セミドライ転造加工方法及び装置

【課題】ねじ等を加工する平転造加工法においても、小径スプライン、歯車と同様に、湿式の油性、水溶性クーラントを使用しない、油性の場合のような後工程での洗浄を必要としない平転造加工法及び転造加工装置を提供。
【解決手段】被加工物１３と噛み合う平ダイス１，２に向けて、ミスト用ノズル１０，１１を各々設置し、左側平ダイス用ミストノズル１０のミスト吹き出し口は長穴形状とし、左側平ダイス歯面８の幅全域にわたって、被加工物１３のねじ加工用の歯みぞに沿ってミストが吹き付けられるよう配置し、同様に右側平ダイス用ミストノズル１１のミスト吹き出し口も長穴形状とし、右側平ダイス歯面９の幅全域にわたって、被加工物１３のねじ加工用の歯みぞに沿ってミストが吹き付けられるよう配置した。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に関する技術分野】本発明はねじ等を加工する平転造におけるセミドライ（微量ミスト）転造加工法とその装置に関する。
【０００２】
【従来技術】従来の平転造加工法は、例えば図４のような湿式方式であった。クーラントノズル６は被加工物の上部からクーラント７を被加工物３に直接かけており、クーラント７は平ダイス歯１２，１３と被加工物３との間に浸透して油膜を形成する。かかる従来の平転造加工法では、クーラントノズル６は被加工物３の方向を向いているため、平ダイス１，２の戻し時には平ダイス歯１２，１３にクーラント７がかかりにくい。当然平ダイス歯面には汚泥状の加工屑（例えば図１（ｂ）２０）が残り、次の被加工物３を加工する時に平ダイス歯１２，１３と被加工物３の間に加工屑が入り込み平ダイス歯１２，１３の寿命を短くしていた。また、従来の平転造加工法では、使用されるクーラントは油性が大部分であった。従来の湿式加工でも加工屑を除去するため、平ダイス戻し時にエアブローを行うことができるが、平ダイス歯面に付着したクーラントがミストとなり、作業環境を悪化させることとなった。また、湿式の油性、水溶性クーラントでは、高圧のエアブローにしないと加工屑を除去できないし、高圧にするとクーラントの飛散を防ぐカバーやダスト吸引装置を必要としコスト高となった。最近は油性クーラントに代わり水溶性クーラントを使用する例もある。しかし、湿式の油性、水溶性クーラントでは、油性の場合は後工程にて加工物の洗浄が必要であり、水溶性クーラントの場合はスライドの潤滑油と混ざると変質し腐敗する問題があり、どちらにしても地球環境に悪い影響を及ぼしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ねじ等を加工する平転造加工法においても、小径スプライン、歯車と同様に、湿式の油性、水溶性クーラントを使用しない、油性の場合のような後工程での洗浄を必要としない平転造加工法及び転造加工装置を提供することにある。好ましくは、水溶性クーラントの場合のようなスライド潤滑油と混ざると変質し、腐敗する問題がなく、大きいクーラントタンクを必要としない、地球環境に優しい平転造加工法及び転造加工装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を達成するための手段】本発明は、平ダイスによりねじなどを加工する転造加工法において、ミスト吹き出し口を平ダイスの幅全域にわたって、被加工物と噛み合う前の平ダイスのねじ加工用溝に沿ってミストが吹き付けられるよう配置した少なくとも１個のミスト用ノズルを介して、該歯みぞの一方または双方に微量のミストをかけて転造するようにし、前記課題を解決した。
【０００５】かかる構成により、ねじ等を加工する平転造加工法においても、小径スプライン、歯車と同様に、湿式の油性、水溶性クーラントを使用しない、油性の場合のような後工程での洗浄を必要としない平転造加工法及び転造加工装置を提供するものとなった。
【０００６】
【発明の実施の形態】［実施例１］本発明の実施例について図１を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態のセミドライ転造加工装置の要部概略斜視図であり、（ｂ）は図１（ａ）のワークと噛み合う前の左側平ダイス１の歯みぞ８の部分拡大図を示す。ねじのセミドライ転造加工を行うため、ねじ等が加工される被加工物素材３と噛み合う平ダイス１，２に向けて、ミスト用ノズル１０，１１を各々設置している。左側平ダイス用ミストノズル１０のミスト吹き出し口は長穴形状とし、左側平ダイス歯面８の幅全域にわたって、被加工物１３のねじ加工用の歯みぞに沿ってミストが吹き付けられるよう配置し、同様に右側平ダイス用ミストノズル１１のミスト吹き出し口も長穴形状とし、右側平ダイス歯面９の幅全域にわたって、被加工物１３のねじ加工用の歯みぞに沿ってミストが吹き付けられるよう配置した。
