JP2004181509A - 転造丸形ダイス及び転造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】対をなす転造丸形ダイス20及び転造丸形ダイス30は、それぞれ円柱状をなし、その外周面は、溝21〜24,31〜34によって分けられ、複数の加工面25a〜25d,35a〜35dとなっている。各加工面25a〜25dには、互いに異なるねじを転造するためのすじ状の凸部26a〜26dが形成されている。各加工面35a〜35dにも、加工面25a〜25dと同様、互いに異なるねじを転造するためのすじ状の凸部36a〜36dが形成されている。ダイス20及びダイス30を所定角度回転させつつ、ワークをダイス20,30間で挟むことにより、所望のねじをワークに形成できる。転造するねじの種類を変更する場合にも、ダイス20,30を取替えることなく、そのねじを転造できる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、転造盤に取付けられ、ワークに対して転造圧力を与えてワークの表面にねじを形成する転造丸形ダイス及び転造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5(a),(b)は、従来の転造丸形ダイスを示す構成図であり、同図(a)は転造丸形ダイスの正面図を示し、同図(b)は転造丸形ダイスの側面図を示している。
【0003】
この転造丸形ダイス(以下、単にダイスという)10は、図示しない円柱状のワークの外周面に、螺旋状のねじ溝を形成するものであり、ワークの外径と関連した外径を持つ円筒状の部材で構成されている。
【0004】
ダイス10の中心孔11に面する内周面12には、溝13が形成されている。溝13は、転造盤の主軸に設けられたキーに嵌合するものである。ダイス10の外周面14には、螺旋状の凸部15が形成されている。凸部15は、ワークにねじ溝を陰刻するものである。凸部15の高さh、ピッチp、条数等は、ワークに転造するねじの種類に応じて異なる。
【0005】
ワークに転造加工を施してねじを転造する場合には、同様の構成の2個のダイス10が対をなして用いられる。転造盤には、2本の主軸が設けられ、2個のダイス10がそれぞれの主軸に装着される。転造盤は、2本の主軸を回転させてダイス10を同期して回転させるとともに、2本の主軸を接近させる。これにより、ダイス10間でワークが挟まれて加圧される。ワークは、転造ダイス10の回転方向とは逆方向に回転する。ワークが1〜2回転すると、ワークの外周面に凸部15によるねじが形成される。
【0006】
図5(a),(b)のダイス10は、高速度鋼等の母材を加工して形成したものであるが、次に示す特許技術1には、凸部15の形成される外周部分を別部材で構成して取替えが可能にしたダイスが、記載されている。また、特許文献2には、対をなすダイス10の位置決めが容易なダイス10が、記載されている。
【0007】
【特許文献1】
特開2001−105074号公報
【特許文献2】
実用新案登録第2589647号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のダイス10には、次のような課題があった。
転造盤の主軸に装着するダイス10は、ねじの種類ごとに異なる。例えば、日本工業規格(JIS)に規定されるM10*1.5のねじをワークに転造する際には、凸部15のピッチpが1.5[mm]のダイス10が用いられる。M8*1.25のねじをワークに転造する際には、凸部15のピッチpが1.25[mm]のダイス10が使用される。即ち、生産するねじの種類を切替えるごとに、ダイス10を交換するという段取りを行う必要があった。よって、少数ロットのねじを多品種生産する際には、段取り要する手間と時間が増加し、生産効率を悪化させていた。
【0009】
さらに、ダイス10の外径は、使用される転造盤によっても異なるが、通常、ワークの外径に対して十分大きくなっており、例えばM10のねじの転造を行うダイスの外径は、90[mm]以上である。このような外径の大きなダイス10をねじの種類ごとにそろえるには、費用がかさむという問題もあった。
