JP3503816B2 - Bevel gear with web cold forging die and method of manufacturing bevel gear with web - Google Patents
Bevel gear with web cold forging die and method of manufacturing bevel gear with webInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェブ付き傘歯車
の製造に用いる冷間鍛造用型に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cold forging die used for manufacturing a bevel gear with a web.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、傘歯車に強度を与える目的
で、歯の外側の端部の谷部分に歯車を補強する目的でウ
ェブ部を設けたウェブ付き傘歯車が用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, a bevel gear with a web has been used in which a web portion is provided in order to reinforce the gear in a valley portion of an outer end of a tooth in order to give strength to the bevel gear.
【０００３】このウェブ付き傘歯車を製造する方法とし
ては、従来、切削加工による方法や熱間鍛造による方法
が知られている。As a method for manufacturing the bevel gear with a web, a method by cutting and a method by hot forging are conventionally known.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ウェブ付き歯車の製造方法は、切削加工では加工に長時
間必要であること、熱間鍛造法では精度が悪く別の後加
工がさらに必要であること等の理由から、それぞれに多
くの工程数および時間が必要であり、製造コストの増加
が問題となる。However, in the conventional method for manufacturing a gear with a web, the machining requires a long time for machining, and the hot forging method is poor in accuracy and further requires another post-machining. For these reasons, a large number of steps and a lot of time are required for each, and the increase in manufacturing cost becomes a problem.
【０００５】そこで、本発明者は、ウェブ付き傘歯車を
より低コストで製造することを目指して研究を行う過程
において加工精度の高い冷間鍛造によるウェブ付き傘歯
車の製造を試みた。その結果、冷間鍛造により製造する
と、製造に要する工数、時間は低減するものの、ウェブ
部において材料に割れが生じ歩留まりが低下するという
不都合が生じることがわかった。Therefore, the present inventor has attempted to manufacture a bevel gear with a web by cold forging with high processing accuracy in the course of research aimed at manufacturing the bevel gear with a web at a lower cost. As a result, it has been found that when manufacturing by cold forging, although the man-hours and time required for manufacturing are reduced, there is an inconvenience that the material is cracked in the web portion and the yield is reduced.
【０００６】したがって、本発明では、冷間鍛造により
ウェブ付き傘歯車を不都合なく製造することができる冷
間鍛造用型及びその冷間鍛造用型を用いたウェブ付き傘
歯車の製造方法を提供することを解決すべき課題とす
る。Therefore, according to the present invention, a cold forging die capable of manufacturing a bevel gear with a web by cold forging without inconvenience, and an umbrella with a web using the cold forging die.
It is a problem to be solved to provide a method for manufacturing a gear .
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する目的
で本発明者は、鋭意研究の結果、ウェブ部の割れの原因
を発見した。すなわち、図７に示すような鍛造用型を使
用して図９に示すようなウェブ付き傘歯車４を冷間鍛造
により製造すると、図８に示すように、鍛造素材がダイ
ス５０、５１内に流動する過程において、流動する鍛造
素材の先端部が、歯の谷部分に相当するダイスの部分５
０２において一度、圧縮されることで加工硬化する。こ
の先端部が歯の谷部分に相当するダイス内の部分５０２
からウェブ部に相当する部分５０３へと移動していく際
に、谷部分とウェブ部とでは角度が異なるので、その先
端部は変曲線Ｂにおいてダイス５０から離れる。そうす
ると、鍛造素材の先端部への圧縮応力が低減し、先端部
の円周方向に対して引っ張り応力が発生する。その結
果、ウェブ部４２に応力割れが発生するのである。以上
の発見に基づいて本発明者は、以下の発明を行った。In order to solve the above problems, the inventor of the present invention discovered the cause of cracks in the web portion as a result of intensive research. That is, when the bevel gear with web 4 as shown in FIG. 9 is manufactured by cold forging using the forging die as shown in FIG. 7, as shown in FIG. In the process of flowing, the tip of the flowing forging material is the part of the die 5 that corresponds to the root of the tooth.
Once in 02, it is work hardened by being compressed. The part 502 in the die where this tip corresponds to the root of the tooth
When moving from the to the portion 503 corresponding to the web portion, since the angle between the valley portion and the web portion is different, the tip end thereof is separated from the die 50 at the curved line B. Then, the compressive stress on the tip of the forged material is reduced, and tensile stress is generated in the circumferential direction of the tip. As a result, stress cracking occurs in the web portion 42. The present inventor has made the following inventions based on the above findings.
