TW202243769A

TW202243769A - 螺紋模具

Info

Publication number: TW202243769A
Application number: TW111107712A
Authority: TW
Inventors: 小黒喜𨺓; 樹
Original assignee: 日商佑能工具股份有限公司
Priority date: 2021-05-13
Filing date: 2022-03-03
Publication date: 2022-11-16
Also published as: CN115338350A; JP2022175327A; KR20220154611A; JP7266062B2

Abstract

[課題] 本發明提供一種螺紋模具，最適合軋製加工時之被軋製料材的流動，防止製品的齒頂形成不完全的形狀，且不需軋製加工後之突起的除去處理。 [解決手段] 在被軋製料材(20)的外圍面軋製形成螺旋狀的齒形(21)時使用的螺紋模具，從軋製方向起始端側朝軋製方向終端側具有導錐部(1)、精加工部(2)及餘隙部(3)，在上述導錐部(1)、上述精加工部(2)及上述餘隙部(3)，分別設有抵接於上述被軋製料材(20)的加工齒，上述導錐部(1)的加工齒(4)在齒頂具有向前端成凸狀的山形前端部(7)，此山形前端部(7)是相對於上述加工齒(4)的齒厚中心線(C _r)構成使上述軋製方向起始端側的壁厚與上述軋製方向終端側的壁厚比較成為更多的壁厚。

Description

螺紋模具

本發明是關於螺紋模具。

以往，在螺紋、導螺桿、蝸桿的製造中，廣泛使用以形成有軋製齒模的螺紋模具夾入大致圓筒形狀的被軋製料材，一邊施加壓力一邊進行塑性變形加工的軋製加工。此軋製加工與切削加工比較的場合，具有：量產性優異最適合大量生產；藉加工硬化可提升大約20%~30%的被加工品的硬度；藉螺紋模具與被軋製料材的壓光效果使被軋製品的加工面粗糙度良好等的優點。又，此軋製加工中，進行長尺寸之被軋製料材的連續加工的場合，使用如日本專利文獻1~5表示的圓板牙的貫穿進給軋製加工裝置(貫穿軋製加工裝置)。此貫穿進給軋製加工裝置是在外圍面並排配置具有螺旋狀之軋製齒模的一對圓板牙，相對於轉軸朝著相同方向旋轉，並相對於被軋製料材的軸向分別以各預定角度朝著彼此相反方向傾斜配置一對圓板牙的轉軸，藉此利用被軋製料材朝軸向移動的「階梯現象」，進行長尺寸之被軋製料材的連續加工。又，使用於此貫穿進給軋製加工裝置的圓板牙，一般是具有從相當於一端之圓柱底面的軋製方向起始端側依序相對於軋製方向的傾斜角度分別不同的導錐部、精加工部及餘隙部的構成，具體而言，導錐部是形成使加工齒的齒頂線的旋轉軌跡從軋製方向起始端朝著軋製方向終端側擴徑的擴徑斜錐形狀，精加工部是形成使加工齒的齒頂線的旋轉軌跡的直徑成為與導錐部之終端位置的直徑同徑的圓柱形狀，餘隙部是形成使加工齒的齒頂線的旋轉軌跡朝著軋製方向終端側縮徑的縮徑斜錐形狀。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2004-66272號公報 [專利文獻2]日本特開2001-300675號公報 [專利文獻3]日本實公昭46-22426號公報 [專利文獻4]日本特開2009-95883號公報 [專利文獻5]日本實開平5-88733號公報

