JP2009095858A - Drawing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絞り加工装置に関し、特に、回転する主軸の先端に取り付けた絞りローラを径方向に移動させて絞り加工を施す絞り加工装置の改良に関するものである。 The present invention relates to a drawing apparatus, and more particularly to an improvement of a drawing apparatus that performs drawing by moving a drawing roller attached to the tip of a rotating main shaft in a radial direction.
従来、パイプ先端等の円筒部材の絞り加工を行う絞り加工装置として、本出願人等が先に提案した、回転する主軸の先端に取り付けたローラ取付台に径方向に摺動可能に支持し、これにより固定した筒状の素材である被加工用パイプの先端に絞り加工を施す絞り加工装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a drawing device for drawing a cylindrical member such as a pipe tip, the applicant previously proposed, and supported by a roller mounting base attached to the tip of a rotating main shaft so as to be slidable in the radial direction, There has been proposed a drawing apparatus that performs drawing on the tip of a pipe to be processed, which is a cylindrical material fixed in this way (see, for example, Patent Document 1).
図12〜図14に、従来の絞り加工装置の一例を示す。
図12に示すように、この絞り加工装置3は、主軸機構2と、この主軸機構2に対向して被加工用パイプを支持する支持機構(図示省略)とを備え、主軸機構2の軸受台11は、基台4上に形成した案内レール5上を駆動モータ6と駆動螺子7によって図例左右方向に移行可能に載置されている。
12 to 14 show an example of a conventional drawing apparatus.
As shown in FIG. 12, the
主軸機構2は、適宜の駆動モータ(図示省略)に連結される駆動プーリPにより回転駆動され軸受台11にベアリング12を介して回転自在に支持される主軸10と、この主軸10の先端に設けられるローラ取付台13とを備える。
The
このローラ取付台13は、主軸10の先端にフランジ16を介して取り付けられ、図13に示すように、絞りローラRの支持部材17を径方向に案内する案内溝14aを備えた主取付台14とから構成されている。
The
絞りローラRの支持部材17は、絞りローラRを取り付ける本体部分17bと、該本体部分17bを案内溝14aに保持するためのカバー17cとを主要構成部品としている。
The supporting
そして、例えば、主軸10を、図12に示すように、中空構造とし、渦巻き状溝18aを備えたカム板18を先端に取り付けたカム軸19を、主取付台14を先端に取り付けた主軸10内に収納し、絞りローラRの支持部材17から突出した案内ピン17aを前記渦巻き状溝18a内に突入させ、主軸10とカム軸19とを、変速機構30を介して係合することによって絞りローラRを径方向に移行させるようにしている。
この場合、図13に示す位置(初期位置)にある絞りローラRは、主取付台14に対して相対的にカム板18を回転(図例、反時計回り)させることによって、図14に示す位置まで径方向内側に向かって移動し、被加工用パイプの先端を加工するようにされている。
Then, for example, as shown in FIG. 12, the
In this case, the squeezing roller R at the position (initial position) shown in FIG. 13 rotates the
被加工用パイプに挿入されるマンドレル40は、カム軸19内に収納される軸41の先端に配設され、被加工用パイプの加工時に内径(外径)を規制する役割を担っている。
The
ところで、この絞り加工装置で加工する筒状の素材は、外径が150mm程度で肉厚が2mm程度の場合には、異常な変形をすることなく縮管加工を施すことができるものの、例えば、外径が150mm程度で肉厚が1.5mm以下の場合や、肉厚が2mmであっても外径が200mm以上の場合には、被加工用パイプの先端内径部分がマンドレルに沿う前に、絞りローラの押圧力によって、加工部分が内側に異常に変形してしまい正常な成形加工を行うことができないという問題があった。 By the way, the cylindrical material to be processed by this drawing device can be subjected to tube reduction without abnormal deformation when the outer diameter is about 150 mm and the wall thickness is about 2 mm. When the outer diameter is about 150 mm and the wall thickness is 1.5 mm or less, or when the outer diameter is 200 mm or more even if the wall thickness is 2 mm, before the tip inner diameter portion of the pipe to be processed follows the mandrel, Due to the pressing force of the squeezing roller, there is a problem that the processed part is abnormally deformed inward and normal molding cannot be performed.
