JP2005028365A

JP2005028365A - Rolling method using round die

Info

Publication number: JP2005028365A
Application number: JP2001190035A
Authority: JP
Inventors: Toshinaka Shinbutsu; 利仲新仏; Minoru Yoshizawa; 稔吉沢; Shuichi Amano; 秀一天野; Kenji Ito; 健治伊藤
Original assignee: Nissei Co Ltd
Current assignee: Nissei Co Ltd
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2005-02-03
Also published as: WO2003000443A1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling method using a round die in which a rest for supporting a work is not used during rolling. <P>SOLUTION: A material M is dropped on the upper face of a support blade mounting table 53. The material M is received on the upper face and positioned. A first rolling die 100 and a second rolling die 101 are mutually pushed-in and fed toward the material M while rotating both dies in the same rotation direction. Then, the first rolling die 100 and the second rolling die 101 are started to come into contact with the material M. The first rolling die 100 and the second rolling die 101 become in a state of being in contact with both opposing side faces of the material M, namely, apart at an angle interval of 180°. The material M is held at an accurate position on both opposing side faces of the material M apart at the angle interval of 180° with the first rolling die 100 and the second rolling die 101. Accordingly, a support blade 54 does not have to support the material M. After the material M is in contact with the first rolling die 100 and the second rolling die 101, the support blade 54 is retracted from a rolling region by driving an air cylinder 76. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、丸ダイスによる転造加工方法に関する。更に詳しくは、転造加工によって、ネジ、ウォームギヤ、歯車等を転造により加工するとき、レストを使用せずに丸ダイスで転造加工を行うことを特徴とする丸ダイスによる転造加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オネジ等の転造には、丸ダイスが用いられている。丸ダイスで転造加工する場合、通常は固定ダイスと可動ダイスの間で素材を加工中に回転自在に支持するためのレストが配置されている。しかしながら、このレストを配置すると、転造加工中にワークの外周がレストに接触しその摩擦のために製品の形状精度に悪影響を与える。更に、レストを使用して支持する方法は、レストがあるためにこれと干渉するので、素材、製品の形状がネジのような円筒状の製品に限定される。
【０００３】
また、歯車のように複雑な形状のワークの場合、ワークの両端をセンターで支持する方法も使用されている。即ち、この両センターによる支持と、この支持からの解放のための動作が必要となり、これらの動作に時間がかかるので生産性が落ちるという問題がある。
【０００４】
一方、固定ダイスと可動ダイスで加工する従来の方法は、固定ダイスに可動ダイスを高圧力で押し付けるので、転造加工中に機体が変形する。また、熱による機体の変形も発生する。この機体の熱変形により、固定ダイス、丸ダイスがワークに接触する位置、即ち塑性加工が行われる加工位置は、１８０度の対向角度位置から若干ずれる。このために固定ダイスに可動ダイスを加圧すると、その反力でアンバランスとなり転造加工中にワークは正規の転造加工位置、即ち固定ダイスと可動ダイスが最も接近する転造加工位置から移動する。
このためにワークの移動を止めるレストが配置されている。しかしながら、前述したように、レストは可能な限り配置しないほうが、転造加工にとっては良い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、転造精度を十分確保しながらしかも加工中にレストを使用しない丸ダイスによる転造加工方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、転造加工ができなかったワークの転造ができる丸ダイスによる転造加工方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
本発明の丸ダイスによる転造加工方法は、
円筒状の第１ダイスと、
