CN102658345B - 轧制模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轧制模具，其实用性极其优异，能够尽可能地抑制退让部处的被轧制部件与模具的轧制齿模之间的干涉，从而防止在被轧制部件的齿面产生损伤。所述轧制模具通过使轧制齿模与被轧制部件的外周面抵接来使该外周面塑性变形，从而轧制出期望的齿形，所述轧制齿模由切削部(A)、精加工部(B)和退让部(C)构成，在所述退让部(C)设置齿厚渐减部，该齿厚渐减部是预定高度位置处的所述轧制齿模的各齿部(1)的齿厚(T)从轧制方向起始端侧朝轧制方向终端侧逐渐减薄的部分，该齿厚渐减部构成为所述退让部(C)处的靠所述轧制方向终端侧的齿厚(T)的逐渐减薄程度比靠所述轧制方向起始端侧的齿厚(T)的逐渐减薄程度大。

Description

轧制模具

技术领域

本发明涉及轧制模具(rolling dies)。

背景技术

以往，提出有轧制平模具(形成有切削部、精加工部和退让部)以及其他的轧制模具，所述轧制平模具利用形成于轧制模具的轧制齿模夹着大致圆筒形状的被轧制部件(工件)，一边使该被轧制部件旋转一边施加压力，由此塑性加工出蜗杆或螺杆的齿形(螺纹牙)(例如参照专利文献1)。

在轧制加工中，通常利用退让部一点一点地释放在利用轧制模具的切削部及精加工部进行加工时对被轧制部件施加的负载。例如使退让部的形状倾斜，以使得轧制加工越推进(越靠轧制方向终端侧)所述轧制齿模(齿顶)越从被轧制部件离开，即通过平缓地进行退让来一点一点地释放所述负载，使得渐渐地产生被轧制部件欲返回到加工前的状态的现象(回弹)。通常，所述退让部的轧制齿模(齿顶)以单级倾斜的形态形成。通过使退让部成为这样的形状，能够防止被轧制部件的外形变得大致椭圆等形状不良，这点是已知的。

此外，利用轧制模具进行塑性加工的蜗杆及螺杆等因其齿形规格的不同而容易在被轧制部件的齿面产生损伤。

齿面产生了损伤的轧制品存在如下等很多的问题：在使用时，该轧制品与配合部件之间的干涉所产生的动作声音(振动声音)变大；振动幅度变大；影响配合部件的磨损寿命。

专利文献1：日本特开平10-113740号公报

发明内容

本发明的发明者等经过多方研究，结果发现在轧制模具的退让部处上述被轧制部件的齿面产生了损伤，为解决该问题而完成了本发明，本发明提供一种实用性极其优异的轧制模具，其能够尽可能地抑制退让部处的被轧制部件与模具的轧制齿模之间的干涉，从而防止在被轧制部件的齿面产生损伤。

参照附图对本发明的主旨进行说明。

本发明的第一方面涉及一种轧制模具，其通过使轧制齿模与被轧制部件的外周面抵接来使该外周面塑性变形，从而轧制出期望的齿形，其特征在于，所述轧制齿模由切削部A、精加工部B和退让部C构成，在所述退让部C设有齿厚渐减部，该齿厚渐减部是预定高度位置处的所述轧制齿模的各齿部1的齿厚T从轧制方向起始端侧朝轧制方向终端侧逐渐减薄的部分，该齿厚渐减部构成为：所述退让部C处的靠所述轧制方向终端侧的齿厚T的逐渐减薄程度比靠所述轧制方向起始端侧的齿厚T的逐渐减薄程度大。

并且，本发明的第二方面所涉及的轧制模具在第一方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，所述退让部C处的所述轧制齿模的齿根2朝向轧制方向终端侧向下倾斜。

并且，本发明的第三方面所涉及的轧制模具在第二方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，所述退让部C的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿顶位置构成为：比所述精加工部B的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿顶位置低，且低出的量为所述轧制齿模在精加工部B处的齿高L的0.08倍～0.3倍。

并且，本发明的第四方面所涉及的轧制模具在第二方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，所述退让部C的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置构成为：比所述精加工部B的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置低，且低出的量为所述轧制齿模在精加工部B处的齿高L的0.1倍～0.4倍。

并且，本发明的第五方面所涉及的轧制模具在第三方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，所述退让部C的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置构成为：比所述精加工部B的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置低，且低出的量为所述轧制齿模在精加工部B处的齿高L的0.1倍～0.4倍。

并且，本发明的第六方面所涉及的轧制模具在第四方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，在所述退让部C的轧制方向起始端侧设有第一齿厚渐减部，在所述退让部C的轧制方向终端侧设有第二齿厚渐减部，所述第一齿厚渐减部的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置构成为：比所述精加工部B的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置低，且低出的量为所述轧制齿模在精加工部B处的齿高L的0.05倍～0.2倍，所述第二齿厚渐减部的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置构成为：比所述第一齿厚渐减部的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置低，且低出的量为所述轧制齿模在精加工部B处的齿高L的0.05倍～0.2倍。

并且，本发明的第七方面所涉及的轧制模具在第五方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，在所述退让部C的轧制方向起始端侧设有第一齿厚渐减部，在所述退让部C的轧制方向终端侧设有第二齿厚渐减部，所述第一齿厚渐减部的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置构成为：比所述精加工部B的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置低，且低出的量为所述轧制齿模在精加工部B处的齿高L的0.05倍～0.2倍，所述第二齿厚渐减部的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置构成为：比所述第一齿厚渐减部的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置低，且低出的量为所述轧制齿模在精加工部B处的齿高L的0.05倍～0.2倍。