[發明所欲解決之課題] 但是，此圓板牙中，以往，加工齒的形狀是在精加工部及餘隙部形成齒頂為平坦的齒直角剖面顯示梯形，導錐部是在齒頂形成具有左右對稱的山形(等邊三角形)部的齒直角剖面顯示本壘板形狀。但是，導錐部的加工齒形成為上述形狀的場合，貫穿進給軋製加工，由於是如圖22表示，一邊將螺紋模具30的齒面抵接於被軋製料材40一邊旋轉，使被軋製料材40從螺紋模具30的齒頂朝向齒底流動進行加工齒31的形狀之轉印、塑性變形(軋製)的加工方法，在導錐部的加工齒31的軋製方向終端側齒腹32(齒面之中朝軋製方向終端側的齒腹)中，有使得被軋製料材40朝模具齒底側流動的方向的摩擦力作用，藉螺紋模具30的導錐部的加工齒31加工的被軋製料材40與此加工齒31的軋製方向起始端側齒腹33(齒面之中朝軋製方向起始端側的齒腹)接觸的部分比較，與軋製方向終端側齒腹32接觸部分的一方有大的隆起。並且，圖22中以箭頭表示的軋製方向是在軋製加工中被軋製料材40移動的方向(被軋製料材40的軸向)。如以上隆起產生的場合，如圖23表示，在被軋製料材40的齒形41的前端形成有突起42，使得齒形41成為不完全的形狀，在使用具有如以上齒形41的製品時會有因與相對零組件的干涉導致動作聲(振動聲)大，或對相對零組件的磨損導致壽命的影響等的問題。為此，以往是在軋製加工後例如以研削加工進行除去此突起42的處理，雖解決上述問題，但是根據此突起42之除去處理的追加，會有產出量的降低或成本上升等新的問題產生。本發明是鑒於如以上現狀所研創而成，提供一種最適合軋製加工時之被軋製料材的流動，防止製品的齒頂形成不完全的形狀，且不需軋製加工後之突起42的除去處理的螺紋模具為目的。 [用於解決課題的手段] 參閱添附圖示說明本發明的要旨。一種螺紋模具，係於被軋製料材20的外圍面軋製形成螺旋狀的齒形21時使用的螺紋模具，其特徵為：從軋製方向起始端側朝軋製方向終端側具有導錐部1、精加工部2及餘隙部3，在上述導錐部1、上述精加工部2及上述餘隙部3，分別設有抵接於上述被軋製料材20的加工齒，上述導錐部1的加工齒4在齒頂具有向前端成凸狀的山形前端部7，此山形前端部7是相對於上述加工齒4的齒厚中心線C _r構成使上述軋製方向起始端側的壁厚與上述軋製方向終端側的壁厚比較成為更多之壁厚的相關記載。又，請求項1記載的螺紋模具中，係以位在上述山形前端部7的前端的頂部7a相對於上述齒厚中心線C _r朝上述軋製方向起始端側偏倚為特徵之螺紋模具相關的記載。又，請求項2記載的螺紋模具中，上述山形前端部7是齒直角剖面顯示形狀構成為三角形狀之特徵的螺紋模具相關的記載。又，請求項2記載的螺紋模具中，以下式(1)求出之上述頂部7a相對於上述齒厚中心線C _r的偏倚程度為12%以上之特徵的螺紋模具相關的記載。偏倚程度(%)=D/(W-(W _dL-W _rL))×100　　(1) 在此，D為導錐部1的加工齒4的齒直角剖面顯示相對於齒厚中心線C _r之上述加工齒4的上述頂部7a的偏倚量，W為精加工部2的加工齒5的前端的齒頂齒厚，W _dL是從鄰接於精加工部2之加工齒5的軋製方向終端側的齒底朝齒頂方向間隔距離L的位置的齒厚，W _rL是從鄰接於導錐部1的加工齒4之軋製方向終端側的齒底朝齒頂方向間隔距離L的位置的齒厚。又，請求項3記載的螺紋模具中，以下式(1)求出之上述頂部7a相對於上述齒厚中心線C _r的偏倚程度為12%以上之特徵的螺紋模具相關的記載。偏倚程度(%)=D/(W-(W _dL-W _rL))×100　　(1) 在此，D為導錐部1的加工齒4的齒直角剖面顯示相對於齒厚中心線C _r之上述加工齒4的上述頂部7a的偏倚量，W為精加工部2的加工齒5的前端的齒頂齒厚，W _dL是從鄰接於精加工部2之加工齒5的軋製方向終端側的齒底朝齒頂方向間隔距離L的位置的齒厚，W _rL是從鄰接於導錐部1的加工齒4之軋製方向終端側的齒底朝齒頂方向間隔距離L的位置的齒厚。又，請求項4記載的螺紋模具中，以上述偏倚程度在24%以上44%以下為特徵之螺紋模具相關的記載。又，請求項5記載的螺紋模具中，以上述偏倚程度在24%以上44%以下為特徵之螺紋模具相關的記載。又，請求項1~7中任1項記載的螺紋模具中，設置在上述精加工部2的加工齒5及設置在上述餘隙部3的加工齒6是分別將前端形成為平坦面，並且，設置在上述精加工部2的加工齒5是在上述導錐部1側的預定範圍中，使上述平坦面的寬度越接近上述導錐部1側成為越窄之特徵的螺紋模具相關的記載。又，請求項1~7中任1項記載的螺紋模具中，此螺紋模具構成為在模具轉軸O周圍旋轉的圓板牙，上述導錐部1是將此導錐部1的加工齒4的齒頂線T1的旋轉軌跡形成為從上述軋製方向起始端側朝上述軋製方向終端側擴徑的擴徑斜錐形狀，上述精加工部2是將此精加工部2的加工齒5的齒頂線T2的旋轉軌跡的直徑形成與上述導錐部1之終端位置的直徑成為同徑的圓柱形狀，上述餘隙部3是將此餘隙部3的加工齒6的齒頂線T3的旋轉軌跡形成為朝上述軋製方向終端側縮徑的縮徑斜錐形狀為特徵的螺紋模具相關的記載。又，請求項8記載的螺紋模具中，此螺紋模具構成為在模具轉軸O周圍旋轉的圓板牙，上述導錐部1是將此導錐部1的加工齒4的齒頂線T1的旋轉軌跡形成為從上述軋製方向起始端側朝上述軋製方向終端側擴徑的擴徑斜錐形狀，上述精加工部2是將此精加工部2的加工齒5的齒頂線T2的旋轉軌跡的直徑形成與上述導錐部1之終端位置的直徑成為同徑的圓柱形狀，上述餘隙部3是將此餘隙部3的加工齒6的齒頂線T3的旋轉軌跡形成為朝上述軋製方向終端側縮徑的縮徑斜錐形狀為特徵的螺紋模具相關的記載。 [發明效果] 本發明藉由如上述構成，可以使軋製加工時之被軋製料材的流動最當化，盡可能地防止製品的齒頂形成不完全的形狀。因此，使用本發明，可不需要軋製加工後之突起(隆起)的除去處理，獲得工時數刪減之量產性的提升及成本降低的效果。

