JPH09262636A - 円柱または円筒形粗材の転造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転造ダイスによる粗材駆動力が弱い場合で
も、粗材を遅滞なく回転させて高精度の転造を可能とす
る。 【解決手段】 粗材１の転造加工中は、この粗材１を支
持しかつ粗材１と一体に回転する支持部材（センタ）４
を、転造ダイス３の動きに同期させて回転駆動し、さら
に、この支持部材４を介して粗材１を強制的に回転駆動
しながら転造加工を行って、転造ダイス３との摩擦によ
って伝達される回転駆動力が弱い場合や断続する場合で
も、転造ダイス２に対する粗材１の滑りに起因する成形
不良の発生を防止し、高精度の転造加工を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、円柱または円筒
形の粗材を、その両端部を支持部材によって支持して一
対の転造ダイスの間に配設し、この一対の転造ダイスを
互いに逆方向に移動させて、前記粗材を両転造ダイス間
で挟圧しながら転動させて塑性加工を加える転造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】円筒形等の断面円形の粗材を、一対の転
造ダイス間で挟圧しながら転動させて塑性加工する転造
加工においては、粗材は、転造ダイスによって塑性加工
を受けながら回転駆動されるのが一般的である。例え
ば、円筒形の粗材の表面に転造加工によってセレーショ
ンを形成する場合には、転造ダイスに設けられた加工刃
が粗材の外周面に圧接して塑性加工するとともに、加工
された粗材の表面に転造ダイスの加工刃が加圧された状
態で係合し、加工が進んで徐々に噛合することによっ
て、粗材が滑りを生じることなく転造ダイスによって回
転駆動される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、上記した
セレーションを転造する場合や螺子や歯車を転造する場
合のように、加工する形状が円周方向に短いピッチで多
数連続的に形成されているときには、塑性加工中は、転
造ダイスの加工刃が粗材と圧接しさらに凹凸係合するた
め、粗材が滑りを生じることなく確実に回転駆動され
る。

【０００４】ところが、転造による加工箇所が少なく、
かつその加工位置が円周方向に離隔分散している場合
や、前記粗材の表面に環状溝や環状の突条を形成する場
合あるいは粗材の端面矯正（特願平７−１９２４２７号
参照）を行う場合等においては、転造ダイスと係合する
ことにより粗材に摩擦伝達される力が小さいか、または
断続的に伝達される場合が多い。

【０００５】例えば、円筒形の粗材の外周を４等分する
位置に、長さ方向に連続するＶ字形溝を形成する場合に
は、円筒形の粗材の外周の加工位置が９０度間隔となる
ため、粗材に対して平転造ダイスの刃が２個以上同時に
当接することはなく、したがって、粗材の外周面に最初
のＶ字形溝を形成した平転造ダイスの刃と粗材との凹凸
係合が外れて面接触状態となった後、平転造ダイスの次
ぎの刃が粗材の表面に係合することとなり、その間は、
平転造ダイスと粗材の表面との間で滑りが発生して回転
力が断続的に伝達される。その結果、平転造ダイスと粗
材との間に滑りが生じると、この両者間に速度差による
位相ずれが発生して、加工誤差が生じたり加工表面が傷
付けられる等の問題があった。

【０００６】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たものであり、塑性加工時における転造ダイスとの摩擦
によって粗材を回転させる力が小さい場合、あるいは粗
材を回転させる力が断続的に伝達される場合等でも、転
造ダイスに対する粗材の滑りをなくして高精度の転造を
可能とする円柱または円筒形粗材の転造方法を提供する
ことを目的とするものである。

