JP2016059931A - ギヤ部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】円筒状部材の外周面にギヤが形成され、かつ、円筒状部材の内周面に内スプラインが形成されるパーキングギヤを鍛造で製造する場合において、ギヤ精度および位置精度を確保する。【解決手段】本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法は、円筒状部材の外周面にパーキングギヤ2を形成し、かつ、円筒状部材の内周面である内径部1cに内スプライン3を形成してなるギヤ部品1の製造方法であって、熱間鍛造によって、円筒状部材の外周面に荒歯11aを形成した部材である熱間鍛造粗材11を作成し、切削加工によって、熱間鍛造粗材11の精度バラツキを調整し、冷間鍛造によって、精度バラツキが調整された熱間鍛造粗材11の荒歯11aを、パーキングギヤ2に仕上げる。【選択図】図1
Description
本発明は、外周面にギヤが形成され、かつ、内周面に内スプラインが形成されるギヤ部品を鍛造で製造する方法の技術に関する。
従来、円筒状部材の外周面にギヤ(パーキングギヤ)を形成し、かつ、円筒状部材の内周面に内スプラインを形成してなるギヤ部品を鍛造で成形する技術が知られており、例えば、以下に示す特許文献1にその技術が開示されている。
ここで、従来のギヤ部品の製造方法について、説明をする。
従来のギヤ部品50の製造方法では、図8に示す如く、鍛造工程において、円筒状部材たる素材10を熱間鍛造することによって熱間鍛造粗材11を作成し、その外周面には、荒歯11aを成形している。そして、その後、熱間鍛造粗材11を冷間鍛造することによって、パーキングギヤ2を仕上げる構成としている。
従来のギヤ部品50の製造方法では、図8に示す如く、鍛造工程において、円筒状部材たる素材10を熱間鍛造することによって熱間鍛造粗材11を作成し、その外周面には、荒歯11aを成形している。そして、その後、熱間鍛造粗材11を冷間鍛造することによって、パーキングギヤ2を仕上げる構成としている。
図8に示す如く、従来のギヤ部品50の製造方法では、まず始めに、略円柱状の部材である素材10を熱間鍛造することによって、概ねギヤ部品50の形に形成された素材である熱間鍛造粗材11を作成する。円筒状部材である熱間鍛造粗材11の外周面には、荒歯11aが形成されている。
そして、従来のギヤ部品50の製造方法では、熱間鍛造粗材11を冷間鍛造することによって、荒歯11aをパーキングギヤ2に仕上げる構成としている。熱間鍛造粗材11を冷間鍛造して、荒歯11aをパーキングギヤ2に仕上げることにより、粗材12が得られる。
そして、従来のギヤ部品50の製造方法では、熱間鍛造粗材11を冷間鍛造することによって、荒歯11aをパーキングギヤ2に仕上げる構成としている。熱間鍛造粗材11を冷間鍛造して、荒歯11aをパーキングギヤ2に仕上げることにより、粗材12が得られる。
従来のギヤ部品50の製造方法では、素材10から熱間鍛造粗材11を作成し、パーキングギヤ2を仕上げるまでの間の工程を、一連の鍛造工程としている。
次に、従来のギヤ部品50の製造方法では、鍛造工程を経て得られた粗材12を、切削工程に送る。切削工程では、図8に示すように、まず始めに、粗材12に対して旋盤加工を行う。
そして、従来のギヤ部品50の製造方法では、旋盤加工を経た円筒状部材である粗材12の内周面にブローチ加工を行って、内スプライン3を加工する構成としている。
このように従来のギヤ部品50の製造方法では、鍛造工程(熱間鍛造工程および冷間鍛造工程)を行った後に切削工程を行い、全ての鍛造工程を経た後のワーク(粗材12)に対して切削加工(ブローチ加工)を行うことによって、内スプライン3を形成する構成としており、パーキングギヤ2と内スプライン3を異なる工程で形成している。
特許文献1に開示されている従来のギヤ部品の製造方法では、熱間鍛造時において、ギヤの厚さ方向に傾きやバラツキが生じることが知られている。
このような傾きやバラツキを冷間鍛造時に(ギヤを仕上げる工程で)調整しようとすると、非常に大きな成形荷重を加えて冷間鍛造を行う必要が生じる。
しかしながら、冷間鍛造時の成形荷重を大きくすると、鍛造型が弾性変形をするため、ギヤ精度を出すことが困難になるという問題があった。
このような傾きやバラツキを冷間鍛造時に(ギヤを仕上げる工程で)調整しようとすると、非常に大きな成形荷重を加えて冷間鍛造を行う必要が生じる。
しかしながら、冷間鍛造時の成形荷重を大きくすると、鍛造型が弾性変形をするため、ギヤ精度を出すことが困難になるという問題があった。
