JPH10286634A - スピニング加工方法及び同加工装置 - Google Patents
スピニング加工方法及び同加工装置Info
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- JPH10286634A JPH10286634A JP9097422A JP9742297A JPH10286634A JP H10286634 A JPH10286634 A JP H10286634A JP 9097422 A JP9097422 A JP 9097422A JP 9742297 A JP9742297 A JP 9742297A JP H10286634 A JPH10286634 A JP H10286634A
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- roller
- tension
- ironing
- spinning
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 肉厚を薄くするためのしごきによるスピニン
グ加工の加工精度を向上させるとともに、応力集中によ
る割れなどの不具合を防止する。 【解決手段】 成形型７が、被加工材Ｗをその内周面に
密着して支持しつつ軸芯を中心に被加工材Ｗとともに回
転した状態で、ローラ１１が被加工材Ｗの外周面を押し
付けながら軸方向に移動してしごきスピニング加工を行
う。このとき被加工材Ｗは、ローラ１１の移動方向前方
側に、油圧シリンダ１５によりロッド１３を介して張力
が付与されている。
グ加工の加工精度を向上させるとともに、応力集中によ
る割れなどの不具合を防止する。 【解決手段】 成形型７が、被加工材Ｗをその内周面に
密着して支持しつつ軸芯を中心に被加工材Ｗとともに回
転した状態で、ローラ１１が被加工材Ｗの外周面を押し
付けながら軸方向に移動してしごきスピニング加工を行
う。このとき被加工材Ｗは、ローラ１１の移動方向前方
側に、油圧シリンダ１５によりロッド１３を介して張力
が付与されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、軸芯を中心に回
転中の円筒状の被加工材に対し、その外周面にローラを
押し付けつつ軸方向移動させてしごくことで、被加工材
の肉厚を薄くするスピニング加工方法及び同加工装置に
関する。
転中の円筒状の被加工材に対し、その外周面にローラを
押し付けつつ軸方向移動させてしごくことで、被加工材
の肉厚を薄くするスピニング加工方法及び同加工装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図１２は、スピニング加工装置の概略を
示した正面断面図で、円筒状の被加工材Ｗは、その円筒
内に成形型１が挿入され、かつその反対側から押さえ部
材３に押さえられた状態で成形型１及び押さえ部材３と
ともに回転する。この回転中の被加工材Ｗの上方には、
被加工材Ｗの外周面に押し付け可能で、かつ軸方向（図
中で左右方向）に移動可能なローラ５が回転可能に設置
されている。
示した正面断面図で、円筒状の被加工材Ｗは、その円筒
内に成形型１が挿入され、かつその反対側から押さえ部
材３に押さえられた状態で成形型１及び押さえ部材３と
ともに回転する。この回転中の被加工材Ｗの上方には、
被加工材Ｗの外周面に押し付け可能で、かつ軸方向（図
中で左右方向）に移動可能なローラ５が回転可能に設置
されている。
【０００３】回転中の被加工材Ｗに対しては冷却水がか
けられ、ローラ５が油圧により被加工材Ｗに接近してそ
の外周面に押し付けられ、被加工材Ｗの回転に伴い回転
しながら図中で矢印Ａで示す右方向に移動して、これに
より被加工材Ｗの肉厚を薄くする、いわゆるしごきスピ
ニング加工が施される。
けられ、ローラ５が油圧により被加工材Ｗに接近してそ
の外周面に押し付けられ、被加工材Ｗの回転に伴い回転
しながら図中で矢印Ａで示す右方向に移動して、これに
より被加工材Ｗの肉厚を薄くする、いわゆるしごきスピ
ニング加工が施される。
【０００４】ところで、上記したスピニング加工におい
て発生する加工力は、公知の計算式を利用して図１３の
ように算出できる。ここでは、横軸がローラ５の移動速
度である送り速度Ｖn（mm/rev：被加工材Ｗが１回転す
る間のローラ５の移動量）、縦軸が加工力であり、この
うち加工力Ｐr（kgf）は被加工材Ｗの半径方向（図１２
中で下方向）の押し付け力、加工力Ｐz（kgf）は軸方向
（図１２中で右方向）の送り力である。なお、ローラ５
の直径Ｄ＝２００mm、ローラ５の成形角α＝２０度、肉
厚減少率Ｒo＝０．７５とする。
て発生する加工力は、公知の計算式を利用して図１３の
ように算出できる。ここでは、横軸がローラ５の移動速
度である送り速度Ｖn（mm/rev：被加工材Ｗが１回転す
る間のローラ５の移動量）、縦軸が加工力であり、この
うち加工力Ｐr（kgf）は被加工材Ｗの半径方向（図１２
中で下方向）の押し付け力、加工力Ｐz（kgf）は軸方向
（図１２中で右方向）の送り力である。なお、ローラ５
の直径Ｄ＝２００mm、ローラ５の成形角α＝２０度、肉
厚減少率Ｒo＝０．７５とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来のスピニング加工においては、ローラ５に
よる押し付け力と送り力によってのみ成形するため、加
工力に限界があり、製品の真円度や形状寸法などの加工
精度に問題が生じやすく、後加工で機械加工による手直
しが必要となるばかりでなく、被加工材Ｗに応力集中が
発生して割れが発生する恐れがある。例えば、図１３に
おいて、加工力Ｐrの機械的限界が８０００kgfであると
すると、ローラ５の送り速度Ｖnは、約０．８mm/revが
限界となる。ここで仮に、目標とするローラ送り速度が
１．０mm/revであるとすると、加工力が不足し、加工精
度が悪化するものとなる。
たような従来のスピニング加工においては、ローラ５に
