JP4518635B2 - スピニング加工におけるスクラップの排出方法とスクラップの排出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はスピニング加工におけるスクラップの排出方法とスクラップの排出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
金属製の管における管端部に任意形状の縮径部を形成するスピニング加工において、その縮径した端部の板厚や形状の精度を確保するために、端部を、製品の管端よりも長くスピニング加工で縮径し、その縮径部の管端から一定長さの内側においてその管を切断して製品を得る場合がある。特に、管軸に対して偏芯したり傾斜する縮径部をスピニング加工で形成する場合においては、管端形状が不安定になりがちであるため、前記のような管端部の切断を行う必要がある。
【0003】
前記のような切断作業を、スピニング加工終了後に縮径された管をスピニング加工装置から取り出して、スピニング加工とは別の切断装置にて切断するようにすると、切断装置での管の着脱のタイムロスや工数ロスが発生し、更には、スピニング加工装置と切断装置を別置きすることにより費用が嵩んだり、設置スペースを広く必要とする問題がある。そのため、量産設備においては、できれば、スピニング加工装置に切断装置を組み込んで、スピニング加工直後に、管のクランプ状態を維持したままで管の切断作業をしたいというニーズがある。
【0004】
そこで、スピニング加工装置におけるローラ付近に切断用丸刃カッターを配置して、スピニングローラによるスピニング加工が終了した後にスピニングローラが管から離反するとともに丸刃カッターが管に近接して管の切断加工をする機構が各種想定される。例えばローラヘッドにスピニングローラとともに丸刃カッターも装備したり、ロールヘッドと隣接して丸刃カッター式切断装置を装備するなどの方法が考えられる。
【0005】
しかし、どのような切断機構においても、丸刃カッターによって切除されたスクラップ(リング状の管端)は保持されていないため、このスクラップが丸刃カッターの回転によって飛ばされて、機械各部に当って損傷を与えたり、管(ワーク)を傷つけたりする虞れがある。
【0006】
これを防止するためには、前記のスクラップを切断時に保持する必要があり、このように切断時にスクラップを保持する方法として、例えば特開平4−294922号公報に提案されているような、管内に、その切断部付近の内面に密着する太さの芯金を挿入しておき、丸刃カッターによって管を、薄皮一枚を残して環状の切り込みを入れて、この丸刃カッターによる切断時にはスクラップが飛ばないように芯金で保持し、次で管を、その軸方向に引っ張って切断する方法がある。これを第1の従来の技術とする。
【0007】
また、特開昭60−20898号公報に提案されているように、スピニング加工用のマンドレルの一部を環状に切り欠いてそこに弾性体を埋め込み、管の切断時にカッターが前記弾性体に入り込むようにして、カッターによる管の完全な切断と、マンドレルによるスクラップの保持を両立させることも考えられる。これを第2の従来の技術とする。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
前記第1の従来の技術の方法によると、管を切断するために、丸刃カッターにより管に薄皮を一枚残して切り込みを入れる装置と、これとは別に管を引っ張って切断する引っ張り装置が必要となり、設備のコストが嵩むとともに設置スペース上の問題がある。
【0009】
また、前記第2の従来の技術においては、スピニング加工時において、スピニングローラにて加圧された管材が弾性体内に入り込んでしまい、所望の管端形状が得られないという問題がある。
【0010】
そこで本発明は、前記従来の問題を解決して、切断後の管のスクラップを飛ばないように確実に保持して管から離間し、所定の位置で排出できるスピニング加工におけるスクラップの排出方法とスクラップの排出装置を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項1記載の第1の発明は、マンドレル内にガイド棒を摺動可能に備え、該マンドレルとガイド棒を金属管からなるワークの端部内に挿入してそのワークの端部をスピニングローラで縮径加工し、その後、前記縮径加工された縮径部からマンドレルのみ退出させ、前記ガイド棒が前記縮径部内に残存した状態で縮径部の端部を切断して、その切断されたスクラップをガイド棒に係止させ、その後、ガイド棒を後退させてこれに係止したスクラップを縮径部より離間させ、更に、スクラップが払い落とし手段に当接してガイド棒より落下する位置までガイド棒を後退させることを特徴とするスピニング加工におけるスクラップの排出方法である。
