KR20230174710A - 전조 다이스 - Google Patents
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Abstract
[과제] 중공재의 전조 가공에 있어서, 전조 다이스를 대형화하는 일도 전조 가공 시에 특수한 구성의 심금을 사용하는 일도 없고, 피전조 소재가 둘레방향 및 축방향으로 신장 변형되는 것을 가급적 억제하여, 원하는 치형을 가지는 제품을 얻을 수 있는 전조 다이스를 제공한다.
[해결 수단] 리드인부(2)의 시단측으로부터 그 리드인부(2)의 전조 방향 소정 위치까지는, 각 가공치(5)에, 평면시에 있어서 전조 방향에 대해서 소정의 경사 각도 α로 경사진 복수의 가늘고 긴 홈(6)이 마련되고, 이 가늘고 긴 홈(6)에 의해 복수의 분단 가공치(5a)가 형성되고, 이 각 분단 가공치(5a)는, 전조 방향에 있어서 다이스 본체(1)의 폭방향에 위상차를 가지도록 배설되어 있는 전조 다이스.
[해결 수단] 리드인부(2)의 시단측으로부터 그 리드인부(2)의 전조 방향 소정 위치까지는, 각 가공치(5)에, 평면시에 있어서 전조 방향에 대해서 소정의 경사 각도 α로 경사진 복수의 가늘고 긴 홈(6)이 마련되고, 이 가늘고 긴 홈(6)에 의해 복수의 분단 가공치(5a)가 형성되고, 이 각 분단 가공치(5a)는, 전조 방향에 있어서 다이스 본체(1)의 폭방향에 위상차를 가지도록 배설되어 있는 전조 다이스.
Description
본 발명은, 전조 다이스에 관한 것이다.
종래, 금속제의 스플라인, 세레이션, 기어, 나사, 리드 스크류, 웜 등의 제조에 있어서는, 대략 원통 형상의 피전조 소재를 전조 치형(가공치(加工齒))이 형성된 전조 다이스 사이에 끼워넣고, 압력을 가하면서 피전조 소재의 외주면을 소성 변형해서 원하는 치형(톱니꼴)을 형성하는 전조 가공이 널리 사용되고 있다.
이 전조 가공은, 절삭 가공과 비교한 경우, 양산성이 우수하고 대량 생산에 최적인 것, 가공 경화에 의해 피전조품 표면의 경도가 높아지고, 또 강도가 높아지는 것, 전조 다이스의 가공치와 피전조 소재의 버니싱 효과에 의해 피전조품 표면의 가공면 거칠기(조도)가 양호해지는 것 등의 이점이 있다.
또, 스플라인이나 세레이션은 드라이브 샤프트나 스티어링 샤프트 등의 자동차 부품에도 많이 사용되고 있으며, 근년(近年)의 자동차의 경량화 요구에 수반하여 상기 스플라인 등의 제품(피전조품)은 중실품(中實品) 뿐만 아니라, 대략 원통 형상의 중심축을 따른 원형 단면의 구멍을 가지는 중공품(中空品)의 요구도 높아지고 있다.
그런데, 피전조 소재를 중공재로 하고 이 중공재의 외주면에 전조 가공을 행하면, 이 피전조 소재가 둘레방향 및 축방향으로 신장 변형해서 원하는 치형을 가지는 제품을 얻지 못하고, 또, 전조 부하가 너무 큰 경우는 피전조 소재가 갈라지는(깨지는) 일도 있다.
이와 같이 피전조 소재(중공재)가 둘레방향 및 축방향으로 신장 변형되는 것을 가능한 한 방지하기 위해, 대략 원통 형상의 중심축을 따른 구멍(穴)에 막대형(棒狀)의 심금(芯金)(심봉(心棒), 맨드릴 등이라고 하는 경우도 있다.)을 삽입한 상태에서 전조 가공을 행하는 수단도 채용되어 왔지만, 단지 심금을 사용한 것만으로는, 원하는 치형을 가지는 제품을 얻는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.
또, 리드인부(食付部), 다듬질부(마무리부) 및 런오프부(逃部)가 형성되어 있는 일반적인 전조 평다이스, 혹은 전조 결원(缺圓)다이스(대략 원통형 외주의 일부가 절결된 듯한 형상의 전조 다이스)의 리드인부는, 이 리드인부에서의 전조 가공이 진행될수록(전조 방향 종단측일수록), 피전조 소재로의 가공치의 밀어넣음양(가공량)이 증가하도록 형성되어 있고, 예를 들어, 전조 평다이스에 있어서는, 리드인부의 가공치는, 이 가공치의 이끝선(齒先線)(가공치의 이끝을 잇는 가상선)이 전조 방향 시단측으로부터 전조 방향 종단측으로 향할수록 피전조 소재에 가까워지는 경사를 이루도록 마련되어 있다.
이 리드인부의 가공치의 이끝선의 경사 정도를 완만하게 해서, 피전조 소재에 대해서 조금씩 전조 부하를 가함으로써, 피전조 소재(중공재)가 둘레방향 및 축방향으로 신장 변형되는 것을 방지하는 시도가 이루어져 왔지만, 원하는 치형을 가지는 제품을 얻는 것이 곤란하다는 문제는 해결되지 않고, 게다가, 리드인부의 길이를 길게 할 필요가 있으며, 따라서 전조 다이스를 대형화하지 않으면 안된다는 문제가 있었다.
이 때문에, 상기와 같은 중공품을 제조하는 경우, 일반적으로는, 대략 원통 형상의 중실재에 대해서 스플라인 등의 원하는 치형을 형성하는 전조 가공을 행하고, 그 후에 대략 원통 형상의 중심축을 따라 원형 단면의 구멍 가공을 행하여 중공의 제품으로 하는 제조 방법이 채용되지만, 이 방법에서는 구멍 가공 공정이 증가하기 때문에 제조 코스트가 높아진다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 지금까지, 특허문헌 1, 2에 나타내는 바와 같은, 중공재의 전조 가공 방법이 제안되었다.
상기 특허문헌 1에는, 2개의 단부 개구에 연통하는 관통공을 구비한 중공재의 관통공에 복수의 경구(硬球)로 이루어지는 경구군을 수용하고, 2개의 단부 개구로부터 지그를 삽입하고, 2개의 지그에 의해 경구군을 가압하면서 중공재의 위치결정을 행하고, 중공재의 외주면에 전조 다이스의 치형 가공면을 눌러붙여서 중공재의 외주면을 전조하고, 전조 후에 관통공으로부터 경구군을 꺼내어 중공 전조 가공품을 제조하는, 중공재의 전조 가공 방법이 개시되어 있다.
그렇지만, 이 방법은, 심금으로서 원형 단면의 막대형의 것(소위, 환봉(丸棒))이 아니라 복수의 경구로 이루어지는 경구군을 사용하는 방법으로서, 중공재의 관통공에 복수의 경구로 이루어지는 경구군을 수용하는 공정과, 경구군을 가압하면서 중공재의 위치결정을 행하는 공정과, 전조 후에 관통공으로부터 경구군을 꺼내는 공정이 필요해지기 때문에 가공 시간이 너무 소요되어 버린다는 문제가 있어, 양산성이 우수하고 대량 생산에 최적인 전조 가공의 이점을 살릴 수가 없다.
또, 상기 특허문헌 2에는, 외주면에 각 오목부 및 각 볼록부가 서로 평행하게 축방향으로 연장함과 함께 둘레방향으로 연속해서 마련된 요철부를 가지는 내경 맨드릴을 원통형의 피가공체의 중심 축공(軸孔)에 삽입하고, 내경 맨드릴과 함께 피가공체를 회전시키면서 피가공체의 외주면에 전조 다이스의 치형 가공면을 압접해서, 그 외주면에 치형을 전조 성형하는 것이며, 내경 맨드릴의 외주면에 마련된 각 볼록부를 피가공체의 내주면에 압접시키면서 전조 성형하기 때문에, 피가공체의 내주면에 있어서의 둘레방향으로의 재료 유동을 각 볼록부에 의해 규제할 수가 있고, 피가공체가 둘레방향으로 뻗는 둘레길이(周長) 확대를 억제할 수가 있는, 중공 톱니바퀴의 제조 방법이 개시되어 있다.
그렇지만, 이 방법은, 내경 맨드릴(심금)의 외주면에 마련된 각 볼록부를 피가공체의 내주면에 압접시키면서 전조 성형하기 때문에, 피가공체의 내주면이 변형되어 버려 피가공체의 내경의 치수 규격을 만족시키지 못하는 경우가 있을 뿐만 아니라, 내경 맨드릴(심금)로부터 피가공체를 떼어내는 데에 시간이 소요되고, 나아가서는 떼어내는 것조차 할 수 없는 경우가 있다.
본 발명은, 이와 같은 현상태를 감안하여 이루어진 것으로, 중공재의 전조 가공에 있어서, 전조 다이스를 대형화하는 일도 전조 가공 시에 특수한 구성의 심금을 사용하는 일도 없고, 피전조 소재가 둘레방향 및 축방향으로 신장 변형되는 것을 가급적 억제하여, 원하는 치형을 가지는 제품을 얻을 수 있는 전조 다이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
첨부 도면을 참조해서 본 발명의 요지를 설명한다.
