JP2010522085A - 複数の部品をスピニングする方法 - Google Patents

Abstract

複数部品のスピニング方法は、２つのブランクを中間マンドレルに取り付け、スピニングマシンの心押し台と主軸台との間に前記中間マンドレル及び前記ブランクを固定することにより、前記中間マンドレル及びブランクをスピニングマシンに装填し、各ブランクから部品を成形するように各ブランクを金属成形するため、径方向外側及び内側に同時にローラを動かし、前記中間マンドレルを排出し、前記中間マンドレルから略同時に各部品を排出する。

Description

本発明は、スピニングマシンにおいて中間マンドレルを用いて２つの部品を同時にスピニングする方法に関する。

スピニングは、１つ（あるいは複数の）ローラにより何度も加えられる成形圧力にさらされることにより部品が成形される製造手段である。金属の各元素は、非常に短期間でその素材の塑性域に至り、そして成形される。この処理は、必要に応じて何度も反復する。ほぼ無限の回数で部品を成形する能力は、プレス成形のような他の処理よりも大きな利点をスピニングに与える。一部の部品は、技術的及び商業的に条件を満たすため、スピニング処理によってのみ実質的に製造されうる。

最先端のプーリのスピニングは、円形の金属ブランクがプーリ滑車に成形されるスプリットメタル処理（ｓｐｌｉｔ ｍｅｔａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ）として知られる。プーリのスピニングは、主軸台と心押し台との間にブランクに対して高い固定力を要求する。自動車用プーリに対する固定力は、４０から６０メートルトンの間である。固定された部品は、４００から１０００ｒｐｍで回転する。それが回転するとき、それは、各１０から１５メートルトンの範囲の圧力を伴う成形ロールからの側方荷重にさらされる。典型的な自動車用プーリでは、通常、４つのロールが必要である。高い固定力と側方力が回転するベアリングに加えられるにつれて、これは、非常に重く、かつ高価な装置をもたらす。他方、今日の技術状況は、一度にたった１つの部品を作ることにある。

この技術を示すものは、車両用ワンピースホイールをスピニングするための、改善されたマルチプルローラスピニングマシンを開示する米国特許第４６６９２９１号明細書である。ローラホルダは、スピニング軸と平行方向に摺動可能であって、その軸方向可動ピストンロッドを介して動作する液圧シリンダを有し、これにより、ダイの駆動及び従動スピンドルの間に固定されたホイール材料の真上である動作位置へ逐次的に水平方向へホルダがマルチプルローラを運ぶ。各々のマルチプルローラは制御液圧シリンダに連結され、ホイール材料の周囲に対してローラが押圧される引き込み位置と絞り位置との間に、制御液圧シリンダが、そのピストンを介して各ローラを直角に駆動する。このように、自動連続手段において完了されうる、最も好ましい実施形態においてはラフから仕上げ絞りまでの、一連の好ましい絞りステップだけでなく、スピニングにおいて設置される材料周辺に対して加圧される特定のローラと共に、ホルダを移すための液圧シリンダの稼働もまた、周囲のＵ字断面を横断する大きさよりも広い範囲を絞ることをローラにもたらす。他の実施形態においては、周囲の材料に関して異なる点に同時に作用するマルチプルローラによってホイール材料が絞りにさらされうるように、ホルダはその中に、共通の中央に関して放射状に配列された複数行の異なる成形ローラを運ぶ。

要求されるものは、スピニングマシンにおいて中間マンドレルを用いて２つの部品を同時にスピニングする方法である。本発明は、この要求に合致する。

本発明の第２の側面は、スピニングマシンにおいて中間マンドレルを用いて２つの部品を同時にスピニングする方法を提供することである。

本発明の他の側面は、本発明の以下の記述及び付随する図面により指摘され、明らかにされるであろう。

本発明は、２つのブランクを中間マンドレルに取り付け、スピニングマシンの心押し台と主軸台との間に前記中間マンドレル及び前記ブランクを固定することにより、前記中間マンドレル及びブランクをスピニングマシンに装填し、各ブランクから部品を成形するように各ブランクを金属成形するため、径方向外側及び内側に同時にローラを動かし、前記中間マンドレルを排出し、前記中間マンドレルから略同時に各部品を排出する複数部品のスピニング方法を備える。

