JP2007268571A

JP2007268571A - 絞り加工方法及びその装置

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Publication number: JP2007268571A
Application number: JP2006098198A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Iio; 良夫飯尾; Shigeo Murata; 重雄村田
Original assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2007-10-18

Abstract

【課題】素材外径に対して小径かつ高さのあるボス部を成形することの絞り加工方法及びその装置を提供すること。
【解決手段】回転する主軸２先端にマンドレル４を介して円盤状のワークＷを取り付け、主軸２と同芯で回転するチャック棒３ａによってワークＷを固定し、絞りローラを前記素材Ｗに当接して絞り加工を施す絞り加工方法において、絞りローラＲ１によってワークＷ円周部を屈曲させ、次いで、裂開ローラＲ２を屈曲させた円周部に押し当て裂開加工を施し、次に、拡開ローラＲ３を裂開ローラＲ２で裂開させたワークＷの裂開部分に押し当てて拡開加工を施した後、押圧ローラＲ４を拡開ローラＲ３で拡開させたワークＷの拡開部分に押し当ててボス部を成形する。
【選択図】図１

Description

本発明は、円盤状素材の絞り加工を行う絞り加工方法及びその装置に関し、特に、中心側にボス部を形成した最終形状製品を加工する絞り加工方法及びその装置に関するものである。

従来、例えば円盤状素材（以下、「ワーク」と言う）に絞り加工を施し、その中心側にボス部を形成する必要がある場合、その加工方法としては、ワークを回転主軸に固定し、ターレット台に配設した絞り加工用の絞りローラによって端部を、ボス出し方向と逆側に絞り加工を施し、次いで、絞り加工によってできた傾斜した面に裂開ローラを押し当てながら中心側に向かって素材を裂開せしめ、最後に裂開部分に押圧ローラを押し当ててボス部分を成形する方法が採用されている。

この加工方法に用いる絞り加工装置を図６に示す。この絞り加工装置２０は、回転する主軸（以下、「主軸２」という）に配設したマンドレル４と、該主軸２に対向して配設し、マンドレル４に取り付けたワークＷをマンドレル４に向かって押圧支持するチャック棒３ｂを配設したチャック台３と、マンドレル４に取り付けたワークＷの表面に絞り加工を施す絞りローラＲ１、裂開ローラＲ５、押圧ローラＲ４を配備したターレット台５とからなる。チャック棒３ｂは、主軸２と同一軸芯で回転するようにチャック台３にベアリング等を介して回動自在に取り付けるようにしている。
ターレット台５は、主軸２の軸芯方向と直角に移動するように走行台６に敷設した走行レール６ａ上に載置し、パルスモータ等の適宜手段で移動可能に配設する。また、走行台６も、主軸２の軸芯方向に移動可能となるように移動台７に敷設した移動レール７ａ上に載置し、走行台６と同様にパルスモータ等の適宜手段で移動可能に配設する（例えば、特許文献１参照）。

上記構成において、被加工物であるワークＷをマンドレル４に取り付け、チャック棒３ａで押圧固定する（図７（ａ）参照）。そして、電動機等の駆動装置Ｍによって主軸２を回転させ、図７（ｂ）に示すように絞りローラＲ１をワークＷの円周部に当接させ、ワークＷの円周部端部をボス出し方向と逆側に屈曲させる。
次いで、図８（ａ）に示すように、ターレット台５を４５度時計回りに回動させて裂開ローラＲ５に切り換え、屈曲させた円周部に押し当て、ワークＷに裂開加工を施す。このとき、１回の裂開工程で拡開することのできる裂開角度α１は６０度程度までが限界で、１工程でこれ以上の裂開角度まで裂開しようとした場合、ワークＷに亀裂・割れ等が発生する。
そして、裂開工程が終了した後、図８（ｂ）に示すように、更に、ターレット台５を４５度時計回りに回動させて押圧ローラＲ４に切り換え、拡開された裂開部分をチャック棒３ｂの周部に押し当てて絞り加工を終了する（例えば、特許文献２参照）。