前記第１ダイスを回転駆動するための第１ダイス回転駆動手段と、
前記第１ダイスと平行に配置された円筒状の第２ダイスと、
前記第２ダイスを回転駆動するための第２ダイス回転駆動手段と、
前記第１ダイス及び前記第２ダイスを互いに接近させて押し込むための押込み手段とからなり、
前記第１ダイスと前記第２ダイスとの間に円筒状の素材を配置して転造加工を行う転造加工機による転造加工方法において、
前記第１ダイスと前記第２ダイスの間で素材を支持する素材位置決め手段により所定位置に支持する位置決め工程と、
前記第１ダイス及び前記第２ダイスを同一回転方向に同期回転させながら前記素材に向かって互いに押込み送りをして、前記第１ダイス及び前記第２ダイスが前記素材に接触を開始する加工開始工程と、
前記加工開始工程の完了後、前記素材位置決め手段を転造加工領域から待避させる待避工程と、
前記加工固定開始工程が終了した後、前記素材の転造加工を行う転造工程とからなることを特徴とする。
【０００７】
前記転造機の前記第１ダイス及び前記第２ダイスは、前記第１ダイス及び前記第２ダイスを互いに接近させるためのガイドが４本のガイドで案内され、４本の前記ガイドの略中心に配置されていると加工位置が正確に保たれる、効果がある。
前記素材は、前記第１ダイスと前記第２ダイスの間の上方から前記素材位置決め手段に供給され、前記転造加工終了後に、前記素材位置決め手段に設けられた排出シュートで排出されると良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を説明する。図１は、本発明に係るウォームギヤを転造するための転造機の全体を示す立体外観図である。図２は、図１をＩＩ−ＩＩ線で切断したときの一部断面図である。図３は、転造機の正面図である。図４は、切断平面図である。転造機１は、円筒状のダイスを対向させて配置し素材を塑性変形させて塑性加工する丸ダイス転造機である。通常の丸ダイス転造機は、回転駆動される可動ダイスとこれと連れ回りする固定ダイスとは、その回転軸線が平行になるように対向して配置され、その中間に素材が配置されている。
【０００９】
本発明に係るウォームギヤ加工用の転造機１は、加工中は２個の丸ダイスを同期させて同時に同一回転方向に回転駆動するものである。以下、そのための詳細構造について説明する。ベッド２は、転造機１の本体を構成し内部が空洞の構造物の台である（図２参照）。ベッド２は、概ね箱形をしており、鋳物、又は鋼板を溶接して造られたものである。ベッド２の上面には、２本の第１案内レール３が平行にボルト等で固定配置されている。２本の第１案内レール３上には、第１ダイス移動支持台４がリニアベアリングブロック５を介して移動自在に搭載されている。第１ダイス移動支持台４の前面には、第１ダイス移動台６が一体に固定支持されている。第１ダイス移動台６もリニアベアリングブロック５を介して２本の第１案内レール３上に移動自在に設けられている。
【００１０】
第１ダイス移動台６の前面７には、第１丸ダイス支持台８が後述する理由から回動自在に支持されて搭載されている（図３参照）。第１丸ダイス支持台８には、２台の第１丸ダイス軸受９、及び第２丸ダイス軸受１０が間隔をおいて配置されている。第１丸ダイス軸受９、及び第２丸ダイス軸受１０の間には、第１丸ダイス軸１１が水平方向に配置されており、この両端を第１丸ダイス軸受９、及び第２丸ダイス軸受１０がそれぞれ支持している。
【００１１】
第１丸ダイス支持台８は、第１主軸傾斜機構（図示せず）により、第１丸ダイス軸１１の中心軸線と直交する回動軸線を中心にして回動可能である。第１主軸傾斜機構は、第１ダイス移動台６の側面に配置されたギヤと、このギヤと噛み合うサーボモータとで構成されている。第１丸ダイス支持台８を回動駆動するこのサーボモータ１４２は、ＣＮＣ装置（図示せず。）により、第１丸ダイス支持台８の位置を制御する。第１主軸傾斜機構は、ネジ、ウォームギヤ等のような螺旋形状を有したワークの転造加工を行うときに発生する歩み現象（軸線方向の移動）をなくすためのものである。この機構を設けることにより加工誤差を防ぐものであるが、本発明の要旨ではないので、その説明は省略する。
【００１２】
第２丸ダイス軸受１０の端部には歯車箱１２が配置され、この歯車箱１２内には検出器１３４（図９参照）が内蔵されている。歯車箱１２内の歯車機構は、ユニバーサルジョイント１３を介して駆動軸１４からの回転を第１丸ダイス軸１１に回転を伝達するものである。駆動軸１４は、更にユニバーサルジョイント１５を介して減速機構１６の出力軸（図示せず）に連結されている。減速機構１６は、ブラケット１８により支持固定されている。
【００１３】
ブラケット１８は、駆動機構支持台２０の上に搭載されている。駆動機構支持台２０は、ベッド２の側面の中央部に隣接してベッド２と一体に固定配置されている。減速機構１６の入力軸（図示せず）には、サーボモータ１７の出力軸が連結されている。結局、サーボモータ１７の回転出力は、減速機構１６により減速され、更にユニバーサルジョイント１５、駆動軸１４、ユニバーサルジョイント１３、及び歯車箱１２内の歯車機構を介して、第１丸ダイス軸１１を回転速度指令に従って回転駆動する。サーボモータ１７の回転出力の制御は、ＣＮＣ装置により行う。
【００１４】
サーボモータ１７の回転駆動を第１丸ダイス軸１１に伝達するために、２個のユニバーサルジョイント１５、及びユニバーサルジョイント１３から構成される回転駆動伝達機構を採用した。サーボモータ１７が駆動機構支持台２０上に固定されているのに対し、第１丸ダイス軸１１が２本の第１案内レール３の上を第１ダイス移動台６が移動するので位置が一定しないので、通常の継手構造では円滑に回転を伝達できない。この回転駆動伝達機構は、円滑にかつ等速度でサーボモータ１７の回転を第１丸ダイス軸１１に伝達する機能を果たす。
【００１５】
他方、第１ダイス移動台６と対向するベッド２上の位置には、第２ダイス移動台２５が配置されている。ベッド２の上面には、２本の第２案内レール２６がボルト等で固定配置されている。第２案内レール２６は、第１ダイス移動台６を案内する２本の第１案内レール３を直線上で延長した位置に配置されている（図４参照）。２本の第２案内レール２６上には、第２ダイス移動台２５がリニアベアリングブロック２７を介して移動自在に搭載されている（図３参照）。
【００１６】
