JPH03230841A - 歯車の圧造成形方法 - 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） 本発明は歯車を圧造成形する方法に関するものである。

（従来の技術及びその問題点） 従来、歯車を冷間圧造によって成形するには、線材を所
定の長さに切断して短い円柱状ブランクを形成し、該ブ
ランクをプレス加工にて完成歯車の歯先径にほぼ対応す
る円柱体に予備成形し、油圧プレスによる絞込み加工に
よって歯車を完成する。

上記の場合、表面処理を施したブランクを１回の加圧で
一挙に完成歯車形状に絞り込むため、加工度が大である
。そのため熱処理した後、金型との摩擦を低減させるた
めにブランクに表面処理を施してリン酸厚膜を被覆する
工程が必要である。

又、金型への負荷が大で、金型寿命が短くなる。

又、ブランクを型鍛造によって絞込み成形した歯車は、
ＪＩＳの５級程度の精度の低級品であり、高い精度を必
要とする装置への組込みは出来なかった。

更に、ブランクを型鍛造する際、ブランクを５〜６秒静
圧にて加圧保持しなければならず、製造能率が悪く、型
寿命が短いこともあってコスト高を招来する。

本発明は、ブランクを段階的に完成歯車に近づける様に
、ブランクをトランスファーしながら段階的に加圧する
ことにより、精度の高い歯車を能率的に製造できる歯車
製造方法を明らかにするものである。

（課題を解決する手段） 本発明の歯車製造方法は、複数の圧造工程を経てブラン
クから歯車を形成する方法であって、型穴が段階的に完
成歯車に近づく様に順に大きく形成された一組のダイ（
１４）　（１５）　（１６）に、小さい型穴（１４）か
ら順に各型穴に対応するパンチ（３２）　（３３）（３
４）によってブランクを打込み、該ブランクを段階的に
完成歯車に近ずく様に成形し、最終段の型穴（１６ａ）
内にてブランク打込み方向とは逆方向から穴抜きパンチ
（２４）を相対的にブランクに打込んで貫通穴（５１）
を開設するともに、ブランクの材料肉を半径方向へ移動
させ型穴（１６ａ）の隅々に行き渡らせて歯車を形成す
る。

（作用及び効果） ブランクを段階的に圧造して、徐々に完成歯車に近づけ
るから、各型穴での加工度は小さく、金型への負荷は軽
減され、金型の寿命は延長する。

トランスファープレスによる圧造であるから、従来の様
に油圧プレスによる静圧鍛造の場合に比べて飛躍的に生
産能率が向上する。

又、ブランクを徐々に完成歯車の形状に近づけ、最終段
の型穴にブランクを打込んだ状態で孔抜きする際に、ブ
ランクの肉を半径方向に押出し、型穴の隅々に材料肉を
行き渡らせて精度の高い歯車を形成できる。

（実施例） 第１図は、材料切断ステーションＳ１．２つの予備成形
ステーションＳ２、Ｂ３及び３つの圧造ステーションＳ
４、Ｂ５、Ｂ６を有するトランスファープレスの圧造部
の平面図及び各ステーションによって加工されたブラン
クＢ１〜Ｂ５と完成歯車（５）を示している。尚、各予
備成形及び各圧造ステーションに対応して配備した突出
しピン（２）（２１）　（２２）　（２３）及び孔抜き
パンチ（２４）は、待機定位置よりも後方にずらせて図
示している。

トランスファープレスのダイブロック（１）には切断タ
イル（１１）、第１予備成形ダイ（１２）、第２予備成
形ダイ（１３）、第１圧造ダイ（１４）、第２圧造ダイ
（１５）及び第３圧造ダイ（１６）が配備されている。

ダイブロック（１）に対向してラム（４）が往復動可能
に配備され、該ラムには上記各ダイに対向して圧造パン
チ（３”）　（３１）　（３２）　（３３）　（３４）
が取り付けられている。

切断タイル（１１）の貫通孔（ｌｌａ）を通って圧造側
に送り込まれた線材（６）は、該タイルの軸芯と直交し
て往復する切断ロッド（図示せず）によって剪断される
と共に、該切断ロッドによって第１予備成形ステーシヨ
ンＳ２に移送される。

ダイブロック（１）上には、各予備成形ステーションＳ
２、Ｂ３及び第１、第２圧造ステーシヨンＳ４、Ｂ５に
て形成された各ブランクＢ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５を次の
ステーションに移行させるトランスファー装置（図示せ
ず）が配備されている。

第１、第２予備成形ダイ（１２）　（１３）の型穴（１
２ａ）（１３ａ）は断面円形であって、第１予備成形ダ
イ（１２）の底部は軸芯に対して４５°傾斜した斜面（
１２ｂ）に形成され、第２予備成形ダイ（１３）の型穴
（１３ａ）は、底部外周が徐々に縮径する様に丸く形成
されている。

