JP2000246354A - 回転対称な加工物を加工するための塑性加工用工具 - Google Patents
回転対称な加工物を加工するための塑性加工用工具Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
- B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
- B21B19/06—Rolling hollow basic material, e.g. Assel mills
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- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
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- B21J9/00—Forging presses
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転対称な加工物を加工するための塑性加工
用工具をヘルツの圧力を低減させるように形成すること
である。 【解決手段】 塑性加工用工具(1) が二つの偏心して配
置された転動体(2,3) を有し、その偏心率eは、最も狭
い位置の転動体の間の通路が変形時に達成すべき直径に
一致するように調整可能である。転動体は外側リング
(6,7) に回転可能に支承され、かつ転動体と外側リング
は、作用面が一平面に存在しかつそれ故傾斜運動が避け
られるように傾けられている。さらに、転動体と外側リ
ングは、回転駆動により揺動様に回転するように工具基
体(10)に支承されている。特に、転動体と加工物(14)の
間の接触点の連結線と通常の軸線の間の角度αが0°と
90°の間を調整可能である。それにより、つる巻き線
状の送りが可能になる。
用工具をヘルツの圧力を低減させるように形成すること
である。 【解決手段】 塑性加工用工具(1) が二つの偏心して配
置された転動体(2,3) を有し、その偏心率eは、最も狭
い位置の転動体の間の通路が変形時に達成すべき直径に
一致するように調整可能である。転動体は外側リング
(6,7) に回転可能に支承され、かつ転動体と外側リング
は、作用面が一平面に存在しかつそれ故傾斜運動が避け
られるように傾けられている。さらに、転動体と外側リ
ングは、回転駆動により揺動様に回転するように工具基
体(10)に支承されている。特に、転動体と加工物(14)の
間の接触点の連結線と通常の軸線の間の角度αが0°と
90°の間を調整可能である。それにより、つる巻き線
状の送りが可能になる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円形の圧延面を有
する少なくとも一つの転動体を有し、前記円形の圧延面
は加工物軸線に対し偏心して配置されている、回転対称
な加工物を加工するための塑性加工用工具に関する。
する少なくとも一つの転動体を有し、前記円形の圧延面
は加工物軸線に対し偏心して配置されている、回転対称
な加工物を加工するための塑性加工用工具に関する。
【0002】
【従来の技術】そのような塑性加工用工具では、四の数
の回転軸線がリング状のまたは球状の転動体に沿って円
周上に配置されている。これらの転動体は外側から回転
対称な加工物にまたは内側から管の内壁に作用する。そ
れにより、円筒形または円錐形に拡大することまたは縮
小することが達成される。しかしながら、そのような塑
性加工用工具は壁厚を減らすためにもかつ直径を調整す
るためにも使用することができる。
の回転軸線がリング状のまたは球状の転動体に沿って円
周上に配置されている。これらの転動体は外側から回転
対称な加工物にまたは内側から管の内壁に作用する。そ
れにより、円筒形または円錐形に拡大することまたは縮
小することが達成される。しかしながら、そのような塑
性加工用工具は壁厚を減らすためにもかつ直径を調整す
るためにも使用することができる。
【0003】とりわけ、大きい変形は、そのような塑性
加工用工具においては、小さい転動体と加工物表面の間
に比較的高い圧延力を必要とする。それにより、ロール
の寿命を低減させかつ加工物の表面の損傷につながり得
る高いヘルツの圧力がもたらされる。
加工用工具においては、小さい転動体と加工物表面の間
に比較的高い圧延力を必要とする。それにより、ロール
の寿命を低減させかつ加工物の表面の損傷につながり得
る高いヘルツの圧力がもたらされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明は、ヘ
ルツの圧力を低減させるように冒頭に述べた種類の塑性
加工用工具をさらに形成することを課題の基礎とする。
ルツの圧力を低減させるように冒頭に述べた種類の塑性
加工用工具をさらに形成することを課題の基礎とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は、冒頭に述べ
