JP2021175577A - 両側漸増形成における高められた精度のためのツール - Google Patents
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Abstract
【課題】ワークピースの両側漸増形成中に使用されるツールで板状ワークの両側から挟み込むようにツールを配置し接触させながら移動し成型する際の精度を向上する。【解決手段】ツール10は、中空内部空間33を有するスリーブ30を含み、接触部材40が、スリーブの中空内部空間内に配置されている。接触部材は、ワーキングチップ41が、ワークピース100に対して接触するためにスリーブを越えて外向きに配置されるようにサイズ決定されている。マウント20が、スリーブの反対側の端部に配置され、ツールホルダと連結するように構成されている。ツールは、接触部材の平行移動及び/又は回転移動を提供するように構成されている。軸方向及び回転方向の動きによって、ワーキングチップは、形成工程中にワークピースと接触したままである。【選択図】図2
Description
本開示は、広くは、形成ツールの分野に関し、特に、形成工程中にツールのワーキングチップ(working tip)をワークピースに対して維持する形成ツールに関する。
両側漸増形成(double sided incremental forming)は、金属薄板などの材料の比較的薄い板を形成するための工程である。該工程は、ツールの一方が支持ツールであり且つツールの他方が形成ツールである2つのツールであって、それぞれがチップを有する2つのツールを含む。第1のツールは、第1の側でワークピースと接触し、第2のツールは、反対側の第2の側でワークピースと接触する。2つのチップが、薄板の両側で位置合わせされ又はオフセットされるように、2つのツールが共に移動する。2つのツールは、ワークピースを成形し、所望の部品を生成するために、それらのそれぞれのチップを予めプログラムされた経路に沿って移動させる。任意の更なる準備なしに、薄板の両側に特徴を形成するために、2つのツールの役割は相互交換され得る。
チップの両方が位置合わせされ(又は制御されたやり方でオフセットされ)、薄板の両側と接触するように維持されているときに、形成工程の精度は改善される。しかし、両側漸増形成のための従来のツール及び方法では、2つのツールの調整された動きが、しばしば、支持ツールとワークピースとの間の接触が失われる状況をもたらし得る。その原因は、シミュレーション中に行われる仮定から生じる誤差、機械剛性のばらつき、変形を受けるときの所与のポイントでの予測された薄板厚さと実際の薄板厚さとの間のわずかなずれなどである。これは、仕上げられた部品の品質及び精度に影響を与える。
形成ツール及び支持ツールを用いてワークピースを変形させるための1つのアプローチは、ワークピースを本質的に固定して、変位制御の下で共に移動させることによってワークピースを変形させる。このアプローチは、材料を平面内に及び平面外に本質的に絞り、延ばし、所望の形状を実現するように試みる。しかし、結果として生じる損傷及び精度の欠如が、そのアプローチを実行不可能なものにしている。両側漸増形成のための従来のツール及び方法のこれらの課題に対処することが望まれている。
一態様は、ワークピースの両側漸増形成のためのツールを対象とする。該ツールは、第1の端部と第2の端部とを備えたスリーブであって、第1の端部からスリーブの中に延在する中空内部空間を有するスリーブを備える。マウントが、スリーブの第2の端部に配置される。バネが、スリーブの中空内部空間内に配置される。接触部材が、ワーキングチップと反対側の端部とを備える。接触部材の反対側の端部は、スリーブの中空空間内に配置され、ワーキングチップは、ワークピースに対して接触するように、スリーブを越えて外向きに配置される。接触部材は、バネによってスリーブから離れるように外向きに付勢されている。ベアリング部材が接触部材に作用し、マウントに対する接触部材の回転及び平行移動を提供する。
別の一態様では、ベアリング部材が、スリーブに取り付けられ且つ開口部であってそこを通って接触部材が延在する開口部を有する平行移動ベアリングを含み、平行移動ベアリングは複数のローラーを備え、複数のローラーは、接触部材に対して接触し、スリーブに対する接触部材の平行移動を提供する。
別の一態様では、ベアリング部材が、スリーブに動作可能に連結されたボールベアリングを備え、マウントに対するスリーブの回転を提供する。
別の一態様では、マウント、スリーブ、バネ、及び接触部材のそれぞれが、ツールの長手軸に沿って同軸に整列する。
別の一態様では、バネが、接触部材の反対側の端部の周りで延在する螺旋形状を有するコイルバネである。
別の一態様では、接触部材のワーキングチップが、球形状を有する。
別の一態様では、ベアリング部材のうちの1つが、スリーブの内部空間内に固定的に取り付けられ、接触部材がスリーブ内で平行移動する最中に、スリーブに対して固定されたままである。
別の一態様では、ピンが接触部材を通って且つスリーブを通って延在し、ピンは、接触部材が平行移動する最中に接触部材と共にスリーブに対して移動し、接触部材がスリーブの内部空間から移動して抜け出ることを防止するように構成されている。
一態様は、ワークピースの両側漸増形成のためのツールを対象とする。ツールは、中空内部空間を有するスリーブを備える。マウントが、スリーブに連結されている。接触部材は、スリーブの内部空間内に配置され、接触部材は、ワークピースに対して接触するように構成されたワーキング端部を備える。バネが、スリーブの中空空間内に配置されて、接触部材を内部空間から外向きの方向に付勢し、接触部材のワーキング端部をワークピースと接触したままであるように維持する。第1のベアリング部材が、接触部材と動作可能に連結され、マウントに対する接触部材の平行移動を提供する。第2のベアリング部材が、接触部材と動作可能に連結され、マウントに対する接触部材の回転移動を提供する。
別の一態様では、第1のベアリング部材が、スリーブに取り付けられ、接触部材に対して接触するように配置されている。
別の一態様では、第1のベアリング部材が、スリーブと同軸に整列した円筒形状を有し、第1のベアリング部材は、第1のベアリング部材の内面から外向きに延在し、接触部材に対して接触する複数のローラーを更に備える。
別の一態様では、第1のベアリング部材と第2のベアリング部材との両方が、マウント内に配置される。
