JP5573389B2 - Gear forming apparatus and method - Google Patents

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Description

本発明は、外周側部分に外歯を有すると共に内周側部分にスプライン溝を有する歯車を、円環状素材から成形する歯車成形装置に関する。   The present invention relates to a gear forming apparatus for forming a gear having external teeth on an outer peripheral side portion and spline grooves on an inner peripheral side portion from an annular material.

外歯を有する歯車を成形するに当たっては、切削、転造等による方法が一般的であるが、例えば、特許文献1の歯車の成形装置等に開示されるように、冷間鍛造によって歯車を成形する方法がある。この成形装置においては、外歯と内歯を有する歯車を成形する際に、ダイス、支持部材及びマンドレルによって囲む空間に配置した素材を外パンチ及び内パンチによって加圧することにより、ダイスの外歯形成部によって外歯を成形し、マンドレルの内歯形成部によって内歯を成形している。これにより、少ない加工工数で、精度よく歯車の外歯と内歯を成形している。   In forming a gear having external teeth, a method by cutting, rolling, or the like is generally used. For example, as disclosed in the gear forming apparatus of Patent Document 1, the gear is formed by cold forging. There is a way to do it. In this molding apparatus, when forming a gear having external teeth and internal teeth, the external teeth of the die are formed by pressing the material arranged in the space surrounded by the die, the support member and the mandrel with the external punch and the internal punch. The outer teeth are formed by the portion, and the inner teeth are formed by the inner tooth forming portion of the mandrel. Thereby, the external teeth and internal teeth of the gear are accurately formed with a small number of processing steps.

特開2001−191143号公報JP 2001-191143 A

しかしながら、成形する歯車の形状が、外周側部分に対して内周側部分の厚みを縮小させた形状である場合、上記単純な冷間鍛造によって外周側部分に外歯を成形すると共に内周側部分に内歯を成形することは困難である。すなわち、この場合には、内歯を成形する際に、厚みが小さくなった空間部分に素材を流動させることが困難であり、過度の加圧力で内歯を成形する必要が生じる。そのため、マンドレルと内パンチ及び支持部材との間に形成される隙間に素材の一部が流動して、歯車の内周側にバリ(素材による突起部分)が形成され、このバリの形成によってマンドレル、内パンチ、支持部材等の金型の寿命が低下するおそれがある。   However, when the shape of the gear to be molded is a shape in which the thickness of the inner peripheral side portion is reduced with respect to the outer peripheral side portion, the outer teeth are formed on the outer peripheral side portion by the simple cold forging and the inner peripheral side. It is difficult to mold internal teeth in the part. That is, in this case, when molding the internal teeth, it is difficult to flow the material into the space portion where the thickness is reduced, and it is necessary to mold the internal teeth with an excessive pressure. Therefore, a part of the material flows in a gap formed between the mandrel, the inner punch, and the support member, and a burr (protrusion portion due to the material) is formed on the inner peripheral side of the gear. There is a risk that the service life of the molds such as the inner punch and the support member may be reduced.

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、成形に必要な加圧力を小さく抑え、金型の耐久性を確保して、外歯及びスプライン溝を有する歯車を精度よく成形することができる歯車成形装置及び方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and suppresses the pressurizing force necessary for molding, ensures the durability of the mold, and accurately molds a gear having external teeth and spline grooves. It is an object of the present invention to provide a gear forming apparatus and method that can be used.

第1の発明は、外周側部分に外歯を有すると共に上記外周側部分よりも厚みが縮小した内周側部分にスプライン溝を有する歯車を、円環状素材から成形する装置であって、
上記外歯を成形するための外歯成形穴を設けたダイスと、
上記円環状素材の貫通穴に下端挿入部を配置した状態で、上記円環状素材に上記スプライン溝を打ち抜くための打抜き刃を外周部に設けたマンドレルと、
該マンドレルの外周に配置されると共に、内周部に上記打抜き刃に係合する係合歯を有し、上記円環状素材の上面を加圧するパンチと、
上記パンチから上記円環状素材に加わる荷重を受け、上記ダイスの上記外歯成形穴に係合する係合歯を外周部に有し、上記マンドレルの上記打抜き刃と共に上記円環状素材に上記スプライン溝を打ち抜くための打抜き受け刃を内周部に有するダイスリーブと、
上記マンドレルの下端挿入部を挿入する挿入穴を内周部に有し、上記マンドレルの上記打抜き刃と同じ形状であって上記ダイスリーブの上記打抜き受け刃に係合する係合歯を有するインナーダイとを備え、
上記ダイス、上記マンドレル、上記パンチ、上記ダイスリーブ及び上記インナーダイによって囲まれた鍛造空間において、上記マンドレル、上記パンチ及び上記ダイスを下降させ、上記円環状素材の貫通穴に上記マンドレルの下端挿入部を配置して、上記パンチと上記ダイスリーブ及び上記インナーダイとの間に上記円環状素材を加圧して、上記外歯を有する歯車形状を成形し、上記インナーダイとの間に上記円環状素材の内周側部分を挟持した状態で上記マンドレルを下降させて、該マンドレルの上記打抜き刃と上記ダイスリーブの上記打抜き受け刃とによって上記円環状素材の内周側部分に上記スプライン溝を打ち抜くよう構成してあることを特徴とする歯車成形装置にある(請求項1)。
The first invention is an apparatus for forming a gear having an external tooth on the outer peripheral side portion and a spline groove on the inner peripheral side portion whose thickness is smaller than that of the outer peripheral side portion from an annular material,
A die provided with an external tooth forming hole for forming the external tooth;
In a state where the lower end insertion portion is arranged in the through hole of the annular material, a mandrel provided with a punching blade for punching the spline groove in the annular material,
A punch that is disposed on the outer periphery of the mandrel, has an engagement tooth that engages the punching blade on the inner periphery, and pressurizes the upper surface of the annular material;
The spline groove is formed in the annular material together with the punching blade of the mandrel and has an engaging tooth that receives a load applied to the annular material from the punch and engages with the external tooth forming hole of the die. A die sleeve having a punching receiving blade for punching in the inner periphery,
An inner die having an insertion hole for inserting a lower end insertion portion of the mandrel in an inner peripheral portion, and having an engagement tooth that has the same shape as the punching blade of the mandrel and engages with the punching receiving blade of the die sleeve And
In the forging space surrounded by the die, the mandrel, the punch, the die sleeve and the inner die, the mandrel, the punch and the die are lowered, and a lower end insertion portion of the mandrel is inserted into the through hole of the annular material. The annular material is pressed between the punch, the die sleeve, and the inner die to form a gear shape having the external teeth, and the annular material is formed between the inner die and the punch. The mandrel is lowered in a state where the inner peripheral side portion is sandwiched, and the spline groove is punched in the inner peripheral side portion of the annular material by the punching blade of the mandrel and the punching receiving blade of the die sleeve. The gear forming apparatus is characterized in that it is configured (claim 1).

