JP3915453B2 - Screw rolling method and screw rolling device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじ軸素材にみぞ形をもつダイスを押込み、それに伴い盛り上がった材料でねじ部を塑性加工して例えばボールねじ軸を成形するねじ転造方法及びねじ転造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじ軸を転造して造るには汎用の丸型ダイス転造盤、中でも外周にねじ溝を有した一対のロールダイスを備える油圧押込み式ねじ転造盤が多用されている。この転造盤は、一方のロールダイスを固定軸の回りに回転させるとともに、他方のロールダイスを前記一方のロールダイスに対して半径方向に接近・離反運動可能に設けて、これらのダイス間に挿入されたねじ軸素材に対し油圧により移動される可動側のロールダイスを押付けることによって、ねじ軸素材の外周部に転造によるねじ部を成形するものである。そして、この転造作業においては、ねじ軸素材とロールダイスとの間で発生する摩擦を低減するために、潤滑性に重点を置いた油性加工液が格別な温度制御を受けることなく使用されている。
【０００３】
しかし、油性加工液によるロールダイスの冷却効果はさほど期待できず、転造に伴う摩擦で発生する加工熱によるロールダイスの温度上昇の方が、油性加工液による冷却性能を上回っていることが多いという事実が、本発明者により確かめられた。温度上昇によるロールダイスの寸法変化は、ねじ軸素材に対する転造圧力の変化をもたらすため、ねじ軸素材の転造されたねじ部の有効径を安定させるには限界が出易い。
【０００４】
詳しくは、ロールダイスよりも長い１本のねじ軸素材に転造によるねじ部を成形する場合に、ロールダイスの温度が徐々に上昇することに伴い、前記１本のねじ軸素材に成形されたねじ部の各部での有効径が異なって、ねじ部の有効径精度を安定させることが難しい。
【０００５】
又、転造に伴うロールダイスの温度上昇は、一定温度まで上昇すると安定域に達するが、それまでの間はロールダイスの寸法変化が安定しないので、転造盤をはじめに駆動した後所定時間の間は、暖機用のテストピースが必要になる。同様の理由から転造作業を中断した後に転造を再開するときにも、テストピースが必要となる。したがって、特に、小ロットの生産を繰り返し行なう場合においてはテスト用のねじ軸素材の無駄が大きい。
【０００６】
更に、ロールダイスの温度が安定域に達した状態でも、このダイスの温度は少しずつ上昇していくため、生産されるボールねじ軸の数本に１本は成形されたねじ部の寸法確認、及びそれに基づく可動側ロールダイスの押込み量の補正作業が必要となる。このような作業は、生産性を向上させる場合の障害となっている。
【０００７】
しかも、前記安定域でも、ボールねじ軸の長さ及び重量並びにボールねじ軸の支持方法等の影響を受けるので、ボールねじ軸の軸端部と長手方向中央部付近での有効径が同じにならない場合がある。
【０００８】
又、転造で造られたボールねじ軸とこれに螺合されるナットとを備えるボールねじ装置は、一般的にボールねじ軸とナットとを単体で販売している。そして、既述の諸理由で転造ボールねじ軸の有効径にばらつきがで易いことに加えて、前記油圧押込み式のねじ転造盤ではそれが造るボールねじ軸の有効径を数μｍのオーダーで高精度に制御することは現実的にできない。そのため、前記のように単体で販売されたボールねじ軸とナットとを組合せてボールねじ装置を構成した場合に、これらボールねじ軸とナットとの隙間を小さく設定することは難しい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、ねじ軸を高精度に成形できるねじ転造方法及びねじ転造装置を得ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明のねじ転造方法は、ねじ転造装置が備えるダイスにより加工されるねじ軸素材に転造されたねじ部の径の変化を転造中に計測し、この計測で得た前記ねじ部の径の変化に基づいて温度調節された水溶性加工液を、前記ダイスに供給しながら前記ねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴とするものである。
同様に、前記課題を解決するために、請求項２に係る発明のねじ転造方法は、ねじ転造装置が備えるロールダイスで加工されるねじ軸素材にねじ部を転造し、この転造中に前記ロールダイスの外径の変化を計測し、この計測で得た前記ロールダイスの外径の変化に基づいて温度調節された水溶性加工液を、前記ロールダイスに供給しながら前記ねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴とするものである。
同様に、前記課題を解決するために、請求項３に係る発明のねじ転造方法は、ねじ転造装置が備えるロールダイスで加工されるねじ軸素材にねじ部を転造し、この転造中に前記ロールダイスの温度の変化を計測し、この計測で得た前記ロールダイスの温度の変化に基づいて温度調節された水溶性加工液を、前記ロールダイスに供給しながら前記ねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴とするものである。
同様に、前記課題を解決するために、請求項４に係る発明のねじ転造方法は、ねじ軸素材よりも短いロールダイスを備えたねじ転造装置により前記ねじ軸素材にねじ部を転造し、この転造中に前記ロールダイスによる前記ねじ軸素材の転造開始位置を起点とする前記ねじ軸素材の移動量を計測し、この計測で得た前記ねじ軸素材の移動量に基づいて温度調節された水溶性加工液を、前記ロールダイスに供給しながら前記ねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴とするものである。
同様に、前記課題を解決するために、請求項５に係る発明のねじ転造方法は、ねじ軸素材よりも短いロールダイスを備えたねじ転造装置により前記ねじ軸素材にねじ部を転造し、この転造中に前記ロールダイスの回転数の変化を計測し、この計測で得た前記ロールダイスの回転数変化に基づいて温度調節された水溶性加工液を、前記ロールダイスに供給しながら前記ねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴とするものである。
同様に、前記課題を解決するために、請求項６に係る発明のねじ転造方法は、ねじ転造装置が備えるロールダイスで加工されるねじ軸素材にねじ部を転造し、この転造の開始時点からの経過時間を計測し、この計測で得た経過時間に基づいて演算により前記ねじ軸素材の移動量を計測し、この計測で得た前記ねじ軸素材の移動量に基づいて温度調節された水溶性加工液を、前記ロールダイスに供給しながら前記ねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴とするものである。
【００１１】
これら請求項１から６の発明及び以下の各発明において、水溶性加工液には、ＪＩＳＫ２２４１に定められる水溶性切削油剤のＷ１種又はＷ２種、中でも白濁した液状態を呈するＷ１種を好適に使用でき、とりわけＷ１種の水溶性加工液を濃度５％〜１５％の範囲で使用すると、冷却性及び潤滑性が過度に低下することがない点で好ましい。
【００１２】
又、これら請求項１から６の発明及び以下の各発明において、転造中に計測される情報の変化等は複数採用することができ、その場合、ねじ軸素材（ワーク）に転造されるねじ部の有効径などのワーク寸法に最も影響を与えるパラメータについての計測情報の変化等を主制御用に使用し、この他の計測情報の変化等を例えばねじ軸素材の送り量を制御するため等の副制御用として使用するとよい。
【００１３】
これら請求項１から６の各発明においては、ねじ転造装置のダイスを用いてねじ軸素材を転造する際に、ねじ軸素材に押付けられるダイスに水溶性加工液をかけながらねじ軸素材の転造を行なう。この場合、ねじ軸素材に転造されたねじ部の径の変化、又はロールダイスの外径の変化、或いはロールダイスの温度の変化、若しくはねじ軸素材の転造開始位置を起点とするねじ軸素材の移動量、又はロールダイスの回転数の変化、或いは転造の開始時点からの経過時間を、転造中に計測して、この計測された情報に基づいて水溶性加工液を目標温度に温度調節し、この調温された水溶性加工液をダイスに供給させながら転造を行なう。水溶性加工液は既述のようにねじ軸素材に転造されるねじ部の有効径などのワーク寸法に影響を与えるパラメータに応じた目標温度に調温されているので、ダイスの温度上昇を確実に抑制してその寸法変化を適切に抑制できる。
【００１４】
又、請求項７から１０に係る発明は、複数のロールダイス、及びこれらロールダイスの内の一つ以上を進退させるダイス進退機構を備え、前記各ロールダイスを回転させながらその外周をねじ軸素材の外周に押付けて、前記ねじ軸素材の外周部に転造によるねじ部を成形する転造盤を用いるねじ転造装置を前提とする。
【００１５】
そして、前記課題を解決するために、請求項７の発明は、水溶性加工液が収められたタンク、及びこのタンク内の水溶性加工液を前記各ロールダイスに供給する液供給系統を備える加工液供給装置と、前記水溶性加工液の温度を調節する温度調節装置と、転造中に前記ねじ軸素材の転造されたねじ部の径の変化を計測するねじ径センサと、このセンサの計測で得たねじ部の径の変化に基づき、前記水溶性加工液が前記ねじ部の径の変化に応じた目標温度となるように前記温度調節装置を制御するとともに温度調節された水溶性加工液を前記ロールダイスに前記加工液供給装置を介して供給させる制御装置と、を具備したことを特徴とするものである。
【００１６】
同様に、請求項８の発明は、水溶性加工液が収められたタンク、及びこのタンク内の水溶性加工液を前記各ロールダイスに供給する液供給系統を備える加工液供給装置と、前記水溶性加工液の温度を調節する温度調節装置と、転造中に前記ロールダイスの外径の変化を計測するダイス径センサと、このセンサの計測で得たロールダイスの外径の変化に基づき、前記水溶性加工液が前記ロールダイスの外径の変化に応じた目標温度となるように前記温度調節装置を制御するとともに温度調節された水溶性加工液を前記ロールダイスに前記加工液供給装置を介して供給させる制御装置と、を具備したことを特徴とするものである。
【００１７】
同様に、請求項９の発明は、水溶性加工液が収められたタンク、及びこのタンク内の水溶性加工液を前記各ロールダイスに供給する液供給系統を備える加工液供給装置と、前記水溶性加工液の温度を調節する温度調節装置と、転造中に前記ロールダイスの温度の変化を計測するダイス温度センサと、このセンサの計測で得たロールダイスの温度の変化に基づき、前記水溶性加工液が前記ロールダイスの温度の変化に応じた目標温度となるように前記温度調節装置を制御するとともに温度調節された水溶性加工液を前記ロールダイスに前記加工液供給装置を介して供給させる制御装置と、を具備したことを特徴とするものである。
【００１８】
同様に、請求項１０の発明は、水溶性加工液が収められたタンク、及びこのタンク内の水溶性加工液を前記各ロールダイスに供給する液供給系統を備える加工液供給装置と、前記水溶性加工液の温度を調節する温度調節装置と、転造中に前記ロールダイスによる前記ねじ軸素材の転造開始位置を起点とする前記ねじ軸素材の移動量を計測するねじ軸位置検出手段と、この検出手段で得たねじ軸素材の移動量に基づき、前記水溶性加工液が前記ねじ軸素材の移動量に応じた目標温度となるように前記温度調節装置を制御するとともに温度調節された水溶性加工液を前記ロールダイスに前記加工液供給装置を介して供給させる制御装置と、を具備したことを特徴とするものである。
【００１９】
これら請求項７から１０の発明においては、転造盤のロールダイスを用いてねじ軸素材を転造する際に、加工液供給装置のタンクに蓄えられている水溶性加工液を、液供給系統を介してねじ軸素材に押付けられるロールダイスにかけながらねじ軸素材の転造を行なう。この場合、ねじ径センサによってねじ軸素材に転造されたねじ部の径の変化、又はダイス径センサによってロールダイスの外径の変化、或いはダイス温度センサによってロールダイスの温度の変化、若しくはねじ軸位置検出手段によってねじ軸素材の転造開始位置を起点とするねじ軸素材の移動量を転造中に計測して、この計測された情報に基づいて制御装置で制御される温度調節装置により水溶性加工液を目標温度に温度調節し、この調温された水溶性加工液を制御装置で制御される加工液供給装置によりロールダイスに供給させながら転造を行なう。水溶性加工液は既述のようにねじ軸素材に転造されるねじ部の有効径などのワーク寸法に影響を与えるパラメータに応じた目標温度に調温されているので、ロールダイスの温度上昇を確実に抑制してその寸法変化を適切に抑制できる。
【００２０】
前記課題を解決するために、請求項１１に係る発明のねじ転造方法は、水溶性加工液をほぼ一定温度に維持して、この加工液を、ねじ転造装置が備える一対のロールダイスに供給しながら、これらのダイスによりねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴としている。このねじ転造方法の実施において、請求項１２の発明のように、前記一対のロールダイスの真上に、これらロールダイスに対向して設けた注ぎ口からほぼ一定温度に維持された前記水溶性加工液を流出させると良く、又、請求項１３の発明のように、ほぼ一定温度に維持されて前記ロールダイスにかけられた前記水溶性加工液の一部を、前記ねじ軸素材が前記ロールダイス間に挟まれている転造部にかけると良く、更に、請求項 14 の発明のように、ＪＩＳＫ２２４１に定められたＷ１種の水溶性加工液を濃度５％〜１５％にして前記水溶性加工液として使用すると良い。
【００２１】
これら請求項１１から１４の発明においては、水溶性加工液をほぼ一定温度に調温して、この加工液を一対のロールダイスに供給させながら転造を行なうので、ロールダイスの温度上昇を確実に抑制してその寸法変化を適切に抑制できる。
【００２２】
又、請求項１５に係る発明のねじ転造装置は、複数のロールダイス、及びこれらロールダイスの内の一つ以上を進退させるダイス進退機構を備え、前記各ロールダイスを回転させながらその外周をねじ軸素材の外周に押付けて、前記ねじ軸素材の外周部に転造によるねじ部を成形する転造盤と、水溶性加工液が収められたタンク、及びこのタンク内の水溶性加工液を前記各ロールダイスに供給する液供給系統を備える加工液供給装置と、前記水溶性加工液の温度を調節する温度調節装置と、前記水溶性加工液の温度がほぼ一定の温度を維持するように前記温度調節装置を制御するとともに前記ほぼ一定温度に維持された水溶性加工液を前記ロールダイスに前記加工液供給装置を介して供給させる制御装置と、を具備したことを特徴としている。この発明の実施において、請求項１６の発明のように、前記一対のロールダイスの真上に、これらロールダイスに対向して注ぎ口を設け、この注ぎ口からほぼ一定温度に維持された前記水溶性加工液を流出させると良い。
【００２３】
これら請求項１５，１６の発明においては、請求項１１から１４の発明方法を実施して、ほぼ一定温度に維持された水溶性加工液をダイスに供給させながら転造を行なうので、ダイスの温度上昇を確実に抑制してその寸法変化を適切に抑制できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して本発明の第１実施形態を説明する。この実施形態に係るねじ転造装置１は、図１（ｂ）に示すように転造盤２と、加工液供給装置３と、温度調節装置４と、ねじ径センサ５と、制御装置６とを具備している。
【００２５】
転造盤２は汎用の油圧押込み式のものであって、図１（ａ）（ｂ）に示すように送り込まれて転造加工されるねじ軸素材Ｗを径方向両側から挟むように配置される例えば二個の円形のダイス（ロールダイス）１１、１２を備えている。これらロールダイス１１、１２よりもねじ軸素材Ｗは長尺であり、又、ロールダイス１１、１２はいずれもその外周面に図示しない所定形状の螺旋状のみぞ形を有している。
【００２６】
