JP4927600B2 - 軸肥大加工方法 - Google Patents
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Description
本発明は上述の事情に基づいてなされ、その目的とするところは、作業者に熟練度を要求することなく、拡径部の成形加工を容易に実行でき、その生産性の向上を図ることができる軸肥大加工方法を提供することにある。
具体的には、前記拡径プロセスの各段階は、金属棒材の回転回数、前記傾動側の保持体の傾斜角、保持体間の間隔、及び金属棒材の拡径部外径の何れかにて区分されている(請求項2)。
一方、請求項3の軸肥大加工方法は、整形プロセスを実施するにあたり、傾動側の保持体の傾斜が元に戻れた後にあっても、金属棒材の回転を所定の期間に亘って維持するようにしたから、金属棒材の芯振れが低減され、高品質な加工品を得ることができる。
軸肥大加工機は、金属棒材のワークWが配置されるべき基準線Aを有し、この基準線Aは水平に延びている。ここで、ワークWは中実及び中空の何れであっても良い。
基準線A上には、図1でみて左方に駆動側ホルダユニット2aが配置されており、駆動側ホルダユニット2aは支持外筒4を備えている。この支持外筒4はその右端から突出した位置にてブラケット(図示しない)を介して一対の軸6に支持され、これら軸6を中心に上下方向に傾動可能である。
支持外筒4内には基準線Aと同心にて保持内筒12が軸受(図示しない)を介して回転自在に配置され、この保持内筒12の左端部は支持外筒4から突出している。保持内筒12の突出部にはプーリ14が取り付けられており、このプーリ14は伝動ベルトを含む動力伝達経路16を介して電動モータ18に接続されている。それ故、電動モータ18が駆動されたとき、保持内筒12は一方向に回転される。
また、保持内筒12内にはその左端部には駆動側の排出シリンダ22が嵌合して取り付けられている。この排出シリンダ22は保持内筒12の右端側に向けられたピストンロッド(図示しない)を有し、このピストンロッドは抜脱ロッド24に連結されている。この抜脱ロッド24は保持スリーブ20の左端部内に摺動自在に嵌合され、その先端面はワークWが保持スリーブ20内に挿入されたとき、ワークWの一端を所定位置にて受け止めるバッキング面を形成する。しかしながら、排出シリンダ22のピストンロッドが伸長されたとき、抜脱ロッド24は保持スリーブ20内をその右端側に向けて移動し、保持スリーブ20内に挿入されたワークWを保持スリーブ20から押し出すことができる。
一方、図1でみて、駆動側ホルダユニット2aの右方にはこのユニット2aと対をなす従動側ホルダユニット2bが配置されている。この従動側ホルダユニット2bはユニット2aの構成要素と左右対称にして同様な構成要素を備えており、ここでは説明の重複を避けるため、ユニット2aの構成要素と同様な機能を発揮する構成要素については同一の参照符号を付し、ユニット2aと相違する点のみを以下に説明する。
図2(a)は、駆動側及び従動側ホルダユニット2a,2bが基準線Aに沿い所定の距離だけ離間した状態を示し、この際、ユニット2a,2bの保持スリーブ20は基準線A上にあって互いに対向している。
ここでの挿入は、ワークWの一端が抜脱ロッド24の先端に当接した時点で停止され、ワークWの一端は抜脱ロッド24を介して排出シリンダ22に受け止められる。
この後、加圧シリンダ32が伸長されると、従動側ホルダユニット2bは駆動側ホルダユニット2aに向けて前進し、ワークWの他端部をユニット2bの保持スリーブ20内に同様に挿入させる。それ故、ワークWの他端もまたユニット2b内の抜脱ロッド24を介して、その排出シリンダ22に受け止められ、図2(b)に示す状態となる。
このようにしてワークWを回転させながら、加圧シリンダ32が更に伸長されると、駆動側ホルダユニット2aに向けて従動側ホルダユニット2bが更に前進されるので、ワークWは基準線Aに沿い所定の拡径加圧力Faで圧縮される。