【０００７】転造加工を開始すると、ヘッドストックセンタ５とテールストックセンタ４に支えられた被加工物１３は、図示しない転造盤駆動装置により、左側ラック１が下方向へ、右側ラック２が上方向へ移動し、被加工物１３に転造加工によりねじが加工されるが、このとき、ワークである被加工物１３と噛み合う前の平ダイス１，２の歯みぞ８，９に、微量ミストがミスト用ノズル１０，１１を介してかけられる。微量ミストは潤滑剤となり平ダイス歯面８，９と被加工物１３の間に浸透して油膜を形成する。図１の例では微量ミストは、１ノズル当たり５〜１０ｃｃ／ｈ程度とした。転造加工により、ラック歯面８，９には、汚泥状の加工屑２０（図１（ｂ））が残るが、次回の加工時に平ダイス１、２が被加工物１３を加工する手前位置にミスト用ノズル１０、１１を配置しているので、ノズルから吹き出される微量ミストのエアー圧により汚泥状の加工屑２０は転造前に吹き飛ばされる。これにより、転造加工の際、平ダイス１，２と被加工物１３の間に加工屑２０は入り込まず、良好な潤滑状態が得られるとともに、ラックは面に傷を付けることがなく、平ダイス１，２の寿命は良好なものとなる。
【０００８】本出願人は、小径スプライン、歯車等の転造加工において従来技術の問題点を解決する方法として、出願中で未公開の平成11年特許出願第174823号でセミドライ転造加工法を提案した。この方法によると、平ダイスの歯みぞとほぼ平行に最低１個のミストノズルを配置することで、平ダイス歯面に沿ってミストが平ダイス歯の幅全域に吹き付けられ、平ダイス歯面の転造屑を除去するとともに、油膜を形成することができるというものである。しかし、ねじ等の被加工物の転造加工においては、平ダイスの歯みぞの方向が小径スプライン、歯車等と異なり、平ダイスの進行方向に対して平行に近い角度となっている。このため、小径スプライン、歯車等と同様のミストのかけ方で平ダイス歯幅全域の転造屑を吹き飛ばすことは難しく、ねじ等のセミドライ転造加工で平ダイス寿命を短くする原因となっていたが、本発明はこれらの課題を解決したものとなった。
【０００９】［実施例２］本発明の別の実施例について図２を参照して説明する。実施例１と同様に、ねじのセミドライ転造加工を行うため、ねじ等が加工される素材である被加工物１３と噛み合う平ダイス１，２に向けて、ミスト用ノズル１０，１１を各々設置している。ミスト用ノズルは、複数のミスト吹き出し口１２，１３'を有し、ミスト吹き出し口１２，１３'は、平ダイスの幅全域にわたって、被加工物と噛み合う前の平ダイスのねじ加工用溝に沿ってミストが吹き付けられるようにした。ミスト吹き出し口は、対象の被加工物の幅寸法に合わせて穴径、穴間隔を適切に設定すればよい。このとき、吹き出し口２２，２３の穴の角度は図３（ａ）のように平ダイス１，２に吹き付けたミストが被加工物１３と逆方向に流れるようにすれば、吹き飛ばされた加工屑が転造加工部位にかみこむことはない。さらに、加工屑が問題となる場合は、吹き出し口３２，３３の穴の角度は図３（ｂ）のように、転造直前の平ダイス１，２にミストを吹き付けると同時に、反対側の平ダイスの、転造直後の部位にもミストを吹き付けると良い。また、潤滑性をさらに向上したい場合は、吹き出し口４２，４３の穴の角度は図３（ｃ）のように被加工物１３にもミストがかかるようにすると良い。
【００１０】
【発明の効果】このような構成のセミドライ転造加工装置により、平ダイスの歯みぞに微量ミストをかけることにより、微量ミストは潤滑剤となり平ダイス歯面と被加工物の間に浸透して油膜を形成するとともに、平ダイスの歯面に付着した汚泥状の加工屑を吹き飛ばすことができ、被加工物と平ダイスの歯面間の摩擦を軽減し、また、加工屑により平ダイス歯面を傷付けることもないので、平ダイスの寿命を、湿式の油性、水溶性クーラントを使用する場合と同等に保つものとなり、かつ、油性の場合のような後工程での被加工物の洗浄を必要とせず、水溶性クーラントの場合のようなスライドの潤滑油と混ざって変質し腐敗する問題が無く、また、大きいクーラント装置を必要としない、地球環境に優しい平転造加工法及び装置を提供するものとなった。
