JPH0447601Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、転造平ダイスを用いて工作物外周に
歯形を塑性加工する転造盤に関し、特に転造加工
時に工作物全数の精度の良否をリアルタイムで検
出できるようにした転造盤に関する。

（従来の技術） 従来は、転造盤によつて塑性加工された工作物
の形状が許容値内に入つているか否か、すなわち
加工精度の良否を判定するには、マイクロメータ
による寸法チエツクや形状測定器による結果をみ
て行つていた。これらは確実ではあるが、測定技
術の習熟を要し、また測定に時間を要するためフ
イードバツクが遅れ、不良品発生時の対策が後手
にまわることがあつた。

（考案が解決しようとする問題点） 転造盤により転造加工を行う場合、工作物の回
転の揺動、平ダイスの欠損、あるいは工作物の支
持台の異常など種々の要因で、転造される工作物
の加工精度が低下し許容限度外となることがあ
る。このような状態はできるだけ早く捕足して対
策を講じる必要がある。

本考案の目的は、上記転造盤において、転造加
工時に工作物全数の加工精度の良否をリアルタイ
ムで検出できる転造盤を提供することにある。ま
た、本考案の別の目的は工作物外周に形成された
歯のピツチ誤差の判定を容易にできるような転造
盤を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） このため本考案は、転造盤フレーム上に往復動
可能に支持された転造平ダイスを用いて工作物外
周に歯形を塑性加工する転造盤において、転造盤
フレームに固定され工作物を支持する支持台表
面、または前記支持台が支持する工作物を回転可
能に支承するセンタ軸表面、の少くとも一個所に
配置されたひずみゲージと、該ひずみゲージの信
号を増幅するひずみ増幅器と、前記ひずみ増幅器
からの入力信号を適当な基準に設定されたレベル
と比較して工作物外周に塑性加工された歯の加工
精度の異常を判定するレベル比較器とを含むこと
を特徴とする転造盤としたものである。

（作用） 転造加工中に工作物に生じた揺動、転造ダイス
の欠損による振動等はセンタ軸に伝わり、さらに
センタ軸から支持台に伝達され、これらセンタ軸
や支持台の部材にひずみの変化を生じさせる。こ
れらのひずみの変化はひずみゲージによつてリア
ルタイムに検出される。また、支持台自体の異常
も部材にひずみの変化を生じさせる限り同様に検
出される。検出されたひずみゲージからの信号は
ひずみ増幅器により増幅され、レベル比較器であ
らかじめ設定されている適正な加工基準レベルと
比較されることになり、塑性加工された歯の加工
精度の異常が判定される。

（実施例） 次に本考案の実施例につき、図面を参照して説
明する。本考案の実施例の転造盤の一部分を示す
第７図において、転造盤フレーム１０上にそれぞ
れ往復動可能に支持された上側の転造平ダイス１
ａと下側の転造平ダイス１ｂが配置され、その間
に工作物Ｗが挟持されている。工作物Ｗはセンタ
軸３，４間に回転可能に支承され、センタ軸３，
４は転造盤フレーム１０上に固定された支持台５
に支持されている。

転造加工が行なわれるとき、工作物Ｗは法線方
向L₁および接線方向L₂へ揺動しながら回転する
ことが経験的に知られている。転造加工は工作物
Ｗが一定の中心軸上にあるとき、転造の加工精度
が保たれるのであり、工作物Ｗが勝手に揺動する
と加工精度が低下することは明らかである。

