特開 2024-171770 ＮＣ転造盤

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024171770

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】ＮＣ転造盤

(51)【国際特許分類】

   B21H 1/00 20060101AFI20241205BHJP

【ＦＩ】

B21H1/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023088970

(22)【出願日】2023-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100120400

【弁理士】

【氏名又は名称】飛田 高介

(74)【代理人】

【識別番号】100124110

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 大介

(72)【発明者】

【氏名】竹中 勇気

(72)【発明者】

【氏名】中川 雅人

(72)【発明者】

【氏名】小島 健太郎

(57)【要約】

【課題】中空材料に対して高い加工精度で転造加工を行うことができるＮＣ転造盤を提供する。
【解決手段】本発明にかかるＮＣ転造盤１００は、一対の平ダイス１０４ａ、１０４ｂによってワーク１０２に歯車形状を転造するＮＣ転造盤において、平ダイスを互いに並行方向かつ逆方向に移動させる２つのラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂと、平ダイスを並行方向に直交する離接方向に互いに移動させる２つのＯＰＤ調整機構１０８ａ、１０８ｂと、ラック駆動機構およびＯＰＤ調整機構の動作を制御する数値制御部１４８とを備え、数値制御部は、ラック駆動機構の動作を制御して平ダイスを往復移動させながら、ＯＰＤ調整機構の動作を制御して平ダイスの追込み量を徐々に大きくしてワークを転造加工することを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の平ダイスによってワークに歯車形状を転造するＮＣ転造盤において、
前記平ダイスを互いに並行方向かつ逆方向に移動させる２つのラック駆動機構と、
前記平ダイスを前記並行方向に直交する離接方向に互いに移動させる２つのＯＰＤ調整機構と、
前記ラック駆動機構およびＯＰＤ調整機構の動作を制御する数値制御部とを備え、
前記数値制御部は、前記ラック駆動機構の動作を制御して前記平ダイスを往復移動させながら、前記ＯＰＤ調整機構の動作を制御して前記平ダイスの追込み量を徐々に大きくして前記ワークを転造加工することを特徴とするＮＣ転造盤。

【請求項2】

前記ワークを前記平ダイスの移動と同期して回転させるワーク回転機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のＮＣ転造盤。

【請求項3】

前記ワークの形状を測定するワーク測定部を備え、
前記数値制御部は、前記ワークのＯＰＤが所定の目標値に至るまで、前記平ダイスの往復移動と、前記ＯＰＤ調整機構による前記平ダイス間の距離の補正とを繰り返すフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のＮＣ転造盤。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークに歯車形状を転造するＮＣ転造盤に関する。

【背景技術】

【0002】

転造盤として、シャフトなどの軸状部品の被加工物（ワーク）の外周面に対して一対の転造用平ダイス（フォーミングラックとも称される）を押し付けながら転動させ、ダイス表面の逆形をワークに写して塑性変形させる構成が周知である。

【0003】

例えば特許文献１の転造盤は、一対のラックを相反方向に移動させるサーボモータと、ワークの両端を挟持するセンターピンおよびワークと一体に回転するドライブセンターと、ドライブセンターを回転駆動させる速度制御用モータとを備える。

【0004】

この転造盤では、サーボモータとドライブセンターを制御して、ラックがワークに噛み合う前に、ラックの移動速度とワーク周速とが同速度となるよう同期をとることで、ワークに対するラックの移動速度に合わせてワークを回転させる。

【0005】

特許文献１では、ラックがワークと噛み合って転造を開始するに先立ち、速度制御用モータの駆動によって、ドライブセンターを介してワークがラックの移動速度に合わせて回転するため、ラックとワーク間での回転ムラをなくして、加工精度のバラツキを小さくし、品質安定に寄与する、としている。

【0006】

特許文献２には、ワークの転造加工時における背分力を検出する歪センサを備えた転造盤を用いて、ワーク外周面を転造加工する転造加工方法が記載されている。この転造加工方法では、歪センサで検出された背分力に基づいて一対のダイス間の距離を補正して転造加工を行っている。

