JPH0994629A - 転造加工方法および転造加工用ダイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】多段の段付き軸加工のダイス長さ短縮によるダ
イス費用等の削減および三個以上のロ−ルダイスの同時
使用による高能率加工方法の提供。 【解決手段】多段の段付き軸を成形する転造加工方法で
あって、素材の軸方向への伸びに追随して加工を続け、
素材の軸方向への伸びが停止した後素材を仕上げ加工す
る転造加工方法。多段の段付き軸を成形する転造加工に
使用するロ−ルダイスであって、ロ−ルダイスのロ−ル
１面上の一定部分に複数個の楔状突起２ａなどを有し、
いずれの楔状突起もロ−ルダイス中心断面４から遠ざか
るラセン状配置の部分θ₁ 、θ₂ およびθ₃ とそれに続
く一定範囲は、同断面４と平行な部分θ₄ からなる転造
加工用ダイス。さらには平面に展開した形状および配置
をもつ平板状ダイス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力機械または工
作機械等の部品の中間成形品である段付き軸を加工する
方法およびその方法を実施するときに用いるのに好適な
ダイスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】動力機械や工作機械の部品の中間成形品
である段付き軸は、一般に、転造加工によって製造され
る。この段付き軸の転造加工は、素材周囲の二方または
三方以上から、回転する素材に平板状ダイスまたはロ−
ルダイスを押し付けることによって行われる。このとき
ダイスの楔状突起により絞られた素材の体積は、軸方向
に逃げることになる。このため、二つの隣接する絞られ
た部分の間に、絞られた体積が制御されずに集積すると
局所的な盛上がり等の欠陥が発生する。

【０００３】したがって多段の段付き軸を成形する場
合、従来は例えば特開昭６２−２４４５４５号公報に開
示されているように、まず素材の一カ所または二カ所に
絞り成形を加え、それによる素材の伸びが完了してから
次の位置での絞り成形を開始する方法がとられてきた。
このため、楔状突起を、素材との接触時期がずれるよう
に平板状ダイスの素材軸方向に垂直な方向またはロ−ル
ダイスの周方向に間隔をあけて配置する方法が採られ
る。この開示例では素材に加えられる最初の加工は、ダ
イス上に平行に並んだ二個の楔状突起によって加えられ
る絞り加工である。

【０００４】この最初の加工において、絞られた体積は
それら楔間ではなく双方の楔の外側へ押し出され、それ
ら外側へ押し出された素材に対して回転中の次の部分の
ダイスが加工を付与することになる。このような加工方
法では、ダイスの楔状突起の間に間隔があくので、円周
上に配置される全体のダイス長は長くなり、ロ−ル径は
大きくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】多段の段付き軸成形の
場合、成形する段数に応じた数の楔状突起をダイスに設
ける。従来法の場合は、前記したように段階的に加工を
行い、軸方向に伸ばしてゆくために、最終段階では加工
に必要なダイス長が長くなってしまう。したがって、工
具が大きくなり工具費が高価になり、さらにその大きな
工具を駆動するための設備も大がかりになる。

【０００６】ロ−ルダイスを用いる場合、ロ−ル面上の
ダイス長が長くなることはロ−ル径が大きくなることを
意味する。例えば三個のロ−ルダイスを用いた加工を行
う場合には、ロ−ル径を大きくしすぎると、互いのロ−
ルが干渉して素材とロ−ルが接触できなくなり、加工そ
のものが不可能となる。したがって、従来法では三個以
上のロ−ルダイスでの多段段付き軸成形が不可能となる
場合が多かった。本発明はかかる問題点を解決すべく、
多段の段付き軸を成形する転造加工において、ロ−ルダ
イスの楔状突起の間隔をあけることなく一つづきの楔状
突起により同時に加工を行うことを可能とし、必要ダイ
ス長を短縮することを目的とする。