第２ダイス移動台２５の前面２８には、第２丸ダイス支持台２９が後述する理由から回動自在に支持されて搭載されている（図５参照）。第２丸ダイス支持台２９には、２台の第３丸ダイス軸受３０、及び第４丸ダイス軸受３１が間隔をおいて配置されている（図２参照）。第３丸ダイス軸受３０、及び第４丸ダイス軸受３１の間には、第２丸ダイス軸３２が水平方向に向いて配置されており、この両端を第３丸ダイス軸受３０、及び第４丸ダイス軸受３１がそれぞれ回転自在に支持している。
【００１７】
第２丸ダイス支持台２９は、第２主軸傾斜機構（図示せず）により、第２丸ダイス軸３２の中心軸線と直交する回動軸線Ｏを中心に角度＋α、又は−αだけ回動する（図５参照）。第２主軸傾斜機構は、第２ダイス移動台２５の側面に配置されたギヤと、このギヤと噛み合うサーボモータとで構成されている。第２主軸傾斜機構は、前述したようにネジ、ウォーム等のような螺旋構造を有する部品の形状精度に影響する歩み現象を防ぎ、それによる誤差を防ぐための機構であるが、本発明の要旨ではないのでその説明は省略する。
【００１８】
第４丸ダイス軸受３１の端部には、歯車箱３３が配置され、歯車箱３３内には回転検出機構（図示せず）が内蔵されている。歯車箱３３内の歯車機構は、ユニバーサルジョイント３４を介して駆動軸３５からの回転を第２丸ダイス軸３２に伝達するものである。駆動軸３５は、更にユニバーサルジョイント３６を介して減速機構３７の出力軸（図示せず）に連結されている。減速機構３７は、前述したブラケット１８により支持固定されている。
【００１９】
減速機構３７の入力軸には、サーボモータ３８の出力軸が連結されている。結局、サーボモータ３８の回転出力は、減速機構３７により減速され、ユニバーサルジョイント３６、駆動軸３５、ユニバーサルジョイント３４、及び歯車箱３３内の歯車機構を介して、第２丸ダイス軸３２をＣＮＣ装置の指令に従って制御される。
【００２０】
第１ダイス移動支持台４と第１ダイス移動台６の外周の４隅には、軸固定部４１が配置されている。軸固定部４１には、４本の連結軸４０の一端が固定されている。４本の連結軸４０は、互いに平行になるように配置され、かつ第１案内レール３、及び第２案内レール２６と互いに平行になるように配置されている。４本の連結軸４０には、第２ダイス移動台２５の外周の４隅にガイド部４２が配置され、ガイド部４２に組み込まれた軸受を介して移動自在に第２ダイス移動台２５を支持している。
【００２１】
［ダイス送り装置４９］
図６は、ダイス送り装置の概略機構を示す転造機の略平面図である。以上の説明で理解されるように、第２ダイス移動台２５は、第２案内レール２６と４本の連結軸４０に案内されて、第１ダイス移動台６に対して相対的に接近、又は離反移動が可能である。連結軸４０の他端は、圧力プレート４５に連結固定されている。圧力プレート４５には、油圧シリンダから構成される油圧シリンダ５０が固定されている。油圧シリンダ５０は、ピストンの伸長位置を高精度で制御できるサーボバルブを備えたものである。油圧シリンダ５０の出力軸であるピストンロッド５１の先端は、第２ダイス移動台２５の背面５２に固定されている。
【００２２】
油圧シリンダ５０に油圧を導入して駆動すると、ピストンロッド５１が伸長する。油圧シリンダ５０は圧力プレート４５とに固定され、かつ圧力プレート４５と第１ダイス移動台６は連結軸４０により互いに連結されているので、ピストンロッド５１の伸長により第１ダイス移動台６と第２ダイス移動台２５とは互いに接近する。
【００２３】
図６に示すように、第２ダイス移動台２５の移動方向と同一方向に向けてラック９１が配置され、このラック９１の一端が第２ダイス移動台２５が固定されている。圧力プレート４５には、ラック９０の一端が固定されている。ラック９０とラック９１は、互いに平行になるように配置されている。
【００２４】
ラック９０とラック９１は、ピニオン９３に噛み合っている。ピニオン９３のピニオン軸９４は、ベッド２に回転自在に設けられている。結局、油圧シリンダ５０を駆動すると、ピストンロッド５１が伸長する。油圧シリンダ５０は圧力プレート４５とに固定され、かつ圧力プレート４５と第１ダイス移動台６は連結軸４０により互いに連結されているので、ピストンロッド５１の伸長により第１ダイス移動台６と第２ダイス移動台２５とは互いに接近する。
【００２５】
このとき、ピニオン軸９４はベッド２に回転自在支持されているので回転はするが移動しない。この結果、第１ダイス移動台６と第２ダイス移動台２５の間の間隔の中心位置は、常にベッド２上の一定位置に位置されることになる。この一定位置にワーク（工作物）の中心軸線を一致させると、ワークの加工精度が向上すると共に、転造機１へのワークの供給、及び排除等が容易となる。
【００２６】
第１ダイス移動台６と第２ダイス移動台２５の間の間隔は、第２ダイス移動台２５に配置された後述する移動台間隔計測手段により、計測される。移動台間隔計測手段は、第２ダイス移動台２５の上部に固定されたリニアスケール１１１、リニアスケール１１１の磁気目盛りを読みとるためのセンサー（図示せず）、センサーを固定した棒状のセンサー台１１０等からなる（図４参照）。
【００２７】
センサー台１１０の一端は、第１ダイス移動台６に固定されている。従って、第１ダイス移動台６と第２ダイス移動台２５が相対移動すれば、センサーはリニアスケール１１１の磁気目盛りを読み取り、その間の間隔を読みとることができる。以上のような、転造機１の第１丸ダイス軸１１、及び第２丸ダイス軸３２の回転駆動はＣＮＣ装置により同期制御される。
【００２８】
［支持刃取付台移動装置６０］
図７は、工作物であるワークＷを支持し送るための支持刃取付台移動装置６０の側面図である。図８は、図７の左側面図である。基板６１上には１本のリニアレール５８がボルトにより固定されている。リニアブロック５７には、リニアベアリングを内蔵しており、このリニアベアリングがリニアレール５８の上を移動自在に移動する。リニアブロック５７の上には支持刃取付台５３が一体に設けられている。
【００２９】
支持刃取付台５３の側面には、支持刃５４がボルト５５が固定されている。支持刃５４は、矩形の一部が欠けた板状の部材で作られたものであり、転造加工開始前に素材を受け止めて位置決めするものである。支持刃５４は、転造加工が開始されると転造加工が終了するまで、ワークに接触しない位置まで待避する（図７の２点鎖線）。従って、この支持刃５４は、転造加工中にワーク、又は製品を支持するものではなく、あくまでも加工開始までの間までワークを保持するものであり、従来のワークを支持するレストとは異なる。支持刃取付台５３の端部には、ジョイン７４の一端が固定されている。
