KR101277383B1 - Form rolling die - Google Patents
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Abstract
피전조부재와 다이스의 전조 치형과의 간섭을 가급적으로 억제하여 피전조부재의 치면에 상처나 버어 등이 생기는 것을 방지할 수 있는 극히 실용성이 뛰어난 전조다이스의 제공.
피전조부재(1)의 외주면에 전조 치형(2)을 접촉시킴으로써 상기 외주면을 소성변형시켜 원하는 치형을 전조하는 전조다이스로서, 상기 전조 치형(2)의 적어도 일측단부에, 각 치부(3)의 이두께(T)가 소정의 높이위치에서 중앙부에 비하여 얇게 형성되어 상기 피전조부재(1)와의 간섭을 완화하는 간섭 완화부(R)를 형성한다.Provides an extremely practical roll die that can minimize the interference between the rolled member and the rolled tooth of the die to prevent scratches or burrs on the tooth surface of the rolled member.
A rolling die for rolling a desired tooth by plastically deforming the outer circumferential surface by contacting the rolling tooth 2 with the outer circumferential surface of the to-be-rolled member 1, wherein at least one end of each of the teeth 3 This thickness (T) is formed thinner than the central portion at a predetermined height position to form an interference mitigating portion (R) for mitigating interference with the member (1).
Description
본 발명은, 전조(轉造)다이스에 관한 것이다.The present invention relates to a roll die.
종래부터, 대략 원통형 형상의 피전조부재(워크)를 끼워넣고 회전시키면서 압력을 가하는 것에 의해, 웜이나 나사의 치형(齒形)(나사산)을 소성가공하는 전조 평(平)다이스(바이팅부(biting portion), 마무리부 및 릴리프부(relief portion)가 연속하여 형성된다), 그 외의 전조다이스가 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).Conventionally, a rolling flat die (bitting section) for plasticizing a tooth (threaded thread) of a worm or a screw by applying pressure while inserting and rotating a roughly cylindrical member to be rolled (work). A biting portion, a finishing portion, and a relief portion are formed in succession) and other rolling dice have been proposed (see
그런데, 전조품의 치면(齒面) 거칠기는, 동작음, 상대 부품의 마모에 의한 수명이나 소비 전력 등에 영향을 주기 때문에, 당연히 가급적으로 작은(매끄러운) 것이 바람직하다. 또한, 일반적으로, 웜부나 나사부와 그것들이 형성되어 있지 않은 대략 원통부와의 경계 부분에는, 정규의 치형(나사산)이 형성되어 있는 부분과 치형이나 피치가 다른 소위 불완전 나사(치형)부가 존재하는 것이 있지만, 이 부분에 있어서도 마찬가지로 치면 거칠기가 가급적으로 작은(매끄러운) 것이 바람직하다. 그러나, 매끄러워지지 않아 전조가공시에, 상처나 버어 등이 생기는 경우가 있다.By the way, since the tooth surface roughness of a rolled product affects the operation sound, the lifetime, power consumption, etc. by abrasion of a counterpart component, it is preferable that it is small (smooth) as possible as possible. In general, a so-called incomplete screw (teeth) portion having different teeth and pitches and a portion where a regular tooth (threaded thread) is formed are present at the boundary portion between the worm portion and the screw portion and the substantially cylindrical portion where they are not formed. In this part as well, the roughness is preferably as small (smooth) as possible. However, it does not become smooth, and a wound, a burr, etc. may arise at the time of a rolling process.
예를 들면, 미리 나사 절단 가공이나 거친(rough) 전조가공 등의 예비 가공에 의해, 치형이 어느 정도 형성된 예비 가공이 끝난 워크에 마무리 가공을 하는 소위 마무리 전조의 경우, 통상 찌부러뜨림량(밀어넣어 진행하는 양)은, 버니싱 (burnishing) 효과를 얻는(표면을 매끄럽게 한다) 것이 목적이기 때문에, 수㎛ 정도이다. 그러나, 전조가공 중에 생기는 워크의 축방향으로의 이동(진행)이나 기계 강성의 영향을 받아 다이스의 측단부에 형성되는 모따기부의 엣지(이(齒) 끝의 모서리부)가 워크에 먹혀들어, 워크의 단부에서 치면에 상처가 생기는 경우가 있다. For example, in the case of the so-called finish rolling in which the finishing processing is performed on a pre-worked workpiece in which teeth are formed to some extent by preliminary processing such as screw cutting or rough rolling, the amount of crushing is usually The amount of advancing) is about several micrometers for the purpose of obtaining the burnishing effect (smooth the surface). However, the edges of the chamfers formed at the side ends of the die (edge edges) formed by the axial movement of the workpiece during the rolling and the mechanical stiffness are affected by the work. A wound may occur at the tooth surface at the end of the work piece.
또한, 상기 예비 가공을 실시하지 않는 무구(無垢)의 워크에 직접 치형을 형성하는 소위 무구 전조의 경우, 바이팅부에서의 가공에 의해, 워크의 양단부에서 축방향의 신장이 발생하여, 전조가공중에 일단은 다이스의 전조 치형(齒型)에 간섭하지 않는 상태가 된다. 그 후 이 워크의 단부는, 진행의 관계로 마무리부에서 다시 다이스에 끼워 넣지만, 신장이 발생한 단부에서는 피치 및 이두께가 다이스의 전조 치형에 맞지 않기 때문에, 버어나 어긋남이 생기는 경우가 있다.In addition, in the case of so-called solid rolling, which forms teeth directly on solid workpieces which are not subjected to the preliminary machining, axial stretching occurs at both ends of the workpiece due to machining at the biting portion, and during rolling. At one end, it does not interfere with the rolling teeth of the die. Thereafter, the end portion of the work is fitted into the die again at the finish portion due to the progression. However, since the pitch and the tooth thickness do not correspond to the rolling teeth of the die at the end portion where the elongation has occurred, it may be burned out and a deviation may occur.
