JP4119811B2

JP4119811B2 - 筒状素材の塑性加工方法

Info

Publication number: JP4119811B2
Application number: JP2003293982A
Authority: JP
Inventors: 宏小島
Original assignee: 宏小島
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2023-07-10
Also published as: JP2005028445A

Description

本発明は、筒状素材の塑性加工方法に関し、特に、アルミ・ステンレス等の非磁性体からなる筒状素材からボンベなどを塑性加工によって成型する際に、内面の精度（品質）を向上させることのできる筒状素材の塑性加工方法に関するものである。

従来の非磁性体からなる筒状素材からボンベなどを製作するには、プレス加工や溶接を利用して製作する他、図４に示す如くスピニングマシン２０などによる塑性加工が用いられている。

このような成形加工を行う場合、例えば、ワーク固定装置２２にシリンダなどの押圧手段で固定された筒状素材Ｗに対し、主軸２３の先端に取り付けた工具取付台２１の加工工具であるローラＲを主軸２２の半径方向に移動させながら、主軸２２を加工工具とともに回転させ、移行手段２４によって、主軸と平行移動をさせつつ加工するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−０３００１８号公報

発明が解決しようとする課題

上記従来の非磁性体の塑性加工方法では、絞りローラ部の押圧の際に、素材の内部を拘束するものがないため、図５に示す如く、加工後製品Ｗ１の縮管部分の内面Ｆ部分にシワＳが発生し、内面の仕上げ精度（品質）を確保することができないという問題点があった。

本発明は、上記従来の非磁性体の塑性加工方法の有する問題点を解決し、内面の仕上げ精度を向上させ、最終製品の品質を確保することができる非磁性体の塑性加工方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の非磁性体の塑性加工方法は、筒状素材の塑性加工方法であって、素材内部に１個以上の球体状の磁性転動体を配置するとともに、所定の磁力を有する絞りローラ部を外方から筒状素材表面に当接し、該絞りローラ部の発生する磁界によって前記磁性転動体を筒状素材の内側面に当接させながら、素材と前記絞りローラ部を相対的に回転せしめ、素材を塑性加工することを特徴とする。

上記の構成からなる本発明の非磁性体の塑性加工方法は、塑性加工によっては内面にシワなどの発生が起こりやすい非磁性体からなる筒状素材の塑性加工において内面の仕上げ精度を十分に確保することができる。

また、この場合において、縮管済みの筒状素材の内面を球体状の磁性転動体によって仕上げ加工することもできる。

これにより、別工程で加工した半製品の筒状素材の内面のみを仕上げ加工するのでその加工時間は短時間で済ませることができる。

以下、本発明の非磁性体の塑性加工方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の非磁性体の塑性加工方法を説明する
従来例と同様の構成については同様の符号を付し説明を省略する。

図１（ａ）は従来と同様のスピニングマシン１に非磁性体の有底の筒状素材Ｗを固定し、内部に磁性転動体２を外部には絞りローラ部３を配備する。
磁性転動体２は、絞りローラ部３に対応する位置に配備するものである。

絞りローラ部３にはローラ全体に強力な磁力を帯びさせるように、内部に十分な磁力線、コイルを配備し、適宜外部装置からの電力の供給によって磁力を発生させるように構成する。

また、磁性転動体２は、球体で、一定の重量を有する磁性体からなり、筒状素材Ｗの外部に配備した絞りローラ部３と該絞りローラ部３から発生する磁力によって磁性転動体２を励磁せしめ、磁性転動体２を筒状素材Ｗの内面に当接させて、磁性転動体２と絞りローラ部３とによって筒状素材Ｗを挟み込む様に構成する。

磁性転動体２は、加工開始前に相対する絞りローラ部３の近傍に手動若しくは適宜自動装置（図示しない）によって配備するものである。

上記構成において、素材ＷをマンドレルＭに固定し、素材Ｗと絞りローラ部３を相対的に回転させるとともに、絞りローラ部３を素材Ｗに押圧せしめつつ絞りローラ部３を管端に向かって移行させ（素材Ｗと絞りローラ部３とを相対的に素材Ｗの軸方向に移行させる。）絞り加工を施し、素材Ｗの管端を縮管せしめるものである。

この際、素材Ｗの内部に配備した磁性転動体２は、その回転速度や絞りローラ部３が発生する磁力によって変動するものの、素材Ｗの内部に当接して絞りローラ部３の相対的な回転に伴い回転する場合と、絞りローラ部３の相対的な回転に追随しないまでも、絞りローラ部３の位置に合わせて素材Ｗの内部に当接して回転するもので、いずれにせよ素材Ｗの内部において、シワの発生を防止しつつ、素材Ｗの内部を移行する（図１（ａ）乃至（ｃ）参照）。