【０００７】ここで、単にロ−ルというときダイスを配
置しない状態の基準ロ−ルのことをいい、その直径をロ
−ル基準径という。ロ−ル面とは基準ロ−ルの面をい
う。ダイス長が短いとはロ−ル面に配置されたダイスの
円周方向の長さが短いことをいう。楔状突起の底面の中
心線とは、ロ−ル面と接する楔状突起の底面とロ−ル中
心軸に平行な直線との二つの交点の中心を結んで出来る
曲線をいう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、丸棒素材
を一定の回転速度で回転させながら、丸棒素材の二カ所
を同時に同じ縮径率で絞り、絞った部分の体積を素材端
部へ逃がす成形実験を行った。その結果、加工中の任意
の時期における素材の軸方向への伸びは、加工開始から
の素材の回転角で決まることを確認した。すなわち、加
工開始からの回転角で決まる軸方向の伸びた位置に楔状
突起を配置すれば、素材の伸びに追随して素材に加工を
付与することができる。したがって、複数箇所に絞り成
形を加えて段付き軸を成形する場合、加工開始からの素
材の回転角で決まる軸方向位置に絞り成形箇所と同数の
楔状突起を配置することにより、欠陥を生じることなく
絞り成形を施すことができる。

【０００９】ここに、本発明は、以下の多段段付き軸を
成形する転造加工方法およびその方法の実施に好適なダ
イスを要旨とする。（図１〜５参照） （１）多段の段付き軸を成形する転造加工において、加
工進行中の素材の伸びに追随して素材に加工を付与した
後、素材の軸方向への伸びが停止した後素材を仕上げ加
工することを特徴とする転造加工方法。

【００１０】（２）ロ−ルダイスのロ−ル面１上の一定
部分に複数個の楔状突起２ａ、２ｂ、２ｃ、…を有する
ロ−ルダイスであって、各楔状突起が下記の特徴を有す
るロ−ルダイス。

【００１１】 各楔状突起は、食い込み部θ₁ 、幅広
げ部θ₂ 、整形移行部θ₃ および整形部θ₄ からなる。

【００１２】 各楔状突起の食い込み部が始まる位置
を、ロ−ル垂直断面でロ−ル中心軸３に関して円周角ゼ
ロの位置０とするとき、円周角の増大につれ、各楔状突
起とも上記に記載した食い込み部θ₁ 、幅広げ部θ₂
および整形移行部θ₃ の底面の中心線は、ロ−ル中心を
とおる垂直断面４から遠ざかるように、ロ−ル面にラセ
ン状に配置される。整形部θ₄ の底面の中心線は上記平
面４と平行であり、ロ−ル面に円周の部分として配置さ
れる。

【００１３】 楔状突起の数、形状および配置は成形
された後の素材の形状に依存する。成形された後の素材
の形状が素材中心に関して対称な場合、各楔状突起は、
ロ−ル中心をとおる垂直断面４に関して、対称に配置さ
れる。したがって、楔状突起の個数が奇数のとき、ロ−
ル中央に位置する楔状突起の底面中心線は、ロ−ル中心
軸に対して９０゜をなし、その楔状突起の形状自体が面
対称性をもつ。

【００１４】 ロ−ルダイスのロ−ル面１を平面に展
開したとき、楔状突起２ａの食い込み部θ₁ 、幅広げ部
θ₂ 、整形移行部θ₃ および整形部θ₄ の各底面の各中
心線は、加工進行中の素材の伸びに追随する楔状突起の
位置を表す曲線である。これは、各楔状突起２ｂ、２
ｃ、・・・についても同様である。

【００１５】 各楔状突起の食い込み部θ₁ は、ロ−
ル中心軸３を含む平面で切断したとき、底角一定の三角
形の断面を有し、円周角の増大につれ底角を一定に保ち
ながら底辺ｗ(イ) および高さｈ(イ) が漸増する。

【００１６】 各楔状突起の幅広げ部θ₂ は、ロ−ル
中心軸３を含む平面で切断したとき、底角一定の台形の
断面であって、円周角の増大につれ底角および高さｈ
(ロ) を一定に保ちながら、底辺ｗ(ロ) および上辺ｓ(ロ)
が漸増する。整形移行部θ₃ 以降は、同一断面形状を保
持する。

