JP6126439B2 - スピニング加工方法およびスピニング加工装置 - Google Patents

スピニング加工方法およびスピニング加工装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6126439B2
JP6126439B2 JP2013077844A JP2013077844A JP6126439B2 JP 6126439 B2 JP6126439 B2 JP 6126439B2 JP 2013077844 A JP2013077844 A JP 2013077844A JP 2013077844 A JP2013077844 A JP 2013077844A JP 6126439 B2 JP6126439 B2 JP 6126439B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
workpiece
spinning
processing
roller
work
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013077844A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014200808A (ja
Inventor
幸孝 国本
幸孝 国本
塩野谷 哲
哲 塩野谷
啓史 山本
啓史 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2013077844A priority Critical patent/JP6126439B2/ja
Priority to PCT/IB2014/000537 priority patent/WO2014162198A1/en
Priority to CN201480019452.2A priority patent/CN105307791B/zh
Priority to US14/781,816 priority patent/US10166582B2/en
Priority to EP14719857.6A priority patent/EP2981370B1/en
Publication of JP2014200808A publication Critical patent/JP2014200808A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6126439B2 publication Critical patent/JP6126439B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B23/00Tube-rolling not restricted to methods provided for in only one of groups B21B17/00, B21B19/00, B21B21/00, e.g. combined processes planetary tube rolling, auxiliary arrangements, e.g. lubricating, special tube blanks, continuous casting combined with tube rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14Spinning
    • B21D22/16Spinning over shaping mandrels or formers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Description

本発明は、例えば、自動車用のエキゾーストパイプ(排気管)等の3次元的に複雑な筒形状を有する部材を円筒状のワークから一体成形する場合に適用するのに好適なスピニング加工方法およびスピニング加工装置に関するものである。
従来、この種のスピニング加工方法としては、円筒状のワークをチャックやクランプ装置で支持した状態で、このワークの加工部の外周面に2〜4個程度のローラを公転させつつ押し付けることにより、この加工部を縮径する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−25826号公報
しかしながら、こうしたスピニング加工方法では、ワークの外側から内側(ワークの軸心方向)へ向けてローラを押し付けて加工するため、通常、このワークに対して、その外形を超えた成形(すなわち、ワークの外形(円筒状)の範囲内に制限されることなく任意の方向に成形する加工)、例えば偏心加工を行うことはできない。
本発明は、このような事情に鑑み、ワークの外形を超えた成形を行うことが可能なスピニング加工方法を提供することを第1の目的とし、このようなスピニング加工方法を実施するのに適したスピニング加工装置を提供することを第2の目的とする。
