JP2010094692A - 転造加工方法とその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】平ダイスの移動する速度が転造開始時の初期速度に規制されず転造加工時の速度や往復の速度を変更可能な転造加工方法とその装置を提供する。
【解決手段】第１平ダイス１０と、該第１平ダイス１０に沿って位置する第２平ダイス１６とを有し、前記第１平ダイス１０の端部に供給される加工素材Ｓを前記第１平ダイス１０と第２平ダイス１６との間に挟み込み、第２平ダイス１６を第１平ダイス１０に沿って移動させることにより、前記加工素材Ｓを回転させながら外周面に加工を施す転造加工方法であって、モータ１８の駆動により回転する送りネジ杆１７を前記第２平ダイス１６に形成したネジ孔１６ａに螺合することにより、前記モータ１８の駆動によって前記第２平ダイスが１６前記第１平ダイス１０と平行に移動する状態を制御するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、一対の平行な平ダイスの間に加工素材を挟み、平ダイスが平行に摺動する際に加工素材が転がり回転され、加工素材の外周面が加工される転造加工方法とその装置の改良に関する。

一般に平ダイスを用いた転造加工装置は、固定平ダイスと、この固定平ダイスと平行に移動する移動平ダイスとを備え、パレットから供給される加工素材をこれら平ダイスの間に挟み込み、移動平ダイスを固定平ダイスに沿って前方に移動させ、加工素材に転がり回転を与えながらその外周面にネジ加工などを施すものである。

この種の転造加工装置を用いた加工の種類には、ネジ加工やローレット加工だけでなく、加工素材の表面粗さを改善する目つぶし加工に利用されたり、フォームロールのように加工素材の先端に深溝を入れてＲ面やＣ面を加工する場合などにも良く利用されている。

例えば、特開平８−２１５７８３号公報に記載の転造加工方法は、一対の平行な平ダイスの間に加工素材を挟み、平ダイスが平行にずれる間に加工素材が転がり回転され、加工素材の外周面が加工される転造加工方法において、上記一対の平ダイスが平行にずれる距離を長くし、加工素材の転がり回転数を増やしたものである。
特開平８−２１５７８３号公報

上記転造加工装置は、一対の平ダイス間に加工素材を投入して、両平ダイス間に加工素材を保持させる転造開始の初期において、移動平ダイスが平行に移動する速度を遅くして両平ダイス間に加工素材を確実に保持させるようにしている。ところが、この種の転造加工装置は、クランク軸によりモータの１回転の運動を１往復の直線運動に変換しているので、往復の速度が同一速度である。転造開始の初期における加工速度が遅いため、転造加工時の速度も同じ速度なので、全体としての加工速度が遅く効率が悪いため改善が望まれていた。

本願発明は、一対の平ダイス間に加工素材を投入して、両平ダイス間に加工素材を保持させ、平ダイスが平行にずれる際に加工素材が転がり回転され、加工素材の外周面が加工される転造加工方法とその装置において、平ダイスの移動する速度が転造開始時の初期速度に規制されず転造加工時の速度や往復の速度を変更可能な転造加工方法とその装置を提供するものである。

前記課題を解決するために請求項１記載の発明は、第１平ダイスと、該第１平ダイスに沿って位置する第２平ダイスとを有し、前記第１平ダイスの端部に供給される加工素材を前記第１平ダイスと第２平ダイスとの間に挟み込み、第２平ダイスを第１平ダイスに沿って移動させることにより、前記加工素材を回転させながら外周面に加工を施す転造加工方法であって、モータの駆動により回転する送りネジ杆を前記第２平ダイスに形成したネジ孔に螺合することにより、前記モータの駆動によって前記第２平ダイスが前記第１平ダイスと平行に移動する状態を制御するようにしたことを特徴とする転造加工方法である。

また、請求項２記載の発明は、第１平ダイスと、該第１平ダイスに沿って位置する第２平ダイスとを有し、前記第１平ダイスの端部に供給される加工素材を前記第１平ダイスと第２平ダイスとの間に挟み込み、第２平ダイスを第１平ダイスに沿って移動させることにより、前記加工素材を回転させながら外周面に加工を施す転造加工装置であって、前記第２平ダイスには貫通するネジ孔を設け、前記ネジ孔に螺合する送りネジ杆にモータを連結し、前記モータの駆動で送りネジ杆を回転させて前記第２平ダイスを移動させ、前記モータの駆動によって前記第２平ダイスが前記第１平ダイスと平行に移動する状態を制御するようにしたことを特徴とする転造加工装置である。

本発明の転造加工方法とその装置は、モータの回転方向により平ダイスが前進又は後退し、モータの回転速度により、平ダイスの前進速度又は後退速度が設定されるので、平ダイスの移動速度が転造開始時の初期速度に規制されず転造加工時の速度や往復の速度が変更可能であり実用的である。