【００１７】 各楔状突起とも円周角は３６０゜以内
に納まる。

【００１８】（３）平板状ダイス上の一定部分に複数個
の楔状突起２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・を有するダイスで
あって、各楔状突起が下記の特徴を有する平板状ダイ
ス。

【００１９】 各楔状突起は、食い込み部θ₁ 、幅広
げ部θ₂ 、整形移行部θ₃ および整形部θ₄ からなる。

【００２０】 各楔状突起の食い込み部が始まる位置
を平板上で素材軸方向３に垂直なｙ方向の原点の位置と
するとき、ｙ座標の増大につれ、各楔状突起とも上記
に記載した食い込み部θ₁ 、幅広げ部θ₂ および整形移
行部θ₃ の底面の中心線は、平板状ダイスの中心をとお
る素材軸方向に垂直な平面４から遠くなるように、斜め
に配置される。整形部θ₄ の底面の中心線は上記平面４
と平行であり、かつ素材軸方向３と直角である。

【００２１】 楔状突起の数、形状および配置は成形
された後の素材の形状に依存する。成形された後の素材
の形状が素材中心に関して対称な場合、各楔状突起は、
ロ−ル中心をとおる垂直断面４に関して、対称に配置さ
れる。したがって、楔状突起の個数が奇数のとき、ロ−
ル中央に位置する楔状突起の底面中心線は、ロ−ル中心
軸に対して９０゜をなし、その楔状突起の形状自体が面
対称性をもつ。

【００２２】 楔状突起２ａの食い込み部θ₁ 、幅広
げ部θ₂ 、整形移行部θ₃ および整形部θ₄ の各底面の
各中心線は、加工進行中の素材の伸びに追随する楔状突
起の位置を表す曲線である。これは、各楔状突起２ｂ、
２ｃ、・・・についても同様である。

【００２３】 各楔状突起の食い込み部θ₁ は、ロ−
ル中心軸３を含む平面で切断したとき、底角一定の三角
形の断面を有し、ｙ座標の増大につれ三角形の断面を有
し、円周角の増大につれ底角を一定に保ちながら底辺ｗ
(イ) および高さｈ(イ) が漸増する。

【００２４】 各楔状突起の幅広げ部θ₂ は、ロ−ル
中心軸３を含む平面で切断したとき、底角一定の台形の
断面であって、ｙ座標の増大につれ底角および高さｈ
(ロ) を一定に保ちながら、底辺ｗ(ロ) および上辺ｓ(ロ)
が漸増する。整形移行部θ₃ 以降は、同一断面形状を保
持する。

【００２５】角度の呼び方として、「円周角」というと
き、位置０を基準にして測ったロ−ル中心軸に関する角
度をいい、「中心角」とは基準位置に関係なく中心軸か
らロ−ル面をみたロ−ル断面での角度をいう。また、楔
状突起の断面における「底角」とは、三角形の断面の場
合は底辺と他の二辺となす角をいい、一般にその二つの
角は異なる。台形の場合の「底角」は、底辺と側辺とな
す角をいい、この二つの角も一般に異なる。底辺は、ロ
−ル面と楔状突起が接する面を中心軸を含む平面で切断
した交線である。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下において、六カ所を絞る場合
を例に、ダイスの具体的形状およびそれを用いた転造加
工方法を説明する。図１は六カ所を絞る場合のロ−ルダ
イスの楔状突起の形状をあらわす図面である。（ａ）は
ロ−ルダイスの楔状突起を前面から見た図面であり、後
記するように主として楔状突起がラセン状に配置された
部分を見ている。なお、ここで、「ラセン状」は、円筒
面上で中心軸と一定角をなす（一定周期をもつ）幾何学
上のラセン曲線をいうのではなく、それと近似した曲線
をいう。（ｂ）はロ−ルダイスを軸方向から見た図面で
ある。同図においてロ−ル基準径をＤとして表示してあ
る。図１（ａ）および（ｂ）において、楔状突起の高さ
を誇張して描いている。ロ−ル中心軸を含む面イ、ロお
よびハによって楔状突起を切断したときの様子を（ａ）
に併せて表す。

