JPH03291120A - ボール転造ダイス - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、棒状のワーク（たとえば、管材や中実棒材）
に、ホールを押圧当接して、ワークの径を縮径するため
に使用されるボール転造ダイスに関する。

「従来の技術」 従来のボール転造ダイスとしては、筒状の回転体の内周
面に複数のボールを設け、各ボールをワークの外周面に
押圧当接させるものがある（特公昭５３−４３４６５号
公報、特公昭５４−２３８６６号公報参照）。そして、
これらのものは、ワークの変形抵抗でボールか回転体の
内周面に押圧されて生ずる円周方向の摩擦力により、ボ
ールがワークの外周面を自転しながら公転して、ワーク
を塑性変形させてワークを縮径するようにしている。

「発明が解決しようとする課題ヨ しかしながら、従来のボール転造ダイスでは、ワークの
変形抵抗が大きくなっｆ二ときには、ボール前方への材
料流動によりボールの自転が困難になる。また、回転体
内周面とボールとの摩擦力によってボールを管材の外周
面に沿って公転させることもできなくなる。

そのため、圧下率が大きくできなかったり、加工速度が
制限されるといった欠点がある。

また、従来のボール転造ダイスでは、そのボールはワー
クの半径方向に移動することができないので、圧下率す
なわちワークの加工前の径と加工後の径との比を変えた
いときには、ボール転造ダイス自体を他の寸法のものと
交換しなければならず、圧下率の変更時の段取り作業に
時間かかかるという欠点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされｆ二もので、ワーク
の変形抵抗が大きくなってもホールを円滑に自転させる
ことができるととらに、圧下率の変更を簡単にかつ短時
間で行うことがてきるボール転造ダイスを提供すること
を目的とする。

「課題を解決するための手段」 本発明のボール転造ダイスは、ボール支持部材に支持さ
れたボールを、棒状のワークの外壁に押圧当接し、この
ワークを塑性変形させてその径を縮径するボール転造ダ
イスであって、前記ボール支持部材に前記ボールが着座
する球座を形成するとともに、前記ボール支持部材を前
記ワークの半径方向に移動させる移動機構を設けたこと
を特徴とする。

「作用　」 本発明では、ボール支持部材により、ホールを公転させ
ると共に、潤滑油がホール支持部材の球座とボールとの
間に引き込まれて、これらの間の摩擦力を低減すること
によって、ホールの自転も円滑に行うことか可能となる
。従って縮径に要するトルクを低減し１ニリ、限界圧下
率を向上させｆ二り、加工速度を大きくすることができ
る。

また、本発明では、ホール支持部材はワークの径方向の
移動させろことかできるようになってし）るので、圧下
率を変更する場合に、その段取りを簡単に行うことが可
能となる。

「実施例」 以下に、図面を参照して、本発明の一実施例について説
明する。

本実施例のボール転造ダイスでは、図示しない駆動手段
に連結される板状部材ｌＯが設けられ、この板状部材１
０の中心部には、ワークとしての管材Ａが挿入される貫
通孔１０ａが形成されている。また、板状部材１０の内
側には、突起１０ｂが突設されており、この突起１０ｂ
には、コイルスプリング１１を介してボール支持部材１
２力（支持されている。このボール支持部材１２を覆っ
て、保持部材１６が板状部材１０にボルト１７によって
固寅しである。ボール支持部材１２は、前記板状部材ｌ
Ｏの中心軸に対して放射状に複数設けられており、これ
らのボール支持部材１２は、コイルスプリング１１をそ
の軸方向にたわませ保持部材１６に沿って摺動させられ
て、管材Ａの半径方向に移動自由にされている。なお、
コイルスプリングＩＩは、ボール支持部材１２のリター
ン用のものである。

第２図に示すように、ボール支持部材１２の管材Ａ側の
端面には、球座１２ａが形成されており、球座１２ａに
は、ボール１３がボール保持部材１４を介して回転自在
に支持されている。球座１２ユの曲率半径は、ボール１
３の曲率半径よりも大きく形成されており、ボール１３
との受圧面の接点から外側に向かうにつれて隙間が漸増
するようになっている。また、ボール１３の接触部に対
向して、潤滑剤供給用のノズル１５が設けられており、
このノズル１５から噴射された潤滑剤は、回転するボー
ル支持部材１２の球座１２λ上でボール１３が自転する
ことにより、前記間隙から強制的に引き込まれる。その
結果、ボール１３の接触部の油滑膜厚は増加し、流体潤
滑が行われる。しｔユがって、変形抵抗か大きくなっに
場合に、ボールＩ３とボール支持部材１２との摩擦抵抗
が大きくなることを防止することかできる。この結果、
縮径時のトルクを小さくしたり、限界圧下率を上昇させ
たり、加工速度を大きくすることができる。