別の一態様では、マウントが、ツールホルダによって係合されるように構成されたシャフトを備え、マウントは、ベースであって、シャフトから延在し、シャフトがベースよりも小さい幅を有した状態で、第2のベアリング部材を支持するベースを更に備える。
別の一態様では、スロットがスリーブの軸方向セクションに沿って延在し、ピンが、接触部材を通って且つスロットを通って延在し、ピンは、スリーブに沿った接触部材の平行移動中にスロットに沿って摺動し、接触部材がスリーブの内部空間から移動して抜け出ることを防止するようにサイズ決定されている。
別の一態様では、スリーブが、オープンであり且つ中空内部空間に連通する第1の端部を備え、スリーブは、閉じた反対側の第2の端部であって、閉じた第2の端部でバネが中空内部空間内に配置される第2の端部を更に備える。
別の一態様では、バネが、内部空間内に配置された接触部材の反対側の端部の周りで延在する螺旋形状を有するコイルバネである。
一態様は、ワークピースの両側漸増形成中にツールを使用する方法を対象とする。該方法は、ツールが第1のツールホルダ内に取り付けられている間に、ツールのワーキングチップをワークピースの第1の側に対して付勢すること、第2のツールが第2のツールホルダ内に取り付けられている間に、ワークピースの反対側の第2の側に対して第2のツールの第2のチップを配置すること、第2のチップとワーキングチップとが、直接的に位置合わせされたままでワークピースの両側と接触している間に、第1のツールホルダと第2のツールホルダとをワークピースに対して同時に移動させること、及び、ワーキングチップを第2のチップと調和するように移動させている間に、ワーキングチップをツールの残りの部分に対して平行移動及び回転させることを含む。
別の一態様では、該方法が、ワーキングチップをツールの残りの部分に対して付勢すること、及び、ワーキングチップが第1のツールホルダから離れるように外向きに付勢されている状態で、ワーキングチップをワークピースの第1の側に対して接触させたままにすることを含む。
別の一態様では、該方法が、ワーキングチップをワークピースの第1の側に沿って移動させている間に、接触部材の周りで延在するスリーブに沿って、ワーキングチップを備える接触部材を平行移動させることを更に含む。
別の一態様では、該方法が、ワーキングチップをワークピースの第1の側に沿って移動させている間に、接触部材をスリーブに対して回転させることを更に含む。
上述の特徴、機能、及び利点は、様々な態様において単独で実現することができ、又は、更に別の態様において組み合わせることができるが、これらの詳細は、以下の説明及び添付図面を参照することによって確認することができる。
図1は、ワークピース100の両側漸増形成中に使用されるツール10を示している。ツール10は、中空内部空間を有するスリーブ30を含む。接触部材40が、スリーブ30の中空内部空間内に配置される。接触部材40は、ワーキングチップ41が、ワークピース100に対して接触するためにスリーブ30を越えて外向きに配置されるようにサイズ決定されている。マウント20が、スリーブ30の反対側の端部に配置され、ツールホルダ90と連結するように構成されている。1以上のベアリング部材50が、ツール10内に取り付けられている。ツール10は、ツール10の長手軸Aに沿って、スリーブ30に対する接触部材40の平行移動を提供するように構成されている。接触部材40はまた、マウント20(及び取り付けられたツールホルダ90)に対して、長手軸Aの周りで回転することも可能である。接触部材40の軸方向及び回転方向の動きによって、ワーキングチップ41は、形成工程中にワークピース100と接触したままである。この構成は、ツール10が形成工程中に位置ずれしたりワークピース100との接触を失ったりする軸方向及び横方向の傾向を調整する。
図2及び図3は、ツール10の概略断面図を示している。ツール10は、マウント20、スリーブ30、接触部材40、1以上のベアリング部材50a、50b、50c、及びバネ60を含む。一実施例では、これらの構成要素が、ツール10の長手軸Aに沿って同軸に整列する。別の一実施例では、これらの構成要素のうちの1以上が、長手軸Aからオフセットされる。
マウント20は、ツールホルダ90と係合するように構成されている。マウント20は、スリーブ30の方を向いている第1の端部21と、反対側の第2の端部22とを含む。第1の端部21はベース23を含み、第2の端部22はシャフト24を含む。ベース23はスリーブ30を支持し、シャフト22は、長手軸Aを横断して測定されるベース23よりも小さい幅を有する。このより大きなサイズによって、スリーブ30と接触しスリーブ30を支持し、及び/又は、1以上のベアリング部材50が配置される。
図2及び図3で示されているように、一実施例では、空洞25が、第1の端部21からベース23の中に延在する。空洞25は、第1の端部21における第1のセクション26、及び軸方向内側の第2のセクション27を含む。別の一実施例では、第1の端部21が、平坦で、スリーブ30向けの接触面を形成する。別の一実施例では、第1の端部21が、軸方向外向きに且つシャフト24から離れるように延在する突起を含む。その突起は、ベース23の支持の内部に適合するようにサイズ決定されている。
スリーブ30は、マウント20の第1の端部21から外向きに延在する。スリーブ30は、第1の端部31と反対側の第2の端部32との間で測定される細長い長さを有する。内部空間33が、スリーブ30内に形成されている。第1の端部31は、オープンであり、中空内部空間33と連通する。一実施例では、内部空間33が、スリーブ30の全体の長さだけ延在する(すなわち、スリーブ30は円筒である)。第2の端部32は、閉じており、バネ60への支持面を提供するための底部35を含む。底部35は、様々な異なるやり方で形成されてよい。一実施例では、底部35が、第2の端部32において内部空間33の中に挿入されたプラグによって形成される。別の一実施例では、中空内部空間33が、スリーブ30の第1の端部31から内側への限界距離だけ延在する。
スロット36が、スリーブ30の対向する側面から中空内部空間33を通って延在する。スロット36は、スリーブ30の端部31、32から軸方向内側に配置されている。スロット36は、対向する端部37、38の間で測定される様々な長さを有し得る。
スリーブ30は、丸くされた外断面形状を有し得る。別の一実施例では、1以上の軸断面が平坦である。図3で最も良く示されているように、具体的な一実施例では、外面の軸方向セクションが、スロット36に沿って平坦である。