た種類の塑性加工用工具において、円形の圧延面の直径
引くその二倍の偏心率が、変形した加工物の直径に一致
することにより解決される。
た種類の塑性加工用工具において、円形の圧延面の直径
引くその二倍の偏心率が、変形した加工物の直径に一致
することにより解決される。
【0006】公知技術状態の塑性加工用工具では、転動
体は、より小さい圧延面を有する比較的小さいロールま
たは球であるのに、本発明による塑性加工用工具は、ほ
ぼ加工物の直径に一致する少なくとも一つの円形の圧延
面を有する。圧延面の半径が比較的大きいと、高い圧延
力を有する大きい変形も比較的低いヘルツの圧力にな
る。それ故、転動体の応力は公知技術で用いられるロー
ルの応力より非常に小さい。
体は、より小さい圧延面を有する比較的小さいロールま
たは球であるのに、本発明による塑性加工用工具は、ほ
ぼ加工物の直径に一致する少なくとも一つの円形の圧延
面を有する。圧延面の半径が比較的大きいと、高い圧延
力を有する大きい変形も比較的低いヘルツの圧力にな
る。それ故、転動体の応力は公知技術で用いられるロー
ルの応力より非常に小さい。
【0007】塑性加工用工具は管状体の外面の加工にも
内面の加工にも用いることができる。外面の加工のため
に、円形の圧延面が円内側として形成されかつ内面の加
工のために円形の圧延面が円外側として形成されてい
る。
内面の加工にも用いることができる。外面の加工のため
に、円形の圧延面が円内側として形成されかつ内面の加
工のために円形の圧延面が円外側として形成されてい
る。
【0008】好ましくは、塑性加工用工具は比較的多く
の転動体を有し、これらの転動体は、加工物に作用する
力が実質的に一平面に存在するように配置されている。
それにより、加工物を同時に、円周の種々の位置で加工
することができる。
の転動体を有し、これらの転動体は、加工物に作用する
力が実質的に一平面に存在するように配置されている。
それにより、加工物を同時に、円周の種々の位置で加工
することができる。
【0009】比較的多くの転動体を用いると、加工物に
作用する力が実質的に互いに相殺する場合に有利であ
る。力が実質的に一平面に存在する場合に、工具部片の
傾きが避けられ、また力が互いに相殺する場合には、加
工物が変形中、この平面の内側で変位されない。
作用する力が実質的に互いに相殺する場合に有利であ
る。力が実質的に一平面に存在する場合に、工具部片の
傾きが避けられ、また力が互いに相殺する場合には、加
工物が変形中、この平面の内側で変位されない。
【0010】特に好都合な実施の形態では、加工物に作
用する力を互いに180°の角度で配置することを提案
する。それ故、その力は二つの向かい合っている側から
加工物に作用し、かつそれらの方向に対置されている。
それにより、加工物は簡単な仕方で保持される。
用する力を互いに180°の角度で配置することを提案
する。それ故、その力は二つの向かい合っている側から
加工物に作用し、かつそれらの方向に対置されている。
それにより、加工物は簡単な仕方で保持される。
【0011】それに変わる方法として、加工物に作用す
る力を互いに120°の角度でも配置することができ
る。これは、規則的な間隔で互いにずらして配置されて
いる三つの転動体を用いた場合に、相殺される。
る力を互いに120°の角度でも配置することができ
る。これは、規則的な間隔で互いにずらして配置されて
いる三つの転動体を用いた場合に、相殺される。
【0012】転動体をそれらの円形の転動面の中心点を
中心として回転可能に支承すれば、有利である。それに
より、加工物をその軸線を中心として回転させる必要も
なく、加工物に対して回転運動が達成される。これによ
り、装置の簡単な構成が可能になる。
中心として回転可能に支承すれば、有利である。それに
より、加工物をその軸線を中心として回転させる必要も
なく、加工物に対して回転運動が達成される。これによ
り、装置の簡単な構成が可能になる。
【0013】より多くの圧延面を用いると、円形の圧延
面が、加工物に作用する力の平面に対して或る角度で配
置されている場合に、有利である。この斜めに設置され
た転動体は、加工平面において、比較的多くの種々の転
動体が加工物に作用し、したがって加工物が転動体によ
り固く保持されるように形成されている。これらの転動
体は、斜めに切られた端面を有する回転可能なブシュに
固定されるのが好ましい。
面が、加工物に作用する力の平面に対して或る角度で配
置されている場合に、有利である。この斜めに設置され
た転動体は、加工平面において、比較的多くの種々の転
動体が加工物に作用し、したがって加工物が転動体によ
り固く保持されるように形成されている。これらの転動
体は、斜めに切られた端面を有する回転可能なブシュに
固定されるのが好ましい。
【0014】中空の加工物を加工するために、塑性加工
用工具が、加工物に作用する力に対抗して作用する支持
装置を有するのが有利である。管のまたは管片の外側加
工のときに、支持装置として、加工領域の加工物の全内
