JP2010179365A - Buckling prevention structure for flange forming machine of tubular material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属製管材の端部につば出し成形するのに用いるつば出し成形加工機にあって、管材の内側に座屈が発生するのを防止する座屈防止構造に関する。 The present invention relates to a buckling prevention machine for preventing a buckling from occurring on the inside of a pipe material in a bristle forming machine used for bridging and forming an end portion of a metal pipe material.
公転中心軸に向かって傾斜した自転軸を有する円錐形状の1次ローラにて管材の端部を60°以下の低角度に拡開及び折り曲げ、次に公転中心軸に向かって傾斜した自転軸を有する円錐形状の2次ローラにて約90°に折り曲げる管材のつば出し成形加工機においては、つば部と管本体とのつなぎ部内側に座屈不具合が発生しやすかった。
これまでは、座屈が生じるのは2次ローラにする約90°曲げ工程であると考えられ、本出願人は特許文献1に示す技術を提案している。
しかし、つば出し成形時に管材が内側に座屈する真の原因を詳細に調査及び研究したところ、座屈の起因は1次ローラによる低角度拡開折り曲げ工程にあることが明らかになった。
その内容を図10にて説明する。
管材1をクランプし、端部1aを1次ローラ230にて約40°に拡開及び折り曲げる際に円盤状の芯金150を挿入したが、1次ローラ230の先端230aと芯金150との間に小さな隙間dが生じることから、この隙間に入り込むように座屈起点1bが発生しその結果として2次ローラによる約90°曲げ成形工程にて大きな座屈となることが明らかになった。
これは、1次ローラ230が公転と自転により管材の端部を拡開及び外側に折り曲げるには1次ローラ230の先端が管材の内側に入り込む必要があるが、その際に芯金が干渉するのをさけるために、隙間dが必要であったためである。
また、1次ローラ先端との干渉を避けるために、芯金がS方向に退避するように芯金の先端側にスプリングを配設する場合もあるが、その場合にも芯金がスプリングに対抗してズレが生じると隙間dとなるのが原因であった。
The end of the tube is expanded and bent at a low angle of 60 ° or less with a conical primary roller having a rotation axis inclined toward the revolution center axis, and then the rotation axis inclined toward the revolution center axis In the tubular material forming machine that bends at about 90 ° by the conical secondary roller, buckling defects are likely to occur inside the joint between the collar and the tube body.
Up to now, it is considered that buckling occurs in a bending process of about 90 ° for a secondary roller, and the present applicant has proposed a technique shown in
However, a detailed investigation and study of the true cause of the tube material buckling inward during the rib forming revealed that the cause of the buckling lies in the low-angle widening bending process by the primary roller.
The contents will be described with reference to FIG.
When the
This is because the tip of the
In addition, in order to avoid interference with the tip of the primary roller, a spring may be provided on the tip of the core so that the core is retracted in the S direction. When the gap occurs, the gap d is the cause.
本発明は、管材のつば出し成形時に管材が内側に座屈するのを防止する座屈防止構造の提供を目的とする。 An object of this invention is to provide the buckling prevention structure which prevents that a pipe material buckles inside at the time of pipe forming of a pipe material.
請求項1記載に係る座屈防止構造は、公転中心軸に向かって傾斜した自転軸を有する円錐形状の1次ローラにて管材の端部を60°以下の低角度に拡開及び折り曲げ、次に公転中心軸に向かって傾斜した自転軸を有する円錐形状の2次ローラにて約90°に折り曲げる管材のつば出し成形加工機において、1次ローラは、先端側が縮径の円錐台形状の1次ローラ本体部と、当該本体部の先端に取り付けた、逆円錐部を有する座屈防止ローラとを有していることを特徴とする。
ここで、1次ローラ及び2次ローラが公転中心軸に向かって傾斜した自転軸を有することから、1次ローラ及び2次ローラは公転中心軸を回転中心にして公転しながら自転することになる。
本発明にあって、1次ローラを、当該1次ローラを支持する支柱に対して回転自在に取り付けるとともに当該1次ローラの自転軸中心が、公転する支柱中心の公転軌道に対して内側に偏心自在に取り付けても良い。
このような構造にすると、1次ローラを管材の内側に前進させると1次ローラが支柱に対して回転自在であるとともに、1次ローラの取付自転軸が公転する支柱の中心から内外方向に偏心しているので、この1次ローラは管材の内壁に押され、自転軸が最も内側になるように偏心した状態を維持しながら公転することになる。
従って、1次ローラの自転軸を支柱中心に取り付ける場合に対応できる管径より径の小さい管材のつば出しに対応できる。
In the buckling prevention structure according to
Here, since the primary roller and the secondary roller have the rotation shaft inclined toward the revolution center axis, the primary roller and the secondary roller rotate while revolving around the revolution center axis. .
