JP2018103224A - Method for processing joint and method for manufacturing tank - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a joint shape failure due to overload of a roller in forming the joint and wear of a tool, provide a high quality tank part to improve productivity and extend a life of the roller.SOLUTION: In a method for processing a joint, a proper groove angle is chosen in accordance with a ratio of a roller diameter to a work diameter for a first roller, and a second roller is formed with a first processing orbit of forming a work on a flange by the processing orbit and a second processing orbit of pressing a flange-like part into the first roller, thereby reducing processing load and acquiring a high quality joint shape.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、軸対象部材の端部の加工方法、および、端部の加工方法を用いて特に内部に流体を蓄える容器の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for processing an end portion of a shaft target member, and a method for manufacturing a container that stores a fluid in particular inside by using the end portion processing method.

内部に流体を蓄える圧力容器として、金属薄板や複合材で製造されたものが知られている。このうち、貯湯式給湯器用タンクとして、ステンレス薄板からなる複数の部材を溶接などの手段で接合したものが多用されている。この種のタンクの製造方法としては、平板をロール曲げ成形した後に向かい合う二辺を溶接することで円筒状の胴部を形成し、一方、平板を絞りあるいは張り出しなどのプレス加工またはヘラ絞り加工で椀状に成形したものを鏡部とし、胴部の両端の開口部に鏡部の周縁部を全周にわたって溶接する方法がある。ここで、胴部の開口部と鏡部の周縁部の全周に渡って溶接することを周溶接と呼び、胴部と鏡部の接合部には、周溶接のために、スピニング加工などによって断面形状がL字状あるいはZ字状の継手が成形されている(例えば、特許文献1、特許文献3参照)。   As a pressure vessel for storing a fluid therein, one manufactured by a metal thin plate or a composite material is known. Among these, a tank for a hot water storage type hot water heater is often used in which a plurality of members made of stainless steel plates are joined by means such as welding. As a manufacturing method of this type of tank, a cylindrical body is formed by welding two opposite sides after a flat plate is roll-bent-molded. There is a method in which a bowl-shaped part is used as a mirror part, and the peripheral part of the mirror part is welded to the openings at both ends of the body part over the entire circumference. Here, welding over the entire circumference of the opening of the body part and the peripheral part of the mirror part is called circumferential welding, and the joint part of the body part and the mirror part is subjected to spinning processing or the like for circumferential welding. A joint having a L-shaped or Z-shaped cross section is formed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 3).

給湯器用タンクの薄肉化や長寿命化のためには、隙間を持たない突合せ継手とすることが望ましいが、一般に、薄板の突合せ継手は、溶接される2枚の薄板の隙間や板厚方向の変位を厳密に管理しなければ、良好な突合せ継手を得られない。給湯器用タンクの周溶接で良好な突合せ継手を得るために、胴部と鏡部の直径および溶接前の継手寸法を厳密に管理する必要がある。このような継手のスピニング成形では、胴部または鏡部を回転させながら、二つのローラで当該部材の加工部位を内面及び外面から挟み込んで任意の形状に成形する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。   It is desirable to use a butt joint that does not have a gap in order to reduce the thickness and life of the water heater tank. Unless the displacement is strictly controlled, a good butt joint cannot be obtained. In order to obtain a good butt joint by circumferential welding of a water heater tank, it is necessary to strictly control the diameter of the body and the mirror and the dimensions of the joint before welding. In such a spinning forming of a joint, there is known a method in which a processing portion of the member is sandwiched from an inner surface and an outer surface by two rollers while the body portion or the mirror portion is rotated (for example, a shape is formed) Patent Document 2).

特開2012−148304号公報JP 2012-148304 A 特開2015−221443号公報JP 2015-212443 A 特開平4−9276号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-9276

ところで、Z字状継手を成形するために、従来のようにZ字状の断面を有するローラと鋭角の断面を有するローラを用いて円筒部材の端部を挟み込む方法では、特に鋭角の断面を有するローラの先端部に加工負荷が集中し、ローラの摩耗や亀裂などが生じる恐れがあった。これらの現象は、加工負荷の大きい板厚の大きい材料ほど顕著になる。   By the way, in order to form a Z-shaped joint, the conventional method of sandwiching the end of a cylindrical member using a roller having a Z-shaped cross section and a roller having an acute cross section has a particularly acute cross section. The processing load is concentrated on the tip of the roller, which may cause wear or cracking of the roller. These phenomena become more prominent as the plate thickness increases with a greater processing load.

一方、Z字状継手とL字状継手を嵌め合わせる際に、円筒部材の真円度が悪いと、周内の一部でL字状継手とZ字状継手の庇状部分とが接触し、Z字状継手またはL字状継手を変形させて継手の密着状態が損なわれることにより周溶接不良を生じる恐れがあった。   On the other hand, when the roundness of the cylindrical member is poor when fitting the Z-shaped joint and the L-shaped joint, the L-shaped joint and the bowl-shaped portion of the Z-shaped joint come into contact with each other in a part of the circumference. The Z-shaped joint or the L-shaped joint may be deformed to deteriorate the close contact state of the joint, which may cause poor circumferential welding.

本発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、ローラの摩耗や破損を防止するとともにスムーズな嵌め合いを実現する継手を成形する加工方法、およびスムーズな嵌め合いを実現した継手を用いたタンクの製造方法の提案を目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above problems, and a processing method for forming a joint that prevents wear and breakage of a roller and realizes a smooth fitting, and a joint that realizes a smooth fitting. The purpose of this is to propose a method of manufacturing a tank using

本発明に係る継手の加工方法は、
被成形対象であるワークの外周面に当接可能に配置され、前記ワークを成形する第一のロ
ーラと、前記ワークの内周面に当接可能に配置され、前記ワークを成形する第二のローラとを用いて、前記ワークの開口端周縁に継手を成形する継手の加工方法であって、
前記第一のローラを前記ワークの外周面に当接する第一の工程と、
前記第二のローラを、前記ワークの内周の内側から前記ワークの外周の外側へ移動し、前記ワークの開口端にフランジ部を成形する第二の行程と、
前記第二のローラが、前記ワークの軸方向に移動し、前記第一のローラと協動することにより、前記フランジ部を挟み込んで継手を成形する第三の行程と、
を含むものである。
The method for processing a joint according to the present invention includes:
A first roller for forming the workpiece, the first roller for forming the workpiece, and a second roller for forming the workpiece, arranged to be in contact with the inner peripheral surface of the workpiece. Using a roller, a joint processing method for forming a joint on the periphery of the opening end of the workpiece,
A first step of bringing the first roller into contact with the outer peripheral surface of the workpiece;
Moving the second roller from the inside of the inner periphery of the workpiece to the outside of the outer periphery of the workpiece, and a second step of forming a flange portion at the opening end of the workpiece;
A third step in which the second roller moves in the axial direction of the workpiece and cooperates with the first roller to sandwich the flange portion and form a joint;
Is included.