一方のロールダイス１１は、固定ベース１３上に固定された固定台１４に回転自在に支持されて、固定側ダイスとしてある。固定台１４にはダイス駆動用モータ（例えば電動モータ）１５が取付けられ、このモータ１５の回転軸にはロールダイス１１の軸の一端部が連結されている。
【００２７】
固定ベース１３上には固定台１４に対して例えば横方向（水平方向）に接離するように可動台１６が往復移動可能に設置されている。この可動台１６には他方のロールダイス１２が回転自在に支持されて、このダイス１２を可動側ダイスとしている。可動台１６にはダイス駆動用モータ（例えば電動モータ）１７が取付けられ、このモータ１７にはロールダイス１２の軸端部が連結されている。ダイス駆動用モータ１７は前記モータ１５と同期して同方向に回転されるようになっている。
【００２８】
可動台１６は固定ベース１３上に設置したダイス進退機構１８が有する進退部材１８ａの先端部に連結されている。ダイス進退機構１８はロールダイス１１、１２間に送り込まれたねじ軸素材Ｗに転造圧力を与えるもので、この機構１８には、油圧機構が用いられる。これにより、進退部材１８ａを進退動作させて、可動台１６を固定台１４に対して接離する方向に往復移動させるとともに、それに伴い可動のロールダイス１２を固定のロールダイス１１に対して半径方向に接近・離反運動させることができるようにしてある。
【００２９】
なお、前記油圧機構に代えて、サーボモータでボールねじ装置のボールねじを正転又は逆転させて可動台１６の送りを行なうダイス進退機構を用いることもできる。又、前記転造盤２は、ロールダイス１１、１２間に挟まれたねじ軸素材Ｗを下側から支持する支持台（図示しない）、及びねじ軸の転造に必要とされるその他の必要部材を有している。
【００３０】
この転造盤２は、そのロールダイス１１、１２間に送り込まれたねじ軸素材Ｗに対し、ダイス進退機構１８により可動台１６を介してロールダイス１２を設定量押付けて半径方向の転造圧力を与えることによって、一対のロールダイス１１、１２の設定されたダイス押込み量で、ねじ軸素材Ｗの外周部を塑性変形させて転造によるねじ部を成形する。この場合、ねじ軸素材Ｗの回転はロールダイス１１、１２の周速に対して遅らされるようになっている。そのため、創生されるねじ面にすべりを生じ、それによってねじ軸素材Ｗに軸方向の送り運動が与えられる。
【００３１】
図１（ｂ）に示すように前記加工液供給装置３は、タンク２１と、液供給系統２２とを備えて形成されている。タンク２１には油性加工液に比較して冷却性が数倍例えば約４倍高い水溶性加工液Ｈが蓄えられている。この加工液Ｈには水溶性切削油剤のＷ１種を濃度５％〜１５％としたものを好適に使用できる。
【００３２】
液供給系統２２は、ポンプ２３と、このポンプ２３の吐出し口に接続された供給配管２４と、この配管２４の先端部に接続された例えば一対の注ぎ口２５とから形成されている。一対の注ぎ口２５は、固定台１４又は可動台１６の内の一方（例えば固定台１４）から他方（例えば可動台１６）方向に張り出して設置された張出し部２６に取付けられている。一方の注ぎ口２５は固定側のロールダイス１１の真上に対向して設けられ、同様に一方の注ぎ口２５は可動側のロールダイス１２の真上に対向して設けられている。したがって、これらの注ぎ口２５から流出される水溶性加工液Ｈは、下方のロールダイス１１又は１２にかけられた後に、その一部はねじ軸素材Ｗがロールダイス１１、１２間に挟まれている転造部分にもかけられるようになっている。なお、注ぎ口２５はそこから流出する水溶性加工液Ｈがロールダイス１１、１２にその下側又は側方向からかかるように配置することもできる。
【００３３】
張出し部２６には図１（ｂ）に示すようにねじ径センサ５が取付けられている。このセンサ５は、図１（ａ）に２点鎖線で示すようにロールダイス１１、１２間の出口近傍に配置されて、ねじ軸素材Ｗの転造されたねじ部の径を転造中に計測する。ここに転造されたねじ部の径は、有効径又はこの有効径を代用するねじ部の外径であってもよく、本実施形態では後者を採用している。ねじ径センサ５には、前記ねじ部をその径方向両側から挟む一対の接触子５ａを有する接触式センサが使用され、前記ねじ部の外周部分と触れるこれら接触子５ａ間の相対距離の変化から前記ねじ部の外径を検出するようになっている。なお、この接触式センサに代えて渦電流式センサをねじ径センサ５として使用することもできる。ねじ径センサ５の検出情報（前記ねじ部の有効径を代用する前記ねじ部の外径）は後述の制御装置６に供給される。
【００３４】
図１（ｂ）に示すように前記温度調節装置４は、加熱器３１と、冷却器３２とを備えており、これらの加熱作用又は冷却作用によって水溶性加工液Ｈの温度調節をする。なお、温度調節装置４は、少なくとも冷却器３２を備えればよい。この温度調節装置４は図１（ｂ）では説明の都合上タンク２１の外部に描いたが、実際にはタンク２１に内蔵される。しかし、これに限らず、タンク２１の外部に温度調節装置４を配置して、これらを配管で連通させてもよい。いずれにしても水溶性加工液Ｈを加熱器３１又は冷却器３２に強制的に通すための循環用ポンプ（図示しない）を備えるとよい。
【００３５】
なお、図１（ｂ）中符号３３は前記ポンプ２３の吸込み口の近傍に配置された液温センサ３３を示しており、これはポンプ２３に吸込まれる水溶性加工液Ｈの温度を検出する。このセンサ３３の計測情報（水溶性加工液Ｈの温度）は後述の制御装置６に供給される。
【００３６】
図１（ｂ）に示すように前記制御装置６は、処理手段としてのＣＰＵ（中央処置装置）４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、操作部４４、及び表示部４５などを備えている。
【００３７】
ＣＰＵ４１には前記ねじ径センサ５及び液温センサ３３の計測情報入力される。ＲＡＭ４２には、ねじ軸素材Ｗの径や長さのデータ、ロールダイス１１、１２についてのデータ等制御上必要な各種データが記憶されている。ＲＯＭ４３には、各種の動作タイミングを決定する制御プログラムが記憶されているとともに、前記ねじ部の有効径を代用する前記ねじ部の外径の変化と水溶性加工液Ｈの温度との相関関係を予め定めた温度調節テーブル等が記憶されており、このテーブル等から読み出される目標温度データにしたがってＣＰＵ４１は、それへの入力情報に基づいて前記ポンプ２３、温度調節装置４の加熱器３１及び冷却器３２の動作を制御する。又、ＣＰＵ４１は、前記ダイス進退機構１８の動作も制御する。キーボードやタッチパネル等からなる操作部４４は各種指令やデータを入力するためのものであり、表示部４５にはＲＡＭ４２に記憶させる各種のデータやメッセージなどが表示されるようになっている。
【００３８】
以上の構成を備えたねじ転造装置１で既述のようにねじ軸素材Ｗを転造する際には、この素材Ｗを挟んで回転駆動される一対のロールダイス１１、１２は、ねじ軸素材Ｗとの摩擦によって加熱される。
【００３９】
しかし、前記構成のねじ転造装置１は、その始動時から加工液供給装置３のポンプ２３が運転されて、タンク２１内の水溶性加工液Ｈが供給配管２４を通って一対の注ぎ口２５からロールダイス１１、１２及びこれらに挟まれたねじ軸素材Ｗに供給されるため、ロールダイス１１、１２及びねじ軸素材Ｗが冷却されて、それらの温度上昇が抑制される。この場合、水溶性加工液Ｈで冷却するから、その冷却性能よりロールダイス１１、１２の温度上昇が上回ることがない。
【００４０】
ところで、ねじ軸素材Ｗはそのロールダイス１１、１２間への挿入端側から転造されながら軸方向に移動されるため、ねじ軸素材Ｗに転造されたねじ部が一対のロールダイス１１、１２間から出た直後に、このねじ部の外周面にするねじ径センサ５の接触子５ａが接触して、このねじ径センサ５により前記ねじ部の外径が計測される。そして、このセンサ５の計測情報は制御装置６のＣＰＵ４１に供給される。
【００４１】
そのため、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３の温度調節テーブルから前記計測された外径に応じた目標温度を読み出すとともに、それにしたがって温度調節装置４の冷却器３２等を動作させて、タンク２１内の水溶性加工液Ｈの温度が前記読み出し温度となるように制御する。この場合、転造開始時に液温センサ３３で読み込まれた液温に対して±0.25℃以内となるように液温制御するとよい。
【００４２】
したがって、ロールダイス１１、１２の温度上昇に伴う膨張で前記ねじ部の外径が小さくなる傾向が前記ねじ径センサ５で計測されると、速やかにタンク２１内の水溶性加工液Ｈの温度が例えば下がるように調節され、この加工液Ｈが制御装置６で制御される加工液供給装置３によってロールダイス１１、１２に供給されるから、転造に伴う摩擦を原因とするロールダイス１１、１２の温度上昇を有効に抑制できる。それに伴い両ダイス１１、１２の寸法変化が極小に抑制されるため、ねじ軸素材Ｗに対する転造圧力の変化が抑制される。その結果、ねじ軸素材Ｗに転造されたねじ部の有効径を所定寸法に安定させることができる。
【００４３】
したがって、ロールダイス１１、１２よりも長い１本のねじ軸素材Ｗに転造によるねじ部を成形する場合に、このねじ軸素材に成形されたねじ部の各部での有効径が異なることが少なくなって、長尺なねじ部の有効径精度を向上させることができる。又、既述のようにロールダイス１１、１２の温度上昇を抑制できるので、転造盤２をはじめに駆動した後所定時間の間、暖機用のテストピースを必要とすることがないとともに、転造作業を中断した後に転造を再開するときにも、テストピースを必要とすることがない。そのため、ねじ軸素材Ｗの無駄を排して小ロットのボールねじ軸の生産をするのに好適である。更に、ロールダイス１１、１２の温度が安定して維持できるので、加工ロットが多い場合であっても、ロットの途中で生産されるボールねじ軸の数本に１本についてそのねじ部の寸法確認をしたり、それに基づいて可動側ロールダイス１２の押込み量補正をする作業を要することを少なくでき、ないしは該作業を省略できる。よって、生産性を向上できる。
【００４４】
以上により、前記構成のねじ転造装置１は、ボールねじ軸の有効径のばらつきを極小に抑制して、ボールねじ軸を高精度に成形できる。そのため、この装置１で造られたボールねじ軸に、この軸とは別に単体で販売されたナットを螺合して、ボールねじ装置を構成した場合に、これらボールねじ軸とナットとの隙間を小さくできるに伴い、高精度のボールねじ装置を構成できる。
【００４５】
又、既述のように前記構成のねじ転造装置１は、冷却効果が高い水溶性加工液Ｈを温度調節装置４により目標温度に温度制御し、この加工液をロールダイス１１、１２にかけながら転造を開始することによって、ロールダイス１１、１２の温度を略一定例えば±２.５℃の範囲を維持するように制御することが可能である。
【００４６】
そのため、ボールねじ装置などの制御性がよい可動部分を備えてＮＣ制御を行なうＮＣ制御転造盤では可能とされている転造途中でのねじ軸の有効径補正を、既述のようなＮＣ制御を備えない一般的な油圧押込み式の汎用転造盤２を用いて、以上のように成形されたねじ部の外径計測に基づいて、その計測値が一定となるように制御装置６で演算などにより求めた目標温度に水溶性加工液Ｈの液温を制御し、この加工液を転造途中のロールダイス１１、１２に供給しつつ、ボールねじ軸の製造を行なうことによって、このねじ軸のねじ軸の有効径補正を実現できる。したがって、ＮＣ制御を備えない汎用転造盤２を用いて、安定した有効径のボールねじ軸を転造して造ることができる。
【００４７】
図２は本発明の第２実施形態を示している。この実施形態は基本的には第１実施形態と同様な構成であるので、同様構成部分には第１実施形態と同じ符号を付して、その構成および作用の説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第２実施形態は、ねじ軸素材に転造されるねじ部の有効径に影響を与えるパラメータの計測を、ねじ部の外径の実測値ではなく、ロールダイスの外径の変化として実施した例であり、この点が第１実施形態と異なる。
【００４８】
すなわち、ねじ部の転造加工はロールダイス１１、１２の中心軸間距離を一定に保ちながら実施されるので、これらダイス１１、１２のねじ軸素材Ｗの外周に対する押込み量の変化は、ロールダイスの外径の変化で捉えることができる。
【００４９】
そのために、本実施形態では、例えば可動台１６に設けたセンサ設置用張り出し部５２にダイス径センサ５１を設置して、ロールダイス１２の外径の寸法変化を計測するようにしている。なお、ダイス径センサ５１は固定台１４に設けてロールダイス１１の外径の寸法変化を計測するようにしてもよい。ダイス径センサ５１には、ロールダイス１２の外周面に触れるダイス外径計測用変位計５１ａと、この変位計５１ａの可動台１６に対する変位を読み取る位置読み取りスケール５１ｂとを組合せてなる接触式センサが使用されている。特に、図２に示されるセンサ５１は、ロールダイス１２の外周部のうち、ダイス１２の中心を通って押込み方向に延長した延長線上で、かつ、転造の邪魔とならないロールダイス１２の外周位置Ｂで外径変化を検出するように設置されていて、それにより、ロールダイス１２の押込み量に相当するダイス径変化を高精度で計測できるようにしてある。なお、前記接触式のダイス径センサに代えて渦電流式のセンサにダイス径センサを用いることもできる。
【００５０】
又、以上のダイス径センサ５１を採用したことから、この第２実施形態において制御装置６のＲＯＭ４３には、押込み量に相当するダイス径変化と水溶性加工液Ｈの温度との相関関係を予め定めた温度調節テーブル等が記憶されている。なお、以上説明した点以外の構成は第１実施形態と同じである。
【００５１】
従って、この構成の第２実施形態でも第１実施形態と同様の作用を得て本発明の課題を解決できる。
【００５２】
簡単に説明すれば、転造動作に伴い加熱されるロールダイス１２は、その温度上昇に伴い外径が大きくなるように膨張するので、転造されているねじ部の外径が小さくなる傾向がロールダイス１２の外径が大きくなる傾向としてねじ径センサ５で計測されると、それに伴って速やかにタンク２１内の水溶性加工液Ｈの温度が例えば下がるように調節され、この加工液Ｈが制御装置６で制御される加工液供給装置３によってロールダイス１１、１２に供給される。
【００５３】
このように一対のロールダイス１１、１２の熱膨張量の計測に代えて、ロールダイス１２の外径変化を計測して、それに基づいて目標温度に調温されかつ冷却性能が高い水溶性加工液Ｈをロールダイス１１、１２にかけながら転造を行なう。そのため、転造に伴う摩擦を原因とするロールダイス１１、１２の温度上昇を有効に抑制できるに伴い、両ダイス１１、１２の寸法変化が極小に抑制されて、ねじ軸素材Ｗに対する転造圧力の変化が抑制される結果、ねじ軸素材に転造されたねじ部の有効径を所定寸法に安定させることができる。したがって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
図３は本発明の第３実施形態を示している。この実施形態は基本的には第１実施形態と同様な構成であるので、同様構成部分には第１実施形態と同じ符号を付して、その構成および作用の説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第３実施形態は、ねじ軸素材に転造されるねじ部の有効径に影響を与えるパラメータの計測を、ねじ部の外径の実測値ではなく、ロールダイスの温度の変化として実施した例であり、この点が第１実施形態と異なる。
【００５５】
すなわち、ねじ部の転造加工はロールダイス１１、１２の中心軸間距離を一定に保ちながら実施されるので、これらダイス１１、１２のねじ軸素材Ｗの外周に対する押込み量の変化は、ロールダイスの外径の変化で捉えることができる。
【００５６】
そのために、本実施形態では、固定台１４に例えば接触式のダイス温度センサ５５を設置して、転造加工の邪魔とならないように例えばロールダイス１１、１２間とは反対側からロールダイス１１に側方から接してこのダイス１１の温度を計測するようにしている。なお、ダイス温度センサ５５はロールダイス１２の温度を計測するように可動台１６に設置することもできる。又、以上のダイス温度センサ５５を採用したことから、この第３実施形態において制御装置６のＲＯＭ４３には、押込み量に相当するダイス温度変化と水溶性加工液Ｈの温度との相関関係を予め定めた温度調節テーブル等が記憶されている。なお、以上説明した点以外の構成は第１実施形態と同じである。
