JPS6044060B2 - Molding method for hollow products with irregularities on the outer periphery such as ring gears - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリング状歯車等外周に凹凸のある中空製品の
成形方法に関するものて、内、外径の大きなリング状の
歯車その他外周に凹凸のある中空製品を、小さな加エカ
で簡単かつ精度よく製造できる方法を提供せんとするも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for molding hollow products with irregularities on the outer periphery, such as ring-shaped gears. The purpose is to provide a method that can be manufactured easily and accurately using energy.

歯車は各種機械や設備の部品類として極めて重要なも
のであり、その塑性加工による成造方法としては、鍛造
法及び打抜き法が一般に知られているが、これらの方法
では、ピッチ円直径が比較的小さく中心孔も小さい歯車
については成形が可能 上岬＆ １１−１゛１１゜、、
ｊ、３ィｒｎ＝゛ ユＬＬ屯ノ 一９ハ７」 も大きい
（肉厚が薄い）大型のリング状歯車を成形することがで
きなかつた。Gears are extremely important as parts for various machines and equipment, and the forging and punching methods are generally known as methods for forming gears by plastic working. Gears with small targets and small center holes can be formed. Kamisaki & 11-1゛11゜,,
j, 3irn = ゛ YuLLtunno 19ha7'' It was also impossible to mold a large ring-shaped gear (thin wall thickness).

また他の歯車成形法 として、ラックやピニオンを用い
た転進方式があ るが、この方法も金属棒から歯車を成
形する場合はとも角としても、上記したような中空状の
大きな歯車を製造する方法としては不適でありそこで
このような特別なキヤクターをもつ歯車を作る場合には
、従来ては丸棒を素材とし、これをホフ盤、歯車形削り
盤及ひ歯割り盤等て切削加工する方法がとられていた。
しかしこの方法では加工法上製作に非常に手間と時間が
掛り、また材料ロスも大きく、そのため製造コストが高
くなるという欠点があつた。 本発明は上記したような
実情に鑑み研究して創案されたもので、ピッチ円直径が
大きくまた中心孔の大きい（肉厚の薄い）リング状歯車
その他外面に凹凸のある大型中空製品を、比較的小さな
加エカで簡単かつ精度よく成形できるようにしたもので
、素材としてパイプを切断して中空素体を用ヨい、これ
をダイスとこのダイス中に配したワークロールの間に配
し、ワークロールの内側にテーパのついたマンドレルを
押込むことでワークロールを径方向に移動させ、このワ
ークロールにより中空素体をダイスの内面に押付け、ダ
イス内面に形・成した凹凸で中空素体の外面に凹凸を成
形するようにしたことを特徴とするものである。Another method for forming gears is the shifting method using racks and pinions, but this method is also used when forming gears from metal rods, and it is difficult to manufacture large hollow gears as described above. It is inappropriate as a method and there
When making gears with such special characters, the conventional method was to use a round bar as a material and cut it using a hoff machine, gear shaper, gear splitter, etc.
However, this method has the disadvantage that it takes a lot of time and effort to manufacture due to the processing method, and there is also a large amount of material loss, which increases the manufacturing cost. The present invention was developed through research in view of the above-mentioned circumstances, and was developed by comparing ring-shaped gears with a large pitch diameter and a large center hole (thin wall thickness) and other large hollow products with irregularities on the outer surface. It is designed to be formed easily and accurately with a small amount of processing effort.The material is a hollow body made by cutting a pipe, and this is placed between a die and a work roll placed in the die. By pushing a tapered mandrel inside the work roll, the work roll is moved in the radial direction, and this work roll presses the hollow element against the inner surface of the die, and the hollow element is formed by the unevenness formed on the inner surface of the die. It is characterized by having irregularities formed on its outer surface.

以下本発明を添付図面に基づいて説明すると、第１図及
び第２図は本発明による成形方法の基本原理を示すもの
で、１はその内周面に成形すべき歯形等の凹凸２を形成
したリングダイス、３はワークロールで、このワークロ
ール３は前記リングダイス１内に、リテーナ４により径
方向移動可能に装架される。The present invention will be explained below based on the accompanying drawings. Figures 1 and 2 show the basic principle of the molding method according to the present invention, and 1 shows the formation of irregularities 2 such as tooth shapes to be molded on the inner circumferential surface of the molding method. The ring die 3 is a work roll, and the work roll 3 is mounted within the ring die 1 so as to be movable in the radial direction by a retainer 4.

５はマンドレルで、該マンドレル５は第１図のように長
さ方向先端に向け次第に径が細くなつたテーパ面５１を
有するか、あるいは逆に第３図のように先端に向つて次
第に径が太くなつたテーパ面５「を備えている。Reference numeral 5 denotes a mandrel, and the mandrel 5 has a tapered surface 51 whose diameter gradually becomes smaller toward the tip in the longitudinal direction as shown in FIG. 1, or conversely, the diameter gradually becomes smaller toward the tip as shown in FIG. It has a thicker tapered surface 5".

しかして、本発明は歯車等を成形するにあたり、まず前
記リングダイス１とワークロール３の間に、金属管又は
金属筒を所要長さに切断した中空素体６を装入し、次い
で、図示のようにリングダイス１を回転させるか、又は
マンドレル５を回転させ、あるいはリングダイス１とマ
ンドレル５の双方を回転させながら、マンドレル５を下
降してワークロール３の内側に次第に押込み（第１図及
び第２図）あるいは引抜く（第３図）ものでる。Therefore, in forming a gear or the like, the present invention first inserts a hollow body 6, which is a metal tube or cylinder cut into a required length, between the ring die 1 and the work roll 3, and then While rotating the ring die 1, or rotating the mandrel 5, or rotating both the ring die 1 and the mandrel 5, the mandrel 5 is lowered and gradually pushed into the inside of the work roll 3 (see Fig. 1). and Figure 2) or pull it out (Figure 3).