かかる目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、筒状のワークの支持部をワーク支持手段で支持した状態で当該ワークの加工部にスピニングヘッドのローラを公転させつつ前記ワークの外周面に押し付けてスピニング加工を施すスピニング加工方法であって、前記ワークのスピニング加工時に、当該ワークの加工部の内部に挿入した心金を当該加工部の内周面に接触させ、前記心金の先端部の細くなっている部位に位置する前記加工部の外周面に前記ローラを当接させた状態で、前記ローラを前記ワーク支持手段側に対して相対的に移動させるとともに前記ローラに対して前記心金を相対移動させて、前記心金と前記ローラの協働により前記加工部を前記心金の先端部の形状に沿って縮径させることにより、この加工部における管軸が任意の方向に向く成形加工を施すスピニング加工方法としたことを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記成形加工に際して、前記ワーク支持手段を移動させて前記ワークの支持部をその作動範囲が自在になるように移動させることにより、前記ローラを前記ワーク支持手段側に対して相対的に移動させて、この加工部における管軸が当該ワークの支持部における管軸からずれる偏心加工を施すことを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の構成に加え、前記成形加工に際して、前記ワークの支持部を前記ワーク支持手段で支持した状態で当該ワーク支持手段を適宜首振り動作させることにより、前記ワークの加工部における管軸を当該ワークの支持部における管軸に対して傾斜させることを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の構成に加え、前記心金は、前記ワークの加工部の内部に嵌合する形状に形成されていることを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の構成に加え、前記心金と前記ローラの公転面とは、前記ローラの公転軸上の相対位置が移動可能であることを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の構成に加え、前記成形加工に伴い、前記ローラの公転径を適宜減少させることにより、前記ワークの加工部を縮径加工することを特徴とする。
さらに、請求項7に記載の発明は、筒状のワークの支持部をワーク支持手段で支持した状態で当該ワークの加工部にスピニングヘッドのローラを公転させつつ前記ワークの外周面に押し付けてスピニング加工を施すスピニング加工装置であって、前記ローラは、前記スピニングヘッドのスピンドルの回転軸を中心とする円周上にほぼ等角度間隔で複数設けられ、これらのローラに包囲される位置には、心金が前記スピンドルの回転軸方向に進退自在に設けられ、前記ワークの加工部の内部に挿入された前記心金が当該加工部の内周面に接触し、前記心金の先端部の細くなっている部位に位置する前記加工部の外周面に前記ローラを当接した状態で、前記ローラが前記ワーク支持手段側に対して相対的に移動するとともに前記ローラに対して前記心金を相対移動させて、前記心金と前記ローラの協働により前記加工部を前記心金の先端部の形状に沿って縮径させることにより、前記ワークの加工部における管軸が任意の方向に向く成形加工が施されるように構成されているスピニング加工装置としたことを特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の構成に加え、前記ワーク支持手段は、前記ワークの支持部をその作動範囲が自在になるように移動させることにより、前記ローラが前記ワーク支持手段側に対して相対的に移動して、この加工部における管軸が当該ワークの支持部における管軸からずれる偏心加工が施されるように構成されていることを特徴とする。
また、請求項9に記載の発明は、請求項7または8に記載の構成に加え、前記ワーク支持手段は、前記ワークの加工部における管軸が当該ワークの支持部における管軸に対して傾斜加工されるように首振り動作することを特徴とする。
また、請求項10に記載の発明は、請求項7乃至9のいずれかに記載の構成に加え、前記心金は、前記ワークの加工部の内部に嵌合する形状に形成されていることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、筒状のワークのスピニング加工において、ワークの加工部における管軸が任意の方向に向く成形加工が施されることから、筒状のワークに対して、その外形を超えた成形を行うことが可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、筒状のワークの成形加工に際して、ワークの加工部における管軸がワークの支持部における管軸からずれる偏心加工が施されることから、筒状のワークに対して、その外形を超えた成形を行うことが可能となる。
請求項3に記載の発明によれば、筒状のワークの成形加工に際して、ワークの加工部における管軸がワークの支持部における管軸に対して傾斜することから、筒状のワークに対して、その外形を超えた成形を行うことが可能となる。
請求項4に記載の発明によれば、心金がワークの加工部の内部に嵌合する形状に形成されているため、この心金をワークの加工部の内部に挿入した状態で、ワークの加工部の断面形状を維持したままワークの成形を行うことができる。
請求項5に記載の発明によれば、心金とローラの公転面とは、ローラの公転軸上の相対位置が移動可能であるため、ワークに対して種々の成形を連続的に行うことが可能となり、生産性が向上する。
請求項6に記載の発明によれば、筒状のワークの成形加工に伴い、ワークの加工部が縮径加工されるため、ワークの成形加工と縮径加工とが同時に行われ、生産性が向上する。
