JPH03281026A - リングローリング機におけるワークの定寸制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ベアリングの外輪および内輪等の輪状ワーク
を所定の寸法形状に冷間圧延加工して成形するリングロ
ーリング機におけるワークの定寸制御方法に関する。

〔従来の技術〕

リングローリング機は、第７図および第８図に示すよう
に、回転駆動された受ロール（２０）によって側周を支
持されたマンドレル（２１）に輪状のワーク（２２）を
挿通し、回転駆動された主ロール（２３）をワーク（２
２）に押圧することによって主ロール（２３）とマンド
レル（２１）との間の加圧部（２９）でワーク（２２）
を加圧して所定の寸法形状に圧延成形する。

主ロール（２３）は駆動制御される加圧シリンダ（２４
）によってマンドレル（２１）の軸線と直角方向に前後
動可能であり、ワーク（２２）が供給されるまでは待機
位置に後退している。ワーク（２２）がマンドレル（２
１）に供給されると、主ロール（２３）はワーク（２２
）に当接するまで早送り速度で前進し、ワーク（２２）
に当接後、やや速度を緩めて前進しながらワーク（２２
）を加圧し始める。

この時、マンドレル（２１）がワーク（２２）を介して
受ロール（２０）に圧接され、受ロール（２０）の回転
に従動して回転を始める。

ワーク（２２）は主ロール（２３）と受ロール（２０）
に支持されたマンドレル（２１）との間で加圧され、さ
らに、両者の回転に従動して回転しながら圧延されて拡
径する。主ロール（２３）が予め設定した肉厚寸法（定
寸）までワーク（２２）を圧延し終えると、定寸に達し
て拡径したワーク（２２）の外周面が寸法検出アーム（
２５）に当接して、寸法検出アーム（２５）を、同図で
、反時計方向に揺動させる。この揺動に伴ってカム軸（
２６）が寸法検出アーム（２５）側にスライドし、カム
軸（２Ｇ）に装着したカム（２７）がマイクロスイッチ
（２８）に接触する。マイクロスイッチ（２８）はこれ
を受けて加圧シリンダ（２４）を駆動制御する油圧制御
回路に信号を送り、主ロール（２３）の前進を止め、待
機位置まで早送り速度で後退させる。これによって加圧
の１サイクルが終了する。

〔発明が解決しようとする課題〕

第９図は、横軸に時間（む）、縦軸に主ロールのストロ
ーク（Ｓ）（待機位置における位置を基準にした主ロー
ル前進端の偏位）をとって、加工の１サイクルにおける
主ロール（２３）の動きを示す、同図でＳｏは待機位置
、Ｓｌは主ロール（２３）がワーク（２２）に当接する
位置（当接位１ｊ）、Ｓｅはワーク（２２）が定寸に達
する位置（ワーク定寸位置）である。

第１０図は、主ロール（２３）がＳｅに到達した直後の
ワーク（２２）の厚み分布を示す。ワーク（２２）の肉
厚（Ｗ）は加圧部（２９）の出口部分で最も薄＜（Ｗａ
）、入口に向かって漸増し、入口部分で最も厚＜（Ｗｂ
）なる、これは、出口部分が１回転して加圧部（２９）
の入口に達するまでの間に、主ロール（２３）がわずか
に前進するためにおこるもので、この状態で主ロール（
２３）の前進を２、激に止めて後退させると、この厚み
分布が、そのまま厚み不同（偏肉）となって残る。

偏肉があるために、ワークの寸法精度が低下する。

いま、偏肉の最大量（前進量）をΔＷ、ワーク１回転当
たりの主ロール送り量をΔＳとすると、ΔＷ＝Ｗｂ　−
Ｗａ　！：ｉΔＳ となる。従って、偏肉は、ΔＳを小さくする、即ちワー
クを加圧する際の主ロールの送り速度を遅くすることに
よって小さくすることができる。第１１図は、これを具
現化したものを示し、主ロールのワーク加圧力を低めに
設定することによってワークの変形抵抗を利用して主ロ
ールの送り速度を遅くするようにしている。加圧時、ワ
ークが主ロールの前進に伴って変形抵抗を漸次増大させ
、主ロールを押し戻そうとするため、主ロールの送り速
度はＳｅに近づくにしたがって遅くなる。これによって
ΔＳが減少し、その結果、ΔＷが減少する。しかし、こ
の方法ではＳ、−３Ｇ間の時間が長くかかるため、１サ
イクル時間が増大し、生産性の点から問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みて提案されたもので、その目
的とするところは、短い加工時間でワークの偏肉を確実
に減少でき、しかも容易に実施できる定寸制御方法を提
供することにあり、これによってワークの成形寸法精度
の向上と生産性の向上を同時に達成せんとするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、以下の解決手段を用いた。

