JP4201299B2 - 転造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は転造方法に関する。本発明は転造歯車等の転造物の製造に利用できる。
【0002】
【従来の技術】
代表的な転造方法である転造歯車の転造方法を例にとって、従来技術について説明する。従来、転造歯車の転造方法として、円盤状のワークと、外周部に周方向に列設された加工歯部をもつ転造ダイスとを用い、転造ダイスを回転させつつワークの外周部に対して押し込み操作することにより、ワークの外周部に転造を行ない、全押し込み量の押し込み操作が終了した後に、最終的に仕上サイジング処理を行ない、転造歯車を得る方法が開示されている(特開平9−70634号公報など)。
【0003】
サイジング処理とは、転造ダイスの押し込み速度を実質的に0として、転造で成形した転造歯部の形状や寸法を整えることを目的とする処理を言う。このような従来技術に係る転造方法においては、押し込み速度は一定であり、転造ダイスの全押し込み量まで中断することなく押し込むことにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
近年、転造で製造した転造歯車等の転造物の高精度化がますます要請されつつある。しかしながら上記した従来技術に係る転造方法では、近年における転造歯車等の転造物の高精度化の激しい要請には、必ずしも充分に対処できるものではない。
【0005】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、転造で製造した転造歯車等の転造物の高精度化に一層有利な転造方法を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は転造物の転造方法について開発を進めている。そして転造ダイスの全押し込み量を終えた後に仕上サイジング処理を行うのではなく、転造ダイスの全押し込み量の途中まで転造ダイスを第1段押し込み操作するものの、転造ダイスの全押し込み量の途中において押し込みを実質的に中断して中間サイジング処理を行ない、その後再び転造ダイスをワークの外周部に押し込むことにより全押し込み量を押し込み、更にその後に仕上サイジング処理を行うことにすれば、転造歯車等の転造物の高精度化に一層有利であることを見い出し、試験で確認し、本発明方法を完成させたものである。
【0007】
転造物の高精度化に有利である理由は次のように推察される。即ち、転造ダイスがワークに押し込まれるため、転造過程においてワークは微視的にみれば楕円気味となっており、ワークの真円度が低下しており、ワークの真円度の低下が転造物の高精度化に限界を招くものと考えられる。そこで押し込み過程で発生した楕円変形を中間サイジング処理で矯正して真円度を改善すれば、第2段押し込み操作による転造加工や仕上サイジング処理を高精度で効果的に行うことができ、転造物の一層の高精度化に有利となると推察される。
【0008】
即ち本発明に係る転造方法は、円盤状のワークと、外周部に周方向に列設された加工歯部をもつ転造ダイスとを用い、転造ダイスを回転させつつワークの外周部に押し込み操作することにより転造し、全押し込み量押し込んだ後に仕上サイジング処理して転造物を形成する転造方法であって、
転造ダイスの全押し込み量の途中まで転造ダイスをワークの外周部に押し込み操作する第1段押し込み操作を実行し、転造ダイスの全押し込み量の途中において、転造ダイスの押し込み速度を、サイジング前の平均押し込み速度に対して5%以下と小さくするか実質的に0として中間サイジング処理を行ない、その後再び、転造ダイスをワークの外周部に押し込む第2段押し込み操作を行ない、その後に仕上サイジング処理を行うことを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
・本発明方法で製造される転造物としては、転造歯車が代表的なものであるが、場合によってはセレーション、スプライン、リングでも良い。
・本発明方法の代表的形態を図1に示す。図1から理解できるように、転造ダイスの全押し込み量をSとしたとき、全押し込み量Sの途中まで転造ダイスをワークの外周部に対して押し込み操作する第1段押し込み操作A1を実行する。その後、転造ダイスの全押し込み量Sの途中において、転造ダイスの押し込み速度を著しく小さくするか実質的に0として中間サイジング処理A2を行なう。その後、再び、転造ダイスをワークの外周部に押し込む第2段押し込み操作A3を行なう。その後に仕上サイジング処理A4を行う。仕上サイジング処理A4においても転造ダイスの押し込み速度を著しく小さくするか実質的に0とする。