請求項7に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果を奏する。
請求項8に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明と同様の効果を奏する。
請求項9に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明と同様の効果を奏する。
請求項10に記載の発明によれば、請求項4に記載の発明と同様の効果を奏する。
本発明の実施の形態1に係るスピニング加工方法のワーク準備工程からローラ接触工程までを示す図であって、(a)はスピニング加工装置の正面図、(b)はスピニングヘッドの右側面図、(c)はワークの加工前の斜視図である。 同実施の形態1に係るスピニング加工方法の偏心加工工程を示す図であって、(a)はスピニング加工装置の正面図、(b)はこの偏心加工工程におけるワークの目標形状を示す斜視図である。 同実施の形態1に係るスピニング加工方法の縮径加工工程を示す図であって、(a)はスピニング加工装置の正面図、(b)はこの縮径加工工程におけるワークの目標形状を示す斜視図である。 同実施の形態1に係るスピニング加工装置のスピニングヘッドの具体的な構造を示す正断面図である。 本発明の実施の形態2に係るスピニング加工装置のスピニングヘッドの具体的な構造を示す正断面図である。 本発明の実施の形態3に係るスピニング加工装置の心金の変形例を示す正面図である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
[発明の実施の形態1]
図1乃至図4には、本発明の実施の形態1を示す。なお、図1(a)においては、図1(b)のA−A線による断面図でローラ等を示している。
実施の形態1に係るスピニング加工装置1は、図1に示すように、水平に設置されたテーブル2を有している。テーブル2上には、「ワーク支持手段」としてのワーク支持台3が、円筒状のワーク4を支持した状態で、3軸方向(X方向、Y方向、Z方向)に移動自在に、かつ、X方向の軸線周り(RX方向)、Y方向の軸線周り(RY方向)およびZ方向の軸線周り(RZ方向)に首振り自在に取り付けられており、このワーク支持台3は、基台5およびチャック6から構成されている。すなわち、テーブル2上には、基台5が3軸方向(X方向、Y方向、Z方向)に移動自在に支持されており、基台5上には、ワーク4を把持しうるチャック6が、X方向の軸線周り(RX方向)、Y方向の軸線周り(RY方向)およびZ方向の軸線周り(RZ方向)に首振り自在に搭載されている。
また、ワーク支持台3の近傍(図1(a)右方)には、スピニングヘッド7が設置されており、スピニングヘッド7は、スピンドル台(図示せず)、スピンドル10、3本の支持軸11および3個のローラ12等から構成されている(図1(b)参照)。
すなわち、テーブル2上には、スピンドル台(図示せず)が立設されており、このスピンドル台の側面には、図1(a)に示すように、チャック6に対向する位置に、円環状のスピンドル10が、駆動手段(図示せず)によって回転軸CT1を中心として回転自在に支持されている。スピンドル10には、図1(b)に示すように、3本の支持軸11が、回転軸CT1を中心とする円周C1上に等角度間隔(つまり、120°間隔)で配置されている。これらの支持軸11は、スピンドル10の半径方向に沿って移動しうるように構成されている。各支持軸11にはそれぞれ、ローラ12が支持軸11の軸心CT2を中心として回転自在に支持されている。
さらに、スピンドル10には、図1に示すように、スピンドル10の回転軸CT1上、つまりローラ12の公転軸上に軸心CT4が位置する略鉛筆形状の心金(マンドレル)13が、スピンドル10の回転軸CT1方向(図1(a)左右方向)に進退自在に取り付けられている。この心金13は、円柱状の心金本体13aと、この心金本体13aの一端に連設された先端部13bとからなり、心金本体13aの直径がワーク4の内径とほぼ同じ大きさに形成されているため、ワーク4の加工部4bの内部に嵌合する形状になっている。
さらに詳しくは、スピニングヘッド7は、図4に示すように、スピンドル10がハウジング16および面板17から構成されているとともに、支持軸11がスライダ18およびローラホルダ20から構成されている。
すなわち、このスピニングヘッド7は、図4に示すように、水平に支持されたメインシャフト15を有しており、メインシャフト15にはハウジング16が、メインシャフト15の軸心CT7を中心として回転自在に取り付けられている。ハウジング16には円環状の面板17が、その中心がメインシャフト15の軸心CT7に一致する形で垂直に固定されており、面板17には3個のスライダ18が、面板17の中心、つまりメインシャフト15の軸心CT7を中心とする円周上に等角度間隔(つまり、120°間隔)で配置されている。各スライダ18はそれぞれ、図4に実線および想像線で示すように、ブーメラン形のスライドリンク19を駆動手段(図示せず)で揺動させることにより、面板17の半径方向に沿って移動しうるように構成されている。すなわち、各スライドリンク19はそれぞれ、所定の回転軸CT8を中心として回転自在に支持されており、その一端19aにはスライダ18が連結されているとともに、他端19bには前記駆動手段が接続されている。そして、この駆動手段によってスライドリンク19の他端19bを水平方向に移動させることにより、スライダ18を面板17の半径方向に沿って移動させることができる。また、各スライダ18にはそれぞれ、ローラホルダ20が固定されており、各ローラホルダ20にはそれぞれ、ローラ12が回転自在に支持されている。さらに、メインシャフト15には、心金13がメインシャフト15の軸心CT7方向(図4左右方向)に進退自在に取り付けられている。