다이스 본체(1)의 전조 방향 시단측으로부터 전조 방향 종단측을 향해, 각각에 가공치(5)가 마련된 리드인부(2), 다듬질부(3) 및 런오프부(4)를 가지고, 이 가공치(5)에 의해 피전조 소재(W)의 외주면을 소성 변형시켜 원하는 치형을 전조하는 전조 다이스로서, 상기 리드인부(2)의 시단측으로부터 그 리드인부(2)의 전조 방향 소정 위치까지는, 상기 각 가공치(5)에, 평면시(平面視)에 있어서 전조 방향에 대해서 소정의 경사 각도 α로 경사진 복수의 가늘고 긴 홈(條溝)(6)이 마련되고, 이 가늘고 긴 홈(6)에 의해 복수의 분단 가공치(5a)가 형성되고, 이 각 분단 가공치(5a)는, 전조 방향에 있어서 상기 다이스 본체(1)의 폭방향에 위상차를 가지도록 배설(配設)되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 1 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 분단 가공치(5a)는, 이 분단 가공치(5a)가 배설되어 있는 분단 가공치 영역부(7)에 있어서, 상기 피전조 소재(W)의 전조폭 전역이 가공되는 위상차를 가지고서 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 1 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 가늘고 긴 홈(6)은, 상기 리드인부(2)의 시단 위치로부터 그 리드인부(2)의 길이 L2의 60%∼95%의 위치까지 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 2 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 가늘고 긴 홈(6)은, 상기 리드인부(2)의 시단 위치로부터 그 리드인부(2)의 길이 L2의 60%∼95%의 위치까지 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 1 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 가늘고 긴 홈(6)은, 상기 리드인부(2)의 시단으로부터 소정 거리를 둔 위치로부터 그 리드인부(2)의 길이 L2의 60%∼95%의 위치까지 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 2 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 가늘고 긴 홈(6)은, 상기 리드인부(2)의 시단으로부터 소정 거리를 둔 위치로부터 그 리드인부(2)의 길이 L2의 60%∼95%의 위치까지 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 1 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 분단 가공치(5a)의 이폭(齒幅) W1이 3.3 ㎜ 이하로 되도록 구성되며, 또한, 상기 가늘고 긴 홈(6)은, 상기 분단 가공치(5a)의 잇줄(齒筋) 방향에 등간격으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 2 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 분단 가공치(5a)의 이폭 W1이 3.3 ㎜ 이하로 되도록 구성되며, 또한, 상기 가늘고 긴 홈(6)은, 상기 분단 가공치(5a)의 잇줄 방향에 등간격으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 3 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 분단 가공치(5a)의 이폭 W1이 3.3 ㎜ 이하로 되도록 구성되며, 또한, 상기 가늘고 긴 홈(6)은, 상기 분단 가공치(5a)의 잇줄 방향에 등간격으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 4 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 분단 가공치(5a)의 이폭 W1이 3.3 ㎜ 이하로 되도록 구성되며, 또한, 상기 가늘고 긴 홈(6)은, 상기 분단 가공치(5a)의 잇줄 방향에 등간격으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 5 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 분단 가공치(5a)의 이폭 W1이 3.3 ㎜ 이하로 되도록 구성되며, 또한, 상기 가늘고 긴 홈(6)은, 상기 분단 가공치(5a)의 잇줄 방향에 등간격으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 6 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 분단 가공치(5a)의 이폭 W1이 3.3 ㎜ 이하로 되도록 구성되며, 또한, 상기 가늘고 긴 홈(6)은, 상기 분단 가공치(5a)의 잇줄 방향에 등간격으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 전조 다이스에 있어서, 상기 경사 각도 α는, 0.35°∼7.10°인 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 전조 다이스에 있어서, 상기 가늘고 긴 홈(6)은, 평면시 일직선형(一直線狀)으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 13 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 가늘고 긴 홈(6)은, 평면시 일직선형으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 전조 다이스에 있어서, 상기 분단 가공치(5a)가 마련되는 상기 분단 가공치 영역부(7)의 전조 방향 종단측의 소정 범위에 점감부(漸減部)(7b)가 마련되고, 이 점감부(7b)는, 전조 방향 종단을 향해 상기 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이 D가 점점 얕아지며, 또한 상기 가늘고 긴 홈(6)의 홈폭(溝幅) W2가 점점 좁아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 13 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 분단 가공치(5a)가 마련되는 상기 분단 가공치 영역부(7)의 전조 방향 종단측의 소정 범위에 점감부(7b)가 마련되고, 이 점감부(7b)는, 전조 방향 종단을 향해 상기 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이 D가 점점 얕아지며, 또한 상기 가늘고 긴 홈(6)의 홈폭 W2가 점점 좁아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 14 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 분단 가공치(5a)가 마련되는 상기 분단 가공치 영역부(7)의 전조 방향 종단측의 소정 범위에 점감부(7b)가 마련되고, 이 점감부(7b)는, 전조 방향 종단을 향해 상기 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이 D가 점점 얕아지며, 또한 상기 가늘고 긴 홈(6)의 홈폭 W2가 점점 좁아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
또, 청구항 15 기재의 전조 다이스에 있어서, 상기 분단 가공치(5a)가 마련되는 상기 분단 가공치 영역부(7)의 전조 방향 종단측의 소정 범위에 점감부(7b)가 마련되고, 이 점감부(7b)는, 전조 방향 종단을 향해 상기 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이 D가 점점 얕아지며, 또한 상기 가늘고 긴 홈(6)의 홈폭 W2가 점점 좁아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스에 관계된 것이다.
본 발명은 상술한 바와 같이 구성했기 때문에, 중공재의 전조 가공에 있어서, 전조 다이스를 대형화하는 일도 전조 가공 시에 특수한 구성의 심금을 사용하는 일도 없고, 피전조 소재가 둘레방향 및 축방향으로 신장 변형되는 것을 가급적 억제하여, 원하는 치형을 가지는 제품을 얻을 수 있는 전조 다이스로 된다.
도 1은, 본 실시예를 나타내는 설명 평면도 및 설명 정면도이다.
도 2는, 본 실시예의 리드인부의 분단 가공치 영역부를 나타내는 설명 평면도이다.
도 3은, 본 실시예의 가늘고 긴 홈 및 분단 가공치를 나타내는 설명 측면도이다.
도 4는, 본 실시예의 리드인부를 나타내는 설명 정면도 및 설명 측면도이다.
도 5는, 본 실시예의 리드인부의 점감부를 나타내는 설명 평면도이다.
도 6은, 본 실시예의 피전조 소재의 제1홈을 가공하는 가공치(분단 가공치)를 나타내는 설명도이다.
도 7은, 실험 1에 있어서의 오버핀 지름의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 실험 1에 있어서의 이바닥(齒底) 원직경의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 실험 1에 있어서의 누적 피치 오차의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은, 실험 1에 있어서의 이홈(齒溝) 흔들림의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은, 본 실시예의 다른 예(가늘고 긴 홈의 깊이가 얕은 타입)의 가늘고 긴 홈 및 분단 가공치를 나타내는 설명 측면도(a) 및 설명 평면도(b)이다.
도 12는, 본 실시예(전조 평다이스)를 사용한 전조 가공의 개략 설명도이다.
도 13은, 본 실시예의 다른 예(전조 결원다이스에 적용한 경우)를 사용한 전조 가공의 개략 설명도(a) 및 주요부 전개 평면도(b)이다.
도 14는, 본 실시예를 사용한 경우의 피전조 소재의 제1홈의 가공 상태를 나타내는 설명도이다.
도 15는, 본 실시예를 사용한 경우의 피전조 소재의 제1홈의 가공 상태를 나타내는 설명도이다.
도 16은, 종래예를 사용한 경우의 피전조 소재의 제1홈의 가공 상태를 나타내는 설명도이다.
도 17은, 실험 3에 있어서의 오버핀 지름의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 18은, 실험 3에 있어서의 이바닥 원직경의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 19는, 실험 3에 있어서의 치형 오차의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 20은, 실험 3에 있어서의 잇줄(齒筋) 오차의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 21은, 실험 3에 있어서의 누적 피치 오차의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 22는, 실험 3에 있어서의 이홈 흔들림의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 23은, 본 실시예의 다른 예(분단 가공치 영역부가 리드인부 시단으로부터 소정 거리를 두고 마련된 타입)를 나타내는 설명 평면도이다.
도 2는, 본 실시예의 리드인부의 분단 가공치 영역부를 나타내는 설명 평면도이다.
도 3은, 본 실시예의 가늘고 긴 홈 및 분단 가공치를 나타내는 설명 측면도이다.
도 4는, 본 실시예의 리드인부를 나타내는 설명 정면도 및 설명 측면도이다.
도 5는, 본 실시예의 리드인부의 점감부를 나타내는 설명 평면도이다.
도 6은, 본 실시예의 피전조 소재의 제1홈을 가공하는 가공치(분단 가공치)를 나타내는 설명도이다.
도 7은, 실험 1에 있어서의 오버핀 지름의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 실험 1에 있어서의 이바닥(齒底) 원직경의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 실험 1에 있어서의 누적 피치 오차의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은, 실험 1에 있어서의 이홈(齒溝) 흔들림의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은, 본 실시예의 다른 예(가늘고 긴 홈의 깊이가 얕은 타입)의 가늘고 긴 홈 및 분단 가공치를 나타내는 설명 측면도(a) 및 설명 평면도(b)이다.
도 12는, 본 실시예(전조 평다이스)를 사용한 전조 가공의 개략 설명도이다.
도 13은, 본 실시예의 다른 예(전조 결원다이스에 적용한 경우)를 사용한 전조 가공의 개략 설명도(a) 및 주요부 전개 평면도(b)이다.
도 14는, 본 실시예를 사용한 경우의 피전조 소재의 제1홈의 가공 상태를 나타내는 설명도이다.
도 15는, 본 실시예를 사용한 경우의 피전조 소재의 제1홈의 가공 상태를 나타내는 설명도이다.
도 16은, 종래예를 사용한 경우의 피전조 소재의 제1홈의 가공 상태를 나타내는 설명도이다.