また、外周面のギヤと内スプラインを同時に仕上げるとなると、ギヤと内スプラインの両方の精度を出すことがより困難になる。
さらに、内スプラインを冷間鍛造で形成するときには、押しのけられた材料が半径方向外側へと流動し、この影響によって内スプラインの半径方向外側に位置するギヤが変形するため、ギヤ精度を出すことが困難になっていた。
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、円筒状部材の外周面にギヤが形成され、かつ、円筒状部材の内周面に内スプラインが形成されるギヤ部品を鍛造で製造する場合において、ギヤ精度および位置精度を確保することができるギヤ部品の製造方法を提供することを目的としている。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項1においては、円筒状部材の外周面にギヤを形成し、かつ、前記円筒状部材の内周面に内スプラインを形成してなるギヤ部品の製造方法であって、熱間鍛造によって、前記円筒状部材の外周面に荒歯を形成した部材である熱間鍛造粗材を作成し、切削加工によって、前記熱間鍛造粗材の精度バラツキを調整し、冷間鍛造によって、精度バラツキが調整された前記熱間鍛造粗材の前記荒歯を、前記ギヤに仕上げるものである。
請求項2においては、前記冷間鍛造によって、精度バラツキが調整された前記熱間鍛造粗材の前記荒歯を、前記ギヤに仕上げるとともに、前記熱間鍛造粗材の内周面に前記内スプラインを成形するものである。
請求項3においては、前記ギヤ部品は、前記円筒状部材の軸方向一側に向けてオフセットしたフランジ部を備え、前記ギヤを、前記フランジ部の外周面に形成するものであって、前記冷間鍛造時において、前記内スプラインを成形するときに流動する材料を、前記フランジ部の前記軸方向一側における前記円筒状部材との境界に逃がして余肉部を設けるものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項1においては、冷間鍛造を行う前に切削工程を行うことで、熱間鍛造粗材の精度バラツキをキャンセルすることができる。これにより、冷間鍛造時の成形荷重を低減することができ、ひいては、ギヤの仕上げ精度を向上させることができる。
請求項2においては、冷間鍛造時の成形荷重を低くすることで、ギヤと内スプラインの同時成形を実現することができる。
請求項3においては、冷間鍛造によって、内スプラインの成形とギヤの仕上げ加工を同時に行う場合において、ギヤの仕上げ精度を確保することができる。
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造されるギヤ部品について、図1を用いて説明をする。
図1に示す如く、本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造されるギヤ部品1は、車両の駐停車時において駆動力の伝達を止めるための機構であるパーキング機構(図示せず)を構成する部品であり、パーキングギヤ2、内スプライン3、外歯4等が形成されている。ギヤ部品1は、図示しないラチェット機構やシャフト等と組み合わせて用いられることで、前記パーキング機構を構成する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造されるギヤ部品について、図1を用いて説明をする。
図1に示す如く、本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造されるギヤ部品1は、車両の駐停車時において駆動力の伝達を止めるための機構であるパーキング機構(図示せず)を構成する部品であり、パーキングギヤ2、内スプライン3、外歯4等が形成されている。ギヤ部品1は、図示しないラチェット機構やシャフト等と組み合わせて用いられることで、前記パーキング機構を構成する。
ギヤ部品1は、軸心Pを中心軸とした略円筒状の部位である円筒部1aと、該円筒部1aの軸方向における一側にオフセットして設けたフランジ状の部位であるフランジ部1bを備えている。
そして、ギヤ部品1は、円筒部1aの内側である内径部1cにおいて内スプライン3が形成され、かつ、円筒部1aの一端側に設けられたフランジ部1bの外周面に、パーキングギヤ2が形成されている。
尚、以下の説明では、説明の便宜上、軸心Pの方向を上下方向に向けた状態で、ギヤ部品1を製造する場合を例示して説明をするが、本発明に係るギヤ部品の製造方法におけるギヤ部品の加工時の姿勢はこれに限定されない。
そして、ギヤ部品1は、円筒部1aの内側である内径部1cにおいて内スプライン3が形成され、かつ、円筒部1aの一端側に設けられたフランジ部1bの外周面に、パーキングギヤ2が形成されている。
