JPH0146201B2 - - Google Patents
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- JPH0146201B2 JPH0146201B2 JP55075567A JP7556780A JPH0146201B2 JP H0146201 B2 JPH0146201 B2 JP H0146201B2 JP 55075567 A JP55075567 A JP 55075567A JP 7556780 A JP7556780 A JP 7556780A JP H0146201 B2 JPH0146201 B2 JP H0146201B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolls
- wire
- diameter
- speed
- radius
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
-
- 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
- B21H7/00—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons
- B21H7/007—Taper rolling, e.g. leaf springs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
- B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
- B60G2206/40—Constructional features of dampers and/or springs
- B60G2206/42—Springs
- B60G2206/428—Leaf springs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
- B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
- B60G2206/80—Manufacturing procedures
- B60G2206/81—Shaping
- B60G2206/8109—Shaping by rolling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はロールによる新規なテーパー線材の連
続塑性加工方法および装置に関するものである。
続塑性加工方法および装置に関するものである。
近来、負荷荷重の変化とともにばね定数が変化
する非線形コイルばねのもつ弾性効果が注目され
つつある。このような非線形コイルばねの一種と
しては、ばねの素材線全長にわたる線径が一様で
ない、たとえば第1図aまたはbに示すような所
定長の線材を用い、第1図c,dまたはeのよう
なコイルに成形したものがある。
する非線形コイルばねのもつ弾性効果が注目され
つつある。このような非線形コイルばねの一種と
しては、ばねの素材線全長にわたる線径が一様で
ない、たとえば第1図aまたはbに示すような所
定長の線材を用い、第1図c,dまたはeのよう
なコイルに成形したものがある。
従来、この種のテーパー線材を得るには全長に
わたつて同一径からなる所定長の線材の所定部分
を研削するか、あるいはスウエージングによる加
工を施すという方法によつているが、研削は材料
の歩留りが悪く、スウエージングは騒音ならびに
作業性の点で問題があり、かつ両者とも作業工程
が繁雑で非能率的であり、いきおい素材原価が高
くなりテーパー線材を素材とする非線形コイルば
ねの普及を阻害している。また、従来方法ではテ
ーパーが繰返し連続しているようなテーパー線材
をつくることは困難である。そこで後者の方法に
ついて、本発明者は本発明の完成過程において次
のような方法を考えた。
わたつて同一径からなる所定長の線材の所定部分
を研削するか、あるいはスウエージングによる加
工を施すという方法によつているが、研削は材料
の歩留りが悪く、スウエージングは騒音ならびに
作業性の点で問題があり、かつ両者とも作業工程
が繁雑で非能率的であり、いきおい素材原価が高
くなりテーパー線材を素材とする非線形コイルば
ねの普及を阻害している。また、従来方法ではテ
ーパーが繰返し連続しているようなテーパー線材
をつくることは困難である。そこで後者の方法に
ついて、本発明者は本発明の完成過程において次
のような方法を考えた。
1対のロールのそれぞれの周面に180゜へだてて
半径が最小から最大に順次増加する半円孤状の溝
孔を形成し上記1対のロールを、溝の同一半径部
分が対向接触するように密着配置し、上記溝孔間