【０００７】上記の目的は、転造ダイスの動きに同期さ
せて粗材を強制的に回転駆動させながら転造することに
よって達成される。

【０００８】

【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
の方法は、上記の目的を達成するために、円柱または円
筒形の粗材を、その両端部を支持部材によって支持して
一対の転造ダイスの間に配設し、前記一対の転造ダイス
を互いに逆方向に移動させることにより、両転造ダイス
で前記粗材を挟圧しながら転動させて塑性加工を加える
円柱または円筒形粗材の転造方法おいて、前記粗材が、
前記塑性加工中は転造ダイスの動きに同期して、前記支
持部材を介して回転駆動されることを特徴としている。

【０００９】したがって、この発明の方法によれば、円
柱または円筒形粗材を転造ダイスによって塑性加工する
際に、前記粗材を支持部材に対して、この支持部材と一
体に回転するように支持させるとともに、前記転造ダイ
スの動きに同期してこの粗材を、前記支持部材を介して
回転駆動する。そのため、転造ダイスと係合することに
よって粗材が受ける回転駆動力が弱かったり断続的であ
ったりしても、転造ダイスの動きに同期させて、支持部
材を介して粗材を強制的に回転駆動して転造するため、
転造ダイスと粗材との摩擦係合状態の滑りに起因する成
形不良の発生を防止することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の円柱または円筒
形粗材の転造方法の実施例について図１ないし図４を参
照してより具体的に説明する。

【００１１】図１ないし図３はこの発明の転造方法を、
円筒形の粗材の外周面に、粗材長さ方向に直線状に伸び
る４本のＶ字形溝を等間隔に形成する場合に適用した第
１実施例を示すもので、図１は第１実施例の転造方法を
行う際に用いられる転造装置の一例を示す平面図、図２
は、図１の転造装置における平転造ダイスとラックアン
ドピニオン機構との関係を示す断面側面図、図３は、同
じく平転造ダイスと粗材との関係を示す断面側面図であ
る。

【００１２】図１において、転造装置２は一対の平転造
ダイス３，３と円筒形の粗材１の両端を支持する一対の
センタ４，４とを備えており、粗材１は一対のセンタ
４，４の各円錐状の先端部４ａをその両端に嵌合されて
センタリングされるとともにほぼ水平に支持されてい
る。また、粗材１を支持しているセンタ４，４は、それ
ぞれ軸受装置４ｂを介して回動自在に設置されて粗材１
と一体に回転するようになっている。また各センタ４の
先端部４ａには、粗材１の端部に嵌合させた際にスリッ
プせずに一体に回転するように滑り止め手段が設けられ
ている。また、前記センタ４の基端側の円柱状の部分の
外周面には、後述のラック歯３ｂと噛合するピニオンギ
ヤ４ｄが形成されている。

【００１３】なお、前記滑り止め手段としては、例えば
図４および図５に示すように、工具鋼製のセンタ４の円
錐状の先端部４ａの外周を４等分する位置に、断面三角
形の４本の突条４ｅを母線に沿ってそれぞれ形成したも
のがある。したがって、軟鋼から成る粗材１をセンタ
４，４で支持するときに、粗材１の両端の円筒中空部
に、前記先端部４ａを若干加圧しながら嵌合させること
によって、各突条４ｅの稜線部分が粗材１の内周面と係
合して食い込みがらセンタリングし、その摩擦力によっ
てセンタ４と粗材１との間がトルク伝達可能に、かつ着
脱可能に連結される。

【００１４】そして、センタ４，４によってほぼ水平に
支持された粗材１の上方および下方には、一対の平転造
ダイス３，３が、相対方向（図１において上下方向）に
ほぼ水平な状態でスライド可能に設けられている。この
平転造ダイス３，３により粗材１を上下方向から挟圧し
ながら転動させて塑性加工が加えられるようになってい
る。

【００１５】また、各平転造ダイス３の粗材１に面する
側で、その幅方向（平転造ダイス３のスライド方向と直
交する方向）の中央には、粗材１の外周面に４本のＶ字
形溝を形成する加工刃３ａが、２段階に分けて溝を形成
するように高低２種類の断面Ｖ字形の突条として所定の
ピッチでかつ互いに平行に形成されている。