スピニング加工装置1は以上のような構成を有するので、このスピニング加工装置1を用いて、図1(b)に示すような円筒状のワーク4にスピニング加工を施す際には、次の手順による。
まず、ワーク準備工程において、3本の支持軸11がスピンドル10の半径方向に沿ってスピンドル10の回転軸CT1から最も離れているとともに、心金13がスピニングヘッド7側へ後退している状態で、図1(a)に示すように、ワーク支持台3のチャック6でワーク4の支持部4aを把持する。すると、ワーク4は、その軸心CT3がスピンドル10の回転軸CT1に一致した形で水平に支持された状態となる。
次に、心金挿入工程に移行し、このワーク4に対して、心金13を支持台3側へ前進させることにより、ワーク4の加工部4bの内部に心金13を挿入する。すると、心金13は、上述したとおり、ワーク4の加工部4bの内部に嵌合する形状になっているので、心金本体13aの外周面がワーク4の加工部4bの内周面の全面に接触した状態となる。
さらに、ローラ接触工程に移行し、3本の支持軸11をスピンドル10の半径方向に沿ってスピンドル10の回転軸CT1に近付く向きへ移動させることにより、3個のローラ12をワーク4の外周面に接触させる。このとき、3本の支持軸11は、上述したとおり、スピンドル10の回転軸CT1を中心とする円周C1上に等角度間隔で配置されているので、3個のローラ12もワーク4の周囲に等角度間隔で配置された状態となる。
次いで、偏心加工工程に移行し、スピンドル10を回転軸CT1を中心として回転させることにより、3個のローラ12を回転軸CT1を回転中心として所定の回転速度で公転させるとともに、心金13を同じ回転速度で回転軸CT1を回転中心として同期的に自転させる。すると、各ローラ12は、ワーク4の加工部4bの外周面に対して転がりつつワーク4の周囲を公転する。また、心金13は、ワーク4の加工部4bの内周面に接触しつつ自転する。
この状態で、図2(a)に示すように、ワーク支持台3をZ方向に沿って上向きに移動させる。すると、ワーク4は、加工部4bが元の位置にとどまったまま支持部4aが上昇するため、支持部4aにおける管軸CT5が加工部4bにおける管軸CT6から上にずれる偏心加工が施される。その結果、図2(b)に示すように、ワーク4の外形を超えた成形を行うことが可能となる。
このとき、心金13は、上述したとおり、心金本体13aの外周面がワーク4の加工部4bの内周面の全面に接触しているので、ワーク4の加工部4bの断面形状(円形)を維持したままワーク4の成形を行うことができる。
最後に、縮径加工工程に移行し、図3(a)に示すように、3個のローラ12をスピンドル10の半径方向に沿って求心方向に移動させるとともに、ワーク支持台3をX方向に沿ってスピニングヘッド7から離れる向きに移動させる。すると、ワーク4は、図3(b)に示すように、加工部4bがローラ12で縮径加工される。このとき、心金13は、ワーク支持台3の移動に伴ってワーク4の加工部4bから抜け出るため、ワーク4の加工部4bの縮径加工を円滑に行うことができる。
ここで、ワーク4のスピニング加工が終了する。
このように、円筒状のワーク4のスピニング加工においては、このワーク4の加工部4bの内部に挿入された心金13が移動して偏心加工が施されることから、ワーク4の外形を超えた成形を行うことが可能となる。
また、心金13とローラ12の公転面とは、ローラ12の公転軸上の相対位置が移動可能であるため、ワーク4のスピニング加工時に、ワーク4に対して種々の成形を連続的に行うことが可能となり、生産性が向上する。
さらに、ワーク支持台3は、上述したとおり、X方向の軸線周り(RX方向)、Y方向の軸線周り(RY方向)およびZ方向の軸線周り(RZ方向)に首振り自在となっている。したがって、ワーク4のスピニング加工に際して、ワーク4の支持部4aをワーク支持台3で支持した状態で、ワーク4の加工部4bの加工形状に応じてワーク支持台3を適宜首振り動作させることにより、ワーク4の加工部4bにおける管軸CT6をワーク4の支持部4aにおける管軸CT5に対して傾斜させることもできる。その結果、ワーク4を3次元方向に任意に曲げる加工を行うことが可能となる。
[発明の実施の形態2]
図5には、本発明の実施の形態2を示す。
実施の形態2に係るスピニング加工装置1のスピニングヘッド7は、図5に示すように、各支持軸11(ローラホルダ20)にローラ12が2個ずつ取り付けられている点を除き、上述した実施の形態1と同じ構成を有している。なお、実施の形態1と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、ワーク4のスピニング加工方法の手順も、上述した実施の形態1と同様である。
したがって、この実施の形態2では、上述した実施の形態1と同じ作用効果を奏する。これに加えて、ワーク4のスピニング加工(偏心加工工程および縮径加工工程)に際して、ローラ12の個数の増大に応じてローラ12とワーク4との接触面積が増大するため、ワーク4のスピニング加工を短時間で高精度に行うことが可能となる。