In the present invention, the primary roller is rotatably attached to a support column supporting the primary roller, and the rotation axis center of the primary roller is eccentric inward with respect to the revolving track of the revolving support column center. You may attach freely.
With such a structure, when the primary roller is advanced to the inside of the pipe, the primary roller is rotatable with respect to the support column and the primary roller mounting rotation shaft is deviated inward and outward from the center of the support column on which the primary roller revolves. Therefore, the primary roller is pushed by the inner wall of the pipe material and revolves while maintaining an eccentric state so that the rotation shaft is at the innermost side.
Accordingly, it is possible to cope with the tube material having a diameter smaller than the tube diameter that can be accommodated when the rotation shaft of the primary roller is attached to the center of the column.
請求項3記載に係る座屈防止構造は、公転中心軸に向かって傾斜した自転軸を有する円錐形状の1次ローラにて管材の端部を60°以下の低角度に拡開及び折り曲げ、次に公転中心軸に向かって傾斜した自転軸を有する円錐形状の2次ローラにて約90°に折り曲げる管材のつば出し成形加工機において、管材の内側に挿入する座屈防止治具を有し、座屈防止治具は管材の内側に挿入する円盤状プレートを有し、当該円盤状プレートは1次ローラの先端部を呑み込む逃げ溝部を有していることを特徴とする。 In the buckling prevention structure according to claim 3, the end of the tube material is expanded and bent at a low angle of 60 ° or less with a conical primary roller having a rotation axis inclined toward the revolution center axis. In a tubular material forming machine that bends at about 90 ° by a conical secondary roller having a rotation axis inclined toward the revolution center axis, a buckling prevention jig that is inserted inside the tube material, The buckling prevention jig has a disk-like plate to be inserted inside the tube material, and the disk-like plate has an escape groove portion that squeezes the tip of the primary roller.
本発明においては、1次ローラの先端に逆円錐状の座屈防止ローラを設けるか、あるいは、管材の内側に挿入する円盤状プレートに1次ローラの先端が入り込む逃げ溝部を形成することにより1次ローラによる低角度曲げ工程にて座屈起点が生じるのを防止でき、その後の2次ローラによる約90°曲げ時に管材が内側に座屈するのを防止する。
また、従来の座屈防止治具を用いた場合における管材が内側に食い込み、治具が管材の内側から抜けなくなる不具合も防止できる。
さらには、1次ローラの自転軸中心が1次ローラの支柱中心の公転軌道に対して内側に偏心するように回転自在に取り付けると、この1次ローラを管材の内側に挿入する際に、自転軸が最も内側になるように自動偏心するので従来以上に径の小さい管材のつば出しができる。
In the present invention, an anti-conical buckling prevention roller is provided at the tip of the primary roller, or a relief groove portion into which the tip of the primary roller enters is formed in a disk-like plate inserted inside the tube material. It is possible to prevent the buckling starting point from being generated in the low-angle bending process by the secondary roller, and to prevent the tube material from buckling inward when the secondary roller is bent by about 90 ° thereafter.
Further, it is possible to prevent a problem that the pipe material bites inward when the conventional buckling prevention jig is used, and the jig cannot be removed from the inside of the pipe material.
Further, if the primary roller is rotatably mounted so that the center of rotation of the primary roller is decentered inward with respect to the revolving track of the center of the support of the primary roller, the rotation of the primary roller when inserting it into the tube material is performed. Since the shaft is automatically decentered so that the shaft is on the innermost side, tube material with a smaller diameter than before can be pulled out.