前記ボール支持部材１２の管材Ａの反対側端面にはテー
パ面１２ｂか形成されている。このテーパ面１２ｂには
、端面にテーパ面１８ａが形成されたカム部材１８か当
接させられ、このカム部材１８は、前記保持部材１６に
よって板状部材ｌＯに対して進退自在に取り付けられて
いる。カム部材１８の外周にはねじ部１８ｂが形成され
ており、このねじ部１８ｂには、内周にねじ部１９ａが
形成された筒状部材Ｉ９が、ボール支持部材１２やボー
ル１３を覆って螺合されている。筒状部材ｌ９はこれを
貫通するボルト２０を介して、板状部材１０の外周部に
摺動するリング状の摺動部材２１に取り付けられている
。

そして、圧下率を変更する際には、筒状部材１９を回転
させて、カム部材１８を進退させ、この進退変位をテー
パ面１８ａ及びテーパ面１２ｂを介してボール支持部材
１２に伝達して、その端部に取り付けられたボール１３
を管材Ａ側あるいはその反対側に移動させる。このよう
に、筒状部材１９を回転するといった操作で、圧下率を
簡単にかつ短時間で変更させることかできる。

次に、上述したボール転造ダイスを用いて、縮径加工を
行った実験例について、従来のものと比較して説明する
。ボール転造ダイスを旋盤の回転部に取り付けて回転さ
せるとともに、旋盤の工具側から管材Ａを押し込むよう
にした。ここで、管材Ａとしては、様々な肉厚の外径に
対する比（ｔ／ｆ）をもつ６０−４０黄銅を使用した。

まず、従来のボール転造ダイスを用いた場合においては
、ｔ／ｆ＝０．０５のときには、限界圧下率は１２％、
ｔ／ｆ＝０．１０のときは２０％、ｔ／ｆ＝０．１５の
ときは１４％てあった。これらのｔ／ｆにおける限界圧
下率を越えると、ボールが管材Ａの外表面に食い込んた
まま押し込まれた状態になった。これは、前述したよう
に、ボールの自転及び公転が困難になるためである。

さらに、従来のボール転造ダイスにおいて、そのボール
を、その径と路間−の径をもつ球座を有するボール支持
部で支持した場合について実験した。この結果は、ｔ／
ｆ＝０．０５のときには、限界圧下率は１８％、ｔ／ｆ
＝ｏ、］、０のときは２５％、ｔ／ｆ＝ｏ、１５のとき
は２０％であり、上述の従来のらのに比べて若干改善が
された。しかしながら、限界圧下率を越えると、上述と
同様ボールが管材Ａの外表面に食い込んだまま押し込ま
れるという現象が起きた。これは、ボールとボール支持
部との間の摩擦力が増大してその自転が阻止されるため
、縮径に過大なトルクが必要となり、ボールの公転が不
可能になるからである。

本実施例のボール転造ダイスのように、ボール１３の曲
率よりも大きな曲率の球座１２ａを使用して、ボール１
３とホール支持部材１２の球座１２ａとの間に潤滑剤を
強制的に引き込むようにして、管材Ａの縮径加工を行っ
た結果を示す。すなわち、ｔ、／ｆ＝０．ＩＯのときに
は、限界圧下率は３５％、ｔ／ｆ＝ｏ、１５のとき２５
％と従来の実験例の限界圧下率をかなり向上させること
ができた。

「発明の効果」 以上説明したように、ポール支持部材にボールが着座す
る球座を形成し、ホールと球座との間を強制潤滑してい
るので、ワークの変形抵抗が大きくなっても、ボールを
円滑に自転させ、また、公転させることができる。すな
わち、ボールｌ自転と１公転分あたりの見かけ上の加工
量が減少し、ボール前方への材料流動を減少することが
可能となった。さらに、ポール支持部材をワークの半径
方向に移動させる機構を設けたので、圧下率の変更を簡
単にかつ短時間で行うことができるといった効果を発揮
するものである。

【図面の簡単な説明】

（ゝ 第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はその
要部を示す正面図である。 １０・板状部材、１２・・・ポール支持部材、１２ユ・
球座、１２ｂ・・テーパ面、１３・・ホール、１８・・
・カム部材、１８ａ・・テーパ面、１８ｂ・ねし部、１
９・筒状部材、！９ａ　　・ねし部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボール支持部材に支持されたボールを、棒状のワークの
   外壁に押圧当接し、このワークを塑性変形させてその径
   を縮径するボール転造ダイスにおいて、前記ボール支持
   部材に前記ボールが着座する球座を形成するとともに、
   前記ボール支持部材を前記ワークの半径方向に移動させ
   る移動機構を設けたことを特徴とするボール転造ダイス
   。