JP3726854B2 - Outer diameter rolling machine - Google Patents

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JP3726854B2
JP3726854B2 JP5271797A JP5271797A JP3726854B2 JP 3726854 B2 JP3726854 B2 JP 3726854B2 JP 5271797 A JP5271797 A JP 5271797A JP 5271797 A JP5271797 A JP 5271797A JP 3726854 B2 JP3726854 B2 JP 3726854B2
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俊彦 畠山
英昭 岡島
哲哉 鈴木
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Sugino Machine Ltd
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KYB Corp
Sugino Machine Ltd
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸方向に比較的長い円柱あるいは円筒状の被加工物の外表面を連続的にバニシ加工する外径転圧加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、アルミニウム管、鋼管又はシャフト管などの金属の外径すなわち外周表面を短時間で効率的に比較的高度に鏡面仕上げする加工方法としてロ−ラバニシ仕上げがある。この方法は、被加工物の表面をロ−ラで転圧し、わずかな塑性変形を与えて仕上げるもので表面の鏡面化による摺動抵抗の減少と耐食性の向上、表面硬度の上昇による耐摩耗性の向上、表面近傍の圧縮残留応力発生による疲労強度の改善、微小変形による寸法修正の可能性など多数の長所を有するためよく利用されている。
【0003】
また、比較的長尺な円柱、円筒などの外表面を仕上げる装置として実公平7−15723号公報に記載の装置がある。この装置では円筒状の工具ヘッド内周面に複数の工具ロ−ラを接触させて配置し、工具ロ−ラはフレ−ムに自転自在に係止され、さらにフレ−ムの軸線に対して所定の角度だけ傾斜して配置されている。
【0004】
フレ−ムを回転させると工具ロ−ラは自転しながら被加工物の外周面上を螺旋運動する。工具ロ−ラはフレ−ム内の溝に拘束され、フレ−ムは軸方向に移動しないよう筒状部材に回転自在に固定されているため、相対的に被加工物が軸方向に送られることになる。すなわち、フレ−ムに回転トルクを加えると回転駆動力の一部が送り力となるため、被加工物の送り駆動のための別の動力は必要ない。加工作業により送り力が発生するため、被加工物には工具ロ−ラ以外の回転保持部(チャック)が必要ないことを意味する。
【0005】
また、工具ヘッドは内周面にテ−パを有しており、この工具ヘッドのテーパとは逆のテ−パ状の側面を有する略円柱状の工具ロ−ラが工具ヘッド内周面に密着してフレ−ムと一体となって軸方向に移動可能に取り付けられている。従って、フレ−ムを軸方向に移動調整することにより被加工物の外径に対応させて工具径を設定することができる。この装置は、OA機器のガイドシャフト、モータシャフト、VTRのピン、複写機用ドラム、ショックアブソーバのピストンロッド等、種々の中実及び中空シャフトの外面仕上げ用として利用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この装置では、工具ローラがフレーム内の溝に拘束され、フレームは軸方向に移動しないように筒状部材に回転自在に固定されているため、フィードアングルによる工具ローラの送り力Pfがフレームのローラ溝の工具ローラ接触端部に直接付加される。工具ローラはフレームのローラ溝内で高速回転しながらローラ溝の接触端面に前記送り力Pfで押し付けられるため、フレームのローラ溝の工具ローラ接触端面が所定時間経過すると摩耗し、所定の仕上がり精度が得られなくなるので、この摩耗を減少させたいという要望があった。
【0007】
本発明は、上記要望を実現するという課題を達成するためになされたものであって、フレームのローラ溝接触端部の接触面の耐摩耗性を向上させ寿命延長を図ることを第一の目的とする。また、ローラ溝接触端部の接触面の摩耗が進行しても摩耗部分のみ短時間で着脱可能とし、補修時間の短縮と消耗部品コストを削減することを第二の目的とする。但し、フレームのローラ溝接触端部の接触面の耐摩耗性を向上させることにより工具ローラが早期に摩耗することがあってはならない。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項1に記載の外径転圧加工装置は、円柱あるいは円筒状の被加工物を包囲するように配設した内周面テーパ状の工具ヘッドと、前記工具ヘッドのテーパ状内周面及び前記被加工物の外周面に接触し周方向に均等に配置されて係止され、前記テーパとは逆方向のテーパ状側面を有する略円柱形状の複数の工具ローラと、前記工具ヘッドに対し同軸的に配置され、前記工具ローラを自転自在に嵌合係止したローラ溝を有し、前記被加工物を貫通させその長手方向に移動可能にした中空部を形成したフレームと、前記工具ヘッドと前記フレームを包囲するように配設した装置ハウジングとを備え、前記工具ローラが前記フレームの軸線に対して所定角度傾斜して配設される外径転圧加工装置において、前記工具ローラを前記被加工物の前記外周面の回りを相対的に回転させるために前記工具ヘッド又は前記フレームを回転させる駆動手段を備え、前記ローラ溝の前記工具ローラ接触端部に工具チップを取り付け、前記工具チップが工具チップヘッドを有し、前記フレームが前記ローラ溝の前記工具ローラ接触端部側であって前記フレームの外周面側に凹部を有し、前記工具チップが前記ローラ溝内の前記工具ローラ接触端部側に密着して収納され、前記工具チップヘッドが前記凹部に密着して収納されることを特徴とする。