本発明によれば、ローラの負荷を増やすことなく嵌合作業性と密着性に優れた継手を得ることが可能となる。また、タンクの薄肉化や長寿命化が可能となる。   According to the present invention, it is possible to obtain a joint excellent in fitting workability and adhesion without increasing the load on the roller. In addition, the tank can be made thinner and have a longer life.

実施の形態1による継手の加工方法を説明するための図である。6 is a diagram for explaining a joint processing method according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による継手の加工装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a joint machining apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の継手の加工装置の把持機構の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a gripping mechanism of the joint machining apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1の継手の加工装置に用いる第一のローラの側面図である。FIG. 3 is a side view of a first roller used in the joint processing apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1の継手の加工装置に用いる第一のローラもしくは第二のローラの回転軸の傾斜角と継手の曲げ角度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the inclination angle of the rotating shaft of the 1st roller used for the coupling processing apparatus of Embodiment 1, or the 2nd roller, and the bending angle of a coupling. 実施の形態1の継手の加工装置に用いる第二のローラの側面図である。FIG. 5 is a side view of a second roller used in the joint processing apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1による継手の加工工程を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a joint machining process according to the first embodiment. 実施の形態2による継手の加工装置の構成を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a joint machining apparatus according to a second embodiment. 実施の形態2の継手の加工装置に用いる第一のローラの側面図である。FIG. 10 is a side view of a first roller used in the joint machining apparatus according to the second embodiment. 実施の形態2の継手の加工工程を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a process for manufacturing a joint according to a second embodiment. 従来方法における継手の嵌め合い状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the fitting state of the joint in a conventional method. 実施の形態3における継手の嵌め合い状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the fitting state of the joint in Embodiment 3. FIG.

実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1による加工工具の側面図及び円筒状部材の被加工部の断面図を示す。本実施の形態1では、被加工対象のワークは、例えば給湯機用のタンクの部分品であり、ここで用いられるワークは主として円筒形状のものを想定しており、その両端は開口している場合を採り上げる。特に、図1においては、円筒状ワーク103は、その開口端近傍のみの断面形状を示し、この断面がZ字状の継手104(簡略化してZ字状継手104とも呼ぶ)を加工する場合について以下説明する。
ここで、給湯機用タンクは、一般に、円筒部材の両端の開口部に蓋あるいは底として碗状の部材を溶接することにより製造され、前記ワークは、給湯機用タンクの胴部となる部分品である。これらのワークは、例えば板厚が0.5mm〜1.0mm程度のステンレス材であり、直径は200mm〜700mm程度である。円筒部材の場合、その長さは500mm〜2000m
m程度である。なお、これらの寸法はタンクの設計によって決定される値であって、本実施の形態に係る発明は、これらの寸法に限定されるものではない。
Embodiment 1 FIG.
1 shows a side view of a machining tool according to Embodiment 1 of the present invention and a cross-sectional view of a portion to be machined of a cylindrical member. In the first embodiment, the workpiece to be processed is, for example, a part of a tank for a water heater, and the workpiece used here is assumed to be mainly cylindrical, and both ends thereof are open. Pick up a case. In particular, in FIG. 1, the cylindrical workpiece 103 has a cross-sectional shape only in the vicinity of the opening end, and this cross-section is a Z-shaped joint 104 (also referred to as a Z-shaped joint 104 for simplification). This will be described below.
Here, the tank for a water heater is generally manufactured by welding a bowl-shaped member as a lid or bottom to the openings at both ends of a cylindrical member, and the workpiece is a part that becomes the trunk of the tank for the water heater. It is. These workpieces are, for example, stainless steel having a plate thickness of about 0.5 mm to 1.0 mm, and a diameter of about 200 mm to 700 mm. In the case of a cylindrical member, the length is 500mm to 2000m.
m. These dimensions are values determined by the design of the tank, and the invention according to the present embodiment is not limited to these dimensions.

図2は、本発明の実施の形態1の円筒部材を加工する装置の構成を示す概略図である。本実施の形態に関わる加工装置は、円筒状のワークを把持する把持機構201と、ワークを加工する加工工具である第一のローラ101、および第二のローラ102と、これら加工工具が取り付けられる支持機構(図示せず)、芯(円筒状のワークの内面に沿って設置され、扇形ブロックを同心状に配置するための構造物)となる治具205、支持機構を駆動する駆動装置202、および把持機構を駆動する駆動装置203と、これらを所定の位置および速度で動作させる制御部204とからなる。把持機構とその駆動装置203、お
よび支持機構とその駆動装置202は、それぞれ機械的に結合されている。また、各駆動装置は、制御部と電気的に接続されており、コンピュータ等で構成される制御部からの電気的指令信号によって、把持機構および支持機構を所定の位置に所定の速度で動作させる。実施の形態1においてはワークの外径が600mmであって、ローラの外径が120mmの場合について述べる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of an apparatus for processing the cylindrical member according to the first embodiment of the present invention. A processing apparatus according to the present embodiment is provided with a gripping mechanism 201 that grips a cylindrical workpiece, a first roller 101 and a second roller 102 that are processing tools for processing the workpiece, and these processing tools are attached. A support mechanism (not shown), a core 205 (a structure for arranging fan-shaped blocks concentrically disposed along the inner surface of a cylindrical workpiece), a driving device 202 for driving the support mechanism, And a driving device 203 that drives the gripping mechanism, and a control unit 204 that operates them at a predetermined position and speed. The gripping mechanism and its driving device 203 and the support mechanism and its driving device 202 are mechanically coupled to each other. Each drive unit is electrically connected to the control unit, and operates the gripping mechanism and the support mechanism at predetermined positions at predetermined speeds by an electrical command signal from the control unit configured by a computer or the like. . In the first embodiment, the case where the outer diameter of the workpiece is 600 mm and the outer diameter of the roller is 120 mm will be described.

まず、装置の把持機構について説明する。把持機構は、円筒部材が加工中に軸方向へ移動しないように固定するとともに、軸(図中、一点鎖線で示した)を中心に、回転する機能を有する。この把持機構は、図3に示すように、この軸を中心にして回転対称に配置されるとともに、回転中心である軸を中心として、放射状に移動可能な扇形ブロック206と、前記ブロックを支持および駆動させる部分により構成される。
図3(a)において、扇形ブロック206の支持部材301は円錐状ブロック302の軸方向への移動により、上下に移動する。例えば、扇形ブロック206を円筒状ワーク103に当接させる場合には、円錐状ブロック302が図3(a)において、左方向に移動させる(図3(c)参照)。
First, the gripping mechanism of the apparatus will be described. The gripping mechanism is fixed so that the cylindrical member does not move in the axial direction during processing, and has a function of rotating around an axis (indicated by a one-dot chain line in the drawing). As shown in FIG. 3, the gripping mechanism is arranged rotationally symmetrically about this axis, and supports a fan-shaped block 206 that can move radially about the axis that is the center of rotation, and the block. It is comprised by the part to drive.
In FIG. 3A, the support member 301 of the sector block 206 moves up and down by the movement of the conical block 302 in the axial direction. For example, when the sector block 206 is brought into contact with the cylindrical workpiece 103, the conical block 302 is moved leftward in FIG. 3A (see FIG. 3C).