両予備成形ダイ（１２）　（１３）の底中央に突出しピ
ン挿通孔（１２ｃ）　（１３ｃ）が開設され、突出しピ
ン（２）（２１）が摺動可能に嵌まっている。

第１予備成形ダイ（１２）の穴径よりも第２予備成形ダ
イ（１３）のそれは僅か大である。

又、両予備成形ダイ（１２）　（１３）の開口縁はブラ
ンクに対する案内面となるテーパ面（１２ｄ）　（１２
ｅ）が形成されている。

第１、第２、第３圧造ダイ（１４）　（１５）　（１６
）の型穴（１４ａ）　（１５ａ）　（１６ａ）は夫々歯
車の溝形状に対応して等間隔に突条（１４ｂ）が突設さ
れている。

各型穴は第１圧造ダイ（１４）から第３圧造ダイに順に
僅か大きくなっており、最終段の第３圧造ダイ（１６）
の型穴（１６ａ）の断面形状は完成歯車（５）の外周形
状に対応している。

第１、第２圧造ダイ（１４）　（１５）の型穴（１４ａ
）（１５ａ）の深さは完成歯車（５）の厚みよりも大で
あって、型穴の底面は軸心に対して直交しており、型穴
の中央には突出しピン挿入孔（１４ｃ）　（１５ｃ）が
開設され、鎖孔に突出しピン（２２）　（２３）が摺動
可能に配備される。

第１圧造ダイ（１４）の突出しピン（２２）の突出し側
先端は軸心に直交する平坦面（２２ａ）に形成され、第
２圧造ダイ（１５）の突出しピン（２３）の突出し側先
端はブランクＢ４に打込む打込み凸部（２３ａ）が形成
されている。

第３圧造ダイ（１６）は孔抜きダイを兼用しており、ダ
イの奥には突出しスリーブ（２５）が摺動可能に嵌まり
、該スリーブの軸心に孔抜きパンチ（２４）がスリーブ
に対して摺動可能に配備されている。

各圧造ダイ（１４）　（ｔ５）　（ｔ６）のラム側開口
縁にはブランクＢ３、Ｂ４、Ｂ５を型穴に確実に案内す
るガイド斜面（１７）が形成されている。

第２図に示す如く、ガイド斜面（１７）は、最大径が型
穴の最大径よりも少し大きな円錐部（１７ａ）と、各型
穴の突条（１４ｂ）の先端部の両側斜めに面取りした面
取り部（１７ｂ）　（１７ｂ）とからなり、円錐部（１
７ａ）と面取り部（１７ｂ）の交差線は角ぼらない様に
丸く仕上げられている（第２図ではガイド面を判り易く
表わすために円錐部と面取り部の交差線を角ばらせた）
。

第３図Ｂに示すごとく、円錐部（１７ａ）の角度は、６
０°が最適であって、第３図Ｂに示す如く、６０°以上
の角度であれば、ブランクの歯底と型穴の摩擦が大きく
なり過ぎて、焼付きを発生する。第３図Ｃ示す如＜６０
°よりも小さいと、ダイの端面と歯底内端との距離りが
長くなって、ダイとパンチの芯合わせが難しくなる。又
、圧造ストロークが長くなる関係で、歯先部にブレが発
生し、歯底部にパリ発生し易くなる。

前記第１、第２予備成形ダイ（１２）（１３）に対応す
る第１、第２予備圧造パンチ（３）（３１）は共に軸心
に直交する面に対して約３°の角度の円錐面（３ａ）（
３１ａ）を隆起形成している。

第１、第２、第３圧造ダイ（１４）　（ｉ５）　（１６
）に対向配備された、第１、第２、第３圧造パンチは（
３２）（３３）　（３４）、共にダイの孔形状に対応し
て外周に歯面（３２ａ）　（３３ａ）　（３４ａ）を形
成している。

又、第１、第２圧造パンチ（３２）　（３３）の先端中
央にはブランクＢ３、Ｂ４の端面に凹部（５５）　（５
６）を形成するための突部（３２ｂ）　（３３ｂ）が形
成されている。

第３圧造パンチ（３４）には、ブランクＢ５を孔抜きし
た際の孔抜きカスを排出するための貫通孔（３４ｂ）が
開設されている。

然して、切断ステーションＳ１から第１予備成形ステー
シヨンＳ２に移送されたブランクＢ２は、該ステーショ
ンＳ２にて、ダイ（１２）の底形状及びパンチの先端形
状に対応してダイ側先端外周が４５゜のテーパ面（５３
）に形成され、他端面は外周から中心へ緩やかに凹んで
いる。

第１予備ステーシヨンＳ２から第２予備成形ステーシヨ
ンＳ３に移送されたブランクＢ３は、ダイ側先端面が丸
く成形される。

第２予備成形ステーシヨンＳ３から第１圧造ステーシヨ
ンＳ４に移送されたブランクＢ４は、該ステーションＳ
４の型穴に対応して略歯車形状に成形され、パンチ側端
面にパンチ（３２）の先端に対応して、凹み（５５）が
形成される。

第１圧造ステーシヨンＳ４の型穴（１４ａ）の最小内径
は、予備成形されたブランクＢ３の径よりも少し大きく
、型穴の開口縁は内側に傾斜したガイド斜面（１７）が
形成されているためブランクＢ３を第１圧造ステーシヨ
ンＳ４に移送した際、ブランクＢ３と型穴（１４ａ）の
芯が僅かずれていても、ブランクＢ３を型穴（１４ａ）
にスムーズに打込み出来る。