適當的考量根據圖示並表示本發明的作用簡單地說明本發明的實施形態。本發明為導錐部1的加工齒4在齒頂具有向前端成凸狀的山形前端部7，此山形前端部7是相對於加工齒4的齒厚中心線C _r構成使軋製方向起始端側的壁厚與軋製方向終端側的壁厚比較成為更多的壁厚，因此在軋製加工時，從導錐部1的加工齒4的齒厚中心線C _r朝著軋製方向起始端側之被軋製料材的壓入量(咬入量)是比從齒厚中心線C _r朝著軋製方向終端側的被軋製料材的壓入量變得更多。藉此，本發明中，被軋製料材20和以形成具有習知的左右對稱山形(等邊三角形)部之齒直角剖面顯示本壘板形狀的加工齒31進行軋製加工的場合比較，朝導錐部1的加工齒4之軋製方向起始端側齒腹9一方的流動量變多(朝導錐部1的加工齒4的軋製方向終端側齒腹8一方的流動偏量降低)，使得朝導錐部1的加工齒4的軋製方向起始端側及軋製方向終端側之被軋製料材20的流動大致成為均等，防止製品的齒頂形成不完全的形狀(根據隆起形成有突起42)。因此，使用本發明，不需進行軋製加工後之突起42(隆起)的除去處理，獲得工時數刪減之量產性的提升及成本降低的效果。並且，本發明中，導錐部1的加工齒4之齒頂的山形前端部7是意味著從鄰接於導錐部1的加工齒4之軋製方向終端側的齒底比在齒頂方向間隔預定距離的位置更朝前端側(齒頂側)形成成凸狀的山形(例如，圖3表示的斜線圖)。 [實施例] 針對本發明的具體實施例根據圖示說明。本實施例是關於在被軋製料材20的外圍面軋製形成齒形21時使用的螺紋模具，具體而言，在長尺寸棒形的被軋製料材20的外圍面藉貫穿進給軋製(貫穿軋製)將螺旋狀的齒形21軋製形成時使用的圓板牙，如圖1表示，係由：加工齒4的齒頂線T1的旋轉軌跡形成從上述軋製方向起始端側朝著上述軋製方向終端側擴徑的擴徑斜錐形狀的導錐部1；連設於此導錐部1，加工齒5的齒頂線T2的旋轉軌跡的直徑形成與上述導錐部1之終端位置的直徑成為同徑的圓柱形狀的精加工部2；及連設於此精加工部2，加工齒6的齒頂線T3的旋轉軌跡形成朝著上述軋製方向終端側縮徑的縮徑斜錐形狀的餘隙部3所構成，在此導錐部1、精加工部2及餘隙部3的各個外圍面，設有連續的螺旋狀的加工齒(螺紋齒模)。在此，齒頂線T1是連結導錐部1的加工齒4之齒頂的假設線，齒頂線T2是連結精加工部2的加工齒5之齒頂的假設線，齒頂線T3是連結餘隙部3的加工齒6之齒頂的假設線。圖1是以實線表示該等的齒頂線T1、T2、T3並表示圓板牙的輪廓。具體而言，此螺旋狀的加工齒是形成在模具轉軸O周圍。又，此加工齒中，設置在精加工部2的加工齒5及設置在餘隙部3的加工齒6是如圖1中的放大圖表示，前端(齒頂)形成為平坦面，並且，齒厚形成越朝向前端側變得越薄的大致左右對稱的齒直角剖面顯示梯形。又，此精加工部2是如圖2表示，使得導錐部1側的預定範圍之加工齒5的前端平坦面的寬度越接近導錐部1側成為越窄，並且，此前端平坦面形成於近導錐部1。藉如此的形狀，使導錐部1的加工齒4與精加工部2的加工齒5之急遽的形狀變化慢慢地緩和，防止起因於此形狀之加工問題(軋製品的齒底部的擦傷或剝離等)的產生，在獲得具有高品位之齒形的軋製品時極其適合。並且，導錐部1側的預定範圍是在精加工部2的寬度(從導錐部1與精加工部2的邊界到從精加工部2至餘隙部3的邊界為止的模具轉軸O方向的距離)的70%以下。在超過精加工部2的寬度的70%形成前端平坦面的寬度窄的加工齒5的場合，使得形成在精加工部2之中的餘隙部3側的前端平坦面未變窄的加工齒5的加工變得不足，會有未能將被軋製料材40加精工成預定的形狀之虞。又，導錐部1的加工齒4是相對於此加工齒4的齒厚中心線C _r構成使軋製方向起始端側的壁厚與軋製方向終端側的壁厚比較成為更多的壁厚。在此，上述壁厚是如以下表示可置換成剖面積進行比較。具體而言，如圖3表示，導錐部1的加工齒4是在齒頂具有向前端成凸狀的山形前端部7的構成，亦即，本實施例的導錐部1的加工齒4是形成齒頂向前端成凸狀的山形(山形前端部7)的構成，此山形前端部7是相對於此加工齒4的齒厚中心線C _r構成使軋製方向起始端側的壁厚與軋製方向終端側的壁厚比較成為更多壁厚的構成。