【００２７】図２は、楔状突起の、平面イ、ロおよびハ
による切断面を表す。本図においては、楔の高さは誇張
せず、したがって楔の断面形状を相似的に表す。同図に
おいてｗ（イ）、ｗ（ロ）、…は底面の幅を、ｈ
（イ）、ｈ（ロ）、…は突起の高さを、また、ｓ
（イ）、ｓ（ロ）、…は台形の上辺の長さを表す。ここ
で、食い込み部θ₁ の円周角最大位置での高さは、その
後も一定に保たれる。高さが漸増するのは食い込み部θ
₁ においてのみである。したがって、ｈ（ロ）＝ｈ
（ハ）であり、その値は食い込み部θ₁ の円周角最大位
置での値と等しい。食い込み部では、円周角の増大につ
れ高さが漸増しながら三角形の二つの底角ともに各々一
定である。すなわち相似形を保ちながら、高さおよび底
辺が漸増する。楔状突起が左右対称な場合は、断面は二
等辺三角形になる。幅広げ部では、台形の二つの底角は
一定であり、前記したように高さも一定であるから、円
周角の増大につれ、台形の上辺と底辺を漸増させる。こ
の楔状突起も楔状突起が左右対称な場合は、断面は等辺
台形になる。通常は、楔状突起は左右対称であり、食い
込み部の断面形状は二等辺三角形であり、幅広げ部以降
の台形は等辺台形である。

【００２８】これに対して、図３は同じロ−ルダイスを
裏から見た図面である。（ａ）はロ−ル上の楔状突起を
裏から見た図であり、楔状突起が平面４と平行な部分を
表す。（ｂ）は同ロ−ルダイスを軸方向から見た図面で
ある。図４は図１および２に表すロ−ルダイスの楔状突
起の底面を含むロ−ル面を平面に展開した図である。

【００２９】楔の底面の輪郭線は、平面に展開したとき
は曲線になる。これは、楔底面の中心線についてもいえ
る。図４はロ−ルダイスのロ−ル面の展開図であるが、
一方これを平板状ダイスとして見ることも可能である。
平板はロ−ルの半径を大きくした極限のロ−ル面とみな
せるので、図４は平板状ダイスの平面図もしくは正面図
とみることができる。

【００３０】図５は同じ形状のロ−ルダイスを三個用い
て多段の段付き軸を加工する場合の素材５およびロ−ル
ダイスを軸方向から見た図面である。以下において、図
１〜５に基づいて、三つのロ−ルダイスにより六カ所を
絞る多段の段付き軸を加工する場合を説明する。

【００３１】図５において、三個の各ダイスは六カ所に
楔状突起を設けた同一形状を有しており、加工開始時は
三個のダイスの空隙は素材５が納まる広さである。六個
の楔状突起は全て、絞った体積を軸方向端部側へ押し出
す。図１に示すようにこれら楔状突起２ａ〜２ｆはいず
れも、食い込み部（中心角θ₁ に対応する範囲：以下に
おいて「中心角」および「対応する範囲」を省略し、単
に「食い込み部θ₁ 」などという）、幅拡げ部θ₂ 、整
形移行部θ₃ および整形部θ₄ によって構成される。

【００３２】加工が開始されると、三個のロ−ルダイス
はともに同じ方向に回転し、軸方向六カ所に設けた楔状
突起２ａ〜２ｆが素材に食い込みを開始する。楔状突起
の食い込み開始と同時に、直ちに素材は軸方向へ伸び始
める。中央に位置する楔２ｃ、２ｄは軸方向に、両者の
中心線の間隔を広げながら、加工中素材に対しては、一
貫して同じ位置で加工を行う。これら中央部の楔２ｃ、
２ｄの両側に位置する楔２ｂ、２ｅは各々楔２ｃ、２ｄ
の押し付けによる加工の進行に伴って生じる素材の伸び
量に応じて、ロ−ルの所定の回転により素材への押し付
け部分を端部側へずらしてゆく。ここに、「ロ−ルの所
定の回転」とは、本発明において絞り部の軸方向位置は
素材の回転角で決まるので、それに合わせてラセン状に
配置された楔をその軸方向位置で素材を押すようにする
ことをいう。