【０００８】すなわち、本発明のウェブ付き傘歯車冷間
鍛造用型は、歯車基部と、該歯車基部の周縁に一体的に
形成され、かつ該歯車基部の中心軸に対し斜めに延びる
山部分と谷部分とからなる歯部と、該歯部の外側端部と
一体的に形成され該外側端部の該谷部分を閉じるウェブ
部とをもつウェブ付き傘歯車の、前記歯部の歯面側を形
成する歯表側対応部と前記ウェブ部の該歯面側の面を形
成するウェブ表側対応部とをもつ第１ダイスと、前記歯
部の前記歯面側に対して裏側を形成する歯裏側対応部
と、前記ウェブ部の該裏側を形成するウェブ裏側対応部
と、前記歯車基部の少なくとも該ウェブ部に隣接する該
裏側の面の第１所定部分を形成する歯車基部裏側対応部
とをもち、前記第１ダイスとともに該歯部と該ウェブ部
と該歯車基部の第１所定部分とを形成するキャビティを
区画する第２ダイスと、前記キャビティの中心部に位置
する鍛造素材を軸方向に押圧して該鍛造素材を遠心方向
に流動するように塑性変形させ該歯部、該ウェブ部およ
び該第１所定部分を成型するポンチと、からなるウェブ
付き傘歯車冷間鍛造用型であって、前記歯車基部裏側対
応部は、中心軸側に位置し前記ウェブ裏側対応部に隣接
する一部である第２所定部分と、残余の部分である第３
所定部分とをもち、前記ウェブ表側対応部は、前記歯車
基部の中心軸に対して垂直の平面であって、該第２所定
部分および該ウェブ裏側対応部と、該ウェブ表側対応部
とで区画される前記キャビティの部分が遠心方向に向か
う程狭くなる形状であることを特徴とする。That is, the bevel gear cold forging die with a web of the present invention comprises a gear base portion and a mountain portion integrally formed on the peripheral edge of the gear base portion and extending obliquely to the central axis of the gear base portion. Tooth surface side of the tooth portion of a bevel gear with a web having a tooth portion including a trough portion and a web portion integrally formed with an outer end portion of the tooth portion and closing the trough portion of the outer end portion. A first die having a tooth front side corresponding portion forming a tooth surface side and a web surface side corresponding portion forming the tooth surface side surface of the web portion, and a tooth back side forming a back side with respect to the tooth surface side of the tooth portion. A corresponding portion, a web back side corresponding portion forming the back side of the web portion, and a gear base back side corresponding portion forming at least a first predetermined portion of the back side surface of the gear base adjacent to the web portion. , The first die, the tooth portion, the web portion, and the first portion of the gear base portion. A second die for defining a cavity forming a constant portion, and a tooth portion that axially presses the forging material located in the center of the cavity to plastically deform the forging material so as to flow in the centrifugal direction, A bevel gear cold forging die with a web, comprising: a punch for molding the web portion and the first predetermined portion, wherein the gear base back side corresponding portion is located on the central axis side and is located on the web back side corresponding portion. The second predetermined portion, which is an adjacent portion, and the third portion, which is the remaining portion
With a predetermined portion, the web front side corresponding portion is the gear
A shape that is a plane perpendicular to the central axis of the base , and a portion of the cavity defined by the second predetermined portion, the web back side corresponding portion, and the web front side corresponding portion becomes narrower toward the centrifugal direction. Is characterized in that.
【０００９】つまり、図４に示すように、第１ダイスの
ウェブ表側対応部と第２ダイスのウェブ裏側対応部と第
２所定部分とで区画されるウェブ部を形成するキャビテ
ィＣを遠心方向に向かうにしたがいウェブ表側対応部と
ウェブ裏側対応部および第２所定部分との間隙を狭くす
ることによって、冷間鍛造によりウェブ部を形成する際
の鍛造素材の流動した先端部が、歯表側対応部からウェ
ブ表側対応部に至る変曲線Ｂにおいても鍛造素材９０に
加わる圧縮応力が低減せず、ウェブ部の外縁部に到達す
るまでの間、常時一定以上の圧縮応力をその先端部に加
え続けることができる。その結果、ウェブ部に円周方向
の引っ張り応力が発生せず、ウェブ部の割れが防止でき
る。このように、常に一定以上の圧縮応力を加え続ける
ためには、鍛造素材の先端部がダイス内の歯の谷部分に
相当する部分からウェブ部に相当する部分へと移動して
いく際に、すでに第１ダイスのウェブ表側対応部方向に
応力を加える必要がある。したがって、ウェブ部のキャ
ビティを狭くし始める位置は、第２ダイスの歯裏側対応
部と歯車基部裏側対応部との境界より歯車基部裏側対応
部側、すなわち、第２所定部分から開始する必要があ
る。これにより、常に充分な圧縮応力を加え続けること
ができる。なお、第２ダイスにおいてウェブ裏側対応部
および第２所定部分の形状を変化させて、キャビティＣ
を狭くすることが好ましい。第１ダイス側のウェブ表側
対応部の形状を変化させると、歯車の強度に与える影響
