JP2012030234A - Rotational plastic working apparatus and operation method for rotational plastic working apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転塑性加工装置及び回転塑性加工装置の運転方法に関し、詳しくは、成形型を主軸回りに駆動回転する駆動回転機構と、前記主軸と同軸で回転可能な押圧部材を備え、且つ、予備加熱された被加工材を前記成形型と前記押圧部材とにより挟持すべく前記押圧部材を前記被加工材に押し付ける心押機構と、回転状態にある前記被加工材に当接しながら前記成形型における前記押圧部材の側である先端側から基端側に向かって移動して、前記被加工材を前記成形型の外周面に沿う形状に塑性加工するローラと、前記主軸に接近離間するX軸方向及び前記主軸に平行なZ軸方向の2軸方向で前記ローラを移動させる移動機構と、前記被加工材を前記成形型の外周面に沿う形状に塑性加工すべく、前記ローラの先端の移動軌跡が異なる複数のステップで前記ローラを前記成形型の先端側から基端側に向かって移動させるように前記移動機構を働かせる制御手段とが設けられた回転塑性加工装置及びその運転方法に関する。 The present invention relates to a rotational plastic working apparatus and a method of operating the rotational plastic working apparatus, and more specifically, a drive rotation mechanism that drives and rotates a mold around a main axis, and a pressing member that can rotate coaxially with the main axis, and A tailstock mechanism that presses the pressing member against the workpiece so as to sandwich the preheated workpiece between the molding die and the pressing member, and the molding die while abutting against the workpiece being rotated. And a roller for plastically processing the workpiece into a shape along the outer peripheral surface of the mold, and an X axis approaching and separating from the main shaft And a moving mechanism for moving the roller in two axial directions, ie, a Z-axis direction parallel to the main axis, and movement of the tip of the roller to plastically process the workpiece into a shape along the outer peripheral surface of the mold Multiple trajectories The control means for the rollers exert the moving mechanism to move toward the proximal side from the distal end side of the mold about the rotary plastic working device and an operating method is provided in step.
かかる回転塑性加工装置は、被加工材を成形型と押圧部材とにより挟持した状態で成形型を被加工材と共に駆動回転して、ローラを回転状態の被加工材に当接させながら成形型の先端側から基端側に向かって移動させることにより、被加工材を成形型の外周面に沿う形状に塑性加工するものである(例えば、特許文献1参照。)。
尚、前記特許文献1には記載されていないが、被加工材の硬さを低下させて、被加工材を塑性加工し易いようにするために、塑性加工する前に被加工材を所定の温度(例えば300℃)に予備加熱するようにしている。
Such a rotary plastic working apparatus drives and rotates the forming die together with the work piece in a state where the work piece is sandwiched between the forming die and the pressing member, and the roller is brought into contact with the work piece in a rotating state. The workpiece is plastically processed into a shape along the outer peripheral surface of the mold by moving from the distal end side toward the proximal end side (see, for example, Patent Document 1).
Although not described in
ところで、ローラを被加工材の外周面に当接させながら成形型の先端側から基端側に向かって1回移動させるだけで、被加工材を所望の形状に塑性加工しようとしても、塑性変形量が大きくなり過ぎて被加工材を所望の形状に精度良く塑性加工し難い場合がある。そこで、ローラの先端の移動軌跡が異なる複数のステップでローラを成形型の先端側から基端側に向かって移動させることにより、被加工材を成形型の基端側に段階的に伸ばしながら所望の形状に塑性加工する場合がある。 By the way, even if the workpiece is plastically processed into a desired shape by simply moving the roller from the distal end side to the proximal end side while contacting the outer peripheral surface of the workpiece, the plastic deformation In some cases, the amount becomes too large, and it is difficult to accurately plastically process the workpiece into a desired shape. Therefore, by moving the roller from the tip side to the base side of the mold in a plurality of steps with different movement trajectories of the tip of the roller, the desired material can be obtained while gradually extending the workpiece to the base side of the mold. In some cases, plastic processing may be performed.
ところで、ローラを被加工材に当接させながら成形型の基端側に移動させる間は、被加工材を成形型の基端側に伸ばす(あるいは移動させる)ように作用する力が生じるのは勿論であるが、被加工材を成形型の先端側に伸ばす(あるいは移動させる)ように作用する力(以下、加工反力と記載する場合がある)も生じる。そして、このような加工反力は、被加工材に当接させた状態で移動させるローラの先端の移動軌跡等によって変動する。
従って、従来の回転塑性加工装置やその運転方法では、加工反力が大きくなることに起因して、押圧部材が心押機構による押圧力に抗して成形型及び被加工材から離れる方向に押し戻される虞があった。この場合、成形型の先端面と被加工材の内面との間に隙間が生じて、被加工材を成形型と押圧部材との間に適切に挟持できなくなって加工精度が低下し、又、塑性加工された被加工材における主軸に沿う方向での体積分布が変動する虞もあるので、被加工材を塑性加工する精度が低下する問題が生じる。
By the way, while the roller is moved to the base end side of the mold while being brought into contact with the workpiece, a force acting to extend (or move) the workpiece to the base end side of the mold is generated. Needless to say, there is also a force (hereinafter sometimes referred to as a processing reaction force) that acts to extend (or move) the workpiece to the tip side of the mold. Such processing reaction force fluctuates depending on the movement locus of the tip of the roller that is moved while being in contact with the workpiece.
Therefore, in the conventional rotary plastic working apparatus and its operation method, the pressing member is pushed back in the direction away from the mold and the workpiece against the pressing force by the tail pushing mechanism due to the increase of the reaction force. There was a fear. In this case, a gap is generated between the front end surface of the mold and the inner surface of the workpiece, the workpiece cannot be properly sandwiched between the mold and the pressing member, and the processing accuracy is reduced. Since there is a possibility that the volume distribution in the direction along the main axis in the plastic-worked work material may fluctuate, there arises a problem that the precision of plastic working of the work material is lowered.
ところで、加工反力が大きくなっても、押圧部材が成形型及び被加工材から離れる方向に押し戻されるのを回避できるように、心押機構による押圧力を大きくすることが想定される。
しかしながら、被加工材は予備加熱されていて硬さが低下しているので、心押機構による押圧力を大きくし過ぎると、その押圧力により被加工材が塑性変形する虞があり、却って加工精度が低下することになる。
By the way, it is assumed that the pressing force by the tail pushing mechanism is increased so that the pressing member can be prevented from being pushed back in the direction away from the mold and the workpiece even when the processing reaction force increases.
However, since the workpiece is preheated and its hardness is reduced, if the pressing force by the tail pushing mechanism is excessively increased, the workpiece may be plastically deformed by the pressing force, and the processing accuracy is Will drop.
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、予備加熱された被加工材の塑性加工精度を向上し得る回転塑性加工装置及び回転塑性加工装置の運転方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a rotary plastic processing apparatus and a method of operating the rotary plastic processing apparatus that can improve the plastic processing accuracy of a preheated workpiece. It is in.
