JPH0246940A

JPH0246940A - 転造加工工具

Info

Publication number: JPH0246940A
Application number: JP19779388A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Takeuchi; 竹内　佳男
Original assignee: O S G KK; OSG Mfg Co
Current assignee: O S G KK; OSG Mfg Co
Priority date: 1988-08-08
Filing date: 1988-08-08
Publication date: 1990-02-16

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】産業上の利用分野本発明は転造加工工具に係り、特に、その食付き部にお
ける滑り止めに関するものである。

従来の技術円筒形状若しくは円柱形状の被加工物の外周面にねし山
や歯車の歯、スプラインの歯等を成形加工するために転
造加工工具が従来から多用されている。かかる転造加工
工具は、食付き部と仕上げ部とを備えた成形面を有し、
その成形面と被加工物の外周面とを押圧しつつその被加
工物を相対的に転動させることにより、その成形面に設
けられた凹凸に対応する凹凸形状をその被加工物の外周
面に形成するもので、平ダイスや丸ダイスが一般的に知
られている。

ところで、このような転造加工工具を用いて転造加工を
行う際には、被加工物を正しく転動させる必要があるが
、転造抵抗の大きい食付き部においては滑りを起こし易
く、ピッチ誤差を生じたり転造加工された被加工物の表
面（以下、転造加工面という）の凸部が剥離したりする
ことがあった。

このため、食付き部における凹凸の凸部頂面にセレーシ
ョン加工やサンドブラスト、液体ホーニング等を施して
、その面粗さを粗くすることが行われている。

発明が解決しようとする課題しかしながら、セレーション加工を施したものは滑り止
め効果は大きいものの、転造加工面に線状の傷痕が残っ
たり剥離が生じたりし易（、また、食付き部における凹
凸の凸部が欠は易くなって工具寿命が短くなる欠点があ
った。また、サンドブラスト、液体ホーニング等によっ
て粗面としたものは使用初期の性能は良いが、使用によ
って表面が摩耗し易く、滑り止め効果が早期に低下する
という問題があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その
目的とするところは、転造加工面を損なうことがないと
ともに長期に亘って滑り止め効果が得られ、しかも工具
寿命が長い転造加工工具を提供することにある。

課題を解決するための手段かかる目的を達成するために、本発明は、食付き部と仕
上げ部とを備えた成形面を有し、その成形面と被加工物
の外周面とを押圧しつつその被加工物を相対的に転動さ
せることにより、その成形面に設けられた凹凸に対応す
る凹凸形状をその被加工物の外周面に形成する転造加工
工具において、前記食付き部における前記凹凸の凸部頂
面のうちの一部または全部の表層部に放電硬化処理によ
る硬化層を形成したことを特徴とする。

作用および発明の効果このような転造加工工具においては、食付き部における
凹凸の凸部頂面、すなわち転造加工時に被加工物の外周
面に食い込む部分に放電硬化処理が施されて硬化層が形
成されているため、その表面粗さは適度に粗く、転造加
工面を損なうことなく被加工物の外周面と成形面との間
の滑りが良好に防止され、ピッチ精度が向上するととも
に転造加工面における凸部の剥離等が防止される。また
、硬化層の高い耐摩耗性により滑り止め効果が長期に亘
って得られるとともに、工具寿命が大幅に向上するので
ある。

ここで、上記放電硬化処理は、工具の成形面に対向して
配置された電極を振動させて成形面との接触、離間を繰
り返しつつ、それ等の間に放電電力を印加して断続的に
火花放電を生じさせることにより、電極物質を成形面に
移行拡散させるもので、電極物質としてはＷＣ，Ｔ　ｉ
　Ｃ，Ｔａ　Ｃなどの超硬物質が好適に用いられる。

また、かかる放電硬化処理は、従来のようにサンドブラ
スト、液体ホーニング等により成形面に粗面加工を施し
た後に行うこともできる。但し、セレーション加工は転
造加工面に傷痕が残るため好ましくない。