が大きいからである。That is, as shown in FIG. 4, the cavity C forming the web portion defined by the web front side corresponding portion of the first die, the web back side corresponding portion of the second die and the second predetermined portion is arranged in the centrifugal direction. As the web front side corresponding portion and the web back side corresponding portion and the second predetermined portion are narrowed toward each other, the fluidized front end portion of the forging material at the time of forming the web portion by cold forging causes the tooth front side corresponding portion. The compressive stress applied to the forging material 90 does not decrease even in the curved line B from the front to the web front side corresponding portion, and the compressive stress of a certain level or more is continuously applied to the tip until the outer edge of the web is reached. You can As a result, circumferential tensile stress is not generated in the web portion, and cracking of the web portion can be prevented. In this way, in order to always apply a certain or more compressive stress, when the tip of the forging material moves from the portion corresponding to the valley portion of the teeth in the die to the portion corresponding to the web portion, It is necessary to apply a stress to the web front side corresponding portion of the first die. Therefore, the position where the cavity of the web portion starts to be narrowed needs to start from the gear base back side corresponding portion side from the boundary between the tooth back side corresponding portion of the second die and the gear base back side corresponding portion, that is, the second predetermined portion. . As a result, a sufficient compressive stress can be continuously applied. In the second die, the shapes of the web backside corresponding portion and the second predetermined portion are changed to change the cavity C.
Is preferably narrowed. This is because changing the shape of the web front side corresponding portion on the first die side has a great influence on the strength of the gear.
【００１０】したがって、本発明によると、冷間鍛造に
よって低コストにウェブ付き傘歯車を製造することがで
きる冷間鍛造用型を提供できる。さらに、圧縮応力を歯
面方向に加えているので、ウェブ部の上面のフィルアッ
プ性が向上し、製品精度および製品強度の向上を図るこ
とが可能となる。そして、上記課題を解決する本発明の
ウェブ付き傘歯車の製造方法は、上述した冷間鍛造用型
を用いて鍛造素材を鍛造する工程を有することを特徴と
する。 Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a cold forging die capable of manufacturing a bevel gear with a web at low cost by cold forging. Further, since the compressive stress is applied in the tooth surface direction, the fill-up property of the upper surface of the web portion is improved, and the product accuracy and the product strength can be improved. And, of the present invention which solves the above problems
The manufacturing method of the bevel gear with a web is the above-mentioned cold forging die.
Characterized by having a step of forging a forging material using
To do.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下に本発明のウェブ付き傘歯車
冷間鍛造用型（以下、単に「鍛造型」と略す。）の実施
形態について、以下に説明する。なお、本発明は、本実
施形態により限定されるものではないことはいうまでも
ない。また、本実施形態で示す図は模式図であり、その
寸法および形状等は正確なものではない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a web-bevel gear cold forging die of the present invention (hereinafter, simply referred to as "forging die") will be described below. Needless to say, the present invention is not limited to this embodiment. Further, the drawings shown in the present embodiment are schematic views, and their dimensions and shapes are not accurate.
【００１２】本実施形態の鍛造用型により成型されるウ
ェブ付き傘歯車粗材は、図１および図５に示すように、
歯車基部１０と、その歯車基部１０の周縁に一体的に形
成され、かつその歯車基部１０の中心軸に対し斜めに延
びる山部分１１０と谷部分１１１、１１２とからなる歯
部１１と、その歯部１１の外側端部と一体的に形成され
その外側端部のその谷部分１１１、１１２を閉じるウェ
ブ部１２とをもつものでウェブ部１２の形状が遠心方向
に行くにしたがって薄くなるものが一例として挙げられ
る。このウェブ付き傘歯車粗材１は、ウェブ部１２の形
状が図５に示すような歯車基部１０の中心軸を通る断面
図においてその中心軸に対して概ね垂直、もしくは歯部
１１と反対方向に傾いた線となる形状とすることが好ま
しい。冷間鍛造においてウェブ部１２に相当するダイス
内のキャビティに鍛造素材を流動させやすいからであ
る。ウェブ付き傘歯車粗材１の材質は、特に限定され
ず、鍛造により歯車が形成可能な材質であればよい。こ
のウェブ付き傘歯車粗材１に裏面を切削する等の後加工
を行ってウェブ付き傘歯車とする。As shown in FIGS. 1 and 5, the bevel gear coarse material with a web molded by the forging die of this embodiment is as follows.