つば出し成形加工機10の構造例を以下、図面に基づいて説明する。
図1は側面図、図2は平面図を示し、図3(a)が1次ローラ30にて管材の端部を約40°に拡開及び外側に折り曲げ加工している状態を示し、図3(b)が2次ローラ40にてさらに約約90°までフランジ状に曲げ加工している状態を示す。
図1及び図2に示すように、加工機の一端(図1では右側)に被加工物である管材1の端部1aを所定の長さ内側に突出するように上クランプ51と下クランプ52にてクランプ保持し、このクランプ手段と対向するようにベースプレート11を配設し、このベースプレート11とクランプ手段との間に4本のガイドロッド14を有している。
4本のガイドロッド14に沿って前進及び後退する、ベースプレート側の第1プレート12とクランプ手段側の第2プレート13を有している。
第1プレート12はベースプレート11に支持された1次シリンダー16の1次シリンダーロッド16aにより前進・後退制御されている。
第2プレート13は第1プレートに支持された2次シリンダー17のシリンダーロッド17aにより前進・後退する。
第1プレート12には回転ギアプレート23が回転可能に取り付けられていて、この回転ギアプレート23は主軸モーター20の駆動による主軸ギア21により中間ギア22を介してギア伝達される。
回転ギアプレート23はクランプ手段側に向けて支柱31を介して1次ローラ30を有している。
支柱31は従動プレート15を貫通して取り付けられていて、この従動プレート15は第2プレート13に回転自在に取り付けられている。
従動プレート15は支持台41を介して2次ローラ40が取り付けられている。
A structural example of the
1 shows a side view, FIG. 2 shows a plan view, and FIG. 3 (a) shows a state in which the end portion of the pipe material is expanded to about 40 ° and bent outward by a
As shown in FIGS. 1 and 2, an upper clamp 51 and a lower clamp 52 are provided so that an
It has a
The
The
A
The
The
A
1次ローラ30及び2次ローラ40は回転ギアプレート23の軸心に対して垂直方向に偏心し、軸心中心に向けて傾斜した状態で取り付けられているので、回転ギアプレート23の回転により公転し、一次ローラ30及び二次ローラ31はローラ軸心回りに自転可能になっている。
従動プレート15はガイドロッド14及びサブガイドロッド18に沿って摺動し、二次シリンダー17のシリンダーロッド17aの前進及び後退により、一次ローラ30と二次ローラ31との軸心方向の相対位置が制御されている。
Since the
The driven
次に、つば出し成形の流れを図3に基づいて説明する。
図3(a)は1次ローラ30にてつば部2を外側に約40°に拡開及び折り曲げる工程を示し、その拡大図を図4(a)に示す。
1次ローラ30は略円錐形状になっていて、円錐の側面が管材1の端部1aの内側から外側に向けて押し広げるように公転及び自転する。
この際に1次ローラ30の前進量及び摺接圧を調整することでつば部と管本管のつなぎ部の曲げRの大きさを大きくすることも小さくすることも可能である。
従って、伸びの小さい材料、割れやすい材料、肉厚等に合わせて、曲げRを設定することが可能になり、つば出し加工の汎用性が高い。
Next, the flow of rib forming will be described with reference to FIG.
FIG. 3A shows a step of expanding and bending the
The
At this time, it is possible to increase or decrease the magnitude of the bending R of the joint portion between the collar portion and the main pipe by adjusting the advance amount and the sliding contact pressure of the
Therefore, it becomes possible to set the bending R in accordance with a material having a small elongation, a material that is easily broken, a thickness, and the like, and the versatility of the tapping process is high.
1次ローラ30にて60°以下の低角度まで管材の端部1aを外側に拡開し、折り曲げた次の工程として、2次シリンダー17により第2プレート13を前進させる。
第2プレート13が前進すると、2次ローラの側面部が管材の端部に当接し、公転と自転によりつば部が約約90°に折れ曲がりつば部2が完成する。
As the next step of expanding and bending the
When the
図5は、本発明に係る座屈防止治具5を用いてつば出し成形する例である。
座屈防止治具5は、図5(c)に示すように円盤状の円盤プレート5aにシャフト5cを連結し、シャフト5cの先端には雄めじ部5eを形成し1次ローラ30の支柱31に設けた取付部32に螺着可能になっている。
円盤プレート5aの1次ローラ30側の側面外周部には、拡大図を図5(b)に示すように1次ローラ30の先端部30aが入り込む逃げ溝部5bを形成してある。
逃げ溝部5bは、リング状の凹部形状になっている。
また、円盤プレート5aの管材内側にはスプリング配設部5dを設けてS方向に退避可能にすることで、1次ローラや2次ローラの先端と干渉するのを防止できるようにしてもよい。
なお、図5において符号53はクランプ側に設けたアタッチメントである。
2次ローラにて約90°に曲げる場合にアタッチメント53に押圧するように曲げ加工する。
成形の流れを図6に示す。
座屈防止治具5は、1次ローラ30の支柱31に取り付けてあるので図6(a)に示すように、1次ローラ30を前進させると座屈防止治具5が管材1の内側に挿入される。
次に、図6(b)に示すように約40°の低角度曲げを実施し、次に2次ローラ40にて約90°まで曲げ、つば部2を形成する。
FIG. 5 shows an example in which the
As shown in FIG. 5 (c), the
An
The
Further, a
In FIG. 5,
Bending is performed so as to press against the
The flow of molding is shown in FIG.