図3で、扇形ブロックは4分割で描かれているが、必ずしも4分割に限定される必要はない。当該把持機構の動きは、最初、扇形ブロックが円筒状ワークの内径よりも小さい半径に収まるよう回転中心方向に寄っており、その状態で円筒状ワーク内に挿入される(図3(a)、図3(b)参照)。次いで、図3(c)に示すように、円錐状ブロック302が矢印Aの方向に移動することにより、扇形ブロック206が、矢印B方向、すなわち、円筒状ワークの内側で半径方向外向き、に移動し、円筒状ワーク103の内面と扇形ブロック206の外面とが当接する(図3(d)参照)。   In FIG. 3, the sector block is drawn in four divisions, but is not necessarily limited to four divisions. The movement of the gripping mechanism is initially shifted toward the center of rotation so that the sector block is within a radius smaller than the inner diameter of the cylindrical workpiece, and is inserted into the cylindrical workpiece in that state (FIG. 3A). (Refer FIG.3 (b)). Next, as shown in FIG. 3C, when the conical block 302 moves in the direction of arrow A, the sector block 206 moves in the direction of arrow B, that is, radially outward inside the cylindrical workpiece. The inner surface of the cylindrical workpiece 103 and the outer surface of the sector block 206 come into contact with each other (see FIG. 3D).

さらに、円筒状ワークが塑性変形しない範囲で扇形ブロックを半径方向外側に移動させると、円筒状ワークの周方向の張力によって扇形ブロックの表面と円筒状ワークの接触面との間に摩擦力が生じ、円筒状ワークと扇形ブロックとが固定される。ただし、前記把持機構は本実施の形態の一例であって、本実施の形態が、これらの把持方法や把持手段によって限定されるものではない。   Furthermore, if the sector block is moved radially outward within the range in which the cylindrical workpiece is not plastically deformed, a frictional force is generated between the surface of the sector block and the contact surface of the cylindrical workpiece due to the circumferential tension of the cylindrical workpiece. The cylindrical work and the fan block are fixed. However, the gripping mechanism is an example of the present embodiment, and the present embodiment is not limited by these gripping methods and gripping means.

次に、加工工具について説明する。加工工具は、ワークの外面に当接する第一のローラと、ワークの内面に当接する第二のローラとから構成される。第一のローラと第二のローラはそれぞれ独立に動作する駆動装置と結合した支持機構に取り付けられており、互いに干渉しない範囲で、ワークに対して半径方向および軸方向に独立に移動することができる。ワークの回転軸と第一のローラの回転軸と第二のローラの回転軸は、加工精度(寸法精度)をよくする観点から全て同一平面上にあることが望ましい。   Next, the processing tool will be described. The processing tool includes a first roller that abuts on the outer surface of the workpiece and a second roller that abuts on the inner surface of the workpiece. The first roller and the second roller are attached to a support mechanism coupled to a drive device that operates independently, and can move independently in a radial direction and an axial direction with respect to the workpiece as long as they do not interfere with each other. it can. It is desirable that the rotation axis of the workpiece, the rotation axis of the first roller, and the rotation axis of the second roller are all on the same plane from the viewpoint of improving processing accuracy (dimensional accuracy).

図4に第一のローラの側面図を示す。第一のローラは、軸受を介して回転軸402に固定されており、周方向の外力によって自由に回転することができる。第一のローラの回転軸は、円筒状ワークの回転軸に対して所定の角度θ1だけ傾斜させてある。ローラの外周
近傍には、円筒状ワークを加工する際にメス型となる、例えば三角形状に凹んだ溝部401が成形されている。円筒状ワークに成形されるZ字状の継手の外側はこの溝部に沿って成形される。
FIG. 4 shows a side view of the first roller. The first roller is fixed to the rotating shaft 402 via a bearing, and can be freely rotated by an external force in the circumferential direction. The rotation axis of the first roller is inclined by a predetermined angle θ 1 with respect to the rotation axis of the cylindrical workpiece. In the vicinity of the outer periphery of the roller, a groove 401 that is a female shape when machining a cylindrical workpiece, for example, is recessed in a triangular shape, is formed. The outside of the Z-shaped joint formed on the cylindrical workpiece is formed along this groove.

円筒部材の回転軸と第一のローラの回転軸の成す傾斜角をθ1、第一のローラで成形さ
れる継手の曲げ角度をθ2とすると、例えばθ1=30°、θ2=65°である。これらの最適
な角度は、ワークの外径Rと第一のローラの外径rとの比に関係しており、式(1)によって表される。

Figure 2018103224
式(1)において、Δは正の微小量である(具体的には、Δはrによって定まる量であって、Δ<r/100を満たす微小量)。図5に、式(1)から求めた傾斜角θ1におけるθ2の最小角度の一例を示す。 Inclination angle theta 1 formed by the rotation axis of the rotary shaft and the first roller of the cylindrical member, the bending angle of the joint to be formed by the first roller and theta 2, for example, θ 1 = 30 °, θ 2 = 65 °. These optimum angles are related to the ratio of the outer diameter R of the workpiece and the outer diameter r of the first roller, and are expressed by the equation (1).
Figure 2018103224
In Expression (1), Δ is a positive minute amount (specifically, Δ is an amount determined by r and satisfies Δ <r / 100). FIG. 5 shows an example of the minimum angle of θ 2 at the inclination angle θ 1 obtained from the equation (1).

この図より、軸の傾斜角θ1に対してθ2が十分大きな値でない場合、すなわち、式(1)から軸の傾斜角θ1に対してθ2の最小値が決まるので、その最小値より小さなθ2である場合、ローラ外周が加工途中の継手あるいは加工された継手と干渉し、所望の継手形状を成形できないだけでなく、ローラ外周部に過負荷を生じ、ローラの破損を生じる恐れがあることが判る。 From this figure, when θ 2 is not sufficiently large with respect to the tilt angle θ 1 of the shaft, that is, the minimum value of θ 2 is determined with respect to the tilt angle θ 1 of the shaft from Equation (1). If the θ 2 is smaller, not only can the outer circumference of the roller interfere with the joint being processed or the processed joint, and the desired joint shape cannot be formed, but the roller outer periphery may be overloaded, resulting in damage to the roller. I know that there is.

以上説明したように、円筒部材の回転軸と第一のローラの回転軸の成す傾斜角、および第一のローラで成形される継手の曲げ角度を式(1)を満たすように設定することにより、成形途中の継手とローラ先端の干渉が低減されるので、ローラの加工負荷が低減され工具の摩耗や破損が少なく、工具寿命を長くすることができるという効果がある。また、継手に対しても余分な摩擦が軽減できるため、品質の良い継手形状を得ることができる。   As described above, by setting the inclination angle formed by the rotating shaft of the cylindrical member and the rotating shaft of the first roller, and the bending angle of the joint formed by the first roller so as to satisfy Equation (1) Since interference between the joint in the middle of molding and the roller tip is reduced, there is an effect that the processing load of the roller is reduced, the tool is less worn and damaged, and the tool life can be extended. Moreover, since excessive friction can be reduced also with respect to a joint, a good-quality joint shape can be obtained.

