專利名稱：螺紋成形方法、螺紋成形裝置及螺紋成形刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對金屬板形成用以緊固其他板材等的螺紋部的螺紋成形方法、螺紋成形裝置及螺紋成形刀具。
背景技術(shù)：
歷來，作為用以把車輛等使用的金屬板螺紋固定的方法，是采用對金屬板進行翻邊加工(burring)及螺紋加工，在該金屬板的規(guī)定位置形成螺紋部的螺紋部成形方法。
專利文獻1中公布了一種技術(shù)思想，是一種用于如上所述螺紋部成形的絲錐加工工具，具備在錐狀前端利用由于加壓與旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦熱使薄板塑性變形并斷裂、經(jīng)由翻邊加工形成底孔的穿孔部和在由該穿孔部形成的底孔中形成內(nèi)螺紋的絲錐加工部，在上述穿孔部形成絲錐加工面。
專利文獻1特開平5-253747號公報不過，上述現(xiàn)有構(gòu)成中，如圖16a所示，由于翻邊加工時，從穿孔部2對薄板3施加的按壓力大部分向該圖16a中箭頭所示方向、即斜下方作用，因此存在的問題是如圖14所示，螺紋部1前端部的板厚減少，內(nèi)螺紋的強度降低。另外，由于在加工工具的按壓速度為高速(例如，10mm/sec左右)的情況下，如圖15所示螺紋部1的形狀不均勻，前端發(fā)生破損等，因而存在著必須使加工工具的按壓速度為高速(例如，1.5mm/sec左右)、成形時間增加的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是鑒于這些現(xiàn)有的課題而產(chǎn)生的，其目的在于提供一種在相對于金屬板形成內(nèi)螺紋時能夠增加內(nèi)螺紋強度及加工速度的螺紋成形方法、螺紋成形裝置及螺紋成形刀具。
本發(fā)明的螺紋成形方法，其特征在于采用的螺紋成形刀具具有在錐狀前端部設(shè)有第一螺旋槽的底孔成形部、和與上述底孔成形部連接且設(shè)有第二螺旋槽的螺紋成形部，包括使上述螺紋成形刀具一邊旋轉(zhuǎn)一邊向金屬板按壓、利用上述底孔成形部在上述金屬板上形成孔的第一工序；和在上述第一工序后、旋轉(zhuǎn)上述螺紋成形刀具利用上述螺紋成形部在上述孔中形成內(nèi)螺紋的第二工序，上述第一工序和上述第二工序中相對于上述金屬板的上述第一螺旋槽軸向上的行進方向和上述第二螺旋槽軸向上的行進方向為相反方向。
根據(jù)這種構(gòu)成的方法，從底孔成形部向金屬板的按壓力方向?qū)χ路郊靶毕路疆a(chǎn)生，因而能夠確保底孔的板厚，能夠提高螺紋部的強度，同時能夠提高加工速度。
另外，在上述第一螺旋槽的螺旋方向和上述第二螺旋槽的螺旋方向為相方向的情況下，上述第一工序中上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向和上述第二工序中上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向為相反方向，從而，能夠利用1個螺紋成形刀具形成螺紋部。
再有，在上述第一螺旋槽的螺旋方向和上述第二螺旋槽的螺旋方向為相反方向的情況下，上述第一工序中上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向和上述第二工序中上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向為相同方向，從而，能夠減少加工工序，提高作業(yè)效率。
本發(fā)明的螺紋成形裝置，其特征在于具有用以在金屬板上形成內(nèi)螺紋的螺紋成形刀具、旋轉(zhuǎn)上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部和使上述螺紋成形刀具進退的進退驅(qū)動部，上述螺紋成形刀具具有在錐狀前端部設(shè)有第一螺旋槽的底孔成形部、和與上述底孔成形部連接且設(shè)有第二螺旋槽的螺紋成形部。
根據(jù)這種構(gòu)成的裝置，從底孔成形部向金屬板的按壓力方向?qū)χ路郊靶毕路疆a(chǎn)生，因而能夠確保底孔的板厚，能夠提高螺紋部的強度，同時能夠提高加工速度。
另外，在上述成形裝置中，具備控制上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部和上述進退驅(qū)動部的控制裝置，上述控制裝置可以控制上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，以使在向上述金屬板按壓上述螺紋成形刀具、利用上述底孔成形部在上述金屬板上形成孔的工序中上述第一螺旋槽軸向上的行進方向，相對于上述螺紋成形刀具對上述金屬板的按壓方向成為相反方向。