并且，本发明的第八方面所涉及的轧制模具在第六方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，该轧制模具设有作为所述第一齿厚渐减部的第一倾斜部4和作为所述第二齿厚渐减部的第二倾斜部5，在所述第一倾斜部4，所述轧制齿模的齿根2以预定的第一倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜，在所述第二倾斜部5，所述轧制齿模的齿根2以比所述第一倾斜部4的倾斜程度大的程度向下倾斜。

并且，本发明的第九方面所涉及的轧制模具在第七方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，该轧制模具设有作为所述第一齿厚渐减部的第一倾斜部4和作为所述第二齿厚渐减部的第二倾斜部5，在所述第一倾斜部4，所述轧制齿模的齿根2以预定的第一倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜，在所述第二倾斜部5，所述轧制齿模的齿根2以比所述第一倾斜部4的倾斜程度大的程度向下倾斜。

并且，本发明的第十方面所涉及的轧制模具在第八方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，该轧制模具设有作为所述第一齿厚渐减部的第一倾斜部4和作为所述第二齿厚渐减部的第二倾斜部5，在所述第一倾斜部4，所述轧制齿模的齿根2以预定的第一倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜，在所述第二倾斜部5，所述轧制齿模的齿根2以比所述第一倾斜角度大的第二倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜。

并且，本发明的第十一方面所涉及的轧制模具在第九方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，该轧制模具设有作为所述第一齿厚渐减部的第一倾斜部4和作为所述第二齿厚渐减部的第二倾斜部5，在所述第一倾斜部4，所述轧制齿模的齿根2以预定的第一倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜，在所述第二倾斜部5，所述轧制齿模的齿根2以比所述第一倾斜角度大的第二倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜。

并且，本发明的第十二方面所涉及的轧制模具在第三至第十一方面中任一方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，所述退让部C的所述轧制齿模的齿顶3的倾斜角度设定成与所述第一倾斜部4的所述轧制齿模的齿根2的所述第一倾斜角度相同的角度、或设定成比所述第一倾斜角度大的角度。

并且，本发明的第十三方面所涉及的轧制模具在第一至第十一方面中任一方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，在所述退让部C的所述轧制齿模的齿顶3设有大致平面状或曲面状的倒角部7。

并且，本发明的第十四方面所涉及的轧制模具在第十二方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，在所述退让部C的所述轧制齿模的齿顶3设有大致平面状或曲面状的倒角部7。

并且，本发明的第十五方面所涉及的轧制模具在第十三方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，在所述退让部C的轧制方向终端位置，所述倒角部7在与轧制方向垂直的截面的齿厚方向以0.05mm以上的宽度被倒角，并且所述倒角部7从所述退让部C的轧制方向终端位置起在轧制方向的设置范围至少在3mm的长度和被轧制部件的外周长的四分之一长度中较短的长度以上。

并且，本发明的第十六方面所涉及的轧制模具在第十四方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，在所述退让部C的轧制方向终端位置，所述倒角部7在与轧制方向垂直的截面的齿厚方向以0.05mm以上的宽度被倒角，并且所述倒角部7从所述退让部C的轧制方向终端位置起在轧制方向的设置范围至少在3mm的长度和被轧制部件的外周长的四分之一长度中较短的长度以上。

并且，本发明的第十七方面所涉及的轧制模具在第一至第十一方面中任一方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，该轧制模具用于形成蜗杆，所述轧制齿模的齿部1的压力角α设定在3°～25°。

并且，本发明的第十八方面所涉及的轧制模具在第十二方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，该轧制模具用于形成蜗杆，所述轧制齿模的齿部1的压力角α设定在3°～25°。

并且，本发明的第十九方面所涉及的轧制模具在第十三方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，该轧制模具用于形成蜗杆，所述轧制齿模的齿部1的压力角α设定在3°～25°。

并且，本发明的第二十方面所涉及的轧制模具在第十四方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，该轧制模具用于形成蜗杆，所述轧制齿模的齿部1的压力角α设定在3°～25°。

并且，本发明的第二十一方面所涉及的轧制模具在第十五方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，该轧制模具用于形成蜗杆，所述轧制齿模的齿部1的压力角α设定在3°～25°。

并且，本发明的第二十二方面所涉及的轧制模具在第十六方面所述的轧制模具的基础上，其特征在于，该轧制模具用于形成蜗杆，所述轧制齿模的齿部1的压力角α设定在3°～25°。

由于本发明以上述方式构成，因此形成实用性极其优异的轧制模具，其能够尽可能地抑制退让部处的被轧制部件与模具的轧制齿模之间的干涉，从而防止在被轧制部件的齿面产生损伤。