【0012】
請求項2記載の第2の発明は、金属管からなるワークの端部を縮径加工するスピニングローラと、該スピニングローラ付近に備えられてこのスピニングローラにより縮径された縮径部の端部を切断するカッターと、先部が前記ワークの縮径部内に進入したり縮径部から退出するように進退可能に備えたマンドレルと、該マンドレル内に摺動可能に配置されてマンドレルの先部から突出するように進退可能に備えられたガイド棒と、該ガイド棒の後退により、該ガイド棒に係止したスクラップを払い落とす払い落とし手段とを有することを特徴とするスピニング加工におけるスクラップの排出装置である。
【0013】
請求項3記載の第3の発明は、前記第2の発明において、前記のワークを保持する部材を、これに保持されたワークの軸芯が変位するように変位可能に備えたスピニング加工におけるスクラップの排出装置である。
【0014】
請求項4記載の第4の発明は、前記第2又は第3の発明において、前記払い落とし手段を、マンドレルの先端面としたスピニング加工におけるスクラップの排出装置である。
【0015】
請求項5記載の第5の発明は、クランプ装置に保持されたワークの一端部側に、回転するロールヘッドを配設し、該ロールヘッドに、該ロールヘッドの回転によって前記ワークの一端部を縮径加工するスピニングローラと、該スピニングローラにより縮径された縮径部の端部を切断するカッターを設け、ロールヘッドの回転軸芯部に、先部が前記ワークの縮径部内に進入したり縮径部から退出するようにマンドレルを進退可能に設け、該マンドレル内にガイド棒を摺動可能に配置するとともに、該ガイド棒を、その先部が前記マンドレルの先部から突出するように進退可能に備え、更に該ガイド棒の後退により、該ガイド棒に係止したスクラップを払い落とす払い落とし手段を設けたことを特徴とするスピニング加工におけるスクラップの排出装置である。
【0016】
請求項6記載の第6の発明は、前記第5の発明において、前記クランプ装置を、これに保持されたワークの軸芯が、前記ロールヘッドの回転軸芯に対して偏芯或いは傾斜するように変位可能に備えたスピニング加工におけるスクラップ排出装置である。
【0017】
請求項7記載の第7の発明は、前記第5又は第6の発明において、前記払い落とし手段を、マンドレルの先端面としたスピニング加工におけるスクラップの排出装置である。
【0018】
【発明の実施の形態】
図に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【0019】
図1及び図2は本発明を備えたスピニング加工装置の一例を示すもので、先ず、このスピニング加工装置について説明する。
【0020】
ベース1上には、一方に位置してワーククランプ部2が、他方に位置してロールヘッド駆動部3が配置されている。
【0021】
前記ワーククランプ部2において、ベース1上には2条のレール4が配置されている(この方向をY方向とし、そのレール4を以下Y方向レール4という)。該Y方向レール4上にはテーブル5がY方向に往復移動可能に載置されている。ベース1上にはY方向に第1ボールスプライン軸6が配置され、該第1ボールスプライン軸6は駆動手段である第1モータ7により正逆回転されるようになっている。更に第1ボールスプライン軸6には前記テーブル5の下面に設けたボス(図示せず)が螺合され、第1ボールスプライン軸6の正逆回転によりテーブル5がY方向に往復移動するようになっている。
【0022】
前記テーブル5上には駆動手段である第2モータ8と、該第2モータ8によりギヤボックス9内のギヤを介して平面回転する回転駆動軸10が備えられている。クランプ装置11は、2分割された下クランプ12と上クランプ13を有し、その下クランプ12に前記回転駆動軸10が固着され、回転駆動軸10の正逆回転によりクランプ装置11の全体が鉛直軸Z(これをZ軸とする)を中心として正逆回転するようになっている。クランプ装置11の上クランプ13は油圧シリンダ等の駆動手段14により昇降するようになっており、該上クランプ13の下降によりその半円状のクランプ面13aと前記下クランプ12の半円状のクランプ面12aとによりワークを挟持し、上クランプ13の上昇によりワーク55を外すことができるようになっている。また、上下のクランプ面12a,13aで形成される環状のクランプ面の軸芯(ワークの軸芯)X1 は、所定の高さにおいて水平方向におかれるようになっている。