【0010】
なお、上記した『転造ダイスの押し込み速度を著しく小さくする』とは、一般的には、サイジング前の平均押し込み速度に比較して、5%以下とすることを意味する。
・本発明方法によれば、中間サイジング処理の時間をΔtS1とし、仕上サイジング処理に要した時間ΔtS2とすると、ΔtS1とΔtS2との総和を実質的に一定とすることができる(ΔtS1+ΔtS2≒constant,ΔtS1+ΔtS2=constant)。中間サイジング処理を施せば、中間サイジング処理時において転造物の真円度が改善され、第2段押し込み操作後の仕上サイジング処理が軽減されるからである。
【0011】
また(ΔtS1+ΔtS2≒constant,ΔtS1+ΔtS2=constant)を満足することは、熱間転造の場合などに特に都合が良い。従って熱間転造の場合には、中間サイジング処理の時間ΔtS1が長いときには、仕上サイジング処理の時間ΔtS2を短く済ませる。中間サイジング処理の時間ΔtS1が長いときには、熱間転造の場合にはそれだけワークの温度が低下するからである。中間サイジングの時間ΔtS1が短いときには、仕上サイジング処理によるサイジング効果を充分期待できるため、仕上サイジング処理の時間ΔtS2を長くできる。
【0012】
・本発明方法においては、転造ダイスの全押し込み量をSとしたとき、中間サイジング処理は、押し込み量が(0.5×S)を越えた領域から開始する構成を採用することができる。ワークの外周部に転造部分の形状がある程度成形されてから中間サイジング処理するためである。従って中間サイジング処理は、転造物の種類、材質、要請される精度、使用設備などによっても相違するものの、押し込み量が(0.5×S)を越えた領域、あるいは(0.6×S)を越えた領域、あるいは(0.7×S)を越えた領域、あるいは(0.8×S)を越えた領域、場合によっては(0.9×S)を越えた領域、(0.95×S)を越えた領域から開始することができる。従って中間サイジング処理を開始する時の押し込み量は、全押し込み量の例えば50〜95%,あるいは70〜95%にすることができる。
【0013】
・本発明方法においては、転造ダイスの全押し込み量をSとしたとき、第2段押し込み操作による押し込み量は少なくとも(0.02×S)である構成を採用することができる。第2段押し込み操作によるワークの変形量を確保し、転造歯部等の転造部分の形状を確保するためである。
従って本発明方法においては、第2段押し込み操作による押し込み量としては、転造物の種類、要請される精度、使用設備などによっても相違するものの、例えば(0.02×S)〜(0.4×S)の範囲を採用することができる。この範囲における上限値としては例えば(0.35×S)、(0.3×S)を採用でき、下限値としては(0.03×S)、(0.04×S)、(0.05×S)を採用できる。但しこれらに限定されるものではない。
【0014】
・第2段押し込み操作を開始するときには、第1段押し込み操作の終了時点から、ワーク位相が45度〜135度(=90度±45度)、なかでも80〜100度変化していることが好ましい。殊に実質的に90度(90度/360度=1/4回転)変化していることが好ましい。
・また第2段押し込み操作を開始するときには、第1段押し込み操作の終了時点から、ワークの位相が225度〜315度(=270度±45度)、なかでも260〜280度変化していることが好ましい。殊に実質的に270度(270度/360度=3/4回転)変化していることが好ましい。
【0015】
後述するように転造物の真円度の改善に有利だからである。
・従って本発明方法においては、中間サイジング処理の時間は(T1+T2)または(T1+T3)のいずれかに基づく構成を採用することができる。
T1=中間サイジング処理時にワークがN回転(N=1〜20の任意値)回転するときの時間
T2=(1/4)回転、つまり90度(360/4=90)前記ワークが回転するときの時間
T3=(3/4)回転、つまり90度(360/4=90)前記ワークが回転するときの時間
