JP2002331329A - 転造用平ダイス - Google Patents

転造用平ダイス

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JP2002331329A
JP2002331329A JP2001136838A JP2001136838A JP2002331329A JP 2002331329 A JP2002331329 A JP 2002331329A JP 2001136838 A JP2001136838 A JP 2001136838A JP 2001136838 A JP2001136838 A JP 2001136838A JP 2002331329 A JP2002331329 A JP 2002331329A
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pressure angle
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JP2001136838A
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Takahiro Kumagai
卓大 熊谷
Soichi Sumiya
宗一 角谷
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Nachi Fujikoshi Corp
Original Assignee
Nachi Fujikoshi Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】被加工物の加工精度をより向上させ、被加工物
の曲がりを小さく抑えることができるねじ・ウォームを
転造加工する転造用平ダイスを提供。 【解決手段】食い付き部I 、中仕上げ部II、仕上げ部 I
IIを有し、食い付き部I の歯形aは歯底近くの歯元歯面
11と歯先近くの歯先歯面12の2つの部分から構成さ
れ、該歯底近くの歯元歯面11の圧力角α1と歯先近く
の歯先歯面12の圧力角α2を、α2>α1 かつ 25
°<α2<45°とし、食い付き部I の歯先は尖り形状と
しかつ先端に丸みR を施し、該丸みR は、 R <2.0以
下とした形状とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ねじ、ウォーム等
を転造するための転造用平ダイスに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ねじ、ウォーム等を転造加工する
ダイスとしては、実公平1−37800号公報に開示さ
れたものがある。このものはそれ以前に、ウォーム転造
で問題となっていた被加工物の両端で不完全形状の歯の
範囲が大きい問題、被加工物の軸芯に生じるワレの問題
及び延びの問題に対して改善がなされている。しかし、
被加工物の加工精度をより向上させること、特に被加工
物の曲がりをなくすことが求められていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、かか
る従来技術の課題を解決した、被加工物の加工精度をよ
り向上させ、被加工物の曲がりを小さく抑えることがで
きるねじ・ウォームを転造加工する転造用平ダイスを提
供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、このため、平
ダイスの加工歯の歯先を結ぶ歯先線が基準面から等しい
距離を隔てて延びる、歯丈が一定の仕上げ部と、歯先線
が該仕上げ部から離れるほど前記基準面に近づく食い付
き部と、食い付き部と仕上げ部の中間に位置し、歯先線
が該仕上げ部の歯先線の高さと一致し、歯丈が該食い付
き部に近づくほど大きくなる中仕上げ部から構成され、
該食い付き部の歯底線は、該食い付き部の歯先線と平行
であり、該食い付き部の歯底線は、前記中仕上げ部の歯
底線の延長線上にあり、該食い付き部の歯形状は歯底近
くの歯元歯面と歯先近くの歯先歯面との2段の圧力角構
成とし、歯底近くの歯元歯面圧力角α1と歯先近くの歯
先歯面圧力角α2を、α2>α1 かつ 25°<α2<
45°とし、該食い付き部の歯先は尖り形状としかつ先端
に丸みR を施し、該丸みR は、R <2.0 以下とした形状
であることを特徴とするねじ・ウォームを転造加工する
転造用平ダイスを提供することにより、上述した本発明
の課題を解決した。
【0005】
【作用・効果】本発明による転造用平ダイスにおいて
は、食い付き部の歯形状を歯底近くの下方歯面と歯先近
くの歯先歯面との2段の圧力角構成とし、歯底近くの歯
元歯面圧力角α1と歯先近くの歯先歯面圧力角α2を、
α2>α1、α2<45°とし、該食い付き部の歯先は尖
り形状としかつ歯先先端に丸みR を施し、該丸みR は、
R<2.0 とすることにより、歯底近くの歯厚を確保すると
同時に、歯先を鋭角とすることができ、被加工物の盛り
上がり効果を促進し、軸方向の伸びを抑えることがで、
被加工物の加工精度をより向上させ、被加工物の曲がり