【0009】
前記課題を解決するため、請求項2に記載の外径転圧加工装置は、請求項1に記載の外径転圧加工装置において、前記工具チップの硬度が前記工具ローラの硬度より低いものである。前記工具チップの硬度は前記工具ローラの硬度より僅かに低いものであることが望ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の外径転圧加工装置は工具ヘッド、工具ローラ、フレーム、装置ハウジングを備える。
本発明の外径転圧加工装置を、円柱あるいは円筒状の被加工物を包囲するように配設した内周面テ−パ状の工具ヘッドと、前記工具ヘッドのテ−パ状内周面及び前記被加工物の外周面に接触し周方向に均等に配置されて係止され、前記テーパとは逆方向のテーパ状側面を有する略円柱形状の複数の工具ロ−ラと、前記工具ヘッドに対し同軸的に配置され、前記工具ロ−ラを自転自在に嵌合係止したローラ溝を有し、前記被加工物を貫通させその長手方向に移動可能にした中空部を形成したフレ−ムと、前記工具ヘッドと前記フレームを包囲するように配設した装置ハウシングとを備えるよう構成させ、前記工具ロ−ラを前記フレームの軸線に対して所定角度傾斜して配設させる。
【0011】
さらに前記フレームを固定とし前記工具ヘッドに回転用のプーリなどの回転駆動手段を備え付け、前記工具ヘッドを回転させることで前記工具ローラを自転させ、これにより被加工物を回転させ軸方向に装置内部へ向かって移動させる。被加工物からみれば、工具ローラは自転しながら被加工物の回りを螺旋状に回転する。
または工具ヘッドを固定とし前記フレームに回転用のプーリなどの回転駆動手段を備え付け、前記フレームを回転させることで前記工具ローラを自転させかつ被加工物の回りを回転させる。これにより被加工物は回転し軸方向に装置内部へ向かって移動する。
【0012】
工具ローラはフレーム内のローラ溝に拘束され、バニシ加工中はフレームからみると工具ローラ自身は高速で自転しており、フィードアングルの送り力Pfでローラ溝の接触端部の接触面に押し付けられている。従って、長時間使用するとフレームのローラ溝の接触端部の接触面は工具ローラの回転接触摩擦により摩耗が進行する。この対策として、フレームのローラ溝接触端部の接触面の高硬度に熱処理された工具鋼など、耐摩耗性の高い工具チップが取り付けられてある。
【0013】
本発明の実施例について図面を参照にして説明する。
図1に示すように工具ロ−ラ1はフレ−ム3の被加工物34側に刻設されたロ−ラ溝35に嵌遊されて工具ヘッド2の貫通穴101の内周面に密着して配設されている。工具ロ−ラ1の形状は左側の外径が細く右側に行くに従って太くなるテ−パ形状となっている。工具ヘッド2の貫通穴101の形状は先端が狭く奥側が徐々に広がるようなテ−パ状に形成されている。両テ−パは方向が逆で工具ロ−ラのテ−パが工具ヘッド内周面の傾斜よりわずかに大きいため、工具径は被加工物の挿入方向に対しバックテ−パを有する。工具ロ−ラ1と工具ヘッド2の軸方向接触位置を変えると、工具ロ−ラ1は貫通穴101のテ−パに添って移動しフレ−ム3のロ−ラ溝35から出没し工具径が拡大、縮小する。
【0014】
工具ヘッドステム5の外周部左側にはキ−7を介してプ−リ8が係止され、このプ−リ8にはベルト(図示せず)がかけられ、電動機(図示せず)により回転駆動される。電動機回転数は、インバ−タで任意に設定出来るようにする。工具ヘッドステム5の外周でプ−リ8の右側にはスペ−サ11をはさんでボ−ルベアリング23が固設される。このボ−ルベアリング23の半径方向外側に、ハウジング22が配置されている。工具ヘッドステム5の右端には工具ヘッドステムエンド13をボルトで取り付け、スペ−サ11、ボ−ルベアリング23、工具ヘッドステムエンド13の順序で左から右へ軸方向に並んでいる。
【0015】
ベアリングカバ−10が異物混入防止及びボ−ルベアリング23の軸方向位置決めのためボ−ルベアリング23の左側に位置してハウジング22にボルト止めされている。スペ−サ14はボ−ルベアリング23の軸方向位置決めのためボ−ルベアリング23の右側上部に取り付けられている。ハウジング22はボ−ルベアリング23、工具ヘッドステム5、工具ヘッドステムエンド13を包囲する配置になっている。
【0016】
フレ−ム3は右端部に鍔部を有し、左端部に結合ボス部を有するフレ−ムステム9と六角穴付ボルト6を介して結合されている。フレ−ムステム9の内側にはワ−クガイド21が挿入されている。被加工物34はフレ−ム3左端から供給され、ワ−クガイド21の右端から装置外に排出される。