更具體而言，山形前端部7在齒直角剖面顯示，頂部7a是相對於齒厚中心線C _r朝著軋製方向起始端側偏倚，從齒厚中心線C _r相對於軋製方向終端側剖面積S ₁(圖3中的向右下斜線部)形成軋製方向起始端側剖面積S ₂(圖3中的向左下斜線部)較大的大致三角形的凸狀，換言之，軋製方向終端側的斜邊與軋製方向起始端側的斜邊比較長度較長，傾斜角度較緩的大致三角形的凸狀的形狀。進一步詳細說明時，本實施例的導錐部1的加工齒4是將齒底側(加工齒基端側)與精加工部2或餘隙部3同樣，形成為齒直角剖面顯示大致梯形，將齒頂側(加工齒前端側)，具體而言，山形前端部7形成為齒直角剖面顯示大致三角形(頂部7a相對於齒厚中心線C _r朝軋製方向起始端側偏倚的大致三角形)，並且，齒高h是與精加工部2或餘隙部3同樣地設定高度。在此，導錐部1的加工齒4及精加工部2的加工齒5的齒高h是從與各個加工齒的軋製方向終端側鄰接的齒底到齒頂為止之模具的半徑方向的距離，餘隙部3的加工齒6的齒高h是從與加工齒6的軋製方向起始端側鄰接的齒底到齒頂為止之模具的半徑方向的距離。並且，該導錐部1的加工齒4中，在與精加工部2的加工齒5的軋製方向終端側齒腹10(參閱圖4)相同形狀的範圍超過齒高h的50%形成軋製方向終端側齒腹8時，從頂部7a到軋製方向終端側齒腹8的傾斜面的傾斜角度變小，在導錐部1中，會抑制朝軋製方向起始端側齒腹9一方之被軋製料材20的流動量增加的效果，因此與精加工部2之加工齒5的軋製方向終端側齒腹10(參閱圖4)成為相同形狀的範圍是以從齒底到齒高h的50%以下為佳，本實施例是將由齒底至齒高h的42%以下的部分形成與精加工部2的加工齒5大致相同形狀。又，該導錐部1的加工齒4是構成以上述山形前端部7的齒直角剖面顯示大致三角形相對於頂部7a的齒厚中心線C _r之下式(1)求出的偏倚程度為12%以上，較理想為24%以上44%以下。偏倚程度(%)=D/(W-(W _dL-W _rL))×100　　(1) 在此，參閱圖4，D為導錐部1的加工齒4(圖4中，以實線表示)的齒直角剖面顯示相對於齒厚中心線C _r之頂部7a的偏倚量，W為精加工部2的加工齒5(圖4中，以虛線表示)的前端的齒頂齒厚，W _dL是從鄰接於精加工部2之加工齒5的軋製方向終端側的齒底朝齒頂方向間隔距離L的位置的齒厚，W _rL是從鄰接於導錐部1的加工齒4之軋製方向終端側的齒底朝齒頂方向間隔距離L的位置的齒厚。又，距離L是從導錐部1的加工齒4之軋製方向終端側的齒底未形成有山形前端部7而維持著大致梯形的齒形狀(維持著軋製方向終端側齒腹8的嚙合角α ₁及軋製方向起始端側齒腹9的嚙合角α ₂的任意部分)。在此嚙合角α ₁及α ₂為(平行於)齒厚中心線C _r與各齒腹所成的角。又，C _d為精加工部2的加工齒5之齒直角剖線顯示的齒厚中心線。並且，本實施例中，軋製方向終端側齒腹8的嚙合角α ₁與軋製方向起始側齒腹9的嚙合角α ₂雖是相同的角度，但也可分別為不同的角度。又，針對精加工部2的加工齒5的齒頂齒厚W，在以曲面或倒角加工面連接前端(齒頂)的平坦面與軋製方向起始端側齒腹11或軋製方向終端側齒腹10的場合，外插平坦面及兩齒腹的延長線，設各個延長線的交點間的距離為齒頂齒厚W。又，此導錐部1的加工齒4的頂部7a形狀為尖端形狀時切屑容易產生而使得模具壽命變短，因此以如圖3表示的R形狀，或具有從頂部7a朝軋製方向起始端側向下傾斜的面的倒角形狀為佳。針對如以上所構成之本實施例的作用效果在以下進行說明。本實施例為導錐部1的加工齒4具有齒頂向前端成凸狀的山形前端部7，此山形前端部7是相對於加工齒4之齒厚中心線C _r構成使軋製方向起始端側的壁厚與軋製方向終端側的壁厚比較成為更多的壁厚。