上記目的を達成するための本発明に係る回転塑性加工装置は、成形型を主軸回りに駆動回転する駆動回転機構と、前記主軸と同軸で回転可能な押圧部材を備え、且つ、予備加熱された被加工材を前記成形型と前記押圧部材とにより挟持すべく前記押圧部材を前記被加工材に押し付ける心押機構と、回転状態にある前記被加工材に当接しながら前記成形型における前記押圧部材の側である先端側から基端側に向かって移動して、前記被加工材を前記成形型の外周面に沿う形状に塑性加工するローラと、前記主軸に接近離間するX軸方向及び前記主軸に平行なZ軸方向の2軸方向で前記ローラを移動させる移動機構と、前記被加工材を前記成形型の外周面に沿う形状に塑性加工すべく、前記ローラの先端の移動軌跡が異なる複数のステップで前記ローラを前記成形型の先端側から基端側に向かって移動させるように前記移動機構を働かせる制御手段とが設けられた回転塑性加工装置であって、その特徴構成は、
前記心押機構が、前記押圧部材を前記被加工材に押し付ける押圧力を変更自在に構成され、
前記制御手段が、最初よりも後のステップで前記ローラを移動させるときは、最初のステップで前記ローラを移動させるときよりも前記押圧力を大きくすべく前記心押機構の作動を制御する構成とされている点にある。
In order to achieve the above object, a rotary plastic working apparatus according to the present invention comprises a drive rotation mechanism for driving and rotating a mold around a main axis, a pressing member that can rotate coaxially with the main axis, and is preheated. A tailstock mechanism that presses the pressing member against the workpiece so as to hold the workpiece between the molding die and the pressing member, and the pressing member in the molding die while abutting against the workpiece in a rotating state A roller that moves from the distal end side toward the proximal end side to plastically process the workpiece into a shape along the outer peripheral surface of the mold, and an X-axis direction that approaches and separates from the main shaft and the main shaft A moving mechanism for moving the roller in two axial directions parallel to the Z axis, and a plurality of different moving loci at the tip of the roller to plastically process the workpiece into a shape along the outer peripheral surface of the mold Said step A the rotary plastic working device control means is provided exerting a moving mechanism to move toward the proximal end side over La from the tip end of the mold, its features configuration,
The tailstock mechanism is configured to freely change the pressing force that presses the pressing member against the workpiece,
When the control means moves the roller in a step after the first, the operation of the tail pushing mechanism is controlled to increase the pressing force than when the roller is moved in the first step. It is in the point.
上記特徴構成によれば、最初よりも後のステップで、制御手段により、最初のステップよりも押圧力を大きくすべく心押機構の作動が制御されるので、最初よりも後のステップであって、押圧部材が成形型及び被加工材から離れる方向に押し戻される虞がある程度にまで加工反力が大きくなるステップでは、心押機構による押圧力が大きくされて、押圧部材が加工反力により成形型及び被加工材から離れる方向に押し戻されるのを回避されるようにすることが可能となる。
そして、被加工材は予備加熱されているものの、最初よりも後のステップが実行されるときには被加工材の温度が低下しているので、最初よりも後のステップで心押機構による押圧力が大きくされても、その押圧力により被加工材が塑性変形するのを防止することができる。
According to the above characteristic configuration, since the operation of the tail pushing mechanism is controlled by the control means so as to make the pressing force larger than the first step at the step after the first, the step after the first In the step where the processing reaction force increases to a certain extent that the pressing member may be pushed back in the direction away from the mold and the workpiece, the pressing force by the tail pushing mechanism is increased, and the pressing member is pressed by the processing reaction force. And it is possible to avoid being pushed back in the direction away from the workpiece.
Although the workpiece is preheated, the temperature of the workpiece is lowered when the step after the first step is executed, so that the pressing force by the tail pushing mechanism is reduced at the step after the first. Even if it is increased, it is possible to prevent the workpiece from being plastically deformed by the pressing force.
本発明の発明者らは、加工反力の発生状況について鋭意考察し、以下に説明する根拠により、最初よりも後のステップで加工反力が大きくなることを見出した。
即ち、複数のステップでローラを成形型の先端側から基端側に向かって移動させて被加工材を塑性加工するに当たっては、最初よりも後のステップで被加工材の内面が成形型の外周面に接触するようになる形態や、後のステップになるほど成形型の外周面に接触する被加工材の内面の面積が増大する形態で行われることになる。ここで、ローラを成形型の先端側から基端側に向かって1回移動させることを、1回のステップとする。
そして、加工反力は、被加工材の内面が成形型の外周面に接触し始めるときに大きくなり、又、成形型の外周面に接触する被加工材の内面の面積が増大するほど大きくなると考えられるので、最初よりも後のステップで加工反力が大きくなる。
The inventors of the present invention diligently studied the occurrence of processing reaction force, and found that the processing reaction force becomes larger in the later steps than the first on the basis described below.
In other words, when plastically processing a workpiece by moving the roller from the front end side to the base end side of the mold in a plurality of steps, the inner surface of the workpiece is the outer periphery of the mold in a later step than the first. It is performed in a form that comes into contact with the surface or a form in which the area of the inner surface of the workpiece that comes into contact with the outer peripheral surface of the mold increases as the later step is reached. Here, one step is to move the roller once from the distal end side to the proximal end side of the mold.
The processing reaction force increases when the inner surface of the workpiece starts to contact the outer peripheral surface of the mold, and increases as the area of the inner surface of the workpiece that contacts the outer peripheral surface of the mold increases. Since it can be considered, the machining reaction force increases in the steps after the first.
そこで、このように最初よりも後のステップで加工反力が大きくなることに鑑みて、最初よりも後のステップで心押機構による押圧力を大きくするようにする。すると、複数のステップの全てにおいて、被加工材が心押機構による押圧力により塑性変形するのを防止しながら、被加工材を成形型と押圧部材とにより適切に挟持する状態で、ローラを被加工材に当接させながら成形型の基端側に移動させることが可能となるので、被加工材を成形型の外周面に沿う所望の形状に精度良く塑性加工することができる。
従って、予備加熱された被加工材の塑性加工精度を向上し得る回転塑性加工装置を提供することができる。
Therefore, in view of the fact that the machining reaction force increases in the step after the first in this way, the pressing force by the tail pushing mechanism is increased in the step after the first. Then, in all of the plurality of steps, while preventing the workpiece from being plastically deformed by the pressing force by the tail pushing mechanism, the roller is placed in a state where the workpiece is appropriately sandwiched between the forming die and the pressing member. Since it can be moved to the base end side of the mold while being in contact with the workpiece, the workpiece can be accurately plastically processed into a desired shape along the outer peripheral surface of the mold.
Therefore, it is possible to provide a rotary plastic working apparatus that can improve the plastic working accuracy of the preheated workpiece.
本発明に係る回転塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記押圧力を最初のステップよりも大きくする押圧力増大用のステップが、予め設定されており、
前記成形型の外周面における前記成形型の先端よりも基端側に対応する部分に、前記成形型の径方向外方に突出する段部が設けられ、
前記押圧力増大用のステップが、前記被加工材を前記成形型の外周面の段部に沿う形状に塑性加工するように前記ローラを移動させて、前記被加工材を前記成形型の外周面の段部に当接させるステップである点にある。
In a further characteristic configuration of the rotary plastic working apparatus according to the present invention, a step for increasing the pressing force for increasing the pressing force from the first step is set in advance.
