(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯受けセンタと芯押しセンタを同軸上に有し、両者間に円柱状の工作物を挟持した状態でリード角を有する転造工具を該工作物の側面に押圧してねじ、ヘリカルギヤ又はウォームを転造する装置において、
前記芯押しセンタを工作物に芯押しさせる第１の推力発生部と、
前記芯押しセンタ及び第１の推力発生部全体を工作物に押しつけるサーボモータ及びボールねじを含む第２の推力発生部と、
前記第１及び第２の推力発生部を工作物の軸線方向にプログラムにより任意位置に移動位置決めするよう前記第２の推力発生部のサーボモータを制御するＮＣ位置決め装置と、  前記芯受けセンタを工作物に押しつける第３の推力発生部とを有し、
前記第１、第２及び第３の推力発生部の発生する各推力は、前記ねじ、ヘリカルギヤ又はウォーム転造時に発生するスラスト力より小さい推力であり、
かつ、推力の大きさが第２＞第３＞第１の順に大きいことを特徴とする、ねじ、ヘリカルギヤ又はウォーム転造加工用の工作物保持装置。
【請求項２】
前記芯押しセンタを工作物に芯押しさせる第１の推力発生部は芯押しシリンダであり、前記芯受けセンタを工作物に押しつける第３の推力発生部はう芯受けシリンダであり、かつ工作物の加工開始時には前記芯押しシリンダは押しつけストロークの引込み端に、前記芯受けシリンダは押しつけストロークの中間位置となるよう、それぞれ位置決めされることを特徴とする請求項１に記載の転造加工用の工作物保持装置。
【請求項３】
前記芯押しセンタ及び第１の推力発生部を前記工作物の軸線方向に移動、位置決めする前記第２の推力発生部は、サーボモータ及びボールねじにより駆動され、かつ工作物の加工開始時には前記第２の推力発生部は押しつけストロークの伸び端に、位置決めされることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転造加工用の工作物保持装置。
【請求項４】
前記芯押しセンタは内部に設けたスブリングにより、常時先外方に突出するようにされたことを特徴とする請求項１に記載の転造加工用の工作物保持装置。
【請求項５】
前記芯受けセンタの軸方向の移動量を検出する手段と、該移動量データに基づき芯押しセンタ移動用サーボモータを制御する制御装置と、を有し、該移動量データに基づき前記サーボモータを駆動して前記芯押しセンタを移動させて、前記芯押しセンタ移動量を小さくするように制御することを特徴とする請求項２に記載の転造加工用の工作物保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじ、ヘリカルギヤ又はウォーム転造加工用の装置において、転造加工する工作物の保持を行う工作物保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ねじ、ヘリカルギヤ、ウォーム等のリード角を有するワークの転造加工をする際、転造加工する工作物は軸線方向に移動することが知られている。これを一般に「歩み現象」と呼んでいる。この工作物を保持する装置を、ＮＣ装置で単純に位置決めし転造した場合、工作物および転造工具に過大なスラスト力がかかり、工作物、転造工具を破損する原因となる。このような歩みによるスラスト力を逃がす方法として、例えば、特公平６−１０２２３４号公報に示すものがある。この方法は、あらかじめ歩みの発生する方向が一方向となるよう各種条件を設定しておき、その一方向の歩みを検出装置で検出して、工作物を挟み込んで保持している保持装置を、一定間隔に保った状態で歩み方向に移動するよう制御することにより、工作物に過大なスラスト力がかからないよう工夫している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特に加工体積の多いねじ、ヘリカルギヤ、ウォーム等のリード角を有するワークの転造においては、これに加え工作物が軸線方向に伸びる現象を考慮する必要がある。この場合転造にかかるスラスト力は２方向となり、工作物保持装置を、一定間隔に保った状態で制御する保持装置前記特公平６−１０２２３４号公報の方法では、工作物および転造工具に過大なスラスト力がかかることになった。本発明の課題は、こうした問題を解決し、工作物の正確な位置決めと保持を行いつつ、転造加工開始後の歩みにより工作物を介し芯押しセンタにかかるスラスト力と、ワーク伸びにより工作物を介し芯受けセンタにかかるスラスト力との２方向のスラスト力を逃がすことのできる、ねじ、ヘリカルギヤ又はウォーム転造加工用の工作物保持装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、芯受けセンタと芯押しセンタを同軸上に有し、両者間に円柱状の工作物を挟持した状態でリード角を有する転造工具を該工作物の側面に押圧してねじ、ヘリカルギヤ又はウォームを転造する装置において、
