JPS62192529A - 歯車の製造法 - Google Patents
歯車の製造法Info
- Publication number
- JPS62192529A JPS62192529A JP3419886A JP3419886A JPS62192529A JP S62192529 A JPS62192529 A JP S62192529A JP 3419886 A JP3419886 A JP 3419886A JP 3419886 A JP3419886 A JP 3419886A JP S62192529 A JPS62192529 A JP S62192529A
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- JP
- Japan
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- gear
- tooth profile
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- holding
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- Pending
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
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。
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〕
本発明は歯車の製造法に関するものである。
歯車の転造加工は、作業能率、歯面の滑らかさ、寸法精
度を向上させるとともに歯形表面を加工硬化させ、耐用
寿命を増大させることを目的として広く用いられている
。
度を向上させるとともに歯形表面を加工硬化させ、耐用
寿命を増大させることを目的として広く用いられている
。
すなわち、歯形面に適宜の転造代を残して歯切りした歯
車を一対の歯車彫工具の間に挟んで圧力を加えながら回
転して歯形面を仕上げる方法であり、転造歯車は切削歯
車に比べ、 （１）結晶組織が切断されないので歯面にそった流れと
なる。
車を一対の歯車彫工具の間に挟んで圧力を加えながら回
転して歯形面を仕上げる方法であり、転造歯車は切削歯
車に比べ、 （１）結晶組織が切断されないので歯面にそった流れと
なる。
（２）歯面粗さが改善される。
（３）表面硬度が高い。
（４）歯形及びピッチ精度が改善される。
などの特徴があり、その結果曲げ強度及び面圧強度の上
昇、噛み合い騒音の低減などに効果があることは周知の
通りである。
昇、噛み合い騒音の低減などに効果があることは周知の
通りである。
一般に素材としては機械構造用炭素鋼又は合金鋼などが
使用されており、これに旋削、フライス加工、孔加工な
どを施した後、熱間で歯形を創成転造する方法が一般的
である。また、別の方法としては適宜の仕上代を残して
仕上転造を行う方法も採用されている。
使用されており、これに旋削、フライス加工、孔加工な
どを施した後、熱間で歯形を創成転造する方法が一般的
である。また、別の方法としては適宜の仕上代を残して
仕上転造を行う方法も採用されている。
しかし、前者の場合は装置が大がかりになること、及び
精度的にもやや低いという問題があり、後者の場合には
歯切工程が必要であるなどの難点がある。また両者の共
通した欠点は、材料歩留りが低いこと及び表面の硬度上
昇の割合が小さく、特に高強度を要する場合には後工程
で窒化、浸炭などの表面硬化を施しているのが実情であ
る。
精度的にもやや低いという問題があり、後者の場合には
歯切工程が必要であるなどの難点がある。また両者の共
通した欠点は、材料歩留りが低いこと及び表面の硬度上
昇の割合が小さく、特に高強度を要する場合には後工程
で窒化、浸炭などの表面硬化を施しているのが実情であ
る。
一方、鋳鉄材も歯車として使用されるが強さと靭性を兼
ね備えた材料がないため、一般には転造加工は行われて
おらず切削加工で製造されていた。
ね備えた材料がないため、一般には転造加工は行われて
おらず切削加工で製造されていた。
しかし、最近では合金鋼鍛造品に匹敵する極めて優れた
機械的性質を有する鋳鉄材が開発されている。鋳造品は
量産品に対する原価低減効果が大きいばかりでなく、設
計の自由度が大きく軽量化もしやすいなどの優れた効果
を有するため鍛造品に代り広く活用されつつある。
機械的性質を有する鋳鉄材が開発されている。鋳造品は
量産品に対する原価低減効果が大きいばかりでなく、設