還有，上述螺紋成形裝置，具備控制上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部和上述進退驅(qū)動部的控制裝置，同時在上述第一螺旋槽的螺旋方向和上述第二螺旋槽的螺旋方向以相同方向構(gòu)成的情況下，上述控制裝置可以控制上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，以使上述螺紋成形刀具旋轉(zhuǎn)同時向金屬板按壓、利用上述底孔成形部在上述金屬板上形成孔的第一工序中上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向和在上述第一工序后、旋轉(zhuǎn)上述螺紋成形刀具利用上述螺紋成形部在上述孔中形成內(nèi)螺紋的第二工序中上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向成為相反方向。
再有，上述螺紋成形裝置，具備控制上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部和上述進退驅(qū)動部的控制裝置，同時在上述第一螺旋槽的螺旋方向和上述第二螺旋槽的螺旋方向以相反方向構(gòu)成的情況下，上述控制裝置可以控制上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，以使在一邊旋轉(zhuǎn)上述螺紋成形刀具一邊向金屬板按壓、利用上述底孔成形部在上述金屬板上形成孔的第一工序中上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向和在上述第一工序后、旋轉(zhuǎn)上述螺紋成形刀具利用上述螺紋成形部在上述孔中形成內(nèi)螺紋的第二工序中上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向成為相同方向。
本發(fā)明的螺紋成形刀具，其特征在于具有在錐狀前端部設(shè)有第一螺旋槽的底孔成形部和與上述底孔成形部連接且設(shè)有第二螺旋槽的螺紋成形部，上述第一螺旋槽的螺旋方向和上述第二螺旋槽的螺旋方向為相同方向或相反方向。
根據(jù)這種構(gòu)成的刀具，則能夠利用1個螺紋成形刀具進行底孔形成及螺紋形成。另外，利用上述第一螺旋槽，使從底孔成形部向金屬板的按壓力方向?qū)χ路郊靶毕路疆a(chǎn)生，因而能夠確保底孔的板厚。從而，能夠提高螺紋部的強度，同時能夠提高加工速度。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種在相對于金屬板形成內(nèi)螺紋時能夠增加螺紋強度及加工速度的螺紋成形方法及螺紋成形裝置。另外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種即使在相對于金屬板加工速度為高速的情況下也能夠形成具有足夠強度的內(nèi)螺紋的螺紋成形刀具。


圖1是具備螺紋成形裝置的機器人和控制器的簡式功能塊圖。
圖2是本發(fā)明的實施方式1的螺紋成形裝置的側(cè)視剖視圖。
圖3是實施方式1的螺紋成形刀具的放大正視圖。
圖4是表示實施方式1的螺紋成形方法的程序的流程圖。
圖5是表示利用電弧進行預熱的狀態(tài)的局部剖開立體圖。
圖6是表示在利用螺紋成形刀具產(chǎn)生摩擦熱的同時使填料熔化進行加厚的狀態(tài)的局部剖開立體圖。
圖7是表示在螺紋部加工位置形成孔的狀態(tài)的局部剖開立體圖。
圖8是表示在螺紋成形部形成內(nèi)螺紋狀態(tài)的局部剖開立體圖。
圖9是在螺紋成形刀具的軸和加工位置發(fā)生偏離時形成的歪曲螺紋部的剖視圖。
圖10是在螺紋成形刀具的軸和加工位置一致時形成的歪曲少的螺紋部的剖視圖。
圖11是本發(fā)明實施方式2的成形裝置的側(cè)視剖視圖。
圖12是實施方式2的螺紋成形刀具的放大正視圖。
圖13是表示實施方式2的螺紋成形方法的程序的流程圖。
圖14是利用現(xiàn)有方法形成的螺紋部的剖視圖。
圖15是利用現(xiàn)有方法形成且發(fā)生破損的螺紋部的剖視圖。
圖16，圖16a是表示利用現(xiàn)有方法形成底孔時的螺紋成形刀具的按壓方向的說明圖。圖16b是利用本發(fā)明形成底孔時的螺紋成形刀具的按壓方向的說明圖。