【0010】
本発明は、以上のような現状を鑑みてなされた発明であり、生産効率を向上できると共に、ねじ生産者の費用負担を軽減できる転造丸形ダイスを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第1の観点に係る転造丸形ダイスは、概ね円柱状をなし、転造盤の持つ主軸に取付けられ、該主軸が軸を中心にして回転することにより回転させられると共に、回転可能なワークに該円柱状の外周面が押圧され、該ワークに凹凸を転造する転造丸形ダイスにおいて、当該転造丸形ダイスを、その中心軸が前記主軸の軸と同軸になるように該主軸に取付るための取付け部を備え、前記円柱状の外周面は、複数の加工面で構成され、互いに異なる種類の前記凹凸を前記ワークに転造するための凸部が、該複数の加工面に分けて形成されていることを特徴とする。複数の加工面は、例えば、該ダイスの円周を複数に分割した領域から構成される。
【0012】
このような構成を採用したことにより、1個の転造丸形ダイスで種類の異なる凹凸をワークに転造できるようになる。
【0013】
上記目的を達成するために、本発明の第2の観点に係る転造方法は、互いに平行な第1の主軸及び第2の主軸と、該第1及第2の主軸間の距離を調整する距離調整手段と、該第1及び第2の主軸を駆動して回転させる駆動手段と、該第1及び第2の主軸の間でワークを回転可能に支持するセンタ台とを備える転造盤を用いてワークに所望の凹凸を転造する転造方法において、前記第1の主軸及び第2の主軸に同軸にそれぞれ取付けられ、おのおのが概ね円柱状をなし、その外周面には互いに種類異なるの凹凸を転造するための凸部が形成された複数の加工面が配置され、該複数の加工面のうちの1つには前記所望の凹凸を転造するための凸部が形成された第1の転造丸形ダイス及び第2の転造丸形ダイスを、前記駆動手段により回転させる処理と、前記所望の凹凸を転造するための凸部が形成された前記第1の転造丸形ダイスの加工面及び前記第2の転造丸形ダイスの加工面が対向する期間内に、前記距離調整手段により前記第1の主軸と第2の主軸との間隔を狭め、該第1の転造丸形ダイスと該第2の転造丸形ダイスとの間に前記ワークを挟ませ、前記ワークの表面に前記凸部に対応する凹凸を転造させる処理と、を行うことを特徴とする。なお、駆動手段は、例えば、第1と第2の主軸を、同期して回転させ、回転角度を制御して回転させ、或いは正逆回転させることが可能なように構成される。
【0014】
【発明の実施の形態】
[第1の実施形態]
図1(a),(b)は、本発明の第1の実施形態に係る一対の転造丸形ダイス20,30をそれぞれ示す図である。
【0015】
転造丸形ダイス(以下、単に「ダイス」という)20とダイス30とは、ねじを転造する際に用いられる治具であり、2個のダイス20及びダイス30が対をなして用いられる。各ダイス20及びダイス30は、例えば高速度鋼や炭素鋼等でそれぞれ構成され、円柱状をなしている。
【0016】
図1(a)のダイス20の外周面には、円柱状の中心軸方向に平行な4本の溝21,22,23,24が形成され、これらの溝21〜24により、ダイス20の外周面が4つの加工面25a、25b、25c、25dに区分されている。各加工面25a〜25dには、それぞれ異なったねじを転造するためのすじ状の凸部26a〜26dがそれぞれ形成されている。また、ダイス20の中心には、中心軸と同軸の中心孔27が形成され、中心孔27に面するダイス20の内周面27には、溝28が形成されている。中心孔27及び溝28は、後述する転造盤にダイス20を取り付ける取付け部となる。
【0017】
一方、図1(b)のダイス30の外周面にも、ダイス20と同様、円柱状の中心軸方向に平行な4本の溝31,32,33,34が形成され、これらの溝31〜34により、ダイス30の外周面が4つの加工面35a、35b、35c、35dに区分されている。各加工面35a〜35dには、それぞれ異なったねじを転造するためのすじ状の凸部36a〜36dがそれぞれ形成されている。ダイス30の中心には、中心軸と同軸の中心孔37が形成され、中心孔37に面するダイス30心の内周面には、溝38が形成されている。中心孔37及び溝38は、転造盤にダイス30を取り付ける取付け手段となる。
