説明

軸肥大加工用ホルダ、軸肥大加工装置及びこれを用いた軸肥大加工方法

【課題】棒状のワークピースに対して軸肥大加工を施して肥大部を形成すると同時に、ワークピースの端面に対しても加工することができる軸肥大加工用ホルダ、軸肥大加工装置及びこれを用いた軸肥大加工方法を提供する。
【解決手段】金属棒材のワークピース2を軸線に沿って縮める方向に加圧し、前記軸線と交差する方向にエネルギを加えて前記ワークピース2の任意の部位を肥大させる際に、前記ワークピース2の端部を保持する軸肥大加工用ホルダ1であって、前記ワークピース2が入り込む穴部5と、該穴部5の底面に形成されている突起部6とを備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、軸肥大させるべき棒状のワークピースの両端を保持するスリーブ状の軸肥大加工用ホルダに関するものである。
【背景技術】
【0002】
軸肥大加工機が特許文献1に記載されている。この軸肥大加工機によって、肥大部を有する棒状のワークピースを得ることができる。肥大部は、ワークピースに一体に形成されるので、種々の軸部品の製造に大変便利である。この肥大部を有するワークピースに対し、端面を加工したいという要求がある。この端面加工を肥大部形成とともに行うことができれば便利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−200697号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、棒状のワークピースに対して軸肥大加工を施して肥大部を形成すると同時に、ワークピースの端面に対しても加工することができる軸肥大加工用ホルダ、軸肥大加工装置及びこれを用いた軸肥大加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記目的を達成するため、請求項1の発明では、金属棒材のワークピースを軸線に沿って縮める方向に加圧し、前記軸線と交差する方向にエネルギを加えて前記ワークピースの任意の部位を肥大させる際に、前記ワークピースの端部を保持する軸肥大加工用ホルダであって、前記ワークピースが入り込む穴部と、該穴部の底面に形成されている突起部とを備えたことを特徴とする軸肥大加工用ホルダを提供する。
【0006】
また、請求項2の発明では、請求項1に記載の軸肥大加工用ホルダを少なくとも一方に有し、前記ワークピースが配置されるべき基準線に沿って配置され、前記ワークピースの両端を保持する一対のホルダ本体からなるホルダユニットと、一方のホルダ本体に接続され、前記一方のホルダ本体を前記基準線に沿って他方のホルダ本体に向けて加圧する加圧手段と、前記他方のホルダ本体に接続され、前記他方のホルダ本体を前記ワークピースの軸線と交差する方向にエネルギを加えるエネルギ供給手段とを備えたことを特徴とする軸肥大加工装置を提供する。
【0007】
また、請求項3の発明では、請求項1に記載の軸肥大加工用ホルダを前記一対のホルダ本体のそれぞれに用いていることを特徴としている。
【0008】
さらに、請求項4の発明では、請求項2に記載の軸肥大加工装置を用いた軸肥大加工方法であって、前記加圧手段と前記エネルギ供給手段とを用いて前記ワークピースに肥大部を形成している間に、前記ワークピースの端面に前記突起部を突き当て、前記突起部を前記ワークピース内に侵入させ、前記ワークピースを塑性流動させて前記突起部の側面と前記穴部の内表面との間に移動させることを特徴とする軸肥大加工方法を提供する。
【発明の効果】
【0009】
請求項1の発明によれば、穴部の底面に突起部が形成されているため、この突起部を利用してワークピースの端面に加工を施すことができる。具体的には、突起部の先端をワークピースの端面に突き当てて、突起部をワークピースの軸線に沿って押し込む。このとき、穴部がワークピースの外形を拘束するため、ホルダはいわゆる型として利用される。
【0010】
請求項2の発明によれば、軸肥大加工装置に備わる一対のホルダ本体で形成されたホルダユニットのうち、少なくとも一方のホルダ本体に突起部が形成されていることで、ワークピースに肥大部を形成する軸肥大加工と同時に、突起部を利用したワークピース端面の加工を行うことができる。
【0011】
請求項3の発明によれば、ホルダユニットを形成する一対のホルダ本体のそれぞれに突起部が形成されているため、ワークピースの両端面の加工を軸肥大加工と同時に行うことができる。
【0012】