本発明は、上記従来の絞り加工装置の有する問題点に鑑み、肉厚が薄い筒状の素材や大径の筒状の素材に対して、異常変形を生じさせることなく縮管加工を行うことのできる絞り加工装置を提供することを目的とする。 In view of the problems of the above-described conventional drawing apparatus, the present invention performs tube-reducing processing on a thin cylindrical material or a large-diameter cylindrical material without causing abnormal deformation. An object of the present invention is to provide a drawing device capable of performing the above-mentioned.
上記目的を達成するため、本発明の絞り加工装置は、回転する主軸の先端に、絞りローラを径方向に摺動可能に支持するローラ取付台を備えるとともに、絞りローラを径方向に移行させ、固定した筒状の素材の先端を縮管加工するようにした絞り加工装置において、前記ローラ取付台に、縮管加工の際、筒状の素材の内部に位置し、前記主軸の径方向に移動するバックアップローラを配設したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the drawing apparatus of the present invention includes a roller mounting base that supports the drawing roller in a slidable manner in the radial direction at the tip of the rotating main shaft, and moves the drawing roller in the radial direction. In the drawing device that reduces the tube end of a fixed cylindrical material, the roller mounting base is positioned inside the cylindrical material and moves in the radial direction of the main shaft when the tube is reduced. A backup roller is provided.
この場合において、前記主軸を中空構造とし、主軸と同芯に嵌挿したカム軸先端に、前記絞りローラを支持する支持部材から突出した案内ピンが嵌入する渦巻き状溝を刻設したカム板を備え、渦巻き状溝の変形部によって絞りローラを径方向に移行させることができる。 In this case, a cam plate having a hollow structure in the main shaft and engraved with a spiral groove into which a guide pin protruding from a support member that supports the squeezing roller is fitted at the tip of the cam shaft that is fitted concentrically with the main shaft. The squeezing roller can be moved in the radial direction by the deformed portion of the spiral groove.
本発明の絞り加工装置によれば、ローラ取付台に、縮管加工の際、筒状の素材の内部に位置し、前記主軸の径方向に移動するバックアップローラを配設するようにしたから、絞りローラの押圧によって内側に異常変形しようとする素材の肉流れを受け止め、肉厚が薄い筒状の素材や大径の筒状の素材であっても加工部分が異常変形することのない絞り加工装置を提供することができる。 According to the drawing apparatus of the present invention, the roller mounting base is provided with a backup roller that is located inside the cylindrical material and moves in the radial direction of the main shaft during the tube contraction processing. The drawing process prevents the material from flowing abnormally inside due to the pressing of the squeezing roller, and the processed part does not deform abnormally even if it is a thin cylindrical material or a large-diameter cylindrical material. An apparatus can be provided.
また、前記主軸を中空構造とし、主軸と同芯に嵌挿したカム軸先端に、前記絞りローラを支持する支持部材から突出した案内ピンが嵌入する渦巻き状溝を刻設したカム板を備え、渦巻き状溝の変形部によって絞りローラを径方向に移行させるときは、カム板が主軸に対して相対的に回転することによって絞りローラが径方向に移行するから、絞りローラの移行を確実、かつ、正確に制御することができる。 The main shaft has a hollow structure, and is provided with a cam plate in which a spiral groove into which a guide pin protruding from a support member that supports the squeezing roller is fitted is engraved at the tip of a cam shaft that is inserted concentrically with the main shaft. When the squeezing roller is moved in the radial direction by the deformed portion of the spiral groove, the squeezing roller is moved in the radial direction by rotating the cam plate relative to the main shaft. Can be controlled accurately.