도 17은, 실험 3에 있어서의 오버핀 지름의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 18은, 실험 3에 있어서의 이바닥 원직경의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 19는, 실험 3에 있어서의 치형 오차의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 20은, 실험 3에 있어서의 잇줄(齒筋) 오차의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 21은, 실험 3에 있어서의 누적 피치 오차의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 22는, 실험 3에 있어서의 이홈 흔들림의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 23은, 본 실시예의 다른 예(분단 가공치 영역부가 리드인부 시단으로부터 소정 거리를 두고 마련된 타입)를 나타내는 설명 평면도이다.
호적하다고 생각하는 본 발명의 실시형태를, 도면에 기초하여 본 발명의 작용을 나타내어 간단히 설명한다.
본 발명은, 리드인부(食付部)(2)의 시단측으로부터 그 리드인부(2)의 전조 방향 소정 위치까지는, 각 가공치(5)에, 평면시에 있어서 전조 방향에 대해서 소정의 경사 각도 α로 경사진 복수의 가늘고 긴 홈(條溝)(6)이 마련되고, 이 가늘고 긴 홈(6)에 의해 가공치(5)가 분단되는 것에 의해 복수의 분단 가공치(5a)가 형성되고, 이 각 분단 가공치(5a)는, 전조 방향에 있어서 다이스 본체(1)의 폭방향에 위상차를 가지도록(전조 방향으로 인접하는 분단 가공치(5a)는, 전조 방향을 따른 상태가 아니라 잇줄(齒筋) 방향으로 어긋난 상태로) 배설되어 있기 때문에, 리드인부(2)의 분단 가공치 영역부(7)에 있어서, 피전조 소재(W)는 단속적(斷續的)으로 가공되고, 게다가, 가공치(5)보다도 밀어넣음 면적이 작은 분단 가공치(5a)의 이끝(齒先)에 가공 부하가 집중되게 되어, 두께(肉厚)가 얇은 중공재의 피전조 소재(W)를 전조 가공하는 경우라도, 피전조 소재(W)의 원주방향 및 축방향으로의 신장 변형을 가급적 억제할 수가 있다.
즉, 종래의 이런 종류의 전조 다이스에서는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 다이스 본체(21)의 잇줄 방향으로 연장하여 마련(延設)된 가공치(25)의 이끝 전면이 피전조 소재(W)의 이홈(齒溝)을 밀어넣는 형태로 되기 때문에, 피전조 소재(W)가 두께가 얇은 중공재인 경우, 중실재를 가공하는 다이스의 이홈에 두터워지는 작용이 양호하게 행해지지 않고, 따라서, 심금(芯金)을 사용하지 않는 경우는, 지름 방향으로 찌부러져 버리고, 또, 심금을 사용한 경우라도, 피전조 소재(W)의 축방향 및 원주방향으로 변형되어 버려 소정의 치형까지 소성 가공할 수가 없었지만, 본 발명은, 예를 들어, 도 14, 도 15에 나타내는 바와 같이, 피전조 소재(W)에 대한 분단 가공치(5a)의 밀어넣음 위치가, 전조 가공의 진전에 수반하여 순차적으로, 잇줄 방향으로 이동하면서 단속적인 가공이 행해지고, 게다가, 피전조 소재(W)를 밀어넣는 면적이 작아지고, 가공 부하가 각 분단 가공치(5a)의 이끝에 집중되어, 피전조 소재(W)의 두터워짐을 개선하고, 원하는 형상으로 형성하는 것이 가능해진다. 그것에 의해, 피전조 소재(W)가 두께가 얇은 중공재인 경우라도, 둘레방향 및 축방향으로의 신장 변형을 억제할 수 있는 것이 된다.
[실시예]
본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면에 기초하여 설명한다.
본 실시예는, 다이스 본체(1)의 전조 방향 시단측으로부터 전조 방향 종단측을 향해, 각각에 가공치(5)가 마련된 리드인부(2), 다듬질부(마무리부)(3) 및 런오프부(4)를 가지고, 이 가공치(5)에 의해 피전조 소재(W)의 외주면을 소성 변형시켜 원하는 치형을 전조하는 전조 다이스에 관계된 것이고, 구체적으로는, 본 실시예는, 본 발명의 전조 다이스를, 스플라인, 세레이션 및 기어 등을 전조하는 전조 평다이스에 적용한 것이다.
이하, 본 실시예에 관계된 구성 각 부에 대해서 상세하게 기술한다.
본 실시예에 있어서, 다이스 본체(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 평면시 장방 형상으로 형성되고, 밑면(8)은, 기준면이 되는 평탄면으로 형성되고, 또, 이 밑면(8)의 반대측에 위치하는 상면에는, 피전조 소재(W)에 치형을 형성하는 다수의 가공치(5)가 마련되어 있고, 이 가공치(5)의 이끝선(가공치(5)의 이끝을 잇는 가상선)을 도 1의 설명 정면도에 있어서 실선으로 나타내고 있다(도 1의 하측 도면).
또, 본 실시예의 다이스 본체(1)는, 피전조 소재(W)의 미끄럼(슬립) 방지(피전조 소재(W)의 가공치(5)에 대한 위치어긋남 방지)를 목적으로 해서, 가공치(5)가 마련되는 다이스 상면의 전조 방향 시단측으로부터 전조 방향 종단측을 향해 소정 범위에 숏 블라스트 처리가 실시되어 있다(본 실시예에서는 도면 중 부호 L2로 나타내는 리드인부(2)의 길이(전체길이(全長))의 약 2/3의 범위(도면 중 부호 SB로 나타내는 범위)에 숏 블라스트 처리가 실시되어 있다.). 한편, 도면 중 부호 L1은, 리드인부(2), 다듬질부(3) 및 런오프부(4)의 각 전조 방향 범위(길이)의 합을 나타낸다.
또, 본 실시예는, 통상의 스플라인(피전조 소재(W)의 축방향과 평행하게 치형이 형성되는 스플라인) 가공용의 전조 평다이스이고, 다이스 본체(1)에 있어서, 리드인부(2), 다듬질부(3) 및 런오프부(4)의 각각의 가공치(5)는, 정면시(正面視) 산형(山型)(대략 사다리꼴 형상(台形狀))으로 형성되고, 다이스 본체(1)의 폭방향, 구체적으로는, 전조 방향에 대해서 직교하는 방향을 향해 직선적으로 연장하여 마련된 직선 가공치로 구성되고, 전조 방향을 향해 소정 간격으로 병설되어 있다. 한편, 가공치(5)가 연장하여 마련되는 방향을 전조 방향과 직교하는 방향에 대해서 경사진 방향으로 함으로써, 헬리컬 스플라인, 나선형 기어(헬리컬 기어) 등을 가공하기 위한 전조 다이스에 적용할 수가 있다.
구체적으로는, 리드인부(2)의 가공치(5)는, 전조 방향 시단측으로부터 전조 방향 종단측을 향해 점점 이높이(齒丈)가 높아지고, 피전조 소재(W)의 외주부를 서서히 밀어넣어, 치형을 돋우기(盛上) 형성하도록 구성되며, 또, 다듬질부(3)의 가공치(5)는, 일정 이높이(리드인부(2)의 종단의 가공치(5)와 대략 동일한 이높이)로 설정되고, 리드인부(2)에서 형성된 치형을 제품 치수로 다듬질하도록 구성되며, 또, 런오프부(4)의 가공치(5)는, 전조 방향 종단측을 향해 아래쪽으로 경사진 경사면에 마련되고, 전조 방향 종단측으로 감에 따라서, 점점 선단면의 위치가 낮아지도록 구성되어 있다.
또, 본 실시예의 리드인부(2)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 시단 위치로부터 전조 방향 소정 위치까지는, 각 가공치(5)가 복수의 가늘고 긴 홈(6)에 의해 다이스 본체(1)의 폭방향으로 분단된 복수의 분단 가공치(5a)가 마련된 분단 가공치 영역부(7)로 구성되어 있다. 한편, 도면 중 부호 X는, 상기 분단 가공치 영역부(7)의 전조 방향 범위(길이)를 나타낸다.
이 분단 가공치 영역부(7)에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 분단 가공치(5a)는, 다이스 본체(1)의 폭방향에 있어서는 직선적으로 배설되고, 또, 전조 방향에 있어서는 다이스 본체(1)의 폭방향에 위상차를 가지고서 배설되어 있다. 구체적으로는, 분단 가공치 영역부(7) 내의 분단 가공치(5a)는, 분단 가공치 영역부(7)에 있어서 피전조 소재(W)의 전조폭 전역 혹은 전조폭 대략 전역이 가공되는 위상차를 가지고서 배설되어 있다.
여기서, 전조폭이란, 피전조 소재(W)로서 전조 가공에 의해서 치형이 형성되는 축방향의 범위를 지칭한다.
또, 본 실시예의 분단 가공치 영역부(7)는, 리드인부(2)의 시단 위치로부터 그 리드인부(2)의 길이 L2의 60%∼95%의 위치까지 마련되어 있다.
이 분단 가공치 영역부(7), 바꾸어 말하면, 분단 가공치(5a)를 리드인부(2)의 시단으로부터 마련함으로써, 소정 길이의 리드인부(2)에 있어서 분단 가공치 영역부(7)의 범위를 넓게 설정할 수가 있고, 이것에 의해, 분단 가공치(5a)에 의한 전조 가공이 많이 행해지게 되어, 본 발명의 효과, 즉, 피전조 소재(W)의 원주방향 및 축방향으로의 신장 변형의 억제 효과가 보다 양호하게 발휘되는 것이 된다.
