JPH0620573B2 - 歯車圧造成形用ダイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は歯車を圧造成形するための成形用ダイに関する
ものである。

（従来の技術及びその問題点） 従来歯車を冷間圧造によって成形するには、線材を所定
の長さに切断して短い円柱状ブランクを形成し、該ブラ
ンクをプレス加工にて完成歯車の歯先径にほぼ対応する
円柱体に予備成形し、油圧プレスによる絞込み加工によ
って歯車を完成する。

上記の場合、表面処理を施したブランクを１回の加圧で
一挙に完成歯車形状に絞り込むため、加工度が大であ
る。そのため熱処理した後、金型との摩擦を低減させる
ためにブランクに表面処理を施してリン酸厚膜を被覆す
る工程が必要である。

又、金型への負荷が大で、金型寿命が短くなる。

又、ブランクを型鋳造によって絞込み成形した歯車は、
ＪＩＳの５級程度の精度の低級品であり、高い精度を必
要とする装置への組込みは出来なかった。

更に、ブランクを型鋳造する際、ブランクを５〜６秒静
圧にて加圧保持しなければならず、製造能率が悪く、型
寿命が短いこともあってコスト高を招来する。

出願人は、トランスファープレスによってブランクを段
階的に歯車形状に成形することを試み、歯車の生産性を
飛躍的に高めることを案出した。

この際、圧造用ダイの歯車状型穴に対し、完成前の歯車
状ブランクが芯ずれしたまま、或は位相がずれた状態に
て打込まれると、ダイ及び打込みパンチが破損する問題
が生じる。

本発明は、歯車状ブランクを確実に型穴に案内するガイ
ド斜面を具えた圧造成形用ダイを明らかにするものであ
る。

（課題を解決する手段） 本発明の圧造成形用ダイは、複数の圧造工程を経てブラ
ンクから歯車を形成するための圧造成形用ダイであっ
て、各圧造ダイ(14)(15)(16)の歯車形状に対応する型穴
の開口縁にはガイド斜面(17)が形成され、ガイド斜面(1
7)は、最大径が型穴の最大径よりも少し大きな円錐部(1
7a)と、各型穴の突条(14b)の先端部の両側斜めに面取り
した面取り部(17b)(17b)とからなっている。

（作用及び効果） 圧造用ダイの型穴の開口縁は、ガイド斜面が形成され、
然も型穴の突条の先端部両側は斜めに傾斜しているた
め、歯車状ブランクが次の圧造ステーションに移送され
て型穴に打込まれる際、型穴とブランクの芯或は位相が
僅かずれていても、ガイド斜面に案内されてブランクは
スムーズに型穴に入り、ダイの開口縁とパンチとの間に
ブランクが噛み込んでダイ及びパンチを破壊することを
防止できる。

（実施例） 第１図は、材料切断ステーションＳ１、２つの予備成形
ステーションＳ２、Ｓ３及び３つの圧造ステーションＳ
４、Ｓ５、Ｓ６を有するトランスファープレスの圧造部
の平面図及び各ステーションによって加工されたブラン
クＢ1〜Ｂ5と完成歯車(5)を示している。尚、各予備成
形及び各圧造ステーションに対応して配備した突出しピ
ン(２)(21)(22)(23)及び孔抜きパンチ(24)は、待機定位
置よりも後方にずらせて図示している。

トランスファープレスのダイブロック(１)には切断クイ
ル(11)、第１予備成形ダイ(12)、第２予備成形ダイ(1
3)、第１圧造ダイ(14)、第２圧造ダイ(15)及び第３圧造
ダイ(16)が配備されている。

ダイブロック(1)に対向してラム(４)が往復動可能に配
備され、該ラムには上記各ダイに対向して圧造パンチ
(３)(31)(32)(33)(34)が取り付けられている。

切断クイル(11)の貫通孔(11a)を通って圧造側に送り込
まれた線材(６)は、該クイルの軸芯と直交して往復する
切断ロッド(図示せず)によって剪段されると共に、該切
断ロッドによって第１予備成形ステーションＳ２に移送
される。

ダイブロック(１)上には、各予備成形ステーションＳ
２、Ｓ３及び第１、第２圧造ステーションＳ４、Ｓ５に
て形成された各ブランクＢ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５を次の
ステーションに移行させるトランスファー装置(図示せ
ず)が配備されている。

第１、第２予備成形ダイ(12)(13)の型穴(12a)(13a)は断
面円形であって、第１予備成形ダイ(12)の底部は軸芯に
対して45゜傾斜した斜面(12b)に形成され、第２予備成
形ダイ(13)の型穴(13a)は、底部外周が徐々に縮径する
様に丸く形成されている。

