(57)【要約】【課題】平ダイス式転造盤の案内機構の剛性および、耐久性を高め、振動減衰性が良好で、平ダイスを高速で移動でき、メンテナンス性の良好な、平ダイス式転造盤および転造加工方法を提供。【解決手段】一対の平ダイス４が取り付けられるそれぞれの案内テーブル６に平ダイスが取り付けられる平ダイス取付部７、駆動機構部９、アーム部１０を幅方向に順次設ける。案内テーブルの反平ダイス側には、平ダイス取付部に対応して設けられたすべり案内機構１１、駆動機構部に対応して設けられ前記案内テーブルを駆動する案内テーブル駆動機構と１２、アーム部に対応して設けられたころがり案内機構１３を幅方向に順次配置し、平ダイスの幅寸法よりすべり案内機構のすべり案内面８の幅寸法を大きくする。【選択図】  図２
2012240088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の平ダイスを被転造物の中心軸対称に相対移動させ、前記被転造物を転造加工する平ダイス式転造盤において、前記一対の平ダイスが取り付けられるそれぞれの案内テーブルは、前記平ダイスが取り付けられる平ダイス取付部と、駆動機構部と、アーム部とが幅方向に順次設けられ、前記案内テーブルの反平ダイス側には、前記平ダイス取付部に対応して設けられたすべり案内機構と、駆動機構部に対応して設けられ前記案内テーブルを駆動する案内テーブル駆動機構と、アーム部に対応して設けられたころがり案内機構と、が幅方向に順次配置され、前記平ダイスの幅寸法より前記すべり案内機構のすべり案内面の幅寸法が大きくされていることを特徴とする平ダイス式転造盤。
【請求項２】
一対の平ダイスを被転造物の中心軸対称に相対移動させ、前記被転造物を転造加工する平ダイス式転造加工方法において、前記一対の平ダイスが取り付けられる案内テーブルの反平ダイス側には、前記案内テーブルの一方を滑り軸受で支持するすべり案内機構と、前記案内テーブルを駆動させる案内テーブル駆動機構と、前記案内テーブルの他方をころがり軸受で支持するころがり案内機構と、が幅方向に順次配置された平ダイス式転造盤を用い、前記平ダイスを前記案内テーブルに取り付ける際に、前記平ダイスの取付面が前記すべり案内機構のすべり案内面の範囲より小さい範囲内となるように取付けて転造加工することを特徴とする転造加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被転造物の外周にねじやインボリュートスプライン等を転造加工する平ダイス式転造盤および平ダイス式転造加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平ダイスを取り付けた案内テーブルを備える平ダイス式転造盤が知られている。かかる案内テーブルの案内機構は、平ダイスの底面に対して垂直方向の大きな転造荷重を受ける必要性から、主としてすべり案内機構が採用されている（特許文献１、２）。特許文献１(第７図)のすべり案内機構３１は、図４に示すように、被転造物（ワーク）３２の中心軸３３対称に一対の平ダイス３４が配置される。それぞれの平ダイス３４はダイスホルダ３５を介して案内テーブル３６に取り付けられる。案内テーブル３６は図示しない油圧シリンダで駆動される一方、案内テーブルの上部に設けられたラック３７をピニオンギア３８で同期され、案内テーブルが相互に転造方向に移動可能にされている。案内テーブルの底部３６ａは基台３０に設けられたすべり軸受３９で垂直方向の転造荷重を受け転造方向に摺動可能にされている。また、案内テーブルの両側面には、中心軸３３（図４でみて上下）方向荷重を受ける側面すべり軸受４０が基台３０に設けられている。また、側面すべり軸受の隙間調整用のギブ４１が設けられている。また、転造荷重の小さなものでは、滑り軸受に代えて、一対のころがり案内機構を適用した転造盤がある。また、油圧駆動の他、サーボモータやＡＣモータ等を駆動源としたボールねじによる駆動も知られている。
【０００３】
一方、マシニングセンタでは、基台に垂直に設けられたコラム５０に沿って上下に移動する主軸ヘッド５２の案内機構にすべり案内機構ところがり案内機構を併用したハイブリッド案内機構が知られている（特許文献３、図４）。このハイブリッド案内機構５１は図５に示すように、主軸ヘッド５２とガイドレール５３間に設けられたボールねじ５４の送りにより、主軸ヘッド５２がボールねじ軸方向(図５でみて前後方向)へ移動可能にされている。主軸ヘッド５２の左右端部にはそれぞれ、一対のすべり軸受５５と転がり軸受５６、さらに隙間調整用のギブ５７が設けられ、主軸ヘッド５２を（図でみて上下・左右方向）で案内し、上下(図５でみて前後)方向に移動できるようにされている。これにより、主軸ヘッドの高速化と高剛性等をはかっている。
【０００４】
