CN111112541A - 用于锻造齿轮的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种用于锻造齿轮的方法，该方法能够防止在与推动材料的外齿中的材料所沿的方向相反的表面的边缘处形成毛刺。第一示例性方面是如下一种方法：沿导向模具的齿形槽移动第二冲头以按照此顺序层叠所述材料和第二冲头；并将处于层叠状态的所述材料和第二冲头推入齿形模具的齿形槽中，以将所述材料和第二冲头推动穿过齿形模具的齿形槽，其中，第二冲头的齿按压部至少覆盖在所述材料的位于第一冲头侧的表面上形成有外齿的区域的边缘。

Description

用于锻造齿轮的方法和设备

技术领域

本公开涉及用于锻造齿轮的方法和设备，例如，涉及通过第一冲头将材料从齿形模具的一侧推入齿形模具的通孔中，然后将其上具有外齿的齿轮从齿形模具的另一侧排出的用于锻造齿轮的方法和设备。

背景技术

在普通的齿轮锻造中，通过冲头将材料推入齿形模具的通孔中，从而在材料上形成外齿。例如，在第2016-97430号日本待审专利申请公开中公开的用于制造斜齿轮的方法中，将斜齿成形模具和预成形模具层叠，首先将材料推入预成形模具的内部以在材料上形成初步的齿形，然后将该材料推入斜齿成形模具中，以在材料上形成斜齿轮廓。以这种方式，在第2016-97430号日本待审专利申请公开中公开的用于制造斜齿轮的方法防止了在齿轮的尖端产生未填充的部分。

发明内容

然而，本申请已经发现了以下问题。在普通的齿轮锻造中，类似于在第2016-97430号日本待审专利申请公开中公开的用于制造斜齿轮的方法，将材料推入齿成形模具中以在其上形成外齿。这就导致了在与推动材料的外齿中的材料所沿的方向相反的表面的边缘处形成毛刺的问题。

鉴于上述问题而提出本公开，并且本公开提供用于锻造齿轮的方法和设备，该用于锻造齿轮的方法和设备能够防止毛在与推动材料的外齿中的材料所沿的方向相反的表面的边缘处形成毛刺。

第一示例性方面为用于锻造齿轮的方法，包括通过第一冲头将材料从齿形模具的一侧推入齿形模具的通孔中、然后通过第一冲头将其上形成有外齿的齿轮从齿形模具的另一侧排出的，该方法包括：

在齿形模具的一侧上设置导向模具，导向模具包括具有内径尺寸小于齿形模具的通孔的一端的外径尺寸的通孔，以使得形成在导向模具的内周向表面上的齿形槽和形成在齿形模具的内周向表面上的齿形槽连续地彼此连接；

将材料推入导向模具的通孔中；

紧接着该材料之后，将第二冲头推入导向模具的通孔中，将形成在第二冲头上的外周向部分上的齿按压部插入导向模具的齿形槽中，以沿导向模具的齿形槽移动第二冲头，并且以此顺序层叠该材料和第二冲头；以及

将该材料和第二冲头以层叠状态推入齿形模具的齿形槽中，以推动该材料和第二冲头穿过齿形模具的齿形槽，其中，

当该材料穿过齿形模具的齿形槽时，第二冲头的齿按压部至少覆盖在该材料的位于第一冲头侧的表面上形成有外齿处的区域的边缘。

这种配置使得当外齿形成在该材料上时，可通过第二冲头的齿按压部至少对在该材料的第一冲头侧的表面上形成有外齿处的区域的边缘(即，与推动材料的外齿中的材料所沿的方向相反的表面的边缘)进行向下按压。因此，即使毛刺即将形成在该材料的位于第一冲头侧的表面上，在第二冲头与齿形模具的齿形槽之间也几乎不存在生长毛刺的间隙，因此可防止形成毛刺。