に上記最大径より径の大きい線材を通す。しか
し、この方法はテーパーの繰り返しの1サイクル
長がロールの周長によつて規制されるので1サイ
クル長を長くしようとすればロールの直径を大と
しなければならない。たとえば1サイクル長を
3.14mとしようとすればロールの直径を1m程度
としなければならず、1サイクル長が長くなれば
なるほど設備は大規模とならざるをえない。又線
径、テーパー角度、サイクル長等のいずれかが異
なる毎にそれぞれ異なるロールを準備しなければ
ならないので、ロールの数がぼう大になる等の点
で問題がある。
半径が最小から最大に順次増加する半円孤状の溝
孔を形成し上記1対のロールを、溝の同一半径部
分が対向接触するように密着配置し、上記溝孔間
に上記最大径より径の大きい線材を通す。しか
し、この方法はテーパーの繰り返しの1サイクル
長がロールの周長によつて規制されるので1サイ
クル長を長くしようとすればロールの直径を大と
しなければならない。たとえば1サイクル長を
3.14mとしようとすればロールの直径を1m程度
としなければならず、1サイクル長が長くなれば
なるほど設備は大規模とならざるをえない。又線
径、テーパー角度、サイクル長等のいずれかが異
なる毎にそれぞれ異なるロールを準備しなければ
ならないので、ロールの数がぼう大になる等の点
で問題がある。
本発明は上記のような問題点を解決するため、
上述の考え方をさらに発展させたもので、上述し
たような構成の1対のロールを強制駆動し、溝孔
を通る線材の移動速度、詳しくは上記対ロールの
回転軸を結ぶ線上溝孔通過時の線材の送り速度と
強制駆動によつて回転するロールの回転速度また
は周速度との間に速度比もたせ、また1対のロー
ルの回転軸を結ぶ線上における溝底の周速度の速
度比を一定に制御することによつて、線材径を所
望長のサイクルに亘るテーパーの連続的な繰り返
しに塑性加工しようとするものである。
上述の考え方をさらに発展させたもので、上述し
たような構成の1対のロールを強制駆動し、溝孔
を通る線材の移動速度、詳しくは上記対ロールの
回転軸を結ぶ線上溝孔通過時の線材の送り速度と
強制駆動によつて回転するロールの回転速度また
は周速度との間に速度比もたせ、また1対のロー
ルの回転軸を結ぶ線上における溝底の周速度の速
度比を一定に制御することによつて、線材径を所
望長のサイクルに亘るテーパーの連続的な繰り返
しに塑性加工しようとするものである。
本発明を第2図a〜第5図に示した実施例に従
つて説明する。
つて説明する。
第2図a〜cにおいて1aおよび1bはそれぞ
れ周面中央部に亘つて半円弧状の溝孔2aおよび
2bが形成された1対のロールで、上記溝孔2a
および2bの半径は180゜へだてた位置間で最小r1
から最大r2に順次変化する。ロール1aおよび1
bはそれぞれ同一半径の溝孔部分が対向接触する
ように第2図cに示すごとく密着配置される。従
つてロール1aおよび1bをタイミングギヤ等を
介して同期強制駆動回転すると、溝2aおよび2
bによつて形状される円弧状溝の半径は最小半径
r1から最大半径r2を経て最小半径r1へと変化する。
線材Wは上記ロール1a,1bの溝2a,2bに
通されて上記溝2a,2bの半径に応じた塑性加
工がなされるが、本発明においてはロール1の回
転速度VRと線材Wの送り速度VWとの間に所定の
速度比をもたせることによつて実際のロール周長
と異なる長さごとに線材径を最小半径r1から最大
半径r2をへて最小半径r1へ至る繰返し変化の塑性
加工をしようとするものである。いまVW<VRと
すれば線材Wはロール1の実際の周長より短かい
長さごとにその径の最大、最小が繰返し変化する
塑性加工がなされ、VW>VRとすれば線材Wにロ
ール1の実際の周長より長い長さごとにその径の
最大と最小が繰り返し変化する塑性加工がなされ
ることとなる。
れ周面中央部に亘つて半円弧状の溝孔2aおよび
2bが形成された1対のロールで、上記溝孔2a
および2bの半径は180゜へだてた位置間で最小r1
から最大r2に順次変化する。ロール1aおよび1
bはそれぞれ同一半径の溝孔部分が対向接触する
ように第2図cに示すごとく密着配置される。従
つてロール1aおよび1bをタイミングギヤ等を
介して同期強制駆動回転すると、溝2aおよび2
bによつて形状される円弧状溝の半径は最小半径
r1から最大半径r2を経て最小半径r1へと変化する。
線材Wは上記ロール1a,1bの溝2a,2bに
通されて上記溝2a,2bの半径に応じた塑性加
工がなされるが、本発明においてはロール1の回
転速度VRと線材Wの送り速度VWとの間に所定の
速度比をもたせることによつて実際のロール周長
と異なる長さごとに線材径を最小半径r1から最大
半径r2をへて最小半径r1へ至る繰返し変化の塑性
加工をしようとするものである。いまVW<VRと