よる押し付け力と送り力によってのみ成形するため、加
工力に限界があり、製品の真円度や形状寸法などの加工
精度に問題が生じやすく、後加工で機械加工による手直
しが必要となるばかりでなく、被加工材Ｗに応力集中が
発生して割れが発生する恐れがある。例えば、図１３に
おいて、加工力Ｐrの機械的限界が８０００kgfであると
すると、ローラ５の送り速度Ｖnは、約０．８mm/revが
限界となる。ここで仮に、目標とするローラ送り速度が
１．０mm/revであるとすると、加工力が不足し、加工精
度が悪化するものとなる。
【０００６】そこで、この発明は、肉厚を薄くするため
のしごきによるスピニング加工において、応力集中によ
る割れなどの不具合を防止し、加工精度を向上させるこ
とを目的としている。
のしごきによるスピニング加工において、応力集中によ
る割れなどの不具合を防止し、加工精度を向上させるこ
とを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、第１に、軸芯を中心に回転中の円筒状
の被加工材の外周面に対し、ローラを押し付けながら軸
方向に相対移動させてしごきを加え、前記被加工材の肉
厚を薄くするスピニング加工方法において、前記ローラ
の軸方向相対移動時に、前記被加工材に対し、ローラの
移動方向前方側にてその移動方向と同方向に張力を発生
させるスピニング加工方法としてある。
に、この発明は、第１に、軸芯を中心に回転中の円筒状
の被加工材の外周面に対し、ローラを押し付けながら軸
方向に相対移動させてしごきを加え、前記被加工材の肉
厚を薄くするスピニング加工方法において、前記ローラ
の軸方向相対移動時に、前記被加工材に対し、ローラの
移動方向前方側にてその移動方向と同方向に張力を発生
させるスピニング加工方法としてある。
【０００８】上記したスピニング加工方法によれば、ロ
ーラの被加工材への押付力を同等とした場合でのローラ
の相対的移動速度を高めることができる。
ーラの被加工材への押付力を同等とした場合でのローラ
の相対的移動速度を高めることができる。
【０００９】第２に、被加工材の肉厚が目標値より厚く
なるようしごき加工を施し、かつこのしごき加工により
前記被加工材におけるローラの移動方向前方側の端部に
フランジを形成し、このフランジを利用して前記ローラ
の移動方向前方側に向けて被加工材に対し張力を発生さ
せた状態で、被加工材の肉厚が目標値となるよう再度前
記ローラを軸方向に相対移動させてしごき加工を施すス
ピニング加工方法としてある。
なるようしごき加工を施し、かつこのしごき加工により
前記被加工材におけるローラの移動方向前方側の端部に
フランジを形成し、このフランジを利用して前記ローラ
の移動方向前方側に向けて被加工材に対し張力を発生さ
せた状態で、被加工材の肉厚が目標値となるよう再度前
記ローラを軸方向に相対移動させてしごき加工を施すス
ピニング加工方法としてある。
【００１０】上記したスピニング加工方法によれば、張
力を発生させる際に被加工材を引張るための引掛部が存
在しない被加工材であっても、ローラの相対的移動によ
るしごき加工によりこの引掛部に相当するフランジを形
成した後、目標の肉厚とするためのしごき加工を連続し
て行える。
力を発生させる際に被加工材を引張るための引掛部が存
在しない被加工材であっても、ローラの相対的移動によ
るしごき加工によりこの引掛部に相当するフランジを形
成した後、目標の肉厚とするためのしごき加工を連続し
て行える。
【００１１】第３に、円筒状の被加工材をその内周面に
密着して支持した状態で被加工材とともに軸芯を中心に
回転可能な支持部と、前記回転中の被加工材の外周面に
対し、押し付けながら軸方向に相対移動して肉厚を薄く
すべくしごきを加えるローラと、前記被加工材に対し、
前記ローラの移動方向前方側にてその移動方向と同方向
に張力を発生させ、かつ前記支持部と一体となって回転
可能な張力発生手段とを有する構成としてある。
密着して支持した状態で被加工材とともに軸芯を中心に
回転可能な支持部と、前記回転中の被加工材の外周面に
対し、押し付けながら軸方向に相対移動して肉厚を薄く
すべくしごきを加えるローラと、前記被加工材に対し、
前記ローラの移動方向前方側にてその移動方向と同方向
に張力を発生させ、かつ前記支持部と一体となって回転
可能な張力発生手段とを有する構成としてある。
【００１２】上記構成によれば、支持部が被加工材をそ
の内周面に密着して支持しつつ軸芯を中心に回転した状
態で、ローラが被加工材の外周面を押し付けながら軸方
向に相対的に移動し、このとき被加工材は、ローラの移
動方向前方側に張力が付与されている。
の内周面に密着して支持しつつ軸芯を中心に回転した状
態で、ローラが被加工材の外周面を押し付けながら軸方
向に相対的に移動し、このとき被加工材は、ローラの移
動方向前方側に張力が付与されている。
【００１３】第４に、張力発生手段は、被加工材の外周
側にて周方向等間隔に複数設けられている。
側にて周方向等間隔に複数設けられている。
【００１４】上記構成によれば、被加工材に対する張力
付与が、周方向等間隔位置にてなされる。
付与が、周方向等間隔位置にてなされる。
【００１５】第５に、張力発生手段は、先端に、被加工
材と連結される連結部を備えたロッドを備え、このロッ
ドは、後端側が油圧機構に接続されて軸方向移動する。
材と連結される連結部を備えたロッドを備え、このロッ
ドは、後端側が油圧機構に接続されて軸方向移動する。
【００１６】上記構成によれば、ロッドを先端の連結部
で被加工材に連結し、この状態で油圧機構の動作により
ロッドが後退移動することで、被加工材に張力が付与さ
れる。
で被加工材に連結し、この状態で油圧機構の動作により
ロッドが後退移動することで、被加工材に張力が付与さ
れる。
【００１７】第６に、張力発生手段は、先端に、被加工
材と連結される連結部を備えたロッドを備え、このロッ
ドは、後端側がスプリングによりローラの移動方向前方
に向けて押し付けられた状態で軸方向移動可能である。