附图说明

图1是平模具的概要说明立体图。

图2是本实施例的结构概要说明侧视图。

图3是本实施例的主要部分的放大概要说明侧视图。

图4是现有例的主要部分的放大概要说明侧视图。

图5是本实施例的精加工部的轧制方向终端位置的概要说明横剖视图。

图6是本实施例的退让部中的第一倾斜部的概要说明立体图。

图7是本实施例的退让部(第一倾斜部和第二倾斜部)的概要说明立体图。

图8是其他例1的概要说明立体图。

图9是其他例2的放大概要说明侧视图。

图10是其他例3的放大概要说明侧视图。

图11是其他例4的第二倾斜部的轧制方向终端位置部分的概要说明立体图。

图12是往复轧制用的平模具示例和往复轧制加工的概要说明图。

图13是其他例5的结构概要说明侧视图。

图14是示出实验例的实验条件及实验结果的表。

图15是示出齿面产生了损伤的示例(a)以及齿面未产生损伤的示例(b)的照片。

标号说明

1：齿部；2：齿根；3：齿顶；4：第一倾斜部；5：第二倾斜部；7：倒角部；A：切削部；B：精加工部；C：退让部；L：齿高；T：齿厚；α：压力角。

具体实施方式

根据附图示出本发明的作用并对本发明的优选实施方式简单地进行说明。

利用一对轧制模具夹持被轧制部件来进行轧制加工。在此，在利用切削部A以及精加工部B进行加工后，当在退让部C处释放对被轧制部件施加的负载时，在靠轧制方向起始端侧的齿厚渐减部一点一点地释放负载(使被轧制部件的外形不成为大致椭圆形状)，在靠轧制方向终端侧的齿厚渐减部一下子释放负载，从而能够使被轧制部件的回弹部分退到轧制齿模在齿厚方向产生的间隙中(在靠轧制方向终端侧的齿厚渐减部齿厚更薄，因此，在该靠轧制方向终端侧的齿厚渐减部，轧制齿模与被轧制部件之间的间隙变大)。由此，能够尽可能地抑制被轧制部件与轧制齿模之间的干涉。

[实施例]

根据附图对本发明的具体的实施例进行说明。

本实施例是一种轧制模具，其通过使轧制齿模与被轧制部件的外周面抵接而使该外周面塑性变形，从而轧制出期望的齿形，所述轧制齿模由切削部A、精加工部B和退让部C构成，具体如图1、图2所示，从轧制方向起始端侧起依次连续地形成切削部A、精加工部B和退让部C，所述退让部C设有齿厚渐减部，该齿厚渐减部是预定高度位置(以模具底面6作为基准面的情况下的、从齿顶到齿根的齿高区域内的预定位置，例如图7中的直线D)处的所述轧制齿模的各齿部1的齿厚T从轧制方向起始端侧朝向轧制方向终端侧逐渐减薄的部分，该齿厚渐减部构成为：在所述退让部C中的靠所述轧制方向终端侧的齿厚T的逐渐减薄的程度比靠所述轧制方向起始端侧的齿厚T的逐渐减薄的程度大。这里所说的齿厚T的逐渐减薄的程度以轧制方向的预定长度上的齿厚T的减少量来表示。

具体来说，本实施例是如图1所示的平模具X，将被轧制部件夹在相对于被轧制部件以预定间隔对置地配置的一对平模具X的对置面之间，一边使该被轧制部件旋转一边对其施加压力，从而形成蜗杆或螺杆的齿形(螺纹牙)。

具体来说，平模具X具有轧制齿模，将平模具X的不设置该轧制齿模的底面6设定为模具基准面，将多条齿部1以隔开预定间隔并相对于轧制方向斜行的状态并列设置于该底面6的相反侧的上表面，从而形成了轧制齿模，该平模具X的轧制齿模从轧制方向起始端侧起依次连续地设有相对于轧制方向的倾斜角度分别不同的切削部A、精加工部B、以及退让部C。此外，通过对外形预先被加工成预定尺寸的模具母材进行磨削加工而形成了轧制齿模。

精加工部B在轧制方向沿着与底面6(模具基准面)平行的面，切削部A沿着越朝向轧制方向起始端侧越向底面侧倾斜的面，退让部C沿着越朝向轧制方向终端侧越向底面侧倾斜的面。

因此，通过使对置地配置的一对平模具X彼此朝相反方向相对移动，在切削部A、精加工部B、以及退让部C处间隔变得不同(具体来说，在精加工部B处间隔最窄)，被该一对平行模具X所夹的被轧制部件一边旋转一边被施加压力，从而形成蜗杆或螺杆的齿形(螺纹牙)。

在本实施例中，齿部1的形状为这样的形状：越朝向齿顶侧其厚度(齿厚T)越小，截面呈大致梯形或大致三角形，另一方面，齿槽的形状为这样的形状：越朝向齿根侧其宽度越小，截面呈大致梯形或大致三角形。此外，齿根2的角部朝齿部1侧凸出，截面呈大致圆弧形(大致是半径为R的圆弧形)。

对各部分具体地进行说明。

在本实施例中，在退让部C的轧制方向起始端侧设有第一齿厚渐减部，在该第一齿厚渐减部，所述齿厚T以预定的逐渐减薄程度逐渐减薄，在该第一齿厚渐减部的轧制方向终端侧连续设置有第二齿厚渐减部，在该第二齿厚渐减部，所述齿厚T以比该第一齿厚渐减部的逐渐减薄程度大的逐渐减薄程度逐渐减薄。

具体来说，如图2、3所示，连续设置第一倾斜部4和第二倾斜部5，该第一倾斜部4处，作为第一齿厚渐减部的轧制齿模的齿根2以预定的第一倾斜角度β1呈大致直线状地向下倾斜，该第二倾斜部5处，作为第二齿厚渐减部的轧制齿模的齿根2以比第一倾斜部4的倾斜程度大的程度向下倾斜。更具体地来说，本实施例的齿厚渐减部连续设置了所述第一倾斜部4和第二倾斜部5，该第二倾斜部5以比第一倾斜角度β1大的第二倾斜角度β2呈大致直线状地向下倾斜。这里所说的倾斜程度是以轧制方向的预定长度上的齿厚2的降低量来表示的，对呈大致直线状地向下倾斜的齿厚渐减部(倾斜部)也可以如上述那样用倾斜角度(β1、β2等)来表示。