한편, 분단 가공치 영역부(7)에 대하여는, 리드인부(2)의 시단으로부터 시작되는 구성이 아니라, 도 23에 나타내는 바와 같이, 리드인부(2)의 시단에서 적당한 거리를 둔 위치로부터 시작되는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 분단 가공치 영역부(7)가 마련되는 위치(분단 가공치 영역부(7)가 시작되는 위치, 바꾸어 말하면, 가늘고 긴 홈(6)의 시단 위치)는, 피전조 소재(W)의 0.5∼2회전 분의 거리를 둔 위치로 하는 것이 바람직하다.
또, 분단 가공치(5a)가 마련되는 범위를 리드인부(2)의 길이 L2의 60%∼95%의 위치까지로 하는 이유는, 분단 가공치(5a)가 리드인부(2)의 길이의 절반 이하의 위치까지밖에 없는 경우, 원하는 효과가 발휘되지 않고, 또, 리드인부(2)의 전체길이에 걸쳐서 마련되면, 바꾸어 말하면, 다듬질부(3)와의 경계 위치까지 마련되면, 다듬질부(3)의 가공치(5)에 의해 전조 가공이 된 후에도 피전조 소재(W)에 형성된 치형의 잇줄이 맞지 않아, 전조 가공 후의 치면에 흠(傷)(가늘고 긴 홈(6)에 기인하는 홈자국(溝痕))이 남아 버릴 우려가 있기 때문이다. 따라서, 분단 가공치(5a)가 마련되는 범위의 상한 위치는, 다듬질부(3)와의 경계 위치보다도 조금이라도 앞쪽(手前)(전조 방향 시단측)으로 설정하면 되고, 리드인부(2)의 길이 L2의 95%의 위치까지로 하는 것이 보다 바람직하다.
또, 분단 가공치(5a)를 형성하는 가늘고 긴 홈(6)(가공치(5)를 분단하는 가늘고 긴 홈(6))은, 숫돌(砥石)에 의한 연삭 가공에 의해, 도 3에 나타내는 바와 같은, 밑부측으로부터 위쪽을 향해 홈폭이 넓어지는 테이퍼 홈으로 형성되어 있다. 한편, 가늘고 긴 홈(6)의 형성은, 상기 가공에 한정되지 않고, 예를 들면 레이저 가공 등에 의해 형성해도 된다.
또, 가늘고 긴 홈(6)의 홈폭 W2는, 후술하는 분단 가공치(5a)의 이폭 W1에 대해서 홈폭 W2가 너무 좁은 경우, 종래품(가늘고 긴 홈(6)이 없고 분단 가공치(5a)가 형성되어 있지 않은 것)에 가까워지는 형상이 되기 때문에 두께가 얇은 피전조 소재(W)에서 변형 억제 효과를 충분히 얻지 못하고, 또, 이폭 W1에 대해서 홈폭 W2가 너무 넓은 경우는 미가공부가 생겨 버림으로써 다듬질부(3)에서의 가공 부하가 너무 커져 버려 피전조 소재(W)가 변형되어 버리기 때문에, 이 가늘고 긴 홈(6)의 홈폭 W2는, 분단 가공치(5a)의 이폭 W1로부터 설정할 필요가 있다.
이 점에 입각하여, 가늘고 긴 홈(6)의 홈폭 W2는, 본 실시예의 작용 효과를 해치지 않는 범위에서 적당히(適宜) 설정 가능하지만, 분단 가공치(5a)의 이폭 W1과 동등 혹은 그것보다도 좁은 홈폭 쪽이 호적하고, 구체적으로는, 분단 가공치(5a)의 이폭 W1/가늘고 긴 홈(6)의 홈폭 W2의 비율이 0.9∼1.8로 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 분단 가공치(5a)의 이폭 W1/가늘고 긴 홈(6)의 홈폭 W2의 비율이 0.9인 사양(仕樣)(후술하는 실험예 2의 사양)은 이폭 W1에 대해서 홈폭 W2가 약간(다소) 넓은 사양으로 되고, 이 경우, 리드인부(2)의 분단 가공치 영역부(7)에 있어서는 미가공부가 조금 남지만, 전조폭 대략 전역이 가공되므로, 다듬질부(3)에서 가공 부하가 너무 커지는 일은 없기 때문에, 상기한 대로 바람직한 범위에 포함되는 것이며, 「분단 가공치(5a)의 이폭 W1과 동등(한 홈폭)」에 포함되는 것이다.
또, 본 실시예에 있어서, 가늘고 긴 홈(6)의 홈폭 W2는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 가늘고 긴 홈(6)의 상연부(上緣部)(가장 홈폭이 넓은 부분)에 있어서의 다이스 본체(1)의 폭방향에 있어서의 홈폭을 의미하고, 또, 본 실시예에 있어서, 분단 가공치(5a)의 이폭 W1은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 분단 가공치(5a)의 선단면에 있어서의 다이스 본체(1)의 폭방향에 있어서의 이폭을 의미한다.
또, 본 실시예의 가늘고 긴 홈(6)은, 전조 방향 시단측으로부터 전조 방향 후단측을 향해 리드인부(2)의 가공치(5)의 경사(가공치(5)의 이끝선의 경사)를 따라 마련되고, 가공치(5)의 이끝을 기준으로 하는 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이(溝深) D는 일정 깊이로 되도록 설정되어 있다. 한편, 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이 D는, 본 실시예의 작용 효과를 해치지 않는 범위에서 적당히 설정 가능하고, 가공치(5)의 이끝을 기준으로 해서 일정 깊이로 설정되지 않아도 된다.
또, 본 실시예에 있어서, 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이 D는, 가공치(5)의 이높이 이상의 깊이로 설정되어, 가공치(5)를 완전히 분단하도록 구성되어 있지만, 본 실시예의 작용 효과를 발휘하는 소정 깊이라면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 가공치(5)의 이높이보다도 얕은 깊이로 설정해도 된다. 예를 들어, 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이 D는, 피전조 소재(W)의 가공성에 따라 설정하면 된다. 피전조 소재(W)가 전조 가공에 의해 두터워지기 쉬운 재질(전연성(展延性)이 높은 재질)인 경우는, 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이 D를 깊게 설정(예를 들어, 가공치(5)의 이높이 이상으로 설정)하면 되고, 두터워지기 어려운 재질(가공 경화성이 큰 재질)인 경우는, 분단 가공치(5a)의 강도 저하에 따른 전조 가공 시의 결손(缺損)을 방지하기 위해 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이 D를 얕게 설정(가공치(5)의 이높이보다도 얕게, 예를 들면 가공치(5)의 이높이의 50% 깊이로 설정)하면 된다.
또, 본 실시예의 가늘고 긴 홈(6)은, 분단 가공치(5a)의 이폭 W1이 3.3 ㎜ 이하로 되도록, 분단 가공치(5a)의 잇줄 방향에 등간격으로 마련되어 있다(분단 가공치(5a)의 이폭 W1이 상기 값보다도 큰 값(폭넓어지는 값)으로 설정되면, 두께가 얇은 피전조 소재(W)에서의 변형 억제 효과가 충분히 얻어지지 않게 되어 버린다.).
한편, 본 실시예는, 전술한 대로, 통상의 스플라인(피전조 소재(W)의 축방향과 평행하게 치형이 형성되는 스플라인.) 가공용의 전조 평다이스이기 때문에, 잇줄 방향과 다이스 본체(1)의 폭방향은 일치한다.
분단 가공치(5a)의 이폭 W1을 좁게 할수록 피전조 소재(W)의 변형 억제 효과를 얻을 수 있지만, 그 반면에, 결락(빠짐)이 발생하기 쉬워져, 공구 수명이 짧아진다는 문제가 발생되어 버린다. 그 때문에, 분단 가공치(5a)의 이폭 W1의 설정에는, 피전조 소재(W)의 변형 억제 효과와 공구 수명의 밸런스를 고려할 필요가 있다.
구체적으로는, 다이스의 제1치(1치째)의 전조 방향의 이끝폭(齒先幅)을 문턱값으로 하고, 이것보다도 이폭 W1을 좁게 해 버리면 매우 결락이 발생하기 쉬워지기 때문에, 이폭 W1은, 다이스의 제1치의 전조 방향의 이끝폭 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.
이 점에 입각하여, 본 실시예의 가늘고 긴 홈(6)은, 완전 형상(2개의 가늘고 긴 홈(6)으로 구분되어 있는 상태)의 분단 가공치(5a)의 이폭 W1이 0.5 ㎜ 이상 3.3 ㎜ 이하로 되도록, 분단 가공치(5a)의 잇줄 방향에 등간격으로 병설되어 있다.
또, 본 실시예의 가늘고 긴 홈(6)은, 전조 방향에 대해서 다이스 본체(1)의 폭방향, 바꾸어 말하면, 가공치(5)의 잇줄 방향을 향해 경사져서 마련되어 있다. 구체적으로는, 평면시(이높이 방향시(方向視))에 있어서 전조 방향에 대해서 소정의 경사 각도 α로 비스듬하게 마련되고, 게다가, 각 가늘고 긴 홈(6)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 전조 방향에 있어서 평면시 일직선(직선적이면서 또한 연속적)으로 마련되어 있다. 가늘고 긴 홈(6)을 이와 같이 마련함으로써, 용이하게 분단 가공치(5a)를 전조 방향에 있어서 다이스 본체(1)의 폭방향에 위상차를 가진 상태로 배설하는 것이 가능해진다.
한편, 가늘고 긴 홈(6)은, 본 실시예와 같이 평면시 일직선으로 마련되는 것에 한정되는 것은 아니고, 도 11의 (b)에 나타내는 본 실시예의 다른 예와 같이, 평면시에 있어서 일직선을 따라 일직선형으로(직선적이면서 또한 단속적으로) 마련해도 된다.