かくすればマンドレル５の押込み又は引抜きに応じてワ
ークロール３はテーパ面５１による押圧て矢印のように
径方向（外側方向）へ移動して中空素体６の内面と接触
し、かつ同時にその接触による魔擦力（ダイスを回転さ
せた場合）もしくはマンドレル５の回転力（マンドレル
を回転させた場合）により回転を始め、マンドレル５の
押込み又は引抜きの増加と共にワークロール３は回転し
ながら更に径方向に拡がり、これにより中空素体６はワ
ークロール３とリングダイス１に狭圧されると共に更に
ワークロール３の押圧力でリングダイス１の内面に強く
押付けられ、この押付けにより中空素体６の外面にはそ
の全周にわたりリングダイス１の凹凸２に対応する凹凸
７が塑形され．るものである。ここで、いまマンドレル
の作動を前進法にとつた場合、第４図のように前記工程
におけるマンドレル５の押込み圧力をＦとし、マンドレ
ル５のテーパをθとし、ワークロール３に垂直に働く直
圧・力をＦ１とし、ワークロール３の径方向に移動（拡
開）する力つまり押込み圧力の直角分力をＦ１とすれば
、Ｆ１＝４１覇となり、ワークロール３の Ｓｌ
ｎθ径方向移動力はＦ２＝ＣＯＳθ×μＦとなる。In this way, as the mandrel 5 is pushed in or pulled out, the work roll 3 is pressed by the tapered surface 51 and moves in the radial direction (outward direction) as shown by the arrow, and comes into contact with the inner surface of the hollow body 6, and at the same time The work roll 3 starts to rotate due to the magical friction force (when the die is rotated) or the rotational force of the mandrel 5 (when the mandrel is rotated), and as the pushing or pulling of the mandrel 5 increases, the work roll 3 further rotates in the radial direction. As a result, the hollow element body 6 is compressed by the work roll 3 and the ring die 1, and is further strongly pressed against the inner surface of the ring die 1 by the pressing force of the work roll 3, and due to this pressing, the outer surface of the hollow element body 6 is The grooves 7 corresponding to the grooves 2 of the ring die 1 are formed over the entire circumference of the ring die. It is something that Here, if the mandrel is operated in a forward motion, as shown in Fig. 4, the pushing pressure of the mandrel 5 in the above process is F, the taper of the mandrel 5 is θ, and the direct pressure acting perpendicularly to the work roll 3 is - If the force is F1, and the force to move (expand) the work roll 3 in the radial direction, that is, the right angle component of the pushing pressure, is F1, then F1 = 41 points, and the Sl of the work roll 3 is
The nθ radial moving force is F2=COSθ×μF.

従つて、たとえばマンドレル５のテーパを１１５０とす
ればワークロール３の径方向へ働く圧力はマンドレル５
を押す力の５ＣＰｉの圧力が発生し（但し摩擦力を除く
）、かつこれをワークロール３の個数で割つた圧力が成
形圧力となる。そのため本発明によれば極めて低下刃で
成形が可能となるものである。なお、マンドレル５のテ
ーパは適宜設定するもので前記１１５０に限られるとい
うものではない。”加えて本実施例においてはリングダ
イス１とワークロール３を水平状に配し、マンドレル５
を垂直に上下するようにし、いわゆぬ縦型の成形方式と
しているが、これを横型の成形方式としてもよいことは
勿論である。また本実施例ではワークロール３を３個周
方向で等間隔に配しているが、これに限らずワークロー
ルを１個または２個とし、あるいは４個以上としてもよ
い。ただいずれの場合にもワークロール３は第４図のよ
うにマンドレル５のテーパの１１２の勾配３１に形成し
、マンドレル５よる押圧を受けたときに前記勾配の分だ
け傾いた状態で移動し、中空素体６の高さ方向全面に対
し均等なりで接するようにする。第５図と第６図は前記
した第１図及び第２図の実施例に使用する成形機の一列
を示すもので、本実施例はマンドレル５を回転させずリ
ングダイス１だけを回転させて中空素体６及び３個のワ
ークロール３の回転を得るようにしたもので、８はその
底部にスプロケット９を嵌着したカップ状のダイスホル
ダーで、前記リングダイス１はダイスホルダー８内に装
着され、ダイスホルダー８の頂面に取付けた固定プレー
ト１０により固定される。Therefore, for example, if the taper of the mandrel 5 is 1150, the pressure acting in the radial direction of the work roll 3 will be
A pressing force of 5CPi is generated (excluding frictional force), and the pressure obtained by dividing this by the number of work rolls 3 becomes the molding pressure. Therefore, according to the present invention, it is possible to perform molding with extremely reduced blades. Note that the taper of the mandrel 5 is set as appropriate and is not limited to the above-mentioned 1150. ``In addition, in this embodiment, the ring die 1 and the work roll 3 are arranged horizontally, and the mandrel 5
are vertically moved up and down, resulting in a so-called vertical molding method, but it goes without saying that this may also be a horizontal molding method. Further, in this embodiment, three work rolls 3 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, but the number of work rolls is not limited to this, and the number of work rolls may be one, two, or four or more. However, in either case, the work roll 3 is formed with a slope 31 of 112 of the taper of the mandrel 5 as shown in FIG. The hollow body 6 is made to contact the entire surface in the height direction evenly. FIGS. 5 and 6 show one line of the molding machine used in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. In this embodiment, only the ring die 1 is rotated without rotating the mandrel 5. The hollow body 6 and the three work rolls 3 are rotated, and 8 is a cup-shaped die holder with a sprocket 9 fitted to the bottom thereof, and the ring die 1 is installed in the die holder 8. and is fixed by a fixing plate 10 attached to the top surface of the die holder 8.