본 발명은, 상술한 것과 같은 문제점을 해결한 것으로, 피전조부재와 다이스의 전조 치형과의 간섭을 가급적으로 억제하여 피전조부재의 치면에 상처나 버어 등이 생기는 것을 방지할 수 있는 극히 실용성이 뛰어난 전조다이스를 제공하는 것이다.The present invention solves the above problems, and it is extremely practical that the interference between the rolled member and the rolled tooth of the die can be suppressed as much as possible to prevent the occurrence of scratches or burrs on the tooth surface of the rolled member. It is to provide excellent rolling dice.
첨부 도면을 참조하여 본 발명의 요지를 설명한다.The gist of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
피전조부재의 외주면에 전조 치형(轉造齒形)을 접촉시킴으로써 상기 외주면을 소성변형시켜 웜 또는 나사의 치형을 전조하는 전조다이스로서, 상기 전조 치형의 적어도 일측단부에는, 각 치부(齒部)의 이두께가 소정의 높이위치에서 중앙부에 비하여 얇게 형성되어 상기 피전조부재와의 간섭을 완화하는 간섭 완화부가 형성되어 있고, 이 간섭 완화부는, 상기 전조 치형의 각 치부 사이의 치홈(齒溝)의 형상을 동일 형상으로 하며, 상기 전조 치형의 이(齒) 바닥의 측단부위를 바깥쪽을 향하여 소정 각도로 내리막 경사지는 것으로 구성되고, 상기 이 바닥의 측단부위의 경사각도는, 상기 전조다이스의 기준면 혹은 기준선과 평행한 직선에 대해 0°보다 크고 60° 이내의 각도로 설정되어 있으며, 및, 상기 전조 치형의 적어도 일측단부의 각 치부는, 상기 전조다이스의 기준면 혹은 기준선과 평행한 직선에 대해 20°보다 크고 60°이내의 모따기각으로 모따기되어 있는 것을 특징으로 하는 전조다이스에 관한 것이다.A rolling die for rolling a tooth of a worm or a screw by plastic deformation of the outer circumferential surface by bringing a rolling tooth into contact with an outer circumferential surface of a member to be rolled, wherein at least one end of the rolling tooth is formed at each tooth. An interference mitigating portion is formed so as to be thinner than the central portion at a predetermined height position to mitigate interference with the to-be-rolled member, and the interference mitigating portion is a tooth groove between each tooth of the rolling tooth shape. The inclined angle of the bottom end of the rolling tooth shape is inclined downward at a predetermined angle toward the outside, and the inclination angle of the bottom end portion of the rolling tooth is the same as that of the rolling die. It is set at an angle greater than 0 degrees and within 60 degrees with respect to a reference plane or a straight line parallel to the reference line, and each tooth of at least one side end of the rolling tooth shape is the front teeth. It relates to a rolling die characterized in that the chamfer is greater than 20 ° and chamfered within 60 ° with respect to the reference plane or the straight line parallel to the reference line.
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또한, 청구항 1 기재의 전조다이스에 있어서, 상기 이 바닥(6)의 측단부위(8)의 경사각도는, 상기 모따기각과 동일 혹은 상기 모따기각보다 큰 각도이고, 또한, 상기 전조다이스의 기준면 혹은 기준선과 평행한 직선에 대해 60° 이내의 각도로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전조다이스에 관한 것이다.In the rolling die according to
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또한, 피전조부재(1)의 외주면에 전조 치형(2)을 접촉시킴으로써 상기 외주면을 소성변형시켜 웜 또는 나사의 치형을 전조하는 전조다이스로서, 상기 전조 치형(2)의 적어도 일측단부에는, 각 치부(3)의 이두께(T)가 소정의 높이위치에서 중앙부에 비하여 얇게 형성되어 상기 피전조부재(1)와의 간섭을 완화하는 간섭 완화부(R)가 형성되어 있고, 이 간섭 완화부(R)는, 상기 전조 치형(2)의 측단부에서의 각 치부간의 치홈(5)의 형상을, 전조방향과 직교하는 단면에서 보아서, 중앙부의 치홈(5)의 형상을 이 전조방향과 직교하는 방향으로 평행이동하여 얻어지는 궤적과 동일한 형상으로 하는 것으로 구성되고, 및, 상기 전조 치형(2)의 적어도 일측단부의 각 치부(3)는, 상기 전조다이스의 기준면 혹은 기준선과 평행한 직선에 대해 20°보다 크고 60°이내의 모따기각으로 모따기되어 있는 것을 특징으로 하는 전조다이스에 관한 것이다.Further, a rolling die for rolling the outer circumferential surface by rolling the outer circumferential surface by contacting the
또한, 청구항 1∼3 중 어느 한 항에 기재의 전조다이스에 있어서, 이 전조다이스는, 전조방향 시단(始端)측으로부터 순서대로 바이팅부(A), 마무리부(B) 및 릴리프부(C)가 연속하여 형성되는 평다이스(X)이며, 상기 간섭 완화부(R)는, 적어도 상기 마무리부(B)와 릴리프부(C)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조다이스에 관한 것이다.In the rolling die according to any one of
또한, 청구항 1∼3 중 어느 한 항에 기재의 전조다이스에 있어서, 이 전조다이스는, 둥근 다이스(Y)이며, 상기 간섭 완화부(R)는, 둥근 다이스(Y)의 전체둘레에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조다이스에 관한 것이다.In the rolling die according to any one of
또한, 청구항 1∼3 중 어느 한 항에 기재의 전조다이스에 있어서, 이 전조다이스는, 전조방향 시단측으로부터 순서대로 바이팅부(A), 마무리부(B) 및 릴리프부(C)가 연속하여 형성되는 결원(缺圓) 다이스(Q)이며, 상기 간섭 완화부(R)는, 적어도 상기 마무리부(B)와 릴리프부(C)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조다이스에 관한 것이다.In the rolling die according to any one of
또한, 청구항 4 기재의 전조다이스에 있어서, 상기 간섭 완화부(R)는, 상기 전조 치형(2)의 양측 단부에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조다이스에 관한 것이다.Moreover, in the rolling die of
또한, 청구항 5 기재의 전조다이스에 있어서, 상기 간섭 완화부(R)는, 상기 전조 치형(2)의 양측 단부에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조다이스에 관한 것이다.Moreover, in the rolling die of
또한, 청구항 6 기재의 전조다이스에 있어서, 상기 간섭 완화부(R)는, 상기 전조 치형(2)의 양측 단부에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전조다이스에 관한 것이다.Moreover, in the rolling die of
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본 발명은 상술한 바와 같이 구성했기 때문에, 피전조부재와 다이스의 전조 치형과의 간섭을 가급적으로 억제하여 피전조부재의 치면에 상처나 버어 등이 생기는 것을 방지할 수 있는 극히 실용성이 뛰어난 전조다이스가 된다.Since the present invention is configured as described above, the roll die having extremely practicality can be suppressed as much as possible to prevent interference between the rolled member and the rolled tooth of the die and to prevent scratches or burrs on the tooth surface of the rolled member. Becomes
도 1은 평다이스의 개략 설명 사시도이다.
