JP2020163445A - Method of manufacturing headed part - Google Patents
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Description
本発明は、首下に逃げ溝を備える有頭部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a headed part having a relief groove under the neck.
従来の有頭部品の製造方法は、特許文献1および特許文献2に開示されている。まず、特許文献1に開示の有頭部品の製造方法は、所定径の線材を軸方向に押圧することで大径の大径軸部および小径の脚部を一体成形する第一押圧工程と、前記脚部を遊嵌させ保持し当該脚部の先端側から押圧して拡径させた小径軸部を成形する第二押圧工程と、前記小径軸部にねじ山を転造成形する転造工程とを含む。前記第二押圧工程は、前記脚部の全長に渡って拡径させる工程ではなく、大径軸部に隣接する箇所を前記脚部の径に留めた逃げ溝として得る工程である。つまり、特許文献1に開示の有頭部品の製造方法は、前記転造工程ではなく、前記第二押圧工程により大径軸部の首下に小径の逃げ溝を成形している。
Conventional methods for manufacturing headed parts are disclosed in
一方、特許文献2に開示の有頭部品の製造方法は、前記逃げ溝を転造することでを成形する逃がし転造工程を含み、前記逃がし転造工程は、対向配置した一対の転造ダイスを摺動させることで前記脚部を転動させる工程である。また、前記転造ダイスは、転動する脚部へ徐々に食い込むよう形成された突部を有しており、この突部は、脚部の余肉を当該脚部の先端側および大径軸部側へ流動させるように形成されて成る。また、前記突部は、脚部の先端側へ流動した余肉を徐々に下方へ案内する傾斜壁面を備えており、この傾斜壁面は、転造終期では傾斜角度を小さくする一方、転造初期では傾斜角度を大きくして成る。さらに、突部の上面は、前記大径軸部側へ流動した余肉を徐々に大径軸部側へ押し上げるよう形成されており、転造後期に至ると転造ダイスの平坦な上面に接続されて成る。したがって、特許文献2に開示の有頭部品の製造方法は、脚部の先端側へ流動した余肉を徐々に下方へ案内するので、大径軸部の座面が転造ダイスの上面へ向かうよう押し付けられる。
On the other hand, the method for manufacturing a headed part disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示の有頭部品の製造方法は、脚部を拡径する際、第一押圧工程により得られた径とほぼ同径の逃げ溝が拘束されていないので、脚部の余肉が拡径時に軸方向へ流動し易い。これにより、逃げ溝の形状や直径が定まり難く安定した品質の有頭部品を得難いという問題があった。一方、特許文献2に開示の有頭部品の製造方法は、異なる角度に設定された上面および傾斜壁面を具備する転造ダイスが必要となるので、当該転造ダイスの加工に時間を要し有頭部品の製造原価が増大するという問題があった。
However, in the method for manufacturing a headed part disclosed in
本発明に係る有頭部品の製造方法は、所定径の線材を軸方向へ押圧して大径の大径軸部および当該線材とほぼ同径の小径軸部を一体成形する押圧工程と、前記小径軸部に環状の逃げ溝を転造成形する転造工程とを含む有頭部品の製造方法であって、前記転造工程は、前記逃げ溝の成形過程で発生した余肉を大径軸部へ向かうように流動させる工程であることを特徴とする。なお、前記転造工程は、一対の転造ダイスの摺動により前記逃げ溝を成形する工程であり、前記転造ダイスは、前記逃げ溝を成形するよう徐々に側方へ突出する余肉押出し部を具備しており、前記余肉押出し部は、転動する大径軸部を上方へ案内する傾斜上面を備え、前記傾斜上面は、上方へ案内した大径軸部の座面へ前記余肉を肉盛りして成ることが好ましい。また、前記押圧工程は、前記大径軸部の座面に凹溝を成形する工程であり、前記凹溝は、前記逃げ溝の成形過程で発生する前記余肉を収納するよう形成されて成ることが好ましい。さらに、前記凹溝は、前記座面と小径軸部との接続箇所に配されて成り、前記小径軸部の外径に沿って所定深さまで延び、この深さを保ち所定の径まで広げ、ここからさらに径方向へ広げつつ所定角度で切り上げられて成ることが好ましい。 The method for manufacturing a headed part according to the present invention includes a pressing step of pressing a wire rod having a predetermined diameter in the axial direction to integrally mold a large diameter shaft portion having a large diameter and a small diameter shaft portion having substantially the same diameter as the wire rod. A method for manufacturing a headed part including a rolling step of rolling and molding an annular relief groove on a small-diameter shaft portion, and the rolling step is a large-diameter shaft using a surplus wall generated in the molding process of the relief groove. It is characterized in that it is a process of flowing toward a part. The rolling step is a step of forming the relief groove by sliding a pair of rolling dies, and the rolling die extrudes a surplus that gradually projects laterally so as to form the relief groove. The surplus wall extrusion portion is provided with an inclined upper surface that guides the rolling large-diameter shaft portion upward, and the inclined upper surface is provided with the surplus to the seat surface of the large-diameter shaft portion that is guided upward. It is preferably made by rolling meat. Further, the pressing step is a step of forming a concave groove on the seat surface of the large-diameter shaft portion, and the concave groove is formed so as to store the surplus wall generated in the forming process of the relief groove. Is preferable. Further, the concave groove is arranged at a connection point between the seat surface and the small diameter shaft portion, extends to a predetermined depth along the outer diameter of the small diameter shaft portion, maintains this depth, and expands to a predetermined diameter. From here, it is preferable that the material is rounded up at a predetermined angle while further expanding in the radial direction.
