(57)【要約】【課題】精度の悪いワークであっても、破断や割れが生じることなく塑性加工を施すことができる塑性加工方法を提供すること。【解決手段】主軸３にマンドレルＭを配設し、該マンドレルＭにワークＷを外嵌し、絞りローラＲによってワークＷに加工を施す塑性加工方法において、加工前にマンドレルＭに外嵌したワークＷの振れ精度を測定し、振れ量に応じて塑性加工速度を変更する。【選択図】図１
2009012060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸にマンドレルを配設し、該マンドレルにワークを外嵌し、絞りローラによってワークに加工を施す塑性加工方法において、加工前にマンドレルに外嵌したワークの振れ精度を測定し、振れ量に応じて塑性加工速度を変更することを特徴とする塑性加工方法。
【請求項２】
計測した振れ量が加工可能範囲を超え、かつ、矯正可能範囲のとき、絞りローラによってワークをマンドレルに押し付けるだけの振れ取り加工を施すようにしたことを特徴とする請求項１記載の塑性加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塑性加工方法に関し、例えば、絞りローラを用いてアルミホイールの塑性加工を行うスピニングマシンにおける加工精度の向上をすることのできる塑性加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スピニングマシンを使用したアルミホイールの塑性加工方法としては、マンドレルを配設した主軸に取り付けたアルミホイール素材（以下、「ワーク」という。）を複数の絞りローラで塑性加工する際の方法を説明する。
【０００３】
この塑性加工方法は、縦型のスピニングマシン２０を用いて行う。
このスピニングマシン２０は、図３〜図４に示すように、架体２上に電動機Ｄによって回転させる主軸３を配設し、主軸３には加工するワークＷに応じたマンドレルＭを取り替え可能に配備する。主軸３上方にはマンドレルＭに取り付けたワークＷを上側から押圧して固定するための心押し台１０を配設する。
心押し台１０は、ワークＷに当接してマンドレルＭ側に付勢する押圧部材１１と該押圧部材１１を上下に移行せしめる油圧シリンダ等の加圧手段１２とからなる。押圧部材１１はワークＷに伴って回転可能となるように加圧手段１２のロッド先端にベアリング等の回動部材を介して回動自在に取り付ける。
架体２上には主軸３を囲むように３箇所に３基の工具台４を配設する例を示すがその数は特に限定されるものではなく、被加工物であるワークＷの特性に応じてその数は決定される。工具台４にはワークＷに当接せしめ所望の形状に成型する絞りローラＲ１、Ｒ２、Ｒ３を取り付ける絞り台５をＸ軸方向（主軸３の軸芯に対して直角方向）、Ｚ軸方向（主軸３の軸芯に対して平行方向）に摺動可能に配備する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記構成において、被加工物であるワークＷをマンドレルＭ上に載置し、心押し台１０の加圧手段１２を作動させ、押圧部材１１によってワークＷを上側から押圧固定し、電動機Ｄによる主軸３の回転に伴ってワークＷを回転させる。
次いで、絞りローラＲをワークＷの外周面に当接せしめマンドレルＭに倣ってスピニング加工を施すもので、この場合の加工方法は、例えば、図５に示すように絞りローラＲ１を用いて第１工程として荒加工を行い、次いで図６（ａ）に示すように絞りローラＲ２を用いて第２工程として本加工を行い、最後に図６（ｂ）に示すように絞りローラＲ３を用いて第３工程として仕上げ加工を行うようにしている。
【０００５】
ところで、この種の塑性加工方法において、安定した連続加工を行うためには、鍛造又は鋳造によって製造されたワークの精度、特に、ワークを回転させたときに偏肉や芯ずれ等によって生じる回転振れの量が問題となり、係る振れ量が所定範囲内となる必要があるものの、鍛造又は鋳造によって製造されるワークの精度は、ワーク製作者側による造り込みによって対応されるもので、加工上重要となるマンドレルに外嵌した状態で回転させたときのワークの振れ精度をワーク製作者側で対応することは困難である。
そのため、振れ量が所定範囲内にないワークの場合、一定の加工速度でワークを加工すると、加工途中で破断（緊急停止）や、割れ（不良品）が発生しやすいという問題があった。
また、加工前のワークの振れ精度を逐一計測しようとすると加工時間が大幅に長くなり現実的ではないという問題もあった。