両予備成形ダイ(12)(13)の底中央に突出しピン挿通孔(1
2c)(13c)が開設され、突出しピン(2)(21)が摺動可能に
嵌まっている。

第１予備成形ダイ(12)の穴径よりも第２予備成形ダイ(1
3)のそれは僅か大である。

又、両予備成形ダイ(12)(13)の開口縁はブランクに対す
る案内面となるテーパ面(12d)(12e)が形成されている。

第１、第２、第３圧造ダイ(14)(15)(16)の型穴(14a)(15
a)(16a)は夫々歯車の溝形状に対応して等間隔に突条(14
b)が突設されている。

各型穴は第１圧造ダイ(14)から第３圧造ダイに順に僅か
大きくなっており、最終段の第３圧造ダイ(16)の型穴(1
6a)の断面形状は完成歯車(5)の外周形状に対応してい
る。

第１、第２圧造ダイ(14)(15)の型穴(14a)(15a)の深さは
完成歯車(５)の厚みよりも大であって、型穴の底面は軸
心に対して直交しており、型穴の中央には突出しピン挿
入孔(14c)(15c)が開設され、該孔に突出しピン(22)(23)
が摺動可能に配備される。

第１圧造ダイ(14)の突出しピン(22)の突出し側先端は軸
心に直交する平坦面(22a)に形成され、第２圧造ダイ(1
5)の突出しピン(23)の突出し側先端はブランクＢ4に打
込む打込み凸部(23a)が形成されている。

第３圧造ダイ(16)は孔抜きダイを兼用しており、ダイの
奥には突出しスリーブ(25)が摺動可能に嵌まり、該スリ
ーブの軸心に孔抜きパンチ(24)がスリーブに対して摺動
可能に配備されている。

各圧造ダイ(14)(15)(16)のラム側開口縁にはブランクＢ
３、Ｂ４、Ｂ５を型穴に確実に案内するガイド斜面(17)
が形成されている。

第２図に示す如く、ガイド斜面(17)は、最大径が型穴の
最大径よりも少し大きな円錐部(17a)と、各型穴の突条
(14b)の先端部の両側斜めに面取りした面取り部(17b)(1
7b)とからなり、円錐部(17a)と面取り部(17b)の交差線
は角ばらない様に丸く仕上げられている（第２図ではガ
イド面を判り易く表わすために円錐部と面取り部の交差
線を角ばらせた）。

第３図Ｂに示すごとく、円錐部(17a)の角度は、60゜ が
最適であって、第３図Ｂに示す如く、60゜ 以上の角度
であれば、ブランクの歯底と型穴の摩擦が大きくなり過
ぎて、焼付きを発生する。第３図Ｃ示す如く60゜ より
も小さいと、ダイの端面と歯底内端との距離Ｌが長くな
って、ダイとパンチの芯合わせが難しくなる。又、圧造
ストロークが長くなる関係で、歯先部にダレが発生し、
歯底部にバリ発生し易くなる。

前記第１、第２予備成形ダイ(12)(13)に対応する第１、
第２予備圧造パンチ(３)(31)は共に軸心に直交する面に
対して約３゜の角度の円錐面(3a)(31a)を***形成して
いる。

第１、第２、第３圧造ダイ(14)(15)(16)に対向配備され
た、第１、第２、第３圧造パンチは(32)(33)(34)、共に
ダイの孔形状に対応して外周に歯面(32a)(33a)(34a)を
形成している。

又、第１、第２圧造パンチ(32)(33)の先端中央にはブラ
ンクＢ３、Ｂ４の端面に凹部(55)(56)を形成するための
突部(32b)(33b)が形成されている。

第３圧造パンチ(34)には、ブランクＢ５を孔抜きした際
の孔抜きカスを排出するための貫通孔(34b)が開設され
ている。

然して、切断ステーションＳ１から第１予備成形ステー
ションＳ２に移送されたブランクＢ２は、該ステーショ
ンＳ２にて、ダイ(12)の底形状及びパンチの先端形状に
対応してダイ側先端外周が45゜ のテーパ面(53)に形成
され、他端面は外周から中心へ緩やかに凹んでいる。

第１予備ステーションＳ２から第２予備成形ステーショ
ンＳ３に移送されたブランクＢ３は、ダイ側先端面が丸
く成形される。

第２予備成形ステーションＳ３から第１圧造ステーショ
ンＳ４に移送されたブランクＢ４は、該ステーションＳ
４の型穴に対応して略歯車形状に成形され、パンチ側端
面にパンチ(32)の先端に対応して、凹み(55)が形成され
る。