圖中，10a、10b-螺紋成形裝置，12-車架，14-螺紋部，16-機器人，20-控制器，32、33-螺紋成形刀具，34-卡盤，36-滾珠螺桿，36b、80b、81b、84b-螺旋槽，38-第一電動機，40-第二電動機，42-花鍵螺母，62-填料，64-輥機構(gòu)，68-正電極，69-負極板，70-負電極，80、81-前端部，80a、81a、84a-螺旋突起，82-圓柱部，84-螺紋成形部，100-孔，102-內(nèi)螺紋，A-電弧，P-螺紋部加工位置。
最佳實施方式以下，參照附圖，關(guān)于本發(fā)明的螺紋成形裝置及螺紋成形刀具的適宜實施方式、螺紋成形方法的實施例進行說明。
根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式1詳細敘述。圖1具備螺紋成形裝置的機器人和控制器的簡式功能塊圖。
如圖1所示，本實施方式的螺紋成形裝置10a是用以在主噴漆前車輛的作為金屬板的車架12的規(guī)定部位形成螺紋部14的組合型式的裝置，拆裝自由地設(shè)置在機器人16前端。機器人16為工業(yè)用的多關(guān)節(jié)型，螺紋成形裝置10a可以在機器人16的動作范圍內(nèi)以任意姿勢設(shè)定在任意位置。從而，螺紋成形裝置10a例如能夠與車架12上的門鉸鏈部12a和保險杠部12b對置地配置，能夠在這些部位形成螺紋部14。
車架12在搬送線18上被搬入，在機器人16附近臨時停止，利用照相機19進行準確的位置確認。并且，車架12進行了利用螺紋成形裝置10a形成螺紋部14的加工后，沿搬送線18被搬送到下一工序的工位，之后，在機器人16附近搬入未加工的下一個車架12。
機器人16及螺紋成形裝置10a，由作為控制裝置的控制器20控制?？刂破?0，包括根據(jù)規(guī)定的示教數(shù)據(jù)使機器人16動作的機器人驅(qū)動部22、驅(qū)動螺紋成形裝置10a內(nèi)第一電動機38及第二電動機40(參照圖2)的電動機控制24部、用以進給填料62(參照圖2)的填料進給控制部26和對填料62外加高電壓的電壓外加控制部28。另外，控制器20根據(jù)從照相機19獲得的圖像能夠進行車架12及螺紋部加工位置P的位置確認。
圖2表示本實施方式的螺紋成形裝置10a的側(cè)視剖視圖。如圖2所示，螺紋成形裝置10a，以殼體30為基座構(gòu)成，包括螺紋成形刀具32、保持該螺紋成形刀具32的卡盤34、與該卡盤34連接的滾珠螺桿36、旋轉(zhuǎn)該滾珠螺桿36的第一電動機38和使?jié)L珠螺桿36進退驅(qū)動的第二電動機40。還有，螺紋成形刀具32由例如高速工具鋼等金屬等構(gòu)成。還有，機器人16與殼體30側(cè)面連接。
第一電動機38及第二電動機40串聯(lián)排列配置，與滾珠螺桿36并聯(lián)。另外，在滾珠螺桿36的上端部設(shè)有用于止脫的止動塊41。
滾珠螺桿36由花鍵螺母42進退自由地軸支承，該花鍵螺母42介由帶輪44a、44b及帶46由第一電動機38旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。還有，帶輪44a、44b實現(xiàn)使第一電動機38的旋轉(zhuǎn)速度減速的作用。
另外，在花鍵螺母42上設(shè)有軸向循環(huán)的滾珠群48，該滾珠群48局部從花鍵螺母42內(nèi)面稍稍突出、并與滾珠螺桿36的多個花鍵槽36a卡合。并且，滾珠群48通過設(shè)置在花鍵螺母42內(nèi)的內(nèi)部通路而循環(huán)驅(qū)動?；谠摑L珠群48的滾動作用，滾珠螺桿36可以順暢地進退。另外，由于滾珠群48局部與花鍵槽36a卡合，因而花鍵螺母42由第一電動機38旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而，滾珠螺桿36與花鍵螺母42一起旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在此，花鍵螺母42介由軸承50及規(guī)定的托架支撐在殼體30上，可以順暢地旋轉(zhuǎn)。
另一方面，滾珠螺桿36由滾珠螺桿螺母52旋轉(zhuǎn)自由地軸支撐，該滾珠螺桿螺母52介由帶輪54a、54b及帶56由第二電動機40旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。還有，帶輪54a、54b實現(xiàn)使第二電動機40的旋轉(zhuǎn)速度減速的作用。