接触部材40は、スリーブ30内で移動可能に配置されている。接触部材40は、ワーキングチップ41と反対側の端部42とを有する細長い形状を有する。一実施形態では、接触部材40の長さが、スリーブ30の長さより長い。このサイズ差によって、ワーキングチップ41は、反対側の端部42がスリーブ30の内部空間33内に配置された状態で、スリーブ30を越えて外向きに延在する。接触部材40は、ワーキングチップ41を、スリーブ30の第1の端部31を越えて外向きに配置するように、スリーブ30内でオフセットされる。
ワーキングチップ41は、形成工程中にワークピース100に対して接触する。図2で示されているように、一実施例では、ワーキングチップ41が球形状を有する。別の一実施例では、ワーキングチップ41がテーパ付けされた形状を有する。ワーキングチップ41は、非限定的に、丸くされた、尖った、及び平坦なものを含む、様々な形状、サイズ、及び構成を有し得る。ワーキングチップ41は、非限定的に、滑らかな及びテクスチャード加工されたものを含む、様々な表面仕上げを有し得る。
一実施例では、接触部材40が、単一の一体構造を有する。別の一実施例では、接触部材40が、共に連結される2以上のセクションから構築される。図2で示されているように、接触部材40は、前セクション44と後ろセクション45とを含む。前セクション44は、ワーキングチップ41を含み、後ろセクション45は、反対側の端部42を含む。前セクション44と後ろセクション45とは、非限定的に、螺号連結、機械的締結、及び接着を含む、様々なやり方で共に連結され得る。具体的な一実施例では、後ろセクション45が、前セクション44内の空洞の中にネジ込まれている。
バネ60は、接触部材40を、長手軸Aに沿って図3の矢印Fの方向に付勢する。バネ60は、内部空間33の底部35に配置され、接触部材40と係合するように構成されている。一実施例では、バネ60が、反対側の端部42において接触部材40の下側部分の周りに巻きつけられるようにサイズ決定されたコイルを有する螺旋形状を含むコイルバネである。接触部材40の下側部分は、係合を容易にするようにネジ山を含んでもよい。別の一実施例では、バネ60が、反対側の端部42にだけ接触して、接触部材40の残りから離れるように配置される。
図4で示されているように、開口部46が、接触部材40の幅を貫通して延在する。ピン65が、開口部46を貫通して延在する。ピン65は、接触部材40の幅より大きく、両側の側面から外向きに延在する。図2及び図3で示されているように、ピン65はまた、スリーブ30内のスロット36も通って延在する。ピン65は、接触部材40が図3の矢印Fの方向において外向きに付勢される際に、接触部材40をスリーブ30内に維持する。
ツール10は、接触部材40の回転及び平行移動のうちの1以上を提供する1以上のベアリング部材50を含む。1以上のベアリング部材50は、接触部材40のワーキングチップ41が、形成工程中にワークピースと接触したままであるようにする。
一実施例では、ベアリング部材50aが、スリーブ30に連結され、内部空間33内に配置される。図2及び図3で示されているように、ベアリング部材50aは、スリーブ30の第1の端部31に配置され得る。ベアリング部材50aは、接触部材40の回転及び平行移動を提供する。図5で示されているように、ベアリング部材50aは、円筒本体53であって、その長さだけ延在する中空内部空間51を有する円筒本体53を含む。ベアリング部材50aは、スリーブ30の内部空間33の中に適合するようにサイズ決定された外径を有する。ベアリング部材50aは、接触部材40を受け入れるようにサイズ決定された内径を有する。一実施例では、内部空間51の直径が、接触部材40の外径と実質的に同じである。この同様なサイズは、接触部材40を支持し、接触部材40の側方移動の量を制限する。ローラー52が、内部空間51の内面に沿って取り付けられている。ローラー52は、円筒本体53の内縁部を越えて外向きに延在する。ローラー52は、円筒本体53に対して回転可能であり、接触部材40が、矢印Cによって示されている回転移動、及び矢印Dによって示されている軸方向移動を有することをもたらす。ローラー52は、非限定的に、球形状及び円筒形状を含む、様々な形状を有し得る。
1以上のベアリング部材50が、マウント20内に配置され得る。図2及び図3で示されているように、ベアリング部材50b及び図50cが、マウント20内に配置され、スリーブ30を支持する。ベアリング部材50cは、空洞25の第1のセクション26内に取り付けられ、ベアリング部材50bは、空洞25の第2のセクション27内に取り付けられている。ベアリング部材50b、50cは、スリーブ30を支持し、マウント20に対するスリーブ30の回転移動を可能にする。図2及び図3で示されているように、一実施例では、ベアリング部材50cが、スリーブ30の第2の端部32に対して接触する。ベアリング部材50bは、ベアリング部材50cに対して接触する。一実施例では、ベアリング部材50b、50cのうちの一方が、スラストベアリングであり、他方がボールベアリングである。スラストベアリングは、スリーブ30(及び接触部材40)とマウント20との間の平行移動を許容する。ボールベアリングは、スリーブ30(及び接触部材40)とマウント20との間の回転移動を提供する。具体的な一実施例では、ベアリング部材50bがスラストベアリングであり、ベアリング部材50cがボールベアリングである。一実施例では、ベアリング部材50aが、スリーブ30内に取り付けられ、接触部材40の回転及び平行移動を提供する。ベアリング部材50aは、接触部材40に接触するローラーベアリング52を含み得、移動を提供し得る。
図6は、長手軸Aを含むツール10を概略的に示している。マウント20、スリーブ30、及び接触部材40が、長手軸Aに沿って同軸に整列する。ツール10のマウント20は、ツールホルダ90と係合する。ツールホルダ90は、ワークピース100に対するツール10の移動を提供し、接触部材40に力を加えて、ワークピース100を変形させる。ツール10は、接触部材40を、ツールホルダ90の移動中にワークピース100と接触したままにするように構成されている。接触部材40がワークピース100に沿って摺動する際に、ツール10は、ツールホルダ90に対して長手軸Aの周りで回転移動(矢印M)を提供する。回転移動は、接触部材40がベアリング部材50a及び/又はスリーブ30内で回転すること、並びに、連結された接触部材40がベアリング部材50b、50cの一方又は両方で回転することによってもたらされる。ツール10はまた、長手軸Aに沿った接触部材40の平行移動(矢印N)も提供する。スリーブ30内の接触部材40の平行移動は、スリーブ30の内部空間33内に配置されたバネ60を介して提供される。