在上述用于锻造齿轮的方法中，优选的是，当第二冲头穿过齿形模具的齿形槽时，在该材料穿过齿形模具的齿形槽时形成的该材料的多余厚度在第二冲头的齿根处从该材料脱落，并被容纳在容纳部中，容纳部形成在第二冲头的外周向表面中，并相对于齿轮的齿底圆凹陷。

这种配置可防止该材料的多余厚度粘附到第二冲头的外周向部分。

在上述用于锻造齿轮的方法中，优选的是，当第二冲头穿过齿形模具的齿形槽时，在该材料穿过齿形模具的齿形槽时形成的该材料的多余厚度沿着第二冲头的周向方向连续地形成在第二冲头的位于该材料侧的表面上，并被容纳在凹入的容纳部中，容纳部的内径尺寸小于齿轮的齿底圆的直径，并且容纳部的外径尺寸大于齿轮的齿底圆的直径。

这种配置可防止该材料的多余厚度粘附到第二冲头的外周向部分。

另一示例性方面为用于锻造齿轮的设备，其通过第一冲头将第一材料从齿形模具的一侧推入齿形模具的通孔中，然后通过第一冲头将其上形成有外齿的齿轮从齿形模具的另一侧排出，该用于锻造齿轮的设备包括：

第二冲头，其被构造为与第一材料层叠；以及

导向模具，其被构造为设置在齿形模具的一侧上，并且第一材料和第二冲头以此顺序插入导向模具，其中，

导向模具包括通孔，通孔的内径尺寸小于齿形模具的通孔的一端的外径尺寸，

齿形槽形成在导向模具的内周向表面上，该齿形槽和形成在齿形模具上的齿形槽在导向模具设置在齿形模具的那一侧的同时彼此连接，

第一冲头第一材料和第二冲头以层叠状态推入齿形模具的齿形槽中，以使得第一材料和第二冲头穿过齿形模具的齿形槽，并且

第二冲头包括齿按压部，齿按压部被构造为至少按压在第一材料的位于第一冲头侧的表面上形成有外齿处的区域的边缘，并且齿按压部插入导向模具的齿形槽和齿形模具的齿形槽中。

这种构造使得当外齿形成在该材料上时，可通过第二冲头的齿按压部至少对在该材料的第一冲头侧的表面上形成有外齿处的区域的边缘进行向下按压。因此，即使毛刺即将形成在该材料的位于第一冲头侧的表面上，在第二冲头与齿形模具的齿形槽之间也几乎不存在生长毛刺的间隙，因此可防止形成毛刺。

在上述用于锻造齿轮的设备中，优选的是，第二冲头包括：

第一板构件，其具有与齿轮的横截面形状相同的横截面形状；

第二板构件，其具有与齿轮的横截面形状相同的横截面形状，并被构造为沿着第二冲头的厚度方向与第一板构件间隔开地设置；以及

管状构件，其能够穿过齿形模具的通孔，并且被构造为设置在第一板构件与第二板构件之间，并且

管状构件相对于齿轮的齿底圆凹陷，并包括容纳部，容纳部容纳从第一材料脱落的多余厚度。

这种构造使得可防止该材料的多余厚度粘附到第二冲头的外周向部分。

在上述用于锻造齿轮的设备中，优选的是，被构造为将预定的产品形状转印至第一材料的端表面的转印部形成在第二冲头的位于第一材料侧的表面上。

这种构造可减少在已经形成齿轮之后执行的后处理的步骤数，从而提高齿轮的生产率。

优选的是，上述用于锻造齿轮的设备是其中第一材料、第二冲头和第二材料以此顺序插入导向模具的通孔中的连续锻造的设备，并且被构造为将预定的产品形状转印至第二材料的端表面的转印部形成在第二冲头的位于第二材料侧的表面上。

这种构造可减少在已经形成齿轮之后执行的后处理的步骤数，从而提高齿轮的生产率。

在上述用于锻造齿轮的设备中，优选的是，第二冲头包括凹入的容纳部，容纳部沿着第二冲头的周向方向连续地形成在第二冲头的与第一材料相反的表面上，并容纳第一材料的多余厚度，并且容纳部的内径尺寸小于齿轮的齿底圆的直径，并且容纳部的外径尺寸大于齿轮的齿底圆的直径。