実施例以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は、第３図に示されているタッピンねじ１０を転
造加工するための一対の転造平ダイス１２．１４を示す
正面図で、第２図は第１図における■−■断面図である
。これ等の転造平ダイス１２．１４はそれぞれ本発明の
転造加工工具の一実施例を成すもので、転造平ダイス１
２は位置固定に配設されている一方、転造平ダイス１４
はその転造平ダイス１２との間に素材１６を挟圧した状
態で、図示しない駆動装置により第１図において矢印で
示されている右方向へ直線移動させられるようになって
いる。素材１６は被加工物を成すもので、前記タッピン
ねじ１０に対応する円柱形状を成しており、図示は省略
するが、その一端部にはタッピンねじ１０の頭部１８に
対応する大径部が設けられているとともに、他端部はタ
ッピンねじ１０の先端２０に対応するテーパ形状とされ
ている。

上記転造平ダイス１２．１４の相対向する成形面２２．
２４には、タッピンねしＩＯのねじ山２６に対応する凹
凸が設けられている。一方の転造平ダイス１２について
詳しく説明すると、第４図の斜視図から明らかなように
、その成形面２２には、ねじ山２６に対応する■溝２８
がねじ山２６のリード角と同じ角度で傾斜する状態で互
いに平行に多数形成されているのである。また、この成
形面２２は、他方の転造平ダイス１４に次第に接近する
ように傾斜する食付き部３０と、その食付き部３０に連
続して転造平ダイス１４と略平行に設けられた仕上げ部
３２と、その仕上げ部３２に連続して転造平ダイス１４
から次第に離間するように傾斜して設けられた逃げ部３
４とから構成されており、その食付き部３０には、上記
■溝２８を除いた表面に放電硬化処理が施されて表層部
に硬化層が設けられている。第４図において散点で示さ
れている部分はその放電硬化処理が施された部分である
。なお、食付き部３００表面のうちＶ溝２８を除いた部
分が、成形面２２に設けられた凹凸の凸部頂面に相当し
、本実施例ではその凸部頂面の全部に放電硬化処理が施
されている。この放電硬化処理により、凸部頂面には、
硬化層が形成されるとともに、放電による細かな凹凸が
形成される。

上記放電硬化処理は、例えばＷＣ，Ｔ　ｉ　Ｃ，ＴａＣ
などの超硬物質の電極が好適に用いられ、放電電力、電
極の振動数、パルス幅などの処理条件は、素材１６の材
質等によっても異なるが、硬化層の深さが０．０１〜０
．０６　ｍｍ程度、硬さＨｖが１１ＯＯ〜１９００程度
１表面粗さＲ６□が１２．５〜５０μｍ程度の範囲内と
なるように、ダイス１２の材質等を考慮して放電電力は
１０〜５０■。

２〜６八程へ、電極の振動数は２００〜４００ｃ／Ｓ程
度、パルス幅は１００〜１５０μｓ程度にそれぞれ設定
される。

なお、他方の転造平ダイス１４の成形面２４も、上記転
造平ダイス１２の成形面２２と全く同様に構成されてい
る。以下の説明では、転造平ダイス１４の成形面２４に
おける■溝や食付き部等についても成形面２２の■溝や
食付き部等と同じ符号を用いて説明する。

以上のように構成された転造平ダイス１２．１４を用い
て素材１６に転造加工を行う際には、転造平ダイス１２
の成形面２２と転造平ダイス１４の成形面２４との間に
素材１６を挟圧した状態で、転造平ダイス１４を第１図
において右方向へ直線移動させれば良く、これにより、
その素材１６は第１図の右方向へ転動させられるととも
に、その外周面は成形面２２．２４に設けられた■溝２
８に対応して塑性変形させられ、その■溝２８に対応す
る凹凸形状、すなわちねし山２６が転造加工される。

ここで、本実施例の転造平ダイス１２．１４の食付き部
３０には、■溝２８を除く表層部に放電硬化処理による
硬化層が形成され、その表面粗さが粗くなっているが、
この硬化層が形成された■溝２８を除く部分は転造加工
時に素材１６の外周面に食い込む部分である。このため
、転造平ダイス１２．１４と素材１６との間の滑りが良
好に防止され、ねじ山２６のピッチ精度が向上するとと
もにそのねじ山２６の剥離等が防止される。上記硬化層
の表面粗さはそれ程大きくないため、タンピンねじ１０
の表面に傷痕が残ったり、転造加工時にその硬化層の表
面部分が欠は易くなったりすることはない。