【0023】
次にロールヘッド駆動部3について説明する。
【0024】
前記ベース1上には前記Y方向レール4と直交する方向X(この方向をX方向という)にレール15(以下X方向レール15という)が配置されている。該X方向レール15上にはケース16がX方向に往復移動可能に載置されている。更に、ベース1上には、X方向に第2ボールスプライン軸17が配置され、該第2ボールスプライン軸17は駆動手段である第3モータ18により正逆回転されるようになっている。更に、該第2ボールスプライン軸17には前記ケース16の下面に設けたボス19が螺合されており、前記第3モータ18の正逆回転によりケース16がX方向に往復移動するようになっている。
【0025】
前記ケース16には中空状の主軸20が、その軸芯X2 を前記クランプ装置11のクランプ軸芯X1 と同じ高さにしてX方向に水平状態に配置されているとともにベアリング21,22により回転可能に支持されている。該主軸20は、回転駆動手段である第4モータ23により、プーリ24,ベルト25,プーリ26を介して一方向に回転されるようになっている。該主軸20における前記ワーククランプ部2部側にはロールヘッド27が固着され、主軸20の回転によりロールヘッド27が主軸20の軸芯X2 を中心として回転するようになっている。
【0026】
前記ロールヘッド27における前記ワーククランプ部2側にはスピニングローラ28が配置されており、該スピニングローラ28は、その支軸29を中心として回転(自転)可能に備えられている。該支軸29は支持部材30に支持され、該支持部材30はロールヘッド27に、前記軸芯X2 と直交する半径方向(放射方向)に移動可能に備えられているとともに、半径方向駆動手段31によって前記半径方向に移動するようになっている。更に、前記スピニングローラ28は、図3に示すように、軸芯X2 を中心とする周方向に略180°離れた位置に2個配置されている。
【0027】
前記ロールヘッド27における前記ワーククランプ部2側にはカッター32が配置されており、該カッター32は、その支軸33を中心として回転(自転)可能に備えられている。該支軸33は支持部材34に回転可能に支持されている。該支持部材34はロールヘッド27に、前記軸芯X2 と直交する半径方向(放射方向)に移動可能に備えられているとともに、半径方向駆動手段35によって前記半径方向に移動するようになっている。更に、前記カッター32は、図3に示すように、軸芯X2 を中心とする周方向に略180°離れ、かつ前記両スピニングローラ28間に位置して2個配置されている。
【0028】
前記実施例においては、スピニングローラ28を2個、カッター32を2個配置したが、これらは1個ずつでもよく、所望数設けるものである。
【0029】
前記主軸20及びロールヘッド27の軸芯部には、軸方向への貫通穴36が形成され、該貫通穴36内にマンドレル(芯金)38がベアリング39を介して軸方向へ進退可能に貫通配置されている。該マンドレル38の軸芯は前記ロールヘッド27の軸芯X2と同軸上におかれている。
【0030】
前記マンドレル38の構成とその駆動機構について図1及び図4により詳述する。
【0031】
マンドレル38におけるマンドレル部40は円筒形に形成され、その直径R1 は、後述するワークの縮径部における仕上げ内径と略同径に設定されている。マンドレル部40の後端には支持パイプ41が、マンドレル部40と同軸に固定連結されている。
【0032】
前記ベース1上に立設された固定板42にはマンドレル用のシリンダー43が、前記支持パイプ41と同軸に配置固定されており、該シリンダー43内を前記支持パイプ41が貫通している。該支持パイプ41には、前記シリンダー43内においてピストン44が形成され、該ピストン44によってシリンダー43内が第1室45と第2室46に区画されている。このシリンダー43内とピストン44により、マンドレル駆動手段47を構成している。
【0033】
前記支持パイプ41の後端にはガイド棒用のシリンダー48が固設されている。
【0034】
前記マンドレル部40及び支持パイプ41内には、これらを貫通してガイド棒49が、軸方向に摺動可能に設けられており、該ガイド棒49の軸芯がマンドレル部40及び支持パイプ41と同軸上におかれている。該ガイド棒49の後端には、前記シリンダー48内に位置してピストン50が固設され、該ピストン50によってシリンダー48内が第1室51と第2室52に区画されている。このシリンダー48とピストン50により、ガイド棒駆動手段53を構成している。