請求項4の発明によれば、突起部を利用してワークピース端面を加工するに際し、ワークピースを軸線に沿って縮める方向に加圧したときに生じる塑性流動を利用する。このとき、ホルダ本体の形状を、塑性流動したワークピースを突起部の側面と穴部の内表面との間に移動させる形状としているので、ホルダ本体が塑性流動したワークピースの外形を拘束し、型としての役割を果たす。このため、突起部を利用した確実なワークピース端面の加工を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に係る軸肥大加工用ホルダを用いて本発明に係る軸肥大加工方法を順番に説明するための概略図である。
【図2】本発明に係る軸肥大加工用ホルダを用いて本発明に係る軸肥大加工方法を順番に説明するための概略図である。
【図3】本発明に係る軸肥大加工方法で形成された肥大部を有するワークピースの概略断面図である。
【図4】本発明に係る軸肥大加工装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図1に示すように、本発明に係る軸肥大加工用ホルダ1は、金属棒材のワークピース2を軸線に沿って縮める方向に加圧し、軸線と交差する方向にエネルギを加えてワークピース2の任意の部位を肥大させる際、すなわちワークピース2に肥大部3(図3参照)を形成する際に、ワークピース2の端部を保持するためのものである。軸肥大加工を行う際、ワークピース1を保持するためにホルダ本体4a、4bが一対配置され、少なくとも本発明に係る軸肥大加工用ホルダ1はこのうちのいずれか一つに用いられる。図1で示した例では、一対のホルダ本体4a、4bで形成されたホルダユニット7のうち、一方のホルダ本体4aに軸肥大加工用ホルダ1を用い、他方のホルダ本体4bには従来より用いられているスリーブ状のものが用いられている。軸肥大加工用ホルダ1には穴部5が形成され、この穴部5の底面には突起部6が形成されている。突起部6は、例えば円錐状に穴部5の底面から突出している。
【0015】
ワークピース2に対して軸肥大加工が終了すると、図2に示すように、ホルダユニット7は相対的にワークピース2を縮める方向に押し込まれている。したがって、ワークピース2の端面には突起部6が入り込んでいる。これにより、軸肥大加工と同時にワークピース端面の加工が可能となっている。すなわち、穴部5の底面に突起部6が形成されているため、この突起部6を利用してワークピース2の端面に加工を施すことができる。具体的には、突起部6の先端をワークピース2の端面に突き当てて、突起部6をワークピース2の軸線に沿って押し込む。このとき、穴部5がワークピース2の外形を拘束するため、ホルダ1はいわゆる型として利用される。
【0016】
このようにして軸肥大加工が終了したワークピース2は、肥大部3が形成されるとともに、図3に示すように、端面に被加工部8が形成される。この被加工部8の形状は、突起部6の外形に沿って形成されている。
【0017】
本発明に係る軸肥大加工用ホルダ1を用いた軸肥大加工装置9は、図4に示すように、加圧手段10と、例えば傾動手段11からなるエネルギ供給手段とを有している。図4の例では、図1の例と同様に、本発明に係る軸肥大加工用ホルダ1をホルダ本体4aとして一方に有している。ホルダユニット7は、ワークピース2に対して左右両端に配置され、ワークピース2が配置されるべき基準線Aに沿って配置されている。ホルダユニット7は、図示しない案内手段等によって、基準線Aに沿って互いに接離可能である。ワークピース2は、肥大されるべき部位が露出した状態で保持される。すなわち、ホルダユニット7は所定の離間距離を保ってワークピース2を保持する。
【0018】
加圧手段10は、ホルダ本体4aに接続され、ホルダ本体4aを基準線Aに沿ってホルダ本体4bに向けて加圧するものである(矢印P方向)。これにより、ワークピース2は軸方向に圧縮される。すなわち、ホルダユニット7を基準線Aに沿って互いに近接する方向に相対的に押し込み、ワークピース2を軸方向に縮める方向に加圧する。ホルダユニット7を相対的に押し込むため、ホルダユニット7を互いに押し込んでもよいし、一方のホルダ本体4a又は4bのみを押し込んでもよい。
【0019】
傾動手段11は、ホルダ本体4bに接続され、ホルダ本体4bをワークピース2の軸線と交差する方向に傾動させるものである(矢印T方向)。エネルギ供給手段として、このような傾動手段11を用いてもよいし、ホルダユニット7を首振り旋回運動させたり、捻り運動させたり、交番衝撃トルクを加えたりするようなものを用いてもよい。なお、図示はしないが、ホルダユニット7を基準線A廻りに回転させる回転手段を設けてもよい。