A gear base portion 10, a tooth portion 11 formed integrally with a peripheral edge of the gear base portion 10 and including a mountain portion 110 and valley portions 111 and 112 extending obliquely with respect to the central axis of the gear base portion 10, and teeth thereof. An example is one that has a web portion 12 that is integrally formed with the outer end portion of the portion 11 and closes the trough portions 111 and 112 of the outer end portion, and the shape of the web portion 12 becomes thinner in the centrifugal direction. As. This bevel gear rough material 1 with a web has a shape in which the web portion 12 is substantially perpendicular to the central axis in a cross-sectional view passing through the central axis of the gear base 10 as shown in FIG. It is preferable that the shape is an inclined line. This is because in cold forging, the forging material easily flows into the cavity in the die corresponding to the web portion 12. The material of the bevel gear rough material with web 1 is not particularly limited as long as the gear can be formed by forging. This web-bevel gear rough material 1 is subjected to post-processing such as cutting the back surface to obtain a web-bevel gear.
【００１３】本実施形態の鍛造用型は、図２に示すよう
に、第１ダイスとしての上ダイス２０と、第２ダイスと
しての下ダイス２１と、ポンチとしての上ポンチ３０お
よび下ポンチ３１とからなる。なお、ダイス２０、２１
の位置関係は特に問題ではなく、上ダイス２０と下ダイ
ス２１とが反転してもよいし、その他の位置関係でも良
い。As shown in FIG. 2, the forging die of this embodiment includes an upper die 20 as a first die, a lower die 21 as a second die, an upper punch 30 and a lower punch 31 as punches. Consists of. In addition, the dice 20, 21
The positional relationship of is not particularly a problem, and the upper die 20 and the lower die 21 may be reversed, or other positional relationships may be used.
【００１４】上ダイス２０は、前述のウェブ付き傘歯車
１の歯部１１の歯面側１１０、１１１、１１２を形成す
る歯表側対応部２００、２０１、２０２と、ウェブ部１
２の歯面側の面を形成するウェブ表側対応部２０３とか
らなる。歯表側対応部は、歯部１１の山部分１１０に対
応する山部分対応部２００と、谷部分１１１、１１２に
それぞれ対応する谷部分対応部２０１、２０２とをも
つ。The upper die 20 includes the tooth surface side corresponding portions 200, 201, 202 forming the tooth surface sides 110, 111, 112 of the tooth portion 11 of the bevel gear 1 with web, and the web portion 1.
And a web front side corresponding portion 203 forming a tooth side surface of the second tooth side. The tooth front side corresponding portion has a mountain portion corresponding portion 200 corresponding to the mountain portion 110 of the tooth portion 11 and valley portion corresponding portions 201 and 202 corresponding to the valley portions 111 and 112, respectively.
【００１５】下ダイス２１は、歯部１１の歯面側に対し
て裏側を形成する歯裏側対応部と、ウェブ部１２の裏側
を形成するウェブ裏側対応部２１２と、歯車基部１０の
裏側の面の少なくともウェブ部１２に隣接する第１所定
部分１０ｂを形成する歯車基部裏側対応部２１０とをも
つ。なお、本実施形態の鍛造型は、ウェブ部１２の外周
面に相当する部分を成型する目的で下ダイス２１に外周
部対応部２１３を設けているが、この部分に相当する部
分を上ダイス２０に設けることもできる。The lower die 21 has a tooth back side corresponding portion forming a back side with respect to the tooth surface side of the tooth portion 11, a web back side corresponding portion 212 forming a back side of the web portion 12, and a back side surface of the gear base portion 10. And a gear base backside corresponding portion 210 forming a first predetermined portion 10b adjacent to at least the web portion 12. In the forging die of the present embodiment, the lower die 21 is provided with the outer peripheral portion corresponding portion 213 for the purpose of molding the portion corresponding to the outer peripheral surface of the web portion 12. However, the portion corresponding to this portion is the upper die 20. Can also be provided.
【００１６】下ダイス２１は、上ダイス２０とともに歯
部１１とウェブ部１２と歯車基部１０の第１所定部分１
０ｂとを形成するキャビティを区画する。歯車基部裏側
対応部２１０は、図３に示すように、中心軸側に位置し
ウェブ裏側対応部２１２に隣接する一部である第２所定
部分２１０１と、残余の部分である第３所定部分２１０
２とをもつ。The lower die 21 together with the upper die 20 includes the tooth portion 11, the web portion 12, and the first predetermined portion 1 of the gear base portion 10.
The cavity forming 0b is defined. As shown in FIG. 3, the gear base back side corresponding portion 210 is a part of the second predetermined portion 2101 located on the central axis side and adjacent to the web back side corresponding portion 212, and the remaining third predetermined portion 210.
With 2.