【0035】
次に前記の装置によるスピニング加工及びワークの切断処理の第1例を図5乃至図9によって説明する。
【0036】
先ず、金属管からなるワーク55の素管を図5に示すように、クランプ装置11の上下のクランプ12,13で挟持して固定する。このとき、ワーク55の素管を、その管軸X1 が、ロールヘッド27の軸芯、すなわち、マンドレル38の軸芯X2 と同軸になるように配置する。
【0037】
また、スピニングローラ28によるスピニング加工前の状態では、マンドレル駆動手段47におけるシリンダー43の第2室46内に加圧流体を導入してマンドレル38のマンドレル部40を図5に示すようにワーク55より離れた位置に待機させる。
【0038】
また、カッター32を、半径方向駆動手段35によって、ワーク55の素管の外径より外側へ退避させておく。
【0039】
次で、第4モータ23を駆動してロールヘッド27を一方向へ回転させ、スピニングローラ28を、軸芯X2 の周りに回転(公転)させる。この回転とともに、第3モータ18を正逆回転してケース16をX方向に往復移動させ、スピニングローラ28を軸芯X1 ,X2 に沿って図5のA−B方向へ進退移動させる。更に、半径方向駆動手段31によってスピニングローラ28を軸芯X2 と直交する半径方向(放射方向)である図5のC−D方向へ往復移動させる。これにより、ワーク55の端部外周面をスピニングローラ28が、その支軸29を中心として回転(自転)しながら軸芯X1 を中心として軸芯X1 の周りに回転(公転)し、ワーク55の端部外周面を内側へ押圧して、該ワーク55の端部を、図5の鎖線の素管形状から実線で示すように縮径する。なお、前記スピニング加工は、前記A方向の1回の移動とC方向の1回の移動で所定径に縮径してもよく、またA−B方向の複数回の往復移動とC−D方向の複数回の往復移動で所定径に縮径してもよい。なお、前記図5に示す段階でのワーク55の縮径加工は、その縮管内径が、仕上げ縮径加工の段階での縮管内径よりも若干大径になるようにして、粗縮径部55aを形成するようにする。
【0040】
次で、ガイド棒49の先端をマンドレル部40の先端部と略同一位置においた状態、すなわち、ガイド棒49の没入状態において、シリンダー43の第1室45内に圧力流体を導入してマンドレル38及びガイド棒49を前進させ、図6に示すように、マンドレル部40とガイド棒49を、前記図5で縮径されたワーク55の粗縮径部55a内へ挿入する。そして、この状態で、再度スピニングローラ38を粗縮径部55aの外周に押し付けてスピニング加工を行い、仕上げ縮径加工を行う。このとき、縮径部内にマンドレル部40が配置されているため、このマンドレル部40の外周面に沿って縮径され、内径精度の高い仕上げ状態の縮径部55bが形成される。
【0041】
次で、マンドレル駆動手段47におけるシリンダー43内の第2室46に圧力流体を導入してマンドレル38を後退させ、図7に示すように、マンドレル部40を前記縮径部55bより外側へ退避させると同時に、ガイド棒駆動手段53におけるシリンダ48の第1室51内に圧力流体を導入してガイド棒49を、マンドレル38に相対的に前進させ、図7に示すように、ガイド棒49の先部49aを前記縮径部55b内に残す。
【0042】
次で、スピニングローラ28を、半径方向駆動手段31により半径方向の外側へ退避させるとともに、第3モータ18の駆動によりロールヘッド27をX軸方向に移動して、カッター32を、図7に示すように、前記縮径部55bにおける切断すべき所定の位置、すなわち縮径部55bの管端から所定長さの内側に配置する。そして、第4モータ23によってロールヘッド27を回転するとともに半径方向駆動手段35によってカッター32を半径方向の内側へ移動させて前記縮径部55bに押し付け、縮径部55bの全周に切り目を入れて、図8に示すように、縮径部55bの端部を切断する。このカッター32の切断時には、縮径部55b内にマンドレル38が存在しないため、カッター32による切断が良好かつ確実に行える。
【0043】
前記の切断により分離された環状のスクラップ(管端材)55cは、その自重により落下するが、前記のように縮径部55b、すなわち環状のスクラップ55c内にガイド棒49の先部49aが水平状態で挿入されていることにより、落下したスクラップ55cは図8に示すようにガイド棒49における先部49a上に引っ掛かって係止される。
【0044】
