JP3972060B2 - Rolling machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の平ダイス間に被加工物を保持しつつ各平ダイスを相互に反対方向に移動させてスプライン等の転造を行うロートフロー式或いはカウンタフロー式の転造盤に関し、特に、転造を行う際に被加工物の両端を保持しつつ各平ダイスの移動速度と同期させて被加工物を強制的に回転駆動することにより、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止して高精度のネジ、ギア、ウォーム、スプライン、セレーション等を転造することが可能な転造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ネジ等を転造する各種の転造装置が提案されており、例えば、一対の平ダイス間に被加工物を保持しつつ各平ダイスを相互に反対方向に移動してネジ等を転造する転造装置においては、被加工物の両端を回転可能に支持する支持装置が付設されているが、かかる支持装置は、各平ダイスを移動させてネジ等を転造するに際して、被加工物を従動的に支持する作用を行うのが一般的である。
【0003】
また、前記転造盤においては、仕上げ歯群の両側に喰付勾配を有する喰付歯群を形成した平ダイスが一般に使用されている。この種の平ダイスでは、その移動時に喰付歯群を介して被加工物を喰付保持しつつ仕上げ歯群にて被加工物にネジ溝を形成するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の転造盤では、平ダイスによるネジ等の転造に際して被加工物の両端を保持する保持装置は、単に、被加工物の両端を回転可能に保持する従動的な作用しか行うことができない。従って、転造時に被加工物に発生する激しい振動、スリップ等を抑制することができず、これより高精度のネジ、ギア等を転造することができないものである。
【0005】
また、従来の転造盤に使用されている平ダイスには、仕上げ歯群の両側に喰付歯群が形成されていることから、喰付歯群が被加工物に喰い付く時に平ダイスが被加工物に及ぼす押圧力と仕上げ歯群が被加工物に及ぼす押圧力との間にアンバランスが発生し、かかる押圧力のアンバランスに基づき被加工物には激しい振動、スリップが生じて精度の悪化を招来してしまう。
【0006】
更に、被加工物からスプライン等を転造するに際しては、平ダイスの歯を被加工物に対して均等に接触させることが歯スジ精度を向上する上で必要となるが、従来の転造盤では、各平ダイスの歯は被加工物に対して常時同一の接触位置関係をもって接触しており、これでは歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することができない。
【0007】
この点について、特開昭58−157541号公報には、仕上げ歯群の両側に喰付歯群を有する一対の平ダイスを1往復又は複数回往復動させるとともに、各ダイスが各往復動の死点に至った時点でその都度段階的に両ダイス間間隔を狭めて両ダイスの移動毎に被加工物に対する加工量を増加していく転造加工方法が記載されている。しかし、かかる転造加工方法においては、各ダイスの往復動の死点で被加工物に対する加工量が増加されるものの、ダイスの歯群と被加工物の接触位置関係については往動時と復動時とで同一となる。従って、かかる特開昭58−157541号公報に記載されて転造加工方法によっても歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することはできないものである。
【0008】
本発明は前記従来の問題点を解消するためになされたものであり、転造を行う際に被加工物の両端を保持しつつ各平ダイスの移動速度と同期させて被加工物を強制的に回転駆動を行うことにより、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止して高精度のスプライン等を転造することが可能であるとともに、歯スジ精度の向上を図ることが可能な転造装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項1に係る転造盤は、一対の平ダイス間に被加工物を保持しつつ各平ダイスを相互に反対方向に移動させてスプライン等の転造を行う転造盤において、前記被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ被加工物を強制的に回転させる回転駆動を行う強制駆動装置と、前記強制駆動装置に保持された被加工物に対して引っ張り荷重又は圧縮荷重を付加する荷重付加装置と、を備えたことを特徴とする。請求項1の転造盤では、各平ダイスによる被加工物の転造時に、強制駆動装置を介して被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ強制的に回転駆動を行うようにしているので、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止することが可能となる。これにより、被加工物から高精度のスプライン等を転造することが可能となるものである。
また、荷重付加装置により強制駆動装置に保持された被加工物に対して引っ張り荷重又は圧縮荷重を付加するので、転造時に被加工物に発生する伸び等に基づく荷重が付加されることはなく、従って、被加工物の曲がり精度、歯スジ精度を向上することが可能となる。
【0010】
また、請求項2に係る転造盤は、一対の平ダイス間に被加工物を保持しつつ各平ダイスを相互に反対方向に移動させてスプライン等の転造を行う転造盤において、前記被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ被加工物を強制的に回転させる回転駆動を行う強制駆動装置を備え、前記強制駆動装置は被加工物の両端を保持す る一対の保持部を有し、少なくとも一方の保持部には丸ダイスが付設されていることを特徴とする。請求項2の転造盤では、各平ダイスによる被加工物の転造時に、強制駆動装置を介して被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ強制的に回転駆動を行うようにしているので、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止することが可能となる。これにより、被加工物から高精度のスプライン等を転造することが可能となるものである。
また、強制駆動装置における一方の保持部に丸ダイスが付設されているので、中空状の被加工物に対して、その中空外表面には一対の平ダイスにより外歯を形成するとともに、その中空内表面には丸ダイスにより内歯を形成することが可能となる。この結果、薄肉中空体についてその内周面及び外周面に同時に歯溝を転造することが可能となる。
【0011】