【００１６】また、各平転造ダイス３の両側部には、ラ
ック歯３ｂ，３ｂがそれぞれ形成されており、それぞれ
対応する側の前記センタ４の外周面に形成されたピニオ
ンギヤ４ｄが噛合して、平転造ダイス３のスライドに同
期してセンタ４を回転駆動し、このセンタ４と一体に回
転するように支持された粗材１を強制的に回転駆動しな
がら転造するようになっている。（図２参照）。

【００１７】なお、図２および図３において符号３ｃ
は、平転造ダイス３をスライド可能に支持するベアリン
グ、３ｄは、平転造ダイス３の転造反力の受圧面であ
る。

【００１８】したがって、転造加工時における平転造ダ
イス３の加工歯３ａと粗材１との加圧係合が断続的であ
っても、平転造ダイス３のラック歯３ｂとセンタ４のピ
ニオンギヤ４ｄとが確実に噛合して、平転造ダイス３の
スライドに同期して粗材１を、センタ４を介して正確に
回転駆動する。そのため、センタ４と一体に回転する粗
材１は、平転造ダイス３との係合が断続的であってもセ
ンタ４を介して回転駆動され、転造によって形成される
Ｖ字形溝の位置ずれを生じることがなく、ひいは成形不
良品の発生を防止することができる（図３参照）。

【００１９】以上のように、この実施例の転造方法によ
れば、ラックアンドピニオン機構３ｂ，４ｄによって平
転造ダイス３，３の直線運動を回転運動に変換し、この
回転力がセンタ４，４に伝達され、このセンタ４，４と
共に粗材１が一体に回転する。したがって、平転造ダイ
ス３との摩擦力による粗材１に対する回転駆動力が弱い
か、あるいは断続的に伝達されるような場合でも、粗材
１が平転造ダイス３の動きに同期して強制的に回転駆動
されるため、粗材１の滑りによる成形不良の発生が防止
され、また、常に同一の条件下で転造加工できるので、
高品質でかつ均質の製品を得ることができる。

【００２０】また図６はこの発明の転造方法を円筒形の
粗材の両端付近の外周面に環状溝を形成する場合に適用
した第２実施例を示すものである。

【００２１】この第２実施例の方法で使用する転造装置
１２は、一対の平転造ダイス１３，１３と円筒形の粗材
１の両端を支持する一対のセンタ１４，１４とを備えて
おり、粗材１は一対のセンタ１４，１４の各円錐状の先
端部１４ａをその両端に嵌合されてセンタリングされる
とともにほぼ水平に支持されている。また、粗材１を支
持しているセンタ１４，１４は軸受装置１４ｂを介して
回動自在に設置され、粗材１と一体に回転するようにな
っている。また各センタ１４には、粗材１の端部に嵌合
させた際にスリップせずに一体に回転するように滑り止
め手段が設けられている。

【００２２】そして、図６において右側の一方のセンタ
１４の基端側の円柱状の部分の外周面には歯車１９が形
成されており、この歯車１９は、歯車減速機構１８を介
して正逆回転可能なモータ１７の回転を伝達されて回転
駆動されるようになっている。そして、このモータ１７
は、転造ダイス１３の移動方向および移動速度を検出す
るセンサ１５からの検出信号に基づいて同期制御装置１
６から出力されるモータ駆動信号によって回転方向およ
び回転速度を制御されようになっている。

【００２３】また、センタ１４，１４によってほぼ水平
に支持された粗材１の上方および下方には、一対の平転
造ダイス１３，１３が、相対方向（図６において上下方
向）にほぼ水平な状態でスライドして、粗材１を上下方
向から挟圧しながら転動させるように配設されている。
この各平転造ダイス１３の粗材１に面する側には、円筒
形をした粗材１の外周面の両端付近に断面Ｖ字形の環状
溝をそれぞれ形成する加工刃１３ａ，１３ａが設けられ
ている。

