JPS5813427A - 歯車転造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、所定の間隔を隔てて設けられた一対の転造
ダイス間にワークを回転自在に支承し、一対の転造ダイ
スを同一方向に回転させながら押圧して転造する加工方
法に関するもので、特に自動車部品等に使用するモジュ
ール２程度以下のピニオン歯（一般には曲り歯が多い）
を転造する加工方法に関するものである。

既に公知のごとく、歯車転造加工はホブカッター等によ
る切削加工と異なり、素材（ワーク）に塑性変形を起こ
させることによって所望の製品形状を得るものであるが
、第１図に示すごとく製品歯車のドリブン側歯面１０と
反ドリブン側歯面１１とでは金属の流れがそれぞれ矢印
ａ。

ａおよび矢印す、ｂのごとく明らかに異方っている。第
１図では矢印Ｃの方向に製品歯車は回転している。図示
のようにドリブン側歯面１０では歯先および歯元から歯
面の表層部の金属組織がピンチ円１２の部分に引き寄せ
られるように流れ（矢印ａ、ａ）、反ドリブン側歯面１
１ではピッチ円１２付近の金属組織が歯先および歯元に
向かって引かれるように流れる（矢印す。

ｂ）。この金属の流れ（メタルフロー）の影響のため、
正確なインボリーート歯形をもった工具歯形で製品歯車
を転造加工したならば製品歯車の歯形に歯形誤差を生じ
る。この状態を多少誇張して第２図に示（たー、第２図
において製品歯車のドリブン側歯面１０および反ドリブ
ン側歯面１１は実線で示しており、正しい形のインボリ
ュート曲線は各々点！％！１０１．１１１　で示してい
る。１だ図から分るようにピッチ円１２を境１てしてド
リブン側歯面］Ｏと反ドリブン側歯面１１とでは金属の
流れを異にしているため歯先に１ぐれ込みが生じる結果
となる。

このように転造創成によって生じる変形は非常に大きな
圧縮応力をともなうもので、ドリブン側歯面１０では画
面を縮める方向に、反ドリブン側南面１１では歯面を伸
す方向に変形を受けるものである。このことはホブカッ
ター等による切削加工で転造仕−Ｌ代を残して荒加工し
た半製品状態の歯車の歯面を転造加工によって仕上ける
いわゆるギヤバニシングにおいてモ同様であり、従来よ
り種々の改門が考案されてきた。

その一つとして特許公告昭和４８年第２２５７５号公報
等にみられるごとくダイス歯車の歯形をあらかじめ製品
歯形の変形量を見込んで修正する方法が知られている。

しかしながらこのような歯形の修正は一般にかなり面倒
で困神な作業である。捷だ他の方法として特許公開昭和
４９年第１５９号公報のとと〈噛合径の異なる一対のダ
イスを使用する方法もあるが、ワークに対してその都度
噛合径の異なる２種類のダイスを用意しなければならず
、極めて不経済かつ面倒なものである。

この発明は以上の点に鑑みて発明されたもので、ダイス
には何ら修正加工を施すことなく簡単な方法により良好
な製品を得ることを目的とするもので、転造加工途中に
おいて僅かな転造代を残してダイスの回転方向を逆方向
に反転させて転造することにより、製品歯車のドリブン
側歯面と反ドリブン側歯面のメタルフローラ逆にさせて
回転方向にもとすく歯形誤差が相殺されるようにしたν
とを特徴とする。

以下、図面に基づいてこの発明を説明する。

第３図はセンタ支持されたワークを一対の転造ダイスに
より転造加工している状態を示しているもので、図１で
おいて１，２は主軸で、ｌＡ１２Ａは各々主軸１，２に
取りつけられる転造ダイス、３はワーク、４．５はセン
ターである。今、ワーク３を両センタ４，５によって回
転自在にセンタ支持し、平行する主軸１．２が駆動回転
されるとこれに取りつけられた一対のダイスＩＡ。

