JP7181079B2 - スピニング加工装置、スピニング加工方法、加工ローラ - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、以下のスピニング加工装置、スピニング加工方法、加工ローラである。
このスピニング加工装置によれば、筒状部材の端部を縮径する縮径処理と、筒状部材の端部の面を押圧する端面押し処理を一つの加工ローラで処理することが可能となる。そのため、筒状部材の端部を加工する塑性加工において、簡素化されたスピニング加工装置及びスピニング加工方法を提供することができる。
上記特徴によれば、縮径処理と端面押し処理を行うための加工ローラと、溝入れ処理を行うための溝入れ処理ローラを備えるため、縮径処理、溝入れ処理及び端面押し処理の工程を、1つの塑性加工で処理することが可能となる。
本発明のスピニング加工装置によれば、加工ローラの回転軸が筒状部材の回転軸と略垂直に配置されるため、加工ローラに、筒状部材の端部を縮径する縮径処理と、筒状部材の端部の面を押圧する端面押し処理の作用を付すことが可能となる。よって、本発明のスピニング加工装置によれば、縮径処理、溝入れ処理及び端面押し処理の3種類の塑性加工のうち、縮径処理と端面押し処理を1つのローラによる連続した動作で短時間に行えるので、実質は2種類の塑性加工で処理することが可能となる。
この特徴によれば、加工ローラを回転軸方向に向かって移動させて、筒状部材の外周面を押圧して縮径処理を行う際に、筒状部材の外周面は、テーパ部に沿って縮径されるため、押圧する力の作用が分散して、安定した縮径処理を実施することができる。
本発明の加工ローラによれば、縮径処理と共に端面押し処理も可能であるため、縮径処理及び端面押し処理の工程を、1つの塑性加工で処理することが可能となる。
このスピニング加工方法によれば、一つの加工ローラを用いて、筒状部材の端部を縮径する縮径処理と、筒状部材の端部の面を押圧する端面押し処理を施すことが可能となるため、筒状部材の端部を加工する塑性加工を簡素化することができる。
なお、実施態様に記載するスピニング加工装置、スピニング加工方法及び加工ローラについては、本発明に係るスピニング加工装置、スピニング加工方法及び加工ローラを説明するために例示したに過ぎず、これに限定されるものではない。
特に、筒状部材の端部に溝部を形成するスピニング加工において、最終形状として開口側端部の内径を胴部の内径よりも小さくする(大きな段差を形成する)必要がある場合に好適に利用することができる。
(スピニング加工装置)
図1は、本発明の第1の実施態様におけるスピニング加工装置1Aの構造を示す概略説明図である。本発明の第1の実施態様におけるスピニング加工装置1Aは、図1に示すように、筒状部材Tの端部に縮径処理と端面押し処理を行うための加工ローラ2A、筒状部材Tの外周面に溝部を形成するための溝入れ処理ローラ3を備えるものである。
<固定手段>
固定手段4Aは、回転機構に連結された主軸5の先端に、筒状部材Tを固定するための手段である。第一の実施態様の固定手段4Aは、主軸5に設けられ、筒状部材Tの外周面を挟持して固定するチャックである。
また、固定手段4Aは、どのような固定手段でもよく、上記チャックの他にも、例えば、筒状部材Tの内部に挿入し、筒状部材Tの底部から押し当てることにより、主軸5の先端に筒状部材Tを固定する芯棒などが挙げられる。
加工ローラ2Aは、筒状部材の端部を縮径する縮径処理に使用する縮径処理面と、前記端部の面を押圧する端面押し処理に使用する端面押し処理面を有するローラであって、筒状部材Tの端部の外周面を押圧する縮径処理と、筒状部材Tの端部の面に押圧する端面押し処理を施すためのローラである。図2(A)、図2(B)に示すように、加工ローラ2Aの回転軸R2は、筒状部材Tの回転軸R1と略垂直に配置されており、回転軸R2の軸方向及び回転軸R1の軸と平行な方向へ移動可能に設計されている(加工ローラ2Aの移動方向は、図中の黒塗り矢印に示す。)。なお、回転軸R1と回転軸R2との配置において、「略垂直」とは、装置の設計技術において、常識的な範囲内で垂直からずれが生じる場合を含むものである。また、回転軸R1と回転軸R2が同一の平面上で垂直に交差する場合の他にも、異なる平面上で垂直となる場合(いわゆる「ねじれの位置」の場合)も含む。
図3(A)、図4(A)に図示する加工ローラ2B、2Dは、円盤状の加工ローラ本体23b、断面が曲線形状となるテーパ部21bを備え、テーパ部21bの周面は、曲線形状の縮径処理面24bを有するものである。
図3(B)に図示する加工ローラ2Cは、円柱状の加工ローラ本体23aの端面の内部領域から円錐台状のテーパ部21cを突設したものである。テーパ部21cの周面は、直線状に縮径処理面24cを形成する。
図4(A)に図示する加工ローラ2Dは、加工ローラ本体23bから縮径する円錐台状の端面押部22bを有するものである。端面押部22bの周面は、傾斜した端面押し処理面25bを形成する。
図4(B)に図示する加工ローラ2Eは、外周面にリム部26を有する円柱状の端面押部22cを有するものである。端面押部22cの周面は、円弧状の端面押し処理面25cを形成する。