図7は、ワークピース100の両側漸増形成のためにツール10を使用するためのシステム110を示している。ワークピース100は、1以上のクランプ112を用いてフレーム111に固く取り付けられている。クランプ112は、形成工程中のワークピース100の移動を防止する。クランプ112は、更に、形成工程中に接触されることになるワークピース100のエリアから離れるように配置される。
第1及び第2のツールホルダ90、114が、フレーム111に取り付けられている。第1のツールホルダ90は、ワークピース100の第1の側101に配置され、第2のツールホルダ114は、ワークピース100の反対側の第2の側102に配置されている。ツール10は、第1のツールホルダ90に取り付けられている。一実施例では、取り付けが、ツール10のマウント20がツールホルダ90のスピンドル内に係合されることを含む。第2のツール115は、第2のツールホルダ114に取り付けられている。一実施例では、第2のツールホルダ114が、第1のツールホルダ90と同じであり、第2のツール115の同様な回転及び軸方向移動を提供する。別の一実施例では、第2のツールホルダ114が、ツールホルダ90とは異なる構造を含む。
第1及び第2のツールホルダ90、114は、ワークピース100に対して移動可能である。一実施例では、第1及び第2のツールホルダ90、114が、3つの平行移動及び1つの回転を含む複数の自由度の移動を提供する。第1及び第2のツールホルダ90、114は、ツール10、115との接触を介してワークピース100を加熱することをもたらす、加熱要素を含み得る。第1及び第2のツールホルダ90、114の一方又は両方はまた、それぞれ、ツール10、115の回転も提供し得る。
制御ユニット70が、ツールホルダ90、114の形成工程及び動作を制御する。図8で示されているように、制御ユニット70は、制御回路71及びメモリ回路72を含む。制御回路71は、メモリ回路72内に記憶されたプログラム指示命令に従って、形成工程の全体の動作を制御する。制御回路71は、1以上の回路、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ハードウェア、又はそれらの組み合わせを含み得る。メモリ回路72は、本明細書で説明される技法のうちの1以上を実装するように制御回路71を構成する、コンピュータプログラム製品などのプログラム指示命令を記憶した非一過性のコンピュータ可読記憶媒体を含む。メモリ回路72は、例えば、リードオンリーメモリやフラッシュメモリのような様々なメモリデバイスを含み得る。メモリ回路72は、図7で示されているような個別の構成要素であってよく、又は制御回路71に組み込まれてもよい。代替的に、制御回路71は、例えば、制御回路71が専用でありプログラム不可能である少なくとも幾つかの実施形態に従って、メモリ回路72を省略することができる。
ユーザインターフェース74は、ユーザが形成工程の1以上の態様を制御することをもたらす。ユーザインターフェース74は、非限定的に、キーボード、タッチパッド、ローラーボール、及びジョイスティックなどの1以上の入力デバイス75を含み得る。1以上の入力デバイス75は、ユーザがコマンドを制御回路71に入力することをもたらす。ユーザインターフェース74はまた、情報をユーザに表示するための1以上のディスプレイ76も含み得る。1以上のセンサ73が、ツールホルダ90、114及び/又はワークピース100のうちの1以上の態様を検出する。
システム110は、ワークピース100の両側漸増形成を提供する。この工程は、ワークピース100が、一連の小さい漸増変形によって所望の幾何学的形状へと形成されることを含む。形成工程は、ツール10のワーキングチップ41及び第2のツール115のチップ116が、ワークピース100の両側に対して接触することを含む。図9で示されているように、ツール10の接触部材40のワーキングチップ41は、第1の側でワークピース100と接触し、第2のツール115のチップ116は、反対側でワークピース100と接触する。
形成する前に、潤滑剤がワークピース100の表面に加えられてよく、チップ41、116との摩擦を低減させる。一旦、チップ41、116が位置合わせされると、ツールホルダ90、114は、ワークピース100の周りで移動する。形成中に、チップ41、116は、調和して移動し、形成されている特徴の局所的な幾何学的特性に応じて、位置合わせされ又はオフセットされたままである。
形成工程中に、ワーキングチップ41は、ワークピース100の第1の側と接触したままで維持される。移動中に、ワーキングチップ41とワークピース100との間の摩擦は、ツール10の機能的態様によって低減される。接触部材40がツールホルダ90に対して長手軸Aの周りで回転及び平行移動可能なので、ワーキングチップ41が位置ずれしたりワークピース100との接触を失ったりする軸方向及び横方向の傾向を調整できる。ツール10はまた、ツール10及びツールホルダ90の移動中に、ワーキングチップ41の接触が失われることを低減させ且つ/又は防止する。ツール10はまた、ワークピース100を絞ることなしに、所望の剛性を有するバネ60を組み込むことによって適切な剛性のレベルを保証する。この機能は、不正確な予測(アルゴリズムソフトウェア機械特性)、ならびに機械及びワークピースのコンプライアンス、被検査物のサイズ、ツールの長さ、摩耗及び裂け、機械性能におけるドリフトなどに関するばらつきから生じる、位置ずれ及び誤差を考慮する。