【0018】
ダイス20の加工面25aに形成された凸部26aと、ダイス30の加工面35aに形成された凸部36aとは、同じ種類の例えばM10*1.5のねじ(呼び径が10[mm]でピッチが1.5[mm]のねじ)を転造するものである。
【0019】
ダイス20に形成された凸部26bと、ダイス30に形成された凸部36bとは、同じ種類の例えばM8*1.25のねじ(呼び径が10[mm]でピッチが1.25[mm]のねじ)を転造するものである。
【0020】
ダイス20に形成された凸部26cと、ダイス30に形成された凸部36cとは、同じ種類の例えばM12*1.75のねじ(呼び径が12[mm]でピッチが1.75[mm]のねじ)を転造するものである。
ダイス20に形成された凸部26dと、ダイス30に形成された凸部36dとは、同じ種類の例えばM16*2のねじ(呼び径が16[mm]でピッチが2[mm]のねじ)を転造するものである。
【0021】
ダイス20,30は、次の図2のような転造盤に取付けられる。
図2は、図1(a),(b)のダイス20,30が装着される転造盤40の概要を示す構成図である。
【0022】
転造盤40には、2本の主軸41,42と、主軸41,42を平行に支持するダイス台43,44と、ワークWを回転自在に支持するセンタ台45と、各主軸41,42をそれぞれ回転させるサーボモータ46,47と、ダイス台44をダイス43側に移動させる位置調整手段としてのサーボモータ48と、位置センサ49と、2個の角度センサ50,51と、図示しないNC制御装置とを備えている。
【0023】
各主軸41,42は柱状をなし、その外周面には、各ダイス20,30の溝28,38に係合する図示しないキーがそれぞれ設けられている。センタ台45は、例えば主軸41側に移動可能になっている。モータ48は、ダイス台44を移動させる。位置センサ49は、ダイス台44の位置を検出するものである。角度センサ50,51は、主軸41,42の回転角度を検出するものである。NC制御装置は、サーボモータ46,47を同方向に同期して回転させる機能と、モータ48を駆動してダイス台44を移動させて主軸41,42間の距離を調整する機能を有する。
【0024】
次に、転造盤40を用いて例えば、M10*1.5とM8*1.25のねじとを転造する転造方法を、説明する。
図3は、ねじの転造方法を示す概念図である。
【0025】
ワークWをセンター台45に取付けた後に、段取りを行う。この段取りでは、主軸41,42に、各ダイス20,30の中心孔27,37を嵌合させる。これにより、主軸41,42に設けられたキーと各ダイス20,30の溝28,38が係合し、主軸41,42に対してダイス20,30が回転しないように取付けられる。さらに、主軸41,42のいずれか一方をわずかに回転させて、主軸41に取付けられたダイス20の加工面25a〜25d上のすじ状の凸部26a〜26dと、ダイス30の加工面35a〜35d上のすじ状の凸部36a〜36dとの相対位置関係を調整し、凸部25a〜26dで転造されるワークWのねじ凹部と、凸部36a〜36dで転造されるワークWのねじ凹部との位相ずれをなくしておく。なお、ダイス20,30と主軸41,42とに係合手段を設け、ダイス20,30を主軸41,42に取付けた状態でその位相ずれがなくなるようにしてもよい。
【0026】
段取りが終了した後、転造盤を稼働する。転造盤40のNC制御装置は、サーボモータ軸41,42を駆動し、主軸41,42を所定の回転速度で回転させる。NC制御装置は、位置センサ49から与えられる主軸42の位置情報を参照した数値制御により、モータ48を駆動し、主軸42を主軸41側に所定量接近させる。
【0027】
転造盤40のNC制御装置は、角度センサ50,51から与えられる主軸41,42の回転角度に基づき、ダイス20,30の回転角度を検出している。NC制御装置は、回転角度から加工面25aと加工面35aとが対向する状態になったことを検知したときに、モータ48を駆動し、図3のように、主軸42を主軸41側へ移動させ、ダイス20とダイス30とでワークWを挟ませて、ワークWに転造圧力を加えさせる。ワークWには、加工面25aと加工面35aが押圧される。主軸41,42は、継続して回転しているので、ワークWも回転し、ワークWの外周面には、すじ状の凸部26a,36aに対応する凹部が螺旋状に転造される。ワークWに螺旋状の凹部が転造されることにより、M10*1.5のねじが形成される。
