JP3170875U - Spinning jig - Google Patents
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Abstract
【課題】金型なしで、高精度のスピニング加工を可能とする加工用治具を提供する。【解決手段】スピニング加工機の主軸13を延長する柱状のガイドシャフト14と、前記ガイドシャフトの先端に設けられ金属製ワーク11を心押棒15との間に挟むワーク固定部14aと、前記ガイドシャフトの外周で前記主軸と平行に設けられた複数のレール部16とを備える。さらに、前記レール部材に沿って主軸と平行に移動可能な複数のリニアガイドと、前記リニアガイドによって前記ガイドシャフトの外周を前記主軸と平行に移動可能に支持されたワーク支持円板18と、バックアップローラ19と接触するバックアップローラ受けリング20とを備える。この構成により、前記加工ローラによる加工力が金属製ワークに加わった場合に、前記バックアップローラによる抵抗力を前記バックアップローラ受けリングを介してワーク支持円板に伝え、ワーク裏面をワーク支持円板で支えることによりワークの変形を防ぐ。【選択図】図1A processing jig capable of performing high-precision spinning without using a mold is provided. A columnar guide shaft that extends a main shaft of a spinning machine, a workpiece fixing portion that is provided at a tip of the guide shaft and sandwiches a metal workpiece between a tail bar and the guide shaft. And a plurality of rail portions 16 provided in parallel with the main shaft. Further, a plurality of linear guides movable along the rail member in parallel with the main shaft, a work support disc 18 supported by the linear guide so that the outer periphery of the guide shaft can move in parallel with the main shaft, and a backup A backup roller receiving ring 20 in contact with the roller 19 is provided. With this configuration, when the processing force by the processing roller is applied to the metal workpiece, the resistance force by the backup roller is transmitted to the workpiece support disk via the backup roller receiving ring, and the work back surface is transferred by the workpiece support disk. Prevents deformation of the workpiece by supporting it. [Selection] Figure 1
Description
この考案は、金型を使用することなく、高精度のスピニング加工を可能とするスピニング加工用治具に関するものである。 The present invention relates to a spinning jig that enables high-precision spinning without using a mold.
従来の金型を使用したスピニング加工は主軸に取り付けられて回転する金型1にワーク2を心押棒3で挟持固定した後、加工ローラ4で金型1に押し付けて成形する塑性加工法である(図9参照)。
また、金型を使用しないスピニング加工技術について、従来より種々提案されている。例えば、特許文献1(特開2009−297787)には、金型を使わないスピニング加工において板材ブランクの縁を曲げてワークの剛性を上げる方法が開示されている。
また、非特許文献1(Kawai, K., Yang, L.N., Kudo, H., 2001. A flexible shear spinning of truncated conical shells with a general-purpose mandrel. Journal of Materials Processing Technology 113 (1-3), 28-33. )には、金型を使わずにワークを治具と心押し棒との間に挟んだだけのスピニング加工について開示されている。
また、非特許文献1に示すように金型を使わずにワーク2を治具5と心押棒3との間に挟んだだけの状態で加工ローラ4をワーク2に押し当てて成形することにより、種々の金型を用意することなく様々な形状が成形できる(図8)。
Spinning using a conventional mold is a plastic working method in which a
Various spinning techniques that do not use dies have been proposed. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-297787) discloses a method of increasing the rigidity of a workpiece by bending the edge of a plate blank in a spinning process that does not use a mold.
Non-Patent Document 1 (Kawai, K., Yang, LN, Kudo, H., 2001. A flexible shear spinning of truncated conical shells with a general-purpose mandrel. Journal of Materials Processing Technology 113 (1-3), 28-33.) Discloses a spinning process in which a workpiece is simply sandwiched between a jig and a mandrel without using a mold.