【００１７】歯車基部裏側対応部２１０は、歯車基部１
０の裏側すべてに対応する必要はなく、歯車基部１０の
裏側の任意に選択される領域を示す。ここで、ウェブ裏
側対応部２１２と歯車基部裏側対応部２１０との境界線
は、鍛造素材が流動する際の変曲線である上ダイス２０
の谷部分対応部２００とウェブ表側対応部２０３との境
界線Ｂから下ダイス２１に対して、鍛造素材の流動する
方向に垂直な方向におろされた線により決定され、この
線よりもウェブ付き傘歯車１の遠心方向が歯裏側対応部
２１２であり求心方向が歯車基部裏側対応部２１０であ
る。この定義では、上記変曲線の存在しない歯部１１の
裏側に対応する部分の境界が明確ではないが、本発明に
おいては特に重要ではないのでこの境界線は任意に決定
することができる。たとえば、上記の下ダイス２１にお
ける境界線の隣り合った端部間を単純に接続する直線で
境界を表すことができる。The back side corresponding portion 210 of the gear base is the gear base 1
It does not have to correspond to all 0 backsides, but shows an arbitrarily selected area on the backside of the gear base 10. Here, the boundary line between the web back side corresponding portion 212 and the gear base back side corresponding portion 210 is a curved line when the forging material flows, and the upper die 20.
Is determined by a line drawn from the boundary line B between the valley portion corresponding portion 200 and the web front side corresponding portion 203 to the lower die 21 in a direction perpendicular to the flowing direction of the forging material. The centrifugal direction of the bevel gear 1 is the tooth back side corresponding portion 212, and the centripetal direction is the gear base back side corresponding portion 210. According to this definition, the boundary of the portion corresponding to the back side of the tooth portion 11 where the above-mentioned curved line does not exist is not clear, but since it is not particularly important in the present invention, this boundary line can be arbitrarily determined. For example, the boundary can be represented by a straight line that simply connects the adjacent ends of the boundary line in the lower die 21.
【００１８】そして、第２所定部分２１０１およびウェ
ブ裏側対応部２１２と、ウェブ表側対応部２０３とで区
画されるキャビティの部分が遠心方向に向かう程狭くな
る形状である。たとえば、図２に示すように、上記キャ
ビティを遠心方向に向けて単純減少させるテーパ形状を
例として挙げることができる。このなかでも第２所定部
分２１０１の表面とウェブ裏側対応部２１２の表面とを
合わせた面の形状は、略平面であることが好ましく、さ
らには、テーパ状とすることがより好ましい。この場合
にこのテーパ形状として好ましいのは、歯車基部１０の
中心軸に相当する線を含む任意の面と、ウェブ表側対応
部２０３の表面を含む面と第２所定部分２１０１の表面
およびウェブ裏側対応部２１２の表面を含む面との交線
の角度が１０〜４０度、より好ましくは、２０度程度と
なるような形状である。The shape of the cavity defined by the second predetermined portion 2101, the web back side corresponding portion 212, and the web front side corresponding portion 203 becomes narrower toward the centrifugal direction. For example, as shown in FIG. 2, can be mentioned the cavity as <br/> example a tapered shape which simply decreases toward the distal direction. Among these, the shape of the surface that combines the surface of the second predetermined portion 2101 and the surface of the web backside corresponding portion 212 is preferably a substantially flat surface, and more preferably a tapered shape. In this case, the tapered shape is preferably any surface including the line corresponding to the central axis of the gear base 10, the surface including the surface of the web front side corresponding portion 203, the surface of the second predetermined portion 2101 and the web back side. The shape is such that the angle of the line of intersection with the plane including the surface of the portion 212 is 10 to 40 degrees, and more preferably about 20 degrees.
【００１９】上ダイス２０と下ダイス２１とは、キャビ
ティ部分が密閉されるように形成され、本ダイス２０、
２１において行われる鍛造は、閉塞鍛造である。The upper die 20 and the lower die 21 are formed so that the cavity portion is sealed, and the main die 20,
The forging performed at 21 is a closed forging.
【００２０】上ポンチ３０および下ポンチ３１は、鍛造
素材（図略）を軸方向に押圧して鍛造素材を遠心方向に
塑性変形させて、上ダイス２０、下ダイス２１により形
成されるキャビティ内に鍛造素材を押し込む作用を有す
る部材である。The upper punch 30 and the lower punch 31 press a forging material (not shown) in the axial direction to plastically deform the forging material in the centrifugal direction, so that the upper die 20 and the lower die 21 are placed in a cavity formed by the upper die 20 and the lower die 21. It is a member having the action of pushing the forging material.