フレ−ムステム9の中央部にはこれを包囲してフレ−ムステムスライドガイド15がブッシュ12を介して配置され、フレ−ムステムスライドガイド15はハウジング22にボルト止めされている。フレ−ムステム9の右側にはピストンロッド17が固定されている。アジャストリング19及びロックナット20はこのピストンロッド17のフレームステム9への固定用部材であり、これらの部品を操作し被加工物外径のバラツキを考慮して工具径の最小値の初期設定を行なう。
【0017】
ピストンロッド17の右端最上部には回り止めロール29を垂直に差し込むためのネジ穴を加工する。回り止めロール29を軸方向に摺動可能とする溝であって、その側壁のガイド機能によってピストンロッド17の軸回り回転を防止する溝を有する回り止めブロック18がシリンダハウジング16にボルト止めされている。これにより、ピストンロッド17、フレ−ムステム9、及びフレ−ム3は一体となって軸方向に摺動し、回転をしないように拘束される。
【0018】
ピストンロッド17を包囲してシリンダハウシング16が配設され、空間部102を形成している。この空間部102にエアー供給ポート24を通じて圧力流体が導入され、この流体の圧力により生じた推力がピストンロッド17に働き、この推力はフレ−ムステム9を介してフレ−ム3に伝達され工具ロ−ラ1の被加工物送り力に対抗する力となっている。ピストンロッド17の外周面と接するシリンダハウジング16の内周面に加工された溝にはダストシール30がはめ込まれ、ダストが空間部102に入り込むのを防止している。空間部102にはコイルバネなどの弾性体を取り付けても推力を発生させることができる。適切な流体の圧力は、被加工物の外径、材質、熱処理、表面粗さ等を考慮して所定の値に決定する。
【0019】
工具ロ−ラ1は図5に示すように工具ヘッド2あるいはフレ−ム3の軸線に対し所定角度θ傾斜して配置してあるので、被加工物を静止させて考えると、工具ロ−ラ1は、自転しながら被加工物の外周面を螺旋状に公転する。実際には、前記工具ロ−ラは自転のみ行ない公転はしないように拘束されているので、相対的に被加工物は前記工具ロ−ラの自転とは逆の方向に回転し、前記軸方向とは逆の方向へ移動して連続的にバニシ加工される。
【0020】
また、工具ヘッド2を静止させて考えると、工具ロ−ラ1は前記工具ヘッドに対しても自転しながらテ−パの内周面を螺旋状に公転する。実際には、前記工具ロ−ラは公転しないように拘束されているが、相対的に前記工具ヘッドの軸方向奥側に移動する送り力が発生し、この送り力に対抗して前記推進力を作用させて所定のバニシ圧となるよう工具径を自動制御する。工具ロ−ラ1の先端部は大きなR形状となっており、被加工物が円滑に噛み込むよう配慮してある。
【0021】
工具ローラ1はローラ溝35の内部で高速回転を行い、送り力Pfでローラ溝後端面に押し付けられる。この部分の摩耗の対策として、図2及び図3に示すように工具チップ36を取り付けてある。
図4に示すように、工具チップ36はフレーム3の外周方向からローラ溝35の装置内部側の接触端部(接触後端部)の接触面に差し込む構造となっており、専用工具を使用しなくても短時間で交換が可能となっている。前記工具チップ36は工具チップヘッド37を有し前記フレーム3のローラ溝35の接触後端面のフレーム外周側に形成された凹部38に密着して差し込み、同時に工具チップ36をローラ溝内の工具ローラ接触後端側に密着して差し込む。このように差し込むだけで工具チップ36の軸方向及び周方向の位置決め固定がなされると同時に、工具チップ36がフレーム3の内径側に落下することもない。バニシ加工中はフレーム3の外径側には工具ヘッド2が配設されているため工具チップ36は外径方向にも拘束されローラ溝接触後端部から外れることはない。
【0022】
また、工具チップ36は高硬度に熱処理された工具鋼などを用いるが、工具ローラ1の摩耗を抑えるため工具チップ36の硬度を工具ローラ1よりわずかに低く設定することが望ましい。さらに工具チップ36は、工具ローラ1との摩擦力を減少させ摩耗の進行を抑えるため回転接触面が鏡面仕上げされている。
【0023】
なお、被加工物の加工の際には、被加工物及び工具の洗浄、潤滑、冷却を目的として工作液を供給する必要があり、以下のごとく行われる。工作液はフレームステムスライドガイド15の右側外周部に設けられた工作液供給ポート25により工具内部に供給する構造となっている。供給された工作液は工具ヘッドステム5の内周面とフレームステムスライドガイド15の外周面、及びフレームステム9の外周面に囲まれた空間を通過し、工具先端部に供給される。この時、工作液がボールベアリング23取付け部やシンリンダハウジング16部に侵入しないよう、オイルシール26及びパッキンでシールされている。
【0024】
本実施例では、装置ハウジングを固定で先端工具をユニットで装着可能構造となっている。先端工具ユニットは図1に示すように、工具ローラ1、工具ヘッド2、フレーム3、工具ヘッドステム5、セットスクリュー33、フレーム3の被加工物挿入方向の先端にセットスクリュー33によって取り付けられるフレームカバー31、工具ヘッドカバー27、工具ヘッドカバー27を工具ヘッドステム5に取付けて工具ヘッド2の抜止めを防止する六角穴付きボルト4、位置決めキー32、工具ヘッド2を工具ヘッドステム5に係止するキー28、フレーム3をフレームステム9に係止する抜止め付ボルト6で構成されている。