・本発明方法においては、上記したNの値は転造物の種類、要請される精度、材質、使用設備などに応じて1〜20の任意値から適宜選択できる。Nの値が大きくなれば、中間サイジング処理の時間が長くなるため、中間サイジング処理自体の効果が得られるものの、熱間転造の場合にはワークの外周部の温度が降下し、第2段押し込み操作や仕上サイジング処理による効果が低下するおそれがある。この事情を考慮してNの値は整数値(偶数値または奇数値)から選択される。なおNの値の上限値としては例えば16,14,12,9を採用でき、下限値としては例えば2,3,4,5を採用できる。なおN=1〜10の任意値,N=1〜5の任意値にできる。
【0016】
・本発明方法においては前述したように、中間サイジング処理の時間は(T1+T2)または(T1+T3)のいずれかに基づく構成を採用することができる。
T1=ワークがN回転(N=1〜20の任意値)回転するときの時間
T2={[(1/4)−α]〜[(1/4)+α]}回転、ワークが回転するときの時間
T3={[(3/4)−α]〜[(3/4)+α]}回転、ワークが回転するときの時間
ここでα=1/8(=45/360)以下の任意値(0も含む)
Nの値は上記した場合と同様に規定できる。
【0017】
・本発明方法で用いるワークの材質は金属製であり、一般的には炭素鋼系(浸炭鋼系を含む)や合金鋼等の鉄系を採用でき、場合によっては非鉄系を採用できる。転造は熱間転造が通常であるが、常温領域で行う冷間転造でも良い。場合によって熱間転造領域と冷間転造領域との間の温度領域で行う温間転造でも良い。熱間転造の場合には、表皮効果に基づいてワークの外周部を集中的に誘導加熱する方式を採用できる。
【0018】
本発明方法で用いる転造ダイスは、ワークを挟むようにワークの両側に少なくとも一組設ける方式でも良いし、場合によってはワークの片側にのみ設ける方式でも良い。
・本発明方法によれば、第2段押し込み操作における押し込み速度をV2とし、第1段押し込み操作における押し込み速度をV1とすると、V2<V1、V2>V1、V2=V1、V2≒V1のいずれかにすることができる。
【0019】
【実施例】
以下、図2〜図5を参照して実施例を説明する。本実施例は転造物の代表例である転造歯車の製造に適用した場合である。本実施例の転造装置から説明する。転造装置は、ワーク1を回転可能に保持するワーク保持部2と、実質的に水平方向に沿った案内部30をもつベース3と、案内部30に沿って実質的に水平方向に沿って(矢印X1,X2方向)に沿って移動可能な互いに対面している2個1組の可動体4と、各可動体4に接続された横軸型のねじ軸5と、各可動体4の取付部4aに回転可能に装備された互いに対面している転造ダイス6と、各転造ダイス6に潤滑剤を吹き付ける潤滑剤ノズル7とをもつ。
【0020】
図3から理解できるように制御装置8はワーク回転駆動部25を制御してワーク保持部2の回転を制御し、ひいてはワーク保持部2に保持されているワーク1の回転を制御する。制御装置8は可動体駆動部45(通常、油圧シリンダ)を制御して、可動体4ひいては可動体4に装備されている転造ダイス6を矢印X1,X2方向に粗移動させる。また制御装置8はねじ軸駆動部55を制御してねじ軸5の回転を制御し、可動体4ひいては2個1組の転造ダイス6を矢印X1,X2方向に高精度で同期させつつ移動させる。制御装置8はダイス回転駆動部65を制御して転造ダイス6の回転を制御する。
【0021】
図4,図5は転造ダイス6の外周部付近を示す。図4,図5に示すように、転造ダイス6は、外周部に複数個列設された加工歯部6rを備えた転造ダイス本体6aと、転造ダイス本体6aの端面に互いに対向するようにあてがわれた拘束板6b,6cとを備えている。拘束板6b,6cの外周端6bo,6coは転造ダイス本体6aの加工歯部6rの外端よりも半径方向外側に位置している。
【0022】
本実施例においては、中央孔をもつ円盤状をなす炭素鋼系のワーク1(材質:浸炭鋼,直径:約180mm,厚み:約19mm)を用いる。ワーク1の中央孔にワーク保持部2の取付具を装着する。これによりワーク1をワーク保持部2に脱着可能に縦向きで取り付ける。ワーク保持部2を回転させることにより、ワーク1を矢印L1方向に回転させる。
【0023】
ワーク1の近傍には誘導加熱コイル9が配置されているため、転造の直前にワーク1は回転しつつワーク1の外周部は誘導加熱される。本実施例においては、ワーク1の外周部のうち、歯丈寸法の約1.5倍の領域となる部分を熱間転造温度領域(約900〜1050℃)に加熱する。誘導加熱であるため、表層付近を集中的に加熱する表皮効果の影響を受け、ワーク1の外周部は高温となるため、ワーク1の中央領域は基本的には常温領域、または、熱間転造温度領域よりもかなり低い温度である。誘導加熱は数秒〜30秒間程度で済む。