計の自由度が大きく軽量化もしやすいなどの優れた効果
を有するため鍛造品に代り広く活用されつつある。
このように、従来から使用されている歯車は。
軽量化、原価低減、生産工程の短縮など多くの問題が残
されている。
されている。
本発明の目的は、転造加工により歯形表面の硬度を高め
、歯車強度を著しく向上せしめ、しかも生産工程を短縮
し、製造原価を著しく低減し得る歯車の製造法を提供す
るものである。
、歯車強度を著しく向上せしめ、しかも生産工程を短縮
し、製造原価を著しく低減し得る歯車の製造法を提供す
るものである。
本発明の歯車の製造法は、仕上代を残した歯形を有する
球状黒鉛鋳鉄製の歯車素材を、８３０〜９００℃に０．
５〜３時間加熱保持した後、３００〜４５０℃に急冷し
て０．５時間以上保持するオーステンパー処理を行ない
、基地組織をベイナイトとオーステナイトの混合組織と
し、ついで常温にて転造加工するものである。
球状黒鉛鋳鉄製の歯車素材を、８３０〜９００℃に０．
５〜３時間加熱保持した後、３００〜４５０℃に急冷し
て０．５時間以上保持するオーステンパー処理を行ない
、基地組織をベイナイトとオーステナイトの混合組織と
し、ついで常温にて転造加工するものである。
歯車素材としては歯形部の形状によって（１）歯形を鋳
出したもの、（２）適宜の仕上代を残して歯切り加工し
たものの二つの場合がある。
出したもの、（２）適宜の仕上代を残して歯切り加工し
たものの二つの場合がある。
（１）歯形を鋳出したものの場合、鋳造時に可能なかぎ
り高精度で歯形を鋳出す必要があり、一般的な生砂法よ
りもシェルモールド法、■プロセス（真空鋳造法）など
の方法が望ましい。そしてこの場合には熱処理後、仕上
転造を行うことになる。
り高精度で歯形を鋳出す必要があり、一般的な生砂法よ
りもシェルモールド法、■プロセス（真空鋳造法）など
の方法が望ましい。そしてこの場合には熱処理後、仕上
転造を行うことになる。
（２）適宜の仕上代を残して歯切りした場合には、画法
に比ベニ工数は増えるが、精度面で優れたものが得られ
る利点がある。この場合は熱処理後歯切りを行ない、そ
の後仕上転造を行なう。
に比ベニ工数は増えるが、精度面で優れたものが得られ
る利点がある。この場合は熱処理後歯切りを行ない、そ
の後仕上転造を行なう。
以上の二つの素材形状は対象とする歯車の要求精度と価
格に応じて適したものを選択することができる。
格に応じて適したものを選択することができる。
以下本発明の歯車の製造法について詳細に説明する。
まず、化学組成については、一般に知られている球状黒
鉛鋳鉄と同じであるので詳述しないが、その成分範囲は
一般にＣは３．０〜４．０％、Ｓｉは１．５〜３．０％
、Ｍｎは０．１〜０．５％、Ｐは０．０６％以下、Ｓは
０．０２％以下Ｍｇは０．０２％〜０．０５％である。
鉛鋳鉄と同じであるので詳述しないが、その成分範囲は
一般にＣは３．０〜４．０％、Ｓｉは１．５〜３．０％
、Ｍｎは０．１〜０．５％、Ｐは０．０６％以下、Ｓは
０．０２％以下Ｍｇは０．０２％〜０．０５％である。
このように通常の化学組成を有する球状黒鉛鋳鉄製の歯
車を素材のまま、又は荒加工後オーステナイト化条件と
して８３０〜９００℃で０．５〜３時間加熱保持した後
すみやかに３００〜４５０℃の塩浴あるいは流動層中に
浸漬、急冷し０．５時間以上保持してベイナイト変態さ
せた後、常温まで冷却するものである。
車を素材のまま、又は荒加工後オーステナイト化条件と
して８３０〜９００℃で０．５〜３時間加熱保持した後
すみやかに３００〜４５０℃の塩浴あるいは流動層中に
浸漬、急冷し０．５時間以上保持してベイナイト変態さ
せた後、常温まで冷却するものである。
このオーステンパー処理条件の限定理由について説明す
る。オーステナイト化加熱を８３０〜９ＯＯ℃×０．５
〜３時間としたのは、８３０℃より低いと肉厚品の場合
、オーステナイト化に要する時間が長すぎ、９００℃よ
り高いとオーステナイト結晶粒が粗大化し強度が低下す
るためである。
る。オーステナイト化加熱を８３０〜９ＯＯ℃×０．５
〜３時間としたのは、８３０℃より低いと肉厚品の場合
、オーステナイト化に要する時間が長すぎ、９００℃よ
り高いとオーステナイト結晶粒が粗大化し強度が低下す
るためである。
保持時間は肉厚によって異なるが、オーステナイト化に
必要な最低時間は０．５時間で肉厚部でも３時間保持す
れば充分である。
必要な最低時間は０．５時間で肉厚部でも３時間保持す
れば充分である。
恒温変態処理条件を３００〜４５０℃ｘ０．５時間以上
としたのは、３００℃より低いと硬度が高くなって靭性