这种构造使得可防止该材料的多余厚度粘附到第二冲头的外周向表面。

本公开可提供能够防止在与推动材料的外齿中的材料所沿的方向相反的表面的边缘处形成毛刺的用于锻造齿轮的方法和设备。

通过下文中给出的详细描述和附图，本公开的上述和其他目的、特征和优点将变得更能被充分理解，附图仅通过示例的方式给出，因此将不被认为限制本公开。

附图说明

图1是示意性示出根据第一实施例的用于锻造齿轮的设备的基本构造的局部横截面图；

图2是示意性示出根据第一实施例的用于锻造齿轮的设备的一部分的局部横截面图；

图3是图2的III部分的放大图；

图4是示意性示出根据第一实施例的用于锻造齿轮的设备的导向模具的透视图；

图5是示意性示出第二冲头的透视图；

图6是示意性示出在导向模具的通孔和齿形模具的通孔中第二冲头与材料层叠的状态的横截面图；

图7是示意性示出第二冲头与材料层叠的状态的透视图；

图8是图7的VIII部分的局部透视图；

图9是示意性示出第二冲头与材料层叠的状态的局部透视图；

图10是示意性示出第二冲头的爆炸图；

图11是示出在不使用第二冲头的情况下形成的斜齿轮的照片；

图12是示出根据第二实施例的使用第二冲头形成的斜齿轮的照片；

图13是示意性示出根据第三实施例的第二冲头的透视图；

图14是示意性示出根据第三实施例的第二冲头的不同的透视图；

图15是示意性示出根据第三实施例的第二冲头与材料层叠的状态的横截面图；

图16是示意性示出根据第四实施例的第二冲头的透视图；以及

图17是示意性示出根据第四实施例的第二冲头的不同的透视图。

具体实施方式

在下文中将参照附图详细描述应用了本公开的具体实施例。然而，本公开不限于下面示出的实施例。此外，为了解释清楚，适当简化了以下描述和附图。

<第一实施例>

首先，描述根据本实施例的用于锻造齿轮的设备的基本构造。图1是示意性示出根据本实施例的用于锻造齿轮的设备的基本构造的局部横截面图。图2是示意性示出根据本实施例的用于锻造齿轮的设备的一部分的局部横截面图。图3是图2的III部分的放大图。图4是示意性示出根据本实施例的用于锻造齿轮的设备的导向模具的透视图。注意的是，在下文中，三维(XYZ)坐标系用于解释清楚。

根据本实施例的用于锻造齿轮的设备1被构造为连续地锻造斜齿轮(helicalgear)G，如图1所示。用于锻造的设备1包括压力板11、齿形模具(tooth profile die)12、导向模具13、第一冲头14、心轴15和排出构件16。

压力板11包括通孔，其上形成有外齿的斜齿轮G可通过该通孔。齿形模具12实际上在圆柱形材料M的外周向表面中形成具有预定形状(即，产品形状)的外齿。

齿形模具12包括通孔，材料M如图1和图2所示插入该通孔中，并且齿形模具12设置在压力板11的Z轴正向侧，以使得压力板11的通孔和齿形模具12的通孔沿Z轴方向连续地彼此连接。此外，螺旋齿形槽12a形成在齿形模具12的通孔的内周向表面上，以使得具有预定形状的外齿被转印至材料M的外周向表面上。

在这种情况下，如图3所示，齿形模具12的通孔的Z轴正向侧的一部分为外齿的成形空间A1，该成形空间A1的内径部分(小径部分)形成为锥形形状，在该锥形形状中，当内径部分的位置更靠近Z轴负向侧时，内径部分朝向齿形模具12的内部沿其径向方向变窄。

然后，具有预定形状的外齿实际形成在已经穿过齿形模具12的成形空间A1的材料M的外周向表面上。注意的是，在图3中，为了阐明齿形模具12的齿形槽12a和稍后将描述的导向模具13的齿形槽13a的形状，省略了第一冲头14和心轴15。