更に、請求項3に係る転造盤は、請求項1の転造盤において、前記強制駆動装置は被加工物の両端を保持する一対の保持部を有し、少なくとも一方の保持部には丸ダイスが付設されていることを特徴とする。請求項3の転造盤では、強制駆動装置における一方の保持部に丸ダイスが付設されているので、中空状の被加工物に対して、その中空外表面には一対の平ダイスにより外歯を形成するとともに、その中空内表面には丸ダイスにより内歯を形成することが可能となる。この結果、薄肉中空体についてその内周面及び外周面に同時に歯溝を転造することが可能となる。
【0012】
また、請求項4に係る転造盤は、請求項1乃至請求項3のいずれかの転造盤において、前記強制駆動装置は、各平ダイスの往動が終了する毎に平ダイスの第1歯数分に対応して被加工物を回転させるとともに、各平ダイスの復動が終了する毎に平ダイスの第2歯数分に対応して被加工物を回転させる構造を有することを特徴とし、また、請求項5に係る転造盤は、請求項4の転造盤において、前記第1歯数は平ダイスの1歯であり、前記第2歯数は平ダイスの2歯であることを特徴とする。かかる請求項4及び請求項5の転造盤では、強制駆動装置を介して、各平ダイスの往動が終了する毎に平ダイスの第1歯数分に対応して被加工物が回転され、また、各平ダイスの復動が終了する毎に平ダイスの第2歯数分に対応して被加工物が回転されるので、各平ダイスの歯が被加工物に対して往動時と復動時で同一の接触関係で接触されることが確実に防止される。これにより平ダイスの歯を被加工物に対して均等に接触されることとなり、歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することが可能となる。
【0013】
更に、請求項6に係る転造盤は、請求項5の転造盤において、前記各平ダイスには、その全体に仕上げ歯が形成されていることを特徴とする。このように請求項6の転造盤では、各平ダイスの全体に仕上げ歯が形成されているので、仕上げ歯が被加工物に及ぼす押圧力は均一となり、従って、転造中に被加工物に対して振動、スリップが発生することを防止可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る転造盤について、本発明を具体化した実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、第1実施形態に係る転造盤について図1乃至図4に基づき説明する。ここに、図1は第1実施形態に係る転造盤の全体を示す全体図、図2は転造盤のフロントセンターユニットを示す側面図、図3は中空状被加工物の外周面及び内周面に転造加工する方法を模式的に示す説明図、図4は平ダイスの往動時及び復動時に被加工物を回転させる状態を模式的に示す説明図である。
【0015】
図1、図2において、転造盤1は、基本的に、ベース2上に転造加工部3を立設するとともに、転造加工部3に対してフロントセンターユニット4及びリアセンターユニット5を移動可能に配設することにより構成されている。転造加工部3には、上平ダイス6が固定される固定機構7、及び、下平ダイス8が固定される固定機構9が設けられており、各固定機構7、9は、転造駆動源としてのサーボモータ10を介して、相互に反対方向(図1中、紙面に垂直な方向)に移動されるとともに、左右方向に移動される。
【0016】
ここに、前記上平ダイス6、下平ダイス8は、図8に示すように、ダイス歯40を有しており、かかるダイス歯40は、複数段階をもって階段状に形成された仕上げ歯から構成されている。即ち、図8は上平ダイス6、下平ダイス8を模式的に示す端面図及び側面図であり、ダイス歯40において、その中央部には最も歯高の大きい歯群40Aが形成され、また、歯群40Aの両側には歯群40よりも若干歯高の小さい歯群40Bが形成され、更に、各歯群40Bの両側には歯群40Bよりも更に歯高の小さい歯群40Cが形成されている。各歯群40A、40B、40Cに属する各歯は、それぞれ同一の歯高を有しており、また、各歯は仕上げ歯からなる。このように、ダイス歯40における各歯群40A、40B、40Cが、複数段階をもって階段状に形成された仕上げ歯から構成されることに基づいて、各ダイス6、8のダイス歯40が被加工物に及ぼす押圧力を均一化することができ、従って、転造中に被加工物に対して振動、スリップが発生することを防止することができる。
【0017】
尚、前記の例では、各ダイス6、8におけるダイス歯40が3段階で階段状に形成されているが、これに限らず任意に複数段階で階段状に形成することが可能である。また、転造加工部3の構成は、実開昭6−54437号公報に記載された構成と同一の構成を有しており、従って、ここではその詳細な説明を省略する。
【0018】
また、フロントセンターユニット4において、センターシャフト11の外周にはスプラインが形成されており、そのスプラインナット12を介してセンターシャフト11は、回転直動可能な状態でプーリ13と一体化されるとともに、ベアリング14により軸支されている。また、センターシャフト11の上方には、サーボモータ15が配置されており、かかるサーボモータ15の回転駆動力はモータプーリ16、タイミングベルト17、プーリ13を介してセンターシャフト11に伝達される。ここに、サーボモータ15の回転は、前記サーボモータ10の回転と同期がとられており、従って、後述するようにセンターシャフト11による被加工物の回転速度と各平ダイス7の移動速度とは、相互に同期されることとなる。
【0019】
前記センターシャフト11の一端部(図1、図2中、左端部)には、シリンダ18が取り付けられている。かかるシリンダ18は、センターシャフト11に対して圧縮荷重(図2中、右方向に作用する)又は引っ張り荷重(図2中、左方向に作用する)を付加する作用を行う。また、センターシャフト11の他端部(図1、図2中、右端部)には、丸ダイス19が着脱可能に固定されている。この丸ダイス19は、後述するように、中空状の被加工物の内周面に対して転造加工する作用を行う。
【0020】
前記のように構成されるセンタシャフト11を含む上側ユニットU1は、その下部にスライダ20を備えているとともに、スライダ20は下側ユニットU2に配設されたボールネジ21に摺動可能に取り付けられている。また、下側ユニットU2の左端部にはサーボモータ22が取り付けられており、前記上側ユニットU1は、サーボモータ22を介してボールネジ21を回転させることにより、下側ユニットU2に対して相対的に移動可能とされている。
【0021】
また、リアセンターユニット5における上側ユニットU3には、センターシャフト23が設けられており、かかるセンターシャフト23の一端部(図1中、左端部)には、中空状の被加工物を回転可能に保持するローリングセンター部材24が着脱可能に固定されている。また、センターシャフト23の他端部(図1中、右端部)には、シリンダ25が取り付けられている。かかるシリンダ25は、前記シリンダ18と同様、センターシャフト23に対して圧縮荷重(図2中、左方向に作用する)又は引っ張り荷重(図2中、右方向に作用する)を付加する作用を行う。前記センタシャフト23を含む上側ユニットU3は、その下部に配置されたシリンダ26を介して下側ユニットU4に対して相対的にスライド可能に構成されている。
