JPH022516Y2

JPH022516Y2 -

Info

Publication number: JPH022516Y2
Application number: JP1984106769U
Authority: JP
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1990-01-22
Also published as: JPS6122240U

Description

【考案の詳細な説明】技術分野本考案は、歯車、セレーション軸、スプライン
軸等を転造するための転造平ダイスに関し、特
に、それの食付き部の改良に関するものである。

従来の技術上記のような、歯車或いは歯付き軸物を転造す
るための転造平ダイスは、円形断面の被加工物を
挟んでその両側に配置され、被加工物を転動させ
つつ相対移動させることにより、被加工物の外周
面にダイス側の加工歯形状を転移させるものであ
る。そして、このような転造平ダイスは、複数配
例された加工歯の歯先を結ぶ歯先線が被加工物と
の相対移動方向に対して平行な仕上げ部と、上記
歯先線がその相対移動方向に対して傾斜した食付
き部とを備え、転造加工に際し、その食付き部が
仕上げ部に先立つて被加工物に食い付くようにさ
れるのが普通である。

従来、この種の転造平ダイスとして、一般的に
は、第５図に示すような平ダイス２０が知られて
いる。これは、仕上げ部５２および食付き部５４
を構成する複数の加工歯５６および５８の歯底を
結ぶ歯底線Ｂが、当該平ダイス５０の被加工物に
対する相対移動方向Ｆに対して平行であつて、か
つ食付き部５４の各加工歯５８の歯先を結ぶ歯先
線Ｔがその移動方向Ｆに対して尻上りに傾斜させ
られ、不完全歯形を有する加工歯５８の連なりに
よつて食付き部５４が構成されるとともに、その
ような不完全歯形の加工歯群が仕上げ部５２の完
全歯形を有する加工歯５６に続くようにされたも
のである。

このようなタイプの延長線上にあるものとし
て、たとえば、特開昭58−145322号公報には、完
全歯形の加工歯群から成る仕上げ部を挟んでその
両側に、互いに傾斜する歯先線に沿つて不完全歯
形の加工歯群から成る食付き部兼逃げ部を左右対
称に形成した転造平ダイスが開示されている。ま
た、特開昭57−175037号公報には、第５図に示し
た転造平ダイス５０の変形として、食付き部５４
が全て不完全歯形の加工歯５８から成ることは同
様であるが、それら不完全歯の歯厚をダイス前端
に向かうほど漸次薄くなるようにしたものが開示
されている。また、特開昭50−33154号公報には、
前記転造平ダイス５０における歯先線Ｔの傾斜が
ダイス前端から仕上げ部に向かうに従つて段階的
に緩やかになるようにしたものが開示されてい
る。

考案が解決しようとする問題点ところで、上記のような従来の転造平ダイスに
より、機械構造用炭素鋼系の被加工物に対して歯
車若しくはその類似物の転造加工を行う場合に
は、期待する精度が一応得られていたのである
が、転造用材料として最適鋼種に近いと言われな
がら、一般にはそれほど用いられていない一般構
造用圧延鋼系等の、比較的軟質の被加工物に対し
て歯車類等の転造を行う場合においては、転造盤
との関係による転造平ダイスの寸法の制約、被加
工物の形状、或いは転造条件の関係などから、そ
れらの要因が絡み合つて、期待した精度の転造製
品が得られないことがあり、特に、転造される歯
の巾寸法が、その被加工物の外径に比べて狭い場
合等においては、マタギ歯厚、累積ピツチ誤差、
歯ミゾのフレ等について期待する精度が得難く、
製品としては供し得ない場合があつた。

このように待する精度が得難いのは、前述した
従来の転造平ダイスでは、いれにおいても、食付
き部の不完全歯形の加工歯群が仕上げ部の完全歯
形の加工歯群に連なり、食付き部での転造負荷が
大きいために被加工物の被押圧部分の弾性戻り量
もまた大きく、そのような弾性戻り量が大きい状
態の粗転造部分がそのまま仕上げ部に移行するこ
ととなるために、その仕上げ部の完全歯形の加工
歯によつても上記弾性戻りを抑えきれないからで
あると考えられる。

なお、前記特開昭50−33154号公報に開示され
ている転造平ダイスにおいては、仕上げ部に近づ
くに従つて加工歯の食込み量の増加の程度が緩や
かになるため、前記第５図に示されているように
歯先線を傾斜させただけの転造平ダイスに比較し
て転造負荷が軽減されるが、弾性戻りによる歪を
防止する上において必ずしも充分に満足できるも
のではなかつた。

