WO2006104272A1

WO2006104272A1 - クロージング加工方法及びクロージング加工機

Info

Publication number: WO2006104272A1
Application number: PCT/JP2006/307386
Authority: WO
Inventors: Keisuke Mishima; Shigetoshi Ogiso
Original assignee: Kayaba Industry Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2006-10-05
Also published as: JP2006281238A; US7775077B2; EP1867407B1; EP1867407A1; EP1867407A4; JP4656980B2; US20090133458A1; ES2403530T3

Abstract

クロージング加工機（１）において、ワーク（９）の内周面を把持する内径チャック（８）と、この内径チャック（８）をワーク（９）のＹ軸方向に移動するワーク（９）投入装置と、ワーク（９）の投入経路に突出する投入ストッパ（１２）とを用い、投入ストッパ（１２）にワーク（９）を当接させた状態で内径チャック（８）がワーク（９）の内周面を把持する工程と、投入ストッパ（１２）をワーク（９）の投入経路から外す工程と、内径チャック（８）をワーク（９）のＹ軸方向に移動してワーク（９）を外径チャック（７）に投入する工程とを有することを特徴とするものとした。

Description

クロージング加ェ方法及びクロージング加ェ機技術分野

本発明は、金属パイプ材の開口端を閉塞するクロージング加工方法及ぴク口一ジング加工機の改良に関するものである。技術背景

クロージング加工方法は金属パイプ材からなるワークを回転させ、ワークを加熱しながらワークに金型を押し当て、徐々に金型に近づけて塑性変形させる。このクロージング加工を行うクロージング加工機は、ワークの外周面を把持する外径チャックと、外径チャックをワークと共に回転駆動するチャックスピンドルを備える。ワークを金型に対して所定のオフセット量を持つ軸を中心に回転しながら金型をワークに押し当ててクロージングする。

このクロージング加工方法及ぴクロージング加工機については、特開 2 0 0 2 - 1 5 3 9 3 0号公報に開示されている。

従来のクロージング加工機は、ワークを外径チャックに投入するワーク投 Λ装置を備える。このワーク投入装置はコンベア等を介してワークを軸方向に送り、ワークを外径チャックに投入するようになっている。

しかしながら、従来のワーク投入装置は、コンベア等を介してワークを軸方向に送ることによって外径チヤックに投入する構成のため、外径チヤックに対してワークを投入する位置精度を高めることが難しいという問題点があった。

従って、本発明は、クロージング加工方法及ぴクロージング加工機において、ワークを外径チヤックに投入する位置精度を高めることを目的とする。発明の開示

本努明は、筒状のワークを外径チャックに保持し、この外径チャックをワークと共に回転させ、軸心まわりに回転するワークに金型を押し当ててワーク p開口端をクロージングするクロージング加工方法において、ワークの内周面を把持する内径チャックと、この内径チャックをワークの軸方向に移動するワーク投入装置と、ワークの投入経路に突出する投入ストツバとを用い、投入ストッパにヮークを当接させた状態で内径チャックがワークの内周面を把持する工程と、投入ストツパをワークの投入経路から外す工程と、内径チャックをワークの軸方向に移動してワークを外径チヤックに投入する工程とを有することを特徴とする。また、本発明は、筒状のワークを外径チャックに保持し、この外径チャックをワークと共に回転させ、軸心まわりに回転するワークに金型を押し当ててワークの開口端をクロージングするクロージング加工機において、ワークの内周面を把持する内径チャックと、この内径チャックをワークの軸方向に移動するワーク投入装置と、ワークの投入経路に突出する投入ストツバとを備え、投入ストッパにワークを当.接させた状態で内径チャックがワークの内周面を把持し、投入ストツパをワークの投入経路から外し、内径チャックをワークの軸方向に移動してヮークを外径チヤックに投入することを特徴とする。

本発明により、投入ストッパにワークを当接させた状態で内径チャックがヮークの内周面を把持するため、内径チャックがワークを所定位置にて把持することが確実に行える。

そして、内径チャックがワークの内周面を把持した後、ワーク投入装置がヮークを軸方向に前進させてワークを外径チヤックに投入するため、外径チヤックがワークを所定位置にて把持することを確実に行える。

外径チャックがワークを把持する位置精度を高めることにより、ワークの加工形状を一定にし、品質の向上がはかられる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態を示すクロージング加工機の側面図である。図 2は、クロージング加工機の平面図である。