以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１〜図６は本発明の実施例１を示し、図１は加工素材が供給される直前の転造加工装置の概略図、図２は供給された加工素材を平ダイスの間に挟み込む直前の転造加工装置の概略図、図３は供給された加工素材を平ダイスの間に挟み込んだ状態の転造加工装置の概略図、図４は加工素材に転がり回転を与えて加工素材の外周面を加工している状態の転造加工装置の概略図、図５は加工の終了した加工素材を排出している状態の転造加工装置の概略図、図６は前進移動後に後退移動を開始している転造加工装置の概略図、図７はモータ制御部のブロック図、図８は移動用平ダイスの速度の波形図である。

図１〜図８において、転造加工装置１において、第１平ダイス１０は、直方体形状の上平ダイス１１と、上面が水平で下面が傾斜した楔部材１２と、楔部材１２の下面と同角度で逆方向に傾斜した上面を有する基台１２ａとから構成され、底部に固定された基台１２ａの上に楔部材１２が配置され、この楔部材１２の上に上平ダイス１１が載置されている。

楔部材１２は、図示しないが前後方向にナット穴が設けられ、モータ１３の回転軸となるボールネジ１３ａが螺合されており、モータ１３が回転することにより、基台１２ａと第１平ダイス１０との間で摺動して割り込み位置を可変し、第１平ダイス１０の高さを調整する。

第１平ダイス１０の手前側には、加工素材Ｓの供給路１４が配置され、加工素材Ｓが順次送られてくる。また、第１平ダイス１０の手前に位置する第１平ダイス１０の後面１０ｂには、第１平ダイス１０の後面１０ｂに沿って突き出し板１５ａが上下動する搬送装置１５が設けられている。搬送装置１５において、突き出し板１５ａは、先端が鋭角で上端が第１平ダイス１０の後面１０ｂに当接又は近接する側から外側に昇り傾斜したテーパー面１５ｂに形成されている。

第２平ダイス１６は、前後に貫通するネジ孔１６ａが設けられている。送りネジ杆１７は、モータ１８の回転軸に同軸に固定された状態でネジ孔１６ａに螺合されているので、モータ１８の駆動により回転し、送りネジ杆１７のリード（送りネジ杆１７を１回転させたときに軸方向に動く距離）に従って第２平ダイス１６を第１平ダイス１０と平行に前進移動又は後退移動させる。

制御部２０は、マイコン２１と制御回路２２とから構成されており、マイコン２１からの出力に応じて、モータ１３，１８の回転方向と回転速度の制御及び、搬送装置１５の突き出し板１５ａの動作制御を行うものである。

マイコン２１内の図示しないメモリには、モータ１３，１８の動作手順、及び、搬送装置１５の突き出し板１５ａの動作手順を設定する所定のプログラムが記憶されており、モータ１３とモータ１８、及び搬送装置１５における突き出し板１５ａが所望の手順で動作する。

次に、動作の１例について説明する。転造加工装置１において、転造加工開始の初期における搬送装置１５の突き出し板１５ａは、図１に示すように、下位置に配置されている。そして、供給路１４から第１平ダイス１０の手前に加工素材Ｓが送られてくる。搬送装置１５の突き出し板１５ａが下位置に配置されているので、加工素材Ｓは、突き出し板１５ａの上端のテーパー面１５ｂ上に保持された状態である。

マイコン２１は、転造加工開始の初期に、先ず、搬送装置１５を制御して、突き出し板１５ａを上昇させ、図２に示すように、加工素材Ｓを第１平ダイス１０の上面の高さに持ち上げて第１平ダイス１０の上面に加工素材Ｓを供給する。その後、マイコン２１は、突き出し板１５ａを下降させて下位置に配置し、次に加工する加工素材Ｓを突き出し板１５ａの上端のテーパー面１５ｂ上に保持させる。マイコン２１は、モータ１３及び１８を駆動制御して、第２平ダイス１６を前進させると共に、楔部材１２を基台１２ａと第１平ダイス１０との間に割り込ませて行く。これにより、図３に示すように、第２平ダイス１６が前進すると共に、第１平ダイス１０において、上平ダイス１１が上昇し、第１平ダイス１０の上面に供給された加工素材Ｓが第１、第２平ダイス１０，１６の間に挟み込まれる。

このような転造加工開始の初期において、加工素材Ｓが第１、第２平ダイス１０，１６の間に挟み込まれる状態（喰い付き状態）において、加工素材Ｓを正確に挟み込ませるために、第２平ダイス１６を、ゆっくりと前進させる必要がある。