此外，齿厚渐减部也可以如图8所示那样，不使齿根倾斜而减薄齿部1的齿厚本身(从退让部的中途使磨削磨具在齿厚方向等移动来进行减薄加工)，也可以如图9所示那样，使齿根不是直线倾斜而是形成为向模具齿顶方向凸出的曲线状。此外，也可以如图10所示那样，在第一倾斜部4与第二倾斜部5之间设置第三倾斜部8等，从而形成不限于两级而以三级以上的方式进行退让的形状。该图10示出了这样的方式：由第一倾斜部4和第三倾斜部8构成靠轧制方向起始端侧的第一齿厚渐减部，由第二倾斜部5构成靠轧制方向终端侧的第二齿厚渐减部。

此外，在如图4所示的那样的现有的通常的平模具X’中，精加工部B’的齿顶3’与齿根2’是平行的，该精加工部B’的轧制方向长度为被轧制部件旋转1.5周的长度，退让部C’的齿顶3’及齿根2’处的倾斜部(齿厚渐减部)仅为一级，该退让部C’的轧制方向长度设定为被轧制部件旋转2周的长度。关于该点，在本实施例中，如图3所示，精加工部B(齿顶3与齿根2平行的部分)的轧制方向长度(区间G)同样为被轧制部件旋转1.5周的长度，而关于退让部C，齿根2为如下的结构。即，由于在第一倾斜部4的区间H一点一点释放施加到被轧制部件的负载，因此第一倾斜部4的区间H的长度设定得比第二倾斜部5的区间I的长度长，且在被轧制部件旋转2周的长度以上，由于在第二倾斜部5的区间I一下子释放负载，因此第二倾斜部5的区间I的长度设定在被轧制部件旋转2周的长度以内。具体来说，第一倾斜部4的区间H的长度为被轧制部件旋转3周的长度，第二倾斜部5的区间I的长度为被轧制部件旋转1周的长度。若区间H的长度不足被轧制部件旋转2周的长度，则施加到被轧制部件的负载几乎未释放而仍保留，在第二倾斜部5，由于一下子释放了剩余的负载，因此被轧制部件有可能变成椭圆，因此区间H为被轧制部件旋转2周至4周的长度被认为是适当的。此外，若使区间I的长度比被轧制部件旋转2周的长度长，则因螺距的影响有可能使不完全螺纹(齿形)部变长，因此区间I的长度优选最好为被轧制部件旋转0.125周至1.5周的长度。

此外，退让部C的轧制齿模的齿顶3的倾斜角度γ设定成与第一倾斜部4的轧制齿模的齿根2的第一倾斜角度β1同样的角度或比所述第一倾斜角度β1大。这是因为发明者等已认识到：在所述齿顶3的倾斜角度γ不足与所述第一倾斜角度β1相同的角度的情况下，被轧制部件的振动会变大。在本实施例中，将齿顶3的倾斜角度γ与齿根2的第一倾斜角度β1设定为同样角度。

此外，也可以使退让部C的轧制齿模的齿顶3也形成与齿根2同样级数的倾斜结构，并将齿顶3的各倾斜角度γ在第一倾斜部4区域中设定成与第一倾斜角度β1同样的角度，而在第二倾斜部5区域中设定成与第二倾斜角度β2同样的角度。

此外，齿厚T的逐渐减薄程度(第一倾斜角度β1及第二倾斜角度β2的设定)被认为是优选以图14所示的那样的后述的实验结果为基础如下进行设定。此外，图5是精加工部B的轧制方向终端位置的概要说明横剖视图，图6是退让部C中第一倾斜部4的轧制方向终端位置部分的概要说明立体图(斜线部是第一倾斜部的轧制方向终端位置的截面)，图7是退让部C(第一倾斜部4和第二倾斜部5)的概要说明立体图。在图7中，在所述退让部C以如下方式形成有齿厚渐减部：预定高度位置(以模具底面6为基准面的情况下的、从齿顶到齿根的齿高区域内的预定位置、直线D)处的所述轧制齿模的各齿部1的齿厚T朝向轧制方向终端侧而逐渐减薄。

退让部C的轧制方向终端位置处的轧制齿模的齿顶位置设定成：比精加工部B的轧制方向终端位置处的轧制齿模的齿顶位置低，且低出的量为轧制齿模的齿高L(作为齿顶3与齿根2平行的区间的精加工部B处的齿根2的最底部到齿顶3为止的长度)的0.08倍至0.3倍。

即，将齿顶3的倾斜角度γ设定成使得：从精加工部B的轧制方向终端位置到退让部C的轧制方向终端位置的齿顶降低量M为0.08L至0.3L。这是因为，如不足0.08L，则齿面容易产生损伤，如超出0.3L，则被轧制部件的谷部的外形形状容易变成椭圆。

此外，退让部C的轧制方向终端位置处的轧制齿模的齿根位置设定成：比精加工部B的轧制方向终端位置处的轧制齿模的齿根位置低，且低出的量为轧制齿模的精加工部B处的齿高L的0.1倍至0.4倍。