구체적으로는, 본 실시예의 가늘고 긴 홈(6)은, 평면시에 있어서 전조 방향에 대해서 0.35°∼7.10°의 각도(경사 각도 α)로 비스듬하게 마련되어 있고, 본 실시예는, 분단 가공치(5a)가 이높이 방향으로 가장 깊숙히 피전조 소재를 밀어넣는 양(최대 가공량)을 0.14 ㎜ 이내로 하고, 가늘고 긴 홈(6)을 상기 각도로 마련함으로써, 분단 가공치 영역부(7)에 있어서 피전조 소재(W)가 0.5∼2회전하는 동안에, 피전조 소재(W)의 전조폭 전역 혹은 전조폭 대략 전역이 가공되어, 미가공부가 형성되지 않도록 구성되어 있다(경사 각도 α가 커지면 전조 중에 피전조 소재(W)에 대해서 축방향에 부하가 걸려, 피전조 소재(W)에 구부러짐이 발생할 우려가 높아지기 때문에, 경사 각도 α는 상기의 범위를 넘지 않도록 설정하는 것이 바람직하다.).
분단 가공치(5a)의 최대 가공량을 0.14 ㎜ 이내로 설정해야만 하는 이유는, 실험예 1∼3(본 실시예:분단 가공치(5a)의 최대 가공량 0.14 ㎜)를 포함하는 각종 실험 결과에 따른 것이며, 최대 가공량이 0.14 ㎜를 넘는 경우는, 피전조 소재에 대한 가공 부하가 너무 커져 버려, 피전조 소재(W)가 원주방향 및 축방향으로 신장 변형되어 버리기 때문이다.
예를 들어, 모듈 0.3, 스플라인의 잇수(齒數) 66, 리드인부 가공량 0.055 ㎜/회전의 스플라인 가공용 다이스인 경우, 피전조 소재(W)가 2회전하는 동안에 전조폭 전역 혹은 전조폭 대략 전역이 가공되도록 가늘고 긴 홈(6)을 설정하면 분단 가공치(5a)의 최대 가공량(2회전째의 가공량)은 0.1375 ㎜로서 0.14 ㎜ 이내로 되기 때문에 본 발명의 효과가 얻어지는 구성으로 된다. 이에 반해, 모듈 1.0, 스플라인의 잇수 27, 리드인부 가공량 0.14 ㎜/회전의 스플라인 가공용 다이스인 경우, 피전조 소재(W)가 2회전하는 동안에 전조폭 전역 혹은 전조폭 대략 전역이 가공되도록 가늘고 긴 홈(6)을 설정하면 분단 가공치(5a)의 최대 가공량(2회전째의 가공량)은 0.35 ㎜로 되어 0.14 ㎜를 넘어 버리기 때문에, 피전조 소재(W)가 둘레방향 및 축방향으로 신장 변형해 버려 양호한 결과가 얻어지지 않는다. 이 경우, 최대 가공량이 0.14 ㎜를 넘지 않도록 하기 위해서는 0.5회전 시마다 전조폭 전역 혹은 전조폭 대략 전역이 가공되도록 가늘고 긴 홈(6)을 설정해야만 한다.
구체적으로는, 이끝 원직경 φ21, 모듈 0.3, 잇수 66의 스플라인인 경우에 있어서는, 다이스 본체(1)의 전체길이 L은 410 ㎜, 리드인부(2)의 길이 L2는 289 ㎜로 되고, 가늘고 긴 홈(6)의 피치 P를 0.782 ㎜로 하고, 피전조 소재(W)가 2회전으로 전조폭 전역 혹은 전조폭 대략 전역을 가공시키는 경우는, 경사 각도 α는 0.35°(MIN), 가늘고 긴 홈(6)의 피치 P를 6.967 ㎜로 하고, 피전조 소재(W)가 1회전으로 전조폭 전역 혹은 전조폭 대략 전역을 가공시키는 경우는, 경사 각도 α는 5.88°(MAX)로 된다.
또, 이끝 원직경 φ17.4, 모듈 0.47, 잇수 36의 스플라인인 경우에 있어서는, 다이스 본체(1)의 전체길이 L은 410 ㎜, 리드인부(2)의 L2는 304 ㎜로 되고, 가늘고 긴 홈(6)의 피치 P를 1.347 ㎜로 하고, 피전조 소재(W)가 2회전으로 전조폭 전역 혹은 전조폭 대략 전역을 가공시키는 경우는, 경사 각도 α는 0.73°(MIN), 가늘고 긴 홈(6)의 피치 P를 6.967 ㎜로 하고, 피전조 소재(W)가 1회전으로 전조폭 전역 혹은 전조폭 대략 전역을 가공시키는 경우는, 경사 각도 α는 7.10°(MAX)로 된다.
또, 이끝 원직경 φ27.5, 모듈 1.0, 잇수 27인 경우에 있어서는, 경사 각도 α는 1.79°∼4.13°로 된다(후술하는 실험예 1∼4 참조).
또, 본 실시예의 분단 가공치 영역부(7)의 전조 방향 종단측에 있어서는, 점감부(漸減部)(7b)가 마련되어 있다.
구체적으로는, 점감부(7b)는, 분단 가공치 영역부(7)의 종단의 6치(齒)∼12치의 가공치(5)를 포함하는 범위로 설정되고, 이 점감부(7b)의 각 가공치(5)에 마련되는 가늘고 긴 홈(6)은, 분단 가공치 영역부(7) 중 점감부(7b)보다 전조 방향 시단측의 시단측 분단 가공치 영역부(7a)에 마련된 가늘고 긴 홈(6)보다도 얕은 홈깊이이면서, 또한, 좁은 홈폭으로 설정되고, 게다가, 점감부(7b)의 종단에 가까운 가공치(5)에 마련되는 가늘고 긴 홈(6)일수록, 얕은 홈깊이이면서 또한 좁은 홈폭으로 설정되어 있다.
또, 이 점감부(7b)에 있어서의 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이는, 시단측 분단 가공치 영역부(7a)와 점감부(7b)의 경계로부터 점감부(7b)의 종단을 향해 곡선적으로 얕아져도 되고, 예를 들어, 이하와 같이 설정되는 점감 각도 g(도 4 참조)의 구배(句配)에 따라 점점 직선적으로 얕아져도 된다.
점감 각도 g=arctan(시단측 분단 가공치 영역부(7a)와 점감부(7b)의 경계에서의 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이 D/점감부(7b)의 전조 방향의 길이)
이 점감부(7b)를 마련함으로써, 시단측 분단 가공치 영역부(7a)와, 리드인부(2) 중 분단 가공치 영역부(7)보다 전조 방향 종단측에서의, 가늘고 긴 홈(6)의 유무에 따른 가공치(5)의 형상 변화를 완만하게 하고, 그것에 의해 가공 부하의 급격한 변화를 억제하여, 피전조 소재의 신장 변형을 억제할 수가 있다.
한편, 본 실시예의 리드인부(2)는, 도 1에 도시하는 바와 같이 이끝선의 구배가 일정하게, 즉, 리드인부(2)에 있어서의 가공량(피전조 소재(W)의 1회전당 가공량)이 일정하게 설정되어 있지만, 리드인부(2)에 관해서는, 리드인부(2)의 시단측의 소정 범위를 리드인 제1단(1단째), 나머지 리드인부(2)를 리드인 제2단(2단째)으로 해서, 리드인 제1단의 이끝선의 구배를 크게 하고, 리드인 제2단의 이끝선의 구배를 작게 해서, 리드인 제1단에서는 가공량이 많고, 리드인 제2단에서는 가공량이 적어지도록 구성해도 된다.
또, 본 실시예는, 상기한 대로, 본 발명의 전조 다이스를 도 12에 나타내는 바와 같은 전조 평다이스에 적용한 경우이지만, 본 발명의 전조 다이스는, 도 13에 나타내는 바와 같은 전조 결원다이스에도 적용 가능하다.
전조 결원다이스는, 그의 회전 방향이 전조 방향이고, 그의 외주면에 형성된 전조 치형은, 전조 방향 시단측으로부터 차례대로, 전조 결원다이스의 회전축으로부터 가공치(5)의 이끝까지의 거리가 각기 다른 리드인부(2), 다듬질부(3) 및 런오프부(4)가 연속해서 마련되는 것이다. 한편, 전조 결원다이스의 경우, 가늘고 긴 홈(6)은 전조 결원다이스의 회전축 둘레에 리드각 α로 나선형(螺旋狀)으로 마련되고, 이 리드각 α는, 전조 평다이스에 있어서의 경사 각도 α에 상당하는 것이다(도 13의 (b) 참조).
이와 같이 가늘고 긴 홈(6)을 전조 결원다이스의 회전축 둘레에 나선형으로 마련함으로써, 이 가늘고 긴 홈(6)은, 전조 결원다이스의 가늘고 긴 홈(6)이 형성되어 있는 리드인부(2)의 평면시에 있어서 전조 방향에 대해서 소정의 경사 각도 α로 경사지며, 또한, 전조 방향에 있어서 평면시 일직선형(조금 만곡되어 있는 대략 직선 상태)으로 되도록 마련되는 것이다. 바꾸어 말하면, 이 가늘고 긴 홈(6)은, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이, 전조 결원다이스의 외주면을 평면으로 전개한 전개 상태에 있어서, 전조 평다이스와 마찬가지로, 전조 방향에 대해서 소정의 경사 각도 α로 경사지며, 또한, 전조 방향에 있어서 평면시 일직선으로 되도록 마련되는 것이다. 따라서, 전조 결원다이스에 있어서, 가늘고 긴 홈(6)을 전조 결원다이스의 회전축 둘레에 나선형으로 마련함으로써, 이하에 설명하는 전조 평다이스에 적용한 경우의 작용 효과와 동등한 작용 효과를 달성한다. 한편, 전조 결원다이스는 대략 원통 형상인 것에서 유래하며, 평면시한 경우, 시인(視認) 범위의 좌우 방향(전조 방향) 단부측에 위치하는 가늘고 긴 홈(6)이 조금 만곡되어 있는 것처럼 보이지만, 본 실시예에서는, 이 조금 만곡되어 있는 것처럼 보이는 상태도 「평면시 일직선형」에 포함하는 것으로 한다.