Further, as shown in Non-Patent
しかし、非特許文献1に示すように金型を用意することなくワーク2を空中に浮かせて回転させた状態で加工ローラ4によって、成形を行おうとすると、加工力でワーク2の成形済みの部分が弾性変形し、正確な形状を作ることができない(図7(a))。また、加工後に弾性変形が戻ることで目標の形状からの誤差が生ずる(図7(b))。こうした歪みは、成形品の周縁近くになるほど顕著である。特に薄い材料や寸法の大きいワークの場合、形状精度が大きく低下すると云う欠点が存在した。
However, as shown in
また、図6に示すように板材ブランク(ワーク)の縁2aをあらかじめ曲げておくことで、ワーク2の剛性を増して、加工中の変形をある程度抑制することはできるが、縁曲げ加工が別に必要となるため加工工程数が増えると云う問題点が存在する。更に、治具5の先端径raがワーク2の径Rと比べて小さい場合、加工力によるモーメントがワーク2に加わり、ワーク2が治具5と心押棒3の間で滑って角度がずれる。異形断面形状をスピニング加工で成形する場合、ワーク2の角度がずれると成形品にねじれが生じて不都合であると云う欠点が存在した。
Moreover, as shown in FIG. 6, by bending the
この考案は、上記したような不都合を解消するために為されたもので、主軸の先端に取り付けられるガイドシャフトと、ガイドシャフトの先端に設けられたワーク固定部と、ガイドシャフトの外周に設けられた複数のレール部材と、レール部材に沿って移動可能なリニアガイドと、リニアガイドによってガイドシャフトの外周を移動可能に支持されたワーク支持円板と、バックアップローラと接触するバックアップローラ受けリングとからなり、加工ローラによる加工力が金属製ワークに加わった場合に、バックアップローラによる抵抗力をバックアップローラ受けリングを介してワーク支持円板に伝え、金属製ワーク裏面をワーク支持円板で支えることにより金属製ワークの変形を防ぐことにより、金型を使用することなく、高精度のスピニング加工のできるスピニング加工用治具を提供するものである。 This device has been made to eliminate the above-described disadvantages, and is provided on a guide shaft attached to the tip of the main shaft, a work fixing portion provided on the tip of the guide shaft, and an outer periphery of the guide shaft. A plurality of rail members, a linear guide movable along the rail members, a work support disk supported so as to be movable on the outer periphery of the guide shaft by the linear guide, and a backup roller receiving ring in contact with the backup roller When the processing force of the processing roller is applied to the metal workpiece, the resistance force of the backup roller is transmitted to the workpiece support disk via the backup roller receiving ring, and the metal workpiece back is supported by the workpiece support disk. By preventing deformation of metal workpieces, high-precision spinning is possible without using a mold. There is provided a spinning jig capable of packaging processing.
この考案は、以下のような内容である。
(1)本考案のスピニング加工用治具は、金属製ワークを回転させながら加工ローラを押し当てるとともに、バックアップローラで金属製ワークのしわを押さえつつ塑性加工するスピニング加工機に使用するスピニング加工用治具であって、前記スピニング加工機の主軸先端に取り付けられて、これを延長する柱状のガイドシャフトと、前記ガイドシャフトの先端に設けられ、金属製ワークを心押棒との間に挟んで固定するワーク固定部と、前記ガイドシャフトの外周で前記主軸と平行に設けられた複数のレール部材と、前記レール部材に沿って主軸と平行に移動可能なリニアガイドと、前記リニアガイドによって前記ガイドシャフトの外周を前記主軸と平行に移動可能に支持されたワーク支持円板と、前記バックアップローラと接触するバックアップローラ受けリングとからなり、前記加工ローラによる加工力が金属製ワークに加わった場合に、前記バックアップローラによる抵抗力を前記バックアップローラ受けリングを介してワーク支持円板に伝え、前記金属製ワーク裏面をワーク支持円板で支えることにより金属製ワークの変形を防ぐことを特徴とする。
(2)(1)に記載のスピニング加工用治具において、前記ワーク支持円板は、ドーナツ状をしており板面が前記ガイドシャフトの軸線に対して垂直となるように前記リニアガイドに支持されたことを特徴とする。
(3)(1)または(2)に記載のスピニング加工用治具において、前記ワーク支持円板は、磁石を内蔵し吸磁金属製ワークを吸着することを特徴とする。
This device has the following contents.
(1) The spinning processing jig of the present invention is for spinning processing used in a spinning processing machine that presses a processing roller while rotating a metal workpiece and performs plastic processing while pressing a wrinkle of the metal workpiece with a backup roller. A jig that is attached to the tip of the main spindle of the spinning machine and is provided at the tip of the guide shaft, and is fixed by sandwiching a metal workpiece between the tailstock. A workpiece fixing portion, a plurality of rail members provided parallel to the main shaft on the outer periphery of the guide shaft, a linear guide movable in parallel to the main shaft along the rail member, and the guide shaft by the linear guide A workpiece supporting disk supported so as to be movable in parallel with the main shaft and a bar contacting the backup roller. When the processing force by the processing roller is applied to the metal workpiece, the resistance force by the backup roller is transmitted to the workpiece support disk via the backup roller receiving ring, and the metal workpiece The back surface is supported by a work support disk, thereby preventing deformation of the metal work.
(2) In the spinning jig described in (1), the work support disk is donut-shaped, and is supported by the linear guide so that the plate surface is perpendicular to the axis of the guide shaft. It is characterized by that.