【0022】
次に、前記のように構成された第1実施形態の転造盤1の作用について図3に基づき説明する。ここに、転造盤1を介して転造される被加工物27は、図3(A)に示すように、一側が閉塞された中空状の被加工物である。被加工物27の閉塞壁27Aのほぼ中央部には、回転可能に支持するための支持溝27Bが形成されており、かかる支持溝27Bは、ローリングセンター部材24の支持突起24Aにより支持される。
【0023】
被加工物27に転造加工を行うには、先ず、サーボモータ22とシリンダ26との協働により、フロントセンターユニット4における上側ユニットU1、及び、リアセンターユニット5における上側ユニットU3を図3(B)に示す状態から相互に移動させ、被加工物27を図3(C)に示す状態にセットする。この状態において、被加工物27の内周面は丸ダイス19のダイス歯19Aに接触され、また、被加工物27の閉塞壁27Aの支持溝27Bはローリングセンター部材24の支持突起24Aに支持されており、これにより被加工物27は、丸ダイス19とローリングセンター部材24とを介してチャッキングされる。同時に、被加工物27の外周面は、上平ダイス6と下平ダイス8とに接触されて、転造可能な状態にある。このとき、必要に応じて、シリンダ18を介してセンターシャフト11を右方向に押圧し、また、シリンダ25を介してセンターシャフト23を左方向に押圧して、被加工物27に圧縮荷重が付加される。
【0024】
前記のように、被加工物27を丸ダイス19とローリングセンター部材24とによりチャッキングして、各上平ダイス6、下平ダイス8による転造可能な状態にセットした後(図3(C))、転造加工部3におけるサーボモータ10の回転駆動を行い、固定機構7、9と共に各平ダイス6、8を相互に反対方向に移動させる。これにより、被加工物27の外周面には、ギア歯が形成される。同時に、各平ダイス6、8の移動速度、即ち、サーボモータ10の回転速度に同期させた状態でサーボモータ15を回転駆動する。かかるサーボモータ15の回転駆動に基づき、モータプーリ16、タイミングベルト17、プーリ13を介してセンターシャフト11が回転され、これに従い被加工物27の内周面には、丸ダイス19のダイス歯19Aによりギア歯が形成される。
【0025】
このように、被加工物27の転造加工を行った後、サーボモータ22を回転駆動してフロントセンターユニット4のセンターシャフト11を左方向に移動させるともとに、シリンダ26を駆動してリアセンターユニット5のセンターシャフト23を右方向に移動させる。この状態が図3(D)に示されている。そして、センターシャフト11における丸ダイス19の先端部から被加工物27を取り外す。このように得られた被加工物27にておいて、その外周面には、前記各平ダイス6、8を介してギア歯28Aが形成されており、また、その内周面には、丸ダイス19のダイス歯19Aを介してギア歯28Bが形成されている。
【0026】
ここで、前記のように、各平ダイス6、8により被加工物27の外周面に対して転造加工を行っている際に、各平ダイス6、8の往動終了時及び復動終了時にサーボモータ15を介して被加工物27を強制的に回転駆動する方法について図4に基づき説明する。図4は各平ダイス6、8の往動及び復動の終了時点で被加工物27を回転する状態を模式的に示す説明図である。ここに、図4においては、理解を容易にするため下平ダイス8のみを示すこととし、また、下平ダイス8にはA乃至Eの5つのダイス歯が形成されているものとする。更に、下平ダイス8の往動方向を実線で、復動方向を破線で示すものとし、被加工物27の回転方向を実線矢印にて示す。尚、被加工物27には各平ダイス6、8を介して8つのギア歯(ギア歯1乃至ギア歯8)が形成されるものとする。
【0027】
図4において、先ず、下平ダイス8の往動時には、各ダイス歯A乃至Eのそれぞれは、被加工物27におけるギア歯1、2、3、4、5に対応されており、下平ダイス8の往動に従って被加工物27にはギア歯1乃至5が形成されていく。次に、往動の終了時点で、被加工物27は、サーボーモータ15を介して矢印方向に下平ダイス8の1歯分だけ強制回転される。これにより、往動終了時点における下平ダイス8のダイス歯Eは、被加工物27のギア歯6に対応することとなる。
【0028】
前記のように被加工物27を下平ダイス8の1歯分だけ強制回転した後、下平ダイス8の復動が行われる。このとき、下平ダイス8における各ダイス歯E乃至Aは、それぞれ被加工物27のギア歯6、5、4、3、2に対応しており、下平ダイス8の復動に従って被加工物27にはギア歯6乃至2が形成されていく。
【0029】
そして、下平ダイス8の復動が終了した時点で、被加工物27は、サーボモータ15を介して、矢印方向に下平ダイス8の2歯分だけ強制的に回転される。この結果、下平ダイス8の各ダイス歯A乃至Eは、それぞれ被加工物27のギア歯8、1、2、3、4に対応することとなる。この後、前記と同様にして、下平ダイス8の往動が行われ、被加工物27にはギア歯8乃至4が形成されていく。そして、下平ダイス8の往動が終了した時点で、被加工物27は、サーボモータ15を介して矢印方向に下平ダイス8の1歯分だけ強制回転される。これにより、往動終了時点における下平ダイス8のダイス歯Eは、被加工物27のギア歯5に対応することとなる。
【0030】
前記のように被加工物27を下平ダイス8の1歯分だけ強制回転した後、下平ダイス8の復動が行われる。このとき、下平ダイス8における各ダイス歯E乃至Aは、それぞれ被加工物27のギア歯5、4、3、2、1に対応しており、下平ダイス8の復動に従って被加工物27にはギア歯5乃至1が形成されていく。
【0031】
そして、下平ダイス8の復動が終了した時点で、被加工物27は、サーボモータ15を介して、矢印方向に下平ダイス8の2歯分だけ強制的に回転される。この結果、下平ダイス8の各ダイス歯A乃至Eは、それぞれ被加工物27のギア歯3、2、1、8、7に対応することとなる。この後、前記と同様の動作が連続的に行われていき、被加工物27には、ギア歯1乃至8が形成されていく。
【0032】
前記から明らかなように、第1実施形態における転造加工方法では、被加工物27は、各ダイス6、8の往動が終了した時点で下平ダイス8の1歯分だけ強制回転されるとともに、ダイス6、8の復動が終了した時点で下平ダイス8の2歯分だけ強制回転される。これにより、各平ダイス6、8の歯が被加工物27に対して往動時と復動時で同一の接触関係で接触されることを確実に防止することができる。従って、平ダイス6、8の歯は被加工物27に対して均等に接触されることとなり、歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することができるものである。
【0033】
