JPH02284735A - ねじ転造工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は金属圧縮機械に係り、とりわけねじ転造工具に
関する。

（従来の技術） 本発明は、例えばボルト、スタッド、ねじ等、硬質材料
から製造されるワークピースにねじを転造するための平
坦な転造ダイを有する自動ねじ転造装置に用いられる。

更に本発明は、通常の鋼の部品のねじ転造に適用できる
。

従来公知のねじ転造工具は、リード部、形成部、および
テール部を有する往復ダイと固定ダイとからなっている
。

このような工具においてねじを転造する際、略接線方向
の力が生じ、ねじの滑りおよび工具の急速な摩耗が生じ
る。

硬質でかつ拡張力材料の部品にねじを転造する高速およ
び高性能の自動ねじ転造の発達が、今［ｌ予想されてい
る。しかしながら、転造速度を増加させることはいくつ
かの理由で制限されている。

第１に高速になると、ねじ転造工具の寿命が短くなる。

第２に高速ねじ転造速度の場合、ブランクがダイのリー
ド部に係合する瞬間にブランクを急速に加速させるため
、増加する変形抵抗に打勝つことが必要である。

ボルト、ねじ等にねじを転造するために用いるねじ転造
工具は、公知となっている（ＳＵ、Ａ。

１１６２５３８）。この工具は往復ダイと固定ダイとか
らなり、それぞれのダイは面の両端のリード部と、リー
ド部の間の形成部とを有している。

固定ダイは、次のように定められた長さのリード部を有
している。

ここで、ａは固定ダイのリード部の長さであり、Ｋは０
．　６〜０．７に等しい係数であり、 Ｐはねじのピッチであり、 ψは往復ダイのリード部の角度であり、ｂは往復ダイの
リード部の長さである。

往復ダイのリード部の角度ψは、固定ダイのリード部の
角度と等しくなっており、次のように定められている。

ψ−１４００±５ ブランクに対する貫通速度は、１１２回転についてのね
じ輪郭の増加によって特徴付けられる。

転進力および接線方向接触圧力は、ブランクの工具貫通
力の総和によって定まり、これはダイのリード部および
形成部の形状によって定まる。このため、転造工具の形
状は、転造の力の状態および工具の作用に影響を与える
。

滑りのない横断テーパ転造を安定させる状態は、ねじ転
造工程によって特徴づけられるが、これは公知となって
いる。ブランクの滑りは、摩擦係数μが限界値μ′以上
となった場合に生じる。すなわち、μ〉μ′　（３）の
場合に生じる。接線窓カ一定の法則によると、 μ−□　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・　（４）σ ここで、Ｔは接線接触応力であり、 σはブランク材料の降伏値である。

（３）式から、滑りがなく全形成行程中、安定したねじ
転造を行なうためには、次の式が必要となる。

□　〉μ σ 従って値□はブランクの滑りに悪彫りを与σ える主要な要素となる。

この工具における比 の値は、摩擦係数の 限界値をしばしば越える。この結果、ダイのリード部以
上にブランクが滑ってしまう。すなわち、不安定状態と
なる。ブランクの滑りの結果、ね（７転造工具の寿命は
短くなり、転造されたねじの特性は劣化する。これらの
問題は、硬質鋼のブランクに転造する場合にとりわけ生
じる。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は硬質鋼のブランクをねじ転造する高速装置にお
いて、滑ることなく長い寿命と信頼性ある作用を行なう
ような構成の作用部を有するねし転造工具を提供するこ
とを課題としている。

上述の課題は、固定ダイと往復ダイとを備え、各々のダ
イはダイ面の両端に設けられたリード部と、リード部の
間に設けられた形成部とを有し、リード部は形成部面に
対して鋭角に傾斜する表面を有するねじ転造工具におい
て、本発明では往復ダイのリード部の長さは０．１Ｄか
ら２．０Ｄの範囲となっており、固定ダイの形成部の長
さは３．０Ｄから５．０Ｄの範囲となっており、ここで
Ｄは公称ねじ直径であり、固定ダイのリード部の長さは
０．　５　（Ｌ２−ρ６）として定められ、ここでＬ２
は固定ダイの長さであり、 ｇ６は固定ダイの形成部の長さであり、各ダイのリード
部の角度αは ここでλは０．２から０．３の係数であり、Ｐはねじの
ピッチである、ことを特徴とするねじ転造工具によって
解決される。