(3) In the spinning processing jig according to (1) or (2), the work support disk has a built-in magnet and attracts a magnet-made metal work.
この考案のスピニング加工用治具によれば、金属製ワークを回転させながら加工ローラを押し当てるとともに、バックアップローラで金属製ワークのしわを押さえつつ塑性加工するスピニング加工機に使用するスピニング加工用治具であって、前記スピニング加工機の主軸先端に取り付けられて、これを延長する柱状のガイドシャフトと、前記ガイドシャフトの先端に設けられ、金属製ワークを心押棒との間に挟んで固定するワーク固定部と、前記ガイドシャフトの外周で前記主軸と平行に設けられた複数のレール部材と、前記レール部材に沿って主軸と平行に移動可能なリニアガイドと、前記リニアガイドによって前記ガイドシャフトの外周を前記主軸と平行に移動可能に支持されたワーク支持円板と、前記バックアップローラと接触するバックアップローラ受けリングとからなり、前記加工ローラによる加工力が金属製ワークに加わった場合に、前記バックアップローラによる抵抗力を前記バックアップローラ受けリングを介してワーク支持円板に伝え、前記金属製ワーク裏面をワーク支持円板で支えることにより金属製ワークの変形を防ぐので、ワークが裏から平面で支持され、加工力によるワークの歪みが抑えられる。したがって金型を用いることなく高い精度でスピニング加工による成形を行うことができる。また、ワークに加わる加工力によるモーメントをワーク支持円板とワークとの摩擦でも受けるので、心押棒の滑りが小さくなる。そのため、異形断面形状の成形を行うときに、ワークのねじれによる精度の低下を防ぐことができる。 According to the spinning processing jig of this device, the processing roller is pressed while rotating the metal workpiece, and the spinning processing jig used in the spinning processing machine that performs plastic processing while pressing the wrinkles of the metal workpiece with the backup roller. A columnar guide shaft that is attached to the tip of the main spindle of the spinning machine and is extended at the tip of the guide shaft, and a metal workpiece is sandwiched and fixed between a tailstock. A workpiece fixing portion; a plurality of rail members provided in parallel with the main shaft on an outer periphery of the guide shaft; a linear guide movable along the rail member in parallel with the main shaft; and A work supporting disc supported on the outer periphery so as to be movable in parallel with the main shaft, and the backup roller. When the processing force by the processing roller is applied to the metal workpiece, the resistance force by the backup roller is transmitted to the work support disk via the backup roller receiving ring, and the back surface of the metal workpiece is formed. Since the metal workpiece is prevented from being deformed by supporting the workpiece with the workpiece support disk, the workpiece is supported from the back by a flat surface, and the distortion of the workpiece due to the processing force is suppressed. Therefore, it is possible to perform molding by spinning with high accuracy without using a mold. Further, since the moment due to the processing force applied to the workpiece is also received by the friction between the workpiece support disc and the workpiece, the tailstock is less slipped. Therefore, it is possible to prevent a decrease in accuracy due to the twisting of the workpiece when forming an irregular cross-sectional shape.
また、ワーク支持円板によりワークの平面が保たれるので、板材ブランクをあらかじめ縁曲げしておくことが不要になる。
さらに、ワークの裏側をワーク支持円板との面接触で支えるため、ワークの裏面には傷がつき難い。
また、前記ワーク支持円板は、ドーナツ状をしており板面が前記ガイドシャフトの軸線に対して垂直となるように前記リニアガイドに支持されたので、ワークが裏から平面で支持されるため、加工力によるワークの歪みが抑えられる。
また、前記ワーク支持円板は、磁石を内蔵し吸磁金属製ワークを吸着するので、加工力による金属製ワークの歪みが抑えられる。したがって金型を用いることなく高い精度でスピニング加工による成形を行うことができる。
Further, since the work plane is maintained by the work support disk, it is not necessary to bend the plate blank in advance.
Furthermore, since the back side of the workpiece is supported by surface contact with the workpiece support disk, the back surface of the workpiece is hardly damaged.
In addition, since the workpiece support disk has a donut shape and is supported by the linear guide so that the plate surface is perpendicular to the axis of the guide shaft, the workpiece is supported by a plane from the back. , Workpiece distortion due to machining force is suppressed.
Moreover, since the said work support disc incorporates a magnet and adsorbs a magnetism metal work, distortion of the metal work by processing power is controlled. Therefore, it is possible to perform molding by spinning with high accuracy without using a mold.
