(57)【要約】      （修正有）【課題】転造成形面に酸化膜が設けられているウォーム転造用平ダイスにおいて、転造圧力を抑制しつつ食付き性を向上させて優れた転造加工精度および耐久性が得られるようにする。【解決手段】窒化層４０および酸化膜４２が設けられた転造成形面のうち、食付き前側部分３４ｆにショットピーニング処理が施され、加工歯２０の歯先面２４の酸化膜４２が除去されているため、転造加工の開始時に加工歯２０がワークに食い込み易くなり、転造圧力を抑制しつつ食付き性を向上させることができる。また、酸化膜４２はショットピーニング処理によって除去されているため、研磨で除去したり酸化処理の際にマスキングしたりする場合に比較して、簡便で且つ安価に酸化膜４２を除去できるとともに、歯先面２４の酸化膜４２を除去しつつフランク２６の酸化膜４２を残存させることが可能で、酸化膜４２による耐焼付き性や転造加工性を適切に確保できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の加工歯によってウォームのねじ山を転造加工する転造成形面を備えており、且つ、該転造成形面に酸化膜が設けられているウォーム転造用平ダイスにおいて、
前記転造成形面の食付き部のうち前記転造加工が開始される食付き開始部分にはショットピーニング処理が施され、前記加工歯の歯先面に設けられた前記酸化膜が除去されている
ことを特徴とするウォーム転造用平ダイス。
【請求項２】
前記ショットピーニング処理は、前記食付き部における転造方向の前端から該食付き部の３０〜５０％までの範囲に施されている
ことを特徴とする請求項１に記載のウォーム転造用平ダイス。
【請求項３】
前記ショットピーニング処理が施された部分の前記加工歯の歯底面およびフランクには前記酸化膜が残存しており、該歯底面における該酸化膜は、該ショットピーニング処理が施されていない部分との膜厚比が０．８以上の膜厚を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のウォーム転造用平ダイス。
【請求項４】
前記ショットピーニング処理で前記酸化膜が除去された前記加工歯の歯先面には０．０１〜０．１ｍｍの深さで多数の凹みが設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のウォーム転造用平ダイス。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のウォーム転造用平ダイスの製造方法であって、
前記ショットピーニング処理は、８０〜２００μｍの範囲内の粒子径のアモルファス粒子を０．２〜６ＭＰａの噴射圧で前記転造加工面に対して垂直に噴射して行われる
ことを特徴とするウォーム転造用平ダイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転造用平ダイスに係り、特に、ウォームのねじ山を転造加工するウォーム転造用平ダイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウォームギヤのウォームを製作する技術として、多数の加工歯を有するウォーム転造用平ダイスを用いてウォームのねじ山（歯）を転造加工する方法が知られている（特許文献１参照）。また、このような転造ダイスに関し、加工歯が設けられた転造成形面の表層部を窒化によって硬化させるとともに、その表面に酸化膜を設けて潤滑油剤の保持性能を高めることにより、耐摩耗性や耐焼付き性を向上させる技術が知られている（特許文献２参照）。酸化膜が設けられることにより、ワーク（ウォーム素材）が塑性変形させられて加工歯に沿って流動する転造加工性が向上し、例えば加工歯の歯底面に沿ってウォームのねじ山の山頂を成形するトップロール転造も可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１８５７１３号公報
