JP2553891B2 - 転造盤 - Google Patents

転造盤

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JP2553891B2
JP2553891B2 JP28518487A JP28518487A JP2553891B2 JP 2553891 B2 JP2553891 B2 JP 2553891B2 JP 28518487 A JP28518487 A JP 28518487A JP 28518487 A JP28518487 A JP 28518487A JP 2553891 B2 JP2553891 B2 JP 2553891B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H5/00Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
    • B21H5/02Making gear wheels, racks, spline shafts or worms with cylindrical outline, e.g. by means of die rolls
    • B21H5/027Making gear wheels, racks, spline shafts or worms with cylindrical outline, e.g. by means of die rolls by rolling using reciprocating flat dies, e.g. racks

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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は材料の塑性変形をもってワークの外周部に
歯形を形成する転造盤に用いられる平ダイス等の転造工
具の支持装置の構造の技術分野に属する。
而して、この発明はワーク素材の塑性を利用してワー
クの外周等の加工部に歯形を形成する転造盤に用いられ
る一対の平ダイスがコラムに沿って同期的に互いに移動
自在に設けられたサドルに支承され、所定クリアランス
を保持してセンタが支持するワークの加工部で走行自在
にされている転造盤に関する発明であり、特に、サドル
にダイスの移動方向でテーパを付与したスライド面を相
互に相接された固定台本体とダイス固定台が介設され、
ダイス固定台にダイスを設置し、ダイス固定台に螺合さ
せる等して設けられたボールスクリューに固定台本体が
担持するモータが連結し、、モータの作動において速度
制御され、上記固定台本体のスライド面に沿ってダイス
固定台を指示量分移動させ、而して、クランプ装置を介
してダイスが保持する所定のクリアランスを変更自在に
支承している転造盤に係る発明である。
〈従来の技術〉 一般に、ワーク素材の塑性を利用してワークの外周部
等に歯形を転造する転造盤にあっては歯形を形成する平
ダイズの加工面とワーク外周の加工部を設定状態に軸支
するセンタの中心との距離に応じ、歯厚等で異なる歯車
等の加工品を得ることが出来る。
而して、従来より第6図に示す様な転造盤1が用いら
れ、スプライン、平歯車等の機械要素部材の加工がなさ
れており、構造としてはベッド2に立設したコラム3、
3に設けられるライナ4、4を介してサドル5、5が昇
降移動自在にされ、転造工具としての一対の平ダイズ
6、6を固定台7、7に支持させたうえでサドル5にク
ランプ装置8、8…を介して設置固定している。
平ダイス6の加工面には第7図に示すセンタ9、及
び、心軸台10に支持されるワーク11の加工部に対する所
定のクリアランスtが保持されて平ダイス6、6が送ら
れるようにされている。
したがって、平ダイス6の交換に際し、クランプ装置
8、8…をアンクランプして所定に交換するようにして
おり、更に、同様に異種ワークに対する加工用平ダイス
を交換することが自在である。
尚、出願人の先行技術である転造盤にあってはサドル
5、5の昇降駆動はコラム3、3の頂部に架設したプレ
ート12に設けた送りモータ13の出力軸をサドル5に螺合
させて設けたボールスクチュー14に連結させ、更に、両
サドル5、5に設けたラック15を転造盤本体で軸支され
るピニオン16に係合させて両サドル5、5の昇降が同期
的に互いにすれちがうように相対向して近接離反走行す