【００５７】
従って、この構成の第３実施形態でも第１実施形態と同様の作用を得て本発明の課題を解決できる。
【００５８】
簡単に説明すれば、転造動作に伴い加熱されるロールダイス１１は、その温度上昇に伴い外径が大きくなるように膨張するので、転造されているねじ部の外径が小さくなる傾向がロールダイス１１の温度が高くなる傾向としてダイス温度センサ５５で計測されると、それに伴って速やかにタンク２１内の水溶性加工液Ｈの温度が例えば下がるように調節され、この加工液Ｈが制御装置６で制御される加工液供給装置３によってロールダイス１１、１２に供給される。
【００５９】
このように一対のロールダイス１１、１２の熱膨張量の計測に代えて、ロールダイス１１の外径の変化を予測できるロールダイス１１の温度を計測して、それに基づいて目標温度に調温されかつ冷却性能が高い水溶性加工液Ｈをロールダイス１１、１２にかけながら転造を行なう。そのため、転造に伴う摩擦を原因とするロールダイス１１、１２の温度上昇を有効に抑制できるに伴い、両ダイス１１、１２の寸法変化が極小に抑制されて、ねじ軸素材Ｗに対する転造圧力の変化が抑制される結果、ねじ軸素材に転造されたねじ部の有効径を所定寸法に安定させることができる。したがって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
図４は本発明の第４実施形態を示している。この実施形態は基本的には第１実施形態と同様な構成であるので、同様構成部分には第１実施形態と同じ符号を付して、その構成および作用の説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第４実施形態は、ねじ軸素材に転造されるねじ部の有効径に影響を与えるパラメータの計測を、ねじ部の外径の実測値ではなく、ねじ軸素材の転造開始位置を起点とするねじ軸素材の移動量の変化として実施した例であり、この点が第１実施形態と異なる。
【００６１】
すなわち、本実施形態では、例えばロールダイス１２を回転駆動するダイス駆動用モータ１７に、ねじ軸素材Ｗの移動量を計測するねじ軸位置検出手段としてロータリーエンコーダなどのダイス回転数センサ５８を設けている。なお、このセンサ５８はロールダイス１１を回転駆動するダイス駆動用モータ１５に設けてロールダイス１１の回転数を計測するようにしてもよい。又、以上のダイス回転数センサ５８を採用したことから、この第４実施形態において制御装置６のＲＯＭ４３には、ねじ軸素材Ｗの転造開始位置を起点とする移動量に相当するダイス回転数変化と水溶性加工液Ｈの温度との相関関係を予め定めた温度調節テーブル等が記憶されている。又、図４中４１ａは前記制御装置６のＣＰＵ４１が有するタイマを示している。なお、以上説明した点以外の構成は第１実施形態と同じである。
【００６２】
従って、この構成の第４実施形態でも第１実施形態と同様の作用を得て本発明の課題を解決できる。
【００６３】
すなわち、汎用の油圧式転造盤２を駆動して、そのロールダイス１１、１２間にねじ軸素材Ｗを挟み込んで、転造作業を開始すると、その時点から、ロールダイス１２を回転させるダイス駆動用モータ１７の回転数を計測するダイス回転数センサ５８の計測情報がＣＰＵ４１に取り込まれる。そのため、ＣＰＵ４１は、前記モータ１７の回転数を基にねじ軸素材Ｗの軸方向への移動量を演算し、その演算結果から前記ＲＯＭ４３の温度調節テーブルから前記演算移動量に対応して読み出される水溶性加工液Ｈの目標温度にしたがって、タンク２１内の水溶性加工液Ｈの温度が目標温度となるように温度調節装置４で加工液Ｈの温度を調節して、この調温された水溶性加工液Ｈをロールダイス１１、１２に加工液供給装置３を介して供給させる。
【００６４】
このように第４実施形態では、転造開始位置を起点とする現在のねじ軸素材Ｗの移動量に応じて、予め設定した温度に調節された水溶性加工液Ｈを、転造部においてロールダイス１１、１２に供給して、これらを効果的に冷却し熱膨張による変形を極小に抑制する。そのため、ねじ軸素材Ｗの長さ及び重量、更にはねじ軸の支持方法等の影響によるねじ部の有効径の変化を補正でき、従って、前記影響を極小に抑制して、例えばボールねじ軸の軸端部と長手方向中央部付近での有効径が同じにならないというようなことを防止でき、加工されたねじ軸の長手方向の各部でのねじ部の有効径が一定になるように転造することができる。
【００６５】
なお、この第４実施形態では、転造開始位置を起点とするねじ軸素材Ｗの移動量の計測を、ダイス回転数センサ５８で実施したが、これに代えて、ＣＰＵ４１が有するタイマ４１ａを利用して、転造開始時点からの経過時間を計測することに基づいて演算により前記移動量を求めてもよく、あるいは接触式センサ等でねじ軸の移動量を直接実測することによってねじ軸移動検出手段を構成することもできる。
【００６６】
又、本発明は、以上のようにねじ軸素材に転造されるねじ部の有効径に影響を与えるパラメータとしてねじ軸の軸方向移動量を計測して、このねじ軸の長手方向の各位置について有効径の補正を主とする第４実施形態と、以上のように前記パラメータとしてねじ軸の半径方向の押込み量の計測を便宜的にねじ部の外径計測、ロールダイスの外径計測、若しくはロールダイスの温度計測で代用して、前記有効径の補正を主とする前記第１〜第３実施形態のいずれかを組合せた構成とすることもできる。この場合でも、本発明の初期の課題を解決できるもちろんである。
【００６７】
図５は本発明の第５実施形態を示している。この実施形態は基本的には第１実施形態と同様な構成であるので、同様構成部分には第１実施形態と同じ符号を付して、その構成および作用の説明を省略し、以下異なる部分について説明する。
【００６８】
この第５実施形態では第１実施形態で採用したねじ径センサは省略してある。更に、第５実施形態では温度調節装置４は、制御装置６によってタンク２１内の水溶性加工液Ｈの温度をほぼ一定温度に維持するように温度調節する。そのため、この第５実施形態のねじ転造装置１では、油性加工液より冷却性に優れるほぼ一定温度の水溶性加工液Ｈを、ダイス１１、１２に供給しながら、これらのダイス１１、１２によりねじ軸素材Ｗに転造によるねじ部を成形するようになっている。なお、以上の点以外の構成は、第１実施形態と同じである。
【００６９】
従って、この構成の第５実施形態でも第１実施形態と同様の作用を得て本発明の課題を解決できる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００７１】
請求項１から６の発明によれば、ねじ転造装置によるねじ軸素材の転造において、水溶性加工液を調温しながらダイスにかけて、ダイスの寸法変化を適切に制御したので、ねじ軸を高精度に成形できるねじ転造方法を提供できる。
【００７２】
請求項７から１０の発明によれば、転造盤によるねじ軸素材の転造において、水溶性加工液を調温しながらロールダイスにかけて、ロールダイスの寸法変化を適切に制御する請求項１から４のいずれかの発明方法を実施するので、ねじ軸を高精度に成形できるねじ転造装置を提供できる。
【００７３】
請求項１１から１６の発明によれば、ねじ転造装置によるねじ軸素材の転造において、水溶性加工液をほぼ一定温度に維持しながらダイスにかけて、ダイスの寸法変化を適切に制御したので、ねじ軸を高精度に成形できるねじ転造方法及びねじ転造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係るボールねじ転造方法を実施するねじ転造装置の転造盤を概略的に示す平面図。
（ｂ）は第１実施形態のねじ転造装置全体の構成を示す図。
【図２】（ａ）は本発明の第２実施形態に係るボールねじ転造方法を実施するねじ転造装置の転造盤を概略的に示す平面図。
（ｂ）は第２実施形態のねじ転造装置全体の構成を示す図。
【図３】（ａ）は本発明の第３実施形態に係るボールねじ転造方法を実施するねじ転造装置の転造盤を概略的に示す平面図。
（ｂ）は第３実施形態のねじ転造装置全体の構成を示す図。
【図４】本発明の第４実施形態に係るボールねじ転造方法を実施するねじ転造装置全体の構成を示す図。
【図５】本発明の第５実施形態に係るボールねじ転造方法を実施するねじ転造装置全体の構成を示す図。
【符号の説明】
１…ねじ軸転造装置
２…転造盤
３…加工液供給装置
４…温度調節装置
５…ねじ径センサ
６…制御装置
Ｗ…ねじ軸素材
１１、１２…ロールダイス（ダイス）
２１…タンク
２２…液供給系統
２５…注ぎ口
Ｈ…水溶性加工液
３１…温度調節装置の加熱器
３２…温度調節装置の冷却器
３３…液温センサ
５１…ダイス径センサ
５５…ダイス温度センサ
５８…ダイス回転数センサ（ねじ軸位置検出手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thread rolling method and a thread rolling apparatus that push a die having a groove shape into a threaded shaft material, and plastically process a threaded portion with the material that rises along with that, thereby forming, for example, a ball threaded shaft.
[0002]
[Prior art]
In order to roll the ball screw shaft, a general-purpose round die rolling machine, in particular, a hydraulic push-type screw rolling machine provided with a pair of roll dies having a screw groove on the outer periphery is frequently used. In this rolling machine, one roll die is rotated around a fixed axis, and the other roll die is provided so as to be able to approach and move in the radial direction with respect to the one roll die. By pressing a movable roll die that is moved by hydraulic pressure against the inserted screw shaft material, a threaded portion by rolling is formed on the outer periphery of the screw shaft material. And in this rolling operation, in order to reduce the friction generated between the screw shaft material and the roll die, the oil-based machining fluid with an emphasis on lubricity is used without any special temperature control. Yes.
[0003]
However, the cooling effect of the roll die by the oil-based machining fluid cannot be expected so much, and the temperature rise of the roll die due to the processing heat generated by the friction accompanying the rolling often exceeds the cooling performance by the oil-based machining fluid. This fact was confirmed by the present inventors. The dimensional change of the roll die due to the temperature rise brings about a change of the rolling pressure with respect to the screw shaft material, so that there is a limit to stabilize the effective diameter of the threaded portion of the screw shaft material that has been rolled.
[0004]
Specifically, when forming a threaded portion by rolling on one screw shaft material longer than the roll die, the temperature of the roll die gradually increased, and the one screw shaft material was formed on the one screw shaft material. The effective diameter at each part of the threaded portion is different, and it is difficult to stabilize the effective diameter accuracy of the threaded portion.
[0005]
In addition, the temperature rise of the roll die accompanying rolling reaches a stable range when the temperature rises to a certain temperature, but until then, the dimensional change of the roll die is not stable. In the meantime, a test piece for warm-up is required. For the same reason, a test piece is also required when rolling is resumed after the rolling operation is interrupted. Therefore, especially when a small lot is repeatedly produced, the screw shaft material for testing is wasted.
[0006]
Furthermore, even when the temperature of the roll die has reached the stable range, the temperature of this die gradually increases, so one of several ball screw shafts to be produced is to confirm the dimension of the formed screw part. And the correction | amendment work of the pushing amount of the movable side roll die based on it is needed. Such work is an obstacle to improving productivity.
[0007]