【0025】
先端工具の取付け要領は、まず先端工具をユニットとして工具ヘッドステム5内部に差し込む。この時、フレームステム9のキー溝と位置決めキー32、及び工具ヘッドステム5のキー溝とキー28は目視で合わせながら差し込まなければならない。
【0026】
工具ヘッド2に設けられた貫通穴103に六角棒スパナを差し込み、抜止め付ボルト6を締め込んでフレーム3をフレームステム9に固定する。
フレームステム9のネジ穴と抜止め付ボルト6の円周方向の位置は、位置決めキー32により一致しており、また抜止め付ボルト6とセットスクリュー33の円周方向の位置を合わせるだけで、外部からでも、確実に抜止め付ボルト6を締め込むことができる。
工具ヘッドカバー27をかぶせ、六角穴付きボルト4を締め込んで取付けが完了する。取り外しは、取付けと逆の順序で行う。
【0027】
【発明の効果】
フレームに加工されたローラ溝に係止された工具ローラが接触する接触端部に高硬度で耐摩耗性の高い工具チップを取り付けることにより、工具寿命の著しい延長を図ることができた。また、工具チップは安価で着脱が容易なため、補修時間の短縮と消耗部品のコストの削減が達成された。さらに、工具チップの硬度は工具ローラよりわずかに低く設定されているため、加工に最も重要な部分である工具ローラの寿命短縮は発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の装置の正面部分断面図である。
【図2】フレームの工具ローラ付近の部分拡大図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】工具チップのフレームへの組み込みを説明した説明図である。
【図5】工具ロ−ラと被加工物の動きの関係を示した説明図である。
【符号の説明】
1・・・工具ロ−ラ 2・・・工具ヘッド
3・・・フレ−ム 4・・・六角穴付ボルト
5・・・工具ヘッドステム 6・・・六角穴付ボルト
7・・・キ− 8・・・プ−リ
9・・・フレ−ムステム 10・・・ベアリングカバ−
11・・・スペ−サ 12・・・ブッシュ
13・・・工具ヘッドステムエンド 14・・・スペ−サ
15・・・フレ−ムステムスライドガイド 16・・・シリンダハウジング
17・・・ピストンロッド 18・・・回り止めブロック
19・・・アジャストリング 20・・・ロックナット
21・・・ワ−クガイド 22・・・ハウジング
23・・・ボ−ルベアリング 24・・・エア−供給ポ−ト
25・・・工作液供給ポ−ト 26・・・オイルシ−ル
27・・・工具ヘッドカバ− 28・・・キ−
29・・・回り止めロ−ル 30・・・ダストシ−ル
31・・・フレ−ムカバ− 32・・・位置決めキ−
33・・・セットスクリュ− 34・・・被加工物
35・・・ロ−ラ溝 36・・・工具チップ
37・・・工具チップヘッド 38・・・凹部
101・・・貫通穴 102・・・空間部
103・・・貫通穴
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an outer diameter rolling and pressing apparatus for continuously burnishing the outer surface of a cylindrical or cylindrical workpiece that is relatively long in the axial direction.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a roller burnishing as a processing method for efficiently and relatively mirror-finishing the outer diameter, that is, the outer peripheral surface of a metal such as an aluminum tube, a steel tube, or a shaft tube in a short time. This method rolls the surface of the work piece with a roller and gives a slight plastic deformation to finish, reducing the sliding resistance and improving the corrosion resistance by mirroring the surface, and the wear resistance by increasing the surface hardness. It is often used because it has many advantages such as improvement of fatigue strength, improvement of fatigue strength due to generation of compressive residual stress near the surface, and possibility of dimensional correction by micro deformation.