るようにしている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、サドル5に固定台7を介して固定され
る平ダイス6はクランプ装置8,8…によって支持されて
おり、センタ9、及び、心軸台10に支持されるワーク11
の加工部が前述したように平ダイス6の加工面との間の
所謂高さに従って歯形の異なったものとして形成される
ことで転造加工を所定に行う転造盤1に於いては平ダイ
ス2との支持具合、及び、調整は綿密さの要求される等
して重要な加工要素とされる。
このために、工具交換は作業者の熟練した手作業で行
い、ワーク11の歯車諸元が設定通りに満たすまで調整、
及び、クランプ装置の締め付けを行い、その都度歯厚寸
法をオーバーピン法を用いる等してチェックし、品質を
確保している。
更に、平ダイス6は複数カ所に設けられたクランプ装
置8、8…によって支持固定されており、熟練した作業
者が行う工具交換には相当の時間を要し、加えて、加工
位置決めの高さ調整が上述した理由により煩瑣であると
いう難点があった。
このために、生産タクトのネックが生じ、更に、1台
の転造盤で複数の諸元の異なる歯車を転造加工しようと
する場合は同様に高さ調整に多大の作業時間を要すとい
う不利点を伴い、生産性の低下をきたす不具合があっ
た。
したがって、現状においては生産性を優先して維持す
るために、歯車の諸元ごとに専用の平ダイスと転造盤を
準備して対処している。
この発明の目的は上述従来技術に基づく転造盤のワー
クと転造工具の対応において生じる問題点を解決すべき
技術的課題とし、転造盤に用いられる転造工具の支持、
及び、高さ調整を機構部材相互の正確さを利用して作業
者が要する調整作業を自動化においてなせるようにする
と共に調整作業のスピードアップを図りながら正確な位
置決めがなせるようにして各種機械部品製造産業におけ
る加工技術利用分野に益する優れた転造盤を提供せんと
するものである。
〈問題点を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの
発明の構成は前述問題点を解決するために、センタ、及
び、心軸台に支持されるワークの加工部に所定の歯車諸
元を得て歯形を形成する転造盤に用いられる一対の平ダ
イスの支持をコラムに沿って移動自在に設けられたサド
ルに則して上記平ダイスが送られる移動方向にテーパを
付与したスライド面で相接する固定台本体、及び、ダイ
ス固定台を設け、自動クランプ装置等の把持装置を開閉
自在に制御して用いてダイス固定台上に支承し、一方、
固定台本体に速度制御型のモータを設置し、出力軸を該
ダイス固定台に螺合させる等して設けるボールスクリュ
ーにカップリング等の継手を連結させてスライド面上の
ダイス固定台の移動をモータの速度制御を介して位置制
御し、加えてモータにエンコーダ等の変位−出力装置を
付設して加工時の所謂高さをスライド面に応答させてフ
イードバック回路へ帰還させるようにして自動クランプ
装置の開閉制御と協動させて平ダイスの高さ変更が自動
的に行われながらも確実に固定されるようにした技術的
手段を講じたものである。
〈実施例〉 次に、この発明の1実施例を第1〜5図に基づいて説
明すれば以下の通りである。尚、第6図と同一態様部分
は同一符号を用いることとし、説明の都合上、転造盤
1′に於けるサドル5と平ダイス6の取り合いをもって
説明するものとし、したがって、サドル5の昇降作動機
構の説明を省いて転造盤1′の作動、及び、加工は通常
通り行われるものとする。
そして、第3図に示す様に5はサドルであり、図示し
ないコラムに形成されるライナ4に沿って移動自在にさ
れて適宜シリンダ等の図示しない昇降装置に連結されて
いる。
又、7′は平ダイス6を所定高さに保持する固定台で
あり、サドル5にピン17の打ち込み、及び、自動クラン
プ装置8′、8′…の図示態様で3カ所での把持をもっ
てサドル5に介設されている。
而して、固定台7′は1/100程度の緩いテーパをスラ
イド面18として形成したダイス固定台19と同等のテーパ
をスライド面18′として形成した固定台本体20とで構成
されており、両スライド面18、18′は相接し、サドル5
の昇降方向にスライド面18、18′が対設されて固定台本
体20がピン17で位置決めされてサドル5に固定されてい
る。
そして、スライド面18、18′によってダイス固定台1