１１はペットであり、このペット１１に形成した窓孔の
口縁にベアリング１２が設けられ、前記ダイスホルダー
８はベアリング１２により支持された状態で図示しない
原動機及びチェーンを介して回転されるようになつてい
る。Reference numeral 11 denotes a pet, and a bearing 12 is provided on the edge of a window hole formed in the pet 11, and the die holder 8 is rotated via a prime mover and a chain (not shown) while being supported by the bearing 12. It's summery.

１３はダイス１の下部内側に着脱可能に取付けたリング
状のスペーサで、該スペーサ１３の上面により前記中空
素体６の底面が支承されるようになつている。Reference numeral 13 denotes a ring-shaped spacer detachably attached to the inside of the lower part of the die 1, and the bottom surface of the hollow element body 6 is supported by the upper surface of the spacer 13.

１４は前記スペーサ１３の内周部に設けたスラストベア
リングであり、前記リテーナ４はスペーサ１３の内周面
に接して嵌合され、底面をスラストベアリング１４で支
承されるようになつている。Reference numeral 14 denotes a thrust bearing provided on the inner circumferential portion of the spacer 13, and the retainer 4 is fitted in contact with the inner circumferential surface of the spacer 13, and its bottom surface is supported by the thrust bearing 14.

前記リテーナ４の詳細は第１５図及び第１６図に示す通
りであり、即ちリテーナ４は中央にマンドレル５を挿脱
する円孔４１を備えたリング状をなし、かつ周部には、
高さ方向上下に所要の厚さの頂板部４２と底板部４３を
残すようにして３つの窓孔４４が放射状に形成され、そ
れら各窓孔４４にワークロール３が夫々遊嵌され、かつ
ワークロール３の底面３４が底板部４３の頂面４３１で
支承されるようになつており、更に頂板部４２と底板部
４３には夫々同位置にワークロール３の上下面に突設し
た軸部２３，３３を案内するガイド孔４５，４６を欠設
し、それらガイド孔４５，４６を介してワークロール３
が径方向にスライドし得るようになつている。The details of the retainer 4 are as shown in FIGS. 15 and 16. That is, the retainer 4 has a ring shape with a circular hole 41 in the center for inserting and removing the mandrel 5, and the periphery includes:
Three window holes 44 are formed radially so as to leave a top plate part 42 and a bottom plate part 43 of the required thickness above and below in the height direction, and the work roll 3 is loosely fitted into each of these window holes 44, and the workpiece The bottom surface 34 of the roll 3 is supported by the top surface 431 of the bottom plate part 43, and furthermore, the top plate part 42 and the bottom plate part 43 are provided with shaft parts 23 that protrude from the upper and lower surfaces of the work roll 3 at the same positions, respectively. , 33 are provided, and the work roll 3 is inserted through the guide holes 45, 46.
can slide in the radial direction.

１５，１５は前記ベアリング１２のまわりのペット１１
に立設した支柱でり、該支柱１５，１５の上部には固定
プレート１６を設け、この固定プレート１６に流体シリ
ンダ１７を固定している。15, 15 is the pet 11 around the bearing 12
A fixing plate 16 is provided on the upper part of the supporting columns 15, 15, and a fluid cylinder 17 is fixed to this fixing plate 16.

１８は両端部を前記支柱１５，１５に嵌装したスライド
プレートで、このスライドプレート１８に前記流体シリ
ンダ１７のピストンロッド１９を固定すると共に、前記
マンドレル５の後端部を固定板２０を介して固定してい
る。Reference numeral 18 denotes a slide plate whose both ends are fitted into the pillars 15, 15. The piston rod 19 of the fluid cylinder 17 is fixed to this slide plate 18, and the rear end of the mandrel 5 is fixed via the fixing plate 20. Fixed.

しかして、第５図及び第６図の装置を用いた本発明成形
方法を説明すると、成形にあたつては、成形すべき外周
形状（この実施例では平歯）に応じた凹凸２ａを内面に
形成したリングダイス１ａを準備し、このリングダイス
１ａをダイスホルダー８に嵌装固定し、バイブを必要な
長さに切断した中空素体６ａをリングダイス１ａとワー
クロール３及びリテーナ４間の空孔４０に装入し、リン
グダイス１ａの内面とワークロール３の表面に潤滑剤を
塗布する。To explain the molding method of the present invention using the apparatus shown in FIGS. 5 and 6, during molding, the inner surface is formed with unevenness 2a corresponding to the outer peripheral shape to be molded (spur teeth in this example). A ring die 1a having a shape of It is charged into the hole 40, and a lubricant is applied to the inner surface of the ring die 1a and the surface of the work roll 3.

次いでモータの駆動によりスプロケット９及びダイスホ
ルダー８を介してリングダイス１ａを所要の回転数で回
転させ、またそれと共に流体シリンダ１７によりマンド
レル５を下降させる。これが第７図及び第８図の状態で
あり、ワークロール３はリテーナ４によりダイス中心寄
りに縦架され、中空素体６ａは凹凸２ａの最大直径と非
接触の状態となつている。次に上記状態から更に流体シ
リンダ１７によりマンドレル５を下降させ、その先端部
をワークロール３の間に挿入していく。Next, the ring die 1a is rotated by the motor at a required rotation speed via the sprocket 9 and the die holder 8, and at the same time, the mandrel 5 is lowered by the fluid cylinder 17. This is the state shown in FIGS. 7 and 8, in which the work roll 3 is vertically suspended near the center of the die by the retainer 4, and the hollow element body 6a is in a non-contact state with the maximum diameter of the unevenness 2a. Next, from the above state, the mandrel 5 is further lowered by the fluid cylinder 17, and its tip is inserted between the work rolls 3.