即，将从精加工部B的轧制方向终端位置到退让部C的轧制方向终端位置的齿根降低量、即退让部C处的齿根的总降低量N设定为0.1L至0.4L。这是因为，若齿根的总降低量N不足0.1L，则被轧制部件的齿面及外周部(峰部)容易产生损伤，被轧制部件的外形形状容易变成椭圆，若超出0.4L，则不能一点一点地减少对被轧制部件施加的负载而一下子释放负载，因此被轧制部件的外形形状容易变成椭圆。

在本实施例中，具体来说，第一倾斜部4的轧制方向终端位置处的轧制齿模的齿根位置设定成：比精加工部B的轧制方向终端位置处的轧制齿模的齿根位置低，且低出的量为轧制齿模的精加工部B处的齿高L的0.05倍至0.2倍，第二倾斜部5的轧制方向终端位置处的轧制齿模的齿根位置设定成：比第一倾斜部4的轧制方向终端位置处的轧制齿模的齿根位置低，且低出的量为轧制齿模的精加工部B处的齿高L的0.05倍至0.2倍。

即，将第一倾斜角度β1设定成使得：从精加工部B的轧制方向终端位置到退让部C的第一倾斜部4的轧制方向终端位置的齿根降低量N1为0.05L至0.2L，将第二倾斜角度β2设定成使得：从退让部C的第一倾斜部4的轧制方向终端位置到第二倾斜部5的轧制方向终端位置的齿根降低量N2为0.05L至0.2L。这是因为，若齿根降低量N1不足0.05L，则被轧制部件的齿面及外周部(峰部)容易产生损伤，工件的外形形状容易变成椭圆，若超出0.2L，则由于不能一点一点减少对被轧制部件施加的负载而一下子释放负载，因此被轧制部件的外形形状容易变成椭圆。若齿根降低量N2不足0.05L，则第一倾斜部4与第二倾斜部5之间的差会过小，由此与现有的一级形状相比几乎没有变化，从而不能获得本发明的效果(齿面容易产生损伤)，此外，轧制加工在回弹没有完全除去时结束，被轧制部件在从模具的退让部终端位置离开时一下子被释放负载而发生回弹，由此被轧制部件的齿面及外周部产生损伤。此外，若超出0.2L，则第二倾斜角度β2变大，而第一倾斜部4与第二倾斜部5以急剧的角度差连着设置，由此工件容易产生损伤。

根据以上内容，在本实施例即实验例1中，使齿高L为1.925mm，使退让部C处的齿顶3的降低量M为0.4mm(0.208L)，使齿顶3的倾斜角度γ为0.35°。此外，齿厚渐减部为如下的结构，齿根的总降低量N设定为0.6mm(0.312L)。具体来说，关于齿根的第一倾斜部4，其第一倾斜角度β1设定为0.35°(γ＝β1)，其区间H的长度为被轧制部件旋转3周的长度，并使齿根的降低量N1为0.3mm(0.156L)。此外，以与所述齿根的第一倾斜部4相连的方式设置齿根的第二倾斜部5，关于该齿根的第二倾斜部5，其第二倾斜角度β2设定为1.04°，其区间I的长度为被轧制部件旋转1周的长度，并使齿根的降低量N2为0.3mm(0.156L)。

此外，如图14中的其他的实验例所示，若精加工部B的轧制方向终端位置处的轧制齿模的齿顶位置及齿根位置、第一倾斜部4的轧制方向终端位置处处的所述轧制齿模的齿根位置、第二倾斜部5的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置分别在如上所示的适当的范围内，则不仅具有防止齿面损伤的效果，在被轧制部件的外形变成椭圆等其他问题上也能够起到效果。

此外，在考虑了齿面损伤的情况下，如图11所示的其他例4那样，通过在所述退让部C的所述轧制齿模的齿顶3设置倒角部7，能够进一步防止齿面损伤。该倒角也可以设置在所述退让部C的齿顶3的整个区域，但不一定需要设置在整个区域，只要在终端位置设置少许倒角部，就能起到防止齿面损伤的效果。更优选的是，在退让部C的轧制方向终端位置，所述倒角部7在与轧制方向垂直的截面的齿厚方向以0.05mm以上的宽度被倒角(下面称为“倒角宽度”)，并且，可以从退让部C的轧制方向终端位置沿轧制方向将所述倒角部7设置在至少3mm的长度或被轧制部件的外周长的四分之一长度(工件旋转四分之一周的长度)中较短的长度以上的范围。倒角的形状为大致平面状也具有充分防止损伤的效果，但若形成为向齿部1的外侧凸出的曲线状则更加有效。在本实施例中，如图11所示，形成外观上为大致三角形的大致平面状，在退让部C的轧制方向终端位置，使倒角宽度为0.08mm，沿轧制方向设置倒角部7，该倒角部7的长度为工件旋转1周的长度(在图14所示的本实验例2中，是以与本实验例1同样的规格仅设置了倒角部7的结构)。

此外，在本实施例中，所述轧制模具的齿部1的形状为这样的形状：越朝向齿顶侧其厚度(齿厚T)越薄，截面呈大致梯形形状，另一方面，齿槽的形状为这样的形状：越朝向齿根侧其宽度越窄，截面呈大致梯形形状，通过该轧制齿模形成蜗杆，在图5所示的轧制齿模的齿部1的压力角α为3°至25°的情况下特别有效。这是因为，若比3°小，则齿部形状为大致矩形而不是梯形，在第二倾斜部5，即使使齿根急剧地倾斜来进行退让也几乎不会产生在齿厚方向上的间隙。在形成本实施例的第二倾斜部5时，通过这样进行研磨：比形成第一倾斜部4时更深地(向模具的底面方向)按压磨削磨具来形成更深的齿槽，减薄了齿厚，因此压力角α越小，模具的齿模越呈矩形形状，若不更深地进行按压，则模具的齿厚不会变薄，即使增大齿根降低量也几乎不能确保齿厚方向上的间隙，从而不能获得本发明的效果。此外，在超出25°的情况下，由于即使不使按压磨削磨具的深度那么深，也能够确保厚度方向上的间隙较大，因此退让部即使采用通常的规格(单级退让)，在轧制模具的退让部端面，工件的齿面也不易产生损伤(即此次的课题)。