[0003]
Moreover, there is an apparatus described in Japanese Utility Model Publication No. 7-15723 as an apparatus for finishing an outer surface such as a relatively long column or cylinder. In this apparatus, a plurality of tool rollers are arranged in contact with an inner peripheral surface of a cylindrical tool head, the tool rollers are rotatably locked to the frame, and further, with respect to the axis of the frame. It is arranged inclined by a predetermined angle.
[0004]
When the frame is rotated, the tool roller rotates on the outer peripheral surface of the workpiece while rotating. The tool roller is constrained by a groove in the frame, and the frame is rotatably fixed to the cylindrical member so as not to move in the axial direction, so that the workpiece is relatively fed in the axial direction. It will be. That is, when a rotational torque is applied to the frame, a part of the rotational driving force becomes a feeding force, so that no separate power for feeding the workpiece is required. Since a feed force is generated by the machining operation, this means that the workpiece does not need a rotation holding part (chuck) other than the tool roller.
[0005]
Further, the tool head has a taper on the inner peripheral surface, and a substantially cylindrical tool roller having a taper side surface opposite to the taper of the tool head is formed on the inner surface of the tool head. It is closely attached to the frame so as to be movable in the axial direction. Therefore, the tool diameter can be set in accordance with the outer diameter of the workpiece by moving and adjusting the frame in the axial direction. This device is used for finishing various solid and hollow shafts such as guide shafts for OA equipment, motor shafts, VTR pins, drums for copying machines, and piston rods for shock absorbers.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this apparatus, the tool roller is constrained by a groove in the frame, and the frame is rotatably fixed to the cylindrical member so as not to move in the axial direction. It is added directly to the tool roller contact end of the roller groove. Since the tool roller rotates at a high speed in the roller groove of the frame and is pressed against the contact end surface of the roller groove with the feed force Pf, the tool roller contact end surface of the roller groove of the frame is worn when a predetermined time elapses, and a predetermined finishing accuracy is obtained. There was a desire to reduce this wear because it would not be possible.
[0007]
The present invention has been made in order to achieve the above-described object of achieving the above-mentioned demands, and it is a first object of the present invention to improve the wear resistance of the contact surface of the roller groove contact end portion of the frame and extend the life. And Further, the second object is to make it possible to detach and attach only the worn portion in a short time even when the wear of the contact surface of the roller groove contact end progresses, shortening the repair time and reducing the cost of consumable parts. However, the tool roller should not be worn early by improving the wear resistance of the contact surface of the roller groove contact end of the frame.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, an outer diameter rolling processing device according to claim 1 includes a tool head having a tapered inner peripheral surface disposed so as to surround a cylindrical or cylindrical workpiece, and the tool head. A plurality of substantially cylindrical tool rollers having a tapered side surface in contact with the tapered inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the work piece and arranged uniformly in the circumferential direction and locked. , Which is coaxially arranged with respect to the tool head, has a roller groove fitted and locked to the tool roller so as to be capable of rotating, and has a hollow portion which penetrates the workpiece and is movable in the longitudinal direction. In an outer diameter rolling processing apparatus comprising a frame, the tool head, and an apparatus housing disposed so as to surround the frame, the tool roller being disposed at a predetermined angle with respect to an axis of the frame. , the tool roller Wherein a driving means for rotating the tool head or the frame in order to relatively rotate around the outer peripheral surface of the workpiece, attach the tool tip to the tool roller contact end of the roller grooves, wherein The tool tip has a tool tip head, the frame has a recess on the tool roller contact end side of the roller groove and on the outer peripheral surface side of the frame, and the tool tip has the tool in the roller groove. The tool tip head is stored in close contact with the recess, and is stored in close contact with the roller contact end side .
[0009]
In order to solve the above-mentioned problem, the outer diameter rolling processing device according to claim 2 is the outer diameter rolling processing device according to claim 1 , wherein the hardness of the tool tip is lower than the hardness of the tool roller. is there. It is desirable that the hardness of the tool tip is slightly lower than the hardness of the tool roller.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The outer diameter rolling processing apparatus of the present invention includes a tool head, a tool roller, a frame, and an apparatus housing.
An inner diameter taper-like tool head disposed so as to surround a cylindrical or cylindrical workpiece, and a taper-like inner peripheral surface of the tool head. A plurality of substantially cylindrical tool rollers having contact with the outer peripheral surface of the workpiece and arranged and locked evenly in the circumferential direction and having tapered side surfaces opposite to the taper; and the tool head A frame having a roller groove that is coaxially disposed with respect to the tool roller so as to be fitted and locked so as to rotate freely, and that has a hollow portion that penetrates the workpiece and is movable in the longitudinal direction. And a tool housing disposed so as to surround the tool head, and the tool roller is disposed at a predetermined angle with respect to the axis of the frame.