具體而言，上述山形前端部7是形成齒直角剖面顯示三角形狀，構成使相對於此山形前端部7之頂部7a的齒厚中心線C _r的偏倚程度為12%以上，較佳為24%以上44%以下，相對於加工齒4之齒厚中心線C _r構成使軋製方向起始端側的壁厚與軋製方向終端側的壁厚比較成為更多的壁厚，因此在軋製加工時，由此導錐部1的加工齒4的齒厚中心線C _r朝軋製方向起始端側之被軋製料材20的壓入量(咬入量)是比從齒厚中心線C _r朝著軋製方向終端側的被軋製料材20的壓入量變得更多，被軋製料材20和以形成為具有習知左右對稱的山形(等邊三角形)部之齒直角剖面顯示本壘板形狀的加工齒進行軋製加工的場合比較，朝導錐部1的加工齒4之軋製方向起始端側齒腹9一方的流動量變多(朝導錐部1的加工齒4的軋製方向終端側齒腹8一方的流動偏量降低)，如圖5表示，使得朝導錐部1的加工齒4的軋製方向起始端側及軋製方向終端側之被軋製料材20的流動大致成為均等，防止製品(導螺桿)的齒頂形成不完全的形狀(根據隆起形成有突起42)，而進行如圖6表示的適當形狀之齒形21的軋製形成。另外，本實施例是將導錐部1的加工齒4的頂部7a的形狀形成為R形狀，因此不易產生切屑，而使得模具壽命延命化。因此，使用本實施例，不需要軋製加工後之突起42(隆起)的除去處理，獲得工時數刪減之量產性的提升及成本降低的效果。接著，針對驗證本實施例的效果的實驗結果(性能評估結果)進行說明。本實驗是使用製成螺旋方向為右(右螺旋)之導螺桿用的貫穿進給軋製圓板牙。具體而言，使用將導錐部1的加工齒4形成為相對於如圖7(實驗例1)~圖17(實驗例11)表示的山形前端部7的頂部7a之齒厚中心線C _r的偏倚量D不同形狀的圓板牙及圖18(比較例)表示的習知形狀(偏倚量D=0)的圓板牙並藉貫穿進給軋製製成在被軋製料材20形成有齒形21的導螺桿，確認此被軋製料材20的齒形21的隆起狀態，並確認各圓板牙的模具壽命。該等導螺桿的規格在實驗例1、2、9為外徑8mm、螺距1.96mm、條數5，在實驗例3、4、10為外徑8mm、螺距2.5mm、條數6，在實驗例5~8、11及比較例為外徑9mm、螺距2.55mm、條數4。並且，該等導螺桿的齒形規格，皆是其齒形21的齒頂的肩部帶圓形的形狀，亦即，在軋製加工時與貫穿進給軋製圓板牙的精加工部2之加工齒5的軋製方向終端側齒腹接觸的第一齒腹23(參閱圖21)及軋製加工時與與貫穿進給軋製圓板牙的精加工部2之加工齒5的軋製方向起始端側齒腹接觸的第二齒腹24(參閱圖21)的兩齒腹與齒頂上面的連接部分，求出具有向外方成凸狀之圓弧部22的規格。又，圓板牙的精加工部2中，以加工齒5的前端平坦面的寬度變窄的方式所形成的區域的寬度是相對於精加工部2的寬度，實驗例1、2、9為61.0%，實驗例3、4、10為68.7%，實驗例5~8、11為51.2%。＜隆起評估＞被軋製料材20的齒形21的隆起評估是使導錐部1的加工齒4的山形前端部7的齒直角剖面顯示形狀之頂部7a的偏倚程度及山形前端部7的齒直角剖面顯示形狀的軋製方向起始端側剖面積S ₂/軋製方向終端側剖面積S ₁的面積比具關聯性地進行。各實驗例的偏倚程度是使用下式(1)求出。偏倚程度(%)=D/(W-(W _dL-W _rL))×100　　(1) 在此，D為導錐部1的加工齒4的齒直角剖面顯示相對於齒厚中心線C _r之加工齒4的頂部7a的偏倚量，W為精加工部2的加工齒5的前端的齒厚，W _dL是從鄰接於精加工部2之加工齒5的軋製方向終端側的齒底朝齒頂方向間隔距離L的位置的齒厚，W _rL是從鄰接於導錐部1的加工齒4之軋製方向終端側的齒底朝齒頂方向間隔距離L的位置的齒厚(參閱圖4)。並且，以上述式(1)求出的偏倚程度的最大值為50%。又，軋製方向起始端側剖面積S ₂/軋製方向終端側剖面積S ₁的面積比是如圖3表示，與山形前端部7及齒底側的精加工部2的加工齒5相同的齒形狀區域，亦即，形成在構成山形前端部7的2個傾斜面與軋製方向終端側齒腹8或軋製方向起始端側齒腹9的各個邊界的a點及b點之中，從更位於齒底側的點拉出與齒厚中心線C _r正交的直線，求得並算出較其直線更前端側(齒頂側)的軋製方向終端側剖面積S ₁及軋製方向起始端側剖面積S ₂(參閱圖20)。並且，a點及b點成為圓弧狀的場合是從圓弧的起始點最近齒底側的位置拉出與齒厚中心線C _r正交的直線，求出較其直線更前端側(齒頂)的軋製方向終端側剖面積S ₁及軋製方向起始端側剖面積S ₂。