第2の発明は、外周側部分に外歯を有すると共に上記外周側部分よりも厚みが縮小した内周側部分にスプライン溝を有する歯車を、円環状素材から成形する方法であって、
上記外歯を成形するための外歯成形穴を設けたダイスと、
上記円環状素材の貫通穴に下端挿入部を配置した状態で、上記円環状素材に上記スプライン溝を打ち抜くための打抜き刃を外周部に設けたマンドレルと、
該マンドレルの外周に配置されると共に、内周部に上記打抜き刃に係合する係合歯を有し、上記円環状素材の上面を加圧するパンチと、
上記パンチから上記円環状素材に加わる荷重を受け、上記ダイスの上記外歯成形穴に係合する係合歯を外周部に有し、上記マンドレルの上記打抜き刃と共に上記円環状素材に上記スプライン溝を打ち抜くための打抜き受け刃を内周部に有するダイスリーブと、
上記マンドレルの下端挿入部を挿入する挿入穴を内周部に有し、上記マンドレルの上記打抜き刃と同じ形状であって上記ダイスリーブの上記打抜き受け刃に係合する係合歯を有するインナーダイとを用い、
上記円環状素材の貫通穴に上記マンドレルの下端挿入部を配置して、上記パンチによって上記ダイスリーブ及び上記インナーダイに対して上記円環状素材を加圧し、該円環状素材の一部を上記ダイスの上記外歯成形穴に流動させて上記外歯を有する歯車形状を成形し、上記マンドレルを下降させて、該マンドレルの上記打抜き刃と上記ダイスリーブの上記打抜き受け刃とによって上記円環状素材の内周側部分に上記スプライン溝を打ち抜くことを特徴とする歯車成形方法にある(請求項5)。
The second invention is a method of forming a gear having an external tooth on the outer peripheral side portion and a spline groove on the inner peripheral side portion whose thickness is smaller than that of the outer peripheral side portion from an annular material,
A die provided with an external tooth forming hole for forming the external tooth;
In a state where the lower end insertion portion is arranged in the through hole of the annular material, a mandrel provided with a punching blade for punching the spline groove in the annular material,
A punch that is disposed on the outer periphery of the mandrel, has an engagement tooth that engages the punching blade on the inner periphery, and pressurizes the upper surface of the annular material;
The spline groove is formed in the annular material together with the punching blade of the mandrel and has an engaging tooth that receives a load applied to the annular material from the punch and engages with the external tooth forming hole of the die. A die sleeve having a punching receiving blade for punching in the inner periphery,
An inner die having an insertion hole for inserting a lower end insertion portion of the mandrel in an inner peripheral portion, and having an engagement tooth that has the same shape as the punching blade of the mandrel and engages with the punching receiving blade of the die sleeve And
A lower end insertion portion of the mandrel is disposed in the through hole of the annular material, the annular material is pressed against the die sleeve and the inner die by the punch, and a part of the annular material is dies. The annular material is made to flow into the external tooth forming hole to form a gear shape having the external teeth, the mandrel is lowered, and the annular material is formed by the punching blade of the mandrel and the punching receiving blade of the die sleeve. In the gear forming method, the spline groove is punched in the inner peripheral portion .

第1の発明の歯車成形装置においては、外周側部分に外歯を有すると共に外周側部分よりも厚みが縮小した内周側部分にスプライン溝を有する歯車を、金型の耐久性を確保して精度よく成形するための工夫を行っている。
具体的には、外歯は冷間鍛造を行って成形し、スプライン溝は打抜き加工を行って成形する。そして、打抜き加工を行うために、マンドレルには打抜き刃を形成し、ダイスリーブには打抜き受け刃を形成している。
In the gear forming apparatus according to the first aspect of the present invention, a gear having external teeth on the outer peripheral side portion and spline grooves on the inner peripheral side portion whose thickness is smaller than that of the outer peripheral side portion is secured to ensure the durability of the mold. Ingenuity is being made to mold accurately.
Specifically, the external teeth are formed by cold forging, and the spline grooves are formed by punching. In order to perform punching, a punching blade is formed on the mandrel, and a punching receiving blade is formed on the die sleeve.

歯車を成形するに当たっては、円環状素材の貫通穴にマンドレルの下端挿入部を配置して、パンチによってダイスリーブ及びインナーダイに対して円環状素材を加圧する。このとき、冷間鍛造が行われ、円環状素材の内周側部分が押し潰されて厚みが縮小し、円環状素材の外周側部分がダイスの外歯成形穴の壁面に流動して、外周側部分に対して内周側部分の厚みが縮小すると共に外周側部分に外歯を有する歯車形状が成形される。これにより、円環状素材に対して寸法精度に優れた外歯を形成することができる。
次いで、マンドレルを下降させて、マンドレルの打抜き刃とダイスリーブの打抜き受け刃とによって円環状素材の内周側部分にスプライン溝を打ち抜く。このとき、歯車形状に成形した円環状素材の外周側部分を挟持するパンチ及びダイスリーブに対して、歯車形状に成形した円環状素材の内周側部分を挟持するマンドレル及びインナーダイを下降させることができる。これにより、歯車形状の円環状素材に対して寸法精度に優れたスプライン溝を形成することができる。
In forming the gear, the lower end insertion portion of the mandrel is disposed in the through hole of the annular material, and the annular material is pressed against the die sleeve and the inner die by a punch. At this time, cold forging is performed, the inner peripheral side portion of the annular material is crushed and the thickness is reduced, and the outer peripheral side portion of the annular material flows to the wall surface of the external tooth forming hole of the die, A gear shape having outer teeth on the outer peripheral side portion is formed while the thickness of the inner peripheral side portion is reduced with respect to the side portion. Thereby, the external teeth excellent in dimensional accuracy can be formed with respect to the annular material.
Next, the mandrel is lowered, and the spline groove is punched in the inner peripheral side portion of the annular material by the mandrel punching blade and the die sleeve punching receiving blade. At this time, the mandrel and inner die holding the inner peripheral side portion of the annular material formed into a gear shape are lowered with respect to the punch and die sleeve holding the outer peripheral portion of the annular material formed into a gear shape. Can do. Thereby, spline grooves excellent in dimensional accuracy can be formed on the gear-shaped annular material.

こうして、外周側部分よりも厚みが縮小した内周側部分に対しては、冷間鍛造を行わず、打抜き加工を行うことにより、小さな加圧力でスプライン溝を形成することができる。これにより、マンドレル、パンチ、インナーダイ等の金型に大きな加圧力を加える必要がなく、これらの金型の耐久性を確保することができる。
それ故、第1の発明の歯車成形装置によれば、成形に必要な加圧力を小さく抑え、金型の耐久性を確保して、外歯及びスプライン溝を有する歯車を精度よく成形することができる。
Thus, the spline groove can be formed with a small pressure by performing punching without performing cold forging on the inner peripheral side portion whose thickness is smaller than that of the outer peripheral side portion. Thereby, it is not necessary to apply a large pressing force to molds such as mandrels, punches, and inner dies, and the durability of these molds can be ensured.
Therefore, according to the gear forming apparatus of the first invention, it is possible to form the gear having the external teeth and the spline grooves with high accuracy while suppressing the pressurizing force required for forming, ensuring the durability of the mold. it can.