２人も回転される。この状態から図示していないがダイ
ス移動機構によって主軸１と共にダイスＩＡが矢印のご
とく移動してダイスＩＡとダイス２Ａの心間距離を狭め
ながらワーク３に転造加工を行ない、所定の製品歯車３
１を加工する。この最初の転造加工ではワーク３は例え
ば反時計方向に回転しており、また両ダイスＩＡ。

２Ａは製品歯車３１の最終仕−トリピッチ径Ｄｐより△
Ｄｐだけ大きい１）ｌｐで噛合う位置−までその心間を
狭めながら（転造ダイスＩＡが矢印の方向【移動しなが
ら）加工を行なう。かくして転造加工されたワーク３の
製品歯車３１を第４図ａに示す。図において矢印Ｃは製
品歯車３１の回転方向であり、Ｄｐは最終仕上りピッチ
径、−５＝ Ｄ′ｐは転造ダイスＩＡ、２Ａと噛合っている噛合ピッ
チ径である。このときのメタルフローは、ドリブン側歯
面１０″ｃは矢印ａ、ａの向きにあり、これは正規のイ
ンボリュート歯形９（図の点線）に対して噛合ピッチ径
ＤＩｐ付近の歯形をふくらます方向に作用し、一方、反
ドリブン側歯面１１では矢印す、ｂの向きにメタルフロ
ーが発生し、これは噛合ピッチ径Ｄｌｐ付近の歯形をへ
こます方向に作用している。尚、図面はこの様子を多少
誇張して描いである。

次に第３図に示す両ダイスＩＡ、２Ａの回転を停止させ
た後、逆方向に即ち時計方向に回転させて再びダイスＩ
Ａをワーク３に向けて移動させ、よって両ダイスＩＡ、
２Ａの心間圧端金製品歯車３１の最終仕−トリピソチ径
Ｄｐの位置゛まで狭めながら転造加工する。このように
して最終的に転造加工された製品歯車３１の状態を第４
図すに示す。図示のごとくこのときのメタルフローはド
リブン側歯面１８（最初の転造加工では反ドリブン側歯
面１１であったもの）で６一 は矢印ａ、ａのごとく最終仕トリピッチ径Ｄ　ｐ付近の
歯形をふぐら捷す方向に作用し、寸だ反ドリブン側南面
ｉ７（最初の転造加工ではドリブン何１歯而１０であっ
たもの）では矢印１）、ｂのごとぐピッチ径Ｄｐ伺斤の
歯形をへこ１す方向（で作用している。これらのメタル
７０−は最初の転造加工で生じた歯形の変形（第４図ａ
参照）を相殺する方向に作用するため、回転方向にもと
ず〈歯形誤差をなくすことになる。尚、矢印Ｃ１回製品
南車３１の回転方向である。

この発明でさらに重９な特徴の一つは最初の転造加工と
２回目の転へ加工では両ダイスｌＡ、２人と製品歯車：
３１の噛合ピッチ径に△Ｄｐの差がある点である。従来
よりダイスの回転方向を変えて転造する方法は行なわれ
ているが、従来方法は製品歯車が−たん最終寸法に仕−
」二った後でダイスを逆転するため、逆転転造時のメタ
ルノロ−に必要なワークの余肉が不足し、充分な歯形矯
正が行なわれないものであった。これに対し、本発明で
は前記したごとく最初の転造加工では両ダイスｌＡ、２
人の心間距離は製品歯車３１の最終仕上りピンチ径Ｄｐ
より△Ｄｐだけ大きい噛合ピッチ径Ｄ“ｐで噛合う位置
捷でしか狭められないため、△Ｄｐが逆転転造時の変形
に要する余肉を与えるための寸法となる。

尚、△Ｄ　ｐの叶は製品歯車のモジュール、歯数、材質
等に応じて適切な値を実験的（で求めることが好ｔ　Ｌ
　＜　、出願人が行なった例ではモジー−ル１５で△Ｄ
ｐは０１懇程度であった。