また、硬化層の高い耐摩耗性により滑り止め効果が長期
に亘って得られるとともに、上記硬化層表面部分の欠損
がないことと相俟って工具寿命が大幅に向上する。

次に、本発明の他の実施例を説明する。

第５図の転造平ダイス４０．４２は円柱形状の素材４４
にスプラインを加工するためのもので、その成形面４６
．４８には、形成すべきスプラインに対応する凹凸が設
けられている。成形面４６゜４８は全く同様に構成され
ており、この実施例においても前記第１実施例と同様に
一方の転造平ダイス４０の成形面４６について詳しく説
明すると、第６図の斜視図から明らかなように、成形面
４６には形成すべきスプラインの歯に対応して複数の溝
５０が互いに平行に形成されているとともに、その成形
面４６は食付き部５２．仕上げ部５４および逃げ部５６
から構成されていて、食付き部５２の先端側部分には、
上記溝５０を除（部分に前記第１実施例と同様な放電硬
化処理が施され、表面粗さが適度に粗い硬化層が形成さ
れている。

そして、前記素材４４は軸心まわりの回転可能に支持さ
れ、上記一対の転造平ダイス４０．４２がその素材４４
を挟んで対称的に位置させられ、且つ素材４４を挟圧す
る状態で第５図において矢印で示されているように互い
に逆方向へ同じ速度で直線移動させられることにより、
素材４４は軸心まわりに回転させられるとともにその外
周面には溝５０に対応するスプラインが転造加工される
。

この実施例においても、食付き部５２の表層部に放電硬
化処理による硬化層が形成されているため、前記第１実
施例と同様な作用効果が得られる。なお、第６図は食付
き部５２を示した斜視図で、散点で示されている部分が
放電硬化処理が施された部分である。

また、第７図および第８図に示されている転造平ダイス
６０は、ねじを転造加工するためのもので、その成形面
６２には形成すべきねじのねし山のリード角と同じ角度
で傾斜する多数の溝６４が互いに平行に形成されている
とともに、その成形面６２は食付き部６６、仕上げ部６
８および逃げ部７０から構成されていて、食付き部６６
には上記溝６４を除く部分に前記第１実施例と同様な放
電硬化処理が施され、表面粗さが適度に粗い硬化層が形
成されている。

この転造平ダイス６０は、前記第１．第２実施例と同様
に２個で１組として転造加工を行うようにすることもで
きるが、１個の転造平ダイス６０のみを用いて、その成
形面６２上に被加工物の外周面を押圧するとともに、そ
の被加工物が食付き部６６側から逃げ部７０側へ相対的
に転動するように、それ等の転造平ダイス６０と被加工
物とを相対移動させるようにしても良い。この実施例に
おいても前記各実施例と同様な作用効果が得られる。な
お、第７図において散点で示されている部分は食付き部
６６に相当し、放電硬化処理が施された部分である。ま
た、転造平ダイス６０の上記使用態様については、前記
各実施例の転造平ダイス１２．１４，４０．４２につい
ても同様である。

また、第９図の実施例はねじ転造プラネタリダイスで、
軸心まわりに回転駆動される丸ダイス７４と、その丸ダ
イス７４の周囲に位置固定に配置された円弧形状のセグ
メントダイス７６とから構成されている。それ等の丸ダ
イス７４．セグメントダイス７６の成形面７８．８０に
は、形成すべきねじのねじ山に対応する凹凸がそれぞれ
設けられているとともに、セグメントダイス７６の成形
面８０は食付き部８２．仕上げ部８４および逃げ部８６
から構成されていて、食付き部８２には上記凹凸の凸部
頂面の一部または全部に前記第１実施例と同様な放電硬
化処理が施され、表面粗さが適度に粗い硬化層が形成さ
れている。

そして、このようなねじ転造プラネタリダイスにおいて
は、丸ダイス７４が矢印で示されているように左まわり
方向へ回転駆動されることにより、被加工物は、その丸
ダイス７４の成形面７８とセグメントダイス７６の成形
面８ｏとの間に挟圧されつつ、セグメントダイス７６の
食付き部８２側から逃げ部８６側へ向って転動させられ
、外周面にねじが転造加工される。この実施例において
も、セグメントダイス７６の食付き部８２に施された放
電硬化処理により前記各実施例と同様な作用効果が得ら
れる。なお、この実施例では上記セグメントダイス７６
のみが本発明に係る転造加工工具に相当する。