도 2는 평다이스를 이용한 전조가공의 개략 설명도이다.
도 3은 본 실시예의 구성 개략 설명도이다.
도 4는 본 실시예의 주요부의 확대 개략 설명 단면도이다.
도 5는 본 실시예의 모따기부의 확대 개략 설명도이다.
도 6은 종래예의 모따기부의 확대 개략 설명도이다.
도 7은 종래예의 구성 개략 설명도이다.
도 8은 본 실시예의 별례(別例) 1의 주요부의 확대 개략 설명 단면도이다.
도 9는 종래예에서 마무리 전조 했을 때에 생긴 피전조부재의 치면의 상처 (a)와 전조 치형의 측단부에서의 치부의 결손(b)의 상태를 예시하는 사진이다.
도 10은 종래예에서 무구 전조했을 때에 생긴 버어(a) 및, 본 실시예에서 버어가 억제된 피전조부재(b)를 예시하는 사진이다.
도 11은 본 실시예의 별례 2에 관한 둥근 다이스를 이용한 전조가공의 개략 설명도이다.
도 12는 본 실시예의 별례 3에 관한 결원 다이스를 이용한 전조가공의 개략 설명도이다.
도 13은 웜축의 어긋남 측정을 설명하는 모식도이다.1 is a schematic explanatory perspective view of a flat dice.
2 is a schematic explanatory diagram of a rolling process using flat dice.
3 is a schematic view illustrating the configuration of the present embodiment.
4 is an enlarged schematic explanatory cross-sectional view of the main part of the present embodiment.
5 is an enlarged schematic explanatory view of the chamfer portion of the present embodiment.
6 is an enlarged schematic explanatory view of a chamfer of a conventional example.
7 is a schematic view illustrating the structure of a conventional example.
8 is an enlarged schematic explanatory cross sectional view of a main part of Exemplary Example 1 of the present embodiment.
Fig. 9 is a photograph illustrating a state of a wound (a) of a tooth surface of a to-be-rolled member and a defect of a tooth (b) at a side end portion of a rolling tooth mold generated when finishing rolling in the prior art.
Fig. 10 is a photograph illustrating a burr (a) produced when rolling in the air in the prior art, and the member to be b (b) with the burr suppressed in this embodiment.
11 is a schematic explanatory diagram of rolling processing using a round die according to Exemplary Example 2 of the present embodiment.
12 is a schematic explanatory diagram of rolling processing using a vacancy die according to another example 3 of the present embodiment.
It is a schematic diagram explaining the displacement measurement of a worm shaft.
적합하다고 생각하는 본 발명의 실시형태를, 도면에 기초하여 본 발명의 작용을 나타내어 간단하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Embodiment of this invention which thinks it is suitable is demonstrated based on drawing of the action of this invention based on drawing.
한 쌍의 전조다이스에 의해 피전조부재(1)를 끼워넣고 전조가공을 행할 때, 전조 치형(2)으로 하여 이두께(T)가 얇은 측단부의 치부(3)와, 피전조부재(1)의 상기 치부(3)와 맞물리는 부위와의 사이에 빈틈(G)이 생겨, 전조 치형(2)의 측단부와 피전조부재(1)와의 간섭이 완화된다. 따라서, 마무리 전조의 경우에는 피전조부재 (1)의 치면에 상처가 생기는 것을 방지할 수 있고, 또한, 무구 전조의 경우에는 피전조부재(1)의 단부에 버어가 생기는 것을 방지할 수 있어, 피전조부재(1)의 어긋남도 더 억제할 수 있게 된다.When the rolled
[실시예][Example]
본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 도면에 기초하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION The specific Example of this invention is described based on drawing.
