JPS5861911A - テ−パ・ロツドの製造方法 - 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】 この発明は、丸棒・角棒等の金属素材をローラダイス加
工により、その長手方向の断面積を漸次変化させて、テ
ニパ部を形成させるテーパ・ロンドの製造方法に関する
。

従来、量産的かつ経済的にテーパ・ロンドを製造する場
合には、少なくとも一対のローラからなるローラダイス
を用いて、ローラダイスの間隙をテーパ設定値に基づい
て広狭するよう制御し、ローラダイスの間隙から丸棒・
角棒等の被加工材を引抜き、テーパ・ロンドを製造して
いた。

そして、ローラダイスの間隙を制御する際、ローラダイ
スの間隙値を検出する必要があるが、ローラダイスの間
隙値は、通常、ローラの軸間あるいはローラを上下動さ
せる圧下機構に測定器が設けられ、検出されていた。

したがって、加工時、ローラの軸が圧下刃により弾性撓
み全土じた場合、測定器と実際のローラダイスの間隙値
との間には誤差が生じ、製造するテーパ・ロンドの寸法
精度が低くなるという問題があった。

この発明は、上記の問題点に鑑み、ローラダイスの一対
のローラに周速度差を生じさせて、ローラの圧下刃を減
少させ、ローラ軸の弾性撓みを極力押えて、寸法精度の
高いテーパ・ロンドを製造する方法を提供することを目
的とする。

この発明の要旨は、温間以下の温度において一対のロー
ラからなるローラダイスの間隙から被加工材が引抜かれ
、かつ、ローラダイスの間隙が予め定められたテーバ設
定値に基づいて広狭するよう制御され、被加工材におけ
る長手方向の断面積が漸次変化して所望のテーパ・ロッ
ドを製造する方法において、一対のローラに周速度差を
生じさせることを特徴とするテーパ・ロッドの製造方法
にある。

以下、図例に基づいてこの発明の実施例について説明す
る。

第１図はテーパ、ロッドの製造に使用する制御装置を示
す図であり、第２図は図例によシ製造するテーパ・ロッ
ドを示す図である。

ローラダイス／、２の間隙の制御部は、被加圧材Ｍのロ
ーラダイス／、２出口側の移動量をピンチローラ３を介
して検出する移動量検出器６と、ロータリエンコーダ／
／を介して現在のローラダイスｌ、２の間隙値を示す信
号を入力するとともに、テーパ設定器７および移動量検
出器乙からのそれぞれの信号を入力して間隙目標値を決
め、ローラダイス／、２の間隙を制御するよう出力を油
圧パルスモータ９へ送るコントローラｇと、油圧パルス
モータワからの信号を入力してローラダイス／、２の間
隙を調整するダイス圧下機構１０から構成されている。

ｓＦｉ被加工材Ｍの引接機構である。

また、この実施例では、余分な被加工材Ｍとの摩擦仕事
をさせず、最も効果的にローラ／、２の圧下刃を減少さ
せるよう、ローラ／の周速度を被加工材Ｍのローラダイ
ス／、２出ロ側の速度に、ローラ２の周速度を被加工材
Ｍのローラダイスｌ、−？入口側の速度にそれぞれ一致
させるよう回転制御し、ローラ／、２に周速度差を生じ
させている。

そして、ローラダイス／、２の周速制御部は、ローラｌ
において、ピンチローラ３を介して被加［材Ｍにおける
ローラダイス／、２出ロ側の速度を検出する中口側速度
検出器１５と、ローラ／の周速度を検出するローラ周速
度検出器ｌｌＩと、ローラ周速度検出器ｌｌからの信号
を入力し、出口側速度検出器／３からの速度値全示す信
号を入力して、その速度値を目標値としてローラｌを回
転駆動させる信号全ローラ回転駆動機構／３へ出力する
コントローラ１２と、コントローラ１２からの信号を入
力してローラｌを強制回転させるローラ回転駆動機構１
３とから構成されている。ｌ乙は被加工材Ｍに後方への
引張力を付加する引張付加装置である。ローラ２におけ
る周速制御部は、ビンチロ−ラダを介して被加工材Ｍに
おけるローラダイス／、２人口側の速度を検出する入口
側速度検出器２０と、ローラ２の周速度を検出するロー
ラ周速度検出器１９と、ローラ周速度検出器ｌワからの
信号を入力し、入口側速度検出器！０からの速度値を示
す信号を入力して、その速度値を目標値としてローラコ
を回転駆動させる信号をローラ回転駆動機構／Ｉへ出力
するコントローラ１７と、コントローラ／７からの信号
を入力してローラ２を強制回転させるローラ回転駆動機
構ｉｔとから構成されてψる。