しかし、この絞り加工装置を用いた絞り加工方法では、例えばワークの板厚が１０ｍｍで、外径が１５０ｍｍ程度であった場合、最終成形品として完成するボス部分は、外径が約６５ｍｍ、底面からの高さＡ２が約２５ｍｍが限界のサイズとなり、ボス部の外径は素材である円盤状ワーク外径の４０％以下とすることができず、また、その高さも素材外径の２０％以下までしか延伸させることができないといった問題があった。
特開平９−２３９４７２号公報独国出願公開第１９６２９７３８号明細書

本発明は、上記従来の絞り加工方法の有する問題点に鑑み、素材外径に対して小径かつ底面からの高さが大となるボス部を成形することのできる絞り加工方法及びその装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の絞り加工方法は、回転する主軸先端にマンドレルを介して円盤状のワークを取り付け、主軸と同芯で回転するチャック棒によってワークを固定し、絞りローラを前記素材に当接して絞り加工を施す絞り加工方法において、絞りローラによってワーク円周部を屈曲させ、次いで、裂開ローラを屈曲させた円周部に押し当て裂開加工を施し、次に、拡開ローラを裂開ローラで裂開させたワークの裂開部分に押し当てて拡開加工を施した後、押圧ローラを拡開ローラで拡開させたワークの拡開部分に押し当ててボス部を成形することを特徴とする。

また、本発明の第２の絞り加工方法は、回転する主軸先端にマンドレルを介して円盤状のワークを取り付け、主軸と同芯で回転するチャック棒によってワークを固定し、絞り加工を施す絞りローラを前記素材に当接して絞り加工を施す絞り加工方法において、円周部が屈曲した皿状断面のワークをマンドレルの端部に沿わせて取り付け、裂開ローラを屈曲した円周部に押し当てて裂開加工を施し、次に、拡開ローラを裂開ローラで裂開させたワークの裂開部分に押し当てて拡開加工を施した後、押圧ローラを拡開ローラで拡開させたワークの拡開部分に押し当ててボス部を成形することを特徴とする。

また、前記絞り加工方法を実施するための本発明の絞り加工装置は、主軸先端に円盤状のワークを取り付けるマンドレルと、前記主軸に対向した位置でワークをマンドレルに押し付けるチャック棒を先端に配設したチャック台と、ワークに絞り加工を施すローラを複数配設したターレット台とからなり、前記ターレット台を主軸と平行かつ直交して移動可能に配設した絞り加工装置において、前記ターレット台には、ワーク円周部をボス出し方向と逆側に絞り加工を施すための絞りローラと、絞り加工によって傾斜した面に押し当てて裂開加工を施す裂開ローラと、該裂開ローラによる裂開角度よりも大となる拡開角度の拡開ローラと、拡開された拡開部をチャック棒に押し当てる押圧ローラとを配設したことを特徴とする。

本発明の絞り加工方法及びその装置によれば、絞りローラによってワーク円周部を屈曲させ、次いで、裂開ローラを屈曲させた円周部に押し当て裂開加工を施し、次に、拡開ローラを裂開ローラで裂開させたワークの裂開部分に押し当てて拡開加工を施した後、押圧ローラを拡開ローラで拡開させたワークの拡開部分に押し当ててボス部を成形することによって、小径かつ底面からの高さが大となるボス部を成形することができる絞り加工方法及びその装置を提供することができる。

以下、本発明の絞り加工方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。尚、従来装置と同様の構造については同一の符号、一連の符号を付し説明を省略する。

図１〜３に、本発明の絞り加工方法及びその装置の実施例を示す。

本発明の絞り加工装置１は、架体１１上にモータ等の駆動装置Ｍによって回動可能に配設した主軸２と、該主軸２先端に円盤状のワークＷを取り付けるマンドレル４と、前記主軸２に対向した位置でワークＷをマンドレル４に押し付けるチャック棒３ａを先端に配設したチャック台３と、ワークＷに絞り加工を施すローラを複数配設したターレット台５とからなる。

ターレット台５は、従来例と同様、走行台６、移動台７によって主軸２と平行かつ直交方向に移動可能としている。尚、走行台６と移動台７の移動方向は従来例と同様に、走行台を主軸２と直交方向に、移動台７を主軸２と平行方向に動く例を示すが、その方向は走行台を主軸２と平行に、移動台７を主軸２と直交方向に構成しても構わない。