尚、以下の説明では、説明の便宜上、軸心Pの方向を上下方向に向けた状態で、ギヤ部品1を製造する場合を例示して説明をするが、本発明に係るギヤ部品の製造方法におけるギヤ部品の加工時の姿勢はこれに限定されない。
パーキングギヤ2は、その歯面に対して前記ラチェット機構が歯合されるものであり、該パーキングギヤ2は、歯数が少なく、かつ、歯丈が高いという特徴を有している。
内スプライン3は、図示しないシャフトに対してギヤ部品1を相対回転不能な状態で軸支するために、前記シャフトに形成された図示しない外スプラインと嵌合する部位である。
また、本実施形態で示すギヤ部品1は、フランジ部1bが段付きの形状を有しており、その最も外側の外周面において、外歯4が形成される構成としている。
尚、本発明に係る製造方法で製造するギヤ部品は、本実施形態で示すギヤ部品1のような形状には限定されず、例えば、CVT(無段変速機)のプーリーを構成するためのギヤ部品であって、フランジ部がテーパ形状を有するもの等であってもよく、種々の形状を採用し得る。
尚、本発明に係る製造方法で製造するギヤ部品は、本実施形態で示すギヤ部品1のような形状には限定されず、例えば、CVT(無段変速機)のプーリーを構成するためのギヤ部品であって、フランジ部がテーパ形状を有するもの等であってもよく、種々の形状を採用し得る。
次に、本発明の一実施形態に係るギヤ部品1の製造方法について、図2〜図8を用いて、説明をする。
ここではまず、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法について、説明をする。
ここではまず、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法について、説明をする。
図2に示す如く、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、まず始めに、略円柱状の部材である素材10を熱間鍛造することによって、概ねギヤ部品1の形に形成された素材である熱間鍛造粗材11を作成する。本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、素材10から熱間鍛造粗材11を作成するまでの間の工程を、熱間鍛造工程としている。
また、熱間鍛造粗材11には、仕上げが施されることで最終的にパーキングギヤ2となる部位である荒歯11aが形成されている。
また、熱間鍛造粗材11には、仕上げが施されることで最終的にパーキングギヤ2となる部位である荒歯11aが形成されている。
本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、熱間鍛造工程を経て得られた熱間鍛造粗材11を、切削工程に送る。
切削工程では、図2に示すように、まず始めに、熱間鍛造粗材11に対して旋盤加工を行う。より詳しくは、第一旋盤加工において、フランジ部1b側の端面を切削し、その後第二旋盤加工において、フランジ部1b側の端面の裏側(軸心方向の反対側)にあたる部位を切削する。
第一旋盤加工および第二旋盤加工を行い、熱間鍛造粗材11の端面の上下を切削することによって、熱間鍛造工程において熱間鍛造粗材11に生じた傾きや厚みのアンバランスに起因する精度バラツキを解消する構成としている。
切削工程では、図2に示すように、まず始めに、熱間鍛造粗材11に対して旋盤加工を行う。より詳しくは、第一旋盤加工において、フランジ部1b側の端面を切削し、その後第二旋盤加工において、フランジ部1b側の端面の裏側(軸心方向の反対側)にあたる部位を切削する。
第一旋盤加工および第二旋盤加工を行い、熱間鍛造粗材11の端面の上下を切削することによって、熱間鍛造工程において熱間鍛造粗材11に生じた傾きや厚みのアンバランスに起因する精度バラツキを解消する構成としている。
そして、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、次に、切削工程の途中において、冷間鍛造工程を実施する構成としている。換言すれば、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、熱間鍛造粗材11に対して冷間鍛造工程を実施する前に、切削加工を行う構成としている。
そして、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、この冷間鍛造工程において、荒歯11aを仕上げ加工することによって、パーキングギヤ2が形成される。