【特許文献２】特開２０１０−５６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このように酸化膜を設けた転造ダイスは、ワークに加工歯が食い込む際に潤滑油剤を含んだ酸化膜によってワークが滑り易いため、食付き性が悪くなって転造加工精度が損なわれる。これを防止するためには、転造ダイスをワークに押し付ける転造圧力を高くする必要があるが、転造ダイスの加工歯に大きな負荷が掛かるため、その負荷や転造加工時のこすり摩擦によって酸化膜の剥離や摩耗が促進し、期待通りの耐久性が得られない。
【０００５】
これに対し、未だ公知ではないが、食付き部の前端側部分の酸化膜を研磨で除去したり、酸化処理の際にマスキングしたりすることが考えられるが、何れも作業が面倒で時間が掛かり、コスト面で不利である。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、転造成形面に酸化膜が設けられているウォーム転造用平ダイスにおいて、転造圧力を抑制しつつ食付き性を向上させて優れた転造加工精度および耐久性が得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、第１発明は、多数の加工歯によってウォームのねじ山を転造加工する転造成形面を備えており、且つ、その転造成形面に酸化膜が設けられているウォーム転造用平ダイスにおいて、前記転造成形面の食付き部のうち前記転造加工が開始される食付き開始部分にはショットピーニング処理が施され、前記加工歯の歯先面に設けられた前記酸化膜が除去されていることを特徴とする。
【０００８】
第２発明は第１発明のウォーム転造用平ダイスにおいて、前記ショットピーニング処理は、前記食付き部における転造方向の前端からその食付き部の３０〜５０％までの範囲に施されていることを特徴とする。
【０００９】
第３発明は、第１発明または第２発明のウォーム転造用平ダイスにおいて、前記ショットピーニング処理が施された部分の前記加工歯の歯底面およびフランク（加工歯の側面）には前記酸化膜が残存しており、その歯底面におけるその酸化膜は、そのショットピーニング処理が施されていない部分との膜厚比が０．８以上の膜厚を有することを特徴とする。
【００１０】
第４発明は、第１発明〜第３発明のウォーム転造用平ダイスにおいて、前記ショットピーニング処理で前記酸化膜が除去された前記加工歯の歯先面には０．０１〜０．１ｍｍの深さで多数の凹みが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかのウォーム転造用平ダイスの製造方法であって、前記ショットピーニング処理は、８０〜２００μｍの範囲内の粒子径のアモルファス粒子を０．２〜６ＭＰａの噴射圧で前記転造加工面に対して垂直に噴射して行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
このようなウォーム転造用平ダイスにおいては、転造成形面の食付き部のうち転造加工が開始される食付き開始部分にショットピーニング処理が施され、加工歯の歯先面の酸化膜が除去されているため、転造加工の開始時に加工歯がワークに食い込み易くなり、転造圧力を抑制しつつ食付き性を向上させることができる。これにより、ワークの滑りが抑制されるとともに、食付き開始部分以外は酸化膜をそのまま残して酸化膜による耐焼付き性や転造加工性を維持できるため、優れた転造加工精度が得られる。また、転造圧力を低減できることで工具の耐久性が向上する。
【００１３】
一方、上記酸化膜はショットピーニング処理によって除去されているため、研磨で除去したり、酸化処理の際にマスキングしたりする場合に比較して、簡便で且つ安価に酸化膜を除去できる。また、ウォームのねじ山の圧力角は一般に１４°〜２５°程度の範囲内で比較的急であり、転造ダイスの加工歯のフランクもそのねじ山に対応して比較的急斜面とされるため、そのフランクに対するショット（粒子）の投射角度が小さくなって酸化膜の除去性能が低下する。これにより、ショットピーニング処理により歯先面の酸化膜を除去しつつフランクの酸化膜を残存させることが可能で、その酸化膜による耐焼付き性や転造加工性を適切に確保できる。
【００１４】