【００２４】この加工刃１３ａは、それぞれの始端側
（図６において中央の粗材１側）から終端側に向けて、
その断面が相似形を維持しつつ、平転造ダイス１３のス
ライド方向と平行な方向に連続し、かつ断面積が漸次増
大するＶ字形の突条に形成されている。

【００２５】そして、上記のように構成された転造装置
を用いて転造加工を行う際には、センサ１５から同期制
御装置１６に入力された信号によって平転造ダイス１３
の移動方向および移動速度を求め、その結果から粗材１
を回転駆動する際の適切な回転方向および回転速度が演
算され、その演算結果が信号化されてモータ１７に入力
され、モータ１７の運転が制御される。そして、モータ
１７の回転は、歯車減速機構１８を介してセンタ１４を
回転駆動する。その結果、平転造ダイス１３の動きに同
期してセンタ１４が回転駆動され、粗材１がこのセンタ
１４と一体に回転する。

【００２６】したがって、転造加工時における平転造ダ
イス１３の加工歯１３ａと粗材１との摩擦係合力が弱く
て粗材１との間で滑りを生じても、粗材１がモータ１７
の回転を伝達されて平転造ダイス１３の動きに同期して
強制的に回転駆動されため、粗材１の位相ずれによる成
形不良の発生が防止され、また、常に同一の条件下で転
造加工できるので、高品質でかつ均質の製品を得ること
ができる。

【００２７】また、この実施例においては、センタ１４
を介して粗材１を回転駆動する場合について説明した
が、支持部材の一つがモータ等の回転駆動源側に設けら
れていて、この支持部材によって粗材１を回転駆動する
ように構成することもできる。

【００２８】なお、上記の各実施例では、平転造を例に
採って説明したが、この発明は、上記の実施例に限定さ
れないのであって、ダイスを円筒状に形成し、丸転造を
行う場合でも同様に実施することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の方法によ
れば、円柱または円筒形の粗材を、その両端部を支持部
材によって支持して一対の転造ダイスの間に配設し、前
記一対の転造ダイスを互いに逆方向に移動させることに
より、両転造ダイスで前記粗材を挟圧しながら転動させ
て塑性加工を加える円柱または円筒形粗材の転造方法お
いて、前記粗材が、前記塑性加工中は転造ダイスの動き
に同期して、前記支持部材を介して回転駆動されるの
で、転造ダイスとの摩擦係合力が弱いかあるいは断続的
である場合でも、粗材を転造ダイスの動きに同期させて
強制的に回転させながら転造するので、転造ダイスに対
する粗材の位相ずれによる成形不良の発生が防止され、
また、常に同一の条件下で転造加工できるので、品質が
高くかつ均質の製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の転造方法で使用する転
造装置の一例を示す概略図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】センタの一例を示す断面側面図である。

【図５】センタの先端形状を示す図４の右側面図であ
る。

【図６】この発明の第２実施例の転造方法で使用する転
造装置の別の例の構成を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 粗材 ２ 転造装置 ３ 平転造ダイス ３ａ 加工刃 ３ｂ ラック歯 ４ センタ（支持部材） ４ａ 円錐状先端部 ４ｄ ピニオンギヤ １２ 転造装置 １３ 平転造ダイス １４ センタ １５ センサ １６ 同期制御装置 １７ モータ １８ 歯車減速機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱または円筒形の粗材を、その両端部
   を支持部材によって支持して一対の転造ダイスの間に配
   設し、前記一対の転造ダイスを互いに逆方向に移動させ
   ることにより、両転造ダイスで前記粗材を挟圧しながら
   転動させて塑性加工を加える円柱または円筒形粗材の転
   造方法おいて、 前記粗材が、前記塑性加工中は転造ダイスの動きに同期
   して、前記支持部材を介して回転駆動されることを特徴
   とする円柱または円筒形粗材の転造方法。