[発明の実施の形態3]
図6には、本発明の実施の形態3を示す。
上述した実施の形態1、2では、心金13を備えたスピニング加工装置1について説明したが、この心金13の形状は、ワーク4のスピニング加工形状に適した種々のものを適宜採用することができる。
例えば、図6(a)に示すように、半球状の先端部13bが円柱状の心金本体13aの一端に連設された標準タイプの心金13を代用することも可能である。この標準タイプの心金13は、ワーク4の曲げ加工点が比較的近い場合に使用するのに適している。
また、図6(b)に示すように、回転楕円体(長楕円体)の半分の形状を呈する先端部13bが円柱状の心金本体13aの一端に連設された長心タイプの心金13を代用することもできる。この長心タイプの心金13を用いれば、ワーク4の縮径加工後の内径が小さく徐変範囲が広い場合に、外周面に凹凸の少ない美麗なワーク4を得ることができる。
さらに、図6(c)に示すように、標準タイプの心金13の先端部13bの頂部に小径円柱状の小径対応部13cが付設された段付きタイプの心金13を代用することも可能である。この段付きタイプの心金13を用いれば、ワーク4の成形端部に高い径寸法精度を必要とする場合(例えば、この成形端部に相手部品が嵌合する場合など)に、ワーク4のスピニング加工に際して、ローラ12からワーク4の外周面に作用する力に対して、その反力を心金13の小径対応部13cがワーク4の内周面から接触して受け持つことにより、ワーク4の加工精度を高めることが可能となる。
[発明のその他の実施の形態]
なお、上述した実施の形態1〜3では、メインシャフト15にハウジング16が回転自在に取り付けられている構成のスピニングヘッド7について説明したが、メインシャフト15がハウジング16とともに回転する構成を採用してもよい。この場合、メインシャフト15と心金13との間にロック・アンロック切替機構(図示せず)を設けることにより、ワーク4の加工内容に応じて、心金13をメインシャフト15の回転に追従させること(ロック時)と、メインシャフト15の回転に追従させないこと(アンロック時)とを適宜選択することで、ワーク4の様々な加工内容に対処することも可能である。
また、上述した実施の形態1〜3では、ワーク4のスピニング加工(偏心加工工程)において、ワーク支持台3をZ方向に沿って上向きに移動させることにより、ワーク4に偏心加工を施す場合について説明した。しかし、ワーク支持台3をZ方向に沿って上向きに移動させる代わりに、心金13がワーク4の加工部4bに挿入された状態で、スピニングヘッド7を下降させてワーク4の加工部4bを下向きに移動させることにより、ワーク4に偏心加工を施すようにしても構わない。つまり、ワーク4の加工部4bをワーク支持台3側に対して相対的に上下方向に移動させればよい。或いはまた、ワーク4の加工部4bをワーク支持台3側に対して相対的に左右方向に移動させてもよい。
また、上述した実施の形態1〜3では、3本の支持軸11が等角度間隔(120°間隔)で配置されたスピニングヘッド7について説明した。しかし、支持軸11の本数は3本に限るわけではない。また、支持軸11の本数が複数である場合、これらの支持軸11を必ずしも等角度間隔で配置する必要はない。
また、上述した実施の形態1では、各支持軸11にローラ12が1個ずつ取り付けられたスピニングヘッド7について説明し、上述した実施の形態2では、各支持軸11にローラ12が2個ずつ取り付けられたスピニングヘッド7について説明した。しかし、各支持軸11に取り付けるローラ12の個数は1〜2個に限るわけではなく、3個以上のローラ12を各支持軸11に取り付けてもよいことは勿論である。
また、上述した実施の形態1〜3では、ローラ12を支持軸11に回転自在に支持し、ワーク4のスピニング加工時に、このワーク4の外周面に対してローラ12が転がるように構成されたスピニングヘッド7について説明した。しかし、ローラ12を支持軸11に固定し、ワーク4のスピニング加工時に、このワーク4の外周面に対してローラ12が滑るように構成してもよい。
また、上述した実施の形態1〜3では、ワーク4のスピニング加工に際して、ワーク4に偏心加工を施す場合について説明した。しかし、こうした偏心加工に限らず、ワーク4の加工部4bにおける管軸CT6が任意の方向に向く成形加工を施すようにしても構わない。こうすることにより、複雑な筒形状を有する種々の部材を円筒状のワーク4から一体成形することが可能となる。
さらに、このようなワーク4の任意の方向に向く成形加工に伴い、ローラ12の公転径を適宜減少させることにより、ワーク4の加工部4bを縮径加工することもできる。この場合、ワーク4の任意の方向に向く成形加工と縮径加工とが同時に行われるため、生産性を高めることが可能となる。
また、上述した実施の形態1〜3では、ワーク4の加工部4bの内部に嵌合する形状を有する1本の心金13を備えたスピニング加工装置1について説明した。しかし、ワーク4の加工部4bをワーク支持台3側に対して相対的に移動させることができる限り、心金13の形状や本数は特に限定されるものではない。例えば、ワーク4の内径の1/3程度の直径を有する複数(2本以上)の心金13をそれぞれの軸心がスピンドル10の回転軸CT1から等距離だけ偏心するようにスピンドル10に取り付けても構わない。このとき、ワーク4のスピニング加工に際して、ローラ12の公転時に、このローラ12の内側(ローラ12の公転軸側)にワーク4を挟んで常に心金13が対向する位置関係を維持するように制御すれば、ローラ12からワーク4の外周面に作用する力に対して、その反力を心金13がワーク4の内周面から接触して受け持つことにより、ワーク4の加工精度を高めることが可能となる。