第２発明では、転造成形面の食付き部のうち転造方向の前端から３０〜５０％までの範囲にショットピーニング処理が施され、その範囲の加工歯の歯先面の酸化膜が除去されるため、第１発明の効果が適切に得られる。すなわち、一般に平ダイスは、各部の寸法誤差や組付誤差に拘らず食付き部の前端から３０〜５０％までの範囲内で食付きが開始するように構成されるため、食付き開始部分における歯先面の酸化膜を確実に除去して食付き性を向上させつつ、それ以外の部分の酸化膜を残存させて耐焼付き性や転造加工性を適切に確保できるのである。
【００１５】
第３発明では、ショットピーニング処理が施された部分の加工歯の歯底面およびフランクに酸化膜が残存しているとともに、歯底面の酸化膜は、ショットピーニング処理が施されていない部分との膜厚比が０．８以上の膜厚を有するため、その酸化膜によって耐焼付き性および転造加工性が適切に確保される。食付き部の前端側部分では、ワークが加工歯の歯底部分まで達することは無いが、フランクに所定の膜厚の酸化膜が残存することで、耐焼付き性や転造加工性を適切に確保できる。すなわち、歯底面には、フランク等で跳ね返ったショットが比較的低速で衝突するとともに、その歯底部分にショットが集まって滞留し易いため、歯底面の酸化膜は最も除去され難く、フランクについても歯底側程大きな膜厚で酸化膜が残存する。このため、歯底面に０．８以上の膜厚比で酸化膜を残存させることにより、フランクに所定の耐焼付き性および転造加工性を確保できる膜厚の酸化膜を残存させることができるのである。
【００１６】
第４発明では、ショットピーニング処理で酸化膜が除去された加工歯の歯先面に、０．０１〜０．１ｍｍの深さで多数の凹みが設けられているため、この凹みにワークが食い込むことで加工歯とワークとの滑りが一層適切に抑制され、ウォームのねじ山を更に高い精度で転造加工することができる。
【００１７】
第５発明は、ウォーム転造用平ダイスの製造方法に関するもので、８０〜２００μｍの範囲内の粒子径のアモルファス粒子を０．２〜６ＭＰａの噴射圧で転造加工面に対して垂直に噴射することで、前記食付き部に対するショットピーニング処理が施されるため、その食付き部における加工歯の歯先面の酸化膜を適切に除去することが可能で、実質的に第１発明〜第４発明と同様の作用効果が得られる。加えて、アモルファス粒子は高硬度で且つ欠け難いため、その粒子を繰り返し用いてショットピーニング処理を行う場合でも粒子径の変化が抑制され、酸化膜の除去性能が長期間に亘って略一定に維持されることにより、フランクに所定膜厚の酸化膜を残存させたり歯先面に所定の凹みを設けたりすることを含めて安定したダイス品質が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例であるウォーム転造用平ダイスを説明する概略正面図である。
【図２】図１の平ダイスを用いた転造加工方法の一例を説明する図である。
【図３】図１の平ダイスの仕上げ部における加工歯の断面図で、図１における III−III 矢視部分の拡大断面図である。
【図４】図１の平ダイスの食付き部の前端側部分における加工歯の断面図で、図１におけるIV−IV矢視部分の拡大断面図であり、歯先部分を更に拡大した部分拡大図を併せて示した図である。
【図５】図１の平ダイスの製造に際して、食付き部の前端側部分の酸化膜をショットピーニング処理によって除去する際の工程を説明する図で、何れも図４に対応する断面図である。
【図６】本発明品および従来品を用いてウォームのねじ山を転造加工し、その耐久性を調べた結果を説明する図である。
【図７】図１の平ダイスによって転造加工されるウォームの一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のウォーム転造用平ダイスは、例えば一対の固定側ダイスと移動側ダイスとの間で歯車素材を挟圧して転動させることにより、その外周面にウォームを転造加工することができるが、軸心まわりに回転可能に支持された歯車素材の両側に互いに平行に配設された一対の平ダイスを対称的に直線移動させることにより、その一対の平ダイスの間で歯車素材を挟圧しながら回転させてウォームを転造加工することもできる。本発明は、外形が円筒形状の円筒ウォームを転造加工する平ダイスに好適に適用されるが、外形が鼓形状の鼓形ウォームを転造加工する平ダイスにも適用できる。また、ウォームのねじ山の断面形状は種々の態様が可能で、例えば歯先（ねじ山の山頂）や歯底（ねじ溝の底）は直線でも円弧等の曲線でも良く、平ダイスの加工歯の断面形状は、このねじ山の断面形状（直接的にはねじ溝部分の断面形状）に応じて適宜定められる。