【0007】

特許文献２では、スプリングバック量と転造時の背分力とは密接な関係があるため、背分力が大きい場合はダイス間距離を小さくし、背分力が小さい場合はダイス間距離を大きくすることにより、ワークの硬さ等のばらつきがあっても、スプリングバック等の影響を少なくし、精度の高い転造加工を行うことができる、としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第３３１２７９６号

【特許文献2】特許第５６２５７１８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところでＥＶなどで用いられるモータシャフトは小型軽量化が求められており、薄肉の中空材料が使用されている。このため、転造盤は、薄肉の中空材料に対して転造加工を行う場合がある。特許文献１の転造盤は、転造加工中に一対のラックを１回移動させる（１パス）だけであるため、１パスで歯車形状を転写するためには相応の荷重をかけなければならず、薄肉の中空材料であるワークが変形してしまうという問題がある。

【0010】

特許文献２の転造加工方法では、スプリングバック等の影響を少なくできるとしても、やはり１パスで歯車形状を転写するため、ワークが薄肉の中空材料である場合には変形してしまう。また、ワーク１個ごとに平ダイス間の距離を自動調整するため、量産した場合の加工精度の信頼性や、機械の熱変位などの外乱に対する安定性が低いという問題がある。

【0011】

本発明は、このような課題に鑑み、中空材料に対して高い加工精度で転造加工を行うことができるＮＣ転造盤を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するために、本発明にかかるＮＣ転造盤の代表的な構成は、一対の平ダイスによってワークに歯車形状を転造するＮＣ転造盤において、平ダイスを互いに並行方向かつ逆方向に移動させる２つのラック駆動機構と、平ダイスを並行方向に直交する離接方向に互いに移動させる２つのＯＰＤ調整機構と、ラック駆動機構およびＯＰＤ調整機構の動作を制御する数値制御部とを備え、数値制御部は、ラック駆動機構の動作を制御して平ダイスを往復移動させながら、ＯＰＤ調整機構の動作を制御して平ダイスの追込み量を徐々に大きくしてワークを転造加工することを特徴とする。

【0013】

上記構成では、転造加工中に、ラック駆動機構とＯＰＤ調整機構の動作を同期制御して、平ダイスを往復移動させながら、平ダイスの追込み量を徐々に大きくしてワークを転造加工する。なお対向する一対の平ダイスは、ラック駆動機構によって往復移動するだけでなく、ＯＰＤ調整機構によって、この往復移動する方向に対し直交する方向に移動する。そして、この直交する方向に沿って一対の平ダイスをワーク側に寄せた分の量を、平ダイスの追込み量という。つまり、複数回の転造加工を行いながら、一対の平ダイス間の距離を小さくして、平ダイスを徐々にワークに寄せていくことになる。このため、平ダイスが往復移動する際の追込み量を小さく設定することができる。これにより上記構成によれば、薄肉の中空材料に対して高い加工精度で転造加工を行うことができる。なお離接方向とは、一対の平ダイスが対向した状態を維持したまま離接する方向である。

【0014】

上記のワークを平ダイスの移動と同期して回転させるワーク回転機構を備えることが好ましい。

【0015】

このように、平ダイスの移動に同期してワークが回転するため、転造開始時すなわち平ダイスとワークとが噛み合う食い付き時に、平ダイスとワーク間のすべりを抑えることができる。さらに、転造加工中も、平ダイスの移動に同期してワークを回転させることにより、転造加工の高精度化を図ることができる。

【0016】

上記のワークの形状を測定するワーク測定部を備え、数値制御部は、ワークのＯＰＤが所定の目標値に至るまで、平ダイスの往復移動と、ＯＰＤ調整機構による平ダイス間の距離の補正とを繰り返すフィードバック制御を行うことが好ましい。

【0017】

このように、平ダイスの追込み量を自動的に補正することにより、転造加工の加工精度を格段に向上させ、さらに加工精度の安定性および信頼性の向上を図ることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、中空材料に対して高い加工精度で転造加工を行うことができるＮＣ転造盤を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態におけるＮＣ転造盤の構成の概要を示す斜視図である。

