JPH0688087B2 - 板金製歯車形状部品の鍛造用ダイス - Google Patents
板金製歯車形状部品の鍛造用ダイスInfo
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- JPH0688087B2 JPH0688087B2 JP62269211A JP26921187A JPH0688087B2 JP H0688087 B2 JPH0688087 B2 JP H0688087B2 JP 62269211 A JP62269211 A JP 62269211A JP 26921187 A JP26921187 A JP 26921187A JP H0688087 B2 JPH0688087 B2 JP H0688087B2
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J7/00—Hammers; Forging machines with hammers or die jaws acting by impact
- B21J7/02—Special design or construction
- B21J7/18—Forging machines working with die jaws, e.g. pivoted, movable laterally of the forging or pressing direction, e.g. for swaging
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は歯付ベルト用プーリなどに採用される板金製歯
車形状部品の鍛造用ダイスの改良に関する。
車形状部品の鍛造用ダイスの改良に関する。
《従来の技術とその問題点》 歯付ベルト用プーリなど比較的軽荷重のもとで使用され
るプーリには、板金製の歯車形状部品が広く採用されて
いる。この歯車形状部品（以下、単に「部品」とい
う。）１は、第６図に示す如く底浅の有底円筒体（いわ
ゆるカップ状体）の周壁部外周に歯部２および歯底部３
を一体形成したものであって、第７図（ａ）に示す如く
円板状打抜きブランクの中央部に位置決め用取付面４を
形成したワーク５か、もしくはこのワーク５の周縁部を
絞り加工にて円筒出しをした第７図（ｂ）に示すワーク
６を、ダイスとパンチによって鍛造することにより部品
１が得られる。第８図（ａ）、（ｂ）はワーク５を鍛造
して部品１を製造する過程を示しており、円筒状のダイ
ス７内に円柱状のパンチ８でワーク５を絞り込むと、ワ
ーク５の周縁部が円筒出しをされると同時に、その周壁
部5aに歯部２および歯底部３が形成される。なお第８図
（ａ）、（ｂ）において９はカウンタパンチ、10はクッ
ションピン、11は支持板、12は基板、13はクッションパ
ッドである。
るプーリには、板金製の歯車形状部品が広く採用されて
いる。この歯車形状部品（以下、単に「部品」とい
う。）１は、第６図に示す如く底浅の有底円筒体（いわ
ゆるカップ状体）の周壁部外周に歯部２および歯底部３
を一体形成したものであって、第７図（ａ）に示す如く
円板状打抜きブランクの中央部に位置決め用取付面４を
形成したワーク５か、もしくはこのワーク５の周縁部を
絞り加工にて円筒出しをした第７図（ｂ）に示すワーク
６を、ダイスとパンチによって鍛造することにより部品
１が得られる。第８図（ａ）、（ｂ）はワーク５を鍛造
して部品１を製造する過程を示しており、円筒状のダイ
ス７内に円柱状のパンチ８でワーク５を絞り込むと、ワ
ーク５の周縁部が円筒出しをされると同時に、その周壁
部5aに歯部２および歯底部３が形成される。なお第８図
（ａ）、（ｂ）において９はカウンタパンチ、10はクッ
ションピン、11は支持板、12は基板、13はクッションパ
ッドである。
上記ダイス７の内周面には、第９図に示す如く部品１の