まず、第一の発明では、主ロールが、 ■　待機位置からり−ク当接位置まで早送り速度で前進
し、 ■　ワークに当接後、早送り速度より緩やかな低速送り
速度で定寸送り開始位置までワークを加圧しながら前進
し、 ■　定寸送り開始位置到達後、低速送り速度よりさらに
緩やな定寸送り速度でワーク定寸位置までワークを加圧
しながら前進し、 ■　ワーク足付位置に到達すると、前進を止め待機位置
まで後退する。

次に、第二の発明では、主ロールが ■　待機位置からワークに当接位置まで早送り速度で前
進し、 ■　ワークに当接後、早送り速度より緩やかな低速送り
速度でワーク定寸位置までワークを加圧しながら前進し
、 ■　ワーク定寸位置到達後、その位置を一定時間保持し
ながらワークを加圧し、 ■　一定時間経過後、待機位置まで後退する。

〔作用〕

第３図は、第一の発明における主ロールストローク（Ｓ
）の経時変化を示す。同図でＳｎは主ロールの送り速度
をもっとも遅くした速度（定寸送り速度）に入る位ｔ（
定寸送り開始位置）である。他の符号は第９図に示すも
のと同一にしである。

主ロールは、５ｏ−３１問および５ｅ−３ｏ間は早送り
速度、Ｓ、−３ｎ間は低速送り速度、５ｎ−３ｅ間は定
寸送り速度で送られる。前述したように、ワークの偏肉
最大量ΔＷはワーク１回転当たりの主ロール送り量ΔＳ
とほぼ等しく、定寸送り速度にすることによってこのΔ
Ｓが減少する結果ΔＷが減少する。

しかし、実際には機械自体には弾性があり、加圧部（２
９）がワークによって若干、押し広げられるため、ΔＷ
は直ぐには減少しない。第５図は、定寸送り量（Ｓｅ　
−３ｎ　）と偏肉最大量ΔＷとの関係を示す。ΔＷは（
Ｓｅ　−５ｎ　）が大きい程減少する傾向にある。これ
は前述した機械自体の弾性の影響によるものと考えられ
る。従って、ΔＷを確実に減少させるためにはΔＳを減
少させるだけでは十分ではなく、（Ｓｅ　−３ｎ　）も
合わせて考慮する必要がある。（Ｓｅ　−５ｎ　）は、
ΔＷの許容値（ΔＷｍ）を予め設定しておき、実験によ
って求めた同図の関係から、ΔＷがΔＷｍ以下になるよ
うな（Ｓｓ　−３ｎ　）の値を選定する。生産性を考慮
すると、（Ｓｅ　−３ｎ　）は、ΔＷ−（Ｓｅ−５ｎ）
ｉ！とΔＷｓ＋線との交点Ｘにおける定寸送り量Ｓｘに
できるだけ近い値にするのが望ましい。Ｓｅはワークご
とに予め設定されるから、（Ｓｅ−３ｎ）が決まるとＳ
ｎが決まる。ただ、機械自体の弾性による圧延部の開き
はごく微小なものであり、またこの弾性力によってワー
クが加圧されるから、第５図に示す関係においては、い
ずれの（Ｓｅ　−３ｎ　）も微小な値になる。従って、
Ｓｘ付近の値あるいはそれより大きな値を選定したとし
ても（Ｓｓ　−３ｎ　）は微小であり、このことからＳ
ｎはＳｅの直前位置でよいことになる。主ロールはＳｅ
の直前値［Ｓｎまで低速送り速度のままで前進するため
、第９図に示す方法と比べて１サイクルの加工時間が短
くなる。

