CN106232260B - 双螺纹体的滚制用滚牙轮结构 - Google Patents

Abstract

本发明中，使用具有对螺丝材料B进行压接并相对位移的刚性表面的滚牙轮构件，以进行双螺纹体的滚制。滚牙轮构件具备：前置加工区域，其在连接表面最外部间所得的虚拟表面中，具有沿着相对位移方向逐渐接近螺丝材料的轴心的区域以及逐渐从轴心远离的区域；及双螺纹部形成区域，其中，在虚拟表面的法线方向的视角中形成大致平行四边形、且从虚拟表面凹设的多个凹部沿着相对位移方向排列多个。由此，在形成双螺纹体时，可减少相对圆柱状螺丝材料的转动不良，而可大量生产高精度的双螺纹体。

Description

双螺纹体的滚制用滚牙轮结构

技术领域

本发明是关于一种滚制用滚牙轮构造等，其通过滚制在螺纹部的轴向上的同一区域中具有右螺纹部与左螺纹部的双螺纹体，而可效率良好地进行高精度且稳定的生产。

背景技术

以往，在通过滚制仅具有右螺纹或左螺纹任一方的螺纹部的公螺丝以进行制造的情况下，一般来说，是以表面具有多个条部的多个刚性平板、刚性圆柱或刚性圆筒体的滚牙轮构件，推压也称为胚料(blank)的金属制圆柱棒状体、即螺丝材料，并使螺丝材料与滚牙轮构件相对位移，而一边使螺丝材料表面塑性变形，一边形成螺纹牙或螺纹沟。形成于滚牙轮构件上的条部，是在截面具有预期的形状，例如形成大致三角形且几乎互相平行并具有导角的状态下所形成。

作为公螺纹体，在公螺纹体的螺纹部的轴向上的同一区域中具有右螺纹部与左螺纹部的双螺纹体已为人所知，也有人试着通过滚制来产生该组件(参照特开2013-43183号公报)。

根据特开2013-43183号公报，因为将凹设于滚牙轮构件的双螺纹体中，成为条部的平行四边形凹部优化，而可在滚制后使轴的形状较为稳定，并以高精度形成条部。然而，今后要求一种能够以简易设置的滚制装置，大量生产更高精度的双螺纹体的技术。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的是解决如上所述的问题，即，本发明提供一种在形成双螺纹体时，减少相对圆柱状螺丝材料的转动不良，且可大量生产高精度的双螺纹体的双螺纹体的滚制用滚牙轮构造。

解决问题的方案

为了解决上述问题，双螺纹体滚制用滚牙轮构造所采用的方案，具备滚牙轮构件，其具有相对螺丝材料一边压接一边相对位移的刚性表面，所述滚牙轮构件的特征在于，具备双螺纹部形成区域，其中，在将所述表面最外部间连接所得的虚拟表面中，具备前置加工区域，其具有沿着所述相对位移方向逐渐接近所述螺丝材料的轴心的区域、从该轴心逐渐远离的区域；及双螺纹部形成区域，其中，在所述虚拟表面的法线方向的视角中形成大致平行四边形、且从该虚拟表面凹设的凹部，沿着所述相对位移方向排列多个。

如上述的方案，其特征在于，所述滚牙轮构件中的所述前置加工区域的至少一部分，相对所述双螺纹部形成区域，存在于在与所述螺丝材料相对位移时的上游侧。

如上述的方案，其特征在于，所述滚牙轮构件中的所述前置加工区域与所述双螺纹部形成区域为独立配置。

如上述的方案，其特征在于，所述双螺纹部形成区域中，沿着所述相对位移的方向，配置于直线上的多个所述凹部的排列间距，是设定为所述前置加工区域中的所述接近区域与所述远离区域之间的间距的整数倍。

发明的效果

根据本发明，可在形成双螺纹体时，降低相对圆柱状的螺丝材料的转动不良，而能够得到“可大量生产高精度的双螺纹体”这样优良效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所采用的双螺纹体滚制用滚牙轮构造及滚制方法的示意图，(A)是表示平滚牙轮滚制，(B)是表示轧延滚制，(C)是表示星形滚制的图。