本発明に係る有頭部品の製造方法は、転造工程の際に生じる余肉を大径軸部に送り込み当該大径軸部を成形できるので、材料を無駄にすることが無いという利点がある。また、本発明に係る有頭部品の製造方法は、転造工程において逃げ溝を成形可能な転造ダイスを使用するものであって、前記転造ダイスは、前記余肉を大径軸部へ案内するとともに前記逃げ溝を成形する余肉押出し部を具備している。したがって、逃げ溝の成形のみならず径方向へ張り出す余肉を大径軸部へ肉盛りできるので、大径軸部の強度を高めることができるという利点もある。さらに、本発明に係る有頭部品の製造方法は、前記押圧工程において、大径軸部の座面に前記余肉を収納できる凹溝を成形するので、前記転造工程において、径方向へ張り出す余肉を凹溝へ押し込むことができる。したがって、前記余肉は、大径軸部の座面からはみ出すことなく大径軸部の一部として構成されるので、座面から軸方向へ突出する部位がなく、締結時に不具合を生じ難い有頭部品を得ることができるという利点もある。また、本発明に係る有頭部品の製造方法は、小径軸部の外径に沿って大径軸部側へ深さを増し径方向へ広がるに連れて所定角度で切り上げられる凹溝を予め形成しているので、前記凹溝に案内される余肉を小径側から徐々に拡径方向へ流動させることができる。これにより、機械的強度を要する小径側から肉盛りされるので強度的にも強く平坦な座面も得ることができるという利点もある。 The method for manufacturing a headed part according to the present invention has an advantage that the material is not wasted because the surplus wall generated during the rolling process can be sent to the large-diameter shaft portion to form the large-diameter shaft portion. .. Further, the method for manufacturing a headed part according to the present invention uses a rolling die capable of forming a relief groove in the rolling step, and the rolling die transfers the excess wall to a large-diameter shaft portion. It is provided with a surplus wall extrusion portion for guiding and forming the relief groove. Therefore, not only the relief groove can be formed, but also the excess wall overhanging in the radial direction can be built up on the large-diameter shaft portion, so that there is an advantage that the strength of the large-diameter shaft portion can be increased. Further, in the method for manufacturing a headed part according to the present invention, in the pressing step, a concave groove capable of accommodating the excess wall is formed on the seat surface of the large-diameter shaft portion, so that the headed part is stretched in the radial direction in the rolling step. The extra meat to be put out can be pushed into the concave groove. Therefore, since the surplus thickness is formed as a part of the large-diameter shaft portion without protruding from the seat surface of the large-diameter shaft portion, there is no portion protruding from the seat surface in the axial direction, and problems are unlikely to occur during fastening. It also has the advantage of being able to obtain head parts. Further, in the method for manufacturing a headed part according to the present invention, a concave groove that is rounded up at a predetermined angle as the depth is increased toward the large diameter shaft portion along the outer diameter of the small diameter shaft portion and spreads in the radial direction is formed in advance. Therefore, the surplus wall guided by the concave groove can be gradually flowed from the small diameter side in the diameter increasing direction. As a result, since the build-up is performed from the small diameter side that requires mechanical strength, there is also an advantage that a flat seat surface that is strong in strength can be obtained.