On the outer peripheral surface of the mold, a portion corresponding to the base end side than the distal end of the mold is provided with a stepped portion protruding radially outward of the mold,
The step of increasing the pressing force moves the roller so as to plastically process the workpiece into a shape along a step portion of the outer peripheral surface of the mold, and the outer peripheral surface of the mold This is the step of contacting the step.
上記特徴構成によれば、予め設定されたステップでは、制御手段により、押圧力を最初のステップよりも大きくするように心押機構の作動が制御されるので、設定されたステップでは、押圧部材が加工反力により成形型及び被加工材から離れる方向に押し戻されるのを回避することできる。
つまり、各ステップにおけるローラの先端の移動軌跡は予め設定するので、各ステップの移動軌跡を考察することにより、複数のステップのうちで、加工反力が増大することに起因して、最初のステップの押圧力のままでは押圧部材が成形型及び被加工材から離れる方向に押し戻される可能性のあるステップを予め特定することができる。そして、そのように特定したステップを、押圧力増大用のステップに設定するのである。
従って、押圧部材が成形型及び被加工材から離れる方向に押し戻されるのを検知する手段を設けることなく、押圧部材が成形型及び被加工材から離れる方向に押し戻される可能性のあるステップでは、心押機構による押圧力が増大されて押圧部材が押し戻されることを回避できるので、低廉化を図りながら、予備加熱された被加工材の塑性加工精度を向上することができる。
According to the above characteristic configuration, in the preset step, the operation of the tail pushing mechanism is controlled by the control means so that the pressing force is larger than that in the first step. It is possible to avoid being pushed back in the direction away from the mold and the workpiece by the processing reaction force.
That is, since the movement trajectory of the roller tip in each step is set in advance, considering the movement trajectory of each step, among the plurality of steps, the processing reaction force increases, resulting in the first step If the pressing force remains unchanged, it is possible to specify in advance a step in which the pressing member may be pushed back in the direction away from the mold and the workpiece. Then, the step specified as such is set as a step for increasing the pressing force.
Therefore, in a step in which the pressing member may be pushed back in the direction away from the mold and the workpiece without providing a means for detecting that the pressing member is pushed back in the direction away from the mold and the workpiece, Since it can be avoided that the pressing force by the pressing mechanism is increased and the pressing member is pushed back, the plastic processing accuracy of the preheated workpiece can be improved while reducing the cost.
更に、押圧力増大用のステップでは、被加工材を成形型の外周面の段部に沿う形状に塑性加工するようにローラが移動されて、被加工材が成形型の外周面の段部に当接する。そして、被加工材が成形型の外周面の段部に当接すると、加工反力が大きくなるが、押圧力を最初のステップよりも大きくするように心押機構の作動が制御されるので、押圧部材が押し戻されるのを確実に回避することができる。 Furthermore, in the step for increasing the pressing force, the roller is moved so as to plastically process the workpiece into a shape along the step on the outer peripheral surface of the mold, and the workpiece is moved to the step on the outer peripheral surface of the mold. Abut. Then, when the workpiece contacts the step on the outer peripheral surface of the mold, the processing reaction force increases, but the operation of the tailstock mechanism is controlled so that the pressing force is larger than the first step. It is possible to reliably avoid the pressing member from being pushed back.
本発明に係る回転塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記被加工材が前記ローラにより塑性加工される間、その被加工材における前記成形型の先端よりも基端側に対応する部分の被加工領域を加熱する加熱手段が設けられている点にある。 A further characteristic configuration of the rotary plastic processing apparatus according to the present invention is that, while the workpiece is plastically processed by the roller, the portion of the workpiece corresponding to the base end side of the workpiece is more proximal than the tip of the mold. The heating means for heating the processing region is provided.
上記特徴構成によれば、被加工材がローラにより塑性加工される間、加熱手段によって、被加工材における成形型の先端よりも基端側に対応する部分の被加工領域が加熱される。
つまり、被加工材において、ローラが当接されて塑性加工される被加工領域の硬さを低下させることができるので、被加工材を塑性変形し易い状態にすることができる。
しかも、加熱手段によって被加工材を加熱するにしても、被加工材のうちで被加工領域が集中的に加熱されるようにすることにより、被加工材のうちで成形型の先端側に対応する部分の昇温を抑制することができる。これにより、最初よりも後のステップで心押機構による押圧力を大きくしても、その押圧力により被加工材が塑性変形するのを防止することができる。
従って、予備加熱された被加工材の塑性加工精度をより一層向上することができる。
According to the above characteristic configuration, while the work material is plastically processed by the roller, the work area of the work material corresponding to the base end side of the work material is heated by the heating unit.
That is, in the work material, the hardness of the work area in which the roller is brought into contact with the work material can be reduced, so that the work material can be easily plastically deformed.
Moreover, even if the work material is heated by the heating means, the work area is heated in a concentrated manner in the work material, so that it corresponds to the tip side of the mold in the work material. It is possible to suppress the temperature rise of the portion that performs. Thereby, even if the pressing force by the tail pushing mechanism is increased in a step after the first, it is possible to prevent the workpiece from being plastically deformed by the pressing force.
Therefore, the plastic processing accuracy of the preheated workpiece can be further improved.
上記目的を達成するための本発明に係る回転塑性加工装置の運転方法は、成形型を主軸回りに駆動回転する駆動回転機構と、前記主軸と同軸で回転可能な押圧部材を備え、且つ、予備加熱された被加工材を前記成形型と前記押圧部材とにより挟持すべく前記押圧部材を前記被加工材に押し付ける心押機構と、回転状態にある前記被加工材に当接しながら前記成形型における前記押圧部材の側である先端側から基端側に向かって移動して、前記被加工材を前記成形型の外周面に沿う形状に塑性加工するローラと、前記主軸に接近離間するX軸方向及び前記主軸に平行なZ軸方向の2軸方向で前記ローラを移動させる移動機構とが設けられ、前記被加工材を前記成形型の外周面に沿う形状に塑性加工すべく、前記ローラの先端の移動軌跡が異なる複数のステップで前記ローラを前記成形型の先端側から基端側に向かって移動させるように、前記移動機構を働かせる回転塑性加工装置の運転方法であって、その特徴構成は、
前記心押機構が、前記押圧部材を前記被加工材に押し付ける押圧力を変更自在に構成され、
前記心押機構を作動させて、最初よりも後のステップで前記ローラを移動させるときは、最初のステップで前記ローラを移動させるときよりも前記押圧力を大きくする点にある。
In order to achieve the above object, an operation method of a rotary plastic working apparatus according to the present invention comprises a drive rotation mechanism for driving and rotating a mold around a main axis, a pressing member that can rotate coaxially with the main axis, and a preliminary In the mold, while abutting against the work material in a rotating state, a tail pushing mechanism that presses the press member against the work material so as to sandwich the heated work material between the mold and the press member. A roller that moves from the distal end side, which is the side of the pressing member, toward the proximal end side, and plastically processes the workpiece into a shape along the outer peripheral surface of the mold, and an X-axis direction approaching and separating from the main shaft And a moving mechanism for moving the roller in two Z-axis directions parallel to the main shaft, and a tip of the roller to plastically process the workpiece into a shape along the outer peripheral surface of the mold The movement trajectory is different As is moved toward the roller proximally from the distal end side of the mold by the number of steps, a method of operating a rotary plastic working device exerting said moving mechanism, its features configuration,
The tailstock mechanism is configured to freely change the pressing force that presses the pressing member against the workpiece,
When the tail pushing mechanism is operated and the roller is moved in a step after the first, the pressing force is made larger than when the roller is moved in the first step.
