JP2005334937A - 転造ダイス及び転造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 転造されたねじでの外周面のバリ取り処理をなくす。
【解決手段】 円柱状の転造ダイス１０の外周面１４に形成された螺旋状の溝１５には、底部にわん曲１５ａ，１５ｂが形成されている。この転造ダイス１０を用いてワークに転造圧力を加えて転造を施すと、ワークの外周面には、溝１５に対応する凸部が形成される。ワークに形成された凸部の肩には、わん曲１５ａ，１５ｂに対応する丸みがつき、ワークの外周面を研削しても、バリの発生をなくすことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スクリューやリードスクリューやボールねじ等を転造する際に用いる転造ダイス及び転造方法に関する。

転造により、ボールねじを製造する従来の技術には、特許文献１に記載されたものがある。
特開２００４−５２９７９号公報

特許文献１では、ワークとなるボールねじ素材を転造ダイスで押圧し、転造加工を行う。転造加工により、ボールねじ素材の外周面には、ねじの凸部が螺旋状に形成される。そのねじの凸部には、潰しシワが発生するので、ボールねじの外周面を研削加工し、潰しシワを取っている。

転造加工後に研削加工を行うことにより、潰しシワの除去をすることができるとともに、ボールねじの外径精度を向上させることができる。ところが、研削加工を行うと、ボールねじ外周面に形成された螺旋状の凸部の肩に、バリが発生しやすい。そのため、研削加工の後に、さらに、バリを落す処理が必要になるという問題があった。

本発明は、バリを落す処理を不要にする転造ダイス及び転造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る転造ダイスは、概ね円柱状をなしその外周面には円周方向の溝が形成され、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外周面が押圧され、該溝に対応する凸部を該ワークの外周面に転造する転造ダイスであって、前記溝の底部には、前記凸部の肩に丸みをつけるためのわん曲が形成されていることを特徴とする。

このような構成を採用したことにより、転造ダイスを用いて転造を行うと、ワークの外周面に溝に対応する凸部が形成される。凸部の肩には、わん曲に対応する丸みが形成される。凸部の肩に丸みがあるので、ワークの外周面を研削したときにバリの発生が抑制され、バリ取りのための加工が不要になる。

尚、前記溝は、当該転造ダイスの外周面に螺旋状に形成され、前記ワークの外周面には、ねじの凸部が形成されてもよい。

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、転造盤の持つ主軸に、概ね円柱状をなしその外周面には円周方向の溝が形成されると共に該溝の底部にはわん曲が形成された転造ダイスを取付け、前記主軸を回転させて前記転造ダイスを軸中心に回転させ、該回転する転造ダイスによって回転可能なワークを押圧させることにより、該ワークの外周面に、前記わん曲に対応する丸みを肩に持つ凸部を転造する、ことを特徴とする。

尚、前記凸部が転造された前記ワークの外周面を研削して該ワークを所定の外径にしてもよい。

又、前記溝は、前記転造ダイスの外周面に螺旋状に形成され、前記ワークの外周面には、ねじの凸部が形成されてもよい。

以上のような本発明によれば、ワークの外周面に形成された凸部の肩に丸みが形成されるので、ワークの外周面を研削してもバリが発生しない。したがって、バリを取るための加工が不要になる。

図１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係る転造ダイス１０の構成図であり、同図（ａ）は転造ダイス１０の正面図、同図（ｂ）は転造ダイス１０の断面図をそれぞれ示している。
図２は、転造ダイス１０の拡大断面図である。
図３は、転造盤２０の要部を示す構成図である。

転造ダイス１０は、ボールねじやリードスクリュー等を形成するためのダイスである。転造盤２０は、転造ダイス１０を用いた転造により、ワークＷの外周面にねじ山となる凸部を形成する装置である。

図１の転造ダイス１０は、概ね円柱状をなし、転造ダイス１０の中心には、中心孔１１が形成されている。中心孔１１に面する内周面１２には、キー溝１３が形成されている。転造ダイス１０の外周面１４には、螺旋状の溝１５が形成されている。

転造ダイス１０は、ワークＷの外径と関連した外径を持つ。また、転造ダイス１０の外周面１４に形成された溝１５の深さ、溝１５の条数、溝１５のピッチ等は、ワークＷに転造するねじの種類により異なる。

転造ダイス１０の溝１５は、ワークＷの外周面に螺旋状の凸部を転造する部分である。溝１５の底部には、図２のように、ワークＷの凸部の肩に丸み（Ｒ）をつけるためのわん曲１５ａ，１５ｂが対称に形成されている。

転造盤２０には、２本の主軸２１，２２と、主軸２１，２２を平行に支持するダイス台２３，２４と、ワークＷを回転自在に保持するブッシュ２５と、各主軸２１，２２をそれぞれ回転させるサーボモータ２６，２７と、ダイス台２４をダイス２３側に移動させる位置調整手段としてのサーボモータ２８と、位置センサ２９と、図示しないＮＣ制御装置とを備えている。

各主軸２１，２２は、転造ダイス１０を装着する部分であり、柱状をなし、転造ダイス１０の中心孔１１に嵌入可能な外径を持つ。主軸２１，２２の外周面には、転造ダイス１０のキー溝１３に係合する図示しないキーがそれぞれ設けられている。