この後、拡径加圧力Faの付与が更に継続され、一対のユニット2a,2bの保持スリーブ20間の間隔が所定の距離まで縮小されると、この時点にて、拡径プロセスが終了する。この後、加圧シリンダ32の伸長が停止され、加圧シリンダ32は従動側ホルダユニット2bに対する加圧力を所定の整形加圧力Fbに保持する。
このようなワークWの曲げ戻しは、ワークWの軸線方向に沿った膨らみの幅をその全周に亘って均一にすべく整形することになり、この結果、ワークWにその一部を肥大化させた円形且つ一定幅の拡径部Cが成形される。ここで、拡径部Cの幅は前述の整形プロセスが完了した時点での保持スリーブ20の間隔により決定され、そして、拡径部Cの成形位置はユニット2a,2bでの前述したワークWの挿入量によって決定される。
この状態で、ユニット2a,2bの一方の排出シリンダ22が伸長され、その抜脱ロッド24を介してワークWが押し出されると、この押し出しは従動側ホルダユニット2bの後退を伴い、その一方のユニット2からワークWを抜け出させ(図2(f))、そして、従動側ホルダユニット2bは加圧シリンダ32の収縮を受け、所定の位置まで後退する。この後、他方の排出シリンダ22が伸長されると、ワークWは他方のユニット2からも抜け出す。
前述した拡径部Cを成形するあたり、コントローラ34には、操作盤46のタッチパネルディスプレイ44を介して、加工前のワークWやワークWに成形すべき拡径部Cのそれぞれのサイズ、そして、拡径及び整形プロセス中における軸肥大加工機の各部の動作を規定する設定値が入力可能となっている。
また、タッチパネルディスプレイ44には、拡径プロセス又は整形プロセス中、軸肥大加工機における各部の動作状態や、成形された拡径部Cの成形データ等を示す画面等もまた表示されるようになっている。
次に、図4及び図5を参照しながら、運転モード切換スイッチにより手動モードが選択されたとき、この手動モードにて実行される拡径プロセス及び整形プロセスをより具体的に説明する。
先ず、拡径プロセスにあっては、前述した駆動側及び従動側ホルダユニット2a,2b間にてワークWを挟持すべく、タッチパネルディスプレイ44上の操作スイッチにより従動側ホルダユニット2bが駆動側ホルダユニット2aに向けて加圧開始位置まで前進される(ステップS1)。次に、タッチパネルディスプレイ44上の数値入力キーを介して、拡径加圧力Fa、ワークWの回転回数Na、ワークWの回転速度Va、駆動側ホルダユニット2aの傾斜角θ及びユニット2a,2bにおける保持スリーブ20間に残すべき間隔Dcがそれぞれ設定され、そして、タッチパネルディスプレイ44上の動作スイッチより軸肥大加工機の動作が開始される(ステップS2)。
一方、ステップS3の判別結果が真(Yes)の場合、加圧シリンダ32からワークWに付与される実加圧力Fxが設定された拡径加圧力Faの1/2に達したか否かが判別され(ステップS5)、ここでの判別結果が偽の場合には、ステップS5の判別結果が真になるまでコントローラ34は待機する。
ステップS5の判別結果が真になると、第1段の動作が開始される(ステップS6)。具体的には、ここでは、設定された拡径加圧力Fa、ワークWの回転速度Va、傾斜角θ、回転回数N及び保持スリーブ20間に残すべき間隔Dcの設定値のうち、何れか1つが選択され、そして、その選択された設定値に至る第1段の経過点(θ1,Na1,Dc1o又はVa1)が設定される。この設定の後、タッチパネルディスプレイ44上の動作スイッチにより、軸肥大加工機の動作が再開され、拡径加圧力Fa及びワークWの回転速度Vaに基づいて第1段の拡径プロセスが実行され、例えば、駆動側ホルダユニット2aは設定された傾斜角θ1だけ傾動する。