第2の発明の歯車成形方法においても、外周側部分に外歯を有すると共に外周側部分よりも厚みが縮小した内周側部分にスプライン溝を有する歯車を、金型の耐久性を確保して精度よく成形するための工夫を行っている。
具体的には、外歯は冷間鍛造を行って成形し、スプライン溝は打抜き加工を行って成形する。
それ故、第2の発明の歯車成形方法によれば、上記歯車成形装置の発明と同様に、成形に必要な加圧力を小さく抑え、金型の耐久性を確保して、外歯及びスプライン溝を有する歯車を精度よく成形することができる。
Also in the gear forming method of the second invention, a gear having external teeth on the outer peripheral side portion and spline grooves on the inner peripheral side portion whose thickness is smaller than that of the outer peripheral side portion is secured to ensure the durability of the mold. Ingenuity is being made to mold accurately.
Specifically, the external teeth are formed by cold forging, and the spline grooves are formed by punching.
Therefore, according to the gear forming method of the second invention, as in the invention of the gear forming apparatus, the pressing force required for forming is kept small, the durability of the mold is ensured, and the external teeth and spline grooves It is possible to accurately form a gear having

実施例における、歯車成形装置の全体を示す断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing which shows the whole gear forming apparatus in an Example. 実施例における、歯車成形装置の主要部を拡大して示す断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing which expands and shows the principal part of the gear shaping apparatus in an Example. 実施例における、歯車成形装置の主要部を模式的に示す図であって、円環状素材を加圧する前の状態を示す断面説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a main part of a gear forming apparatus in an embodiment, and is a cross-sectional explanatory diagram illustrating a state before pressurizing an annular material. 実施例における、図3におけるA−A線矢視断面説明図。FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view taken along line AA in FIG. 3 in the embodiment. 実施例における、図3におけるB−B線矢視断面説明図。FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view taken along the line B-B in FIG. 3 in the example. 実施例における、歯車成形装置の主要部を模式的に示す図であって、インナーパンチによって円環状素材の内周側部分を加圧した状態を示す断面説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a main part of a gear forming apparatus in an embodiment, and is a cross-sectional explanatory diagram illustrating a state in which an inner peripheral side portion of an annular material is pressed by an inner punch. 実施例における、図6におけるC−C線矢視断面説明図。CC sectional view explanatory drawing in FIG. 6 in an Example. 実施例における、歯車成形装置の主要部を模式的に示す図であって、アウターパンチによって円環状素材の外周側部分を加圧した状態を示す断面説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the principal part of the gear shaping apparatus in an Example typically, Comprising: Cross-sectional explanatory drawing which shows the state which pressurized the outer peripheral side part of the annular | circular shaped material with the outer punch. 実施例における、図8におけるD−D線矢視断面説明図。DD sectional view explanatory drawing in FIG. 8 in an Example. 実施例における、歯車成形装置の主要部を模式的に示す図であって、マンドレルによって円環状素材の内周側部分を打ち抜いた状態を示す断面説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing a main part of a gear forming apparatus in an embodiment, and is a cross-sectional explanatory view showing a state in which an inner peripheral side portion of an annular material is punched out by a mandrel. 実施例における、図10におけるE−E線矢視断面説明図。The EE arrow directional cross-sectional explanatory drawing in FIG. 10 in an Example. 実施例における、図10におけるF−F線矢視断面説明図。FIG. 11 is a cross-sectional explanatory view taken along line FF in FIG. 10 in the example. 実施例における、歯車成形装置によって成形する歯車を示す斜視説明図。The perspective explanatory drawing which shows the gearwheel shape | molded by the gear shaping apparatus in an Example. 実施例における、図3と同じ状態を示す図であって、マンドレルの形状が異なる場合を示す断面説明図。FIG. 4 is a diagram illustrating the same state as FIG. 3 in the embodiment, and is a cross-sectional explanatory diagram illustrating a case where the shape of the mandrel is different.

上述した第1の発明の歯車成形装置及び方法における好ましい実施の形態につき説明する。
第1の発明において、上記パンチは、上記マンドレルの外周に配置したインナーパンチと、該インナーパンチの外周に配置したアウターパンチとからなり、上記インナーパンチによって上記円環状素材を加圧して上記歯車形状の内周側部分を成形し、上記アウターパンチによって上記ダイスを押し下げながら上記円環状素材を加圧して上記歯車形状の外周側部分及び上記外歯を成形することが好ましい(請求項2)。
この場合には、インナーパンチによる加圧のタイミングとアウターパンチによる加圧のタイミングとをずらすことにより、歯車の成形に必要な加圧力をより低減することができる。
A preferred embodiment of the gear forming apparatus and method of the first invention described above will be described.
In the first invention, the punch includes an inner punch disposed on the outer periphery of the mandrel and an outer punch disposed on the outer periphery of the inner punch, and the annular material is pressurized with the inner punch to form the gear shape. It is preferable that the inner peripheral side portion of the outer peripheral side of the outer peripheral side portion of the gear and the outer teeth be pressed by pressing the die with the outer punch while pressing the annular material.
In this case, the pressing force required for forming the gear can be further reduced by shifting the timing of pressing by the inner punch and the timing of pressing by the outer punch.

また、上記インナーパンチによって上記歯車形状の内周側部分を加圧した状態で、上記マンドレルを下降させて上記スプライン溝の打抜きを行うことが好ましい(請求項3)。
この場合には、より静水圧に近い状態でスプライン溝の打抜き加工を行うことができ、スプライン溝の加工精度を向上させることができる。
Further, it is preferable that the spline groove is punched by lowering the mandrel in a state where the inner peripheral side portion of the gear shape is pressurized by the inner punch.
In this case, the punching process of the spline groove can be performed in a state closer to the hydrostatic pressure, and the processing accuracy of the spline groove can be improved.

また、上記マンドレルは、上記打抜き刃を形成した外周部の下方に、該外周部よりも縮径した円形断面状の下端挿入部を形成してなり、上記パンチによって上記円環状素材を加圧する際には、上記マンドレルにおける上記外周部と上記下端挿入部との間の段差面と、上記パンチの下端面とを揃え、上記円環状素材の内周側に円環状の空間を形成して上記パンチと共に上記マンドレルを下降させることが好ましい(請求項4)。
この場合には、パンチによって円環状素材を加圧する際に、円環状の空間へ円環状素材の一部を流動させることが容易であると共に、円環状素材の一部がパンチの係合歯へ逃げることを防ぐことができる。そのため、より精度よく円環状素材を歯車形状に成形することができる。
Further, the mandrel is formed with a lower end insertion portion having a circular cross-section with a diameter smaller than that of the outer peripheral portion below the outer peripheral portion where the punching blade is formed, and when the annular material is pressed by the punch In the mandrel, the step surface between the outer peripheral portion and the lower end insertion portion is aligned with the lower end surface of the punch, and an annular space is formed on the inner peripheral side of the annular material to form the punch. At the same time, the mandrel is preferably lowered.
In this case, when the annular material is pressurized by the punch, it is easy to cause a part of the annular material to flow into the annular space, and a part of the annular material is applied to the engagement teeth of the punch. It can prevent you from escaping. Therefore, the annular material can be formed into a gear shape with higher accuracy.