材と連結される連結部を備えたロッドを備え、このロッ
ドは、後端側がスプリングによりローラの移動方向前方
に向けて押し付けられた状態で軸方向移動可能である。
【００１８】上記構成によれば、ロッドを先端の連結部
で被加工材に連結し、この状態でスプリングの弾性力に
よりロッドを引張ることにより、被加工材に張力が付与
される。
で被加工材に連結し、この状態でスプリングの弾性力に
よりロッドを引張ることにより、被加工材に張力が付与
される。
【００１９】
【発明の効果】第１の発明によれば、ローラが回転中の
被加工材の外周面を押し付けつつ軸方向に相対移動して
しごきスピニング加工を行う際に、被加工材に対しロー
ラの移動方向と同方向に張力を付与するようにしたの
で、ローラの被加工材への押付力を同等とした場合での
ローラの相対移動速度を高めることができ、加工精度の
向上に寄与することができる。
被加工材の外周面を押し付けつつ軸方向に相対移動して
しごきスピニング加工を行う際に、被加工材に対しロー
ラの移動方向と同方向に張力を付与するようにしたの
で、ローラの被加工材への押付力を同等とした場合での
ローラの相対移動速度を高めることができ、加工精度の
向上に寄与することができる。
【００２０】第２の発明によれば、張力を発生させる際
に被加工材を引張るための引掛部が存在しない被加工材
であっても、ローラの相対移動によるしごき加工により
この引掛部に相当するフランジを形成した後、目標の肉
厚とするためのしごき加工を精度よく連続して行うこと
ができる。
に被加工材を引張るための引掛部が存在しない被加工材
であっても、ローラの相対移動によるしごき加工により
この引掛部に相当するフランジを形成した後、目標の肉
厚とするためのしごき加工を精度よく連続して行うこと
ができる。
【００２１】第３の発明によれば、ローラが、支持部に
支持されて回転中の被加工材の外周面を押し付けつつ軸
方向に相対移動してしごきスピニング加工を行う際に、
被加工材に対しローラの相対移動方向と同方向に張力発
生手段が張力を発生させるようにしたので、ローラの被
加工材への押付力を同等とした場合でのローラの相対移
動速度を高めることができ、加工精度の向上に寄与する
ことができる。
支持されて回転中の被加工材の外周面を押し付けつつ軸
方向に相対移動してしごきスピニング加工を行う際に、
被加工材に対しローラの相対移動方向と同方向に張力発
生手段が張力を発生させるようにしたので、ローラの被
加工材への押付力を同等とした場合でのローラの相対移
動速度を高めることができ、加工精度の向上に寄与する
ことができる。
【００２２】第４の発明によれば、被加工材に対する張
力付与を、周方向等間隔位置にて複数の部位で行うよう
にしたため、被加工材に発生する張力が周方向にわたり
均等になり、より高精度な加工が可能となる。
力付与を、周方向等間隔位置にて複数の部位で行うよう
にしたため、被加工材に発生する張力が周方向にわたり
均等になり、より高精度な加工が可能となる。
【００２３】第５の発明によれば、油圧機構を動作させ
ることで、被加工材に対して容易かつ確実に張力を発生
させることができる。
ることで、被加工材に対して容易かつ確実に張力を発生
させることができる。
【００２４】第６の発明によれば、スプリングの弾性力
を利用して張力を発生させるという簡単な構成で、加工
精度を向上させることができる。
を利用して張力を発生させるという簡単な構成で、加工
精度を向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。
面に基づき説明する。
【００２６】図１は、この発明の実施の一形態を示すス
ピニング加工装置の要部を示す正面断面図で、円筒状の
被加工材Ｗは、支持部としての成形型７が内周面に密着
した状態で円筒内に挿入され、かつその反対側から押さ
え部材９に押さえられた状態で成形型７及び押さえ部材
９とともに回転する。この回転中の被加工材Ｗの上方に
は、被加工材Ｗの外周面に押し付け可能で、かつ軸方向
（図中で左右方向）に移動可能なローラ１１が回転可能
に設置されている。
ピニング加工装置の要部を示す正面断面図で、円筒状の
被加工材Ｗは、支持部としての成形型７が内周面に密着
した状態で円筒内に挿入され、かつその反対側から押さ
え部材９に押さえられた状態で成形型７及び押さえ部材
９とともに回転する。この回転中の被加工材Ｗの上方に
は、被加工材Ｗの外周面に押し付け可能で、かつ軸方向
（図中で左右方向）に移動可能なローラ１１が回転可能
に設置されている。
【００２７】被加工材Ｗは、図中で右側の開口側の端部
にフランジＦが形成されており、このフランジＦに、被
加工材Ｗに対して張力を発生させるためのロッド１３の
連結部である連結爪１３ａが引掛けられ、これにより被
加工材Ｗとロッド１３とが連結されることになる。ロッ
ド１３の後端には接続フランジ１３ｂが設けられ、この
接続フランジ１３ｂを介して油圧機構である油圧シリン
ダ１５が取り付けられている。上記ロッド１３と油圧シ
リンダ１５とで、被加工材Ｗに対しローラ１１の図１中
で右方向への移動方向前方側に張力Ｔを発生させる張力
発生手段を構成している。
にフランジＦが形成されており、このフランジＦに、被
加工材Ｗに対して張力を発生させるためのロッド１３の
連結部である連結爪１３ａが引掛けられ、これにより被
加工材Ｗとロッド１３とが連結されることになる。ロッ
ド１３の後端には接続フランジ１３ｂが設けられ、この
接続フランジ１３ｂを介して油圧機構である油圧シリン
ダ１５が取り付けられている。上記ロッド１３と油圧シ
リンダ１５とで、被加工材Ｗに対しローラ１１の図１中
で右方向への移動方向前方側に張力Ｔを発生させる張力
発生手段を構成している。
【００２８】成形型７は、本スピニング加工装置の図示
しない本体部に対して回転可能な円筒状の保持部１７の
挿入固定孔１７ａに挿入されて固定保持され保持部１７
とともに回転するもので、この保持部１７内に、上記し
た油圧シリンダ１５のシリンダ本体１９が収容固定され