【特許文献１】特開平０２−６０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の塑性加工方法の有する問題点に鑑み、精度の悪いワークであっても、破断や割れが生じることなく塑性加工を施すことができる塑性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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の塑性加工方法は、主軸にマンドレルを配設し、該マンドレルにワークを外嵌し、絞りローラによってワークに加工を施す塑性加工方法において、加工前にマンドレルに外嵌したワークの振れ精度を測定し、振れ量に応じて塑性加工速度を変更することを特徴とする。
【０００８】
この場合において、計測した振れ量が加工可能範囲を超え、かつ、矯正可能範囲のとき、絞りローラによってワークをマンドレルに押し付けるだけの振れ取り加工を施すことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の塑性加工方法によれば、加工前にマンドレルに外嵌したワークの振れ精度を測定した後、振れ量に応じて塑性加工速度を変更し、ワークの振れ量に応じた最適な加工速度で加工するようにしたから、例えば、振れ量が所定範囲から外れたワークを高速で加工し、加工途中にワークが破断して装置が緊急停止をしたり、加工中のワークの割れによる不良品が発生することを有効に防止することができるとともに、ワークの振れ量が所定範囲から大きく外れているワークを事前に省くことによって装置の故障を未然に防止することができる塑性加工方法を提供することができる。
また、振れ精度の測定は、マンドレルに外嵌した状態で行うから測定後に装置を止めることなく引き続きワークの塑性加工を行うことができ加工時間を短縮することができる。
【００１０】
また、計測した振れ量が加工可能範囲を超え、かつ、矯正可能範囲のとき、絞りローラによってワークをマンドレルに押し付けるだけの振れ取り加工を施した後、塑性加工を施すようにすれば、振れ精度の悪いワークでも塑性加工をすることができ、ワークを無駄にすることなく破断や割れの生じることがない塑性加工方法を提供することができる。
また、振れ取り加工を施した後、再度振れ精度を測定することができ、この場合、振れ取り加工によって低減した振れ量を確実に確認し、振れ量に応じた加工速度で加工をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の塑性加工方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１に、本発明の塑性加工方法の一実施例を示す。従来と同様の構成については、同じ符号を記すことによりその説明を省略する。
【００１３】
本発明の塑性加工方法は、種々の塑性加工を行うためのスピニングマシンに適用することができるが、ここでは従来例と同様にマンドレルＭを配設した主軸３に取り付けたアルミホイール用のワークＷを複数の絞りローラＲ１、Ｒ２、Ｒ３で塑性加工する際の方法を説明する。
【００１４】
絞りローラＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、従来例と同様に、絞りローラＲ１を用いて第１工程として荒加工を行い、次いで絞りローラＲ２を用いて第２工程として本加工を行い、最後に絞りローラＲ３を用いて第３工程として仕上げ加工を行うようにするもので、絞りローラＲ１を配備することなく、本加工、仕上げ加工の２工程で行うように構成しても構わない。
【００１５】
これら絞りローラＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、ワークＷと当接する外周面の円弧半径ｒを絞りローラＲ１と絞りローラＲ２とについては約２０ｍｍとし、仕上げ用の絞りローラＲ３については約１０ｍｍとすることが好ましい。
また、絞りローラＲ１又は絞りローラＲ２は、後述する振れ取り加工の際の振れ取り用ローラとして使用することができる。
【００１６】
そして、本発明の塑性加工方法では、マンドレルＭに外嵌したワークＷの振れ精度を測定するための振れ精度測定器６を配設するとともに、振れ精度測定器６で測定した振れ量の値を演算する制御機構７を配設するようにしている。
【００１７】
この振れ精度測定器６は、ワークＷの外周面に対して複数箇所の外径の振れ量を計測するように非接触型の変位検知センサ６ａを複数（図例においては３箇所）使用するもので、変位検知センサ６ａは、照射した光やレーザの反射時間を検知し、ワークＷの外径の振れ量を測定することができるものであれば特に限定されず、例えば、光電センサやレーザセンサ等を利用することができる。
【００１８】
制御機構７は、振れ精度測定器６で測定した振れ量の値によって、絞りローラＲ１、Ｒ２、Ｒ３の送り速度を変更、つまり塑性加工速度を変更するようにしている。
この際、マンドレルＭを取り付けた主軸３を回転させる電動機Ｄの回転制御も併せて行うようにしている。
【００１９】