本発明は、3次元的に複雑な筒形状を有する部材、具体的には、サージタンク、ターボチャージャーの分離タンク、二輪車用マフラー、触媒コンバータ、ディーゼル排気処理装置(ディーゼルパティキュレートフィルタ)、各種の圧力容器などを筒状の素材からスピニング加工で一体成形する場合に極めて有用である。
1……スピニング加工装置
2……テーブル
3……ワーク支持台(ワーク支持手段)
4……ワーク
4a……支持部
4b……加工部
5……基台
6……チャック
7……スピニングヘッド
10……スピンドル
11……支持軸
12……ローラ
13……心金

Claims (10)

  1. 筒状のワークの支持部をワーク支持手段で支持した状態で当該ワークの加工部にスピニングヘッドのローラを公転させつつ前記ワークの外周面に押し付けてスピニング加工を施すスピニング加工方法であって、
    前記ワークのスピニング加工時に、当該ワークの加工部の内部に挿入した心金を当該加工部の内周面に接触させ、前記心金の先端部の細くなっている部位に位置する前記加工部の外周面に前記ローラを当接させた状態で、前記ローラを前記ワーク支持手段側に対して相対的に移動させるとともに前記ローラに対して前記心金を相対移動させて、前記心金と前記ローラの協働により前記加工部を前記心金の先端部の形状に沿って縮径させることにより、この加工部における管軸が任意の方向に向く成形加工を施すことを特徴とするスピニング加工方法。
  2. 前記成形加工に際して、前記ワーク支持手段を移動させて前記ワークの支持部をその作動範囲が自在になるように移動させることにより、前記ローラを前記ワーク支持手段側に対して相対的に移動させて、この加工部における管軸が当該ワークの支持部における管軸からずれる偏心加工を施すことを特徴とする請求項1に記載のスピニング加工方法。
  3. 前記成形加工に際して、前記ワークの支持部を前記ワーク支持手段で支持した状態で当該ワーク支持手段を適宜首振り動作させることにより、前記ワークの加工部における管軸を当該ワークの支持部における管軸に対して傾斜させることを特徴とする請求項1または2に記載のスピニング加工方法。
  4. 前記心金は、前記ワークの加工部の内部に嵌合する形状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のスピニング加工方法。
  5. 前記心金と前記ローラの公転面とは、前記ローラの公転軸上の相対位置が移動可能であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のスピニング加工方法。
  6. 前記成形加工に伴い、前記ローラの公転径を適宜減少させることにより、前記ワークの加工部を縮径加工することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のスピニング加工方法。
  7. 筒状のワークの支持部をワーク支持手段で支持した状態で当該ワークの加工部にスピニングヘッドのローラを公転させつつ前記ワークの外周面に押し付けてスピニング加工を施すスピニング加工装置であって、
    前記ローラは、前記スピニングヘッドのスピンドルの回転軸を中心とする円周上にほぼ等角度間隔で複数設けられ、これらのローラに包囲される位置には、心金が前記スピンドルの回転軸方向に進退自在に設けられ、
    前記ワークの加工部の内部に挿入された前記心金が当該加工部の内周面に接触し、前記心金の先端部の細くなっている部分に位置する前記加工部の外周面に前記ローラを当接した状態で、前記ローラが前記ワーク支持手段側に対して相対的に移動するとともに前記ローラに対して前記心金を相対移動させて、前記心金と前記ローラの協働により前記加工部を前記心金の先端部に沿って縮径させることにより、前記ワークの加工部における管軸が任意の方向に向く成形加工が施されるように構成されていることを特徴とするスピニング加工装置。
  8. 前記ワーク支持手段は、前記ワークの支持部をその作動範囲が自在になるように移動させることにより、前記ローラが前記ワーク支持手段側に対して相対的に移動して、この加工部における管軸が当該ワークの支持部における管軸からずれる偏心加工が施されるように構成されていることを特徴とする請求項7に記載のスピニング加工装置。
  9. 前記ワーク支持手段は、前記ワークの加工部における管軸が当該ワークの支持部における管軸に対して傾斜加工されるように首振り動作することを特徴とする請求項7または8に記載のスピニング加工装置。
  10. 前記心金は、前記ワークの加工部の内部に嵌合する形状に形成されていることを特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載のスピニング加工装置。
JP2013077844A 2013-04-03 2013-04-03 スピニング加工方法およびスピニング加工装置 Active JP6126439B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013077844A JP6126439B2 (ja) 2013-04-03 2013-04-03 スピニング加工方法およびスピニング加工装置