つぎに、さらに具体的な構成について説明する移動量検
出器６は、ピンチローラ３全介して被加圧材Ｍにおける
ローラダイス／、２出ロ側の前方への移動量を検出し、
その移動量？示す信号全コントローラざへ出力している
。

テーバ設定器７には、予め定められたテーパ設定値（製
造するテーパ・ロッドにおける長手方向の長さに対応す
る各箇所の外径寸法）が設定されている。

コントローラざは、ロータリエンコーダ／／を介して現
在のローラダイス／、２の間祿値ｈＴｈ示す信号を入力
し、テーバ設定器７から予め定めらねたテーバ設定値を
示す信号と移動量検出器乙から入力される移動量検出値
を示す信号とに基づいてローラダイス／、２の間隙目標
値を決め、間隙目標値にローラダイスｌ、２の間隙値り
を近づけるよう油圧パルスモータ９に制御駆動信号を出
方する。

ダイス圧下機構１０は、油圧パルスモータワによってロ
ーラ／、２ｆそれぞれと下に移動させ、そのローラダイ
ス／、２の間隙を変化させる構造であり、また、ダイス
圧下機構ｌｏには、ローラ／、２の軸間にロータリエン
コーダＩ／が設置さし、ロータリエンコーダ／／ｄロー
ラダイス／。

２の現在の間隙値りを示す信号全コントローラ！へ出力
するよう構成されている。

出口側速度検出器ｌＳは、ピンチローラ３０回転数によ
って、被加工材Ｍにおけるローラダイス／、２出口側の
速度を検出し、その速度値を示す信号全コントローラ１
２へ出力している。

ローラ周速度検出器／グは、ローラ／のローラ軸に設置
され、そのローラ軸の回転数によってローラ／の周速度
を検出し、その周速度検出値を示ス信号をコントローラ
１２へ送っている。

コントローラ／２Ｆｉ、ローラ周速度検出器ｌダから現
在のローラ／の周速度２示す周速度検出値信号が入力さ
れ、また、出口側速度検出器１５から現在の被加工材Ｍ
の速度値ｖ１を示す信号が入力されており、その現在の
被加工材Ｍの速度値■１を目標値として、ローラｌの周
速度検出値を目標値に近づけるようにローラ回転駆動機
構１３へ回転制御信号を送っている。

ローラ回転駆動機構１３は、コントローラ／２からの信
号を入力して、ローラ／の回転数全変化させ、ローラ／
の周速度を調整するよう構成さゎている。

入口側速度検出器２０は、ビンチロ−ラグの回転数によ
って、被加工材Ｍにおけるローラダイス７，２人ロ側の
速度を検出し、その速度値を示す信号全フントローラ１
７へ出力している。

ロー２周速度検出器／りは、ローラ２のローラ軸に設置
され、そのローラ軸の回転数によってローラ２の周速度
を検出し、その周速度検出値を示す信号全コントローラ
１７へ送っている。

コントローラ１７は、ローラ周速度検出器１９から現在
のローラーの周速度２示す周速度検出値信号が入力され
、また入日側速度検出器２ｏから現在の被加工材Ｍの速
度値■！を示す信号が入力さねており、その現在の被加
工材Ｍの速度値Ｖ２全目標値として、ローラ２の周速度
検出値を目標値に近づけるようにローラ回転駆動機構／
Ｉへ回転制御信号を送っている。

