JPH105887A - 加工ローラを傾斜させるスピニング機 - Google Patents

加工ローラを傾斜させるスピニング機

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JPH105887A
JPH105887A JP8156521A JP15652196A JPH105887A JP H105887 A JPH105887 A JP H105887A JP 8156521 A JP8156521 A JP 8156521A JP 15652196 A JP15652196 A JP 15652196A JP H105887 A JPH105887 A JP H105887A
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JP
Japan
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spinning machine
eccentric cam
cam mechanism
roller
bearing
Prior art date
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Application number
JP8156521A
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English (en)
Inventor
Kotaro Ono
光太郎 小野
Hiroshi Narushima
弘 鳴島
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BBS Japan Co Ltd
Original Assignee
Washi Kosan Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH105887A publication Critical patent/JPH105887A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/02Dies; Inserts therefor; Mounting thereof; Moulds
    • B30B15/026Mounting of dies, platens or press rams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/06Platens or press rams
    • B30B15/068Drive connections, e.g. pivotal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工ローラを任意の角度に素早く傾斜させる
ことができる剛性の高い支承構造を有するスピニング機
を提供すること。 【解決手段】 加工ローラ2の支承軸15の片側を球面
軸受18を用いて回動自在に支承し、他の側を少なくと
も二重に構成された偏心カム21、22のカム機構を用
いて支承軸15を傾斜させる方向へ移動を可能に支承す
ることで加工ローラ2を傾斜させるようにしたもので、
傾斜機構としては、二重偏心カム機構の他、くさび、電
歪あるいは磁歪素子、油圧あるいは空圧シリンダ、偏心
カムによっても実施することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工ローラの支承
軸を傾斜させることで加工ローラを傾斜させるようにし
たスピニング機に関する。
【0002】
【従来の技術】塑性加工の一分野であるスピニング加工
は、回転する円型素材の外周面に加工ローラを押しつけ
てしごき加工によって所望の形状に素材を成形する加工
法である。近年アルミニウム合金製の車輌用ホイールが
広く用いられるようになり、そのリム部分の成形はスピ
ニング加工によるところ大である。車輌用ホイールは1
ピース、2ピース、3ピースなど構成する部品数によっ
て区別されており、素材の形状も円板や断面が略H型を
成すものなど種類は多い。スピニング加工に際しては、
リム形状を有するマンドレルを回転軸上に設け、素材を
マンドレルに固定してマンドレル形状にならいながら加
工ローラをマンドレル外周に押圧し回転軸に平行方向に
揺動しながら素材を延展して成形している。加工ローラ
は原則として1個設ければよいが、スピニング加工の所
要時間を短縮させるために形状の異なる複数個の加工ロ
ーラを素材の表面に押圧するように配置するほか、回転
軸に対してあらかじめ傾斜した方向に押圧しうるように
加工ローラ駆動部を設けている。上述のように加工ロー