导向模具13在材料M的外周向表面上预成形具有预定形状的外齿的齿顶。导向模具13包括通孔，材料M如图1和2所示插入该通孔中，并且导向模具13设置在齿形模具12的Z轴正向侧上，以使得齿形模具12的通孔与导向模具13的通孔沿Z轴方向连续地彼此连接。

如图4所示，螺旋齿形槽13a形成在导向模具13的通孔的内周向面上，以使得具有预定形状的外齿的齿顶被转印至材料M的外周向表面上，齿形模具12的齿形槽12a和导向模具13的齿形槽13a连续地彼此连接。

注意的是，如图3所示，导向模具13的通孔的内径尺寸(小直径尺寸)D1小于齿形模具12的成形空间A1的位于Z轴正向侧的外径尺寸(大直径)D2，并且导向模具13的通孔的外径尺寸(大直径尺寸)D3与齿形模具12的成形空间A1的位于Z轴正向侧的外径尺寸D2基本相等，稍后描述其详细功能。

模具壳体17保持上述压力板11、齿形模具12和导向模具13。第一冲头14可沿Z轴方向被驱动并且沿Z轴负方向推动材料M。

具体地，第一冲头14主要具有内径尺寸大于稍后描述的心轴15的外径尺寸的圆柱形状，并且如图2所示，与导向模具13的齿形槽13a啮合的螺纹部14a形成在第一冲头14的外周向面上。然后，在导向模具13的齿形槽13a和第一冲头14的螺纹部14a彼此啮合的同时，通过旋转第一冲头14而在Z轴方向上驱动第一冲头14。

注意的是，为了阐明第一冲头14的操作，图1和图2示出了通过将第一冲头14在其中心轴线处一分为二的第一冲头14的两种状态。也就是说，在图1和图2中，一种状态示出在相对于中心轴线的Y轴负向侧，在该状态中，第一冲头14从导向模具13的通孔中移出，一种状态示出在相对于中心轴线的Y轴正向侧，在该状态中，第一冲头14插入导向模具13的通孔中。然而，第一冲头14没有以这种方式分开，而是沿Z轴方向被整体驱动。

心轴15是具有外径尺寸基本上等于斜齿轮G的内径尺寸的柱状构件，并且如图1所示，它从压力板11的位于其Z轴侧的端部突出，同时穿过压力板11的通孔、齿形模具12的通孔和导向模具13的通孔。上述心轴15在材料M装配至心轴15的同时引导材料M沿Z轴方向的运动。此时，齿形模具12的通孔的中心轴线、导向模具13的通孔的中心轴线和心轴15的中心轴线基本上彼此重叠。

排出构件16相对于心轴15设置在Z轴负向侧。排出构件16可沿Y轴方向被驱动，并且当第一冲头14推动材料M时，排出构件16被设置在Y轴正向侧，以从Z轴负向侧支撑心轴15。

另一方面，当斜齿轮G被排出时，排出构件16设置在Y轴负向侧，并且形成在该排出构件16上的排出部16a设置在心轴15的Z轴负向侧。然后，从压力板11的通孔排出的斜齿轮G穿过排出部16a、沿设置在排出构件16中的倾斜板16b滑下并从用于锻造的设备1的排出口18排出至外部。

当上述用于锻造的设备1用于形成斜齿轮G时，像普通用于锻造的设备一样，第一冲头14将材料M推向Z轴负向侧。这可能导致形成在材料M上的外齿的Z轴正向侧的表面的边缘处形成毛刺。

为了解决上述问题，根据本实施例的用于锻造的设备1包括第二冲头20。图5是示意性示出第二冲头的透视图。图6是示意性示出在导向模具的通孔和齿形模具的通孔中第二冲头与材料层叠的状态的横截面图。

如图5所示，第二冲头20包括齿按压部20a，当材料M穿过齿形模具12的齿形槽12a时，齿按压部20a至少覆盖在材料M的Z轴正向侧的表面上形成有外齿处的区域的边缘。

