鋼管端部の加工装置
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- 【要約】
【課題】 加工精度を低下させることなく、小径の鋼管端部を加工する。
【解決手段】 装置本体１４に回転可能に枢支された回転盤２２の前面に、２基の刃物台２８,３０が夫々径方向に移動可能に配設される。各刃物台２８,３０には、回動腕４４が夫々回動可能に配設される。第１刃物台２８における回動腕４４の第１腕部４４ａに、鋼管の外端部にカイサキ面取り加工を施す外端用チップ４６が装着される第１バイトと、鋼管の内端部にカイサキ面取り加工を施す内端用チップ５０が装着される第２バイトとが配設してある。第２刃物台３０の回動腕４４における第１腕部４４ａに、鋼管の軸端面に平面加工を施す端面用チップ７０を備えた第３バイト７２が配設される。各回動腕４４の第１腕部４４ａに、鋼管の外周面に当接する倣いローラ５６が回動可能に配設される。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】 鋼管(16)の外端部および内端部にカイサキ面取り加工を施すと共に、該鋼管(16)の軸端面に平面加工を施す加工装置であって、装置本体(14)に回転可能に配設された回転盤(22)と、該回転盤(22)の前端面に移動位置決め調整可能に配設される第１刃物台(28)および第２刃物台(30)と、各刃物台(28,30)に夫々回動可能に配設された回動腕(44)と、前記第１刃物台(28)の回動腕(44)に装着され、鋼管(16)の外端部、内端部または軸端面の何れか１つの加工部を加工するチップ(46)を備えた第１バイト(48)および第１バイト(48)で加工される加工部以外の加工部を加工するチップ(50)を備えた第２バイト(52)と、前記第２刃物台(30)の回動腕(44)に装着され、残りの加工部を加工するチップ(70)を備えた第３バイト(72)と、前記各回動腕(44)に回動可能に配設されて鋼管(16)の外周面に当接可能な倣いローラ(56)とからなり、前記鋼管(16)の外周面に各倣いローラ(56)を当接させつつ前記各バイト(48,52,72)に取付けたチップ(46,50,70)により鋼管(16)の各加工部を加工するよう構成したことを特徴とする鋼管端部の加工装置。
【請求項２】 前記回転盤(22)の回転中心に軸心を一致した状態で鋼管(16)が位置決めされ、前記第１刃物台(28)の第１バイト(48)および第２バイト(52)では、鋼管(16)の軸心を挟んで最も離間する一方の部位において各加工部を加工するよう設定されると共に、前記第２刃物台(30)の第３バイト(72)では、鋼管(16)の他方の部位において加工部を加工するよう設定されている請求項１記載の鋼管端部の加工装置。
【請求項３】 前記第１バイト(48)のチップ(46)で鋼管(16)の外端部を加工すると共に、前記第２バイト(52)のチップ(50)で鋼管(16)の内端部を加工するよう設定され、両バイト(48,52)は鋼管(16)の管径や厚み等に応じて前記回動腕(44)に対して位置調整可能に構成されている請求項１または２記載の鋼管端部の加工装置。
【請求項４】 鋼管(16)の外端部および内端部にカイサキ面取り加工を施すと共に、該鋼管(16)の軸端面に平面加工を施す加工装置であって、装置本体(14)に回転可能に配設された回転盤(22)と、該回転盤(22)の前端面に移動位置決め調整可能に配設される第１刃物台(28)および第２刃物台(30)と、各刃物台(28,30)に回動可能に配設された回動腕(44)と、前記第１刃物台(28)の回動腕(44)に装着され、鋼管(16)の外端部を加工するチップ(46)を備えた第１バイト(48)および鋼管(16)の内端部を加工するチップ(50)を備えた第２バイト(52)と、前記第２刃物台(30)の回動腕(44)に装着され、鋼管(16)の軸端面を加工するチップ(70)を備えた第３バイト(72)と、前記第１刃物台(28)の回動腕(44)に回動可能に配設されて鋼管(16)の外周面に当接可能な倣いローラ(56)とから構成したことを特徴とする鋼管端部の加工装置。