在圖19表示實驗例1~11及比較例的隆起評估結果。並且，隆起評估的判定是如圖21表示，在被軋製料材20的導螺桿的齒形21的上述第一齒腹23及上述第二齒腹24的兩齒腹與齒頂上面的連接部分，獲得向外方成凸狀的圓弧部22，並設獲得齒頂上面成平坦面之齒形21的為「A」，雖可看見若干的未填充部，但是設料材到達至被軋製料材20之導螺桿的齒形21的前端，在上述第一齒腹23及上述第二齒腹24的兩齒腹與齒頂上面的連接部分獲得之圓弧部22的為「B」，設上述第二齒腹24的隆起不足而不能獲得圓弧部22，在被軋製料材20的導螺桿的齒形21的齒頂前端未存在有明顯的突起42的為「C」。在「C」的形狀與對方零組件的干涉導致動作聲的產生，及對方零組件的磨損導致壽命的惡化相關聯。相對於此「B」的形狀是形成有圓弧部22而可與相對零組件平滑地接觸，因此不會有「C」的形狀產生的問題而為良好的樣態。「A」是成為更良好的樣態。如圖19表示，關於隆起評估，僅比較例(偏倚程度0%)在被軋製料材20的導螺桿的齒形21的齒頂的前端看見明顯的突起42。又，在未見有突起42的實驗例1~11中，偏倚程度為12.6%的實驗例5與23.2%的實驗例1判定為B。並且，實驗例1及實驗例5以外為判定A。根據此結果，針對實驗例1~11可確認為良好的隆起狀態。又，軋製方向起始端側剖面積S ₂/軋製方向終端側剖面積S ₁的面積比S ₂/S ₁=1.30~1.79，此面積比大致對應上述偏倚程度，偏倚程度最小的實驗例5的面積比為最小。＜模具壽命評估＞模具壽命評估在進行300次長度2.5m的被軋製料材20的軋製加工之後，確認導錐部1的加工齒4之切屑的有無，以此切屑的有無判定模具壽命。並且，本實驗例中，設無切屑為「A」，設有切屑為「B」。如圖19表示，關於模具壽命評估是在實驗例9、10、11的3個圓板牙中，確認出有切屑的產生。此實驗例9~11是如圖15~17表示，導錐部1的加工齒4的頂部7a是形成尖端形狀。亦即，將頂部7a形成R形狀即未見有切屑的產生。＜綜合判定＞在圖19表示根據上述隆起評估的結果與模具壽命評估的結果的綜合判定結果。綜合判定是從良好的結果依序進行「A」、「B」、「C」之三階段的判定，設針對隆起評估與模具壽命評估同時是A的實施例為綜合判定A，針對隆起評估與模具壽命評估的其中任一方是A且另一方是B的實施例，及隆起評估與模具壽命評估同時是B的實施例為綜合判定B，並且，針對隆起評估結果成為C的實施例則為綜合判定C。綜合判定A是隆起為最良好的狀態，並且模具壽命也良好，因此成為最良好的樣態。綜合判定B是在至少導錐部的加工齒的切屑產生判定出模具壽命為止，獲得良好隆起狀態的導螺桿齒形21。相對於此成為綜合判定C的是不基於模具壽命會有突起42的產生。評估的結果，實驗例2~4、6~8為綜合判定A，實驗例1、5、9~11為綜合判定B，比較例為綜合判定C。以上，鑒於上述隆起評估的結果與模具壽命評估及綜合判定的結果，導錐部1的加工齒4是以山形前端部7的齒直角剖面顯示形狀的頂部7a的偏倚程度為12%以上，較佳為24%以上44%以下(S ₂/S ₁的面積比為1.56以上)為理想，並且，頂部7a的形狀是以設R形狀(R=0.1~0.3mm左右)或倒角形狀為佳。如上述，作為驗證本實施例的效果的實驗，雖是使用製成螺旋方向為右(右螺旋)之導螺桿用的貫穿進給軋製圓板牙，但本發明不限於右螺旋的導螺桿，也可以運用於製成螺旋方向為左(左螺旋)之導螺桿用的貫穿進給軋製圓板牙。並且，在進行螺旋方向為左(左螺旋)之導螺桿的軋製加工的場合是以軋製方向相同為前提條件，亦即，本實施例是如圖5表示，被軋製料材20是以從右側向左側移動為前提條件，相對於右螺旋之導螺桿的軋製加工的設定，使用加工齒的螺旋方向成為相反方向的圓板牙，將模具轉軸傾斜的方向設定為相反方向並配置一對圓板牙，將圓板牙的旋轉方向少定為相反方向即可。又，本實施例有關的軋製模具不限於導螺桿，也可以是梯形螺桿或蝸桿等，也可運用在具有螺旋狀的齒形的被軋製料材的軋製加工。並且，本發明不限於本實施例，也可適當設計各構成要件的具體構成。