본 실시예는, 피전조부재(1)의 외주면에 전조 치형(2)을 접촉시킴으로써 상기 외주면을 소성변형시켜 원하는 치형을 전조하는 전조다이스로서, 상기 전조 치형(2)의 적어도 일측단부에는, 각 치부(3)의 이두께(T)가 소정의 높이위치에서 중앙부에 비하여 얇게 형성되어 상기 피전조부재(1)와의 간섭을 완화하는 간섭 완화부(R)가 형성되어 있는 것이다.This embodiment is a rolling die for rolling a desired tooth by plastically deforming the outer circumferential surface by contacting the rolling
여기서, 상술의 '측단부' 또는 '중앙부'란, 전조방향(피전조부재의 회전방향)에 직교하는 방향(피전조부재의 축방향)에서의 위치를 나타내는 것으로, 이하도 마찬가지이다(한편, 통상 평다이스의 외형은 전조방향이 그것과 직교하는 방향보다 긴 경우가 많기 때문에, 전조방향을 길이방향이라고 하는 경우도 있다.).Here, the above-mentioned 'side end' or 'center part' indicates a position in a direction orthogonal to the rolling direction (rotational direction of the member to be rolled), and the same also applies to the following. Usually, since the rolling direction is often longer than the direction perpendicular to the rolling direction, the rolling direction may be referred to as the longitudinal direction.)
본 실시예는 도 1에 도시한 바와 같은 평다이스(X)로서, 도 2에 도시한 바와 같이 피전조부재(1)에 대해서 소정의 간격으로 대향 배치된 한 쌍의 평다이스(X)의 대향면 사이에 피전조부재(1)를 끼워넣고 회전시키면서 압력을 가하는 것에 의해 웜 혹은 나사의 치형(F)(나사산)을 형성하는 것이다. 한편, 도 2중 우측의 다이스를 고정시키고, 좌측의 다이스를 이동시켜 전조를 행하도록 기재하고 있지만, 각각의 다이스가 서로 역방향으로 상대 이동하면 좋은 것은 말할 필요도 없다.This embodiment is a flat dice X as shown in FIG. 1, and as shown in FIG. 2, a pair of flat dice X are arranged to face each other at predetermined intervals with respect to the
구체적으로는, 평다이스(X)는, 그 전조 치형(2)이 형성되지 않은 바닥면(9)이 다이스 기준면으로 설정되고, 이 바닥면(9)의 반대측의 상면에 복수조(條)의 치부(3)가 소정간격으로 전조방향에 대해서 사행(斜行)상태로 병설되어 이루어지는 전조 치형(2)을 갖고, 이 평다이스(X)(의 중앙부)의 전조 치형(2)은, 전조방향 시단측으로부터 순서대로 전조방향에 대한 경사각도가 각각 다른 바이팅부(A), 마무리부(B) 및 릴리프부(C)가 연속하여 형성되는 것이다. 상기 전조 치형(2)은, 미리 소정의 치수로 외형 가공된 다이스 모재(母材)를 연삭 가공함으로써 형성된다.Specifically, as for the flat dice X, the
마무리부(B)는 전조방향에서 상기 바닥면(9)(다이스 기준면)에 평행한 면을 따르는 것이고, 바이팅부(A)는 전조방향 시단측을 향할수록 바닥면측으로 경사지는 면을 따르는 것이고, 릴리프부(C)는 전조방향 종단측을 향할수록 바닥면측으로 경사지는 면을 따르는 것이다.The finishing portion B is along the surface parallel to the bottom surface 9 (dice reference surface) in the rolling direction, and the biting portion A is along the surface inclined toward the bottom surface toward the starting direction in the rolling direction. The relief part C follows the surface which inclines toward the bottom surface side toward the end direction of the rolling direction.
따라서, 대향 배치한 한 쌍의 평다이스(X)가 서로 역방향으로 상대 이동함으로써, 바이팅부(A), 마무리부(B) 및 릴리프부(C)에서 간격이 다르게 되어(구체적으로는 마무리부(B)에서 가장 간격이 좁아지게 되어), 이 한 쌍의 평다이스(X)에 끼워넣어진 피전조부재(1)는, 회전되면서 압력이 가해지게 되어, 웜 혹은 나사의 치형(F)(나사산)이 형성된다.Therefore, the pair of flat dice X disposed to face each other are moved relative to each other in the opposite direction, so that the intervals are different in the biting portion A, the finishing portion B, and the relief portion C (specifically, the finishing portion ( The gap becomes narrowest at B), and the rolled
본 실시예에서는 치부(3)의 형상은 이 끝측을 향할수록 그 두께(이두께(T))가 작아지는, 단면에서 보아 대략 사다리꼴 형상 혹은 단면에서 보아 대략 삼각형 형상을 이루고 있고, 치홈(5)의 형상은 치부(3)와는 반대로, 이 바닥측을 향할수록 그 폭이 작아지는, 단면에서 보아 대략 사다리꼴 형상 혹은 단면에서 보아 대략 삼각형 형상을 이루고 있다. 이 바닥의 모서리부는 치부(3)측으로 볼록하게 되는 단면에서 보아 대략 원호 형상(아르 형상)으로 하고 있다.In this embodiment, the shape of the