図10は、ワークピース100の両側漸増形成中にツール10を使用する方法を含む。該方法は、ツール10が第1のツールホルダ90内に取り付けられている間に、ツール10のワーキングチップ41をワークピース100の第1の側に対して付勢すること(ブロック150)を含む。第2のツール115の第2のチップ116が、ワークピース100の反対側の第2の側に対して配置される(ブロック152)。第2のツール115は、第2のツールホルダ114内に取り付けられる。何れの瞬間においても、ワーキングチップ41と第2のチップ116とは、局所的な幾何学的特性の特徴に応じて、位置合わせされ又はオフセットされ得る。第2のチップ116及びワーキングチップ41が、形成されている特徴の局所的な幾何学的特性に応じて位置合わされ/オフセットされたままで、ワークピース100の両側と接触している間に、第1のツールホルダ90と第2のツールホルダ114とは、ワークピース100に対して同調したやり方で移動する(ブロック154)。一実施例では、第2のチップ116とワーキングチップ41とが、直接的に位置合わせされたままでワークピース100の両側101、102と接触している間に、第1のツールホルダ90と第2のツールホルダ114とは、ワークピース100に対して同時に移動する。ツール10の移動中に、ワーキングチップ41は、ツール10の残りの部分に対して平行移動及び回転する(ブロック156)。この移動中に、第2のチップ116は、形成中に平行移動なしに予め規定された経路で移動する。というのも、第2のチップ116は、形成ツールとして機能しているからである。ワーキングチップ41のこの移動は、ワーキングチップ41を第2のチップ116と調和して移動させている間に生じる。ツール41、116は、形成されている特徴の局所的な幾何学的特性に基づいて、それらの役割を交換する。
一実施例では、ツール10が形成工程中に形成ツールとして使用され、第2のツール115が、工程中に後に続きワークピース100を支持する。別の一実施例では、ツール10が支持のために使用され、ツール115が形成のために使用される。別の一実施例では、ツール10、115が、形成及び支持ツールの両方のために使用される。
形成中の一実施例では、ワーキングチップ41が、ツール10の残りの部分に対して付勢され、ワーキングチップ41は、ワーキングチップ41が第1のツールホルダ90から離れるように外向きに付勢されている状態で、ワークピース100の第1の側101に対して接触したままである。
一実施例では、該方法が、ワーキングチップ41をワークピース100の第1の側101に沿って移動させている間に、ワーキングチップ41を含む接触部材40を、接触部材40の周りで延在するスリーブ30に沿って平行移動させることを含む。これは、ワーキングチップ41をワークピース100の第1の側101に沿って移動させている間に、接触部材40をスリーブ30に対して回転させることを更に含み得る。
ワークピース100は、様々な材料から構築されてよい。実施例は、非限定的に、金属、金属合金、ポリマー材料、及びそれらの組み合わせを含む。
量又は測定値に言及する「実質的に」という用語は、挙げられている特性、パラメータ、又は値が、正確に実現される必要はないということを意味する。むしろ、例えば、許容範囲、測定誤差、測定精度限界、及び当業者にとって既知の要因などを含む偏差又は変動が、特徴によってもたらされる影響を排除できない大きさで起こり得ることを意味する。
更に、本開示は下記の条項による実施形態を含む。
条項1.
ワークピース(100)の両側漸増形成のためのツール(10)であって、
第1の端部(31)と第2の端部(32)とを備えたスリーブ(30)であって、前記第1の端部(31)から前記スリーブ(30)の中に延在する中空内部空間(33)を有するスリーブ(30)、
前記スリーブ(30)の前記第2の端部(32)に配置されたマウント(20)、
前記スリーブ(30)の中空内部空間(33)内に配置されたバネ(60)、
ワーキングチップ(41)と反対側の端部(42)とを有する接触部材(40)であって、前記接触部材(40)の前記反対側の端部(42)が、前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)内に配置され、前記ワーキングチップ(41)が、前記ワークピース(100)に対して接触するように前記スリーブ(30)を越えて外向きに配置され、前記接触部材(40)が前記バネ(60)によって前記スリーブ(30)から離れるように外向きに付勢されている、接触部材(40)、及び
前記接触部材(40)に作用し、前記マウント(20)に対する前記接触部材(40)の回転移動及び平行移動を提供する、ベアリング部材(50)を備える、ツール。
条項2.
前記ベアリング部材(50)は、前記スリーブに(30)取り付けられ且つ開口部(51)であってそこを通って前記接触部材(40)が延在する開口部(51)を有する平行移動ベアリング(50a)を含み、前記平行移動ベアリング(50a)は複数のローラー(52)を備え、前記複数のローラー(52)は、前記接触部材(40)に対して接触し、前記スリーブ(30)に対する前記接触部材(40)の前記平行移動を提供する、条項1に記載のツール。
条項3.
前記ベアリング部材(50)は、前記スリーブ(30)に動作可能に連結されたボールベアリングを含み、前記マウント(20)に対する前記スリーブ(30)の回転を提供する、条項2に記載のツール。
条項4.
前記マウント(20)、前記スリーブ(30)、前記バネ(60)、及び前記接触部材(40)のそれぞれは、前記ツール(10)の長手軸に沿って同軸に整列する、条項1から3のいずれか一項に記載のツール。
条項5.
前記バネ(60)は、前記接触部材(40)の前記反対側の端部(42)の周りで延在する螺旋形状を有するコイルバネである、条項1から4のいずれか一項に記載のツール。
条項6.
前記接触部材(40)の前記ワーキングチップ(41)は、球形状を有する、条項1から5のいずれか一項に記載のツール。
条項7.
前記ベアリング部材(50)のうちの1つが、前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)内に固定的に取り付けられ、前記接触部材(40)が前記スリーブ(30)内で前記平行移動する最中に、前記スリーブ(30)に対して固定されたままである、条項1から6のいずれか一項に記載のツール。
条項8.
前記接触部材(40)を通って且つ前記スリーブ(30)を通って延在するピン(65)を更に備え、前記ピン(65)は、前記接触部材(40)が前記平行移動する最中に前記接触部材(40)と共に前記スリーブ(30)に対して移動し、前記接触部材(40)が前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)から移動して抜け出ることを防止するように構成されている、条項1から7のいずれか一項に記載のツール。
条項9.