In addition, even in the stable region, the effective diameter is not the same between the end of the ball screw shaft and the central portion in the longitudinal direction because it is affected by the length and weight of the ball screw shaft and the support method of the ball screw shaft. There is a case.
[0008]
A ball screw device including a ball screw shaft formed by rolling and a nut screwed to the ball screw shaft generally sells the ball screw shaft and the nut alone. Further, in addition to the fact that the effective diameter of the rolled ball screw shaft tends to vary for the reasons already described, the effective diameter of the ball screw shaft produced by the hydraulic push-type screw rolling machine is on the order of several μm. It is practically impossible to control with high accuracy. Therefore, when the ball screw device is configured by combining the ball screw shaft and the nut sold as a single unit as described above, it is difficult to set the clearance between the ball screw shaft and the nut small.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is to obtain a screw rolling method and a screw rolling device that can form a screw shaft with high accuracy.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problem, the screw rolling method of the invention according to claim 1 is provided in a screw rolling device.By diceThreaded portion of the threaded shaft material to be processedChange in diameterWas measured during rolling and obtained by this measurementChange in diameter of the threadA threaded portion formed by rolling is formed on the threaded shaft material while supplying a water-soluble working fluid whose temperature is adjusted based on the above to the die.
  Similarly, in order to solve the above-mentioned problem, the screw rolling method of the invention according to claim 2 rolls a threaded portion on a screw shaft material processed by a roll die provided in the screw rolling device, and this rolling While measuring the change in the outer diameter of the roll die, the screw shaft while supplying the water-soluble machining liquid temperature-controlled based on the change in the outer diameter of the roll die obtained by this measurement to the roll die It is characterized in that a threaded part is formed by rolling on a material.
  Similarly, in order to solve the above-mentioned problem, the thread rolling method of the invention according to claim 3 rolls a threaded portion on a screw shaft material processed by a roll die provided in the thread rolling device, and this rolling The temperature change of the roll die is measured during, and the water-soluble machining liquid temperature-controlled based on the change in the temperature of the roll die obtained by this measurement is supplied to the screw shaft material while supplying the roll die. The thread part by rolling is shape | molded, It is characterized by the above-mentioned.
  Similarly, in order to solve the above-mentioned problem, the thread rolling method of the invention according to claim 4 is the method of rolling a thread portion on the threaded shaft material by a thread rolling device having a roll die shorter than the threaded shaft material. Then, during the rolling, the amount of movement of the screw shaft material measured from the rolling start position of the screw shaft material by the roll die is measured, and based on the amount of movement of the screw shaft material obtained by this measurement A threaded part formed by rolling is formed on the threaded shaft material while supplying a temperature-adjustable water-soluble working fluid to the roll die.
  Similarly, in order to solve the above-mentioned problem, the thread rolling method of the invention according to claim 5 is the method of rolling a thread portion on the threaded shaft material by a thread rolling device having a roll die shorter than the threaded shaft material. Then, a change in the number of rotations of the roll die is measured during the rolling, and a water-soluble processing liquid whose temperature is adjusted based on the change in the number of rotations of the roll die obtained by the measurement is supplied to the roll die. However, the screw shaft material is formed with a thread portion by rolling.
  Similarly, in order to solve the above-mentioned problem, the screw rolling method of the invention according to claim 6 rolls a threaded portion on a screw shaft material processed by a roll die provided in the screw rolling device, and performs this rolling. Measure the elapsed time from the start of the measurement, measure the amount of movement of the screw shaft material by calculation based on the elapsed time obtained by this measurement, and temperature based on the amount of movement of the screw shaft material obtained by this measurement While the adjusted water-soluble working fluid is supplied to the roll die, a threaded portion by rolling is formed on the screw shaft material.
[0011]
  These claims 1 to 6In the inventions of the present invention and each of the following inventions, the water-soluble machining fluid can be suitably used as the water-soluble cutting fluid W1 or W2 as defined in JIS K2241, particularly the W1 that exhibits a cloudy liquid state. Use of a water-soluble working fluid in a concentration range of 5% to 15% is preferable in that the cooling property and lubricity are not excessively lowered.
[0012]
  or,Inventions of these claims 1 to 6And in each of the following inventions:Changes in information measured during rollingCan be used, and in that case, measurement information on parameters that most affect the workpiece dimensions, such as the effective diameter of the thread that is rolled into the screw shaft material (work)ChangeIs used for main control and other measurement informationChangeMay be used for sub-control, for example, to control the feed amount of the screw shaft material.
[0013]
  theseClaims 1 to 6In each of the inventions, when rolling a screw shaft material using a die of a screw rolling device, the screw shaft material is rolled while applying a water-soluble machining liquid to the die pressed against the screw shaft material. In this case, the diameter of the threaded part rolled into the threaded shaft materialchange ofOr outer diameter of roll dieschange ofOr roll die temperaturechange ofOr the amount of movement of the screw shaft material starting from the rolling start position of the screw shaft material,Or the change in the rotation speed of the roll die, or the elapsed time from the start of rolling,Measurement is performed during rolling, the temperature of the water-soluble machining fluid is adjusted to a target temperature based on the measured information, and rolling is performed while supplying the temperature-adjusted water-soluble machining fluid to a die. The water-soluble machining fluid is adjusted to the target temperature according to the parameters that affect the workpiece dimensions, such as the effective diameter of the threaded portion that is rolled into the screw shaft material, as described above. The dimensional change can be appropriately suppressed by being surely suppressed.
