JPH08117910A - 転造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転造中に種類の異なる形状の加工どうしが互
いに干渉しないようにして、転造加工が良好に行われる
ようにする。 【構成】 本発明に係る転造方法は、一対の転造ダイス
２２，２４によりワークＷの表面に第１形状と第２形状
との二種類の形状を加工する転造方法において、第１形
状を加工するための転造ダイス２２と、第２形状を加工
するための転造ダイス２４とでワークＷを挟み、それら
の転造ダイス２２，２４を互いに反対方向に移動させて
ワークＷを軸回りに回転させながら二種類の形状の加工
を行うことを特徴とする。この方法によると、従来のよ
うに、一つの転造ダイスで二種類の形状の加工を兼用す
ることはないために、転造中に種類の異なる形状の加工
どうしが互いに干渉することがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一対の転造ダイスによ
りワークの表面に予め決められた二種類の形状（以下、
それぞれを第１形状、第２形状という）を加工する転造
方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】これに関する従来の転造装置が特開昭５
６−７１５４０号公報に記載されており、その転造装置
で使用される一方の平ダイスの側面図及び平面図が図７
に示されている。前記転造装置は、シャフト状のワーク
の先端部にスプラインと、そのスプラインの途中位置に
環状溝を加工するための装置である。したがって、その
転造装置に使用される平ダイス２には、図に示されるよ
うに、進行方向に対して直角にスプライン成形用の歯２
ｔが形成されているとともに、前記歯２ｔと直角に環状
溝を成形するための突条２ｒが平ダイス２の進行方向両
端に装着されている。ここで、前記平ダイス２は二台一
組で使用され、両平ダイス２が前記ワークを挟んだ状態
で反対方向に等速で移動させられることにより、ワーク
は両平ダイス２の間で軸回りに回転し、そのワークの表
面にはスプラインと環状溝とが同時に加工される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の転造装置では、一つの平ダイス２にスプライン
という形状の成形用の歯２ｔと環状溝という形状の成形
用の突条２ｒとが交差した状態で設けられている。即
ち、一つの平ダイス２がスプラインという形状の加工機
能と環状溝という形状の加工機能とを有している。この
ため、スプラインの加工と環状溝の加工とが互いに干渉
することになり、環状溝を加工する際の余肉が逃げ難く
なって、前記環状溝の成形が不十分になるという問題が
ある。本発明の技術的課題は、一対の転造ダイスの一方
では第１の形状を加工し、他方で第２の形状を加工でき
るようにすることにより、二種類の加工が互いに干渉し
ないようにして、転造を良好に行えるようにするもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段、作用、効果】

〔課題を解決するための請求項１に係る手段〕上記した
課題は、以下の特徴を有する転造方法によって解決され
る。即ち、請求項１に係る転造方法は、一対の転造ダイ
スによりワークの表面に第１形状と第２形状との二種類
の形状を加工する転造方法において、前記第１形状を加
工するための転造ダイスと、前記第２形状を加工するた
めの転造ダイスとでワークを挟み、それらの転造ダイス
を互いに反対方向に移動させてワークを軸回りに回転さ
せながら前記二種類の形状の加工を行うことを特徴とす
る。 〔請求項１に記載された発明の作用〕本発明によると、
第１形状を加工するための転造ダイスと、第２形状を加
工するための転造ダイスとでワークを挟み、それらの転
造ダイスを互いに反対方向に移動させてワークを軸回り
に回転させながら加工を行う。即ち、個々の転造ダイス
毎に異なる種類の形状を加工する。この方法によると、
従来のように、一つの転造ダイスで二種類の形状の加工
を兼用することはない。このため、転造中に種類の異な
る形状の加工どうしが互いに干渉することがなくなる。 〔請求項１に記載された発明の効果〕本発明によると、
転造中に種類の異なる形状の加工どうしが互いに干渉す
ることがないために、各加工における余肉の流れが妨げ
られることがなくなり、転造加工が良好に行われる。