【００３３】さらにその外側に位置する楔２ａおよび２
ｆはそれぞれ楔２ｃ、２ｂおよび楔２ｄ、２ｅの押し付
けによって生じる素材の伸び量に応じて、ロ−ル回転に
より押し付け部分を端部側へずらす。素材の伸びに追随
した加工を可能とする仕組みは、図１に示すように、各
突起ごとの各部分ごとに底面中心線をラセン状とするこ
とにある。このラセン状に配置される部分は、いずれの
楔状突起とも、食い込み部θ₁ 、幅拡げ部θ₂ および整
形移行部θ₃ からなる。

【００３４】楔状突起２ａ、２ｂ、２ｅ、２ｆのある円
周角に対応する軸方向位置は、それまでにその楔状突起
よりもロ−ルダイス中心側に位置した楔状突起によって
絞られた素材体積とつり合う素材の伸び量で決まる位置
となる。それは円周角の増大につれロ−ル中心から遠ざ
かる曲線、すなわちラセン状となる。

【００３５】また、図１に示すように、いずれの楔の底
面中心線も一周期に満たない、すなわちロ−ルを一回り
回らない。

【００３６】楔の断面形状が変化するのは、幅広げ部θ
₂ の円周角最大位置までである。幅広げ部θ₂ では、上
記したように、高さは一定のまま、台形の上辺と底辺が
漸増する。その後の整形移行部θ₃ および整形部θ₄ で
は、楔の断面形状は幅広げ部の円周角最大位置での形状
と同じである。

【００３７】段付き形状は楔の整形移行部θ₃ の終了時
点、すなわち円周角θ₅ に対応する楔状突起位置におい
て軸対称に加工される。素材の伸びは、円周角θ₅ に対
応する楔状突起の位置までで終了する。したがって、楔
２ａ、２ｂ、２ｅおよび２ｆの素材伸びに追随したズラ
し、すなわちロ−ルの回転に伴う軸方向への楔の押し付
けも、円周角θ₅ に対応する突起位置で終了する。楔状
突起の押し付ける部分がラセン状でなくなることは、素
材の軸方向への伸びが完了したことを意味する。これ以
後は、従来法の整形部と同様に、六カ所の楔状突起は軸
方向にずれることなく同じ位置で素材と接触し、加工を
完了する。

【００３８】成形する段の数、すなわち楔状突起の数は
奇数でもよく、この場合は中央の楔状突起のダイス中心
をふくむ軸方向断面４が対称面となり、その楔状突起は
いわゆる分水嶺となる。

【００３９】以上の説明では、円周角のゼロ点を各楔状
突起について共通とした。しかし、本発明では各楔状突
起ごとに円周角のゼロ点を異なる位置にして、すなわち
食い込み部の開始を異なる時期にして、各楔状突起ごと
に独立して配置したロ−ルダイスとしてもよい。平板状
ダイスの場合は、これは図４において、各楔状突起が平
面４に平行にズレた、各楔状突起の食い込み部の開始位
置が軸方向３に平行な同一直線上にのらない配置とする
ことに対応する。このようなズレた配置は平板状ダイス
の場合であってもよい。

【００４０】また、各絞り部ごとに縮径率や細胴部長さ
が異なっても良い。これは、楔状突起の高さｈ(イ) など
や楔の幅ｗ(ロ) が各楔状突起ごとに異なってもよいこと
と同義である。

【００４１】ここで説明した方法は三個のロ−ルダイス
を用いた方法であるが、本発明方法によれば、三個を超
えるロ−ルダイスを用いた多段の段付き軸成形も可能と
なり、それらの方法であってもよい。ただし、平板状ダ
イスの場合は二個のダイスで成形する場合に限られる。