ローラ回転駆動機構／ｇは、コントローラ１７かもの信
号を入力して、ローラ２の回転数を変化させ、ローラ２
の周速度を調整するよう構成されている。

つぎに、上記構成の製造装置を使用して行なうテーバ・
ロッドの製造方法について説明する。

被加工材Ｍは、引抜機構Ｓによりローラダイス／、２の
間隙から引抜かれる。

そして、その被加工材Ｍにおけるローラダイス／、２出
ロ側の移動量がピンチローラ３を介して移動量検出器乙
によって検出され、その移動量検出値全示す信号がコン
トローラざに入力される。

コントローラｇには、現在のローラダイスｌ。

２の間隙値りを示す信号がロータリエンコーダｌｌを介
して入力され、また、予め定められたテーパ設定値を示
す信号が入力されることから、コントローラｇ内で移動
量検出器６から入力される移動量検出値信号によってロ
ーラダイス／、２の間隙目標値が決まり、その間隙目標
値にローラダイス／、２の間隙値りを近づけるよう油圧
パルスモータ９が制御駆動される。

すなわち、ダイス圧下機構１０はローラ／、２を移動さ
せ、徐々に大きく又は小さく変わる目標の間隙値９こな
るようにコントローラざ・油圧パルスモータ９によって
ローラダイス／、２の間隙を変化させてい〈０ その後、さらに被加工材Ｍが引抜機構Ｓにより引抜かれ
ると、その移動量に応じて次第に変化する目標の間隙値
になるようローラ／、２が上下に移動し、そして、被加
工材Ｍが引抜機構Ｓによって引抜かれる移動量に対応し
て、常時、ローラダイス／、２の間隙が制御され、所望
の長手方向における断面積が漸次変化する形状のテーパ
・ロッドが製造される。

同時に、ローラ／、２のそれぞれ周速度は、引張付加装
置１６が、被加工材Ｍに後方への引張力ｋ　付加して、
ローラｌの周速度が被加工材Ｍにおけるローラダイス／
、２出ロ側の速度に一致するよう、またローラ２の周速
度が被加工材Ｍにおけるローラダイス７，２人ロ側の速
度に一致するように制御さねでいる０ すなわち、この制御全ローラｌについて説明すると、ま
ず、被加工材Ｍが、引抜機構Ｓによってローラダイス／
、２の間隙から引抜かれる。そして、その被加工材Ｍに
おけるローラダイス出口側速度は、ピンチローラ３を介
して出口側速度検出器／３によって検出され、その速度
値■、を示す信号がコントローラ１２に入力される。

コントローラ１２は、現在のローラ／の周速度２示す周
速度検出値信号がローラ周速度検出器ｌダから入力さね
ており、出口側速度検出器／Ｓから入力された被加工材
Ｍにおける速度値Ｖ、と周速度検出値全比較し、目標値
となる速度値Ｖ、に周速度検出値を一致させるようロー
ラ回転駆動機構／３に回転制御信号を送る。

そして、ローラｌの周速度が被加工材Ｍにおけるローラ
ダイス１．２出口側速度■１と一致するように、ローラ
回転駆動機構１３は、コントローラ１２によってローラ
ｌを強制回転させる。また、ローラダイス７．２の間隙
の広狭により引抜機構Ｓの引抜速度が変化した場合にも
、被加工材Ｍにおけるローラダイス／、２出ロ側速度に
追従して、ローラｌの周速度が一致するよう制御される
。

同様に、ローラ２においても、ローラ２の周速度は、被
加工材Ｍにおけるローラダイス／、２人口側速度■２と
一致するようＧこ制御され、また、ローラダイス／、２
の間隙の広狭により引抜機構Ｓの引抜速度か変化した場
合にも、被加工材Ｍにおけるローラダイス７，２人ロ側
速度に追従して、ローラ２の周速度が一致するように制
御される。

そして、ローラｌの周速度が被加工材Ｍにおけるローラ
ダイス／、２出ロ側の速度と一致し、またローラ２の周
速度が被加工材Ｍにおけるローラダイス１．２人口側の
速度と一致した場合には、余分な被加工材Ｍとの摩擦仕
事全させず、最も効果的にローラ／、２の圧下刃が減少
して、ローラ／、２におけるそれぞれのローラ軸の弾性
撓みが押えられる。