また、前記のように、各ダイス6、8の往動終了時点及び復動終了時点にて被加工物27を強制的に回転させることに基づき、各ダイス6、8に形成されるダイス歯40は、前記したように(図8参照)、複数の歯群40A、40B、40Cに分けて、それぞれの歯群に属する歯の歯高が複数段階をもって階段状に形成された仕上げ歯のみで全体に構成することができ、これより仕上げ歯が被加工物27に及ぼす押圧力は均一となって、転造中に被加工物27に対して振動、スリップが発生することを防止することができる。
【0034】
尚、前記転造加工方法では、各ダイス6、8の往動終了時点で1歯分、復動終了時点で2歯分被加工物27を強制的に回転させるようにしているが、各ダイス6、8の往動時と復動時にて各ダイス歯と被加工物27のギア歯とが常時異なる接触関係をもって接触させることができれば、被加工物27の回転量については自由に設定することができる。また、前記転造加工方法では、被加工物27の回転方向は、各ダイス6、8の往動時と復動時とで同一回転方向に設定されているが、かかる被加工物27の回転方向についても制限は全くなく、各ダイス6、8の往動時に一方向に回転させ、復動時には逆方向に回転させてもよい。
【0035】
以上詳細に説明した通り第1実施形態に係る転造盤1では、各平ダイス6、8による被加工物27の転造時に、転造部3のサーボモータ10により移動される各平ダイス6、8の移動速度と同期させつつ、サーボモータ15を介して被加工物27を強制的に回転駆動しているので、転造中に各平ダイス6、8と被加工物27との間で発生する被加工物27の振動、スリップ等を防止することができる。これにより、被加工物27から高精度のスプライン等を転造することが可能となるものである。
【0036】
また、丸ダイス19とローリングセンター部材24との間で保持された被加工物27に対して、シリンダ18及びシリンダ25を介して被加工物27の両側から圧縮荷重を付加するように構成されているので、転造時に被加工物27に発生する伸び等に基づく荷重が付加されることはなく、従って、被加工物27の曲がり精度、歯スジ精度を向上することができるものである。
【0037】
更に、フロントセンターユニット4におけるセンターシャフト11の端部に丸ダイス19を取り付けるとともに、かかる丸ダイス19を介して中空状の被加工物27を保持するようにしているので、中空状の被加工物27に対して、その中空外周面には一対の平ダイス6、8により外歯を形成するとともに、その中空内周面には丸ダイス19により内歯を形成することができる。この結果、薄肉中空体についてその内周面及び外周面に同時に歯溝を転造することが可能となるものである。
【0038】
また、第1実施形態の転造盤1にて行われる転造加工方法においては、各ダイス6、8の往動が終了する毎に平ダイス6、8の1歯分に対応して被加工物27がサーボモータ15により回転され、また、各平ダイス6、8の復動が終了する毎に平ダイス6、8の2歯分に対応して被加工物27がサーボモータ15により回転されるので、各平ダイス6、8の歯が被加工物27に対して往動時と復動時で同一の接触関係で接触されることを確実に防止することができる。これにより平ダイス6、8の歯は被加工物27に対して均等に接触されることとなり、歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することが可能となる。
【0039】
更に、各ダイス6、8に形成されるダイス歯40は、複数の歯群40A、40B、40Cに分けて、それぞれの歯群に属する歯の歯高が複数段階をもって階段状に形成された仕上げ歯のみで全体に構成されているので、仕上げ歯が被加工物27に及ぼす押圧力は均一として転造中に被加工物27に対して振動、スリップが発生することを防止することができる。
【0040】
次に、第2実施形態に係る転造盤について図5乃至図7に基づき説明する。ここに、図5は第2実施形態に係る転造盤の全体を示す全体図、図6は転造盤のフロントセンターユニットを示す側面図、図7は棒状被加工物の外周面に転造加工する方法を模式的に示す説明図である。尚、第2実施形態に係る転造盤は、前記第1実施形態に係る転造盤1と基本的に同一の構成を有しており、また、前記転造加工方法と同一の方法で被加工物の転造加工が行われる。従って、以下の説明において、第1実施形態の転造盤1におけると同一の要素、部材等については同一の番号を付して説明することとする。
【0041】
図5、図6において、転造盤1は、基本的に、ベース2上に転造加工部3を立設するとともに、転造加工部3に対してフロントセンターユニット4及びリアセンターユニット5を移動可能に配設することにより構成されている。転造加工部3には、上平ダイス6が固定される固定機構7、及び、下平ダイス8が固定される固定機構9が設けられており、各固定機構7、9は、転造駆動源としてのサーボモータ10を介して、相互に反対方向(図5中、紙面に垂直な方向)に移動されるとともに、上下方向に移動される。ここに、転造加工部3の構成は、実開昭6−54437号公報に記載された構成と同一の構成を有しており、従って、ここではその詳細な説明を省略する。
【0042】
また、フロントセンターユニット4において、センターシャフト11の外周にはスプラインが形成されており、そのスプラインナット12を介してセンターシャフト11は、回転直動可能な状態でプーリ13と一体化されるとともに、ベアリング14により軸支されている。また、センターシャフト11の上方には、サーボモータ15が配置されており、かかるサーボモータ15の回転駆動力はモータプーリ16、タイミングベルト17、プーリ13を介してセンターシャフト11に伝達される。ここに、サーボモータ15の回転は、前記サーボモータ10の回転と同期がとられており、従って、後述するようにセンターシャフト11による被加工物の回転速度と各平ダイス6、8の移動速度とは、相互に同期されることとなる。
【0043】
前記センターシャフト11の一端部(図5、図6中、左端部)には、シリンダ18が取り付けられている。かかるシリンダ18は、センターシャフト11に対して圧縮荷重(図6中、右方向に作用する)又は引っ張り荷重(図6中、左方向に作用する)を付加する作用を行う。また、センターシャフト11の他端部(図5、図6中、右端部)には、チャック30が着脱可能に固定されている。
【0044】
前記のように構成されるセンタシャフト11を含む上側ユニットU1は、その下部にスライダ20を備えているとともに、スライダ20は下側ユニットU2に配設されたボールネジ21に摺動可能に取り付けられている。また、下側ユニットU2の左端部にはサーボモータ22が取り付けられており、前記上側ユニットU1は、サーボモータ22を介してボールネジ21を回転させることにより、下側ユニットU2に対して相対的に移動可能とされている。
【0045】