[0011]
Further, the frame is fixed, and the tool head is provided with a rotation driving means such as a pulley for rotation, and the tool roller is rotated by rotating the tool head, thereby rotating the work piece and rotating the workpiece in the axial direction. Move towards. When viewed from the workpiece, the tool roller rotates in a spiral around the workpiece while rotating.
Alternatively, the tool head is fixed and rotation driving means such as a pulley for rotation is provided to the frame, and the tool roller rotates and rotates around the workpiece by rotating the frame. As a result, the workpiece is rotated and moved in the axial direction toward the inside of the apparatus.
[0012]
The tool roller is constrained by the roller groove in the frame, and the tool roller itself rotates at high speed when viewed from the frame during burnishing, and is pressed against the contact surface of the contact end portion of the roller groove by the feed force Pf of the feed angle. ing. Accordingly, when used for a long time, the contact surface of the contact end portion of the roller groove of the frame is worn due to the rotational contact friction of the tool roller. As a countermeasure, a tool tip having high wear resistance, such as tool steel heat-treated at a high hardness on the contact surface of the roller groove contact end portion of the frame, is attached.
[0013]
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the tool roller 1 is fitted in a roller groove 35 formed on the workpiece 3 side of the frame 3 so as to be in close contact with the inner peripheral surface of the through hole 101 of the tool head 2. Arranged. The shape of the tool roller 1 is a taper shape in which the outer diameter on the left side is narrow and becomes thicker toward the right side. The shape of the through hole 101 of the tool head 2 is formed in a taper shape such that the tip is narrow and the back side gradually widens. Since both tapers are opposite in direction and the taper of the tool roller is slightly larger than the inclination of the inner peripheral surface of the tool head, the tool diameter has a back taper with respect to the workpiece insertion direction. When the axial contact position between the tool roller 1 and the tool head 2 is changed, the tool roller 1 moves along the taper of the through-hole 101 and protrudes from the roller groove 35 of the frame 3 to enter and exit the tool. The diameter expands and contracts.
[0014]
A pulley 8 is locked to the left side of the outer periphery of the tool head stem 5 via a key 7, and a belt (not shown) is applied to the pulley 8 and is rotated by an electric motor (not shown). Driven. The motor rotation speed can be arbitrarily set by an inverter. A ball bearing 23 is fixed to the outer periphery of the tool head stem 5 on the right side of the pulley 8 with the spacer 11 interposed therebetween. A housing 22 is disposed outside the ball bearing 23 in the radial direction. A tool head stem end 13 is attached to the right end of the tool head stem 5 with a bolt, and the spacer 11, the ball bearing 23, and the tool head stem end 13 are arranged in the axial direction from left to right in this order.
[0015]
A bearing cover 10 is bolted to the housing 22 on the left side of the ball bearing 23 to prevent foreign matter contamination and to position the ball bearing 23 in the axial direction. The spacer 14 is attached to the upper right side of the ball bearing 23 for axial positioning of the ball bearing 23. The housing 22 is arranged so as to surround the ball bearing 23, the tool head stem 5, and the tool head stem end 13.
[0016]
The frame 3 is coupled via a hexagon socket head cap bolt 6 and a frame stem 9 having a flange at the right end and a coupling boss at the left end. A work guide 21 is inserted inside the frame stem 9. The workpiece 34 is supplied from the left end of the frame 3 and discharged from the right end of the work guide 21 to the outside of the apparatus.
A frame stem slide guide 15 is disposed at the center of the frame stem 9 via the bush 12 so as to surround the frame stem 9, and the frame stem slide guide 15 is bolted to the housing 22. A piston rod 17 is fixed to the right side of the frame stem 9. The adjuster string 19 and the lock nut 20 are members for fixing the piston rod 17 to the frame stem 9. By operating these components, the initial value of the minimum value of the tool diameter is set in consideration of variations in the workpiece outer diameter. Do.
[0017]
A screw hole for inserting the non-rotating roll 29 vertically is formed in the uppermost right end of the piston rod 17. A non-rotating block 18 that has a groove that allows the non-rotating roll 29 to slide in the axial direction and that prevents the piston rod 17 from rotating about its axis by a guide function of its side wall is bolted to the cylinder housing 16. Yes. Thus, the piston rod 17, the frame stem 9, and the frame 3 are integrally slid in the axial direction and are constrained so as not to rotate.
[0018]
A cylinder housing 16 is disposed surrounding the piston rod 17 to form a space 102. A pressure fluid is introduced into the space 102 through the air supply port 24, and a thrust generated by the pressure of the fluid acts on the piston rod 17, and this thrust is transmitted to the frame 3 through the frame stem 9 and is transmitted to the tool rod. -It is a force that opposes the workpiece feed force of LA 1. A dust seal 30 is fitted into a groove formed on the inner peripheral surface of the cylinder housing 16 that is in contact with the outer peripheral surface of the piston rod 17 to prevent dust from entering the space portion 102. Thrust can be generated even if an elastic body such as a coil spring is attached to the space 102. The appropriate fluid pressure is determined to be a predetermined value in consideration of the outer diameter, material, heat treatment, surface roughness, etc. of the workpiece.