【００１１】好ましくは、ミスト用ノズルに加圧空気を加え、転造で発生し、歯面に付着する転造屑をよりよく取り去るようにしても良い。また、複数のミスト吹き出し口を、平ダイスの幅全域にわたってミストが吹き付けられるよう配置することで、歯面に付着する転造屑をよりよく取り去るようにしても良い。また、複数のミスト吹き出し口を、平ダイスの幅全域にわたって、転造前の平ダイスと転造後の平ダイスの両方にミストが吹き付けられるよう配置することで、歯面に付着する転造屑をよりよく取り去るようにしても良い。また、それに加え、被加工物にミストが吹き付けられるようミスト吹き出し口を配置し、平ダイスと被加工物の間の油膜形成をより安定したものにしても良い。さらに、ミストに使用する油種は、植物油や合成油で生分解性が高い油種を使用することで、人体に害のないものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態のセミドライ転造加工装置の要部概略斜視図であり、（ｂ）は図１（ａ）のワークと噛み合う前の左側平ダイス１の歯みぞ８の部分拡大図を示す。
【図２】本発明の別の実施の形態のセミドライ転造加工装置の要部概略斜視図である。
【図３】（ａ）は平ダイスに吹き付けたミストが被加工物と逆方向に流れるようなミスト吹き出し口２２，２３の穴の角度を設けたさらに別の実施の形態のセミドライ転造加工装置の要部概略斜視図例、（ｂ）は吹き出し口３２，３３の穴の角度は反対側の平ダイスの、転造直後の部位にもミストを吹き付けるようにした他の実施の形態のセミドライ転造加工装置の要部概略斜視図例を、（ｃ）は吹き出し口４２，４３の穴の角度は転造直前の平ダイスにミストを吹き付けるようにした他の実施の形態のセミドライ転造加工装置の要部概略斜視図例を示す。
【図４】従来の湿式転造加工装置の要部概略斜視図である。
【符号の説明】
１、２・・平ダイス８、９・・平ダイス歯
１０、１１・・ミスト用ノズル１３・・被加工物

【特許請求の範囲】
【請求項１】平ダイスによりねじ等を加工する転造加工法において、ミスト吹き出し口を平ダイスの幅全域にわたって、被加工物と噛み合う前の平ダイスのねじ加工用溝に沿ってミストが吹き付けられるよう配置した少なくとも１個のミスト用ノズルを介して、該歯みぞの一方または双方に微量のミストをかけて転造することを特徴とするセミドライ転造加工法。
【請求項２】前記ミスト用ノズルに加圧空気を加え、転造で発生する前記転造平ダイスの歯面に付着する加工屑をよりよく取り去るようにしたことを特徴とする請求項１に記載のセミドライ転造加工法。
【請求項３】前記ミストに使用する油種は、植物油や合成油で生物分解性が高い油種を使用することを特徴とする請求項２記載のセミドライ転造加工法。
【請求項４】平ダイスによりねじ等を転造加工する平転造装置において、被加工物の上部および下部に、各々ミスト用ノズルを設け、該ミスト用ノズルは、各々少なくとも１カ所のミスト取り入れ口と、複数のミスト吹き出し口を有し、ミスト吹き出し口は、平ダイスの幅全域にわたって、被加工物と噛み合う前の平ダイスのねじ加工用溝に沿ってミストが吹き付けられるよう配置されたことを特徴とするセミドライ転造加工装置。
【請求項５】平ダイスによりねじ等を転造加工する平転造装置において、被加工物の上部および下部に、各々ミスト用ノズルを設け、該ミスト用ノズルは、各々少なくとも１カ所のミスト取り入れ口と、複数のミスト吹き出し口を有し、一部のミスト吹き出し口は、平ダイスの幅全域にわたって、被加工物と噛み合う前の平ダイスのねじ加工用溝に沿ってミストが吹き付けられるよう配置され、別のミスト吹き出し口は、平ダイスの幅全域にわたって、被加工物と噛み合い転造加工した後の平ダイスのねじ加工用溝に沿ってミストが吹き付けられるよう配置されたことを特徴とするセミドライ転造加工装置。
【請求項６】平ダイスによりねじ等を転造加工する平転造装置において、被加工物の上部および下部に、各々ミスト用ノズルを設け、該ミスト用ノズルは、各々少なくとも１カ所のミスト取り入れ口と、複数のミスト吹き出し口を有し、一部のミスト吹き出し口は、平ダイスの幅全域にわたって、被加工物と噛み合う前の平ダイスのねじ加工用溝に沿ってミストが吹き付けられるよう配置され、別のミスト吹き出し口は、平ダイスの幅全域にわたって、被加工物と噛み合い転造加工した後の平ダイスのねじ加工用溝に沿ってミストが吹き付けられ、さらに、別のミスト吹き出し口は、被加工物にミストが吹き付けられるよう配置されたことを特徴とするセミドライ転造加工装置。

【図１】