JPS62114818A - ねじの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ねじ溝を切削加工し、その後ねじ表面を圧縮
平滑してねじを製造する方法およびそのための装置に関
する。

（従来の技術及び問題点） この種のねじの製造方法は既にドイツ連邦共和国特許第
８５４２９１号公報で知られている。かかる方法による
ならば、ねじ表面は圧縮研磨で平滑にされ、精確に寸法
づけられる。しかし、圧縮研磨およびそのための工具で
、どのように実施されるかについては、上述した公報に
は記載されていない。

他の、表面を平滑する場合と同様に、ロール工具も利用
できる。

多くの場合、かかる工具は寸法が大きく、特に小さなね
じの場合には困難を伴う。小さなねじを圧縮平滑する場
合、大きなワークの場合と同様に同じ大きさの面圧を与
えねばならないので、ロール装置が複雑な構造をなす場
合は、通常所望の表面品質を得られない。精密な寸法で
表面品質の優れたねじは、特に回転運動を直線運動に変
換するか、あるいはその逆に変換するねじ伝動装置が必
要である。かかる用途のねじにあっては、厳しい条件の
もとでも、例えば大きな半径方向荷重のもとで、あるい
は相対して傾動される状態においてでも、正常な運転状
態が求められる。これらの場合、大きな付着性摩擦ある
いは不連続性摩擦は決して生じてはならない。

（問題点を解決するための手段、作用及び効果）本発明
の目的は、冒頭に述べた形式のねじを、安価でかつ精密
そしてで平滑なねじ表面をもったねじを製造する方法お
よびそのための装置を提供することにある。

本発明によればこの目的の達成のための、製造方法に関
しては、 切削加工でねじ寸法における荒い表面構造を形成し、圧
縮平滑の際、山部（尖頭端）の占める面積が圧縮処理さ
れた面積全体の３０〜８０％になるまで塑性範囲で上記
表面構造を圧縮平滑することによって構成される。

また、そのための装置としては、 加工すべきねじワークに相応した圧縮平滑工具は、ねじ
溝に対してほぼ横に延び且つこの工具を加工終了範囲と
加工開始範囲に分割する分割溝を備え、 加工開始範囲は、切削加工されたねじ溝の寸法に相応し
、 加工終了範囲は、ねじの設定寸法に相応した寸法を有し
、 これらの両寸法間に連続した移行部が設けられている、 ことによって構成される。

本発明にあって、先ずタップやダイスなどで公知のよう
にねじを切削加工する場合、意識的な粗雑の、即ち荒い
表面組織が形成される。これは特に、タップの刃先が普
通の鋭角な形態に比べて大きな角度で切削される場合に
得られる。別の方式としては、幾分もろい組織を得るた
めに、あるいは粗い！ＩＪ１ｗｉの合金材料を使用する
ために、ワークを予め所定の硬化処理を施すこともよい
。いずれの場合も、ねじの切削後に、非常にとがった微
視的構造をした表面は、切削運動によっても条溝状の特
性を有することになる。その組織は谷部が隣接して盛り
上がった尖鋭な山部を形成している。

次の加工工程において、圧縮平滑が塑性範囲にて行われ
る。その場合、意識的に表面の圧縮（緻密）化を防止し
て、最大でも山部の材料体積が谷部の中に収容できる程
度に変形されることが重要である。いずれの場合でもほ
とんど組織の圧縮化なしに専ら材料が塑性変形すること
を保証するために、本発明に基づいて表面の圧縮平滑は
一部だけで行われ、圧縮平滑された山部についての面積
は、圧縮処理された全面積の８０％に達し、残り２０％
は谷部の面積部分となる。その場合、圧縮平滑された部
分面はねじの支持滑り面を形成し、その滑り面は優れた
表面品質を有し、単なる塑性変形にもかかわらず精密な
寸法をしている。

これに対して、仮にさらに強い圧縮処理が行われたとす
ると、谷部が材料を収容する限界を超えてしまい、すな
わち１００％の限界を超えた場合、材料全体は圧縮され
てしまう。その場合工具によって非常に大きな圧力をね
じの表面に作用させる必要がある。ワークの材料に応じ
てこの圧力は、本発明に基づく圧縮化のない塑性変形に
対して必要とされる圧縮力の数倍まで上昇する。

上述した本発明の工程“圧縮平滑”は、例えばロール工
具によって行われる。このロール工具は塑性範囲におけ
る変形に必要な力が小さいので、僅かな安定条件を満足
するだけで済み、それによって単純で小さく作れる。