縮径処理後の筒状部材Tの端部の外周面の位置(筒状部材Tの端部の外径)は、テーパ部21aの小径側の端面の位置によって決められる。よって、縮径処理後の筒状部材Tの端部の外周面の直径は、加工ローラ2Aの回転軸R2の軸方向への移動距離を調整することにより設定することができる。
なお、端面押し処理時における加工ローラ2Aの移動方向は、回転軸R1の軸と平行な方向にのみ移動してもよい。
溝入れ処理ローラ3は、筒状部材Tの外周面に溝部を形成する溝入れ処理を施すためのローラである。図2(B)に示すように、溝入れ処理ローラ3の回転軸R3は、筒状部材Tの回転軸R1と平行に配置されており、回転軸R3の軸を回転軸R1の軸へ近接するように移動可能に設計されている。(溝入れ処理ローラの移動方向は、図中の黒塗り矢印に示す。)
なお、溝入れ処理ローラ3の回転軸R3の方向は、特に制限されず、筒状部材Tの回転軸R1と非平行に傾斜して配置してもよい。
縮径処理では、図2(A)及び図5に示すように、筒状部材Tの端部の外周面を、加工ローラ2Aのテーパ部21aの小径側端部の面と、テーパ部21aの周面からなる縮径処理面24aで押圧して、筒状部材Tの端部を縮径する。筒状部材Tの端部の縮径した状態を、図5の筒状部材Tの破線により示す。図5に示すように、縮径処理の終了時には、筒状部材Tの外周面は、加工ローラ2Aの縮径処理面24aに接した状態となる。また、縮径処理では、筒状部材の厚み(外径と内径の差)を大きく変えずに、筒状部材の軸心側に径を収縮した状態となる。
なお、回転軸R1の軸と平行な方向への移動と回転軸R2に平行な方向への移動を別々に行う場合には、最後に筒状部材Tの開口端部の外径を調整するという観点から、回転軸R2に平行な方向への移動を最後に停止することが好ましい。
本発明のスピニング加工方法は、筒状部材の端部を塑性加工するスピニング加工方法において、筒状部材の端部を縮径する縮径処理ステップと、前記端部の面を押圧する端面押し処理ステップと、を備え、前記縮径処理ステップ及び前記端面押し処理ステップを一つのローラにより行うことを特徴とするものである。
また、本発明のスピニング加工方法は、筒状部材の外周面に溝部を形成する溝入れ処理ステップを備えてもよい。
図6に、本発明の加工ローラ2Aの斜視図、正面図、左側面図、右側面図を示す。なお、背面図、天面図及び底面図は、正面図と同一の形状である。本発明の加工ローラ2Aは、鋼材などの素材の塑性加工において、スピニング加工装置に取り付けて使用するための物品であり、筒状部材の端面を縮径するための縮径処理と、筒状部材の端部の面を押圧する端面押し処理を行うものである。
図7は、本発明の第2の実施態様におけるスピニング加工装置1Bの構造を示す概略説明図である。本発明の第2の実施態様におけるスピニング加工装置1Bは、図7に示すように、筒状部材Tを主軸5の先端に固定するための固定手段として、チャックからなる固定手段4Aに加え、芯棒からなる固定手段4Bを備えるものである。なお、その他の構成については、第1の実施態様のスピニング加工装置1Aを同じである。
Claims (5)
- スピニング加工装置において、
筒状部材の端部の縮径処理に使用する縮径処理面と、前記端部の面を押圧する端面押し処理に使用する端面押し処理面と、を有する加工ローラと、
筒状部材の外周面に溝部を形成する溝入れ処理ローラとを備え、
前記加工ローラで前記筒状部材を縮径後に、
前記溝入れ処理ローラで筒状部材の外周面に溝を形成すると同時に前記加工ローラで筒状部材を端面押しすることを特徴とする、スピニング加工装置。 - スピニング加工装置において、
筒状部材の外周面に溝部を形成する溝入れ処理ローラと、
筒状部材の端部の縮径処理に使用する縮径処理面を有する加工ローラと、を備え、
前記加工ローラの回転軸は、前記筒状部材の回転軸と略垂直に配置されることを特徴とする、スピニング加工装置。 - 前記加工ローラは、回転軸方向に縮径するテーパ部を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載のスピニング加工装置。
- スピニング加工装置に使用する加工ローラであって、筒状部材の端部の縮径処理に使用する縮径処理面と、前記端部の面を押圧する端面押し処理に使用する端面押し処理面を有し、前記縮径処理と、前記端面押し処理を別の工程で行うことを特徴とする、加工ローラ。
- スピニング加工方法において、
筒状部材の端部を縮径する縮径処理ステップと、
前記端部の面を押圧する端面押し処理ステップと、
筒状部材の外周面に溝部を形成する溝入れ処理ステップと、を備え、
前記縮径処理ステップ及び前記端面押し処理ステップを一つのローラにより行い、
前記縮径ステップで前記筒状部材を縮径後に、
前記溝入れ処理ステップで筒状部材の外周面に溝を形成すると同時に前記端面押し処理ステップで筒状部材を端面押しすることを特徴とする、スピニング加工方法。
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