ラは押圧しながら回転軸方向に揺動するために、加工ロ
ーラの支承軸にはこじるような力が作用するので、でき
るだけ加工ローラの支承軸と直角方向に力が作用するよ
うにすることが望ましい。特に車輌用ホイールのリムウ
エル部からフランジ部にかけての勾配が急激に変化する
ホイール場合は、加工ローラにかかる負担は更に大きく
なるので、作用方向に合わせて加工ローラの軸を傾斜さ
せる方が押圧力を有効に素材に付与することができる。
一方、スピニング機は大型の加工機であり加工時に潤滑
材が飛散することや加工ローラ周辺に余裕スペースが少
ないことから、簡素で剛性の高い加工ローラの傾斜機構
が組み込まれたもが望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、加工ローラを任意の角度に素早く傾斜させることが
できる剛性の高い支承構造を有するスピニング機を提供
することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、加工ローラの
支承軸の片側を球面軸受を用いて回動自在に支承し、他
の側を少なくとも二重に構成された偏心カム機構を用い
て支承軸を傾斜させる方向へ移動を可能に支承すること
で加工ローラを傾斜させるようにしている。
【0005】
【発明の実施の形態】前記移動可能に支承する部分の移
動量は少なくとも2個の偏心カムの回転量に変換する機
能を備えることで達成される。
【0006】また、二重に構成された偏心カム機構の替
わりに少なくとも2個のくさびの移動によって軸を傾斜
させる方向へ移動させることも可能である。なお2個の
くさびは隣り合う位置に設けるか相対する位置に設ける
ようにすることが好ましい。
【0007】二重に構成された偏心カム機構の替わりに
少なくとも2個の電歪素子や磁歪素子を用いることもで
きる。
【0008】また、二重に構成された偏心カム機構の替
わりに少なくとも2個の油圧あるいは空圧シリンダによ
って移動させる。
【0009】そのほか、二重に構成された偏心カム機構
の替わりに少なくとも2個の偏心カムを用いることでも
達成できる。
【0010】そして、支承部の剛性を高めるために、支
承軸を保持するスリーブを設けるようにしている。
【0011】
【実施例】以下、図面に示した好ましい実施例に基づい
て詳しく説明する。図1は、本発明のスピニング機にお
ける加工ローラの支承軸の傾斜機構1を断面図で示すも
のであり、図2はスピニング機における加工ローラ2及
び傾斜機構1の配置状態を示すものである。加工ローラ
2は傾斜機構1を介して加工ローラ取着台12に固定さ
れる。又、加工ローラ取着台12はローラヘッド13に
貫挿しているローラ支持体14に取着される。ローラヘ
ッド13は駆動軸部8の軸心に平行に移動することがで
きるようになっており、ローラ支持体14は油圧機構に
より駆動軸心に直角方向に押圧するようになっている。
1例として軽合金製ホイールのスピニング加工例を示
す。ホイールの原体3は鍛造製であり、断面が略H型を
した円柱状であって、1体に構成されるデイスク部4と
リム部原体5とから成っている。ホイールの原体3はマ
ンドレル6及び7により挟持されておりそれぞれ駆動軸
部8及び従動軸部9に固定されている。駆動軸部8を回
転させることでホイールの原体3は回転し加工ローラ2
を押圧させながら回転軸方向に揺動させることで内側リ
ム10と外側リム11は成形される。加工ローラ2は図
中1個しか示していないが通常断面形状の異なる加工ロ
ーラと駆動部を3個所設けてスピニング加工時間の短縮
につとめている。
【0012】次に加工ローラの支承軸の傾斜機構1につ
いて説明する。図1において、加工ローラ2は支承軸1
5に固定されている。支承軸15の片側は円筒状のスリ
ーブ16にベアリング17で軸支され更にスリーブ16
は球面軸受18により回動自在にハウジング19に支承
されている。支承軸15の他の側はベアリング20でス
リーブ16に軸支され更にスリーブ16の外周面には、
偏心カム21、22を二重に構成し更にその外周面は球
面コロ軸受30を介してハウジング19に支承されてい
る。なお偏心カム21、22は個々に回転できるように
ベアリング23、23−1で支承されている。
【0013】偏心カム21、22にはそれぞれフランジ
部が構成されており、該フランジ部は歯車24、25を
形成している(図1)。そして、歯車24には小歯車2
6が噛み合っており、歯車25には小歯車27が噛み合
っている。小歯車26、27は撓み継手28−a、28
−bを介してそれぞれサーボモータ29−a、29−b
で適宜駆動される。従って、偏心カム21、22は個別
に任意の回転量をサーボモータから伝達されるので、軸