問題点を解決するための手段本考案は、上記のような問題を解決するため
に、転造平ダイスの食付き部の改良を試みたもの
であつて、食付き部の歯先線を被加工物との相対
移動方向に対して傾斜させるという点では従来と
変わりないが、その食付き部において、転造平ダ
イスの端部側部分に歯先線の傾斜の大きい第一食
付き部を、また前記仕上げ部側部分に歯先線の傾
斜の小さい第二食付き部を設け、かつ、それ等第
一食付き部および第二食付き部における加工歯の
歯底を結ぶ歯底線をその第二食付き部の歯先線と
略平行するとともに、少なくともその第二食付き
部における加工歯のピツチ線をその第二食付き部
の歯先線と略平行とし、その第二食付き部の加工
歯形状をほぼ完全歯形とする一方、その第一食付
き部の加工歯形状を不完全歯形としたことを特徴
とする。

作用この結果、被加工物の変形抵抗の小さい転造初
期には、歯先線の傾斜が大きくかつ不完全歯形の
第一食付き部が能率良く粗転造を施し、次いで、
歯先線の傾斜が小さくかつ完全歯形とされて食い
込み易くされた第二食付き部が中仕上転造を施
す。この中仕上転造を行なう第二食付き部の歯先
が完全歯形のため尖つており、かつ歯先線の傾斜
が小さくされているので、仕上げ部による転造に
先立つ中仕上転造においては転造負荷が比較的小
さくされ、弾性戻り量も少なくなる。

実施例第１図には、本考案の一実施例である歯車転造
用の転造平ダイス１０の全体が示されている。こ
の平ダイス１０は、角柱体状のダイス素材の一方
の板面に、それぞれ複数の加工歯からなる食付き
部１２、仕上げ部１４、逃げ部１６が、当該平ダ
イス１０の端部から、被加工物（以下、歯車素材
と称する）に対する相対移動方向Ｆに対向した方
向に沿つて、順次形成されている。仕上げ部１４
および逃げ部１６は従来と同様であり、仕上げ部
１４の加工歯である仕上げ歯１８は、第２図の歯
直角断面に示すように完全歯形を有し、歯の頂と
谷底とが両方とも完全に形状とされている。この
ような仕上げ歯１８の連なりである仕上げ部１４
においては、それら仕上げ歯１８の歯先を結ぶ歯
先線T₃、歯底を結ぶぶ歯底線B₃、更にはピツチ
線P₃がいずれも平ダイス１０の上記相対移動方
向Ｆに平行とされている。つまり、当該平ダイス
１０の仕上げ部１４や食付き部１２等が形成され
た面とは反対側の基準面２０に対して、いずれも
平行とされているのである。

一方、食付き部１２は、第一食付き部２２と第
二食付き部２４とに分けられており、第一食付き
部２２は当該平ダイス１０の前端部側部分の位置
を占め、また第二食付き部２４はそれより仕上げ
部１４側の部分、つまり第一食付き部２２と仕上
げ部１４との間の位置を占めている。そして、第
３図に示すように、第一食付き部２２は加工歯で
ある複数の第一食付き歯２６と連なりによつて形
成され、第二食付き部２４は複数の第二食付き歯
２８の連なりによつて形成されている。なお、第
３図では食付き歯２６，２８がそれぞれ３〜４個
ずつ示されているのみであるが、これはそれ等の
食付き歯２６，２８の形状を明らかにするため
で、実際には第１図に示されているようにそれぞ
れ多数の食付き歯２６，２８を備えている。

第一食付き歯２６の各々の歯先を結ぶ歯先線
T₁および第二食付き歯２８の各々の歯先を結ぶ
歯先線T₂は、何れも平ダイス１０の前端面３０
側ほど上記基準面２０に対して近づく向きに傾斜
させられているが、その傾斜は第一食付き部２２
において大きく、第二食付き部２４において小さ
くされている。そして、第一食付き部２２の歯先
線T₁と平ダイス１０の前端面３０を第一食付き
部２６の歯丈方向に延長した平面との交点Ｑが、
仕上げ部１４のピツチ線P₃の延長線上に位置す
るようにされている。

一方、食付き部１２において、第二食付き歯２
８の各々の歯底を結ぶ直線および第一食付き歯２
６の各々の歯底を結ぶ直線は、歯底線B₁として
一直線状に延び、平ダイス１０の基準面２０に対
して前端面３０側ほど接近するように傾斜させら
れ、かつ、この歯底線B₁と第二食付き部２４の
歯先線T₂とは互いに平行となつている。また、
それ等の第一食付き歯２６および第二食付き部２
８のピツチ線P₁は、上記前歯底線B₁および歯先
線T₂と平行に一直線状に延びている。