次で、ガイド棒駆動手段53におけるシリンダー48の第2室52に圧力流体を導入してガイド棒49を、スクラップ55cがマンドレル部の40の先端面40aに当ってガイド棒49より落下する位置まで後退させる。図の実施例では図9に示すようにガイド棒49の先端をマンドレル部40に没入させているが、ガイド棒49の先端面40aをマンドレル部40内に没入させることなく、スクラップ55cがガイド棒49から落下する位置であれば、ガイド棒49の先端がマンドレル部40の先端から若干出ていてもよい。
【0045】
前記ガイド棒49の縮径部55bからの水平状態での後退によって、スクラップ55cは、ガイド棒49に保持されて縮径部55bより離間するように搬出され、スクラップ55cがマンドレル部40の先端面40aに当たった位置から更にガイド棒49が後退してマンドレル部40内に没入すると、ガイド棒49がスクラップ55cより抜けて図9に示すようにスクラップ55cがガイド棒49から落下する。このように、この実施例では、マンドレル部40の先端面40aでスクラップ55cを払い落とすため、このマンドレル部40がスクラップの払い落とし手段を兼用している。
【0046】
前記のように落下したスクラップ55cは、図9に示すように、スクラップ55cの落下点にシュート60を設けてスピニング加工装置外へ排出するか作業者による手作業によって排出する。
【0047】
なお、前記マンドレル部40が後退して停止する位置、すなわちスクラップ55cの排出(落下)位置は、図9に示すように、スクラップ55cの落下が退避したスピニングローラ28やカッター32に干渉されないように設定されている。
【0048】
前記のシュート60は、図9に示すように、上方が開口する樋状に形成されて図9の紙面の表裏方向に長く配置されている。更に、該シュート60は図示しない昇降手段により昇降可能に設けられている。
【0049】
そして、前記のようにスクラップ55cが切断されて、そのスクラップ55cがガイド棒49によりワーク55から離間した直後にシュート60がスクラップの落下予定点直下まで上昇して待機し、スクラップ55cが払い落とし手段であるマンドレル部40に当って落下すると、そのスクラップ55cはシュート60内に入って捕獲される。その後、シュート60が下降して所定位置に停止し、手やロボット等でスクラップ55cを取り出す。また、シュート60を排出したい方向が下がるように傾斜させ、スクラップ55cを転動させて排出したい方向の端部から排出してもよい。
【0050】
前記のスクラップ55cの排出後、図9の状態から、クランプ装置11の上クランプ13を上げ、前記の加工されたワーク55を外して、そのワーク55の未加工側端55dをロールヘッド27側に反転させた状態で再びクランプ装置11でクランプし、その未加工部55dを前記と同様にスピニング加工によって縮径するとともにカッター32で切断し、そのスクラップ55cを前記と同様の方法で排出してもよい。
【0051】
この実施例は、いわゆる同軸スピニング加工の場合の例で、縮径部55bが、その軸芯をワーク55の軸芯X1 と同軸にして形成される。
【0052】
また、前記図5乃至図9の実施例では、ワーク55内に内蔵物60を入れた状態で縮径している。この例としては、内容物60を自動車の排気ガス浄化用の触媒担体とし、これに緩衝用マットを巻回してワーク55内に圧入しておいて、ケースの両端部を縮径する場合の適用例である。
【0053】
次に、前記の縮径部55bの軸芯がワーク55の軸芯X1 に対して傾斜する、いわゆる傾斜スピニング加工の場合であって、その傾斜した縮径部55bを前記のように切断し、かつそのスクラップの排出を行う場合の例について、図10乃至図13により説明する。
【0054】
図10は、前記の第1例の縮径加工により形成された縮径部55bを一方に有するワーク55を示し、このワーク55を用いて、そのワーク55の他方に傾斜する縮径部を形成する場合について説明する。
【0055】
先ず、例えば前記図9に示すように形成された、他端が未加工のワークを使用して、これを図10に示すように左右反転して、未加工側端55dをロールヘッド27側に向けて図1及び図2に示すクランプ装置11で保持する。
【0056】
次で、図1に示す第2モータ8を駆動して回転駆動軸10を回転し、クランプ装置11を、鉛直軸Zを中心として所定量回転し、図11に示すように、ワーク55の軸芯X1 をロールヘッド27の軸芯X2 に対して所定の角度θ分傾斜させる。更に、第1モータ7を駆動してクランプ装置11をY方向の一方へ移動し、図11に示すように、クランプ装置11の鉛直軸Zを前記軸芯X2 に対し所定量Y1 だけ偏芯させる。