【００２１】上述の鍛造型の素材としては、特に限定さ
れず、たとえば、冷間ダイス鋼、高速度鋼、超硬合金等
の公知の素材が使用できる。鍛造型の製造についても、
特に限定されず、たとえば、旋盤やフライス盤にて行わ
れ型の内径および外形の寸法や形状を概略的に仕上げる
荒加工から、真空焼入炉や焼きもどし炉にて行われる型
に必要な強度を与えるための熱処理、研削盤や放電加工
機等にて行われる型の寸法や形状を必要な精度にする仕
上げ加工、そして、ラップ盤やホーニング盤等にて行わ
れる型の面粗度を冷間鍛造型に必要なものとするラッピ
ングに至る方法のような一連の方法である公知の方法が
使用できる。The material for the forging die described above is not particularly limited, and known materials such as cold die steel, high speed steel and cemented carbide can be used. For the manufacture of forging dies,
There is no particular limitation, for example, from roughing that is performed on a lathe or milling machine to roughly finish the inner diameter and outer dimension and shape of the die, to the strength required for the die that is performed in the vacuum quenching furnace and the tempering furnace. Heat treatment to give, finish processing to make the size and shape of the mold with the required accuracy performed with a grinder or an electric discharge machine, and cold surface roughness of the mold performed with a lapping machine or honing machine. Any known method can be used, which is a series of methods, such as the method leading to the lapping required for the forging die.
【００２２】以下に、上記鍛造型を使用したウェブ付き
傘歯車の製造方法について説明する。A method for manufacturing a bevel gear with a web using the above forging die will be described below.
【００２３】鍛造素材を用意する。鍛造素材の調製は、
本方法に用いる鍛造型が閉塞形式のものなのでその全体
量はある程度一定にする必要がある他は特に限定される
ものではない。また、変形抵抗や型との抵抗を少なくす
る等の目的で、組織を塑性変形をしやすいものとした
り、表面の清浄化、潤滑化を行ったりすることもでき
る。A forging material is prepared. Preparation of forging material,
Since the forging die used in this method is of a closed type, there is no particular limitation except that the entire amount must be constant to some extent. Further, for the purpose of reducing the deformation resistance and the resistance to the mold, the tissue can be easily plastically deformed, and the surface can be cleaned and lubricated.
【００２４】たとえば、棒鋼を所定の大きさに切断し、
その後、変形抵抗を下げる目的で焼鈍する。そして、シ
ョットブラスト等の操作によって表面の清浄化を行い、
鍛造時の潤滑用の潤滑油を表面に塗布する。For example, a steel bar is cut into a predetermined size,
Then, it is annealed for the purpose of lowering the deformation resistance. Then, the surface is cleaned by operations such as shot blasting,
Apply lubricating oil for lubrication during forging to the surface.
【００２５】鍛造型２０、２１、３０、３１をプレス
（図略）に固定する。下ダイス２１と下ポンチ３１とを
組み合わせて下側に、上側に上ダイス２０と上ポンチ３
１とを組み合わせて設置する。上下ダイス２０、２１間
のキャビティ内に鍛造素材を設置し、ダイス２０、２１
間を密着させる。プレスによってポンチ３０、３１およ
びダイス２０、２１を加圧することによって、鍛造素材
をダイス内のキャビティ内に押し込んでウェブ付き傘歯
車粗材を形成する。The forging dies 20, 21, 30, 31 are fixed to a press (not shown). The lower die 21 and the lower punch 31 are combined to the lower side, and the upper die 20 and the upper punch 3 to the upper side.
Install in combination with 1. Place the forging material in the cavity between the upper and lower dies 20, 21 and
Make a close contact with each other. By pressing the punches 30, 31 and the dies 20, 21 by a press, the forging material is pushed into the cavity in the dies to form the bevel gear rough material with web.
【００２６】すなわち、本実施形態のウェブ付き傘歯車
の製造方法は、歯車基部１０と、該歯車基部１０の周縁
に一体的に形成され、かつ該歯車基部１０の中心軸に対
し斜めに延びる山部分１１０と谷部分１１１、１１２と
からなる歯部１１と、該歯部１１の外側端部と一体的に
形成され該外側端部の該谷部分１１１、１１２を閉じる
ウェブ部１２とをもつウェブ付き傘歯車１を、ポンチに
より鍛造素材を押圧することによって該ウェブ付き傘歯
車１の形状に相当するキャビティを内部に形成するダイ
ス内に流動させる冷間鍛造法によって製造するウェブ付
き傘歯車の製造方法であって、前記ダイスにより前記鍛
造素材に付与される圧縮応力が、少なくとも前記ポンチ
により押圧されて該鍛造素材が前記ウェブ部に対応する
前記キャビティの一部分内に流動する部分の前よりも、
該キャビティの該一部分内に流動した後で、大きくなる
ようにすることを特徴とする。That is, in the method for manufacturing a bevel gear with a web according to the present embodiment, the gear base 10 and the mountain which is integrally formed on the peripheral edge of the gear base 10 and extends obliquely with respect to the central axis of the gear base 10. A web having a tooth portion 11 including a portion 110 and valley portions 111 and 112, and a web portion 12 integrally formed with an outer end portion of the tooth portion 11 and closing the trough portions 111 and 112 of the outer end portion. Manufacture of a bevel gear with a web manufactured by a cold forging method in which a bevel gear 1 with a punch is pressed into a forging material to flow into a die having a cavity corresponding to the shape of the bevel gear with a web therein. A method, wherein a compressive stress applied to the forging material by the die is at least pressed by the punch so that the forging material corresponds to the web portion of the cavity. Than the previous portion of the flow in the part,
After flowing into the portion of the cavity, it is allowed to become large.