본 실시예는 상술한 바와 같이 구성했기 때문에, 리드인부(2)의 분단 가공치 영역부(7)에 있어서, 분단 가공치(5a)가 피전조 소재(W)에 대해서 밀어넣음 위치를 다이스 본체(1)의 폭방향으로 이동하면서 단속적으로 가공을 행하게 되고, 게다가, 피전조 소재(W)를 밀어넣는 면적이 가공치(5)로 피전조 소재(W)를 밀어넣는 경우에 비해 작아져, 가공 부하가 각 분단 가공치(5a)의 이끝에 집중되는 것에 의해, 피전조 소재(W)에 분단 가공치(5)가 리드인(食付)하기 쉬워지고, 피전조 소재(W)가 두께가 얇은 중공재인 경우라도, 둘레방향 및 축방향으로의 신장 변형을 억제할 수 있는 것이 된다.
중공재에 대한 스플라인의 전조 가공에 있어서는, 피전조 소재(W)의 두께에 대한 스플라인의 이높이의 비율이 클수록, 둘레방향 및 축방향으로의 신장 변형이 커져서 원하는 치형을 형성하는 것이 곤란해지고, 또, 피전조 소재(W)의 외경(피전조 소재(W)의 직경)에 대한 내경(피전조 소재(W)의 중공부의 직경)의 비율이 클수록, 즉, 피전조 소재(W)의 두께가 얇을수록, 둘레방향 및 축방향으로의 신장 변형이 커져서 원하는 치형을 형성하는 것이 곤란해진다.
구체적으로는, 본 출원인의 지금까지의 실적에서는, 모듈 0.3∼1.1의 스플라인을 상정한 경우, 심금 없이 양호하게(신장 변형을 수반하지 않고) 중공재의 피전조 소재(W)를 가공할 수 있는 것은, 피전조 소재(W)의 두께에 대한 스플라인의 이높이의 비율이 17% 이하이면서, 또한, 피전조 소재(W)의 외경(피전조 소재(W)의 직경)에 대한 내경(피전조 소재(W)의 중공부의 직경)의 비율이 47% 이하인 경우로 한정되어 있고, 또, 심금을 사용해도, 피전조 소재(W)의 두께에 대한 스플라인의 이높이의 비율이 20% 이하이면서, 또한, 피전조 소재(W)의 외경(피전조 소재(W)의 직경)에 대한 내경(피전조 소재(W)의 중공부의 직경)의 비율이 55% 이하인 경우에서밖에 양호하게 가공할 수 없었지만, 본 실시예를 사용함으로써, 피전조 소재(W)의 두께에 대한 스플라인의 이높이의 비율이 20% 이하이면서, 또한, 피전조 소재(W)의 외경(피전조 소재(W)의 직경)에 대한 내경(피전조 소재(W)의 중공부의 직경)의 비율이 55% 이하인 조건을 충족시키는 것까지는, 심금 없이 양호하게 가공할 수가 있고, 또, 심금을 사용함으로써, 피전조 소재(W)의 두께에 대한 스플라인의 이높이의 비율이 30% 이하이면서, 또한, 피전조 소재(W)의 외경(피전조 소재(W)의 직경)에 대한 내경(피전조 소재(W)의 중공부의 직경)의 비율이 70% 이하인 조건을 충족시키는 것까지 양호하게 가공할 수 있게 된다.
이하는, 상술한 본 실시예의 효과를 뒷받침하는 실험(평가 실험)이다.
<실험 1>
표 1, 표 2에 나타내는 바와 같은, 종래의 일반적인 전조 평다이스(이하, 「종래예 1」, 「종래예 2」라고 함.)와, 본 실시예에 있어서 분단 가공치(5a)의 이폭 등의 구성이 다른 실험예 1∼4의 전조 평다이스의 합계 6개의 전조 평다이스를 사용하여, 중공재의 피전조 소재(W)에 대해서 일반적인 심금을 사용한 스플라인 전조 가공을 행하고, 피전조 소재(W)의 둘레방향 및 축방향의 신장 변형의 유무에 대하여 평가했다.
한편, 표 1에 기재된 각 부호에 대하여는, L:다이스 본체(1)의 길이, L2:리드인부(2)의 길이, X:분단 가공치 영역부(7)의 전조 방향 범위(길이), X/L2:리드인부(2)의 길이 L2(리드인부 길이 L2)에 대한 분단 가공치 영역부(7)의 범위 X(분단 가공치 영역부(7)의 전조 방향 범위에 있어서의 길이)의 비율이다(도 1 참조).
또, 표 2에 기재된 부호에 대하여는, W1:분단 가공치(5a)의 이폭, W2:가늘고 긴 홈(6)의 홈폭, P:가늘고 긴 홈(6)의 피치, α:가늘고 긴 홈(6)의 경사 각도, β:가늘고 긴 홈(6)의 홈각도, D:가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이, W3:리드인부(2)에 있어서의 분단 가공치 영역부(7)의 제1치(1치째)의 전조 방향 이끝폭, W1/W3:분단 가공치(5a)의 이폭 비율, DP:다이스의 스플라인 피치(전조 방향에 있어서의 스플라인의 가공치 피치), W1/W2:분단 가공치(5a)의 이폭과 가늘고 긴 홈(6)의 홈폭의 비율이다(도 2, 도 3 참조).
구체적으로는, 두께가 다른 중공재의 피전조 소재(W)(두께 4 ㎜∼8 ㎜)에 대해서, 심금을 사용해서 이하의 조건에서 스플라인 전조 가공을 행하고, 각각의 오버핀 지름, 이바닥(齒底) 원직경, 치형 오차, 잇줄 오차, 누적 피치 오차 및 이홈 흔들림을 측정하고, 이 측정 결과로부터 피전조 소재(W)의 둘레방향 및 축방향의 신장 변형의 유무를 평가했다.
<가공 조건 등>
·스플라인 사양:이끝 원직경 φ27.5×Z 27×m 1.0×PA 37.5°
이높이:1.2 ㎜
여기서, Z는 스플라인의 잇수(齒數), m은 모듈, PA는 압력각을 지칭하는 기호이다.
·피전조 소재의 재질:탄소강(S45C)
·소재 지름:26.46 ㎜
·가공량:종래예 1 및 실험예 1∼3:0.14 ㎜/회전,
종래예 2 및 실험예 4:0.09 ㎜/회전
·리드인부(2)의 제1치의 이높이 h:종래예 1 및 실험예 1∼3:0.6964 ㎜,
종래예 2 및 실험예 4:0.6464 ㎜
·전조 다이스의 재질:다이스강(SKD11)
·피전조 소재 1회전당 나아가는 전조 방향의 거리:83.1 ㎜
(=전조 방향에 있어서의 스플라인의 가공치의 피치 DP 3.0777 ㎜×Z 27)
·가공 조건:전조폭 중앙 위치에서 오버핀 지름 규격 중앙값 겨냥
<사용한 심금>
·재질:탄소강 강재(담금질(燒入))
·심금 치수 및 내경 치수:아래 표 3 참조
또, 실험예 1∼4에 대하여, 더욱 설명하면, 피전조 소재(W)의 홈수를 하부(下)다이스의 제1치를 기준(제1홈(1홈째))으로 하고, 실험예 1∼3에서는 다이스의 리드인부 길이 L2를 449 ㎜, 리드인부(2)의 잇수를 146치로 설계한 경우, 도 6에 나타내는 바와 같이, 하측의 다이스에서는, 제1치, 제28치, 제55치, 제82치, 제109치 및 제136치의 가공치(5)가 피전조 소재(W)의 제1홈을 가공하는 이(齒)가 되고, 또, 상측의 다이스에서는, 피전조 소재(W) 반회전으로 하부다이스 제1치가 가공한 홈과 동일한 홈을 가공하기 때문에, 제14치, 제41치, 제68치, 제95치 및 제122치의 가공치(5)가 피전조 소재(W)의 제1홈을 가공하는 이가 된다. 실험예 4에서는 다이스의 리드인부 길이 L2를 754 ㎜, 리드인부(2)의 잇수를 245치로 설계한 경우, 도 6에 나타내는 바와 같이, 하측의 다이스에서는, 제1치, 제28치, 제55치, 제82치, 제109치, 제136치, 제163치, 제190치, 제217치 및 제244치의 가공치(5)가 피전조 소재(W)의 제1홈을 가공하는 이가 되고, 또, 상측의 다이스에서는, 피전조 소재(W) 반회전으로 하부다이스 제1치가 가공한 홈과 동일한 홈을 가공하기 때문에, 제14치, 제41치, 제68치, 제95치, 제122치, 제149치, 제176치, 제203치 및 제230치의 가공치(5)가 피전조 소재(W)의 제1홈을 가공하는 이가 된다. 더욱이, 실험예 1∼4에서는, 피전조 소재(W) 반회전(0.5회전) 시마다 전조폭 전역 혹은 전조폭 대략 전역을 가공하도록 가늘고 긴 홈(6)의 위상(다이스 본체(1)의 폭방향으로의 어긋남양)을 설정했다.
표 4에 각 측정 항목의 규격을 나타낸다. 또, 표 5에 평가 결과를 나타낸다. 한편, 평가 결과에 있어서는, 평가 항목인 오버핀 지름, 이바닥 원직경, 치형 오차, 잇줄 오차, 누적 피치 오차 및 이홈 흔들림의 모든 항목이 표 4에 나타내는 규격 내인 경우를 ○, 평가 항목의 하나라도 규격 외가 발생한 경우를 ×로 했다. 평가를 행하지 않은 것에 대하여는, -로 했다.
