(57)【要約】【課題】外周面にねじ山を有する可動丸ダイスの長寿命化を図ることが可能な転造加工方法を提供する。【解決手段】本発明は、外周面にねじ山２２を有する回転可能な一対の丸ダイスを備え、一対の丸ダイスのうち少なくとも一方が被加工物に対する位置が可変な可動丸ダイスである転造加工装置を用い、被加工物に対して可動丸ダイスを回転させながら押し付けることにより、被加工物に対して転造加工を行う転造加工方法に関する。可動丸ダイスにおいて、ねじ山の一部２２Ｘの頂部２３Ｘの曲率半径をねじ山の他部２２Ｙの頂部２３Ｙの曲率半径よりも相対的に大きくし、頂部の曲率半径が相対的に大きいねじ山の一部２２Ｘを、被加工物３０に対して最初に接触させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にねじ山を有する回転可能な一対の丸ダイスを備え、当該一対の丸ダイスのうち少なくとも一方が被加工物に対する位置が可変な可動丸ダイスである転造加工装置を用い、前記被加工物に対して前記可動丸ダイスを回転させながら押し付けることにより、前記被加工物に対して転造加工を行う転造加工方法であって、
前記可動丸ダイスにおいて、前記ねじ山の一部の頂部の曲率半径を前記ねじ山の他部の頂部の曲率半径よりも相対的に大きくし、
前記頂部の曲率半径が相対的に大きい前記ねじ山の一部を、前記被加工物に対して最初に接触させる、
転造加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転造加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転造による加工は切削および研削による加工に比べて、（１）加工時間が短い、（２）材料を節約できる、（３）製品精度が高く仕上がりが美しい、（４）仕上がり寸法の均一性が高い、（５）引張強度および表面硬度等の機械的性質が向上する等の利点を有する。
転造加工方法は、平ダイスを用いる方法（平ダイス式転造加工方法）と丸ダイスを用いる方法（丸ダイス式転造加工方法）とに大別される。
丸ダイス式転造加工方法によれば、平ダイス式転造加工方法よりも高精度の転造加工が可能であり、ボルト等のねじ山を有する製品の加工等に利用されている。
【０００３】
丸ダイス式転造加工方法では、丸ダイスと呼ばれる回転可能な一対の略円筒状の成形工具が用いられる。通常、一対の丸ダイスのうち、一方の丸ダイスは位置が固定される固定丸ダイスであり、他方の丸ダイスは固定丸ダイスに対する位置が可変な可動丸ダイスである。
充分に互いに離間した状態で上記一対の丸ダイスを同一方向に回転させ、固定丸ダイスの外周面上に略円柱状または略円筒状等の被加工物（ワーク）を配置し、可動丸ダイスを回転させながらこれを被加工物（ワーク）に押し付ける。これら一連の操作によって、一対の丸ダイスで被加工物（ワーク）を挟み込み、被加工物（ワーク）に対して転造加工を行う。
なお、上記一対の丸ダイスをいずれも可動丸ダイスとする方法もある。
従来一般的な丸ダイス式転造加工方法については、特許文献１の「従来の技術」の項を参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2000-051983号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
外周面にねじ山を有する一対の丸ダイスを用いることで、被加工物（ワーク）にねじ山を転造することができる。この場合、可動丸ダイスにおいて、被加工物（ワーク）に最初に接触する部分（接触開始部分）に最も大きな負荷がかかり、この部分のねじ山は他の部分のねじ山よりも欠けが生じやすく寿命が短くなる傾向がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、外周面にねじ山を有する可動丸ダイスの長寿命化を図ることが可能な転造加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の転造加工方法は、
外周面にねじ山を有する回転可能な一対の丸ダイスを備え、当該一対の丸ダイスのうち少なくとも一方が被加工物に対する位置が可変な可動丸ダイスである転造加工装置を用い、前記被加工物に対して前記可動丸ダイスを回転させながら押し付けることにより、前記被加工物に対して転造加工を行う転造加工方法であって、
前記可動丸ダイスにおいて、前記ねじ山の一部の頂部の曲率半径を前記ねじ山の他部の頂部の曲率半径よりも相対的に大きくし、