そして、本発明の絞り加工装置１のターレット台５には、従来例と同様、ワークＷの表面に絞り加工を施す絞りローラＲ１と押圧ローラＲ４とを配備するとともに、裂開ローラＲ２と拡開ローラＲ３とを配備する。

裂開ローラＲ２は、図３（ａ）に示すように、裂開部分の裂開角度α１を約３０度まで裂開することができるように尖頭角度を約３０度とし、拡開ローラＲ３は、裂開部分を更に拡げ、拡開角度β１を約６０度まで拡開することができるように尖頭角度を約６０度に構成する。

また、チャック棒３ａは、ボス部の最終外径とボス部の肉厚から逆算し、例えば、外径４５ｍｍで肉厚５ｍｍのボス部を成形する場合は、外径が３５ｍｍのチャック棒３ａを使用し、ボス部の形状に応じてチャック台３に取替可能に構成している。

上記構成の絞り加工装置１を用いて円盤状のワークＷの中心側がボス部となるように成形する成形加工方法を説明する。

まず、ターレット台５を主軸２の先端に配設したマンドレル４とチャック台３の先端に配設するチャック棒３ａに干渉しない場所に位置させ、ワークＷを手動又は自動の搬送装置によってマンドレル４に取り付け、チャック棒３ａによって押圧固定する（図２（ａ）参照）。

そして、駆動装置Ｍによって主軸２を回動させ、チャック棒３ａでマンドレル４に押圧固定したワークＷを回転させ、ターレット台５に配設した絞りローラＲ１を、ターレット台５を走行台６に敷設した走行レール６ａ上を主軸２と直交方向に摺動移動させながら、走行台６を移動台７に敷設した移動レール７ａ上を主軸２と平行方向に摺動移動させ、図２（ｂ）に示すように、ワークＷの円周部をボス出し方向と逆側に絞り加工を施し、円周部に屈曲部分を形成する。

次いで、ターレット台５を４５度回動せしめ、絞りローラＲ１から裂開ローラＲ２に変更する。そして、裂開ローラＲ２の尖頭部分を、絞りローラＲ１で形成した屈曲部の傾斜面で裂開押圧後の最終形状としてのボス部の肉厚分を板厚Ｌから裂開して確保できる位置に主軸２に対して直交方向に押し付け、図３（ａ）に示すように、裂開角度αの裂開工程を施す。これにより、ワークＷの中央側面部分に、裂開角度αを約３０度とする裂開部が形成される。

次に、ターレット台５を更に４５度回動せしめ、裂開ローラＲ２から拡開ローラＲ３に変更し、裂開ローラＲ２によって裂開した裂開部分に、図３（ｂ）に示すように、拡開角度βの拡開工程を施す。これにより、ワークＷの中央側面部分に、形成されている裂開部が拡開角度βを約６０度とする拡開部となる。

そして、最後に更にターレット台５を４５度回動せしめ、拡開ローラＲ３から押圧ローラＲ４に変更し、図３（ｃ）に示すように、拡開ローラＲ３によって拡開した拡開部分をチャック棒３ａの周部に押し付け、ボス部の成形を完了する。

上記方法によるときは、例えば、板厚が１０ｍｍで、外径が１５０ｍｍ程度のワークＷのであった場合、図４（ａ）に示すようにボス部の外径Ｂ１を約４５ｍｍに、底面からの高さＡ１を約３５ｍｍまで絞り加工することができ、ボス部の外径Ｂ２が約６５ｍｍで、高さＡ２が約２５ｍｍという図４（ｂ）に示す、従来の加工方法による製品と違い、ボス部の外径は素材である円盤状ワーク外径の４０％以下に、また、底面からの高さも素材外径の２０％以上にすることができる。

上記実施例では絞り加工を施すワークＷは平板の円盤形状のものを用いた例を示すが、事前にプレス加工等によって円周部が屈曲した皿状断面のワークＷを用いることもできる（図５参照）。この場合には、ワークＷの円周部を屈曲させる工程が省略でき、裂開工程が第１工程となる。