[0014]
  or,Claims 7 to 10The invention according to the above is provided with a plurality of roll dies and a die advance / retreat mechanism for advancing and retreating one or more of these roll dies, while pressing each outer periphery against the outer periphery of the screw shaft material while rotating each roll die, A screw rolling apparatus using a rolling machine that forms a thread portion by rolling on the outer periphery of a screw shaft material is assumed.
[0015]
  And in order to solve the said subject,Claim 7According to the present invention, there is provided a processing liquid supply device including a tank in which a water-soluble processing liquid is stored, a liquid supply system for supplying the water-soluble processing liquid in the tank to the roll dies, and the temperature of the water-soluble processing liquid. The temperature control device to adjust, and the diameter of the threaded part of the threaded shaft material during rollingchange ofThread diameter sensor that measures and obtained by measuring this sensorChange in thread diameterThe water-soluble working fluid isChange in thread diameterAnd a controller for controlling the temperature adjusting device so as to obtain a target temperature corresponding to the temperature and supplying the temperature-adjustable water-soluble machining fluid to the roll die via the machining fluid supply device. It is what.
[0016]
  Similarly,Claim 8According to the present invention, there is provided a processing liquid supply device including a tank in which a water-soluble processing liquid is stored, a liquid supply system for supplying the water-soluble processing liquid in the tank to the roll dies, and the temperature of the water-soluble processing liquid. Temperature control device to adjust and outer diameter of the roll die during rollingchange ofObtained by measuring the die diameter sensor and the sensorChanges in outer diameter of roll diesThe water-soluble working fluid isChanges in outer diameter of roll diesAnd a controller for controlling the temperature adjusting device so as to obtain a target temperature corresponding to the temperature and supplying the temperature-adjustable water-soluble machining fluid to the roll die via the machining fluid supply device. It is what.
[0017]
  Similarly,Claim 9According to the present invention, there is provided a processing liquid supply device including a tank in which a water-soluble processing liquid is stored, a liquid supply system for supplying the water-soluble processing liquid in the tank to the roll dies, and the temperature of the water-soluble processing liquid. Temperature control device to adjust, and temperature of the roll die during rollingchange ofObtained by measuring the temperature of the die and the sensorRoll die temperature changeThe water-soluble working fluid isRoll die temperature changeAnd a controller for controlling the temperature adjusting device so as to obtain a target temperature corresponding to the temperature and supplying the temperature-adjustable water-soluble machining fluid to the roll die via the machining fluid supply device. It is what.
[0018]
  Similarly,Claim 10According to the present invention, there is provided a processing liquid supply device including a tank in which a water-soluble processing liquid is stored, a liquid supply system for supplying the water-soluble processing liquid in the tank to the roll dies, and the temperature of the water-soluble processing liquid. The temperature control device to adjust, and the roll die during the rollingScrew shaft materialStarting from the rolling start position ofScrew shaft materialScrew shaft position detecting means for measuring the amount of movement ofMovement amount of screw shaft materialThe water-soluble working fluid isMovement amount of screw shaft materialAnd a controller for controlling the temperature adjusting device so as to obtain a target temperature corresponding to the temperature and supplying the temperature-adjustable water-soluble machining fluid to the roll die via the machining fluid supply device. It is what.
[0019]
  theseClaims 7 to 10In the invention, when rolling the screw shaft material using the roll die of the rolling machine, the water-soluble machining liquid stored in the tank of the machining fluid supply device is transferred to the screw shaft material via the liquid supply system. The threaded shaft material is rolled while being placed on a roll die that is pressed onto the surface. In this case, the diameter of the thread part rolled into the threaded shaft material by the thread diameter sensorchange ofOr the outer diameter of the roll die by the die diameter sensorchange ofOr roll die temperature by die temperature sensorchange ofAlternatively, the screw shaft position detection means measures the amount of movement of the screw shaft material starting from the rolling start position of the screw shaft material during rolling, and the temperature controlled by the control device based on this measured information. The temperature of the water-soluble machining fluid is adjusted to the target temperature by the adjusting device, and the temperature-controlled water-soluble machining fluid is rolled while being supplied to the roll die by the machining fluid supply device controlled by the control device. As described above, the temperature of the roll die rises because the water-soluble machining fluid is adjusted to the target temperature according to the parameters that affect the workpiece dimensions, such as the effective diameter of the threaded portion that is rolled into the screw shaft material. Can be reliably suppressed, and the dimensional change can be appropriately suppressed.
[0020]
  In order to solve the above problem,Claim 11In the thread rolling method according to the present invention, the water-soluble machining fluid is maintained at a substantially constant temperature, and the thread rolling device includes the machining fluid.A pair of roll diesWhile supplying toThese diceThus, a threaded part by rolling is formed on the screw shaft material.In the implementation of this thread rolling method, as in the invention of claim 12, the water-solubility maintained at a substantially constant temperature from a spout provided directly above the pair of roll dies so as to face the roll dies. The working fluid may be allowed to flow out. As in the invention of claim 13, a part of the water-soluble working fluid which is maintained at a substantially constant temperature and applied to the roll die is used as the roll shaft die. It may be applied to the rolled part sandwiched between, and the claim 14 Like this invention, it is good to use W1 type water-soluble processing liquid defined in JISK2241 as the water-soluble processing liquid at a concentration of 5% to 15%.
[0021]
  Inventions of these claims 11 to 14In this method, the temperature of the water-soluble machining fluid is adjusted to a substantially constant temperature,A pair of roll diesAs rolling is performed while supplyingRoll diceIt is possible to reliably suppress the dimensional change by reliably suppressing the temperature rise.
[0022]
  or,Claim 15The screw rolling device according to the invention includes a plurality of roll dies and a die advance / retreat mechanism for advancing and retreating one or more of the roll dies, and rotating the roll dies while rotating the outer periphery of the screw shaft material. A rolling machine for forming a threaded part by rolling on the outer periphery of the screw shaft material, a tank containing a water-soluble processing liquid, and the water-soluble processing liquid in the tank to each roll die. A machining fluid supply device including a fluid supply system to supply, a temperature regulation device for regulating the temperature of the water-soluble machining fluid, and the temperature regulation device so that the temperature of the water-soluble machining fluid is maintained at a substantially constant temperature. And a control device that controls and supplies the water-soluble machining fluid maintained at a substantially constant temperature to the roll die via the machining fluid supply device.. In the practice of the present invention, as in the invention of claim 16, a pouring spout is provided directly above the pair of roll dies so as to face the roll dies, and the water solution maintained at a substantially constant temperature from the pouring spout. It is recommended to let the processing fluid flow out.
[0023]
  These claims 15 and 16In the invention ofClaims 11 to 14By carrying out the inventive method and performing rolling while supplying the water-soluble machining liquid maintained at a substantially constant temperature to the die, the temperature rise of the die can be reliably suppressed and the dimensional change thereof can be appropriately suppressed.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1B, the thread rolling device 1 according to this embodiment includes a rolling machine 2, a working fluid supply device 3, a temperature adjusting device 4, a screw diameter sensor 5, and a control device 6. It has.
[0025]
The rolling machine 2 is of a general-purpose hydraulic push type, and is arranged so as to sandwich the screw shaft material W to be fed and rolled as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) from both sides in the radial direction. For example, two circular dies (roll dies) 11 and 12 are provided. The screw shaft material W is longer than the roll dies 11 and 12, and the roll dies 11 and 12 both have a spiral groove of a predetermined shape (not shown) on the outer peripheral surface thereof.
[0026]
One roll die 11 is rotatably supported by a fixed base 14 fixed on a fixed base 13, and serves as a fixed die. A die driving motor (for example, an electric motor) 15 is attached to the fixed base 14, and one end of the shaft of the roll die 11 is connected to the rotating shaft of the motor 15.
[0027]
On the fixed base 13, a movable table 16 is installed so as to be able to reciprocate so as to be in contact with and separated from the fixed table 14 in the horizontal direction (horizontal direction). The other roll die 12 is rotatably supported on the movable table 16, and this die 12 is used as a movable die. A die drive motor (for example, an electric motor) 17 is attached to the movable table 16, and the shaft end portion of the roll die 12 is connected to the motor 17. The die driving motor 17 is rotated in the same direction in synchronization with the motor 15.
[0028]
The movable table 16 is connected to the tip of an advancing / retracting member 18 a included in a die advancing / retracting mechanism 18 installed on the fixed base 13. The die advancing / retreating mechanism 18 applies a rolling pressure to the screw shaft material W fed between the roll dies 11, 12, and a hydraulic mechanism is used as the mechanism 18. As a result, the advancing / retreating member 18a is moved back and forth to reciprocate the movable table 16 in the direction of moving toward and away from the fixed table 14, and the movable roll die 12 is moved in the radial direction with respect to the fixed roll die 11 accordingly. It can be made to move toward and away from.
[0029]
Instead of the hydraulic mechanism, a die advancing / retracting mechanism that feeds the movable table 16 by rotating the ball screw of the ball screw device forward or reverse with a servo motor can be used. Further, the rolling machine 2 has a support base (not shown) for supporting the screw shaft material W sandwiched between the roll dies 11 and 12 from the lower side, and other needs necessary for rolling the screw shaft. It has a member.
[0030]
This rolling machine 2 presses the roll die 12 against the screw shaft material W fed between the roll dies 11 and 12 by a die advance / retreat mechanism 18 via a movable table 16 to set a rolling pressure in the radial direction. Thus, the outer peripheral portion of the screw shaft material W is plastically deformed with a set die pressing amount of the pair of roll dies 11 and 12 to form a thread portion by rolling. In this case, the rotation of the screw shaft material W is delayed with respect to the peripheral speed of the roll dies 11 and 12. For this reason, a slip is generated on the created screw surface, whereby an axial feed movement is given to the screw shaft material W.
[0031]
As shown in FIG. 1B, the processing liquid supply device 3 includes a tank 21 and a liquid supply system 22. The tank 21 stores a water-soluble machining fluid H that is several times, for example, about four times as cool as an oil-based machining fluid. As the working fluid H, a water-soluble cutting fluid having a concentration of W1 of 5% to 15% can be suitably used.
[0032]
  The liquid supply system 22 is formed by a pump 23, a supply pipe 24 connected to the discharge port of the pump 23, and a pair of spouts 25 connected to the tip of the pipe 24. The pair of spouts 25 are attached to an overhanging portion 26 that projects from one of the fixed table 14 and the movable table 16 (for example, the fixed table 14) toward the other (for example, the movable table 16). One spout 25 is provided directly above the fixed-side roll die 11, and similarly one spout 25 is provided directly above the movable-side roll die 12. Therefore, after the water-soluble processing liquid H flowing out from these spouts 25 is applied to the lower roll die 11 or 12, a part thereofScrew shaft material W isIt can also be applied to a rolled portion sandwiched between roll dies 11 and 12. Note that the spout 25 can be arranged so that the water-soluble processing liquid H flowing out from the spout 25 is applied to the roll dies 11 and 12 from the lower side or the side direction.
[0033]
A screw diameter sensor 5 is attached to the overhang portion 26 as shown in FIG. This sensor 5 is arranged in the vicinity of the outlet between the roll dies 11 and 12 as shown by a two-dot chain line in FIG. 1A, and the diameter of the threaded portion of the threaded shaft material W is rolled during rolling. measure. The diameter of the thread part rolled here may be the effective diameter or the outer diameter of the thread part that substitutes for this effective diameter, and the latter is adopted in this embodiment. For the screw diameter sensor 5, a contact type sensor having a pair of contacts 5a that sandwich the screw portion from both sides in the radial direction is used. From the change in the relative distance between the contact portions 5a that touch the outer peripheral portion of the screw portion. The outer diameter of the screw portion is detected. An eddy current sensor may be used as the screw diameter sensor 5 instead of the contact sensor. Detection information of the screw diameter sensor 5 (the outer diameter of the screw portion substituting the effective diameter of the screw portion) is supplied to a control device 6 described later.
