JP3938429B2

JP3938429B2 - 転造ねじ成形装置

Info

Publication number: JP3938429B2
Application number: JP07389998A
Authority: JP
Inventors: 伸幸杉山; 徹石垣
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1998-03-23
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2018-03-23
Also published as: JPH11267786A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじを加工成形する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ねじを加工成形する場合、高い精度を確保するためには一般に切削加工により成形しているが、強度の面では連続した繊維組織が得られる転造加工が優れている。
従来のねじ転造加工には、所要長さ全長を同時に成形するインフィード転造と、素材のねじ加工する部分の長さより短い幅のダイスで順次成形していくスルー転造とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ボールねじのようにねじ部の長い部材を加工する場合は、インフィード転造では強大な転造荷重を要して適当でない。
また従来の転造加工は上記いずれの転造加工も、転造荷重と素材の反力とが釣り合った位置が加工中の前進端位置となっているため、素材の硬度、転造下径寸法等により前進端位置が変化し、径寸法にバラツキが生じ精密なねじの転造加工ができない。
【０００４】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、素材径や硬度等に影響されずに一定の径寸法を確保してねじを転造加工することができるねじ転造成形装置を供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は、固定主軸台に支持された固定ロールダイスと可動主軸台に支持された可動ロールダイスとに挟まれてねじが転造される転造ねじ成形装置において、前記固定主軸台に対して前記可動主軸台を近づける方向に押圧手段が押圧し、前記固定主軸台と前記可動主軸台との間に可変式ストッパー部材を介在させ、前記可変式ストッパー部材は、先細に形成された楔状をなすストッパー部材であり、前記ストッパー部材と対向する前記可動主軸台の対向面がすべて前記ストッパー部材と当接し、前記固定主軸台と前記可動主軸台との間への前記可変式ストッパー部材の介入の程度により可動ロールダイスの前進端位置を決定する転造ねじ成形装置とした。
【０００６】
可動主軸台が、可変式ストッパー部材を介して固定主軸台側に押圧手段により押圧されることで、固定ロールダイスに対する可動ロールダイスの前進端位置が確保される。
したがって素材の硬度や転造下径寸法等に可動ロールダイスの前進端位置が影響されず、一定の径寸法を確保して高い精度の転造加工ができる。
ボールねじのようにねじ部の長い部材のスルー転造も可能である。
【０００７】
切削加工によるよりも転造加工は、生産効率に優れ、成形されたねじ部材は繊維組織が連続していて強度も高い。
ここに固定主軸台と可動主軸台との間に可変式ストパー部材を介在させたときの固定主軸台は、固定主軸台自体と固定主軸台と見なしてもよい相当の固定台を含む意味である。
【０００９】
楔状をなすストッパー部材を固定主軸台と可動主軸台との間に介入するので、この介入の程度を調節することで、可動ロールダイスの前進端位置を確実に決めることができる。
楔状のストッパー部材を介入するので操作が容易で精度よく作業が行え、転造加工における作業性がよい。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の転造ねじ成形装置において、前記可動主軸台に対して前記可変式ストッパーが摺動自在でともに移動し、前記可変式ストッパー部材の前記固定主軸台への当接を検知する当接検知手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
当接検知手段が可変式ストッパー部材の固定主軸台への当接を検知することで、押圧手段により可動主軸台に適正の押圧力を作用させることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の転造ねじ成形装置において、前記押圧手段の押圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の検出した押圧力を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