【図2】図１のＮＣ転造盤の要部を示す図である。

【図3】図１のＮＣ転造盤の機能ブロック図である。

【図4】図１のＮＣ転造盤の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0021】

図１は、本発明の実施形態におけるＮＣ転造盤１００の構成の概要を示す斜視図である。図２は、図１のＮＣ転造盤１００の要部を示す図である。ＮＣ転造盤１００は、図２に示す被加工物（ワーク１０２）を転造加工する工作機械である。

【0022】

ＮＣ転造盤１００は、図２に示す一対の平ダイス１０４ａ、１０４ｂを備え、ワーク１０２の外周面に対して平ダイス１０４ａ、１０４ｂを押し付けながらワーク１０２を転動させ、ダイス表面の逆形をワーク１０２に写して塑性変形させる。このようにしてＮＣ転造盤１００は、ワーク１０２の外周に歯車形状を転写する。

【0023】

ワーク１０２は、例えばシャフトなどの軸状部品である。特にＥＶなどで用いられるモータシャフトは小型軽量化が求められていて、中空の薄肉シャフトとなっている。このためワーク１０２には、中実の軸状部品に限らず、薄肉の中空材料からなる軸状部品も含まれる。

【0024】

ワーク１０２が薄肉の中空材料である場合、転造加工中に平ダイス１０４ａ、１０４ｂを１回移動させる（１パス）だけで、歯車形状を転写するためには相応の荷重をかけなければならず、ワーク１０２が変形する可能性がある。

【0025】

そこで本実施形態のＮＣ転造盤１００では、ワーク１０２が薄肉の中空材料であっても、ワーク１０２に対して高い加工精度で転造加工を行うことができる構成を採用した。以下、具体的に説明する。

【0026】

ＮＣ転造盤１００は、図１に示すように縦型の転造盤の例である。ＮＣ転造盤１００は、２つのラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂと、２つのＯＰＤ（オーバーピン径：Over pin Diameter）調整機構１０８ａ、１０８ｂと、ワーク回転機構１１０と、ヘッドストック駆動機構１１２と、テールストック駆動機構１１４とを備え、これらの各駆動機構は数値制御によって制御される。このため、図１に示すＮＣ転造盤１００は７軸の転造盤となる。なおヘッドストック駆動機構１１２またはテールストック駆動機構１１４の一方がＮＣ制御ではなく油圧または空圧シリンダであってもよく、その場合は６軸のＮＣ制御となる。

【0027】

ラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂは、図２に示すように互いに対向している。またラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂの間には、ワーク１０２が位置している。さらにラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂとワーク１０２との間には、ワーク１０２をはさんで対面するＯＰＤ調整機構１０８ａ、１０８ｂが配置されている。

【0028】

図２に示すように、ラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂは、一対の柱状の本体１１６ａ、１１６ｂの内部に、一対のボールねじ１１８ａ、１１８ｂが配置されている。ボールねじ１１８ａ、１１８ｂには、一対の移動ブロック１２２ａ、１２２ｂが移動可能に取り付けられている。

【0029】

サーボモータ１２０ａ、１２０ｂは、電力が供給されることによって駆動し、ボールねじ１１８ａ、１１８ｂをそれぞれ独立した軸として回転させる。これによりラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂは、サーボモータ１２０ａ、１２０ｂの駆動によってボールねじ１１８ａ、１１８ｂを回転させることで、移動ブロック１２２ａ、１２２ｂを互いに並行方向かつ逆方向に移動させることができる。サーボモータ１２０ａの移動軸であるＸ軸は下方向が正であり、サーボモータ１２０ｂの移動軸であるＹ軸は上方向が正である。

【0030】

ＯＰＤ調整機構１０８ａ、１０８ｂは、図２に示す一対のテーブル１２４ａ、１２４ｂを有する。テーブル１２４ａ、１２４ｂは、ラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂの移動ブロック１２２ａ、１２２ｂに固定されている。さらにＯＰＤ調整機構１０８ａ、１０８ｂは、一対のボールねじ１２６ａ、１２６ｂと、一対のサーボモータ１２８ａ、１２８ｂ（Ｕ軸、Ｖ軸）と、一対のくさび機構１３０ａ、１３０ｂとを有する。