또한, 평다이스(X)의 양측 단부(전조방향과 직교하는 방향의 양단부)에는, 도 3에 도시한 바와 같이 각 치부(3)가 전조 치형(2)의 상면에 대해 소정의 모따기각 α(20∼60°)에서 모따기되는 모따기부(4)가 형성되어 있다. 이 모따기부(4)는, 다이스측 단부의 치부(3)의 결손을 억제하기 위해서 형성된다. 모따기각 α가 20°보다 작으면 모따기의 거리가 길어지고, 피전조부재(1)의 불완전 나사(치형)부 영역이 길어져 버리기 때문에, 실용적이지 않고, 60°를 넘으면 다이스의 치부(3)가 너무 얇아져서, 깨지기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다. 일반적으로는, 30°, 45°, 60°가 채용된다. 본 실시예에서는 모따기각 α는 30°로 설정되어 있다. 한편, 모따기부(4)는, 본 실시예에서는 바이팅부(A), 마무리부(B) 및 릴리프부(C)가 소정 각도로 연삭형성되어 치홈(5)(치부(3))를 형성하기 전의 다이스 모재에, 일반적인 공지의 평면 연삭반을 이용하여 형성하고 있다.In addition, at both end portions (both ends in the direction orthogonal to the rolling direction) of the flat dice X, as shown in Fig. 3, each
그런데, 종래의 평다이스(X')는 그 상면에 복수조의 치부(3')가 소정간격으로 전조방향에 대해서 사행 상태로 똑같이 병설되어 있고, 도 6, 7에 도시한 바와 같이, 측단부에는 각 치부(3')가 전조 치형(2')의 상면에 대해 소정의 모따기각 α로 모따기되는 모따기부(4')가 형성되어 있다. 이러한 구성의 경우, 모따기부(4')에서는, 치부(3')의 상부가 일부 제거되어 있기 때문에 다이스 측단부위(8')의 치부(3')의 결손을 억제할 수 있지만, 피전조부재의 치형과 치부(3')와의 접촉 면적은 감소하지만, 접촉부분에서는 빈틈없이 밀착하기 때문에(이두께(T')는 측단부위 (8')에서도 중앙부와 같다), 상기 배경기술의 구성에서 설명한 바와 같이 모따기부 (4')의 엣지(이 끝의 모서리부)가 피전조부재의 치형의 치면에 간섭하여 상처나 버어가 비교적 생기기 쉽다. 도면 중 부호 5'는 치홈, 6'는 이 바닥, 7'는 이 끝이다. By the way, in the conventional flat dice X ', the plurality of teeth 3' are equally arranged in a meandering state in the rolling direction at predetermined intervals, and as shown in Figs. A chamfer 4 'is formed in which each tooth 3' is chamfered with a predetermined chamfer angle α with respect to the upper surface of the rolled tooth 2 '. In such a configuration, since the upper part of the tooth 3 'is partially removed in the chamfer 4', the deficiency of the tooth 3 'of the die side end portion 8' can be suppressed. Although the contact area between the teeth of the tooth and the teeth 3 'is reduced, but the contact area is tightly closed (the thickness T' is the same as the center part at the side end portions 8 '), the above-described configuration of the background art As described above, the edge of the chamfered portion 4 '(edge of this end) interferes with the tooth surface of the tooth of the member to be rolled, so that scratches and burrs tend to occur relatively. In the figure, 5 'is a tooth groove, 6' is this bottom, and 7 'is this end.
이 점, 본 실시예에서는, 도 4. 5에 도시한 바와 같이, 전조 치형(2)의 이 바닥(6)의 양 측단부위(8)를 전조 치형(2)의 상면(혹은 다이스의 바닥면(9)(다이스 기준면))과 평행한 직선에 대해 바깥쪽을 향하여 소정 각도로 내리막 경사지게 함으로써 모따기부(4)에서의 각 치부(3)의 이두께(T)가 소정의 높이위치(이 끝으로부터 이 바닥까지의 이(齒) 높이영역 내의 소정 위치, 예를 들면 직선(D))에서 중앙부에 비하여 얇아지도록 하여, 전조 치형(2)의 치부(3)와 피전조부재(1)의 치형(F)과의 사이에 빈틈(G)을 형성하여(도 4), 모따기부(4)가 피전조부재(1)의 진행이나 기계 강성의 영향에 의해서도 피전조부재(1)의 치형(F)에 가급적으로 접촉하지 않도록 하여 상기 치부(3)와 피전조부재(1)와의 간섭을 완화하는 간섭 완화부(R)를 구성하고 있다.In this regard, in this embodiment, as shown in Fig. 4. 5, both
구체적으로는, 전조 치형(2)의 치홈(5)을 전조 치형(2)의 상면(혹은 다이스의 바닥면(9)(다이스기준면))과 평행한 직선에 대해 전조방향과 직교하는 바깥쪽을 향할수록 바닥면측에 소정 각도로 경사지는 방향을 따라서 형성함으로써 이 바닥 (6)의 양 측단부위(8)가 형성되어 있고, 바닥면측으로 경사지는 것을 내리막 경사라고 칭하고 있다.Specifically, the
즉, 전조 치형(2)의 모따기부(4)에서의 이 바닥(6)를 소정 각도 경사지게 하는 것만으로, 종래의 모따기부(4')에서 생기고 있던 피전조부재(1)와의 접촉에 수반하는 문제를 해결하는 것이 가능해진다.That is, only by inclining this
또한, 본 실시예에서 간섭 완화부(R)는, 평다이스(X)의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있지만, 바이팅부(A)에서는 상처나 버어의 문제는 생기기 어렵기 때문에, 적어도 마무리부(B)와 릴리프부(C)에 형성하면 충분한 효과를 얻을 수 있다.In addition, in the present embodiment, the interference mitigation portion R is formed over the entire length of the flat dice X, but since the problem of scratches and burrs is unlikely to occur in the biting portion A, at least the finishing portion B ) And the relief portion C, a sufficient effect can be obtained.