また、リアセンターユニット5における上側ユニットU3には、センターシャフト23が回転可能に設けられており、かかるセンターシャフト23の一端部(図5中、左端部)には、前記フロントセンターユニット4側のセンターシャフト11に固定されたチャック30と同一のチャック30が着脱可能に固定されている。また、センターシャフト23の他端部(図5中、右端部)には、シリンダ25が取り付けられている。かかるシリンダ25は、前記シリンダ18と同様、センターシャフト23に対して圧縮荷重(図6中、左方向に作用する)又は引っ張り荷重(図6中、右方向に作用する)を付加する作用を行う。前記センタシャフト23を含む上側ユニットU3は、その下部に配置されたシリンダ26を介して下側ユニットU4に対して相対的にスライド可能に構成されている。
【0046】
次に、前記のように構成された第2実施形態の転造盤1の作用について図7に基づき説明する。ここに、転造盤1を介して転造される被加工物31は、図7(A)に示すように、棒状に形成された被加工物である。
【0047】
被加工物31に転造加工を行うには、先ず、サーボモータ22とシリンダ26との協働により、フロントセンターユニット4における上側ユニットU1、及び、リアセンターユニット5における上側ユニットU3を図7(B)に示す状態から相互に移動させ、被加工物31を図7(C)に示す状態にセットする。この状態において、被加工物31は、フロントセンターユニット4側におけるセンターシャフト11のチャック30とリアセンターユニット5側におけるセンターシャフト23のチャック30とを介してチャッキングされる。同時に、被加工物31の外周面は、上平ダイス6と下平ダイス8とに接触されて、転造可能な状態にある。このとき、必要に応じて、シリンダ18を介してセンターシャフト11を左方向に引っ張り、また、シリンダ25を介してセンターシャフト23を右方向に引っ張って、被加工物31に引っ張り荷重が付加される。
【0048】
前記のように、被加工物31を各チャック30間でチャッキングして、各上平ダイス6、下平ダイス8による転造可能な状態にセットした後(図7(C))、転造加工部3におけるサーボモータ10の回転駆動を行い、固定機構7、9と共に各平ダイス6、8を相互に反対方向に移動させる。これにより、被加工物31の外周面には、ギア歯が形成される。同時に、各平ダイス6、8の移動速度、即ち、サーボモータ10の回転速度に同期させた状態でサーボモータ15を回転駆動する。かかるサーボモータ15の回転駆動に基づき、モータプーリ16、タイミングベルト17、プーリ13を介してセンターシャフト11が回転され、また、センターシャフト23も回転される。
【0049】
このように、被加工物31の転造加工を行った後、センターシャフト11に取り付けられたチャック30を開放するとともに、シリンダ26を駆動してリアセンターユニット5のセンターシャフト23を右方向に移動させる。この状態が図7(D)に示されている。そして、センターシャフト23のチャック30を開放し、被加工物31を取り外す。このように得られた被加工物31において、その外周面には、前記各平ダイス6、8を介してギア歯32が形成されている。
【0050】
ここに、前記転造加工方法においては、第1実施形態にて図4に基づき説明した方法と同一の方法により、各ダイス6、8の往動が終了する毎に平ダイス6、8の1歯分に対応して被加工物31がサーボモータ15により回転され、また、各平ダイス6、8の復動が終了する毎に平ダイス6、8の2歯分に対応して被加工物31がサーボモータ15により回転される。その説明については前記第1実施形態における説明を参照することとして、ここでは省略する。
【0051】
また、前記転造加工方法では、前記第1実施形態の場合と同様、各ダイス6、8の往動終了時点で1歯分、復動終了時点で2歯分被加工物31を強制的に回転させるようにしているが、各ダイス6、8の往動時と復動時にて各ダイス歯と被加工物31のギア歯とが常時異なる接触関係をもって接触させることができれば、被加工物31の回転量については自由に設定することができる。また、前記転造加工方法では、被加工物31の回転方向は、各ダイス6、8の往動時と復動時とで同一回転方向に設定されているが、かかる被加工物31の回転方向についても制限は全くなく、各ダイス6、8の往動時に一方向に回転させ、復動時には逆方向に回転させてもよい。
【0052】
以上詳細に説明した通り第2実施形態に係る転造盤1では、各平ダイス6、8による被加工物31の転造時に、転造部3のサーボモータ10により移動される各平ダイス6、8の移動速度と同期させつつ、サーボモータ15を介して被加工物31を強制的に回転駆動しているので、転造中に各平ダイス6、8と被加工物31との間で発生する被加工物31の振動、スリップ等を防止することができる。これにより、被加工物31から高精度のスプライン等を転造することが可能となるものである。
【0053】
また、センターシャフト11のチャック30とセンターチャック23のチャック30との間で保持された被加工物31に対して、シリンダ18及びシリンダ25を介して被加工物31の両側から引っ張り荷重を付加するように構成されているので、転造時に被加工物31に発生する伸び等に基づく荷重が付加されることはなく、従って、被加工物31の曲がり精度、歯スジ精度を向上することができるものである。
【0054】
更に、第1実施形態の場合と同様、第2実施形態の転造盤1にて行われる転造加工方法においては、各ダイス6、8の往動が終了する毎に平ダイス6、8の1歯分に対応して被加工物31がサーボモータ15により回転され、また、各平ダイス6、8の復動が終了する毎に平ダイス6、8の2歯分に対応して被加工物31がサーボモータ15により回転されるので、各平ダイス6、8の歯が被加工物31に対して往動時と復動時で同一の接触関係で接触されることを確実に防止することができる。これにより平ダイス6、8の歯は被加工物31に対して均等に接触されることとなり、歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することが可能となる。
【0055】
更に、各ダイス6、8に形成されるダイス歯40は、複数の歯群40A、40B、40Cに分けて、それぞれの歯群に属する歯の歯高が複数段階をもって階段状に形成された仕上げ歯のみで全体に構成されているので、仕上げ歯が被加工物31に及ぼす押圧力は均一として転造中に被加工物31に対して振動、スリップが発生することを防止することができる。
【0056】
尚、本発明は前記各第1、第2実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
【0057】
【発明の効果】
以上説明した通り請求項1の転造盤では、各平ダイスによる被加工物の転造時に、強制駆動装置を介して被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ強制的に回転駆動を行うようにしているので、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止することが可能となる。これにより、被加工物から高精度のスプライン等を転造することが可能となるものである。