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本考案を詳細に説明する。図1は本考案の一実施の形態であるスピニング加工用治具の使用状態を示す説明図、図2は本考案のスピニング加工用治具の要部断面図である。ここで、本考案のスピニング加工用治具10は、金属製ワーク11を回転させながら加工ローラ12を押し当てるとともに、バックアップローラ19で金属製ワーク11のしわを押さえつつ塑性加工するスピニング加工機に使用するスピニング加工機に使用するものであって、前記スピニング加工機の主軸13の先端に取り付けられて、これを延長する柱状のガイドシャフト14と、ガイドシャフト14の先端に設けられ、金属製ワーク11を心押棒15との間に挟んで固定するワーク固定部14aと、ガイドシャフト14の外周で主軸13と平行に設けられた複数のレール部材16と、レール部材16に沿って主軸13と平行に移動可能なリニアガイド17と、リニアガイド17によってガイドシャフト14の外周を前記主軸13と平行に移動可能に支持されたワーク支持円板18と、前記バックアップローラ19と接触するバックアップローラ受けリング20とから構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing an embodiment. FIG. 1 is an explanatory view showing a use state of a spinning jig according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the spinning jig of the present invention. Here, the
ガイドシャフト14は、円柱状をしており、基端の大径に構成された主軸取付部21で主軸13の先端にボルト等で固着される。また、ガイドシャフト14の先端には大径に構成されたワーク固定部14aがボルト等で固着され、金属製ワーク11を心押棒15との間に挟んで固定する。更に、ガイドシャフト14の外周には、軸線方向に沿って主軸13と平行に複数のレール部材16が設けられている。レール部材16は、ガイドシャフト14の外周に等間隔、例えば120°の間隔で半径方向にそれぞれ立設されている。
The
リニアガイド17は、レール部材16に沿って主軸13と平行に移動可能に支承されている。リニアガイド17は、環状の支持枠22に固定されており、支持枠22にはワーク支持円板18が固定されている。したがって、リニアガイド17がレール部材16に沿って移動すると、ワーク支持円板18もガイドシャフト14の軸線方向に移動する。また、ワーク支持円板18の裏面には、バックアップローラ19と接触するバックアップローラ受けリング20が固定されている。
The
ワーク支持円板18は、ドーナツ状の円板であり所定箇所に磁石23が配設されており、吸磁金属製ワークを吸着することができる。心押棒15は、ガイドシャフト14の正面に対向配置されており、油圧シリンダ24によって前進後退可能に支持されている。
The
加工ローラ12は、回転可能に支持されるとともに、2軸の油圧シリンダまたはボールねじ機構によってワークの回転軸を含む平面内を移動可能に配設されている。バックアップローラ19は、回転可能に支持されるとともに、油圧シリンダ25によってワーク支持円板18の裏面に配設されたバックアップローラ受けリング20と当接可能に配設されている。
The
以上のように構成されたスピニング加工用治具10は、図1に示すように主軸13の先端に固着され、スピニング加工に使用される。先ず、金属製ワーク11は、ガイドシャフト14のワーク固定部14aに心押棒15によって固定される。次に、加工ローラ12が2軸の油圧シリンダによってワークの回転軸を含む平面内を移動して金属製ワーク11に接触し、加工ローラ12による加工力が金属製ワーク11に加わった場合に、バックアップローラ19が油圧シリンダ25によってバックアップローラ受けリング20に当接するまで前進して、バックアップローラ19による抵抗力をバックアップローラ受けリング20を介してワーク支持円板18に伝える。
この様に、金属製ワーク11の裏面をワーク支持円板18で支えることにより金属製ワーク11の変形を防ぐことができる。
The spinning
In this way, the
尚、金型を使わない金型レス(ダイレス)成形においては、加工中に金属製ワーク11(ワーク板材)のうち未加工のフランジ部分を主軸13と直交する平面上に保てば形状精度の低下を防ぐことができる。そこで主軸13と一緒に回転するワーク支持円板18でワーク板材を裏面から支え、加工が進むに従って円板が徐々に後退すればよい。そのために主軸13を延長したガイドシャフト14上に、主軸13と平行な方向にレール部材16とリニアガイド17を複数組設け、それで主軸13と直交するワーク支持円板18を支える。金属製ワーク11を心押棒15との間に挟むワーク固定部14aは、ワーク上端の形状に応じて交換可能とすれば様々な加工形状に対応することができる。
In moldless (dieless) molding without using a mold, if the unprocessed flange portion of the metal workpiece 11 (work plate material) is kept on a plane orthogonal to the
一方、金属製ワーク11には主軸方向に大きな加工力が加わるので、これに対抗する力をワーク支持円板18の裏側から加えてバランスを取る必要がある。通常、スピニング加工機は、絞りスピニングの際に用いるバックアップローラ装置を備えている。これは多サイクルの絞りスピニング加工を行うときにワーク外周に生ずるしわを防ぐために、ワークの外周に裏側からバックアップローラ19を当て、しわの発生を防ぐものである。バックアップローラ19は加工中ダンパーとして働く油圧式のシリンダ25に取り付けられており、成形の進行に従って加工ローラ12に倣って後退するようになっている(図5参照)。
On the other hand, since a large machining force is applied to the
そこで、本考案のスピニング加工用治具10においてもバックアップローラ装置を利用する。バックアップローラ受けリング20とバックアップローラ19を接触させておけば、油圧シリンダ25による抵抗力がワーク支持円板18に伝わるので、加工力に対抗してワークを主軸13に垂直な平面に保ちながら、加工が進むに従ってワーク支持円板18を後退させることができる(図3(a)(b))。
Therefore, the backup roller device is also used in the spinning