ワークピース(100)の両側漸増形成のためのツール(10)であって、
中空内部空間(33)を有するスリーブ(30)、
前記スリーブ(30)に連結されたマウント(20)、
前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)内に配置された接触部材(40)であって、前記ワークピース(100)に対して接触するように構成されたワーキング端部(41)を備える接触部材(40)、
前記接触部材(40)の前記ワーキング端部(41)が前記ワークピース(100)と接触したままであるように、前記接触部材(40)を中空内部空間(33)から外向きの方向に付勢するための、前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)内に配置されたバネ(60)、
前記マウント(20)に対する前記接触部材(40)の平行移動を提供する、前記接触部材(40)に動作可能に連結された第1のベアリング部材(50)、及び
前記マウント(20)に対する前記接触部材(40)の回転移動を提供する、前記接触部材(40)に動作可能に連結された第2のベアリング部材(50)を備える、ツール。
条項10.
前記第1のベアリング部材(50)は、前記スリーブ(30)に取り付けられ、前記接触部材(40)に対して接触するように配置されている、条項9に記載のツール。
条項11.
前記第1のベアリング部材(50)は、前記スリーブ(30)と同軸に整列した円筒形状を有し、前記第1のベアリング部材(50)は、前記第1のベアリング部材(50)の内面から外向きに延在し、前記接触部材(40)に対して接触する複数のローラー(52)を更に備える、条項10に記載のツール。
条項12.
前記第1のベアリング部材(50)と前記第2のベアリング部材(50)との両方が、前記マウント(20)内に配置されている、条項9に記載のツール。
条項13.
前記マウント(20)は、ツールホルダ(90)によって係合されるように構成されたシャフト(24)を備え、前記マウント(20)は、ベース(23)であって、前記シャフト(24)から延在し、前記シャフト(24)が前記ベース(23)よりも小さい幅を有した状態で、前記第2のベアリング部材(50)を支持するベース(23)を更に備える、条項9から12のいずれか一項に記載のツール。
条項14.
前記スリーブ(30)の軸方向セクションに沿って延在するスロット(36)、及び
前記接触部材(40)を通って且つ前記スロット(36)を通って延在するピン(65)であって、前記スリーブ(30)に沿った前記接触部材(40)の前記平行移動の最中に前記スロット(36)に沿って摺動し、前記接触部材(40)が前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)から移動して抜け出ることを防止するようにサイズ決定されているピン(65)を更に備える、条項9から13のいずれか一項に記載のツール。
条項15.
前記スリーブ(30)は、オープンであり且つ前記中空内部空間に連通する第1の端部(31)を備え、
前記スリーブ(30)は、閉じた反対側の第2の端部(32)であって、前記閉じた第2の端部(32)で前記バネ(60)が前記中空内部空間(33)内に配置される第2の端部(32)を更に備える、条項9から14のいずれか一項に記載のツール。
条項16.
前記バネ(60)は、前記内部空間(33)内に配置された前記接触部材(40)の反対側の端部(42)の周りで延在する螺旋形状を有するコイルバネである、条項9から15のいずれか一項に記載のツール。
条項17.
ワークピース(100)の両側漸増形成中にツール(10)を使用する方法であって、
前記ツール(10)が第1のツールホルダ(90)内に取り付けられている間に、前記ツール(10)のワーキングチップ(41)を前記ワークピース(100)の第1の側に対して付勢すること、
第2のツール(115)が第2のツールホルダ(114)内に取り付けられている間に、前記ワークピース(100)の反対側の第2の側に対して前記第2のツール(115)の第2のチップ(116)を配置すること、
前記第2のチップ(116)と前記ワーキングチップ(41)とが、直接的に位置合わせされたままで前記ワークピース(100)の両側と接触している間に、前記第1のツールホルダ(90)と前記第2のツールホルダ(114)とを前記ワークピース(100)に対して同時に移動させること、及び
前記ワーキングチップ(41)を前記第2のチップ(116)と調和するように移動させている間に、前記ワーキングチップ(41)を前記ツール(10)の残りの部分に対して平行移動及び回転させることを含む、方法。
条項18.
前記ワーキングチップ(41)を前記ツール(10)の前記残りの部分に対して付勢すること、及び、前記ワーキングチップ(41)を前記ワークピース(100)の前記第1の側に対して接触させたままにすることを更に含み、前記ワーキングチップ(41)が前記第1のツールホルダ(90)から離れるように外向きに付勢される、条項17に記載の方法。
条項19.
前記ワーキングチップ(41)を前記ワークピース(100)の前記第1の側に沿って移動させている間に、接触部材(40)の周りで延在するスリーブ(30)に沿って、前記ワーキングチップ(41)を備える前記接触部材(40)を平行移動させることを更に含む、条項17又は18に記載の方法。
条項20.
前記ワーキングチップ(41)を前記ワークピース(100)の前記第1の側に沿って移動させている間に、前記接触部材(40)を前記スリーブ(30)に対して回転させることを更に含む、条項19に記載の方法。
条項1.
ワークピース(100)の両側漸増形成のためのツール(10)であって、
第1の端部(31)と第2の端部(32)とを備えたスリーブ(30)であって、前記第1の端部(31)から前記スリーブ(30)の中に延在する中空内部空間(33)を有するスリーブ(30)、
前記スリーブ(30)の前記第2の端部(32)に配置されたマウント(20)、
前記スリーブ(30)の中空内部空間(33)内に配置されたバネ(60)、
ワーキングチップ(41)と反対側の端部(42)とを有する接触部材(40)であって、前記接触部材(40)の前記反対側の端部(42)が、前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)内に配置され、前記ワーキングチップ(41)が、前記ワークピース(100)に対して接触するように前記スリーブ(30)を越えて外向きに配置され、前記接触部材(40)が前記バネ(60)によって前記スリーブ(30)から離れるように外向きに付勢されている、接触部材(40)、及び
前記接触部材(40)に作用し、前記マウント(20)に対する前記接触部材(40)の回転移動及び平行移動を提供する、ベアリング部材(50)を備える、ツール。
条項2.