冷間鍛造工程では、ダイスを荒歯11aに押圧し加圧することで、パーキングギヤ2を仕上げる構成としている。
そして、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、この冷間鍛造工程において、荒歯11aを仕上げ加工することによって、パーキングギヤ2が形成される。
冷間鍛造工程では、ダイスを荒歯11aに押圧し加圧することで、パーキングギヤ2を仕上げる構成としている。
本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法における冷間鍛造工程は、その前に切削加工を行うことで、熱間鍛造粗材11に生じた精度バラツキが解消されているため、冷間鍛造における成形荷重を従来に比して大幅に軽減することが可能になっている。
例えば、外形サイズがφ120程度のギヤ部品を冷間鍛造してパーキングギヤを形成する場合、従来は、冷間鍛造によって傾きや厚みのアンバランス(精度バラツキ)まで調整するようにしていたために、約8000kNの成形荷重を必要としていた。
一方、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法における冷間鍛造工程では、冷間鍛造で精度バラツキを調整する必要がなく、パーキングギヤ2の成形に必要な成形荷重で足りるため、約2000kNの成形荷重となっている。そして、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、成形荷重の低減を実現することで、鍛造装置の小型化を実現している。
さらに、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法における冷間鍛造工程では、成形荷重が小さくなり、鍛造型の変形量が小さくなっているため、パーキングギヤ2の精度の向上が図られる。
例えば、外形サイズがφ120程度のギヤ部品を冷間鍛造してパーキングギヤを形成する場合、従来は、冷間鍛造によって傾きや厚みのアンバランス(精度バラツキ)まで調整するようにしていたために、約8000kNの成形荷重を必要としていた。
一方、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法における冷間鍛造工程では、冷間鍛造で精度バラツキを調整する必要がなく、パーキングギヤ2の成形に必要な成形荷重で足りるため、約2000kNの成形荷重となっている。そして、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、成形荷重の低減を実現することで、鍛造装置の小型化を実現している。
さらに、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法における冷間鍛造工程では、成形荷重が小さくなり、鍛造型の変形量が小さくなっているため、パーキングギヤ2の精度の向上が図られる。
次に、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、冷間鍛造工程を経た熱間鍛造粗材11に対して、ブローチ加工を行う。
そして、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、ここで行うブローチ加工によって、内径部1cに内スプライン3を形成する構成としている。
そして、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、ここで行うブローチ加工によって、内径部1cに内スプライン3を形成する構成としている。
そして、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、最後に、フランジ部1bに外歯4を機械加工により形成して、ギヤ部品1の製造を完了する構成としている。
即ち、本発明の第一の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法は、円筒状部材の外周面にギヤ(本実施形態ではパーキングギヤ2)を形成し、かつ、円筒状部材の内周面(内径部1c)に内スプライン3を形成してなるギヤ部品1の製造方法であって、熱間鍛造によって、円筒状部材の外周面に荒歯11aを形成した部材である熱間鍛造粗材11を作成し、切削加工によって、熱間鍛造粗材11の精度バラツキを調整し、冷間鍛造によって、精度バラツキが調整された熱間鍛造粗材11の荒歯11aを、パーキングギヤ2に仕上げるものである。
このように、冷間鍛造を行う前に切削工程を行う構成とすることで、熱間鍛造粗材11の精度バラツキをキャンセルすることができる。これにより、冷間鍛造時の成形荷重を低減することができ、ひいては、パーキングギヤ2の仕上げ精度を向上させることができる。
