JP5390024B2 - 摩擦圧接機のバリ取り装置 - Google Patents
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Description
第1には、素材接合体を包囲する円環状カッタを旋回カッタアームで構成するため、素材接合体の主軸側チャックを解除して往復台を所定量だけ後退させた上で、カッタアームを旋回し素材接合体を包囲する円環状カッタを構成しない限り、往復台をさらに後退させて行うバリ取り作業ができない。即ち、カッタアームを旋回して円環状カッタを構成する工程がある分、摩擦圧接後に直ちにバリ取り工程に移行できず、摩擦圧接工程開始からバリ取りが完了するまでの時間が長い。
第2には、摩擦圧接後のバリ取り開始までに時間がかかり、それだけバリが冷えて硬化するため、バリを確実に除去できないとか、カッタの消耗が著しい等の問題がある。
第3には、スライドユニット(助成部材)が往復台に組み付け一体化されているが、往復台が所定量後退したときに往復台に対し軸方向にスライド可能となるようにスライドユニット(助成部材)を構成したり、素材接合体を包囲する円環状カッタを旋回可能なカッタアームで構成する等、バリ取り装置の構造が非常に複雑となる上に、バリ取り装置を組み込んだ摩擦圧接機全体が大型となる。
水平に配設された回転主軸と、前記回転主軸の前端部に設けられ、第1の棒状ワークを該回転主軸と同軸状に把持する把持機構と、前記回転主軸の軸線に沿って接近離反方向に往復動作可能な副軸と、前記回転主軸の前端部と正対する前記副軸の前端部に設けられ、第2の棒状ワークを前記第1の棒状ワークと同軸状に把持する把持機構とを備え、前記回転主軸と一体に回転する第1の棒状ワークに対し前記副軸と一体に前記第2の棒状ワークを前進させて、回転する第1の棒状ワークの端面に第2の棒状ワークの端面を押圧して両ワークを摩擦圧接する摩擦圧接機において、
前記第1,第2の棒状ワークを同一径に形成し、前記回転主軸に把持された第1の棒状ワークより離れた領域のうち前記回転主軸に対して前方の位置に、前記棒状ワークの外径より僅かに大きい内径を有し、前記回転主軸の軸線に沿って移動可能なドーナツ型カッタを設けるように構成した。
即ち、ドーナツ型カッタの内径Dが棒状ワークの外径D’の約1.1倍(D≒1.1D’)に構成されているため、バリをより確実に剪断除去でき、バリの除去されたワーク接合部の表面もより滑らかである。
また、回転主軸前端部の周りに配設したカッタ駆動手段である円環型流体圧シリンダの構成は、非常に簡潔かつコンパクトで、バリ取り装置を組み込んだ摩擦圧接機全体をいっそう小型化できる。
図1〜図10は、本発明の第1の実施例である摩擦圧接機のバリ取り装置を示し、図1〜5は、バリ取り装置を組み込んだ摩擦圧接機および摩擦圧接機の主要構成部分を示し、図6〜図10は、ワークの摩擦圧接からバリ取りまでの一連の工程を示す説明図である。
チャック本体27は、図3に示すように、周方向等間隔に3本の縦スリット27b1が形成されて、半径方向に揺動可能な周方向等分3個のチャック爪27bがその先端側に設けられている。スリーブ25は、軸方向に進退動作可能に組み付けられるとともに、皿ばね25aによって、スリーブ25側のテーパ面25bがチャック本体27側の逆テーパ面27cに係合するように、常に前方(図2右方向)にばね付勢されている。このため、チャック本体27のチャック爪27bは、常にワーク挿入穴H1の径を狭める方向に付勢されている。
また、主軸台20と正対する往復台30の前端部には、図1,2,4に示すように、ワーク把持機構であるクランプ機構34が設けられている。