图2(A)是表示相同滚牙轮构造的滚牙轮构件的主视图，(B)是表示侧视图。

图3(A)是说明相同滚牙轮构造中，双螺纹部形成区域的凹部配置的主视图，(B)是表示以相同双螺纹部形成区域对螺丝材料进行变形步骤的图，(C)是表示相同凹部的剖面形状的放大剖视图,(D)是表示相同凹部的剖面形状为梯形或V形的图。

图4(A)至(C)是表示以相同滚牙轮构造中的前置加工区域对螺丝材料进行加工的步骤的侧视图,(D)是表示前置加工区域的剖面为梯形的凹凸形状或锯齿状的凹凸形状的图。

图5(A)是表示双螺纹体的一部分的放大侧视图，(B)是表示双螺纹区域的螺纹牙的最高顶部的截面积的剖视图，(C)是相同双螺纹体的仰视图。

图6(A)是表示双螺纹体的一部分的放大侧视图，(B)是表示双螺纹区域的螺纹牙的交叉部的截面积的剖视图，(C)是相同双螺纹体的仰视图。

具体实施方式

以下参照附图，详细说明本发明的实施方式。

首先说明本发明的实施方式的双螺纹体滚制用滚牙轮构造。双螺纹体滚制用滚牙轮构造，是对于圆柱状的螺丝材料B进行压接，并且一边在与该螺丝材料B的轴向垂直的方向上相对位移，一边使该螺丝材料B表面变形，而滚制在轴向上的同一区域具有右螺纹部与左螺纹部的双螺纹体D。

作为滚制方法，具有如图1(A)所示的使用两个平板状滚牙轮构件10的所谓的平滚牙轮滚制、如图1(B)所示的合并使用两个以上的圆柱状或圆筒形的圆形滚牙轮构件12、12的所谓的轧延滚制、如图1(C)所示的一边使用圆弧形的滚牙轮构件13，另一边使用圆柱或圆筒形的圆形滚牙轮构件12进行滚制的所谓星形滚制等。以下，本实施方式中虽具体说明平滚牙轮构造的情况，但本发明可应用于这些方式中未例示的其他所有滚制方法。

本实施方式的滚制滚牙轮构造，具备与螺丝材料B压接的两个以上的滚牙轮构件10，各滚牙轮构件10具有刚性表面20。该两个以上的滚牙轮构件10，一方面对于螺丝材料B进行压接，一方面各刚性表面20彼此相对位移，同时也相对于螺丝材料B进行相对位移。

如图2(A)所示，滚牙轮构件10的刚性表面20，具备双螺纹部形成区域U，其中设有在连接该刚性表面20的最外部(最接近螺丝材料B的部分)之间而得到的虚拟表面22中多个独立排列的凹部30。双螺纹部形成区域U的凹部30，在法线方向视角中，形成大致平行四边形，是以从图2(B)所示的虚拟表面22凹陷的方式设置。此处，在平板状的滚牙轮构件10的情况下，优选将虚拟表面22设定为平面状，在圆形滚牙轮方式的情况下，优选将虚拟表面22设定为圆筒面状，而在圆弧状滚牙轮方式的情况下，优选将虚拟表面22设置为部分圆筒面(圆弧面)状。

如图3(A)所示，各凹部30，在虚拟平面22的法线方向视角中，形成大致平行四边形，优选形成大致菱形状。如果这样设定为大致菱形状，则可使滚制的双螺纹体D的右螺纹部与左螺纹部中的各螺纹间距彼此相等。

这些凹部30，在法线方向视角中，分别与大致平行四边形的四个角对应的部位之中，两个以上的角部31、31，如图3(A)所示，在法线方向视角下形成圆角。本实施方式中，与大致平行四边形的四个角对应部位的所有的角部31、31、32、32都形成圆角。此外，该两个以上的角部31、31，优选设定为彼此在对角位置上的形状，特别是，如果将两个以上的角部31、31设定为螺丝材料B转动的方向、即相对位移的方向中的对角位置，则在滚制时万一产生的切削碎屑，可在进行相对位移时，轻易从凹部30流出，因此优选。

如图3(B)所示，凹部30中形成孔状，其是以该开口面作为一构成面的虚拟大致四角锥状，该大致四角锥状的中央顶部，构成凹部30的最深部位34。进一步优选地，是凹部30的最深部位34具有大致扁平的底部35的形状。由此，底部35变宽，而不会导致万一产生的切削碎屑阻塞，以使其变得轻易流出，并且双螺纹体D的螺纹牙M的最高顶部，以在与双螺纹体D的轴垂直方向中不形成锐角的方式结束，而可提升母螺纹体相对双螺纹体D螺合时的稳定性。另外，可显著提升以大量生产所得的双螺纹体D制品的精度。