前記芯押しセンタを工作物に芯押しさせる第１の推力発生部と、
前記芯押しセンタ及び第１の推力発生部全体を工作物に押しつけるサーボモータ及びボールねじを含む第２の推力発生部と、
前記第１及び第２の推力発生部を工作物の軸線方向にプログラムにより任意位置に移動位置決めするよう前記第２の推力発生部のサーボモータを制御するＮＣ位置決め装置と、  前記芯受けセンタを工作物に押しつける第３の推力発生部とを有し、
前記第１、第２及び第３の推力発生部の発生する各推力は、前記ねじ、ヘリカルギヤ又はウォーム転造時に発生するスラスト力より小さい推力であり、
かつ、推力の大きさが第２＞第３＞第１の順に大きいことを特徴とする、ねじ、ヘリカルギヤ又はウォーム転造加工用の工作物保持装置を提供することにより、上述した従来技術の課題を解決した。
【０００５】
【発明の効果】
かかる構成により、工作物の正確な位置決めと保持とを、最も推力が大きい第２の推力発生部が行いつつ、転造加工開始時においては、芯押しセンタ、芯受けセンタは工作物ののいずれの方向にも移動可能である状態で工作物を保持しており、第１、第２、第３の各推力の大きさはねじ、ヘリカルギヤ、ウォーム転造時に発生するスラスト力より小さい推力となっているので、転造加工中、工作物に無理な力がかかることはなく、転造加工開始後の歩みによる工作物を介し芯押しセンタにかかるスラスト力を第１の推力発生部が逃すようにし、ワーク伸びによる工作物を介し芯受けセンタにかかるスラスト力を第３の推力発生部が逃すようにしたので、ねじ、ヘリカルギヤ又はウォーム転造加工時の歩み、ワーク伸びによる両方向のスラスト力を逃がすことができるので転造工具に過大な力がかかることがなく、転造工具の寿命が長くなるとともに、工作物が破損する事故も防止できるものとなった。
【０００６】
好ましくは、前記芯押しセンタを工作物に芯押しさせる第１の推力発生部は芯押しシリンダであり、前記芯受けセンタを工作物に押しつける第３の推力発生部は芯受けシリンダであり、かつ工作物の加工開始時には前記芯押しシリンダは押しつけストロークの引込み端に、前記芯受けシリンダは押しつけストロークの中間位置となるよう、それぞれ位置決めされるようにしたので、工作物の加工開始時に工作物を正確に位置決めし、かつワーク伸びによる両方向のスラスト力を有効に逃がすことができる。
また好ましくは、前記芯押しセンタ及び第１の推力発生部を前記工作物の軸線方向に移動、位置決めする前記第３の推力発生部は、サーボモータ及びボールねじにより駆動され、かつ工作物の加工開始時には前記第３の推力発生部は押しつけストロークの伸び端に、位置決めされることにより、加工物の種類が多い場合、自動位置決めすることができる。
より好ましくは、前記芯押しセンタは内部に設けたスブリングにより、常時先外方に突出するようにされ、加工時に工作物を常時保持できるものとした。
さらに好ましくは、芯受けセンタの軸方向の移動量を検出する手段と、該移動量データに基づき芯押しセンター移動用サーボモータを制御する制御装置と、を有し、該移動量データに基づき前記サーボモータを駆動して前記芯押しセンタを移動させて、前記芯押しセンタ移動量を小さくするように制御することができるので、転造中に工作物の大きな歩みが発生しても、保持装置が工作物の移動に追従して移動するため、加工完了時に芯押し、芯受けセンターが加工開始位置に急に戻ることにより工作物に傷をつけるという問題が無くなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１、図２を参照して説明する。図１は、工作物５のローディング位置での構成要素の位置関係を示すブロック図である。工作物５のローディングは、芯押しセンタ６を芯押しシリンダ１により、シリンダ１が左端に位置決めした図１に示す位置で、ワーク受け４上に、工作物５を乗せることによりなされ、このとき、芯押しシリンダ１は引き込み端にある。工作物５がローディングされた後、芯押しシリンダ１及び芯押しセンタ６を全体としてボールねじ２により右方向に前進させ、芯押しシリンダ１が図１の右のストッパ端で位置決めし、その後で、芯押しシリンダ１をボールねじ２によりさらに前進させ、芯押しセンタ６をワーク押しつけ端とする事により加工開始状態となる。芯押しセンタ６の位置決めは、サーボモータ２１により、プーリ２２、ベルト２３を介してボールねじ２を駆動することにより行われ、サーボモータ２１は、図示しないＮＣ位置決め装置により、プログラムにより、任意位置での位置決めが可能なので、加工開始時の芯押しセンタ位置、すなわち加工基準位置を任意に設定することができる。このときボールねじ２による駆動推力は、芯押しセンタ１の押しつけ推力よりも大きくなるよう設定すればよい。以上により、加工開始時において工作物５は芯押しセンタ６基準で位置決めされる。