【0028】
転造盤40のNC制御装置は、主軸41,42の回転に伴って、加工面25aと加工35aとが対向しなくなる前に、モータ48を駆動して主軸42を主軸41から離して元の位置に戻す。これにより、ワークWへの転造は終了する。転造盤40のNC制御装置は、サーボモータ50,51を停止させると共に、モータ48を停止させる。
【0029】
サーボモータ50,51及びモータ48が停止した状態で、新たなワークWをセンタ台45に取付ける。センタ台45に新たなワークWを取付けた後に、転造盤を再び稼働すると、転造盤40のNC制御装置は、サーボモータ軸46,47を駆動して主軸41,42を所定の回転速度で回転させると共に、モータ48を駆動して主軸42を主軸41側に所定量接近させる。
【0030】
転造盤40のNC制御装置は、角度センサ50,51から与えられるダイス20,30の回転角度に基づき、加工面25bと加工面35bとが対向する状態になったときに、モータ48を駆動し、主軸42を主軸41側へ移動させ、ダイス20とダイス30とでワークWを挟ませて、ワークWに転造圧力を加えさせる。ワークWには、加工面25bと加工面35bが押圧される。主軸41,42は、継続して回転しているので、ワークWも回転し、ワークWの外周面には、すじ状の凸部26b,36bに対応する凹部が螺旋状に転造される。ワークWに螺旋状の凹部が転造されることにより、M8*1.25のねじが形成される。
【0031】
転造盤40のNC制御装置は、主軸41,42の回転に伴って、加工面25aと加工35aとが対向しなくなる前に、モータ48を駆動して主軸42を主軸41から離して元の位置に戻す。これにより、ワークWへの転造は終了する。
【0032】
以上のように、本実施形態のダイス20、30では、その外周面に互いに異なるねじを形成するための複数の加工面25a〜25d,35a〜35dを配置しているので、1対のダイス20,30で複数種類のねじが転造できる。よって、生産者がそろえるダイス20,30の数量を減じることができ、生産者の負担を低減できる。また、1対のダイス20,30で、複数種類のねじが形成できるので、1対のダイス20,30で転造可能なねじを連続して生産する場合、ダイス20,30を取替える必要がない。即ち、段取りに要する手間と時間が削減でき、生産効率を大幅に向上できる。
【0033】
[第2の実施形態]
図4は、本発明の第2の実施形態に係る転造丸形ダイス70を示す構成図である。
【0034】
このダイス70は、柱状のダイス本体71と、複数の例えば2個の外郭部材72,73とで構成されている。ダイス本体71には、柱状の中心軸と同軸の孔71aが形成されると共に、孔71aに面するダイス本体71の内周面には、溝71bが形成されている。孔71a及び溝71bは、例えば第1の実施形態で示した転造盤40の主軸41,42に取付けられる取付部である。
【0035】
外郭部材72,73は、ねじ74により、着脱自在にダイス本体71に取付けられている。外郭部材72,73は、ダイス本体71と相まって円柱状をなす。外郭部材72,73の円柱状の外周面に相当する位置は、加工面72a,73aになる。加工面72a,73aには、互いに異なるねじを転造するためのすじ状の凸部72b,73bが、それぞれ形成されている。
【0036】
このようなダイス70は、第1の実施形態のダイス20,30と同様に、2個が対となって、転造盤40の主軸41,42に取付けられる。2個のダイス70が取付けられた転造盤40は、第1の実施形態と同様にして、ワークWにねじを転造する。
【0037】
以上のように、この第2の実施形態のダイス70は、第1の実施形態のダイス20,30と同様に、異なる種類のねじを転造するための加工面72a,73aを複数持つので、第1の実施形態と同様の効果を奏する。さらに、ダイス70の外郭部材72,73は、取替えが可能なので、破損や減耗が発生した場合でも、その破損や減耗が発生した外郭部材72又は73を取替えるだけよい。その上、ねじを転造する際の生産計画にしたがって、異なる種類のねじを転造するための、外郭部材72,73をダイス本体71に取付けておけば、ダイス70を主軸41,42に取付ける段取りの回数を減少させることが可能となって、合理的になる。