第１圧造ステーションＳ4の型穴(14a)の最小内径は、予
備成形されたブランクＢ３の径よりも少し大きく、型穴
の開口縁は内側に傾斜したガイド斜面(17)が形成されて
いるためブランクＢ３を第１圧造ステーションＳ４に移
送した際、ブランクＢ3と型穴(14a)の芯が僅かずれてい
ても、ブランクＢ３を型穴(14a)にスムーズに打込み出
来る。

上記第１圧造工程に於て、ブランクＢ４の材料肉は、型
穴(14a)の溝奥まで完全には流れ込まず、従ってブラン
クＢ４の歯形の先端は、完全なる歯型ではない。

第１圧造ステーションＳ４から反転して第２圧造ステー
ションＳ５に移送されたブランクＢ５は、該ステーショ
ンＳ5の型穴(15a)に対応して略歯車形状に形成され、パ
ンチ(33)側の端面にもパンチ(33)先端形状に対応して凹
み(56)が形成される。

第２圧造ステーションＳ5の型穴(15a)の開口縁は、ガイ
ド斜面(17)が形成され、然も型穴(15a)の突条(14b)の先
端部両側は斜めに傾斜しているため、第１圧造ステーシ
ョンＳ４で成形された歯車状ブランクＢ４が第２圧造ス
テーションＳ５に移送されて型穴(15a)に打込まれる
際、型穴とブランクＢ４の芯或は位相が僅かずれていて
も、ガイド斜面(17)に案内されてブランクＢ４はスムー
ズに型穴(14a)に入る。

第２圧造ステーションＳ５の型穴は、第１圧造ステーシ
ョンＳ４の型穴(14a)よりも少し大きく、又、両端面が
凹むから、それに対応して第２圧造ステーションＳ５で
圧造されたブランクＢ５の外形は、第１圧造ステーショ
ンＳ４で圧造したブランクＢ４よりも大きくなる。但
し、第２圧造ステーションにおいてもブランクの材料肉
は、型穴(15)の溝奥まで流れ込まず、従ってブランクＢ
５の歯部の先端は、完全なる歯形ではない。

第２圧造ステーションＳ５から第３圧造ステーションＳ
６に移送されたブランクＢ５は型穴内で孔抜きパンチ(2
4)によって孔抜きが行なわれ、このときブランクの材料
肉が外周方向に強く押し出され、型穴(16a)の溝の隅々
にまで充満し、完成歯車に対応する形状に圧造され、ス
リーブ(25)に打出されて完成歯車(5)が排出される。

尚、孔抜きパンチ(24)は、型孔(16a)内で定位置に固定
保持しておき、ブランクＢ５を圧造パンチ(34)によって
型孔(16a)打込む際に、孔抜きを行なうことも、或はブ
ランクＢ5を圧造パンチ(34)によって型孔(16a)打込んだ
後、孔抜きパンチ(24)をブランクＢ５に打込んで孔抜き
することも可能である。

実施例では、歯先径13.07mm、歯底径10.31mm、厚み8.1m
m、孔径4.0、歯数の14の歯車を4500個／時間の割で生産
した。

上記の如く、徐々に完成歯車に近づく様にブランクを段
階的に圧造するから、各型穴での加工度は小さく、金型
への負担は軽減され、金型の寿命は延長する。

トランスファープレスによる圧造であるから、従来の様
に油圧プレスによる静圧鍛造の場合に比べて飛躍的に生
産能率が向上する。

又、ブランクを徐々に完成歯車の形状に近づけ、最終段
の型穴にブランクを打込んだ状態で孔抜きする際に、ブ
ランクの肉を半径方向に押出し、型穴の隅々に材料肉を
行き渡らせて精度の高い歯車を形成できる。実施例では
ＪＩＳの３級の品質を満足でき、検査項目によっては１
級をもクリアー出来た。

尚、予備成形工程を除く圧造工程を３段階以上の工程で
行なうことも勿論可能である等、特許請求の範囲に記載
の範囲で種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧造工程の説明図、第２図は第１〜第３圧造工
程のダイの開口部の斜面図、第３図は同上の断面図であ
る。 (12)(13)(14)(15)……ダイ (3)(31)(32)(34)……パンチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の圧造工程を経てブランクから歯車を
   形成するための圧造成形用ダイであって、各圧造ダイ(1
   4)(15)(16)の歯車形状に対応する型穴の開口縁にはガイ
   ド斜面(17)が形成され、ガイド斜面(17)は、最大径が型
   穴の最大径よりも少し大きな円錐部(17a)と、各型穴の
   突条(14b)の先端部の両側斜めに面取りした面取り部(17
   b)(17b)とからなっている歯車圧造成形用ダイ。