【0020】
ワークピース2に形成される肥大部3は、加圧手段10を用いてワークピース2を軸方向に圧縮し、傾動手段11を用いてワークピース2の任意の位置にエネルギを加えることで形成される。この軸肥大加工を行っていると同時に、突起部6によるワークピース2の端面加工を行う。実際には、加圧手段10と傾動手段11とを用いてワークピース2に肥大部3を形成している間に、ワークピース2の端面に突起部6を突き当て、突起部6をワークピース2内に侵入させ、ワークピース2を塑性流動させて突起部6の側面と穴部5の内表面との間に移動させる。これはすなわち、突起部6を利用してワークピース端面を加工するに際し、ワークピース2を軸線に沿って縮める方向に加圧したときに生じる塑性流動を利用している。上述したように、塑性流動したワークピース2は突起部6の側面と穴部5の内表面との間に移動するので、穴部5の内表面が塑性流動したワークピース2の外形を拘束し、ホルダ1は型としての役割を果たす。このため、突起部6を利用した確実なワークピース端面の加工を実現できる。そして上述した肥大部3と被加工部8の形成は、同時に行うことができるので、効率がよく、生産性が向上する。
【0021】
なお、軸肥大加工用ホルダ1のみでホルダユニット7を形成してもよい。このような構造とすれば、一対のホルダ本体のそれぞれに突起部6が形成されることとなるため、ワークピース2の両端面の加工を軸肥大加工と同時に行うことができる。例えば、突起部6を細長いマンドレルのような形状として、ワークピース2をパイプ状にすることも可能である。また、突起部6の形状は上述した円錐状に限らず、どのような形状であってもよい。本発明は、軸肥大加工という加工プロセスにおいて、非常にワークピース2が軟らかくなることに着目し、同時に突起部6による端面加工を実現できるようにしたものである。
【符号の説明】
【0022】
1 軸肥大加工用ホルダ
2 ワークピース
3 肥大部
4a、4b ホルダ本体
5 穴部
6 突起部
7 ホルダユニット
8 被加工部
9 軸肥大加工装置
10 加圧手段
11 傾動手段(エネルギ供給手段)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属棒材のワークピースを軸線に沿って縮める方向に加圧し、前記軸線と交差する方向にエネルギを加えて前記ワークピースの任意の部位を肥大させる際に、前記ワークピースの端部を保持する軸肥大加工用ホルダであって、
前記ワークピースが入り込む穴部と、
該穴部の底面に形成されている突起部とを備えたことを特徴とする軸肥大加工用ホルダ。
【請求項2】
請求項1に記載の軸肥大加工用ホルダを少なくとも一方に有し、前記ワークピースが配置されるべき基準線に沿って配置され、前記ワークピースの両端を保持する一対のホルダ本体からなるホルダユニットと、
一方のホルダ本体に接続され、前記一方のホルダ本体を前記基準線に沿って他方のホルダ本体に向けて加圧する加圧手段と、
前記他方のホルダ本体に接続され、前記他方のホルダ本体を前記ワークピースの軸線と交差する方向にエネルギを加えるエネルギ供給手段とを備えたことを特徴とする軸肥大加工装置。
【請求項3】
請求項1に記載の軸肥大加工用ホルダを前記一対のホルダ本体のそれぞれに用いていることを特徴とする請求項2に記載の軸肥大加工装置。
【請求項4】
請求項2に記載の軸肥大加工装置を用いた軸肥大加工方法であって、
前記加圧手段と前記エネルギ供給手段とを用いて前記ワークピースに肥大部を形成している間に、
前記ワークピースの端面に前記突起部を突き当て、前記突起部を前記ワークピース内に侵入させ、前記ワークピースを塑性流動させて前記突起部の側面と前記穴部の内表面との間に移動させることを特徴とする軸肥大加工方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−81499(P2012−81499A)
【公開日】平成24年4月26日(2012.4.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−229604(P2010−229604)
【出願日】平成22年10月12日(2010.10.12)
【出願人】(390029089)高周波熱錬株式会社 (288)
【Fターム(参考)】