上記特徴構成によれば、最初よりも後のステップであって、押圧部材が成形型及び被加工材から離れる方向に押し戻される虞がある程度にまで加工反力が大きくなるステップでは、心押機構を作動させて、押圧力を最初のステップよりも大きくするので、押圧部材が加工反力によって成形型及び被加工材から離れる方向に押し戻されるのを回避することが可能となる。
そして、被加工材は予備加熱されているものの、最初よりも後のステップを実行するときには被加工材の温度が低下しているので、最初よりも後のステップで心押機構による押圧力を大きくしても、その押圧力により被加工材が塑性変形するのを防止することができる。
According to the above characteristic configuration, in the step after the first step, in which the processing reaction force becomes large to the extent that the pressing member may be pushed back in the direction away from the mold and the workpiece, the tailstock mechanism is Since the pressing force is made larger than that in the first step by operating, it is possible to prevent the pressing member from being pushed back in the direction away from the mold and the workpiece by the processing reaction force.
Although the workpiece is preheated, the temperature of the workpiece is lowered when the step after the first is executed. Therefore, the pressing force by the tail pushing mechanism is increased at the step after the first. Even so, it is possible to prevent the workpiece from being plastically deformed by the pressing force.
つまり、先に回転塑性加工装置の特徴構成について説明したのと同様に、最初よりも後のステップで加工反力が大きくなることに鑑みて、最初よりも後のステップで心押機構による押圧力を大きくするようにする。すると、複数のステップの全てにおいて、被加工材が心押機構による押圧力により塑性変形するのを防止しながら、被加工材を成形型と押圧部材とにより適切に挟持する状態で、ローラを被加工材に当接させながら成形型の基端側に移動させることが可能となるので、被加工材を成形型の外周面に沿う所望の形状に精度良く塑性加工することができる。
従って、予備加熱された被加工材の塑性加工精度を向上し得る回転塑性加工装置の運転方法を提供することができる。
That is, in the same way as the characteristic configuration of the rotary plastic working apparatus is explained earlier, in view of the fact that the working reaction force becomes larger at the step after the first, the pressing force by the tail pushing mechanism at the step after the first To make it larger. Then, in all of the plurality of steps, while preventing the workpiece from being plastically deformed by the pressing force by the tail pushing mechanism, the roller is placed in a state where the workpiece is appropriately sandwiched between the forming die and the pressing member. Since it can be moved to the base end side of the mold while being in contact with the workpiece, the workpiece can be accurately plastically processed into a desired shape along the outer peripheral surface of the mold.
Therefore, it is possible to provide a method of operating the rotary plastic working apparatus that can improve the plastic working accuracy of the preheated workpiece.
以下、図面に基づいて、本発明を回転塑性加工装置の一例としての縦型スピニング加工装置1に適用した場合の実施形態を説明する。
Hereinafter, based on the drawings, an embodiment when the present invention is applied to a vertical
図1は、具体的には、縦型スピニング加工装置1を使用して、被加工材4であるアルミ鋳造素材をスピニング加工(塑性加工)して車両用ホイールを形成している状態を示している。
図1に示すように、縦型スピニング加工装置1は、成形型17を主軸D回りに駆動回転する駆動回転機構16と、主軸Dと同軸で回転可能な押圧部材としての押圧具19を備え、且つ、予備加熱された被加工材4を成形型17と押圧具19とにより挟持すべく押圧具19を被加工材4に押し付ける心押機構18と、回転状態にある被加工材4に当接しながら成形型17における押圧具19の側である先端側から基端側に向かって移動して、被加工材4を成形型17の外周面に沿う形状にスピニング加工するローラ2と、主軸Dに接近離間するX軸方向(図1の左右方向)、主軸Dに平行なZ軸方向(図1の上下方向)及びX軸方向とZ軸方向とに直交するY軸方向(図1の紙面表裏方向)の3軸方向でローラ2を移動させる3軸移動機構3と、縦型スピニング加工装置1の運転を制御する制御手段としての制御装置C等とを備えて構成されている。
この実施形態では、X軸方向及びZ軸方向の2軸方向でローラ2を移動させる移動機構が、X軸方向及びZ軸方向にY軸方向を加えた3軸方向でローラ2を移動させる3軸移動機構3にて構成されている。
Specifically, FIG. 1 shows a state in which a vehicle wheel is formed by spinning (plastic working) an aluminum casting material that is a
As shown in FIG. 1, the vertical
In this embodiment, the moving mechanism that moves the
以下、縦型スピニング加工装置1の各部について説明する。
〔フレーム構造〕
図1、図2に示すように、縦型スピニング加工装置1は、装置下部に備えられる下部固定フレーム5と、当該下部固定フレーム5に立設される3本の柱状固定フレーム6と、これら3本の柱状固定フレーム6の上部に配設される上部固定フレーム7とを備えて構成されている。柱状固定フレーム6は、左側に備えられる単一の柱状固定フレーム6aと、右側に備えられる一対の柱状固定フレーム6bとが備えられている。
Hereinafter, each part of the vertical
[Frame structure]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
下部固定フレーム5は、正面視で略方形に形成されており、平面視で、その左側に成形型17の幅に概略一致された幅狭架台部5aを、その右側に、一対の柱状固定フレーム6bを支持することが可能な幅を有する幅広架台部5bを備えて構成されている。これら一対の柱状固定フレーム6bの間には、後述する、第1保持フレーム10、第2保持フレーム11が位置されるように構成されている。幅狭架台部5aと幅広架台部5bとの間は、下部固定フレーム5の幅が順次、拡大する構成が採用されている。
The lower fixed
下部固定フレーム5の右側から右後部側にわたる周部(図1において右側の領域及び図2において右側から右上部側にわたる領域)には、所定の機器が載置される機器載置架台13が設けられている。図示する例では、下部固定フレーム5に対して右側に位置される機器載置架台13の上部には、縦型スピニング加工装置1で使用する油圧を発生する油圧ポンプ等の油圧発生機器14が載置されている。下部固定フレーム5に対して右後部側に位置される機器載置架台13の上部には、制御装置ケース15が載置され、この制御装置ケース15内には制御装置Cが収納される。