【００２７】つまり、鍛造型を本発明の鍛造型とするこ
とで、鍛造素材をキャビティ内に押し込むときに、ダイ
ス２０、２１により前記鍛造素材に付与される圧縮応力
が、少なくともポンチ３０、３１により押圧されて鍛造
素材がウェブ部１２に対応するキャビティの部分Ｃ内に
流動する部分の前、すなわち、前述の境界線Ｂよりも、
キャビティの部分Ｃ内に流動した後で、大きくなってい
る。これによって、流動する鍛造素材は、鍛造型の内面
から離れることなく常に一定以上の圧縮応力を受けてい
る。That is, by using the forging die of the present invention as the forging die, when the forging material is pushed into the cavity, the compressive stress applied to the forging material by the dies 20, 21 is caused by at least the punches 30, 31. Before the portion where the forged material is pressed and flows into the portion C of the cavity corresponding to the web portion 12, that is, from the boundary line B described above,
After flowing into the portion C of the cavity, it has grown. As a result, the flowing forging material is always subjected to a compressive stress above a certain level without leaving the inner surface of the forging die.
【００２８】その後、鍛造により形成したウェブ付き傘
歯車粗材に軸を通すための芯抜き、歯車の精度を出すた
めの切削、研削等の仕上げ加工を行い、ウェブ付き傘歯
車の完成品とする。After that, finishing processing such as centering for passing a shaft through a coarse bevel gear with a web formed by forging, cutting for improving the precision of the gear, grinding, etc. is performed to obtain a finished bevel gear with a web. .
【００２９】この製造方法によると、低コストなウェブ
付き傘歯車の製造方法を提供することができるという効
果を有する。According to this manufacturing method, it is possible to provide a low-cost method for manufacturing a bevel gear with a web.
【００３０】[0030]
【発明の効果】したがって、本発明では、冷間鍛造によ
りウェブ付き傘歯車を割れ等の不都合なく製造すること
ができる冷間鍛造用型を提供することができるという効
果を有する。Therefore, the present invention has an effect that it is possible to provide a cold forging die capable of manufacturing a bevel gear with a web by cold forging without inconvenience such as cracking.
【図１】本実施形態の鍛造型により形成されるウェブ付
き傘歯車粗材を示した斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a bevel gear rough material with a web formed by a forging die of the present embodiment.
【図２】本実施形態の鍛造型の歯車基部の中心線に相当
する線を含んだ面での断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along a plane including a line corresponding to the center line of the gear base of the forging die of this embodiment.
【図３】本実施形態の下ダイスの正面図である。FIG. 3 is a front view of the lower die of the present embodiment.
【図４】本実施形態の鍛造型を用いて冷間鍛造を行った
場合における材料流れの様子を鍛造型の歯車基部の中心
線に相当する線を含んだ面での断面端面図にて示した図
である。FIG. 4 is a sectional end view showing a state of material flow when cold forging is performed using the forging die of the present embodiment, in a plane including a line corresponding to a center line of a gear base of the forging die. It is a figure.
【図５】本実施形態の鍛造型により形成されるウェブ付
き傘歯車粗材の歯車基部の中心線を含んだ面での断面図
である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along a plane including a center line of a gear base portion of a bevel gear coarse member with a web formed by a forging die of the present embodiment.
【図６】参考形態の鍛造型の歯車基部の中心線に相当す
る線を含んだ面での断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along a plane including a line corresponding to the center line of the gear base of the forging die of the reference embodiment.
【図７】従来技術の鍛造型の歯車基部の中心線に相当す
る線を含んだ面での断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along a plane including a line corresponding to a center line of a gear base of a conventional forging die.
【図８】従来技術の鍛造型を用いて冷間鍛造を行った場
合における材料流れの様子を鍛造型の歯車基部の中心線
に相当する線を含んだ面での断面端面図にて示した図で
ある。FIG. 8 is a cross-sectional end view showing a state of material flow when cold forging is performed using a forging die of a conventional technique in a plane including a line corresponding to a center line of a gear base of the forging die. It is a figure.