以下に、本発明の歯車成形装置及び方法に係る実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の歯車成形装置1は、図1、図2に示すごとく、外周側部分82に外歯821を有すると共に外周側部分82よりも厚みが縮小した内周側部分83にスプライン溝831を有する歯車8を、円環状素材80から成形する。歯車成形装置1は、以下のダイス3、マンドレル4、パンチ5、ダイスリーブ6、インナーダイ7を備えており、マンドレル4及びパンチ5を下降させる1ショット動作により、冷間密閉鍛造を行うと共に打抜き加工を行って歯車8を成形する。
Hereinafter, embodiments of the gear forming apparatus and method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the gear forming apparatus 1 of the present example has outer teeth 821 on the outer peripheral side portion 82 and spline grooves 831 on the inner peripheral side portion 83 whose thickness is smaller than that of the outer peripheral side portion 82. The gear 8 is formed from the annular material 80. The gear forming apparatus 1 includes the following die 3, mandrel 4, punch 5, die sleeve 6, and inner die 7, and performs cold hermetic forging and punching by a one-shot operation of lowering the mandrel 4 and punch 5. The gear 8 is formed by processing.

図2、図3に示すごとく、ダイス3は、外歯821を成形するための外歯成形穴31を設けてなる。マンドレル4は、円環状素材80の貫通穴81に下端挿入部42を配置した状態で、円環状素材80にスプライン溝831を打ち抜くための打抜き刃411を外周部41に設けてなる。パンチ5は、マンドレル4の外周に配置されると共に、内周部に打抜き刃411に係合する係合歯511を有し、円環状素材80の上面を加圧するよう構成してある。   As shown in FIGS. 2 and 3, the die 3 is provided with an external tooth forming hole 31 for forming the external tooth 821. The mandrel 4 is provided with a punching blade 411 on the outer peripheral portion 41 for punching the spline groove 831 in the annular material 80 in a state where the lower end insertion portion 42 is disposed in the through hole 81 of the annular material 80. The punch 5 is arranged on the outer periphery of the mandrel 4, has an engagement tooth 511 that engages with the punching blade 411 on the inner peripheral portion, and is configured to pressurize the upper surface of the annular material 80.

ダイスリーブ6は、パンチ5から円環状素材80に加わる荷重を受け、ダイス3の外歯成形穴31に係合する係合歯62を外周部に有し、マンドレル4の打抜き刃411と共に円環状素材80にスプライン溝831を打ち抜くための打抜き受け刃61を内周部に有している。インナーダイ7は、マンドレル4の下端挿入部42を挿入する挿入穴72を内周部に有し、マンドレル4の打抜き刃411と同じ形状であってダイスリーブ6の打抜き受け刃61に係合する係合歯71を有している。   The die sleeve 6 receives a load applied to the annular material 80 from the punch 5, has an engagement tooth 62 that engages with the external tooth forming hole 31 of the die 3, and has an annular shape together with the punching blade 411 of the mandrel 4. A punching receiving blade 61 for punching the spline groove 831 in the material 80 is provided on the inner peripheral portion. The inner die 7 has an insertion hole 72 for inserting the lower end insertion portion 42 of the mandrel 4 in the inner peripheral portion, has the same shape as the punching blade 411 of the mandrel 4, and engages with the punching receiving blade 61 of the die sleeve 6. Engaging teeth 71 are provided.

歯車成形装置1は、図3に示すごとく、円環状素材80の貫通穴81にマンドレル4の下端挿入部42を配置して、パンチ5によってダイスリーブ6及びインナーダイ7に対して円環状素材80を加圧し、図6、図8に示すごとく、円環状素材80の一部をダイス3の外歯成形穴31に流動させて外歯821を有する歯車形状を成形し、図10に示すごとく、マンドレル4を下降させて、マンドレル4の打抜き刃411とダイスリーブ6の打抜き受け刃61とによって円環状素材80の内周側部分83にスプライン溝831を打ち抜くよう構成してある。   As shown in FIG. 3, the gear forming apparatus 1 has the lower end insertion portion 42 of the mandrel 4 disposed in the through hole 81 of the annular material 80, and the annular material 80 with respect to the die sleeve 6 and the inner die 7 by the punch 5. 6 and 8, as shown in FIGS. 6 and 8, a part of the annular material 80 is caused to flow into the external tooth forming hole 31 of the die 3 to form a gear shape having the external teeth 821, and as shown in FIG. The mandrel 4 is lowered, and the spline groove 831 is punched into the inner peripheral portion 83 of the annular material 80 by the punching blade 411 of the mandrel 4 and the punching receiving blade 61 of the die sleeve 6.

以下に、本例の歯車成形装置1及びその方法につき、図1〜図13を参照して詳説する。
図1は、本例の歯車成形装置の全体構成を示す図であり、図2は、歯車成形装置における主要部を拡大して示す図である。また、図3〜図12は、説明をわかり易くするために、歯車成形装置を模式的に示す図である。
本例の歯車成形方法においては、金型を可動させて円環状素材80に冷間鍛造を行うことにより、外歯821を有する歯車形状を成形し、歯車形状を成形した状態で、金型をさらに可動させて歯車形状を有する円環状素材80に打抜き加工を行うことにより、スプライン溝831を形成する。
Hereinafter, the gear forming apparatus 1 and its method of this example will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the gear forming apparatus of this example, and FIG. 2 is an enlarged view showing the main part of the gear forming apparatus. 3 to 12 are diagrams schematically showing a gear forming device for easy understanding of the description.
In the gear forming method of this example, by moving the die and performing cold forging on the annular material 80, the gear shape having the external teeth 821 is formed, and in the state where the gear shape is formed, Further, the spline groove 831 is formed by punching the annular material 80 having a gear shape by moving it.

図13に示すごとく、本例の歯車成形装置1によって成形する歯車8は、外歯821を有する外周側部分82に対する軸方向一端に、スプライン溝831を有する内周側部分83を一体的に連結してなるものである。本例の歯車成形装置1においては、外周側部分82に対する下端側に内周側部分83を形成した歯車8を成形する。歯車8の軸方向とは、中心軸線の方向をいう。本例の歯車8は、自動変速機に用いるサンギヤである。
なお、歯車8は、外周側部分82に対する軸方向の中間部分に内周側部分83を一体的に連結したものとすることもできる。この場合には、ダイスリーブ6及びインナーダイ7の上面の形状を変更する。
As shown in FIG. 13, the gear 8 formed by the gear forming apparatus 1 of the present example is integrally connected to the inner peripheral side portion 83 having the spline groove 831 at one axial end with respect to the outer peripheral side portion 82 having the outer teeth 821. It is made. In the gear forming apparatus 1 of this example, the gear 8 in which the inner peripheral portion 83 is formed on the lower end side with respect to the outer peripheral portion 82 is formed. The axial direction of the gear 8 refers to the direction of the central axis. The gear 8 of this example is a sun gear used for an automatic transmission.
The gear 8 may be formed by integrally connecting the inner peripheral side portion 83 to an intermediate portion in the axial direction with respect to the outer peripheral side portion 82. In this case, the shapes of the upper surfaces of the die sleeve 6 and the inner die 7 are changed.