かくすれば下降してきたマンドレル５には所定角度のテ
ーパ面５１が形成されているため、このテーパ面５１に
より３個のワークロール３は径方向に徐々に横方向の押
圧を受け、リテーナ４のガイド孔４５，４６を介して各
窓孔４４から底板部頂面４３１を摺動して同量ずつ外径
方向に拡開移動されるものであり、こうしたワークロー
ル３の移動により中空素体６ａは外径方向に押圧されて
リングダイス１ａの内面の凹凸２ａに押付けられ始め、
転造効果により中空素体６ａの外周面に凹凸７ａが成形
され始める（第９図及び第１０図参照）。このとき中空
素体６ａはダイスホルダー８を介して回転されているが
、ワークロール３もリングダイス１ａ及び中空素体６ａ
との摩擦によつてリングダイス１ａと同方向に回転する
。しかして更にマンドレル５を下降させ、これがリング
ダイス１ａの円孔から突出するまで下降させていけば、
テーパ面５１によるワークロール３の径方向押拡げ度合
いが次第に大きくなつていき、これによりワークロール
３による中空素体６ａの押付け力も増していく。In this way, since the mandrel 5 that has descended has a tapered surface 51 at a predetermined angle, the three work rolls 3 are gradually subjected to lateral pressure in the radial direction by this tapered surface 51, and the retainer 4 is The top surface 431 of the bottom plate part is slid from each window hole 44 through the guide holes 45 and 46, and expanded and moved by the same amount in the outer radial direction. is pressed in the outer radial direction and begins to be pressed against the unevenness 2a on the inner surface of the ring die 1a,
Due to the rolling effect, irregularities 7a begin to be formed on the outer peripheral surface of the hollow element body 6a (see FIGS. 9 and 10). At this time, the hollow body 6a is rotated via the die holder 8, but the work roll 3 is also rotated by the ring die 1a and the hollow body 6a.
The ring die 1a rotates in the same direction due to friction with the ring die 1a. However, if the mandrel 5 is further lowered until it protrudes from the circular hole of the ring die 1a,
The degree of expansion of the work roll 3 in the radial direction by the tapered surface 51 gradually increases, and as a result, the force with which the work roll 3 presses the hollow body 6a also increases.

そのためこの段階で中空素体６ａはリングダイス１ａの
凹凸２ａの最小直径まで完全に押付けられ、これで外周
に凹凸２ａに対応する凹凸７ａの成形された中空製品Ａ
が得られる（第１１図、第１２図及び第１９図参照）。
かくして成形が終つたならば、流体シリンダ１７により
マンドレル５をワークロール３及びリテーナ４内から上
昇させると共に、リングダイス１ａの回転を止め、図示
しない適当なノックアウト手段により中空製品Ａを取出
すものである（第１３図及び第１４図参照）。Therefore, at this stage, the hollow body 6a is completely pressed to the minimum diameter of the unevenness 2a of the ring die 1a, and the hollow product A is now formed with unevenness 7a corresponding to the unevenness 2a on the outer periphery.
is obtained (see FIGS. 11, 12, and 19).
When the molding is thus completed, the mandrel 5 is lifted from the work roll 3 and the retainer 4 by the fluid cylinder 17, the rotation of the ring die 1a is stopped, and the hollow product A is taken out by an appropriate knockout means (not shown). (See Figures 13 and 14).

しかして、前記第７図ないし第１９図は、本発明方法に
よりリング状平歯車の成形を行つた例を示すものである
が、勿論これに限らず、ヘルカルギヤないしスクリュー
ギヤ、ウォーム、ローレット等の各種リング状歯車、あ
るいは歯車に限らず外面に文字図形、記号その他の凹凸
を持つリング状製品の成形が可能である。第２０図ない
し第２５図は、本発明方法によりリング状のヘリカルギ
ヤ（ないしスクリユーギ”ヤ）を成形する実施例を示す
もので、この場合には内周面にヘリカルギヤ形の凹凸２
ｂを形成したリングダイス１ｂを用い、かつ中空素体６
ｂとして、第２０図及び第２１図の如く低面周方向数個
所にまわり止め用凹部６１を形成したものを用い、この
中空素体６ｂをワークロール３とリングダイス１ｂの間
に装入し、第２２図に示す如く、前述したものと同様な
工程にて加工を行うもので、これにより第２４図及び第
２５図の如く外周面にヘリカルギヤ７ｂを有する中空製
品Ｂが成形．される。Although FIGS. 7 to 19 show examples of ring-shaped spur gears formed by the method of the present invention, the present invention is not limited to this, of course. It is possible to mold various ring-shaped gears, or not only gears, but also ring-shaped products with letters, figures, symbols, and other irregularities on the outer surface. 20 to 25 show an example of forming a ring-shaped helical gear (or screw gear) by the method of the present invention.
Using the ring die 1b in which the shape b is formed, and the hollow element body 6
As shown in FIGS. 20 and 21, as shown in FIGS. 20 and 21, a hollow body 6b is used in which rotation preventing recesses 61 are formed at several places in the circumferential direction of the lower surface, and this hollow body 6b is inserted between the work roll 3 and the ring die 1b. As shown in FIG. 22, processing is carried out in the same steps as those described above, and as a result, a hollow product B having a helical gear 7b on the outer peripheral surface as shown in FIGS. 24 and 25 is formed. be done.

この中空製品Ｂを取出す手段として本実施例では、第２
３図のようにリングダイス１ｂの下方に固定ガイド２１
を設け、この固定ガイド２１にリングダイス１ｂと同心
でかつ内面に前記リングダイス１ｂの凹凸２ｂと同様な
凹凸２４を有するガイド孔を形成し、このガイド孔に、
先端に前記中空素体６ｂのまわり止め用凹部６１に対す
る係合凸部２２１を備えたノックアウト体２２の後部周
面のねじ部を螺合させ、かつノックアウト体２２の後端
部にノックアウト用シリンダ２３の作動ロッド２３１を
当接している。In this embodiment, as a means for taking out this hollow product B, a second
As shown in Figure 3, a guide 21 is fixed below the ring die 1b.
A guide hole is formed in this fixed guide 21, which is concentric with the ring die 1b and has an unevenness 24 on the inner surface similar to the unevenness 2b of the ring die 1b, and in this guide hole,
A threaded portion on the rear circumferential surface of the knockout body 22 is screwed onto the rear end of the knockout body 22, which has an engagement convex portion 221 for the rotation stopper recess 61 of the hollow element body 6b at its tip, and a knockout cylinder 23 is attached to the rear end of the knockout body 22. The actuating rod 231 is in contact with the actuating rod 231.