【０００８】
図２は、工作物５の加工開始時の構成要素の位置関係を示す。工作物５は、ワーク受け４からは浮き上がった状態で、芯押しセンタ６と、芯受けセンタ７とに挟持されている。このとき、芯受けセンタ７を工作物５に押しつける装置である芯受けシリンダ３は、芯受けセンタ７を工作物５押しつけ端に位置決めする。芯受けシリンダ３は、工作物５に圧力をかけているが、この推力は芯押しシリンダ１の推力よりも大きく設定してあり、芯受けセンタ７を工作物５に押しつけた状態で、芯受けシリンダ３の押しつけ端、戻し端の中間位置で止まるよう設定されている。又、芯押しセンタ６は内蔵スプリング８で外方に突出するよう押されている。内蔵スプリング８の力は芯受けセンタ７を押す芯受けシリンダ３の推力よりも小さく設定してあるので、工作物５に押しつけた状態では芯押しセンタ６は内蔵スプリング８は縮み端となっている。
【０００９】
転造工具９と工作物５をはさんで設置される図示しない対となる転造工具とにより、転造加工が開始されると、工作物５は、歩みにより芯押しセンタ６に対し、図でみて左方向にスラスト力を、そして、伸びにより芯受けセンタ７に対し、図でみて右方向のスラスト力を、それぞれ発生するが、芯押しシリンダ１の推力、芯受けシリンダ３の推力は発生する上記のスラスト力よりも小さく設定されているので、工作物に過剰な力が働くことはない。
【００１０】
本発明の工作物保持装置の動作を順を追って説明する。まず、芯押しセンタ６を工作物５に芯押しさせる第１の推力発生部である芯押しシリンダ１と、芯押しセンタ６と芯押しシリンダ１を含む全体を工作物に押しつける第２の推力発生部であるボールねじ２を、工作物５の軸線方向に移動、位置決めする。このとき、芯受けセンタ６は押しつけストロークの中間位置となるよう軸方向位置を調整しておく。この動作により、工作物は第１、第２の推力発生部１、２により、ワーク方向に付勢された芯押しセンタ６と、第３の推力発生部である芯受けシリンダ３により、ワーク方向に付勢された芯受けセンタ７と、の間に保持され、この状態で転造工具９を動作させることにより転造加工を行う。このとき、第１、第２、第３の推力発生部１、２、３の大きさは、第２＞第３＞第１の順に大きいので、第１の推力発生部１は押しつけストロークの縮み端、第２の推力発生部２は押しつけストロークの伸び端、第３の推力発生部３はストロークの中間位置となり、転造加工開始点での工作物位置は、芯押しセンタ基準で決まることになる。また、転造加工開始時において、芯押しセンタ、芯受けセンタはワーク側、反ワーク側のいずれの方向にも移動可能である状態で工作物を保持しており、第１、第２、第３の推力の大きさはねじ、ヘリカルギヤ、ウォーム転造時に発生するスラスト力より小さい推力となっているので、転造加工中工作物に無理な力がかかることはない。
【００１１】
図３は、本発明の実施の形態を示す別の転造加工用の工作物保持装置を示す。芯受けシリンダ３１は芯受けセンタの軸方向の移動量を検出する検出手段３２を有し、位置検出センサ３３が検出手段３２の移動量を検出し、移動量を移動量検出部３４が移動量データとして検出し制御装置３５に送る。制御装置３５は移動量データに基づき芯押しセンタ移動用サーボモータ２２を制御する制御信号をサーボモータ２２に入力する。移動量データに基づきサーボモータ２２を駆動して芯押しセンタ６を移動させて、芯押しセンタ６の移動量を小さくするように制御することができるので、転造中に工作物５の大きな歩みが発生しても、保持装置が工作物５の移動に追従して移動するため、加工完了時に芯押し、芯受けセンタ６、７が加工開始位置に急に戻ることにより工作物５に傷をつけるという問題が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す転造加工用の工作物保持装置を示すブロック図で、工作物はローディング位置にある状態の位置関係を示す。
【図２】図１の転造加工用の工作物保持装置で、工作物の加工開始時の位置関係を示す。
【図３】本発明の実施の形態を示す別の転造加工用の工作物保持装置を示すブロック図である。
１・・芯押しシリンダ（第１の推力発生部）、２・・ボールねじ（第２の推力発生部）
３、３１・・芯受けシリンダ（第３の推力発生部）、４・・ワーク受け、５・・工作物
６・・芯押しセンタ、７・・芯受けセンタ、９・・転造工具
２２・・芯押しセンタ移動用サーボモータ
【図１】
0003955198.tif 000002
【図２】
0003955198.tif 000003
【図３】
0003955198.tif 000004