【0024】
本実施例においては転造の際には2個1組の転造ダイス6を回転させる。本実施例においては転造ダイス6の設定回転速度は300rpmとする。2個1組の転造ダイス6を同方向つまり矢印L2,L3方向に回転させつつ、互いに接近する方向つまり矢印X1方向に2個1組の転造ダイス6を同期させつつ移動させ、ワーク1の外周部に押し込む。これによりワーク1の外周部に複数個の転造歯部1mが粗成形される。
【0025】
本実施例においては、転造物を得るまでの転造ダイス6の全押し込み量をSとしたとき、前述したように転造ダイス6の全押し込み量Sの途中まで第1段押し込み操作を実行する。即ち、1組の転造ダイス6を互いに接近する方向つまり矢印X1方向にワーク1の外周部に対して押し込む。
その後、転造ダイス6の全押し込み量Sの途中において、中間サイジング処理を行なう。中間サイジング処理の時間はΔtS1とする。中間サイジング処理とは、回転している転造ダイス6の押し込み速度を、全押し込み量Sの途中において著しく小さくするか、あるいは、実質的に0とし、これによりワーク1の外周部に形成された転造歯部1mの歯形状の成形、寸法調整を行う処理を意味する。中間サイジング処理においては転造ダイス6は回転しているものの、転造ダイス6による押し込みは基本的には実行されないか、極めて微小である。
【0026】
中間サイジング処理を終えたら、第2段押し込み操作を行う。即ち転造ダイス6を矢印X1方向に再び移動させ、ワーク1の外周部に押し込み、結果として全押し込み量Sの押し込みを終える。その後、転造ダイス6を回転させるものの、押し込み操作を中止して仕上サイジング処理を行う。仕上サイジング処理の時間はΔtS2とする。仕上サイジング処理後に、転造ダイス6を矢印X2方向に後退させ転造物としての転造歯車から転造ダイス6を離脱させる。このように製造した転造歯車をワーク保持部2から離脱させる。
【0027】
以上説明したように本実施例においては、転造ダイス6の全押し込み量Sの途中において中間サイジング処理を行う。これにより転造過程の途中においてワーク1の真円度が改善される。このように転造過程の途中においてワーク1の真円度を一旦改善してから第2押し込み操作、仕上サイジング処理を行うため、転造歯車の高精度化を図り得る。
【0028】
図5に示すように、全押し込み量Sの途中であれば、転造ダイス6の加工歯部6rとワーク1の外周部の粗形状の転造歯部1mとの間には、ワーク1を構成する肉材料の逃げ場となり得る隙間6pが形成されているため、中間サイジング処理を効果的に行うことができる。
熱間転造の場合には、転造ダイス6の全押し込み量Sを終えた後に仕上サイジング処理を行う従来技術では、前述したように仕上サイジング処理時にはワーク1の外周部の温度はかなり降下している。この点本実施例においては、転造歯車を得るための転造ダイス6の全押し込み量Sの途中において中間サイジング処理を早期に行うため、上記従来技術に比較して、中間サイジング処理時におけるワーク1の外周部の温度は高温領域に維持される。そのためワーク1の外周部の変形能が確保され、中間サイジング処理を効果的に行うことができる。
【0029】
また本実施例においては、中間サイジング処理の後に転造ダイス6の第2段押し込み操作を行うため、所定の全押し込み量を経た目標形状を備えた転造歯車が製造される。
上記した本実施例に係る押し込み過程を図6に示す。図6は転造荷重の特性線U及び押し込み量Pの特性線を示すグラフである。図6の横軸は時間を示し、縦軸は転造荷重及び押し込み量を示す。図6においては全押し込み量はSとして示されている。第1段押し込み操作による押し込み量はS1として示されている。第2段押し込み操作による押し込み量はS2として示されている。本実施例においては、第1段押し込み操作による押し込み量S1=0.95×Sとしている。
【0030】
また図6において第1段押し込み操作の時間はΔtW1として示されている。中間サイジング処理の時間はΔtS1として示されている。第2段押し込み操作の時間はΔtW2として示されている。仕上サイジング処理の時間はΔtS2として示されている。本実施例においてはΔtS1とΔtS2との総和は一定とされており、具体的には転造歯車が20回転する時間とされている。なおこの回転回数は10〜50回転で任意に設定できる。
【0031】