更に、荷重付加装置により強制駆動装置に保持された被加工物に対して引っ張り荷重又は圧縮荷重を付加するので、転造時に被加工物に発生する伸び等に基づく荷重が付加されることはなく、従って、被加工物の曲がり精度、歯スジ精度を向上することが可能となる。
【0058】
また、請求項2に係る転造盤では、各平ダイスによる被加工物の転造時に、強制駆動装置を介して被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ強制的に回転駆動を行うようにしているので、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止することが可能となる。これにより、被加工物から高精度のスプライン等を転造することが可能となるものである。
更に、強制駆動装置における一方の保持部に丸ダイスが付設されているので、中空状の被加工物に対して、その中空外表面には一対の平ダイスにより外歯を形成するとともに、その中空内表面には丸ダイスにより内歯を形成することが可能となる。この結果、薄肉中空体についてその内周面及び外周面に同時に歯溝を転造することが可能となる。
【0059】
更に、請求項3に係る転造盤では、強制駆動装置における一方の保持部に丸ダイスが付設されているので、中空状の被加工物に対して、その中空外表面には一対の平ダイスにより外歯を形成するとともに、その中空内表面には丸ダイスにより内歯を形成することが可能となる。この結果、薄肉中空体についてその内周面及び外周面に同時に歯溝を転造することが可能となる。
【0060】
また、請求項4及び請求項5に係る転造盤では、強制駆動装置を介して、各平ダイスの往動が終了する毎に平ダイスの第1歯数分に対応して被加工物が回転され、また、各平ダイスの復動が終了する毎に平ダイスの第2歯数分に対応して被加工物が回転されるので、各平ダイスの歯が被加工物に対して往動時と復動時で同一の接触関係で接触されることが確実に防止される。これにより平ダイスの歯を被加工物に対して均等に接触されることとなり、歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することが可能となる。
【0061】
更に、請求項6に係る転造盤では、各平ダイスの全体に仕上げ歯が形成されているので、仕上げ歯が被加工物に及ぼす押圧力は均一となり、従って、転造中に被加工物に対して振動、スリップが発生することを防止可能となる。
【0062】
以上の通り本発明は、転造を行う際に被加工物の両端を保持しつつ各平ダイスの移動速度と同期させて被加工物を強制的に回転駆動を行うことにより、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止して高精度のスプライン等を転造することが可能であるとともに、歯スジ精度の向上を図ることが可能な転造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態に係る転造盤の全体を示す全体図である。
【図2】 転造盤のフロントセンターユニットを示す側面図である。
【図3】 中空状被加工物の外周面及び内周面に転造加工する方法を模式的に示す説明図である。
【図4】 平ダイスの往動時及び復動時に被加工物を回転させる状態を模式的に示す説明図である。
【図5】 第2実施形態に係る転造盤の全体を示す全体図である。
【図6】 転造盤のフロントセンターユニットを示す側面図である。
【図7】 棒状被加工物の外周面に転造加工する方法を模式的に示す説明図である。
【図8】 上平ダイス、下平ダイスを模式的に示す端面図及び側面図である。
【符号の説明】
1 転造盤
2 ベース
3 転造加工部
4 フロントセンターユニット
5 リアセンターユニット
6、8 平ダイス
7、9 固定機構
10 サーボモータ
11 センターシャフト
15 サーボモータ
18 シリンダ
19 丸ダイス
21 ボールネジ
22 サーボモータ
23 センターシャフト
24 ローリングセンター部材
25 シリンダ
26 シリンダ
27 中空状被加工物
28A、28B ギア歯
30 チャック
31 棒状被加工物[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotoflow type or counterflow type rolling machine that rolls splines and the like by moving the flat dies in opposite directions while holding a workpiece between a pair of flat dies. During rolling, each flat die and work piece are rolled during rolling by forcibly rotating the work piece in synchronization with the moving speed of each flat die while holding both ends of the work piece. The present invention relates to a rolling device capable of rolling high-precision screws, gears, worms, splines, serrations, etc. by preventing vibrations, slips, etc. of the workpiece generated between the two.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various rolling devices for rolling screws and the like have been proposed.For example, while holding a workpiece between a pair of flat dies, the flat dies are moved in opposite directions to each other. In a rolling apparatus that performs rolling, a supporting device that rotatably supports both ends of a workpiece is attached. However, such a supporting device moves each flat die to roll screws and the like. It is common to act to support the workpiece passively.