歯部２および歯底部３を形成するための山筋14および谷
筋15が形成され、ワーク５の周壁部5aが山筋14で押され
て歯底部３が形成され、またワーク５の周壁部5aが谷筋
15に食込んで歯部２が形成されるようになっている。
歯部２および歯底部３を形成するための山筋14および谷
筋15が形成され、ワーク５の周壁部5aが山筋14で押され
て歯底部３が形成され、またワーク５の周壁部5aが谷筋
15に食込んで歯部２が形成されるようになっている。
ところで、従来のダイス７の山筋14および谷筋15形状は
例えば特開昭59−4214号公報によれば第９図に示す形状
とされていたので、山筋14のテーパ面16で歯底部３の深
みが形成されると同時に山筋14のテーパ面17で歯部２相
互間隔ないし歯部２側面が形成され、その後谷筋15のテ
ーパ面18で歯部２高さないし歯部２先端面が形成され
る。このように、従来のダイス７では歯底部３と歯部２
側面を一気に形成していたため、ワーク５底壁部5bと周
壁部5aとの間に過大な引張力が作用し、この過大な引張
力に基づいて第10図に示す如く部品１の歯部２の一端に
いわゆるダレ19と呼ばれる丸味部が生じて有効歯長がｌ
だけ短かくなってしまったり、あるいは第11図に示す如
く特に歯丈を比較的高くしたような場合に底壁部5bと周
壁部5aとの間に亀裂を生じた不良品が出るなどの不都合
があった。なお、第12図は周壁部5aの開口側端部に生ず
るいわゆる鬼の角20と呼ばれるバリを示している。
例えば特開昭59−4214号公報によれば第９図に示す形状
とされていたので、山筋14のテーパ面16で歯底部３の深
みが形成されると同時に山筋14のテーパ面17で歯部２相
互間隔ないし歯部２側面が形成され、その後谷筋15のテ
ーパ面18で歯部２高さないし歯部２先端面が形成され
る。このように、従来のダイス７では歯底部３と歯部２
側面を一気に形成していたため、ワーク５底壁部5bと周
壁部5aとの間に過大な引張力が作用し、この過大な引張
力に基づいて第10図に示す如く部品１の歯部２の一端に
いわゆるダレ19と呼ばれる丸味部が生じて有効歯長がｌ
だけ短かくなってしまったり、あるいは第11図に示す如
く特に歯丈を比較的高くしたような場合に底壁部5bと周
壁部5aとの間に亀裂を生じた不良品が出るなどの不都合
があった。なお、第12図は周壁部5aの開口側端部に生ず
るいわゆる鬼の角20と呼ばれるバリを示している。
一方、前述したダレ19などの不都合を解消するために第
13図（ａ）、（ｂ）に示す鍛造法が提案されている（特
開昭62−31770号公報）。この鍛造法は第１工程として
第13図（ａ）に示す如く周壁部6aを予備成形してなるワ
ーク６をその底壁部6bから第１のダイス21内に押込み、
次にこのワーク６を第１のダイス21から取出した後、第
２工程として第13図（ｂ）に示す如く第２のダイス22内
に逆方向から押込むようにしたものである。この方法に
よれば周壁部6aが逆方向にしごかれるのでダレの長さが
短くなる。しかし、この鍛造法は工程が２段階に分かれ
ているうえワークの逆転やワーク表面に対する潤滑剤塗
布が２回必要であるなど生産能率の点で不利であり、ま
たダイスやパンチを２種類用意しなければならないほ
ど、設備コストの点でも問題がある。
13図（ａ）、（ｂ）に示す鍛造法が提案されている（特
開昭62−31770号公報）。この鍛造法は第１工程として
第13図（ａ）に示す如く周壁部6aを予備成形してなるワ
ーク６をその底壁部6bから第１のダイス21内に押込み、
次にこのワーク６を第１のダイス21から取出した後、第
２工程として第13図（ｂ）に示す如く第２のダイス22内
に逆方向から押込むようにしたものである。この方法に
よれば周壁部6aが逆方向にしごかれるのでダレの長さが
短くなる。しかし、この鍛造法は工程が２段階に分かれ