【００３０】
ジョイン７４の他端は、エアシリンダ７６のピストンロッド７７に連結さけている。エアシリンダ７６は、Ｌ字状のシュート支え６２に固定されている。従って、エアシリンダ７６を駆動すると、支持刃取付台５３がリニアレール５８の上を前後移動する。即ち、素材Ｍを支持刃取付台５３の上面で受け取る位置、又は転造加工の領域から待避する待避領域の何れかの２位置に位置する。
【００３１】
シュート支え６２の下部は、ボルト６３により基板６１に固定されている。シュート支え６２の上部側面には、ボルト６４により排出シュート５６が固定されている。シュート５６の上面は、上方に角度を成したガイド６５が形成されている。ガイド６５は、転造されたワークＷを排出するための案内溝である。排出シュート５６の一端には、スリット５９が形成されている。スリット５９には、支持刃５４が挿入されている。
【００３２】
［支持刃取付台移動装置６０を用いた転造加工方法］
以上のような転造機１において、支持刃取付台移動装置６０を用いた転造加工方法の一例を説明する。支持刃取付台移動装置６０の作動は以下の通りである。
最初にエアシリンダ７６を駆動して、支持刃５４を第１転造ダイス１００と第２転造ダイス１０１の間に位置させる。第１転造ダイス１００と第２転造ダイス１０１の間の上部から、素材Ｍを支持刃取付台５３の上面に落とし、この上面で受け止めこの素材Ｍを位置決めする。
【００３３】
第１転造ダイス１００と第２転造ダイス１０１を同一回転方向に回転させながら素材Ｍに向かって互いに押込み送りをすると、第１転造ダイス１００及び第２転造ダイス１０１が素材Ｍに接触を開始する。素材Ｍの対向する両側面、即ち１８０度の角度間隔を置いて、第１転造ダイス１００及び第２転造ダイス１０１が接触している状態となる。
【００３４】
素材Ｍは、１８０度の角度間隔を置いて素材Ｍの対向する両側面で、第１転造ダイス１００と第２転造ダイス１０１で保持されているので、素材Ｍを支持刃５４で支える必要はない。特に、本実施の形態に係る転造機１は、互いに平行に配置された４本の連結軸４０の中心位置で転造加工されるので、転造位置が変動することなく同じ位置に保たれるので、転造加工中でも素材Ｍを支持刃５４で支える必要は全くない。
【００３５】
第１転造ダイス１００と第２転造ダイス１０１に素材Ｍが接触した後、エアシリンダ７６を駆動して、支持刃５４を転造加工領域から待避させる（図７参照）。支持刃５４を待避させるので、異形のワークでも加工が容易となる。第１転造ダイス１００、及び第２転造ダイス１０１は、所定位置に位置決めされている。
第１転造ダイス１００、及び第２転造ダイス１０１を同一回転方向に回転するように起動させ、かつ互いに同期回転させる。第１転造ダイス１００、及び第２転造ダイス１０１が互いに同期回転しながら、油圧シリンダ５０を駆動させて、互いに接近するように押込みを行う。
【００３６】
この押し込みにより、転造加工が開始される。加工が終了すると、第１転造ダイス１００、及び第２転造ダイス１０１を待避させるので、転造が終了したワークは、排出シュート５６のガイド６５上に落下し、製品となったボルトを排出する。転造加工中に支持刃５４等がワークに接することもないので、ワークに余分な加工圧がかからないので変形が少なく加工精度も良い。
【００３７】
［その他の実施の形態］
前述したワークは、ボルトであったが、製品はネジ限らず、ウォームギヤ、セレーション、スプライン、螺旋溝を有したギヤポンプの羽根等も本発明の転造加工方法が可能である。従って、両センターで支持して転造加工するウォームギヤ等も変形が少なく、形状精度、面粗度も良い。また、ワークの供給方法も前述した実施の形態に限ることはなく、支持刃取付台移動装置６０に搭載させて、加工位置まで移動させるものであっても良い。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によると、転造加工中にワークを支える必要がなく、転造加工が可能になったので、従来転造が困難であった複雑なワークでも転造加工ができるようになった。また、転造加工中にレスト等がワークに接することもないので、ワークに余分な加工圧がかからないので変形が少なく加工精度も良くなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るウォームギヤを転造するための転造機の全体を示す立体外観図である。
【図２】図２は、図１をＩＩ−ＩＩ線で切断したときの一部断面図である。
【図３】図３は、転造機の正面図である。
【図４】図５は、転造機の平面図である。
【図５】図５は、第２ダイス移動台の左側面図である。
【図６】図６は、ダイス送り装置の概略機構を示す転造機の平面図である。
【図７】図７は、工作物であるワークＷを支持し送るための支持刃取付台移動装置の側面図である。
【図８】図８は、図７の左側面図である。
【符号の説明】
１…転造機
２…ベッド
３…第１案内レール
４…第１ダイス移動支持台
６…第１ダイス移動台
８，２９…丸ダイス支持台
９…第１丸ダイス軸受
１０…第２丸ダイス軸受
１１…第１丸ダイス軸
１３，３４…ユニバーサルジョイント
１４…駆動軸
１６…減速機構
１７…サーボモータ
２５…第２ダイス移動台
３２…第２丸ダイス軸
５４…支持刃
６０…支持刃取付台移動装置
１００…第１転造ダイス
１０１…第２転造ダイス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rolling method using a round die. More particularly, the present invention relates to a rolling process method using a round die characterized in that when a screw, a worm gear, a gear, or the like is processed by rolling by rolling, the rolling process is performed with a round die without using a rest. .