[0019]
As shown in FIG. 5, the tool roller 1 is disposed at a predetermined angle θ with respect to the axis of the tool head 2 or the frame 3, so that the tool roller is considered when the work piece is considered stationary. 1 revolves the outer peripheral surface of the workpiece in a spiral while rotating. Actually, since the tool roller is constrained to perform only rotation and not to revolve, the workpiece relatively rotates in the direction opposite to the rotation of the tool roller, and the axial direction It is burnished continuously by moving in the opposite direction.
[0020]
Further, when the tool head 2 is considered to be stationary, the tool roller 1 revolves spirally on the inner peripheral surface of the taper while rotating with respect to the tool head. Actually, the tool roller is constrained so as not to revolve, but a feed force that moves relatively inward in the axial direction of the tool head is generated, and the propulsive force is opposed to the feed force. Is used to automatically control the tool diameter so that a predetermined burnishing pressure is obtained. The tip end portion of the tool roller 1 has a large R shape, and consideration is given so that the workpiece is smoothly bitten.
[0021]
The tool roller 1 rotates at a high speed inside the roller groove 35 and is pressed against the rear end surface of the roller groove with a feed force Pf. As a countermeasure against wear of this portion, a tool tip 36 is attached as shown in FIGS.
As shown in FIG. 4, the tool tip 36 is structured to be inserted from the outer peripheral direction of the frame 3 into the contact surface of the contact end portion (contact rear end portion) of the roller groove 35 inside the apparatus, and a special tool is used. Even if it is not, exchange is possible in a short time. The tool tip 36 has a tool tip head 37 and is in close contact with and inserted into a recess 38 formed on the outer peripheral side of the frame on the rear end face of the roller groove 35 of the frame 3. At the same time, the tool tip 36 is inserted into the tool roller in the roller groove. Insert it in close contact with the rear end. By simply inserting the tool tip 36 in this way, the tool tip 36 is positioned and fixed in the axial direction and the circumferential direction, and at the same time, the tool tip 36 does not fall to the inner diameter side of the frame 3. During burnishing, since the tool head 2 is disposed on the outer diameter side of the frame 3, the tool tip 36 is also restrained in the outer diameter direction and does not come off from the rear end portion in contact with the roller groove.
[0022]
The tool tip 36 is made of tool steel that has been heat-treated at a high hardness, but it is desirable to set the hardness of the tool tip 36 slightly lower than that of the tool roller 1 in order to suppress wear of the tool roller 1. Furthermore, the tool tip 36 has a mirror-finished rotating contact surface to reduce the frictional force with the tool roller 1 and suppress the progress of wear.
[0023]
When machining a workpiece, it is necessary to supply a working fluid for the purpose of cleaning, lubricating, and cooling the workpiece and the tool, which is performed as follows. The machining fluid is supplied to the inside of the tool through a machining fluid supply port 25 provided on the right outer periphery of the frame stem slide guide 15. The supplied working fluid passes through the space surrounded by the inner peripheral surface of the tool head stem 5, the outer peripheral surface of the frame stem slide guide 15, and the outer peripheral surface of the frame stem 9, and is supplied to the tool tip. At this time, the working fluid is sealed with an oil seal 26 and packing so that the working fluid does not enter the ball bearing 23 mounting portion and the cylinder housing 16 portion.
[0024]
In this embodiment, the device housing is fixed and the end tool can be mounted as a unit. As shown in FIG. 1, the tip tool unit includes a tool roller 1, a tool head 2, a frame 3, a tool head stem 5, a set screw 33, and a frame cover attached by a set screw 33 to the tip of the frame 3 in the workpiece insertion direction. 31, a tool head cover 27, a hexagon socket head bolt 4 that prevents the tool head 2 from being pulled out by attaching the tool head cover 27 to the tool head stem 5, a positioning key 32, and a key 28 that locks the tool head 2 to the tool head stem 5. , And a retaining bolt 6 for locking the frame 3 to the frame stem 9.
[0025]
In order to attach the tip tool, first, the tip tool is inserted into the tool head stem 5 as a unit. At this time, the key groove of the frame stem 9 and the positioning key 32 and the key groove of the tool head stem 5 and the key 28 must be inserted while visually matching.
[0026]
A hexagonal bar wrench is inserted into a through hole 103 provided in the tool head 2, and a retaining bolt 6 is tightened to fix the frame 3 to the frame stem 9.