【０００５】〔課題を解決するための請求項２に係る手
段〕上記した課題は、以下の特徴を有する転造装置によ
って解決される。即ち、請求項２に係る転造装置は、一
対の転造ダイスによりワークの表面に第１形状と第２形
状との二種類の形状を加工する転造装置において、一方
の転造ダイスは、前記第１形状を加工するための加工面
を備えており、また、他方の転造ダイスは第２形状を加
工するための加工面を備えており、一方の転造ダイスと
ワーク間のすべり抵抗は他方の転造ダイスとワーク間の
すべり抵抗よりも小さいことを特徴とする。ここで、前
記すべり抵抗には、例えば、摩擦力等も含まれる。 〔請求項２に記載された発明の作用〕本発明によると、
個々の転造ダイス毎に異なる種類の形状を加工できるよ
うになっているため、転造中に種類の異なる形状の加工
どうしが互いに干渉することがなくなる。また、一方の
転造ダイスとワークとの間のすべり抵抗が、他方の転造
ダイスとワークとの間のすべり抵抗よりも小さいため、
転造中に、一方の転造ダイスによって回転させられるワ
ークの周速と他方の転造ダイスによって回転させられる
ワークの周速との間に速度差が生じても、一方の転造ダ
イスとワーク間でスベリが発生してその速度差が吸収さ
れる。即ち、本発明によって請求項１に記載された発明
を実施することができる。 〔請求項２に記載された発明の効果〕本発明により請求
項１に記載された発明の効果を得ることができる。

【０００６】〔課題を解決するための請求項３に係る手
段〕この転造装置は、請求項２に記載された転造装置に
おいて、一方の転造ダイスによって加工される形状の径
は、他方の転造ダイスによって加工される形状の径より
も小さく設定されていることを特徴とする。 〔請求項３に記載された発明の作用〕本発明によると、
ワークとの間のすべり抵抗が小さい一方の転造ダイスに
よって加工される形状の径が、ワークとの間のすべり抵
抗が大きい他方の転造ダイスによって加工される形状の
径よりも小さく設定されている。即ち、すべり抵抗の大
きい方の転造ダイスによって加工される形状の径を大き
くしているために、ワークに付与される駆動力が大きく
なる。 〔請求項３に記載された発明の効果〕本発明によると、
ワークに付与される駆動力が大きくなるため、転造加工
がスムーズに行われる。

【０００７】

【実施例】以下、図１〜図６に基づいて、本発明の一実
施例に係る転造装置及びその転造装置を使用した転造方
法について説明する。本実施例に係る転造装置は、筒状
部材（以下、ワークＷという）の先端部に環状のＲ溝を
加工するとともに、そのＲ溝の両側にセレーションを加
工する装置である。ここで、図１は、Ｒ溝用平ダイス
と、セレーション加工部を下加工する平面用平ダイスの
斜視図であり、図２は、Ｒ溝用平ダイスと平面用平ダイ
スの側面図である。また、図３は、本実施例に係る転造
装置の全体斜視図であり、図４〜図６は、本実施例に係
る転造方法の各工程を表す側面図及び平面図である。な
お、位置決めしたワークＷの軸方向をＺ軸方向、ワーク
Ｗの幅方向をＸ軸方向、高さ方向をＹ軸方向として以後
の説明を行う。

【０００８】前記転造装置１０は、図３に示されるよう
に、左部摺動台１２と右部摺動台１４とを備えている。
両摺動台１２，１４はＸ軸方向に所定距離を隔てて平行
に設けられており、図示されていない装置架台に上下方
向（Ｙ軸方向）に摺動できる状態で支持されている。さ
らに、前記左部摺動台１２の表面側端部には縦方向に第
１ラック１２ｒが固定されており、また、右部摺動台１
４の表面側端部には前記第１ラック１２ｒとＺ軸上の同
位置に第２ラック１４ｒが縦方向に固定されている。そ
して、第１ラック１２ｒと第２ラック１４ｒとの間に、
ピニオンギヤ１３が挟まれた状態で嵌合されている。前
記ピニオンギヤ１３は、中央に開孔１３ｋが形成されて
おり、その開孔１３ｋにワークＷの一端を保持するヘッ
ドストック４２の第１回転軸４２ｒが挿通されている。
これによって、前記ピニオンギヤ１３は定位置において
回転可能な状態に保持される。また、前記左部摺動台１
２は、前記装置架台の上部に固定された左油圧シリンダ
１５のピストンロッド１５ｐに連結されており、さら
に、右部摺動台１４は、右油圧シリンダ１６のピストン
ロッド１６ｐに連結されている。この構造により、前記
左油圧シリンダ１５と右油圧シリンダ１６とが互いに逆
方向に作動されると、左部摺動台１２と右部摺動台１４
は縦方向に等しい速度で互いに逆向きに移動する。