【００２０】
ウォーム転造用平ダイスの工具基材としては、一般にＪＩＳに規定のＳＫＤ（合金工具鋼）やＳＫＨ（高速度工具鋼）などの工具鋼が好適に用いられる。酸化膜を形成するための酸化処理については、例えば水蒸気酸化処理が好適に用いられるが、他の酸化処理方法を採用することもできる。また、酸化膜を形成する前に窒化等によって硬化層を設けることが望ましい。硬化層として窒化層を設ける場合、例えばイオン窒化処理や塩浴窒化処理、ガス窒化処理などの種々の窒化方法が可能である。これ等の硬化層および酸化膜は、加工歯の歯先面、フランク、歯底面を含めて転造成形面の全域に設けることが望ましい。
【００２１】
多数の加工歯が設けられた転造成形面は、転造方向と平行な基準平面（平ダイスの底面など）と平行な平面内に加工歯が設けられた仕上げ部と、その仕上げ部から前端側へ向かうに従って少なくとも歯先が徐々に低くなる食付き部とを有して構成される。食付き部は、仕上げ部と同一の断面形状の加工歯が全体的に低くなるものでも良いが、加工歯の歯先側のみを斜めに切除したものでも良い。仕上げ部の後端側、すなわち転造方向において食付き部と反対側には、食付き部よりも大きな傾斜角度で低くなる逃げ部を設けることが望ましい。
【００２２】
そして、上記食付き部のうちワークに最初に接して食い込む食付き開始部分にはショットピーニング処理が施され、加工歯の歯先面の酸化膜が除去される。歯先面の酸化膜は完全に除去することが望ましいが、一部が残存していても良い。食付き開始部分は、各部の寸法誤差や転造加工機に対する組付誤差等によりばらつく可能性があるため、それ等の誤差に拘らず食付き開始部分を確実に含むようにショットピーニング処理領域を設定することが望ましい。第２発明のように、転造方向の前端から食付き部の３０〜５０％までの範囲にショットピーニング処理を施せば、通常は上記誤差に拘らず食付き開始部分を含めて酸化膜を除去することができる。酸化膜を除去する範囲が３０％よりも少ないと、食付き性の向上効果が適切に得られない可能性がある一方、５０％を超えると、酸化膜による耐焼付き性や転造加工性が阻害されて転造加工精度が損なわれる可能性がある。但し、平ダイスによっては、食付き開始部分が上記５０％までの範囲を超えた位置になる可能性もあり、第１発明の実施に際しては、例えば食付き部の５０％を超える範囲にショットピーニング処理を施して酸化膜を除去するようにしても良い。
【００２３】
第３発明では、歯底面の酸化膜の膜厚が、ショットピーニング処理が施されていない部分の膜厚に対して０．８以上の膜厚比を有するが、第１発明の実施に際しては膜厚比が０．８未満になるまでショットピーニング処理を施すことも可能である。この膜厚は、それぞれの平均膜厚で比較すれば良い。
【００２４】
第４発明では、ショットピーニング処理により加工歯の歯先面に０．０１〜０．１ｍｍの深さの多数の凹みが設けられるが、これよりも浅い凹みや深い凹みが存在していても差し支えない。多数の凹みの８０％以上が０．０１〜０．１ｍｍの範囲内の深さであることが望ましい。凹みの形状はショットの形状に応じて定まり、例えば球形のショットであれば球面状（断面円弧状）の凹みが設けられる。
【００２５】