製品取出しにあたつては、まずリテーナ４を取出すと共
にスペーサ１３を取外し次いでノックアウト用シリンダ
２３によりノックアウト体２２を前進させるものであ，
り、かくすればノックアウト体２２の係合凸部２２１が
まわり止め用凹部６１に噛合い、この状態でノックアウ
ト体２２が回転するため中空製品Ｂはそれに伴つて回転
しリングダイス１ｂの凹凸２ｂに沿つて上昇し、リング
ダイス１ｂから取出されるものてある。次に第２６図な
いし第３２図は、高さ（長さ）方向中間部を境として上
半部（又は下半部）がヘリカルギヤとなり、下半部（又
は上半部）が平歯車となつた組合せギヤを成形する実施
例を示すものである。そのための手段として、まずリン
グダイス１ｃを、第２６図や第３１図のように周方向で
複数個（図面では３個）に等分割された弧状の分割ダイ
ス１００として構成すると共に、各分割ダイス１００，
１００，１００の周方向両端面に平面が略３角形状をな
す凹接面１０１と凸接面１０２を形成し、そのようなリ
ングダイス１ｃの外面には第２７図のように高さ方向下
方へ向かうほど次第に径の縮小したテーパ面１０３を形
成し、また内面には、高さ方向中間部に周溝１０４を形
成すると共にその上半部と下半部に平歯状の凹凸部２ｃ
とヘリカルギヤ状の凹凸部２ｃ″を形成している。一方
、ダイスホルダー８ａを前記リングダイス１ｃのテーパ
面１０３に対応するテーパ内面８１に構成し、このテー
パ内面８１にリングダイス１ｃのテーパ面１０３を嵌合
することで各分割ダイス１００，１００，１００が凹接
面１０１と凸接面１０２を互いに密接し合い、１体状の
リングダイスになるようにしている。そしてこのような
リングダイスのセット及びノックアウト用手段として、
ダイスホルダー８ａの下方に流体シリンダ２５で進退自
在となつた推進台２６を設けると共に、ダイスホルダー
８ａの上方にはリングダイス１ｃに対する押圧体２７を
取付けた流体シリンダ２８を設けている。しかして、ま
ず上記のような組合せギヤを成形するにあつたては、第
２８図のように、リングダイス１ｃを上方の流体シリン
ダ２８を介して押圧体２７によりダイスホルダー８ａ内
に嵌装し、それと共に下方の流体シリンダ２５を介して
推進台２６を前進させ、この推進台２６に載置したスペ
ーサ１３をリングダイス１ｃの下部内側に取付ける。To take out the product, first the retainer 4 is taken out and the spacer 13 is removed, and then the knockout body 22 is advanced by the knockout cylinder 23.
In this way, the engaging protrusion 221 of the knockout body 22 engages with the rotation stopper recess 61, and in this state, the knockout body 22 rotates, so the hollow product B rotates accordingly and engages the concave and convex portion 2b of the ring die 1b. There is one that rises along the line and is taken out from the ring die 1b. Next, in Figures 26 to 32, the upper half (or lower half) of the intermediate part in the height (length) direction becomes a helical gear, and the lower half (or upper half) becomes a spur gear. This figure shows an example of molding a combination gear. As a means for this purpose, first, the ring die 1c is configured as an arc-shaped divided die 100 that is equally divided into a plurality of pieces (three pieces in the drawing) in the circumferential direction as shown in FIGS. 26 and 31, and each divided die is 100,
A concave contact surface 101 and a convex contact surface 102 having a substantially triangular planar shape are formed on both end surfaces in the circumferential direction of the ring dies 100, 100, and the outer surface of such a ring die 1c has a vertically downward downward direction as shown in FIG. A tapered surface 103 is formed whose diameter gradually decreases as it goes toward the inner surface, and a circumferential groove 104 is formed on the inner surface at the middle part in the height direction, and spur tooth-like uneven parts 2c are formed on the upper and lower halves of the circumferential groove 104.
On the other hand, the die holder 8a is configured with a tapered inner surface 81 corresponding to the tapered surface 103 of the ring die 1c, and the tapered surface 103 of the ring die 1c is formed on this tapered inner surface 81. By fitting the split dies 100, 100, 100, the concave contact surface 101 and the convex contact surface 102 of the divided dies 100, 100, 100 are brought into close contact with each other to form a single ring die. As a means for setting and knocking out,
A propulsion platform 26 that can be moved forward and backward by a fluid cylinder 25 is provided below the die holder 8a, and a fluid cylinder 28 is provided above the die holder 8a to which a pressing body 27 for the ring die 1c is attached. Therefore, in order to form the above-mentioned combination gear, first, as shown in FIG. At the same time, the propulsion table 26 is advanced via the lower fluid cylinder 25, and the spacer 13 placed on the propulsion table 26 is attached to the inside of the lower part of the ring die 1c.