図 3は、クロージング加工機の正面図である。

図 4 ( a ) 〜（h ) は、クロージングする工程を示す図である。

図 5は、クロージング加工機の側面図である。 . 06 307386

- 3 - 図 6は、クロージング加工機の平面図である。

図 7は、クロージング加工機の正面図である。

図 8は、内径チャックの断面図である。

図 9 ( a ) 〜（d ) は、ワークを投入する工程を示す図である。発明を実施するための最良の形態

図 1〜図 3にクロージング加工機 1の全体構成を示す。図 1〜図 3において、互いに直交する X、 Y、 Ζの 3軸を設定し、 X軸が略水平横方向に延び、 Υ軸が略水平前後方向に延び、 Ζ軸が略垂直方向に延びるものとする。以下、タロージング加工機 1の全体構成について説明する。

クロージング加工機 1の中央部にはワーク 9をその軸心まわりに回転駆動する 2台のチャックスピンドル 2 0と金型 4を駆動する 1台の金型駆動装置 4 0が設けられる。各チャックスピンドル 2 0は、後述するチャックスピンドル移動装置 3 0を介して架台 3に対して X軸方向について往復動し、クロージング加工機 1 の中央部へと交互に移動し、ワーク 9を金型 4に対峙させる。

クロージング加工機 1は、高周波加熱装置 2によつて金属パイプ材からなるヮーク 9を加熱し、回転するワーク 9に金型 4を押し当ててワーク 9を塑性変形させることによって、ワーク 9の開口端を閉塞するクロージングを行う。

クロージング加工機 1の中央部には、ワーク 9をクロージングするチヤックスピンドル 2 0の前方に位置してワーク 9の端部を支持するスラストストツパ移動装置 6 0と、芯金 5をワーク 9の内側に移動する芯金移動装置 5 0とが設けられる。

クロージング加工機 1の左右の後部にはそれぞれ一対のコンベア 1 8とワーク投入装置 1 0が設けられる。ワーク 9は各コンベア 1 8によって Υ軸方向前方に搬送された後、 Υ軸方向に移動可能な各ワーク投入装置 1 0によって Υ軸方向前方に搬送され、左右のチャックスピンドル 2 0に投入し把持される。

一方のチャックスピンドル 2 0がクロージング加工機 1の中央部に位置してクロージング加工を行っている間、他方のチヤックスピンドル 2 0がクロージング加工機 1の左右端部のいずれかに位置して各ワーク投入装置 1 0に搬送されるヮーク 9を受け取る。

クロージング加工機 1の前部には、クロージング加工後のワーク 9を搬出する搬出装置 1 7が設けられる。搬出装置 1 7はワーク 9を把持するハンド 1 3を架台 3に対して X軸方向について往復動し、左右のチャックスピンドル 2 0から押し出されるワーク 9をクロージング加工機 1の右前部に配置されたコンベア 1 9 へと搬送する。

クロージング加工を終えて 1 0 0 0 °C以上に高温となるワーク 9は、コンベア 1 9によって冷却装置 7 0 (図 3参照）へと搬送され、冷却装置 7 0にて冷却される。冷却装置 7 0はクロージング加工機 1の前方右側に設けられている。図 4の（a ) 〜（g ) にクロージング加工機 1がワーク 9にクロージングする一連の工程を示す。以下、このクロージング加工方法の各工程順に説明する。図 4の（a ) に示すように、ワーク投入装置 1 0の内径チャック 8をワーク 9 内に挿入し、その内径チャック 8がワーク 9の内周面を把持する。

図 4の（b ) に示すように、ワーク投入装置 1 0が内径チャック 8を Y軸方向に前進させてワーク 9をチャックスピンドル 2 0の外径チャック 7に挿入し、外径チャック 7がワーク 9の外周面を把持する。

図 4の（c ) に示すように、ワーク投入装置 1 0が内径チャック 8を Y軸方向に後退させて内径チャック 8をワーク 9から抜き取る。続いてチャックスピンドル移動装置 3 0がチャックスピンドル 2 0を X軸方向に移動してワーク 9を金型 4に対峙する加工位置に停止させる。

図 4の（d ) に示すように、スラストストッパ移動装置 6 0がスラストストツパ 6をワーク 9の基端部 9 bを支持するスラスト加工基準位置に移動する。図 4の（e ) に示すように、芯金移動装置 5 0 ^芯金 5をワーク 9の内側に投入する。

図 4の（f ) に示すように、チャックスピンドル 2 0がワーク 9と芯金 5を回転駆動する。一方、金型駆動装置 4 0が加熱された金型 4をワーク 9に押し当てる。これにより、金型 4と芯金 5の間でワーク 9の先端部 9 aが次第に絞られ、最終的にワーク 9の先端部 9 aを閉塞した底部 9 cを形成する。