図2、図3に示すごとく、本例のパンチ5は、マンドレル4の外周に配置したインナーパンチ51と、インナーパンチ51の外周に配置したアウターパンチ52とからなる。インナーパンチ51は、マンドレル4の外周に配置されると共に、内周部に打抜き刃411に係合する係合歯511を有し、円環状素材80の内周側部分83の上面を加圧するよう構成されている。アウターパンチ52は、インナーパンチ51の外周に配置されると共に、ダイス3の外歯成形穴31の上端開口部32の回りに当接し、ダイス3を下降させながら円環状素材80の外周側部分82の上面を加圧するよう構成されている。
歯車成形装置1は、図6に示すごとく、インナーパンチ51によって円環状素材80を加圧して歯車形状の内周側部分83を成形し、図8に示すごとく、アウターパンチ52によってダイス3を下降させながら円環状素材80を加圧して歯車形状の外周側部分82及び外歯821を成形するよう構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the punch 5 of this example includes an inner punch 51 disposed on the outer periphery of the mandrel 4 and an outer punch 52 disposed on the outer periphery of the inner punch 51. The inner punch 51 is disposed on the outer periphery of the mandrel 4, and has an engagement tooth 511 that engages with the punching blade 411 on the inner peripheral portion, and pressurizes the upper surface of the inner peripheral side portion 83 of the annular material 80. It is configured. The outer punch 52 is disposed on the outer periphery of the inner punch 51 and abuts around the upper end opening 32 of the external tooth forming hole 31 of the die 3 so that the outer peripheral side portion 82 of the annular material 80 is lowered while the die 3 is lowered. It is comprised so that the upper surface of may be pressurized.
As shown in FIG. 6, the gear forming apparatus 1 pressurizes the annular material 80 by the inner punch 51 to form the gear-shaped inner peripheral portion 83, and lowers the die 3 by the outer punch 52 as shown in FIG. The annular material 80 is pressed while the gear-shaped outer peripheral portion 82 and the external teeth 821 are formed.

図2、図3に示すごとく、本例のマンドレル4は、打抜き刃411を形成した外周部41の下方に、外周部41よりも縮径した円形断面状の下端挿入部42を形成してなる。そして、外周部41と下端挿入部42との間には、段差面43が形成されている。
また、本例の歯車成形装置1は、より静水圧に近い状態でスプライン溝831の打抜き加工を行うために、インナーパンチ51によって歯車形状の内周側部分83を加圧した状態で、マンドレル4を下降させてスプライン溝831の打抜きを行うよう構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the mandrel 4 of the present example is formed by forming a lower end insertion portion 42 having a circular cross section having a diameter smaller than that of the outer peripheral portion 41 below the outer peripheral portion 41 where the punching blade 411 is formed. . A step surface 43 is formed between the outer peripheral portion 41 and the lower end insertion portion 42.
In addition, the gear forming apparatus 1 of the present example has the mandrel 4 in a state where the inner peripheral portion 83 of the gear shape is pressurized by the inner punch 51 in order to perform the punching process of the spline groove 831 in a state closer to hydrostatic pressure. And the spline groove 831 is punched out.

また、歯車成形装置1は、図3、図6に示すごとく、インナーパンチ51によって円環状素材80を加圧する際に、円環状素材80の一部を流動させ易くすると共に円環状素材80の一部がマンドレル4の打抜き刃411の溝部へ逃げることを防ぐために、マンドレル4の段差面43と、インナーパンチ51の下端面とを揃え、円環状素材80の内周側に円環状空間Sを形成してインナーパンチ51と共にマンドレル4を下降させるよう構成されている。   Further, as shown in FIGS. 3 and 6, the gear forming apparatus 1 facilitates the flow of a part of the annular material 80 and presses the annular material 80 when the annular material 80 is pressurized by the inner punch 51. In order to prevent the portion from escaping into the groove of the punching blade 411 of the mandrel 4, the step surface 43 of the mandrel 4 and the lower end surface of the inner punch 51 are aligned to form an annular space S on the inner peripheral side of the annular material 80. Thus, the mandrel 4 is moved down together with the inner punch 51.

なお、図14に示すごとく、マンドレル4の外周部41を下方に長く形成し、マンドレル4の段差面43をインナーパンチ51の下端面よりも低い位置にして、円環状素材80を加圧することもできる。段差面43とインナーダイ7の上面との間には、歯車8の内周側部分83の形成高さと略同じ高さの円環状空間Sを形成することができる。   In addition, as shown in FIG. 14, the annular material 80 may be pressed by forming the outer peripheral portion 41 of the mandrel 4 to be long downward and setting the stepped surface 43 of the mandrel 4 lower than the lower end surface of the inner punch 51. it can. Between the step surface 43 and the upper surface of the inner die 7, an annular space S having a height substantially equal to the formation height of the inner peripheral portion 83 of the gear 8 can be formed.

図3に示すごとく、本例のダイス3の外歯成形穴31の壁面には、周方向に並ぶ複数の成形歯311が形成されている。本例の歯車成形装置1において成形する歯車8は、図13に示すごとく、はすば歯車(ヘリカルギヤ)であり、本例の歯車8の外歯821は、歯車8の軸方向に対して傾斜する歯面であるはすば歯面である。
外歯成形穴31の上端開口部32の回りには、アウターパンチ52の下端部521が配置されて当接する配置凹部33が形成されている。
As shown in FIG. 3, a plurality of forming teeth 311 arranged in the circumferential direction are formed on the wall surface of the external tooth forming hole 31 of the die 3 of this example. As shown in FIG. 13, the gear 8 formed in the gear forming apparatus 1 of this example is a helical gear (helical gear), and the external teeth 821 of the gear 8 of this example are inclined with respect to the axial direction of the gear 8. The tooth surface is a helical tooth surface.
Around the upper end opening 32 of the external tooth forming hole 31, an arrangement recess 33 is formed in which the lower end 521 of the outer punch 52 is arranged and abuts.

図1に示すごとく、ダイス3は、歯車8の外歯821にはすば歯面を成形するため、外歯821を成形する際及び歯車8を取り出す際に回転するよう構成されている。具体的には、ダイス3は、ダイスホルダ21内に配置してあり、ダイスホルダ21内において、ダイス3の下方には、上下にスライド可能であると共に回転可能である軸受部25が設けてある。軸受部25は、エアクッション24によって上方へ付勢されており、エアクッション24及び軸受部25によって、ダイス3は上方へ付勢されている。   As shown in FIG. 1, the die 3 is configured to rotate when forming the external teeth 821 and taking out the gear 8 in order to form a helical tooth surface on the external teeth 821 of the gear 8. Specifically, the die 3 is disposed in the die holder 21, and in the die holder 21, a bearing portion 25 that can slide up and down and rotate is provided below the die 3. The bearing portion 25 is biased upward by the air cushion 24, and the die 3 is biased upward by the air cushion 24 and the bearing portion 25.