1:導錐部 2:精加工部 3:餘隙部 4:(導錐部的)加工齒 5:(精加工部的)加工齒 6:(餘隙部的)加工齒 7:山形前端部 7a:頂部 20:被軋製料材 21:齒形 C _r:(導錐部的加工齒的)齒厚中心線 O:模具轉軸 T1:(導錐部的加工齒的)齒頂線 T2:(精加工部的加工齒的)齒頂線 T3:(餘隙部的加工齒的)齒頂線

[圖1]為本實施例的說明正面圖。 [圖2]是表示本實施例之導錐部與精加工部的放大說明剖面圖。 [圖3]是表示本實施例之導錐部的加工齒的說明圖。 [圖4]是表示本實施例之導錐部及精加工部的加工齒相關的記號說明圖。 [圖5]是表示使用本實施例時在導錐部之被軋製料材的流動狀態的說明圖。 [圖6]是表示使用本實施例進行軋製加工後之被軋製料材的說明圖。 [圖7]是表示本實施例的實驗例1之導錐部的加工齒的說明圖。 [圖8]是表示本實施例的實驗例2之導錐部的加工齒的說明圖。 [圖9]是表示本實施例的實驗例3之導錐部的加工齒的說明圖。 [圖10]是表示本實施例的實驗例4之導錐部的加工齒的說明圖。 [圖11]是表示本實施例的實驗例5之導錐部的加工齒的說明圖。 [圖12]是表示本實施例的實驗例6之導錐部的加工齒的說明圖。 [圖13]是表示本實施例的實驗例7之導錐部的加工齒的說明圖。 [圖14]是表示本實施例的實驗例8之導錐部的加工齒的說明圖。 [圖15]是表示本實施例的實驗例9之導錐部的加工齒的說明圖。 [圖16]是表示本實施例的實驗例10之導錐部的加工齒的說明圖。 [圖17]是表示本實施例的實驗例11之導錐部的加工齒的說明圖。 [圖18]是表示比較例之導錐部的加工齒的說明圖。 [圖19]是彙整本實驗之評估結果的表。 [圖20]是彙整關於本實驗之S ₂/S ₁面積比的詳細的表。 [圖21]是表示本實驗的放大評估之判定基準的圖。 [圖22]是表示使用習知例(比較例)時在導錐部之被軋製料材的流動狀態的說明圖。 [圖23]是表示使用習知例(比較例)進行軋製加工後之被軋製料材的說明圖。

