JPH055246U - 転造ダイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工面に設けられた凸条歯の耐摩耗性を損な
うことなく早期欠損を防止する。 【構成】 加工面１８のうち被加工部材の外周面に食い
込んで転造加工を行う凸条歯２２の表面のみに硬化層２
８を設け、凸条歯２２間の歯底面２６には硬化層２８を
設けないようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は転造ダイスに係り、特に、加工面に硬化層を形成した転造ダイスの改 良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

加工面に多数の凸条歯が設けられ、その凸条歯が被加工部材の外周面に食い込 むことにより、ねじやセレーション、スプライン、ウォーム、歯車などのフォー ムを転造加工する転造ダイスが従来から知られている。かかる転造ダイスは一般 に、冷間工具鋼または高速度鋼にて構成されており、焼入れ焼戻しにより硬化し て用いられる。この硬さは、被加工部材の硬さや凸条歯の形状，大きさなどを考 慮して、通常、ＨＲＣ５６〜６８の範囲で適当な硬さに設定される。また、この ような転造ダイスの凸条歯は、すりへり摩耗や転がり摩耗、或いは繰り返し圧縮 による細かい虫食い状の疲労破壊に起因する疲労摩耗などを生じ、特に被加工部 材の硬さが高い場合に寿命が著しく低下することから、熱処理硬化後研削仕上げ した転造ダイスの加工面に窒化処理等の硬化処理を施したり窒化チタンなどの硬 質膜を被覆したりして、耐摩耗性を一層向上させることも行われている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このように硬化層が設けられた転造ダイスは靱性が低下するた め、凸条歯がその根元から大きく欠損し易くなるという問題があった。例えば、 ねじ転造ダイスにおいては、その端部や被加工部材の先端部に当たる部分、すな わち図３の状態におけるＡ部やＢ部では、凸条歯２４に作用する転造時の反力が 被加工部材１４の軸方向において不均一であるため、このような転造加工が繰り 返し行われることによりその根元部分に横方向の曲げ応力が繰り返し作用させら れることとなり、凸条歯が早期に根元から疲労破壊してしまうのである。また、 スプラインや歯車などを転造加工する転造ダイスについては、凸条歯が被加工部 材の外周面に食い込む際にその凸条歯に横方向の荷重が作用するため、同じく凸 条歯の根元部分で疲労破壊を起こし易くなるのである。これを防止するためには 、硬度を低くして靱性の低下を抑制するようにすれば良いが、その場合には耐摩 耗性が損なわれてしまうのであり、この耐摩耗性と靱性とを同時に満足させるこ とは困難である。このような問題は、被加工部材が硬くて凸条歯の高さが高い程 顕著となる。

【０００４】 本考案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、 耐摩耗性を損なうことなく凸条歯の早期欠損を防止することにある。

【０００５】

【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、本考案は、加工面に多数の凸条歯が設けられ、 その凸条歯が被加工部材の外周面に食い込むことにより転造加工を行う転造ダイ スにおいて、前記加工面のうち、前記凸条歯間の歯底面を除く該凸条歯の表面の みに硬化層を形成したことを特徴とする。

【０００６】

【作用および考案の効果】

このような転造ダイスにおいては、被加工部材に食い込んで摩耗し易い凸条歯 の表面に硬化層が設けられているため、その凸条歯の摩耗が軽減される一方、曲 げ応力が繰り返し作用して疲労破壊し易い凸条歯の根元、すなわち凸条歯間の歯 底面には硬化層が設けられていないため、表面硬化処理などに伴う靱性の低下が 回避されて繰り返し曲げ応力による疲労破壊が良好に防止される。これにより、 耐摩耗性を損なうことなく凸条歯の早期欠損が防止されるようになり、被加工部 材が硬くて凸条歯の高さが高い場合でも十分なダイス寿命が得られるようになる 。

【０００７】 なお、上記硬化層は、凸条歯の表面にイオン窒化等の表面硬化処理を施したり 、窒化チタンなどの硬質膜を被覆したりすることによって形成される。

【０００８】

【実施例】 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【０００９】 図１において１０および１２は、円柱形状の被加工部材１４の外周面に雄ねじ １６を転造加工するためのねじ転造丸ダイスであり、軸心が平行となる姿勢で被 加工部材１４を挟圧しつつ同じ方向へ回転させられるようになっている。これ等 のねじ転造丸ダイス１０，１２の外周面すなわち加工面１８，２０には、雄ねじ １６のねじ溝に対応する断面が三角形状の凸条歯２２，２４が、雄ねじ１６のピ ッチと同じピッチで互いに平行に多数設けられており、その凸条歯２２，２４の 表面には、図２に示されているように隣接する凸条歯２２，２４との間の歯底面 ２６を除く部分に硬化層２８が設けられている。硬化層２８は、歯底面２６をマ スクしてイオン窒化等の表面硬化処理を施したり、歯底面２６を除いて窒化チタ ンなどの硬質膜を被覆したりすることによって形成される。