本発明に係る有頭部品の製造方法について図1ないし図8に基づき説明する。まず、本発明に係る有頭部品は、図6(a),(b)に示すように大径の大径軸部1と、この大径軸部1から縮径し軸方向へ延びる小径軸部2と、この小径軸部2と大径軸部1とを一体に接続する小径の逃げ溝3とを備えて成る。
A method for manufacturing a headed part according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. First, as shown in FIGS. 6A and 6B, the headed component according to the present invention includes a large-
また、本発明に係る有頭部品は、前記大径軸部1、小径軸部2、逃げ溝3を備えていればよく、部材同士の締結するためのピンやリベットであったり、小径軸部2の外周に螺旋状のねじ山(図示せず)を具備するボルトやタッピンねじであったり、あるいは歯車の一種であるウォームギヤなど多岐に渡る。
Further, the headed component according to the present invention may be provided with the large-
本発明に係る有頭部品の製造方法は、所定径の線材5を軸方向へ押圧する押圧工程と、この押圧工程により得られた押圧品6に環状の逃げ溝3を転造成形する転造工程とを含む。
The method for manufacturing a headed part according to the present invention includes a pressing step of pressing a
前記押圧工程は、図1,図2に示すように所定の長さに切断された線材5を受け駒10(11)から一部突出するよう保持し、前記受け駒10(11)に対向配置されたパンチ15を当該受け駒10へ接近させ、パンチ15によって大径軸部1を成形した後、パンチ15を復帰させて受け駒10(11)から押圧品6を排出する工程である。
In the pressing step, as shown in FIGS. 1 and 2, the
前記押圧品6は、前記逃げ溝3を成形される前のものであり、平坦な座面1bを具備する大径軸部1および線材5の直径にほぼ等しい小径軸部2を具備して成る。また、前記押圧品6は、図1に示すように前記座面1bに窪みを付けた凹溝1aを備えてもよく、または図2に示すような前記凹溝1aを具備しないものであってもよい。
The pressed
なお、前記押圧品6の凹溝1aは、図1(a),(b)および図3(b)または図8に示すように、後記転造工程の際に生じる余肉2aを収納可能な大きさとなるよう予め寸法設定されている。
As shown in FIGS. 1 (a), 1 (b) and 3 (b) or 8, the
前記受け駒10(11)は、何れも線材5およびノックアウトピン17を挿通可能に構成されており、一方は環状の突起10aを備えた受け駒10、他方は平坦な端面を具備した受け駒11として構成される。
The receiving piece 10 (11) is configured so that the
前記突起10aは、大径軸部1の座面1bへ入り込み凹溝1aを付すよう形成されており、図1(b),(c)および図3(b)に示すような所定の曲率または図8に示すような所定角度に切り上げられた凹溝1aを成形可能に構成される。
The
図8は、前記突起10aによって付された凹溝1aであり、当該凹溝1aは、小径軸部2から直径を変えず大径軸部1の頂部へ向かい座面1bへ入り込み、所定角度で径方向へ広がりかつ深さを増し、ここから深さを保って径方向へ広がり、前記座面1bへ所定角度で切り上げられた形状となっている。したがって、前記突起10aは、図8に示す凹溝1aと逆に隆起した環状の構成となっている。
FIG. 8 is a
前記パンチ15は、前記受け駒10(11)に保持された線材5を軸方向へ押圧して塑性変形させ大径軸部1を成形する金型であり、前記受け駒10(11)に接触する直前まで接近可能に構成される。また、前記パンチ15は、十字形状などから成る凸部15aを備えるので、押圧して形成された大径軸部1の頂部に図1および図2に示すような十字形状などから成る駆動部1cを転写可能に構成される。
The
前記ノックアウトピン17は、図1(a)または図2(a)に示すように常時は前記受け駒10(11)に挿通され、受け駒10(11)に保持した線材5の突出量を定めて成る。また、図1(b)または図2(b)に示すように前記パンチ15の接近によって生じる押付力に耐え得るよう構成され線材5の塑性加工を可能に構成されている。
As shown in FIG. 1A or FIG. 2A, the
また、ノックアウトピン17は、図1(c)および図2(c)に示すパンチ15の復帰に合わせて当該受け駒10(11)の端面から一部突出するよう摺動し、図1(b)または図2(b)に示す押圧品6を受け駒10(11)から排出可能に構成される。
Further, the
前記転造工程は、図3ないし図6に示すように一対の転造ダイスを用いる工程であり、前記押圧品6を前記ダイスによって転動させることで本発明に係る有頭部品を仕上げる工程である。
The rolling step is a step of using a pair of rolling dies as shown in FIGS. 3 to 6, and is a step of finishing the headed part according to the present invention by rolling the pressed
前記転造ダイスは、所定の間隔を空けて配された固定ダイス20および移動ダイス21であり、前記移動ダイス21は、固定配置された固定ダイス20に対して平行にかつ相対移動可能に構成されている。また、前記転造ダイスは、図3(b)に示すようにこれに供給された押圧品6の小径軸部2を挟持しつつ、前記座面1bを僅かに浮かして当該押圧品6を支持するよう構成されている。