すれば線材Wはロール1の実際の周長より短かい
長さごとにその径の最大、最小が繰返し変化する
塑性加工がなされ、VW>VRとすれば線材Wにロ
ール1の実際の周長より長い長さごとにその径の
最大と最小が繰り返し変化する塑性加工がなされ
ることとなる。
本発明によれば強制駆動によるロールの回転速
度VRを線材移動速度VWより遅くすることによつ
て、比較的小径のロールをもつて、線材Wに線径
の変化のサイクルがロールの周長より長い塑性加
工を連続的に施すことができるばかりでなく、速
度比VW/VRを所定のように設定することにより所望 の曲率をもつて線径の変化する1サイクル長さを
所望のように変えた第2図dに示すような線材
W1の連続塑性加工が可能である。
度VRを線材移動速度VWより遅くすることによつ
て、比較的小径のロールをもつて、線材Wに線径
の変化のサイクルがロールの周長より長い塑性加
工を連続的に施すことができるばかりでなく、速
度比VW/VRを所定のように設定することにより所望 の曲率をもつて線径の変化する1サイクル長さを
所望のように変えた第2図dに示すような線材
W1の連続塑性加工が可能である。
本願発明はさらに以下に述べる方法を含む。即
ち、前掲の場合は線径が所望の曲率をもつてする
増大、減少の繰り返し連続塑性加工をするのに対
し、第3図aおよびbに示す如く、所定のテーパ
ー角度αをもつて線材径を最小径d1から最大径d2
へ、又最大径d2から最小径d1へと直線的に変化す
る繰り返しを連続させるものである。
ち、前掲の場合は線径が所望の曲率をもつてする
増大、減少の繰り返し連続塑性加工をするのに対
し、第3図aおよびbに示す如く、所定のテーパ
ー角度αをもつて線材径を最小径d1から最大径d2
へ、又最大径d2から最小径d1へと直線的に変化す
る繰り返しを連続させるものである。
即ち、前述の方法においては第2図Cに示すよ
うにロール回転中心0に対して溝2a,2bの溝
底によつて形成される円の中心0′が偏心している
溝孔21に線材を通すので線材径は速度比VW/VRに よつて定まる所望の曲率をもつて増加、減少する
が、当該方法においては上曲0.0′の偏心を補正す
ること、すなわち1対のロール回転軸を結ぶ線上
における溝底の周速度一定とすることによつてテ
ーパー角度αをもつ直線的変化の繰返し連続塑性
加工を可能としようとするものである。
うにロール回転中心0に対して溝2a,2bの溝
底によつて形成される円の中心0′が偏心している
溝孔21に線材を通すので線材径は速度比VW/VRに よつて定まる所望の曲率をもつて増加、減少する
が、当該方法においては上曲0.0′の偏心を補正す
ること、すなわち1対のロール回転軸を結ぶ線上
における溝底の周速度一定とすることによつてテ
ーパー角度αをもつ直線的変化の繰返し連続塑性
加工を可能としようとするものである。
第2図に示す直径dの強制駆動ロール1を周速
度VRで強制回転せしめつつ、線材を移動速度VW
でロール1a,1bの溝孔2を通過させる。素材
線径をdxとし、これを線材最小径部直径d1、線
材最大径部直径d2、最小径部と最大径部との距離
l、テーパー部のテーパー角度α(=tan-1
d2−d1/2l)に塑性加工しようとする場合、1対の ロールの回転軸を結ぶ線上における溝底の周速度
VRを一定に設定すると 溝深さの最小半径 r1=d1/2 溝深さの最大半径 r2=d2/2 であるので 速度比γ=VW/VR=一定 …(1) VR、VWともに0.0′を結ぶ線上における速度と
すると、ロールが半回転するに要する時間tは t=π/2d′/VR ただしd′=D−(r1+r2)
=π/2VR{D−(r1+r2)}…(2) よつて l=Vw・t=πVW/2VR{D−(r1+r2)}=γ
・π/2{D−(r1+r2)}…(3) ところで第3図aにおける線材の最小径部d1よ
り距離xはなれた点における線径dxは dx=d2−d1/lx+d1 …(4) この場合γは一定であるから、lも一義的に決
まり、dxの増加率は一定であるのでテーパー部
は円錐形になる。
度VRで強制回転せしめつつ、線材を移動速度VW
でロール1a,1bの溝孔2を通過させる。素材
線径をdxとし、これを線材最小径部直径d1、線
材最大径部直径d2、最小径部と最大径部との距離
l、テーパー部のテーパー角度α(=tan-1
d2−d1/2l)に塑性加工しようとする場合、1対の ロールの回転軸を結ぶ線上における溝底の周速度
VRを一定に設定すると 溝深さの最小半径 r1=d1/2 溝深さの最大半径 r2=d2/2 であるので 速度比γ=VW/VR=一定 …(1) VR、VWともに0.0′を結ぶ線上における速度と
すると、ロールが半回転するに要する時間tは t=π/2d′/VR ただしd′=D−(r1+r2)
=π/2VR{D−(r1+r2)}…(2) よつて l=Vw・t=πVW/2VR{D−(r1+r2)}=γ