ているうえワークの逆転やワーク表面に対する潤滑剤塗
布が２回必要であるなど生産能率の点で不利であり、ま
たダイスやパンチを２種類用意しなければならないほ
ど、設備コストの点でも問題がある。
本発明は上述した問題点を一挙に解決すべく創案するに
至ったものであって、その目的はダレや亀裂を生じるこ
となく一工程で部品を鍛造できる鍛造用ダイスを提供す
ることにある。
至ったものであって、その目的はダレや亀裂を生じるこ
となく一工程で部品を鍛造できる鍛造用ダイスを提供す
ることにある。
《問題点を解決するための手段》 上述した問題点を解決するための本発明は、板金から一
体成形したカップ状体の周壁部に歯部および歯底部を形
成してなる歯車形状部品を円柱状パンチとの相互嵌合に
て鍛造成形するための円筒状のダイスにおいて、上記ダ
イスの内周面に軸線方向に沿って形成された、上記歯部
および歯底部を形成するための山筋および谷筋の形状
を、上記ダイスの挿入側開口から奥に向うにつれて、先
ず上記山筋の高さを次第に高くして最終高さに至らせ、
該山筋の高さが最終高さに至ってから、該山筋の幅を次
第に広げて最終幅に至らせ、該山筋の幅が最終幅に至っ
てから、上記谷筋の深さを次第に浅くして最終深さに至
らしたものである。
体成形したカップ状体の周壁部に歯部および歯底部を形
成してなる歯車形状部品を円柱状パンチとの相互嵌合に
て鍛造成形するための円筒状のダイスにおいて、上記ダ
イスの内周面に軸線方向に沿って形成された、上記歯部
および歯底部を形成するための山筋および谷筋の形状
を、上記ダイスの挿入側開口から奥に向うにつれて、先
ず上記山筋の高さを次第に高くして最終高さに至らせ、
該山筋の高さが最終高さに至ってから、該山筋の幅を次
第に広げて最終幅に至らせ、該山筋の幅が最終幅に至っ
てから、上記谷筋の深さを次第に浅くして最終深さに至
らしたものである。
《作用》 上述の如く構成したダイスによる鍛造においては、部品
の歯底部から歯部側面、さらに歯部先端面へといういわ
ば内から外へ向う順に段階的に形成されるので、部品な
いしパンチあるいはダイスに無理な力がかかりにくく、
このため部品のダレや亀裂を防止し得るとともに、パン
チやダイスの寿命延長を図ることができる。
の歯底部から歯部側面、さらに歯部先端面へといういわ
ば内から外へ向う順に段階的に形成されるので、部品な
いしパンチあるいはダイスに無理な力がかかりにくく、
このため部品のダレや亀裂を防止し得るとともに、パン
チやダイスの寿命延長を図ることができる。
《実施例》 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明に係るダイス25の内周壁の縦断面を示した
ものである。同図に示す如く、このダイス25の内周面に
はその軸線方向に沿って山筋26および谷筋27が交互に連
続して形成され、これら山筋26および谷筋27によって部
品１の歯部２および歯底部３が形成されるようになって
いる。
１図は本発明に係るダイス25の内周壁の縦断面を示した
ものである。同図に示す如く、このダイス25の内周面に
はその軸線方向に沿って山筋26および谷筋27が交互に連
続して形成され、これら山筋26および谷筋27によって部
品１の歯部２および歯底部３が形成されるようになって
いる。
山筋26はダイス25の挿入側開口28からやや奥へ入ったと
ころから立上り、次第に高くなってダイス25の奥まで延
びている。この山筋26は、詳しくはその立上りからほぼ
中央部にかけてα部をなし、その次に比較的短いβ部、
γ部、Δ部と続き、その先はほぼ一定断面形状とされて
いる。上記α部はいわば予備成形のためのものであっ
て、立上り部分と中間部分に高さ方向のテーパ面29、30
が形成され、中間のテーパ面30の前後はほぼ一定高さの
直線部31、32となっている。なお、上記立上り部分のテ