さらに、特許文献４においては、マシニングセンタの基台の上部中央に移動用ボールねじを設け、このボールねじの送りにより、基台上のコラムをボールねじ軸方向に移動可能にする。ボールねじの両側にリニアモーションガイド（ころがり案内機構）を設け、さらに基台の外縁よりにすべり案内を設けて、コラムの案内構造としている。コラムとリニアモーションガイドとの間に油圧シリンダが設けられている。この油圧シリンダを張り出し、推力を高くする。これにより、リニアモーションガイドの負荷分担率を高め、すべり案内の負荷分担率を低くし、高速適応性を高めることができるようにされている。一方、油圧シリンダの推力を下げることにより、リニアモーションガイドの負荷分担率を下げ、すべり案内の負荷分担率を高くすることにより、低速送り時にすべり案内のびびりに強い減衰性を高めることができる。即ち、油圧シリンダの推力を調整することにより、リニアモーションガイド又はすべり案内のどちらかが主体的な役割となるように選択して、コラムの高速移動時と低速移動時の移動速度に応じた案内機構特性を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２５５３８９１号公報
【特許文献２】特開昭５９−２０６１３２号公報
【特許文献３】特開平１１−８４２号公報
【特許文献４】特開平９−１３１６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、マシニングセンタでは加工の高速化、高精度化が進みハイブリッド案内機構が知られているが、転造盤においても、高速化、高精度化が望まれている。そこで、転造盤の案内機構として、引用文献３のような、すべり案内機構ところがり案内機構を案内テーブルの両側に配置することが考えられる。しかし、引用文献３のものは、主軸ヘッド重量を案内するのが限界で、転造盤のような大荷重には適用できない。また、すべり案内機構のガタをなくすためのテーパギブ等の隙間調整機構が必要であり、隙間調整も面倒であり、多くの作業工数がかかる。
【０００７】
また、特許文献４の案内機構と同様に、転造盤の転造時の低速、大荷重の時は両側のすべり案内機構で支持し、戻り時や調整時の軽負荷時には高速にできるリニアモーションガイドで支持するようにしてもよい。しかし、特許文献４のものでは、油圧シリンダやその制御が必要であり、構造が複雑、大型化するという問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、かかる問題点に鑑みて、案内機構の剛性が高く、大きな転造荷重に対して負担能力を持たせるとともに、平ダイスを高速で移動でき、構造が簡単で、かつ、メンテナンス性の良好な、案内テーブルの案内機構を有する平ダイス式転造盤および、転造加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明においては、一対の平ダイスを被転造物の中心軸対称に相対移動させ、前記被転造物を転造加工する平ダイス式転造盤において、前記一対の平ダイスが取り付けられるそれぞれの案内テーブルは、前記平ダイスが取り付けられる平ダイス取付部と、駆動機構部と、アーム部とが幅方向に順次設けられ、前記案内テーブルの反平ダイス側には、前記平ダイス取付部に対応して設けられたすべり案内機構と、駆動機構部に対応して設けられ前記案内テーブルを駆動する案内テーブル駆動機構と、アーム部に対応して設けられたころがり案内機構と、が幅方向に順次配置され、前記平ダイスの幅寸法より前記すべり案内機構のすべり案内面の幅寸法が大きくされている平ダイス式転造盤を提供することにより、前述した課題を解決した。
【００１０】
即ち、案内テーブルをすべりところがり案内機構で支持し、さらに、平ダイスの幅寸法よりすべり案内機構のすべり案内面の幅寸法を大きくしたので、転造時の転造荷重のほとんどが滑り案内面で負担支持され、ころがり案内機構側への影響を少なくした。さらに、転造時の案内テーブルの幅方向（転造方向と直角方向、ワーク中心軸と平行な方向）の負荷は小さいので、ころがり案内機構の定格能力で充分な剛性、精度が得られる。従って、幅方向の負荷を低摩擦、高速運動可能なころがり案内機構で負担支持するようにできる。即ち、転造時の平ダイスにかかる垂直方向の大きな転造荷重はすべり案内機構で負担し、荷重の小さい幅方向の負荷は転がり案内機構で負担するようにしたのである。
【００１１】
かかる転造盤の案内テーブルの平ダイスの取付けが可能な面は、必ずしもすべり案内面より小さい場合ばかりでない。また、ワークの大きさ形状、平ダイスの種類によっては、転造加重が小さく、平ダイスの取付面がすべり案内面より大きいものがある。かかる場合であっても、本発明を適用することにより、大きな転造荷重を負担させることも可能である。
【００１２】