ている。シリンダ本体１９内に図中で左右方向に摺動可
能に収容されたピストン部２１に一端が連結固定された
ロッド部２３は、保持部１７の端面に形成された挿入孔
１７ｂに挿入されてロッド１３側に突出し、この突出端
部には、接続フランジ２３ａが設けられ、この接続フラ
ンジ２３ａと前記接続フランジ１３ｂとが接続されるこ
とで、油圧シリンダ１５とロッド１３とが相互に連結さ
れることになる。
しない本体部に対して回転可能な円筒状の保持部１７の
挿入固定孔１７ａに挿入されて固定保持され保持部１７
とともに回転するもので、この保持部１７内に、上記し
た油圧シリンダ１５のシリンダ本体１９が収容固定され
ている。シリンダ本体１９内に図中で左右方向に摺動可
能に収容されたピストン部２１に一端が連結固定された
ロッド部２３は、保持部１７の端面に形成された挿入孔
１７ｂに挿入されてロッド１３側に突出し、この突出端
部には、接続フランジ２３ａが設けられ、この接続フラ
ンジ２３ａと前記接続フランジ１３ｂとが接続されるこ
とで、油圧シリンダ１５とロッド１３とが相互に連結さ
れることになる。
【００２９】油圧シリンダ１５は、ピストン部２１によ
って区画された二つの油室２５，２７に、配管２９，３
１を介して油圧ポンプ３３が接続され、油圧ポンプ３３
は、例えばマイクロコンピュータなどを備えた制御装置
３５によって駆動制御される。上記油圧ポンプ３３及び
制御装置３５は、いずれも保持部１７の外部のスピニン
グ加工装置の本体部、あるいはスピニング加工装置の外
部に設置固定されるもので、回転する保持部１７に対し
ては、例えばその回転中心から配管２９，３１を外部に
引き出し、固定状態の油圧ポンプ３３側に対し保持部１
７側が回転可能となるような接続形態とする。
って区画された二つの油室２５，２７に、配管２９，３
１を介して油圧ポンプ３３が接続され、油圧ポンプ３３
は、例えばマイクロコンピュータなどを備えた制御装置
３５によって駆動制御される。上記油圧ポンプ３３及び
制御装置３５は、いずれも保持部１７の外部のスピニン
グ加工装置の本体部、あるいはスピニング加工装置の外
部に設置固定されるもので、回転する保持部１７に対し
ては、例えばその回転中心から配管２９，３１を外部に
引き出し、固定状態の油圧ポンプ３３側に対し保持部１
７側が回転可能となるような接続形態とする。
【００３０】制御装置３５は、被加工材Ｗに対する成形
に必要な前記図１３に示した加工力Ｐr及びＰzを計算
し、かつこの加工力に対応した被加工材Ｗに対する張力
Ｔを算出するとともに、この算出結果に基づいて油圧ポ
ンプ３３を駆動制御する。
に必要な前記図１３に示した加工力Ｐr及びＰzを計算
し、かつこの加工力に対応した被加工材Ｗに対する張力
Ｔを算出するとともに、この算出結果に基づいて油圧ポ
ンプ３３を駆動制御する。
【００３１】図２は、図１のＢ−Ｂ断面図であり、ロッ
ド１３は円周方向等間隔に６本設けられており、これに
対応して油圧シリンダ１５も６個設けられている。
ド１３は円周方向等間隔に６本設けられており、これに
対応して油圧シリンダ１５も６個設けられている。
【００３２】ここで、回転しごき過程での加工力は、成
形条件を入力することによって、次式から計算で求めら
れることができる。なお、図３は、次式に使用される、
ローラＲにおける押し付け力Ｐrの方向、送り力Ｐzの方
向及び成形角αをそれぞれ示している。
形条件を入力することによって、次式から計算で求めら
れることができる。なお、図３は、次式に使用される、
ローラＲにおける押し付け力Ｐrの方向、送り力Ｐzの方
向及び成形角αをそれぞれ示している。
【００３３】 Ｐr＝（２/√３）σmｔ0ＫＤ√（Ｖncotα） （１） Ｐz＝（２/√３）σmｔ0ＫＤ√（Ｖntanα） （２） Ｐθ＝（２/√３）σmｔ0ＶnＫ （３） Ｋ＝Ａ0（１−ｔ/ｔ0）−ＡF｛１−ｔ/ｔ0＋（ｔ/ｔ0）ln（ｔ/ｔ0）｝（４） Ａ0＝（√３/２）（1/２＋π/４）＋１ （５） ＡF＝１−ｍcotα−（ｍ/２）tanα （６） 但し、Ｐr：押し付け力（Kgf） Ｐz：送り力（Kgf） Ｐθ：円周力（Kgf） α：成形角（rad） ｍ：摩擦係数（０．２） Ｖn：ローラ送り速度（mm/rev） σm：材料の平均変形抵抗（Kgf/mm2） 鋼で約４０Kgf/mm2程度 ｔ0：ブランク壁厚（mm） ｔ：製品壁厚（mm） Ｄ：ローラ外径 すなわち、図１３に示すＰr，Ｐzは、それぞれローラの
押し付け力、ローラの送り力を示すもので、それらは、
上記（１），（２）式によって求めることができる。
押し付け力、ローラの送り力を示すもので、それらは、
上記（１），（２）式によって求めることができる。
【００３４】ここで、ローラの送り速度Ｖn（mm/rev）
を、０．８mm/revから１．０mm/revとして加工時間の短
縮を図ろうとすると、ローラ送り速度Ｖn＝０．８mm/re
v時に対する、Ｖn＝１．０mm/rev時におけるローラ押し
付け力Ｐrまたはローラ送り力Ｐzを、その増加分（具体
的には図１３中に示すように、Ｐrであれば９００Kgf、
Ｐzであれば３００Kgf）だけ増加させる必要が生じる。
を、０．８mm/revから１．０mm/revとして加工時間の短
縮を図ろうとすると、ローラ送り速度Ｖn＝０．８mm/re
v時に対する、Ｖn＝１．０mm/rev時におけるローラ押し
付け力Ｐrまたはローラ送り力Ｐzを、その増加分（具体
的には図１３中に示すように、Ｐrであれば９００Kgf、
Ｐzであれば３００Kgf）だけ増加させる必要が生じる。
【００３５】Ｐrの場合に比べＰzの場合は少ないため、
Ｐzを増加させてやる方が容易であり、さらに、Ｐzはロ
ーラ送り力であるため、被加工材のしごき方向と一致し
ており、この場合は被加工材の同方向への張力へそのま
ま置換することができるため、上記Ｐzの増加分を張力
として補正してやればよいことになる。
Ｐzを増加させてやる方が容易であり、さらに、Ｐzはロ
ーラ送り力であるため、被加工材のしごき方向と一致し
ており、この場合は被加工材の同方向への張力へそのま