モータ２８は、ダイス台２４を移動させる。位置センサ２９は、ダイス台２４の位置を検出するものである。ＮＣ制御装置は、サーボモータ２６，２７を同方向に同期して回転させる機能と、モータ２８を駆動してダイス台２４を移動させて主軸２１，２２間の距離を調整する機能を有する。

転造盤２０により、ワークＷにボールねじやリードスクリューを転造する場合には、ワークＷをブッシュ２５に保持させる。
ワークＷをブッシュ２５に保持させた後に、主軸２１，２２に２個の転造ダイス１０の中心孔１１をそれぞれ嵌合させる。これにより、主軸２１，２２に設けられたキーと各転造ダイス１０のキー溝１３がそれぞれ係合し、主軸２１，２２に対して転造ダイス１０が回転しないように取付けられる。さらに、主軸２１，２２のいずれか一方をわずかに回転させて、主軸２１，２２に取付けられた２個の転造ダイス１０の溝１５の相対位置関係を調整し、位相のずれをなくしておく。
なお、転造ダイス１０と主軸２１，２２とに特定の係合手段を設け、転造ダイス１０を主軸２１，２２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。

ワークＷと転造ダイス１０の取付けが終了した後、転造盤２０を稼働する。転造盤２０のＮＣ制御装置は、サーボモータ２６，２７を駆動し、主軸２１，２２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２９から与えられる主軸２２の位置情報を参照した数値制御により、モータ２８を駆動し、主軸２２を主軸２１側に移動させ、２個の転造ダイス１０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。

主軸２１，２２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、溝１５に対応する凸部が螺旋状に転造される。ワークＷに螺旋状の凸部が転造されることにより、ボールねじやリードスクリューが形成される。

ボールねじやリードスクリューが形成された後、転造盤２０のＮＣ制御装置は、モータ２８を駆動して主軸２２を主軸２１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２０のＮＣ制御装置は、モータ２８を停止させる。

転造が終了したワークＷを、転造盤２０から外し、図示しない研削盤にて、ワークＷの外周面の研削を行う。この研削により、ワークＷの外周面の潰しシワが除去されるとともに、ワークＷの外径が所定値に仕上げられる。以上のより、ワークＷの加工が終了する。

ここで、転造ダイス１０を用いてワークＷにねじを転造する本実施形態の利点を、図４を用いて説明する。
図４は、ワークＷに形成される凸部の形状を示す説明図である。
従来技術では、ワークＷに形成された凸部３０を研削すると、凸部の端に破線で示すようなバリ３１が発生する場合があった。そのため、バリ３１を取り除く処理を行って、凸部３０の肩に丸み（Ｒ）をつけていた。
これに対し、本実施形態では転造ダイス１０を用いて転造を行うため、ワークＷに形成される凸部３０の肩には、溝１５のわん曲１５ａ，１５ｂに相当する丸み３２が形成される。よって、研削を行ってもバリが発生しない。したがって、バリを取り除く処理が不要になる。
尚、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。
例えば、ワークＷは、ボールねじやリードスクリューばかりでなく、転造ダイス１０の溝１５に対応する凸部が転造されるものであればよい。本発明は、ワークＷに転造ダイス１０の溝１５に対応する凸部が転造される転造全般に有効である。
また、上記実施形態では、ＮＣ制御装置を持つ転造盤２０について説明したが、ＮＣ制御装置を持たない転造盤２０であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
また、転造盤２０の構成も、図３と異なっていてもよい。
例えば、上記実施形態では、ワークＷをブッシュ２５により保持する例について説明したが、一対のセンタにより、ワークＷの両端を保持するようにしてもよい。
また、上記実施形態の転造盤２０は、２本の主軸２１，２２を備えているが、２本に限定されず、例えば３本以上の主軸２１，２２を備えてもよい。そして、転造ダイス１０の数についても、２個に限定されず、３個以上であってもよい。

本発明の実施形態に係る転造ダイスの構成図である。 転造ダイスの拡大断面図である。 転造盤の要部を示す構成図である。 ワークＷに形成される凸部の形状を示す説明図である。

符号の説明

１０ 転造ダイス
１４ 転造ダイスの外周面
１５ 溝
１５ａ，１５ｂ わん曲
２０ 転造盤
３０ 凸部
３２ 丸み
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. 概ね円柱状をなしその外周面には円周方向の溝が形成され、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外周面が押圧され、該溝に対応する凸部を該ワークの外周面に転造する転造ダイスであって、
   前記溝の底部には、前記凸部の肩に丸みをつけるためのわん曲が形成されていることを特徴とする転造ダイス。
2. 前記溝は、当該転造ダイスの前記外周面に螺旋状に形成され、前記ワークの外周面には、ねじの凸部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の転造ダイス。
3. 転造盤の持つ主軸に、概ね円柱状をなしその外周面には円周方向の溝が形成されると共に該溝の底部にはわん曲が形成された転造ダイスを取付け、
   前記主軸を回転させて前記転造ダイスを軸中心に回転させ、該回転する転造ダイスによって回転可能なワークを押圧させることにより、該ワークの外周面に、前記わん曲に対応する丸みを肩に持つ凸部を転造する、
   ことを特徴とする転造方法。
4. 前記凸部が転造された前記ワークの外周面を研削して該ワークを所定の外径にする、ことを特徴とする請求項３に記載の転造方法。
5. 前記溝は、前記転造ダイスの外周面に螺旋状に形成され、前記ワークの外周面には、ねじの凸部が形成されることを特徴とする請求項３又は４に記載の転造方法。
   

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