ーパ面29は望ましくは円錐形状でない方が良好な絞り込
み効果が得られる。α部の断面形状は、直線部31のＡ断
面について示せば第２図（ａ）の実線にて示す形状であ
って、比較的緩やかな波形をなしている。一方、直線部
32のＢ断面について示せば第２図（ａ）の鎖線にて示す
形状であって、山筋26の高さがやや高くなっている。
ころから立上り、次第に高くなってダイス25の奥まで延
びている。この山筋26は、詳しくはその立上りからほぼ
中央部にかけてα部をなし、その次に比較的短いβ部、
γ部、Δ部と続き、その先はほぼ一定断面形状とされて
いる。上記α部はいわば予備成形のためのものであっ
て、立上り部分と中間部分に高さ方向のテーパ面29、30
が形成され、中間のテーパ面30の前後はほぼ一定高さの
直線部31、32となっている。なお、上記立上り部分のテ
ーパ面29は望ましくは円錐形状でない方が良好な絞り込
み効果が得られる。α部の断面形状は、直線部31のＡ断
面について示せば第２図（ａ）の実線にて示す形状であ
って、比較的緩やかな波形をなしている。一方、直線部
32のＢ断面について示せば第２図（ａ）の鎖線にて示す
形状であって、山筋26の高さがやや高くなっている。
次に、β部は部品１の歯底部３を形成するためのもので
あって、ワーク６の周壁部6aを歯底部３の最終深さまで
押込むテーパ面33からなる。次に、γ部は部品１の歯部
２側面を形成するためのものであって、その高さはほぼ
一定であるが幅が次第に広がっていくテーパ面34からな
る。このγ部の最終断面形状をＣ断面で示せば第２図
（ｂ）に示す形状であって、山筋26の幅Ｐが最終的な歯
部２相互間隔をなす。そして山筋26の高さおよび幅はそ
の後一定状態でダイス25の奥まで連続する。
あって、ワーク６の周壁部6aを歯底部３の最終深さまで
押込むテーパ面33からなる。次に、γ部は部品１の歯部
２側面を形成するためのものであって、その高さはほぼ
一定であるが幅が次第に広がっていくテーパ面34からな
る。このγ部の最終断面形状をＣ断面で示せば第２図
（ｂ）に示す形状であって、山筋26の幅Ｐが最終的な歯
部２相互間隔をなす。そして山筋26の高さおよび幅はそ
の後一定状態でダイス25の奥まで連続する。
次に、谷筋27は山筋26相互間に形成され、山筋26のα
部、β部、γ部のところまでは直線部35を成し、γ部が
終ったところからΔ部を成し、その後は再び直線部36を
成している。Δ部は部品１の歯部２の先端面を形成する
ためのものであって、ワーク６の周壁部6aを歯部２の最
終高さまで押え込むテーパ面37からなる。このΔ部の最
終断面形状をＤ断面で示せば第２図（ｃ）に示す形状で
あって、谷筋27の深さＨが最終的な歯部２の高さをな
す。
部、β部、γ部のところまでは直線部35を成し、γ部が
終ったところからΔ部を成し、その後は再び直線部36を
成している。Δ部は部品１の歯部２の先端面を形成する
ためのものであって、ワーク６の周壁部6aを歯部２の最
終高さまで押え込むテーパ面37からなる。このΔ部の最
終断面形状をＤ断面で示せば第２図（ｃ）に示す形状で
あって、谷筋27の深さＨが最終的な歯部２の高さをな
す。
次にパンチ40の形状を第３図に基づいて説明する。この
パンチ40は円柱状をなし、その周面に部品１の歯部２お
よび歯底部３を符合する山筋41および谷筋42が形成され
ている。そしてパンチ40の山筋41がダイス25の谷筋27
へ、またダイス25の山筋26がパンチ40の谷筋42へそれぞ
れワーク６の周壁部6aを挟んだ状態で互いに嵌合するこ
とにより部品１の周面形状が形成されている。なお、ワ
ーク６の周壁部6aが嵌合する山筋41の端部には段部43が
形成され、ワーク６のセット時においてこの段部43とワ
ーク６との間には、わずかな間隙Ｓが形成されている。
段部43の高さＴは、閉塞鍛造を避けるためにワーク６の
