JPS58501664A - スプロケツトのセグメントを鍛造する方法と装置 - 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】 スプロケットのセグメントを鍛造する方法と装置技術分野 本発明は一般にスプロケットホイールのセグメントを鍛造する方法と装置とに関 し、特に、スプロケットのセグメントの装着面およびリンク接触面を後で機械加 工することなく仕上寸法に該セグメントを鍛造する方法と装置とに関する。

背景技術 履帯式車輌の駆動ホイールはその半径方向外側部分に形成したＩｌ数の歯を有し ている。最近では、駆動ホイールの履帯係合部分は各々が幾つかの歯を有する別 個の部材として形成され、該各部材はフランジ付きリングに装架される。セグメ ントの歯は、従来、所要の精密な公差の最終寸法に機械加工または焔切断された アンダカット面を有している。これ等のセグメント、または更に適切にはこれ等 の面では、約３−の機械加工の余裕厚さが与えられ、最終的な許容範囲を１．５ 閣と４．５閣との間にするために１，５■の間隙限界が設けられる。この鍛造セ グメントの機械加工は極めて労力を要し非常に費用が掛り、悪い結果が屡々得ら れる。

本発明は、幾つかの新しい利点を提供するのに加えて上述の問題の一層多くを克 服することに指向される。本発明者は、鍛造の完全な形状および寸法、即ち、鍛 造操作に対して保たれないが機械加工繰作に対して保たれる公差限界内の形状お よび寸法を与える製造手順および鍛造装置を見出した。これ等の結果を得るため 、本発明者は異なる公差に着目し、制限された公差を有する面に圧印加工の操作 を施して過剰材料が大きい公差を許される面に移されるように、大きい程度の公 差を有する形状および面と、非常に制限された公差を有する形状および面との間 で理想的な区別を行った。この理論的な区別に続き、相互に対して直角の２平面 に同一段階で面を成形する圧印加工金型を開発し、該金型は面を圧印加工して、 予め設定された平衡により一つの面から他の面へ材料を移動するのを可能にした 。

これは、工作機械による仕上げの観念に総ての点で優る圧印加工の工程である。

実際上、工作機械による仕上げの観念は過剰金属の除去および削り屑の形状の下 での該金属の排除との手順を取るものであり、鍛造面の切削と金属の開放結晶粒 の露出とによる鍛造の一層良好な部分の破壊を包含する方法である。

本発明は、この代りに、相互の補償のために特定の面での過剰材料と、他の面で の材料の不足とを使用し、公差の大きな面に結果としての最終の過剰または不足 を残す。即ち、圧印加工の単一段階中、公差の小さな総ての面は余すことなく、 圧印加工面で適合され、公差の大きい限界を有する総ての面は圧印加工の工程に おける成形によって生じる過剰および不足を吸収するために解放されたま−であ る。この様にして、鍛造された金属繊維と該金属の結晶粒とは損なわれないま＼ であり、鍛造の同一面が外側層に現われ、該層は一層丈夫で多孔性であり、従っ て、工作機で仕上げられるこれ等の面よりも、潤滑剤を保持し機械的な摩耗およ び酸化に耐えるようにがなり良好に構成される。セグメントの複雑な形状と、機 械加工で仕上げるべき面の異なる転移とのため、上述の工程は２台の工作機で比 較的複雑な工程を介して実施されねばならないことを考慮せねばならない。

発明の開示 本発明の一側面によると、履帯式車輌の足まわりのスプロケットセグメントを鍛 造する方法は、所定の質量を有する金属ビレットを加熱し、粗成形されたブラン クを形成するために開放プレスで該ビレットを押圧し、スプロケットセグメント の所望の仕上げられた形状には寸等しい寸法および形状を有する該セグメントを 形成するために金型で該ブランクを鍛造し、鍛造されたセグメントを切り取り整 形し、該セグメントの少くとも二つの非平行面を同時に圧印加工して、所望の仕 上げられた形状および寸法に該層つの面を成形する手順を備えている。本発明の 他の側面によると、所望の仕上げられた寸法にスプロケットセグメントを鍛造す る装置は下側および上側の金型部材と、該上側および下側の金型部材と協動して 閉じられた金型空所を限定するワークピース接触面を有する第３金型部材とを備 えている。第３金型部材は上側および下側の金型部材に対して横方向へ可動であ る。