ま置換することができるため、上記Ｐzの増加分を張力
として補正してやればよいことになる。
【００３６】具体的には、上記（２）式に、Ｖn＝０．
８を代入してＰz（Ｖn＝０．８）を求め、さらに、Ｖn
＝１．０を代入してＰz（Ｖn＝１．０）を求め、Ｐ＝Ｐ
z（Ｖn＝１．０）−Ｐz（Ｖn＝０．８）で求めるＰを被
加工材の張力として加える。
８を代入してＰz（Ｖn＝０．８）を求め、さらに、Ｖn
＝１．０を代入してＰz（Ｖn＝１．０）を求め、Ｐ＝Ｐ
z（Ｖn＝１．０）−Ｐz（Ｖn＝０．８）で求めるＰを被
加工材の張力として加える。
【００３７】図１３の例で示せば、加工力Ｐrの機械的
限界が８０００kgfであるとすると、ローラ５の送り速
度Ｖnは、約０．８mm/revが限界となる。このときの目
標とするローラ送り速度が１．０mm/revであるとする
と、軸方向の加工力である送り力Ｐzを補助するように
被加工材Ｗに対して３００ｋｇｆ程度の張力を付与する
ことで、上記目標の送り速度が得られることになる。
限界が８０００kgfであるとすると、ローラ５の送り速
度Ｖnは、約０．８mm/revが限界となる。このときの目
標とするローラ送り速度が１．０mm/revであるとする
と、軸方向の加工力である送り力Ｐzを補助するように
被加工材Ｗに対して３００ｋｇｆ程度の張力を付与する
ことで、上記目標の送り速度が得られることになる。
【００３８】次に、上記したスピニング加工装置の動作
を説明する。被加工材Ｗを成形型７にセットした後、被
加工材ＷのフランジＦに、油圧シリンダ１５に接続前の
ロッド１３先端の連結爪１３ａを引掛け、この状態で接
続フランジ１３ｂ，２３ａを利用してロッド１３と油圧
シリンダ１５とを接続する。
を説明する。被加工材Ｗを成形型７にセットした後、被
加工材ＷのフランジＦに、油圧シリンダ１５に接続前の
ロッド１３先端の連結爪１３ａを引掛け、この状態で接
続フランジ１３ｂ，２３ａを利用してロッド１３と油圧
シリンダ１５とを接続する。
【００３９】接続後は、図４のフローチャートで示すよ
うに、制御装置３５に、被加工材Ｗに対する成形条件を
入力する（ステップ１０１）。成形条件としては、ロー
ラ１１の成形角α、被加工材Ｗの成形前の肉厚、ローラ
１１の直径及び、目標とするローラ送り（移動）速度な
どである。成形条件が入力された制御装置３５は、図１
２に示すような加工力Ｐr及びＰzを計算するとともに、
必要とする軸方向の張力Ｔを算出し（ステップ１０
３）、算出した張力Ｔが被加工材Ｗに付与されるよう
に、油圧ポンプ３３を駆動制御する（ステップ１０
５）。
うに、制御装置３５に、被加工材Ｗに対する成形条件を
入力する（ステップ１０１）。成形条件としては、ロー
ラ１１の成形角α、被加工材Ｗの成形前の肉厚、ローラ
１１の直径及び、目標とするローラ送り（移動）速度な
どである。成形条件が入力された制御装置３５は、図１
２に示すような加工力Ｐr及びＰzを計算するとともに、
必要とする軸方向の張力Ｔを算出し（ステップ１０
３）、算出した張力Ｔが被加工材Ｗに付与されるよう
に、油圧ポンプ３３を駆動制御する（ステップ１０
５）。
【００４０】油圧ポンプ３３が駆動し、油圧シリンダ１
５のロッド部２３の図１中で右方向の移動に伴うロッド
１３の同方向への移動により、被加工材Ｗは同方向に張
力Ｔが付与されることになる。この状態で、ローラ１１
が、図１中で二点鎖線で示す位置まで、その上方位置か
ら下降して被加工材Ｗに接近し、被加工材Ｗに対して前
記計算した加工力（押し付け力Ｐr）で押し付けつつ、
図１中で右方向に目標とする移動速度で移動する。これ
により、被加工材Ｗは、しごき加工が施されて肉厚が薄
くなる。
５のロッド部２３の図１中で右方向の移動に伴うロッド
１３の同方向への移動により、被加工材Ｗは同方向に張
力Ｔが付与されることになる。この状態で、ローラ１１
が、図１中で二点鎖線で示す位置まで、その上方位置か
ら下降して被加工材Ｗに接近し、被加工材Ｗに対して前
記計算した加工力（押し付け力Ｐr）で押し付けつつ、
図１中で右方向に目標とする移動速度で移動する。これ
により、被加工材Ｗは、しごき加工が施されて肉厚が薄
くなる。
【００４１】このように、被加工材Ｗに対するしごきス
ピニング加工において、ローラ１１の移動方向と同方向
に、被加工材Ｗに対して張力を発生させるようにしたの
で、ローラ１１の送り速度を目標とする速度で行え、こ
の結果製品の真円度や形状寸法などの加工精度が向上す
るばかりでなく、被加工材Ｗにおける応力集中が回避さ
れて割れなどの発生が回避される。
ピニング加工において、ローラ１１の移動方向と同方向
に、被加工材Ｗに対して張力を発生させるようにしたの
で、ローラ１１の送り速度を目標とする速度で行え、こ
の結果製品の真円度や形状寸法などの加工精度が向上す
るばかりでなく、被加工材Ｗにおける応力集中が回避さ
れて割れなどの発生が回避される。
【００４２】図５は、この発明の他の実施の形態を示す
もので、張力発生手段として前記図１の油圧シリンダに
代えてスプリング３７を利用したものである。被加工材
Ｗは、支持部としての成形型３９が円筒内に挿入されて
支持されており、この成形型３９の基部側（図中で右
側）には大径部分３９ａが形成されている。一方、成形
型３９の外周部にはリング状の支持部材４１が軸方向
（図中で左右方向）に移動可能に設けられており、この
支持部材４１は、大径部分３９ａの端面にナット４３に
より一端が固定された連結ロッド４５の他端が、ナット
４７，４９を介して連結固定されている。
もので、張力発生手段として前記図１の油圧シリンダに
代えてスプリング３７を利用したものである。被加工材
Ｗは、支持部としての成形型３９が円筒内に挿入されて
支持されており、この成形型３９の基部側（図中で右
側）には大径部分３９ａが形成されている。一方、成形
型３９の外周部にはリング状の支持部材４１が軸方向
（図中で左右方向）に移動可能に設けられており、この
支持部材４１は、大径部分３９ａの端面にナット４３に
より一端が固定された連結ロッド４５の他端が、ナット