A
〔駆動回転機構〕
駆動回転機構16は、上下方向の主軸D周りに回転自在に下部フレーム5の幅狭架台部5a上に支持されたアダプター9と、そのアダプター9を駆動回転する主軸モータM1等を備えて構成され、アダプター9の上部に成形型17が配設されている。主軸モータM1は、下部固定フレーム5の左側に配設されている。
そして、成形型17に当接させた状態の被加工材4をスピニング加工する。本例の場合は、被加工材4は一端側(図1に示す上端側)の加工を施したホイール素材である。
(Drive rotation mechanism)
The
Then, the
〔心押機構〕
図1及び図3に示すように、心押機構18は、成形型17に取り付けた被加工材4を上側から押圧して固定することが可能なように、主軸Dの上方に位置させて、上部固定フレーム7に配設されている。この心押機構18は、上述の押圧具19に加えて、該押圧具19を上下に移行させる心押用油圧シリンダ20と、該押圧具19を主軸Dと同軸で回転自在に心押用油圧シリンダ20のシリンダロッド20aに支持する回転支持部21とを備えて構成されている。そして、心押機構18により押圧具19を下方に移動させて、成形型17の上部に配置された被加工材4に押し付けることにより、被加工材4を成形型17と押圧具19とにより挟持するように構成されている。
押圧具19は、回転支持部21により、被加工材4の回転に伴って従動回転するように構成されている。
尚、被加工材4は、加熱炉(図示省略)にて所定の温度(例えば300℃程度)に予備加熱され、そのように予備加熱された被加工材4が成形型17と押圧具19とにより挟持されることになる。
[Tailstock mechanism]
As shown in FIGS. 1 and 3, the
The
The
図1に示すように、上述の油圧発生機器14から作動油が湯路22を通して心押用油圧シリンダ20に供給されると共に、その心押用油圧シリンダ20から湯路22を通して作動油がタンク23に戻されるように構成され、更に、心押用油圧シリンダ20の作動を制御する油圧制御弁24が設けられている。この油圧制御弁24は、作動油の流れる方向を切り換えて心押用油圧シリンダ20の伸長収縮を切り換えることに加えて、ソレノイドの励磁電流を調整して作動油の流量を調整することにより、心押用油圧シリンダ20に供給される油圧、即ち、押圧具19を被加工材4に押し付ける押圧力を変更調整自在である。
つまり、心押機構18が、押圧具19を被加工材4に押し付ける押圧力を変更自在に構成されていることになる。
As shown in FIG. 1, hydraulic oil is supplied from the above-described
That is, the
〔ローラ、3軸移動機構〕
ローラ2及び3軸移動機構3に関して説明する。
図1、図4及び図5に示すように、ローラ2は、第3保持フレーム12に保持され、当該第3保持フレーム12が第2保持フレーム11に、当該第2保持フレーム11が第1保持フレーム10に、入れ子状態で保持され、これら3つの保持フレーム10,11,12を適切に位置決めすることで、ローラ2の位置が位置決めされる。スピニング加工に当たっては、ローラ2が回転状態の被加工材4の表面に当接されることになり、このローラ2は、被加工材4の回転に伴って従動回転するように構成されている。
[Roller, 3-axis moving mechanism]
The
As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the
主軸Dと平行なZ軸方向に関しては、Z軸モータM3により、一対の柱状固定フレーム6bに対して第1保持フレーム10がZ軸方向に移動可能、位置決め可能に構成されている。
主軸Dに対する近接・離間方向であるX軸方向に関しては、X軸モータM2により、第1保持フレーム10に対して第2保持フレーム11がX軸方向に移動可能、位置決め可能に構成されている。
Y軸方向に関しては、Y軸油圧シリンダS1により、第2保持フレーム11に対して第3保持フレーム12がY軸方向に移動可能、位置決め可能に構成されている。
主軸Dの方向及びZ軸方向が鉛直方向であり、X軸方向が水平面内で規定され、主軸Dに対して近接・離間する方向である。従って、Y軸方向は、水平面内でX軸に直交する方向となる。
With respect to the Z-axis direction parallel to the main axis D, the
With respect to the X-axis direction, which is the approach / separation direction with respect to the main shaft D, the X-axis motor M2 is configured such that the
With respect to the Y-axis direction, the
The direction of the main axis D and the Z-axis direction are vertical directions, the X-axis direction is defined in a horizontal plane, and is a direction in which the main axis D approaches and separates from the main axis D. Therefore, the Y-axis direction is a direction orthogonal to the X-axis in the horizontal plane.
各フレームの接続は、一方のフレームに配設されるレールRと、当該レールRの長手方向に移動自在なスライダーLとを備えたスライド機構SMによるものとされている。
又、Z軸モータM3により、一対の柱状固定フレーム6bに対して第1保持フレーム10をZ軸方向に移動させるための構成、及び、X軸モータM2により、第1保持フレーム10に対して第2保持フレーム11をX軸方向に移動させるための構成は、Z軸モータM3やX軸モータM2から伸びるネジ軸Bと、そのネジ軸Bに螺合される状態で第1保持フレーム10や第2保持フレーム11に取り付けられたボールネジナットNとからなるボールネジ式の送り機構DMにより構成されている。
Each frame is connected by a slide mechanism SM including a rail R disposed on one frame and a slider L movable in the longitudinal direction of the rail R.
Further, a configuration for moving the
図2及び図4に示すように、本例では、ローラ2として一対のローラ2a,2bが第3保持フレーム12に保持されている。即ち、前記ローラ2として、ローラ回転軸に沿った断面で、加工端の曲率半径が大きな重加工用ローラ2a、及び、重加工用ローラ2aより加工端の曲率半径が小さな軽加工用ローラ2bが備えられている。そして、上記のY軸方向の位置決めにより、重加工用ローラ2aと軽加工用ローラ2bとを選択的に使用して、スピニング加工を行うことができる。
尚、通常のスピニング加工は、重加工用ローラ2aをY軸方向の所定位置に固定して、この重加工用ローラ2aにより行う。
As shown in FIGS. 2 and 4, in this example, a pair of
The normal spinning process is performed by the
〔加熱機構〕
図1〜図3に示すように、この実施形態では、縦型スピニング加工装置1には、更に、被加工材4がローラ2によりスピニング加工される間、その被加工材4における成形型17の先端よりも基端側に対応する部分の被加工領域を加熱する加熱手段としての加熱機構25が設けられている。
つまり、加熱機構25は、バーナ25aを備えて、このバーナ25aにより形成される火炎で、被加工材4を適切(例えば、300℃程度)に加熱することができる。
この加熱機構25による加熱部位は、上記被加工領域で、しかも、ローラ2が当接する当接部位とは異なった周方向の位置とされている。
[Heating mechanism]
As shown in FIGS. 1 to 3, in this embodiment, the vertical
That is, the
The heating part by the
〔操作盤〕
図1に示すように、縦型スピニング加工装置1には、更に、別体の操作盤26が設けられており、この操作盤26からスピニング加工の開始・終了等の操作を実行可能に構成されている。
〔Operation board〕
As shown in FIG. 1, the vertical
以上が、本願に係る縦型スピニング加工装置1の各部の構成であるが、以下、図6〜図8に基づいて、本願の特徴である縦型スピニング加工装置1の運転方法について説明する。