図6に第二のローラの側面図を示す。第二のローラは、軸受を介して回転軸601に固定されており、周方向の外力によって自由に回転することができる。第二のローラの回転軸は、円筒状ワークの回転軸に対して所定の角度θ3だけ傾斜させてある。ローラの外周
近傍は、円筒状ワークを加工する際にオス型となるよう斜面602が成形されている。
FIG. 6 shows a side view of the second roller. The second roller is fixed to the rotary shaft 601 via a bearing, and can be freely rotated by an external force in the circumferential direction. The rotation axis of the second roller is inclined by a predetermined angle θ 3 with respect to the rotation axis of the cylindrical workpiece. In the vicinity of the outer periphery of the roller, a slope 602 is formed so as to be a male shape when processing a cylindrical workpiece.

この場合においても、上記第一のローラの場合と同様、角度θ3と継手の曲げ角度θ2についての最適な角度は、次式(2)によって表される。ここで具体的な角度θ3およびθ2の値は、先に説明したθ1をθ3で置き換えて、θ3とθ2を考えればよい。また、Rは上記式(1)で説明したものと同様である。ただし、r2は第二のローラの外径であり、Δは
このr2で定まる正の微小量である(具体的には、Δはr2によって定まる量であって、Δ<r2/100を満たす微小量)。

Figure 2018103224
Also in this case, as in the case of the first roller, the optimum angle for the angle θ 3 and the joint bending angle θ 2 is expressed by the following equation (2). Here, as the specific values of the angles θ 3 and θ 2 , θ 3 and θ 2 may be considered by replacing θ 1 described above with θ 3 . R is the same as described in the above formula (1). Here, r 2 is the outer diameter of the second roller, and Δ is a positive minute amount determined by r 2 (specifically, Δ is an amount determined by r 2 , and Δ <r 2 / 100).
Figure 2018103224

以上説明したように、円筒状ワークの回転軸に対する角度θ3および継手の曲げ角度θ2が式(2)を満足するように設定することにより、成形途中の継手とローラ先端の干渉が低減されるので、ローラの加工負荷が低減され工具の摩耗や破損が少なく、工具寿命を長くすることができるという効果がある。また、継手に対しても余分な摩擦が軽減できるため、品質の良い継手形状を得ることができる。 As described above, by setting the angle θ 3 with respect to the rotation axis of the cylindrical workpiece and the bending angle θ 2 of the joint to satisfy the expression (2), the interference between the joint during molding and the roller tip is reduced. Therefore, there is an effect that the processing load on the roller is reduced, the tool is less worn or damaged, and the tool life can be extended. Moreover, since excessive friction can be reduced also with respect to a joint, a good-quality joint shape can be obtained.

円筒状ワークに成形されるZ字状の継手の内側は、第二のローラの外周近傍に沿って成形される。第二のローラの回転軸は、ローラを支持するアームに取り付けられており、アームは駆動装置によってワークの半径方向および軸方向に対して所定の位置に移動させることができる。駆動装置は、コンピュータなどで構成されている制御部と電気的に接続されており、制御部からの電気的指令信号によって制御される。   The inner side of the Z-shaped joint formed on the cylindrical workpiece is formed along the vicinity of the outer periphery of the second roller. The rotating shaft of the second roller is attached to an arm that supports the roller, and the arm can be moved to a predetermined position with respect to the radial direction and the axial direction of the workpiece by a driving device. The driving device is electrically connected to a control unit configured by a computer or the like, and is controlled by an electrical command signal from the control unit.

図7に本発明の実施の形態1に係る加工工程を示す。第一の工程(図7(a)参照)でワークの外面に当接する第一のローラは、当該ワークの開口端より所定の長さだけ他端側
に接するように配置される。このとき、第一のローラとワークを挟んでワークの内面側には、把持機構とは別に芯となる治具205が配置され、ワークの内面に当接している。
FIG. 7 shows the processing steps according to Embodiment 1 of the present invention. The first roller that contacts the outer surface of the workpiece in the first step (see FIG. 7A) is disposed so as to contact the other end side by a predetermined length from the opening end of the workpiece. At this time, on the inner surface side of the workpiece with the first roller and the workpiece interposed therebetween, a jig 205 serving as a core is disposed separately from the gripping mechanism and is in contact with the inner surface of the workpiece.

なお、この治具はワークおよび把持機構が回転するときには、これらとともに回転する。さらに、ワークの回転は第一のローラがワークに当接してから開始することが望ましい。このようにすることで、ワークの外面に第一のローラのスリップによる引っかき傷がつくことを防止できるからである。   The jig rotates with the workpiece and the gripping mechanism when they rotate. Furthermore, the rotation of the workpiece is preferably started after the first roller comes into contact with the workpiece. This is because it is possible to prevent the outer surface of the work from being scratched by the slip of the first roller.

ワークは、第一のローラおよび芯となる治具が当接された状態で、低速から回転を開始し、徐々に回転速度を速め、例えば100〜300rpmで定速となるように回転することが望ま
しい。回転速度が遅い場合は生産タクトが遅くなり生産性が悪化することは言うまでもないが、生産タクトを早くすべく無制限に回転速度を速くすると、装置の共振による振動で加工不良が生じる恐れ、あるいは、回転停止時に、慣性によりワークが、把持機構との間にスリップを生じ、ワークの内面にキズを生じる恐れがあるため、所定の回転速度で回転させる必要がある。すなわち、回転速度は生産性および装置とワークの共振周波数に関わる装置とワークの剛性から決められるので、本実施の形態は、前記回転速度に限定されるものではない。
The workpiece may start rotating at a low speed with the first roller and the core jig in contact with each other, gradually increase the rotational speed, for example, rotate at a constant speed of 100 to 300 rpm. desirable. Needless to say, when the rotation speed is slow, the production tact is slowed and the productivity is deteriorated. When the rotation is stopped, the workpiece may slip with the gripping mechanism due to inertia, and the inner surface of the workpiece may be scratched. Therefore, the workpiece needs to be rotated at a predetermined rotation speed. That is, since the rotation speed is determined from the productivity and the rigidity of the apparatus and the work related to the resonance frequency of the apparatus and the work, the present embodiment is not limited to the rotation speed.

一方、ワークの内面より当接する第二のローラは、当該ワークの開口端より所定の長さだけ他端側に接するように配置される。第二の工程(図7(b)参照)において、ワークが所定の回転速度に達した時点から、第二のローラは開口端部をワークの半径方向外側へ折り曲げるように図中に示した矢印D方向に移動し、ワーク開口端にフランジ状の部分であるフランジ部701を成形する。   On the other hand, the second roller that comes into contact with the inner surface of the workpiece is disposed so as to contact the other end side by a predetermined length from the opening end of the workpiece. In the second step (see FIG. 7B), from the point in time when the workpiece has reached a predetermined rotational speed, the second roller has an arrow shown in the drawing so that the opening end is bent outward in the radial direction of the workpiece. It moves to a D direction and the flange part 701 which is a flange-shaped part is shape | molded in a workpiece | work opening end.