そしてあとは前述した基本的な成形法と同じようにマン
ドレル５を前進又は後退させ、それによりマンドレルの
テーパ面５１又は５「でワークロール３を径方向に移動
させ、第２９図のように中空素体６ｃをリングダイス１
ｃの内面に押付けるものであり、これにより第３２図の
ように中間部の帯状部２９を境として上半部（又は下半
部）に平歯７ｃが形成され下半部（又は上半部）にヘリ
カルギヤ７Ｃ″の形成された中空製品Ｃが得られる。そ
してこの中空製品Ｃを取出す際には、第３０図のように
スペーサ１３とリテーナ４を取”外した状態で推進台２
６を前進させ、これによりリングダイス１ｃごとダイス
ホルダー８ａから抜き出す。かくすればリングダイス１
ｃは第３１図のように各分割ダイス１００，１００，１
００に分離せれるので中空製品Ｃを簡単に取出すことが
・できる。なお、その他上記した分割ダイス１００，１
００，１００を用いるときには、それらの内面形状を変
えることにより、第３３図に示すように高さ方向でピッ
チの違つたギヤ面７ｂをもつ中空製品）Ｄや、第３４図
に示すように記号、図形文字、模様あるいはこれらの組
合された凹凸７ｅをもつ中空製品Ｅを任意に得ることが
可能である。After that, the mandrel 5 is moved forward or backward in the same manner as the basic forming method described above, and the work roll 3 is thereby moved in the radial direction by the tapered surface 51 or 5'' of the mandrel, forming a hollow hole as shown in FIG. Ring die 1 for element body 6c
c, and as a result, as shown in FIG. A hollow product C is obtained in which a helical gear 7C'' is formed on the part).When taking out this hollow product C, the spacer 13 and retainer 4 are removed as shown in FIG.
6 is advanced, and thereby the ring die 1c is pulled out from the die holder 8a. This way, ring dice 1
c is each divided die 100, 100, 1 as shown in Figure 31.
Since it can be separated into 00 parts, the hollow product C can be easily taken out. In addition, the above-mentioned divided dice 100,1
When using 00 and 100, by changing their inner shape, it is possible to create a hollow product (D) having gear surfaces 7b with different pitches in the height direction as shown in Fig. 33, or a symbol as shown in Fig. 34. It is possible to arbitrarily obtain a hollow product E having irregularities 7e having a pattern, a graphic character, a pattern, or a combination thereof.

更に、前記第７図ないし第３４図は、外径が高さ方向全
長にわたり、ほぼ均等な中空製品を成形した例であるが
、本発明はこれに限らず、ストレートな中空素体を材料
として、高さ方向の中間部より先か拡径Ｌかつその拡径
部の外周面と直筒部の外周面に夫々凹凸がある中空製品
をも成形が可能である。Furthermore, although the above-mentioned FIGS. 7 to 34 are examples of molded hollow products having a substantially uniform outer diameter over the entire length in the height direction, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. It is also possible to form a hollow product having an enlarged diameter L beyond the middle part in the height direction and having irregularities on the outer circumferential surface of the enlarged diameter part and on the outer circumferential surface of the straight cylindrical part.

即ち、その実施例は第３５図ないし第３７図の如くであ
り、この場合にはワークロールとして。第３５図のよう
に下側のワークロール３０１の上方に該ワークロール３
０１よりも径大な上側ワークロール３００を配し、それ
ら上側と下側のワークロール３００，３０１を第３６図
及び第３７図のようにリテーナ４ａに径方向移動可能に
支架せしめ、一方、リングダイス１ｆにはその内面に直
筒部１０５と拡径部１０８を形成し、それら直筒部１０
５と拡径部１０６に夫々歯形等の任意の凹凸（たとえば
直筒部に平歯を、拡径部にヘリカルギヤ）２ｆ，２ｆ″
を形成しておくものである。しかして、この状態でリン
グダイス１ｆとワークロール３００，３０１の間に中空
素体６ｆを装入Ｌ１マンドレル５を前進又は後退させれ
ば、このマンドレル５のテーパ面５１又は５「によりワ
ークロール３００，３０１は夫々径方向に移動し、その
際、下側のワークロール３００により直筒部の凹凸２ｆ
に対応する凹凸７ｆが成形され、かつ上側の径大なワー
クロール３０１により中空素体６ｆは外方に拡がるよう
に成形されつつ同時にその外周面にリングダイス１ｆの
凹凸２「に対応した凹凸７ｆ″が成形される。That is, the embodiment is as shown in FIGS. 35 to 37, and in this case, it is used as a work roll. As shown in FIG. 35, the work roll 3 is placed above the lower work roll 301.
An upper work roll 300 having a larger diameter than that of 01 is disposed, and the upper and lower work rolls 300, 301 are supported so as to be movable in the radial direction by a retainer 4a as shown in FIGS. 36 and 37. The die 1f has a straight cylindrical part 105 and an enlarged diameter part 108 formed on its inner surface, and these straight cylindrical parts 10
5 and the enlarged diameter part 106, respectively, with arbitrary irregularities such as tooth shapes (for example, spur teeth on the straight cylinder part and helical gear on the enlarged diameter part) 2f, 2f''
It is something that should be formed. In this state, if the hollow body 6f is charged between the ring die 1f and the work rolls 300, 301 and the L1 mandrel 5 is moved forward or backward, the work roll 300 , 301 move in the radial direction, and at that time, the unevenness 2f of the straight cylinder part is moved by the lower work roll 300.
The hollow body 6f is molded so as to expand outward by the upper large-diameter work roll 301, and at the same time, the hollow body 6f is formed with asperities 7f corresponding to the asperities 2'' of the ring die 1f on its outer peripheral surface. ” is formed.

なお、かかる中空製品Ｆの取出し方法は、凹凸の形状に
応じ前記のような分割ダイス式あるいは旋回式を用いる
べきである。次に本発明の具体的な実施例を示すと次の
通りである。Note that, as a method for taking out the hollow product F, the above-mentioned split die type or rotating type should be used depending on the shape of the unevenness. Next, specific examples of the present invention are as follows.

実施例（１） 第５図及び第６図に示す装置を用いてリ
ング状平歯車を成形した。Example (1) A ring-shaped spur gear was molded using the apparatus shown in FIGS. 5 and 6.