PCT/IB2014/000537 WO2014162198A1 (en) 2013-04-03 2014-04-01 Spinning method and spinning apparatus
CN201480019452.2A CN105307791B (zh) 2013-04-03 2014-04-01 旋压方法和旋压设备
US14/781,816 US10166582B2 (en) 2013-04-03 2014-04-01 Spinning method and spinning apparatus
EP14719857.6A EP2981370B1 (en) 2013-04-03 2014-04-01 Spinning method and spinning apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013077844A JP6126439B2 (ja) 2013-04-03 2013-04-03 スピニング加工方法およびスピニング加工装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014200808A JP2014200808A (ja) 2014-10-27
JP6126439B2 true JP6126439B2 (ja) 2017-05-10

Family

ID=50588759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013077844A Active JP6126439B2 (ja) 2013-04-03 2013-04-03 スピニング加工方法およびスピニング加工装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10166582B2 (ja)
EP (1) EP2981370B1 (ja)
JP (1) JP6126439B2 (ja)
CN (1) CN105307791B (ja)
WO (1) WO2014162198A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018112295A1 (de) * 2018-05-23 2019-11-28 Federal-Mogul Valvetrain Gmbh Verfahren zur herstellung eines hohlventils mit optimierter schaftinnengeometrie für verbrennungsmotoren
CN110587234A (zh) * 2019-09-12 2019-12-20 宁波金田铜管有限公司 一种异径管件的加工工艺
CN111633078B (zh) * 2020-06-17 2021-05-25 南京航空航天大学 一种超薄壁弯管旋弯成形方法及装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2457504C3 (de) 1974-12-05 1983-04-21 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Fließdrückverfahren und -maschine
JPS6036326B2 (ja) 1980-12-29 1985-08-20 三菱マテリアル株式会社 金属管の内外面加工装置
US6018972A (en) * 1997-11-11 2000-02-01 Sango Co., Ltd Method and apparatus for forming an end portion of a cylindrical member
JP2922201B1 (ja) * 1998-07-21 1999-07-19 株式会社三五 スピニング加工法とその装置
JP3578320B2 (ja) * 1999-03-02 2004-10-20 トヨタ自動車株式会社 管の成形方法
US6233993B1 (en) * 1999-05-10 2001-05-22 Sango Co., Ltd. Method and apparatus for forming a processed portion of a workpiece
JP3390725B2 (ja) * 1999-05-10 2003-03-31 株式会社三五 ワークの異径部成形方法及び装置
US6591498B2 (en) * 1999-08-03 2003-07-15 Sango Co., Ltd. Method of producing a catalytic converter
US6381843B1 (en) * 1999-08-03 2002-05-07 Sango Co., Ltd. Method of producing a catalytic converter
NL1016348C2 (nl) 2000-07-21 2002-01-22 Johan Massue Werkwijze en forceermachine voor het vervormen van een hol werkstuk.