【0031】

くさび機構１３０ａ、１３０ｂはそれぞれ、くさび１３２ａ、１３２ｂと、コマ１３４ａ、１３４ｂとを含み、これらの各部材がくさび作用（移動方向の直交変換）を生じるように互いに組み合わされている。さらにコマ１３４ａ、１３４ｂには、平ダイス１０４ａ、１０４ｂが固定されている。

【0032】

このようにして平ダイス１０４ａ、１０４ｂは、くさび機構１３０ａ、１３０ｂを介してテーブル１２４ａ、１２４ｂに固定されている。また平ダイス１０４ａ、１０４ｂは、ワーク１０２に対向する面に複数の歯１３６ａ、１３６ｂを有する。

【0033】

本実施形態において平ダイス１０４ａ、１０４ｂは歯部に勾配がなく、歯１３６ａ、１３６ｂの歯丈（歯の高さ）が一様に形成されている。なお、従来の歯車転造盤で使用される平ダイスは、食付き歯から調整歯にむかって歯丈が徐々に高くなり、仕上歯で所定の寸法を形成する歯丈になり、逃げ歯では歯丈が徐々に低くなるというように、歯部に勾配が設けられている。

【0034】

くさび１３２ａ、１３２ｂには、ボールネジ１２６ａ、１２６ｂが接続されている。このため、サーボモータ１２８ａ、１２８ｂがボールねじ１２６ａ、１２６ｂをそれぞれ独立した軸として回転させると、くさび１３２ａ、１３２ｂは、矢印Ａ、Ｂに示すように上下方向に移動することができる。これにより、コマ１３４ａ、１３４ｂは、矢印Ｃ、Ｄに示すように水平方向に移動することができる。

【0035】

このようにしてＯＰＤ調整機構１０８ａ、１０８ｂは、コマ１３４ａ、１３４ｂに固定された平ダイス１０４ａ、１０４ｂを互いに離接方向に移動させて、平ダイス１０４ａ、１０４ｂ間の距離を変更することができる（すなわち追込み量の補正）。

【0036】

ラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂは、平ダイス１０４ａ、１０４ｂを互いに並行方向かつ逆方向に移動させ、さらに複数回往復移動させることで、平ダイス１０４ａ、１０４ｂの歯１３６ａ、１３６ｂをワーク１０２の外周面に押し付けながら転動させて、転造加工を段階的に（複数パスで）行うことができる。なお離接方向とは、一対の平ダイス１０４ａ、１０４ｂが対向した状態を維持したまま離接する方向であって、ラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂによる上記の並行方向に直交する方向である。

【0037】

なお転造開始時の平ダイス１０４ａ、１０４ｂ間の距離を基準として、平ダイス１０４ａ、１０４ｂをワーク１０２に寄せた分の距離を「追込み量」とする。つまり平ダイス１０４ａ、１０４ｂをワーク１０２に徐々に寄せていくことで、平ダイス１０４ａ、１０４ｂの追込み量は徐々に大きくなる。

【0038】

図１に示すワーク回転機構１１０は、不図示のサーボモータを有し、サーボモータによってワーク１０２を、ラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂによる平ダイス１０４ａ、１０４ｂの上下方向の移動と同期して、図中のＺ軸周りの回転方向となるＣ軸に沿って回転させる。

【0039】

ヘッドストック駆動機構１１２は、Ｚ軸方向に沿って移動可能に支持された不図示のヘッドストックと、サーボモータ１３８とを有する。ヘッドストック駆動機構１１２は、サーボモータ１３８の駆動によってヘッドストックがＺ軸方向すなわちワーク１０２の軸方向に沿って移動し、さらにワーク１０２を回転可能に支持する。

【0040】

テールストック駆動機構１１４は、図中のＷ軸方向に沿って移動可能に支持されたテールストック１４０と、サーボモータ１４１とを有する。テールストック１４０は、ヘッドストックに対向して配置され、サーボモータ１４１によってワーク１０２の軸方向に沿って移動し、さらにワーク１０２に当接する。