【０００９】前記転造装置１０のＺ軸方向両側には、筒
状のワークＷを左部摺動台１２と右部摺動台１４との中
間定位置でＺ軸方向に支持するヘッドストック４２とテ
ールストック４４とが設けられている。前記ヘッドスト
ック４２は、前述のように、ピニオンギヤ１３の開孔１
３ｋに挿通された第１回転軸４２ｒを備えており、その
第１回転軸４２ｒの先端には円錐面４２ｔ（図４〜図６
参照）が形成されている。また、前記テールストック４
４は前記第１回転軸４２ｒと同軸に第２回転軸４４ｒを
備えており、その第２回転軸４４ｒの先端には円錐面４
４ｔが形成されている。そして、前記ワークＷが、図４
〜図６に示されるように、ヘッドストック４２とテール
ストック４４の両円錐面４２ｔ，４４ｔによって軸方向
から挟まれることにより、ワークＷは加工位置に保持さ
れる。ここで、ヘッドストック４２とテールストック４
４とは、図示されていない移動機構によってワークＷを
保持した状態でＺ軸方向に所定距離だけ移動できるよう
になっており、後記するＲ溝用平ダイス２２等とセレー
ション用平ダイス３２，３４との間でワークＷの加工部
位ｗｔ（図４（Ｂ）参照）を移動できるようになってい
る。

【００１０】前記左部摺動台１２の表面には、図３に示
されるように、第１ラック１２ｒと平行にＲ溝用平ダイ
ス２２とセレーション用左平ダイス３２とが取付けられ
ている。また、右部摺動台１４の表面には、前記Ｒ溝用
平ダイス２２とＺ軸方向において同位置に平面用平ダイ
ス２４が、また、セレーション用左平ダイス３２とＺ軸
上の同位置にセレーション用右平ダイス３４が取付けら
れている。前記Ｒ溝用平ダイス２２は、ワークＷの先端
部に環状のＲ溝ｗｒ（図５、図６（Ｂ）参照）を加工す
るためのダイスであり、図１、図２に示されるように、
食付き部、仕上げ部及び逃げ部から構成される前面２２
ｆを備えており、その前面２２ｆの中央には長手方向に
断面半円形の突条２２ｍが形成されている。前記Ｒ溝用
平ダイス２２は、転造加工中にワークＷとの間でスベリ
が発生するように、前記突条２２ｍの面粗さは良好な状
態に仕上げられている。

【００１１】平面用平ダイス２４は、Ｒ溝両側のセレー
ション加工部ｗｓ（図５、図６（Ｂ）参照）を下加工す
るためのダイスであり、図１、図２に示されるように、
食付き部、仕上げ部及び逃げ部から構成される加工平面
２４ｆを備えている。平面用平ダイス２４は、転造加工
中にワークＷとの間でスベリが発生しないように、前記
加工平面２４ｆにサンドブラスト処理等を施し、面粗さ
を粗目にしている。ここで、ワークＷのセレーション加
工部ｗｓとＲ溝ｗｒの底部（図５（Ｂ））とでは径差が
あるために、転造加工中に転造周速差が発生する。しか
しながら、Ｒ溝用平ダイス２２と平面用平ダイス２４と
は等しい速度で移動してしまうため、少なくともいずれ
か一方のダイスとワークＷとの間にすべりが生じなけれ
ばならなくなる。前述のように、Ｒ溝用平ダイス２２の
突条２２ｍの面粗さは良好な状態に仕上げられており、
平面用平ダイス２４の加工平面２４ｆの面粗さは粗目に
設定されている。このため、ワークＷのセレーション加
工部ｗｓとＲ溝ｗｒの底部との転造周速差は、Ｒ溝用平
ダイス２２の突条２２ｍとワークＷのＲ溝ｗｒとの間で
発生するスベリによって吸収される。即ち、Ｒ溝ｗｒが
本発明の第１形状に相当し、Ｒ溝用平ダイス２２が第１
形状を加工するための転造ダイスに相当する。また、セ
レーション加工部ｗｓが本発明の第２形状に相当し、平
面用平ダイス２４が第２形状を加工するための転造ダイ
スに相当する。