を小さく抑えることができる。このとき、食い付き部の
歯底線は、中仕上部の歯底線の延長線上にあるので、製
造において、食い付き部、中仕上げ部の研削加工は砥石
の直線動作で容易に実施することができ、食い付き部全
域にわたって歯先形状を同一形状にすることが容易とな
る。また、食い付き部歯先歯面圧力角α2を、25°<α
2とし、歯先先端に丸みのある形状とすることで、ダイ
ス歯先への過剰な応力集中を緩和し、必要なダイス寿命
を確保することができる。
【0006】好ましくは、前記中仕上げ部の歯形状は歯
底近くの歯元歯面と歯先近くの歯先歯面との2段の圧力
角構成とし、前記中仕上げ部の歯底近くの歯元歯面圧力
角α1と歯先近くの歯先歯面圧力角α2を、 α2
>α1 かつ 25°<α2<45°とし、該中仕上げ部の
歯先面を平面とし、かつ前記歯先面を平面は、前記食い
付き部近くから仕上げ部近くにかけて軸方向平面幅が漸
増するようにすることにより、さらに上述した作用・効
果を高めることができる。
【0007】より好ましくは、食い付き部後半又は中仕
上げ部のいずれかの任意位置において、平ダイスの進行
方向に対し垂直一平面に投影した平ダイスの加工歯の被
加工物素材への食い込み量の断面積と、該食い込み量断
面と平行で被加工物の半回転相当の距離を隔てた被加工
物素材への食い込み量の断面積との差が、該食い込み量
の断面積の位置による変動量が10%以内となるよう、該
食い付き部の歯先近くの歯先歯面の圧力角、基準面に対
する歯先線の勾配を設定した。これにより、発生する転
造荷重の変動が小さくなり、被転造物に軸方向の伸び
は、被加工物の円周上で均一となり、被加工物の曲がり
を小さく抑えることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に、小径ウォーム(モジュー
ル1.0 、圧力角14.5°、1条、リード角7°左、ピッチ
円直径8.206 、硬さHB240 、材質S35C)を平ダイスによ
り転造加工した本発明の実施例を示す。図1は本実施例
で使用した平ダイスを概念的に示す概略側面図であり、
図2は図1の平ダイスの各部における各歯形形状の一平
面への投影図である。図1に示すように、平ダイス1
は、食い付き部I 、中仕上げ部II、仕上げ部 III、逃げ
部IVの4つの各部から構成され、仕上げ部 IIIは実公平
1−37800号公報に開示する従来技術と同様、平ダ
イスの歯形は被転造物の形状で決定され、歯先線3、歯
底線6は基準面8と平行とした。逃げ部IVも従来技術と
同様に、歯先線4、歯底線7をダイス終端10に近づく
につれ基準面8に接近するよう形成した。食い付き部I
、中仕上げ部IIの歯底線5はダイス始端9に近づくに
つれ基準面8に接近するよう形成し、食い付き部I の歯
先線2をこれと平行に形成した。このとき、食い付き部
I の歯先線と基準面8とのなす角度は15°とした。ま
た、中仕上げ部IIの歯先線は、仕上げ部 IIIの歯先線と
同一線上に形成した。
【0009】図1の平ダイスの各部におけるa,b,
c,dの各位置にある各歯形a,b,c,dの形状の一
平面への投影図を示す図2に示すように、仕上げ部 III
の歯形c、逃げ部IVの歯形dは従来技術と同様な歯形で
ある。食い付き部I の歯形aは歯底近くの歯底近くの歯
元歯面11と歯先近くの歯先歯面12の2つの部分から
構成され、歯底近くの歯元歯面11圧力角α1、歯先近
くの歯先歯面12は圧力角α2の2段圧力角構成とし、
歯底近くの歯元歯面11の圧力角α1は、被加工物の圧
力角と同じ14.5°、歯先近くの歯先歯面12の圧力角α
2は、30°とした。また歯先形状は先端に0.1mm の丸み
R を付けた尖り先形状とした。この歯形形状は食い付き
部I の全域にわたって同一形状とした。中仕上げ部IIの
歯形bは歯元歯面13、歯先歯面14及び歯先面15の
3つの部分で構成し、歯底近くの歯元歯面13は食い付
き部I の歯元歯面11の延長上にあり、圧力角はα1で
あり、それに続く歯先歯面14は食い付き部I の歯先歯
面12の延長上にあり、圧力角はα2であり、歯先面1
5は仕上げ部 IIIの歯先面16の延長上にある。この中
仕上げ部IIの歯形形状は、歯元歯面13の歯幅は食い付
き部近くから仕上げ部に近づくにつれて広くなり、歯先
歯面14は食い付き部近くでは食い付き部と同等の領域
をもつが、仕上げ部に近づくにしたがって暫減し、仕上
げ部近くで消滅する。歯先面15は食い付き部近くでは
無いに等しいが、仕上げ部に近づくにしたがって漸増
し、仕上げ部近くで仕上げ部と同等の領域をもつ。
【0010】図1、2に示す平ダイスの進行方向に対し
垂直一平面に投影した平ダイスの加工歯の被加工物素材
への食い込み量の断面積と、該食い込み量断面と平行で
被加工物の半回転相当の距離を隔てた、即ち食い付き部
からほぼ仕上げ部が終了するまでの平ダイス位置におけ
る、被加工物素材への食い込み量の断面積との位置によ
る変動量を図3に示す。図3からわかるように、平ダイ
スの加工歯の被加工物素材への食い込み量の断面積の変