例如，第二冲头20是具有与斜齿轮G的横截面形状基本相同的横截面形状的齿轮状板构件，斜齿轮G的横截面形状与斜齿轮G的轴向方向正交，第二冲头20的齿部用作稍后描述的齿按压部20a。

上述第二冲头20插入导向模具13的通孔中，以使得第二冲头20从Z轴正向侧覆盖材料M，如图6所示。具体地，第二冲头20的齿按压部20a可插入导向模具13的齿形槽13a和齿形模具12的齿形槽12a中(与导向模具13的齿形槽13a和齿形模具12的齿形槽12a啮合)。

因此，当第二冲头20在其齿按压部20a与导向模具13的齿形槽13a或者齿形模具12的齿形槽12a啮合的同时旋转时，第二冲头20沿导向模具13的齿形槽13a和齿形模具12的齿形槽12a移动。

注意的是，导向模具13的齿形槽13a和齿形模具12的齿形槽12a基本上连续地彼此连接。因此，当在旋转第二冲头20的同时将第二冲头20向Z轴负向侧移动时，第二冲头20覆盖材料M的Z轴正向侧的表面，同时形成在材料M上的外齿的相位和第二冲头20的齿按压部20a的相位基本上彼此一致。

接下来，描述根据本实施例的用于锻造齿轮的方法的工序。图7是示意性示出第二冲头与材料层叠的状态的透视图，图8是图7的VIII部分的局部透视图。

首先，在通过使第一冲头14向Z轴负向侧移动而将材料(第一材料)M1插入导向模具13的通孔中的同时，心轴15穿过材料M1的通孔。具体地，通过使心轴15穿过第一冲头14的通孔，同时通过旋转第一冲头14而将第一冲头14向Z轴负向侧移动来推动材料M1，心轴15穿过材料M1的通孔，同时材料M1被推入导向模具13中。

因此，在沿导向模具13的齿形槽13a旋转材料M1的同时将材料M1向Z轴负向侧移动，从而在材料M1的外周向表面上预成形具有预定形状的外齿的齿顶。

此外，通过在旋转第一冲头14的同时使第一冲头14向Z轴负向侧移动，将材料M1推向Z轴负向侧并插入齿形模具12的通孔中，并且如图6所示，材料M1的Z轴正向侧的表面设置在与齿形模具12的Z轴正向侧的表面的高度基本相等的高度处。如此，材料M1的一部分穿过齿形模具12的成形空间A1，从而在材料M1的外周向表面的一部分上形成具有预定形状的外齿。

同时，材料M1的剩余部分仍设置在齿形模具12的成形空间A1中。在这种情况下，在旋转第一冲头14的同时将第一冲头14暂时向Z轴正向侧移动，并且将第一冲头14从导向模具13的通孔中移出。

接下来，如图6所示，将第二冲头20和新材料(第二材料)M2以此顺序插入导向模具13的通孔中。注意的是，齿形模具12的齿形槽12a和导向模具13的齿形槽13a基本上连续地彼此连接，导向模具13的通孔的内径尺寸D1小于齿形模具12的成形空间A1的位于Z轴正向侧的外径尺寸D2，导向模具13的通孔的外径尺寸D3与齿形模具12的成形空间A1的位于Z轴正向侧的外径尺寸D2基本相等。

该构造使得当第二冲头20插入导向模具13的通孔中时，第二冲头20的齿按压部20a可与导向模具13的齿形槽13a啮合。然后，在第二冲头20的齿按压部20a和导向模具13的齿形槽13a彼此啮合的同时，第一冲头14将第二冲头20和新材料M2推向Z轴负向侧。

因此，在沿导向模具13的齿形槽13a旋转第二冲头20的同时将第二冲头20向Z轴负向侧移动，并且在沿导向模具13的齿形槽13a旋转新材料M2的同时将新材料M2向Z轴负向侧移动，从而在新材料M2的外周向表面上预成形具有预定形状的外齿的齿顶。