次いで、第三の工程(図7(c)参照)で、第二のローラは、フランジ先端部より所定の長さだけ内側に当接するように移動し、さらに軸方向(図中に示した矢印E方向)に第一のローラに向かって移動することで、前記フランジ部が第一のローラの溝部形状に沿うように成形する。   Next, in the third step (see FIG. 7C), the second roller moves so as to contact the inside by a predetermined length from the front end of the flange, and further in the axial direction (the arrow shown in the figure). E direction) toward the first roller, the flange portion is shaped so as to follow the groove shape of the first roller.

このように加工することで、継手部の減肉を抑制するとともに、ローラへの加工負荷を低減することができるという顕著な効果がある。
なお、本実施の形態では円筒ワークの開口端部(開口端部の軸方向長さは、軸全長に対して1/200〜1/300程度である)にZ字状継手を成形する場合について述べたが、碗状ワークの開口端にZ字状継手を加工してもよい。
By processing in this way, there is a remarkable effect that it is possible to suppress the thinning of the joint portion and to reduce the processing load on the roller.
In this embodiment, a Z-shaped joint is formed on the open end of the cylindrical workpiece (the axial length of the open end is about 1/200 to 1/300 of the total axial length). As described above, a Z-shaped joint may be processed at the open end of the bowl-shaped workpiece.

以上説明したように、実施の形態1の発明においては、ワークの開口端部にフランジ状の成形途中形状を経てZ字形状を成形するので、円筒形状からワーク開口端近傍を第一のローラの溝形状に直接押込んで加工するよりも加工負荷が少ないため、工具の摩耗や破損が少なく、工具寿命を長くすることができると言う効果がある。また、継手の減肉を抑制できるため、高精度の継手形状を得ることができる。   As described above, in the invention of the first embodiment, the Z-shape is formed on the opening end of the workpiece through the flange-shaped forming shape in the middle, so that the vicinity of the opening of the workpiece is changed from the cylindrical shape to the vicinity of the opening of the first roller. Since the processing load is less than that of pressing directly into the groove shape, there is an effect that the tool is less worn and damaged, and the tool life can be extended. Moreover, since thinning of the joint can be suppressed, a highly accurate joint shape can be obtained.

実施の形態2.
本実施の形態2では、碗状ワークの開口周縁部に断面がL字状の継手1002を成形する場合について述べる。本実施の形態において、被加工対象のワークは、例えば給湯機用のタンクの部分品であって、平板を予め深絞りや張出しなどのプレス加工、あるいはヘラ絞りなどのスピニング加工によって碗状に成形されたものである。給湯機用タンクは、一般に円筒部材の開口端に蓋あるいは底として、鏡部(鏡板)と呼ばれる碗状の部材を溶接することにより製造され、前記碗状ワークは給湯機用タンクの蓋または底となる部分品である。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, a case where a joint 1002 having an L-shaped cross section is formed on the peripheral edge of the opening of the bowl-shaped workpiece will be described. In the present embodiment, the workpiece to be processed is, for example, a part of a tank for a water heater, and a flat plate is previously formed into a bowl shape by pressing such as deep drawing or overhanging or spinning processing such as spatula drawing. It has been done. A water heater tank is generally manufactured by welding a bowl-shaped member called a mirror part (end plate) as a lid or bottom to the open end of a cylindrical member, and the bowl-shaped workpiece is a lid or bottom of a tank for a water heater. It is a partial product.

これらの碗状ワークは、例えば板厚が0.5mm〜1.0mm程度のステンレス材であり、直径は200mm〜700mm程度であり、この碗状ワークの深さは200mm〜400mm程度である。なお、これらの寸法はタンクの設計によって決定される値であって、本実施の形態は、これらの寸法に限定されるものではない。   These bowl-shaped workpieces are, for example, stainless steel having a plate thickness of about 0.5 mm to 1.0 mm, a diameter of about 200 mm to 700 mm, and the depth of the bowl-shaped workpiece is about 200 mm to 400 mm. These dimensions are values determined by the design of the tank, and the present embodiment is not limited to these dimensions.

図8は、本発明の実施の形態2における碗状ワーク803を加工する装置の構成を示す概略図である。本実施の形態に関わる加工装置は、この碗状ワーク803を把持する把持機構804と、碗状ワーク803を加工する加工工具である第一のローラ801および第二のローラ802と、把持機構804を駆動する駆動装置203、および加工工具を駆動する駆動装置202と、これらを所定の位置および速度で動作させる制御部204とからなる。   FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of an apparatus for processing the bowl-shaped workpiece 803 according to the second embodiment of the present invention. The processing apparatus according to the present embodiment includes a gripping mechanism 804 that grips the saddle-shaped workpiece 803, a first roller 801 and a second roller 802 that are processing tools for processing the saddle-shaped workpiece 803, and a gripping mechanism 804. Drive device 203, a drive device 202 that drives the machining tool, and a control unit 204 that operates these at a predetermined position and speed.

次に、装置の把持機構804について説明する。把持機構は、碗状ワークが加工中に回転軸方向へ移動しないように固定するとともに、軸を中心に回転する機能を有する。ワーク形状が碗状の場合、把持機構804は図8に示すようにワークの内面に接する半球状の治具805と、ワークの外面に接する固定治具806とで構成される。   Next, the gripping mechanism 804 of the apparatus will be described. The gripping mechanism has a function of fixing the bowl-shaped workpiece so as not to move in the direction of the rotation axis during processing and rotating about the axis. When the workpiece shape is a bowl shape, the gripping mechanism 804 includes a hemispherical jig 805 that contacts the inner surface of the workpiece and a fixing jig 806 that contacts the outer surface of the workpiece, as shown in FIG.

当該把持機構の動きは、最初、半球状の治具805が碗状ワークの内面に当接するように配置される。次いで、碗状ワークの外面に接する固定治具806によって碗状ワークが半球状治具に密着するよう加圧する。碗状ワークは、碗状ワークの内面と半球状治具との摩擦力および碗状ワークの外面と固定治具との摩擦力によって、これらが一体となって回転可能なように固定される。なお、前記把持機構は、本実施の形態の一例であって、本実施の形態に係る発明は、これらの把持方法や把持手段によって限定されるものではない。   The movement of the gripping mechanism is initially arranged such that the hemispherical jig 805 contacts the inner surface of the bowl-shaped workpiece. Next, pressure is applied by the fixing jig 806 that contacts the outer surface of the bowl-shaped workpiece so that the bowl-shaped workpiece is in close contact with the hemispherical jig. The saddle-shaped workpiece is fixed so as to be rotatable integrally by the frictional force between the inner surface of the saddle-shaped workpiece and the hemispherical jig and the frictional force between the outer surface of the saddle-shaped workpiece and the fixing jig. The gripping mechanism is an example of the present embodiment, and the invention according to the present embodiment is not limited to these gripping methods and gripping means.