[0002]
[Prior art]
A round die is used for rolling male threads. When rolling with a round die, a rest is usually arranged between a fixed die and a movable die for rotatably supporting the material during processing. However, when this rest is disposed, the outer periphery of the workpiece contacts the rest during the rolling process, and the shape accuracy of the product is adversely affected due to the friction. Furthermore, since the method of supporting using a rest interferes with the rest, the shape of the material and product is limited to a cylindrical product such as a screw.
[0003]
In the case of a workpiece having a complicated shape such as a gear, a method of supporting both ends of the workpiece at the center is also used. That is, there is a problem that productivity is lowered because the support by both centers and the operation for releasing from the support are required, and these operations take time.
[0004]
On the other hand, in the conventional method of processing with a fixed die and a movable die, the movable die is pressed against the fixed die with high pressure, so that the body is deformed during the rolling process. In addition, the airframe is deformed by heat. Due to the thermal deformation of the machine body, the position where the fixed die and the round die come into contact with the workpiece, that is, the processing position where the plastic working is performed is slightly shifted from the opposing angle position of 180 degrees. For this reason, when the movable die is pressed against the fixed die, the reaction force causes an imbalance, and the workpiece moves during the rolling process from the normal rolling processing position, that is, the rolling processing position where the fixed die and the movable die are closest. To do.
For this purpose, a rest for stopping the movement of the work is arranged. However, as described above, it is better for the rolling process to dispose the rest as much as possible.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a rolling processing method using a round die that ensures sufficient rolling accuracy and does not use a rest during processing.
Another object of the present invention is to provide a rolling process method using a round die capable of rolling a workpiece that could not be rolled.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
The rolling process method using the round die of the present invention,
A cylindrical first die;
First die rotation driving means for rotating the first die;
A cylindrical second die disposed in parallel with the first die;
Second die rotation driving means for rotating the second die;
A pushing means for pushing the first die and the second die close to each other;
In a rolling process method by a rolling machine that performs a rolling process by arranging a cylindrical material between the first die and the second die,
A positioning step of supporting the material at a predetermined position by a material positioning means for supporting the material between the first die and the second die;
A machining start step in which the first die and the second die are pressed against each other toward the material while the first die and the second die are synchronously rotated in the same rotation direction, and the first die and the second die start to contact the material. When,
After completion of the processing start step, a evacuation step for evacuating the material positioning means from the rolling processing region,
It is characterized by comprising a rolling step of performing a rolling process of the material after the processing and fixing start step is completed.
[0007]
The first die and the second die of the rolling machine are guided by four guides for bringing the first die and the second die close to each other, and are arranged at substantially the center of the four guides. If this is done, the machining position can be accurately maintained.
The material is preferably supplied to the material positioning means from above between the first die and the second die, and is discharged by a discharge chute provided in the material positioning means after completion of the rolling process.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described. FIG. 1 is a three-dimensional external view showing the entire rolling machine for rolling a worm gear according to the present invention. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of FIG. 1 taken along the line II-II. FIG. 3 is a front view of the rolling machine. FIG. 4 is a cut plan view. The rolling machine 1 is a round die rolling machine in which cylindrical dies are arranged to face each other and a material is plastically deformed to perform plastic working. In an ordinary round die rolling machine, a movable die that is rotationally driven and a stationary die that rotates with the movable die are arranged to face each other so that their rotational axes are parallel to each other, and a material is arranged between them.
[0009]
The rolling machine 1 for machining a worm gear according to the present invention is configured to synchronize and rotate two round dies simultaneously in the same rotational direction during machining. Hereinafter, a detailed structure for this purpose will be described. The bed 2 constitutes a main body of the rolling machine 1 and is a structure base having a hollow inside (see FIG. 2). The bed 2 has a generally box shape, and is made by welding a casting or a steel plate. Two first guide rails 3 are fixed and arranged in parallel on the upper surface of the bed 2 with bolts or the like. On the two 1st guide rails 3, the 1st die movement support stand 4 is movably mounted via the linear bearing block 5. As shown in FIG. A first die moving table 6 is integrally fixed and supported on the front surface of the first die moving support table 4. The first die moving table 6 is also movably provided on the two first guide rails 3 via the linear bearing block 5.
[0010]
On the front surface 7 of the first die moving table 6, a first round die support table 8 is rotatably supported and mounted for reasons described later (see FIG. 3). Two first round die bearings 9 and a second round die bearing 10 are disposed on the first round die support base 8 at an interval. Between the 1st round die bearing 9 and the 2nd round die bearing 10, the 1st round die axis | shaft 11 is arrange | positioned in the horizontal direction, and this both ends are the 1st round die bearing 9 and the 2nd round die bearing. 10 supports each.
[0011]
The first round die support base 8 can be rotated around a rotation axis perpendicular to the center axis of the first round die shaft 11 by a first main shaft tilt mechanism (not shown). The first spindle tilting mechanism includes a gear disposed on the side surface of the first die moving table 6 and a servo motor that meshes with the gear. The servo motor 142 that rotationally drives the first round die support base 8 controls the position of the first round die support base 8 by a CNC device (not shown). The first spindle tilting mechanism is for eliminating a step phenomenon (movement in the axial direction) that occurs when rolling a workpiece having a spiral shape such as a screw or a worm gear. By providing this mechanism, machining errors are prevented, but since it is not the gist of the present invention, description thereof is omitted.