此时，如图7和图8所示，材料M1、第二冲头20和新材料M2以此顺序朝向Z轴正向侧彼此层叠，材料M1的Z轴正向侧的表面基本上与第二冲头20的Z轴负向侧的表面接触，并且新材料M2的Z轴负向侧的表面基本上与第二冲头20的Z轴正向侧的表面接触。注意的是，图7和图8中对新材料M2进行了简化，以简化材料M1与第二冲头20之间的位置关系。此外，使新材料M2在图8中不可见。

然后，可沿导向模具13的齿形槽13a移动第二冲头20，由此材料M1的外周向表面上的外齿的齿顶和第二冲头20的齿按压部20a可设置为处于各自的相位基本上彼此相等。因此，第二冲头20的齿按压部20a可以可靠地覆盖材料M1的Z轴正向侧上形成有外齿处的区域。

将下来，通过旋转第一冲头14的同时将第一冲头14向Z轴负向侧移动，将处于层叠状态的材料M1、第二冲头20和新材料M2推向Z轴负向侧。如此，在沿齿形模具12的齿形槽12a旋转材料M1的同时，材料M1的剩余部分穿过成形空间A1。

此时，第二冲头20的齿按压部20a插入齿形模具12的齿形槽12a中，然后在沿齿形模具12的齿形槽12a旋转第二冲头20的同时使第二冲头20穿过该齿形模具12的成形空间A1。

注意的是，沿齿形模具12的齿形槽12a使第二冲头20与材料M1一起旋转，因此可保持如下状态：第二冲头20的齿按压部20a覆盖材料M1的Z轴正向侧的表面上形成有外齿处的区域。也就是说，当材料M1的剩余部分穿过齿形模具12的成形空间A1时，第二冲头20可从Z轴正向侧向下按压材料M1的Z轴正向侧的表面上形成有外齿处的区域。

因此，即使材料M1的多余厚度即将从形成在该材料M1上的外齿的Z轴正向侧的表面的边缘突出，第二冲头20也将该多余的厚度推向Z轴负向侧。以这种方式，可防止在形成在材料M1上的外牙的Z轴正向侧的表面上形成毛刺。

之后，通过在旋转第一冲头14的同时使第一冲头14向Z轴负向侧移动，将处于层叠状态的材料M1、第二冲头20和新材料M2推向Z轴负向侧，并且新材料M2的Z轴正向侧的表面和齿形模具12的Z轴正向侧的表面设置为处于彼此大致相等的高度。

然后，以与上述工序的情况下的方式相同的方式，通过重复从导向模具13的通孔中移除第一冲头14、将新的第二冲头和新的材料以此顺序插入导向模具13的通孔中并通过第一冲头14推动新的第二冲头和新的材料的过程连续地形成斜齿轮G。

如上所述，根据本实施例的用于锻造齿轮的方法和设备1可防止在形成在材料M上的外齿的Z轴正向侧的表面上形成毛刺。也就是说，当外齿形成在材料M上时，在材料M1的Z轴正向侧的表面上形成有外齿处的区域的边缘至少被第二冲头20的齿按压部20a向下按压。因此，即使毛刺即将形成在材料M上所形成的外齿的Z轴正向侧的表面上时，在第二冲头20与齿形模具12的齿形槽12a之间也几乎不存在生长毛刺的间隙，因此，可防止形成毛刺。

此外，根据本实施例的用于锻造齿轮的方法和设备1使用导向模具13在材料M上形成外齿的齿顶，因此可利用材料M充分填充外齿的齿顶。因此，可提高斜齿轮G的形状的精确度。

此外，根据本实施例的用于锻造齿轮的方法和设备1在使第二冲头20沿导向模具13的齿形槽13a旋转的同时将第二冲头20向Z轴负向侧移动，因此，可使第二冲头20的齿按压部20a的相位与形成在材料M上的外齿的齿顶的相位基本上一致。