以下、本発明の絞り加工装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。 Embodiments of a drawing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図7に、本発明の絞り加工装置の実施例を示す。 1 to 7 show an embodiment of the drawing apparatus of the present invention.
この絞り加工装置1は、主軸10の先端に、絞りローラRを径方向に摺動可能に支持するローラ取付台13を備えるとともに、絞りローラRを径方向に移行させ、固定した筒状の素材の先端を縮管加工するようにした絞り加工装置であって、前記ローラ取付台13に、縮管加工の際、筒状の素材の内部に位置し、前記主軸10の径方向に移動するバックアップローラ20を配設するようにしている。
The drawing apparatus 1 includes a
ローラ取付台13は、主軸10の先端にフランジ16を介して取り付けられ、従来例と同様、絞りローラRのみを配設することもできるが、絞りローラRと、絞りローラRによって縮管されたパイプ先端の不要部分を切断する切断ローラCを配設するようにしても構わず、本実施例においては切断ローラCを配設した例で説明する。
The
絞りローラR及び切断ローラCを径方向に移行するために、前記主軸10を中空構造とし、主軸10と同芯に嵌挿したカム軸19の先端に、前記絞りローラR及び切断ローラCを支持する支持部材17から突出した案内ピン17a、54が嵌入する渦巻き状溝18aを刻設したカム板18を主軸10に対して相対的に回転させることによって行うようにしている。
In order to move the squeezing roller R and the cutting roller C in the radial direction, the
案内ピン17a及び、後述する切断ローラCの移行用の案内ピン54は、図8に示すように、渦巻き状溝18aに嵌入されており、渦巻き状溝18aは略々270度とし、全周を4等分してそれぞれをα、β、γ、δとしたとき、角度がβ、δとなる部分を同心円部、角度がα、γとなる部分を変形部とし、案内ピン17a、54が変形部α、γの部分を通過するときに案内ピン17a、54は、カム板18の径方向に移動することとなる。
As shown in FIG. 8, a
そして、切断ローラCを配設した支持部材17は、図9〜図10に示すように、逆行機構50によって、案内スライダ51の移行方向とローラスライダ52の移行方向とを逆向きとするようにしている。
逆行機構50は、案内ピン54を配設する案内スライダ51の上面に刻設したラック51aと、切断ローラCを配設するローラスライダ52の底面に刻設したラック52aと、前記両ラック51a、52a間に回動自在に配設したピニオン53から構成するようにしている。
Then, as shown in FIGS. 9 to 10, the
The
案内スライダ51は、押さえ板55、55によって、主取付台14底面からの案内溝14aに摺動可能に取り付けられ、下面にカム板18の渦巻き状溝18aに嵌入される案内ピン54を配設し、上面にラック51aを刻設するようにしている。
The
そして、案内スライダ51のラック51aに噛合するように、ピニオン53を主取付台14内に配設した中間軸受56に回動自在に配設するようにしている。
The
上面に切断ローラCを配設するローラスライダ52は、前記中間軸受56とカバー17cによって挟持されるように案内溝14aに摺動可能に配設されるもので、その下面に刻設したラック52aを前記ピニオン53に噛合させるようにしている。
The
これによって、カム板18の渦巻き状溝18a内に突入する案内ピン54が変形部α、γの部分を通過するときの移動方向と逆方向に切断ローラCが移動するようになっている。
なお、逆行機構50は、切断ローラCを配設した支持部材17に配設することなく、絞りローラRを配設した支持部材17に配設するようにしても構わない。
As a result, the cutting roller C moves in the direction opposite to the direction in which the
The
主軸10とカム軸19とに相対速度差をつけるために、変速機構30を使用する。
変速機構30には、例えば、撓み噛み合い式駆動伝達装置を用い、その概要は、図1及び図11に示すように、主軸10とカム軸19とにそれぞれ係合される対をなす外輪31、32と、それぞれの外輪内面に形成された歯溝(両者同一歯数とする)に噛合し、かつ歯数の異なる歯形を形成した可撓性の歯車輪33と、この歯車輪33を楕円形に、かつ回動可能に支持し、歯溝とは相対する2箇所において噛合させるウエーブ形成輪34とより構成したものである。
In order to make a relative speed difference between the
As the
この変速機構30は、ウエーブ形成輪34を固定し、一方の外輪31を駆動したとき、歯車輪33は追随して回動される。これに伴い他方の外輪32も歯車輪33を介して回動される。このとき、両外輪31、32の歯数が同一であり、したがって、同一回転数で回動される。一方、歯車輪33の歯数は、通常、外輪31、32より少なく(例えば、2個少なく)形成する。
次に、外輪31を固定し、ウエーブ形成輪34を回動する。35はその駆動用減速モータを示す。このとき、歯車輪33は外輪31との歯数の差があり、これにより回動され、他方の外輪32はこれにより回動される。