[0034]
As shown in FIG. 1 (b), the temperature adjusting device 4 includes a heater 31 and a cooler 32, and adjusts the temperature of the water-soluble machining liquid H by the heating action or the cooling action. In addition, the temperature control apparatus 4 should just be provided with the cooler 32 at least. Although the temperature adjusting device 4 is drawn outside the tank 21 for convenience of explanation in FIG. 1B, it is actually built in the tank 21. However, the present invention is not limited to this, and the temperature control device 4 may be arranged outside the tank 21 and communicated with each other by piping. In any case, a circulation pump (not shown) for forcibly passing the water-soluble processing liquid H through the heater 31 or the cooler 32 may be provided.
[0035]
In FIG. 1B, reference numeral 33 denotes a liquid temperature sensor 33 arranged in the vicinity of the suction port of the pump 23, which detects the temperature of the water-soluble machining liquid H sucked into the pump 23. . Measurement information of the sensor 33 (temperature of the water-soluble machining fluid H) is supplied to the control device 6 described later.
[0036]
As shown in FIG. 1B, the control device 6 includes a CPU (Central Treatment Device) 41 as a processing means, a RAM 42, a ROM 43, an operation unit 44, a display unit 45, and the like.
[0037]
Measurement information of the screw diameter sensor 5 and the liquid temperature sensor 33 is input to the CPU 41. The RAM 42 stores various data necessary for control, such as data on the diameter and length of the screw shaft material W and data on the roll dies 11 and 12. The ROM 43 stores a control program for determining various operation timings, and correlates the change in the outer diameter of the screw portion that substitutes for the effective diameter of the screw portion and the temperature of the water-soluble machining fluid H. A predetermined temperature adjustment table or the like is stored, and according to the target temperature data read from this table or the like, the CPU 41, based on input information to the pump 23, the heater 31 and the cooler of the temperature adjustment device 4 32 operations are controlled. The CPU 41 also controls the operation of the die advance / retreat mechanism 18. An operation unit 44 including a keyboard and a touch panel is for inputting various commands and data, and various data and messages stored in the RAM 42 are displayed on the display unit 45.
[0038]
When the threaded shaft material W is rolled as described above with the thread rolling device 1 having the above-described configuration, the pair of roll dies 11 and 12 that are rotationally driven with the material W sandwiched therebetween are screw shafts. Heated by friction with the material W.
[0039]
However, in the thread rolling device 1 having the above-described configuration, the pump 23 of the machining fluid supply device 3 is operated from the start, and the water-soluble machining fluid H in the tank 21 passes through the supply pipe 24 and a pair of spouts 25. Are supplied to the roll dies 11 and 12 and the screw shaft material W sandwiched between them, the roll dies 11 and 12 and the screw shaft material W are cooled, and their temperature rise is suppressed. In this case, since cooling is performed with the water-soluble processing liquid H, the temperature rise of the roll dies 11 and 12 does not exceed the cooling performance.
[0040]
By the way, since the screw shaft raw material W is moved in the axial direction while being rolled from the insertion end side between the roll dies 11 and 12, the threaded portion of the screw shaft raw material W is formed into a pair of roll dies 11, Immediately after coming out between 12, the contact 5a of the screw diameter sensor 5 on the outer peripheral surface of the screw portion comes into contact, and the screw diameter sensor 5 measures the outer diameter of the screw portion. The measurement information of the sensor 5 is supplied to the CPU 41 of the control device 6.
[0041]
Therefore, the CPU 41 reads out the target temperature corresponding to the measured outer diameter from the temperature adjustment table of the ROM 43, and operates the cooler 32 of the temperature adjustment device 4 according to the target temperature, thereby causing the water-soluble processing liquid in the tank 21 to operate. Control is performed so that the temperature of H becomes the reading temperature. In this case, the liquid temperature may be controlled to be within ± 0.25 ° C. with respect to the liquid temperature read by the liquid temperature sensor 33 at the start of rolling.
[0042]
Therefore, if the screw diameter sensor 5 measures the tendency that the outer diameter of the screw portion becomes smaller due to the expansion due to the temperature rise of the roll dies 11, 12, the temperature of the water-soluble machining liquid H in the tank 21 is quickly increased. For example, since the machining fluid H is adjusted to be lowered and the machining fluid H is supplied to the roll dies 11 and 12 by the machining fluid supply device 3 controlled by the control device 6, the roll dies 11 and 12 caused by friction accompanying rolling. The temperature rise can be effectively suppressed. Accordingly, the dimensional change of both dies 11 and 12 is suppressed to a minimum, so that the change of the rolling pressure with respect to the screw shaft material W is suppressed. As a result, the effective diameter of the threaded portion rolled on the screw shaft material W can be stabilized at a predetermined size.
[0043]
Therefore, when forming a threaded portion by rolling on one screw shaft material W longer than the roll dies 11, 12, the effective diameters at each portion of the threaded portion formed on the screw shaft material are unlikely to be different. Thus, the effective diameter accuracy of the long thread portion can be improved. In addition, since the temperature rise of the roll dies 11 and 12 can be suppressed as described above, a test piece for warming up is not required for a predetermined time after the rolling disk 2 is first driven, There is no need for a test piece when rolling is resumed after the production operation is interrupted. Therefore, it is suitable for producing a small-sized ball screw shaft by eliminating the waste of the screw shaft material W. Furthermore, since the temperature of the roll dies 11 and 12 can be stably maintained, even if there are many processing lots, the dimensions of the threaded portion of one of the ball screw shafts produced in the middle of the lot can be confirmed. It is possible to reduce the need for an operation for correcting the pressing amount of the movable roll die 12 based on the operation, or to omit the operation. Therefore, productivity can be improved.
[0044]
As described above, the thread rolling device 1 having the above-described configuration can form the ball screw shaft with high accuracy while suppressing the variation in the effective diameter of the ball screw shaft to a minimum. For this reason, when a ball screw device is configured by screwing a nut sold separately from the ball screw shaft manufactured by the device 1 into a ball screw device, the clearance between the ball screw shaft and the nut is reduced. As the size can be reduced, a highly accurate ball screw device can be configured.
[0045]
In addition, as described above, the screw rolling device 1 having the above-described configuration controls the temperature of the water-soluble processing liquid H having a high cooling effect to the target temperature by the temperature adjusting device 4 and applies the processing liquid to the roll dies 11 and 12. By starting rolling, it is possible to control the temperature of the roll dies 11, 12 so as to maintain a substantially constant range of, for example, ± 2.5 ° C.
[0046]
For this reason, correction of the effective diameter of the screw shaft during rolling, which is possible with NC controlled rolling machines that have NC parts that have a movable part with good controllability, such as a ball screw device, is as described above. Based on the outer diameter measurement of the threaded portion formed as described above using a general hydraulic push-type general-purpose rolling machine 2 that does not have control, the control device 6 makes the measurement value constant. By controlling the liquid temperature of the water-soluble machining fluid H to a target temperature obtained by calculation or the like, and supplying the machining fluid to the roll dies 11 and 12 in the middle of rolling, the ball screw shaft is manufactured. The effective diameter correction of the screw shaft can be realized. Therefore, a ball screw shaft having a stable effective diameter can be rolled by using the general-purpose rolling machine 2 that does not have NC control.
[0047]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. Since this embodiment basically has the same configuration as that of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, description of the configuration and operation thereof will be omitted, and different portions will be described below. Will be described. The second embodiment is an example in which the measurement of the parameter that affects the effective diameter of the threaded portion that is rolled into the screw shaft material is performed as a change in the outer diameter of the roll die, not the actual measured value of the outer diameter of the threaded portion. This point is different from the first embodiment.
[0048]
That is, since the rolling process of the thread portion is performed while keeping the distance between the center axes of the roll dies 11 and 12 constant, the change in the pressing amount of the dies 11 and 12 with respect to the outer periphery of the screw shaft material W is caused by It can be grasped by the change of the outer diameter.
[0049]
Therefore, in the present embodiment, for example, a die diameter sensor 51 is installed on the sensor installation overhanging portion 52 provided on the movable table 16 to measure the dimensional change of the outer diameter of the roll die 12. The die diameter sensor 51 may be provided on the fixed base 14 to measure a change in the outer diameter of the roll die 11. The die diameter sensor 51 is a contact type sensor that is a combination of a die outer diameter measuring displacement meter 51 a that touches the outer peripheral surface of the roll die 12 and a position reading scale 51 b that reads the displacement of the displacement meter 51 a relative to the movable table 16. in use. In particular, the sensor 51 shown in FIG. 2 has an outer peripheral position of the roll die 12 on the extended line extending in the pushing direction through the center of the die 12 in the outer peripheral portion of the roll die 12 and does not interfere with rolling. B is installed so as to detect a change in the outer diameter, whereby a change in the die diameter corresponding to the amount of pressing of the roll die 12 can be measured with high accuracy. Note that a die diameter sensor may be used instead of the contact type die diameter sensor as an eddy current type sensor.
[0050]
In addition, since the above-described die diameter sensor 51 is employed, in the second embodiment, the ROM 43 of the control device 6 previously stores the correlation between the change in the die diameter corresponding to the amount of pressing and the temperature of the water-soluble machining fluid H. A predetermined temperature adjustment table or the like is stored. The configuration other than the points described above is the same as that of the first embodiment.
[0051]
Therefore, the second embodiment having this configuration can also solve the problems of the present invention by obtaining the same operation as that of the first embodiment.
[0052]
Briefly, since the roll die 12 heated with the rolling operation expands so that the outer diameter increases as the temperature rises, the outer diameter of the threaded portion that is being rolled tends to decrease. When the outer diameter of the roll die 12 is measured by the screw diameter sensor 5 as a tendency to increase, the temperature of the water-soluble processing liquid H in the tank 21 is quickly adjusted, for example, so that the processing liquid H is reduced. It is supplied to the roll dies 11 and 12 by the machining fluid supply device 3 controlled by the control device 6.
[0053]
Thus, instead of measuring the amount of thermal expansion of the pair of roll dies 11, 12, a change in the outer diameter of the roll dies 12 is measured, and based on this, a water-soluble machining liquid that is adjusted to the target temperature and has high cooling performance. Rolling is performed while H is applied to roll dies 11 and 12. Therefore, as the temperature rise of the roll dies 11 and 12 due to friction accompanying rolling can be effectively suppressed, the dimensional change of both dies 11 and 12 is suppressed to a minimum, and the rolling pressure on the screw shaft material W is reduced. As a result, the effective diameter of the threaded portion rolled on the threaded shaft material can be stabilized to a predetermined dimension. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0054]
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. Since this embodiment basically has the same configuration as that of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, description of the configuration and operation thereof will be omitted, and different portions will be described below. Will be described. The third embodiment is an example in which the measurement of the parameter that affects the effective diameter of the threaded portion that is rolled into the screw shaft material is performed as a change in the temperature of the roll die, not the actual measured value of the outer diameter of the threaded portion. Yes, this is different from the first embodiment.
[0055]
That is, since the rolling process of the thread portion is performed while keeping the distance between the center axes of the roll dies 11 and 12 constant, the change in the pressing amount of the dies 11 and 12 with respect to the outer periphery of the screw shaft material W is caused by It can be grasped by the change of the outer diameter.
[0056]
For this purpose, in the present embodiment, for example, a contact-type die temperature sensor 55 is installed on the fixed base 14, and the roll die 11 is switched from the opposite side to the roll die 11, 12, for example, so as not to interfere with the rolling process. The temperature of the die 11 is measured in contact with the side. The die temperature sensor 55 can also be installed on the movable table 16 so as to measure the temperature of the roll die 12. In addition, since the above-described die temperature sensor 55 is employed, in the third embodiment, the ROM 43 of the control device 6 previously stores the correlation between the die temperature change corresponding to the pressing amount and the temperature of the water-soluble working fluid H. A predetermined temperature adjustment table or the like is stored. The configuration other than the points described above is the same as that of the first embodiment.
[0057]
Therefore, the third embodiment having this configuration can obtain the same operation as that of the first embodiment and solve the problems of the present invention.
[0058]
Briefly, the roll die 11 heated with the rolling operation expands so that the outer diameter increases as the temperature rises, so that the outer diameter of the threaded portion that is being rolled tends to decrease. When the temperature of the roll die 11 is measured by the die temperature sensor 55 as a tendency to increase, the temperature of the water-soluble processing liquid H in the tank 21 is quickly adjusted, for example, so that the processing liquid H is controlled. It is supplied to the roll dies 11 and 12 by the machining fluid supply device 3 controlled by the device 6.