・π/2{D−(r1+r2)}…(3) ところで第3図aにおける線材の最小径部d1よ
り距離xはなれた点における線径dxは dx=d2−d1/lx+d1 …(4) この場合γは一定であるから、lも一義的に決
まり、dxの増加率は一定であるのでテーパー部
は円錐形になる。
なお断面積Sxは
Sx=π/4(d2−d1/lx+d1)2 ……(5)
によつて変化し
テーパー角αは
α=tan-1d2−d1/2l=tan-1r2−r1/l ……(6)
となる。
従つて線材Wを速度VWで送りつつロールを第
2図cに示す、溝の深さが最小であるr1の位置か
ら、矢印の方向へ強制回転させると、線材Wは上
記(6)式で定まるテーパー角αをもつて線径d1から
線径d2まで線径が増大し、次の180゜の回転によつ
て、逆にテーパー角αをもつて線径d2から線径d1
まで線径が減少するので、ロール1を連続的に回
転させることにより、線材W2には第3図aに示
すようなテーパーの繰り返しが連続する塑性加工
がなされる。
2図cに示す、溝の深さが最小であるr1の位置か
ら、矢印の方向へ強制回転させると、線材Wは上
記(6)式で定まるテーパー角αをもつて線径d1から
線径d2まで線径が増大し、次の180゜の回転によつ
て、逆にテーパー角αをもつて線径d2から線径d1
まで線径が減少するので、ロール1を連続的に回
転させることにより、線材W2には第3図aに示
すようなテーパーの繰り返しが連続する塑性加工
がなされる。
1対のロールの回転軸を結ぶ線上における溝底
の周速度VRを一定にするためには、ロール1の
回転速度ωを制御する必要がある。
の周速度VRを一定にするためには、ロール1の
回転速度ωを制御する必要がある。
第3図bにおいて、
ロール外径の方程式:x2+y2=(D/2)2 ……(7)
溝底円の方程式:(x−δ)2+y2=(d′/2)2
……(8)
ロールの回転中心0に対する溝底によつて形成
される円の中心0′の偏心量δは δ=D/2−r1−d′/2=D/2−r1−1/2{D−
(r1+r2)} =1/2(r2−r1) ……(9) (8)式は極座標を使うと次のように表わされる。
ロールの回転角をθとし、(8)式にx=r cosθ、
y=r sinθを代入すると、 ここにr≧0であるから ルート内が正または零であることにより d′≧r2−r1 (10)式から、rθの関数である。
される円の中心0′の偏心量δは δ=D/2−r1−d′/2=D/2−r1−1/2{D−
(r1+r2)} =1/2(r2−r1) ……(9) (8)式は極座標を使うと次のように表わされる。
ロールの回転角をθとし、(8)式にx=r cosθ、
y=r sinθを代入すると、 ここにr≧0であるから ルート内が正または零であることにより d′≧r2−r1 (10)式から、rθの関数である。
VR=ω・r(θ)であるから、
VRを一定にするためには
を満足するような回転角速度ω(θ)でロールを
回転させればよい。
回転させればよい。
本発明においては(11)式により1対のロールの回
転軸を結ぶ線上における溝底の周速度VRが一定
となるようにロールの回転角速度ω(θ)を制御
するが、実際の方法としては、ロールの回転角θ
を検出し、演算装置によつて(11)式を使つてω(θ)
を求め、ロールの回転角速度ω(θ)になるよう
にロール駆動装置を制御すればよい。
転軸を結ぶ線上における溝底の周速度VRが一定
となるようにロールの回転角速度ω(θ)を制御
するが、実際の方法としては、ロールの回転角θ
を検出し、演算装置によつて(11)式を使つてω(θ)
を求め、ロールの回転角速度ω(θ)になるよう
にロール駆動装置を制御すればよい。
その実際の具体例を次に示す。
諸元を下記のように設定した強制駆動ロールで
線材の最小線径d1が8mmφ、最大線径d2が12mmφ
でテーパーの1サイクル2lが3mの繰り返しテー
パー線材を塑性加工するとした場合、 ロール外径 200mmφ 溝深さ最小半径r1 4mm 差深さ最大半径r2 6mm 線材移動速度VW 40m/min(0.666m/sec) ロールの回転中心0に対する溝底によつて形成
される円の中心0′の偏心量δは(9)式によつて、 δ=1/2(r2−r1)=1/2(6−4)=1mm 溝底によつて形成される円の直径d′は d1=D−(r1−r2)=200−(4+6)=190mm ロールが半回転するに要する時間tは(3)式l=
VW
線材の最小線径d1が8mmφ、最大線径d2が12mmφ
でテーパーの1サイクル2lが3mの繰り返しテー
パー線材を塑性加工するとした場合、 ロール外径 200mmφ 溝深さ最小半径r1 4mm 差深さ最大半径r2 6mm 線材移動速度VW 40m/min(0.666m/sec) ロールの回転中心0に対する溝底によつて形成