したがって、外輪31を回動しながらウエーブ形成輪34を回動することにより、他方の外輪32は、外輪31に対して相対回転速度は変動する。その変動回転数は、ウエーブ形成輪34の回転数に比例する。このように、撓み噛み合い式駆動伝達装置による差動がなされる。
In this
Next, the
Therefore, by rotating the
図1において、36は外輪31の支持歯車、37は外輪32の支持歯車、38は主軸10に取り付けられ支持歯車36と噛合する駆動歯車、39は支持歯車37と噛合する従動歯車を示す。
これにより、外輪32の外輪31に対する相対速度差(差動)は、カム軸19を介してカム板18を回動し、絞りローラR及び切断ローラCを径方向に移動させることができる。
In FIG. 1, 36 is a support gear for the
Thereby, the relative speed difference (differential) of the
また、被加工用パイプの加工時に内径(外径)を規制するマンドレル40は、バックアップローラ20のローラ部21がその役割を代用する場合には配設する必要がない。
Further, the
絞りローラR及び切断ローラCの配設数は、特に限定されるものではないが、本実施例においては、図2に示すように、絞りローラR及び切断ローラCをそれぞれ対向する位置に2個ずつ配設し、図に示すように、隣り合う絞りローラRと切断ローラCとの間隔が異なるように配設し、広い間隔をとった絞りローラRと切断ローラCとの間にバックアップローラ20を配設するようにしている。
The number of the squeezing rollers R and the cutting rollers C is not particularly limited, but in this embodiment, as shown in FIG. 2, two squeezing rollers R and two cutting rollers C are provided at positions facing each other. As shown in the figure,
そして、図例上側の絞りローラR及び右側の切断ローラCの案内ピン17a、54を同一の渦巻き状溝18aに嵌入するとともに、図例下側の絞りローラR及び左側の切断ローラCの案内ピン17a、54を前記渦巻き状溝18aとは別の渦巻き状溝18aに嵌入するようにしている。
The guide pins 17a and 54 of the upper drawing roller R and right cutting roller C are inserted into the
これによって、絞りローラR及び切断ローラCの案内ピン17a、54が変形部α、γの部分を通過するときに、つまり、図2の初期位置からカム板18が主軸10に対して相対的に回転することによって、案内ピン17a、54は、カム板18の径方向に移動することとなる。
Accordingly, when the guide pins 17a and 54 of the squeezing roller R and the cutting roller C pass through the deformed portions α and γ, that is, from the initial position of FIG. By rotating, the guide pins 17 a and 54 move in the radial direction of the
バックアップローラ20は、図3に示すように、ローラ部21と、該ローラ部21を先端に取り付け、主軸10と直角方向に移動するロッド部22と、ロッド部22を摺動可能に保持し、ローラ取付台13の内部に固定するケース部24と、前記ロッド部22内に形成した圧力室23内に挿入され、圧力室23を2室に分割するピストン25cを形成するピストンロッド25とからなる。
そして、カム軸19の端部に配設した流体継手27からカム軸19、主軸10、フランジ16に形成した流体路26a、26bから前記ピストンロッド25内に形成した流体路25a、25bを介し、前記ロッド部22内に形成した圧力室23a、23b内に流体を供給し、ロッド部22の動きを制御するようにしている。
As shown in FIG. 3, the
The
ローラ部21は、その形状を特に限定するものではないが、縮管加工される筒状の素材の端部の内面を保持することができるように、円筒形状とすることが好ましく、円筒の一体形状の他、ベアリング等の回転体を多数連装して構成しても構わない。
Although the shape of the
ロッド部22は、先端に配設するローラ部21が揺動することがないように、断面多角形形状又は楕円形状とすることが好ましいが、進行方向に溝加工を施す等、周り止めの措置を施すことによって、断面円形とすることもできる。
The
ピストンロッド25は、ケース部24の端部に固定され、内部に流体路26a、26bと繋がる流体路25a、25bを形成し、それぞれ圧力室23a、23bと連通されている。
The
これによって、流体供給源28から流体路26aに流体(例えば、圧油)を流入させ、ピストンロッド25の流体路25aを介し圧力室23aを昇圧することによって、ローラ部21が設けられたロッド部22が主軸10の中心に近づく方向(図例下側)に移動し、流体供給源28から流体路26bに流体を流入させることによって逆方向に移動するようにしている。