The rolled dice are fixed dies 20 and moving dies 21 arranged at predetermined intervals, and the moving dies 21 are configured to be movable in parallel with and relative to the fixed dies 20 arranged in a fixed manner. ing. Further, as shown in FIG. 3B, the rolled die supports the pressed
さらに、前記転造ダイスは、図3ないし図6に示されるように、小径軸部2を挟持しつつ転動させる過程において、当該小径軸部2へ徐々に深く入り込み図6(b)に示す逃げ溝3を成形する余肉押出し部20a,21aを具備する。
Further, as shown in FIGS. 3 to 6, the rolled die gradually penetrates deeply into the small
前記余肉押出し部20a,21aは、転動開始初期では図4(b)に示すように小さな先尖り形状を成しており、転動開始中期では図5(b)に示すように先ほどから厚みを増した突起形状を成し、転動開始後期では図6(b)に示すように逃げ溝3を仕上げる形状を成す。また、余肉押出し部20a(21a)は、図7に示すように、鋭角な三角形と長方形の領域を備えており、前記長方形の上辺に接続され左端から所定角度で傾斜する傾斜上面20b(21b)を備える。
The surplus
ここで、本発明に係る有頭部品を製造する押圧工程および転造工程を順に説明する。まずは、線材5から押圧品6を成形する押圧工程について図1に基づき説明する。
Here, the pressing process and the rolling process for manufacturing the headed part according to the present invention will be described in order. First, a pressing process for forming the
前記線材5は、前記ノックアウトピン17を摺動自在に備えた受け駒10に供給され、ノックアウトピン17の端面に当接している。この時、線材5は、図1(a)に示すように受け駒10から所定長さだけ突出して当該受け駒10に支持される。
The
前記パンチ15は、受け駒10に接近する方向へ移動することで、図1(b)に示すように突出していた線材5を軸方向へ押圧する。これにより、線材5は、前記凹溝1aおよび駆動部1cを備えた大径軸部1と、前記小径軸部2とから成る押圧品6へ形を変える。
By moving in the direction approaching the receiving
そして、前記パンチ15は、元の位置まで復帰を始めるので、前記大径軸部1から離反する。また、この時、ノックアウトピン17は、図1(c)に示すように前記パンチ15の移動方向に沿って摺動するので、前記押圧品6を受け駒10から排出する。
Then, since the
このように、押圧工程は、受け駒10への線材5の供給からノックアウトピン17による押圧品6の排出までの1サイクルを実施する工程であり、これらを繰り返し実施されることで多くの押圧品6が得られる工程である。なお、図2(a)ないし図2(c)も前述と同様の押圧工程の状態を示すものであるが、図1(a)ないし図1(c)との違いは押圧した押圧品6に凹溝10aを付さない点のみであるため一連の説明は省略する。
As described above, the pressing step is a step of carrying out one cycle from the supply of the
次に、前記押圧品6に逃げ溝3を転造成形する転造工程について図3ないし図6に基づき説明する。前記押圧品6は、図3(a),(b)に示すように前記移動ダイス21が固定ダイス20に対して右側へ位置する時、当該移動ダイス21の側面へ押圧品6の小径軸部2が押し付けられる状態となるように転造ダイスへ供給される。
Next, a rolling process of rolling and molding the relief groove 3 in the pressed
前記移動ダイス21は、図4(a)に示す転動開始初期において、先ほどの図3(a)の位置から左側へ向かって移動する一方、前記固定ダイス20はその場に留まるよう固定されている。これにより、固定ダイス20および移動ダイス21の余肉押出し部20a,21aは、転動する小径軸部2へ徐々に食い込み、図4(b)に示すように徐々に大きな三角形の断面となる。したがって、小径軸部2から径方向へ張り出す余肉2aが発生する。
At the initial stage of rolling start shown in FIG. 4A, the moving die 21 moves from the position shown in FIG. 3A to the left side, while the fixed
前記余肉2aは、図5に示す転動開始中期において、徐々に大きくなり、上方へ傾斜する前記傾斜上面20b,21bによって大径軸部1側へ押し付けられる。この結果、大径軸部1側へ流動する余肉2aは、大径軸部1に位置する凹溝1aへ入り込み、図4(b)および図5(b)の違いからも分かるように当初よりも凹溝1aの体積を低減することになる。
The
やがて、前記余肉押出し部20a,21aは、図6(a)に示す転動開始後期において、先ほどの三角形あるいは台形の形状から図6(b)に示す四角形状へ変化するため、ここからは前記大径軸部2と小径軸部2との間に環状の逃げ溝3を成形し仕上げることになる。しかも、この時、前記傾斜上面20b(21b)は、平坦な面に収束しているので、この収束する間に徐々に増す余肉2aは、前記大径軸部2に付された凹溝1aへ送り込まれる。よって、転動工程では、押圧工程により得られた押圧品6に比べて座面1bの面積を広くかつ平坦に仕上げることができる。
Eventually, the surplus wall extruded