如果本双螺纹部形成区域U与螺丝材料B相对移动，螺丝材料B的轴部E逐渐形成，此外并在其周围形成双螺纹牙。

如图3(C)所示，这些凹部30，在沿着虚拟表面22的法线方向的截面形状中，其边缘33部分，以例如R加工等的方式形成圆弧状，并沿着成为大致平行四边形的边缘33整圈形成圆弧状。这样，使凹部30的边缘33部分，在边缘33的整圈形成圆弧状，可防止滚制时滚牙轮构件10表面与螺丝材料B不适当的咬合导致从螺丝材料B切削产生的切削碎屑。此外，本发明并不限定于此，例如，也可为图3(D)所示的梯形，也可为V字形。

如图3(A)所示，虚拟表面22的法线方向视角中，大致平行四边形状的凹部30，其对角线之中，在使螺丝材料B的半径为R0，圆周率为π时，将至少一边的对角线距离W设定为2πR0以下。优选地，是以实施本发明所得的双螺纹体D的谷径为d_R(参照图5)时，使形成凹部30的大致平行四边形的对角线之中，使至少一边的对角线距离W为πd_R以下。进一步优选地，是在形成凹部30的大致平行四边形的对角线之中，将至少与相对位移方向平行的对角线的对角线距离设定为πd_R以下。通过这样设定，除了可同等地设定右螺纹部与左螺纹部的螺纹间距，更可得到高精度的双螺纹体D。

此外，如图3(A)所示，凹部30的开口，在虚拟表面22的法线方向视角中，大致平行四边形的一边的对角线距离，优选设定为比相对位移方向的对角线距离W更长，而另一边的对角线距离，优选设定为比与相对位移方向相对垂直的方向的对角线距离F更短。此外，凹部30中，使该凹部30的容积为v，圆周率为π，凹部30在与滚牙轮构件10的相对位移的方向相对垂直的方向上的凹设间距为p，使双螺纹体D的谷径为d_R(参照图5)，凹部30的最深部位34的深度为h时，该凹部30的容积v的设定范围，优选构成πpd_Rh/7≦v≦πpd_Rh/5所规定的形式。如果以小于该范围的方式设定，则螺纹牙M过细过小，导致强度不足，或是，在将以实施本发明而得的公螺纹、即，双螺纹体D与母螺纹体螺合时，间隙过大，而导致颈缩过大。反之，若以大于该范围的方式设定，则螺纹牙M过粗过大，在将以实施本发明所得的公螺纹、即双螺纹体D与母螺纹体螺合时间隙过小，导致螺合困难或无法螺合，或是难以高精度滚制螺纹牙M。

如果使用以上说明的用以滚制双螺纹体D的滚牙轮构造的滚牙轮构件10进行滚制，则可有效率地大量生产高精度的双螺纹体D。

滚牙轮构件的刚性表面，在将该刚性表面的最外部(最接近螺丝材料B的部分)间连接而得的虚拟表面22中，具有前置加工区域。该前置加工区域，例如，是用于将其截面形状加工为椭圆形或长圆形等的前置的截面形状(以下称为大致椭圆形)，接着，其是用于在双螺纹部形成区域U中容易形成双螺纹部的前置形状。特别是，在将前置的截面形状加工为大致椭圆形的滚牙轮构件10的刚性表面20，如图2(A)所示，在虚拟表面22中具有前置加工区域Q。

如图4所示，该前置加工区域Q是沿着与螺丝材料B相对位移的方向，在虚拟表面22本身维持面状态下，重复「逐渐接近该螺丝材料B的轴心E1的接近区域Q1」与「从轴心E1逐渐远离的远离区域Q2」。因此，如图4(A)所示，最初截面成为正圆形状的螺丝材料B，通过在同相位之下重复以接近区域Q1进行压缩的步骤，最后如图4(C)所示，成为截面具有长轴与短轴的非圆形。此外，此处虽例示接近区域Q1及远离区域Q2为曲面的情况，但本发明并不限于此。例如图4(D)所示，截面可成为梯形的凹凸形状，或是也可为锯齿状的凹凸形状。