[0003]
In the rolling machine, a flat die in which a biting tooth group having a biting gradient is formed on both sides of the finished tooth group is generally used. In this type of flat die, a thread groove is formed in the workpiece by the finished tooth group while the workpiece is bitten and held via the biting tooth group during the movement.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional rolling machine, the holding device that holds both ends of the workpiece during rolling of a screw or the like by a flat die is merely a driven action that rotatably holds both ends of the workpiece. I can't do it. Therefore, severe vibrations, slips and the like generated on the workpiece during rolling cannot be suppressed, and higher precision screws, gears, and the like cannot be rolled.
[0005]
In addition, since the flat dies used in conventional rolling machines are formed with biting tooth groups on both sides of the finished tooth group, the flat dies are used when the biting tooth group bites the work piece. An imbalance occurs between the pressing force applied to the workpiece and the pressing force applied to the workpiece by the finish teeth, and the workpiece is subject to severe vibration and slip due to the imbalance of the pressing force. Will be worsened.
[0006]
Furthermore, when rolling splines and the like from a workpiece, it is necessary to bring the teeth of a flat die into contact with the workpiece evenly in order to improve the tooth line accuracy. In this case, the teeth of each flat die are always in contact with the work piece with the same contact position relationship, and this cannot uniformly correct the error of the tooth streak accuracy and improve the tooth streak accuracy.
[0007]
In this regard, Japanese Patent Laid-Open No. 58-157541 discloses a pair of flat dies having bite teeth on both sides of a finished tooth group, which are reciprocated once or a plurality of times, and each die is dead after each reciprocation. A rolling process method is described in which when the point is reached, the distance between the two dies is gradually reduced each time, and the processing amount for the workpiece is increased each time the dies are moved. However, in such a rolling method, the amount of work on the work piece is increased at the dead center of the reciprocation of each die, but the contact position relationship between the die teeth group and the work piece is the same as that at the time of forward movement. It is the same when moving. Therefore, the tooth streak accuracy cannot be improved by uniformly correcting the tooth streak accuracy error even by the rolling method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-157541.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and forcibly causes the workpiece to be synchronized with the moving speed of each flat die while holding both ends of the workpiece when rolling. It is possible to roll high-precision splines and the like by preventing the workpiece vibration and slip generated between the flat dies and the workpiece during rolling. It is another object of the present invention to provide a rolling device capable of improving the tooth line accuracy.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the rolling machine according to
In addition, a tensile load or a compressive load is applied to the work piece held in the forced drive device by the load applying device, so that a load based on the elongation generated on the work piece during rolling is not added. Therefore, it is possible to improve the bending accuracy and the tooth stripe accuracy of the workpiece.
[0010]
The rolling machine according to
In addition, since a round die is attached to one holding portion in the forced drive device, external teeth are formed on the hollow outer surface of the hollow workpiece by a pair of flat dies, and the hollow Internal teeth can be formed on the inner surface by a round die. As a result, it is possible to simultaneously roll tooth spaces on the inner and outer peripheral surfaces of the thin hollow body.
[0011]
Furthermore, the rolling machine according to claim 3 is:Claim 1In this rolling machine, the forced drive device has a pair of holding portions for holding both ends of the workpiece, and at least one holding portion is provided with a round die. In the rolling machine according to claim 3, since the round die is attached to one holding portion in the forced drive device, the hollow outer surface of the hollow work piece is externally connected by a pair of flat dies. In addition, inner teeth can be formed on the hollow inner surface by a round die. As a result, it is possible to simultaneously roll tooth spaces on the inner and outer peripheral surfaces of the thin hollow body.
[0012]
Further, the rolling machine according to
[0013]
Further, a rolling machine according to a sixth aspect is the rolling machine according to the fifth aspect, wherein each flat die is formed with finishing teeth on the whole. Thus, in the rolling machine according to
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a rolling machine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings based on an embodiment of the present invention. First, the rolling machine according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall view showing the entire rolling machine according to the first embodiment, FIG. 2 is a side view showing a front center unit of the rolling machine, and FIG. 3 is an outer peripheral surface and an inner surface of a hollow workpiece. FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a state in which the workpiece is rotated during forward and backward movement of the flat die.