- 【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管端部の加工装置に関し、更に詳細には、鋼管の外周面に倣いローラを当接させた状態で回転盤を回転させつつ、該回転盤に装着したバイトのチップで鋼管端部に所要の加工を施す加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼管の外端部および内端部にカイサキ面取り加工を施すと共に、該鋼管の軸端面に平面加工を施す加工装置は、装置本体に回転可能に枢支した主軸に配設されて一体的に回転する回転盤を備え、該回転盤の前端面に、３基の刃物台が夫々径方向に移動調整可能に配設されている。各刃物台は、回転盤の回転中心から径方向に偏位した適宜の加工位置に位置決め固定されると共に、鋼管の加工部位や加工形状等に応じたチップを備えたバイトが装備される。すなわち、鋼管の外端部を加工する刃物台には外端用バイトが装備され、鋼管の内端部を加工する刃物台には内端用バイトが装備され、鋼管の軸端面を加工する刃物台には端面用バイトが装備される。そして、回転盤の前面に鋼管の端面を対向して位置決めすると共に、鋼管の加工部位に合わせて各刃物台を加工位置に位置決めした状態で、回転盤を所要方向に回転することにより、該回転盤の回転に伴って旋回する各刃物台のチップで鋼管の外端部および内端部にカイサキ面取り加工を施すと共に、軸端面に平面加工を施すよう構成されている。
【０００３】前記加工装置では、外端部用および内端部用のバイトのチップによるカイサキ面取り加工を高精度で行なうために、鋼管の外周面に当接する倣いローラを備えている。すなわち、前記外端部の加工用の刃物台および内端部の加工用の刃物台には、夫々回動腕が回動可能に配設され、各回動腕に、チップを備えたバイトが装着されると共に、前記鋼管の外周面に当接するよう設定された倣いローラが回動可能に配設される。そして、倣いローラが鋼管の外周面に常に当接するよう回動腕をバネにより付勢すると共に、加工する際に生ずる切削力も倣いローラを鋼管の外周面に当接する方向に回動するよう作用する位置関係で倣いローラを配設し、鋼管の外周面に倣ってチップを旋回させて、高精度でカイサキ面取り加工を行なうようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記加工装置では、オーダ変更によって加工する鋼管の管径や厚み等が変わった場合は、それに応じて３基の刃物台を回転盤の径方向に相互に近接・離間移動してチップの位置を調整する。この場合において、回転盤に３基の刃物台を配置しているため、各刃物台の周方向の離間間隔は狭く、従って３基の刃物台を相互に近接するよう移動調整する際に、回転盤の回転中心から大きく離間した位置で、外端部または内端部の加工用の刃物台に設けられた倣いローラ同士や、該倣いローラと軸端面の加工用の刃物台とが干渉してしまう。すなわち、従来の加工装置では小径の鋼管に対応し得ず、加工し得る鋼管の管径範囲が限定されていた。なお、倣いローラを設けることなく、前記チップを鋼管の加工部位に合わせた定位置に固定保持する構造では、３基の刃物台の近接時の離間距離を短かくすることができ、小径の鋼管にも加工を施すことは可能である。しかるに、この場合はチップを鋼管の端部に対して精度よく位置決めするのが困難であり、しかも鋼管の厚みや管径にバラツキ等があると、外端部と内端部に均一なカイサキ面取り加工を施すことができず、加工精度が低下する問題があった。
【０００５】
【発明の目的】この発明は、前述した従来の技術に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、加工精度を低下させることなく、小径の鋼管端部を加工し得る鋼管端部の加工装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の課題を克服し、所期の目的を達成するため、本発明に係る鋼管端部の加工装置は、鋼管の外端部および内端部にカイサキ面取り加工を施すと共に、該鋼管の軸端面に平面加工を施す加工装置であって、装置本体に回転可能に配設された回転盤と、該回転盤の前端面に移動位置決め調整可能に配設される第１刃物台および第２刃物台と、各刃物台に夫々回動可能に配設された回動腕と、前記第１刃物台の回動腕に装着され、鋼管の外端部、内端部または軸端面の何れか１つの加工部を加工するチップを備えた第１バイトおよび第１バイトで加工される加工部以外の加工部を加工するチップを備えた第２バイトと、前記第２刃物台の回動腕に装着され、残りの加工部を加工するチップを備えた第３バイトと、前記各回動腕に回動可能に配設されて鋼管の外周面に当接可能な倣いローラとからなり、前記鋼管の外周面に各倣いローラを当接させつつ前記各バイトに取付けたチップにより鋼管の各加工部を加工するよう構成したことを特徴とする。