如图2(A)所示，滚牙轮构件10中的前置加工区域Q的至少一部分，相对于双螺纹部形成区域U，存在于在与螺丝材料B相对位移时的上游侧。优选将前置加工区域Q与双螺纹部形成区域U独立配置。这样，在螺丝材料B进入双螺纹部形成区域U之前，可预先在前置加工区域Q中使螺丝材料B变形成大致椭圆形。当然，该前置加工区域Q的一部分或全部，也可与双螺纹部形成区域U重复。在重复的情况中，一方面对螺丝材料B进行椭圆加工，一方面同时形成螺纹牙。

相对于沿着双螺纹部形成区域U中在相对位移方向上配置于直线上的多个凹部30的排列间距PU，前置加工区域Q中的接近区域Q1与远离区域Q2之间的变形间距PQ为其整数倍，此处是设定为四倍。此外，凹部30中，因为平行四边形是配置为斜向格子状，因此配置为曲折状的多个凹部30的格子间距PX，成为配置于直线上的凹部30的排列间距PU的二分之一。更进一步，在前置加工区域Q与和其邻接的双螺纹部形成区域U之间，变形间距PQ的相位与排列间距PU的相位一致。这样，可平顺地使螺丝材料B从前置加工区域Q往双螺纹部形成区域U转动。

如图5(B)及图6(B)所示，双螺纹体D中，右螺纹与左螺纹重合所形成的双螺纹区域的特征，可举例：仅具有180度的相位差的一对螺纹牙M、M的最高顶部的螺纹牙M的总截面积S1(参照图5(B))与仅相对该最高顶部在圆周方向上偏离90度、彼此的螺纹牙M、M交叉的交叉部的螺纹牙M的总截面积S2(参照图6(B))，大幅度不相同。即，双螺纹体D的滚制，即使以使轴部E接近正圆的方式使螺丝材料B变形，也必须以下述方式滚制：使其周围的螺纹牙M最高顶部附近的体积，与相对其偏离90度的交差部附近的体积不同。因此，假设是使用双螺纹部形成区域U直接滚制截面为正圆的螺丝材料B的情况，交叉部附近的螺丝材料B必会变薄，最高顶部附近的螺丝材料B必会变厚，而根据螺丝材料B的材质，具有该材料难以流动的情况。

因此，如本实施方式所示，在比双螺纹部形成区域U更为上游侧的前置加工区域Q中，使螺丝材料B变形成为下述的大致椭圆形状：以将来成为螺纹牙M的最高顶部之处作为长轴，并以将来成为螺纹牙M的交叉部之处作为短轴，由此，在双螺纹部形成区域U中，可减少螺丝材料B的塑性变形量。而且，滚牙轮构件10中，以一体成型的方式先配置前置加工区域Q与双螺纹部形成区域U，而使前置加工区域Q的变形间距PQ(短轴与长轴的间距)，与双螺纹部形成区域U中的螺纹牙的最高顶部与交叉部的间距(排列间距PU的四分之一)的相位一致。结果，通过一连串的滚制动作，一致地进行椭圆形或是长圆形的加工与螺纹牙加工，由此可以极高的作业效率，对于极高精度的双螺纹区域进行滚制。

如图2(A)所示，滚牙轮构件10的刚性表面20，具备平面状的圆筒(也可为圆柱)部形成区域K，其相对双螺纹部形成区域U，在与螺丝材料B的轴向错开的状态下邻接配置。该圆筒部形成区域K，滚制图5及图6的双螺纹体D的圆筒区域。

使用本实施方式的滚制用滚牙轮构造的双螺纹体D的滚制方法，是对于圆柱状的螺丝材料B进行压接，而一方面在与该螺丝材料B的轴向垂直的方向上相对位移，一方面使该螺丝材料B表面变形，而滚制在轴向中的同一区域上具有右螺纹部与左螺纹部的双螺纹体D。

在使用本实施例的平板状的滚牙轮构件10进行滚制的情况中，如图1(A)所示，固定一边的平滚牙轮构件10，以最外表面间的距离相对其成为既定间隔d的方式配置另一边的平滚牙轮构件10，使该另一边的平滚牙轮构件10一边保持该间隔d一边相对位移。