滾珠螺桿螺母52比花鍵螺母42靠上側(cè)，介由規(guī)定間隙串聯(lián)配置。在滾珠螺桿螺母52上設(shè)有螺旋狀循環(huán)的滾珠群58，該滾珠群58局部從滾珠螺桿螺母52內(nèi)面稍稍突出、并與滾珠螺桿36的多個花鍵槽36b卡合。該滾珠群58通過設(shè)置在滾珠螺桿螺母52內(nèi)的內(nèi)部通路而循環(huán)驅(qū)動。另外，由于滾珠群58局部與花鍵槽36b卡合，因而滾珠螺桿螺母52由第二電動機40旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而，滾珠螺桿36順暢地進退驅(qū)動滾珠螺桿螺母52。滾珠螺桿螺母52介由軸承60及規(guī)定的托架支撐在殼體30上，可以順暢地旋轉(zhuǎn)。
如上所述，第一電動機38及花鍵螺母42等作為螺紋成形裝置10a的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部發(fā)揮作用，另外，第二電動機40及滾珠螺桿螺母52等作為螺紋成形裝置10a的進退驅(qū)動部發(fā)揮作用。
再有，螺紋成形裝置10a，包括相對于車架12的螺紋部加工位置P進給填料62的輥機構(gòu)64、與構(gòu)成該輥機構(gòu)64的多個輥中的1個輥66連接的正電極68、在螺紋成形裝置10a下端部以螺紋部加工位置P為中心配置的多個負極板69。還有，各負極板69分別與負電極70連接，同時利用絕緣材料69a與殼體30絕緣。
在此，輥66為金屬制，填料62與正電極68電導通。另外，負極板69在彈簧72的作用下與車架12彈性接觸并電導通。并且，正電極68及負電極70與上述電壓外加控制部28連接，能夠?qū)ε渲迷诼菁y部加工位置P附近的填料62的前端部和車架12之間外加高電壓。
另外，在螺紋成形裝置10a下方設(shè)置絕緣內(nèi)筒74，螺紋成形刀具32在該絕緣內(nèi)筒74內(nèi)進退驅(qū)動。填料62通過向螺紋部加工位置P方向延展的絕緣管76內(nèi)而進給。
圖3表示實施方式的螺紋成形刀具32的放大正視圖。如圖2及圖3所示，螺紋成形刀具32包括錐狀前端部80、與該前端部80上方連接設(shè)置的圓柱部82和再與該圓柱部82連接設(shè)置的螺紋成形部84。
前端部80，為向下方尖的錐狀圓錐形。該前端部80是形成孔100的部分，孔100作為用以在車架12上形成內(nèi)螺紋的底孔(參照圖7)，圓柱部82其作用是使孔100的形狀穩(wěn)定化。這些前端部80及圓柱部82作為底孔成形部86一體構(gòu)成。
另外，在前端部80設(shè)有螺旋突起80a和在該螺旋突起80a的凹陷部分形成的螺旋槽80b。這些螺旋突起80a及螺旋槽80b與后述的用以形成內(nèi)螺紋的螺旋突起84a等不同，其設(shè)置是用于孔100形成時、所謂的翻邊加工時把車架12向下方推出。還有，螺旋突起80a及螺旋槽80b沒有必要一定設(shè)置在整個前端部80，可以只設(shè)置在該前端部局部80。
另外，還可以在前端部80形成用以提高該前端部80和車架12之間摩擦效果的鈍化加工和用以增加前端部80強度的超硬材料涂層等。
螺紋成形部84是用以在孔100中形成內(nèi)螺紋的部分，設(shè)有比圓柱部82大徑的螺旋突起84a和在該螺旋突起84a的凹陷部分形成的螺旋槽84b。還有，該螺旋突起84a及螺旋槽84b沒必要一定設(shè)置在整個螺紋成形部84，可以只設(shè)置在該螺紋成形部局部84。
另外，利用螺紋成形部84形成螺紋，必須在例如車架12為薄板的情況下等以該車架12材料作為螺紋部14(參照圖8)時才得以有效地運用，從而，優(yōu)選不用切削加工，而利用滾壓加工進行。還有，由于滾壓加工中與切削加工相比不發(fā)生切削屑，從而，能夠省略用以去除切削屑的工序和裝置等。
另外，本實施方式中，底孔成形部86的螺旋突起80a及螺旋槽80b的螺旋方向與螺紋成形部84的螺旋突起84a及螺旋槽84b的螺旋方向設(shè)定為相同方向。
在此，螺旋突起80a及螺旋槽80b與螺紋成形部84的螺旋突起84a及螺旋槽84b沒有必要一定為同節(jié)距，另外，螺旋突起80a的外徑，必須形成在利用螺紋成形部84形成內(nèi)螺紋后、從車架12部拉出螺紋成形刀具32之際不損壞上述內(nèi)螺紋的形狀。
還有，本實施方式中，螺紋成形部84和底孔成形部86一體構(gòu)成，不過，并不限定于此，也可以拆裝自由地構(gòu)成螺紋成形部84和底孔成形部86，在這種情況下，可以根據(jù)磨損的程度單獨地更換任意一方。