この圧下刃の減少について説明する。第３図は従来の遊
転ローラであるローラ１０１．１０２を用いて引抜加工
する場合を示す図である。

被加工材Ｍは、引抜速度ｖ１で引抜かれると、ローラダ
イス１０／、１０２出口側す点での速度がＶｌとなる。

そして、被加工材Ｍのローラダイス７０１，１０２人ロ
側ａ点での速度を■！、ローラ１０１．１０２のそれぞ
れ周速度をＶとすると、Ｖｌ＜Ｖ＜Ｖｌ、の関係が成立
し、 被加工材Ｍに作用する垂直応力ｐは、ローラ１０／、１
０２外周面上の摩擦力μｐ（μはローラと被加工材間の
摩擦係数である。）により、ローラ１０／　、１０２の
周速度Ｖと被加工材Ｍの速度が一致する中立点Ｙで頂点
を持つ山形状となる分布２示す（図中Ａ）。

これに対し、相対するローラに周速度差を生じさせた場
合を説明する。第を図は強制回転駆動させるローラ／、
２を用いて、被加工材Ｍに後方への引張力を付加しつつ
引抜加工する場合を示す図である。

被加工材Ｍは、引抜速度ｖ１で引抜かれると、ローラダ
イス／、２出口側す点での速度が■１となる。そして、
被加工材Ｍのローラダイス１，２人ロ側ａ点での速度’
ｋ　Ｖｔ、また、ローラ／の周速度をＶｌに近づける■
工、ローラコの周速度’ｆｔ　Ｖｔに近づけるＶ、とす
ると、 Ｖｔ＜％＜■工（Ｖｌ、の関係が成立し、ローラ／の周
速度ｖｘと被加工材Ｍの速度が一致する中立点Ｙ１と、
ローラ２の周速度外と被加工材Ｍの速度が一致する中立
点Ｙ２との間で、被加工材Ｍに作用する上下面の摩擦力
μｐが打消し合うため、被加工材Ｍに作用する垂直応力
ｐは、第３図に示す垂直応力と比較して、頂点が無くな
った略四角形状の分布を示す（図中Ｂ）。

よって、第３図に示すＡと第ψ図に示すＢを比較して、
一対のローラからなるローラダイスにおける一方のロー
ラの周速度を被加工材の出口側の速度に近づけ、他方の
ローラの周速度を被加工材の入口側の速度に近づけるこ
とにより、頂点部分′　Ｃの面積分だけ圧下刃が減少す
ることが解る。

また、一方のローラの周速度全被加工材の出口側あるい
は入口側の速度に近づけ、他方のローラを強制回転させ
ず、自由回転させた場合にも、強制回転させたローラの
周速度と被加工材の速度が一致する中立点と、自由回転
させたローラの周速度と被加工材の速度が一致する中立
点との間で、被加工材に作用する上下面の摩擦力が打消
し合うため、ローラの圧下刃は減少する。

さらに、両者のローラが常に周速度差を生じるように構
成すれば、両ローラのそれぞれ周速度と被加工材の速度
が一致するそれぞれの中立点との間で、被加工材に作用
する上下面の摩擦力が打消し合うことにより、口！うの
圧下刃が減少することが解る。

なお、ローラの周速度が、被加工材におけるローラダイ
ス出口側速度を超え、あるいはローラダイス入口側速度
未満であって、周速度とそれらの速度とに差が生じすぎ
ると、ローラの圧下刃は減少するが、ローラと被加工材
との間で余分な摩擦力が生じてローラに余分なトルクが
必要となり好ましくない。

したがって、この実施例では、引抜機構Ｓによりローラ
ダイス／、２の間隙から被加工材Ｍが引抜かれ、その移
動量によってローラダイス／、２の間隙が制御されてテ
ーパ、ロッドが加工さね、また、ローラダイス／、２の
間隙制御の際、ローラ／が被加工材Ｍのローラダイス／
、２出ロ側の速度と一致し、ローラ２が被加工材Ｍのロ
ーラダイス／、２人口側の速度と一致して、最も効果的
にローラ／、２の圧下刃が減少し、ローラ軸の弾性撓み
が押えられることとなり、製造するテーパ・口゛ノドの
断面寸法精度が向上する。