可動主軸台を押圧する押圧力を表示手段が表示するので、作業者はその表示を見て可変式ストッパー部材を調整して可動ロールダイスの最適前進端位置を決めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図５に図示し説明する。
本実施の形態に係るねじ転造成形装置１は、図１の正面図に示すように固定台２の両側に固定主軸台３と楔状ストッパー部材４を介して可動主軸台５が配設されている。
なお固定台２は固定主軸台３ととも位置が固定されており、固定主軸台３の延長したものとみなすことができる。
【００１５】
定位置に固定された固定主軸台３には、固定軸受部材10が一体に搭載され、固定軸受部材10に固定側主軸11が水平方向に指向して回転自在に支持され、同固定側主軸11に固定ロールダイス12が一体に嵌着されている。
【００１６】
一方固定主軸台３に対して接離する方向に移動可能な可動主軸台５には、可動軸受部材15が一体に搭載され、可動軸受部材15に可動側主軸16が前記固定側主軸11に平行な水平方向に指向して回転自在に支持され、同可動側主軸16に可動ロールダイス17が一体に嵌着されている。
前記可動主軸台５は、図２に示すように油圧装置18により固定主軸台３の方へ押圧される。
【００１７】
なお固定軸受部材10の上部より突出した突起13に対向して楔状ストッパー部材４と一体に連結支持された圧力センサー19が設けられており、圧力センサー19は突起13に当接して、その当接を検知するとともに押圧力を検出することができる。
【００１８】
圧力センサー19と突起13の相対位置関係は、固定台２と楔状ストッパー部材４との相対位置関係に等しく、圧力センサー19が突起13に当接すると同時に楔状ストッパー部材４が固定台２に当接する。
すなわち圧力センサー19は、楔状ストッパー部材４の固定台２への当接を検知している。
【００１９】
前記固定台２の上には軸受部材20，21が一対設けられ、丸棒状の素材30が前記固定側主軸11と可動側主軸16の間にあって平行にかつ回転自在に支持される。
図４に示すように楔状ストッパー部材４は、図４において左側面は主軸11，16に平行で固定台２に摺動自在に接しているが、右側面は主軸11，16に対して若干の角度を有して傾斜して可動主軸台５に摺動自在に接している。
【００２０】
楔状ストッパー部材４の端部には雌ねじ部４ａが形成されており、固定された軸受部材６に回転自在に支持されたねじ軸７が同雌ねじ部４ａに主軸11，16方向に指向して螺合している。
ねじ軸７の頭部は調整ダイヤル８となっている。
【００２１】
よって操作ダイヤル８を回転操作すると、ねじ軸７と雌ねじ部４ａとの螺合により楔状ストッパー部材４が主軸11，16方向に移動し、油圧装置18により押圧された可動主軸台５を主軸11，16と直角方向に変位させる。
【００２２】
楔状ストッパー部材４の介入による倍力機構およびボールねじのねじ機構で可動主軸台５を変位させるので、作業に要する力は小さくてすみ、かつ可動主軸台５を精度良く変位させることができる。
【００２３】
可動主軸台５の変位で固定ロールダイス12に対する可動ロールダイス17の前進端位置が変化する。
【００２４】
すなわち楔状ストッパー部材４が固定台２と可動主軸台５との間に深く入りこめば、固定ロールダイス12に対して可動ロールダイス17は離れる方向に移動して前進端位置が後退し、楔状ストッパー部材４が固定台２と可動主軸台５との間から抜ける方向に移動すれば、固定ロールダイス12に対して可動ロールダイス17は近づく方向に移動して前進端位置が前進する。
【００２５】
本ねじ転造成形装置１は、以上のような構造をしており、素材を加工する場合、軸受部材20，21に素材30をセットし、固定側主軸11と可動側主軸16を互いに同方向に回転しながら油圧装置18により可動主軸台５を楔状ストッパー部材４とともに移動し、固定ロールダイス12に可動ロールダイス17を近づける。
【００２６】
素材30は、回転する固定ロールダイス12と可動ロールダイス17との間に挟まれ、素材30の加工の最初の部分の転造加工が始まる。
【００２７】
そして圧力センサー19が楔状ストッパー部材４の固定台２への当接を検知すると、可動ロールダイス17の前進端位置が決まり、さらに押圧して圧力計19ａの表示を見ながら相当程度大きい所定の押圧力に設定し、以後この状態で転造加工を行っていく。
【００２８】