接著，根據(jù)圖4，對采用以上構(gòu)成的螺紋成形裝置10a、在車架12的螺紋部加工位置P形成螺紋部14(參照圖10)的螺紋成形方法進行說明。還有，按照以下說明中表述的步驟號碼順序施行處理。
圖4的步驟S1中，在機器人驅(qū)動部22的作用下，使機器人16動作，使螺紋成形裝置10a接近車架12，接觸負極板69。此時，使予設(shè)的螺紋部加工位置P配置在螺紋成形刀具32進退的軸上。
步驟S2中，如圖5所示，在填料進給控制部26的作用下，進給填料62，使該填料62前端部從絕緣管76內(nèi)突出后，在電壓外加控制部28的作用下，對正電極68外加高電壓，發(fā)生電弧A。在此，填料62的前端配置在螺紋部加工位置P附近，因而電弧A在填料62前端和螺紋部加工位置P之間發(fā)生，利用該電弧A預熱并軟化螺紋部加工位置P。而且，經(jīng)過規(guī)定時間后，停止高電壓的外加，滅掉電弧A。
另外，步驟S2中，也可以按照與半自動電弧焊接相同的要領(lǐng)，利用填料62發(fā)生電弧A，同時使該填料62熔化，相對于螺紋部加工位置P進行加厚處理。這種情況下，后述的步驟S5的加厚處理可以省略。
步驟S3中，使?jié)L珠螺桿36及螺紋成形刀具32在第一電動機38的作用下高速旋轉(zhuǎn)，同時在第二電動機40的作用下向下方驅(qū)動。此時，第二電動機40對應于第一電動機38的旋轉(zhuǎn)速度進行速度控制，以使螺紋成形刀具32以適當?shù)乃俣冗M行。
還有，本實施方式中設(shè)置在底孔成形部86的螺旋突起80a及螺旋槽80b，如上所述，順著與設(shè)置在螺紋成形部84的螺旋突起84a及螺旋槽84b相同方向形成螺旋。從而，這種情況下的螺紋成形刀具32的旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)定為與后述的由螺紋成形部84形成內(nèi)螺紋時的旋轉(zhuǎn)方向(以下，作為順方向)相反的旋轉(zhuǎn)方向(以下，作為反方向)。
從而，在后述步驟S6的孔100形成時，如圖16b所示，從前端部80向車架12的按壓力的方向?qū)χ路?行進方向)及斜下方發(fā)生。從而，可以一邊向下方按車架12一邊擴徑，能夠形成如圖10所示的大致碗狀的孔100及螺紋部14。
步驟S4中，如圖6所示，螺紋成形刀具32的前端部80與螺紋部加工位置P抵接后，驅(qū)動第二電動機40進行加壓力控制，使螺紋成形刀具32以適當?shù)牧Π磯郝菁y部加工位置P，利用摩擦熱對螺紋部加工位置P加熱。
步驟S5中，在填料進給控制部26的作用下，再次進給填料62，使該填料62前端與螺紋部加工位置P抵接。螺紋部加工位置P被加熱到高溫，從而填料62熔化，螺紋部加工位置P被加厚，獲得加厚部101。填料62進給規(guī)定量后，被稍稍拉回而退避。
還有，螺紋部加工位置P的板厚厚時，可以省略步驟S5中由于填料供給而產(chǎn)生的加厚。
步驟S6中，如圖7所示，維持著螺紋成形刀具32的旋轉(zhuǎn)，一邊發(fā)生摩擦熱一邊再往前前進、形成孔100。起初，孔100由前端部80的最前部形成，之后，經(jīng)由該前端部80的錐面擴徑，再貫通插入圓柱部82，從而，形狀穩(wěn)定化。
在此，在前端部80設(shè)置螺旋突起80a及螺旋槽80b，且前端部80的旋轉(zhuǎn)方向為相反方向，因而，如上所述，形成圖10所示那樣的大致碗狀的孔100。從而，在孔100周圍，如圖7中所示，確保均勻且足夠的板厚W和足夠的深度D。
另外，根據(jù)本實施方式，在孔100周圍確保足夠的板厚，因而，可以高速(例如，10mm/sec左右)驅(qū)動前端部80的按壓速度，能夠期待加工速度及作業(yè)效率的提高。
步驟S7中，保持著螺紋成形刀具32旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，利用電動機控制部24使第二電動機40向與上述步驟S6中的旋轉(zhuǎn)方向相反方向旋轉(zhuǎn)，使螺紋成形刀具32向上方驅(qū)動微小距離，比車架12拔高一些，接著，使第一電動機38向與上述步驟S6中的旋轉(zhuǎn)方向相反方向旋轉(zhuǎn)，使螺紋成形刀具32順方向旋轉(zhuǎn)。