図面の簡単な説明 第１図はスプロケットセグメントと装着用フランジと成る長さの履帯とが明Ｗに 示される例えば土工作業機の履帯用駆動ホイールの斜視図である。

第２図は本発明の一実施例による方法の第１手順の斜視図である。

第３図は第１加工手順の結果を示す斜視図である。

第４図は第２工程手順を示す斜視図である。

第５図は第３工程手順で使用される一対の粗成形用金型の斜視図である。

第６図は第５図の第３工程手順で得られる粗成形ワークピースを示す斜視図であ る。

第７図は第４工程手順で使用される鍛造金型を示す斜視図である。

第８図は＄７図に示される第４工程手順の結果を示す斜視図である。

第９図は本発明の一実施例による第５工程手順で使用される切り取り整形押出し 金型の斜視図である。

第１０図は第９図に示される第５工程手順の結果を示す斜視図である。

第１１図は本発明の一実施例による工程の第６手順で使用される圧印加工金型を 示す斜視図である。

第１２図は第１１図に示される工程の第６手順で得られるスプロケットセグメン トを示す斜視図である。

第１３図は第７エ程手順の穿孔工程を示す斜視図である。

第１４　、１５図は第８工程手順を示す斜視図である。

第１６図は第１１図の圧印加工金型の部分的に分解された斜視図である。

第１７図は第１１　、１６図に示される閉じた金型の断面図であり、圧印加工さ れるスプロケットセグメントを含んでいる。

第１８　、１．９　、２０図は金型鍛造切り取り整形および圧印加工の際、夫Ａ の公差の場内に生じる金属の転移を示す図表である。

発明を実施するための最良の形態 第１図を参照すると、トラクタ下部構造の履帯コの駆動ホイール／は、通常の様 にフランジ３のディスクとスプロケットｌＩｏとを有し、スプロケットりは例え ばボルト（図示せず）でフランジ３に結合される各々が３枚歯を有する幾つかの スプロケットセグメントタを備えている。

第１図に示すように、セグメントタとフランジ３とを有する組立体は、０．１５ ■からｏ、３５閣までの範囲内の公差を有しホイールの車軸に良好に心出しされ る歯を備える履帯ないしチェーンコのスプロケットホイールを提供する。

該公差限界内に保持すべき寸法と形状とは、−側部でチェーンコに係合し他側部 でフランジ３に係合するこれ等の部分のみである。特に、該表面は歯の凹面Ａと 、セグメントの仮定中心ｖ１従ってホイールの中心に対してと１錆’＃５８５０ １ｂｂ４（３） 井に面Ａに対して所定の公差限界内になければならない円筒形面Ｂのセグメント と、ホイール３の表面すとを包含する。制限された公差の限界を有するその他の 表面はホイール３の前方の半径方向面Ｃである。

通常、セグメン）ｆｆの面Ａ、Ｂ、Ｃは、±１．５１１Ｉｌの公差限界を有し約 ３閏の機械加工の余裕厚さを備えて最初に形成される。該機械加工の余裕は、工 作機の加工によって除去される。実際上、面Ａは現在フライス加工され、面Ｂ、 Ｃは現在旋盤で旋削される。両者の機械加工操作において面Ａ、Ｂ、Ｃの機械加 工の余裕に対する上述の公差限界内にセグメントがあっても、固定具の使用が鍛 造されたセグメントの非均等さで害され得る点で加工すべきセグメントを位置決 めするのに困難である。