心のB点は任意の位置へ制御された長さを移動する。ま
た軸心のA点は球面軸受18の中心点であって、加工ロ
ーラ軸15は、A点を中心として傾斜する。
【0014】図3は偏心カム機構の動作状態を示す横断
面図である。B点をP1として示し偏心カム21、22
はともに同一の偏心量δを有している。図3及び図4に
おいて、偏心カム22の内径の中心P2はY軸上−δの
位置にあり、偏心カム21の内径の中心P3はP2に対
してY軸上+δの位置、すなわち原点(偏心カム22の
外径の中心)P1にある。
【0015】図5に偏心カム21の内径の中心P3(ス
リーブの中心でもある)をP1に対して半径2δの円の
内部の任意の位置に位置決めをする方法を示す。図5で
は偏心カム22を反時計方向に+θ、偏心カム21を時
計方向に−θ回点させた結果、P3がX軸上のrの位置
にきたことを示している。 r=2δ×tanθ 又は、θ=tan-1(r/2δ) θが0〜90°動けば、rは0〜2δの間で動く。この
状態の相互関係を保ったまま両偏心カムを同期して回転
させれば、X軸に対して任意の角をなす位置にP3を移
動させることができる。
【0016】本実施例によれば、通常の5軸制御機の旋
回傾斜軸のように剛性が低く、摩耗してバックラッシュ
も出易いウォームとウォームホイール、歯車等で構成し
た場合には直接押圧反力を受けるほか、直接スライドや
ワークの荷重等を受けることが無いため、剛性の高い加
工ローラ軸の傾斜機構とすることができ、傾斜機構を付
加することによる悪影響を回避できる。
【0017】図6及び図7に別の実施例を示す。前述の
例では、加工ローラ軸15を傾斜させるために二重の偏
心リングを使用したが本例においてはX、Y各方向とも
相対する2個ずつ計4個の圧電素子35、35−1、3
5−2、35−3により行うものである。この場合対に
なる圧電素子35と35−2、35−1と35−3はそ
れぞれ片側が伸張するときに他の側は縮小する方向に動
くように設定しておく。36は直線軸受であり、別の1
対の圧電素子35−1と35−3の動きを許容するため
のものであり、部材37は直線軸受36の一部を成すと
ともに円筒面38によりスリーブ16−1の傾斜を可能
にしている。このような構成は各直線軸受部36−1、
36−2、36−3においても同様に用いられる。ま
た、相対する2個の圧電素子の替わりに隣り合った2個
の圧電素子35と35−1及び35−2と35−3を用
いてスリーブ16−1を移動させることもできる。この
場合は2個の圧電素子の伸張する長さと方向を合成した
ものとなる。
【0018】更に、別の実施例を図8に示す。スリーブ
16−1に傾斜を与えるための動きをX、Y軸方向とも
対抗する2組ずつ計4組のくさびで行うものである。X
軸方向の動きを例に説明すると、くさび41とくさび4
2は互いに逆方向勾配を持っており、駆動部43、4
4、45に連結されボールねじ46を介して、サーボモ
ータ(不図示)で駆動される。くさび41、49はそれ
ぞれ直線軸受47と48、47−1と48−1で支持さ
れ軽く動くようになっている。50はくさびであり、5
1、52はハウジング19の一部である。本例では駆動
部43、44、45がボールねじの回転により矢印Fの
方向に移動すれば、それに伴ってくさび41、49も共
に同方向へ移動しスリーブ16−1は図8の左側方向
(矢印G方向)へ移動する。本例においても前述のよう
にくさびが相対する位置に置かれた2個のくさびに限ら
ず隣接する2個を一組として移動量を決めることもでき
る。以下に述べる実施例においても駆動機構は相対する
位置に設けることに限定されない。
【0019】更に、図9は、図6に示した例の圧電素子
35を油圧シリンダ55で置き換えたものでX軸方向に
おける1対の油圧シリンダを示している。56、57、
56−1、57−1はピストンである。この場合はスリ
ーブ16−1の傾斜のための移動量は任意ではなくX軸
方向に3位置(+δ、0、−δ)、Y軸方向に3位置
(+δ、0、−δ)の組合わせの位置に限られる。図9
において両側のシリンダ油穴58及び58−1に圧油を
導入すれば、スリーブ16−1は0の位置に保たれる。
又、一方のシリンダの油穴59に圧油を導入し対向する
シリンダの油穴58−1に通ずる圧油を排除すると、ス
リーブ16−1は−δの方向へ動く。対向するシリンダ
の油穴59−1に圧油を導入し油穴58及び59の圧油
を全て切れば、シリンダは+δ方向へ動くことになる。
【0020】このほか、二重偏心カムに替えて1重の偏
心カムを用いてスリーブ16−2を移動させる例を説明
する。要領は前出の圧電素子を用いた例に準ずるもので
あるが、スリーブ16−2の移動量は任意に設定でき
る。すなわち図10においてスリーブ16−2に接して