第１表は本発明を実施した製品歯車３１の諸元表を示す
もので、第５図は−」１記の製品歯車３］の歯形記録で
ある。第６図は」１記製品歯車３１を従来のごとく一方
向回転のみで転造した場合の歯形記録である。図におい
て（イ）はドリブン側南面ｆｆｉ、を口１は反ドリブン
側南面を示す。

□ 第　　１　　表 第５図と第６図を比較すると分るように本発明方法によ
り転造された歯車はドリブン側歯面、反ドリブン側歯面
とも正規のインボリュート曲線に近づいている。

これ１で本発明は転造加工について述べてきたが、切削
加工を行なった１ノークを転造で仕上げるギヤバニシン
グにも適用できるものである。

そもそもギヤバニソングは前述のごとく半製品歯車とダ
イスを噛合せて回転を与えつつ半製品歯車の歯形を仕上
げるもので、切削された粗い歯面を鏡面に仕上げる点で
効果が認められているが、転造加工時におけるメタルフ
ローと同様にドリブン側歯面と反ドリブン側歯面とでは
噛９− 合ピソチ径を境にして互いに向きが異なる方向にすべり
が生じ、ドリブン側歯面は噛合ピッチ径付斤の歯形をふ
くらまし、反ドリブン側歯面ば逆にへこむ傾向上なる。

しかしながら本願発明をギヤバニシングに適用すること
によって上記誤差は相殺されることとなり、良好な歯形
が形成されることになる。

以−Ｆ１述べたごとく本発明方法によれば正規のインボ
リー−ト歯形に極めて近い良好な歯形が得られるもので
あるが、さらに下記の効果も得られ、有益なものである
。

（１）一方向回転の転造ではドリブン側南面の材料の延
びが小さいため、歯形全体がドリブン側に傾いた形状に
なりやすいものであったが、これが防止される。

（２）　　転造時のメタルフローによって第４図ａにお
いて付け１４で示すごとく反ドリブン側歯面１１の歯先
々端に鋭い刃先が盛り」−り、いわゆ乙１くれ込みが生
じこの１までは製品として使用中に１くれ込みが生じた
歯先々端部１０− が欠落して歯車の歯面を損傷するおそれがあるが、本発
明方法のととく転造加工の途中で逆転することによって
第４図すにおいて付け１９で示すように両方の刃先（捷
くれ込みに相当）が歯先々端で逢着し、欠落のおそれが
なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ｉｉａ車転造加工時において歯車のメタルフロー
を示す説明図で、第２図は転造加工された製品歯車の歯
形誤差の状況を示す歯形説明図。第３図は一対の転造ダ
イスによりワークを転造しているところを示す図。第４
図ａは本発明方法によシ最初にワークを反時計方向に回
転して転造した場合のメタルフローの状態を示す図面で
、第４図ｂＦｉ２回目の転造でワークを時計方向に回転
して行なった場合のメタルフロー−１： の状態を示す図面。第５図は第１表゛の諸元をもつ歯車
を本発明方法によって転造した場合の歯形記録線図で、
第６図は同様の歯車を一方向回転のみで転造した場合の
歯形記録線図である。 図面においてＩＡ、２Ａは転造ダイス、３はワーク、３
１は製品歯車、１０はドリブン側歯面、１１は反ドリブ
ン側歯面。 特許出願人 株式会社　津　　上 ｌ・ 、、、′。 第５図 −１４１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同期的（て回転駆動される一対の転造ダイス間にワーク
   を挾んで回転させつつ押圧して外周に歯車状の歯形を有
   する製品を転造する加工方法において、転造加工を転造
   ダイスの回転方向が異なる方向で２回に分けて行ない、
   かつ最初の転造ではわずかの転造代（△Ｄｐ）を残して
   おき、２回目の逆方向による転造で最終寸法に仕上げる
   ことを特徴とする歯車転造方法。