또한, 이 바닥(6)의 양 측단부위(8)의 경사각도 β는, 다이스의 바닥면(9)(다이스 기준면)과 평행한 직선(본 실시예에서는 전조 치형(2)으로 하여 마무리부(B)의 중앙부의 이 끝(7)과 평행한 직선)에 대해 0°보다 크고 60° 이내의 각도로 설정되어 있다. 경사각도가 생기게 함으로써 소정의 높이위치에서의 이두께(T)가 얇아지고, 홈폭이 커진다(피전조부재(1)와 모따기부(4)의 치부(3)와의 빈틈(G)이 커진다).Incidentally, the inclination angle β of both
구체적으로는, 이 바닥(6)의 양 측단부위(8)의 경사각도 β는, 상기 모따기각 α와 동일 혹은 상기 모따기각 α보다 큰 각도이고, 또한, 전조 치형(2)으로 하여 마무리부(B)의 중앙부의 이 끝(7)과 평행한 직선에 대해 60° 이내의 각도로 설정된다. 60°를 넘으면 각도가 너무 커서, 다이스의 생산 효율이 나빠져 버리기(연삭시간이 증대한다) 때문에 바람직하지 않다. 본 실시예에서는, 모따기각 α와 동일 각도 β(30°)로 설정되어 있다.Specifically, the inclination angle β of both
또한, 피전조부재(1)의 치형(F)에 상처 등이 생기는 것을 한층 더 방지하기 위해서, 전조 치형(2)의 치부(3)의 모서리부는 곡면으로 부드럽게 연결되는 형상으로 설정하는 것이 바람직하다.In addition, in order to further prevent injuries and the like from occurring in the teeth F of the rolled
구체적으로는, 본 실시예는, 치부(3)의 형상은 이 끝측을 향할수록 그 두께(이두께(T))가 작아지는, 단면에서 보아 대략 사다리꼴 형상 혹은 단면에서 보아 대략 삼각형 형상을 이루고 있고, 치홈(5)의 형상은 치부(3)와는 반대로, 이 바닥측을 향할수록 그 폭이 작아지는, 단면에서 보아 대략 사다리꼴 형상 혹은 단면에서 보아 대략 삼각형 형상을 이루고 있고, 이 바닥의 모서리부는 치부(3)측으로 볼록하게 되는 단면에서 보아 대략 원호 형상(아르 형상)으로 되어 있는 전조 치형 (2)을 갖고, 또한 간섭 완화부(R)를 갖는 것이지만, 이 간섭 완화부(R)는, 모따기부(4)의 이 바닥(6)의 양 측단부위(8)를 소정 각도 경사지게 하는 것만으로 형성할 수 있다. 즉, 다이스의 전조방향과 직교하는 방향의 중앙부에서의 치홈(5)의 형상과 대략 동일 형상의 치형을 갖는 숫돌을 이용하여 전조 치형(2)을 형성하고, 이 전조 치형(2)의 양 측단부위(8)에 있어서 중앙부의 치부(3)를 형성하는 경우보다 숫돌을 깊게(다이스의 바닥면 방향으로) 내리눌러 보다 깊은 치홈(5)을 형성하도록 연삭함으로써 얇은 치부(3)를 형성하고, 간섭 완화부(R)를 구성하고 있다. 따라서, 부위에 따라서 숫돌을 바꾸어 가공을 행할 필요가 없고(종래의 전조 치형 형성용 프로그램을 변경하는 것만으로 좋고), 동일한 숫돌에 의해 각 치부(3)(치홈(5))를 형성할 수 있게 된다. 또한, 이 경우, 상기 전조 치형(2)의 각 치부(3) 사이의 치홈(5)의 형상은, 대략 동일 형상(이 끝의 모서리부의 형상이 영향을 주지 않는 홈바닥측의 영역에서 동일 형상)이 된다.Specifically, in the present embodiment, the shape of the
한편, 본 실시예에서는, 위에서 설명한 바와 같이 모따기부(4)의 이 바닥(6)의 양 측단부위(8)를 소정 각도 경사지게 하여 간섭 완화부(R)를 구성하고 있지만, 예를 들면, 도 8에 도시한 별례 1과 같이, 이 바닥(6)의 양 측단부위(8)를 경사지게 하지 않고 양측 단부의 치부(3)를 다이스의 전조방향과 직교하는 방향의 중앙부에 비하여 얇게 형성함으로써 간섭 완화부(R)를 구성해도 좋다. 이 경우, 숫돌(W)을 바꾸는 일 없이(종래의 전조 치형 형성용 프로그램을 변경하는 것만으로 좋고), 평다이스(X)의 양측 단부에서 중앙부의 치부(3)를 형성하는 경우보다 좁은 간격으로 치홈(5)의 폭이 넓어지도록 연삭시켜서 얇은 치부(3)를 형성하면 좋고, 피전조부재(1)와 폭이 넓어진 치홈(5)과의 사이에는 빈틈(G)이 형성된다(도 8중 부호 I는 피전조부재(1)의 가상선). 이 간섭 완화부(R)를 구성하는 수단은, 치홈(5)의 형상이 이 바닥측을 향하여 그 폭이 그다지 작아지지 않은 치형이나 단면에서 보아 대략 직사각형의 치형에 대해서 유효하다. 이 경우, 전조방향과 직교하는 단면에서 보아서, 전조 치형(2)의 양 측단부위(8)에서의 치홈(5)의 형상은, 중앙부의 치홈(5)의 형상을 전조방향과 직교하는 방향으로 평행이동하여 얻을 수 있는 궤적과 대략 동일 형상(이 끝의 모서리부의 형상이 영향을 주지 않는 홈바닥측의 영역에서 동일 형상)이 된다.On the other hand, in the present embodiment, as described above, the interference mitigation portion R is formed by inclining both
또한, 본 실시예에서는, 간섭 완화부(R)는, 전조 치형(2)의 양측 단부에 각각 형성하고 있지만, 예를 들면, 나사부가 짧아 다이스의 양측 단부에 걸리지 않고, 한쪽의 측단부(모따기부(4))와는 간섭하지 않도록 한 나사 등, 가공 대상이 되는 피전조부재(1)에 따라서는, 양 측단에 형성하지 않고 일측단부에만 형성하는 구성으로 해도 좋다.In addition, although the interference alleviation part R is formed in the both ends of the rolled
한편, 본 실시예는 평다이스(X)에 본 발명을 적용한 예이지만, 도 11에 도시한 바와 같은 대략 원통형상의 둥근 다이스(Y)에 적용한 별례 2에서도 마찬가지이다. 둥근 다이스(Y)는 전체둘레가 평다이스(X)의 마무리부에 상당하고, 구체적으로는, 둥근 다이스(Y)(의 중앙부)의 전조 치형(2)은, 회전축으로부터 이 끝까지의 거리 r이 일정한 둘레면을 따르도록 형성되는 것이고, 간섭 완화부(R)는, 둥근 다이스(Y)의 전체둘레에 걸쳐서 형성되어 있다. 상기 전조 치형(2)은, 미리 소정의 치수로 외형 가공된 다이스 모재를 연삭가공함으로써 형성된다.In addition, although this embodiment is the example which applied this invention to the flat dice X, it is the same also in the other example 2 applied to the substantially cylindrical round dice Y as shown in FIG. As for the round die Y, the whole circumference is equivalent to the finish part of the flat dice X, Specifically, the rolling