図6において特性線Pから理解できるように時刻K1から第1段押し込み操作が進行し、時刻K2で第1段押し込み操作を終える。時刻K1〜時刻K2にかけて、線P1,U1で示すように押し込み量及び転造荷重が増加する。時刻K2から、転造ダイス6を回転させるものの押し込み速度を0として中間サイジング処理を実行する。時刻K2〜時刻K3まで中間サイジング処理を実行する。従って時刻K2〜時刻K3間において、転造ダイス6の押し込み量の変化を示す線P2は平坦状となっている。時刻K2〜時刻K3においては線U2として示すように中間サイジング処理時には転造荷重は減少する。
【0032】
時刻K3から第2段押し込み操作を開始し、転造ダイス6の押し込み量をS2相当量増加させる。時刻K3〜時刻K4においては線P3に示すように押し込み量が増加している。図6によれば、線P3の傾きは線P1よりも緩やかである。これは、第2段押し込み操作における押し込み速度が第1段押し込み操作における押し込み速度より小さいことを意味する。
【0033】
また線U3で示すように、第2段押し込み操作に伴い転造荷重は増加する。時刻K4で第2段押し込み操作を終えるとともに仕上サイジング処理を行う。時刻K4〜時刻K5までの間、仕上サイジング処理を行う。従って時刻K4〜時刻K5間において、転造ダイス6の押し込み量の変化を示す線P5は平坦状となっている。線U5として示すように仕上サイジング処理時には転造荷重は減少している。時刻K5以降は、転造ダイス6を矢印X2方向に後退させて転造歯車から離脱させ、元の位置に戻す。
【0034】
ところで第2段押し込み操作による押し込み量S2が過剰に小さいと、変形が充分でなくなり、転造歯車における最終目標精度が得られにくい。そこで本実施例においては転造ダイス6の全押し込み量をSとしたとき、第2段押し込み操作による押し込み量S2は(0.05×S)としている。
図7は上記した実施例においてワーク1を転造するときの一過程を模式的に示す。図7においてM3−M3線は転造ダイス6をワーク1に押し込む方向に沿った方向とする。M1−M1線は転造歯車を押し込む方向に対して直角に交差する方向とする。互いに対向する1組の転造ダイス6を矢印X1方向に押し込み、ワーク1の外周部を転造する場合においては、1組の転造ダイス6によりワーク1が挟まれた状態でワーク1の外周部が塑性加工される。
【0035】
図7から理解できるように、転造ダイス6がM3−M3線に沿って押し込まれるため、転造ダイス6が押し込まれたワーク1は、転造ダイス6の押し込み方向(矢印X1方向)と交差する方向に変形する。つまりM1−M1線に沿ってワーク1は変形する。従って本実施例では2個1組の転造ダイス6は横側方から押し込まれるため、微視的にみれば、ワーク1は真円でなく楕円形態となる。ワーク1の直径が180mmのとき真円からの変位dは0.1〜0.4mm程度である。図7においては理解容易化のためワーク1の楕円形態は誇張して図示されている。以下本明細書において縦長や横長とは微視的な量である。
【0036】
このワーク1の縦長楕円の端部位Rの位相を位相W1とする。図7から理解できるように、ワーク1の回転に伴い、ワーク1の端部位Rは、位相W1→位相W2→位相W3→位相W4→位相W5→位相W6→位相W7→位相W8→位相W1→位相W2→位相W3……と順に連続的に変化すると考えることができる。図7において各位相W1〜W8は45度ずつずれて図示されている。
【0037】
第1段押し込み操作において転造ダイス6をワーク1に押し込んでいる状態は、常に位相W1と考えることができる。その理由は、転造ダイス6がワーク1の外周部に押し込まれているため、押し込み方向に沿った方向であるM3−M3線がワーク1の短径側、押し込み方向と交差する方向であるM1−M1線がワーク1の長径側となる楕円形態となるからである。故に、第1段押し込み操作の間、および、第1段押し込み操作の終了時点は、位相W1の状態であると考えることができる。本実施例においては第1段押し込み操作の後に中間サイジング処理が行われるため、中間サイジング処理の開始時点は、第1段押し込み操作の終了時点、つまり図7に示す位相W1となる。
【0038】
中間サイジング処理においては、ワーク1の全周にわたり整形を行う関係上、ワーク1の中心軸芯に対してワーク1が最低1回転(=N回転)する必要がある。例えば、サイジング処理を効果的に行うためには、転造歯車の転造歯部の形状、要請される精度、転造歯車の材質等の要因にもよるが、1〜20のうちの任意値ぶんワーク1が回転することが好ましい。殊に1〜10のうちの任意値ぶんワーク1が回転することが好ましい。故に中間サイジング処理時にワーク1がN回転(N=1〜20の任意値)回転するときの時間をT1とすると、中間サイジング処理の時間ΔtS1はT1は最低限必要である。