而當螺紋成形刀具32在車架12內(nèi)與該車架12接觸之際，若使螺紋成形刀具32的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)，則由于在該反轉(zhuǎn)動作的途中螺紋成形刀具32的旋轉(zhuǎn)暫時為零而發(fā)生磨擦熱，從而，車架12收縮，有發(fā)生螺紋成形刀具32被該車架12咬住這樣不合理情況的危險。不過，由于本實施方式中，如上所述，在保持螺紋成形刀具32旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，使其向上方驅(qū)動、比車架12拔高，接著使螺紋成形刀具32的旋轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，因而能夠防止如上所述那樣不合理情況的發(fā)生。
步驟S8中，利用電動機控制部24在保持第一電動機38的旋轉(zhuǎn)方向為順方向的狀態(tài)下，使第二電動機40的旋轉(zhuǎn)方向反旋轉(zhuǎn)，使螺紋成形刀具32向下方驅(qū)動。并且，圓柱部82被插入孔100中后，降低第一電動機38的旋轉(zhuǎn)速度，低速旋轉(zhuǎn)滾珠螺桿36及螺紋成形刀具。另外，控制第二電動機40的轉(zhuǎn)數(shù)，當螺紋成形刀具32每轉(zhuǎn)1圈時，使該螺紋成形刀具32只前進螺紋成形部84的螺旋突起84a節(jié)距t(參照圖7)這樣保持同步。從而，如圖8所示，使螺旋突起84a與孔100旋合這樣進行絲錐加工，形成具有內(nèi)螺紋102的螺紋部14。
步驟S9中，使第一電動機38及第二電動機40反旋轉(zhuǎn)，從螺紋部14拔出螺紋成形刀具32。此時，使第一電動機38及第二電動機40同步，當螺紋成形刀具32每轉(zhuǎn)1圈時，使該螺紋成形刀具32只后退節(jié)距t這樣保持同步。在螺紋成形部84從螺紋部14拔出后，可使螺紋成形刀具32高速后退。
其后，通過使機器人16動作從而使螺紋成形裝置10a從車架離開間隔。在形成多個螺紋部14的情況下，使螺紋成形裝置10a向下一個螺紋部加工位置P移動，按照同樣的程序繼續(xù)進行加工即可。
還有，步驟S2及步驟S4中車架12通過加熱而進行的軟化處理，如上所述，除了施行步驟S2、S4兩步驟以外，也可以選擇性施行任意一個步驟。
另外，步驟S2及步驟S5中通過填料62帶來的加厚，沒有必要一定進行，在車架12板厚足夠的情況等時可以省略。
如以上，根據(jù)本實施方式的螺紋成形裝置10a，使螺紋成形刀具32一邊旋轉(zhuǎn)一邊對螺紋部加工位置P進行按壓，利用具備螺旋突起80a及螺旋槽80b的前端部80在螺紋部加工位置P形成孔100。從而，能夠充分確?？?00的板厚，從而可以高速驅(qū)動前端部80的按壓速度，能夠提高加工速度。
另外，螺紋成形刀具32上的底孔成形部86和螺紋成形部84的螺旋方向相同，因此，螺紋成形刀具32的制作容易。
另外，在如上所述的具有足夠板厚的孔100中，利用螺紋成形部84形成內(nèi)螺紋102，從而，能夠獲得大致碗狀且均勻的螺紋部14，能夠提高螺紋部14的強度。
還有，供給填料62進行加厚，因此，即使在螺紋部加工位置P的板厚薄的情況下，也可以適用，可獲得強度高的螺紋部14。
再有，發(fā)生電弧A迅速進行螺紋部加工位置P的預熱，因此，能夠縮短使螺紋成形刀具32一邊按壓一邊旋轉(zhuǎn)而發(fā)生摩擦熱的時間，其結(jié)果是能夠縮短加工時間。另外，螺紋成形刀具32相對于螺紋部加工位置P的按壓力及發(fā)生熱量很小就夠了，相對于螺紋成形刀具32的熱負載及應力降低，能夠謀求高壽命化，同時能夠降低車架12的變形量。
另外，作為發(fā)生電弧A的裝置，采用填料62，因此，不需要作為加熱裝置的焊炬等，構(gòu)成簡便，而且，不需要使加熱裝置相對于螺紋部加工位置P接近或退避的機構(gòu)及工序。
而在螺紋成形刀具32的軸與加熱位置偏離的情況下，如圖9所示，加熱充分的部分B1發(fā)生大變形，加熱不充分的部分B2變形小，孔100成為歪曲的形狀。不過，本實施方式中的螺紋成形裝置10a中，用以發(fā)生電弧A的填料62的前端部配置在螺紋部加工位置P的略上方，因此，能夠以螺紋部加工位置P作為大致中心進行加熱。從而，如圖10所示，可以形成歪曲少的螺紋部14。
接下來，參照圖11對本發(fā)明的實施方式2進行說明。圖11表示實施方式2的螺紋成形裝置10b的側(cè)剖視圖。還有，圖11中，與上述實施方式1中的螺紋成形裝置10a附以相同符號的，是相同或同樣的構(gòu)成，實現(xiàn)相同或同樣的功能及效果，其詳細說明省略。
螺紋成形裝置10b與上述螺紋成形裝置10a比較時，不同點是取代螺紋成形刀具32而具備螺紋成形刀具33。