そこで、請求項２に記載の発明においては、一対の平ダイスを被転造物の中心軸対称に相対移動させ、前記被転造物を転造加工する平ダイス式転造加工方法において、前記一対の平ダイスが取り付けられる案内テーブルの反平ダイス側には、前記案内テーブルの一方を滑り軸受で支持するすべり案内機構と、前記案内テーブルを駆動させる案内テーブル駆動機構と、前記案内テーブルの他方をころがり軸受で支持するころがり案内機構と、が幅方向に順次配置された平ダイス式転造盤を用い、前記平ダイスを前記案内テーブルに取り付ける際に、前記平ダイスの取付面が前記すべり案内機構のすべり案内面の範囲より小さい範囲内となるように取付けて転造加工する転造加工方法を提供する。
【００１３】
平ダイスの取付面をすべり案内面の範囲より小さい範囲内となる位置で転造加工するので、大きな転造荷重をすべり案内面で確実に負担し、幅方向の負荷をころがり軸受案内機構で負担させて使用することができる。
【００１４】
なお、ころがり軸受の垂直方向の負荷能力は案内テーブルの重量を支える程度でよいが、ころがり軸受は複数を適宜配置し、幅方向の負荷能力は平ダイスの転造方向の直線性を確保できる剛性とする。また、すべり案内部とテーブル間の摩耗による案内テーブルの傾き、調整誤差等があるので、平面度の狂いやレベル誤差、テーブルのたわみなどにより作用するモーメントを許容できるタイプの自動調整能力を有するころがり軸受（直動ボールガイド）を用いるのが好ましい。また、すべり案内機構のすべり案内面の幅寸法は大きいほど、大きな転造荷重を負担できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、平ダイスの幅寸法よりすべり案内機構のすべり案内面の幅寸法を大きくし、転造時の平ダイスにかかる垂直方向の大きな転造荷重はすべり案内機構で負担した。これにより、転造加工精度に影響をおよぼさない転造荷重負担能力と、剛性と耐久性及び振動減衰性を有するすべり案内機構を有する。さらに、負荷荷重の小さい案内テーブルの幅方向の負荷をころがり案内機構で負担するようにしたので、ころがり案内機構による直進ガイド性や高速移動性を確保できる。
【００１６】
これにより、すべり案内機構ところがり案内機構との組み合わせでありながら、特許文献３に比べ大きな負荷を有する転造盤に適用できるものとなった。また、すべり案内機構のテーパギブ等の隙間調整機構が不要とできるので、簡単な構造にでき、隙間調整作業も不要となり、作業工数が少なくでき、メンテナンス性も良好である。また、特許文献４のような油圧シリンダ等により、負荷に応じて、すべり又はころがり案内機構を選択する必要はなく、構造も簡単で小型でコンパクトなものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態を示す転造盤の正面図である。
【図２】図１の転造盤の片側コラムの断面Ａ−Ａを示す部分横断面図である。
【図３】図１の矢視Ｂを示す部分端面図である。
【図４】従来の平ダイス式転造盤のすべり案内機構を示す部分横断面図である。
【図５】従来のマシニングセンタの主軸ヘッドのハイブリッド案内機構を示す部分横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１に示すように、本実施の形態の平ダイス式転造盤１は、縦型であって、基台２１上に一対のコラム２２，２２を直立させ、さらに、コラムの上部を上部梁２３、前後を前後梁２４（前梁は図示していない）で接続固定し、強固な枠構造とされている。図２に示すように、後梁２４及び図示しない基台に接続固定された支持部に対向して設けられた一対のセンタ２ａ，２ｂ間に、ワーク３が回転可能に支持されている。ワーク３の中心軸２（センタ）対称位置に一対の平ダイス４，４が設けられている。この一対の平ダイスをワーク（被転造物）３の中心軸２対称に相対移動させて、ワークの外周に歯車やねじ、インボリュートスプライン等を転造加工する。
【００１９】
図１乃至３に示すように、平ダイス４，４はそれぞれダイス取付ホルダ５，５を介して案内テーブル６，６の平ダイス取付部７，７に固されている。ダイス取付ホルダ５は、互いに斜面で接する一組の板材より構成され、互いに斜面に沿って相対移動させることに高さを調整できるようにされている。これにより、平ダイス４，４の歯面間距離を調整する。
【００２０】
図２（図３）に示すように、案内テーブル６の平ダイス側は、図で下側（左側）から上側(右側)に向かって平ダイス取付部７、駆動機構部９、アーム部１０が幅方向に順次設けられている。図２に示すように、案内テーブル６の左側（反平ダイス側）には、下側から上側に向かって、平ダイス取付部７に対応して設けられたすべり案内機構１１、駆動機構部９に対応して設けられた案内テーブル駆動機構１２と、アーム部１０に対応して設けられたころがり案内機構１３が案内テーブルの幅方向に順次配置されている。
【００２１】