マンドレルとしては有効長さ３００７０７７！、最大直
径３６φ、最小直径２４φ、勾配１０１５″を用い、ワ
ークロールは長さ４０７！、頂面外径２５φ、底面外径
２５．８φ、勾配００４５″のものを３個用いた。リン
グダイスは内径（最小円直径）８９．６φ、最大円直径
８５．２φ、歯幅３５７Ｔｒ１ｎ１歯数４＋．インボリ
ュート歯型、モジュール２．００１圧力角３０数とした
。Effective length for a mandrel is 3007077! , a maximum diameter of 36φ, a minimum diameter of 24φ, and a slope of 1015'', and three work rolls having a length of 407!, a top outer diameter of 25φ, a bottom outer diameter of 25.8φ, and a slope of 0045'' were used. The ring die has an inner diameter (minimum circle diameter) of 89.6φ, a maximum circle diameter of 85.2φ, a face width of 357Tr1n1, and a number of teeth of 4+. Involute tooth type, module 2.001, pressure angle 30 numbers.

中空素体としては、ＳＳ４ｌ材のパイイプ（内径７５φ
、外径８５φ、肉厚１０ｍ！ｎ）を３２？の長さに切断
したもの（第１８図参照）を用いた。（■） 前記中空
素体をワークロールとリングダイス間に装入し、二硫化
モリブデンをダイス内面潤滑剤としてダイス内面及びワ
ークロール外面に塗布し、リングダイスを４０ｒ′．Ｐ
．ｍで回転させつつ、油圧シリンダによりマンドレルを
下降させワークロール中に押込んだ。中空素体がダイス
のスプライン内径に完全に押付けられた段階の油圧シリ
ンダ圧力（成形圧力）は約３０ｋｇ／ｄであつた。（■
） その結果得られた製品は第１９図のようになり、そ
の寸法は歯幅３５ＴＷｔ１内径８０．５φ、最小直径８
５．２φ、最大直径８９．６φであり、歯面、歯ミゾ、
歯先面及び歯底面の精度も良好であつた。The hollow element is a pipe made of SS4L material (inner diameter 75φ).
, outer diameter 85φ, wall thickness 10m! n) to 32? A piece cut to the length of (see Fig. 18) was used. (■) The hollow element was placed between a work roll and a ring die, molybdenum disulfide was applied as a die inner lubricant to the inner surface of the die and the outer surface of the work roll, and the ring die was heated at 40 r'. P
．． While rotating at m, the mandrel was lowered by a hydraulic cylinder and pushed into the work roll. The hydraulic cylinder pressure (molding pressure) at the stage when the hollow body was completely pressed against the spline inner diameter of the die was about 30 kg/d. (■
) The resulting product is as shown in Figure 19, and its dimensions are face width 35TWt1 inner diameter 80.5φ, minimum diameter 8
5.2φ, maximum diameter 89.6φ, tooth surface, tooth groove,
The accuracy of the tooth tip and tooth bottom surfaces was also good.