[0059]
Thus, instead of measuring the amount of thermal expansion of the pair of roll dies 11, 12, the temperature of the roll dies 11 that can predict the change in the outer diameter of the roll dies 11 is measured, and the temperature is adjusted to the target temperature based on the measured temperature. Rolling is performed while applying the water-soluble processing liquid H having high cooling performance to the roll dies 11 and 12. Therefore, as the temperature rise of the roll dies 11 and 12 due to friction accompanying rolling can be effectively suppressed, the dimensional change of both dies 11 and 12 is suppressed to a minimum, and the rolling pressure on the screw shaft material W is reduced. As a result, the effective diameter of the threaded portion rolled on the threaded shaft material can be stabilized to a predetermined dimension. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0060]
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. Since this embodiment basically has the same configuration as that of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, description of the configuration and operation thereof will be omitted, and different portions will be described below. Will be described. In the fourth embodiment, the measurement of the parameter that affects the effective diameter of the threaded portion that is rolled onto the screw shaft material is not based on the actual measurement value of the outer diameter of the screw portion, but the rolling start position of the screw shaft material. It is the example implemented as a change of the movement amount of the screw shaft raw material to perform, and this point is different from the first embodiment.
[0061]
That is, in the present embodiment, for example, a die rotation motor 17 that rotates the roll die 12 is provided with a die rotation speed sensor 58 such as a rotary encoder as a screw shaft position detection unit that measures the movement amount of the screw shaft material W. Yes. The sensor 58 may be provided in the die driving motor 15 that rotationally drives the roll die 11 so as to measure the rotational speed of the roll die 11. In addition, since the above-described die rotation speed sensor 58 is employed, in this fourth embodiment, the ROM 43 of the control device 6 stores the die rotation speed corresponding to the movement amount starting from the rolling start position of the screw shaft material W. A temperature adjustment table or the like in which a correlation between the change and the temperature of the water-soluble processing liquid H is predetermined is stored. In FIG. 4, reference numeral 41a denotes a timer included in the CPU 41 of the control device 6. The configuration other than the points described above is the same as that of the first embodiment.
[0062]
Therefore, the fourth embodiment having this configuration can solve the problems of the present invention by obtaining the same operation as that of the first embodiment.
[0063]
That is, when the general-purpose hydraulic rolling machine 2 is driven, the screw shaft material W is sandwiched between the roll dies 11 and 12, and the rolling operation is started, the die drive that rotates the roll die 12 from that point. Measurement information of the die rotation speed sensor 58 that measures the rotation speed of the motor 17 is taken into the CPU 41. Therefore, the CPU 41 calculates the amount of movement of the screw shaft material W in the axial direction based on the number of rotations of the motor 17 and reads out the calculated result from the temperature adjustment table of the ROM 43 in accordance with the calculated amount of movement. In accordance with the target temperature of the water-soluble machining fluid H, the temperature of the processing fluid H is adjusted by the temperature adjusting device 4 so that the temperature of the water-soluble machining fluid H in the tank 21 becomes the target temperature, and this temperature-adjusted aqueous solution is obtained. The processing fluid H is supplied to the roll dies 11 and 12 via the processing fluid supply device 3.
[0064]
As described above, in the fourth embodiment, the water-soluble machining liquid H adjusted to a preset temperature according to the current movement amount of the screw shaft material W starting from the rolling start position is rolled in the rolling unit. These are supplied to the dies 11 and 12 to effectively cool them and suppress deformation due to thermal expansion to a minimum. Therefore, the change in the effective diameter of the screw portion due to the influence of the length and weight of the screw shaft material W, and further the screw shaft support method, etc. can be corrected. Rolling is performed so that the effective diameter of the shaft end and the central portion in the longitudinal direction are not the same, and the effective diameter of the threaded portion at each longitudinal portion of the processed screw shaft is constant. can do.
[0065]
In the fourth embodiment, the movement amount of the screw shaft material W starting from the rolling start position is measured by the die rotation number sensor 58. Instead, the timer 41a of the CPU 41 is used. Then, the movement amount may be obtained by calculation based on measuring the elapsed time from the rolling start time, or the screw shaft movement is detected by directly measuring the movement amount of the screw shaft with a contact sensor or the like. Means can also be configured.
[0066]
  Further, the present invention measures the axial movement amount of the screw shaft as a parameter that affects the effective diameter of the threaded portion rolled into the screw shaft material as described above, and each position in the longitudinal direction of the screw shaft is measured. In the fourth embodiment, which mainly corrects the effective diameter, and as described above, the measurement of the pushing amount in the radial direction of the screw shaft as a parameter is conveniently measured for the outer diameter of the screw portion, the outer diameter of the roll die, Alternatively, instead of measuring the temperature of a roll die, the correction of the effective diameter is mainly used for the first to third embodiments.EitherA combined configuration may also be used. Even in this case, of course, the initial problem of the present invention can be solved.
[0067]
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention. Since this embodiment basically has the same configuration as that of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, description of the configuration and operation thereof will be omitted, and different portions will be described below. Will be described.
[0068]
In the fifth embodiment, the screw diameter sensor employed in the first embodiment is omitted. Furthermore, in the fifth embodiment, the temperature adjusting device 4 adjusts the temperature so that the temperature of the water-soluble machining liquid H in the tank 21 is maintained at a substantially constant temperature by the control device 6. Therefore, in the screw rolling device 1 of the fifth embodiment, while supplying the water-soluble machining fluid H having a substantially constant temperature, which is superior to the oil-based machining fluid, to the dies 11, 12, A threaded portion by rolling is formed on the threaded shaft material W. The configuration other than the above is the same as that of the first embodiment.
[0069]
Therefore, the fifth embodiment having this configuration can also obtain the same operation as the first embodiment and solve the problems of the present invention.
[0070]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form as described above, and has the effects described below.
[0071]
  Inventions of Claims 1 to 6According to the above, in the rolling of the screw shaft material by the screw rolling device, the dimensional change of the die is appropriately controlled by adjusting the temperature of the water-soluble machining fluid and controlling the dimensional change of the die. A manufacturing method can be provided.
[0072]
  Inventions of claims 7 to 10According to the above, in the rolling of the screw shaft material by the rolling machine, the dimensional change of the roll die is appropriately controlled by applying the water-soluble machining fluid to the roll die while adjusting the temperature.Claims 1 to 4Since any one of the inventive methods is carried out, a screw rolling device capable of forming the screw shaft with high accuracy can be provided.
[0073]
  Invention of Claim 11 to 16According to the above, in the rolling of the screw shaft material by the screw rolling device, the dimensional change of the die was appropriately controlled by applying it to the die while maintaining the water-soluble machining fluid at a substantially constant temperature, so the screw shaft was formed with high accuracy. A thread rolling method and a thread rolling apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view schematically showing a rolling board of a screw rolling apparatus for performing a ball screw rolling method according to a first embodiment of the present invention.
(B) is a figure which shows the structure of the whole screw rolling apparatus of 1st Embodiment.
FIG. 2A is a plan view schematically showing a rolling board of a screw rolling apparatus for performing a ball screw rolling method according to a second embodiment of the present invention.
(B) is a figure which shows the structure of the whole screw rolling apparatus of 2nd Embodiment.
FIG. 3A is a plan view schematically showing a rolling board of a screw rolling apparatus for performing a ball screw rolling method according to a third embodiment of the present invention.
(B) is a figure which shows the structure of the whole screw rolling apparatus of 3rd Embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an entire screw rolling apparatus that performs a ball screw rolling method according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an entire screw rolling apparatus that performs a ball screw rolling method according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
    1 ... Screw shaft rolling device
    2 ... Rolling machine
    3 ... Processing fluid supply device
    4 ... Temperature control device
    5 ... Screw diameter sensor
    6. Control device
    W ... Screw shaft material
    11, 12 ... Roll dice (dies)
    21 ... Tank
    22 ... Liquid supply system
    25 ... Spout
    H ... Water-soluble processing fluid
    31 ... Temperature controller heater
    32. Cooling device for temperature control device
    33 ... Liquid temperature sensor
    51 ...Die diameter sensor
    55 ... Die temperature sensor
    58 ... Die rotation speed sensor (screw shaft position detecting means)

Claims (16)