更に、ワーク支持円板18に磁石23を内蔵させれば、吸磁金属である鋼板のワーク11を吸着することができるので、ワークの平面への保持がより確実なものとなる。
また、ブランクは平板のままと仮定したが、加工精度をさらに上げるなどのためにブランクの縁曲げが必要な場合には、ワーク支持円板18をワーク固定部14aと同一平面まで前進させ、縁11aを曲げてからダイレスの加工を行えば、ワンチャックで平板から成形できる(図4参照)。
Further, if the
In addition, the blank is assumed to be a flat plate. However, when the edge bending of the blank is necessary to further increase the processing accuracy, the
更に、本考案は上述の実施例に限定されることなく、実用新案登録請求の範囲の記載に基づいて種々の設計変更が可能である。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made based on the description of the claims of the utility model registration.
10 スピニング加工用治具
11 金属製ワーク
11a 縁
12 加工ローラ
13 主軸
14 ガイドシャフト
14a ワーク固定部
15 心押棒
16 レール部材
17 リニアガイド
18 ワーク支持円板
19 バックアップローラ
20 バックアップローラ受けリング
21 主軸取付部
22 支持枠
23 磁石
24 油圧シリンダ
25 油圧シリンダ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記スピニング加工機の主軸先端に取り付けられて、これを延長する柱状のガイドシャフトと、前記ガイドシャフトの先端に設けられ、金属製ワークを心押棒との間に挟んで固定するワーク固定部と、前記ガイドシャフトの外周で前記主軸と平行に設けられた複数のレール部材と、前記レール部材に沿って主軸と平行に移動可能なリニアガイドと、前記リニアガイドによって前記ガイドシャフトの外周を前記主軸と平行に移動可能に支持されたワーク支持円板と、前記バックアップローラと接触するバックアップローラ受けリングとからなり、前記加工ローラによる加工力が金属製ワークに加わった場合に、前記バックアップローラによる抵抗力を前記バックアップローラ受けリングを介してワーク支持円板に伝え、前記金属製ワーク裏面をワーク支持円板で支えることにより金属製ワークの変形を防ぐことを特徴とするスピニング加工用治具。 A spinning processing jig used for a spinning processing machine that presses a processing roller while rotating a metal workpiece and plastically processes the metal workpiece while pressing a wrinkle of the metal workpiece,
A columnar guide shaft that is attached to and extends the spindle end of the spinning machine, and a work fixing portion that is provided at the front end of the guide shaft and fixes a metal work between a tailstock, A plurality of rail members provided on the outer periphery of the guide shaft in parallel with the main shaft, a linear guide movable in parallel with the main shaft along the rail member, and the outer periphery of the guide shaft by the linear guide with the main shaft A work support disk that is supported so as to be movable in parallel and a backup roller receiving ring that comes into contact with the backup roller, and when the processing force by the processing roller is applied to a metal workpiece, the resistance force by the backup roller Is transmitted to the work support disk via the backup roller receiving ring, and the back surface of the metal work is Spinning jig, characterized in that to prevent deformation of the metal workpiece by supporting by chromatography click carrier disk.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114147115A (en) * | 2021-12-01 | 2022-03-08 | 赛沃智造(上海)科技有限公司 | Large reducing hollow shaft of motor rotor, spinning tool and spinning method |
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2011
- 2011-07-22 JP JP2011004263U patent/JP3170875U/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114147115A (en) * | 2021-12-01 | 2022-03-08 | 赛沃智造(上海)科技有限公司 | Large reducing hollow shaft of motor rotor, spinning tool and spinning method |
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