このように、冷間鍛造を行う前に切削工程を行う構成とすることで、熱間鍛造粗材11の精度バラツキをキャンセルすることができる。これにより、冷間鍛造時の成形荷重を低減することができ、ひいては、パーキングギヤ2の仕上げ精度を向上させることができる。
次に、本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法について、説明をする。
図3に示す如く、本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、まず始めに、略円柱状の部材である素材10を熱間鍛造することによって、概ねギヤ部品1の形に形成された素材である熱間鍛造粗材11を作成する。本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、素材10から熱間鍛造粗材11を作成するまでの間の工程を、熱間鍛造工程としている。
図3に示す如く、本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、まず始めに、略円柱状の部材である素材10を熱間鍛造することによって、概ねギヤ部品1の形に形成された素材である熱間鍛造粗材11を作成する。本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、素材10から熱間鍛造粗材11を作成するまでの間の工程を、熱間鍛造工程としている。
次に、本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、熱間鍛造工程を経て得られた熱間鍛造粗材11を、切削工程に送る。
切削工程では、図3に示すように、まず始めに、熱間鍛造粗材11に対して旋盤加工を行う。より詳しくは、第一旋盤加工において、フランジ部1b側の端面を切削し、その後第二旋盤加工において、フランジ部1b側の端面の裏側(軸心方向の反対側)にあたる部位を切削する。
切削工程では、図3に示すように、まず始めに、熱間鍛造粗材11に対して旋盤加工を行う。より詳しくは、第一旋盤加工において、フランジ部1b側の端面を切削し、その後第二旋盤加工において、フランジ部1b側の端面の裏側(軸心方向の反対側)にあたる部位を切削する。
そして、本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、次に、切削工程の途中において、冷間鍛造工程を実施してパーキングギヤ2を形成するとともに、それと同時に、内スプライン3を形成する構成としている。
即ち、本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、この冷間鍛造工程において、パーキングギヤ2と内スプライン3の両方を冷間鍛造で成形する構成としている。
即ち、本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、この冷間鍛造工程において、パーキングギヤ2と内スプライン3の両方を冷間鍛造で成形する構成としている。
そして、本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法では、最後に外歯4の加工を行って、ギヤ部品1の製造を行う構成としている。
ここで、冷間鍛造でパーキングギヤ2を形成しつつ、さらに内スプライン3を形成することができる鍛造装置の構成およびその鍛造装置による冷間鍛造の実施状況について、説明する。
図4に示す如く、冷間鍛造によって、パーキングギヤ2と内スプライン3を同時に成形することができる鍛造装置20は、ダイス21、スプラインパンチ22、パンチ23、バックアップ部材24、ガスシリンダ25、ノックアウトピン26、ノックアウトスリーブ27、等を備えている。
図4に示す如く、冷間鍛造によって、パーキングギヤ2と内スプライン3を同時に成形することができる鍛造装置20は、ダイス21、スプラインパンチ22、パンチ23、バックアップ部材24、ガスシリンダ25、ノックアウトピン26、ノックアウトスリーブ27、等を備えている。
ダイス21は、冷間鍛造によって荒歯11aに仕上げ加工を施して、パーキングギヤ2を形成するための工具(鍛造型)であり、スプラインパンチ22は、内スプライン3を形成するための工具(鍛造型)である。また、パンチ23は、熱間鍛造粗材11の端面を押圧する工具(鍛造型)である。
バックアップ部材24は、鍛造型内に配置された熱間鍛造粗材11に対して押圧される部材であり、熱間鍛造粗材11の姿勢を保つように支持する役割を果たす。