本発明の好適実施例によると、スプロケットセグメントｉは第２図乃至第１７図 に示す様な方法と装置とによって形成され、これでは、面Ａ、Ｂ、０は必要な唯 一の金属下９作加工がボルト孔の穿孔ないし打抜きであるように公差限界内に維 持される。本発明の工程の第１手順（第２図）は剪断機６により棒材〆の所定の 長さからビレットｊ′を剪断することを包含する。ビレットｉ′は、第３図に示 すように最初の鍛造の際に形成される通常のばりと穿孔された孔から除去される 材料とを加えた最終スプロケットセグメントタの質量に正確に相当する質量とな るように所定の長さに切断される。工程の第２手順（第４図）は電気誘導炉６０ 内でのビレット５′の加熱を包含する。

加熱されると、ビレッｌ−タ′は第６図に示すように粗成形ブランフタ′を与え る工程の第３手順を包含し開放プレスでビレットタ′を押圧することによる粗成 形操作（第５図）を受ける。

工程の第４手順（第７図）は底部金型に半径方向開口部を有し上側金型の下側に 歯を有する金型６ノにおけるビレットタ′の鍛造を包含する。本発明の鍛造の手 順ははソ通常の態様で行われるが、非常に精密な公差限界内に形成される寸法お よび形状と、第８図に示すように鍛造されたセグメントタの基部に結合されるば りりｏとを伴う。

最終の形状および寸法の最初の確認ないし点検は工程の第５手順（第９図）で行 われ、これでは、ばり夕。を有する＃造されたセグメントタは第４手順の位置に 対し逆に転倒される。金型はｍ造されたセグメントから引抜かれ、ばり１０はセ グメントタから切り取られる。この操作の際、セグメントの歯は金型ｔ２のアン ビル金型乙コ′で与えられる底部適合サポー　トに載置される。切り取り、引抜 き手順が、制限される公差限界内に保つべき如何なる面分も変更しなくても、次 の手順の多重圧印加工を包含する最終確認に先立つ最適の形状および寸法へ近づ く。切り取りの結果は第１０図に分離されたばり１０として示される。

次の手順（第１１　、１６　、１７図）では、スプロケットセグメン）ｆｆは多 重圧印加工の重要な単一手順の操作を受け、該加工の際、セグメント面Ａ、　、 　Ｂ　、　Ｃは本明細書に後で更に詳細に記載するように装置ないし金型ｇの対 応する面ム／　、　Ｂｔ、げに夫々適合される。圧印加工の後、スプロケット七 グメン）１は孔ｑ−／を形成するためにドリルダ３で穿孔される（第１３図）。

セグメント金属が先行の成形操作によって依然として高温の際に穿孔することが 便利であり好ましい。しかしながら、次の手順（第１４図）では、セグメントタ の温度は熱処理のために好適な値に上昇され、次の手順（第１５図）では、セグ メン）　５は好適な焼入れ温度に冷却される。

本発明の利点は、第１１　、１６　、１７図に示される多重圧印加工の金型の様 な装置を使用することによっては！得られる。金型ｇは上側金型部材ｇｏと下側 金型部材ｔ／と水平方向ないし横方向へ可動な第３金型部材ｇコとピストンシリ ンダユニットｔ３と複数のエジェクタｔａとを備えている。

底部ないし下側の金型部材ｔ／は図示されないプレスのアンビルに固定され、三 つの弧状段ｇＥ′、ｔσ　ｇ／を与える段付き上側壁を有し鋼で作られるは寸平 行６面体の体部を備えている。更に、体部ｇ／は横方向へ可動な部材ｇ２を糟動 可能に案内する一対の溝／ｇ／を備え、該部材ｇ２は対応するガイド／ルを有し ている。ピストンシリンダユニッ）　１３は底部金型部材Ｓ／にブラヶッ）　／ ８３で装架される。ピストン２に３の外側端部３ｇ３は下側金型部材ｔ／に含ま れ水平に位置するチャンバ２ｇ／に突出る傾斜端面を備えている。チャンババ／ に苅して直角に、複数のスロワ）　／Ｅｌｌは複数のエジェクタ糾を摺動可能に 収容するように設けられる。ユニツ）　１３のピストン２１３の１１方向ないし 水平方向のストローク運動でエジェクタ評が昇降する。