図1、図2に示すごとく、ダイスリーブ6は、円筒形状に形成されており、インナーダイ7と共にダイス3に対して回転可能に配設されている。ダイスリーブ6及びインナーダイ7は、成形後の歯車8をダイス3から取り出す際に、それぞれ払出ピン23によって上昇するよう構成されている。
インナーダイ7の中心部分には、マンドレル4の下端挿入部42を挿入してマンドレル4との位置決めを行う挿入穴72が形成されている。インナーダイ7は、ダイスリーブ6と共にダイス3に対して回転可能に配設されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the die sleeve 6 is formed in a cylindrical shape, and is disposed so as to be rotatable with respect to the die 3 together with the inner die 7. The die sleeve 6 and the inner die 7 are configured to be raised by the payout pins 23 when the formed gear 8 is taken out from the die 3.
An insertion hole 72 for inserting the lower end insertion portion 42 of the mandrel 4 and positioning it with the mandrel 4 is formed in the center portion of the inner die 7. The inner die 7 is disposed so as to be rotatable with respect to the die 3 together with the die sleeve 6.

図1に示すごとく、マンドレル4、インナーパンチ51及びアウターパンチ52は、油圧、電動等による動力を受けて昇降するパンチホルダ22に配設されている。また、マンドレル4及びインナーパンチ51は、油圧、電動等による動力を受けて、アウターパンチ52を配設したパンチホルダ22に対して昇降可能に配設されている。   As shown in FIG. 1, the mandrel 4, the inner punch 51, and the outer punch 52 are arranged in a punch holder 22 that moves up and down by receiving power such as hydraulic pressure or electric power. Further, the mandrel 4 and the inner punch 51 are disposed so as to be movable up and down with respect to the punch holder 22 provided with the outer punch 52 by receiving power by hydraulic pressure, electricity, or the like.

次に、本例の歯車成形装置1を用いて、外歯821及びスプライン溝831を有する歯車8を成形する方法につき説明する。
歯車8を成形するに当たっては、図3に示すごとく、ダイス3、ダイスリーブ6及びインナーダイ7を原位置にし、ダイス3の外歯成形穴31内において、ダイスリーブ6の上面に円環状素材80を載置する。次いで、パンチホルダ22を下降させることによって、マンドレル4、インナーパンチ51及びアウターパンチ52を同時に下降させる。このとき、マンドレル4の段差面43とパンチ5の下端面とを揃え、円環状素材80の内周側に円環状空間Sを形成して、マンドレル4、インナーパンチ51及びアウターパンチ52を下降させる。
Next, a method for forming the gear 8 having the external teeth 821 and the spline grooves 831 using the gear forming apparatus 1 of this example will be described.
In forming the gear 8, as shown in FIG. 3, the die 3, the die sleeve 6, and the inner die 7 are placed in their original positions, and an annular material 80 is formed on the upper surface of the die sleeve 6 in the outer tooth forming hole 31 of the die 3. Is placed. Next, the mandrel 4, the inner punch 51, and the outer punch 52 are lowered simultaneously by lowering the punch holder 22. At this time, the step surface 43 of the mandrel 4 and the lower end surface of the punch 5 are aligned to form an annular space S on the inner peripheral side of the annular material 80, and the mandrel 4, the inner punch 51, and the outer punch 52 are lowered. .

そして、図3に示すごとく、円環状素材80の貫通穴81にマンドレル4の下端挿入部42が挿入配置され、アウターパンチ52の下端部521がダイス3の配置凹部33に当接し、インナーパンチ51の下端面が円環状素材80の上端面に当接する。
ここで、図4には、図3におけるA−A線矢視断面を示し、図5には、図3におけるB−B線矢視断面を示す。
As shown in FIG. 3, the lower end insertion portion 42 of the mandrel 4 is inserted and arranged in the through hole 81 of the annular material 80, the lower end portion 521 of the outer punch 52 abuts on the arrangement recess 33 of the die 3, and the inner punch 51 Is in contact with the upper end surface of the annular material 80.
Here, FIG. 4 shows a cross section taken along line AA in FIG. 3, and FIG. 5 shows a cross section taken along line BB in FIG.

次いで、図6に示すごとく、アウターパンチ52に対してマンドレル4及びインナーパンチ51を下降させ、インナーパンチ51がダイスリーブ6及びインナーダイ7に対して円環状素材80を加圧する。このとき、冷間鍛造が行われ、円環状素材80の内周側部分83が押し潰されて厚みが縮小し、この内周側部分83が、成形品としての歯車8の内周側部分83の厚みに成形される。また、円環状素材80の外周側部分82が外周側に向けてダイス3の外歯成形穴31の壁面に流動する。
ここで、図7には、図6におけるC−C線矢視断面を示す。
Next, as shown in FIG. 6, the mandrel 4 and the inner punch 51 are lowered with respect to the outer punch 52, and the inner punch 51 presses the annular material 80 against the die sleeve 6 and the inner die 7. At this time, cold forging is performed, the inner peripheral side portion 83 of the annular material 80 is crushed and the thickness is reduced, and this inner peripheral side portion 83 is the inner peripheral side portion 83 of the gear 8 as a molded product. Molded to a thickness of Further, the outer peripheral side portion 82 of the annular material 80 flows toward the outer peripheral side to the wall surface of the external tooth forming hole 31 of the die 3.
Here, in FIG. 7, the CC arrow directional cross section in FIG. 6 is shown.

次いで、図8に示すごとく、マンドレル4及びインナーパンチ51に対して、ダイス3を押し下げながらアウターパンチ52を下降させる。このとき、ダイス3は、外歯成形穴31のはすば歯面(成形歯)311の螺旋に沿って、エアクッション24の付勢力に抗して回転しながら押し下げられる。
これにより、アウターパンチ52によって円環状素材80の外周側部分82が加圧され、円環状素材80の外周側部分82がダイス3の外歯成形穴31の壁面の全体に流動する。
Next, as shown in FIG. 8, the outer punch 52 is lowered while the die 3 is pressed down against the mandrel 4 and the inner punch 51. At this time, the die 3 is pushed down while rotating against the urging force of the air cushion 24 along the spiral of the helical tooth surface (molded tooth) 311 of the external tooth molding hole 31.
Thereby, the outer peripheral side portion 82 of the annular material 80 is pressurized by the outer punch 52, and the outer peripheral side portion 82 of the annular material 80 flows over the entire wall surface of the external tooth forming hole 31 of the die 3.

また、アウターパンチ52が円環状素材80の外周側部分82を加圧する際には、インナーパンチ51の加圧力(インナーパンチ51が円環状素材80を加圧する力)をゼロにする。これにより、外歯成形穴31の壁面に円環状素材80の一部が、より流動し易くすることができる。
こうして、外周側部分82に対して内周側部分83の厚みが縮小すると共に外周側部分82に外歯821を有する歯車形状が成形され、円環状素材80に対して寸法精度に優れた外歯821を形成することができる。
ここで、図9には、図8におけるD−D線矢視断面を示す。
Further, when the outer punch 52 pressurizes the outer peripheral side portion 82 of the annular material 80, the pressing force of the inner punch 51 (the force with which the inner punch 51 presses the annular material 80) is made zero. Thereby, a part of the annular material 80 can flow more easily on the wall surface of the external tooth forming hole 31.
In this way, the thickness of the inner peripheral side portion 83 is reduced with respect to the outer peripheral side portion 82, and a gear shape having the outer teeth 821 is formed on the outer peripheral side portion 82. 821 can be formed.
Here, in FIG. 9, the DD arrow directional cross section in FIG. 8 is shown.