Since the buckling
Next, as shown in FIG. 6B, a low-angle bending of about 40 ° is performed, and then the
図7は、本発明に係る座屈防止ローラ131を用いて、つば出し成形する例である。
座屈防止ローラ131は、1次ローラ130の先が縮径した円錐台形状の本体部130aの先端に1次ローラ130の軸心に合致して自転可能に取り付けたものである。
座屈防止ローラ131は、管材1の内側を拘束する、先が拡径した逆円錐部131aを有し、この逆円錐部131aと1次ローラ本体部130aの円錐側面130bとで低角度曲げの曲げ角度を形成する。
また、座屈防止ローラ131と1次ローラ本体とは相互に自由回転可能に取り付けてあり、管材の内側に位置する座屈防止ローラ131の周速とつば部に接する1次ローラの周速とに差が生じても座屈防止ローラ131と1次ローラ130とがそれぞれ追随回転する。
これにより、管材表面にこすれキズが発生するのを防止する。
このような座屈防止ローラ131を取り付けた1次ローラ130を用いて成形する流れを図8に示す。
図8(b)に示すように1次ローラ130にて約40°の低角度に拡開及び折り曲げをし、図8(c)に示すように2次ローラ40にて約90°に曲げ加工し、つば部2を形成する。
1次ローラにて、座屈起点が発生するのを防止したので2次ローラ40による加工時にも内側への座屈発生が無くなった。
FIG. 7 shows an example in which the buckling
The buckling
The buckling
The buckling
This prevents the scratches on the surface of the pipe material from being generated.
FIG. 8 shows a flow of molding using the
As shown in FIG. 8B, the
Since the primary roller was prevented from generating a buckling start point, the occurrence of buckling inward was eliminated even during processing by the
次に1次ローラを支柱に対して回転自在に取り付けるとともに、この1次ローラの自転軸中心を支柱中心に対して内側に自動偏心可能にさせた例を図9に基づいて説明する。
1次ローラの支柱31に対して取付プレート132をベアリング132a等を介して回転自在に取り付ける。
取付プレート132には高さ調整治具133を介して、ベアリング133aにより自転自在に1次ローラ本体部130aを取り付ける。
1次ローラ本体部130aの側面は先端側が縮径する円錐台形状になっていて、その先端部に、つなぎ部Rを境界にして先端側が拡径する逆円錐側面131aを有する座屈防止ローラ131が形成されている。
この座屈防止ローラ131の先端部側は先が縮径した円錐状部131bとなっている。
管材1の内側に1次ローラの先端側の円錐状部131bを挿入すると、取付プレート132が支柱31に対して回転自在になっているので、この円錐状部131bが管材に押され、1次ローラ本体部130aが最も内側に位置するように自動偏心する。
従って、1次ローラの支柱31の中心01が公転する公転軌道の軌跡に対して、1次ローラはその自転軸中心02が最も内側に偏心した状態を維持しながら公転する。
この構造を採用すると、先の図7に示した実施例(1次ローラの自転軸を支柱中心に合わせた例)で対応できる管材の径よりも小さい径の管材に対応できる。
Next, an example in which the primary roller is rotatably attached to the support and the center of the rotation axis of the primary roller is automatically decentered inward with respect to the support center will be described with reference to FIG.
A mounting
The primary roller
The side surface of the primary roller
The tip end side of the buckling
When the
Therefore, with respect to the trajectory of the orbit the center 0 1 of
By adopting this structure, it is possible to cope with a pipe material having a diameter smaller than that of the pipe material that can be dealt with in the embodiment shown in FIG. 7 (example in which the rotation axis of the primary roller is aligned with the center of the support column).
1 管材
1a 端部
2 つば部
5 座屈防止治具
5a 円盤プレート
5b 逃げ溝部
5c シャフト
10 つば出し成形加工機
11 ベースプレート
12 第1プレート
13 第2プレート
14 ガイドロッド
15 従動プレート
16 1次シリンダー
17 2次シリンダー
18 サブガイドロッド
20 主軸モーター
21 主軸ギア
23 回転ギアプレート
30 1次ローラ
31 支柱
32 取付部
40 2次ローラ
41 支持台
51 上クランプ
52 下クランプ
130 1次ローラ
131 座屈防止ローラ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
管材の内側に挿入する座屈防止治具を有し、
座屈防止治具は管材の内側に挿入する円盤状プレートを有し、当該円盤状プレートは1次ローラの先端部を呑み込む逃げ溝部を有していることを特徴とする座屈防止構造。 The end of the tube is expanded and bent at a low angle of 60 ° or less with a conical primary roller having a rotation axis inclined toward the revolution center axis, and then the rotation axis inclined toward the revolution center axis In a tube forming machine for tubular material that is bent at about 90 ° by a conical secondary roller having
Has a buckling prevention jig to be inserted inside the pipe,
A buckling prevention structure characterized in that the buckling prevention jig has a disk-like plate to be inserted inside the pipe material, and the disk-like plate has an escape groove part that squeezes the tip of the primary roller.
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