圖12表示螺紋成形刀具33的放大正視圖。如圖11及圖12所示，螺紋成形刀具33具有錐狀前端部81、具備與該前端部81上方連接設(shè)置的圓柱部82的底孔成形部87、與其再上方連接設(shè)置的螺紋成形部84。
前端部80，與實施方式1的前端部80比較，不同點在于螺旋突起81a和螺旋槽81b的螺旋方向為反方向。即，本實施方式中的螺紋成形刀具33中，其構(gòu)成是底孔成形部87上的螺旋突起81a及螺旋槽81b的螺旋方向，與螺紋成形部84上的螺旋突起84a及螺旋槽84b的螺旋方向為相反方向。
接下來，根據(jù)圖13，對采用以上構(gòu)成的螺紋成形裝置10b、在車架12的螺紋部加工位置P形成螺紋部14(參照圖10)的螺紋成形方法進行說明。圖13是表示本實施方式的螺紋成形方法的程序的流程圖。還有，圖13的流程圖與圖4的流程圖，除了取代步驟S3施行步驟S30、省略步驟S7這些點不同以外，施行同樣的步驟，從而，省略詳細說明。
步驟S30中，使?jié)L珠螺桿36及螺紋成形刀具32在第一電動機38的作用下高速旋轉(zhuǎn)，同時在第二電動機40的作用下向下方驅(qū)動。此時，第二電動機40對應于第一電動機38的旋轉(zhuǎn)速度進行速度控制，以使螺紋成形刀具33以適當?shù)乃俣惹斑M。
還有，本實施方式中設(shè)置在底孔成形部87的螺旋突起81a及螺旋槽81b，如上所述，順著與設(shè)置在螺紋成形部84的螺旋突起84a及螺旋槽84b相反方向形成螺旋，因而，這種情況下的螺紋成形刀具33的旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)定為由螺紋成形部84形成內(nèi)螺紋時的旋轉(zhuǎn)方向、即順方向。從而，在孔100形成時，從前端部81向車架12的按壓力的方向?qū)χ路?行進方向)及斜下方發(fā)生，從而，本實施方式中也可以形成如圖10所示的大致碗狀的孔100及螺紋部14。
如此，根據(jù)本實施方式的螺紋成形裝置10b，由于采用如上所述的螺紋成形刀具33形成螺紋部14，從而，與上述實施方式1相比，能夠省略在底孔形成時(步驟S6)與螺紋成形時(步驟S8)之間、使螺紋成形刀具一邊反旋轉(zhuǎn)一邊向上方驅(qū)動微小距離的工序(步驟S7)，可以使螺紋成形裝置10b的控制簡約化，同時縮短加工時間。
以上，根據(jù)各實施方式說明了本發(fā)明，不過，并不限定于此，只要不脫離本發(fā)明的宗旨，當然可以采用各種構(gòu)成。
例如，在上述各實施方式中，對為了對螺紋部加工位置P預熱而發(fā)生電弧A的例子進行了說明，不過，該加熱裝置也可以是焊炬等。另外，也可以把加熱裝置設(shè)置在螺紋部加工位置P的里面，從里面進行預熱。
另外，上述各實施方式中的螺紋成形刀具32、33上的圓柱部82沒有必要一定設(shè)置，可以根據(jù)使用條件等省略。
還有，上述各實施方式中的螺紋成形裝置，可以考慮使用方式和設(shè)置場所、甚至制造成本等而選擇性適用。
權(quán)利要求
1.一種螺紋成形方法，其特征在于，采用的螺紋成形刀具具有在錐狀前端部設(shè)有第一螺旋槽的底孔成形部、和與上述底孔成形部接連且設(shè)有第二螺旋槽的螺紋成形部，并且包括使上述螺紋成形刀具一邊旋轉(zhuǎn)一邊向金屬板按壓，利用上述底孔成形部在上述金屬板上形成孔的第一工序；和在上述第一工序后，旋轉(zhuǎn)上述螺紋成形刀具利用上述螺紋成形部在上述孔中形成內(nèi)螺紋的第二工序，上述第一工序和上述第二工序中的相對于上述金屬板上述第一螺旋槽在軸向上的行進方向和上述第二螺旋槽軸向上的行進方向為相反方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋成形方法，其特征在于，上述第一螺旋槽的螺旋方向和上述第二螺旋槽的螺旋方向為相同方向，上述第一工序中的上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向和上述第二工序中的上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向為相反方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋成形方法，其特征在于，上述第一螺旋槽的螺旋方向和上述第二螺旋槽的螺旋方向為相反方向，上述第一工序中的上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向和上述第二工序中的上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向為相同方向。