本発明にかかる縦型スピニング加工装置1の運転方法は、被加工材4を成形型17の外周面に沿う形状にスピニング加工すべく、ローラ2の先端の移動軌跡Tが異なる複数のステップ(この実施形態では7ステップ)でローラ2を成形型17の先端側から基端側に向かって移動させるように、3軸移動機構3を働かせる運転方法であり、この実施形態では、この運転方法を制御装置Cにより自動的に実行させるように構成されている。ここで、ローラ2を成形型17の先端側から基端側に向かって1回移動させることを、1回のステップとする。
そして、本発明では、このような運転方法において、心押機構18を作動させて、最初よりも後のステップでローラ2を移動させるときは、最初のステップでローラ2を移動させるときよりも押圧力を大きくする運転方法を実行し、この実施形態では、この運転方法を制御装置Cにより自動的に実行させるように構成されている。
The above is the configuration of each part of the
The operation method of the vertical
In the present invention, in such an operation method, when the
この実施形態では、心押機構18による押圧力を最初のステップよりも大きくする押圧力増大用のステップが、予め設定されている。
図6〜図8に示すように、成形型17の外周面における成形型17の先端よりも基端側に対応する部分に、成形型17の径方向外方に突出する段部17sが設けられ、押圧力増大用のステップが、被加工材4を成形型17の外周面の段部17sに沿う形状にスピニング加工するようにローラ2を移動させて、被加工材4を成形型17の外周面の段部17sに当接させるステップである。
In this embodiment, a step for increasing the pressing force for increasing the pressing force by the
As shown in FIGS. 6 to 8, a
ちなみに、この実施形態では、成形型17の外周面の段部17sは、成形型17の外周面における成形型17の基端側に偏った位置に1段だけ設けられている。
ここで、成形型17の外周面の段部17sとは、主軸D(図6〜図8において上下方向)に直交する方向視において、成形型1の基端側(図6〜図8において下方側)ほど主軸Dから遠ざかる状態で主軸Dに対して傾斜する傾斜角度が、成形型17の先端側(図6〜図8において上方側)の部分よりも大きくなる形態で段状になる部分をいう。
そして、成形型17の外周面における段部17sの始端及び終端夫々の角部は、図6〜図8に示す例では、平面同士が突き当たった形態の丸みがない形状となっているが、丸みのある凹面状としても良い。
Incidentally, in this embodiment, the stepped
Here, the stepped
And in the example shown in FIGS. 6-8, each corner | angular part of the
以下、複数のステップ夫々のローラ2の先端の移動軌跡、及び、心押機構18による押圧力について、説明を加える。
図6〜図8に示すように、この実施形態では、複数のステップとして、ステップ1〜ステップ7までの7回のステップが設定され、各ステップのローラ2の先端の移動軌跡Tが予め設定されている。尚、図6の(a)はスピニング加工前の状態を示し、被加工材4は原型のままである。又、図6の(b)、図7の(c)、(d)、(e)、図8の(f)、(g)、(h)は、夫々、ステップ1、ステップ2、ステップ3、ステップ4、ステップ5、ステップ6、ステップ7を示す。
ローラ2の先端の位置は、X軸方向、Z軸方向及びY軸方向夫々の座標からなる位置データにより決められる。
各ステップにおけるローラ2の先端の移動軌跡Tは、複数の位置データが連なった一連の位置データにより設定され、その一連の位置データからなる移動軌跡データが各ステップに対応させて、制御装置Cの記憶部に予め記憶されている。
又、7回のステップ夫々に対応して、心押用油圧シリンダ20に供給される油圧(即ち、押圧具19を被加工材4に押し付ける押圧力)が設定されて、その油圧データも各ステップに対応させて、制御装置Cの記憶部に予め記憶されている。
Hereinafter, the movement trajectory of the tip of the
As shown in FIGS. 6 to 8, in this embodiment, seven steps from
The position of the tip of the
The movement trajectory T of the tip of the
Corresponding to each of the seven steps, the hydraulic pressure supplied to the tailstock hydraulic cylinder 20 (that is, the pressing force that presses the
具体的に説明すると、操作盤26には、ローラ2をX軸方向、Z軸方向及びY軸方向夫々に手動で移動させることが可能なジョイスティック式のローラ移動操作具(図示省略)が設けられている。
そして、このローラ移動操作具を用いてローラ2を移動させながら、位置データを制御装置Cの記憶部に時系列的に記憶させるティーティング処理を行って、各ステップの移動軌跡を設定する。
又、各ステップに対応する油圧データも、操作盤26により入力することにより設定する。
Specifically, the
Then, while moving the
Also, hydraulic pressure data corresponding to each step is set by inputting from the
そして、制御装置Cは、記憶している油圧データに基づいて心押用油圧シリンダ20に供給される油圧を各ステップに対応する油圧に調整すべく心押機構18(具体的には、油圧制御弁24)の作動を制御すると共に、記憶している移動軌跡データに基づいて3軸移動機構3の作動を制御する形態で、7回のステップをステップの番号順に順次実行する。すると、ステップ毎に設定されている押圧力にて押圧具19が被加工材4に押し付けられて、被加工材4が押圧具19と成形型17とにより挟持される状態で、ステップ毎に設定されている移動軌跡Tでローラ2が移動されて、被加工材4が成形型17の外周面に沿う形状にスピニング加工されることになる。
The control device C then adjusts the hydraulic pressure supplied to the
この実施形態では、ステップ1〜ステップ3までのステップは、被加工材4を成形型17の外周面における段部17sの手前まで伸ばし、当該段部17sよりも成形型17の先端側の部分に沿わすべくスピニング加工するようにローラ2を成形型17の先端側から基端側に向かって移動させるステップである。
一方、ステップ4〜ステップ7までのステップは、被加工材4を成形型17の外周面における段部17sの先まで伸ばし、当該段部17sに沿う形状にスピニング加工するようにローラ2を成形型17の先端側から基端側に向かって移動させるステップである。
つまり、ステップ4で、被加工材4が成形型17の外周面の段部17sに当接し始め、以降のステップでは、成形型17の外周面の段部17sに当接する被加工材4の面積が徐々に増加するように被加工材4がスピニング加工されることになり、ステップ4〜ステップ7を順次実行することにより、被加工材4を成形型17の外周面の段部17sに沿うように徐々にスピニング加工することになる。
従って、ステップ4〜ステップ7までのステップが、被加工材4を成形型17の外周面の段部17sに沿う形状にスピニング加工するようにローラ2を移動させて、被加工材4を成形型17の外周面の段部17sに当接させるステップであり、押圧力増大用のステップに設定されている。
このように、押圧力増大用として設定するステップは、図6の(b)、図7の(c)、(d)、(e)、及び、図8の(f)、(g)、(h)に示す如き、各ステップについて予め設定しているローラ2の先端の移動軌跡Tに基づいて、特定することができる。
In this embodiment, the steps from
On the other hand, in
That is, in
Accordingly, in
Thus, the steps set for increasing the pressing force are (b) in FIG. 6, (c), (d), (e) in FIG. 7, and (f), (g), ( As shown in h), it can be specified based on the movement trajectory T of the tip of the
そして、心押用油圧シリンダ20への供給油圧は、ステップ4〜ステップ7までの押圧力増大用のステップについては、ステップ1〜ステップ3までのステップよりも高い圧力に設定されている。
ちなみに、この実施形態で用いられている心押用油圧シリンダ20では、ステップ1〜ステップ3では、10t程度の推力が得られ、ステップ4〜ステップ7では、20t程度の推力が得られる。