ねじ転造装置が備えるダイスにより加工されるねじ軸素材に転造されたねじ部の径の変化を転造中に計測し、この計測で得た前記ねじ部の径の変化に基づいて温度調節された水溶性加工液を、前記ダイスに供給しながら前記ねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴とするねじ転造方法。 The change in the diameter of the threaded portion that was rolled into the screw shaft material that is processed by the die provided in the screw rolling device was measured during rolling, and the temperature was adjusted based on the change in the diameter of the threaded portion obtained by this measurement. A thread rolling method characterized by forming a threaded portion by rolling on the threaded shaft material while supplying the water-soluble working fluid to the die. ねじ転造装置が備えるロールダイスで加工されるねじ軸素材にねじ部を転造し、この転造中に前記ロールダイスの外径の変化を計測し、この計測で得た前記ロールダイスの外径の変化に基づいて温度調節された水溶性加工液を、前記ロールダイスに供給しながら前記ねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴とするねじ転造方法。 A threaded portion is rolled onto a screw shaft material processed by a roll die provided in a screw rolling device, and a change in the outer diameter of the roll die is measured during the rolling, and the outside of the roll die obtained by this measurement is measured. A thread rolling method characterized by forming a thread portion by rolling on the threaded shaft material while supplying a water-soluble working fluid whose temperature is adjusted based on a change in diameter to the roll die . ねじ転造装置が備えるロールダイスで加工されるねじ軸素材にねじ部を転造し、この転造中に前記ロールダイスの温度の変化を計測し、この計測で得た前記ロールダイスの温度の変化に基づいて温度調節された水溶性加工液を、前記ロールダイスに供給しながら前記ねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴とするねじ転造方法。 A threaded part is rolled on a screw shaft material processed by a roll die provided in a screw rolling device, and a change in the temperature of the roll die is measured during the rolling, and the temperature of the roll die obtained by this measurement is measured. A thread rolling method characterized by forming a thread portion by rolling on the threaded shaft material while supplying a water-soluble working fluid whose temperature is adjusted based on the change to the roll die . ねじ軸素材よりも短いロールダイスを備えたねじ転造装置により前記ねじ軸素材にねじ部を転造し、この転造中に前記ロールダイスによる前記ねじ軸素材の転造開始位置を起点とする前記ねじ軸素材の移動量を計測し、この計測で得た前記ねじ軸素材の移動量に基づいて温度調節された水溶性加工液を、前記ロールダイスに供給しながら前記ねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴とするねじ転造方法。 A threaded part is rolled onto the threaded shaft material by a thread rolling device having a roll die shorter than the threaded shaft material, and the rolling start position of the threaded shaft material by the roll die is used as a starting point during the rolling. The amount of movement of the screw shaft material is measured, and a water-soluble machining liquid whose temperature is adjusted based on the amount of movement of the screw shaft material obtained by this measurement is rolled to the screw shaft material while supplying the roll die. The thread rolling method characterized by shape | molding the thread part by . ねじ軸素材よりも短いロールダイスを備えたねじ転造装置により前記ねじ軸素材にねじ部を転造し、この転造中に前記ロールダイスの回転数の変化を計測し、この計測で得た前記ロールダイスの回転数変化に基づいて温度調節された水溶性加工液を、前記ロールダイスに供給しながら前記ねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴とするねじ転造方法。 The thread rolling device provided with a roll die shorter than the screw shaft material was used to roll the threaded portion on the screw shaft material, and the change in the number of rotations of the roll die was measured during this rolling. A thread rolling method characterized by forming a threaded portion by rolling on the threaded shaft material while supplying a water-soluble working fluid whose temperature is adjusted based on a change in the rotational speed of the roll die to the roll die . ねじ転造装置が備えるロールダイスで加工されるねじ軸素材にねじ部を転造し、この転造の開始時点からの経過時間を計測し、この計測で得た経過時間に基づいて演算により前記ねじ軸素材の移動量を計測し、この計測で得た前記ねじ軸素材の移動量に基づいて温度調節された水溶性加工液を、前記ロールダイスに供給しながら前記ねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴とするねじ転造方法。The threaded part is rolled to a screw shaft material processed by a roll die provided in the screw rolling device, the elapsed time from the start of the rolling is measured, and the calculation is performed based on the elapsed time obtained by the measurement. The amount of movement of the screw shaft material is measured, and the water-soluble machining liquid whose temperature is adjusted based on the amount of movement of the screw shaft material obtained by this measurement is rolled to the screw shaft material while being supplied to the roll die. A thread rolling method characterized by forming a threaded portion. 複数のロールダイス、及びこれらロールダイスの内の一つ以上を進退させるダイス進退機構を備え、前記各ロールダイスを回転させながらその外周をねじ軸素材の外周に押付けて、前記ねじ軸素材の外周部に転造によるねじ部を成形する転造盤と、
水溶性加工液が収められたタンク、及びこのタンク内の水溶性加工液を前記各ロールダイスに供給する液供給系統を備える加工液供給装置と、
前記水溶性加工液の温度を調節する温度調節装置と、
転造中に前記ねじ軸素材の転造されたねじ部の径の変化を計測するねじ径センサと、
このセンサの計測で得た前記ねじ部の径の変化に基づき、前記水溶性加工液が前記計測で得た前記ねじ部の径の変化に応じた目標温度となるように前記温度調節装置を制御するとともに温度調節された水溶性加工液を前記ロールダイスに前記加工液供給装置を介して供給させる制御装置と、
を具備したことを特徴とするねじ転造装置。Provided with a plurality of roll dies and a die advance / retreat mechanism for advancing and retreating one or more of these roll dies, while rotating each roll die, the outer periphery thereof is pressed against the outer periphery of the screw shaft material, and the outer periphery of the screw shaft material A rolling machine for forming a threaded part by rolling on the part;
A processing liquid supply device comprising a tank containing a water-soluble processing liquid, and a liquid supply system for supplying the water-soluble processing liquid in the tank to each roll die;
A temperature adjusting device for adjusting the temperature of the water-soluble working fluid;
A screw diameter sensor for measuring a change in the diameter of the threaded portion of the threaded shaft material during rolling; and
Based on the change in the diameter of the screw part obtained by the measurement of the sensor, the temperature control device is controlled so that the water-soluble machining fluid has a target temperature corresponding to the change in the diameter of the screw part obtained by the measurement. And a control device for supplying a temperature-adjustable water-soluble processing liquid to the roll die via the processing liquid supply device;
A thread rolling device characterized by comprising: 複数のロールダイス、及びこれらロールダイスの内の一つ以上を進退させるダイス進退機構を備え、前記各ロールダイスを回転させながらその外周をねじ軸素材の外周に押付けて、前記ねじ軸素材の外周部に転造によるねじ部を成形する転造盤と、
水溶性加工液が収められたタンク、及びこのタンク内の水溶性加工液を前記各ロールダイスに供給する液供給系統を備える加工液供給装置と、
前記水溶性加工液の温度を調節する温度調節装置と、
転造中に前記ロールダイスの外径の変化を計測するダイス径センサと、
このセンサの計測で得た前記ロールダイスの外径の変化に基づき、前記水溶性加工液が 前記計測により得た前記ロールダイスの外径の変化に応じた目標温度となるように前記温度調節装置を制御するとともに温度調節された水溶性加工液を前記ロールダイスに前記加工液供給装置を介して供給させる制御装置と、
を具備したことを特徴とするねじ転造装置。Provided with a plurality of roll dies and a die advance / retreat mechanism for advancing and retreating one or more of these roll dies, while rotating each roll die, the outer periphery thereof is pressed against the outer periphery of the screw shaft material, and the outer periphery of the screw shaft material A rolling machine for forming a threaded part by rolling on the part;
A processing liquid supply device comprising a tank containing a water-soluble processing liquid, and a liquid supply system for supplying the water-soluble processing liquid in the tank to each roll die;
A temperature adjusting device for adjusting the temperature of the water-soluble working fluid;
A die diameter sensor for measuring a change in the outer diameter of the roll die during rolling ;
Based on the change in the outer diameter of the roll die obtained by the measurement of the sensor, the temperature adjusting device is set so that the water-soluble machining fluid has a target temperature corresponding to the change in the outer diameter of the roll die obtained by the measurement. A control device for controlling the temperature and adjusting the temperature-adjustable water-soluble processing liquid to the roll die via the processing liquid supply device;
A thread rolling device characterized by comprising: 複数のロールダイス、及びこれらロールダイスの内の一つ以上を進退させるダイス進退機構を備え、前記各ロールダイスを回転させながらその外周をねじ軸素材の外周に押付けて、前記ねじ軸素材の外周部に転造によるねじ部を成形する転造盤と、
水溶性加工液が収められたタンク、及びこのタンク内の水溶性加工液を前記各ロールダイスに供給する液供給系統を備える加工液供給装置と、
前記水溶性加工液の温度を調節する温度調節装置と、
転造中に前記ロールダイスの温度の変化を計測するダイス温度センサと、
このセンサの計測で得た前記ロールダイスの温度の変化に基づき、前記水溶性加工液が前記計測により前記ロールダイスの温度の変化に応じた目標温度となるように前記温度調節装置を制御するとともに温度調節された水溶性加工液を前記ロールダイスに前記加工液供給装置を介して供給させる制御装置と、
を具備したことを特徴とするねじ転造装置。Provided with a plurality of roll dies and a die advance / retreat mechanism for advancing and retreating one or more of these roll dies, while rotating each roll die, the outer periphery thereof is pressed against the outer periphery of the screw shaft material, and the outer periphery of the screw shaft material A rolling machine for forming a threaded part by rolling on the part;
A processing liquid supply device comprising a tank containing a water-soluble processing liquid, and a liquid supply system for supplying the water-soluble processing liquid in the tank to each roll die;
A temperature adjusting device for adjusting the temperature of the water-soluble working fluid;
A die temperature sensor for measuring the temperature change of the roll die during rolling ;
Based on the temperature change of the roll die obtained by the measurement of the sensor, the temperature adjusting device is controlled so that the water-soluble working fluid becomes a target temperature corresponding to the temperature change of the roll die by the measurement. A control device for supplying a temperature-adjustable water-soluble processing fluid to the roll die via the processing fluid supply device;
A thread rolling device characterized by comprising: 複数のロールダイス、及びこれらロールダイスの内の一つ以上を進退させるダイス進退機構を備え、前記各ロールダイスを回転させながらその外周をねじ軸素材の外周に押付けて、前記ねじ軸素材の外周部に転造によるねじ部を成形する転造盤と、Provided with a plurality of roll dies and a die advance / retreat mechanism for advancing and retreating one or more of these roll dies, while rotating each roll die, the outer periphery thereof is pressed against the outer periphery of the screw shaft material, and the outer periphery of the screw shaft material A rolling machine for forming a thread part by rolling on the part;
水溶性加工液が収められたタンク、及びこのタンク内の水溶性加工液を前記各ロールダイスに供給する液供給系統を備える加工液供給装置と、A processing liquid supply device comprising a tank containing a water-soluble processing liquid, and a liquid supply system for supplying the water-soluble processing liquid in the tank to each roll die;
前記水溶性加工液の温度を調節する温度調節装置と、A temperature adjusting device for adjusting the temperature of the water-soluble working fluid;
転造中に前記ロールダイスによる前記ねじ軸素材の転造開始位置を起点とする前記ねじ軸素材の移動量を計測するねじ軸位置検出手段と、A screw shaft position detecting means for measuring a movement amount of the screw shaft material starting from a rolling start position of the screw shaft material by the roll die during rolling;
この検出手段で得た前記ねじ軸素材の移動量に基づき、前記水溶性加工液が前記計測により得た前記ねじ軸素材の移動量に応じた目標温度となるように前記温度調節装置を制御するとともに温度調節された水溶性加工液を前記ロールダイスに前記加工液供給装置を介して供給させる制御装置と、Based on the amount of movement of the screw shaft material obtained by the detection means, the temperature adjusting device is controlled so that the water-soluble machining fluid has a target temperature corresponding to the amount of movement of the screw shaft material obtained by the measurement. And a control device for supplying the roll die with the water-soluble processing liquid whose temperature has been adjusted via the processing liquid supply device,
を具備したことを特徴とするねじ転造装置。A thread rolling device characterized by comprising: 水溶性加工液をほぼ一定温度に維持して、この加工液を、ねじ転造装置が備える一対のロールダイスに供給しながら、これらのダイスによりねじ軸素材に転造によるねじ部を成形することを特徴とするねじ転造方法。While maintaining the water-soluble machining fluid at a substantially constant temperature and supplying this machining fluid to a pair of roll dies provided in the screw rolling device, the threaded portion formed by rolling is formed on the screw shaft material with these dies. A thread rolling method characterized by 前記一対のロールダイスの真上に、これらロールダイスに対向して設けた注ぎ口からほぼ一定温度に維持された前記水溶性加工液を流出させることを特徴とする請求項１１に記載のねじ転造方法。12. The screw rolling according to claim 11, wherein the water-soluble processing liquid maintained at a substantially constant temperature is allowed to flow out from a spout provided opposite to the roll dies just above the pair of roll dies. Manufacturing method. ほぼ一定温度に維持されて前記ロールダイスにかけられた前記水溶性加工液の一部を、前記ねじ軸素材が前記ロールダイス間に挟まれている転造部にかけることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のねじ転造方法。12. A part of the water-soluble processing liquid that is applied to the roll die while being maintained at a substantially constant temperature is applied to a rolling part in which the screw shaft material is sandwiched between the roll dies. Or the thread rolling method of 12. ＪＩＳＫ２２４１に定められたＷ１種の水溶性加工液を濃度５％〜１５％にして前記水溶性加工液として使用することを特徴とする請求項１１から１３の内のいずれか一項に記載のねじ転造方法。The screw according to any one of claims 11 to 13, wherein the water-soluble working fluid of the W1 type defined in JISK2241 is used as the water-soluble working fluid with a concentration of 5% to 15%. Rolling method. 複数のロールダイス、及びこれらロールダイスの内の一つ以上を進退させるダイス進退機構を備え、前記各ロールダイスを回転させながらその外周をねじ軸素材の外周に押付けて、前記ねじ軸素材の外周部に転造によるねじ部を成形する転造盤と、Provided with a plurality of roll dies and a die advance / retreat mechanism for advancing and retreating one or more of these roll dies, while rotating each roll die, the outer periphery thereof is pressed against the outer periphery of the screw shaft material, and the outer periphery of the screw shaft material A rolling machine for forming a thread part by rolling on the part;
水溶性加工液が収められたタンク、及びこのタンク内の水溶性加工液を前記各ロールダイスに供給する液供給系統を備える加工液供給装置と、A processing liquid supply device comprising a tank containing a water-soluble processing liquid, and a liquid supply system for supplying the water-soluble processing liquid in the tank to each roll die;
前記水溶性加工液の温度を調節する温度調節装置と、A temperature adjusting device for adjusting the temperature of the water-soluble working fluid;
前記水溶性加工液の温度がほぼ一定の温度を維持するように前記温度調節装置を制御すThe temperature control device is controlled so that the temperature of the water-soluble machining fluid is maintained at a substantially constant temperature. るとともに前記ほぼ一定温度に維持された水溶性加工液を前記ロールダイスに前記加工液供給装置を介して供給させる制御装置と、And a control device for supplying the roll die with the water-soluble processing liquid maintained at a substantially constant temperature via the processing liquid supply device,
を具備したことを特徴とするねじ転造装置。A thread rolling device characterized by comprising: 前記一対のロールダイスの真上に、これらロールダイスに対向して注ぎ口を設け、この注ぎ口からほぼ一定温度に維持された前記水溶性加工液を流出させることを特徴とする請求項１５に記載のねじ転造装置。The pouring spout is provided directly above the pair of roll dies so as to face the roll dies, and the water-soluble processing liquid maintained at a substantially constant temperature is allowed to flow out from the spout. The described thread rolling device.
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