摺動する直線軸受36に直線軸受の一部を成す円筒面3
8(図7参照)を介して偏心カム外輪部材60を設けて
内部にニードルベアリング61及び偏心カム62を組み
込む。偏心カム62と一体に偏心駆動軸63を構成し該
軸はスリーブ2に回転軸受を用いて軸支されサーボモー
タで駆動される。この偏心カム機構は少なくともX、Y
軸方向に各々1組ずつ、計2組を設ける。偏心量をδと
すれば、スリーブ16−2の移動量は任意の方向へ0か
らδの量だけ移動させることができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のスピニン
グ機によれば、加工ローラの作用方向を素早く数値制御
により傾斜させることが可能であり、ローラの支承軸に
スリーブを付加することで剛性の高いスピニング機とす
ることができる。このスピニング機を用いて例えば軽合
金製ホイールの製造過程におけるスピニング加工を実施
すると、ホイールの形状に沿ってスピニングローラの押
圧力を与える際、常に支承軸と直角方向に押圧力が作用
するように制御することができるので、円滑かつ効率の
高いスピニング加工が実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスピニング機における加工ローラの支
承軸の傾斜機構の一例を示す断面図。
【図2】車輌用ホイールのスピニング加工に本発明のス
ピニング機を使用している状態を示す部分断面図。
【図3】二重偏心カム機構の動作状態を示す横断面図。
【図4】偏心量を説明するための線図。
【図5】偏心量を説明するための線図。
【図6】支承軸の傾斜を圧電素子を利用して行う例を示
す線図。
【図7】図6のL−L線における断面図。
【図8】支承軸のの傾斜をくさびを用いて行う例を示す
断面図。
【図9】支承軸の傾斜を油圧シリンダを用いて行う例を
示す断面図。
【図10】支承軸の傾斜を二組の相対する偏心カムを用
いて行う例を示す断面図。
【符号の説明】
1 支承軸の傾斜装置 2 加工ローラ 12 取着台 13 ローラヘッド 14 ローラ支持体 15 支承軸 16、16−1、16−2 スリーブ 17 ベアリング 18 球面軸受 19 ハウジング 20 ベアリング 21、22 偏心カム 23、23−1 ベアリング 24、25 歯車 26、27 小歯車 28a、28b 撓み継手 29a、29b サーボモータ 30 球面コロ軸受 35、35−1、35−2、35−3 圧電素子 41、42、49、50 くさび 55 油圧シリンダ 56、56−1、57、57−1 ピストン 62 偏心カム 63 偏心駆動軸

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加工ローラの支承軸の片側を球面軸受を
    用いて回動自在に支承し、他の側を少なくとも二重に構
    成された偏心カム機構を用いて支承軸を傾斜させる方向
    へ移動を可能に支承することで加工ローラを傾斜させる
    ようにしたスピニング機。
  2. 【請求項2】 移動可能に支承する部分の移動量を少な
    くとも2個の偏心カムの回転量に変換する機能を備えた
    請求項1に記載のスピニング機。
  3. 【請求項3】 二重に構成された偏心カム機構の替わり
    に少なくとも2個のくさびの移動によって移動を行う構
    造を用いた請求項1に記載のスピニング機。
  4. 【請求項4】 二重に構成された偏心カム機構の替わり
    に少なくとも2個の電歪素子、磁歪素子などによって移
    動を行う構造を用いた請求項1に記載のスピニング機
  5. 【請求項5】 二重に構成された偏心カム機構の替わり
    に少なくとも2個の油圧あるいは空圧シリンダによって
    移動を行う構造を用いた請求項1に記載のスピニング
    機。
  6. 【請求項6】 二重に構成された偏心カム機構の替わり
    に少なくとも2個の偏心カムによって移動を行う構造を
    用いた請求項1に記載のスピニング機。
  7. 【請求項7】 加工ローラの支承軸に該支承軸を保持す
    るスリーブを設けてなる請求項1から請求項6のうちい
    ずれか1項に記載のスピニング機。
JP8156521A 1996-04-17 1996-06-18 加工ローラを傾斜させるスピニング機 Pending JPH105887A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1083345C (zh) * 1996-01-25 2002-04-24 Ucb公司 可印刷薄膜、其制备方法及其用途
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