[0012]
A gear box 12 is disposed at the end of the second round die bearing 10, and a detector 134 (see FIG. 9) is built in the gear box 12. The gear mechanism in the gear box 12 transmits the rotation from the drive shaft 14 to the first round die shaft 11 via the universal joint 13. The drive shaft 14 is further connected to an output shaft (not shown) of the speed reduction mechanism 16 via the universal joint 15. The speed reduction mechanism 16 is supported and fixed by a bracket 18.
[0013]
The bracket 18 is mounted on the drive mechanism support base 20. The drive mechanism support 20 is fixedly disposed integrally with the bed 2 adjacent to the central portion of the side surface of the bed 2. An output shaft of the servo motor 17 is connected to an input shaft (not shown) of the speed reduction mechanism 16. Eventually, the rotational output of the servo motor 17 is decelerated by the speed reduction mechanism 16 and further rotates the first round die shaft 11 via the universal joint 15, the drive shaft 14, the universal joint 13, and the gear mechanism in the gear box 12. It is driven to rotate according to the speed command. The rotation output of the servo motor 17 is controlled by a CNC device.
[0014]
In order to transmit the rotational drive of the servo motor 17 to the first round die shaft 11, a rotational drive transmission mechanism composed of two universal joints 15 and a universal joint 13 was adopted. While the servo motor 17 is fixed on the drive mechanism support base 20, the position of the first round die shaft 11 is constant because the first die movement base 6 moves on the two first guide rails 3. Therefore, rotation cannot be transmitted smoothly with a normal joint structure. This rotational drive transmission mechanism fulfills the function of smoothly transmitting the rotation of the servo motor 17 to the first round die shaft 11 at a constant speed.
[0015]
On the other hand, a second die moving table 25 is arranged at a position on the bed 2 facing the first die moving table 6. Two second guide rails 26 are fixedly disposed on the upper surface of the bed 2 with bolts or the like. The 2nd guide rail 26 is arrange | positioned in the position which extended the two 1st guide rails 3 which guide the 1st dice moving stand 6 on the straight line (refer FIG. 4). On the two 2nd guide rails 26, the 2nd die movement stand 25 is movably mounted via the linear bearing block 27 (refer FIG. 3).
[0016]
A second round die support base 29 is rotatably supported and mounted on the front surface 28 of the second die moving base 25 (see FIG. 5). On the second round die support base 29, two third round die bearings 30 and a fourth round die bearing 31 are arranged at intervals (see FIG. 2). Between the 3rd round die bearing 30 and the 4th round die bearing 31, the 2nd round die axis | shaft 32 is arrange | positioned in the horizontal direction, and this both ends are the 3rd round die bearing 30 and the 4th round die. The die bearings 31 are rotatably supported.
[0017]
The second round die support base 29 is rotated by an angle + α or −α about a rotation axis O perpendicular to the central axis of the second round die shaft 32 by a second main shaft tilt mechanism (not shown). (See FIG. 5). The second spindle tilting mechanism is composed of a gear disposed on the side surface of the second die moving table 25 and a servo motor that meshes with the gear. The second spindle tilting mechanism is a mechanism for preventing a step phenomenon that affects the shape accuracy of a part having a helical structure such as a screw or a worm as described above, and preventing an error caused by the phenomenon. Since it is not, the description is omitted.
[0018]
A gear box 33 is disposed at the end of the fourth round die bearing 31, and a rotation detection mechanism (not shown) is built in the gear box 33. The gear mechanism in the gear box 33 transmits the rotation from the drive shaft 35 to the second round die shaft 32 via the universal joint 34. The drive shaft 35 is further connected to an output shaft (not shown) of the speed reduction mechanism 37 via a universal joint 36. The speed reduction mechanism 37 is supported and fixed by the bracket 18 described above.
[0019]
The output shaft of the servo motor 38 is connected to the input shaft of the speed reduction mechanism 37. Eventually, the rotation output of the servo motor 38 is decelerated by the reduction mechanism 37, and the second round die shaft 32 is connected to the CNC device via the universal joint 36, the drive shaft 35, the universal joint 34, and the gear mechanism in the gear box 33. It is controlled according to the command.
[0020]
The shaft fixing portions 41 are arranged at the four corners of the outer periphery of the first die moving support base 4 and the first die moving base 6. One end of the four connecting shafts 40 is fixed to the shaft fixing portion 41. The four connecting shafts 40 are arranged so as to be parallel to each other, and are arranged so as to be parallel to the first guide rail 3 and the second guide rail 26. The four connecting shafts 40 are provided with guide portions 42 at the four corners of the outer periphery of the second die moving table 25, and support the second die moving table 25 movably through bearings incorporated in the guide unit 42. is doing.
[0021]
[Die feeder 49]
FIG. 6 is a schematic plan view of a rolling machine showing a schematic mechanism of the die feeding device. As can be understood from the above description, the second die moving table 25 is guided by the second guide rail 26 and the four connecting shafts 40 so as to be relatively close to the first die moving table 6, or Separate movement is possible. The other end of the connecting shaft 40 is connected and fixed to the pressure plate 45. A hydraulic cylinder 50 composed of a hydraulic cylinder is fixed to the pressure plate 45. The hydraulic cylinder 50 includes a servo valve that can control the extension position of the piston with high accuracy. The tip of the piston rod 51 that is the output shaft of the hydraulic cylinder 50 is fixed to the back surface 52 of the second die moving table 25.
[0022]
When hydraulic pressure is introduced into the hydraulic cylinder 50 and driven, the piston rod 51 extends. The hydraulic cylinder 50 is fixed to the pressure plate 45, and the pressure plate 45 and the first die moving table 6 are connected to each other by the connecting shaft 40, so that the extension of the piston rod 51 causes the first die moving table 6 and the second die moving table 6 to be connected to each other. The dice moving table 25 approaches each other.