ガスシリンダ25は、バックアップ部材24に対して、押圧力を付与するための装置であり、伸縮可能なシリンダを備えている。そして、シリンダは、パンチ23からの押圧力に応じて変位し、バックアップ部材24を上方に押圧し、熱間鍛造粗材11を支持しながら変位することができるように構成している。
ガスシリンダ25は、バックアップ部材24に対して、押圧力を付与するための装置であり、伸縮可能なシリンダを備えている。そして、シリンダは、パンチ23からの押圧力に応じて変位し、バックアップ部材24を上方に押圧し、熱間鍛造粗材11を支持しながら変位することができるように構成している。
ノックアウトピン26はノックアウトスリーブ27に対して押圧力を付与するための部位であり、ノックアウトピン26を上方に変位させることでノックアウトスリーブ27を上方に変位させることができる。
ノックアウトスリーブ27は、熱間鍛造粗材11の下面に当接するように配置され、熱間鍛造粗材11の変形を規制する役割を果たす部材であり、該ノックアウトスリーブ27が上方に変位されることで、鍛造装置20からギヤ部品1を排出することができるように構成される。
ノックアウトスリーブ27は、熱間鍛造粗材11の下面に当接するように配置され、熱間鍛造粗材11の変形を規制する役割を果たす部材であり、該ノックアウトスリーブ27が上方に変位されることで、鍛造装置20からギヤ部品1を排出することができるように構成される。
本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法において、鍛造装置20により冷間鍛造を行う場合には、鍛造工程を経て製造された熱間鍛造粗材11を使用する。
熱間鍛造粗材11は、第一旋盤加工および第二旋盤加工を経ることによって、パーキングギヤ2および内スプライン3を形成する各部位であるフランジ部1bおよび内径部1cの相対的な位置精度が確保され、各部位の精度バラツキが解消されている。
熱間鍛造粗材11は、第一旋盤加工および第二旋盤加工を経ることによって、パーキングギヤ2および内スプライン3を形成する各部位であるフランジ部1bおよび内径部1cの相対的な位置精度が確保され、各部位の精度バラツキが解消されている。
図5に示す如く、本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法における鍛造装置20による冷間鍛造では、まず、第一旋盤加工および第二旋盤加工を経た熱間鍛造粗材11の内径部1cをスプラインパンチ22に嵌めてセットする(STEP−1)。
このときのセット状態において、バックアップ部材24とダイス21は、ガスシリンダ25によって上方に押圧されており、バックアップ部材24とダイス21を浮き上がらせた状態で、熱間鍛造粗材11に対してバックアップ部材24を押圧させることで、熱間鍛造粗材11に傾きが出ないようにしている。
これにより、パンチ23の型締め時において、熱間鍛造粗材11とパンチ23を確実に接触させることができるように構成している。
このときのセット状態において、バックアップ部材24とダイス21は、ガスシリンダ25によって上方に押圧されており、バックアップ部材24とダイス21を浮き上がらせた状態で、熱間鍛造粗材11に対してバックアップ部材24を押圧させることで、熱間鍛造粗材11に傾きが出ないようにしている。
これにより、パンチ23の型締め時において、熱間鍛造粗材11とパンチ23を確実に接触させることができるように構成している。
次に、パンチ23を下降させて、内スプライン3の成形(冷間鍛造工程)を開始する(STEP−2)。
内スプライン3の成形開始時には、クッション力をノックアウトピン26に作用させて、ノックアウトスリーブ27で熱間鍛造粗材11を押圧し、これにより、熱間鍛造粗材11の端面が自由に伸びることを規制している。そして、冷間鍛造工程では、熱間鍛造粗材11の端面の伸びを規制しつつ、内スプライン3の成形(冷間鍛造)を行う構成としている。
内スプライン3の成形開始時には、クッション力をノックアウトピン26に作用させて、ノックアウトスリーブ27で熱間鍛造粗材11を押圧し、これにより、熱間鍛造粗材11の端面が自由に伸びることを規制している。そして、冷間鍛造工程では、熱間鍛造粗材11の端面の伸びを規制しつつ、内スプライン3の成形(冷間鍛造)を行う構成としている。
鍛造装置20では、成形途中にスプラインパンチ22が変位できるように、スプラインパンチ22の周囲に隙間を設けているため、パーキングギヤ2と内スプライン3に微小な位置ずれがあった場合には、スプラインパンチ22が変位することで、パーキングギヤ2の仕上げ加工が、内スプライン3の加工に影響を及ぼさないように構成している(STEP−3)。