第４図は、第二の発明における主ロールストローク（Ｓ
）の経時変化を示す、主ロールはＳＩから低速送りのま
まＳｅまでワークを加圧しながら前進し、Ｓｅに到達後
その位置を一定時間保持だけ保持する。この場合、Δｔ
の間、ΔＳがゼロになるためΔＷは理論上ゼロになる。

しかし、上述した理由によってΔＷは、第６図に示す様
に、ΔＬの増加に伴って減少する傾向をもつ、Δｔは、
実験によって求めた同図の関係から、ΔＷがΔＷｓ以下
になるようなΔｔの値を選定する。

ΔＬは、ΔＷ−ΔＬ線とΔＷ−線との交点ＹにおけるΔ
ｔｙにできるだけ近い値にするのが望ましい。この場合
も、第６図に示す関係においては、Δ【ｙあるはそれよ
り大きな値を選定したとしてもΔｔは微小な値になるた
め、主ロールの保持時間は微小時間でよい。従って、第
一の発明と同様に１サイクルの加工時間が短くなる。

Ｃ実施例〕 以下、第一および第二の発明の実施例を図面に基づいて
説明する。

第１図は、第一の発明に係る定寸制御方法を実施するた
めの寸法定寸機構を示す、主ロール（１）は後退位置（
Ｓｏ）（第３図参照）から早送りで前進し、マンドレル
（２）に挿通されたワーク（３）に当接（Ｓｌ）後、低
速送りに切り換わる、この速度の切換えは、ワークごと
に予めＳｌを設定しておき、主ロール（１）が８１に到
達すると、機械側のマイクロスイッチ（図示せず）が感
知して加圧シリンダ（４）を駆動制御する油圧制御回路
（図示せず）に信−号を送り、加圧シリンダ（４）に供
給する作動油の流量を減少させることによって行う。そ
の後、主ロール（１）は低速送り速度でワーク（１）を
加圧しながら、第５図に示す関係からＳｘより若干大き
い（Ｓｅ　−３ｎ　）を選定して決めたＳｎまで前進す
る。主ロール（１）がＳｎに到達すると加圧部（５）で
圧延されて拡径したワーク（３）の外周面が寸法検出ア
ーム（６）に当接し、寸法検出アーム（６）を、同図で
反時計方向に揺動させ、これに伴ってカム軸（７）がス
ライドし、まず第一カム（８）が第一マイクロスイッチ
（９）に接触する。第一マイクロスイッチ（９）はこれ
を感知し”Ｃ１油圧制御回路に信号を送り主ロール（１
）を定寸送り速度に切り換えさせる。主ロール（１）が
定寸送り寸法でワーク（３）を加圧しながら前進しくこ
の時、寸法検出アーム（６）も同時に揺動している）Ｓ
ｅに到達すると、第二カム（１０）がマイクロスイッチ
（１１）に接触する。第二マイクロスイッチ（１１）は
これを感知して、油圧制御回路に信号を送り主ロール（
１）の前進を止め、さらにＳｏまで早送りで後退させる
。これによって、ワーク（３）の加工の１サイクルが終
了する。しかし、ワークの種類が異なるとＳｅおよびＳ
ｎ　も異なるから、これを調整する必要がある。この調
整は、第一調整ネジ（１２）および第二調整ネジ（１３
）を用いて、第一マイクロスイッチ（９）および第二マ
イクロスイッチ（１１）の位置を調整することにより行
う。まず、主ロール（１）が予めワークごとに設定した
Ｓｅに到達した時、第二カム（ｌＯ）が第二マイクロス
イッチ（１１）に接触するように、第二調整ネジ（１３
）を用いて第二マイクロスイッチ（１１）の位置を調整
する。次に主ロール（１）がＳｎに到達した時、第一カ
ム（８）が第一マイクロスイッチ（９）に接触するよう
に、第一調整ネジ（１２）を用いて第一マイクロスイッ
チ（９）の位置を調整する。この場合、第一マイクロス
イッチ（９）と第二マイクロスイッチ（１１）との間隔
が（Ｓｅ　−３ｎ　）に相当する。前述したように（Ｓ
ｅ　−３ｎ　）はワークの偏肉の許容最大値量（ΔＷｍ
）を基に決定されるものであるから、ワークの所要寸法
精度に変更がない限り余り頻繁に調整し直す必要がない
。そこで、本実施例では、Ｓｅを調整する際に（Ｓｅ　
−３ｎ　）が変化しないように、Ｓｅの調整は第二調整
ネジ（１３）　、Ｓｎの調整は第一調整ネジ（１２）を
用いて、それぞれを独立して調整し得るものとした。