此外，如上所述，在本实施例中，从轧制方向起始端侧起依次连续地形成有切削部A、精加工部B、以及退让部C的结构在图1、2等中进行了图示，但也可以如图12所示，作为能够应用于往复轧制的结构。具体来说，也可以成为这样的结构：在轧制方向上，在沿着与底面6(模具基准面)平行的面的精加工部(B、b)的轧制方向两端侧，分别以成为沿着越朝向轧制方向外侧(轧制方向起始端侧或轧制方向终端侧)越向底面侧倾斜的面的相同规格的退让部的方式形成切削部。通过形成这样的结构，能够进行模具往复移动时的轧制加工，而不是模具仅在单方向移动时的轧制加工，从而提高了轧制加工效率。特别在采用轧制加工时不易产生螺距的材质的被轧制部件的情况下，往复轧制是非常有效的。在进行往复轧制的情况下，被轧制部件以能够自如旋转的方式被支承在预定位置，并根据轧制加工时的模具的移动的方向进行旋转。例如，将被轧制部件W向预定位置进行供给，利用未图示的中心部件对该被轧制部件W以使被轧制部件W能够自如地旋转的方式进行支承，实线所示的一对模具Y分别朝彼此相反的方向沿着黑色箭头的方向移动来进行轧制加工。此时，被轧制部件W朝向在被轧制部件W的附近所图示的黑色箭头的方向进行旋转。轧制加工后的模具Y的位置用双点划线所示的模具Y表示。接下来，将被轧制部件W更换成轧制加工前的原料，双点划线所示的一对模具Y分别朝向与前述相反的方向即沿着白底箭头的方向移动来进行轧制加工。此时，被轧制部件W朝向在被轧制部件W的附近所图示的白底箭头的方向进行旋转。轧制加工后的模具Y的位置未图示。

在图中，A、B、C表示通过实线所示的模具Y进行轧制加工的情况下(模具的移动的方向与被轧制部件W的旋转的方向用黑色箭头的方向来表示的情况下)的切削部A、精加工部B、以及退让部C，将此时的退让部C处的第一齿厚渐减部(第一倾斜部)的区间用H表示，将第二齿厚渐减部(第二倾斜部)的区间用I表示。此外，a、b、c表示通过双点划线所示的模具Y进行轧制加工的情况下(模具的移动的方向与被轧制部件W的旋转的方向用白底箭头的方向来表示的情况下)的切削部a、精加工部b、以及退让部c，将此时的退让部c处的第一齿厚渐减部(第一倾斜部)的区间用h表示，将第二齿厚渐减部(第二倾斜部)的区间用i表示。

除此以外，也可以在图中的B与A之间、或B与C之间设置相当于中间精加工部的部分，该部分沿着越朝向轧制方向外侧(轧制方向起始端侧或轧制方向终端侧)越向底面侧倾斜的面。

此外，本实施例是本发明应用于平模具X的示例，而在如图13所示的、应用于大致圆筒状的外周的一部分被切掉而形成的形状的所谓圆弧(缺圆)模具Q的其他例5中也是同样的。针对前述的平模具X的情况进行的说明也能适用于圆弧模具Q。圆弧模具Q的旋转方向即是轧制方向，所述模具的轧制齿模从轧制方向起始端侧起依次连续设置有从旋转轴O到齿顶的距离r(下面称为“半径r”)分别不同的切削部A、精加工部B、以及退让部C。此外，通过对外形预先被加工成预定尺寸的模具母材进行研磨加工来形成轧制齿模。

精加工部B在轧制方向上沿着半径r恒定的周面，切削部A沿着越朝向轧制方向起始端侧半径r越小的周面，退让部C沿着越朝向轧制方向终端侧半径r越小的周面。

因此，通过使对置配置的一对圆弧模具Q同步地进行旋转，在切削部A、精加工部B、以及退让部C处间隔变得不同(具体来说，在精加工部B处间隔最窄)，被该一对圆弧模具Q所夹的被轧制部件一边旋转一边被施加压力，从而形成了蜗杆或螺杆的齿形(螺纹牙)。

此外，在所述圆弧模具的情况下，将在平模具X中成为齿根的倾斜的基准的底面(模具基准面)改称为所述圆弧模具的旋转轴O即可。即，退让部C的预定高度位置解释成在以旋转轴O为基准的情况下的从齿顶到齿根的齿高区域内的预定位置即可，在该高度位置，齿厚变薄。