鍛造装置20では、パンチ23で熱間鍛造粗材11をさらに押圧することによって、熱間鍛造粗材11を下降させて、ダイス21を荒歯11aに押圧して、冷間鍛造によってパーキングギヤ2を仕上げつつ、内スプライン3を冷間鍛造して、ギヤ部品1を得る(STEP−4)。
そして、鍛造装置20では、パーキングギヤ2と内スプライン3の成形が完了し、ギヤ部品1が完成した時点で、パンチ23を上昇および離脱させるとともに、ノックアウトピン26でノックアウトスリーブ27を上方に押圧することで、鍛造装置20からギヤ部品1を離型する(STEP−5)。
以上で、鍛造装置20によるギヤ部品1に対する冷間鍛造工程を終了する。
以上で、鍛造装置20によるギヤ部品1に対する冷間鍛造工程を終了する。
また、図1に示す如く、本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造されるギヤ部品1は、フランジ部1bの軸方向における一端側の円筒部1aとの境界において、余肉部5を備える構成としている。
そして、鍛造装置20においては、ギヤ部品1に余肉部5を形成するために、図6に示す如く、パンチ23において、凹部たる余肉溜り23aを備えている構成とすることが好ましい。
余肉溜り23aは、冷間鍛造時に、内スプライン3を形成する部位から半径外側に流動する余分な材料を逃がすための部位である。
余肉溜り23aは、冷間鍛造時に、内スプライン3を形成する部位から半径外側に流動する余分な材料を逃がすための部位である。
例えば、図7(a)に示すように、パンチ23で全面的に熱間鍛造粗材11を拘束するように構成した場合には、内スプライン3を形成する部位の材料が半径方向外側へと流動することによって、流動した材料の逃げ場がないために、パーキングギヤ2の精度が悪化する。
また、図7(b)に示すように、パンチ23で熱間鍛造粗材11の端面を拘束しないように構成した場合には、内スプライン3の形成時に流動した材料が、パーキングギヤ2の形成に悪影響を及ぼすことは無くなるが、熱間鍛造粗材11が自由に動いてしまうため、内スプライン3がパンチ23側へと広がってしまい、内スプライン3の精度が確保できなくなってしまう。
また、図7(b)に示すように、パンチ23で熱間鍛造粗材11の端面を拘束しないように構成した場合には、内スプライン3の形成時に流動した材料が、パーキングギヤ2の形成に悪影響を及ぼすことは無くなるが、熱間鍛造粗材11が自由に動いてしまうため、内スプライン3がパンチ23側へと広がってしまい、内スプライン3の精度が確保できなくなってしまう。
そこで、鍛造装置20においては、図6に示すように、パンチ23に余肉溜り23aを設けることによって、パンチ23で熱間鍛造粗材11を拘束しながら、同時に内スプライン3の形成するときに流動する材料を余肉溜り23aに流入させる構成としている。これにより、パーキングギヤ2と内スプライン3の同時成形を行いながら、パーキングギヤ2の精度が悪化することを抑制している。
さらに、鍛造装置20においては、内スプライン3の形成時に、パンチ23で熱間鍛造粗材11の端面を拘束することによって、パンチ23側の内スプライン3が広がることを抑制して、内スプライン3の精度が悪化することも抑制する構成としている。
即ち、本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法は、冷間鍛造工程によって、精度バラツキが調整された熱間鍛造粗材11の荒歯11aを、パーキングギヤ2に仕上げるとともに、熱間鍛造粗材11の内周面(即ち、内径部1c)に内スプライン3を成形するものである。
本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法のように、冷間鍛造工程を行う前に、切削加工を行い、熱間鍛造粗材11に生じた精度バラツキを解消しておくことによって、冷間鍛造時の成形荷重を低くすることができ、これにより、パーキングギヤ2と内スプライン3の同時成形を実現することができる。
本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法のように、冷間鍛造工程を行う前に、切削加工を行い、熱間鍛造粗材11に生じた精度バラツキを解消しておくことによって、冷間鍛造時の成形荷重を低くすることができ、これにより、パーキングギヤ2と内スプライン3の同時成形を実現することができる。