次に、加工工具について説明する。加工工具は、碗状ワークの外面に当接する第一のローラ801と、碗状ワークの内面に当接する第二のローラ802とから構成される。第一のローラと第二のローラは、それぞれ独立に動作する駆動装置と結合した支持機構に取り付けられており、互いに干渉しない範囲で、碗状ワークに対して半径方向および軸方向に独立に移動することができる。碗状ワークの回転軸と第一のローラの回転軸と第二のローラの回転軸は全て同一平面上にあることが望ましい。   Next, the processing tool will be described. The processing tool includes a first roller 801 that contacts the outer surface of the bowl-shaped workpiece and a second roller 802 that contacts the inner surface of the bowl-shaped workpiece. The first roller and the second roller are attached to a support mechanism coupled to a drive device that operates independently, and move independently in a radial direction and an axial direction with respect to the bowl-shaped workpiece within a range that does not interfere with each other. can do. It is desirable that the rotary shaft of the bowl-shaped workpiece, the rotary shaft of the first roller, and the rotary shaft of the second roller are all on the same plane.

図9に本発明の実施の形態2における第一のローラの側面図を示す。第一のローラは、軸受を介して回転軸901に固定されており、周方向の外力によって自由に回転することができる。第一のローラの回転軸は、円筒状ワークの回転軸に対して所定の角度θ1だけ
傾斜させてある。ローラの外周には、L字状継手を成形する際にメス型となる斜面902が成形されている。円筒状ワークに成形されるL字状の継手の外側はこの斜面に沿って成形される。
FIG. 9 shows a side view of the first roller in Embodiment 2 of the present invention. The first roller is fixed to the rotating shaft 901 via a bearing, and can be freely rotated by an external force in the circumferential direction. The rotation axis of the first roller is inclined by a predetermined angle θ 1 with respect to the rotation axis of the cylindrical workpiece. On the outer periphery of the roller, an inclined surface 902 that is a female shape when an L-shaped joint is formed is formed. The outside of the L-shaped joint formed on the cylindrical workpiece is formed along this slope.

碗状ワークの回転軸と第一のローラの回転軸の成す傾斜角をθ1、L字状継手の曲げ角
度をθ4とすると、例えばθ1=30°、θ4=80°である。これらの最適な角度は、ワーク
の外径Rと第一のローラの外径rとの比に関係しており、式(1)と同様の微小量Δを用いて、式(3)によって表される。なお、傾斜角θ1におけるθ4の最小角度の一例は、図5において、θ2をθ4で置き換えて、実施の形態1の場合と同様に見てみることができる。

Figure 2018103224
For example, θ 1 = 30 ° and θ 4 = 80 ° when the inclination angle formed by the rotary shaft of the bowl-shaped workpiece and the rotary shaft of the first roller is θ 1 and the bending angle of the L-shaped joint is θ 4 . These optimum angles are related to the ratio between the outer diameter R of the workpiece and the outer diameter r of the first roller, and are expressed by the following equation (3) using a small amount Δ similar to the equation (1). Is done. An example of the minimum angle of θ 4 at the inclination angle θ 1 can be seen in the same manner as in the first embodiment by replacing θ 2 with θ 4 in FIG.
Figure 2018103224

図5より、軸の傾斜角θ1に対してθ4が十分大きな値でない場合、すなわち、式(3)
から軸の傾斜角θ1に対してθ4の最小値が決まるので、その最小値より小さなθ4である
場合、ローラ外周が加工途中の継手あるいは加工された継手と干渉し、所望の継手形状を成形できないだけでなく、ローラ外周部に過負荷を生じ、ローラの破損を生じる恐れがあることが判る。
From FIG. 5, when θ 4 is not a sufficiently large value with respect to the tilt angle θ 1 of the shaft, that is, the equation (3)
Since the minimum value of θ 4 is determined with respect to the shaft inclination angle θ 1 , if θ 4 is smaller than the minimum value, the outer circumference of the roller interferes with the joint being processed or the processed joint, and the desired joint shape It can be seen that not only can not be molded, but there is a risk of overloading the roller outer periphery and causing damage to the roller.

以上説明したように、軸の傾斜角θ1およびL字状継手の曲げ角度θ4が式(3)を満足するように設定することにより、成形途中の継手とローラ先端の干渉が低減されるので、ローラの加工負荷が低減され工具の摩耗や破損が少なく、工具寿命を長くすることができるという効果がある。また、継手に対しても余分な摩擦が軽減できるため、品質の良い継手形状を得ることができる。 As described above, by setting the shaft inclination angle θ 1 and the bending angle θ 4 of the L-shaped joint to satisfy Expression (3), the interference between the joint in the middle of molding and the roller tip is reduced. Therefore, there is an effect that the processing load of the roller is reduced, the tool is less worn or damaged, and the tool life can be extended. Moreover, since excessive friction can be reduced also with respect to a joint, a good-quality joint shape can be obtained.

図10は、本発明の実施の形態2における円筒状部材の加工方法を示す。本実施の形態において、碗状ワークは、その深絞りやヘラ絞りなどの成形方法によっては、開口端の全周が回転軸に対して直交する平面上にない場合がある。このような場合には、継手を成形する前の工程で、せん断加工や切削加工によって開口端全周が回転軸に対して直交する平面上に揃うように成形加工されることが望ましい。   FIG. 10 shows a method of processing a cylindrical member in the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the bowl-shaped workpiece may not be on the plane perpendicular to the rotation axis, depending on the forming method such as deep drawing or spatula drawing. In such a case, it is desirable that the opening end circumference is formed by a shearing process or a cutting process so that the entire circumference of the opening end is aligned on a plane orthogonal to the rotation axis in the step before forming the joint.

本発明の実施の形態2で継手を成形する第一の工程(図10(a)参照)では、開口端を整形した後のワークに対して、その外面に当接する第一のローラ801は、碗状ワークの外面(図に示す上側面)に接する位置であって、当該ワークの開口端より所定の長さだけ離隔した位置に配置される。ワークは、第一のローラが当接された状態で、低速から回転を開始し徐々に回転速度を速め、例えば100〜300rpmで定速となるように回転すること
が望ましい。
In the first step of forming the joint in the second embodiment of the present invention (see FIG. 10A), the first roller 801 that comes into contact with the outer surface of the workpiece after shaping the opening end is: It is a position in contact with the outer surface (upper side surface shown in the figure) of the bowl-shaped workpiece, and is arranged at a position separated from the opening end of the workpiece by a predetermined length. It is desirable that the workpiece starts rotating from a low speed and gradually increases in rotational speed with the first roller in contact with the first roller, for example, rotating at a constant speed of 100 to 300 rpm.