可動ロールダイス17の前進端位置の調整は、ボールねじ７の頭部の調整ダイヤル８を回転操作して楔状ストッパー部材４の介入の程度を加減して行うことができる。
【００２９】
可動ロールダイス17の前進端位置が設定された状態では、油圧装置18による押圧力により挟まれた楔状ストッパー部材４により可動ロールダイス17の位置は略固定され、素材加工時においても前進端位置は変化しない。
【００３０】
したがって可動ロールダイス17の前進端位置が設定されと、素材30の硬度や転造下径寸法等の変化に影響されず転造加工が遂行され、加工されたねじの径寸法は一定に保たれ高い精度の転造加工が実現できる。
転造加工は生産効率に優れ量産的であるとともに、転造により成形されたねじは繊維組織が連続していて強度的にも優れている。
【００３１】
図５に示すグラフは、転造加工により形成されたボールねじのねじ軸のＢＣＤ（ボールセンター直径：ねじ軸と理論的接触点で接触する球の中心を包含する円筒径）を測定した結果を示している。
【００３２】
横軸は、転造されたねじ軸を側面視したときのねじ溝に加工開始部から最後の逃げ加工まで順番に番号を付したもので、各溝番号に対応するねじ溝のＢＣＤがプロットされ折れ線で連結している。
【００３３】
楔状ストッパー部材４を備える本ねじ転造成形装置１により転造加工した結果を実線の折れ線で示している。
一方ストッパー部材を用いない従来のねじ転造成形装置により転造加工した結果を破線の折れ線で示している。
【００３４】
従来例の場合（破線）、加工開始部およびその近傍でＢＣＤが大きく変化しており、その後バラツキが小さくなったところがねじ軸の有効ねじ部である。
この有効ねじ部においてＢＣＤは徐々に増加しており、そのテーパ度（傾き）は２０μ／１８５．７mmである。
【００３５】
これに対して本ねじ転造成形装置１により転造加工した場合（実線）、加工開始部においてもＢＣＤは従来程大きく変化しておらず、有効ねじ部に至ってはバラツキは小さく、テーパ度も１０μ／１８５．７mmと小さく、略一定のＢＣＤが確保されている。
【００３６】
以上のように本ねじ転造成形装置１は、楔状ストッパー部材４により可動ロールダイス17を最適前進位置に容易に設定することができ、一度設定すると前進端位置が固定されてＢＣＤが略一定のねじ転造成形ができ、転造成形において高い加工精度を確保することができる。
生産効率に優れるとともに、成形されたねじ軸は連続した繊維組織により強度も高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るねじ転造成形装置の正面図である。
【図２】同一部断面とした平面図である。
【図３】固定ロールダイスと可動ロールダイスによる転造加工状態を示す図である。
【図４】楔状ストッパー部材の介入状態を示す要部平面図である。
【図５】転造加工されたねじ軸のＢＣＤの測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１…ねじ転造成形装置、２…固定台、３…固定主軸台、４…楔状ストッパー部材、５…可動主軸台、
10…固定軸受部材、11…固定側主軸、12…固定ロールダイス、
15…可動軸受部材、16…可動側主軸、17…可動ロールダイス、18…油圧装置、19…圧力センサー、
20，21…軸受部材、
30…素材。

Claims

固定主軸台に支持された固定ロールダイスと可動主軸台に支持された可動ロールダイスとに挟まれてねじが転造される転造ねじ成形装置において、
前記固定主軸台に対して前記可動主軸台を近づける方向に押圧手段が押圧し、
前記固定主軸台と前記可動主軸台との間に可変式ストッパー部材を介在させ、
前記可変式ストッパー部材は、先細に形成された楔状をなすストッパー部材であり、
前記ストッパー部材と対向する前記可動主軸台の対向面がすべて前記ストッパー部材と当接し、
前記固定主軸台と前記可動主軸台との間への前記可変式ストッパー部材の介入の程度により可動ロールダイスの前進端位置を決定することを特徴とする転造ねじ成形装置。
前記可動主軸台に対して前記可変式ストッパーが摺動自在でともに移動し、
前記可変式ストッパー部材の前記固定主軸台への当接を検知する当接検知手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の転造ねじ成形装置。
前記押圧手段の押圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段の検出した押圧力を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の転造ねじ成形装置。