JPS63157736A - 歯形部材の転造方法 - 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、スプライン、セレーション等の歯形部
材の転造方法に関する。

（従来の技術） 第４図に示される如く、所定間隔を隔てて平行する平面
上に配置された一組のラック型工具１ａ。

１ｂを具え、当該工具１ａ、ｌｂをそれぞれ矢印に従っ
て相寄る方向へ移動可能に構成した転造装置１００は公
知である。

当該装置ｌＯＯは、移動開始前の工具１ａ、１ｂが平行
しつつも離間位置をとる状態で対向する端面間に、棒材
もしくは円板材等の素材Ｗ゛を。

工具１ａ、１ｂの移動方向に軸線が直角、かつ上記所定
間隔を隔てて平行する平面の中間で平行する如くセンタ
ー軸２，２で軸支持し、工具１ａ。

１ｂを相寄る方向へ移動させ、工具１ａ、Ｉｂ間に挟ま
れる素材Ｗ°を加圧状態下で回転せしめつつ、その周面
に塑性加工を施し、素材Ｗ°を歯車。

スプライン、セレーション等に転造する。

上記素材Ｗ゛の材質が塑性変形能に冨んでぃたリ、塑性
加工度が小さい場合には冷間での、その逆の場合には熱
間での転造が行われる。

従来、素材Ｗ°のほぼ全長にわたる周面を熱間転造する
一−−−−−−例えば円板材を歯車に成形したり。

棒材の全長をスプライン加工する−・・・−・・場合に
は、電気炉やビレットヒータ等を用いて素材Ｗ゛全体全
断面にわたり所定温度まで加熱のうえ、転造装置ｌＯＯ
に搬入するようにしている。また、棒材である素材Ｗ°
の一部分・−・−・例えば−万端側所定長さ範囲・・−
・をスプラインとする場合には、当該スプライン形成範
囲をパーシャルヒータ（棒材部分加熱炉）等を用いて当
該部分全体を全断面にわたり所定温度まで加熱のうえ、
転造装置１００に搬入するようにしている。

（従来技術に存する問題点） 従来、熱間転造を行う場合には、素材Ｗ″全体いし塑性
加工範囲を全断面にわたり所定温度まで加熱するが、本
発明者は歯形部材の転造では。

鍛造の場合と異なり、素材Ｗ°全断面にわたり塑性加工
を施すものではないことに注目し、従来実行されている
全断面加熱はエネルギーロスが極めて大きいと思了した
。

また、従来熱間転造は素材Ｗ゛の全断面加熱であるので
、転造後における部材芯部に高温度の残熱があり、当該
残熱の影響により形成された歯形に歪を惹起させる等の
現象が発生して精度を低下させるため、冷間転造に比べ
て精度が格段に低いことも周知のところであるが、この
点はやむを得ないと看過されていた。

さらには、素材全断面を所定温度まで加熱するには長時
間を要し、その間に表面脱炭を生ず戊もあった。

（発明の目的） 本発明は、歯形部材を熱間転造する場合の従来方法に存
する上述の問題点を解消するためになされたもので、エ
ネルギーロスをな（し、歯形の精度を向上させ、表面脱
炭の膚をなくし、その上必要に応じて、転造工程を経た
部材に引続き焼入れ工程を施して歯形表面に硬化層を形
成すことをも可能とした歯形部材の転造方法を提供する
ことを目的とする。

（発明の構成） 本発明の構成は、 （１）所定間隔を隔てて平行する一組のラック型工具を
相寄る方向へ移動させ、対向する工具間に挟まれる円板
材もしくは棒材等の素材を加圧状態下に回転せしめつつ
、素材周面に塑性加工を施して歯車、スプライン、セレ
ーション等を転造する場合において、 （２）転造開始直前の上記素材の被転造部表層を塑性加
工度に応じた所定深さまで誘導加熱により所定温度まで
加熱したのち、 （３）素材を転造するようにした ことを特徴とする歯形部材の転造方法にある。