この後、前記ステップ(ステップS7〜S10の何れか)の判別結果が真になり、第1段の動作が完了すると、次に、ステップS11〜S15に示す第2段の動作、ステップS16〜ステップS20に示す第3段の動作、そして、ステップS21,S22の最終段の動作が順次同様にして実施される。
θ1<θ2<θ3<θ …(1)
Na1<Na2<Na3<Na …(2)
Dc1>Dc2>Dc3>Dc …(3)
Va1<Va2<Va3<Va …(4)
なお、これらの設定値の関係は一例であって、例えば、前記(1)式は下記の(1’)式に置き換えることも可能である。
また、回転数や回転角度等も同様に設定しても良い。
そして、最終段の動作では、ステップS21にて単に動作が再開され、ステップS22にて、保持スリーブ20間の間隔がDcに達したか否かが判別される。ここでの判別結果が真になったとき、拡径プロセスは完了する。
なお、ステップS25,S26では、ワークWを回転期間Tだけ回転させる代わりに、ワークWを所定の回転回数だけ回転させるようにしてもよい。
この後、タッチパネルディスプレイ44上の動作スイッチにより、前述したように選択された一方の排出シリンダ22が伸長されて(ステップS28又はS29)、ワークWは対応する一方の側のユニット2から抜け出し、そして、従動側ホルダユニット2bが後退位置まで後退される(ステップS30)。
この後、データ表示モードに切り替え、手動モードで実施した成形データを登録しておくこともできる。
また、前述した運転モード切換スイッチにより自動モードが選択された場合には、自動モードでは必要なデータが入力された後、図4及び図5のルーチンが連続して実行される。
本発明の軸肥大加工方法を実施するにあたり、本発明は上述の一実施例に制約されるものではなく、例えば、駆動側ホルダユニット2aは水平面内にて傾動されても良いし、従動側ホルダユニット2bが傾動されてもよい。
18 電動モータ
20 保持スリーブ(保持体)
22 排出シリンダ
32 加圧シリンダ
44 タッチパネルディスプレイ
46 操作盤
A 基準線(軸線)
Fa 拡径加圧力
Fb 整形加圧力
θ 傾斜角
Claims (3)
- 金属棒材の軸線方向に離間した一対の保持体に前記金属棒材をそれぞれ嵌入して保持し、前記保持体の一方を前記軸線の回りに回転させながら、
前記保持体の一方を他方に近接させるべく相対的に移動させて前記金属棒材に前記軸線方向に圧縮する拡径加圧力を付与するとともに、前記軸線に対して前記保持体一方を傾動させ、前記一対の保持体間における前記金属棒材の部位を拡径させる拡径動作を実施する拡径プロセスと、
この後、前記金属棒材への加圧力を整形加圧力として維持しながら、前記傾動側の保持体の傾動を元に戻し、前記軸線方向に沿う前記拡径部の幅を一定に整形する成形動作を実施する整形プロセスと
を順次実行する軸肥大加工方法において、
前記拡径プロセスは、成形すべき拡径部の大きさや前記拡径動作を規定する設定値の入力を含むとともに、前記整形プロセスは、前記整形動作を規定する設定値の入力を含み、
前記入力を含む前記拡径プロセス及び前記整形プロセスがタッチパネルディスプレイを介して実施され、
更に、前記拡径プロセスは手動モード及び自動モードから選択され、
前記手動モードが選択されたとき、前記拡径プロセスは複数の段階に分けて実施される、ことを特徴とする軸肥大加工方法。 - 前記拡径プロセスの各段階は、前記金属棒材の回転回数、前記傾動側の保持体の傾斜角、前記保持体間の間隔、及び前記金属棒材の拡径部外径の何れかにて区分されていることを特徴とする請求項1に記載の軸肥大加工方法。
- 前記整形プロセスは、前記傾動側の保持体の傾斜が元に戻された後、所定期間だけ前記金属棒材の回転を維持してから、この回転及び前記金属棒材への前記整形加圧力の付与がそれぞれ停止されることを特徴とする請求項1又は2に記載の軸肥大加工方法。
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