面をふさぐ内側マンドレルが使用可能である。これに対
して、管の内側加工の場合に、管片の上にかぶせられた
ブシュが支持装置として考えられる。
用工具が、加工物に作用する力に対抗して作用する支持
装置を有するのが有利である。管のまたは管片の外側加
工のときに、支持装置として、加工領域の加工物の全内
面をふさぐ内側マンドレルが使用可能である。これに対
して、管の内側加工の場合に、管片の上にかぶせられた
ブシュが支持装置として考えられる。
【0015】前述した装置は、加工過程を確実に左右す
るために種々の調整可能性を与える。例えば、少なくと
も一つの円形の圧延面の偏心率が加工物軸線に対して調
整可能であることができるかまたは加工物に作用する少
なくとも一つの力の方向が調整可能であることができ
る。それにより、転がり運動が加工物中心線に垂直な平
面に対して斜めに延びることができるので、転動体が、
軸方向の自動送りになるつる巻き線を加工物上に描く。
この送りは、マンドレルを用いると、マンドレルに加え
られる軸方向力により増加させることができる。
るために種々の調整可能性を与える。例えば、少なくと
も一つの円形の圧延面の偏心率が加工物軸線に対して調
整可能であることができるかまたは加工物に作用する少
なくとも一つの力の方向が調整可能であることができ
る。それにより、転がり運動が加工物中心線に垂直な平
面に対して斜めに延びることができるので、転動体が、
軸方向の自動送りになるつる巻き線を加工物上に描く。
この送りは、マンドレルを用いると、マンドレルに加え
られる軸方向力により増加させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態により詳細に説明する。
の形態により詳細に説明する。
【0017】図1は塑性加工用工具1として外側工具を
示す。この外側工具は二つの管状の転動体2および3か
らなる。これらの転動体はそれぞれ一体化された球軸受
4、5で外側リング6、7に互いに無関係に回転可能に
支承されている。外側リング6、7はねじ8、9により
工具基体10に固定されている。工具基体10は、球軸
受13に回転可能に支承された中空スピンドル11と連
結している。工具基体10のための回転駆動は、包囲駆
動(ベルトまたはチェン)を介してまたは円周駆動(歯
車伝導装置)を介して原動機により行われる。駆動部の
作図は、周知技術により形成できるので、断念した。
示す。この外側工具は二つの管状の転動体2および3か
らなる。これらの転動体はそれぞれ一体化された球軸受
4、5で外側リング6、7に互いに無関係に回転可能に
支承されている。外側リング6、7はねじ8、9により
工具基体10に固定されている。工具基体10は、球軸
受13に回転可能に支承された中空スピンドル11と連
結している。工具基体10のための回転駆動は、包囲駆
動(ベルトまたはチェン)を介してまたは円周駆動(歯
車伝導装置)を介して原動機により行われる。駆動部の
作図は、周知技術により形成できるので、断念した。
【0018】加工物14の軸線15は工具基体10の軸
線と同心であり、かつ加工物は転動体2、3の内側にお
よび工具基体10の内側に配置されている。
線と同心であり、かつ加工物は転動体2、3の内側にお
よび工具基体10の内側に配置されている。
【0019】工具基体10の端面16は軸線15に対し
斜めに傾斜した平面として形成されている。この傾斜し
た平面上には、加工物14に係合する転動体2および3
の二つの領域が、加工物中心軸線15と実質的に垂直に
交差する線上で相対するように外側リング6および7が
固定されている。
斜めに傾斜した平面として形成されている。この傾斜し
た平面上には、加工物14に係合する転動体2および3
の二つの領域が、加工物中心軸線15と実質的に垂直に
交差する線上で相対するように外側リング6および7が
固定されている。
【0020】塑性加工すべき加工物14は、ほぼ一様の
肉厚において全直径を減少させなければならない比較的
肉厚の、管状体であることができる。しかしながら、図
1は同じままで変わらない内径において、管状の容器1
4の壁厚を減少させるための配置を示す。この目的のた
めに、容器14を前もって製造された状態でマンドレル
17の上を変位させる。
肉厚において全直径を減少させなければならない比較的
肉厚の、管状体であることができる。しかしながら、図
1は同じままで変わらない内径において、管状の容器1
4の壁厚を減少させるための配置を示す。この目的のた
めに、容器14を前もって製造された状態でマンドレル
17の上を変位させる。
【0021】転動体2および3は、それらの中心線15
が寸法2×eだけ互いにずらして配置されるように中心
線15に対して偏心して配置されている。この寸法2×
eは、両方の転動体2、3の間の内径が所望の直径変形
の寸法だけ容器14の直径より小さいように設計されて
いる。それ故、中心が交差点18および19である二つ
の相対する接触領域で塑性加工用工具1が接触すること
になる(図2参照)。
が寸法2×eだけ互いにずらして配置されるように中心