この明細書に含まれ、そして一部を形成する付随する図面は、本発明の好ましい実施形態を表し、この明細書と共に本発明の原理を説明するために役立つ。

スピニング装置の側面図である。 ブランクに近接するローラの側面図である。 ブランクに近接するローラの側面図である。 ブランクに近接するローラの側面図である。 ブランクに近接するローラの側面図である。 マルチリブド形状が適用されるブランクの側面図である。 スピニングマシンの断面図である。 中間マンドレルの断面図である。 中間マンドレル部品排出方法の平面図である。

図１は、スピニング装置の側面図である。本発明による方法は、２以上の部品が同時に回される新しい処理及び機械設備を備える。

図１を参照すると、主軸台１０及び心押し台２０は公知のものと同様である。しかしながら、それらの間には、従来技術のようにそれらの間に一度に１つのブランクを置くことよりむしろ、その代わりに２以上のブランク３０、４０が置かれる。中間マンドレル５０が、各組あるいは一対のブランク３０、４０の間に置かれる。

以下は、２つの部品のスピニング、例えばプーリのための処理及び方法に関する説明である。複数部品のスピニングは、必要に応じてブランク及び中間マンドレルの数を単純に増やすことにより、この処理の代替の実施形態である。

第１に、中間マンドレル５０は、主軸台１０に面する側面５１上では心押し台２０の形態を有し、心押し台２０に面する側面５２上では主軸台１０の形態を有するように用いられる。中間マンドレル５０は、側方力を形成する工具の偏差を減らすための、そして同時に回転されうる多数の部品を最適化するための、最小可能長さを有する。

装置利用の効率化及び最適化のため、そして事前処理（ｐｒｅ−ｓｔａｇｉｎｇ）の目的のため、１以上の組の中間マンドレルが利用される。

次に、予備成形されたブランク３０、４０が、機械的（例えば吸引）、又は磁気、又は他の適した手段により、中間マンドレル５０の上部５２及び下部５１に取り付けられる。

中間マンドレルは、中間マンドレル５０上にブランク３０、４０を配置し、機械の工具に中間マンドレルを配置する、中央穴５３、５４と、協働中央柱５５、５６と、ピン５７、５８を備える。

中間マンドレル５０及びそれに取り付けられる予備成形ブランク３０、４０は、その後、スピニングマシン１００に装填される。心押し台２０は、圧力下で心押し台が閉じたときの厳しい設置クリアランスのため、そしてガイド端における円錐形と高いクリアランスとにより、協働するピン、穴、及び柱を用いて中間マンドレル５０を固定するために降下する。

ローラ６０、７０は、プーリあるいは他の部品が完成するまで数多くの金属成形ステップを実行するため、径方向内側及び外側に移動する。図２は、ブランクに近接するローラの側面図である。従来公知のように、ローラ６０、７０各々は、各ローリングステップに適した外形を有する。図示されるローラは、径方向内側に各ブランク材料を回転させ、これにより、スピニング軸に沿ってブランクの端部を厚く、そして拡大する。

図３は、ブランクに近接するローラの側面図である。ローラ６１、７１は、各ブランク３０、４０の端部を平らにし、そしてさらに拡大する。

図４は、ブランクに近接するローラの側面図である。ローラ６１、７１は、各ブランクの表面３１、４１を平らにしている。

図５は、ブランクに近接するローラの側面図である。ローラ６２、７２は、表面３１、４１上のマルチリブド形状をスピニングするように構成される表面６２０、７２０を各々有する。マルチリブド形状は、マルチリブドベルトのためのプーリに用いられる。ローラの表面６２０、７２０は同じである必要はなく異なっても良く、リブの数における相違といった異なる表面形状を有するプーリの製造を可能にする。