As a result, a fluid (for example, pressure oil) flows from the
そして、筒状の素材の縮管加工は、通常、多工程で行われるもので、本発明の絞り加工装置1では、1回の工程で絞りローラRが素材の端部を縮管する径(第1工程では、図4に示す縮管内径D1)よりも、ローラ部21が筒状の素材の端部の内周面と当接する位置(第1工程では、図4に示すバックアップ外径d1)を、若干大きくなる位置となるようにローラ部21をセットし、バックアップローラ20を保持する流体の圧力(例えば、油圧力)は、絞りローラRが筒状の素材を縮管加工する際の押圧力よりも小さく、また、筒状の素材の変形には耐えるように設定することによって、絞りローラRの押圧力に伴って、ローラ部21が主軸10の中心に近づく方向に移動するようにしている。
The tube-reducing process of the cylindrical material is usually performed in multiple steps. In the drawing apparatus 1 of the present invention, the diameter (the diameter at which the drawing roller R reduces the end of the material in one step ( In the first step, the position where the
上記構成において、図4〜図6にマンドレル40を配設することなく、内径Dの筒状の素材の端部を第3工程で内径D3に縮管加工する手順を説明する。
In the above-described configuration, the procedure for reducing the end of the cylindrical material having the inner diameter D to the inner diameter D3 in the third step without arranging the
まず、第1工程で絞りローラRによって素材の端部の内径をD1まで縮管するとき、バックアップ外径がd1(d1>D1)となる位置にローラ部21を移動させ、縮管加工を開始する。
この際、肉厚が薄い筒状の素材や大径の筒状の素材では、縮管加工開始後すぐの初期の段階で内側に向かって異常変形を起こす場合が多く、図4(a)に示すように、絞りローラRが素材の外周面に当接するのに先立って、ローラ部21を素材の内周面に当接(d1=D)させておくことが好ましい。
First, when the inner diameter of the end portion of the material is reduced to D1 by the squeezing roller R in the first step, the
At this time, in the case of a thin cylindrical material or a large-diameter cylindrical material, abnormal deformation tends to occur inward at the initial stage immediately after the start of the tube contraction, as shown in FIG. As shown, before the squeezing roller R abuts on the outer peripheral surface of the material, it is preferable that the
そして、絞りローラRによる縮管加工の際、ローラ部21は、絞りローラRの押圧力に伴って、主軸10の中心に近づく方向に移動して素材の端部の内径がD1となったときに第1工程が終了する(図4(b)参照)。
When the tube portion is contracted by the squeezing roller R, the
なお、図4(c)に示すように、バックアップ外径d1’を筒状の素材の内径Dより若干小さく(d1’<D)設定し、縮管加工開始後すぐ素材の端部の内周面がローラ部21に当接するようにしても構わない。
この場合、絞りローラRの押圧力によって、素材の端部が縮管され、素材の内径がd1’となったとき、素材の内周面はローラ部21に当接し、内部に異常変形を起こすことなくローラ部21によって内周面が規制される。
そして、素材の端部の内径がバックアップ外径d1’となった状態からさらに絞りローラRによって縮管加工を継続し、ローラ部21は、絞りローラRの押圧力に伴って、主軸10の中心に近づく方向に移動して素材の端部の内径がD1となったときに第1工程が終了することとなる。
As shown in FIG. 4 (c), the backup outer diameter d1 ′ is set slightly smaller than the inner diameter D of the cylindrical material (d1 ′ <D), and the inner circumference of the end portion of the material is immediately after the start of the tube shrinking process. You may make it a surface contact | abut to the
