転させながら加工用工具を主軸と直交方向に移動させるとともに、ワークを主軸と平行に移動させてワークに絞り加工を施す絞り加工装置において、工具取付台には、絞りローラとフランジ部成形用ローラとを主軸と直交方向に摺動可能に配設したことを特徴とする。
本発明の絞り加工方法及びその装置によれば、ワークを固定し、対となる絞りローラを主軸と直交する方向に摺動移動させてワーク先端を縮管するから、高い真円度の絞り加工を行うことができるとともに、絞り加工からフランジ部成形加工に移る際にツールチェンジをする必要がなく、更にワークを固定しているワーク固定台は回動しないから、主軸回転を止めることなく次のワークの取替を行って加工することができ、絞り加工からフランジ部成形加工までの一連の工程を1の絞り加工装置で行うことができるから製品加工のサイクルタイムが従来と比べて大幅に短縮することができ、また、フランジ部分は溶接などの手段で取り付けることなく塑性加工によって成形するから高い強度のフランジ部とすることができる絞り加工方法及びその装置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1〜2に、本発明の絞り加工方法及びその装置の実施例を示す。
本発明の絞り加工装置1は、架体10上にモータ等の駆動装置Mによって回動可能に配設した主軸2と、該主軸2先端に加工用工具を主軸と直交方向に摺動可能に支持する工具取付台3と、主軸2と対向する位置にワークWを固定するワーク固定台4とを備え、主軸2に配設する工具取付台3には、図に示すように、対となる絞りローラR1とフランジ部成形用ローラR2とを配設するようにしている。
また、工具取付台3には、フランジ部成形用ローラR2と絞りローラR1とを1個ずつ180°間隔で対向して配設してもよく、更に、3個1組にして交互に等間隔(60°間隔)で配設しても構わない。
絞りローラR1とフランジ部成形用ローラR2とを主軸と直交方向に移動させる方法は、特に限定するものではないが、例えば、本出願人が先に特開2001−137962として出願した、中空の主軸2内に同軸に配設したカム軸先端に取り付けたカム板を制御機構によって主軸と相対的に回転制御することによって行う公知の方法を用いることが好ましい。
ワーク固定台4は、主軸2と平行に移動させるための移動機構5を介して架体10上に配設する。そして、円筒状のワークWを把持固定するためのチャック部分4a、4aを対向して設け、一方又は両方のチャック部分4aをシリンダ等の押圧部材4bによって押圧し、ワークWを固定する。移動機構5は、固定したワークWを、回転する主軸2に対して相対的に移動させることができればよく、ワーク固定台4を架体上に固定し、主軸2を移動可能に配設するようにしてもよい。
上記構成の絞り加工装置1を用いて中空円筒状のワークWの先端を縮管し、縮管部分先端をフランジ部となるように成形する成形加工方法を説明する。
まず、ワーク固定台4を主軸2の先端に配設した工具取付台3に干渉しない場所に位置させ、ワークWを手動又は自動の搬送装置によってワーク固定台4のチャック部分4a、4aによって把持固定する(図1参照)。
そして、駆動装置Mによって主軸2を回動させ、対向する絞りローラR1、R1を工具取付台3の半径方向(主軸2の軸芯と直交する方向)に摺動させてワークWの周面に当接させつつワーク固定台4を主軸2から遠ざかる方向に移動させる。
この際、絞りローラR1の移行軌跡は、最深部Aを境に拡開するように円弧状の軌跡Bとすることによって図3(b)に示すように縮管加工によって端部を拡開した状態とすることができる。
次いで、絞りローラR1、R1をワークWから離れる方向に拡げ、ワークWの位置を工具取付台3から若干離間した場所に移動させた後、フランジ部成形用ローラR2をワークWの端部に当接可能な位置まで移動させる。そして、ワーク固定台4を工具取付台3に向かって進行させ、図3(c)に示すようにワークWの端部にフランジWbを成型し、加工を終了させる。
以上、本発明の絞り加工方法及びその装置について、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、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。
本発明の絞り加工方法及びその装置は、ワークを固定して対となる絞りローラによって絞り加工を施し、ツールチェンジすることなくフランジ部加工を施すことができるという特性を有していることから、高い真円度を要求するワークの絞り加工に適用するだけでなく、短いサイクルタイムや高い強度のフランジ部分を要求する絞り加工にも好適に用いることができる。
本発明の絞り加工装置の概略正面図である。 本発明の絞り加工装置の工具取付台の正面図である。 本発明の絞り加工装置を使った加工方法を示す説明図で、(a)は、絞り加工前の状態を、(b)は、絞り加工後の状態を、(c)は、溝加工終了後の状態を示す。 従来の絞り加工装置の概略平面図である。 従来の絞り加工装置を使った加工方法を示す説明図で、(a)は、絞り加工前の状態を、(b)は、絞り加工後の状態を、(c)は、溝加工終了後の状態を示す。
符号の説明
1 絞り加工装置
2 主軸
3 工具取付台
4 ワーク固定台
R1 絞りローラ
R2 フランジ部成形用ローラ

Claims (2)

  1. 回転する主軸先端に取り付けた工具取付台に加工用工具を主軸と直交方向に摺動可能に配設し、主軸と対向する位置に配設したワーク固定台に固定したワークを前記加工用工具で絞り加工を施す絞り加工方法において、工具取付台に取り付けた絞りローラによって行う縮管工程では、ワークを主軸と平行に移動させながら絞りローラの移行軌跡を最深部から徐々に拡開させて素材端部を最深部よりも大径に拡開成形し、次いで、工具取付台に取り付けたフランジ部成形用ローラを縮管工程によって拡開成形した端部に押し当て、フランジ部を成形することを特徴とする絞り加工方法。
  2. 主軸先端に、加工用工具を主軸と直交方向に摺動可能に支持する工具取付台と、主軸と対向する位置にワークを固定するワーク固定台とを備え、主軸を回転させながら加工用工具を主軸と直交方向に移動させるとともに、ワークを主軸と平行に移動させてワークに絞り加工を施す絞り加工装置において、工具取付台には、絞りローラとフランジ部成形用ローラとを主軸と直交方向に摺動可能に配設したことを特徴とする絞り加工装置。
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