[0023]
As shown in FIG. 6, a rack 91 is arranged in the same direction as the moving direction of the second die moving table 25, and the second die moving table 25 is fixed to one end of the rack 91. One end of a rack 90 is fixed to the pressure plate 45. The rack 90 and the rack 91 are arranged so as to be parallel to each other.
[0024]
The rack 90 and the rack 91 are engaged with the pinion 93. A pinion shaft 94 of the pinion 93 is rotatably provided on the bed 2. Eventually, when the hydraulic cylinder 50 is driven, the piston rod 51 extends. The hydraulic cylinder 50 is fixed to the pressure plate 45, and the pressure plate 45 and the first die moving table 6 are connected to each other by the connecting shaft 40, so that the extension of the piston rod 51 causes the first die moving table 6 and the second die moving table 6 to be connected to each other. The dice moving table 25 approaches each other.
[0025]
At this time, since the pinion shaft 94 is rotatably supported by the bed 2, it rotates but does not move. As a result, the center position of the interval between the first die moving table 6 and the second die moving table 25 is always located at a fixed position on the bed 2. When the center axis of the workpiece (workpiece) is made coincident with the fixed position, the workpiece machining accuracy is improved, and the workpiece is easily supplied to and removed from the rolling machine 1.
[0026]
The distance between the first die moving table 6 and the second die moving table 25 is measured by moving table interval measuring means (described later) arranged on the second die moving table 25. The moving table interval measuring means includes a linear scale 111 fixed to the upper part of the second die moving table 25, a sensor (not shown) for reading the magnetic scale of the linear scale 111, a rod-shaped sensor table 110 to which the sensor is fixed, and the like. (See FIG. 4).
[0027]
One end of the sensor table 110 is fixed to the first die moving table 6. Therefore, if the first dice moving table 6 and the second dice moving table 25 move relative to each other, the sensor can read the magnetic scale of the linear scale 111 and read the interval therebetween. The rotational drive of the first round die shaft 11 and the second round die shaft 32 of the rolling machine 1 as described above is synchronously controlled by the CNC device.
[0028]
[Supporting blade mounting base moving device 60]
FIG. 7 is a side view of the support blade mount moving device 60 for supporting and feeding the workpiece W as a workpiece. 8 is a left side view of FIG. One linear rail 58 is fixed on the substrate 61 with bolts. The linear block 57 incorporates a linear bearing, and the linear bearing moves movably on the linear rail 58. A support blade mounting base 53 is integrally provided on the linear block 57.
[0029]
Bolts 55 are fixed to the support blades 54 on the side surfaces of the support blade mounting base 53. The support blade 54 is made of a plate-like member with a part of a rectangle missing, and receives and positions the material before starting the rolling process. When the rolling process is started, the support blade 54 is retracted to a position where it does not contact the workpiece until the rolling process is completed (two-dot chain line in FIG. 7). Therefore, the support blade 54 does not support the workpiece or the product during the rolling process, but holds the workpiece until the start of processing, and is different from a conventional rest that supports the workpiece. One end of a join 74 is fixed to the end of the support blade mounting base 53.
[0030]
The other end of the join 74 is connected to the piston rod 77 of the air cylinder 76. The air cylinder 76 is fixed to an L-shaped chute support 62. Accordingly, when the air cylinder 76 is driven, the support blade mounting base 53 moves back and forth on the linear rail 58. In other words, the material M is located at two positions, either a position where the material M is received on the upper surface of the support blade mounting base 53 or a retreat area where the material M is retreated from the rolling process area.
[0031]
The lower portion of the chute support 62 is fixed to the substrate 61 with bolts 63. A discharge chute 56 is fixed to the upper side surface of the chute support 62 by a bolt 64. On the upper surface of the chute 56, an upwardly angled guide 65 is formed. The guide 65 is a guide groove for discharging the rolled workpiece W. A slit 59 is formed at one end of the discharge chute 56. A support blade 54 is inserted into the slit 59.
[0032]
[Rolling processing method using support blade mount moving device 60]
In the above rolling machine 1, an example of the rolling method using the support blade mounting base moving device 60 will be described. The operation of the support blade mount moving device 60 is as follows.
First, the air cylinder 76 is driven to place the support blade 54 between the first rolling die 100 and the second rolling die 101. From the upper part between the first rolling die 100 and the second rolling die 101, the material M is dropped onto the upper surface of the support blade mounting base 53, and the material M is received and positioned on this upper surface.
[0033]
When the first rolling die 100 and the second rolling die 101 are pushed and fed toward the material M while rotating in the same rotational direction, the first rolling die 100 and the second rolling die 101 come into contact with the material M. To start. The first rolling die 100 and the second rolling die 101 are in contact with each other at opposite side surfaces of the material M, that is, at an angular interval of 180 degrees.
[0034]
Since the material M is held by the first rolling die 100 and the second rolling die 101 on opposite side surfaces of the material M at an angular interval of 180 degrees, it is necessary to support the material M with the support blade 54. There is no. In particular, since the rolling machine 1 according to the present embodiment is rolled at the center position of the four connecting shafts 40 arranged in parallel to each other, the rolling position is maintained at the same position without fluctuation. Therefore, there is no need to support the material M with the support blade 54 even during the rolling process.
[0035]
After the material M contacts the first rolling die 100 and the second rolling die 101, the air cylinder 76 is driven to retract the support blade 54 from the rolling region (see FIG. 7). Since the support blade 54 is retracted, processing of an irregularly shaped workpiece is facilitated. The first rolling die 100 and the second rolling die 101 are positioned at predetermined positions.