すべり案内機構１１は、案内テーブル６のすべり面８に対向して形成されたすべり軸受面１１ａとから構成される。すべり軸受面１１ａは長手方向に延び、すべり軸受面上を或いはすべり軸受面に沿って、案内テーブル６が移動できるようにされている。また、後述するように、案内テーブル６はころがり案内機構１３によって、転造方向のみの移動が許容されているので、案内テーブルは長手方向(転造方向、図１の上下方向)に移動できるようにされている。すべり軸受面１１ａの幅は、ダイス取付部７より大きくされており、かつ、ダイス取付ホルダ５及び平ダイス４の幅より幅広である。これにより、転造時の大荷重はすべり軸受面１１ａ、即ちすべり案内機構１１で負担することとなる。
【００２２】
また、図２に示すように、案内テーブル６のすべり案内機構１１側には、案内テーブル表面にすべり接触して案内テーブルの図２でみて左右方向の移動を規制するすべりストッパ２５が設けられている。ストッパ２５は図示しないスプリングで付勢されている。また、ギブを設けておらず、すべり案内面の水平方向の移動を規制していない。すべり案内機構１１は転造荷重のみを受けるようにしている。
【００２３】
案内テーブル駆動機構１２は、転造方向を回転軸としたボールねじ１４に螺号するナット１５が取り付けられている。ＡＣサーボモータ１６，１６によりボールねじ１４を回転させて案内テーブル６を転造方向（図１、３でみて上下方向）に移動させることができる。
【００２４】
ころがり案内機構１３は、コラム２２に転造方向（図１、３の上下方向）に沿って固定されたリニアガイドレール１７と、このレールに沿ってころがり移動する多数のころ１８が内蔵されたリニアガイドブロック(スライダ)１９とで構成される。リニアガイドブロック１９は、案内テーブル６のアーム部１０の背面に、レールと同方向（転造方向）に２個以上を並べて取付けられる。これにより、案内テーブル６が回転しないように、あるいは傾むかないように支持し、かつ、案内テーブルを転造方向へ確実に移動させる。
【００２５】
さらに、リニアガイドブロック１９は、レール１７面に直角方向の移動も規制するようにされている。また、傾きやテーブルのたわみなどにより作用するモーメントを許容できるタイプの自動調整能力を有するものを用いる。これにより、組立調整時や、すべり案内面の摩耗等により、案内テーブルの厚み方向（図２で左右方向）の微小な段差を吸収できる。また、図２に示すねじれ方向の傾き（矢印２０）が生じても、ころがり案内機構の過大なねじれ荷重の発生を防止できる。
【００２６】
かかる平ダイス転造盤においては、すべり案内機構１１で転造時の大きな負荷を受けるようにしたので、アーム部１０、ころがり案内機構１３は、すべり案内機構１１に比較して、強度を低くできる。従って、寸法が小さくでき、コンパクトな構造にできる。案内テーブル駆動機構１２は、すべり案内機構１１と、ころがり案内機構１３との間に設け、また、できる限り近接して設ける。これにより、モーメント荷重を小さくでき、全体を小型化できる。ころがり案内機構１３で転造方向以外の負荷（モーメント）を受けるのでテーパギブ等の隙間調整機構が必要無く、煩雑な隙間調整が不要であり、構造が簡単でメンテナンス性も良好となる。また、転造時の負荷をすべり案内機構１１で負担し、案内テーブル６の幅方向負荷をころがり案内機構１３で負担するようにしたので、転造加工時は低速大荷重を可能とし、戻り時、調整時等では高速化でき、運転効率の高いものとなった。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、縦型転造盤としたが、横型でもよい。また、本発明では、平ダイス取付面はすべり案内面より小さくすることが重要である。しかし、転造荷重が小さい場合は平ダイス幅をすべり案内面幅より大きくしたり、外れた位置に設置して使用してもかまわない。案内テーブル駆動機構は、ボールねじを使用したが、前述した油圧シリンダでも良い。また、負荷に応じて、ころ１８を用いたリニアガイドブロック(スライダ)１９に代えてボールを用いたガイドでもよいことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００２８】
１    平ダイス式転造盤
２    中心軸
３    被転造物(ワーク)
４    平ダイス
６    案内テーブル
７    平ダイス取付部
８    すべり案内面
９    駆動機構部
１０  アーム部
１１  すべり案内機構
１２  案内テーブル駆動機構
１３  ころがり案内機構
【図１】
2012240088.tif 000003
【図２】
2012240088.tif 000004
【図３】
2012240088.tif 000005
【図４】
2012240088.tif 000006
【図５】
2012240088.tif 000007