なお、本実施例では、ローラダイスにおけるローラ／、
２の両方を強制回転させたものを示し、ｌ一方のローラ
／の周速度を被加工材Ｍの出口側速度に一致させ、下方
のローラーの周速度を被加工材Ｍの入口側速度に一致さ
せるように制御したが、下方のローラ２の周速度を被加
工材Ｍの出口側速度に一致させ、上方のローラ／の周速
度全被加に材Ｉψの入口側速度に一致させるよう制御し
ても同様に断面寸法精度の向上が可能となり、また、一
方のローラ全その周速度が被加工材の出口側速度あるい
は入口側速度に一致するように強制回転させ、他方のロ
ーラ全自由回転させても、ローラの圧下刃が減少して、
断面寸法精度の向上が可能となる。

さらにまた、一対のローラに常に周速度差全土じさせる
よう構成すれば、ローラの圧下刃が減少して、断面寸法
精度の向上が可能となる。

サラに、相対するローラ２互いに径が相違するものと交
換し、周速度差を生じさせても、断面寸法精度が向上す
るテーパ、ロッドの製造を行なうことができる。

また、本実施例では、円形断面を有するテーパ、ロッド
の製造について述べたが、角形断面？有する被加工材の
テーパ・ロッドの製造には、所定の孔型２有する必要数
のローラダイスを使用し、それぞれ相対するローラに周
速度差全土じさせることにより可能となる。

さらにまた、本実施例では、ローラダイス／。

２の間隙全被加工材Ｍの移動量に基づいて制御するもの
を示したが、ローラダイスから所定距離隔たっている被
加工材の断面寸法の検出値あるいは他の検出値に基づい
てローラダイス／、２の間隙を制御する場合においても
、同様に適用可能なことは勿論である。

この発明は、以上のように、一対のローラからなるロー
ラダイスの間隙から被加丁材力ζす１抜かれ、かつ、ロ
ーラダイスの間隙がテーバ設定値に基づいて制御されて
、所望のテーパ、ロッドを製造する方法において、一対
のローラＧこ周速度差を生じさせるので、ローラの圧下
刃が減少し、ローラ軸の弾性撓みが極力押えられて、断
面寸法精度が高いテーパ、ロンド全量産的かつ経済的に
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の製造方法に使用する制御装
置を示す図、第２図は同側により製造す、るテーパ・ロ
ッドを示す図、第３図は従来の遊転ローラ全相いて引抜
加工される場合の圧下刃の状態を説明する図、第を図は
この発明の実施例にょる場合の圧下刃の状態全説明する
図である。 ／、２・・・ローラ、３．ｑ・・・ピンチローラ、ｊ・
・・引抜機構、６・・移動量検出器、７・・・テーパ設
定器、ｇ・・・コントローラ、デ・・・油圧パルスモー
タ、ＩＯ−・・ダイス圧下機構、ｌ／・・・四−タリエ
ンコーダ、／２・・・コントローラ、１３・・・ローラ
回転駆動機構、／ｌ・・・ローラ周速度検出器、／３・
・・出口側速度検出器、／６・・・引張付加装置、１７
・・・コントローラ、ｌざ・・・ローラ回転駆動機構、
１９・・・ローラ周速度検出器、２０・・・入口側速度
検出器、Ｍ・・・被加工材。 特　　許　　出　　願　　人 ｓ２　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 温間以下の温度において一対のローラからなるローラダ
   イスの間隙から被加工材が引抜かれ、かつ、前記ローラ
   ダイスの間隙が予め定められたテーパ設定値に基づいて
   広狭するよう制御され、前記被加工材における長手方向
   の断面積が漸次変化して所望のテーパ・ロンドを製造す
   る方法において、前記一対のローラに周速度差を生じさ
   せることを特徴とするテーパ・ロンドの製造方法。