【0041】

図３は、図１のＮＣ転造盤１００の機能ブロック図である。ＮＣ転造盤１００は、制御装置１４２と入力装置１４４とを備える。制御装置１４２は、ＮＣ転造盤１００の動作を制御する。

【0042】

入力装置１４４は、ワーク１０２の形状を測定した値や、ワーク１０２の加工諸元より設定された各種値を入力する。一例として入力装置１４４は、ワーク１０２のＯＰＤ狙い値（ＯＰＤ目標値Ｗ）や、加工諸元よりワーク１０２のＯＰＤを測定する位置（ＯＰＤ測定位置Ａ）を設定し、ＯＰＤ測定位置Ａで測定されたＯＰＤ測定値Ｐを入力する。そして入力装置１４４は、ＯＰＤ測定値Ｐ、ＯＰＤ目標値ＷおよびＯＰＤ測定位置Ａを制御装置１４２に入力する。

【0043】

制御装置１４２は、数値制御部１４８と、サーボ制御部１５０と、記憶部１５２と、加工プログラム１５４と、ワーク測定部１５６と、ＰＭＣ（Programmable Machine Controller）ラダー１５８と、機械制御部１６０とを有する。

【0044】

数値制御部１４８は、多軸同期制御が可能であり、各種サーボモータ１４６の負荷トルクを常時監視しつつ、ラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂによって平ダイス１０４ａ、１０４ｂを複数回、往復移動させることで複数回（複数パス）の転造加工を行い、さらに複数パスの転造加工中、ＯＰＤ調整機構１０８ａ、１０８ｂによって平ダイス１０４ａ、１０４ｂをワーク１０２に徐々に寄せていくように各種サーボモータ１４６の制御量を演算し、この制御量をサーボ制御部１５０に出力する。サーボ制御部１５０は、数値制御部１４８から出力された制御量を駆動信号として各種サーボモータ１４６に出力する。

【0045】

記憶部１５２は、ワーク１０２の諸元の形状（歯数：偶数または奇数）や転造加工条件（転造速度など）を記憶している。さらに記憶部１５２には、入力装置１４４からのＯＰＤ測定値Ｐ、ＯＰＤ目標値ＷおよびＯＰＤ測定位置Ａがワーク測定部１５６によって書き込まれる。加工プログラム１５４は、転造作業時の加工工程のプログラムであり、例えばＮＣプログラムを例示することができる。

【0046】

ＰＭＣラダー１５８は、ＣＮＣ（Computer Numerical Control）としての制御装置１４２に内蔵されたＰＣ（Programmable Controller）であって、工作機械のシーケンス制御を実行する。またＰＭＣラダー１５８は、ラダー言語によって作成されたシーケンスプログラムによって、数値制御部１４８が信号を直接やりとりできない外部機器などの各種機械１６２と信号のやり取りを行ったり、内部Ｉ／Ｏを用いて数値制御部１４８と予め決められた内容の信号を受け渡したりする。機械制御部１６０は、ＰＭＣラダー１５８から出力された信号に基づいて各種機械１６２を制御する。

【0047】

図４は、図１のＮＣ転造盤１００の動作を示すフローチャートである。まずＮＣ転造盤１００では、入力装置１４４によってワーク１０２のＯＰＤ目標値Ｗと、ワーク１０２の加工諸元よりＯＰＤ測定位置Ａが設定される（ステップＳ１００）。そしてステップＳ１００において、ワーク測定部１５６は、入力装置１４４からのワーク１０２のＯＰＤ目標値ＷおよびＯＰＤ測定位置Ａを記憶部１５２に書き込む。

【0048】

つぎに、数値制御部１４８は、加工プログラム１５４および記憶部１５２を参照して、ヘッドストック駆動機構１１２およびテールストック駆動機構１１４によってワーク１０２をクランプするようにサーボ制御部１５０を制御し、その後、ＯＰＤ測定を開始する（ステップＳ１０２）。