次いで、図10に示すごとく、マンドレル4を下降させて、マンドレル4の打抜き刃411とダイスリーブ6の打抜き受け刃61とによって円環状素材80の内周側部分83にスプライン溝831を打ち抜く。このとき、歯車形状に成形した円環状素材80の外周側部分82を挟持するインナーパンチ51及びダイスリーブ6に対して、歯車形状に成形した円環状素材80の内周側部分83を挟持するマンドレル4及びインナーダイ7を下降させる。また、インナーダイ7には、上方への加圧力を作用させておき、マンドレル4とインナーダイ7との間に円環状素材80の内周側部分83を挟持させながら、これらを下降させることができる。これにより、歯車形状の円環状素材80に対して寸法精度に優れたスプライン溝831を形成することができる。
ここで、図11には、図10におけるE−E線矢視断面を示し、図12には、図10におけるF−F線矢視断面を示す。
Next, as shown in FIG. 10, the mandrel 4 is lowered, and the spline groove 831 is punched into the inner peripheral portion 83 of the annular material 80 by the punching blade 411 of the mandrel 4 and the punching receiving blade 61 of the die sleeve 6. At this time, the mandrel which clamps the inner peripheral side portion 83 of the annular material 80 formed into a gear shape with respect to the inner punch 51 and the die sleeve 6 which sandwiches the outer peripheral portion 82 of the annular material 80 formed into a gear shape. 4 and the inner die 7 are lowered. Further, an upward pressing force is applied to the inner die 7, and these are lowered while the inner peripheral side portion 83 of the annular material 80 is sandwiched between the mandrel 4 and the inner die 7. it can. Thereby, the spline groove 831 excellent in dimensional accuracy can be formed in the gear-shaped annular material 80.
Here, FIG. 11 shows a cross section taken along line EE in FIG. 10, and FIG. 12 shows a cross section taken along line FF in FIG.

また、マンドレル4を下降させるときには、インナーパンチ51によって歯車形状の内周側部分83を加圧しておく。これにより、より静水圧に近い状態でスプライン溝831の打抜き加工を行うことができ、スプライン溝831の加工精度を向上させることができる。
そして、外周にはすば状の外歯821を有すると共に内周にスプライン溝831を有する歯車8が成形され、また、円環状素材80の内周側端部がスクラップ84としてインナーダイ7の上に載置される。
その後、パンチホルダ22の上昇によってマンドレル4、インナーパンチ51及びアウターパンチ52を上昇させる。次いで、ダイス3を回転させながらダイスリーブ6及びインナーダイ7を上昇させ、成形した歯車8を取り出すと共に、スクラップ84を取り出す。
When the mandrel 4 is lowered, the gear-shaped inner peripheral portion 83 is pressurized by the inner punch 51. Thereby, the punching process of the spline groove 831 can be performed in a state closer to the hydrostatic pressure, and the processing accuracy of the spline groove 831 can be improved.
A gear 8 having a helical outer tooth 821 on the outer periphery and a spline groove 831 on the inner periphery is formed, and an inner peripheral side end of the annular material 80 is used as a scrap 84 on the inner die 7. Placed on.
Thereafter, the mandrel 4, the inner punch 51, and the outer punch 52 are raised by raising the punch holder 22. Next, the die sleeve 6 and the inner die 7 are raised while the die 3 is rotated, and the formed gear 8 is taken out and the scrap 84 is taken out.

こうして、外周側部分82よりも厚みが縮小した内周側部分83に対しては、冷間鍛造を行わず、打抜き加工を行うことにより、小さな加圧力でスプライン溝831を形成することができる。そのため、マンドレル4、インナーパンチ51、インナーダイ7等の金型に大きな加圧力を加える必要がなく、これらの金型の耐久性を確保することができる。
それ故、本例の歯車成形装置1及び方法によれば、成形に必要な加圧力を小さく抑え、金型の耐久性を確保して、外歯821及びスプライン溝831を有する歯車8を精度よく成形することができる。
Thus, the spline groove 831 can be formed with a small pressure by performing the punching process on the inner peripheral side portion 83 whose thickness is smaller than that of the outer peripheral side portion 82 without performing cold forging. Therefore, it is not necessary to apply a large pressure to the molds such as the mandrel 4, the inner punch 51, and the inner die 7, and the durability of these molds can be ensured.
Therefore, according to the gear forming apparatus 1 and the method of this example, the pressing force required for forming is suppressed to be small, the durability of the mold is ensured, and the gear 8 having the external teeth 821 and the spline grooves 831 can be accurately obtained. Can be molded.

1 歯車成形装置
21 ダイスホルダ
22 パンチホルダ
3 ダイス
31 外歯成形穴
32 上端開口部
4 マンドレル
41 外周部
411 打抜き刃
42 下端挿入部
43 段差面
5 パンチ
51 インナーパンチ
511 係合歯
52 アウターパンチ
521 下端部
6 ダイスリーブ
61 打抜き受け刃
62 係合歯
7 インナーダイ
71 係合歯
72 挿入穴
8 歯車
80 円環状素材
81 貫通穴
82 外周側部分
821 外歯
83 内周側部分
831 スプライン溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gear forming apparatus 21 Die holder 22 Punch holder 3 Dies 31 External tooth forming hole 32 Upper end opening part 4 Mandrel 41 Outer peripheral part 411 Punching blade 42 Lower end insertion part 43 Step surface 5 Punch 51 Inner punch 511 Engagement tooth 52 Outer punch 521 Lower end part 6 Die sleeve 61 Punching receiving blade 62 Engagement tooth 7 Inner die 71 Engagement tooth 72 Insertion hole 8 Gear 80 Toroidal material 81 Through hole 82 Outer peripheral part 821 External tooth 83 Inner peripheral part 831 Spline groove

Claims (5)