４７，４９を介して連結固定されている。
【００４３】上記支持部材４１には、後部ロッド５１が
軸方向移動可能に貫通して設けられ、その先端側の接続
フランジ５１ａと接続フランジ１３ｂとが接続されるこ
とで、ロッド１３と後部ロッド５１とが接続される。そ
して、この後部ロッド５１の支持部材４１より大径部分
３９ａ側に突出した端部に設けたスプリング受け５１
と、支持部材４１との間には、上記したスプリング３７
が、後部ロッド５１を図中で右方向に押し付けるよう介
装されている。
軸方向移動可能に貫通して設けられ、その先端側の接続
フランジ５１ａと接続フランジ１３ｂとが接続されるこ
とで、ロッド１３と後部ロッド５１とが接続される。そ
して、この後部ロッド５１の支持部材４１より大径部分
３９ａ側に突出した端部に設けたスプリング受け５１
と、支持部材４１との間には、上記したスプリング３７
が、後部ロッド５１を図中で右方向に押し付けるよう介
装されている。
【００４４】上記図５に示したスピニング加工装置にお
いても、スプリング３７により、被加工材Ｗに対しロー
ラ１１の移動方向と同方向に張力を発生させているの
で、前記図１の実施の形態と同様に、ローラ１１の送り
速度を目標とする速度で行えることから加工精度が向上
し、被加工材Ｗにおける応力集中が回避されて割れなど
の発生も回避されることになる。
いても、スプリング３７により、被加工材Ｗに対しロー
ラ１１の移動方向と同方向に張力を発生させているの
で、前記図１の実施の形態と同様に、ローラ１１の送り
速度を目標とする速度で行えることから加工精度が向上
し、被加工材Ｗにおける応力集中が回避されて割れなど
の発生も回避されることになる。
【００４５】図６ないし図８は、被加工材Ｗをしごき加
工により目標とする肉厚とする前段階として、被加工材
Ｗに張力を発生させる際に使用する引掛部となるフラン
ジＦを、しごき加工により形成する例である。動作とし
ては、まず、図６に示すように、被加工材Ｗを目標とす
る肉厚より厚くなるように、ローラ１１を移動させてし
ごき加工を施し、図７に示すようにフランジＦを形成す
る。フランジＦが形成されたら、油圧ロッド５３が、こ
のロッド５３とともに張力発生手段を構成する図示しな
い油圧機構の動作により矢印Ｃ方向に前進した後、図示
しない回転駆動機構により図８における矢印Ｄで示すよ
うに９０度回転し、先端に設けた連結爪５３ａをフラン
ジＦに引掛ける。
工により目標とする肉厚とする前段階として、被加工材
Ｗに張力を発生させる際に使用する引掛部となるフラン
ジＦを、しごき加工により形成する例である。動作とし
ては、まず、図６に示すように、被加工材Ｗを目標とす
る肉厚より厚くなるように、ローラ１１を移動させてし
ごき加工を施し、図７に示すようにフランジＦを形成す
る。フランジＦが形成されたら、油圧ロッド５３が、こ
のロッド５３とともに張力発生手段を構成する図示しな
い油圧機構の動作により矢印Ｃ方向に前進した後、図示
しない回転駆動機構により図８における矢印Ｄで示すよ
うに９０度回転し、先端に設けた連結爪５３ａをフラン
ジＦに引掛ける。
【００４６】この状態で、上記した油圧機構を、油圧ロ
ッド５３が後退方向に移動するよう動作させ、これによ
り被加工材Ｗに対して矢印Ｔで示す方向に張力を発生さ
せる。その後、ローラ１１を図７の状態から一旦初期位
置に戻し、再度しごき加工を行うことで被加工材Ｗを目
標の肉厚となるようにする。
ッド５３が後退方向に移動するよう動作させ、これによ
り被加工材Ｗに対して矢印Ｔで示す方向に張力を発生さ
せる。その後、ローラ１１を図７の状態から一旦初期位
置に戻し、再度しごき加工を行うことで被加工材Ｗを目
標の肉厚となるようにする。
【００４７】上記したスピニング加工方法によれば、張
力を発生させる際に被加工材Ｗを引張るための引掛部が
加工前に存在しない被加工材であっても、ローラ１１の
移動によるしごき加工によりこの引掛部をフランジＦと
して形成した後、目標の肉厚とするためのしごき加工を
精度よく連続して行うことができる。
力を発生させる際に被加工材Ｗを引張るための引掛部が
加工前に存在しない被加工材であっても、ローラ１１の
移動によるしごき加工によりこの引掛部をフランジＦと
して形成した後、目標の肉厚とするためのしごき加工を
精度よく連続して行うことができる。
【００４８】図９ないし図１１は、被加工材Ｗを、引掛
部となるフランジＦを備えた平板状のものとし、この被
加工材Ｗに対して絞りスピニング加工としごきスピニン
グ加工とを連続して行うようにしたものである。
部となるフランジＦを備えた平板状のものとし、この被
加工材Ｗに対して絞りスピニング加工としごきスピニン
グ加工とを連続して行うようにしたものである。
【００４９】動作としては、まず図９に示すように、回
転中のフランジＦを備えた平板状の被加工材Ｗに対し、
第１の絞り加工用ローラ５５がフランジＦを押し付けな
がら図中で右方向に移動し、例えば二点鎖線で示す位置
まで絞り加工を施す。次に、第２の絞り加工用ローラ５
７がフランジＦの内側の平板部を押し付けながら図中で
右方向に移動し、例えば二点鎖線で示す位置まで絞り加
工を施す。
転中のフランジＦを備えた平板状の被加工材Ｗに対し、
第１の絞り加工用ローラ５５がフランジＦを押し付けな
がら図中で右方向に移動し、例えば二点鎖線で示す位置
まで絞り加工を施す。次に、第２の絞り加工用ローラ５
７がフランジＦの内側の平板部を押し付けながら図中で
右方向に移動し、例えば二点鎖線で示す位置まで絞り加
工を施す。
【００５０】被加工材Ｗが図１０の二点鎖線で示す状態
となったら、図１１に示すように、張力発生手段を構成
する油圧ロッド５９が、前記図６ないし図８の例と同様
に進出してその先端の連結爪５９ａをフランジＦに引掛
け、被加工材Ｗに対して矢印Ｔで示す方向の張力を発生
させる。この状態で、しごき加工用ローラ６１が図中で
右方向に移動して 被加工材Ｗに対してしごきスピニン
グ加工を施し所定の肉厚とする。
となったら、図１１に示すように、張力発生手段を構成