尚、ステップ1〜ステップ3に対応して設定されている供給油圧により現出される被加工材4に対する押圧力は、被加工材4が所定の温度に予備加熱されていてもその塑性変形を十分に防止できる押圧力である。
The hydraulic pressure supplied to the tailstock
Incidentally, in the tailstock
Note that the pressing force exerted on the
ステップ4〜ステップ7では、被加工材4を成形型17の外周面の段部17sに沿う形状にスピニング加工するので、段部17sの作用により、被加工材4を成形型17の先端側に伸ばすように作用する力(加工反力)がステップ1〜ステップ3よりも大きくなる。
そして、ステップ4〜ステップ7では、押圧力がステップ1よりも大きくなるように心押機構18の作動が制御されるので、押圧具19が加工反力により成形型17及び被加工材4から離れる方向に押し戻されるのを防止することができる。
又、被加工材4は予備加熱されているが、ステップ4を実行するときには、心押機構18による押圧力を大きくしても被加工材4の塑性変形を十分に防止できる程度にまで、被加工材4の温度が低下している。
又、被加工材4がスピニング加工される間、被加工材4の硬さを低下させて塑性変形し易いようにすべく、加熱機構25により被加工材4を加熱するが、その加熱領域が、被加工材4における成形型17の先端よりも基端側に対応する部分の被加工領域に設定されているので、ステップ4〜ステップ7で心押機構18による押圧力を大きくしても、その押圧力により被加工材4が塑性変形するのを防止することができる。
従って、複数のステップの全てにおいて、被加工材4が心押機構18による押圧力により塑性変形するのを防止しながら、被加工材4を成形型17と押圧具19とにより適切に挟持する状態で、ローラ2を被加工材4に当接させながら成形型17の基端側に移動させることができるので、被加工材4を成形型17の外周面に沿う所望の形状に精度良くスピニング加工することができる。
In
In
Further, although the
Further, while the
Accordingly, in all of the plurality of steps, the
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(A)心押機構18による押圧力を増大する押圧力増大用のステップを予め設定するに当たって、その設定の仕方は、上記の実施形態において説明した仕方、即ち、複数のステップ夫々について設定したローラ2の先端の移動軌跡を考察して設定する仕方に限定されるものではない。例えば、下記(A−1)〜(A−3)のように設定することもできる。
(A−1)被加工材4のうちの押圧具19により押圧される部分(成形型17の先端部に当接する部分)の温度を検出しながら各ステップを実行する形態で、試験運転を行う。そして、心押機構18による押圧力を最初のステップよりも大きい増大用の設定押圧力に増大しても、塑性変形を防止できる程度にまで被加工材4の温度が低下しているステップを特定し、その特定したステップを押圧力増大ステップに設定する。ちなみに、増大用の設定押圧力は、押圧具19が加工反力によって成形型17及び被加工材4から離れる方向に押し戻されることがないような値に設定される。これにより、被加工材4が成形型17の外周面の段部17sに当接するようにスピニング加工される状態となって、加工反力が大きくなっても、押圧具19が成形型17及び被加工材4から離れる方向に押し戻されるのを防止することができる。
[Another embodiment]
Next, another embodiment will be described.
(A) When the step for increasing the pressing force for increasing the pressing force by the
(A-1) The test operation is performed in such a manner that each step is executed while detecting the temperature of the portion of the
(A−2)試験運転用として、押圧具19が主軸Dに沿って成形型17及び被加工材4から離れる側に変位する後退変位を検知する検知手段を設け、その検知手段の検出情報を監視しながら各ステップを実行する形態で、試験運転を行う。そして、検知手段により後退変位が検知されたステップを特定し、その特定したステップを押圧力増大ステップに設定する。ちなみに、検知手段としては、リニアスケールやエンコーダ等を用いることができる。
(A-2) For the test operation, a detection means for detecting a backward displacement in which the
(A−3)上記(A−1)及び(A−2)両方に記載した試験運転を行って、心押機構18による押圧力を前記増大用の設定押圧力に増大しても、塑性変形を防止できる程度にまで被加工材4の温度が低下し、且つ、検知手段により後退変位が検知されたステップを特定して、その特定したステップを押圧力増大ステップに設定する。
(A-3) Even if the test operation described in both (A-1) and (A-2) is performed and the pressing force by the
上記の(A−1)、(A−2)、(A−3)の仕方で予め押圧力増大用のステップを設定するに当たっては、1つのステップだけ設定しても良いし、複数のステップを設定しても良い。 In setting the step for increasing the pressing force in advance in the manner of (A-1), (A-2), and (A-3), only one step may be set or a plurality of steps may be set. May be set.
(B)回転塑性加工装置に、上述の如き押圧具19の後退変位を検知する検知手段を設け、制御装置Cを、この検知手段の検知情報に基づいて、最初よりも後のステップで、押圧具19が後退変位すると、押圧力を大きくすべく心押機構18の作動を制御するように構成しても良い。
(B) The rotary plastic working apparatus is provided with detection means for detecting the backward displacement of the
(C)最初よりも後のステップでローラ2を移動させるときに、最初のステップでローラ2を移動させるときよりも心押機構18による押圧力を大きくするに当たって、上記の実施形態では、増大用の押圧力を一律に設定して、押圧力を一段階で増大する場合について例示したが、押圧力を複数段階で増大するように構成しても良い。
この場合、後のステップほど押圧力を大きくするようにしたり、被加工材4のうちの押圧具19により押圧される部分の温度が低くなるほど押圧力を大きくするようにしたり、あるいは、検知手段による押圧具19の後退変位が大きいほど押圧力を大きくするようにすることが可能である。
又、最終のステップでは、心押機構18による押圧力を押圧力増大用のステップよりも小さくしても良い。
(C) When the
In this case, the pressing force is increased in the later steps, the pressing force is increased as the temperature of the portion pressed by the
Further, in the final step, the pressing force by the
(D)成形型17の外周面に段部17sを設けるに当たって、上記の実施形態では1段だけ設けたが、主軸Dに沿う方向に複数段設けても良い。
又、成形型17の外周面に段部17sを設けるに当たって、その位置は、上記の実施形態において例示した位置、即ち、主軸Dに沿う方向における中央よりも基端側の位置に限定されるものではなく、主軸Dに沿う方向における中央よりも先端側の位置に設定しても良い。
(D) In providing the stepped
Further, when the
(E)上記実施形態では、本発明による回転塑性加工装置の運転方法を制御装置Cにより自動的に実行させるように構成したが、手動操作で行うように構成しても良い。 (E) In the above embodiment, the operation method of the rotary plastic working apparatus according to the present invention is configured to be automatically executed by the control apparatus C, but may be configured to be performed manually.