その一例として比較的発生頻度の高い歯のピツ
チ誤差について以下に述べる。

本考案者等の実験により、工作物Ｗの揺動のう
ち接線方向L₂の量が大きいと、工作物Ｗの外周
に形成される歯のピツチ誤差が著るしく悪化する
ことが判明した。

第２図〜第３図で工作物の接線方向の揺動と歯
ピツチ誤差についての試験結果を説明する。第２
図は転造中の工作物Ｗの接線方向L₂の揺動波形
を示すチヤート図である。

この波形をみると細かい波L₂₁と粗い波L_2naxが
重なつている。細かい波L₂₁は転造中平ダイスの
歯一歯毎に工作物が細かく揺動していることを示
すものであり、粗い波L_2naxは工作物全体が接線
方向にゆつくり揺動運動をくりかえしていること
を示している。粗い波の周期Ｆを測定すると工作
物が一回転する毎にちようど一サイクルの揺動が
ある。

この接線方向の粗い波L_2naxの揺動と歯のピツ
チ誤差の関係は第３図に示すようになり、両者に
は相関が認められた。また、工作物の接線方向の
揺動と歯ピツチ誤差とは、転造加工時に第４図、
第５−Ａ図乃至第５−Ｉ図で説明するような関係
を有することが判つた。第４図は工作物が一回転
するときの粗い波L_2naxの動き即ち揺動を示した
もので、工作物はセンタ軸の中心線Ｏ−Ｏに対し
て±L_2nax／２の揺動をしているものとする。工作物 の歯数は８枚とし、各歯はＡ〜Ｅの順序で転造さ
れるものとした。

第５−Ａ図では、工作物Ｗの中心線Ｑ−Ｑとセ
ンタ軸の中心線Ｏ−Ｏが一致している。これは第
４図のＡの状態であり、上側の平ダイス１ａで第
１歯ａが形成される。

第５−Ｂ図は、平ダイスが１ピツチＰ進んだ状
態で、第４図のＢにあたる。このとき工作物Ｗの
中心線Ｑ−Ｑは、センター軸の中心線Ｏ−Ｏに対
しやや右側（これをプラスの方向とする）に変位
している。第２歯ｂは正規の位置（すなわち歯ピ
ツチが正常であるときの位置）より反回転方向に
進んだ位置に形成される。このとき第１歯ａと第
２歯ｂ間にプラスのピツチ誤差が生じる。

第５−Ｃ図は、平ダイスがさらに１ピツチＰ進
んだ状態で第４図のＣにあたる。この時工作物Ｗ
の中心線Ｑ−Ｑは、センタ軸Ｏ−Ｏに対しプラス
方向に最大量ふれているので、第３歯ｃは正規位
置に対し大きく反回転方向に進んだ位置に形成さ
れる。このとき第２歯ｂと第３歯ｃ間にプラスの
ピツチ誤差が生じる。

第５−Ｄ図は、平ダイスがさらに１ピツチＰ進
んだ状態で第４図のＤにあたる。この時工作物Ｗ
はややゆりもどされ、第４歯ｄは第３歯ｃよりも
正規位置に近ずいた位置に形成されるので、第３
歯ｃと第４歯ｄ間にマイナスのピツチ誤差が生じ
る。

第５−Ｅ図は、平ダイスがさらに１ピツチＰ進
んだ状態で、第４図のＥにあたる。この時工作物
Ｗの中心線Ｑ−Ｑはセンタ軸Ｏ−Ｏと一致してい
るので、第５歯ｅは正規位置に形成される。第４
歯ｄと第５歯ｅ間にマイナスのピツチ誤差が生じ
る。

工作物Ｗは半回転したので、第１歯ａは対向し
ている下側の平ダイス１ｂにより加工を受ける
が、その形成位置はもとの歯位置と同じである。

以降第５−Ｆ図では工作物Ｗは左側（マイナス
方向）にふれ、第５−Ｇ図でそのマイナス方向の
ふれが最大になり、第５−Ｈ図でややゆりもどさ
れ、第５−Ｉ図で工作物は一回転し、同様の状態
がくりかえされる。

その結果、工作物Ｗの外周には第６図のような
プラスとマイナスのピツチ誤差をもつ歯が形成さ
れる。なお、ここでは上側の平ダイス１ａにより
形成される様子をみたが、下側の平ダイス１ｂで
は、これと180°ずれた状態で歯形成が行われ、歯
のピツチ誤差が第６図と同じになる。工作物の接
線方向の揺動と歯ピツチ誤差発生の関係は以上の
ように説明できる。