図 4の（g ) に示すよ.うに、金型駆動装置 4 0が金型 4を Y軸方向後方.に移動し、ワーク 9から離す。一方、スラストストッパ移動装置 6 0がスラストストツパ 6を Y軸方向前方に移動してスラスト加工基準位置から離すとともに、芯金移動装置 5 0が芯金 5をワーク 9の内側から抜き取る。

続けて別のワーク 9をクロージングする場合、図 4の（a ) に示すように、チャックスピンドル移動装置 3 0がチャックスピンドル 2 0を X軸方向に移動してワーク 9を内径チャック 8に対峙させる。そして、図 4の（b ) に示すように、ワーク投入装置 1 0が内径チャック 8を Y軸方向に前進させ、クロージング加工前のワーク 9の基端部 9 bをクロージング加工済みのワーク 9の底部 9 cに当接させてクロージング加工済みのワーク 9を外径チャック 7から押し出す。

一方、ワーク 9のクロージング加工を終了する場合、図 4の（h ) に示すように、ワーク投入装置 1 0が内径チャック 8を Y軸方向に前進させ、内径チャック 8をクロージング加工済みのワーク 9の底部 9 cに当接させてクロージング加工済みのワーク 9を外径チャック 7から押し出す。

以上、クロージング加工機 1の全体構成を説明した。

次に図 5〜図 7に基づいてクロージング加工機 1がワーク 9を外径チャック 7 に投入する構成を説明する。

クロージング加工機 1は、ワーク 9の内周面を把持する内径チャック 8と、内径チャック 8を架台 3に対してワーク 9の Y軸方向に移動してワーク 9を外径チャック 7に投入するワーク投入装置 1 0と、ワーク 9の投入経路に突出する投入ストッパ 1 2とを備える。

クロージング加工機 1は、投入ストッパ 1 2にワーク 9を当接させた状態で内径チャック 8がワーク 9の内周面を把持し、投入ストツパ 1 2をワーク 9の投入経路から外し、.内径チャック 8を移動してワーク 9を外径チャック 7に投入するようにする。

図 5、図 6に示すように、ワーク投入装置 1 0は、ワーク 9を送る Y軸方向に延びるガイドレール 1 2 1と、このガイドレール 1 2 1に摺動可能に支持されるスライド台 1 2 2と、このスライド台 1 2 2を Y軸方向に往復動させるエアシリンダ 1 2 3とを備える。スライド台 1 2 2に内径チャック 8が結合される。エアシリンダ 1 2 3は図示しないコントローラの出力に応じて内径チャック Sを移動し、指令された位置に停止させる。

クロージング加工機 1は、コンベア 1 8によって搬送されるワーク 9が置かれる投入台 1 3 1を備える。この投入台 1 3 1は内径チャック 8と略同軸上にヮーク 9を支持する。

クロージング加工機 1は、投入ストッパ 1 2を投入台 1 3 1に対して Z軸方向に昇降させるエアシリンダ 1 3 2を備える。エアシリンダ 1 3 2は図示しないコントローラの出力に応じて投入ストツパ 1 2を昇降させ、投入ストツパ 1 2を投入台 1 3 1に対して出没させる。

図 7に示すように、投入台 1 3 1上の手前にワーク 9を搬送する傾斜台 1 4 1 と、傾斜台 1 4 1上を転動して来たワーク 9を押し上げるタクトメ一力 1 4 2と、タクトメ一力 1 4 2を Z軸方向に昇降するエアシリンダ 1 4 3'とを備える。タクトメ一力 1 4 2が 1本のワーク 9を押し上げることにより、このワーク 9がタクトメ一力 1 4 2上を転動して投入台 1 3 1上の溝 1 3 3に収まる。

図 8に示すように、内径チャック 8は、ワーク 9内に挿入される筒状のチヤック本体 1 1 0と、このチャック本体 1 1 0の外周面から環状に突出したチャックストッパ 1 1 1と、チャック本体 1 1 0の外周面から出没可能に突出する複数のチャック部材 1 1 2， 1 1 3と、各チャック本体 1 1 0を引き込む方向に付勢するスプリング 1 1 3と、このスプリング 1 1 5に抗して各チャック本体 1 1 0を突出させる力ムロツド 1 1 6と、この力ムロツド 1 1 6を駆動するエアシリンダ 1 1 7とを備える。