また、第１Ｏ図の実施例は、欠円ねじ転造丸ダイス９０
とねじ転造丸ダイス９２との間に、軸心まわりの回転可
能に支持された円柱形状の素材９４を挟圧しつつ、それ
等の丸ダイス９０．９２を逆まわりに相対回転させるこ
とにより、その素材９４を軸心まわりに回転させつつ転
造加工を行うものである。上記丸ダイス９０．９２の成
形面９６．９８には、形成すべきねじのねし山に対応す
る凹凸がそれぞれ設けられているとともに、その成形面
９６．９８はそれぞれ食付き部１００，１０２、仕上げ
部１０４，１０６および逃げ部１０８．１１０から構成
されていて、食付き部１００゜１０２には上記凹凸の凸
部頂面の一部または全部に前記第１実施例と同様な放電
硬化処理がそれぞれ施され、表面粗さが適度に粗い硬化
層が形成されている。この場合にも前記各実施例と同様
な作用効果が得られる。

次に、放電硬化処理によって得られる硬化層の硬度およ
び表面粗さについて本発明者等が行った実験結果の一例
を説明する。使用した工具の材質は合金工具鋼５ＫＤＩ
Ｉで、放電硬化処理に用いた電極は超硬合金、放電電力
は２８Ｖ、３．６Ａ。

電極の振動数は３５０ｃ／ｓ、パルス幅は１３０μＳで
あり、このような放電硬化処理が施された部分の硬さＨ
ｖ（０，１）および表面粗さをそれぞれ第１１図、第１
２図に示す。第１１図は表面からの深さ方向における硬
さ変化を調べたもので、この結果から、硬さＨ，（０，
１）が約１６００以上で深さが約０．０６ｍｍ程度の硬
化層Ａが形成されることが判る。なお、０．０６ｍｍよ
りも深い部分Ｂは放電硬化処理による影響がなく、殆ど
素地のままと考えられる。また、第１２図の結果からは
、最大高さＲｏｘで約２０μｍ程度の表面粗さとなるこ
とが判る。

以上、本発明の幾つかの実施例を図面に基づいて詳細に
説明したが、この他、歯車の歯を転造加工するための転
造加工工具にも本発明を適用できるなど、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた更に別の
態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である一対の転造平ダイスを
示す正面図である。第２図は第１図における■−■断面
図である。第３図は第１図の転造平ダイスによってねじ
山が転造されたタッピンねじの正面図である。第４図は
第１図に示されている一対の転造平ダイスの一方を示す
斜視図である。第５図は本発明の他の実施例を示す正面図である。第６図は第５図の実施例における転造平ダイスの食付き
部を示す斜視図である。第７図は本発明の更に別の実施
例における成形面を示す平面図である。第８図は第７図
の実施例の正面図である。第９図および第１０図は、そ
れぞれ本発明の更に別の実施例を示す正面図である。第
１１図は放電硬化処理を施すことによって得られる硬化
層の硬さおよび深さの一実測例を示す図である。第１２
図は放電硬化処理を施すことによって得られる硬化層の
表面粗さの一実測例を示す図である。１２．１４，４０．４２．６０二転造平ダイス（転造加
工工具）１６．４４，９４：素材（被加工物）２２．２４，４６．４８，６２，８０．９６゜９８：成
形面３０　５２．６６．８２，１００．１０２：食付き部３２．５４．６Ｂ、８４，１０４．ｔｏ６：仕上げ部７６：セグメントダイス（転造加工工具）９０：欠円ね
じ転造丸ダイス（転造加工工具）９２：ねじ転造丸ダイ
ス（転造加工工具）Ａ：硬化層第３図出願人　　オーニスジー株式会社ｌ１５図第６図イ【６打カ＼らのＳ４Ｚセ（ｍｍ）第７図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

食付き部と仕上げ部とを備えた成形面を有し、該成形面
と被加工物の外周面とを押圧しつつ該被加工物を相対的
に転動させることにより、該成形面に設けられた凹凸に
対応する凹凸形状を該被加工物の外周面に形成する転造
加工工具において、前記食付き部における前記凹凸の凸
部頂面のうちの一部または全部の表層部に放電硬化処理
による硬化層を形成したことを特徴とする転造加工工具
。