【0057】
そして、未加工側端55dを、前記のようにスピニングローラ28によるスピニング加工によって縮径する。これにより、図11に示すように、ワーク55の軸芯X1 に対して傾斜した軸芯X2 を有する縮径部55eが形成される。なお、この傾斜した縮径部55eを形成する方法は、本出願人が先に提案した方法(特許第2957154号)を適用することができる。
【0058】
この図11での縮径部55eの成形は、前記図5のように粗縮径部を形成した後、前記のマンドレル38及びガイド棒49を挿入して、前記図6の工程と同様の工程で行う。
【0059】
その後、図12に示すように、前記図7と同様にカッター32によって縮径部55eを切断する。次で前記図8の工程と同様にマンドレル38を後退させた後に図9の工程と同様にガイド棒49を後退させる。これにより、前記と同様にスクラップ55cを排出できる。
【0060】
この図10乃至図12に示すスピニング加工と切断により、図13に示すような、軸芯X2 がワーク55の本体部の軸芯X1 に対して傾斜した縮径部55eが形成される。
【0061】
次に図14に示すように、軸芯X2 がワーク55の軸芯X1 に対して偏芯した縮径部を形成する、いわゆる偏芯スピニング加工の場合について説明する。
【0062】
この場合は、ワーク55の素管を、クランプ装置11で保持するとともに、そのクランプ装置11を、図14に示すように、ワーク55の軸芯X1 がロールヘッド27の軸芯X2 と平行し、かつワーク55の軸芯X1 がロールヘッド27の軸芯X2 に対してY方向へ所定量Y2 だけ偏位するように配置する。この状態で前記と同様にスピニングローラ28によってワーク55の端部をスピニング加工することにより、図14に示すようなワーク55の本体部に対して偏芯した粗縮径部55aを形成できる。なお、この偏芯した粗縮径部55aを形成する方法は、本出願人が先に提案した方法(特許第2957153号)を適用することができる。
【0063】
そして、前記粗縮径部55a内に、前記図6の工程と同様にマンドレル38とガイド棒49を挿入して仕上げ縮径を行い、次で前記図7及び図8の工程と同様にマンドレル38を後退させてカッター32で縮径部55bの端部を切断し、その後前記図9の工程と同様にガイド棒49を後退させてスクラップ55cを排出する。
【0064】
このスピニング加工と切断により図14に示すような偏芯した縮径部が形成される。
【0065】
図15は前記マンドレル38の駆動手段の他の実施例を示す。すなわち、前記マンドレル38における支持パイプ41の後部に部材70を固着し、該部材70に雌ねじ部71を設け、機械等の固定部72に固定したサーボモータ73により正逆回転するボールねじ74を前記雌ねじ部71に螺合し、サーボモータ73によるボールねじ74の正逆回転によりマンドレル38を進退させるようにしたものである。なお、マンドレル38、ガイド棒49およびガイド棒駆動手段53の構造は前記図4に示す実施例と同様であり、ガイド棒駆動手段53のシリンダー48は前記部材70に固着されている。
【0066】
なお、前記実施例においては、クランプ装置11によりワーク55を、その軸芯周りに回転不能に固定し、スピニングローラ28とカッター32を、ワーク55の周囲に公転させてスピニング加工と切断加工を行う例について説明したが、逆にワーク55を、その軸芯周りに回転させ、スピニングローラ28及びカッター32を公転させることなくスピニング加工と切断加工を行うようにしてもよい。この場合には、マンドレル38及びガイド棒49もワーク55ととともにその軸周りに回転させるが、この回転は適宜の駆動源で行ってもよく、また、ワーク55の回転(自転)力によって従動するようにしてもよい。
【0067】
また、前記カッター32は、図に示すような丸刃カッター以外のカッターでもよい。
【0068】
また、前記実施例では、先ずワーク55の端部を粗縮径加工した後に、該粗縮径部内にマンドレル38とガイド棒49を挿入し、その後に仕上げ縮径したが、ワーク55の素管状態の端部にマンドレル38とガイド棒49を挿入し、この状態で粗縮径加工と仕上げ加工を連続して行うようにしてもよい。
【0069】
また、ガイド棒49は、マンドレル38の内面と密着状態で摺動可能に嵌挿してもよく、マンドレル38の内面との間に間隙を有して嵌挿し、この間隙にベアリングを配置して相対的な摺動を円滑にしてもよい。また、ガイド棒49の形状は図の実施例に限定されるものではなく任意の形状でよく、更にそのガイド棒49の材質も任意である。