The first rolling die 100 and the second rolling die 101 are activated so as to rotate in the same rotational direction and are rotated synchronously with each other. While the first rolling die 100 and the second rolling die 101 rotate synchronously with each other, the hydraulic cylinder 50 is driven to push in close to each other.
[0036]
By this pushing, the rolling process is started. When the processing is completed, the first rolling die 100 and the second rolling die 101 are retracted, so that the workpiece after the rolling falls on the guide 65 of the discharge chute 56 and the product bolt is discharged. To do. Since the support blade 54 and the like do not come into contact with the workpiece during the rolling process, an excessive machining pressure is not applied to the workpiece, so that deformation is small and machining accuracy is good.
[0037]
[Other embodiments]
The work described above is a bolt, but the product is not limited to a screw, and the rolling method of the present invention can be applied to a worm gear, a serration, a spline, a blade of a gear pump having a spiral groove, and the like. Accordingly, the worm gear or the like that is supported by rolling at both centers and undergoes rolling processing is less deformed, and has good shape accuracy and surface roughness. The workpiece supply method is not limited to the above-described embodiment, and the workpiece may be mounted on the support blade mounting base moving device 60 and moved to the machining position.
[0038]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, there is no need to support the workpiece during the rolling process, and the rolling process is possible. I can do it now. Further, since the rest or the like does not come into contact with the workpiece during the rolling process, an excessive machining pressure is not applied to the workpiece, so that deformation is small and machining accuracy is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a three-dimensional external view showing an entire rolling machine for rolling a worm gear according to the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of FIG. 1 taken along line II-II.
FIG. 3 is a front view of a rolling machine.
FIG. 5 is a plan view of a rolling machine.
FIG. 5 is a left side view of the second die moving table.
FIG. 6 is a plan view of a rolling machine showing a schematic mechanism of a die feeding device.
FIG. 7 is a side view of a support blade mount moving device for supporting and feeding a workpiece W as a workpiece.
FIG. 8 is a left side view of FIG. 7;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rolling machine 2 ... Bed 3 ... 1st guide rail 4 ... 1st die movement support stand 6 ... 1st die movement stand 8, 29 ... Round die support stand 9 ... 1st round die bearing 10 ... 2nd round die bearing DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... 1st round die axis | shafts 13 and 34 ... Universal joint 14 ... Drive shaft 16 ... Deceleration mechanism 17 ... Servo motor 25 ... 2nd die moving stand 32 ... 2nd round die axis | shaft 54 ... Support blade 60 ... Support blade mounting stand movement Device 100 ... first rolling die 101 ... second rolling die

Claims

円筒状の第１ダイスと、
前記第１ダイスを回転駆動するための第１ダイス回転駆動手段と、
前記第１ダイスと平行に配置された円筒状の第２ダイスと、
前記第２ダイスを回転駆動するための第２ダイス回転駆動手段と、
前記第１ダイス及び前記第２ダイスを互いに接近させて押し込むための押込み手段とからなり、
前記第１ダイスと前記第２ダイスとの間に円筒状の素材を配置して転造加工を行う転造加工機による転造加工方法において、
前記第１ダイスと前記第２ダイスの間で素材を支持する素材位置決め手段により所定位置に支持する位置決め工程と、
前記第１ダイス及び前記第２ダイスを同一回転方向に同期回転させながら前記素材に向かって互いに押込み送りをして、前記第１ダイス及び前記第２ダイスが前記素材に接触を開始する加工開始工程と、
前記加工開始工程の完了後、前記素材位置決め手段を転造加工領域から待避させる待避工程と、
前記加工固定開始工程が終了した後、前記素材の転造加工を行う転造工程とからなることを特徴とする丸ダイスによる転造加工方法。A cylindrical first die;
First die rotation driving means for rotating the first die;
A cylindrical second die disposed in parallel with the first die;
Second die rotation driving means for driving to rotate the second die;
A pushing means for pushing the first die and the second die close to each other;
In a rolling process method by a rolling machine that performs a rolling process by arranging a cylindrical material between the first die and the second die,
A positioning step of supporting the material at a predetermined position by a material positioning means for supporting the material between the first die and the second die;
A machining start step in which the first die and the second die are pressed against each other toward the material while the first die and the second die are synchronously rotated in the same rotation direction, and the first die and the second die start to contact the material. When,
After completion of the processing start step, a evacuation step for evacuating the material positioning means from the rolling processing region,
A rolling process method using a round die, comprising: a rolling process for rolling the material after the process fixing start process is completed.

請求項１に記載の転造加工方法において、
前記転造機の前記第１ダイス及び前記第２ダイスは、前記第１ダイス及び前記第２ダイスを互いに接近させるためのガイドが４本のガイドで案内され、４本の前記ガイドの略中心に配置されていることを特徴とする丸ダイスによる転造加工方法。In the rolling process method according to claim 1,
In the first die and the second die of the rolling machine, guides for bringing the first die and the second die close to each other are guided by four guides, and arranged at substantially the center of the four guides. A rolling method using a round die characterized by being made.

請求項１又は２に記載の転造加工方法において、
前記素材は、前記第１ダイスと前記第２ダイスの間の上方から前記素材位置決め手段に供給され、
前記転造加工終了後に、前記素材位置決め手段に設けられた排出シュートで排出されることを特徴とする丸ダイスによる転造加工方法。In the rolling method according to claim 1 or 2,
The material is supplied to the material positioning means from above between the first die and the second die,
After the rolling process is completed, the roll is discharged by a discharge chute provided in the material positioning means.