【００４２】また、絞り部の間を増径する盛上げ加工の
場合も、素材の伸びに追随して加工を加えることに相違
はないので、盛上げ加工も本発明範囲に含まれる。

【００４３】これらのロ−ルダイスはＣｒ、Ｍｏ、Ｖ、
Ｗ等の一部または全部を含有した通常の工具鋼、もしく
は熱処理で調整した中高炭素鋼または高Ｃｒ鋼等により
製造される。通常、機械加工により製作されるが、鋳造
により製作されてもよい。鉄粉および合金粉末を焼結ま
たは加圧焼結することにより製造されたものでもよい。

【００４４】

【実施例】本発明の効果を調べるために、三つのロ−ル
ダイスを用いて六カ所に絞りを加えた実験を行った。素
材はφ８０ｍｍ×４００ｍｍ長さの炭素鋼丸棒を用い
た。

【００４５】三個のロ−ルダイスのロ−ル基準径Ｄはφ
２８０ｍｍ、最大楔高さは１４ｍｍであり、ロ−ル回転
速度は５ｒｐｍとした。ロ−ルの食い込み部中心角（図
１（ｂ）のθ₁ ）を８４．３゜、幅拡げ部中心角（図１
（ｂ）のθ₂ ）を４３．３゜、整形移行部（図１（ｂ）
のθ₃ ）および整形部（図１（ｂ）のθ₄ ）を合わせた
角度を１８７．４゜とした。食い込み部θ₁ の円周角最
大位置での高さは、その後も一定に保たれるようにし
た。食い込み部の楔状突起の断面形状は二等辺三角形と
した。また、断面形状が変化するのは、幅広げ部θ₂ の
円周角最大位置までとした。幅広げ部の断面形状は等辺
台形とした。その後の整形移行部θ₃ および整形部θ₄
では、楔の断面形状は幅広げ部の円周角最大位置での形
状と同じである。

【００４６】絞り部において六カ所の絞り部は全てφ５
２ｍｍ×２０ｍｍ長さ（テ−パ面角２０゜）に縮径し
た。他の諸元は、非加工部外径＝φ８０ｍｍ、設計全長
＝６１２．０１ｍｍ（伸び量２１２．０１ｍｍ）、絞り
部の間のφ８０ｍｍ部長さ＝５．０ｍｍ共通とした。

【００４７】（イ）従来法によるロ−ルダイスおよび能
率との比較 従来法は、中央側の楔から順に、（２ｃ、２ｄ）→（２
ｂ、２ｅ）→（２ａ、２ｆ）の三段階の加工を繰り返す
必要がある。同一ロ−ルダイス上でこれら三段階の加工
を加えるには、ロ−ル基準径は大きくなる。表２は、本
発明法と従来法のロ−ルダイスおよび加工完了までに要
する素材の総回転数を比較した表である。従来法では必
要なロ−ル基準径は大きくなり、ロ−ルダイス費用はか
さむ。また、三ロ−ル方式で行えないために、加工完了
までに要する素材の総回転数は三ロ−ル方式の本発明法
に比較して、二倍以上となる。加工の能率は、ほぼこの
比率に逆比例する。

【００４８】

【表１】

【００４９】（ロ）本発明法による加工 十本の試験を行った結果、いずれもくびれや盛り上がり
等の欠陥を生ずることなく成形を完了した。表２は、加
工後の素材全長および全体の伸び量を示す一覧表であ
る。表２に示すように、素材全体の伸び量は、十本とも
設計値に対して±２．０％以内（設計伸び量(L₁-L₀) ２
１２．０１ｍｍに対して±４．２４ｍｍ、すなわち、２
０７．８〜２１６．３ｍｍ）に収まっており、安定して
所定形状が得られる。本発明方法により素材径の３．５
倍程度の径のロ−ルによって充分に多段の段付き軸の成
形が可能であることが確認された。