[0015]
In FIG. 1 and FIG. 2, the rolling
[0016]
Here, as shown in FIG. 8, the upper
[0017]
In the above example, the
[0018]
Further, in the
[0019]
A
[0020]
The upper unit U1 including the
[0021]
Further, the upper unit U3 in the
[0022]
Next, the operation of the rolling
[0023]
In order to perform the rolling process on the
[0024]
As described above, after the
[0025]
Thus, after rolling the
[0026]
Here, as described above, when the rolling process is performed on the outer peripheral surface of the
[0027]
In FIG. 4, first, when the lower
[0028]
After the
[0029]
When the backward movement of the lower
[0030]
After the
[0031]
When the backward movement of the lower
[0032]
As is apparent from the above, in the rolling method according to the first embodiment, the
[0033]
Further, as described above, the
[0034]
In the rolling processing method, the
[0035]
As described above in detail, in the rolling
[0036]
The
[0037]
Further, since the round die 19 is attached to the end of the
[0038]
Further, in the rolling method performed by the rolling
[0039]
Furthermore, the
[0040]
Next, the rolling machine according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is an overall view showing the entire rolling machine according to the second embodiment, FIG. 6 is a side view showing the front center unit of the rolling machine, and FIG. 7 is rolled on the outer peripheral surface of the rod-like workpiece. It is explanatory drawing which shows the method to process typically. The rolling machine according to the second embodiment has basically the same configuration as the rolling
[0041]
5 and 6, the rolling
[0042]
Further, in the
[0043]
A
[0044]
The upper unit U1 including the
[0045]
A
[0046]
Next, the operation of the rolling
[0047]
In order to perform the rolling process on the
[0048]
As described above, after the
[0049]
Thus, after rolling the
[0050]
Here, in the rolling method, the same method as that described in the first embodiment with reference to FIG. 4 is used, and each time the
[0051]
Further, in the rolling method, as in the case of the first embodiment, the
[0052]
As described above in detail, in the rolling
[0053]
Further, a tensile load is applied to the
[0054]
Further, as in the case of the first embodiment, in the rolling method performed by the rolling
[0055]
Furthermore, the
[0056]
The present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, in the rolling machine according to the first aspect, at the time of rolling a workpiece by each flat die, both ends of the workpiece are held via a forced drive device and synchronized with the moving speed of each flat die. Since the rotation drive is forcibly performed, it is possible to prevent vibrations, slips, and the like of the workpiece that occur between each flat die and the workpiece during rolling. Thereby, it becomes possible to roll a high-precision spline or the like from the workpiece.
Furthermore, since a tensile load or a compressive load is applied to the work piece held by the force drive device by the load applying device, a load based on the elongation generated on the work piece during rolling is not added. Therefore, it is possible to improve the bending accuracy and the tooth stripe accuracy of the workpiece.
[0058]
In the rolling machine according to
Further, since a round die is attached to one holding portion in the forced drive device, external teeth are formed on the hollow outer surface of the hollow workpiece by a pair of flat dies, and the hollow Internal teeth can be formed on the inner surface by a round die. As a result, it is possible to simultaneously roll tooth spaces on the inner and outer peripheral surfaces of the thin hollow body.
[0059]
Further, in the rolling machine according to claim 3, since one holding portion in the forced drive device is provided with a round die, a pair of flat dies are provided on the hollow outer surface of the hollow workpiece. Thus, the outer teeth can be formed, and the inner teeth can be formed on the hollow inner surface by a round die. As a result, it is possible to simultaneously roll tooth spaces on the inner and outer peripheral surfaces of the thin hollow body.
[0060]
Further, in the rolling machine according to
[0061]
Further, in the rolling machine according to
[0062]
As described above, the present invention forcibly rotates the work piece in synchronization with the moving speed of each flat die while holding both ends of the work piece during rolling, thereby performing the rolling operation. It is possible to roll a high-precision spline and the like while preventing vibrations and slips of the work piece generated between each flat die and the work piece, and to improve the tooth line accuracy. Possible rolling devices can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing an entire rolling machine according to a first embodiment.
FIG. 2 is a side view showing a front center unit of a rolling machine.
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a method of rolling the outer peripheral surface and inner peripheral surface of a hollow workpiece.
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a state in which a workpiece is rotated during forward and backward movement of a flat die.
FIG. 5 is an overall view showing an entire rolling machine according to a second embodiment.
FIG. 6 is a side view showing a front center unit of a rolling machine.
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a method for rolling the outer peripheral surface of a rod-like workpiece.
FIG. 8 is an end view and a side view schematically showing an upper flat die and a lower flat die.
[Explanation of symbols]
1 Rolling machine
2 base
3 Rolling section
4 Front center unit
5 Rear center unit
6,8 flat dies
7, 9 Fixing mechanism
10 Servo motor
11 Center shaft
15 Servo motor
18 cylinders
19 round dice
21 Ball screw
22 Servo motor
23 Center shaft
24 Rolling center member
25 cylinders
26 cylinders
27 Hollow workpiece
28A, 28B gear teeth
30 chuck
31 Rod workpiece
Claims (6)
前記被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ被加工物を強制的に回転させる回転駆動を行う強制駆動装置と、
前記強制駆動装置に保持された被加工物に対して引っ張り荷重又は圧縮荷重を付加する荷重付加装置と、を備えたことを特徴とする転造盤。In a rolling machine that rolls splines and the like by moving the flat dies in opposite directions while holding the workpiece between a pair of flat dies,
A forced drive device that holds both ends of the workpiece and performs a rotational drive for forcibly rotating the workpiece while synchronizing with the moving speed of each flat die ;
A rolling machine , comprising: a load applying device that applies a tensile load or a compressive load to the workpiece held by the forced drive device .
前記被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ被加工物を強制的に回転させる回転駆動を行う強制駆動装置を備え、A forcible drive device that holds both ends of the workpiece and performs rotation driving to forcibly rotate the workpiece while synchronizing with the moving speed of each flat die,
前記強制駆動装置は被加工物の両端を保持する一対の保持部を有し、少なくとも一方の保持部には丸ダイスが付設されていることを特徴とする転造盤。The forced drive device has a pair of holding portions for holding both ends of a workpiece, and a rolling die is attached to at least one holding portion.
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