外周側部分に外歯を有すると共に上記外周側部分よりも厚みが縮小した内周側部分にスプライン溝を有する歯車を、円環状素材から成形する装置であって、
上記外歯を成形するための外歯成形穴を設けたダイスと、
上記円環状素材の貫通穴に下端挿入部を配置した状態で、上記円環状素材に上記スプライン溝を打ち抜くための打抜き刃を外周部に設けたマンドレルと、
該マンドレルの外周に配置されると共に、内周部に上記打抜き刃に係合する係合歯を有し、上記円環状素材の上面を加圧するパンチと、
上記パンチから上記円環状素材に加わる荷重を受け、上記ダイスの上記外歯成形穴に係合する係合歯を外周部に有し、上記マンドレルの上記打抜き刃と共に上記円環状素材に上記スプライン溝を打ち抜くための打抜き受け刃を内周部に有するダイスリーブと、
上記マンドレルの下端挿入部を挿入する挿入穴を内周部に有し、上記マンドレルの上記打抜き刃と同じ形状であって上記ダイスリーブの上記打抜き受け刃に係合する係合歯を有するインナーダイとを備え、
上記円環状素材の貫通穴に上記マンドレルの下端挿入部を配置して、上記パンチによって上記ダイスリーブ及び上記インナーダイに対して上記円環状素材を加圧し、該円環状素材の一部を上記ダイスの上記外歯成形穴に流動させて上記外歯を有する歯車形状を成形し、上記マンドレルを下降させて、該マンドレルの上記打抜き刃と上記ダイスリーブの上記打抜き受け刃とによって上記円環状素材の内周側部分に上記スプライン溝を打ち抜くよう構成してあることを特徴とする歯車成形装置。
An apparatus for forming a gear having an external tooth on the outer peripheral side portion and a spline groove on the inner peripheral side portion whose thickness is smaller than that of the outer peripheral side portion from an annular material,
A die provided with an external tooth forming hole for forming the external tooth;
In a state where the lower end insertion portion is arranged in the through hole of the annular material, a mandrel provided with a punching blade for punching the spline groove in the annular material,
A punch that is disposed on the outer periphery of the mandrel, has an engagement tooth that engages the punching blade on the inner periphery, and pressurizes the upper surface of the annular material;
The spline groove is formed in the annular material together with the punching blade of the mandrel and has an engaging tooth that receives a load applied to the annular material from the punch and engages with the external tooth forming hole of the die. A die sleeve having a punching receiving blade for punching in the inner periphery,
An inner die having an insertion hole for inserting a lower end insertion portion of the mandrel in an inner peripheral portion, and having an engagement tooth that has the same shape as the punching blade of the mandrel and engages with the punching receiving blade of the die sleeve And
A lower end insertion portion of the mandrel is disposed in the through hole of the annular material, the annular material is pressed against the die sleeve and the inner die by the punch, and a part of the annular material is dies. The annular material is made to flow into the external tooth forming hole to form a gear shape having the external teeth, the mandrel is lowered, and the annular material is formed by the punching blade of the mandrel and the punching receiving blade of the die sleeve. A gear forming apparatus, wherein the spline groove is punched in an inner peripheral side portion.
請求項1に記載の歯車成形装置において、上記パンチは、上記マンドレルの外周に配置したインナーパンチと、該インナーパンチの外周に配置したアウターパンチとからなり、
上記インナーパンチによって上記円環状素材を加圧して上記歯車形状の内周側部分を成形し、上記アウターパンチによって上記ダイスを押し下げながら上記円環状素材を加圧して上記歯車形状の外周側部分及び上記外歯を成形することを特徴とする歯車成形装置。
The gear forming apparatus according to claim 1, wherein the punch includes an inner punch disposed on an outer periphery of the mandrel and an outer punch disposed on an outer periphery of the inner punch.
The annular material is pressed by the inner punch to form the inner peripheral portion of the gear shape, and the annular material is pressed while the die is pressed by the outer punch to press the outer peripheral portion of the gear shape and the gear. A gear forming apparatus for forming external teeth.
請求項2に記載の歯車成形装置において、上記インナーパンチによって上記歯車形状の内周側部分を加圧した状態で、上記マンドレルを下降させて上記スプライン溝の打抜きを行うことを特徴とする歯車成形装置。   3. The gear forming apparatus according to claim 2, wherein the mandrel is lowered to punch the spline groove in a state where the inner peripheral side portion of the gear shape is pressurized by the inner punch. apparatus. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の歯車成形装置において、上記マンドレルは、上記打抜き刃を形成した外周部の下方に、該外周部よりも縮径した円形断面状の下端挿入部を形成してなり、
上記パンチによって上記円環状素材を加圧する際には、上記マンドレルにおける上記外周部と上記下端挿入部との間の段差面と、上記パンチの下端面とを揃え、上記円環状素材の内周側に円環状の空間を形成して上記パンチと共に上記マンドレルを下降させることを特徴とする歯車成形装置。
The gear forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the mandrel includes a lower end insertion portion having a circular cross-sectional shape having a diameter smaller than that of the outer peripheral portion, below the outer peripheral portion where the punching blade is formed. Formed,
When pressurizing the annular material with the punch, the step surface between the outer peripheral portion and the lower end insertion portion of the mandrel is aligned with the lower end surface of the punch, and the inner peripheral side of the annular material An annular space is formed in the mandrel and the mandrel is lowered together with the punch.
外周側部分に外歯を有すると共に上記外周側部分よりも厚みが縮小した内周側部分にスプライン溝を有する歯車を、円環状素材から成形する方法であって、
上記外歯を成形するための外歯成形穴を設けたダイスと、
上記円環状素材の貫通穴に下端挿入部を配置した状態で、上記円環状素材に上記スプライン溝を打ち抜くための打抜き刃を外周部に設けたマンドレルと、
該マンドレルの外周に配置されると共に、内周部に上記打抜き刃に係合する係合歯を有し、上記円環状素材の上面を加圧するパンチと、
上記パンチから上記円環状素材に加わる荷重を受け、上記ダイスの上記外歯成形穴に係合する係合歯を外周部に有し、上記マンドレルの上記打抜き刃と共に上記円環状素材に上記スプライン溝を打ち抜くための打抜き受け刃を内周部に有するダイスリーブと、
上記マンドレルの下端挿入部を挿入する挿入穴を内周部に有し、上記マンドレルの上記打抜き刃と同じ形状であって上記ダイスリーブの上記打抜き受け刃に係合する係合歯を有するインナーダイとを用い、
上記円環状素材の貫通穴に上記マンドレルの下端挿入部を配置して、上記パンチによって上記ダイスリーブ及び上記インナーダイに対して上記円環状素材を加圧し、該円環状素材の一部を上記ダイスの上記外歯成形穴に流動させて上記外歯を有する歯車形状を成形し、上記マンドレルを下降させて、該マンドレルの上記打抜き刃と上記ダイスリーブの上記打抜き受け刃とによって上記円環状素材の内周側部分に上記スプライン溝を打ち抜くことを特徴とする歯車成形方法。
A method of forming a gear having spline grooves on an inner peripheral side portion having outer teeth on the outer peripheral side portion and having a thickness smaller than the outer peripheral side portion from an annular material,
A die provided with an external tooth forming hole for forming the external tooth;
In a state where the lower end insertion portion is arranged in the through hole of the annular material, a mandrel provided with a punching blade for punching the spline groove in the annular material,
A punch that is disposed on the outer periphery of the mandrel, has an engagement tooth that engages the punching blade on the inner periphery, and pressurizes the upper surface of the annular material;
The spline groove is formed in the annular material together with the punching blade of the mandrel and has an engaging tooth that receives a load applied to the annular material from the punch and engages with the external tooth forming hole of the die. A die sleeve having a punching receiving blade for punching in the inner periphery,
An inner die having an insertion hole for inserting a lower end insertion portion of the mandrel in an inner peripheral portion, and having an engagement tooth that has the same shape as the punching blade of the mandrel and engages with the punching receiving blade of the die sleeve And
A lower end insertion portion of the mandrel is disposed in the through hole of the annular material, the annular material is pressed against the die sleeve and the inner die by the punch, and a part of the annular material is dies. The annular material is made to flow into the external tooth forming hole to form a gear shape having the external teeth, the mandrel is lowered, and the annular material is formed by the punching blade of the mandrel and the punching receiving blade of the die sleeve. A gear forming method, wherein the spline groove is punched in an inner peripheral side portion .
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