상술한 평다이스(X)의 경우에 대한 설명은, 둥근 다이스(Y)에 대해서도 적용할 수 있다. 즉 둥근 다이스(Y)의 회전방향이 전조방향이며, 평다이스(X)에서 전조 치형의 모따기부(또는 측단부)에서의 이 바닥의 경사각도의 기준이 되는 바닥면 (9)(다이스 기준면)을 둥근 다이스(Y)의 회전축(기준선)(L)으로 바꿔 읽으면 좋다. 둥근 다이스(Y)에도 평다이스(X)와 같이, 측단부(회전축 방향의 양단부 혹은 일단부)에 모따기부가 형성되지만, 이 모따기부에서 본 실시예와 같이 이 바닥의 측단부위를 경사지게 하고 있다. 구체적으로는, 도 11에서는, 전조 치형(2)의 이 바닥 (6)의 양 측단부위(8)를 전조 치형(2)의 상면(혹은 둥근 다이스(Y)의 회전축(다이스 기준선(L))과 평행한 직선에 대해 바깥쪽을 향하여 소정 각도로 내리막 경사지게 함으로써 모따기부(4)에서의 각 치부의 이두께(T)가 소정의 높이위치(이 끝으로부터 이 바닥까지의 이 높이영역 내의 소정 위치, 예를 들면 직선(D))에서 중앙부에 비하여 얇아지도록 한다. 도 11에서는, 우측이 고정 다이스, 좌측이 이동 다이스이며, 부호 Z는 워크 레스트로서 예시하고 있다. 워크 레스트상에 피전조부재(1)를 반송 설치하고, 좌측의 이동 다이스를 우측의 고정 다이스측에 접근 이동시켜 피전조부재(1)의 외주면이 소정량만큼 소성변형되도록 끼워 넣고, 그 상태에서 한 쌍의 둥근 다이스(Y)를 회전시켜 전조가공하는 것이다.The description about the case of the flat dice X mentioned above is applicable also to the round dice Y. That is, the rotation direction of the round die Y is a rolling direction, and the bottom surface 9 (dice reference surface) which becomes a reference | standard of the angle of inclination of this floor in the chamfer (or side end part) of the rolling tooth shape in the flat dice X. Is replaced with the rotation axis (reference line) L of the round die (Y). In the round die Y, like the flat dice X, the chamfers are formed at the side ends (both ends or one end in the rotation axis direction), but the chamfers are inclined at the side ends of the bottom as in the present embodiment. Specifically, in FIG. 11, both
또한, 도 12에 도시한 바와 같은 대략 원통형상의 둥근 다이스의 외주의 일부가 잘려 나간 것과 같은 형상의 소위 결원 다이스(Q)에 적용한 별례 3에서도 마찬가지이다. 상술한 평다이스(X)의 경우에 대한 설명은, 결원 다이스(Q)에 대해서도 적용할 수 있다. 즉 결원 다이스(Q)의 회전방향이 전조방향이며, 평다이스(X)에서 전조 치형의 모따기부(또는 측단부)에서의 이 바닥의 경사각도의 기준이 되는 바닥면(9)(다이스 기준면)을 결원 다이스(Q)의 회전축(기준선)(L)으로 바꿔 읽으면 좋다.In addition, the same applies to the other example 3 applied to the so-called vacancy die Q of a shape in which a part of the outer circumference of the substantially cylindrical round die as shown in FIG. 12 is cut out. The description about the case of the flat dice X described above is also applicable to the vacancy dice Q. That is, the rotation direction of the vacancy die Q is a rolling direction, and the bottom surface 9 (dice reference surface) which becomes a reference | standard of the angle of inclination of this floor in the chamfer (or side end part) of the rolling tooth shape in the flat dice X is shown. Is replaced with the rotation axis (reference line) L of the vacancy die Q.
한편, 결원 다이스(Q)(의 중앙부)의 전조 치형(2)은, 전조방향 시단측으로부터 순서대로, 회전축으로부터 이 끝까지의 거리 r(이하, 반지름 r이라고 한다.)이 각각 다른 바이팅부(A), 마무리부(B) 및 릴리프부(C)가 연속하여 형성되는 것이다. 상기 전조 치형(2)은, 미리 소정의 치수로 외형 가공된 다이스 모재를 연삭가공함으로써 형성된다.On the other hand, the rolling
마무리부(B)는 전조방향에서 반지름 r이 일정한 둘레면을 따르는 것이고, 바이팅부(A)는 전조방향 시단측을 향할수록 반지름 r이 작아지는 둘레면을 따르는 것이고, 릴리프부(C)는 전조방향 종단측을 향할수록 반지름 r이 작아지는 둘레면을 따르는 것이다.The finishing portion B is along the circumferential surface of which radius r is constant in the rolling direction, and the biting portion A is along the circumferential surface of which the radius r becomes smaller toward the starting direction in the rolling direction, and the relief portion C is rolling. Along the circumferential surface, the radius r becomes smaller toward the longitudinal end side.