図３は上述したように絞りローラ部３をＸ−Ｙ制御する場合と異なり、旋回中心Ｏを中心として絞りローラ部３を旋回させて絞り加工を行う例を示す。

１１は、絞りローラ部３を取り付けるローラ取付台１２を備えるスライド台を示し、Ｏ点を中心に、台座１０上を回動自在に摺動するように取り付けてなる。
スライド台１１の旋回には、モータ・シリンダ等の駆動装置からなる旋回手段（図示しない）を利用して行うものである。

台座１０には、絞りローラ部３を図３（ａ）の実線の位置まで移動させる移動手段（図示しない）によって移動するように構成する。

上記構成において、素材Ｗをマンドレルに固定し、素材Ｗを適宜手段で回転させ、台座１０を移行手段によって移行させることによって、絞りローラ部３を素材Ｗに押圧せしめ（絞りローラ部３を図３（ａ）の実線の位置）、次いでスライド台１１を旋回手段によって旋回中心Ｏを中心に旋回させて絞りローラ部３を図４（ａ）の一点波線の位置まで移動させる。

この際、素材Ｗ内には上述した場合と同様、磁性転動体２を配備し、素材Ｗの内部において、内面のシワの発生を防止しつつ、素材Ｗの内部を移行するとともに、素材Ｗの管端を縮管せしめるものである。

なお、ローラ取付台１２の位置を旋回中心Ｏから任意の位置に移動させることによって縮管の半径を任意に変更することができることは言うまでもない。

また、図４は、縮管済みの筒状素材の（ボンベ形状の）半製品Ｗ’の内面を仕上げる例を示し、別工程のスピニングマシンで絞り加工された半製品Ｗ’を本発明の塑性加工方法によって内面の精度を向上させるものである。

図例では、有底状の非磁性体の半製品Ｗ’で、管径３００ｍｍ、縮管された部分の最小系が６０ｍｍの例を示す。

これに、磁性転動体２を絞りローラ部３（図例では１個）の数に応じて管端より侵入させる。
磁性転動体２の径は上述した場合と同様に求められる。

上記構成において、図例では半製品Ｗ’を固定するマンドレルＭをモータなどの適宜手段によって回転せしめ、絞りローラ部３を半製品Ｗ’の外径に沿ってＸ−Ｙ移行させ、半製品Ｗ’の内部に配備した磁性転動体２が絞りローラ部３の磁力によって半製品Ｗ’の内面に当接し、図４（ｂ）に示す如く内面に生じたシワを塑性変形させて仕上げるものである。

以上、本発明の非磁性体の塑性加工方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において例えば、素材を固定し、従来例の如く絞りローラ部側を回転させる構成など、適宜その構成を変更することができるものである。

発明の効果

以上の如く、本発明の非磁性体の塑性加工方法によれば、ボンベなどの管端部分の塑性加工において、通常発生する内面のシワを塑性加工によって防止しつつ縮管加工を施すことができる。
この際、筒状素材の内部に配備する磁性体として、一定の重量を有する球体を利用するときは、絞りローラ部を磁力発生用の装置や回路に接続した絞りローラ部に変更するだけで既存設備に置き換えることができる。
また、別工程で加工した半製品の筒状素材の内面のみを仕上げ加工するときは、その仕上げ加工時間は短時間で済ませることができる。

本発明の筒状素材の塑性加工方法を説明する一部断面図である。縮管済みの筒状素材の内面仕上げの工程を説明する断面図である。本発明の別の筒状素材の塑性加工方法を説明する一部断面図である。従来の筒状素材の塑性加工方法を説明する一部断面図である。従来の筒状素材の塑性加工方法によって生じる内面のシワの説明図である。

符号の説明

１スピニングマシン
２磁性転動体
３絞りローラ部
Ｗ筒状素材
Ｗ’ 半製品

Claims

筒状素材の塑性加工方法であって、素材内部に１個以上の球体状の磁性転動体を配置するとともに、所定の磁力を有する絞りローラ部を外方から筒状素材表面に当接し、該絞りローラ部の発生する磁界によって前記磁性転動体を筒状素材の内側面に当接させながら、素材と前記絞りローラ部を相対的に回転せしめ、素材を塑性加工することを特徴とする筒状素材の塑性加工方法。
縮管済みの筒状素材の内面を球体状の磁性転動体によって仕上げ加工することを特徴とする請求項１記載の筒状素材の塑性加工方法。