する油圧ロッド５９が、前記図６ないし図８の例と同様
に進出してその先端の連結爪５９ａをフランジＦに引掛
け、被加工材Ｗに対して矢印Ｔで示す方向の張力を発生
させる。この状態で、しごき加工用ローラ６１が図中で
右方向に移動して 被加工材Ｗに対してしごきスピニン
グ加工を施し所定の肉厚とする。
【００５１】なお、上記図９ないし図１１の例では、油
圧ロッド５９が、図１１の位置から被加工材Ｗの変形移
動に伴い下方に移動する必要があるが、これは例えば油
圧ロッド５９を図示しない油圧シリンダとともに被加工
材Ｗの変形移動に伴って移動可能な構成とするか、ある
いは油圧ロッド５９と油圧シリンダ側との接続部にユニ
バーサルジョイントを用いるなどすることで、対応可能
である。
圧ロッド５９が、図１１の位置から被加工材Ｗの変形移
動に伴い下方に移動する必要があるが、これは例えば油
圧ロッド５９を図示しない油圧シリンダとともに被加工
材Ｗの変形移動に伴って移動可能な構成とするか、ある
いは油圧ロッド５９と油圧シリンダ側との接続部にユニ
バーサルジョイントを用いるなどすることで、対応可能
である。
【００５２】なお、上記各実施の形態では、しごき加工
を施す際に、ローラを被加工材に対して軸方向移動させ
ているが、これとは逆に、被加工材をローラに対して軸
方向移動させてもよく、また、双方を互いに逆方向に移
動させてもよい。すなわち、ローラは被加工材に対して
軸方向に相対移動可能であればよい。
を施す際に、ローラを被加工材に対して軸方向移動させ
ているが、これとは逆に、被加工材をローラに対して軸
方向移動させてもよく、また、双方を互いに逆方向に移
動させてもよい。すなわち、ローラは被加工材に対して
軸方向に相対移動可能であればよい。
【図１】この発明の実施の一形態を示すスピニング加工
装置の要部を示す正面断面図である。
装置の要部を示す正面断面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】ローラにおける押し付け力方向、送り力方向及
び成形角をそれぞれ示す説明図である。
び成形角をそれぞれ示す説明図である。
【図４】図１のスピニング加工装置の動作を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図５】この発明の他の実施の形態を示すスピニング加
工装置の要部を示す正面断面図である。
工装置の要部を示す正面断面図である。
【図６】被加工材に張力を発生させるための油圧ロッド
の引掛部となるフランジを形成する際のしごき加工動作
を示す動作説明図である。
の引掛部となるフランジを形成する際のしごき加工動作
を示す動作説明図である。
【図７】図６の状態からフランジが形成された状態を示
す動作説明図である。
す動作説明図である。
【図８】フランジが形成された図７の被加工材に対し、
張力を発生させつつ所望の肉厚となるようしごきスピニ
ング加工を施している状態を示す動作説明図である。
張力を発生させつつ所望の肉厚となるようしごきスピニ
ング加工を施している状態を示す動作説明図である。
【図９】平板状の被加工材に対し、絞りスピニング加工
を施している状態を示す動作説明図である。
を施している状態を示す動作説明図である。
【図１０】絞り加工された図９の被加工材に対し、さら
に別の絞り加工用ローラにより絞りスピニング加工を施
している状態を示す動作説明図である。
に別の絞り加工用ローラにより絞りスピニング加工を施
している状態を示す動作説明図である。
【図１１】図１０で絞り加工された被加工材に対し、し
ごき加工用ローラによりしごきスピニング加工を施して
いる状態を示す動作説明図である。
ごき加工用ローラによりしごきスピニング加工を施して
いる状態を示す動作説明図である。
【図１２】従来のスピニング加工装置の概略を示した正
面断面図である。
面断面図である。
【図１３】しごきスピニング加工におけるローラ送り
（移動）速度と加工力との相関図である。
（移動）速度と加工力との相関図である。
Ｗ 被加工材 Ｆ フランジ（引掛部） ７，３９ 成形型（支持部） １１，６１ ローラ １３ ロッド（張力発生手段） １３ａ，５３ａ，５９ａ 連結爪（連結部） １５ 油圧シリンダ（油圧機構，張力発生手段） ３７ スプリング（張力発生手段） ５３，５９ 油圧ロッド（張力発生手段）
Claims (6)
- 【請求項１】 軸芯を中心に回転中の円筒状の被加工材
の外周面に対し、ローラを押し付けながら軸方向に相対
移動させてしごきを加え、前記被加工材の肉厚を薄くす
るスピニング加工方法において、前記ローラの軸方向相
対移動時に、前記被加工材に対し、ローラの移動方向前
方側にてその移動方向と同方向に張力を発生させること
を特徴とするスピニング加工方法。 - 【請求項２】 被加工材の肉厚が目標値より厚くなるよ
うしごき加工を施し、かつこのしごき加工により前記被
加工材におけるローラの移動方向前方側の端部にフラン
ジを形成し、このフランジを利用して前記ローラの移動
方向前方側に向けて被加工材に対し張力を発生させた状
態で、被加工材の肉厚が目標値となるよう再度前記ロー
ラを軸方向に相対移動させてしごき加工を施すことを特
徴とする請求項１記載のスピニング加工方法。 - 【請求項３】 円筒状の被加工材をその内周面に密着し
て支持した状態で被加工材とともに軸芯を中心に回転可
能な支持部と、前記回転中の被加工材の外周面に対し、
押し付けながら軸方向に相対移動して肉厚を薄くすべく
しごきを加えるローラと、前記被加工材に対し、前記ロ
ーラの移動方向前方側にてその移動方向と同方向に張力
を発生させ、かつ前記支持部と一体となって回転可能な
張力発生手段とを有することを特徴とするスピニング加
工装置。 - 【請求項４】 張力発生手段は、被加工材の外周側にて
周方向等間隔に複数設けられていることを特徴とする請
求項３記載のスピニング加工装置。 - 【請求項５】 張力発生手段は、先端に、被加工材と連
結される連結部を備えたロッドを備え、このロッドは、
後端側が油圧機構に接続されて軸方向移動することを特