In this case, when the end portion of the material is contracted by the pressing force of the squeezing roller R and the inner diameter of the material becomes d1 ′, the inner peripheral surface of the material contacts the
Then, the contraction processing is further continued by the squeezing roller R from the state in which the inner diameter of the end portion of the material becomes the backup outer diameter d1 ′, and the
次に、第2工程では、絞りローラRによって素材の端部の内径をD2まで縮管するものとし、バックアップ外径がd2(d2>D2)となる位置にローラ部21を移動させ(図5(a)参照)、第1工程と同様の縮管加工を施す(図5(b)〜図5(c)参照)。
Next, in the second step, the inner diameter of the end portion of the material is reduced to D2 by the squeezing roller R, and the
最終工程となる第3工程においては、最終形状である素材の端部の内径をD3まで縮管するもので、バックアップ外径がd3(d3>D3)となる位置にローラ部21を移動させ(図6(a)参照)、第1工程、第2工程と同様、素材の端部に縮管加工を施す(図6(b)参照)。
そして、素材の端部の内径が加工目標のD3になったとき、対向するロッド部22の端部に配設したストッパS同士が当接し、ローラ部21のそれ以上の移行が阻止され、対向するローラ部21が1体となってマンドレルとして機能し(図6(c)参照)、縮管加工が完了し、端部の不要部分を切断ローラCによって切断し、加工を終了する。
In the third step, which is the final step, the inner diameter of the end of the material that is the final shape is reduced to D3, and the
Then, when the inner diameter of the end portion of the material reaches the processing target D3, the stoppers S arranged at the end portions of the opposing
なお、図7に示すように、対向するローラ部21をマンドレルとして使うことなく、第3工程に入る直前に又は第3工程で素材の内径がd3となったときに、主軸10を停止し、素材から一旦絞りローラRを離間させ、バックアップローラ20のローラ部21を主軸10の中心から遠ざかる待避位置に移動させ、マンドレル40を進出(図例右側)させるようにし、縮管加工を完了させるようにしても構わない。
In addition, as shown in FIG. 7, without using the opposing
以上、本発明の絞り加工装置について、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。 The drawing apparatus of the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the configurations described in the above embodiments, and the configurations are appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. It is something that can be done.
本発明の絞り加工装置は、異常変形が生じやすい筒状の素材でも異常変形を生じさせることなく縮管加工を行うことのできるという特性を有していることから、肉厚が薄い筒状の素材や大径の筒状の素材の縮管加工を行う絞り加工装置の用途に好適に用いることができる。 The drawing apparatus of the present invention has a characteristic that even a cylindrical material that is likely to be deformed abnormally can be contracted without causing abnormal deformation. It can be suitably used for the application of a drawing apparatus that performs a tube shrinking process on a material or a cylindrical material having a large diameter.
1 絞り加工装置
2 主軸機構
10 主軸
13 ローラ取付台
17 支持部材
17a 案内ピン
18 カム板
18a 渦巻き状溝
19 カム軸
20 バックアップローラ
21 ローラ部
22 ロッド部
R 絞りローラ
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110104 |