【００１０】 このようなねじ転造丸ダイス１０および１２は、図３に示されているように、 凸条歯２２，２４が被加工部材１４の外周面に食い込んで転造加工を行うのであ るが、それ等の凸条歯２２，２４の表面には硬化層２８が設けられているため、 被加工部材１４への食込みに拘らず高い耐摩耗性が得られる。また、図３の状態 におけるＡ部やＢ部では、凸条歯２４に作用する転造時の反力が被加工部材１４ の軸方向において不均一であるためその根元部分に曲げ応力が作用し、かかる転 造加工が繰り返し行われることにより凸条歯２４が早期に疲労破壊する恐れがあ るが、その凸条歯２４の根元、すなわち凸条歯２４間の歯底面２６には硬化層２ ８が設けられていないため、表面硬化処理などに伴う靱性の低下が回避されて繰 り返し曲げ応力による疲労破壊が良好に防止される。このことは、他方のねじ転 造丸ダイス１０の凸条歯２２についても同様である。

【００１１】 このように、本実施例のねじ転造丸ダイス１０，１２は、その加工面１８，２ ０のうち歯底面２６を除いた凸条歯２２，２４の表面のみに硬化層２８が設けら れているため、耐摩耗性を損なうことなく凸条歯２２，２４の早期欠損が防止さ れるようになり、被加工部材１４が硬くて凸条歯２２，２４の高さが高い場合で も十分なダイス寿命が得られるようになる。

【００１２】 因に、外径１３６ｍｍ、幅６０ｍｍのねじ転造丸ダイスで以上のように凸条歯 の表面のみに硬化層が設けられた本考案品（工具No１〜４）と、硬化層を備えて いない比較品（工具No５〜１１）および加工面全体に硬化層が設けられた比較品 （工具No１２）とを用いて転造加工を行い、その工具寿命を調べたところ表１に 示す結果が得られた。工具が寿命に達したか否かは、転造ねじの肉眼による外観 上の傷検査および通りねじリングゲージ検査によって判断した。被加工部材の材 質はＳＮＣＭ４４７（ＪＩＳ規格：ニッケルクロムモリブデン鋼）で、硬さＨＲ Ｃは４８〜４９、直径は９．４３〜９．４４ｍｍの丸棒鋼である。また、加工す るねじはレンチングボルトで、Ｍ１０×１．５、長さ５０ｍｍである。なお、工 具No１〜３の「研削後イオン窒化」とは、研削仕上げした後歯底面に窒化防止剤 を塗布して凸条歯の表面のみにイオン窒化処理を施したものであり、凸条歯山頂 の硬さＨｖ（０．３）は１１００〜１２００で、硬化深さは０．０３０〜０．０ ３５ｍｍである。工具No４の「研削後ＴｉＮ」とは、研削仕上げした後マルチア ーク法によりガス圧１１×１０^-3Ｔｏｒｒにて歯底面を除く部分にＴｉＮをコー ティングしたもので、凸条歯山頂の硬さＨｖ（０．３）は１８６０〜２０００で 、ＴｉＮの厚さは０．００３５〜０．００４０ｍｍである。また、工具No１２の 「研削後イオン窒化」とは、研削仕上げした後歯底面に窒化防止剤を塗布するこ となく、加工面全体にイオン窒化処理を施したものである。

【００１３】

【表１】

【００１４】 かかる表１から明らかなように、凸条歯の表面のみに硬化層が設けられた本考 案品（工具No１〜４）は、硬化層を備えていない比較品（工具No５〜１１）や加 工面全体に硬化層が設けられた比較品（工具No１２）に比較して、工具寿命が向 上することが判る。

【００１５】 なお、上例では三角ねじを転造加工するねじ転造丸ダイス１０，１２について 説明したが、図４に示されているように台形ねじを転造加工するための凸条歯３ ０を備えたねじ転造丸ダイスにも適用され得ることは勿論、ねじ転造平ダイスや セレーション，スプライン等のねじ以外のフォームを転造加工する転造ダイスに も本考案は同様に適用され得る。図４の３２は硬化層である。

【００１６】 また、転造ダイスの材質や硬化層の形成手段は適宜変更され得るなど、本考案 は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例であるねじ転造丸ダイスを用
いて転造加工を行っている状態を示す図である。

【図２】図１のねじ転造丸ダイスにおける凸条歯の断面
図である。

【図３】図１の転造加工時における凸条歯の被加工部材
に対する食込み状態を示す図である。

【図４】本考案の他の実施例における凸条歯の断面図
で、図２に対応する図である。

【符号の説明】

１０，１２：ねじ転造丸ダイス（転造ダイス） １４：被加工部材 １８，２０：加工面 ２２，２４，３０：凸条歯 ２６：歯底面 ２８，３２：硬化層

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 加工面に多数の凸条歯が設けられ、該凸
   条歯が被加工部材の外周面に食い込むことにより転造加
   工を行う転造ダイスにおいて、 前記加工面のうち、前記凸条歯間の歯底面を除く該凸条
   歯の表面のみに硬化層を形成したことを特徴とする転造
   ダイス。