次に、サーボモータ23を駆動して、回転主軸22と一体にワークW1を回転させるとともに、サーボモータ32を駆動して、往復台30と一体にワークW2を前進させる。ワークW2は、図6,7に示すように、ドーナツ型カッタ50を貫通するように前進して、回転主軸22と一体に回転するワークW1に押圧され、カッタ50の回転主軸22側において、ワークW1とワークW2の端面同士が摩擦圧接される。
前記第1の実施例では、カッタ本体50bを交換する場合、ピストン44からカッタホルダ60aを分離しなければならず、非常に面倒であるのに対し、本実施例では、ピストン44に連結されたホルダ台62に対してカッタホルダ60aを簡単に装脱着できるので、カッタ本体60bの交換が容易である。
12 架台フレーム20 主軸台
21 回転主軸のケーシング(主軸台のハウジング)
22 回転主軸
22a 回転主軸前端部
23 回転主軸駆動用のサーボモータ
H1 ワーク挿入穴
24 ワーク把持機構であるチャック機構
26 ストッパ
27 チャック本体
30 副軸である往復台
H1 ワーク挿入穴
31 リニアガイド
32 往復台駆動用のサーボモータ
33 ボールねじ
34 ワーク把持機構であるクランプ機構
35A,35B クランプ爪
H2 ワーク挿入穴
d 第2のワークの突出代
40 カッタ駆動手段である油圧シリンダ
44 円筒型ピストン
50,60 ドーナツ型カッタ
50b1,60b1 カッタの円孔
51(51A,51B) 円弧状シート部材
52 固定ボルト
54 ガイドピン
55 圧縮コイルスプリング
W1 第1の棒状ワーク
W2,W2’ 第2の棒状ワーク
W 棒状ワーク接合体
w リング状のバリ
Claims (5)
- 水平に配設された回転主軸と、前記回転主軸の前端部に設けられ、第1の棒状ワークを該回転主軸と同軸状に把持する把持機構と、前記回転主軸の軸線に沿って接近離反方向に往復動作可能な副軸と、前記回転主軸の前端部と正対する前記副軸の前端部に設けられ、第2の棒状ワークを前記第1の棒状ワークと同軸状に把持する把持機構とを備え、前記回転主軸と一体に回転する第1の棒状ワークに対し前記副軸と一体に前記第2の棒状ワークを前進させて、回転する第1の棒状ワークの端面に第2の棒状ワークの端面を押圧して両ワークを摩擦圧接する摩擦圧接機において、
前記第1,第2の棒状ワークは同一径に形成され、前記回転主軸に把持された第1の棒状ワークより離れた領域のうち前記回転主軸に対して前方の位置には、前記棒状ワークの外径より僅かに大きい内径を有し、前記回転主軸の軸線に沿って移動可能なドーナツ型カッタが設けられたことを特徴とする摩擦圧接機のバリ取り装置。 - 前記カッタの駆動手段は、前記回転主軸のケーシング前端部に設けられて、把持機構を内蔵する前記回転主軸の前端部を囲繞する円環型流体圧シリンダで構成されたことを特徴とする請求項1に記載の摩擦圧接機のバリ取り装置。
- 前記ドーナツ型カッタは、前記回転主軸に把持された第1の棒状ワークの前端部から、ワークを摩擦圧接する際に発生するバリと接触しない最短距離だけ離間するように配置されたことを特徴とする請求項1または2に記載の摩擦圧接機のバリ取り装置。
- 前記ドーナツ型カッタは、前記円環型流体圧シリンダを構成する筒型ピストンの前端部に、ガイドピンを介して軸方向に摺動可能に連結されるとともに、前記ピストンと前記カッタ間に介装されたばね部材により、ピストンから離間する方向にばね付勢されて、前記第1の棒状ワークに対し前記第2の棒状ワークが前進して摩擦圧接される際に、前記カッタが前記副軸の前端部に押圧されて後退するように構成されたことを特徴とする請求項2または3に記載の摩擦圧接機のバリ取り装置。
- 前記ドーナツ型カッタの内径Dは、前記棒状ワークの外径D’の約1.1倍(D≒1.1D’)に構成されたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の摩擦圧接機のバリ取り装置。
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