具体来说，在其他例5中，齿顶降低量M可通过r1(从旋转轴O到退让部C的轧制方向起始端位置处的齿顶3为止的距离)-r2(从旋转轴O到退让部C的轧制方向终端位置处的齿顶3为止的距离)来求得。此外，从精加工部B的轧制方向终端位置到第一倾斜部4的轧制方向终端位置的齿根降低量(相当于平模具X的、从精加工部B的轧制方向终端位置到退让部C的第一倾斜部4的轧制方向终端位置的齿根降低量N1)可通过r3(从旋转轴O到退让部C的第一倾斜部4的轧制方向起始端位置处的齿根2为止的距离)-r4(从旋转轴O到退让部C的第一倾斜部4的轧制方向终端位置处的齿根2为止的距离)来求得。此外，从第一倾斜部4的轧制方向终端位置到第二倾斜部5的轧制方向终端位置的齿根降低量(相当于平模具X的、从退让部C的第一倾斜部4的轧制方向终端位置到第二倾斜部5的轧制方向终端位置的齿根降低量N2)可通过r4(从旋转轴O到退让部C的第一倾斜部4的轧制方向终端位置处的齿根2为止的距离)-r5(从旋转轴O到退让部C的第二倾斜部5的轧制方向终端位置处的齿根2为止的距离)来求得。此外，从精加工部B的轧制方向终端位置到退让部C的轧制方向终端位置的齿根降低量、即退让部C的齿根的总降低量N既可以通过所述N1与N2的和来求得，也可以通过r3(从旋转轴O到退让部C的第一倾斜部4的轧制方向起始端位置处的齿根2为止的距离)-r5(从旋转轴O到退让部C的第二倾斜部5的轧制方向终端位置处的齿根2为止的距离)来求得。此外，在图中，θ1是退让部C的范围，θ2是第一倾斜部4的范围(相当于平模具X的区间H)，θ3是第二倾斜部5的范围(相当于平模具X的区间I)。

因此，在退让部C的范围(θ1的范围)中将齿顶降低量M(＝r1-r2)设定为0.08L～0.3L(L是轧制齿模的精加工部B处的齿高)，将θ2设定为这样：使相当于平模具X的区间H的第一倾斜部4的范围在被轧制部件旋转2周的长度以上、更优选为旋转2周至4周的长度，将该范围的齿根降低量N1(＝r3-r4)设定为0.05L～0.2L(L是轧制齿模的精加工部B处的齿高)，此外，将θ3设定为这样：使相当于平模具X的区间I的第二倾斜部5的范围在被轧制部件旋转2周的长度以下、更优选为旋转0.125周至1.5周的长度，将该范围的齿根降低量N2(＝r4-r5)设定为0.05L～0.2L(L是轧制齿模的精加工部B处的齿高)，由此能够与平模具同样地防止工件的齿面产生损伤。

本实施例由于如上述那样构成，因此在切削部A及精加工部B进行加工后，当在退让部C释放对被轧制部件施加的负载时，在靠轧制方向起始端侧的齿厚渐减部一点一点地释放负载(使被轧制部件的外形不变成大致椭圆形状)，而在靠轧制方向终端侧的齿厚渐减部一下子释放负载，从而能够使被轧制部件的回弹部分退向在轧制齿模的齿厚方向上产生的间隙(在靠轧制方向终端侧的齿厚渐减部，齿厚更薄，从而在该靠轧制方向终端侧的齿厚渐减部，轧制齿模与被轧制部件之间的间隙变大)。由此能够尽可能地抑制被轧制部件与轧制齿模之间的干涉。

因此，本实施例能够尽可能地抑制退让部处的被轧制部件与模具的轧制齿模之间的干涉，从而能够防止在被轧制部件的齿面产生损伤。

对证明本实施例的效果的实验例进行说明。

即，使压力角、齿顶降低量及齿根降低量发生种种变化，从而确认是否在齿面产生了损伤或产生了其他问题。图14中示出了实验条件及实验结果。

实验例全部是形成蜗杆的示例，实验例1是上述本实施例的结构，实验例2是上述其他例4的结构，实验例5是上述其他例5的结构。此外，实验例5是圆弧模具，其他实验例是平模具。

在实验例4及6中，如图15的(a)所示，确认到：在被轧制部件(工件)的齿面产生了损伤。此外，在实验例3、8及10中，确认到：虽然在工件的齿面没有产生损伤，但工件的外形及工件的谷部的外形形状发生了椭圆化。根据这些实验结果，能够确认到：在齿顶降低量或齿根降低量等退让部的结构处于适当的范围以外的情况下，产生了齿面损伤以外的问题。

在实验例1、2、5、7及9中，确认到：如图15的(b)中示例性表示的那样，既没有在齿面产生损伤，工件的外形及工件的谷部的外形形状也没有发生椭圆化，得到了良好的轧制品。

根据以上内容，认为：从精加工部B的轧制方向终端位置到退让部C的轧制方向终端位置的齿顶降低量M优选设定在0.08L～0.3L，从精加工部B的轧制方向终端位置到退让部C的第一倾斜部4的轧制方向终端位置的齿根降低量N1优选设定在0.05L～0.2L，从退让部C的第一倾斜部4的轧制方向终端位置到第二倾斜部5的轧制方向终端位置的齿根降低量N2优选设定在0.05L～0.2L。

Claims (15)

1.一种轧制模具，其通过使轧制齿模与被轧制部件的外周面抵接来使该外周面塑性变形，从而轧制出蜗杆或螺杆的齿形，其特征在于，

所述轧制齿模从轧制方向起始端侧起依次连续地形成切削部、精加工部和退让部而构成，在所述退让部设有齿厚渐减部，该齿厚渐减部是预定高度位置处的所述轧制齿模的各齿部的齿厚从轧制方向起始端侧朝轧制方向终端侧逐渐减薄的部分，该齿厚渐减部构成为：所述退让部处的所述轧制齿模的齿根朝向轧制方向终端侧向下倾斜，并且所述退让部处的靠所述轧制方向终端侧的齿厚的逐渐减薄程度比靠所述轧制方向起始端侧的齿厚的逐渐减薄程度大，