ピストンＳ３の作用は、シリンダユニットｔ３の体部のボートダ１３　、　’； １３の夫々の一つへ加圧流体の供給を方向づけることで得られる。それ自体のガ イド／１２を有する部材ｔコはガイド／す／内で所定の距離にわたり自由に移動 し得るように設置され、−側部の傾斜面２ｇユとセグメント歯の面Ａに対応する 反対側の成形面Ａ′とを有している。特に、成形されたワークピース接触面Ａ′ は各々カスプロケット七グメン）１の対応する凹面ムの一つを形成する複数の凸 面Ａ′を包含する。

上側金型ｔｏは図示されないプレスラムに固定され、弧状段／１０と傾斜した平 坦な段２１０とを有する平行６面体の底壁ｔｏ’を備えている。傾斜した平坦な 段コＳθは第１７図に示すように横方向へ可動な部材ｌコの傾斜した平坦面ｄコ に係合し、第３金型部材ｌコに接触するように上側金型部材１０を移動するのに 応答して上側および下側の金型部材１０　、　ｔ／に対し閉鎖した所定の関係に 横方向に可動な第３金！部材ｔ２を維持する装置−１／を形成する。各金型はプ レスに装架されるとき、は！第１１図に示すように配置される。第９図の金型で 得、られる切り取られたセグメント！（第１θ図）は、第１１図に示すようにセ グメン）ｆｆの歯の部分に接触する横方向へ可動な部材ｇ２によって下側金型Ｕ の空所に挿入される。金型の上側ｊθは底面ｔｏ’が下側金型ｔ／の上側面Ｅｌ ’に接触するまで降下され、セグメント倉の垂直の圧印加工が得られる。垂直の 圧印加工は第１７図に示すように水平面Ｃの寸法を同定する。これと同時に、上 側金型の面コｇｏは可動部材１２の面２ｔコに係合し、可動部材ｔコの垂直面Ａ ′をセグメントｓの対応する面ムに対して押圧する。従って、セグメントｓの面 Ｂは下側金型部材ざｌの対応する面Ｂ′に接触するように押圧され、セグメント の直立面Ａ、Ｅの水平圧印加工を与える。金型の配置および操作は、面Ａ、Ｂ、 Ｃの圧印加工が角度および寸法の関係に関し相当な精度で行われ、これ等の面か らの過剰材料が他の面、例えば、Ｄ　、　Ｂ　、　Ｆ　、　Ｇ　、　Ｈ。

１、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏへ移されるように定められることが認められる。スプロケッ トセグメントが望ましい最初の形状および寸法に形成されると、金！Ｊｔは開口 され、セグメント倉は精密に制御される公差の面ム、Ｂ、Ｃ！に如何なる抜き勾 配ないし勾配も欠如しているため、下側金型に残る。この段階では、ユニットｓ ３のピストンはピストン二ｔ３の内方運動を伴い操作を開始し、その傾斜面３ざ ３でエジェクタｔｔＩを持上げ、従って、仕上げられたセグメン＋５を持上げる 。この排出は、成形されたセグメント倉から離れる方向へ可動部材ｔ、２を並進 する。可動部材Ｅｌの並進を扶助するために、一対のばね（図示せず）が対応す る対の孔ｔ９に装着され、該孔は一対の案内ｐラドｔｇｑをも夫々収容する。

発明を実施するための最良の形態 本発明の方法および装置によって作られるスプロケットセグメントの一実施例で は、セグメント５は３枚の歯と、約４００■乃至約５００■の外側半径と、約４ に乃至約１２−の質量とを有している。この寸法の代表的なセグメントに必要な 公差限界は次の通りであり、金型鍛造手順に対する±０．７■、即ち±０．３５ ■と、切り取り整形に対する約０．５■、即ち±０．２５■と、圧印加工操作に 対する約±０２０閣とである。平行な対向面、例えば面Ａ、Ｂに対するこれ等の 公差限界は上の公差の半分に低減される。