如图3(B)所示，双螺纹部形成区域U可以下述方式设定：使螺丝材料B的中心轴E1与虚拟表面22的距离，从与螺丝材料B相对位移的上流侧往下流侧变小。此情况下，对向的一对平滚牙轮构件10的虚拟表面22并不平行，只要设定为彼此的距离往螺丝材料B转动的行进方向逐渐变小即可。

此外，如图1(B)所示，在合并使用圆柱状或圆筒的两个以上的圆形滚牙轮构件12、12的所谓轧延滚制的情况中，使两个圆形滚牙轮构件12、12彼此的旋转轴并行，且最外表面间的距离保持成为既定间隔d的形式。接着，可一边保持该间隔d一边分别进行旋转。此时，各圆形滚牙轮构件12、12可互相反向旋转，也可同向旋转。

此外，如图1(C)所示，使用一边为圆弧形滚牙轮构件13，另一边为圆柱或圆筒形的圆形滚牙轮构件12进行滚制的所谓的星形方式的滚制的情况中，固定一边的圆弧形滚牙轮构件13，相对于此，使最外部间的距离成为既定间隔d的方式，自由旋转地保持另一边的圆形滚牙轮构件12。接着，配置成一边保持该间隔d，一边使刚性表面20、20间可相对位移的形式。

此外，根据本实施方式的滚牙轮构件，如图2(A)所示，利用滚牙轮构件10的前置加工区域Q，可将螺丝材料B加工为椭圆形或长圆形。

更具体而言，在使螺丝材料B进入双螺纹部形成区域U之前，预先使螺丝材料B变形成大致椭圆形状。

此时，在比双螺纹部形成区域U更上游侧的前置加工区域Q中，使螺丝材料B变形成下述形状：以将来成为螺纹牙M的最高顶部之处作为长轴，以将来成为螺纹牙M的交叉部之处作为短轴的大致椭圆形状。结果，可在双螺纹部形成区域U中，减少螺丝材料B的塑性变形量。而且，将前置加工区域Q与双螺纹部形成区域U一体成形地先配置于滚牙轮构件10上，一方面使「前置加工区域Q的变形间距PQ(短轴与长轴的间距)」与「双螺纹部形成区域U中螺纹牙的最高顶部与交叉部的间距(排列间距PU的四分之一)」的相位一致，一方面以一连串的滚制动作，一致地进行椭圆形或是长圆形加工与螺纹牙加工。结果，可以极高的作业效率，滚制极高精度的双螺纹区域。

以上虽说明双螺纹体D的滚制用滚牙轮构造及滚制方法，但本发明当然不限于上述实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内，可进行各种变更。

附图标记说明

10 滚牙轮构件

20 刚性表面

22 虚拟表面

30 凹部

31 角部

35 底部

50 谷部

B 螺丝材料

D 双螺纹体

E 轴部

K 圆筒部形成区域

M 螺纹牙

Q 前置加工区域

U 双螺纹对应区域

Claims (4)

1.一种双螺纹体的滚制用滚牙轮结构，其特征为包含：

滚牙轮构件，具有对螺丝材料进行压接并且相对位移的刚性表面；

所述滚牙轮构件具备：

前置加工区域，其具有将所述表面的最外部间连接而得的虚拟表面中沿着所述相对位移方向逐渐接近所述螺丝材料轴心的区域，以及逐渐远离该轴心的区域；及

双螺纹部形成区域，其中，在所述虚拟表面的法线方向视角中成为大致平行四边形、且从所述虚拟表面凹设的多个凹部，沿着所述相对位移方向排列多个。

2.根据权利要求1所述的双螺纹体的滚制用滚牙轮结构，其特征在于，

所述滚牙轮构件中的所述前置加工区域的至少一部分，相对所述双螺纹部形成区域，存在于所述螺丝材料相对位移时的上游侧。

3.根据权利要求1或2所述的双螺纹体的滚制用滚牙轮结构，其特征在于，

所述滚牙轮构件中的所述前置加工区域与所述双螺纹部形成区域是独立配置。

4.根据权利要求1或2所述的双螺纹体的滚制用滚牙轮结构，其特征在于，

所述双螺纹部形成区域中，沿着所述相对位移的方向配置于直线上的多个所述凹部的排列间距，是设定为所述前置加工区域中的所述接近区域与所述远离区域之间的间距的整数倍。