また、上記被転造部表層を所定深さまで加熱する温度が
温間温度までとする場合、および焼入れ温度以上とする
場合を含む歯形部材の転造方法に。

ある。

（発明の作用） 本発明は、転造で塑性加工されるべき素材表層所定領域
のみを急速加熱して軟化させるので、必要最少限のエネ
ルギー付与で所望の塑性加工を達成する作用（換言すれ
ば塑性加工の及ばない素材の芯部を昇温させるエネルギ
ーロスを回避する作用）、転造後の素材芯部には高温度
の熱の残留がなく転造後の歯形部に熱影響を及ぼさない
作用、加熱時間が極めて短時間で部材表面に脱炭を生じ
る暇を与えない作用がある。

さらに本発明は、上記作用に加えて、被転造部表層の加
熱温度を素材の変形能、塑性加工度等を勘案して最高が
７００°Ｃ程度とする温間温度以下とすれば、転造仕上
がり精度を冷間転造なみとする作用が加重され、また素
材材質に応じた焼入れ温度以上とすれば、転造によって
歯形を形成した直後の部材に急冷を施すことにより、歯
形表層のみに焼入れ硬化層を形成可能とする作用が加圧
される。

（実施例） 本発明を第１図に示す実施例に従って以下に詳述する。

図において、１０は本発明方法を適用した歯形部材の転
造装置であり、１ａおよび１ｂは一組のラック型工具（
以下単に工具と云う）、２．ｊはセンター軸、Ｗは棒状
の素材、Ｃは誘導加熱コイル（以下単にコイルと云う）
である。

尚、本実施例は棒材である素材Ｗ全長をスプラインに形
成する場合である。

上記工具１ａおよびｌｂは従来同様に矢印に従って相寄
る方向へ移動可能であり、また素材Ｗの直径よりも塑性
加工深さに応じた分だけ狭い間隔を維持して平行に配置
されている点でも従来同様であるが、転造開始前、］ｌ
！Ｉ］ち相寄る方向への移動開始以前の状態では、面平
行して相対する端面間の対向間隔ｌは、そこに搬入され
る素材Ｗの直径より充分大であり、かつ以下に詳述する
コイルＣの配置を可能とする空間が確保される設定とさ
れている。

上記コイルＣは、転造開始位置にある素材Ｗの周面長手
方向全長に沿って１８０°隔てた位置で。

周面と所定間隙を維持する平行な加熱導体ｃＬＣ２と、
当該加熱導体ｃｌ、ｃ２の一方端を連結する連絡導体ｃ
３と、他方端それぞれを図示しない電源に連結する連絡
導体ｃ４とからなり、所謂鞍形コイルである。当該コイ
ルＣは図示されない変位機構を介して素材Ｗの軸線沿い
に矢示されるイ□ロ方向へ変位可能に設定され、イ方向
の変位位置では工具１ａ、ｌｂの移動通路外にあり、口
方向の変位位置では図示されるとおり、対向間隔ｌをと
る工具１ａ、ｌｂ間にあり、素材Ｗに鞍掛けされる。

上記センター軸２，２は悼造時の素ｔｔｗを工具ｌａ、
ｌｂの移動に従って回転可能に軸支持するとともに、何
れか一方のセンター軸２は図示しない回転駆動源により
回転可能に設定しである。従って、センター軸２に軸支
持される素材Ｗは　工具１ａ、ｌｂにより受動的に回転
する場合、およびセンター軸２により能動的に回転する
場合があることとなる。

以上の構成からなる実施例装置１０により素材Ｗをスプ
ラインに韓造する過程を以下に説明する。

工具１ａ・ｌｂ間を充分量として対向間隔ｌが維持され
、かつコイルＣを矢示イ方向の変位位置とした状態で、
素材Ｗは両端をセンター軸２．２により軸支持されて転
造開始位置に搬入される。

次いでコイルＣを変位機構の駆動により矢示口方向へ変
位せしめ、第１図の状態とする。当該状態において、セ
ンター軸２の回転駆動源を駆動とし、センター軸２の回
転に伴って素・材Ｗを回転させるとともに、コイルＣの
電源をＯＮとして所定時間にわたる通電を開始する。所
定通電時間が経過すると、コイルＣの電源を０ＦＦＬ、
かつ回転駆動源の駆動を停止として素材Ｗを不動状態と
する。

上記コイルＣへの所定時間の通電により、素材Ｗは断面
視する第２図（ａ）に斜線で示す如く、表面から所定深
さまでの部分Ｈが所定温度まで昇温した状態−・−−−
−−−ただし、表面側がやや高温・・・・−・−・−・
となっている。また、当該所定温度となった昇温領域Ｈ
は、素材Ｗの周方向から工具１ａ、ｌｂにより加えられ
る塑性加工度、素材材質の変形能。