また、本発明の第二の実施形態に係るギヤ部品1の製造方法において、ギヤ部品1は、円筒部1aの軸方向一側に向けてオフセットしたフランジ部1bを備え、パーキングギヤ2を、フランジ部1bの外周面に形成するものであって、冷間鍛造時において、内スプライン3を成形するときに流動する材料を、フランジ部1bの軸方向一側における円筒部1aとの境界に設けた余肉溜り23aに逃がして、余肉部5を形成するものである。
このような構成により、冷間鍛造によって、内スプライン3の成形とパーキングギヤ2の仕上げ加工を同時に行う場合において、内スプライン3の冷間鍛造時に流動する材料の逃げ場を設けることで、パーキングギヤ2の仕上げ精度を確保することができる。
このような構成により、冷間鍛造によって、内スプライン3の成形とパーキングギヤ2の仕上げ加工を同時に行う場合において、内スプライン3の冷間鍛造時に流動する材料の逃げ場を設けることで、パーキングギヤ2の仕上げ精度を確保することができる。
尚、本実施形態では、本発明の一実施形態に係る製造方法の対象たるギヤ部品が、パーキングギヤを備えるギヤ部品である場合を例示しているが、本発明に係るギヤ部品の製造方法において、当該ギヤ部品に形成するギヤの種類はこれに限定されない。
1 ギヤ部品
1a 円筒部
1b フランジ部
2 パーキングギヤ
3 内スプライン
5 余肉部
10 素材
11 熱間鍛造粗材
11a 荒歯
1a 円筒部
1b フランジ部
2 パーキングギヤ
3 内スプライン
5 余肉部
10 素材
11 熱間鍛造粗材
11a 荒歯
Claims (3)
- 円筒状部材の外周面にギヤを形成し、かつ、前記円筒状部材の内周面に内スプラインを形成してなるギヤ部品の製造方法であって、
熱間鍛造によって、前記円筒状部材の外周面に荒歯を形成した部材である熱間鍛造粗材を作成し、
切削加工によって、前記熱間鍛造粗材の精度バラツキを調整し、
冷間鍛造によって、精度バラツキが調整された前記熱間鍛造粗材の前記荒歯を、前記ギヤに仕上げる、
ことを特徴とするギヤ部品の製造方法。 - 前記冷間鍛造によって、
精度バラツキが調整された前記熱間鍛造粗材の前記荒歯を、前記ギヤに仕上げるとともに、
前記熱間鍛造粗材の内周面に前記内スプラインを成形する、
ことを特徴とする請求項1に記載のギヤ部品の製造方法。 - 前記ギヤ部品は、
前記円筒状部材の軸方向一側に向けてオフセットしたフランジ部を備え、前記ギヤを、前記フランジ部の外周面に形成するものであって、
前記冷間鍛造時において、前記内スプラインを成形するときに流動する材料を、前記フランジ部の前記軸方向一側における前記円筒状部材との境界に逃がして余肉部を形成する、
ことを特徴とする請求項2に記載のギヤ部品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014188348A JP2016059931A (ja) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | ギヤ部品の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2014188348A Pending JP2016059931A (ja) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | ギヤ部品の製造方法 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106216421A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-14 | 湖北纳福传动机械股份有限公司 | 一种齿圈热挤压模具及其装配方法 |
CN106567918A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-04-19 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 齿轮及其加工方法、齿轮轴、齿轮传动结构和装配方法 |
KR20200139021A (ko) | 2019-06-03 | 2020-12-11 | 글로텍 주식회사 | 양자점 수지 복합체 및 이를 이용한 광학시트 |
CN113084067A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-09 | 宝鸡法士特齿轮有限责任公司 | 一种中重型车用零件盲孔内花键模具及加工方法 |
-
2014
- 2014-09-16 JP JP2014188348A patent/JP2016059931A/ja active Pending
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