9、及び、固定台本体20は固定台7′の高さに変えなが
ら相対的にスライド自在にされる。
そして、転造盤1′の図示しない本体フレームに設け
られるセンサと心軸台によって支持されるワークに対し
平ダイス6、6はサドル5に設けるラック23、23′と転
造盤1′の本体に設けられるピニオン24が螺合して相対
的なすれちがい走行にされて送られる。
更に、ダイス固定台19の上面に第4図に示す様にホー
ル25が穿設されて内側を螺旋状に形成されたブッシュ26
が装着されている。
そして、ブッシュ26にはボールを介してボールスクリ
ュー27が軸装されており、ボールスクリュー27の表部は
螺旋が刻設されてボールレギュレター構造とされてい
る。
そして、ボールスクリュー27は上端にフランジが形成
されており、上部シャンクでベアリング支持されてケー
ス28内に収納されている。
又、ボールスクリュー27の軸線延長線上に出力軸を合
致させて速度制御型のモータ29が固定台本体20の上端に
適宜ギヤケースを介して設置されており、出力軸にはフ
ランジが装着されてケース28に収納され、ボールスクリ
ュー27とフランジを介して連結されて継手カップリング
とされている。
尚、モータ29は所定の作動を行うにあたり、第5図に
示す制御回路30に接続されており、該制御回路30はモー
タ29に対する指令信号a、及び、完了信号fの入出力を
行うシーケンスコントローラ31とシーケンスコントロー
ラ31よりの指令bを実行して操作するコントローラ32、
及び、該コントローラ32よりの信号cを増幅するサーボ
ユニット33を形成し、モータ29を作動制御するようにし
ている。
一方、該モータ29には図示しないエンコーダが付設さ
れており、該エンコーダよりの出力は制御回路30に接続
されている絶対位置検出ユニット34が検出し、コントロ
ーラ32へモータ29の回転で得た絶対位置信号eとして出
力する。
而して、コントローラ32ではエンコーダよりの帰還値
eをデータとして処理し、モータ29に対する速度指令
c′を出力するように形成されている。
上述構成において、転造盤1′を用いて歯形成形加工
を行う際、一対のコラム3、3に係止されるサドル5、
5はセンタ、及び、心軸台に所定にセットされたワーク
に対し互いに係止するコラム3、3に沿って離反位置で
待機している。
そして、転造盤1′の図示しない昇降装置を作動さ
せ、サドル5に設けたラック23がピニオン24を介して互
いに離反して設けられたサドル5を同期的にコラム3に
沿うワーク11に近接する方向へ移動させる。
このプロセスにおいて、サドル5に固設された固定台
7′に支持された平ダイス6はワーク11の加工部へ送ら
れて初期の製造加工を行う。
そして、加工終了後、ワークをセンタ、及び、心軸台
より脱し、寸法のチェックを行う。
尚、形成された歯形間にピン、又は、小球をワークの
直径端の2点で挟み込み、所謂オーバーピン法によって
歯厚を測定し、設定値に対して寸法差があればその差分
を制御回路30の入力装置として接続される調整ダイヤル
を所定量回動する等してシーケンスコントローラ31に入
力する。
而して、入力された補正値bはコントローラ32で速度
指令値cに変換されてサーボユニット33に入力され、所
定速度でモータ29を作動させる。
而して、該モータ29の作動により出力軸は継手を介し
てボールスクリュー27を所定方向に回動させてボールス
クリュー27の螺条に沿うボールを介してブッシュ26に確
実に伝達されて固定台本体20に形成されるスライド面1
8′に沿ってダイス固定台19を移動させる。
尚、この時固定台本体20に設置されて平ダイス6、及
び、ダイス固定台19を把持している自動クランプ装置
8′、8′に対してアンクランプ制御が行われている。
したがって、モータ29の制御される速度はダイス固定
台19の移動量を固定台本体20上で決定し、スライド面18
に形成されているテーパ量に応じた固定台7′の高さ、
即ち、平ダイス6の高さを調整する。
そして、以降調整された高さで平ダイス6を支持して
転造加工を行う。
更に、転造加工の途中にワークの幅に応じた平ダイス
6の背分力に変化が生じた場合は固定台7′の高さがボ
ールスクリュー27の回転として変換され、継手を介して
伝達され、モータ29の出力軸を通してエンコーダを起動
させる。
そして、該エンモーダからの出力は絶対位置検出ユニ
ット34に入力されてコントローラ32で先に出力された速