【0049】

さらに数値制御部１４８は、記憶部１５２からＯＰＤ測定位置Ａを読み出して、ＯＰＤ測定値Ｐを測定する位置であるＯＰＤ測定位置Ａに到達したか否かを判定し（ステップＳ１０４）、ＯＰＤ測定位置Ａに到達するまで処理を繰り返す。また、ステップＳ１０４でＯＰＤ測定位置Ａに到達していた場合（Ｙｅｓ）、数値制御部１４８は、ＯＰＤ測定値Ｐを測定して、ＯＰＤ測定値Ｐと記憶部１５２から読み出したＯＰＤ目標値Ｗを比較し、ＯＰＤ測定値ＰがＯＰＤ目標値Ｗに到達した否かを判定する（ステップＳ１０６）。

【0050】

続いて数値制御部１４８は、ステップＳ１０６でＯＰＤ測定値ＰがＯＰＤ目標値Ｗに到達していない場合（Ｎｏ）、ＯＰＤ測定値ＰがＯＰＤ目標値Ｗに満たないか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８でＯＰＤ測定値ＰがＯＰＤ目標値Ｗに満たない場合、すなわちＯＰＤ測定値ＰがＯＰＤ目標値Ｗよりも大きい場合（Ｙｅｓ）、以下の数式（１）を用いて、追込み値Ｌを補正する（ステップＳ１１０）。
追込み値Ｌ＝ＯＰＤ測定値Ｐ－ＯＰＤ目標値Ｗ （１）

【0051】

上記の式（１）だけを基準にして追込み量を補正すると、１パスの加工でＯＰＤ目標値Ｗが達成されてしまう。そこで、追込み値Ｌに上限を設け、複数回のパスで転造が行われるようにしてもよい（位置制御）。または、ＯＰＤ調整機構１０８ａ、１０８ｂのサーボモータ１２８ａ、１２８ｂにトルク制限をかけて、複数回のパスで転造が行われるようにしてもよい（トルク制御）。すなわち、式（１）で算出された追込み値Ｌがそのまま使用されるのは、最後のパスのときだけである。

【0052】

つぎに数値制御部１４８は、ラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂによって平ダイス１０４ａ、１０４ｂを上下方向に互いに逆方向に移動させて１回目の転造加工を行う。ここで、上下方向の移動に同期して、追込み値Ｌに基づいて、ＯＰＤ調整機構１０８ａ、１０８ｂによって平ダイス１０４ａ、１０４ｂをワーク１０２に寄せて追い込む（ステップＳ１１２）。上下移動と追込みが同期するため、平ダイス１０４ａ、１０４ｂは斜めに移動する。

【0053】

また数値制御部１４８は、ステップＳ１１２においてワーク回転機構１１０によってワーク１０２を、ラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂによる平ダイス１０４ａ、１０４ｂの上下方向の移動と同期して図２に示すＣ軸に沿って回転させる。

【0054】

平ダイス１０４ａ、１０４ｂの移動に同期してワーク１０２が回転するため、転造開始時すなわち平ダイス１０４ａ、１０４ｂとワーク１０２とが噛み合う食い付き時に、平ダイス１０４ａ、１０４ｂとワーク１０２間のすべりを抑えることができる。さらに、転造加工中も、平ダイス１０４ａ、１０４ｂの移動に同期してワーク１０２を回転させることにより、転造加工の高精度化を図ることができる。

【0055】

さらにステップＳ１１２の後、数値制御部１４８は、再びステップＳ１０４の処理を行う。このとき数値制御部１４８は、１回目の転造加工中、例えば１回目の往転造や復転造において、ワーク１０２のねじ山の寸法（盛り上がり）が測定できる位置を、ＯＰＤ測定位置Ａとしてラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂを停止させることができる。

【0056】

ここで、ワーク１０２のねじ山の寸法が測定できる位置とは、ワーク１０２の諸元の形状（歯数）が奇数である場合にはねじ山の頂部（歯先）と、この歯先の対角線上にある隣り合うねじ山の間の歯溝の歯底との距離を測定できる位置である。ワーク１０２の歯数が偶数である場合にはねじ山の歯先と、この歯先の対角線上にあるねじ山の歯先との間の距離を測定できる位置である。