而且，在所述退让部的轧制方向起始端侧设有第一齿厚渐减部，在所述退让部的轧制方向终端侧设有第二齿厚渐减部，所述第一齿厚渐减部的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置构成为：比所述精加工部的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置低，且低出的量为所述轧制齿模在精加工部处的齿高的0.05倍～0.2倍，所述第二齿厚渐减部的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置构成为：比所述第一齿厚渐减部的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿根位置低，且低出的量为所述轧制齿模在精加工部处的齿高的0.05倍～0.2倍，在所述第二齿厚渐减部，齿根以比在所述第一齿厚渐减部的倾斜程度大的程度向下倾斜，

而且在所述退让部的所述轧制齿模的齿顶设有大致平面状或曲面状的倒角部。

2.根据权利要求1所述的轧制模具，其特征在于，

所述退让部的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿顶位置构成为：比所述精加工部的轧制方向终端位置处的所述轧制齿模的齿顶位置低，且低出的量为所述轧制齿模在精加工部处的齿高的0.08倍～0.3倍。

3.根据权利要求1所述的轧制模具，其特征在于，

该轧制模具设有作为所述第一齿厚渐减部的第一倾斜部和作为所述第二齿厚渐减部的第二倾斜部，在所述第一倾斜部，所述轧制齿模的齿根以预定的第一倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜，在所述第二倾斜部，所述轧制齿模的齿根以比所述第一倾斜部的倾斜程度大的程度向下倾斜。

4.根据权利要求2所述的轧制模具，其特征在于，

该轧制模具设有作为所述第一齿厚渐减部的第一倾斜部和作为所述第二齿厚渐减部的第二倾斜部，在所述第一倾斜部，所述轧制齿模的齿根以预定的第一倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜，在所述第二倾斜部，所述轧制齿模的齿根以比所述第一倾斜部的倾斜程度大的程度向下倾斜。

5.根据权利要求1所述的轧制模具，其特征在于，

该轧制模具设有作为所述第一齿厚渐减部的第一倾斜部和作为所述第二齿厚渐减部的第二倾斜部，在所述第一倾斜部，所述轧制齿模的齿根以预定的第一倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜，在所述第二倾斜部，所述轧制齿模的齿根以比所述第一倾斜角度大的第二倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜。

6.根据权利要求2所述的轧制模具，其特征在于，

该轧制模具设有作为所述第一齿厚渐减部的第一倾斜部和作为所述第二齿厚渐减部的第二倾斜部，在所述第一倾斜部，所述轧制齿模的齿根以预定的第一倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜，在所述第二倾斜部，所述轧制齿模的齿根以比所述第一倾斜角度大的第二倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜。

7.根据权利要求3所述的轧制模具，其特征在于，

该轧制模具设有作为所述第一齿厚渐减部的第一倾斜部和作为所述第二齿厚渐减部的第二倾斜部，在所述第一倾斜部，所述轧制齿模的齿根以预定的第一倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜，在所述第二倾斜部，所述轧制齿模的齿根以比所述第一倾斜角度大的第二倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜。

8.根据权利要求4所述的轧制模具，其特征在于，

该轧制模具设有作为所述第一齿厚渐减部的第一倾斜部和作为所述第二齿厚渐减部的第二倾斜部，在所述第一倾斜部，所述轧制齿模的齿根以预定的第一倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜，在所述第二倾斜部，所述轧制齿模的齿根以比所述第一倾斜角度大的第二倾斜角度呈大致直线状地向下倾斜。

9.根据权利要求3～8中的任一项所述的轧制模具，其特征在于，

所述退让部的所述轧制齿模的齿顶的倾斜角度设定成与所述第一倾斜部的所述轧制齿模的齿根的所述第一倾斜角度相同的角度、或设定成比所述第一倾斜角度大的角度。

10.根据权利要求1～8中的任一项所述的轧制模具，其特征在于，

在所述退让部的轧制方向终端位置，所述倒角部在与轧制方向垂直的截面的齿厚方向以0.05mm以上的宽度被倒角，并且所述倒角部从所述退让部的轧制方向终端位置起在轧制方向的设置范围在3mm的长度和被轧制部件的外周长的四分之一长度中较短的长度以上。

11.根据权利要求9所述的轧制模具，其特征在于，

在所述退让部的轧制方向终端位置，所述倒角部在与轧制方向垂直的截面的齿厚方向以0.05mm以上的宽度被倒角，并且所述倒角部从所述退让部的轧制方向终端位置起在轧制方向的设置范围在3mm的长度和被轧制部件的外周长的四分之一长度中较短的长度以上。

12.根据权利要求1～8中的任一项所述的轧制模具，其特征在于，

该轧制模具用于形成蜗杆，所述轧制齿模的齿部的压力角设定在3°～25°。

13.根据权利要求9所述的轧制模具，其特征在于，

该轧制模具用于形成蜗杆，所述轧制齿模的齿部的压力角设定在3°～25°。

14.根据权利要求10所述的轧制模具，其特征在于，

该轧制模具用于形成蜗杆，所述轧制齿模的齿部的压力角设定在3°～25°。

15.根据权利要求11所述的轧制模具，其特征在于，

该轧制模具用于形成蜗杆，所述轧制齿模的齿部的压力角设定在3°～25°。