第５発明では、８０〜２００μｍの範囲内の粒子径のアモルファス粒子を０．２〜６ＭＰａの噴射圧で噴射するが、超硬合金や鉄等のアモルファス粒子以外の材質のショットを用いてショットピーニング処理を行うこともできる。粒子径や噴射圧についても、ショットの材質や形状等に応じて適宜変更することが可能である。アモルファス粒子としては、例えば特許第４３１７９３０号に記載の合金粒子など、非結晶の種々のショットを用いることができる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例であるウォーム転造用平ダイス１０（以下、単に平ダイス１０という）を説明する概略正面図である。この平ダイス１０は、図２に示すように一対のセンタ１２により軸心まわりに回転可能に支持された円柱形状のワーク（ウォーム素材）１４の両側に互いに平行に一対配設され、上下方向へ連動して対称的に相対移動させられることにより、そのワーク１４を両側から挟圧しながら軸心まわりに回転させて、例えば図７に示すようなウォーム５０のねじ山５２を転造加工する。ウォーム５０は、多条の円筒ウォームの例である。図１、図２の矢印Ｆは、転造加工する際の移動方向である転造方向を表している。なお、図１、図２における各部の寸法や角度、寸法の比率は正確なものではなく、特に図２ではワーク１４の径寸法が平ダイス１０に比較して大きく図示されている。
【００２７】
上記平ダイス１０は、ＳＫＤ等の工具鋼にて構成されているとともに、ウォーム５０のねじ山５２を転造加工する多数の加工歯２０が設けられた転造成形面２２を備えている。図３および図４は加工歯２０の拡大断面図で、図３は図１における III−III 矢視部分すなわち仕上げ部３２における加工歯２０の断面図であり、図４は図１におけるIV−IV矢視部分すなわち食付き前側部分３４ｆにおける加工歯２０の断面図である。加工歯２０は、ウォーム５０のねじ溝に対応する断面形状の凸条で、ウォーム５０のねじ山５２のリード角に対応する傾斜角度で転造方向Ｆから傾斜するように設けられており、この加工歯２０の歯溝の部分にワーク１４が入り込むように塑性変形（メタルフロー）させられて盛り上げられることにより、目的とするウォーム５０のねじ山５２が転造加工される。本実施例では、加工歯２０の歯先面２４がワーク１４の外周面に食い込むことにより、押し退けられたワーク１４のメタルフローが加工歯２０のフランク２６に沿って流動し、歯底面２８に達するまで盛り上げられることにより、その歯底面２８に沿ってねじ山５２の山頂が成形されるトップロール転造が行われる。加工歯２０のフランク２６の傾斜角はウォーム５０のねじ山５２の圧力角に応じて定められ、本実施例では圧力角＝２０°で、フランク２６の傾斜角も約２０°とされている。
【００２８】
図１に戻って、転造成形面２２は、転造方向Ｆと平行な基準平面である底面３０と平行な平面内に加工歯２０が設けられた仕上げ部３２と、その仕上げ部３２から転造方向Ｆの前端３８へ向かうに従って底面３０側へ直線的に傾斜している食付き部３４とを備えている。また、仕上げ部３２の後端側すなわち食付き部３４と反対側には、食付き部３４よりも大きな傾斜角度で底面３０側へ傾斜している逃げ部３６が設けられている。上記食付き部３４は、前記図３および図４から明らかなように、加工歯２０が仕上げ部３２と同一の断面形状を有しており、加工歯２０がフランク２６および歯底面２８を含めて全体的に低くされている。
【００２９】
上記転造成形面２２には、イオン窒化処理により硬化層として窒化層４０が設けられているとともに、その窒化層４０の上には水蒸気酸化処理によって酸化膜４２が形成されている。これ等の窒化層４０および酸化膜４２は、加工歯２０の歯先面２４、フランク２６、および歯底面２８を含めて転造成形面２２の全面に設けられるが、図４の食付き前側部分３４ｆでは、その後に図５に示すショットピーニング処理が施されることにより、歯先面２４上の酸化膜４２が除去されている。食付き前側部分３４ｆは、転造方向Ｆにおいて前端３８から食付き部３４の３０〜５０％までの範囲で、ワーク１４に最初に接して転造加工を開始する食付き開始部分を含むように、各部の誤差等を考慮して適宜定められる。このように食付き開始部分における加工歯２０の歯先面２４の酸化膜４２が除去されることにより、加工歯２０とワーク１４との間の滑りが抑制されて転造加工が適切に開始されるようになり、転造加工精度が向上する。酸化膜４２を除去する範囲が３０％よりも少ないと、食付き開始部分が外れて食付き性の向上効果が適切に得られない可能性がある一方、５０％を超えると、酸化膜４２による耐焼付き性や転造加工性が阻害されて転造加工精度が損なわれる可能性がある。