従つて、第二食付き歯２８の各々の歯丈は仕上
げ歯１８の歯丈と等しく、また第二食付き歯２８
の各々の歯厚も仕上げ歯１８と同一とされてお
り、このように仕上げ歯１８と実質的に同一の完
全歯形を有する第二食付き歯２８が、上記基準面
２０に対して傾斜するピツチ線P₁に沿つて連な
ることにより、第二食付き部２４が形成されてい
るのである。

一方、歯先線T₁と歯底線B₁とにより歯丈が決
定されている第一食付き歯２６の各々は、平ダイ
ス１０の前端面３０に近づくほど歯丈が漸次低く
なるように形成されている。すなわち、第一食付
き歯２６の各々は、谷底部分は完全な歯形を有
し、ピツチ線P₁上における歯厚についても完全
歯形のそれに同一であるが、所謂山払いが施され
て各歯の頂の部分が歯先線T₁に沿つて斜めに切
り落とされた格好とされることにより、その歯先
の部分において不完全歯形とされているのであ
り、これら第一食付き歯２６の各々の歯先面の面
積は、第二食付き部２４側のものほど前端面３０
側のものより漸次小さくなつている。なお、第一
食付き歯２６の歯直角断面における頂部の両角
は、アール取り（面取り）が施されておらずシヤ
ープな角を構成している。

以上のように構成された転造平ダイス１０は、
２個１組で所定の転造盤に取り付けられて、たと
えば一方が固定ダイスとして、また他方が移動ダ
イスとして使用され、それらの間に円形断面の歯
車素材を挟す状態で、移動ダイスたる一方の平ダ
イス１０が直線的に移動させられることにより、
歯車素材は固定ダイスおよび可動ダイスの何れに
対しても食付き部１２の側から仕上げ部１４の側
に向かつて相対的に転動させられる。

そこで、まず最初に歯車素材に食付くのは第一
食付き部２２の不完全歯形を有する食付き部２６
の群であり、それらが第二食付き部２４および仕
上げ部１４の各歯に先立つて歯車素材の外周面に
食付くことにより、その歯車素材の第一食付き歯
２６による被押圧部分の余肉が、各食付き歯２６
の間に位置する谷部に移動させられて歯車の歯と
なるべき部分が順次***させられる。これら第一
食付き歯２６は不完全歯形であつて、かつ歯先線
T₁の傾斜も大きくされているため、１歯当たり
の食込み量が大きく、転造負荷も比較的大きい。
すなわち、転造初期には歯車素材の変形抵抗が小
さいため、１歯当たりの食込量が容易に大きくさ
れ得るのである。なお、前述のように第一食付き
歯２６の頂部の両角がシヤープな角とされている
ため、食付き時において歯車素材と平ダイス１０
との間に滑りが生じにくい利点がある。第６図
は、歯車素材Ｗに対する食付き歯２６，２８の食
込み進行状況を示す図であるが、かかる第６図に
おいて〜で示されている部分が第一食付き歯
２６に関するものであるこのように第一食付き部２２において歯車の歯
となる原形部分が***させられた後、さらに第二
食付き部２４による転造が行われる。この第二食
付き部２４の各食付き歯２８は、ほぼ完全歯形を
有して第一食付き歯２６に比べると先が尖つた形
状とされているため、第４図に示すように、第二
食付き歯２８の各々が順次歯車素材Ｗの外周面に
食い込んでいくとき、歯頂面３２から押し出され
る余肉が両側の歯面３４側に流動し易く、また第
３図から明らかなように、第二食付き歯２８の
各々の食込み量の増大の程度は第一食付き部２２
に比べると緩やかであり、それらの相剰作用によ
つて、第二食付き歯２８の１歯当たりの食込み負
荷、つまり転造負荷は比較的小さくなる。従つ
て、歯車素材の一旦加圧成形された部分の弾性的
な戻り量も小さく抑えられるのであり、この第二
食付き部２４は、第一食付き部２２による粗転造
部分を仕上げ部１４に滑らかに移行させるための
中仕上げ部として機能するのである。第６図にお
いて〜で示されている部分は、この第二食付
き歯２８に関するものである。