前記頂部の曲率半径が相対的に大きい前記ねじ山の一部を、前記被加工物に対して最初に接触させるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、外周面にねじ山を有する可動丸ダイスの長寿命化を図ることが可能な転造加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明に係る一実施形態の転造加工方法の工程図（模式側面図）である。
【図１Ｂ】本発明に係る一実施形態の転造加工方法の工程図（模式側面図）である。
【図２】可動丸ダイスの外周面の一部の部分拡大図（上図）、および、可動丸ダイスの外周面の他部の部分拡大図（下図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、外周面にねじ山を有する回転可能な一対の丸ダイスを備え、これら一対の丸ダイスのうち少なくとも一方が被加工物（ワーク）に対する位置が可変な可動丸ダイスである転造加工装置を用い、被加工物（ワーク）に対して可動丸ダイスを回転させながら押し付けることにより、被加工物（ワーク）に対して転造加工を行う転造加工方法に関する。
【００１１】
被加工物（ワーク）は、少なくとも転造加工される部分の断面外形状が略円形状である部材である。被加工物（ワーク）はたとえば、少なくとも転造加工される部分が略円柱状または略円筒状の部材である。
被加工物（ワーク）の材質は特に制限されず、低炭素鋼、合金鋼、アルミ合金、および銅合金等の金属が挙げられる。
【００１２】
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の転造加工方法について説明する。
【００１３】
図１Ａおよび図１Ｂは、本実施形態の転造加工方法の各工程を示す模式側面図である。図１Ａは可動丸ダイス２０を被加工物（ワーク）３０に接触させる前の状態を示し、図１Ｂは可動丸ダイス２０を被加工物（ワーク）３０に接触させた後の状態を示している。
【００１４】
図２は、可動丸ダイス２０の外周面２１の一部２１Ｘの部分拡大図（上図）、および、可動丸ダイス２０の外周面２１の他部２１Ｙの部分拡大図（下図）である。図２の上図は、可動丸ダイス２０が図１Ｂに示す状態にあるときの被加工物（ワーク）３０に対する接触部分の拡大図である。図２の下図は、可動丸ダイス２０が図１Ａに示す状態にあるときの被加工物（ワーク）３０に対する接触部分の拡大図である。
図２Ａの上図および下図においては、図示上側が被加工物（ワーク）３０側である。また、図２Ａの上図および下図における図示左右方向が図１Ａおよび図１Ｂの図示奥行き方向である。
【００１５】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、転造加工装置１は、一対の丸ダイス１０、２０を備える。これら一対の丸ダイス１０、２０は、回転可能な略円筒状の成形工具である。これら一対の丸ダイス１０、２０の中空部にはそれぞれ、回転軸部材５１、５２が挿入されている。転造加工装置１には、回転軸部材５１、５２を回転駆動するモータ等の公知の回転駆動手段が設けられている（図示略）。
【００１６】
本実施形態において、上記一対の丸ダイス１０、２０のうち、一方の丸ダイス１０は位置が固定された固定丸ダイスであり、他方の丸ダイス２０は固定丸ダイス１０に対する位置が可変な可動丸ダイスである。
転造加工装置１には、可動丸ダイス２０を移動させる公知の移動手段が設けられている（図示略）。
【００１７】
固定丸ダイス１０と可動丸ダイス２０の回転駆動（回転開始と回転終了のタイミング、および回転速度等）、および、可動丸ダイス２０の移動（移動開始と移動終了のタイミング、移動方向、および移動速度等）は、公知の制御方法により制御される。
【００１８】
はじめに図１Ａに示すように、充分に離間した状態で上記一対の丸ダイス１０、２０を同一方向に回転させ（図中、丸ダイス内に回転方向を矢印で示してある（図示例では反時計回り方向）。）、固定丸ダイス１０の外周面に当接するように被加工物（ワーク）３０を配置する。被加工物（ワーク）３０は、レストと呼ばれる受台（図示略）上に配置される。
【００１９】
次に図１Ｂに示すように、可動丸ダイス２０を回転させながら固定丸ダイス１０側に平行移動させ（図示例では左方向）、これを被加工物（ワーク）３０に押し付ける。
上記の一連の操作によって、一対の丸ダイス１０、２０で被加工物（ワーク）３０を挟み込み、被加工物（ワーク）３０に対して転造加工を行う。
図示するように、被加工物（ワーク）３０の回転方向は、一対の丸ダイス１０、２０の回転方向の逆方向である。
【００２０】
固定丸ダイス１０は、外周面１１にねじ山（ねじ状の凸部）（図示略）を有する。