【００５０】

【表２】

【００５１】

【発明の効果】本発明により、多段の段付き軸を短いダ
イス長で成形でき、工具費あるいは設備費の大幅な削減
が可能となる。さらには、三個以上のロ−ルダイスによ
る多段の段付き軸成形が可能となり、この種の中間製品
の成否を左右する大量生産の能率向上に益するところが
きわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は六カ所を絞る場合のロ−ルダイスの楔状
突起の形状をあらわす図面である。（ａ）はロ−ルダイ
スの楔状突起を前面から見た図面である。（ｂ）はロ−
ルダイスを軸方向から見た図面である。

【図２】図２は、楔状突起の、平面イ、ロおよびハによ
る切断面を表す。

【図３】図３は図１に示すロ−ルダイスを裏から見た図
面である。（ａ）は整形部の楔状突起を示す図面であ
る。（ｂ）はロ−ルダイスを軸方向から見た図面であ
る。

【図４】図４は各楔状突起の底面をふくむロ−ル面の展
開図である。図３は、また、平板状ダイスの平面図ある
いは正面図をあらわす。

【図５】図５は同じロ−ルダイスを三個用いて多段の段
付き軸を加工する場合の素材およびロ−ルダイスを軸方
向から見た図面である。

【符号の説明】

１…ロ−ル面、２、２ａ〜２ｆ…楔状突起、３…ロ−ル
中心軸、４…ロ−ル中心をふくむ中心軸に垂直な平面、
５…素材、θ₁ …楔状突起の食い込み部の中心角、θ₂
…幅拡げ部の中心角、θ₃ …整形移行部部の中心角、θ
₄ …整形部の中心角、θ₅ …楔のラセン状配置が終了す
る位置の円周角、、ｈ(イ) …食い込み部の楔高さ、ｈ
(ロ) …幅拡げ部の楔高さ、ｈ(ハ) …整形部の楔高さ、ｗ
(イ) …食い込み部の楔の底面の幅、ｗ(ロ) …幅拡げ部の
楔の底面の幅、ｗ(ハ) …整形部の楔の底面の幅、ｓ
（ロ）…幅広げ部の上辺の幅、ｓ（ハ）…整形部の楔の
上辺の幅、λ₁ 、λ₂ 、λ₃ 、λ₄ …ロ−ル上の楔の底
面中心線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多段の段付き軸を成形する転造加工におい
   て、加工進行中の素材の伸びに追随して素材に加工を付
   与した後、素材の軸方向への伸びが停止した後素材を仕
   上げ加工することを特徴とする転造加工方法。
2. 【請求項２】ロ−ルダイスのロ−ル面（１）上の一定部
   分に複数個の楔状突起（２ａ、２ｂ、２ｃ、…）を有す
   るロ−ルダイスであって、各楔状突起が下記の特徴を有
   するロ−ルダイス。 各楔状突起は、食い込み部（θ₁ ）、幅広げ部（θ
   ₂ ）、整形移行部（θ₃）および整形部（θ₄ ）からな
   る。 各楔状突起の食い込み部が始まる位置を、ロ−ル垂
   直断面でロ−ル中心軸（３）に関して円周角ゼロの位置
   （０）とするとき、円周角の増大につれ、各楔状突起と
   も上記に記載した食い込み部（θ₁ ）、幅広げ部（θ
   ₂ ）および整形移行部（θ₃ ）の底面の中心線は、ロ−
   ル中心をとおる垂直断面（４）から遠ざかるように、ロ
   −ル面にラセン状に配置される。整形部（θ₄ ）の底面
   の中心線は上記平面（４）と平行であり、ロ−ル面に円
   周の部分として配置される。 楔状突起の数、形状および配置は成形された後の素
   材の形状に依存する。成形された後の素材の形状が素材
   中心に関して対称な場合、各楔状突起は、ロ−ル中心を
   とおる垂直断面（４）に関して、対称に配置される。し
   たがって、楔状突起の個数が奇数のとき、ロ−ル中央に
   位置する楔状突起の底面中心線は、ロ−ル中心軸に対し