【００１２】前記セレーション用左平ダイス３２及びセ
レーション用右平ダイス３４は、ワークＷのセレーショ
ン加工部ｗｓにセレーションを転造加工するためのダイ
スであり、一対で使用される。前記セレーション用左平
ダイス３２及びセレーション用右平ダイス３４は、図示
されていない変位機構により、Ｘ軸方向に変位できるよ
うになっており、両者３２，３４の間隔を広げた状態
で、それらの平ダイス３２，３４はワークＷと接触する
ことがなくなる。したがって、Ｒ溝用平ダイス２２と平
面用平ダイス２４により、Ｒ溝加工とセレーション下加
工とが行われている状態で、両セレーション用平ダイス
３２，３４は、図５（Ｂ）に示されるように、ワークＷ
と干渉することがなくなる。

【００１３】次に、図４から図６に基づいて、本実施例
に係る転造方法の説明を行う。先ず、左油圧シリンダ１
５によって左部摺動台１２が上昇させられ、また、右油
圧シリンダ１６によって右部摺動台１４が下降させられ
る。これによって、図４に示されるように、Ｒ溝用平ダ
イス２２及びセレーション用左平ダイス３２（図示され
ていない）は上限位置に、また、平面用平ダイス２４及
びセレーション用右平ダイス３４（図示されていない）
は下限位置に位置決めされる。このとき、セレーション
用左平ダイス３２とセレーション用右平ダイス３４との
間隔は、変位機構により広げられてワークＷと接触しな
いようになっている。次に、筒状のワークＷがヘッドス
トック４２とテールストック４４との間に保持される。
この状態から、さらに、移動機構が作動することにより
ヘッドストック４２とテールストック４４とがＺ軸方向
に移動させられて、ワークＷの加工部位ｗｔがＲ溝用平
ダイス２２及び平面用平ダイス２４とＺ軸上の同位置に
位置決めされる。

【００１４】次に、左油圧シリンダ１５と右油圧シリン
ダ１６とが作動することにより、左部摺動台１２が下降
し、また、これと等しい速度で右部摺動台１４が上昇す
る。これによって、図５に示されるように、ワークＷの
加工部位ｗｔには、Ｒ溝用平ダイス２２によってＲ溝ｗ
ｒが成形されるとともに、平面用平ダイス２４によって
Ｒ溝両側のセレーション加工部ｗｓにセレーション加工
のための下加工が行われる。このとき、セレーション用
左平ダイス３２とセレーション用右平ダイス３４との間
隔が広げられているため、図５（Ｂ）に示されるよう
に、前記セレーション用平ダイス３２，３４がワークＷ
と干渉することはない。ここで、前述のように、ワーク
Ｗのセレーション加工部ｗｓとＲ溝ｗｒの底部との径差
に起因した転造周速差は、Ｒ溝用平ダイス２２の突条２
２ｍとワークＷのＲ溝ｗｒとの間で発生するスベリによ
って吸収されるようになっている。このため、スムーズ
な転造と安定した精度を確保することができる。

【００１５】このようにして、Ｒ溝ｗｒの成形とセレー
ション加工のための下加工が完了すると、変位機構が作
動されてセレーション用左平ダイス３２とセレーション
用右平ダイス３４との間隔が規定の間隔まで狭められ
る。さらに、移動機構によりヘッドストック４２とテー
ルストック４４とがＺ軸方向に移動させられ、図６に示
されるように、ワークＷのセレーション加工部ｗｓがセ
レーション用左平ダイス３２及びセレーション用右平ダ
イス３４とＺ軸上の同位置に位置決めされる。この状態
で、前記左油圧シリンダ１５と右油圧シリンダ１６とが
作動することにより、左部摺動台１２と右部摺動台１４
とが等しい速度で逆方向に動かされ、ワークＷのセレー
ション加工部ｗｓには、両セレーション用平ダイス３
２，３４によってセレーションが成形される。