【0057】

その後、数値制御部１４８は、ＯＰＤ測定値ＰがＯＰＤ目標値Ｗに到達していなければ（ステップＳ１０６、Ｎｏ）、再びステップＳ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１１２の処理を行う（フィードバック制御）。なおステップＳ１０８でＯＰＤ測定値ＰがＯＰＤ目標値Ｗよりも小さくなっていたら（ステップＳ１０８のＮｏ）、数値制御部１４８は、ＯＰＤ測定ＮＧアラームを発生させて（ステップＳ１１４）、処理を終了する。

【0058】

ＯＰＤ測定値ＰがＯＰＤ目標値Ｗに到達していた場合には（ステップＳ１０６、Ｙｅｓ）、数値制御部１４８は仕上げ加工を行う（ステップＳ１１６）。仕上げ加工では、それ以上追い込まずに、ラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂのみを制御して平ダイス１０４ａ、１０４ｂを上下に移動させる。

【0059】

このようにＮＣ転造盤１００では、転造加工中に、ラック駆動機構１０６ａ、１０６ｂとＯＰＤ調整機構１０８ａ、１０８ｂの動作を同期制御して、平ダイス１０４ａ、１０４ｂを往復移動させながら、平ダイス１０４ａ、１０４ｂの追込み量を徐々に大きくしてワーク１０２を転造加工することができる。つまり、複数回の転造加工を行いながら、平ダイス１０４ａ、１０４ｂ間の距離を小さくして、平ダイス１０４ａ、１０４ｂを徐々にワーク１０２に寄せていくことになる。

【0060】

このため、ＮＣ転造盤１００では、複数回に分けて平ダイス１０４ａ、１０４ｂを追込みながら複数回の転造加工を行うため、平ダイス１０４ａ、１０４ｂを１往復移動させるときの追込み量を小さく設定することができる。したがってＮＣ転造盤１００によれば、ワーク１０２が薄肉の中空材料であっても、ワーク１０２に対して高い加工精度で転造加工を行うことができる。

【0061】

なお上記のＮＣ転造盤１００では、追込み値Ｌを補正したが、これに加えて、平ダイス１０４ａ、１０４ｂを上下方向に動かす速度や、加減速時定数なども補正してよい。

【0062】

また本発明にかかるＮＣ転造盤１００の代表的な構成に、素加工により仕上代をもった歯車形状のワーク１０２と、刃の形状が任意に配置された一対の平ダイス１０４ａ、１０４ｂの位相を割り出す機構を付加することによって、歯車の仕上げ加工、バニッシュ加工が可能となり、歯面の修正、面粗さ向上、残留圧縮応力の付与による歯車性能の向上が見込まれる。

【0063】

さらに本発明にかかるＮＣ転造盤１００の代表的な構成に、一対の平ダイス１０４ａ、１０４ｂに砥粒などの硬い物質を電着などで付加することによって、ワーク１０２の歯面に任意のくぼみ（プラトー面の形成）を転造させることが可能となる。

【0064】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明は、ワークに歯車形状を転造するＮＣ転造盤として利用することができる。

【符号の説明】

【0066】

１００…ＮＣ転造盤、１０２…ワーク、１０４ａ、１０４ｂ…平ダイス、１０６ａ、１０６ｂ…ラック駆動機構、１０８ａ、１０８ｂ…ＯＰＤ調整機構、１１０…ワーク回転機構、１１２…ヘッドストック駆動機構、１１４…テールストック駆動機構、１１６ａ、１１６ｂ…本体、１１８ａ、１１８ｂ、１２６ａ、１２６ｂ…ボールねじ、１２０ａ、１２０ｂ、１２８ａ、１２８ｂ、１３８、１４１…サーボモータ、１２２ａ、１２２ｂ…移動ブロック、１２４ａ、１２４ｂ…テーブル、１３０ａ、１３０ｂ…くさび機構、１３２ａ、１３２ｂ…くさび、１３４ａ、１３４ｂ…コマ、１３６ａ、１３６ｂ…ワークの歯、１４０…テールストック、１４２…制御装置、１４４…入力装置、１４６…各種サーボモータ、１４８…数値制御部、１５０…サーボ制御部、１５２…記憶部、１５４…加工プログラム、１５６…ワーク測定部、１５８…ＰＭＣラダー、１６０…機械制御部、１６２…各種機械

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】