以上説明した本発明によるときには、従来機械加工（切
削加工）に依るほかなかつた大径で中心孔の大きなリン
グ状歯車等の製品を簡単に製作することができ、しかも
成形作業がマンドレルのテーパを利用してワークロール
を径方向に移動させることで行われ、かつワークロール
径を小さくすることにより極めて低圧力での成形が可能
となり、更にワークロールをマンドレルを介して対称位
置に配置すれば、加工圧力がバランスされるため、製品
の大きさに比較してコンパクトかつ小容量の装置で偏肉
がなく寸法精度のよい製品を成形可能であるいうメリッ
トがあり、しかも素材としては単なるバイブを必要長さ
に切断したもので足りるため、歩留りの良い点と相俟ち
非常に経済的な成形とすることができ、更に成形法がダ
イスに素材を押付ける方法であるため、ダイス精度を良
いものとするだけで寸法精度の良い製品を得ることがで
きるという特徴がある。According to the present invention as described above, it is possible to easily manufacture products such as ring-shaped gears with large diameters and large center holes, which conventionally required machining (cutting). This is done by moving the work rolls in the radial direction, and by reducing the diameter of the work rolls, it is possible to perform molding at extremely low pressure.Furthermore, by placing the work rolls in symmetrical positions via a mandrel, Since the processing pressure is balanced, it has the advantage of being able to mold products with good dimensional accuracy without uneven thickness using compact and small-capacity equipment compared to the size of the product, and what's more, it requires only a vibrator as the material. Because it only needs to be cut to length, it has a good yield and can be very economical to form.Furthermore, since the forming method is to press the material against a die, it has good die precision. It has the characteristic that a product with good dimensional accuracy can be obtained simply by doing the following.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明リング状歯車等外周に凹凸のある中空製
品成形方法（前進法）を原理的に示す縦断面図、第２図
は同じくその横断面図、第３図は同じく本発明による成
形法（後退法）を原理的にノ示す半断側面図、第４図は
第１図及び第２図の方法における成形圧力の付与状況を
示す説明図、第５図は本発明成形方法の実施に使用する
装置の一例を示す縦断側面図、第６図は同じくその横断
平面図、第７図ないし第１４図は第５図及び第６図の装
置による成形状況を段階的に示すもので、第７図は素材
装入時の状態を示す縦断側面図、第８図は同じくその横
断面図、第９図は成形開始時の状態を示す縦断側面図、
第１０図は同じくその横断面図、第１１図は成形終了時
の状態を示す縦断側面図、第１２図は同じくその横断面
図、第１３図は製品取出し時の状態を示す縦断側面図、
第１４図は同じくその横断面図、第１５図は本発明装置
におけるリテーナの平面図、第１６図は同じくその縦断
面図、第１７図はワークロールの側面図、第１８図は本
発明方法における中空素体の一例を示す斜視図、第１９
図は第１８図の中空素体から成形した中空製品の一例（
平歯車）を示す斜視図、第２０図ないし第２５図は本発
明により他の中空製品（ヘリカルギヤ）を成形する方法
を示す実施例で、第２０図はこの実施例に用いる中空素
体の底面図、第２１図は同じくその断面図、第２２図は
成形状況を示す半断面図、第２３図は製品取出し状態を
示す断面図、第２４図は得られた中空製品の底面図、第
２５図は同じくその半断側５面図、第２６図ないし第３
２図は更に本発明により他の中空製品（組合せギヤ）を
成形する方法を示す実施例で、第２６図はこの実施例を
用いるリングダイスの平面図、第２７図は同じくその断
面図、第２８図はダイスセット状態を示す断面図、第２
９図は同じく加工中の状態を示す半断面図、第３０図は
製品取出し時の状態を示す断面図、第３１図は同じくそ
の平面図、第３２図は本実施例により得られた製品の側
面図、第３３図と第３４図は夫々発明により成形し得る
他の中空製品を例示する側面図、第３５図は更に本発明
により他の中空製品（拡径部付）を成形している状態を
示す半断面図、第３６図は第３５図におけるリテーナ及
びワークロールの平面図、第３７図は同じくその側面図
である。 図面中、１，１ａ，１ｂ，１ｃ及び１ｆは夫々リングダ
イス、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｃ″及び２ｆ，２ｆ″
は夫々凹凸、３，３ａはワークロール、４，４ａはリテ
ーナ、５はマンドレル、６，６ａ，６ｂ，６ｃ及び６ｆ
は中空素体、７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｃ″及び７ｆ，
７ｆ″は夫々凹凸、５１，５「はテーパ面、Ａ，Ｂ，Ｃ
，Ｄ，Ｅ，Ｆは夫々中空製品を各示す。Fig. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing the principle of the method for forming a hollow product (advance method) having irregularities on the outer periphery such as a ring-shaped gear according to the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view thereof, and Fig. 3 is also according to the present invention. A half-sectional side view showing the principle of the molding method (backward method), FIG. 4 is an explanatory diagram showing the application of molding pressure in the method of FIGS. 1 and 2, and FIG. 5 is a diagram showing the molding method of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional side view showing an example of the apparatus used in the process, and FIG. 6 is a cross-sectional plan view thereof, and FIGS. , FIG. 7 is a longitudinal side view showing the state at the time of charging the material, FIG. 8 is a cross-sectional view thereof, and FIG. 9 is a longitudinal side view showing the state at the start of molding.
FIG. 10 is a cross-sectional view thereof, FIG. 11 is a vertical side view showing the state at the end of molding, FIG. 12 is a cross-sectional view thereof, and FIG. 13 is a vertical side view showing the state at the time of product removal.
FIG. 14 is a cross-sectional view thereof, FIG. 15 is a plan view of the retainer in the apparatus of the present invention, FIG. 16 is a longitudinal cross-sectional view thereof, FIG. 17 is a side view of the work roll, and FIG. 18 is a method of the present invention. 19th perspective view showing an example of a hollow element body in
The figure is an example of a hollow product molded from the hollow element shown in Figure 18 (
FIGS. 20 to 25 are examples showing a method for molding other hollow products (helical gears) according to the present invention, and FIG. 20 is a bottom view of the hollow body used in this example. 21 is a sectional view of the same, FIG. 22 is a half sectional view showing the molding situation, FIG. 23 is a sectional view showing the product removal state, FIG. 24 is a bottom view of the obtained hollow product, and FIG. The figures are the same five-sided half-sectional view, Figures 26 to 3.
FIG. 2 is an embodiment showing a method of forming another hollow product (combined gear) according to the present invention, FIG. 26 is a plan view of a ring die using this embodiment, and FIG. 27 is a cross-sectional view thereof. Figure 28 is a cross-sectional view showing the die set state, the second
FIG. 9 is a half-sectional view showing the state during processing, FIG. 30 is a cross-sectional view showing the state when the product is taken out, FIG. 31 is a plan view thereof, and FIG. 32 is a half-sectional view of the product obtained in this example. 33 and 34 are side views illustrating other hollow products that can be molded according to the invention, and FIG. 35 is a side view illustrating another hollow product (with an enlarged diameter part) that can be molded according to the invention. 36 is a plan view of the retainer and work roll in FIG. 35, and FIG. 37 is a side view thereof. In the drawings, 1, 1a, 1b, 1c and 1f are ring dies, 2, 2a, 2b, 2c, 2c'' and 2f, 2f''
are uneven, 3 and 3a are work rolls, 4 and 4a are retainers, 5 is a mandrel, 6, 6a, 6b, 6c and 6f
are hollow bodies, 7, 7a, 7b, 7c, 7c'' and 7f,
7f'' are uneven surfaces, 51, 5'' are tapered surfaces, A, B, C
, D, E, and F indicate hollow products, respectively.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 内面に歯形等の凹凸を形成したリングダイス中に１
個又は数個のワークロールを配すると共に、前記ワーク
ロールの内側の空孔中に進退自在なテーパ付マンドレル
を外設し、前記ワークロールの外側とリングダイス間に
中空素体を装入し、次いで前記リングダイス又は／及び
マンドレルを回転させながらマンドレルをワークロール
内側に前進又は後進させることによりマンドレルのテー
パで前記ワークロールを径方向に押動させ、このワーク
ロールにより中空素体外面に歯形等の凹凸を成形するこ
とを特徴とするリング状歯車等外周に凹凸のある中空製
品の成形方法。1 In a ring die with irregularities such as tooth shapes on the inner surface, 1
one or several work rolls are arranged, a tapered mandrel that can move forward and backward is provided externally in the hole inside the work roll, and a hollow blank body is charged between the outside of the work roll and the ring die. Next, while rotating the ring die and/or mandrel, the mandrel is moved forward or backward inside the work roll, and the work roll is pushed in the radial direction by the taper of the mandrel, and the work roll forms a tooth shape on the outer surface of the hollow blank body. A method for molding a hollow product with an uneven outer periphery, such as a ring-shaped gear.