可動丸ダイス２０はその外周面２１にねじ山（ねじ状の凸部）２２を有する（図２を参照）。
図１Ａおよび図１Ｂにおいて、固定丸ダイス１０および可動丸ダイス２０のねじ山は、公知の丸ダイスと同様、図示手前から図示奥行きに向けてらせん状に形成されている。
【００２１】
図１Ａ、図１Ｂ、および図２に示すように、可動丸ダイス２０において、外周面２１の一部２１Ｘに形成されたねじ山２２の一部２２Ｘは、曲率半径Ｒが相対的に大きい頂部２３Ｘを有し、外周面２１の他部２１Ｙに形成されたねじ山２２の他部２２Ｙは、曲率半径Ｒが相対的に小さい頂部２３Ｙを有する。
図１Ａおよび図１Ｂにおいて、外周面２１の一部２１Ｘは破線円で囲まれる領域であり、外周面２１の他部２１Ｙは外周面２１の残りの領域（一部２１Ｘを除いた領域）である。
【００２２】
上記したように、可動丸ダイス２０は、ねじ山２２の一部２２Ｘの頂部２３Ｘの曲率半径Ｒをねじ山２２の他部２２Ｙの頂部２３Ｙの曲率半径Ｒよりも相対的に大きく設計する。
ねじ山２２の一部２２Ｘの頂部２３Ｘの曲率半径ＲをＲ１とし、ねじ山２２の他部２２Ｙの頂部２３Ｙの曲率半径ＲをＲ２とすれば、Ｒ１＞Ｒ２である。
可動丸ダイス２０のねじ山は、被加工物（ワーク）３０にねじ谷を形成する。被加工物（ワーク）３０に形成するねじ谷の曲率半径ＲをＲ３とする。ねじ山２２の他部２２Ｙの頂部２３Ｙの曲率半径Ｒ２は、被加工物（ワーク）３０に形成するねじ谷の曲率半径Ｒ３に一致させることが好ましい。
すなわち、Ｒ１＞Ｒ２＝Ｒ３であることが好ましい。
【００２３】
本実施形態においては、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、頂部の曲率半径Ｒが相対的に大きいねじ山２２の一部２２Ｘを被加工物（ワーク）３０に対して最初に接触する部分（接触開始部分）とする。
ＮＣ（Numerical Control）制御等の公知の制御を採用し、頂部の曲率半径Ｒが相対的に大きいねじ山２２の一部２２Ｘの位置に応じて、可動丸ダイス２０の前進速度および回転速度を制御することで、被加工物（ワーク）３０に対して最初に接触させる部分を頂部の曲率半径Ｒが相対的に大きいねじ山２２の一部２２Ｘに制御することができる。
【００２４】
従来は、可動丸ダイスのねじ山の頂部の曲率半径は均一である。この場合、可動丸ダイスにおいて、被加工物（ワーク）に最初に接触する部分（接触開始部分）に最も大きな負荷がかかり、この部分のねじ山は他の部分のねじ山よりも欠けが生じやすく寿命が短くなる傾向がある。
【００２５】
本実施形態では、被加工物（ワーク）３０に対する接触開始部分のねじ山２２の一部２２Ｘの頂部２３Ｘの曲率半径Ｒ１を他部２２Ｙの頂部２３Ｙの曲率半径Ｒ２よりも相対的に大きくしている。この場合、被加工物（ワーク）３０に対して最初に接触する可動丸ダイス２０の接触面積を相対的に大きくできる。その結果、可動丸ダイス２０において、被加工物（ワーク）３０に対する接触開始部分にかかる負荷を低減でき、この部分のねじ山２２の欠けを抑制し、その長寿命化を図ることができる。
【００２６】
上記したように、本実施形態において、ねじ山２２の一部２２Ｘの頂部２３Ｘの曲率半径ＲをＲ１とし、ねじ山２２の他部２２Ｙの頂部２３Ｙの曲率半径ＲをＲ２とすれば、Ｒ１＞Ｒ２である。すなわち、Ｒ１／Ｒ２＞１である。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、外周面２１にねじ山２２を有する可動丸ダイス２０の長寿命化を図ることが可能な転造加工方法を提供することができる。
【００２８】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、適宜設計変更が可能である。
上記実施形態では、一対の丸ダイス１０、２０のうち一方を固定とし他方を可動としたが、一対の丸ダイス１０、２０の双方を可動としても構わない。この場合、一対の丸ダイス１０、２０の双方について、被加工物（ワーク）３０に対して最初に接触するねじ山２２の一部２２Ｘの頂部２３Ｘの曲率半径Ｒを他部２２Ｙの頂部２３Ｙの曲率半径Ｒよりも相対的に大きくするようにすればよい。
【符号の説明】
【００２９】
１  転造加工装置
１０  固定丸ダイス
２０  可動丸ダイス
２１  外周面
２１Ｘ  外周面の一部
２１Ｙ  外周面の他部
２２  ねじ山
２２Ｘ  ねじ山の一部
２２Ｙ  ねじ山の他部
２３Ｘ、２３Ｙ  頂部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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