図６は、マルチリブド形状が適用されるブランクの側面図である。ブランク３０、４０は、それぞれマルチリブド面３１０、４１０を有する。

図６におけるステップにより一旦スピニング処理が完了すると、心押し台２０は径方向に退避し、中間マンドレル５０と共に完成部品が排出される。プーリは冷間フローフォーミングにより形成されるため、必要な側方成形力（回転軸と対比するとき、径方向に加えられる力）は高い（〜１２＋トン／部品）。それゆえ、スピニング後、部品は中間マンドレルに貼り付き、力によって取り外す必要がありうる。公知のように、主軸台１０及び心押し台２０の液圧排出装置は、５から１０トンの力を用いて完成部品を普通に押し出す。

本発明による処理は、部品の取り付け−取り外しを単純化するため、選択的な排出を行う。すなわち、主軸台１０及び心押し台２０排出装置の双方が、機械に取り付けられた工具部から完成部品を蹴り出し、あるいは押し出すために用いられる。排出装置１５０及び２５０が図７に示される。図７は、スピニングマシンの断面図である。そこで、双方の部品が中間マンドレル５０に貼り付いたままである。除去後すぐに、複数のブランクと共に新しいマンドレルがスピニングマシンに装填される。

図８は、中間マンドレルの断面図である。図８（ａ）を参照すると、中間マンドレル５０は、排出部材５０１及び排出部材５０２と協働的に係合するプランジャ５００を備える。プランジャ５００が径方向内側に押されるとき、それが排出部材５０１及び５０２を軸方向に移動させ、これにより、中間マンドレルから完成部品（図示しない）を排出する。図８（ｂ）を参照すると、プランジャ５００が径方向内側に押されて図示され、排出部材５０１及び５０２が軸方向外側に伸ばされ、これにより、完成部品（図示しない）を排出する。

プランジャ５００及び排出部材５０１、５０２は、スプリング５０３、５０４、及び５０５を用いて引き込み位置に付勢される。

図９は、中間マンドレル部品排出方法の平面図である。取り付けられた部品と共に中間マンドレルがスピニングマシンから一旦取り外されると、単純なアクチュエータ、機械的あるいは空気の力により中間マンドレルから完成部品が分離される。例えば、複数の排出装置６００は、完成部品を排出するため、複数のプランジャ５００を同時に押圧する。

完成部品の排出は中間マンドレルがスピニングマシン内にある間に発生し、完成部品は排出され、そして新しいブランクが装填される。

代案においては、中間マンドレルがスピニングマシンから取り外され、そして完成部品が分離ステップにおいて排出される。その間、新しいブランクが既に再装填されている他の中間マンドレルがスピニングマシンに即座に挿入され、これにより製造処理が高速化される。すなわち、他の方法は、スピニングマシンを介した回転中に複数の中間マンドレルを用い、いずれも装填され、スピニングマシンで回転され、排出される逐次の中間マンドレル、あるいは排出される部品を備える。製造処理において回転する中間マンドレルの数は、その結果、中間マンドレル除去及び排出サイクルタイムの関数である。

ここに本発明の実施形態が説明されたが、記載された発明の範囲と精神から逸脱することなく、変形が各部の関係と構造に施されることは、当業者にとって自明である。

Claims (6)

1. ２つのブランクを中間マンドレルに取り付け、
   スピニングマシンの心押し台と主軸台との間に前記中間マンドレル及び前記ブランクを固定することにより、前記中間マンドレル及びブランクをスピニングマシンに装填し、
   各ブランクから部品を成形するように各ブランクを金属成形するため、径方向外側及び内側に同時にローラを動かし、
   前記中間マンドレルを排出し、
   前記中間マンドレルから略同時に各部品を排出する
   複数部品のスピニング方法。
2. 中間マンドレルにブランクを取り付ける前に、ブランクを予備成形する請求項１に記載の方法。
3. 主軸台排出装置及び心押し台排出装置を同時に使用することにより、前記中間マンドレルを排出する請求項１に記載の方法。
4. ２つの新しいブランクと共に前記中間マンドレルを再装填する請求項１に記載の方法。
5. 前記スピニングマシンによる回転中に複数の中間マンドレルを用いる請求項１に記載の方法。
6. 異なる表面形状を有するローラを用いて部品をスピニングする請求項１に記載の方法。

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