【０００７】前述の課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の別の発明に係る鋼管端部の加工装置は、鋼管の外端部および内端部にカイサキ面取り加工を施すと共に、該鋼管の軸端面に平面加工を施す加工装置であって、装置本体に回転可能に配設された回転盤と、該回転盤の前端面に移動位置決め調整可能に配設される第１刃物台および第２刃物台と、各刃物台に回動可能に配設された回動腕と、前記第１刃物台の回動腕に装着され、鋼管の外端部を加工するチップを備えた第１バイトおよび鋼管の内端部を加工するチップを備えた第２バイトと、前記第２刃物台の回動腕に装着され、鋼管の軸端面を加工するチップを備えた第３バイトと、前記第１刃物台の回動腕に回動可能に配設されて鋼管の外周面に当接可能な倣いローラとから構成したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る鋼管端部の加工装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。
【０００９】図１は、実施例に係る加工装置の回転盤を示す正面図、図２は、実施例に係る加工装置の全体を示す概略構成図であって、ベース１０の上面に一対のガイドレール１２,１２(一方のみ図示)が平行に配設され、このガイドレール１２,１２に装置本体１４が摺動走行可能に載架されている。また装置本体１４の前方に臨むベース１０上には、鋼管１６の端面を装置本体１４に対向した状態で該鋼管１６を保持する保持装置１８が配置される。そして装置本体１４は、保持装置１８で保持された鋼管１６に対し、例えばサーボモータにより正逆回転されるネジ軸とナットの組合わせ等からなる移動手段２０によって近接・離間移動するよう構成される。
【００１０】前記装置本体１４の内部には、前記ガイドレール１２と平行な主軸(図示せず)が回転可能に枢支され、該主軸の本体前面に突出する軸端に円形の回転盤２２が一体的に配設されている。主軸には、ギヤやベルト等からなる伝達系２４を介して駆動モータ２６が接続され、該駆動モータ２６を駆動することにより、主軸および回転盤２２が一体的に回転するよう構成される。なお、回転盤２２に対して前記鋼管１６は、その軸心を回転盤２２の回転中心に一致した状態で位置決めされるようになっている。
【００１１】前記回転盤２２の前面には、図１に示す如く、２基の刃物台２８,３０が夫々径方向に移動可能に配設されている。なお、２基の刃物台２８,３０に関連する基本的な構成は同一であるので、図１において回転盤２２の回転中心より上側に配設される第１刃物台２８に関する構成について説明し、下側の第２刃物台３０に関する同一部材には同じ符号を付して示すこととする。
【００１２】前記回転盤２２には、２本のＴ溝３２,３２が左右に離間して平行に形成され、両Ｔ溝３２,３２に沿って第１刃物台２８の基台３４が摺動可能で、かつ複数(実施例では４個)のボルト３６により任意の位置で位置決め固定可能に構成されている。なお、回転盤２２の回転中心から離間する位置のＴ溝３２より外側の回転盤前面に、Ｔ溝３２の延在方向に所定間隔で目盛が付されたスケール３８が配設されており、作業者は基台３４に配設した指針４０を、前記鋼管１６の管径に応じた任意の目盛に合わせることで、該基台３４の位置調整を行なうようになっている。
【００１３】前記基台３４には、前記主軸と平行な支持軸４２が前方に向けて突設され、該支持軸４２に回動腕４４が回動可能に配設されている。また、回動腕４４の支持軸４２を挟んで径方向の一方(回転盤２２の回転中心側)に延出する第１腕部４４ａに、前記鋼管１６の外端部(加工部)にカイサキ面取り加工を施す外端用チップ(チップ)４６が着脱交換自在に装着される第１バイト４８と、鋼管１６の内端部(加工部)にカイサキ面取り加工を施す内端用チップ(チップ)５０が着脱交換自在に装着される第２バイト５２とが配設してある(図３参照)。両バイト４８,５２は、第１腕部４４ａに対して位置調整可能に構成され、鋼管１６の厚みが変更された場合は、その加工位置(外端部と内端部)に応じて位置調整し得るようになっている。
【００１４】前記両バイト４８,５２が配設される第１腕部４４ａには、前記支持軸４２と平行な保持軸５４が前方に向けて突設されており、該保持軸５４に倣いローラ５６が回動可能に配設してある。この倣いローラ５６は、図３に示す如く、外周面が等径の倣い面５６ａと、該倣い面５６ａに連続して前端に向けて直径が徐々に小さくなる案内面５６ｂとが形成され、前記チップ４６,５０によるカイサキ面取り加工に際し、前記倣い面５６ａが前記鋼管１６の外周面に当接するよう構成される。なお、倣いローラ５６の案内面５６ｂは、装置本体１４を鋼管１６に対して近接移動した際に、該ローラ５６の倣い面５６ａを鋼管１６の外周面に案内するべく機能する。