本発明によるこのような形状の工具によって、硬質鋼の
ブランクにねじを転造する高速装置において、長い工具
寿命と安定した作用を確保することができる。

ダイのリード部の角度が上述した最高値から外れた場合
、□のビークがダイのリード部に沿σ って生じ、これにより滑りおよび工具の急速な摩擦が生
じてしまう。

本願の特許請求の範囲のダイを用いた場合は、このよう
な現象は生じない。

固定ダイの形成部の形状、または往復ダイのリード部の
値が、上述のように定義した限界以上に生じブランクの
滑りおよび工具の急速な摩耗を生じさせる。ダイの形成
部およびリード部の値が最高の値になると、このような
現象は生じない。

往復ダイのリード部の長さが０になると、往復ダイの両
端面の鋭角の圧痕がブランクに生じてしまう。更に往復
ダイのリード部の角度が固定ダイのリード部の角度に等
くなると、係合状態が高くなる。このため、往復ダイの
リード部の長さの下限値が、圧痕が形成されない最大値
に選択される。

固定ダイの形成部の長さの値が３．０Ｄ以下になると直
径のひずみ度が増加し、転造されたねじの精密度が８以
上とならない。

リード部から形成部への転移部は、曲面状にするべきで
ある。ダイのリード部から形成部への転移部を鋭角状に
すると、負荷を増加させて、ねじの特性を劣化させると
ともに工具の摩耗を促進させる。ダイのリード部から形
成部への転移部を滑らかに（曲面状に）することにより
、更なる負荷を生ヒさせることはなく、工具寿命を長く
させる。

（実施ｆＦ１） 本発明によるねじ転造工具は、往復移動する往復ダイ１
と固定ダイ２とからなっている。往復ダイ１の長さし　
は固定ダイ２の長さＬ２より長くなっている、各ダイ１
．２の面は、両端に設けられなリード部と形成部とを有
している。往復ダイ１のリード部は互いに等しくなって
おり、符号３で示されている。またリード部の長さはＩ
Ｂで示されている。

往復ダイ１の形成部はリード部３の間に設けられており
、符号４で示されている。また形成部４の長さはｇ４で
示されている。固定ダイ２のり一ド部は互いに等しくな
っており、符号５で示されるとともにその長さはＩＢと
なっている。固定ダイ２の形成部は、リード部５の間に
設けられており、符号６で示されている。また形成部６
の長さはＩ！６となっている。

本発明において、往復ダイ１のリード部３の長さＩＢは
０．１Ｄ〜２．０ｂの範囲となっている。

ここでＤはブランク７に転造される歯車の直径である。

また固定ダイ２の形成部６の長さＩ６は、３．０Ｄ〜５
．０Ｄの範囲となっている。固定ダイ２のリード部５の
長さＩＢは、次のように定められている：Ｑ、５　（Ｌ
２−ＩＢ＞。

第１および２のリード部３および５の角αは０．２〜０
．３に等しい係数であり、Ｐは歯車のピッチである。

本発明による転造工具は次のように作用する。

スライダ８に取付けられた往復ダイ１は、ベツド９に固
着された固定ダイ２に対して矢印Ｂ−Ｂによって示され
るように往復移動する。第１．２のリード部３．５に供
給されたブランク７は、リード部３−１５の間に押込ま
れ、往復ダイ１の直線移動によって矢印ωに沿つて回転
する。この回転の結果、ブランク７の非変形部が機械に
接近し、金属の変形が開始する。

炭素鋼のブランクの歯車転造機における本発明の工具に
対する試験において、変形抵抗が増加するので、工具寿
命が従来のものに比較して・＋ｉ均１．３〜１．５倍に
増加する。

更に、転造されるねじの特性が改否されるとともに、工
具の製造労力が低減する。

称ねじ直径、 λ・・・係数、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定ダイ（１）と往復ダイ（２）とを備え、各ダイはダ
   イ（１、２）面の両端に設けられたリード部（３、５）
   と、リード部（３、５）の間に設けられた形成部（４、
   ６）とを有し、リード部は形成部面に対して鋭角に傾斜
   する表面を有するねじ転造工具において、公称ねじ直径
   をＤとした場合、往復ダイ（１）のリード部（３）の長
   さ（ｌ＿３）は、０．１Ｄから２．０Ｄの範囲となって
   おり、固定ダイ（２）の形成部（６）の長さ（ｌ＿６）
   は３．０Ｄから５．０Ｄの範囲となっており、固定ダイ
   （２）の長さをＬ＿２とした場合、固定ダイ（２）のリ
   ード部（５）め長さ（ｌ＿５）は０．５（Ｌ＿２−ｌ＿
   ６）として定められ、λを０．２から０．３の係数とし
   Ｐをねじのピッチとした場合、各ダイ（１、２）のリー
   ド部（３、５）の角αはｔａｎ＾−＾１（λＰ／ｌ＿５
   ）となることを特徴とするねじ転造工具。