以上、本発明の絞り加工方法及びその装置について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

以上、本発明の絞り加工方法及びその装置は、裂開工程と押圧工程との間に拡開工程を行うことによって小径で底面からの高さが大となるボス部を成形することができるという特性を有していることから、新規の絞り加工装置に適用するだけでなく、既設の絞り加工装置にも拡開ローラを追加する改造を行うことによって好適に用いることができる。

本発明の絞り加工装置の概略平面図である。本発明の絞り加工装置を使った加工方法を示す説明図で、（ａ）は、絞り加工前の状態を、（ｂ）は、絞りローラでワーク円周部に絞り加工を施した状態を示す。図２に続く本発明の絞り加工装置を使った加工方法を示す説明図で、（ａ）は、裂開ローラで裂開加工を施した状態を、（ｂ）は、拡開ローラで拡開加工を施した状態を、（ｃ）は、押圧ローラで拡開部を押圧し、ボス部成形加工が終了した状態を示す。中央部側面にボス部を有する最終成形品の断面正面図を示し、（ａ）は、本発明の絞り加工方法によって成形したものを、（ｂ）は、従来の絞り加工方法によって成形したものである。本発明の絞り加工方法の第２実施例を示す説明図で、（ａ）は、裂開ローラで裂開加工を施した状態を、（ｂ）は、拡開ローラで拡開加工を施した状態を、（ｃ）は、押圧ローラで拡開部を押圧し、ボス部成形加工が終了した状態を示す。従来の絞り加工装置の概略平面図である。従来の絞り加工装置を使った加工方法を示す説明図で、（ａ）は、絞り加工前の状態を、（ｂ）は、絞りローラでワーク円周部に絞り加工を施した状態を示す。図７に続く従来の絞り加工装置を使った加工方法を示す説明図で、（ａ）は、裂開ローラで裂開加工を施した状態を、（ｂ）は、押圧ローラで裂開部を押圧し、ボス部成形加工が終了した状態を示す。

符号の説明

１絞り加工装置
２主軸
３チャック台
３ａチャック棒
４マンドレル
５ターレット台
Ｒ１絞りローラ
Ｒ２裂開ローラ
Ｒ３拡開ローラ
Ｒ４押圧ローラ
α 裂開角度
β 拡開角度

Claims

回転する主軸先端にマンドレルを介して円盤状のワークを取り付け、主軸と同芯で回転するチャック棒によってワークを固定し、絞りローラを前記素材に当接して絞り加工を施す絞り加工方法において、絞りローラによってワーク円周部を屈曲させ、次いで、裂開ローラを屈曲させた円周部に押し当て裂開加工を施し、次に、拡開ローラを裂開ローラで裂開させたワークの裂開部分に押し当てて拡開加工を施した後、押圧ローラを拡開ローラで拡開させたワークの拡開部分に押し当ててボス部を成形することを特徴とする絞り加工方法。
回転する主軸先端にマンドレルを介して円盤状のワークを取り付け、主軸と同芯で回転するチャック棒によってワークを固定し、絞りローラを前記素材に当接して絞り加工を施す絞り加工方法において、円周部が屈曲した皿状断面のワークをマンドレルの端部に沿わせて取り付け、裂開ローラを屈曲した円周部に押し当てて裂開加工を施し、次に、拡開ローラを裂開ローラで裂開させたワークの裂開部分に押し当てて拡開加工を施した後、押圧ローラを拡開ローラで拡開させたワークの拡開部分に押し当ててボス部を成形することを特徴とする絞り加工方法。
主軸先端に円盤状のワークを取り付けるマンドレルと、前記主軸に対向した位置でワークをマンドレルに押し付けるチャック棒を先端に配設したチャック台と、ワークに絞り加工を施すローラを複数配設したターレット台とからなり、前記ターレット台を主軸と平行かつ直交して移動可能に配設した絞り加工装置において、前記ターレット台には、ワーク円周部をボス出し方向と逆側に絞り加工を施すための絞りローラと、絞り加工によって傾斜した面に押し当てて裂開加工を施す裂開ローラと、該裂開ローラによる裂開角度よりも大となる拡開角度の拡開ローラと、拡開された拡開部をチャック棒に押し当てる押圧ローラとを配設したことを特徴とする絞り加工装置。