【0039】
転造工程においてワーク1の真円度を高めるためには、ワーク1がM3−M3線に沿ってのびて横長楕円の形態となって位相W3(位相W2に対して位相W3は90度位相がずれている)にあるとき、第2段押し込み操作が開始されることが好ましい。転造ダイス6からの押し込み力がワーク1の外周部の変形に効果的に寄与できるため、第2押し込み操作において転造歯車の真円度の向上に有利となるからである。
【0040】
図7において位相W1と位相W3とを比較すると、前述したように、位相W3は位相W1に比較して回転方向(時計方向)において1/4回転(=90度)ずれている。従って、第1段転造操作を終えた時点のワーク1の位相W1に対してワーク1が1/4回転(=90度)進んだ位相W3において、第2段押し込み操作を開始することが好ましい。
【0041】
位相W1に対してワーク1の端部位Rが3/4回転(270度)ぶんずれた位相W7についても同様である。即ち、位相W7についても、位相W2と同様にワーク1が横長形態となりM3−M3線に沿った形態となっているため、第2段押し込み操作を開始すれば、第2段押し込み操作による押し込み力が効果的にワーク1の変形に寄与でき、転造歯車の真円度の向上に寄与できる。従って本実施例においては位相W3または位相W7のときに第2段押し込み操作を開始することが好ましい。
【0042】
上記した事情を考慮すると、第1段押し込み操作の終了時点から第2段押し込み操作の開始時点までの間の時間、つまり、中間サイジング処理の時間Δts1は(T1+T2)または(T1+T3)のいずれかに基づくことが好ましいことになる。ここで、
T1は、前述したように中間サイジング処理のためにワーク1がN回転(N=1〜20の任意値)回転するときの時間を意味する。N=1〜10またはN=1〜5にできる。
【0043】
T2は、(1/4)回転、ワーク1が回転して位相W1から位相W3に変化するときの時間を意味する。
T3は、(3/4)回転、ワーク1が回転して位相W1から位相W7に変化するときの時間を意味する。
・ところで、図7に示すようにM3−M3線に沿った位相W3に対して±α回転(α回転=45度=45/360回転=ワーク1の1/8回転相当)の範囲にワーク1があるとき、つまりワーク1の端部位Rが位相W2〜位相W4の範囲にあるとき、第2段押し込み操作を開始することにすれば、M3−M3線に沿った位相W3のときに近い押し込み効果が得られる。ワーク1が比較的横長な楕円であり、転造ダイス6の押し込み方向に沿った形態だからである。
【0044】
同様に、位相W7に対して±α回転(α回転=45度=45/360回転=ワーク1の1/8回転相当)の範囲にワーク1の端部位Rがあるとき、つまり位相W8〜位相W6の範囲にあるとき、第2段押し込み操作を開始することにすれば、ワーク1の端部位Rが位相W7にあるときに近い押し込み効果が得られる。ワーク1が比較的横長な楕円であり、転造ダイス6の押し込み方向に沿った形態だからである。
【0045】
従って上記したプラスマイナスαを考慮すると、中間サイジング処理の時間ΔtS1は(T1+T2)または(T1+T3)のいずれかに基づいて規定することができる。
T1=中間サイジング処理時にワーク1がN回転(N=1〜20の任意値)回転するときの時間,N=1〜10またはN=1〜5にできる。
【0046】
T2={[(1/4)−α]〜[(1/4)+α]}回転、ワーク1が回転して位相W2〜位相W4の領域になるまでの時間
T3={[(3/4)−α]〜[(3/4)+α]}回転、ワーク1が回転して位相W6〜位相W8の領域になるまでの時間
α=1/8以下の任意値(0も含む)
なおαは1/8回転(45度)以内の任意の角度であれば良い。
【0047】
(試験例)
上記した実施例に基づいて転造歯車を製造した。そして転造歯車の転造歯部の精度を測定し、従来技術と比較した。従来技術は本実施例と基本的には同様の条件であるが、中間サイジング処理を行わなかった点が異なる。試験結果を図8に示す。図8において●印は従来技術に係る累積ピッチ誤差を示し、○印は従来技術に係る歯溝の振れを示す。◆印は実施例で製造した転造歯車に係る累積ピッチ誤差を示し、◇印は実施例で製造した転造歯車に係る歯溝の振れを示す。図8から理解できるように実施例で製造した転造歯車の方が精度が良い。殊に累積ピッチ誤差は実施例で製造した転造歯車の方がかなり小さい。
【0048】