板厚よりもやや小さく、好ましくは0.05t≦Ｔ≦0.5tの
範囲とする。このような段部43を形成しておくことによ
り、いわゆる鬼の角20の発生を抑制することができるも
のである。なお閉塞鍛造を行なうとパンチ40の荷重が大
となり、ダイス25との焼付きが生ずるおそれがある。
パンチ40は円柱状をなし、その周面に部品１の歯部２お
よび歯底部３を符合する山筋41および谷筋42が形成され
ている。そしてパンチ40の山筋41がダイス25の谷筋27
へ、またダイス25の山筋26がパンチ40の谷筋42へそれぞ
れワーク６の周壁部6aを挟んだ状態で互いに嵌合するこ
とにより部品１の周面形状が形成されている。なお、ワ
ーク６の周壁部6aが嵌合する山筋41の端部には段部43が
形成され、ワーク６のセット時においてこの段部43とワ
ーク６との間には、わずかな間隙Ｓが形成されている。
段部43の高さＴは、閉塞鍛造を避けるためにワーク６の
板厚よりもやや小さく、好ましくは0.05t≦Ｔ≦0.5tの
範囲とする。このような段部43を形成しておくことによ
り、いわゆる鬼の角20の発生を抑制することができるも
のである。なお閉塞鍛造を行なうとパンチ40の荷重が大
となり、ダイス25との焼付きが生ずるおそれがある。
部品１の鍛造用ダイス25およびパンチ40は上述の如く構
成されており、第１図に示す如く潤滑剤を塗布したワー
ク６をパンチ40にセットしてダイス25内に圧入すると、
まず第４図（ａ）で実線で示す如くワーク６周壁部6aが
ダイス25の山筋26のα部に押圧されて予備成形され、そ
の後周壁部6aが山筋26のβ部に押圧されて歯底部３の最
終深さが形成され、次に歯部２側面が山筋26のγ部に押
圧されて最終的な歯部２側面形状が形成され、最終に歯
部２先端面がΔ部に押圧されて最終的な歯部２の先端面
形状が形成される。
成されており、第１図に示す如く潤滑剤を塗布したワー
ク６をパンチ40にセットしてダイス25内に圧入すると、
まず第４図（ａ）で実線で示す如くワーク６周壁部6aが
ダイス25の山筋26のα部に押圧されて予備成形され、そ
の後周壁部6aが山筋26のβ部に押圧されて歯底部３の最
終深さが形成され、次に歯部２側面が山筋26のγ部に押
圧されて最終的な歯部２側面形状が形成され、最終に歯
部２先端面がΔ部に押圧されて最終的な歯部２の先端面
形状が形成される。
このように、本発明では部品１の周面形状を内側から外
側に向って順次段階的に成形しているので、ワーク６や
ダイス25等に無理な力が生じにくく、したがって部品１
に生じるダレ19の長さを第５図に示す如く、ごく短く
でき、これにより有効歯長の確保と部品１の薄型コンパ
クト化が可能になり、またダイス25等の耐用年数延長を
図れる。
側に向って順次段階的に成形しているので、ワーク６や
ダイス25等に無理な力が生じにくく、したがって部品１
に生じるダレ19の長さを第５図に示す如く、ごく短く
でき、これにより有効歯長の確保と部品１の薄型コンパ
クト化が可能になり、またダイス25等の耐用年数延長を
図れる。
以上、本発明の一実施例につき説明したが、本発明は上
記実施例に限定されることなく種々の変形が可能であっ
て、例えばワーク６周壁部6aの内周面にピニオンなどを
噛合させる歯部および歯底部を形成する場合にも本発明
を適用可能である。また上記実施例では山筋26のα部、
β部、γ部および谷筋のΔ部を段階的かつ連続的に形成
したがこれら各部は製品形状によっては互いに離間させ
ることも考えられるし、また製品に影響が生じない範囲
で各部を互いに一部重復させることも可能である。
記実施例に限定されることなく種々の変形が可能であっ
て、例えばワーク６周壁部6aの内周面にピニオンなどを
噛合させる歯部および歯底部を形成する場合にも本発明
を適用可能である。また上記実施例では山筋26のα部、
β部、γ部および谷筋のΔ部を段階的かつ連続的に形成