【００１５】前記回動腕４４における支持軸４２を挟んで第１腕部４４ａと反対方向に延出する第２腕部４４ｂに支持部材５８が配設され、該支持部材５８に摺動可能に挿通されたロッド６０の一方の軸端が、前記基台３４に第１ホルダ６２を介して揺動可能に接続されている。またロッド６０には、支持部材５８に当接して位置規制される第２ホルダ６４が摺動可能に外装されると共に、両ホルダ６２,６４間に、弾性手段としての圧縮コイルバネ６６が外装してある。そして、この圧縮コイルバネ６６は、前記支持軸４２を中心として、前記倣いローラ５６が鋼管１６の外周面に当接する方向(図１の時計方向)に回動腕４４を回動付勢するべく機能し、これにより鋼管１６に対して倣いローラ５６が所要の倣い力(押圧力)で当接するようになっている。また前記基台３４の前面には、圧縮コイルバネ６６の弾力によって時計方向に回動される第１腕部４４ａが当接可能な位置にストッパ６８が配設され、回動腕４４の回動角度を規制するよう構成される。
【００１６】なお、前記倣いローラ５６の倣い面５６ａが鋼管１６の外周面に当接した状態で、図３に示すように、前記両チップ４６,５０は鋼管１６における対応する外端部または内端部に所要角度で当接して、該部位にカイサキ面取り加工を施し得るよう設定される。また前記回動腕４４に対して両チップ４６,５０は、該チップ４６,５０により鋼管１６の外端部または内端部にカイサキ面取り加工を施す際に生ずる切削力が、回動腕４４を図１において時計方向、すなわち倣いローラ５６を鋼管１６の外周面に当接する方向に回動するよう作用する位置に配設されている。これにより、カイサキ面取り加工中に、倣いローラ５６が鋼管１６の外周面から離間して加工精度が低下するのが防止されるようになっている。更に、実施例では前記支持軸４２に対して回動腕４４は、前記倣いローラ５６やバイト４８,５２等の重量を含めての重心位置が軸支されるよう設定してあり、前記回転盤２２の回転時における遠心力や重量等が倣い力に影響しないよう構成される。
【００１７】図１において前記回転盤２２における回転中心より下側に配設される第２刃物台３０の回動腕４４における回転中心側に延在する第１腕部４４ａには、図４に示す如く、前記鋼管１６の軸端面(加工部)に平面加工を施す端面用チップ(チップ)７０を備えた第３バイト７２が着脱交換可能に配設されている。すなわち、実施例の加工装置では、第１刃物台２８で、鋼管１６の外端部および内端部のカイサキ面取り加工を行ない、第２刃物台３０で、鋼管１６の軸端面の平面加工を行なうよう構成される。また、第１刃物台２８による鋼管１６の外端部および内端部の加工位置と第２刃物台３０による鋼管１６の軸端面の加工位置とは、回転盤２２の回転中心を挟んで対向する位置に設定される。すなわち、軸心が回転盤２２の回転中心に一致された鋼管１６の軸心を挟んで最も離間する一方の部位において、第１刃物台２８で外端部および内端部の加工を行なうと共に、他方の部位において、第２刃物台３０で軸端面の加工を行なうようになっている。
【００１８】なお、実施例の回転盤２２には、図１に示す如く、別の刃物台(図示せず)を径方向に位置決め調整可能な複数のガイド溝７４が設けられており、必要に応じて３台の刃物台を配設し得るよう構成される。
【００１９】
【実施例の作用】次に、このように構成した実施例に係る加工装置の作用につき説明する。前記装置本体１４においては、前記保持装置１８に保持された鋼管１６の寸法に応じて、前記第１および第２刃物台２８,３０を回転盤２２に対して前記スケール３８および指針４０を用いて位置調整し、ボルト固定する。なお、このとき前記各回動腕４４は圧縮コイルバネ６６の弾力によってストッパ６８に当接した非作動状態に保持されている。またこの非作動状態において、前記倣いローラ５６の案内面５６ｂが、鋼管１６の外端部に当接可能な位置に設定される。
【００２０】前記駆動モータ２６により回転盤２２を回転駆動した状態で、前記装置本体１４を鋼管１６の端面に近接移動(前進)すると、先ず前記各倣いローラ５６の案内面５６ｂが鋼管１６の外端部に当接する。そして装置本体１４の前進に伴って、案内面５６ｂが鋼管１６の外端部に当接した状態で、前記回動腕４４が支持軸４２を中心として反時計方向(図１において)に回動しつつ倣いローラ５６の倣い面５６ａが外周面に近接して、該倣い面５６ａが鋼管１６の外周面に当接するに至る。この状態で、前記第１刃物台２８においては、前記第１および第２バイト４８,５２に装着されているチップ４６,５０が、回転盤２２の回転により鋼管１６の外端部または内端部に倣う軌跡を旋回する。また、前記第２刃物台３０においては、前記第３バイト７２に装着されている端面用チップ７０が、回転盤２２の回転により鋼管１６の軸端面に倣う軌跡を旋回する。