徴とする請求項３記載のスピニング加工装置。 - 【請求項６】 張力発生手段は、先端に、被加工材と連
結される連結部を備えたロッドを備え、このロッドは、
後端側がスプリングによりローラの移動方向前方に向け
て押し付けられた状態で軸方向移動可能であることを特
徴とする請求項３記載のスピニング加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9097422A JPH10286634A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | スピニング加工方法及び同加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9097422A JPH10286634A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | スピニング加工方法及び同加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10286634A true JPH10286634A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14192006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9097422A Pending JPH10286634A (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | スピニング加工方法及び同加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10286634A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002002257A1 (de) * | 2000-06-30 | 2002-01-10 | Hüppi Invest Ag | Verfahren und vorrichtung zum ausbilden eines halsteiles an einem zylindrischen dosenkörper und dose hergestellt nach diesem verfahren |
| JP2003334626A (ja) * | 2002-05-17 | 2003-11-25 | Jfe Steel Kk | 金属管の回転成形方法およびその回転成形装置 |
| JP2006212670A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Sumitomo Electric Fine Polymer Inc | 金属薄肉円筒体およびその製造方法と製造装置 |
| JP2009006359A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Dymco:Kk | 薄肉金属円筒体の製造装置 |
| JP2009160627A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Nippon Spindle Mfg Co Ltd | 塑性加工方法及びその装置 |
| JP2017047428A (ja) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 日本スピンドル製造株式会社 | 円筒状素材のスピニング装置及びスピニング成形方法 |
| CN114570851A (zh) * | 2022-05-05 | 2022-06-03 | 太原科技大学 | 一种无缝金属气瓶内胆的成形工艺 |
-
1997
- 1997-04-15 JP JP9097422A patent/JPH10286634A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002002257A1 (de) * | 2000-06-30 | 2002-01-10 | Hüppi Invest Ag | Verfahren und vorrichtung zum ausbilden eines halsteiles an einem zylindrischen dosenkörper und dose hergestellt nach diesem verfahren |
| JP2003334626A (ja) * | 2002-05-17 | 2003-11-25 | Jfe Steel Kk | 金属管の回転成形方法およびその回転成形装置 |
| JP2006212670A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Sumitomo Electric Fine Polymer Inc | 金属薄肉円筒体およびその製造方法と製造装置 |
| JP2009006359A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Dymco:Kk | 薄肉金属円筒体の製造装置 |
| JP2009160627A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Nippon Spindle Mfg Co Ltd | 塑性加工方法及びその装置 |
| JP2017047428A (ja) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 日本スピンドル製造株式会社 | 円筒状素材のスピニング装置及びスピニング成形方法 |
| CN114570851A (zh) * | 2022-05-05 | 2022-06-03 | 太原科技大学 | 一种无缝金属气瓶内胆的成形工艺 |
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