【0070】
更に、ワーク55の払い落とし手段は、前記の実施例ではマンドレル部40の先端面40aとしたが、これに限るものではなく、該マンドレル部40とは別にストッパ等を設けて、スクラップ55cを係止したガイド棒49が後退した場合に、スクラップ55cがストッパ等に当って落下するようにしてもよい。すなわち、払い落とし手段は、ガイド棒49の後退と相対的に反対方向へスクラップを動かしてガイド棒49から抜くものであればよい。
【0071】
また、ワーク55は、単層管でもよく、多層管でもよい。更に、相互の管の間に隙間を有する多重管でもよい。
【0072】
また、前記各実施例は、自動車用の触媒コンバータケースへの適用例であるが、本発明はこれに限らず、自動車の排気系のマフラー等の部品や、その他の自動車部品、強いては、自動車部品に限らず、あらゆる容器の製造に適用可能である。
【0073】
前記実施例によれば、スピニング加工装置本体の機能を一切阻害することなく、ワークの切断機構とスクラップ排出機構をスピニング加工装置に一体に組み込むことができる。その結果、作業面では、前記従来のように、スピニング加工した後にそのワークを外して別置きの切断装置で切断するものに比べて、切断をするためのワークの脱着、搬送の作業が不要になり、作業コストの低減及び作業時間の短縮を図ることができる。
【0074】
また、ワーク切断機構とスクラップ排出機構をスピニング加工装置と別置きにする必要がないため、別置きにより生じるワークの切断機構とスクラップ排出機構の設置スペースが不要になり、かつ設備コストも低減できる。
【0075】
また、切断されたスクラップはガイド棒に確実に捕捉され、スクラップ飛びがもたらす弊害を確実に防止できる。
【0076】
また、ガイド棒49の後退時期を所望に設定することにより、スクラップの搬出タイミングを所望に設定でき、また、払い落とし手段の位置を所望に設定することにより、スクラップの排出位置を所望に設定できる。
【0077】
更に、ロールヘッド27にスピニングローラ28とカッター32を装備したので、スピニング加工を終了してもロールヘッド27を止めることなく回転させたまま、カッター32を作動してワークの切断作業に移行できる。そのため、ロールヘッド27等の停止、回転に伴うエネルギーロスと時間ロスを排除でき、製造コスト低減及び作業効率の一層の向上を図ることができる。特に長尺なマンドレル38とガイド棒49を、ロールヘッドの回転に追従して回転させる場合には、停止状態から回転させる大きなエネルギーを不要にすることができる。
【0078】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、スピニングローラによって縮径されるワーク端部内に挿入するマンドレルを利用して、このマンドレル内に、スクラップの搬出用のガイド棒を収納したので、スピニングローラとマンドレルによるスピニング加工が、ガイド棒に阻害されることなく行える。
【0079】
また、マンドレルを縮径部より退避させ、ガイド棒を縮径部内に残した状態で縮径部の端部を切断することにより、その切断されたスクラップはガイド棒に係止して保持される。そのため、スクラップが飛んでワークや機械各部に当ってワークや機械部品を損傷させることを防止できる。
【0080】
また、スクラップが係止したガイド棒を後退させることによりスクラップを縮径部より搬出でき、更にガイド棒を後退させることにより、そのスクラップが払い落とし手段によりガイド棒から自重で落下する。そのため、払い落とし手段の位置を所望に設定することにより、スクラップの排出位置を所望に設定できる。
【0081】
また、縮径部の端部を切断してもそのスクラップが飛ばないため、ワークを保持したままの状態でスピニング加工に続いて切断加工が行える。そのため、スピニング加工による縮径後にワークを外して別置きの切断装置で切断するものに比べて、切断のためのワークの着脱や搬送作業が不要になる。このことは、作業コストや作業時間の削減ができる。しかも、切断装置を別置きするものに比べて設備のコストやスペースも低減でき、更に、切断装置への搬送も不要になる。
【0082】
更に、スピニングローラとカッターをロールヘッドに装備することにより、スピニング加工を終了してもロールヘッドを止めることなく回転させたままで切断作業に移行できる。
【0083】