1:導錐部

2:精加工部

3:餘隙部

4:(導錐部的)加工齒

5:(精加工部的)加工齒

6:(餘隙部的)加工齒

O:模具轉軸

T1:(導錐部的加工齒的)齒頂線

T2:(精加工部的加工齒的)齒頂線

T3:(餘隙部的加工齒的)齒頂線

Claims

一種螺紋模具，係於被軋製料材的外圍面軋製形成螺旋狀的齒形時使用的螺紋模具，其特徵為：從軋製方向起始端側朝軋製方向終端側具有導錐部、精加工部及餘隙部，在上述導錐部、上述精加工部及上述餘隙部，分別設有抵接於上述被軋製料材的加工齒，上述導錐部的加工齒在齒頂具有向前端成凸狀的山形前端部，此山形前端部是相對於上述加工齒的齒厚中心線構成使上述軋製方向起始端側的壁厚與上述軋製方向終端側的壁厚比較成為更多之壁厚。
如請求項1記載的螺紋模具，其中，位在上述山形前端部的前端的頂部是相對於上述齒厚中心線朝上述軋製方向起始端側偏倚。
如請求項2記載的螺紋模具，其中，上述山形前端部是齒直角剖面顯示形狀構成為三角形狀。
如請求項2記載的螺紋模具，其中，以下式(1)求出之上述頂部相對於上述齒厚中心線的偏倚程度為12%以上，偏倚程度(%)=D/(W-(W _dL-W _rL))×100　　(1) 在此，D為導錐部的加工齒的齒直角剖面顯示相對於齒厚中心線之上述加工齒的上述頂部的偏倚量，W為精加工部的加工齒的前端的齒頂齒厚，W _dL是從鄰接於精加工部之加工齒的軋製方向終端側的齒底朝齒頂方向間隔距離L的位置的齒厚，W _rL是從鄰接於導錐部的加工齒之軋製方向終端側的齒底朝齒頂方向間隔距離L的位置的齒厚。
如請求項3記載的螺紋模具，其中，以下式(1)求出之上述頂部相對於上述齒厚中心線的偏倚程度為12%以上，偏倚程度(%)=D/(W-(W _dL-W _rL))×100　　(1) 在此，D為導錐部的加工齒的齒直角剖面顯示相對於齒厚中心線之上述加工齒的上述頂部的偏倚量，W為精加工部的加工齒的前端的齒頂齒厚，W _dL是從鄰接於精加工部之加工齒的軋製方向終端側的齒底朝齒頂方向間隔距離L的位置的齒厚，W _rL是從鄰接於導錐部的加工齒之軋製方向終端側的齒底朝齒頂方向間隔距離L的位置的齒厚。
如請求項4記載的螺紋模具，其中，上述偏倚程度為24%以上44%以下。
如請求項5記載的螺紋模具，其中，上述偏倚程度為24%以上44%以下。
如請求項1~7中任1項記載的螺紋模具，其中，設置在上述精加工部的加工齒及設置在上述餘隙部的加工齒是分別將前端形成為平坦面，並且，設置在上述精加工部的加工齒是在上述導錐部側的預定範圍中，使上述平坦面的寬度越接近上述導錐部側成為越窄。
如請求項1~7中任1項記載的螺紋模具，其中，此螺紋模具構成為在模具轉軸周圍旋轉的圓板牙，上述導錐部是將此導錐部的加工齒的齒頂線的旋轉軌跡形成為從上述軋製方向起始端側朝上述軋製方向終端側擴徑的擴徑斜錐形狀，上述精加工部是將此精加工部的加工齒的齒頂線的旋轉軌跡的直徑形成與上述導錐部之終端位置的直徑成為同徑的圓柱形狀，上述餘隙部是將此餘隙部的加工齒的齒頂線的旋轉軌跡形成為朝上述軋製方向終端側縮徑的縮徑斜錐形狀。
如請求項8記載的螺紋模具，其中，此螺紋模具構成為在模具轉軸周圍旋轉的圓板牙，上述導錐部是將此導錐部的加工齒的齒頂線的旋轉軌跡形成為從上述軋製方向起始端側朝上述軋製方向終端側擴徑的擴徑斜錐形狀，上述精加工部是將此精加工部的加工齒的齒頂線的旋轉軌跡的直徑形成與上述導錐部之終端位置的直徑成為同徑的圓柱形狀，上述餘隙部是將此餘隙部的加工齒的齒頂線的旋轉軌跡形成為朝上述軋製方向終端側縮徑的縮徑斜錐形狀。