   て９０゜をなし、その楔状突起の形状自体が面対称性を
   もつ。 ロ−ルダイスのロ−ル面（１）を平面に展開したと
   き、楔状突起（２ａ）の食い込み部（θ₁ ）、幅広げ部
   （θ₂ ）、整形移行部（θ₃ ）および整形部（θ₄ ）の
   各底面の各中心線は、加工進行中の素材の伸びに追随す
   る楔状突起の位置を表す曲線である。これは、各楔状突
   起２ｂ、２ｃ、・・・についても同様である。 各楔状突起の食い込み部（θ₁ ）は、ロ−ル中心軸
   （３）を含む平面で切断したとき、底角一定の三角形の
   断面を有し、円周角の増大につれ底角を一定に保ちなが
   ら底辺（ｗ(イ) ）および高さ（ｈ(イ) ）が漸増する。 各楔状突起の幅広げ部（θ₂ ）は、ロ−ル中心軸
   （３）を含む平面で切断したとき、底角一定の台形の断
   面であって、円周角の増大につれ底角および高さ（ｈ
   (ロ) ）を一定に保ちながら、底辺（ｗ(ロ) ）および上辺
   （ｓ(ロ) ）が漸増する。整形移行部（θ₃ ）以降は、同
   一断面形状を保持する。 各楔状突起とも円周角は３６０゜以内に納まる。
3. 【請求項３】平板状ダイス上の一定部分に複数個の楔状
   突起（２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・）を有するダイスであ
   って、各楔状突起が下記の特徴を有する平板状ダイス。 各楔状突起は、食い込み部（θ₁ ）、幅広げ部（θ
   ₂ ）、整形移行部（θ₃）および整形部（θ₄ ）からな
   る。 各楔状突起の食い込み部が始まる位置を平板上で素
   材軸方向（３）に垂直なｙ方向の原点の位置とすると
   き、ｙ座標の増大につれ、各楔状突起とも上記に記載
   した食い込み部（θ₁ ）、幅広げ部（θ₂ ）および整形
   移行部（θ₃ ）の底面の中心線は、平板状ダイスの中心
   をとおる素材軸方向に垂直な平面（４）から遠くなるよ
   うに、斜めに配置される。整形部（θ₄ ）の底面の中心
   線は上記平面（４）と平行であり、かつ素材軸方向
   （３）と直角である。 楔状突起の数、形状および配置は成形された後の素
   材の形状に依存する。成形された後の素材の形状が素材
   中心に関して対称な場合、各楔状突起は、ロ−ル中心を
   とおる垂直断面（４）に関して、対称に配置される。し
   たがって、楔状突起の個数が奇数のとき、ロ−ル中央に
   位置する楔状突起の底面中心線は、ロ−ル中心軸に対し
   て９０゜をなし、その楔状突起の形状自体が面対称性を
   もつ。 楔状突起（２ａ）の食い込み部（θ₁ ）、幅広げ部
   （θ₂ ）、整形移行部（θ₃ ）および整形部（θ₄ ）の
   各底面の各中心線は、加工進行中の素材の伸びに追随す
   る楔状突起の位置を表す曲線である。これは、各楔状突
   起２ｂ、２ｃ、・・・についても同様である。 各楔状突起の食い込み部（θ₁ ）は、ロ−ル中心軸
   （３）を含む平面で切断したとき、底角一定の三角形の
   断面を有し、ｙ座標の増大につれ三角形の断面を有し、
   円周角の増大につれ底角を一定に保ちながら底辺（ｗ
   (イ) ）および高さ（ｈ(イ) ）が漸増する。 各楔状突起の幅広げ部（θ₂ ）は、ロ−ル中心軸
   （３）を含む平面で切断したとき、底角一定の台形の断
   面であって、ｙ座標の増大につれ底角および高さ（ｈ
   (ロ) ）を一定に保ちながら、底辺（ｗ(ロ) ）および上辺
   （ｓ(ロ) ）が漸増する。整形移行部（θ₃ ）以降は、同
   一断面形状を保持する。