回転速度が遅い場合は、生産タクトが遅くなり生産性が悪化することは言うまでもないが、生産タクトを早くすべく無制限に回転速度を速くすると、装置の共振による振動で加工不良が生じる恐れ、あるいは、回転停止時に慣性によってワークが把持機構との間にスリップを生じることにより、ワークの内面にキズを生じる恐れがあるため、所定の回転速度で回転させる必要がある。すなわち、回転速度は、生産性および装置とワークの共振周波数に関わる装置とワークの剛性から決められる。従って、本実施の形態に係る発明は、前記回転速度に限定されるものではない。   Needless to say, when the rotational speed is slow, the production tact is slowed and the productivity is deteriorated. When the rotation is stopped, the workpiece slips between the workpiece and the gripping mechanism due to inertia, which may cause scratches on the inner surface of the workpiece. Therefore, the workpiece needs to be rotated at a predetermined rotation speed. That is, the rotation speed is determined from the rigidity of the apparatus and the work related to the productivity and the resonance frequency of the apparatus and the work. Therefore, the invention according to the present embodiment is not limited to the rotation speed.

次に、第二の工程(図10(b)参照)で、碗状ワークの内面より当該ワークに当接する第二のローラ802は、碗状ワークの内面に接する位置であって、当該ワークの開口端から所定の長さだけ離隔した位置に配置され、ワークが所定の回転速度に達した時点から、第二のローラは開口端部を半径方向外側(図中の矢印の方向)へ折り曲げるように移動し、ワーク開口端にフランジ部1001を成形する。   Next, in the second step (see FIG. 10B), the second roller 802 that comes into contact with the workpiece from the inner surface of the bowl-shaped workpiece is a position that comes into contact with the inner surface of the bowl-shaped workpiece, The second roller is disposed at a position separated by a predetermined length from the opening end, and the second roller bends the opening end radially outward (in the direction of the arrow in the figure) when the workpiece reaches a predetermined rotation speed. The flange portion 1001 is formed at the workpiece opening end.

このとき、第一のローラと第二のローラの最小隙間は、少なくともワークの板厚以上の距離が確保されていることが望ましい。隙間を板厚以上とすることで、加工荷重を低減することができる。   At this time, it is desirable that the minimum gap between the first roller and the second roller is secured at least a distance greater than the plate thickness of the workpiece. By setting the gap to be equal to or greater than the plate thickness, the processing load can be reduced.

次いで、第三の工程(図10(c)参照)で、第二のローラは、フランジ先端部より所定の長さだけ内側に当接するように移動し、さらに回転軸方向に第一のローラに向かって移動することで、前記フランジ部が第一のローラに押しつけられ、第一のローラに沿った形状へと成形される。
以上説明したように加工することで、継手部の根元の局所的減肉を抑制するとともに、ローラへの加工負荷を低減することができるという顕著な効果がある。
Next, in the third step (see FIG. 10C), the second roller moves so as to contact the inside of the flange tip by a predetermined length, and further moves to the first roller in the rotational axis direction. By moving in the direction, the flange portion is pressed against the first roller, and is formed into a shape along the first roller.
By processing as described above, there is a remarkable effect that local thinning at the base of the joint portion can be suppressed and the processing load on the roller can be reduced.

実施の形態3.
本発明の実施の形態3では、前記実施の形態1もしくは2で成形された継手を有する部材の嵌め合わせについて説明する。
従来、L字状継手とZ字状継手を組み合わせた後、溶接して製造するタンクの製造方法において、L字状継手の斜面は、Z字状継手側に傾斜するように成形されていたが、図11に示すように、ワークを嵌め合わせる場合に、Z字状継手の庇部分1101に接触し、継手を変形させたり、L字状継手が外側へ外れたりする恐れがあった。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment of the present invention, the fitting of members having the joints molded in the first or second embodiment will be described.
Conventionally, in the manufacturing method of a tank manufactured by welding after combining an L-shaped joint and a Z-shaped joint, the slope of the L-shaped joint has been formed to be inclined toward the Z-shaped joint. As shown in FIG. 11, when fitting workpieces, there is a possibility that the joint 110 may come into contact with the flange portion 1101 of the Z-shaped joint, or the joint may be deformed or the L-shaped joint may come off to the outside.

本発明の実施の形態3においては、図12に示すように、L字状継手1201をZ字状継手1202とは反対側に傾斜するように成形する(図において継手の根元部に対する曲げ角度θ2bが90°以下になるように成形する)ことによって、Z字状継手の庇部分1101に接触しても、斜面に沿ってL字状継手が内側へ嵌りやすく、嵌め合い作業性に優れるとともに、継手根元の良好な密着状態を得やすいという効果がある。この場合において、Z字状継手の根元部に対する曲げ角度θ2aとL字状継手の根元部に対する曲げ角度θ2bは、同一である必要は無い。なお、点線で囲んだ領域Pは、Z字状継手の根元部とL字状継手の根元部とが密着している領域である。 In Embodiment 3 of the present invention, as shown in FIG. 12, the L-shaped joint 1201 is formed so as to be inclined to the side opposite to the Z-shaped joint 1202 (the bending angle θ with respect to the root of the joint in the figure). 2b is 90 ° or less), the L-shaped joint easily fits inward along the slope even if it contacts the flange portion 1101 of the Z-shaped joint, and the fitting workability is excellent. There is an effect that it is easy to obtain a good adhesion state of the joint base. In this case, bending angle theta 2b against the root of the bending angle theta 2a and L-shaped joint for the root portion of the Z-shaped joints, need not be identical. A region P surrounded by a dotted line is a region where the root portion of the Z-shaped joint and the root portion of the L-shaped joint are in close contact.

以上説明したように、実施の形態3のタンクの製造方法によれば、L字状継手の斜面がテーパ状となっており、Z字状継手に対して挿入しやすく、円筒状ワークと碗状ワークの嵌め合い作業性に優れ、高品質な継手の密着精度を得ることができる。なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   As described above, according to the tank manufacturing method of the third embodiment, the slope of the L-shaped joint is tapered, and can be easily inserted into the Z-shaped joint. It is excellent in work fitting workability, and it is possible to obtain high-quality joint adhesion accuracy. It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

101、801 第一のローラ、102、802 第二のローラ、103 円筒状ワーク、104、1202 Z字状継手、201、804 把持機構、202 支持機構の駆動装置、203 把持機構の駆動装置、204 装置の制御部、205、805 治具、206 把持機構の扇形ブロック、301 扇形ブロックの支持部材、302 円錐状ブロック、401 第一のローラの溝部、402、901 第一のローラの回転軸、601
第二のローラの回転軸、602 第二のローラの斜面、701、1001 フランジ部、803 碗状ワーク、806 固定治具、902 第一のローラの斜面、1002 L字状の継手、1101 Z字状継手の庇部分、1201 L字状継手
101, 801 First roller, 102, 802 Second roller, 103 Cylindrical workpiece, 104, 1202 Z-shaped joint, 201, 804 Grip mechanism, 202 Support mechanism drive, 203 Grip mechanism drive, 204 Control unit of apparatus, 205, 805 jig, 206 fan block of gripping mechanism, 301 fan block support member, 302 conical block, 401 groove portion of first roller, 402, 901 rotation axis of first roller, 601
Rotating shaft of second roller, 602 Inclined surface of second roller, 701, 1001 Flange, 803 Hook-shaped workpiece, 806 Fixing jig, 902 Inclined surface of first roller, 1002 L-shaped joint, 1101 Z-shape Heel part of a cylindrical joint, 1201 L-shaped joint