따라서, 대향 배치한 한 쌍의 결원 다이스(Q)가 동기(同期)하여 회전함으로써, 바이팅부(A), 마무리부(B) 및 릴리프부(C)에서 간격이 다르게 되어(구체적으로는 마무리부(B)에서 가장 간격이 좁아지게 되어), 이 한 쌍의 결원 다이스(Q)에 끼워넣어진 피전조부재(1)는, 회전되면서 압력이 가해지게 되어, 웜 혹은 나사의 치형(F)(나사산)이 형성된다.Therefore, the pair of vacant dies Q which are arranged to face each other rotate in synchronism, whereby the intervals are different in the biting part A, the finishing part B, and the relief part C (specifically, the finishing part). In (B), the gap becomes narrowest), and the rolled
결원 다이스(Q)에도 평다이스(X)와 같이, 측단부(회전축 방향의 양단부 혹은 일단부)에 모따기부가 형성되지만, 이 모따기부에서 본 실시예와 같이 이 바닥의 측단부위를 경사지게 하고 있다. 구체적으로는, 도 12에서는, 전조 치형(2)의 이 바닥(6)의 양 측단부위(8)를 전조 치형(2)의 상면(혹은 결원 다이스(Q)의 회전축(다이스 기준선(L))과 평행한 직선에 대해 바깥쪽을 향하여 소정 각도로 내리막 경사지게 함으로써 모따기부(4)에서의 각 치부의 이두께(T)가 소정의 높이위치(이 끝으로부터 이 바닥까지의 이 높이영역 내의 소정 위치, 예를 들면 직선(D))에서 중앙부에 비하여 얇아지도록 한다. 도 12에서는, 소정의 간격(전조가공 후에 피전조부재(1)의 외주면이 소정량만큼 소성변형되도록 설정된 축간 거리)으로 고정된 한 쌍의 결원 다이스(Q)와 도시하고 있지 않은 센터로 지지된 피전조부재(1)를 예시하고 있다.The chamfered part is formed also in the side edge part (both end part or one end part of a rotating shaft direction) like vacancy dice X in the vacancy die Q, but this side chamfer is inclined in this chamfer part like this embodiment. Specifically, in FIG. 12, both
한 쌍의 결원 다이스(Q)의 절결부(P)가 서로 마주 보도록 다이스 회전방향의 위치 결정이 된 상태에서, 도시하고 있지 않은 센터로 지지된 피전조부재(1)를 상기 한 쌍의 결원 다이스(Q)의 절결부(P)에 의해서 형성된 공간내로 하여 소정의 위치에 반송 설치하고, 상기 한 쌍의 결원 다이스를 동기하여 회전시켜 피전조부재 (1)의 외주면이 소정량만큼 소성변형되도록 전조가공하는 것이다.The pair of vacancy dies are supported by the rolled
본 실시예는 상술한 바와 같이 구성했기 때문에, 한 쌍의 전조다이스에 의해 피전조부재(1)를 끼워넣고 전조가공을 행할 때, 전조 치형(2)으로 하여 이두께(T)가 얇은 측단부의 치부(3)와, 피전조부재(1)의 상기 치부(3)와 맞물리는 부위와의 사이에 빈틈(G)이 생겨, 그 만큼 전조 치형(2)의 측단부와 피전조부재(1)와의 간섭이 완화된다.Since the present embodiment is constituted as described above, when the rolled
따라서, 마무리 전조의 경우에는 피전조부재(1)의 치면에 상처가 생기는 것을 방지할 수 있고, 또한, 무구 전조의 경우에는 피전조부재(1)의 단부에 버어가 생기는 것을 방지할 수 있어, 피전조부재(1)의 어긋남도 더 억제할 수 있게 된다.Therefore, in the case of finishing rolling, it is possible to prevent the occurrence of a wound on the tooth surface of the to-
구체적으로 웜의 전조 실험예에 대해서 설명한다. 마무리 전조의 경우는, 모따기부(4)와 피전조부재(1)와의 간섭이 완화됨으로써, 도 9(a)와 같은 상처나, 도 9(b)와 같은 전조 치형의 측단부에서의 치부의 결손이 억제되고, 무구 전조의 경우는, 도 10(a)와 같은 버어가 생기게 하지 않고, 도 10(b)와 같이 버어를 억제할 수 있고, 또한, 예를 들면 피전조부재(1)(웜축) 선단부에서의 어긋남을 0.394mm로부터 0.133mm로 66%나 저감할 수 있고, 웜부의 어긋남을 0.225mm로부터 0.027mm로 88%나 저감하는 것이 가능해진다. 이 어긋남의 값은 도 13에 모식적으로 도시한 바와 같이, 피전조부재(1)로 하여 원통형 형상의 웜축을 2점 지지로 기준으로 하여 상기 웜축의 선단부(원통형 형상) 및 상기 웜축의 중간부에 전조가공된 웜부에서 측정한 것이다.Specifically, the experimental example of the precursor of a worm is demonstrated. In the case of finishing rolling, the interference between the
따라서, 본 실시예는, 피전조부재와 다이스의 전조 치형과의 간섭을 가급적으로 억제하여 피전조부재의 치면에 상처나 버어 등이 생기는 것을 방지할 수 있는 극히 실용성이 뛰어난 것이 된다.Therefore, the present embodiment is extremely superior in practicality in that interference between the rolled member and the rolled tooth of the die is suppressed as much as possible to prevent the occurrence of scratches or burrs on the tooth surface of the rolled member.
1 : 피전조부재
2 : 전조 치형
3 : 치부
5 : 치홈
6 : 이 바닥
8 : 측단부위
A : 바이팅부
B : 마무리부
C : 릴리프부
Q : 결원 다이스
R : 간섭 완화부
T : 이두께
X : 평다이스
Y : 둥근 다이스1: member to be rolled
2: roll tooth
3: chibu
5: Chihom
6: this floor
8: side end part
A: Biting part
B: finish
C: relief part
Q: Vacancy Dies
R: interference mitigation section
T: tooth thickness
X: Plain dice
Y: round dice
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