【００３０】
上記ショットピーニング処理は、８０〜２００μｍの範囲内の粒子径の球形の金属製のショット（本実施例ではアモルファス粒子）４４を０．２〜６ＭＰａの噴射圧で転造加工面２２に対して略垂直に噴射することによって行われる。このショットピーニング処理は、少なくとも食付き前側部分３４ｆにおける歯先面２４の酸化膜４２を完全に除去できるとともに、歯底面２８に、ショットピーニング処理が施されていない部分における酸化膜４２の膜厚に対して０．８以上の膜厚比で酸化膜４２が残存するように、上記粒子径や噴射圧、処理時間等が定められる。転造成形面２２に投射されたショット４４は、自動的に回収されてショットピーニング処理に繰り返し用いられる。
【００３１】
図５の(b) に示すように、歯底面２８にはフランク２６等で跳ね返ったショット４４が比較的低速で衝突するとともに、その歯底部分にはショット４４が集まって滞留し易いため、歯底面２８の酸化膜４２は最も除去され難い。したがって、図５の(c) に示すように、歯底面２８には最も大きい膜厚で酸化膜４２が残存するとともに、フランク２６にも歯底側程大きな膜厚で酸化膜４２が残存する。このため、歯底面２８に０．８以上の膜厚比で酸化膜４２を残存させることにより、フランク２６に所定の耐焼付き性および転造加工性を確保できる膜厚の酸化膜４２を残存させることができる。食付き前側部分３４ｆでは、ワーク１４の塑性変形によるメタルフローが加工歯２０の歯底部分まで達することは無いが、フランク２６に所定の膜厚の酸化膜４２が残存することで、耐焼付き性および転造加工性を適切に確保できる。
【００３２】
また、このようにショットピーニング処理が施されると、食付き前側部分３４ｆにおける加工歯２０の歯先面２４の酸化膜４２は完全に除去されるとともに、図４に併せて示した部分拡大図から明らかなように、その歯先面２４にはショットピーニング処理によって多数の凹み４６が形成される。この凹み４６の深さは０．０１〜０．１ｍｍ程度、すなわち多数の凹み４６の８０％以上が、０．０１〜０．１ｍｍの範囲内の深さであり、これらの凹み４６にワーク１４が食い込むことにより、転造加工開始時のワーク１４の滑りが一層確実に防止される。
【００３３】
このように、本実施例の平ダイス１０においては、窒化層４０および酸化膜４２が設けられた転造成形面２２のうち、転造加工が開始される食付き開始部分を含む食付き前側部分３４ｆにショットピーニング処理が施され、加工歯２０の歯先面２４の酸化膜４２が除去されているため、転造加工の開始時に加工歯２０がワーク１４に食い込み易くなり、転造圧力を抑制しつつ食付き性を向上させることができる。これにより、ワーク１４の滑りが抑制されるとともに、食付き前側部分３４ｆ以外は酸化膜４２がそのまま残存しており、その酸化膜４２による耐焼付き性および転造加工性が維持されるため、優れた転造加工精度が得られる。また、転造圧力を低減できることで工具の耐久性が向上する。
【００３４】
一方、上記酸化膜４２はショットピーニング処理によって除去されているため、研磨で除去したり、酸化処理の際にマスキングしたりする場合に比較して、簡便で且つ安価に酸化膜４２を除去できる。また、加工歯２０のフランク２６は、ウォーム５０のねじ山５２の圧力角に対応して比較的急斜面とされており、本実施例では傾斜角が約２０°であるため、そのフランク２６に対するショット４４の投射角度が小さくなって酸化膜４２の除去性能が低くなる。このため、ショットピーニング処理により歯先面２４の酸化膜４２を除去しつつフランク２６の酸化膜４２を残存させることが可能で、その酸化膜４２による耐焼付き性および転造加工性を適切に確保できる。
【００３５】
また、ショットピーニング処理が施される食付き前側部分３４ｆは、食付き部３４のうち前端３８から３０〜５０％までの範囲であり、その部分の加工歯２０の歯先面２４の酸化膜４２が除去されるため、各部の寸法誤差や組付誤差に拘らず食付き開始部分がその食付き前側部分３４に含まれる。これにより、その食付き開始部分における加工歯２０の歯先面２４の酸化膜４２を確実に除去して食付き性を向上させつつ、それ以外の部分の酸化膜４２を残存させて耐焼付き性および転造加工性を適切に確保できる。