このように、第二食付き部２４による中仕上げ
が施された後、歯車素材の被転造部分は仕上げ部
１４に移行させられる。そして、完全歯形を有す
る各仕上げ歯１８によて最終的な仕上げが行われ
ることとなるが、この仕上げ部１４に移行させら
れる以前に、上述の第二食付き部２４において中
仕上げの転造を経ているため、仕上げ部１４に移
行した後の段階では被転造部分の弾性戻り量も極
く小さい。従つて、仕上げ部１４における転造に
よつて弾性戻り量（歪）が充分に除去されて歯車
素材の被転造部分の弾性復帰力が解消され得、そ
のため一般構造用圧延鋼系等の、比較的軟質で展
延性の良い歯車素材に対して転造を行う場合で
も、期待する精度が得易くなる。特に、転造され
る歯車素材の歯幅が素材外径に比べて狭い場合等
においても、マタギ歯厚、累積ピツチ誤差、歯ミ
ゾのフレ等の基準寸法について高い精度の転造製
品が得られるのである。

これに対し、前記第５図に示されている従来の
転造平ダイス５０においては、その食付き部５４
における各加工歯５８の歯車素材Ｗに対する食込
みが、第７図に示されているように歯車素材Ｗの
内部へのみ進行するため、特に、余肉の逃げ場が
少なくなる仕上げ部５２の近傍、すなわち第７図
における〜の部分で転造負荷が増大し、弾性
戻りによる歪が生じ易くなるのである。なお、前
記特開昭50−33154号公報に記載されているよう
に、歯先線Ｔの傾斜が段階的に緩くされている場
合には、食込みが進行するに従つて食込み量の増
加の程度が少なくなり、転造負荷がある程度軽減
されるが、歯車素材Ｗの内部へのみ食込みが進行
する点は上記転造平ダイス５０と変わりがなく、
充分な転造負荷軽減効果が得られないのである。

以上、本考案の一実施例を説明したが、これは
文字通り例示であつて、例えば、第一食付き部の
加工歯形状を不完全歯形とするについて、歯厚を
薄くすることにより不完全歯形とすること等も可
能であり、その他にも逐一説明はしないが、本考
案の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業質の知
識に基づき種々の変更、改良等を施した態様で本
考案を実施し得ることは勿論である。

考案の効果以上詳記したように、本考案は、転造平ダイス
の食付き部を歯先線の傾斜の大きい第一食付き部
と傾斜の小さい第二食付き部とに分け、かつ第一
食付き部には不完全歯形を有する加工歯を配列
し、第二食付き部には完全歯形を有する加工歯を
配列したことにより、第一食付き部には転造負荷
の大きい粗転造を分担させ、第二食付き部には転
造負荷の比較的小さい中仕上げ転造を分担させ、
そして被転造部分の弾性的な戻り量を段階的に小
さくしつつ仕上げ部へ移行させるようにしたた
め、弾性戻りに伴う誤差の発生が抑制されて、期
待される製品精度が容易に得られる効果を奏する
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である転造平ダイス
の全体側面図である。第２図は第１図に示す転造
平ダイスの食付き部とその近傍を、基礎直線によ
り概念的に示す簡略図であり、第３図は第２図に
相当する部分を実体的に示す部分拡大図である。
第４図は第１図に示す転造平ダイスの第二食付き
部における挙動をを説明するための説明図であ
る。第５図は従来の転造平ダイスの一例を示す部
分側面図である。第６図は第１図の転造平ダイス
における食付き部の食込み進行状況を示す図であ
る。第７図は第５図の転造平ダイスにおける食付
き部の食込み進行状況を示す図である。１０……転造平ダイス、１２……食付き部、１
４……仕上げ部、１８…仕上げ歯（加工歯）、２
０……基準面、２２……第一食付き部、２４……
第二食付き部、２６……第一食付き歯（加工歯）、
２８……第二食付き部（加工歯）、T₁，T₂，T₃
……歯先線、B₁，B₃……歯底線、P₁，P₃……ピ
ツチ線。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】加工歯の歯先を結ぶ歯先線が被加工物に対する
相対移動方向に対して平行な仕上げ部と、歯先線
が該相対移動方向に対して傾斜した食付き部とを
備え、転造加工に際し、該食付き部が該仕上げ部
に先立つて前記被加工物に食い付くようにした転
造平ダイスにおいて、前記食付き部の、転造平ダイスの端部側部分に
歯先線の傾斜の大きい第一食付き部を、また前記
仕上げ部側部分に歯先線の傾斜の小さい第二食付
き部を設け、かつ、該第一食付き部および第二食
付き部における加工歯の歯底を結ぶ歯底線を該第
二食付き部の歯先線と略平行とするとともに、少
なくとも該第二食付き部における加工歯のピツチ
線を該第二食付き部の歯先線と略平行とし、該第
二食付き部の加工歯形状をほぼ完全歯形とする一
方、該第一食付き部の加工歯形状を不完全歯形と
したことを特徴とする転造平ダイス。