したがこれら各部は製品形状によっては互いに離間させ
ることも考えられるし、また製品に影響が生じない範囲
で各部を互いに一部重復させることも可能である。
《発明の効果》 本発明は上述の如く、歯車形状部品の歯底部から歯部側
面さらに歯部先端部へと内から外へ向って段階的に形成
しているので、ワークに無理な力がかかりにくく、この
ため歯車形状部品の歯部末端におけるダレを抑制できて
有効歯長の確保と部品のコンパクト化を図れ、同時に亀
裂の発生を未然に防止して歩留まり向上を図れ、さらに
ダイスなどにも無理な力がかからないのでその寿命延長
を図ることができる。
面さらに歯部先端部へと内から外へ向って段階的に形成
しているので、ワークに無理な力がかかりにくく、この
ため歯車形状部品の歯部末端におけるダレを抑制できて
有効歯長の確保と部品のコンパクト化を図れ、同時に亀
裂の発生を未然に防止して歩留まり向上を図れ、さらに
ダイスなどにも無理な力がかからないのでその寿命延長
を図ることができる。
第１図〜第５図は本発明の一実施例を示したものであっ
て、第１図はダイスの縦断面図、第２図（ａ）〜（ｃ）
はダイスの山筋の断面図、第３図はパンチ下端の断面
図、第４図（ａ）〜（ｃ）は歯車形状部品の歯部断面
図、第５図は歯車形状部品の歯部末端の断面図である。
また第６図〜第13図は従来例を示したものであって、第
６図は歯車形状部品の斜視図、第７図（ａ）、（ｂ）は
それぞれ同部品用のワークの縦断面図、第８図（ａ）、
（ｂ）はダイスおよびパンチの縦断面図、第９図はダイ
ス内周面の斜視図、第10図は歯車形状部品の歯部末端の
断面図、第11図は亀裂が生じた歯車形状部品の側面斜視
図、第12図は鬼の角が生じた歯車形状部品の開口端の部
分斜視図、第13図（ａ）、（ｂ）は別の従来例に係るダ
イスおよびパンチの割型状態での側面図である。 １……歯車形状部品、２……歯部 ３……歯底部、25……ダイス 26……山筋、27……谷筋 28……挿入側開口、40……パンチ
て、第１図はダイスの縦断面図、第２図（ａ）〜（ｃ）
はダイスの山筋の断面図、第３図はパンチ下端の断面
図、第４図（ａ）〜（ｃ）は歯車形状部品の歯部断面
図、第５図は歯車形状部品の歯部末端の断面図である。
また第６図〜第13図は従来例を示したものであって、第
６図は歯車形状部品の斜視図、第７図（ａ）、（ｂ）は
それぞれ同部品用のワークの縦断面図、第８図（ａ）、
（ｂ）はダイスおよびパンチの縦断面図、第９図はダイ
ス内周面の斜視図、第10図は歯車形状部品の歯部末端の
断面図、第11図は亀裂が生じた歯車形状部品の側面斜視
図、第12図は鬼の角が生じた歯車形状部品の開口端の部
分斜視図、第13図（ａ）、（ｂ）は別の従来例に係るダ
イスおよびパンチの割型状態での側面図である。 １……歯車形状部品、２……歯部 ３……歯底部、25……ダイス 26……山筋、27……谷筋 28……挿入側開口、40……パンチ
Claims (1)
- 【請求項１】板金から一体成形したカップ状体の周壁部
に歯部および歯底部を形成してなる歯車形状部品を円柱
状パンチとの相互嵌合にて鍛造成形するための円筒状の
ダイスにおいて、上記ダイスの内周面に軸線方向に沿っ
て形成された、上記歯部および歯底部を形成するための
山筋および谷筋の形状を、上記ダイスの挿入側開口から
奥に向うにつれて、先ず上記山筋の高さを次第に高くし
て最終高さに至らせ、該山筋の高さが最終高さに至って
から、該山筋の幅を次第に広げて最終幅に至らせ、該山
筋の幅が最終幅に至ってから、上記谷筋の深さを次第に
浅くして最終深さに至らしたことを特徴とする板金製歯
車形状部品の鍛造用ダイス。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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