표 5에 나타내는 바와 같이, 종래예 1에 있어서는, 두께가 8 ㎜, 7 ㎜, 6 ㎜인 피전조 소재(W)에 대해서는 둘레방향 및 축방향의 신장 변형이 억제된 양호한 가공 형상이 얻어졌지만, 두께가 5 ㎜ 이하인 피전조 소재(W)에서는 둘레방향 및 축방향의 신장 변형이 발생하는 것이 확인되었다. 이에 반해, 실험예 1∼4(본 실시예)에 있어서는, 모든 다이스에 있어서, 두께 5 ㎜의 피전조 소재(W)에 대해서도 둘레방향 및 축방향의 신장 변형이 억제된 양호한 가공 형상이 얻어지는 것이 확인되고, 게다가, 종래예 1이나 실험예 1∼3과 비교해서 리드인부 길이 L2를 길게 설정한 종래예 2에 있어서도, 두께 4 ㎜의 피전조 소재(W)에 대해서는 둘레방향 및 축방향의 신장 변형이 발생하는 것이 확인되었지만, 리드인부 길이 L2를 종래예 2와 동일한 길이로 설정한 실험예 4(본 실시예)에 있어서는, 두께 4 ㎜의 피전조 소재(W)에 대해서도 둘레방향 및 축방향의 신장 변형이 억제된 양호한 가공 형상이 얻어지는 것이 확인되었다.
또, 표 6 및 도 7 내지 도 10은, 종래예 1 및 실험예 1∼4에 있어서의 두께 5 ㎜의 피전조 소재(W)를 스플라인 전조 가공했을 때의 상세 결과이다.
표 6에 나타내는 바와 같이, 종래예 1에 있어서는, 둘레방향 및 축방향의 신장 변형이 발생한 것에 의해, 오버핀 지름, 누적 피치 오차 및 이홈 흔들림의 3항목에서 규격 외가 발생했다. 이에 반해, 본 실시예(실험예 1∼4)에 있어서는, 모든 항목에서 규격 외의 발생은 없고, 둘레방향 및 축방향의 신장 변형이 억제된 양호한 가공 형상이 얻어졌다.
한편, 실험예 1의 다이스 사양을 베이스로 해서 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이 D를 얕은 깊이로 변경해서 0.10 ㎜로 설정하고, 상기 실험과 동일 조건에서의 스플라인 전조 가공 및 평가에 대하여도 실시했다. 가늘고 긴 홈(6)의 홈깊이 D가 0.95 ㎜(실험예 1)인 경우와 마찬가지로 모든 평가 항목에서 규격 외의 발생은 없고, 둘레방향 및 축방향의 신장 변형이 억제된 양호한 가공 형상이 얻어졌다.
실험예 1에서의 스플라인 전조 가공에 있어서는, 리드인부(2)의 분단 가공치 영역부(7)에 있어서, 피전조 소재(W)가 0.5회전할 때마다 피전조 소재(W) 상의 동일한 이홈으로서, 전조 폭방향(피전조 소재(W)의 축방향)이 다른 위치에 분단 가공치(5a)가 접촉한다. 가공량이 0.14 ㎜/회전이기 때문에, 0.07 ㎜(0.14 ㎜×0.5) 이상의 깊이로 홈깊이 D가 마련되어 있으면, 전조 가공 중에 가늘고 긴 홈(6)이 피전조 소재(W)와 접촉하는 일은 없기 때문이다.
<실험 2>
실험 2에서는, 실험 1에서 사용한 종래예 1 및 실험예 1∼4를 사용하고, 두께가 다른 중공재의 피전조 소재(W)(두께 6 ㎜∼8 ㎜)에 대해서, 심금을 사용하지 않고, 실험 1과 동일한 조건에서 스플라인 전조 가공을 행하고, 각각의 오버핀 지름, 이바닥 원직경, 치형 오차, 잇줄 오차, 누적 피치 오차 및 이홈 흔들림을 측정하고, 이 측정 결과로부터 피전조 소재(W)의 둘레방향 및 축방향의 신장 변형의 유무를 평가했다.
표 7에 평가 결과를 나타낸다. 한편, 평가 결과에 있어서는, 실험 1과 마찬가지로, 평가 항목인 오버핀 지름, 이바닥 원직경, 치형 오차, 잇줄 오차, 누적 피치 오차 및 이홈 흔들림의 모든 항목이 표 4에 나타내는 규격 내인 경우를 ○, 평가 항목의 하나라도 규격 외가 발생한 경우를 ×로 했다.
표 7에 나타내는 바와 같이, 종래예 1에서는, 두께가 7 ㎜ 이상이 아니면 둘레방향 및 축방향의 신장 변형이 억제된 양호한 가공 형상을 얻을 수 없었지만, 실험예 1∼4(본 실시예)에서는, 두께가 6 ㎜인 피전조 소재(W)에 대해서도, 심금을 사용하지 않고서도, 둘레방향 및 축방향의 신장 변형이 억제된 양호한 가공 형상이 얻어진다고 하는 우수한 결과가 확인되었다.
<실험 3>
실험 3에서는, 스플라인 사양이나 피전조 소재의 재질 등의 가공 조건 등을 실험 1과는 다른 조건에서 전조 가공을 행하고, 피전조 소재(W)의 둘레방향 및 축방향의 신장 변형의 유무를 평가했다.
구체적으로는, 표 8, 표 9에 나타내는 바와 같은, 본 실시예에 있어서 실험예 1∼4의 전조 평다이스와 사양이 다른 실험예 5∼8의 전조 평다이스를 사용하여, 중공재의 피전조 소재(W)에 대해서 심금을 사용하지 않고 스플라인 전조 가공을 행하고, 오버핀 지름, 이바닥 원직경, 치형 오차, 잇줄 오차, 누적 피치 오차 및 이홈 흔들림을 측정하고, 이 측정 결과로부터 피전조 소재(W)의 둘레방향 및 축방향의 신장 변형의 유무를 평가했다(실험예 7, 8은, 분단 가공치(5a)의 이폭 W1을 최소폭(실험예 7), 최대폭(실험예 8)으로 설정한 경우에 있어서의 피전조 소재(W)의 둘레방향 및 축방향의 신장 변형의 유무를 평가한 것이다.). 한편, 표 8, 표 9에 기재된 각 부호의 설명에 대하여는, 실험 1과 마찬가지이기 때문에 생략한다.
<가공 조건 등>
·스플라인 사양:이끝 원직경 φ17.4×Z 36×m 0.47×PA 45°
이높이:0.512 ㎜
여기서, Z는 스플라인의 잇수, m은 모듈, PA는 압력각을 지칭하는 기호이다.
·피전조 소재의 재질:탄소강(S43C)
·소재 지름:16.91 ㎜
·가공량:실험예 5, 7, 8:0.05 ㎜/회전, 실험예 6:0.031 ㎜/회전
·리드인부(2)의 제1치(1치째)의 이높이 h:0.289 ㎜
·전조 다이스의 재질:다이스강(SKD11)
·피전조 소재 1회전당 나아가는 전조 방향의 거리:53.0 ㎜
·가공 조건:전조폭 중앙 위치에서 오버핀 지름 규격 중앙값 겨냥
·심금 비사용(不使用)(피전조 소재(W)의 양단을 정(正)센터에서 보유지지(保持))
한편, 실험 3에서는, 두께가 다른 2종류의 중공재의 피전조 소재(W)(두께 4.2 ㎜와 3.5 ㎜에서 둘레방향 및 축방향의 신장 변형의 유무를 평가했다.
표 10에 각 측정 항목의 규격을 나타낸다. 또, 표 11에 평가 결과를 나타낸다. 또, 도 17 내지 도 22에 실험예 5, 6에 대한 각 측정 항목의 측정 결과를 나타낸다. 한편, 평가 결과에 있어서는, 평가 항목인 오버핀 지름, 이바닥 원직경, 치형 오차, 잇줄 오차, 누적 피치 오차 및 이홈 흔들림의 모든 항목이 표 10에 나타내는 규격 내인 경우를 ○, 평가 항목의 하나라도 규격 외가 발생한 경우를 ×로 했다.
표 11에 나타내는 바와 같이, 실험예 5∼8의 모든 실험예에 있어서, 어떠한 두께에 대해서도 둘레방향 및 축방향의 신장 변형이 억제된 양호한 가공 형상이 얻어지는 것이 확인되었다.
또, 도 17 내지 도 22에 나타내는 바와 같이, 실험예 5에 대해서 실험예 6 쪽이 전체적으로 양호한 결과가 얻어졌다. 이것은 가늘고 긴 홈(6)의 피치 P를 절반으로 해서 분단 가공치(5a)의 이폭 W1을 절반으로 좁게 한 것에 의해 변형 억제 효과가 향상된 것에 기인하는 것이라 생각한다.
<실험 4>
실험 4에서는, 실험 3과 사양이 다른 스플라인(이끝 원직경 φ21×Z 66×m 0.3×PA 30°)에 대하여, 피전조 소재(W)의 소재 지름을 20.42 ㎜(재질:탄소강(S45C))로 하고, 중공재의 피전조 소재(W)에 대해서 심금을 사용하지 않고 전조 가공을 행하고, 피전조 소재(W)의 둘레방향 및 축방향의 신장 변형의 유무를 평가했다.