本発明により面ム、Ｂ、（！に必要である厳格な限界内の公差と、［ｌＤ、Ｂ、 Ｆ、Ｇ、Ｈ，Ｉ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、０に対するあまり制限的でない公差とを得るため 、加工される金属体部の質量、形状および寸法と金型の形状および寸法とは次の 通りに構成されることが必要である。鍛造金型＆／　（第７図）の空所は、縮み を考慮せずにセグメント面ム、Ｂ、Ｃに対応する各空所面と、面Ｄ　、　ｌ　、 　Ｆ。

Ｇ、Ｈ，Ｉ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、０の公称値とにおいて上側公差限界に相当する寸法を 有せねばならない。切り取り、引抜き金型６．２は下側公差限界には！近い面り 、Ｌ、Ｍ。

Ｎに対する輪郭面ないし引抜き面を有せねばならない。

圧印加工金型ｔは、閉鎖したとき、水平可動部材１２を包含して、面Ａ、Ｂ、Ｃ に対する下側公差限界と、面り。

Ｂ、Ｆ、Ｇ、Ｈ，Ｉ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏに対する最大公差限界とに対応する空所を 与えねばならない。

厳格な公差の面ム、Ｂ、Ｃに関する最小公差限界と、あまり厳格でない公差の面 り、ＦＪ、Ｆ、Ｇ、Ｈ，Ｉ、Ｌ。

Ｍ、Ｎ、Ｏに関する最大公差限界とは、小さい公差限界に制限される面から材料 を移すのに極めて低減されているが充分な金属の「流れ」を与える。金型ｌが閉 鎖されるとき、その空所は公差範囲の最小の側を与え、金型ｔが完全には閉鎖さ れないとき、および金型が過度に摩耗していれば、過大な寸法の部品を生じるこ とが認められる。実際上、材料が少し位不足しても鍛造および切り取りの際に夫 々の金型内の材料が常に所要量よりも過剰にあるため、考慮されない。任意の過 剰材料が厳格な公差の面にのみ維持され、数面の摩耗に対する寿命が大きい公差 の面のものよりも大きく、従って、前者から移される一層多くの材料を受取り得 るため、過剰材料は考慮されもせず、一方今型が悪い状態にあっても、非常に小 さい過剰な量は公称定格寸法と最小公差限界との間に残される。

他面では、材料の小量は金型の空所内の隙間に転移するため、ばりを形成しない 。上述の公差の配置は第１８゜１９　、２０図に符号を用いて示される。第１８ 図は鍛造（第７図）に関し、第１９図は切り取り（第９図）に関し、第２０図は 圧印加工（第１１図）に関する。これ等の三つの線図では、三つの領域が示され 、即ち領域ＡＢＣは厳格な公差を有するセグメント面Ａ、Ｂ、Ｃを示し、領域Ｄ ＬＭＮはセグメント面り、Ｌ、Ｍ、Ｎ、即ち大きい公差を有する面の一部で、特 に、切り取り操作（第９図）に含まれる面を示し、領域ＥＦＧＨＩＯはセグメン ト面Ｅ　、　Ｆ。

Ｇ、Ｈ，Ｉ、Ｏ１即ち大きい公差帯を有するセグメント面の他の部分を示す。各 線図では公差を表わす線が示され、線Ｐはあまり厳格でない公差の場の最大限界 を示し、Ｓνは厳格な公差の最大値を示し、線ｑは厳格な公差の場の小さい限界 線を示し、線Ｑはあまり厳格でない公差の小さい限界を示し、定格値Ｒを線Ｘで 示す。更に、点線区域Ｖは出力区域を示し、Ｗは入力区域である。従って、領域 Ａ、Ｂ、Ｃでの鍛造（第１９図）の際、材料Ｖの過剰があり、一方、面り、Ｎ、 Ｆ、Ｇ、Ｈ，Ｉ、Ｌ、Ｍ。