が低下し、また４５０℃より高い温度では耐摩耗性上大
きな効果も期待できず、熱エネルギー的にも不利であり
、いたずらに原価の高騰を招くからである。
としたのは、３００℃より低いと硬度が高くなって靭性
が低下し、また４５０℃より高い温度では耐摩耗性上大
きな効果も期待できず、熱エネルギー的にも不利であり
、いたずらに原価の高騰を招くからである。
本発明を以下の実施例により図面に基いてさらに詳細に
説明する。
説明する。
〔実施例、１〕 歯車素材の歯形を鋳出しした場合（
１）化学成分 （すｔ％）（
２）歯車諸元 モジュール ３．０ ピッチ円径 ２１０．７０７
転位係数 ０ 歯先円径 ２１６．７０７圧
力 角２０度 歯元円径 １９７．５０７歯
数６６ 基礎円径 １９６．４８４ねじれ角
２０度 歯 幅 ３゜（３）熱処理 上記成分で作成した歯車を８７０”Ｃに２時間保持し、
３５０℃まで急冷し、その温度に１時間保持し、しかる
後放冷した。
１）化学成分 （すｔ％）（
２）歯車諸元 モジュール ３．０ ピッチ円径 ２１０．７０７
転位係数 ０ 歯先円径 ２１６．７０７圧
力 角２０度 歯元円径 １９７．５０７歯
数６６ 基礎円径 １９６．４８４ねじれ角
２０度 歯 幅 ３゜（３）熱処理 上記成分で作成した歯車を８７０”Ｃに２時間保持し、
３５０℃まで急冷し、その温度に１時間保持し、しかる
後放冷した。
（４）機械的性質
抗張力 １０３ 、５ ｋｇｆ／ａｍ” 伸び ８
．７％耐 力 ６８ 、３ ｋｇｆ／ｍｓ＋” 硬
度（ＨＢ） ３０２（５）転造条件 転造温度 常温 最大転造力 １ 、６００ｋｇ 工具歯車回転速度 ３５ｒｐｍ 工具歯車数 ２ケ 転造代 約２００μ 転造時間 ２５秒 （６）製造結果 ・表面硬度及び内部の硬度分布は第１図に示す通りであ
る。
．７％耐 力 ６８ 、３ ｋｇｆ／ｍｓ＋” 硬
度（ＨＢ） ３０２（５）転造条件 転造温度 常温 最大転造力 １ 、６００ｋｇ 工具歯車回転速度 ３５ｒｐｍ 工具歯車数 ２ケ 転造代 約２００μ 転造時間 ２５秒 （６）製造結果 ・表面硬度及び内部の硬度分布は第１図に示す通りであ
る。
・歯車精度はＪＩＳの５〜６級である。
歯形誤差 ３４μ
歯すじ誤差 ２１μ
歯みぞの振れ １０２μ
単一ピッチ誤差 ３５μ
隣接ピッチ誤差 ４６μ
・歯面面粗さ ｌｌｍａｘ ５．８μ〔実施例、２
〕 歯車素材の歯形を適宜の転造代を残してホブにて
粗加工した場合。
〕 歯車素材の歯形を適宜の転造代を残してホブにて
粗加工した場合。
（２）歯車諸元
モジュ−／Ｌ／ ３．０ ピッチ円径 ２１０．
７０７転位係数 ０ 歯先円径 ２１６．７０
？圧 力 角２０度 歯元円径 １９７．５０７歯
数６６ 基礎円径 １９６．４８４ねじ
れ角 ２０度 歯 幅 ３ｏ′（３）熱処理 上記成分で作成した歯車を８７０℃に２時間保持し、３
５０℃まで急冷し、その温度に１時間保持し、しかる後
放冷した。
７０７転位係数 ０ 歯先円径 ２１６．７０
？圧 力 角２０度 歯元円径 １９７．５０７歯
数６６ 基礎円径 １９６．４８４ねじ
れ角 ２０度 歯 幅 ３ｏ′（３）熱処理 上記成分で作成した歯車を８７０℃に２時間保持し、３
５０℃まで急冷し、その温度に１時間保持し、しかる後
放冷した。
（４）機械的性質
抗張力 １０３ 、５ ｋｇｆ／ｍｓ” 伸び ８
．７％酎 力６８ 、３ ｋｇｆ／ｍｍ２ 硬度（Ｈ
Ｂ） ３０２（５）転造条件 転造温度 常温 最大転造力 １ 、２００ｋｇ 工具歯車回転速度 ３５ｒｐｍ 工具歯車数 ２ケ 転造代 ５０μ 転造時間 １０秒 （６）製造結果 ・表面硬度及び内部の硬度分布は第２図に示す通りであ
る。
．７％酎 力６８ 、３ ｋｇｆ／ｍｍ２ 硬度（Ｈ
Ｂ） ３０２（５）転造条件 転造温度 常温 最大転造力 １ 、２００ｋｇ 工具歯車回転速度 ３５ｒｐｍ 工具歯車数 ２ケ 転造代 ５０μ 転造時間 １０秒 （６）製造結果 ・表面硬度及び内部の硬度分布は第２図に示す通りであ
る。
・歯車精度はＪＩＳの２〜３級であり実施例。
１の場合よりもさらに良好である。
歯形誤差 ９μ
歯すじ誤差 １２μ
歯みぞの振れ ３５μ
単一ピッチ誤差 １０μ
隣接ピッチ誤差 １２μ
・歯面面粗さ ｌ（ｗａｘ Ｏ，８μ（７）本実施
例では、ホブにて粗加工する前の素材として無垢の歯車
素材を用いたが、適宜の仕上代を残した歯形を有する歯
車素材を用いるとホブ切り粗加工の工数低減、原価低減
など著しい効果をもたらすことができる。
例では、ホブにて粗加工する前の素材として無垢の歯車
素材を用いたが、適宜の仕上代を残した歯形を有する歯
車素材を用いるとホブ切り粗加工の工数低減、原価低減