ならびに選定される加熱温度等の相関関係から予め設定
され、かつ通電時間も同様に設定される。

コイルＣによる素材Ｗ表層の加熱が終了すると、当該コ
イルＣを変位機構の駆動により矢示イ方向変位位置とし
、次いで工具１ａ、ｌｂそれぞれを相寄る方向へ移動さ
せ、従来同様に素材Ｗの転造を実行する。

転造により素材Ｗに形成された歯形と所定温度までの加
熱深さとの関係を第２図（ｂ）に示す。

素材Ｗの昇温領域Ｈの芯方向縁は歯形の底に近接した内
側に位置し、工具１ａ、ｌｂによる塑性加工が軟化した
昇温領域Ｈに実施されたこととなる。

その後、工具１ａ、ｌｂそれぞれを対向間隔ｅを占める
位置に復帰させ、スプラインとされた部材を現位置から
搬出して転造工程を完了するが、前記所定時間の通電に
よる素材Ｗの加熱温度を焼入れ温度以上に設定した場合
には、スプラインは当該転造装置１０に近接して設けら
れている図示しない冷却ステーションに１股入し、歯形
表層へ急冷を施して範囲Ｈに焼入れ硬化層を形成する。

（他の実施例） 上記実施例は、素材Ｗ全長をスプラインとする場合であ
ったが、素材Ｗの所定範囲を部分的にスプラインとする
場合には、当該所定範囲に対応した長さの加熱導体ｃｌ
、ｃ２を具えるコイルＣを使用すればよい。

また、素材Ｗが円板材であって歯車に転造する場合であ
れば、第３図に示される如き環状のコイルＣを使用する
。この場合、コイルＣはセンター軸２の何れか一方に貫
通された状態でイ□ロ方向へ変位可能に構成すればよい
。

上記実施例では、素材Ｗは対向間隔ｌを維持する工具１
ａ、ｌｂ間の転造開始位置でコイルＣにより加熱される
が、これに替えてコイルＣを第１図の転造開始位置の素
材Ｗ軸線の延長線上で工具１の移動を邪魔しない近接位
置に固定配置するようにし、センター軸２に軸支持され
た素材Ｗを当該位置でコイルＣにより加熱した後、セン
ター軸２の移動により素材Ｗを軸方向移動させて転造開
始位置に搬入するように設定してもよ（、要は転造開始
直前の素材Ｗに所定の加熱を施せば足り、本発明の目的
が達成され、同様な効果が得られる。

（発明の効果） 本発明によれば、塑性加工を受ける領域のみを塑性加工
し易く軟化するので所要エネルギーが従来に比べて大幅
に少なくて済み、しかも無駄な残熱がなく形成された歯
形への熱影響が極めて小であるので転造の精度は向上し
、特に加熱を温間温度とする場合には冷間転造とほぼ同
程度の精度とし得、さらには短時間の表層加熱であるの
で表面脱炭の虞がなく、その上必要に応じて加熱を焼入
れ温度以上とした場合には、転造工程後の部材を直ちに
急冷・焼入れ工程に付して歯形表面に焼入れ硬化層を形
成し得るなど、多枝にわたる顕著な効果を雪すこととな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置例の斜視図、第２図
（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明方法による加熱領
域および塑性加工領域を示す素材の断面図、第３図は本
発明方法を実施する他の装置例の斜視図、第４図は従来
方法に従う装置例の斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）所定間隔を隔てて平行する一組のラック型工具を相
   寄る方向へ移動させ、対向する工具間に挟まれる円板材
   もしくは棒材等の素材を加圧状態下に回転せしめつつ、
   素材周面に塑性加工を施して歯車、スプライン、セレー
   ション等を転造する場合において、転造開始直前の上記
   素材の被転造部表層を塑性加工度に応じた所定深さまで
   誘導加熱により所定温度まで加熱したのち、素材を転造
   するようにしたことを特徴とする歯形部材の転造方法。 ２）所定温度が温間とされる温度である特許請求の範囲
   第１項記載の歯形部材の転造方法。 ３）所定温度が素材材質に応じて定まる焼入れ温度以上
   の温度である特許請求の範囲第１項記載の歯形部材の転
   造方法。