Ｎ、Ｏには定格状態がある。切り取り、引抜き段階では面り、Ｌ、Ｍ、Ｎ、換言 すれば領域ＤＬＭＮでのみ加工が行われるため、他の領域ＡＢＣ，’ＩＦＧＨＩ Ｏは同一に保たれるが、領域ＤＬＭＮで成る材料のみが除去される（第１９図） 。

最後に、圧印加工の際、材料Ｖは領域ＡＢＣからＤＬＭＮ、ＥＦＧＨＩＯへ「流 れ」、特に、領域ＤＬＭＮを満た−してＥＦＧＨＩＯよりも高いレベルへ増加す る。上述の線図は、材料の転移が狭いのと広いのとの二つの最大ｉよび最小の公 差限界内で良好に行われ、実際上、最適寸法が得られなくても、更に操作するた めの低減された領域が依然として存在することを示す。上述の工程でのこの利点 は温度と金型摩耗との様な幾つかの条件が制御するのに困難であるため、著しく 高く評価される。本発明は、制限するものとして！はなく単に例として図示説明 されたくめ、多くの変更が本請求の範囲に記載される本発明の精神から逸脱する ことなく、全体と詳細とに対して実施可能なことは、自明である。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　所定の質量を有する金属ビレットを加熱し、粗成形ブランクを形成するため に開放プレスで該ビレットを押圧し、所定の寸法を有する金型で該ブランクを鍛 造し、これにより、スプロケットセグメントの所望の仕上げられた形状には！等 しい寸法および形状を有する該セグメントを形成し、該鍛造セグメントを切り取 り整形し、該鍛造セグメントの少くとも二つの非平行面を同時に圧印加工し、こ れにより、所望の仕上げられた形状および寸法に核間を成形する手順を備える履 帯式車輌の下部構造用スプロケットセグメントの鍛造方法。 ２−　請求の範囲第１項記載の方法において、少くとも二つの非平行面を同時に 圧印加工する前記手順が該非平行面の一つにはｙ平行な第３面の圧印加工を包含 する方法。 ３−　請求の範囲第１項記載の方法において、前記圧印加′工の手順に続いて前 記セグメントに複数の孔を形成し、該セグメントを熱処理する付加的な手順を備 える方法。 ４　請求の範囲第１項記載の方法において、少くとも二つの非平行面を同時に圧 印加工する前記手順が相互に対しては！直角の顔面の圧印加工を包含する方法。 ５　矯正金型部位と下側金型部材とを備え、該各部材が金型空所を少くとも部分 的に限定し、所望の寸法に履帯式下部機構のスプロケットセグメントを鍛造する 鍛造装置において、前記金型空所の一部を限定するワークピース接触面を有する 第３金型部材を備え、該第３金型部材が前記上側および下側の金型部材に対して 横方向へ可動であり、前記ワークピース接触面が該上側および下側の金型部材と 協働して閉じた金型空所を限定することを特徴とする鍛造装置。 ６、　請求の範囲第５項記載の鍛造装置において、前記上側金型部材を前記第３ 金型部材に接触する様に移動するのに応答して前記上側および下側の金型部材に 対し閉じた所定の関係に該第３金型部材を維持する装置を備える鍛造装置。 ７　請求の範囲第６項記載の鍛造装置において、限定された関係に前記第３金型 部材を維持する前記装置が該第３金型部材の傾斜面と、前記上側金型部材の適合 する傾斜面とを有゛する鍛造装置。 ８、　請求の範囲第５項記載の鍛造装置において、前記第３金型部材のワークピ ース接触面が複数の凸面を有し、該各凸面が前記スプロケットセグメントの外側 面に対応する凹面を形成するのに充分な構造のものである鍛造装置。 ９　請求の範囲第８項記載の鍛造装置において、前記凸面が数において少くとも ３である＃造装重。