本発明の別の特徴に基づくならば、ねじフランク面は、
ねじ頂上面への移行範囲まで圧縮平滑されるとすること
ができる。その場合特殊なねじ、例えば台形ねじの場合
、支持作用を持たない移行範囲は圧縮平滑されない。こ
れによってねじの全形状にわたって、圧縮平滑された３
つの別々の範囲、すなわち両側のねじフランク面と頂上
面が生ずる。この分割は圧縮平滑における結果をさらに
改良する。というのは幾何学的な形状の理由により、し
ばしば角張っている移行範囲においては、平らなあるい
はほぼ平らなねじフランク面よりも早く圧縮過程が行わ
れるからである。さらに圧縮力は少なくとも幾分減少さ
れ、支持面に限定される。

さらに、本発明の別の特徴によるならば、圧縮平滑は、
表面に対して傾斜した圧力による滑り摩擦を伴って行わ
れ、その場合表面構造山部は、一部では曲げ変形され一
部では辷り変形される。その場合ロール装置に対して圧
縮平滑は、加圧状態で工具のねじ表面に傾斜して起立す
る傾斜部によってなされる。このねじ表面の傾斜部との
相対運動によってねじ表面では傾斜した力が生じ、この
力は一部では山部を運動方向に曲げ、一部ではその運動
方向に対して横に辷り変形も生ずる。この過程は好適に
は滑り体の開始範囲において行われる。別の滑り範囲は
平滑された表面を一層改良する。

圧縮平滑する際、潤滑剤を供給しながら行うことによっ
て向上される。

本発明に基づく方法の上述した方式は、特に圧縮平滑す
るための工具の形成に関して特に有利である。つまりそ
の工具は非常に簡単で経済的に、一般的なねじタップに
類似した工具として実現できる。この利点は例えば数ｍ
ｍの非常に小さなねじの後での加工を可能にする。すな
わち節単且つ問題なく、例えば直径５ｍｍの雌ねじにも
本発明に基づく圧縮平滑を施すことができ、その場合工
具は非常に細くなるが壊れる危険はない。その場合圧縮
平滑が上述した１００％の限界を越えて圧縮過程に移行
した場合には、工具のいわゆる“かじり”が不可避的に
生ずる。本発明に基づ（方法は、この危険を完全に除去
し、それにも拘わらずねじ品質を著しく向上し、その場
合寸法的な精度および表面品質は付着性摩擦を減少し、
ねじ全長にわたって一様な品質となる。勿論この方法に
基づいて、雌ねじ並びに雄ねじを製造できる。本発明に
基づく圧縮平滑のために利用する工具を、実施例を参照
して以下に説明する。

（実施例） 第１図には切削加工された台形ねじのねじ溝が示されて
いる。その場合表面から突出した尖鋭な山部２とそれら
の間にある谷部３と有する非常に荒い表面構造１が生じ
ている。図面において構造は、第１図に示した平均中心
線４の周りをふらついている。材料の僅かな組織の差異
、タップの切削刃の性質およびその切削角によって、荒
さが１０μｍＲＴまでになる非常に不規則な構造を生ず
る。

図面において理解を容易にするために、荒さは誇張して
示されている。

第２図には、第１図における台形ねじが、次の工程で圧
縮平滑処理を行った後の状態で示されている。その圧縮
平滑処理のために、後述するような第３図および第４図
におけるタップ状の工具５が用いられる。全ねじ表面は
フランク面７と頂上面８との間の移行範囲６まで平滑に
され、その場合上述した工具５は、第１図における構造
の平均中心線４で示した寸法となっている。第１図にお
ける切削加工されたねじの元来の寸法９は、第２図にお
いて一点鎖線で示されている。圧縮平滑処理によって、
山部２は変形され、その際その山部の材料部分は谷部３
の中に入り込む。これによって平滑された部分面を合計
した支持面は、例えば圧縮処理された全面積の約８０％
になり、残りの約２０％が谷部３の面積部分となる。ね
じ溝の底面１０への移行範囲に、膨出部状の僅かな余剰
材料部１）が生ずる。