線15に対して偏心して配置されている。この寸法2×
eは、両方の転動体2、3の間の内径が所望の直径変形
の寸法だけ容器14の直径より小さいように設計されて
いる。それ故、中心が交差点18および19である二つ
の相対する接触領域で塑性加工用工具1が接触すること
になる(図2参照)。
【0022】転動体2および3は外側リングに対し同心
である。傾斜した転動体上を垂直に見ると、参照数字2
0で示した線が傾斜平面内を延びる垂直な中心線であ
る。偏心率の位置の相応する調整により、接触領域は中
心線20に対して左回転でまたは右回転で角度αだけ変
位させることができる。
である。傾斜した転動体上を垂直に見ると、参照数字2
0で示した線が傾斜平面内を延びる垂直な中心線であ
る。偏心率の位置の相応する調整により、接触領域は中
心線20に対して左回転でまたは右回転で角度αだけ変
位させることができる。
【0023】接触領域18、19において、両方の転動
体2、3は容器14の変形中圧延力21、22を生ず
る。転動体2、3が傾斜しているために、これらの力2
1、22は一平面に存在する。この配置により、傾斜運
動が避けられ、さらに工具1が加工物14の導入時に両
方の接触領域18、19で同時に作用し始めることが達
成される。
体2、3は容器14の変形中圧延力21、22を生ず
る。転動体2、3が傾斜しているために、これらの力2
1、22は一平面に存在する。この配置により、傾斜運
動が避けられ、さらに工具1が加工物14の導入時に両
方の接触領域18、19で同時に作用し始めることが達
成される。
【0024】加工物1が矢印方向23に回転すると、接
触領域18、19が同じ方向に加工物14の周りを回転
する。それ故、周方向23における連続的な加工が確保
される。
触領域18、19が同じ方向に加工物14の周りを回転
する。それ故、周方向23における連続的な加工が確保
される。
【0025】加工物14と転動体2、3の間で、矢印2
4、25による転がり運動をすることになる。接触領域
18、19が中心線20に対して角度αだけ変位する場
合に、転がり運動が加工物中心線15に対し直角にでは
なく、加工物中心線に対し斜めに行われる。それによ
り、転動体2、3が加工物14上に、軸方向の自動送り
26になるつる巻き線を描く。これは、必要のある場合
に、マンドレル17に係合する軸方向力により増大させ
ることができる。α=0のときに、全く自動送りが生じ
ない。最大の送りがα=90°で生ずる。それ故、角度
αの変化が自動送りの調整に役立つ。
4、25による転がり運動をすることになる。接触領域
18、19が中心線20に対して角度αだけ変位する場
合に、転がり運動が加工物中心線15に対し直角にでは
なく、加工物中心線に対し斜めに行われる。それによ
り、転動体2、3が加工物14上に、軸方向の自動送り
26になるつる巻き線を描く。これは、必要のある場合
に、マンドレル17に係合する軸方向力により増大させ
ることができる。α=0のときに、全く自動送りが生じ
ない。最大の送りがα=90°で生ずる。それ故、角度
αの変化が自動送りの調整に役立つ。
【0026】図3は、内側半径r=35を有する転動体
2と加工物14の間の接触割合を示す。参照数字は、未
加工状態の加工物の外側包絡円の位置を示す。ここで
は、外側包絡円の半径33,18mmである。加工物1
4は包絡円半径r=32,9mmを有するマンドレル1
7上で上へ引っ張られて、加工中これにより内側から支
えられる。容器の元の壁厚は0,28mmである。圧延
された状態で、0,05mmの壁厚を生ずる。
2と加工物14の間の接触割合を示す。参照数字は、未
加工状態の加工物の外側包絡円の位置を示す。ここで
は、外側包絡円の半径33,18mmである。加工物1
4は包絡円半径r=32,9mmを有するマンドレル1
7上で上へ引っ張られて、加工中これにより内側から支
えられる。容器の元の壁厚は0,28mmである。圧延
された状態で、0,05mmの壁厚を生ずる。
【0027】それ故、描かれた塑性加工用工具1は偏心
して配置された二つの転動体2および3を有し、これら
の偏心率eは、転動体2、3の間の最も狭い位置の通路
が変形時に到達すべき直径に一致するように調整可能で
ある。転動体2および3は外側リング6、7に回転可能
に支承されている。さらに、転動体と軸受リング6、7
は作用力21、22が一平面に存在するように傾けら
れ、それにより傾斜運動が避けられる。転動体2、3お
よび軸受リング6、7は、図示されてない回転駆動部に
より揺動様に回転できるように工具基体10に支承され
ている。加工物14のつる巻き線状の送りは、通常の軸
線20と、接触点18、19の連結線との間の角度αが
0°と90°の間を調整可能であることにより達成され
る。
して配置された二つの転動体2および3を有し、これら
の偏心率eは、転動体2、3の間の最も狭い位置の通路
が変形時に到達すべき直径に一致するように調整可能で
ある。転動体2および3は外側リング6、7に回転可能
に支承されている。さらに、転動体と軸受リング6、7