前記ベアリング部材(50)は、前記スリーブに(30)取り付けられ且つ開口部(51)であってそこを通って前記接触部材(40)が延在する開口部(51)を有する平行移動ベアリング(50a)を含み、前記平行移動ベアリング(50a)は複数のローラー(52)を備え、前記複数のローラー(52)は、前記接触部材(40)に対して接触し、前記スリーブ(30)に対する前記接触部材(40)の前記平行移動を提供する、条項1に記載のツール。
条項3.
前記ベアリング部材(50)は、前記スリーブ(30)に動作可能に連結されたボールベアリングを含み、前記マウント(20)に対する前記スリーブ(30)の回転を提供する、条項2に記載のツール。
条項4.
前記マウント(20)、前記スリーブ(30)、前記バネ(60)、及び前記接触部材(40)のそれぞれは、前記ツール(10)の長手軸に沿って同軸に整列する、条項1から3のいずれか一項に記載のツール。
条項5.
前記バネ(60)は、前記接触部材(40)の前記反対側の端部(42)の周りで延在する螺旋形状を有するコイルバネである、条項1から4のいずれか一項に記載のツール。
条項6.
前記接触部材(40)の前記ワーキングチップ(41)は、球形状を有する、条項1から5のいずれか一項に記載のツール。
条項7.
前記ベアリング部材(50)のうちの1つが、前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)内に固定的に取り付けられ、前記接触部材(40)が前記スリーブ(30)内で前記平行移動する最中に、前記スリーブ(30)に対して固定されたままである、条項1から6のいずれか一項に記載のツール。
条項8.
前記接触部材(40)を通って且つ前記スリーブ(30)を通って延在するピン(65)を更に備え、前記ピン(65)は、前記接触部材(40)が前記平行移動する最中に前記接触部材(40)と共に前記スリーブ(30)に対して移動し、前記接触部材(40)が前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)から移動して抜け出ることを防止するように構成されている、条項1から7のいずれか一項に記載のツール。
条項9.
ワークピース(100)の両側漸増形成のためのツール(10)であって、
中空内部空間(33)を有するスリーブ(30)、
前記スリーブ(30)に連結されたマウント(20)、
前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)内に配置された接触部材(40)であって、前記ワークピース(100)に対して接触するように構成されたワーキング端部(41)を備える接触部材(40)、
前記接触部材(40)の前記ワーキング端部(41)が前記ワークピース(100)と接触したままであるように、前記接触部材(40)を中空内部空間(33)から外向きの方向に付勢するための、前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)内に配置されたバネ(60)、
前記マウント(20)に対する前記接触部材(40)の平行移動を提供する、前記接触部材(40)に動作可能に連結された第1のベアリング部材(50)、及び
前記マウント(20)に対する前記接触部材(40)の回転移動を提供する、前記接触部材(40)に動作可能に連結された第2のベアリング部材(50)を備える、ツール。
条項10.
前記第1のベアリング部材(50)は、前記スリーブ(30)に取り付けられ、前記接触部材(40)に対して接触するように配置されている、条項9に記載のツール。
条項11.
前記第1のベアリング部材(50)は、前記スリーブ(30)と同軸に整列した円筒形状を有し、前記第1のベアリング部材(50)は、前記第1のベアリング部材(50)の内面から外向きに延在し、前記接触部材(40)に対して接触する複数のローラー(52)を更に備える、条項10に記載のツール。
条項12.
前記第1のベアリング部材(50)と前記第2のベアリング部材(50)との両方が、前記マウント(20)内に配置されている、条項9に記載のツール。
条項13.
前記マウント(20)は、ツールホルダ(90)によって係合されるように構成されたシャフト(24)を備え、前記マウント(20)は、ベース(23)であって、前記シャフト(24)から延在し、前記シャフト(24)が前記ベース(23)よりも小さい幅を有した状態で、前記第2のベアリング部材(50)を支持するベース(23)を更に備える、条項9から12のいずれか一項に記載のツール。
条項14.
前記スリーブ(30)の軸方向セクションに沿って延在するスロット(36)、及び
前記接触部材(40)を通って且つ前記スロット(36)を通って延在するピン(65)であって、前記スリーブ(30)に沿った前記接触部材(40)の前記平行移動の最中に前記スロット(36)に沿って摺動し、前記接触部材(40)が前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)から移動して抜け出ることを防止するようにサイズ決定されているピン(65)を更に備える、条項9から13のいずれか一項に記載のツール。
条項15.
前記スリーブ(30)は、オープンであり且つ前記中空内部空間に連通する第1の端部(31)を備え、
前記スリーブ(30)は、閉じた反対側の第2の端部(32)であって、前記閉じた第2の端部(32)で前記バネ(60)が前記中空内部空間(33)内に配置される第2の端部(32)を更に備える、条項9から14のいずれか一項に記載のツール。
条項16.
前記バネ(60)は、前記内部空間(33)内に配置された前記接触部材(40)の反対側の端部(42)の周りで延在する螺旋形状を有するコイルバネである、条項9から15のいずれか一項に記載のツール。
条項17.
ワークピース(100)の両側漸増形成中にツール(10)を使用する方法であって、
前記ツール(10)が第1のツールホルダ(90)内に取り付けられている間に、前記ツール(10)のワーキングチップ(41)を前記ワークピース(100)の第1の側に対して付勢すること、
第2のツール(115)が第2のツールホルダ(114)内に取り付けられている間に、前記ワークピース(100)の反対側の第2の側に対して前記第2のツール(115)の第2のチップ(116)を配置すること、
前記第2のチップ(116)と前記ワーキングチップ(41)とが、直接的に位置合わせされたままで前記ワークピース(100)の両側と接触している間に、前記第1のツールホルダ(90)と前記第2のツールホルダ(114)とを前記ワークピース(100)に対して同時に移動させること、及び
前記ワーキングチップ(41)を前記第2のチップ(116)と調和するように移動させている間に、前記ワーキングチップ(41)を前記ツール(10)の残りの部分に対して平行移動及び回転させることを含む、方法。
条項18.