JP2002172429A (ja) * 2000-12-01 2002-06-18 Nippon Spindle Mfg Co Ltd 円筒形状の被加工材料に対する成形加工方法及びその装置
JP2002316218A (ja) * 2001-04-18 2002-10-29 Sango Co Ltd 主軸機構
US6442988B1 (en) * 2001-05-01 2002-09-03 Alcan International Limited Methods of spin forming initially cylindrical containers and the like
JP2003010935A (ja) * 2001-06-29 2003-01-15 Toyota Motor Corp 中空部材、その製造方法、その製造装置、およびその中空部材を使用した流体流通システム
JP4003056B2 (ja) * 2001-10-09 2007-11-07 トヨタ自動車株式会社 スピニング成形方法、およびスピニング成形装置
NL1020171C2 (nl) 2002-03-13 2003-09-16 Johan Massee Werkwijze en forceermachine voor het bewerken van een werkstuk.
JP2005000930A (ja) * 2003-06-10 2005-01-06 Toyota Motor Corp スピニング加工装置、スピニング加工方法、およびこれを用いて製造された触媒コンバータ
US6990841B2 (en) * 2003-10-17 2006-01-31 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for lean spin forming transition portions having various shapes
JP5143338B2 (ja) * 2004-12-27 2013-02-13 株式会社三五 ワークの異径部成形方法及び装置
JP4393470B2 (ja) * 2006-04-14 2010-01-06 日本スピンドル製造株式会社 絞り加工方法及びその装置
JP5435190B2 (ja) * 2007-03-30 2014-03-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 管体の加工方法及びシリンダ装置の製造方法
JP4485579B2 (ja) * 2008-02-06 2010-06-23 日本スピンドル製造株式会社 非円形筒状の被加工材料の絞り加工方法
JP5339513B2 (ja) * 2009-01-23 2013-11-13 日新製鋼株式会社 スピニング加工方法
CN101954401B (zh) 2010-01-07 2012-03-28 浙江格洛斯无缝钢管有限公司 无缝管强力旋压方法
EP2353744A1 (de) * 2010-02-02 2011-08-10 Repkon Machine and Tool Industry & Trade Ltd. Verfahren zum Umformen eines rotationsymmetrischen Hohlkörpers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014200808A (ja) 2014-10-27
EP2981370B1 (en) 2020-12-23
EP2981370A1 (en) 2016-02-10
CN105307791B (zh) 2019-08-06
US20160059286A1 (en) 2016-03-03
US10166582B2 (en) 2019-01-01
CN105307791A (zh) 2016-02-03
WO2014162198A1 (en) 2014-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6061762B2 (ja) スピニング加工方法およびスピニング加工装置
JP6126439B2 (ja) スピニング加工方法およびスピニング加工装置
JP2005525937A5 (ja)
JP4647056B2 (ja) 管の成形方法及び成形装置
JP2017525583A (ja) ワークピースを加工するための装置および方法
KR101012292B1 (ko) 중공 공작물을 변형시키기 위한 방법 및 성형기
CN107838262A (zh) 一种非轴对称薄壁壳体零件的无模旋压成形方法
JP2016175099A (ja) クランプ装置、及び該装置を備えたスピニング加工装置
JP6062007B2 (ja) スピニング加工方法およびスピニング加工装置
JP2009018342A (ja) ワークの異径部成形方法
JP2005000930A (ja) スピニング加工装置、スピニング加工方法、およびこれを用いて製造された触媒コンバータ
JP2007283386A (ja) 絞り加工方法及びその装置
JP7058480B2 (ja) ワーク加工方法および回転塑性加工装置
JP4822928B2 (ja) 成形方法及び成形装置
CN210360347U (zh) 用于转向节两端打中心孔的夹具
JP2007125579A (ja) 成形方法及び成形装置
CN206818090U (zh) 一种半轴齿轮跳动检测模具
JP2007283366A (ja) 塑性加工方法
JP2019030889A5 (ja)
CN107063029A (zh) 一种半轴齿轮跳动检测模具
JP5962529B2 (ja) 成形方法及び成形装置
JP2018075597A (ja) 管の曲げ装置
JP2007283375A (ja) 絞り加工方法及びその装置
JP2011147988A (ja) パイプ加工方法及びパイプ加工装置
JP2013255929A (ja) 管材の管端クロージング加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151211

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160920

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161004

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170328

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170407

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6126439

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250