4.一種螺紋成形裝置，其特征在于，具有用以在金屬板上形成內(nèi)螺紋的螺紋成形刀具、使上述螺紋成形刀具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部、和使上述螺紋成形刀具進退的進退驅(qū)動部，并且，上述螺紋成形刀具具有在錐狀前端部設(shè)有第一螺旋槽的底孔成形部、和與上述底孔成形部接連且設(shè)有第二螺旋槽的螺紋成形部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺紋成形裝置，其特征在于，具有控制上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部和上述進退驅(qū)動部的控制裝置，上述控制裝置控制上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，以使在向上述金屬板按壓上述螺紋成形刀具并利用上述底孔成形部在上述金屬板上形成孔的工序中上述第一螺旋槽軸向上的行進方向，相對于上述螺紋成形刀具對上述金屬板的按壓方向為相反方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺紋成形裝置，其特征在于，具備控制上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部和上述進退驅(qū)動部的控制裝置，并且，上述第一螺旋槽的螺旋方向和上述第二螺旋槽的螺旋方向以相同方向構(gòu)成，上述控制裝置控制上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，以使一邊使上述螺紋成形刀具旋轉(zhuǎn)一邊將上述螺紋成形刀具向上述金屬板按壓從而利用上述底孔成形部在上述金屬板上形成孔的第一工序中的上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向、和在上述第一工序后使上述螺紋成形刀具旋轉(zhuǎn)從而利用上述螺紋成形部在上述孔中形成內(nèi)螺紋的第二工序中的上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向為相反方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺紋成形裝置，其特征在于，具備控制上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部和上述進退驅(qū)動部的控制裝置，并且上述第一螺旋槽的螺旋方向和上述第二螺旋槽的螺旋方向以相反方向構(gòu)成，上述控制裝置控制上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，以使一邊使上述螺紋成形刀具旋轉(zhuǎn)一邊將上述螺紋成形刀具向上述金屬板按壓從而利用上述底孔成形部在上述金屬板上形成孔的第一工序中的上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向、和在上述第一工序后使上述螺紋成形刀具旋轉(zhuǎn)從而利用上述螺紋成形部在上述孔中形成內(nèi)螺紋的第二工序中的上述螺紋成形刀具的旋轉(zhuǎn)方向為相同方向。
8.一種螺紋成形刀具，其特征在于，具有在錐狀前端部設(shè)有第一螺旋槽的底孔成形部、和與上述底孔成形部接連且設(shè)有第二螺旋槽的螺紋成形部，上述第一螺旋槽的螺旋方向和上述第二螺旋槽的螺旋方向為相同方向或相反方向。
全文摘要
以高作業(yè)效率相對于金屬板形成具有內(nèi)螺紋的螺紋部。螺紋成形裝置(10a)具有用以在車架(12)上形成螺紋部(14)的螺紋成形刀具(32)、旋轉(zhuǎn)控制螺紋成形刀具(32)的第一電動機(38)和進退控制螺紋成形刀具(32)的第二電動機(40)。另外，螺紋成形刀具(32)具有在錐狀前端部(80)設(shè)有螺旋槽(80b)的底孔成形部(86)和與該底孔成形部(86)連接構(gòu)成的設(shè)有螺旋槽(84b)的螺紋成形部(84)。
文檔編號B23G5/00GK1958205SQ200610142948
公開日2007年5月9日 申請日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月1日
發(fā)明者藤內(nèi)啟輝, 村川敏浩, 高橋直樹 申請人:本田技研工業(yè)株式會社