【発明の効果】
本発明方法によれば、転造ダイスの全押し込み量の途中まで転造ダイスをワークの外周部に押し込み操作する第1段押し込み操作を実行し、転造ダイスの全押し込み量の途中において、転造ダイスの押し込み速度を著しく小さくするか実質的に0として中間サイジング処理を行ない、その後再び、転造ダイスをワークの外周部に押し込む第2段押し込み操作を行ない、その後に仕上サイジング処理を行う。そのため転造物の転造部分の精度を高めるのに有利となる。
【0049】
本発明方法によれば、中間サイジング処理により転造途中のワークの真円度を改善できるため、仕上サイジング処理の軽減も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の概念を説明するためのグラフである。
【図2】実施例に係る転造装置の正面図である。
【図3】実施例に係る制御系のブロック図である。
【図4】転造過程を示す要部の断面図である。
【図5】中間サイジング処理の過程を示す要部の断面図である。
【図6】押し込み量および転造荷重の変化を示すグラフである。
【図7】2個1組の転造ダイスをワークに押し込みつつワークを転造する状態を模式的に示す概念図である。
【図8】実施例で製造した転造歯車と従来技術で製造した転造歯車との精度を示すグラフである。
【符号の説明】
図中、1はワーク、2はワーク保持部、6は転造ダイスを示す。
Claims (8)
- 円盤状のワークと、外周部に周方向に列設された加工歯部をもつ転造ダイスとを用い、前記転造ダイスを回転させつつ前記ワークの外周部に押し込み操作することにより転造し、その後に仕上サイジング処理して転造物を形成する転造方法であって、
前記転造ダイスの全押し込み量の途中まで前記転造ダイスを前記ワークの外周部に押し込み操作する第1段押し込み操作を実行し、
前記転造ダイスの全押し込み量の途中において、前記転造ダイスの押し込み速度を、サイジング前の平均押し込み速度に対して5%以下と小さくするか実質的に0として中間サイジング処理を行ない、
その後再び、前記転造ダイスを前記ワークの外周部に押し込む第2段押し込み操作を行ない、その後に前記仕上サイジング処理を行うことを特徴とする転造方法。 - 請求項1において、前記転造ダイスの全押し込み量をSとしたとき、前記中間サイジング処理は、押し込み量が(0.5×S)を越えた領域から開始することを特徴とする転造方法。
- 請求項1または2において、前記転造ダイスの全押し込み量をSとしたとき、前記第2段押し込み操作による押し込み量は少なくとも(0.02×S)であることを特徴とする転造方法。
- 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記第1段押し込み操作の終了時点におけるワーク位相からワークが実質的に90度または実質的に270度変化したときに、前記第2段押し込み操作を開始することを特徴とする転造方法。
- 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記中間サイジング処理の時間は(T1+T2)または(T1+T3)のいずれかに基づくことを特徴とする転造方法。
T1=ワークがN回転(N=1〜20の任意値)回転するときの時間
T2=(1/4)回転、前記ワークが回転するときの時間
T3=(3/4)回転、前記ワークが回転するときの時間 - 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記中間サイジング処理の時間は、(T1+T2)または(T1+T3)のいずれかに基づくことを特徴とする転造方法。
T1=ワークがN回転(N=1〜20の任意値)回転するときの時間
T2={[(1/4)−α]〜[(1/4)+α]}回転、前記ワークが回転するときの時間
T3={[(3/4)−α]〜[(3/4)+α]}回転、前記ワークが回転するときの時間
ここでα=1/8以下の任意値(0も含む) - 請求項1〜6のいずれかにおいて、前記中間サイジング処理の時間をΔt S1 とし、前記仕上サイジング処理に要した時間Δt S2 とすると、Δt S1 とΔt S2 との総和は一定であることを特徴とする転造方法。
- 請求項1〜7のいずれかにおいて、前記第2段押し込み操作における押し込み速度は、前記第1段押し込み操作における押し込み速度よりも小さいことを特徴とする転造方法。
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