度指令値c′とエンコーダによる検知速度値eを比較
し、差分Δcをサーボユニット33に入力し、再度の速度
補正を行う。
このプロセスでは転造盤1′を用いて転造加工を行う
際、歯車諸元が同一で加工幅、即ち、ワークの軸線方向
長さの異なるワークを加工する場合に生じる背分力変化
はエンコーダによって検出され、平ダイス6の加工面高
さは自動的に一定に保たれる。
尚、この発明の実施態様は上述1実施例に限るもので
はないことは勿論であり、モータに対する制御回路の設
計は各種態様が自在である。
〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、基本的にワークの塑性を利
用して行う転造盤に用いられる平ダイス等の転造工具が
転造において、ワークに形成される歯厚等の諸元を転造
工具とワークの中心軸との距離関係によって異なった加
工が行われる互換性に基づく工具交換の繁雑性、及び、
寸法調整の綿密性はスライド面に沿う平ダイスの機構的
構造的高さの変更で正確に行うことが出来、スライド面
に沿って相対的に摺動する固定台本体とダイス固定台と
を設けて速度制御型のモータで連係させたことでモータ
に電気的制御を行うことによって平ダイスの加工高さが
自動的にリモート式に調整出来るという優れた効果が奏
される。
又、モータにエンコーダを付設して出力軸をダイス固
定台に螺合させる等したボールスクリューに連結させた
ことでワークの加工幅等で異なってダイスに印加される
背分力はダイス固定台を介してボールスクリューにダイ
レクトに伝達されてモータに付設したエンコーダを起動
させることでエンコーダよりの出力がモータに接続され
る制御回路にフイードバックされて補正を行い、モータ
を遂次に制御し、所定のダイス加工高さに修正すること
が出来、ワークの軸長等の変化に対応出来るという優れ
た効果が奏される。
更に、工具交換やダイス加工高さ調整に従来のような
手作業をを行うことはなく、したがって、作業時間の短
縮が図れるうえに転造される加工ワークの寸法の精度が
極めて高く、品質が向上するという優れた効果が奏され
る。
又、工具交換やダイス加工高さの調整に要する時間が
短縮されるために生産性の向上が図れて、更に、1台の
転造盤が加工品ワークに対して有効に運用出来るという
優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
第1〜5図はこの発明の1実施例の説明図であって、第
1図は転造盤の固定台の拡大正面図、第2図は同拡大側
面図、第3図は同拡大上面図、第4図は転造盤における
モータとダイスの固定台の継手部拡大断面図、第5図は
モータの制御回路図であり、第6、7図は各々従来技術
における転造盤の概略正面図、及び、断面図である。 6……ダイス、5……サドル、 3……コラム、9、10……センタ、 11……ワーク、1,1′……転造盤、 18、18′……スライド面、20……固定台本体、 19……ダイス固定台、27……ボールスクリュー、 29……モータ、8′……クランプ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村岡 明 富山県富山市石金20番地 株式会社不二 越工作機製造所内 (72)発明者 沢崎 久雄 富山県富山市石金20番地 株式会社不二 越工作機製造所内 (72)発明者 小杉 由彦 愛知県名古屋市中村区名駅4丁目7―23 株式会社不二越名古屋支店内 (56)参考文献 実開 昭58−175845(JP,U) 実公 昭63−34767(JP,Y2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対のダイスがサドルを介して相互にコラ
    ム沿って移動自在に設置され、該一対のダイスにセンタ
    が支持しているワークに対する所定のクリアランスが保
    持されて近接離反の走行の中途で歯形を形成する転造盤
    において、上記一対のダイスの移動方向にテーパを付与
    したスライド面を相接させて固定台本体とダイス固定台
    が上記サドルに設けられ、該ダイス固定台に螺合して設
    けられたボールスクリューを連結させたモータを担持し
    た上記固定台本体がクランプ装置を介してダイスを支承
    していることを特徴とする転造盤。
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