化は、食い付き部後半及び中仕上げ部の任意位置におい
ても変動量が10%以内となっている。破線は、実際の転
造での負荷測定値を示す。ここから、実際の転造におい
ても、負荷変動量が10%以内となっており、平ダイス全
域にわたってバランスよく転造加工がなされていること
がわかる。
【0011】このような平ダイスで前記諸元のウォーム
シャフトを転造加工したところ、両センター基準で測定
したウォーム歯先の振れは30μとなり、従来のラックで
の振れ100 μに対し、良好な結果が得られた。上述した
本発明は、ウォームの転造以外に、ねじ類、歯車類、セ
レーシヨン軸等を転造するためのダイスに適用できる。
【0012】
【効果】ねじ・ウォームの転造加工において、平ダイス
を前記のように構成し、食い付き部の歯形状を2段の圧
力角構成とし、歯底近くの歯厚を確保すると同時に、歯
先を尖らせ、先端に丸みのある形状とすることで、平ダ
イスに必要な強度を確保しつつ、被加工物の軸方向の伸
びを小さく抑えることができる。また、転造負荷が大き
くなる食い付き部後半から、中仕上げ部での被加工物の
転造容積の変動が小さくなるよう、食い付き部歯先形
状、歯先勾配を設定することにより、発生する転造荷重
の変動が小さくなり、被加工物の軸方向の延びは、被加
工物の円周上で均一となり、被加工物の曲がりを小さく
抑えることができ、被加工物の加工精度をより向上さ
せ、被加工物の曲がりを小さく抑えることができるねじ
・ウォームを転造加工する転造用平ダイスを提供するも
のとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例で使用した平ダイスを概念的に示す概
略側面図。
【図2】図1の平ダイスの各部における各歯形形状の一
平面への投影図である
【図3】図1、2に示す平ダイスの進行方向に対し垂直
一平面に投影した平ダイスの加工歯の被加工物素材への
食い込み量の断面積と、該食い込み量断面と平行で被加
工物の半回転相当の距離を隔てた、被加工物素材への食
い込み量の断面積との位置による変動量を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
1・・平ダイス 2、3、4・・歯先線 5、6、7・・歯底線 8・・基準面 11・・食い付き部I の歯形aの歯元歯面 12・・食い付き部I の歯形aの歯先歯面 13・・中仕上げ部IIの歯形bの歯元歯面 14・・中仕上げ部IIの歯形bの歯先歯面 15・・中仕上げ部IIの歯先面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平ダイスの加工歯の歯先を結ぶ歯先線が基
    準面から等しい距離を隔てて延びる、歯丈が一定の仕上
    げ部と、 歯先線が該仕上げ部から離れるほど前記基準面に近づく
    食い付き部と、 食い付き部と仕上げ部の中間に位置し、歯先線が該仕上
    げ部の歯先線の高さと一致し、歯丈が該食い付き部に近
    づくほど大きくなる中仕上げ部から構成され、 該食い付き部の歯底線は、該食い付き部の歯先線と平行
    であり、 該食い付き部の歯底線は、前記中仕上げ部の歯底線の延
    長線上にあり、 該食い付き部の歯形状は歯底近くの歯元歯面と歯先近く
    の歯先歯面との2段の圧力角構成とし、 歯底近くの歯元歯面圧力角α1と歯先近くの歯先歯面圧
    力角α2を、 α2>α1 かつ 25°<α2<45°とし、 該食い付き部の歯先は尖り形状としかつ先端に丸みR を
    施し、該丸みR は、 R <2.0 以下とした形状であることを特徴とするねじ・
    ウォームを転造加工する転造用平ダイス。
  2. 【請求項2】請求項1記載の転造用平ダイスにおいて、
    前記中仕上げ部の歯形状は歯底近くの歯元歯面と歯先近
    くの歯先歯面との2段の圧力角構成とし、 前記中仕上げ部の歯底近くの歯元歯面圧力角α1と歯先
    近くの歯先歯面圧力角α2を、 α2>α1 かつ
    25°<α2<45°とし、 該中仕上げ部の歯先面を平面とし、かつ前記歯先面を平
    面は、 前記食い付き部近くから仕上げ部近くにかけて軸方向平
    面幅が漸増するようにされたことを特徴とするねじ・ウ
    ォームを転造加工する転造用平ダイス。
  3. 【請求項3】請求項2記載の転造用平ダイスにおいて、
    前記食い付き部後半又は中仕上げ部のいずれかの任意位
    置において、平ダイスの進行方向に対し垂直一平面に投
    影した平ダイスの加工歯の被加工物素材への食い込み量
    の断面積と、該食い込み量断面と平行で被加工物の半回
    転相当の距離を隔てた被加工物素材への食い込み量の断
    面積との差が、該食い込み量の断面積の位置による変動
    量が10%以内となるよう、 該食い付き部の歯先近くの歯先歯面の圧力角、基準面に
    対する歯先線の勾配を設定したことを特徴とするねじ・
    ウォームを転造加工する転造用平ダイス。
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