【００１６】このように、本実施例に係る転造方法によ
ると、Ｒ溝ｗｒを加工するＲ溝用平ダイス２２と、セレ
ーション加工部ｗｓを下加工する平面用平ダイス２４と
でワークＷを挟み、それらの転造ダイス２２，２４を互
いに反対方向に移動させてワークＷを軸回りに回転させ
ながら加工を行う。即ち、個々の転造ダイス毎に異なる
種類の形状を加工する構造であり、従来のように、一つ
の転造ダイスで二種類の形状の加工を兼用することはな
い。このため、転造加工中にＲ溝ｗｒの加工とセレーシ
ョン加工部ｗｓの下加工とが互いに干渉することがなく
なり、各加工における余肉の流れが妨げられることがな
く、転造加工が良好に行われる。また、ワークＷとの間
の摩擦力が小さいＲ溝用平ダイス２２によって加工され
るＲ溝ｗｒの径が、ワークＷとの間の摩擦力が大きい平
面用平ダイス２４によって加工されるセレーション加工
部ｗｓの径よりも小さく設定されている。即ち、摩擦力
の大きい平面用平ダイス２４によって加工されるセレー
ション加工部ｗｓの径を大きくしているために、ワーク
Ｗに付与される駆動力が大きくなって、転造加工がスム
ーズに、精度良く行われる。

【００１７】ここで、本実施例においては、縦型の転造
装置１０の例を示したが横型の転造装置１０においても
同様に成立する。また、本実施例においては、Ｒ溝用平
ダイス２２の突条２２ｍの面粗さが良好な状態に仕上げ
られており、平面用平ダイス２４の加工平面２４ｆの面
粗さは粗目となっているが、Ｒ溝用平ダイス２２の面粗
さを粗目にし、平面用平ダイス２４の面粗さを良好な状
態に仕上げても発明は成立する。しかしながら、本実施
例のほうが、ワークＷの駆動力が大きくなる点で有利で
ある。さらに、転造ダイスとワークとの間の摩擦力を大
きくするために、加工面の面粗さを粗目にするだけでは
なく、凹凸等を設けることも可能である。また、Ｒ溝用
平ダイス２２と平面用平ダイス２４の組み合わせだけで
はなく、他の異なる二種類の加工をするダイスを組み合
わせても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る転造装置で使用される
Ｒ溝用平ダイスと平面用平ダイスの斜視図である。

【図２】本発明の一実施例に係る転造装置で使用される
Ｒ溝用平ダイスと平面用平ダイスの側面図である。

【図３】本発明の一実施例に係る転造装置の全体斜視図
である。

【図４】本発明の一実施例に係る転造方法の各工程を表
す側面図及び平面図である。

【図５】本発明の一実施例に係る転造方法の各工程を表
す側面図及び平面図である。

【図６】本発明の一実施例に係る転造方法の各工程を表
す側面図及び平面図である。

【図７】従来の転造装置で使用される平ダイスの側面図
及び平面図である。

【符号の説明】

Ｗ ワーク ｗｔ 加工部位 ｗｒ Ｒ溝（第１形状） ｗｓ セレーション加工部（第２形状） １０ 転造装置 ２２ Ｒ溝用平ダイス（第１形状を加工する転造ダイ
ス） ２２ｍ 突条 ２２ｆ 前面 ２４ 平面用平ダイス（第２形状を加工する転造ダイ
ス） ２４ｆ 加工平面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大嵩 吉文 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 森 英生 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 炭谷 優 富山県富山市石金20番地 株式会社不二越 内 (72)発明者 大塚 晴郎 愛知県豊田市東新町６−33

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の転造ダイスによりワークの表面に
   第１形状と第２形状との二種類の形状を加工する転造方
   法において、 前記第１形状を加工するための転造ダイスと、前記第２
   形状を加工するための転造ダイスとでワークを挟み、そ
   れらの転造ダイスを互いに反対方向に移動させてワーク
   を軸回りに回転させながら前記二種類の形状の加工を行
   うことを特徴とする転造方法。
2. 【請求項２】 一対の転造ダイスによりワークの表面に
   第１形状と第２形状との二種類の形状を加工する転造装
   置において、 一方の転造ダイスは、前記第１形状を加工するための加
   工面を備えており、また、他方の転造ダイスは第２形状
   を加工するための加工面を備えており、一方の転造ダイ
   スとワーク間のすべり抵抗は他方の転造ダイスとワーク
   間のすべり抵抗よりも小さいことを特徴とする転造装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載された転造装置におい
   て、 一方の転造ダイスによって加工される形状の径は、他方
   の転造ダイスによって加工される形状の径よりも小さく
   設定されていることを特徴とする転造装置。