エアシリンダ 1 1 7が力ムロツド 1 1 6を図 8にて右方向に引き込むことにより、スプリング 1 1 3'の付勢力によってチャック部材 1 1 2， 1 1 3がチャック本体 1 1 0に引き込まれる。エアシリンダ 1 1 7がカムロッド 1 1 6を図 8にて左方向に移動させることにより、スプリング 1 1 3の付勢力に抗してチャック部材 1 1 2， 1 1 3がチャック本体 1 1 0の外周面から突出し、ワーク 9の内周面を把持する。エアシリンダ 1 1 7は図示しないコントローラの出力に応じてチヤック部材 1 1 2， 1 1 3を出没させ、ワーク 9の把持、解除を行う。

チャック本体 1 1 0がワーク 9内に挿入される際、チャック本体 1 1 0のチヤックストツノヽ ° 1 1 1がヮ.ーク 9の先端部 9 aに当接することにより、チャック本体 1 1 0に対するワーク 9の位置決めが行われる。

チヤッ夕本体 1 1 0のチャックストツパ 1 1 1から先端側に延びるワーク揷入長さ Lは、外径チャック 7に対してワーク 9が揷入されるワーク揷入長さより大きい値に設定する。

ワーク投入装置 1 0は、図 4の（h ) に示すように、内径チャック 8を外径チャック 7に投入することにより、内径チャック 8が加工済みのワーク 9の底部 9 cに当接して加工済みのワーク 9を外径チヤック 7から押し出すようにする。ワーク投入方法は、投入ストッパ 1 2にワーク 9を当接させた状態で内径チヤック 8がワーク 9の内周面を把持する工程と、投入ストツパ 1 2をワーク 9の投入経路から外す工程と、内径チャック 8を移動してワーク 9を外径チャック 7に投入する工程とを有する。

図 9の（a ) 〜（d ) にクロージング加工機 1がワーク 9を外径チャック 7に投入する工程を示す。以下、このワーク投入方法の各工程を順に説明する。図 9の（a ) に示すように、投入ストッパ 1 2を突出させ、ワーク 9を投入台 1 3 1上に置く。

図 9の（b ) に示すように、センサ 1 5 2を介して投入台 1 3 1上にワーク 9 があることが確認されると、ワーク投入装置 1 0が内径チャック 8を Y軸方向に前進させてワーク 9内に挿入する。ワーク 9がその基端部 9 bを投入ストツノ 1 2に当接させ、その先端部 9 aをチヤックストッパ 1 1 1に当接させ、ワーク 9 の基端部 9 bが投入基準位置 Aにある状態で、内径チャック 8がワーク 9の内周面を把持する。 '

図 9の（c ) に示すように、ワーク投入装置 1 0が内径チャック 8を Y軸方向に後退させて投入ストッパ 1 2を格納する。

図 9の（d ) に示すように、ワーク投入装置 1 0が内径チャック 8を Y軸方向に前進させてワーク 9を外径チャック 7に挿入し、ワーク 9の基端部 9 bが把持基準位置 Bにある状態で、外径チャック 7がワーク 9の外周面を把持する。最後に、ワーク投入装置 1 0が内径チャック 8を Y軸方向に後退させて内径チャック 8をワーク 9から抜き取る。

以上のように構成されて、次に作用について説明する。 . ワーク 9がその基端部 9 bを投入ストッパ 1 2に当接させ、その先端部 9 aをチャックストツノ 1 1 1に当接させ、内径チャック 8がワーク 9の内周面を把持する構成により.、ワーク 9の基端部 9 bが投入基準位置 Aにある所定位置にて内径チャック 8がワーク 9を把持することが確実に行える。

内径チャック 8がワーク 9の内周面を把持した後、ー且ワーク 9を後退させた後に投入ストッパ 1 2を格納する構成により、投入ストッパ 1 2を円滑に格納動作させることが可能となる。 - このように投入ストツパ 1 2を出没さて、ワーク投入装置 1 0はワーク 9を Y 軸方向について略同一直線上で往復動させる動作でワーク 9を外径チャック 7に投入する構成により、外径チャック 7にワーク 9を投入するのに要する時間を短縮し、タクト時間の短縮化がはかれる。

ワーク投入装置 1 0が内径チヤック 8を Y軸方向に所定のストロークで前進させてワーク 9を外径チャック 7に挿入し、外径チャック 7がワーク 9の外周面を把持することにより、ワーク 9の基端部 9 bが把持基準位置 Bにある所定位置にて外径チャック 7がワーク 9を把持することが確実に行える。