The screw hole of the frame stem 9 and the circumferential position of the retaining bolt 6 are matched by the positioning key 32, and only by aligning the circumferential position of the retaining bolt 6 and the set screw 33, Even from the outside, the retaining bolt 6 can be securely tightened.
The tool head cover 27 is put on and the hexagon socket head bolt 4 is tightened to complete the installation. Removal is performed in the reverse order of installation.
[0027]
【The invention's effect】
By attaching a tool tip having high hardness and high wear resistance to the contact end where the tool roller locked in the roller groove formed in the frame comes into contact, the tool life can be significantly extended. In addition, tool tips are inexpensive and easy to attach and detach, thus reducing repair time and the cost of consumable parts. Further, since the hardness of the tool tip is set slightly lower than that of the tool roller, the life of the tool roller, which is the most important part for machining, is not reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial front sectional view of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of the vicinity of a tool roller of a frame.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram explaining the incorporation of a tool tip into a frame.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the movement of the tool roller and the workpiece.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tool roller 2 ... Tool head 3 ... Frame 4 ... Hexagon socket head cap screw 5 ... Tool head stem 6 ... Hexagon socket head cap screw 7 ... Key 8 ... Puri 9 ... Frame stem 10 ... Bearing cover
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Spacer 12 ... Bush 13 ... Tool head stem end 14 ... Spacer 15 ... Frame stem slide guide 16 ... Cylinder housing 17 ... Piston rod 18 ... Non-rotating block 19 ... Adjust string 20 ... Lock nut 21 ... Work guide 22 ... Housing 23 ... Ball bearing 24 ... Air supply port 25 ...・ Working fluid supply port 26... Oil seal 27... Tool head cover 28.
29: Non-rotating roll 30 ... Dust seal 31 ... Frame cover 32 ... Positioning key
33 ... Set screw 34 ... Workpiece 35 ... Roller groove 36 ... Tool tip 37 ... Tool tip head 38 ... Recess 101 ... Through hole 102 ... Space part 103 ... through hole

Claims (2)

円柱あるいは円筒状の被加工物を包囲するように配設した内周面テーパ状の工具ヘッドと、前記工具ヘッドのテーパ状内周面及び前記被加工物の外周面に接触し周方向に均等に配置されて係止され、前記テーパとは逆方向のテーパ状側面を有する略円柱形状の複数の工具ローラと、前記工具ヘッドに対し同軸的に配置され、前記工具ローラを自転自在に嵌合係止したローラ溝を有し、前記被加工物を貫通させその長手方向に移動可能にした中空部を形成したフレームと、前記工具ヘッドと前記フレームを包囲するように配設した装置ハウジングとを備え、前記工具ローラが前記フレームの軸線に対して所定角度傾斜して配設される外径転圧加工装置において、
前記工具ローラを前記被加工物の前記外周面の回りを相対的に回転させるために前記工具ヘッド又は前記フレームを回転させる駆動手段を備え、
前記ローラ溝の前記工具ローラ接触端部に工具チップを取り付け、
前記工具チップが工具チップヘッドを有し、前記フレームが前記ローラ溝の前記工具ローラ接触端部側であって前記フレームの外周面側に凹部を有し、前記工具チップが前記ローラ溝内の前記工具ローラ接触端部側に密着して収納され、前記工具チップヘッドが前記凹部に密着して収納されることを特徴とする外径転圧加工装置。
A tool head having an inner peripheral surface tapered so as to surround a cylindrical or cylindrical workpiece, and the taper inner peripheral surface of the tool head and the outer peripheral surface of the workpiece are in contact with each other in the circumferential direction. And a plurality of substantially cylindrical tool rollers having tapered side surfaces opposite to the taper, and coaxially arranged with respect to the tool head, so that the tool rollers can freely rotate. A frame having a locked roller groove and having a hollow portion that penetrates the workpiece and is movable in a longitudinal direction thereof; and a tool housing disposed so as to surround the tool head and the frame. An outer diameter rolling processing device provided with the tool roller being inclined at a predetermined angle with respect to the axis of the frame,
Drive means for rotating the tool head or the frame to relatively rotate the tool roller around the outer peripheral surface of the workpiece;
Attach the tool tip to the tool roller contact end of the roller grooves,
The tool tip has a tool tip head, said frame comprising said tool roller contact end side of the roller grooves have a recess on the outer circumferential surface of said frame, said tool tip of the roller in the groove An outer diameter rolling and compacting apparatus characterized in that the tool tip head is stored in close contact with the tool roller contact end, and the tool tip head is stored in close contact with the recess.
請求項1に記載の外径転圧加工装置において、
前記工具チップの硬度が前記工具ローラの硬度より低いものである外径転圧加工装置。
In the outer diameter rolling processing apparatus according to claim 1 ,
An outer diameter rolling process device in which the hardness of the tool tip is lower than the hardness of the tool roller.
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