第２図は、第二の発明に係る定寸制御方法を実施するた
めの寸法定寸機構を示す、主ロール（１）は待機位置（
Ｓｏ）（第４図参照）から早送り速度で前進し、ワーク
（３）に当接（Ｓ、）後低速送り速度に切り換えられて
、ワーク（３）を加圧しなからＳｅまで前進する。主ロ
ール（１）がＳｅに到達すると、カム（１４）がマイク
ロスイッチ（１５）に接触し、マイクロスイッチ（１５
）がこれを感知して油圧制御回路に信号を送って土ロー
ル（１）の前進を止めさせると同時に、油圧制御回路に
接続されたタイマー（Ｔ）を作動させる。主ロール（１
）がＳｅに保持されたまま一定時間（Δｔ）が経過する
とタイマー（１゛）より油圧制御回路に信号が送られ、
主ロール（１）がＳｏまで早送り速度で後退する。これ
によって、ワーク（３）の加工の１サイクルが終了する
。

〔発明の効果〕

第一および第二の発明によって以下の効果が得られる。

■　主ロールの送り速度をワーク定寸位置直前で遅くす
ることによって、あるいは、主ロールの位置をワーク定
寸位置で一定時間保持することによってワークの偏肉量
を確実に減少することができる。

■　偏肉量の減少によゲでワークの寸法精度が向上する
。

■　主ロールの定寸送り量およびワーク定寸位置におけ
る保持時間は微小なものでよいため、ワークの１サイク
ル加工時間が短くなる。

そのため、生産性が向上する。

■　特別な装置を必要としないので、容易に実施できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一の発明を実施するための寸法定寸機構、 第２図は第二の発明を実施するための寸法定寸機構、 第３図は第一の発明に係るストローク−時間線図、 第４図は第二の発明に係るストローク−時間線図、 第５図は偏肉最大量と定寸送り量との関係を示す線図、 第６図は偏肉最大量と主ロール保持時間との関係を示す
線図である。 第７図は従来のリングローリング機における寸法定寸機
構、 第８図は加圧部付近の平面図、 第９図および第１１図は従来の定寸制御方法のストロー
ク−時間線図、 第１０図はワークの厚み分布を示す略図である。 １−一生ワーク ２−マンドレル ワーク 待機位置 ・−当接位置 定寸送り開始位置 ワーク定寸位置 保持時間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マンドレルに挿通した輪状のワークに、回転駆動
   させた主ロールをマンドレルの軸線と直角方向に前進さ
   せて押圧することによって、主ロールとマンドレル間で
   ワークを回転させながら加圧し所定の寸法形状に成形す
   るリングローリング機におけるワークの定寸制御方法に
   おいて、 上記主ロールが、 待機位置からワーク当接位置まで早送り速度で前進し、 ワークに当接後、上記早送り速度より緩やかな低速送り
   速度で定寸送り開始位置までワークを加圧しながら前進
   し、 定寸送り開始位置に到達後、上記低速送り速度よりさら
   に緩やかな定寸送り速度でワーク定寸位置までワークを
   加圧しながら前進し、 ワーク定寸位置に到達すると前進を止めて、早送り速度
   で待機位置まで後退する リングローリング機におけるワークの定寸制御方法。
2. （２）マンドレルに挿通した輪状のワークに、回転駆動
   させた主ロールをマンドレルの軸線と直角方向に前進さ
   せて押圧することによって、主ロールとマンドレル間で
   ワークを回転させながら加圧し所定の寸法形状に成形す
   るリングローリング機におけるワークの定寸制御方法に
   おいて、 前記主ロールが、 待機位置からワーク当接位置まで早送り速度で前進し、 ワークに当接後、上記早送り速度より緩やかな低速送り
   速度でワーク定寸位置までワークを加圧しながら前進し
   、 ワーク定寸位置に到達後、その位置を一定時間保持しな
   がらワークを加圧し、 上記一定時間経過後、早送り速度で待機位置まで後退す
   る リングローリング機におけるワークの定寸制御方法。