される円の中心0′の偏心量δは(9)式によつて、 δ=1/2(r2−r1)=1/2(6−4)=1mm 溝底によつて形成される円の直径d′は d1=D−(r1−r2)=200−(4+6)=190mm ロールが半回転するに要する時間tは(3)式l=
VW
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 線材の送り通路に沿つて180゜の間隔をへだて
て最小半径から最大半径に順次半径が増加する半
円弧状の溝孔を形成した1対のロールを、溝孔の
同一半径部分が対向接触するように密着配置し、
上記1対のロールの同期強制回転駆動による回転
速度と、ロールの回転軸を結ぶ線上の上記溝孔通
過時の線材の送り速度との間に所定の速度比をも
たせ、かつ上記1対のロールの回転軸を結ぶ線上
における溝底の周速度が一定となるように制御す
ることによつて、上記ロールの周長と異なる長さ
に亙つて線材の径を直線的な所定のテーパー角度
をもつて繰返し変化せしめるように塑性加工する
ことを特徴とするテーパー線材の連続塑性加工方
法。 2 線材の送り通路に沿つて180゜の間隔をへだて
て最小半径から最大半径に順次半径が増加する半
円弧状の溝孔を形成した1対のロールを、溝孔の
同一半径部分が対向接触するように密着配置し、
上記1対のロールの同期強制回転駆動による回転
速度と、ロールの回転軸を結ぶ線上の上記溝孔通
過時の線材の送り速度との間に所定の速度比をも
たせ、かつ上記1対のロールの回転軸を結ぶ線上
における溝底の周速度が一定となるように制御す
るとともに、ロールの周速度を、1対のロールの
溝孔の最大半径部分又は最小半径部分あるいは最
大半径部分と最小半径部分とが接触した時点から
所望の時間に亙つて0とするように制御すること
によつて、上記ロールの周長と異なる長さに亙り
線材径が所定のテーパー角をもつて増加、減少す
るテーパー部および上記最大径または最小径と同
一径からなる平行部を繰返し連続的に塑性加工す
ることを特徴とするテーパー線材の連続塑性加工
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7556780A JPS571502A (en) | 1980-06-06 | 1980-06-06 | Continuous plastic forming method for taper wire rod |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7556780A JPS571502A (en) | 1980-06-06 | 1980-06-06 | Continuous plastic forming method for taper wire rod |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS571502A JPS571502A (en) | 1982-01-06 |
| JPH0146201B2 true JPH0146201B2 (ja) | 1989-10-06 |
Family
ID=13579878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7556780A Granted JPS571502A (en) | 1980-06-06 | 1980-06-06 | Continuous plastic forming method for taper wire rod |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS571502A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2551649Y2 (ja) * | 1992-03-13 | 1997-10-27 | 日本軽金属株式会社 | アルミニウム製折り畳み式コンテナ |
| KR100900630B1 (ko) * | 2002-10-04 | 2009-06-02 | 주식회사 포스코 | 선재의 선단부 테이퍼 압연장치 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49121771A (ja) * | 1973-03-23 | 1974-11-21 |
-
1980
- 1980-06-06 JP JP7556780A patent/JPS571502A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS571502A (en) | 1982-01-06 |
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