【図９】従来技術の鍛造型により形成されるウェブ付き
傘歯車粗材の歯車基部の中心線を含んだ面での断面図で
ある。FIG. 9 is a cross-sectional view of a bevel gear coarse member with a web formed by a forging die of a conventional technique, taken along a plane including a center line of a gear base portion.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21J 1/00 - 13/14 B21J 17/00 - 19/04 B21K 1/00 - 31/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B21J 1/00-13/14 B21J 17/00-19/04 B21K 1/00-31/00
Claims (4)
に形成され、かつ該歯車基部の中心軸に対し斜めに延び
る山部分と谷部分とからなる歯部と、該歯部の外側端部
と一体的に形成され該外側端部の該谷部分を閉じるウェ
ブ部とをもつウェブ付き傘歯車の、 前記歯部の歯面側を形成する歯表側対応部と前記ウェブ
部の該歯面側の面を形成するウェブ表側対応部とをもつ
第１ダイスと、 前記歯部の前記歯面側に対して裏側を形成する歯裏側対
応部と、前記ウェブ部の該裏側を形成するウェブ裏側対
応部と、前記歯車基部の少なくとも該ウェブ部に隣接す
る該裏側の面の第１所定部分を形成する歯車基部裏側対
応部とをもち、前記第１ダイスとともに該歯部と該ウェ
ブ部と該歯車基部の第１所定部分とを形成するキャビテ
ィを区画する第２ダイスと、 前記キャビティの中心部に位置する鍛造素材を軸方向に
押圧して該鍛造素材を遠心方向に流動するように塑性変
形させ該歯部、該ウェブ部および該第１所定部分を成型
するポンチと、 からなるウェブ付き傘歯車冷間鍛造用型であって、 前記歯車基部裏側対応部は、中心軸側に位置し前記ウェ
ブ裏側対応部に隣接する一部である第２所定部分と、残
余の部分である第３所定部分とをもち、前記ウェブ表側対応部は、前記歯車基部の中心軸に対し
て垂直の平面であって、 該第２所定部分および該ウェブ裏側対応部と、該ウェブ
表側対応部とで区画される前記キャビティの部分が遠心
方向に向かう程狭くなる形状であることを特徴とするウ
ェブ付き傘歯車冷間鍛造用型。1. A gear base portion, a tooth portion integrally formed at a peripheral edge of the gear base portion, and having a mountain portion and a valley portion extending obliquely with respect to a central axis of the gear base portion, and an outer side of the tooth portion. A bevel gear with a web that is integrally formed with an end portion and that has a web portion that closes the valley portion of the outer end portion; a tooth front side corresponding portion that forms a tooth surface side of the tooth portion; and the tooth of the web portion. A first die having a web front side corresponding portion forming a surface side surface, a tooth back side corresponding portion forming a back side with respect to the tooth surface side of the tooth portion, and a web forming the back side of the web portion And a gear base back side corresponding portion forming a first predetermined portion of the back side surface adjacent to at least the web portion of the gear base portion, the tooth portion and the web portion together with the first die. A second die defining a cavity forming a first predetermined portion of the gear base. A punch for axially pressing the forging material located in the center of the cavity to plastically deform the forging material so that the forging material flows in the centrifugal direction, and molding the tooth portion, the web portion and the first predetermined portion. And a bevel gear with web for cold forging die, comprising: And a third predetermined portion which is a portion of the gear base, and the web front side corresponding portion with respect to the central axis of the gear base portion.
And a vertical plane, and a portion of the cavity defined by the second predetermined portion, the web back side corresponding portion, and the web front side corresponding portion is narrowed toward the centrifugal direction. Bevel gear with web for cold forging die.
側対応部の表面とを合わせた面の形状は、テーパ状であ
る請求項１に記載のウェブ付き傘歯車冷間鍛造用型。2. The bevel gear cold forging die with a web according to claim 1, wherein the surface of the second predetermined portion and the surface of the web backside corresponding portion have a tapered shape .
と、前記第２所定部分の表面および前記ウェブ裏側対応
部の表面を含む面とのなす角度が１０度〜４０度の範囲
である請求項２記載のウェブ付き傘歯車冷間鍛造用型。3. The angle formed by the surface including the surface of the web front side corresponding portion and the surface including the surface of the second predetermined portion and the surface of the web back side corresponding portion is in the range of 10 degrees to 40 degrees. Item 2. A bevel gear cold forging die with a web according to Item 2.
付き傘歯車冷間鍛造用型を用いて、鍛造素材を鍛造するForging a forging material using a bevel gear with cold forging
工程を有することを特徴とするウェブ付き傘歯車の製造Manufacture of a bevel gear with a web characterized by having steps
方法。Method.
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