【0038】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。その変形例としては、次のようなものがある。
(1) 各ダイス20,30の外周面を構成する加工面25a〜25dの数は、4個に限定されず、ねじの太さに応じて可変である。例えば、ダイス70と同様に2個にしてもよい。
(2) ダイス70の外郭部材72,73の数は、2個に限定されず、ねじの太さに応じて可変である。例えば、ダイス20,30と同様に、4個でもよい。
(3) ダイス20,30,70の加工面には、ねじを転造する凸部が形成されているが、ねじ以外のものを転造する凸部を形成し、ねじ以外の例えばギア等を転造する構成にしてもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、一対の転造丸形ダイスで複数種類の凹凸の転造が可能になるので、生産効率を向上できると共に、生産者の費用負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願の第1の実施形態に係る対の本願一対の転造丸形ダイスを示す構成図である。
【図2】転造丸形ダイスが装着される転造盤の概要を示す構成図である。
【図3】ねじの転造方法を示す概念図である。
【図4】本願の第2の実施形態に係る転造丸形ダイスを示す構成図である。
【図5】従来の転造丸形ダイスを示す正面図及び側面図である。
【符号の説明】
20,30,70 転造丸形ダイス
25a〜25d,35a〜35d、72a,73a 加工面
26a〜26d,36a〜36d、72b,73b 凸部
40 転造盤
41,42 主軸
71 ダイス本体
72,73 外郭部材
Claims (2)
- 概ね円柱状をなし、転造盤の持つ主軸に取付けられ、該主軸が軸を中心にして回転することにより回転させられると共に、回転可能なワークに該円柱状の外周面が押圧され、該ワークに凹凸を転造する転造丸形ダイスにおいて、
当該転造丸形ダイスを、その中心軸が前記主軸の軸と同軸になるように該主軸に取付るための取付け部を備え、
前記円柱状の外周面は、複数の加工面で構成され、互いに異なる種類の前記凹凸を前記ワークに転造するための凸部が、該複数の加工面に分けて形成されていることを特徴とする転造丸形ダイス。 - 互いに平行な第1の主軸及び第2の主軸と、該第1及第2の主軸間の距離を調整する距離調整手段と、該第1及び第2の主軸を駆動して回転させる駆動手段と、該第1及び第2の主軸の間でワークを回転可能に支持するセンタ台とを備える転造盤を用いてワークに所望の凹凸を転造する転造方法において、
前記第1の主軸及び第2の主軸に同軸にそれぞれ取付けられ、おのおのが概ね円柱状をなし、その外周面には互いに種類異なるの凹凸を転造するための凸部が形成された複数の加工面が配置され、該複数の加工面のうちの1つには前記所望の凹凸を転造するための凸部が形成された第1の転造丸形ダイス及び第2の転造丸形ダイスを、前記駆動手段により回転させる処理と、
前記所望の凹凸を転造するための凸部が形成された前記第1の転造丸形ダイスの加工面及び前記第2の転造丸形ダイスの加工面が対向する期間内に、前記距離調整手段により前記第1の主軸と第2の主軸との間隔を狭め、該第1の転造丸形ダイスと該第2の転造丸形ダイスとの間に前記ワークを挟ませ、前記ワークの表面に前記凸部に対応する凹凸を転造させる処理と、
を行うことを特徴とする転造方法。
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KR101369010B1 (ko) | 2012-07-16 | 2014-04-04 | 한국오에스지 주식회사 | 워엄 샤프트 연속 가공용 롤형 전조 다이 |
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