【００２１】前記装置本体１４を更に前進すると、第１刃物台２８における旋回しているチップ４６,５０により鋼管１６の外端部および内端部にカイサキ面取り加工が施される。このとき、両チップ４６,５０による切削力は倣いローラ５６を鋼管１６の外周面に押圧する方向に作用するから、倣いローラ５６による確実な倣いが行なわれて、高精度のカイサキ面取り加工が達成される。また、第２刃物台３０における旋回している端面用チップ７０により鋼管１６の軸端面に平面加工が施される。この場合も、端面用チップ７０による切削力も倣いローラ５６を鋼管１６の外周面に押圧する方向に作用するから、倣いローラ５６による確実な倣いが行なわれて高精度の平面加工が達成される。
【００２２】前記鋼管１６のオーダ変更に際して管径が変わった場合は、前記基台３４を固定しているボルト３６を弛めて、第１刃物台２８および第２刃物台３０を相互に近接・離間移動調整する。この場合に、第１刃物台２８と第２刃物台３０とは、回転盤２２の回転中心を挟んで対向する位置において、鋼管１６における最も離間している２箇所で対応する加工部(外端部,内端部／軸端面)を加工するよう設定してあるから、刃物台２８,３０や倣いローラ５６,５６が干渉して近接し得なくなる状態での回転中心からの離間距離は短かい。すなわち、当該加工装置では２基の刃物台２８,３０を従来より更に近接した状態で鋼管１６の加工を行なうことができるから、小径の鋼管１６にも対応し得、加工可能範囲が広くなる。
【００２３】なお、鋼管１６の外径は同一で厚みのみが変更された場合は、前記第１刃物台２８において、第１バイト４８と第２バイト５２との位置調整を行なうことでのみ対応し得る。
【００２４】前述した実施例では、第１刃物台において鋼管の外端部と内端部を加工し、第２刃物台において鋼管の軸端面を加工する場合で説明したが、本願はこれに限定されるものでない。例えば、第１刃物台の第１バイトに外端部用のチップを装着すると共に、第２バイトに軸端面用のチップを装着し、第２刃物台の第３バイトに内端部用のチップを装着することで、第１刃物台において鋼管の外端部と軸端面を加工し、第２刃物台において鋼管の内端部を加工するようにしたり、第１刃物台の第１バイトに内端部用のチップを装着すると共に、第２バイトに軸端面用のチップを装着し、第２刃物台の第３バイトに外端部用のチップを装着することで、第１刃物台において鋼管の内端部と軸端面を加工し、第２刃物台において鋼管の外端部を加工する構成を採用し得る。
【００２５】また、実施例のように第２刃物台で鋼管の軸端面を平面加工する構成では、該第２刃物台に配設される倣いローラを省略することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る鋼管端部の加工装置によれば、鋼管の外端部、内端部および軸端面の３箇所の加工部の加工を、回転盤に配設した２基の刃物台で行なうよう構成したから、両刃物台の周方向の離間距離を大きく設定することができる。すなわち、両刃物台を倣いローラ等を干渉させることなくより近接することができるから、小径の鋼管に対しても倣いローラを用いて鋼管の加工を高精度で行なうことができ、加工し得る鋼管の管径範囲を拡大することができる。また、２基の刃物台で３箇所の加工を行ない得るから、部品点数を低減して製造コストを低廉に抑えることが可能となる。なお、第２刃物台で鋼管の軸端面を平面加工するよう構成した場合は、該刃物台の倣いローラを省略することができ、より部品点数を低減することができる。
- 【公開番号】特開２００３−２５１０２（Ｐ２００３−２５１０２Ａ）
【公開日】平成１５年１月２９日（２００３．１．２９）
【発明の名称】鋼管端部の加工装置
【発明者】
【氏名】鬼頭 則俊
【氏名】伊藤 寛泰
- 【出願番号】特願２００１−２１２６５８（Ｐ２００１−２１２６５８）
【出願日】平成１３年７月１２日（２００１．７．１２）
【出願人】
【識別番号】０００１４９５０５
【氏名又は名称】株式会社大同機械製作所
- 【代理人】
【識別番号】１０００７６０４８
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 喜幾
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