次に第３図に示した表面構造の拡大断面図で、圧縮平滑
工程について説明する。この圧縮平滑工程は第４図およ
び第５図における工具５で行われる。その工程を理解し
易くするために、まず工具５について説明する。この工
具５は、軸心に対して対称な位置でこれに平行に延びて
多数のねじターンと直交する２つの分離溝１３をもった
タップ状の軸１２から成っている。すべてのねじターン
は分離溝１３によってほぼ半円形の２つの部分１４に分
割されており、これらの半円形部分１４はそれぞれ加工
開始範囲１５および加工終了範囲１６を有している。各
半円形部分１４の加工開始範囲１５は、分離溝１３の底
部となる小さな直径部分で始まり、ねじの所望の呼び直
径までランプ（登り勾配の軌道）状に上昇し、加工終了
範囲１６として円形線１７まで連続して延びている。こ
れは特に第４図における部分Ａの拡大詳細図である第５
図からはっきり理解できる。分離溝１３を通して潤滑剤
がねじに搬送される。

既に述べたように平滑処理工具５が、第１図における切
削加工されたねじを圧縮平滑するために用いられる。切
削後の加工すべき表面構造は、第３図における右側拡大
図に相応している。その表面は荒く、突出した山部２と
それらの間の谷部３とを有している。平滑工具５をねじ
込む際、山部２が、先ず第１の半円形部分１４の加工開
始範囲１５に接触する。その勾配によって山部２には、
円周方向から半径方向に傾斜している圧縮力Ｆが作用す
る。この圧縮力Ｆは山部２を矢印で示したように、一部
では曲げによって、一部では材料の辷りによって谷部３
の中に移動させる。加工終了範囲１６が到達した際、こ
の半円形部分１４における工程が終了され、第３図の左
側に示されたような平滑構造となり、その場合平滑にさ
れた支持面１８が生じ、その面積は、いままで開いてい
た谷部３が狭められるので大きくなる。その変形は材料
の塑性範囲にて行われる。平滑工具５を継続してねじ込
む際、別の半円形部分１４が追従し、一層良好に平滑に
する。

図示した平滑工具は単なる一例である。第１のねじター
ンの半円形部分を小さな直径に位置させ、続く半円形部
分を連続して増加する直径のものとして形成することも
できる。これによって圧縮平滑の作用を、工具の広い範
囲に分配できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は切削加工後の
台形ねじの断面図、第２図は第１図における台形ねじの
圧縮平滑後の断面図、第３図は圧縮平滑工程中における
材料の変形を示す表面組織の拡大断面図、第４図は雌ね
じを平滑する工具の断面図、第５図は第４図における部
分への拡大詳細図である。 ２・・・・・・・・・　山部 ３・・・・・・・・・　谷部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）ねじ溝を切削加工し、その後ねじ表面を圧縮平滑
   してねじを製造する方法において、 切削加工でねじ寸法における荒い表面構造を形成し、圧
   縮平滑の際、平滑された山部の占める面積が圧縮処理さ
   れた面積全体の３０〜８０％になるまで塑性範囲で上記
   表面構造を圧縮平滑することを特徴とするねじの製造方
   法。
2. （２）ねじフランク面を、ねじ頂上面への移行範囲まで
   圧縮平滑することを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載のねじの製造方法。
3. （３）圧縮平滑を、表面に対して傾斜した圧力により滑
   り摩擦を伴って行うことを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項または第（２）項記載のねじの製造方法。
4. （４）表面構造の山部を、一部では曲げ変形し、一部で
   は辷り変形せしめることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項ないし第（３）項のいずれか１つに記載のねじ
   の製造方法。
5. （５）圧縮平滑を、潤滑剤を供給しながら行うことを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項ないし第（４）項の
   いずれか１つに記載のねじの製造方法。
6. （６）ねじ寸法にて切削加工でねじを切削加工する際に
   荒い表面構造を形成し、平滑された山部の占める面積が
   圧縮処理された面積全体の３０〜８０％になるまで塑性
   範囲で表面構造を圧縮平滑するための装置において、 加工すべきねじワークに相応した圧縮平滑工具５は、ね
   じ溝に対してほぼ横に延び且つこの工具５を加工終了範
   囲１６と加工開始範囲１５に分割する分割溝１３を備え
   、 加工開始範囲１５は、切削加工されたねじ溝の寸法に相
   応し、 加工終了範囲１６は、ねじの設定寸法に相応した寸法を
   有し、 これらの両寸法間に連続した移行部が設けられている、 ことを特徴とするねじを製造するための装置。
7. （７）分離溝１４が潤滑剤通路として形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（６）項記載のねじを
   製造する装置。