は作用力21、22が一平面に存在するように傾けら
れ、それにより傾斜運動が避けられる。転動体2、3お
よび軸受リング6、7は、図示されてない回転駆動部に
より揺動様に回転できるように工具基体10に支承され
ている。加工物14のつる巻き線状の送りは、通常の軸
線20と、接触点18、19の連結線との間の角度αが
0°と90°の間を調整可能であることにより達成され
る。
【0028】描かれた原理を逆にすることにより同様に
内側工具を示すことができる。その全般的な構成と機能
は外側工具に一致する。
内側工具を示すことができる。その全般的な構成と機能
は外側工具に一致する。
【図1】本発明による塑性加工用工具の断面図である。
【図2】図1による塑性加工用工具の概略平面図であ
る。
る。
【図3】転動体と加工物の間の接触比を概略的に示す図
である。
である。
1 塑性加工用工具 2,3 転動体 14 加工物 15 加工物軸線 21,22 加工物に作用する力
Claims (12)
- 【請求項1】 円形の圧延面を有する少なくとも一つの
転動体(2) を有し、前記円形の圧延面は加工物軸線(15)
に対し偏心して配置されている、回転対称な加工物(14)
を加工するための塑性加工用工具(1) において、円形の
圧延面の直径引くその二倍の偏心率は変形された加工物
の直径に一致することを特徴とする塑性加工用工具(1)
。 - 【請求項2】 円形の圧延面は円の内側であることを特
徴とする請求項1に記載の塑性加工用工具(1) 。 - 【請求項3】 円形の圧延面は円の外側であることを特
徴とする請求項1に記載の塑性加工用工具(1) 。 - 【請求項4】 比較的多くの転動体(2,3) を有し、加工
物(14)に作用する力(21,22) が実質的に一平面に存在す
ることを特徴とする請求項1から3までのうちのいずれ
か一つに記載の塑性加工用工具。 - 【請求項5】 加工物(14)に作用する力(21,22) が実質
的に互いに相殺されることを特徴とする請求項4に記載
の塑性加工用工具。 - 【請求項6】 加工物に作用する力(21,22) が180°
の角度で互いに配置されていることを特徴とする請求項
4または5に記載の塑性加工用工具。 - 【請求項7】 加工物(14)に作用する力(21,22) が12
0°の角度で互いに配置されていることを特徴とする塑
性加工用工具(1) 。 - 【請求項8】 転動体(2,3) がその円形の圧延面の中心
点を中心として回転可能に支承されていることを特徴と
する請求項1から7までのうちのいずれか一つに記載の
塑性加工用工具。 - 【請求項9】 円形の圧延面は、加工物(14)に作用する
力(21,22) の平面に対し角度αで配置されていることを
特徴とする請求項4から8までのうちのいずれか一つに
記載の塑性加工用工具。 - 【請求項10】 加工物(14)に作用する力(21,22) に対
向して作用する支持装置(17)を有することを特徴とする
請求項1から9までのうちのいずれか一つに記載の塑性
加工用工具。 - 【請求項11】 少なくとも一つの円形の圧延面の偏心
率(e) が加工物軸線(15)に対し調整可能であることを特
徴とする請求項1から10までのうちのいずれか一つに
記載の塑性加工用工具。 - 【請求項12】 加工物に作用する少なくとも一つの力
(21,22) の方向が調整可能であることを特徴とする請求
項1から11までのうちのいずれか一つに記載の塑性加
工用工具。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999108995 DE19908995A1 (de) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | Umformwerkzeug zur Umformung von rotationssymmetrischen Werkstücken |
| DE19908995:7 | 1999-03-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=7899378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000055884A Withdrawn JP2000246354A (ja) | 1999-03-02 | 2000-03-01 | 回転対称な加工物を加工するための塑性加工用工具 |
Country Status (3)
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| JP (1) | JP2000246354A (ja) |
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-
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Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070501 |