구체적으로는, 표 12에 나타내는 바와 같은 분단 가공치(5a)의 이폭 W1을 최소폭으로 설정한 경우(실험예 9)와, 최대폭으로 설정한 경우(실험예 10)의 오버핀 지름, 이바닥 원직경 및 게이지 평가를 측정하고, 이 측정 결과로부터 피전조 소재(W)의 둘레방향 및 축방향의 신장 변형의 유무를 평가했다. 한편, 실험예 9, 10의 각 다이스 본체(1)의 설정 조건은 표 13과 같다. 또, 표 12, 표 13에 기재된 각 부호의 설명에 대하여는, 실험 1과 마찬가지이기 때문에 생략한다.
표 14에 각 측정 항목의 규격을 나타낸다. 또, 표 15에 평가 결과를 나타낸다. 한편, 평가 결과에 있어서는, 평가 항목 모두가 규격 내인 경우를 ○, 평가 항목의 하나라도 규격 외가 발생한 경우를 ×로 했다.
표 15에 나타내는 바와 같이, 분단 가공치(5a)의 이폭 W1을 최소폭의 0.503 ㎜로 설정한 실험예 9 및 이폭 W1을 최대폭의 3.3 ㎜로 설정한 실험예 10에 있어서, 어떠한 두께에 대해서도 각 평가 항목은 모두 규격 내로 되는 결과가 얻어졌다.
<실험 5>
실험 5는, 분단 가공치 영역부(7)의 위치가 다른 다이스에서 중공재의 피전조 소재(W)에 대해서 심금을 사용하지 않고 전조 가공을 행하고, 피전조 소재(W)의 둘레방향 및 축방향의 신장 변형의 유무를 평가했다.
구체적으로는, 표 16에 나타내는 바와 같은 분단 가공치 영역부(7)를 리드인부(2)의 시단으로부터 마련한 경우(실험예 11)와, 분단 가공치 영역부(7)를 리드인부(2)의 시단으로부터 피전조 소재(W)의 2회전 분의 거리를 둔 위치로부터 마련한 경우(실험예 12)의 오버핀 지름, 이바닥 원직경, 치형 오차, 잇줄 오차, 누적 피치 오차 및 이홈 흔들림을 측정하고, 이 측정 결과로부터 피전조 소재(W)의 둘레방향 및 축방향의 신장 변형의 유무를 평가했다.
한편, 실험 5에서는, 스플라인 사양이 이끝 원직경 φ18×Z 22×m 0.8×PA 40°인 스플라인에 대하여, 피전조 소재(W)의 소재 지름을 16.89 ㎜(재질:탄소강(S45C))로 했다. 또, 실험예 11, 12의 각 다이스 본체(1)의 설정 조건은 표 17과 같다. 또, 표 16, 표 17에 기재된 각 부호의 설명에 대하여는, 실험 1과 마찬가지이기 때문에 생략한다.
표 18에 평가 결과를 나타낸다. 한편, 평가 결과에 있어서는, 평가 항목 모두가 규격 내인 경우를 ○, 평가 항목의 하나라도 규격 외가 발생한 경우를 ×로 했다.
표 18에 나타내는 바와 같이, 분단 가공치 영역부(7)를 리드인부(2)의 시단으로부터 피전조 소재(W)의 2회전 분의 거리를 둔 위치로부터 마련한 경우에 있어서도, 각 두께에 대해서 각 평가 항목은 모두 규격 내로 되는 결과가 얻어졌다.
한편, 본 실시예는, 상기 실험 1∼실험 5에 있어서, 피전조 소재(W)를 중공재로 해서 본 발명의 우수한 효과를 확인한 것이지만, 피전조 소재(W)를 중실재로 해서 전조 가공한 경우에 있어서도, 피전조 소재(W)가 둘레방향 및 축방향으로 신장 변형되는 것을 가급적 억제하여, 원하는 치형을 가지는 우수한 제품을 얻을 수가 있다.
또, 본 발명은, 본 실시예에 한정되는 것은 아니고, 각 구성 요건의 구체적 구성은 적당히 설계할 수 있는 것이다.
1: 다이스 본체
2: 리드인부
3: 다듬질부
4: 런오프부
5: 가공치
5a: 분단 가공치
6: 가늘고 긴 홈
7: 분단 가공치 영역부
7b: 점감부
D: 가늘고 긴 홈의 홈깊이
L2: 리드인부의 길이
W: 피전조 소재
W1: 분단 가공치의 이폭
W2: 가늘고 긴 홈의 홈폭
α: 가늘고 긴 홈의 경사 각도
2: 리드인부
3: 다듬질부
4: 런오프부
5: 가공치
5a: 분단 가공치
6: 가늘고 긴 홈
7: 분단 가공치 영역부
7b: 점감부
D: 가늘고 긴 홈의 홈깊이
L2: 리드인부의 길이
W: 피전조 소재
W1: 분단 가공치의 이폭
W2: 가늘고 긴 홈의 홈폭
α: 가늘고 긴 홈의 경사 각도
Claims (19)
- 다이스 본체의 전조 방향 시단측으로부터 전조 방향 종단측을 향해, 각각에 가공치(加工齒)가 마련된 리드인부(食付部), 다듬질부(仕上部) 및 런오프부(逃部)를 가지고, 이 가공치에 의해 피전조 소재의 외주면을 소성 변형시켜 원하는 치형을 전조하는 전조 다이스로서, 상기 리드인부의 시단측으로부터 그 리드인부의 전조 방향 소정 위치까지는, 상기 각 가공치에, 평면시(平面視)에 있어서 전조 방향에 대해서 소정의 경사 각도로 경사진 복수의 가늘고 긴 홈(條溝)이 마련되고, 이 가늘고 긴 홈에 의해 복수의 분단 가공치가 형성되고, 이 각 분단 가공치는, 전조 방향에 있어서 상기 다이스 본체의 폭방향에 위상차를 가지도록 배설(配設)되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스.
- 제1항에 있어서,
상기 분단 가공치는, 이 분단 가공치가 배설되어 있는 분단 가공치 영역부에 있어서, 상기 피전조 소재의 전조폭 전역이 가공되는 위상차를 가지고서 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제1항에 있어서,
상기 가늘고 긴 홈은, 상기 리드인부의 시단 위치로부터 그 리드인부의 길이의 60%∼95%의 위치까지 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제2항에 있어서,
상기 가늘고 긴 홈은, 상기 리드인부의 시단 위치로부터 그 리드인부의 길이의 60%∼95%의 위치까지 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제1항에 있어서,
상기 가늘고 긴 홈은, 상기 리드인부의 시단으로부터 소정 거리를 둔 위치로부터 그 리드인부의 길이의 60%∼95%의 위치까지 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제2항에 있어서,
상기 가늘고 긴 홈은, 상기 리드인부의 시단으로부터 소정 거리를 둔 위치로부터 그 리드인부의 길이의 60%∼95%의 위치까지 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제1항에 있어서,
상기 분단 가공치의 이폭(齒幅)이 3.3 ㎜ 이하로 되도록 구성되며, 또한, 상기 가늘고 긴 홈은, 상기 분단 가공치의 잇줄(齒筋) 방향에 등간격으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제2항에 있어서,
상기 분단 가공치의 이폭이 3.3 ㎜ 이하로 되도록 구성되며, 또한, 상기 가늘고 긴 홈은, 상기 분단 가공치의 잇줄 방향에 등간격으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제3항에 있어서,
상기 분단 가공치의 이폭이 3.3 ㎜ 이하로 되도록 구성되며, 또한, 상기 가늘고 긴 홈은, 상기 분단 가공치의 잇줄 방향에 등간격으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제4항에 있어서,
상기 분단 가공치의 이폭이 3.3 ㎜ 이하로 되도록 구성되며, 또한, 상기 가늘고 긴 홈은, 상기 분단 가공치의 잇줄 방향에 등간격으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제5항에 있어서,
상기 분단 가공치의 이폭이 3.3 ㎜ 이하로 되도록 구성되며, 또한, 상기 가늘고 긴 홈은, 상기 분단 가공치의 잇줄 방향에 등간격으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제6항에 있어서,
상기 분단 가공치의 이폭이 3.3 ㎜ 이하로 되도록 구성되며, 또한, 상기 가늘고 긴 홈은, 상기 분단 가공치의 잇줄 방향에 등간격으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경사 각도는, 0.35°∼7.10°인 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가늘고 긴 홈은, 평면시 일직선형으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제13항에 있어서,
상기 가늘고 긴 홈은, 평면시 일직선형으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분단 가공치가 마련되는 상기 분단 가공치 영역부의 전조 방향 종단측의 소정 범위에 점감부(漸減部)가 마련되고, 이 점감부는, 전조 방향 종단을 향해 상기 가늘고 긴 홈의 홈깊이가 점점 얕아지며, 또한 상기 가늘고 긴 홈의 홈폭(溝幅)이 점점 좁아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제13항에 있어서,
상기 분단 가공치가 마련되는 상기 분단 가공치 영역부의 전조 방향 종단측의 소정 범위에 점감부가 마련되고, 이 점감부는, 전조 방향 종단을 향해 상기 가늘고 긴 홈의 홈깊이가 점점 얕아지며, 또한 상기 가늘고 긴 홈의 홈폭이 점점 좁아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제14항에 있어서,
상기 분단 가공치가 마련되는 상기 분단 가공치 영역부의 전조 방향 종단측의 소정 범위에 점감부가 마련되고, 이 점감부는, 전조 방향 종단을 향해 상기 가늘고 긴 홈의 홈깊이가 점점 얕아지며, 또한 상기 가늘고 긴 홈의 홈폭이 점점 좁아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스. - 제15항에 있어서,
상기 분단 가공치가 마련되는 상기 분단 가공치 영역부의 전조 방향 종단측의 소정 범위에 점감부가 마련되고, 이 점감부는, 전조 방향 종단을 향해 상기 가늘고 긴 홈의 홈깊이가 점점 얕아지며, 또한 상기 가늘고 긴 홈의 홈폭이 점점 좁아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스.
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