【００３６】
また、ショットピーニング処理が施された食付き前側部分３４ｆの加工歯２０の歯底面２８およびフランク２６には酸化膜４２が残存しているとともに、歯底面２８の酸化膜４２は、ショットピーニング処理が施されていない部分との膜厚比が０．８以上の膜厚を有するため、その酸化膜４２によって耐焼付き性および転造加工性が適切に確保される。食付き前側部分３４ｆでは、ワーク１４のメタルフローが加工歯２０の歯底部分まで達することは無いが、フランク２６に所定の膜厚の酸化膜４２が残存することで、耐焼付き性および転造加工性を適切に確保できる。
【００３７】
また、ショットピーニング処理で酸化膜４２が除去された加工歯２０の歯先面２４には、０．０１〜０．１ｍｍの深さで多数の凹み４６が設けられているため、この凹み４６にワーク１４が食い込むことで加工歯２０とワーク１４との滑りが一層適切に抑制され、ウォーム５０のねじ山５２を更に高い精度で転造加工することができる。
【００３８】
また、本実施例ではショットピーニング処理を行う際のショット４４として、８０〜２００μｍの範囲内の粒子径のアモルファス粒子が用いられ、０．２〜６ＭＰａの噴射圧で転造加工面２２に対して略垂直に噴射されるため、加工歯２０の歯先面２４の酸化膜４２を適切に除去することができる。加えて、アモルファス粒子は高硬度で且つ欠け難いため、そのショット４４を回収して繰り返し用いてショットピーニング処理を行う場合でも粒子径の変化が抑制され、酸化膜４２の除去性能が長期間に亘って略一定に維持されることにより、フランク２６に所定膜厚の酸化膜４２を残存させたり歯先面２４に所定の凹み４６を設けたりすることを含めて安定したダイス品質が得られる。
【００３９】
ここで、ショットピーニング処理により食付き前側部分３４ｆの酸化膜４２を除去した本発明品（平ダイス１０）と、このようなショットピーニング処理が行われず、食付き前側部分３４ｆを含めて転造成形面２２の全域に酸化膜４２が設けられている従来品とを用いて、以下の加工条件で耐久性試験を行ったところ、図６に示す結果が得られた。ウォーム諸元の「φ」は呼び、「Ｚ」はウォーム５０と噛み合うウォームホイールの歯数、「ｍ」はモジュール、「ＰＡ」は圧力角である。平ダイス１０のサイズの「Ｗ」は幅、「Ｔ」は高さ、「Ｌ」は全長である。ワーク１４の「Ｓ２５Ｃ」は、ＪＩＳに規定の機械構造用炭素鋼の種類の記号で、「ＨＲＢ」はＪＩＳに規定のロックウェル硬さの硬さ記号である。また、耐久性の寿命判定は、転造されたウォーム５０のねじ山５２が寸法許容差を超えるゲージアウトか否かで判定した。
（加工条件）
ウォーム諸元：φ１３．４×Ｚ２５×ｍ０．５×ＰＡ２０°
平ダイス１０のサイズ：Ｗ２５ｍｍ×Ｔ４０ｍｍ×Ｌ４００ｍｍ
食付き部３４の長さ：１６５ｍｍ
食付き前側部分３４ｆの長さ：６３ｍｍ（３８％）
ワーク１４：Ｓ２５Ｃ（８０ＨＲＢ）
【００４０】
図６の試験結果から明らかなように、本発明品によれば従来品に比較して約１．５倍の耐久性が得られた。また、工具寿命とは別に、転造したウォーム５０のねじピッチ精度を調べたところ、従来品は±１０％程度であったのに対して本発明品は±８％程度であり、転造加工精度も向上した。
【００４１】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０：ウォーム転造用平ダイス    ２０：加工歯    ２２：転造成形面    ２４：歯先面    ２６：フランク    ２８：歯底面    ３４：食付き部    ３４ｆ：食付き前側部分（食付き開始部分）    ３８：前端    ４２：酸化膜    ４４：ショット（アモルファス粒子）    ４６：凹み    ５０：ウォーム    ５２：ねじ山    Ｆ：転造方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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