更に、縮管スピニング加工と切断加工を連続して同じ機械で行うことができるので、ワーク取り外しや位置決めに起因するセット誤差が発生せず、切断精度に優れる。特に偏芯や傾斜したワークにおいては、切断の位置決めが困難であるが、本発明によれば、この中間セットによる位置の狂いがないため、セット誤差および形状精度悪化を招かない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における切断機構を含むスピニング加工装置の側断面図。
【図2】図1の平面図。
【図3】本発明におけるロールヘッドに備えられたスピニングローラとカッターの配置状態を示す図。
【図4】本発明におけるマンドレルとガイド棒及びその駆動手段を示す断面図。
【図5】本発明における加工工程を示すもので、縮径加工状態を示す図。
【図6】同じく、マンドレルとガイド棒を縮径部へ挿入した図。
【図7】同じく、マンドレルのみを縮径部より退出させた図。
【図8】同じく、カッターによる切断状態を示す図。
【図9】同じく、ガイド棒を退出させてスクラップを搬出、落下させた図。
【図10】本発明における傾斜した縮径部を形成する別の工程を示すもので、ワークのクランプ状態を示す図。
【図11】同じく、ワークを傾斜させた図。
【図12】同じく、傾斜したワークの縮径加工と切断加工を示す図。
【図13】同じく、傾斜した縮径部が形成されたワークを示す図。
【図14】本発明における偏芯した縮径部を形成する工程を説明する図。
【図15】本発明のマンドレルとガイド棒の駆動手段の他の実施例を示す断面図。
【符号の説明】
11 クランプ装置
27 ロールヘッド
28 スピニングローラ
32 カッター
38 マンドレル
40a 払い落とし手段であるマンドレル部の先端面
49 ガイド棒
55 ワーク
55c スクラップ
X1 ワークの軸芯
X2 ロールヘッドの回転軸芯
Claims (7)
- マンドレル内にガイド棒を摺動可能に備え、該マンドレルとガイド棒を金属管からなるワークの端部内に挿入してそのワークの端部をスピニングローラで縮径加工し、その後、前記縮径加工された縮径部からマンドレルのみ退出させ、前記ガイド棒が前記縮径部内に残存した状態で縮径部の端部を切断して、その切断されたスクラップをガイド棒に係止させ、その後、ガイド棒を後退させてこれに係止したスクラップを縮径部より離間させ、更に、スクラップが払い落とし手段に当接してガイド棒より落下する位置までガイド棒を後退させることを特徴とするスピニング加工におけるスクラップの排出方法。
- 金属管からなるワークの端部を縮径加工するスピニングローラと、該スピニングローラ付近に備えられてこのスピニングローラにより縮径された縮径部の端部を切断するカッターと、先部が前記ワークの縮径部内に進入したり縮径部から退出するように進退可能に備えたマンドレルと、該マンドレル内に摺動可能に配置されてマンドレルの先部から突出するように進退可能に備えられたガイド棒と、該ガイド棒の後退により、該ガイド棒に係止したスクラップを払い落とす払い落とし手段とを有することを特徴とするスピニング加工におけるスクラップの排出装置。
- 前記のワークを保持する部材を、これに保持されたワークの軸芯が変位するように変位可能に備えた請求項2記載のスピニング加工におけるスクラップの排出装置。
- 前記払い落とし手段を、マンドレルの先端面とした請求項2又は3記載のスピニング加工におけるスクラップの排出装置。
- クランプ装置に保持されたワークの一端部側に、回転するロールヘッドを配設し、該ロールヘッドに、該ロールヘッドの回転によって前記ワークの一端部を縮径加工するスピニングローラと、該スピニングローラにより縮径された縮径部の端部を切断するカッターを設け、ロールヘッドの回転軸芯部に、先部が前記ワークの縮径部内に進入したり縮径部から退出するようにマンドレルを進退可能に設け、該マンドレル内にガイド棒を摺動可能に配置するとともに、該ガイド棒を、その先部が前記マンドレルの先部から突出するように進退可能に備え、更に該ガイド棒の後退により、該ガイド棒に係止したスクラップを払い落とす払い落とし手段を設けたことを特徴とするスピニング加工におけるスクラップの排出装置。
- 前記クランプ装置を、これに保持されたワークの軸芯が、前記ロールヘッドの回転軸芯に対して偏芯或いは傾斜するように変位可能に備えた請求項5記載のスピニング加工におけるスクラップ排出装置。
- 前記払い落とし手段を、マンドレルの先端面とした請求項5又は6記載のスピニング加工におけるスクラップの排出装置。
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