制御機構７は、例えば、ワークＷの外径が１７〜２２インチのアルミホイールを加工する場合には、ワークＷの振れ量の設定値として、Ａ値〜Ｃ値までを設定し、Ａ値及びＢ値を加工可能範囲、Ｃ値を矯正可能範囲、Ｃ値を超える範囲を矯正不可能範囲とする。
Ａ値は、例えば、振れ量１ｍｍ未満とし、測定値がこの範囲にある場合は、高速送り速度（例えば、１０００〜１５００ｍｍ／ｍｉｎ）で、塑性加工を施すようにする。
Ｂ値は、例えば、振れ量１ｍｍ以上４ｍｍ未満とし、測定値がこの範囲にある場合は、中速送り速度（例えば、４００〜８００ｍｍ／ｍｉｎ）で、塑性加工を施すようにする。
そして、Ｃ値としては、例えば、振れ量４ｍｍ以上７ｍｍ未満とし、測定値がこの範囲にある場合は、低速送り速度（例えば、５０〜１００ｍｍ／ｍｉｎ）でワークＷの振れ取り加工を施し、例えば、Ｂ値の送り速度で塑性加工を施すようにする。
また、振れ取り加工を施した後に、再度振れ精度を測定することができ、この場合、振れ取り加工によって低減した振れ量を確実に確認し、振れ量に応じた加工速度で加工をすることができ、振れ取り加工後の振れ量の値がＣ値の場合は、再度、振れ取り加工を施すようにしてもよい。
【００２０】
しかして、本発明の塑性加工方法では、従来例と同様、ワークＷをマンドレルＭ上に載置し、心押し台１０の加圧手段１２を作動させ押圧部材１１によってワークＷを上側から押圧固定する。
そして、電動機Ｄにより主軸３を低速で回転させ振れ精度測定器６の変位検知センサ６ａによってワークＷの振れ精度を計測する。
この場合、変位検知センサ６ａを図例のように複数箇所配設しているときは、振れ量が最大値となる変位検知センサ６ａの値を採用する他、平均した値を採用するようにしてもよく、制御機構７によって測定値の採用方法は任意に設定することができる。
【００２１】
振れ精度測定器６による測定値がＡ値又はＢ値の場合には、制御機構７は電動機Ｄの回転を止めることなく、Ａ値又はＢ値の場合に設定している絞りローラＲ１、Ｒ２、Ｒ３の送り速度で加工に入り、従来例と同様の塑性加工を行う。
【００２２】
そして、測定値がＣ値の場合には、電動機Ｄは低速回転のまま絞りローラＲ１、Ｒ２、Ｒ３の送り速度を低速度の５０〜１００ｍｍ／ｍｉｎとして絞りローラＲ１又はＲ２でワークＷの外周面を押圧し、ワークＷをマンドレルＭに押し付けてワークＷの振れを矯正する振れ取り加工を施すようにして、振れ取り加工終了後に再度振れ測定を行い、振れ量に応じた加工速度で塑性加工を施すようにする。
【００２３】
測定値がＣ値を越える場合、例えば、振れ量が７ｍｍ以上の場合には、矯正不可能範囲であり、電動機Ｄを停止し、ワークＷを取り外すようにする。振れ量が７ｍｍを越える場合には、振れ取り加工を施しても破断や割れを生じさせない塑性加工は困難だからである。
【００２４】
以上、本発明の塑性加工方法について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、特に縦型のスピニングマシンの塑性加工に限定することなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の塑性加工方法は、塑性加工前にスピニングマシンに取り付けたワークの振れ精度を測定し、振れ量に適した加工速度で塑性加工を施し、ワークの破断や割れを有効に防止することができるものであり、新規のスピニングマシンに適用するだけでなく、既設のスピニングマシンにおいても振れ精度測定器を付設して加工用のプログラムを変更することによって好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の塑性加工方法に用いるスピニングマシンの一部切り欠きの平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面の正面図である。
【図３】従来の塑性加工方法に用いるスピニングマシンの一部断面の正面図である。
【図４】同一部切り欠きの平面図である。
【図５】従来の塑性加工方法を説明するための概略図で、（ａ）は第１工程のワークの取り付け状態を、（ｂ）は第１工程の終了状態を示す。
【図６】従来の塑性加工方法を説明するための概略図で、（ａ）は第２工程の加工状態を、（ｂ）は第３工程の加工状態を示す。
【符号の説明】
【００２７】
１    スピニングマシン
３    主軸
６    振れ精度測定器
Ｍ    マンドレル
Ｗ    ワーク
Ｒ１  絞りローラ
Ｒ２  絞りローラ
Ｒ３  絞りローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009012060.tif 000005
【図４】
2009012060.tif 000006
【図５】
2009012060.tif 000007
【図６】
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