その後、マイコン２１は、加工素材Ｓが第１、第２平ダイス１０，１６の間に挟み込まれた状態で、第２平ダイス１６は、第１平ダイス１０に沿って前進し、加工素材Ｓに転がり回転を与えながらその外周面の加工を継続する。そして、加工素材Ｓは、第１平ダイス１０を通過すると下部に落下して加工が終了する。

マイコン２１は、加工素材Ｓの加工が終了すると、モータ１８を駆動制御して、第２平ダイス１６を後退移動させるが、第２平ダイス１６の後退移動のときに加工素材を損傷する虞がないので、図８に示すように第２平ダイス１６を前進時の速度よりも数倍速い速度で後退させて初期位置に戻す。その後、マイコン２１は、搬送装置１５、モータ１３及び１８を制御して、同様の動作を繰り返させるので、供給路１４から送られてくる加工素材Ｓが順次加工される。

実施例１においては、第１平ダイス１０と第２平ダイス１６を上下に配置した図を示し、第２平ダイス１６の下面と第１平ダイス１０の上面との間に加工素材を挟み込んで水平な隙間において転造加工するものを説明したが、一端に鍔を有する加工素材の場合、第１平ダイス１０と第２平ダイス１６を左右に配置し、加工素材が落下しないように第１平ダイス１０と第２平ダイス１６の各上端面から外部に加工素材の鍔を突出させるとともに、第１平ダイス１０と第２平ダイス１６の近接面間に加工素材の下部を挟み込んで垂直な隙間において加工素材を転造加工するようにしてもよい。

このように本発明の転造加工装置によれば、移動する方のダイスをサーボモータで速度制御することにより、前進時の速度よりも数倍速い速度で後退させて初期位置に戻すので作業効率がよいものである。また、転造加工開始の初期において、第１、第２平ダイス間に加工素材が挟み込まれる時点において、第２平ダイス１６は、加工素材Ｓを正確に挟み込ませるためにゆっくりと前進させる必要があるが、その後の前進速度が加工素材が挟み込まれる時点の前進速度よりも速くして最適の加工速度としても差し支えないことはもちろんである。

本発明の実施例１を示し、加工素材が供給される直前の転造加工装置の概略図である。 図１の転造加工装置において、供給された加工素材を平ダイスの間に挟み込む直前の転造加工装置の概略図である。 図１の転造加工装置において、供給された加工素材を平ダイスの間に挟み込んだ状態の転造加工装置の概略図である。 図１の転造加工装置において、加工素材に転がり回転を与えて加工素材の外周面を加工している状態の転造加工装置の概略図である。 図１の転造加工装置において、加工の終了した加工素材を排出している状態の転造加工装置の概略図である。 図１の転造加工装置において、前進移動後に後退移動を開始している転造加工装置の概略図である。 モータ制御部のブロック図である。 移動用平ダイスの速度の波形図である。

符号の説明

１ 転造加工装置
１０ 第１平ダイス
１０ｂ 後面
１１ 上平ダイス
１２ 楔部材
１２ａ 基台
１３ モータ
１３ａ ボールネジ
１４ 供給路
１５ 搬送装置
１５ａ 突き出し板
１５ｂ テーパー面
１６ 第２平ダイス
１６ａ ネジ孔
１７ 送りネジ杆
２０ 制御部
２１ マイコン
２２ 制御回路
Ｓ 加工素材

Claims (2)

1. 第１平ダイスと、該第１平ダイスに沿って位置する第２平ダイスとを有し、前記第１平ダイスの端部に供給される加工素材を前記第１平ダイスと第２平ダイスとの間に挟み込み、第２平ダイスを第１平ダイスに沿って移動させることにより、前記加工素材を回転させながら外周面に加工を施す転造加工方法であって、
   モータの駆動により回転する送りネジ杆を前記第２平ダイスに形成したネジ孔に螺合することにより、前記モータの駆動によって前記第２平ダイスが前記第１平ダイスと平行に移動する状態を制御するようにしたことを特徴とする転造加工方法。
2. 第１平ダイスと、該第１平ダイスに沿って位置する第２平ダイスとを有し、前記第１平ダイスの端部に供給される加工素材を前記第１平ダイスと第２平ダイスとの間に挟み込み、第２平ダイスを第１平ダイスに沿って移動させることにより、前記加工素材を回転させながら外周面に加工を施す転造加工装置であって、
   前記第２平ダイスには貫通するネジ孔を設け、前記ネジ孔に螺合する送りネジ杆にモータを連結し、前記モータの駆動で送りネジ杆を回転させて前記第２平ダイスを移動させ、前記モータの駆動によって前記第２平ダイスが前記第１平ダイスと平行に移動する状態を制御するようにしたことを特徴とする転造加工装置。

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