こうして外径チャック 7がワーク 9を把持する位置精度を高めることにより、クロージング加工時に金型 4と芯金 5に対してワーク 9の位置が Y軸方向にずれることを抑えられ、ワーク 9の先端部 9 a (底部 9 c ) を所定の形状に絞ることが可能となり、ワーク 9の加工形状を一定にし、品質の向上がはかられる。ワーク 9を連続して加工する場合、図 4の（b ) に示すように、ワーク投入装置 1 0が加工前のワーク 9の基端部 9 bを加工済みのワーク 9の底部 9 c (先端部 9 a ) に当接させて加工済みのワーク 9を外径チャック 7から押し出す構成により、外径チャック 7に対してワーク 9を投入する動作とワーク 9を取り出す動作が同時に行われるため、外径チャック 7にワーク 9を出し入れするのに要する時間を短縮し、タクト時間の短縮化がはかれる。

ワーク 9の加工を終了する場合、図 4の（h ) に示すように、ワーク投入装置 1 0が内径チャック 8を外径チャック 7内に入る位置まで Y軸方向について前進させ、内径チャック 8を加工済みのワーク 9の底部 9 c (先端部 9 a ) に当接させて加工済みのワーク 9.を外径チャック 7から押し出す構成により、加工済みのワーク 9を外径チャック 7から押し出すのに専用の工具等を用いる必要がなく、クロージング加工機 1の構造の簡素化がはかれる。

なお、本発明が適用される外径チャックは、ワークの外周面を把持する構造に限らず、投入される筒状のワークを保持する他の構造をもつ治具であっても良レ、。産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかるクロージング加工方法及ぴクロージング加工機は、ワークの開口端を閉塞するクロージング加工に限らず、回転するワークに金型をワークに押し当ててワークを絞り加工するスピユング加工に利用できる。

Claims

請求の範囲

1. 筒状のワーク（9) を外径チャック（7) に保持し、

この外径チャック（7) をワーク（9) と共に回転させ、

軸心まわりに回転するワーク（9) に金型（4) を押し当てて前記ワーク（9) の開口端をクロージングするクロージング加工方法において、

前記ワーク（9) の内周面を把持する内径チャック（8) と、

この内径チャック（8) を前記ワーク（9) の軸方向に移動するワーク投入装置（10) と、

前記ワーク（9) の投入経路に突出する投入ストッパ（12) とを用い、前記投入ストツバ（12) に前記ワーク（9) を当接させた状態で前記内径チャック（8) が前記ワーク（9) の内周面を把持する工程と、

前記投入ストツバ（12) を前記ワーク（9) の投入経路から外す工程と、前記内径チャック（8)を前記ワーク（9)の軸方向に移動して前記ワーク（9) を前記外径チャック（7) に投入する工程とを有することを特徴とするクロージング加工方法。

2. 筒状のワーク（9) ,を外径チャック（7) に保持し、

この外径チャック（7) をワーク（9) と共に回転させ、

軸心まわりに回転する前記ワーク（9) に金型（4) を押し当ててワーク（9) の開口端をクロージングするクロージング加工機において、

前記ワーク（9) の内周面を把持する内径チャック（8) と、

この内径チャック（8) を前記ワーク（9) の軸;^向に移動するワーク投入装置（10) と、

前記ワーク（9) の投入経路に突出する投入ストッパ（12) とを備え、前記投入ストツバ（12) に前記ワーク（9) を当接させた状態で前記内径チャック（8) が前記ワーク（9) の内周面を把持し、

前記投入ストッパ（12) を前記ワーク（9) の投入経路から外し、前記内径チャック（8)を前記ワーク（9)の軸方向に移動して前記ワーク（9) を前記外径チヤック（ 7 ).に投入することを特徴とするクロージング加工機（ 1 )。

3. 前記内径チャック（8) が前記ワーク（9) の内周面を把持した後一且前記ワーク（9) を後退させて前記投入ストッパ（12)'を前記ワーク（9) の投入経路から外すようにしたことを特徴とする請求項 2に記載のクロージングカ卩工機

(1)。

4. 前記ワーク投入装置（10) が前記内径チャック（8) を前進させ、クロージング加工前の前記ワーク（9) の基端部をクロージング加工した前記ワーク（9) の先端部に当接させてクロージング加工済みの前記ワーク（9) を前記外径チャック（7) から押し出すようにしたことを特徴とする請求項 2に記載のクロージング加工機（1)。

5. 前記ワーク投入装置（10) が前記内径チャック（8) を前記外径チャック (7) の内側に入る位置まで前進させ、

前記内径チャック（8) をクロージング加工した前記ワーク（9) の先端部に当接させてクロージング加工済みの前記ワーク（9) を前記外径チャック（7) から押し出すようにしたことを特徴とする請求項 2に記載のクロージング加工機

(Do