本考案は、第３図に示した工作物の揺動と歯ピ
ツチ誤差の相関関係を応用したもので、工作物の
揺動を検出することにより歯の加工精度（特に歯
ピツチ精度）を知ろうとするものである。

すなわち第１図および第７図に示すように転造
中、転造フレーム１０に対して工作物Ｗに生じた
揺動は、センタ軸３に伝わり、さらにセンタ軸３
を介して支持台５に伝達され、それら部材の表面
にひずみの変化を引き起こす。このひずみを検出
するため、センタ軸３の不回転部方面または支持
台５の部材表面の少くとも１個所に、ひずみゲー
ジS₁，S₂を少なくとも１個設置する。ひずみゲー
ジS₁，S₂の検出量信号はひずみ増幅器１１により
拡大され、レベル比較器１３で適当な基準に設定
されたレベルとの比較を行なう。

このレベル比較器１３は、ひずみゲージS₁，S₂
の検出量信号が予めレベル設定器１２で設定した
一定値を越えたとき、それと相関関係にある歯の
ピツチ精度が異常と判定し、表示器１５によつて
外部に警報し、転造盤の運転を停止する等の機能
を有する。また長期的な変化をとるため記録計１
４に接続されて自動的記録がなされるようにされ
ている。

（考案の効果） 上述したように、本考案は転造平ダイスを用い
て工作物外周に歯形を塑性加工する転造盤におい
て、形成された歯の加工誤差と相関関係を有する
工作物の揺動等が伝達されたセンタ軸表面、また
は支持台表面に発生するひずみの変化をひずみゲ
ージで検出して、その異常をリアルタイムで検出
できるようにした。このため工作物の加工精度の
良否、特に歯ピツチ誤差の判定をリアルタイムで
容易に行うことができる。本考案による転造盤で
は、精度の変化を常時とらえているため、長期的
な精度低下の傾向の検出はもちろん、突発的な事
故が発生した場合においても異常の検知が加工中
にリアルタイムで検出可能になつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例である転造盤の要部と
それに接続される電気回路のブロツク図、第２図
は転造中の工作物の接線方向の揺動波形を示すチ
ヤート図、第３図は工作物の接線方向の揺動と歯
ピツチ誤差についての試験結果を示すグラフ、第
４図は工作物が一回転するときの粗い波L_2naxの
揺動を示すグラフ、第５−Ａ図乃至第５−Ｉ図は
転造時の転造平ダイス間を工作物が１回転したと
きの工作物の接線方向の揺動と歯ピツチ誤差との
関係を示す順次的説明図、第６図は加工後の工作
物外周の歯ピツチ誤差を示す説明図、第７図は第
１図に示す転造盤の要部の部分拡大斜視図であ
る。 １ａ，１ｂ……転造平ダイス、３，４……セン
タ軸、５……支持台、１０……転造盤フレーム、
１１……ひずみ増幅器、１３……レベル比較器、
L₂……接線方向揺動、S₁，S₂……ひずみゲージ、
Ｗ……工作物。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 転造盤フレーム上に往復動可能に支持された転
   造平ダイスを用いて工作物外周に歯形を塑性加工
   する転造盤において、転造盤フレームに固定され
   工作物を支持する支持台表面、または前記支持台
   が支持する工作物を回転可能に支承するセンタ軸
   表面、の少くとも１個所に配置されたひずみゲー
   ジと、該ひずみゲージの信号を増幅するひずみ増
   幅器と、前記ひずみ増幅器からの入力信号を適当
   な基準に設定されたレベルと比較して前記塑性加
   工された歯の加工精度の異常を判定するレベル比
   較器とを含むことを特徴とする転造盤。