Claims (7)

被成形対象であるワークの外周面に当接可能に配置され、前記ワークを成形する第一のローラと、前記ワークの内周面に当接可能に配置され、前記ワークを成形する第二のローラとを用いて、前記ワークの開口端周縁に継手を成形する継手の加工方法であって、
前記第一のローラを前記ワークの外周面に当接する第一の工程と、
前記第二のローラを、前記ワークの内周の内側から前記ワークの外周の外側へ移動し、前記ワークの開口端にフランジ部を成形する第二の行程と、
前記第二のローラが、前記ワークの軸方向に移動し、前記第一のローラと協動することにより、前記フランジ部を挟み込んで継手を成形する第三の行程と、
を含む継手の加工方法。
A first roller for forming the workpiece, the first roller for forming the workpiece, and a second roller for forming the workpiece, arranged to be in contact with the inner peripheral surface of the workpiece. Using a roller, a joint processing method for forming a joint on the periphery of the opening end of the workpiece,
A first step of bringing the first roller into contact with the outer peripheral surface of the workpiece;
Moving the second roller from the inside of the inner periphery of the workpiece to the outside of the outer periphery of the workpiece, and a second step of forming a flange portion at the opening end of the workpiece;
A third step in which the second roller moves in the axial direction of the workpiece and cooperates with the first roller to sandwich the flange portion and form a joint;
A method for processing a joint including:
前記ワークの形状は円筒状であり、継手の断面形状はZ字状であることを特徴とする請求項1に記載の継手の加工方法。   The method of processing a joint according to claim 1, wherein the shape of the workpiece is cylindrical, and the cross-sectional shape of the joint is Z-shaped. 前記ワークの形状は碗状であり、継手の断面形状はL字状であることを特徴とする請求項1に記載の継手の加工方法。   The method of processing a joint according to claim 1, wherein the shape of the workpiece is bowl-shaped, and the cross-sectional shape of the joint is L-shaped. 前記第一のローラと前記第二のローラとを用いて、前記ワークの開口端周縁に断面がZ字状の継手を成形する継手の加工方法であって、
前記ワークの外径をR、前記第一のローラの外径をr、Δをrで定まる微小量、前記第一のローラの回転軸と前記ワークの回転軸とがなす角度をθ1、継手の曲げ角度をθ2とした場合に、θ1+θ2>90°であるとともに、0°<θ1<90°に対してθ2が式(1)を満た
すことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の継手の加工方法。
Figure 2018103224
Using the first roller and the second roller, a joint processing method for forming a joint having a Z-shaped cross section on the periphery of the opening end of the workpiece,
The outer diameter of the workpiece is R, the outer diameter of the first roller is r, Δ is a minute amount determined by r, the angle formed by the rotation axis of the first roller and the rotation axis of the workpiece is θ 1 , 2 , wherein θ 1 + θ 2 > 90 ° and θ 2 satisfies the formula (1) for 0 ° <θ 1 <90 °. Or the processing method of the coupling of Claim 2.
Figure 2018103224
前記第一のローラと前記第二のローラとを用いて、前記ワークの開口端周縁に断面がZ字状の継手を成形する継手の加工方法であって、
前記ワークの外径をR、前記第二のローラの外径をr2、Δをr2で定まる微小量、前記第二のローラの回転軸と前記ワークの回転軸とがなす角度をθ3、継手の曲げ角度をθ2とした場合に、θ3+θ2>90°であるとともに、0°<θ3<90°に対してθ2が式(2)を満
たすことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の継手の加工方法。
Figure 2018103224
Using the first roller and the second roller, a joint processing method for forming a joint having a Z-shaped cross section on the periphery of the opening end of the workpiece,
The outer diameter of the workpiece is R, the outer diameter of the second roller is r 2 , Δ is a minute amount determined by r 2 , and the angle formed by the rotation axis of the second roller and the rotation axis of the workpiece is θ 3. When the bending angle of the joint is θ 2 , θ 3 + θ 2 > 90 ° and θ 2 satisfies the formula (2) for 0 ° <θ 3 <90 °. Item 3. A method for machining a joint according to item 1 or 2.
Figure 2018103224
前記第一のローラと前記第二のローラとを用いて、前記ワークの開口端周縁に断面がL字状の継手を成形する継手の加工方法であって、
前記ワークの外径をR、前記第一のローラの外径をr、Δをrで定まる微小量、前記第一のローラの回転軸と前記ワークの回転軸とがなす角度をθ1、継手の傾斜角をθ4とした場合に、θ1+θ4>90°であるとともに、0°<θ1<90°に対してθ4が式(3)を満たす
ことを特徴とする請求項1または請求項3に記載の継手の加工方法。
Figure 2018103224
Using the first roller and the second roller, a joint processing method for forming a joint having an L-shaped cross section at the opening end periphery of the workpiece,
The outer diameter of the workpiece is R, the outer diameter of the first roller is r, Δ is a minute amount determined by r, the angle formed by the rotation axis of the first roller and the rotation axis of the workpiece is θ 1 , the inclination angle of the case of the theta 4, together with a θ 1 + θ 4> 90 ° , claim 0 ° <θ 14 with respect to 90 ° is characterized by satisfying the equation (3) 1 Or the processing method of the coupling of Claim 3.
Figure 2018103224
請求項1に記載の継手の加工方法を用いて前記ワークの形状が円筒状であるワークと碗状であるワークとを成形した後、これら2種類のワークを開口端で嵌め合わせ、溶接してタンクを製造するタンクの製造方法であって、
前記ワークの形状が円筒状であるワークと碗状であるワークのうち、一方の開口端にZ字状の継手を成形し、他方の開口端にL字状の継手を成形するとともに、前記L字状の継手と前記Z字状の継手の各傾斜面を、各継手の根元部に対してそれぞれ鋭角をなすように成形した後、両者を嵌め合わせることを特徴とするタンクの製造方法。
After forming a workpiece having a cylindrical shape and a workpiece having a bowl shape using the joint processing method according to claim 1, the two types of workpieces are fitted to each other at an open end and welded. A tank manufacturing method for manufacturing a tank, comprising:
Of the workpiece having a cylindrical shape and the workpiece having a bowl shape, a Z-shaped joint is formed at one open end, an L-shaped joint is formed at the other open end, and the L A method for manufacturing a tank, comprising: forming a slant surface of a letter-shaped joint and the Z-shaped joint so as to form an acute angle with respect to a root portion of each joint;
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