前記ワーキングチップ(41)を前記ツール(10)の前記残りの部分に対して付勢すること、及び、前記ワーキングチップ(41)を前記ワークピース(100)の前記第1の側に対して接触させたままにすることを更に含み、前記ワーキングチップ(41)が前記第1のツールホルダ(90)から離れるように外向きに付勢される、条項17に記載の方法。
条項19.
前記ワーキングチップ(41)を前記ワークピース(100)の前記第1の側に沿って移動させている間に、接触部材(40)の周りで延在するスリーブ(30)に沿って、前記ワーキングチップ(41)を備える前記接触部材(40)を平行移動させることを更に含む、条項17又は18に記載の方法。
条項20.
前記ワーキングチップ(41)を前記ワークピース(100)の前記第1の側に沿って移動させている間に、前記接触部材(40)を前記スリーブ(30)に対して回転させることを更に含む、条項19に記載の方法。
本発明は、当然ながら、本発明の本質的な特性から逸脱しない限り、本書に具体的に明示されているものとは異なる方法でも実行され得る。本実施形態は、あらゆる点で、例示的かつ非限定的であるとみなすべきであり、特許請求の範囲の意味及び均等性の範囲内に入るすべての変更は、特許請求の範囲に包含されることが意図されている。
Claims (10)
- ワークピース(100)の両側漸増形成のためのツール(10)であって、
第1の端部(31)と第2の端部(32)とを備えたスリーブ(30)であって、前記第1の端部(31)から前記スリーブ(30)の中に延在する中空内部空間(33)を有するスリーブ(30)、
前記スリーブ(30)の前記第2の端部(32)に配置されたマウント(20)、
前記スリーブ(30)の中空内部空間(33)内に配置されたバネ(60)、
ワーキングチップ(41)と反対側の端部(42)とを有する接触部材(40)であって、前記接触部材(40)の前記反対側の端部(42)が、前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)内に配置され、前記ワーキングチップ(41)が、前記ワークピース(100)に対して接触するように前記スリーブ(30)を越えて外向きに配置され、前記接触部材(40)が前記バネ(60)によって前記スリーブ(30)から離れるように外向きに付勢されている、接触部材(40)、及び
前記接触部材(40)に作用し、前記マウント(20)に対する前記接触部材(40)の回転移動及び平行移動を提供する、ベアリング部材(50)を備える、ツール。 - 前記ベアリング部材(50)は、前記スリーブに(30)取り付けられ且つ開口部(51)であってそこを通って前記接触部材(40)が延在する開口部(51)を有する平行移動ベアリング(50a)を含み、前記平行移動ベアリング(50a)は複数のローラー(52)を備え、前記複数のローラー(52)は、前記接触部材(40)に対して接触し、前記スリーブ(30)に対する前記接触部材(40)の前記平行移動を提供する、請求項1に記載のツール。
- 前記ベアリング部材(50)は、前記スリーブ(30)に動作可能に連結されたボールベアリングを含み、前記マウント(20)に対する前記スリーブ(30)の回転を提供する、請求項2に記載のツール。
- 前記マウント(20)、前記スリーブ(30)、前記バネ(60)、及び前記接触部材(40)のそれぞれは、前記ツール(10)の長手軸に沿って同軸に整列する、請求項1から3のいずれか一項に記載のツール。
- 前記ベアリング部材(50)のうちの1つが、前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)内に固定的に取り付けられ、前記接触部材(40)が前記スリーブ(30)内で前記平行移動する最中に、前記スリーブ(30)に対して固定されたままである、請求項1から4のいずれか一項に記載のツール。
- 前記接触部材(40)を通って且つ前記スリーブ(30)を通って延在するピン(65)を更に備え、前記ピン(65)は、前記接触部材(40)が前記平行移動する最中に前記接触部材(40)と共に前記スリーブ(30)に対して移動し、前記接触部材(40)が前記スリーブ(30)の前記内部空間(33)から移動して抜け出ることを防止するように構成されている、請求項1から5のいずれか一項に記載のツール。
- ワークピース(100)の両側漸増形成中にツール(10)を使用する方法であって、
前記ツール(10)が第1のツールホルダ(90)内に取り付けられている間に、前記ツール(10)のワーキングチップ(41)を前記ワークピース(100)の第1の側に対して付勢すること、
第2のツール(115)が第2のツールホルダ(114)内に取り付けられている間に、前記ワークピース(100)の反対側の第2の側に対して前記第2のツール(115)の第2のチップ(116)を配置すること、
前記第2のチップ(116)と前記ワーキングチップ(41)とが、直接的に位置合わせされたままで前記ワークピース(100)の両側と接触している間に、前記第1のツールホルダ(90)と前記第2のツールホルダ(114)とを前記ワークピース(100)に対して同時に移動させること、及び
前記ワーキングチップ(41)を前記第2のチップ(116)と調和するように移動させている間に、前記ワーキングチップ(41)を前記ツール(10)の残りの部分に対して平行移動及び回転させることを含む、方法。 - 前記ワーキングチップ(41)を前記ツール(10)の前記残りの部分に対して付勢すること、及び、前記ワーキングチップ(41)を前記ワークピース(100)の前記第1の側に対して接触させたままにすることを更に含み、前記ワーキングチップ(41)が前記第1のツールホルダ(90)から離れるように外向きに付勢される、請求項7に記載の方法。
- 前記ワーキングチップ(41)を前記ワークピース(100)の前記第1の側に沿って移動させている間に、接触部材(40)の周りで延在するスリーブ(30)に沿って、前記ワーキングチップ(41)を備える前記接触部材(40)を平行移動させることを更に含む、請求項7又は8に記載の方法。
- 前記ワーキングチップ(41)を前記ワークピース(100)の前記第1の側に沿って移動させている間に、前記接触部材(40)を前記スリーブ(30)に対して回転させることを更に含む、請求項9に記載の方法。
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