また、前記凹溝1aが図8に示す形状であれば、余肉押出し部20a,21aの食い込みにより生じた余肉2aは、前記凹溝1aの小径箇所から大径箇所へと流動し易いので、徐々に拡径するように凹溝を小さくして肉盛りすることができる。したがって、座面1bを広い範囲で平坦に仕上げ、大径軸部1の強度を高めることができる。
Further, if the
なお、本発明に係る有頭部品は、前記大径軸部1、小径軸部2、逃げ溝3を備えていればよく、部材同士の締結するためのピンやリベットであったり、小径軸部2の外周に螺旋状のねじ山(図示せず)を具備するボルトやタッピンねじであったり、あるいは歯車の一種であるウォームギヤなど多岐に渡る。
The headed component according to the present invention may be provided with the large-
また、前記有頭部品をボルトやタッピンねじに成形する場合、前記転造ダイスは、それぞれ対向面に複数条の傾斜溝(図示せず)を具備するものとし、転造工程において、前記逃げ溝3およびねじ山を同時に成形する。 Further, when the headed part is formed into a bolt or a tapping screw, the rolling die shall be provided with a plurality of inclined grooves (not shown) on the facing surfaces thereof, and the relief groove may be provided in the rolling step. 3 and the screw thread are formed at the same time.
1 … 大径軸部
1a… 凹溝
1b… 座面
2 … 小径軸部
2a… 余肉
3 … 逃げ溝
5 … 線材
6 … 押圧品
10 … 受け駒
10a… 突起
15 … パンチ
17 … ノックアウトピン
20 … 固定ダイス
21 … 移動ダイス
1 ... Large-
Claims (4)
前記転造工程は、前記逃げ溝の成形過程で発生した余肉を大径軸部へ向かうように流動させる工程であることを特徴とする有頭部品の製造方法。 A pressing process in which a wire rod having a predetermined diameter is pressed in the axial direction to integrally mold a large diameter shaft portion having a large diameter and a small diameter shaft portion having substantially the same diameter as the wire rod, and an annular relief groove is rolled and molded in the small diameter shaft portion. It is a manufacturing method of headed parts including a rolling process to be performed.
The rolling step is a method for manufacturing a headed part, which is a step of flowing a surplus wall generated in the process of forming the relief groove toward a large-diameter shaft portion.
前記転造ダイスは、前記逃げ溝を成形するよう徐々に側方へ突出する余肉押出し部を具備しており、
前記余肉押出し部は、転動する大径軸部を上方へ案内する傾斜上面を備え、
前記傾斜上面は、上方へ案内した大径軸部の座面へ前記余肉を肉盛りして成ることを特徴とする請求項1に記載の有頭部品の製造方法。 The rolling step is a step of forming the relief groove by sliding a pair of rolling dies.
The rolled die is provided with a surplus wall extrusion portion that gradually protrudes laterally so as to form the relief groove.
The surplus wall extruding portion includes an inclined upper surface that guides the rolling large-diameter shaft portion upward.
The method for manufacturing a headed part according to claim 1, wherein the inclined upper surface is formed by overlaying the surplus meat on a seat surface of a large-diameter shaft portion guided upward.
前記凹溝は、前記逃げ溝の成形過程で発生する前記余肉を収納するよう形成されて成ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有頭部品の製造方法。 The pressing step is a step of forming a concave groove on the seat surface of the large diameter shaft portion.
The method for manufacturing a headed part according to claim 1 or 2, wherein the concave groove is formed so as to accommodate the surplus wall generated in the process of forming the relief groove.
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