(F)主軸Dに接近離間するX軸方向及び主軸Dに平行なZ軸方向の2軸方向でローラ2を移動させる移動機構として、上記の実施形態では、X軸方向及びZ軸方向にそれら両軸方向に対して直交するY軸方向を加えた3軸方向でローラ2を移動させる3軸移動機構3を用いたが、Y軸方向での移動機能を備えない2軸移動機構も用いることができる。
(F) As a moving mechanism for moving the
(G)上記実施形態では、主軸Dの向きが上下方向である縦型の回転塑性加工装置に本発明を適用したが、本発明は、主軸Dの向きが上下方向以外の水平方向や水平方向に対して斜め上向きに傾斜する方向に設定された回転塑性加工装置に適用することが可能である。 (G) In the above embodiment, the present invention is applied to a vertical rotary plastic working apparatus in which the direction of the main axis D is the vertical direction. However, in the present invention, the direction of the main axis D is a horizontal direction or a horizontal direction other than the vertical direction. It is possible to apply to a rotary plastic working apparatus set in a direction inclined obliquely upward.
以上説明したように、予備加熱された被加工材の塑性加工精度を向上し得る回転塑性加工装置及び回転塑性加工装置の運転方法を提供することができる。 As described above, it is possible to provide a rotary plastic working apparatus and a method of operating the rotary plastic working apparatus that can improve the plastic working accuracy of a preheated workpiece.
2 ローラ
3 3軸移動機構(移動機構)
4 被加工材
16 駆動回転機構
17 成形型
17s 段部
18 心押機構
19 押圧具(押圧部材)
25 加熱機構(加熱手段)
C 制御装置(制御手段)
D 主軸
T 移動軌跡
2
4
25 Heating mechanism (heating means)
C Control device (control means)
D Spindle T Movement trajectory
Claims (4)
前記主軸と同軸で回転可能な押圧部材を備え、且つ、予備加熱された被加工材を前記成形型と前記押圧部材とにより挟持すべく前記押圧部材を前記被加工材に押し付ける心押機構と、
回転状態にある前記被加工材に当接しながら前記成形型における前記押圧部材の側である先端側から基端側に向かって移動して、前記被加工材を前記成形型の外周面に沿う形状に塑性加工するローラと、
前記主軸に接近離間するX軸方向及び前記主軸に平行なZ軸方向の2軸方向で前記ローラを移動させる移動機構と、
前記被加工材を前記成形型の外周面に沿う形状に塑性加工すべく、前記ローラの先端の移動軌跡が異なる複数のステップで前記ローラを前記成形型の先端側から基端側に向かって移動させるように前記移動機構を働かせる制御手段とが設けられた回転塑性加工装置であって、
前記心押機構が、前記押圧部材を前記被加工材に押し付ける押圧力を変更自在に構成され、
前記制御手段が、最初よりも後のステップで前記ローラを移動させるときは、最初のステップで前記ローラを移動させるときよりも前記押圧力を大きくすべく前記心押機構の作動を制御する構成とされている回転塑性加工装置。 A drive rotation mechanism for driving and rotating the mold around the main axis;
A tailstock mechanism that includes a pressing member that is rotatable coaxially with the main shaft, and that presses the pressing member against the workpiece so as to sandwich the preheated workpiece between the mold and the pressing member;
A shape that moves from the distal end side, which is the side of the pressing member in the molding die, toward the proximal end side while being in contact with the workpiece in a rotating state, and that forms the workpiece along the outer peripheral surface of the molding die. A roller for plastic processing,
A moving mechanism for moving the roller in two axial directions: an X-axis direction approaching and separating from the main shaft and a Z-axis direction parallel to the main shaft;
In order to plastically process the workpiece into a shape along the outer peripheral surface of the mold, the roller is moved from the distal end side to the proximal end side of the mold in a plurality of steps with different movement loci at the distal end of the roller. A rotary plastic working apparatus provided with a control means for operating the moving mechanism so as to
The tailstock mechanism is configured to freely change the pressing force that presses the pressing member against the workpiece,
When the control means moves the roller in a step after the first, the operation of the tail pushing mechanism is controlled to increase the pressing force than when the roller is moved in the first step. Rotating plastic processing equipment.
前記成形型の外周面における前記成形型の先端よりも基端側に対応する部分に、前記成形型の径方向外方に突出する段部が設けられ、
前記押圧力増大用のステップが、前記被加工材を前記成形型の外周面の段部に沿う形状に塑性加工するように前記ローラを移動させて、前記被加工材を前記成形型の外周面の段部に当接させるステップである請求項1に記載の回転塑性加工装置。 A step for increasing the pressing force for making the pressing force larger than the first step is set in advance;
On the outer peripheral surface of the mold, a portion corresponding to the base end side than the distal end of the mold is provided with a stepped portion protruding radially outward of the mold,
The step of increasing the pressing force moves the roller so as to plastically process the workpiece into a shape along a step portion of the outer peripheral surface of the mold, and the outer peripheral surface of the mold The rotary plastic working apparatus according to claim 1, wherein the rotating plastic working apparatus is a step of contacting the stepped portion.
前記主軸と同軸で回転可能な押圧部材を備え、且つ、予備加熱された被加工材を前記成形型と前記押圧部材とにより挟持すべく前記押圧部材を前記被加工材に押し付ける心押機構と、
回転状態にある前記被加工材に当接しながら前記成形型における前記押圧部材の側である先端側から基端側に向かって移動して、前記被加工材を前記成形型の外周面に沿う形状に塑性加工するローラと、
前記主軸に接近離間するX軸方向及び前記主軸に平行なZ軸方向の2軸方向で前記ローラを移動させる移動機構とが設けられ、
前記被加工材を前記成形型の外周面に沿う形状に塑性加工すべく、前記ローラの先端の移動軌跡が異なる複数のステップで前記ローラを前記成形型の先端側から基端側に向かって移動させるように、前記移動機構を働かせる回転塑性加工装置の運転方法であって、
前記心押機構が、前記押圧部材を前記被加工材に押し付ける押圧力を変更自在に構成され、
前記心押機構を作動させて、最初よりも後のステップで前記ローラを移動させるときは、最初のステップで前記ローラを移動させるときよりも前記押圧力を大きくする回転塑性加工装置の運転方法。 A drive rotation mechanism for driving and rotating the mold around the main axis;
A tailstock mechanism that includes a pressing member that is rotatable coaxially with the main shaft, and that presses the pressing member against the workpiece so as to sandwich the preheated workpiece between the mold and the pressing member;
A shape that moves from the distal end side, which is the side of the pressing member in the molding die, toward the proximal end side while being in contact with the workpiece in a rotating state, and that forms the workpiece along the outer peripheral surface of the molding die. A roller for plastic processing,
A moving mechanism for moving the roller in two axial directions, an X-axis direction approaching and separating from the main shaft and a Z-axis direction parallel to the main shaft;
In order to plastically process the workpiece into a shape along the outer peripheral surface of the mold, the roller is moved from the distal end side to the proximal end side of the mold in a plurality of steps with different movement loci at the distal end of the roller. An operation method of a rotary plastic working device that makes the moving mechanism work,
The tailstock mechanism is configured to freely change the pressing force that presses the pressing member against the workpiece,
An operation method of a rotary plastic working apparatus in which the pressing force is increased when the tail push mechanism is operated and the roller is moved in a step after the first than when the roller is moved in the first step.
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