など著しい効果をもたらすことができる。
本発明により製造された歯車は熱処理により基地はベイ
ナイトと残留オーステナイトの混合組織になっており、
これを転造加工すると１通常の鋼材を転造加工したとき
に生じる加工効果による硬度上昇に加えて第３図に示す
様に、残留オーステナイトが加圧力によってマルテンサ
イトに変態するため、大幅な硬度上昇が得られることが
大きな特徴である。
ナイトと残留オーステナイトの混合組織になっており、
これを転造加工すると１通常の鋼材を転造加工したとき
に生じる加工効果による硬度上昇に加えて第３図に示す
様に、残留オーステナイトが加圧力によってマルテンサ
イトに変態するため、大幅な硬度上昇が得られることが
大きな特徴である。
この残留オーステナイ１−のマルテンサイトへの変態は
一般にピットラム効果として知られている現象で、本発
明は第４図に示す様に、この材料の持つ特性を積極的に
活用して極めて硬い歯面を得るものである。
一般にピットラム効果として知られている現象で、本発
明は第４図に示す様に、この材料の持つ特性を積極的に
活用して極めて硬い歯面を得るものである。
以上の説明で明らかなように、本発明により得られた歯
車は熱処理後に歯形の加工を行うので従来の銅系歯車の
ように浸炭、窒化などの表面硬化処理による歯車の精度
低下を防止し、余分の仕上工程を省略できるなど生産効
率の大幅な向上が得られる。
車は熱処理後に歯形の加工を行うので従来の銅系歯車の
ように浸炭、窒化などの表面硬化処理による歯車の精度
低下を防止し、余分の仕上工程を省略できるなど生産効
率の大幅な向上が得られる。
さらに、転造による歯面面粗さの改善は、特に実施例、
２の場合銅系歯車に多用される高価な研削仕上に匹敵す
るものであり原価低減効果も大きく工業的に顕著な効果
を有するものである。
２の場合銅系歯車に多用される高価な研削仕上に匹敵す
るものであり原価低減効果も大きく工業的に顕著な効果
を有するものである。
Claims (1)
- 仕上代を残した歯形を有する球状黒鉛鋳鉄製の歯車素材
を、８３０〜９００℃に０．５〜３時間加熱保持した後
、３００〜４５０℃に急冷して０．５時間以上保持する
オーステンパー処理を行ない、基地組織をベイナイトと
オーステナイトの混合組織とし、次いで常温にて転造加
工することを特徴とする歯車の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3419886A JPS62192529A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 歯車の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3419886A JPS62192529A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 歯車の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62192529A true JPS62192529A (ja) | 1987-08-24 |
Family
ID=12407465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3419886A Pending JPS62192529A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 歯車の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62192529A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0593225A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-16 | Nissan Motor Co Ltd | 鋳鉄歯車の製造方法 |
-
1986
- 1986-02-19 JP JP3419886A patent/JPS62192529A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0593225A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-16 | Nissan Motor Co Ltd | 鋳鉄歯車の製造方法 |
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