上記第１圧造工程に於て、ブランクＢ４の材料肉は、型
穴（１４ａ）の溝奥まで完全には流れ込まず、従ってブ
ランクＢ４の歯形の先端は、完全なる歯型ではない。

第１圧造ステーシヨンＳ４から反転して第２圧造ステー
シヨンＳ５に移送されたブランクＢ５は、該ステーショ
ンＳ５の型穴（１５ａ）に対応して略歯車形状に形成さ
れ、パンチ（３３）側の端面にもパンチ（３３）先端形
状に対応して凹み（５６）が形成される。

第２圧造ステーシヨンＳ５の型穴（１５ａ）の開口縁は
、ガイド斜面（１７）が形成され、然も型穴（１５ａ）
の突条（１４ｂ）の先端部両側は斜めに傾斜しているた
め、第１圧造ステーシヨンＳ４で成形された歯車状ブラ
ンクＢ４が第２圧造ステーシヨンＳ５に移送されて型穴
（１５ａ）に打込まれる際、型穴とブランクＢ４の芯或
は位相が僅かずれていても、ガイド斜面（１７）に案内
されてブランクＢ４はスムーズに型穴（１４ａ）に入る
。

第２圧造ステーシヨンＳ５の型穴は、第１圧造ステーシ
ヨンＳ４の型穴（１４ａ）よりも少し大きく、又、両端
面が凹むから、それに対応して第２圧造ステーシヨン＄
５で圧造されたブランクＢ５の外形は、第１圧造ステー
シヨンＳ４で圧造したブランクＢ４よりも大きくなる。

但し、第２圧造ステーシヨンにおいてもブランクの材料
肉は、型穴（１５）の溝奥まで流れ込まず、従ってブラ
ンクＢ５の歯部の先端は、完全なる歯形ではない。

第２圧造ステーシヨンＳ５から第３圧造ステーシヨンＳ
６に移送されたブランクＢ５は型穴内で孔抜きパンチ（
２４）によって孔抜きが行なわれ、このときブランクの
材料肉は、パンチ側への移動は妨げられているから外周
方向に強く押し出され、型穴（１６ａ）の溝の隅々にま
で充満し、完成歯車に対応する形状に圧造され、スリー
ブ（２５）に打出されて完成歯車（５）が排出される。

尚、孔抜きパンチ（２４）は、型孔（１６ａ）内で定位
置に固定保持しておき、ブランクＢ５を圧造パンチ（３
４）によって型孔（１６ａ）打込む際に、孔抜きを行な
うことも、或はブランクＢ５を圧造パンチ（３４）によ
って型孔（１６ａ）打込んだ後、孔抜きパンチ（２４）
をブランクＢ５に打込んで孔抜きすることも可能である
。

実施例では、歯先径１３．０７ｍｍ、歯底径１０．３１
ｍｍ。

厚み８　、１ｍｍ、孔径４．０、歯数１４の歯車を４５
００個／時間の割で生産した。

上記の如く、本発明ではブランクが徐々に完成歯車に近
づく様に段階的に圧造するから、各型穴での加工度は小
さく、金型への負担は軽減され、金型の寿命は延長する
。

トランスファープレスによる圧造であるから、従来の様
に油圧プレスによる静圧鍛造の場合に比べて飛躍的に生
産能率が向上する。

又、ブランクを徐々に完成歯車の形状に近づけ、最終段
の型穴にブランクを打込んだ状態で孔抜きする際に、ブ
ランクの肉を半径方向に押出し、型穴の隅々に材料肉を
行き渡らせて精度の高い歯車を形成できる。実施例では
ＪＩＳの３級の品質を満足でき、検査項目によっては１
級をもクリアー出来た。

尚、本発明の実施に際し、予備成形工程を除く圧造工程
を３段階以上の工程で行なうことも勿論可能である等、
特許請求の範囲に記載の範囲で種々の変形が可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧造工程の説明図、第２図は第１〜第３圧造工
程のダイの開口部の斜面図、第３図は同上の断面図であ
る。 （１２）　（１３）　（１４）　（１５）・・・ダ　イ
（３）　（３１）　（３２）　（３４）・・・パンチな ＼ ３００− 魂

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ［１］複数の圧造工程を経てブランクから歯車を形成す
   る方法であって、型穴が段階的に完成歯車に近づく様に
   順に大きく形成された一組のダイ（１４）（１５）（１
   ６）に、小さい型穴（１４）から順に各型穴に対応する
   パンチ（３２）（３３）（３４）によってブランクを打
   込み、該ブランクを段階的に完成歯車に近ずく様に成形
   し、最終段の型穴（１６ａ）内にてブランク打込み方向
   とは逆方向から穴抜きパンチ（２４）を相対的にブラン
   クに打込んで貫通穴（５１）を開設するともに、ブラン
   クの材料肉を半径方向へ移動させ型穴（１６ａ）の隅々
   に行き渡らせて歯車を形成する方法。