JP4518635B2

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

Info

Publication number: JP4518635B2
Application number: JP2000201824A
Authority: JP
Inventors: 真一吉岡
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2020-07-04
Also published as: JP2002018635A

Description

【０００１】
【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Ｘ_２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

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。