注意的是，在导向模具13的通孔的内径尺寸D1、齿形模具12的成形空间A1的位于Z轴正向侧的外径尺寸D2和材料M的外径尺寸D4之间，优选保持以下<关系式1>的关系。

D4<D1<D2 <关系式1>

由于上述关系，在材料M的外径尺寸小于外径尺寸D2的状态下，材料M(其外径尺寸D4小于齿形模具12的成形空间A1的位于Z轴正向侧的外径尺寸D2，并且材料M也尚未被推入齿形模具12的通孔中)受导向模具13的通孔(其内径尺寸D1小于齿形模具12的成形空间A1的位于Z轴正侧的外径尺寸D2)限制。

因此，材料M没有向齿形模具12的成形空间A1的位于Z轴正向侧上的外径尺寸D2扩展(即，材料M未被镦锻)，而是被推入齿形模具12的通孔中。这减少了锻造时的成型负荷。结果，可延长齿形模具12的寿命。

注意的是，不仅限定了导向模具13的通孔的内径尺寸D1的上限和材料M的外径尺寸D4的上限，而且还可使用斜齿轮G的分度圆直径D5来限定导向模具13的通孔的内径尺寸D1的下限和材料M的外径尺寸D4的下限，以使得保持以下<关系式2>的关系。

D5<D4<D1<D2 <关系式2>

<第二实施例>

当根据第一实施例的第二冲头20用于形成斜齿轮G时，当材料M穿过齿形模具12的成形空间A1时形成的材料M的多余厚度可能流入到第二冲头20与齿形模具12的齿形槽12a之间的间隙中，并粘附到第二冲头20的外周向部分。

为了解决上述问题，根据本实施例的第二冲头被构造为使得其可容纳当材料M穿过齿形模具12的齿形凹槽12a时从材料M断裂的多余厚度。图9是示意性示出第二冲头与材料层叠的状态的局部透视图。图10是示意性示出第二冲头的爆炸图。注意的是，在图9中，对材料M的一部分进行了简化，并使其不可见。

如图9所示，根据本实施例的第二冲头21在材料M穿过齿形模具12的成形空间A1时至少覆盖在材料M的Z轴正向侧的表面上形成有外齿处的区域的边缘。具体地，如图10所示，第二冲头21包括第一板构件22、第二板构件23和管状构件24。

第一板构件22是具有与斜齿轮G的横截面形状基本相同的横截面形状的齿轮状板构件，斜齿轮G的横截面形状与斜齿轮G的轴向方向正交。第二板构件23也是具有与斜齿轮G的横截面形状基本相同的横截面形状的齿轮状板构件，斜齿轮G的横截面形状与斜齿轮G的轴向方向正交。以上第一板构件22和第二板构件23沿着Z轴方向(即，第二冲头21的厚度方向)间隔开地设置。

注意的是，第一板构件22和第二板构件23以第一板构件22的齿部22a的相位与第二板构件23的齿部23a的相位彼此错开的状态设置，以使得第一板构件22的齿部22a与第二板构件23的齿部23a可与齿形模具12的齿形槽12a和导向模具13的齿形槽13a啮合。

管状构件24具有允许其穿过齿形模具12的齿形槽12a的形状，并且设置在第一板构件22与第二板构件23之间。然后，如图9所示，管状构件24包括容纳部24a，容纳部24a相对于斜齿轮G的齿底圆凹陷，并且容纳从材料M断裂的多余厚度(毛刺)。

例如，管状构件24由具有小于斜齿轮G的齿底圆的直径的外径尺寸的管状构件组成，并且相对于斜齿轮G的齿底圆的直径位于管状构件24的沿径向方向的内侧处的一部分用作容纳部24a。

上述第二冲头21设置为与材料M层叠，如图9所示。此时，第一板构件22的齿部22a与在相对于第二冲头21设置于Z轴负向侧的材料M的Z轴正向侧形成有外齿处的区域的表面大致接触。然后，第二板构件23的齿部23a与在相对于第二冲头21设置在Z轴正向侧的材料M的Z轴负向侧形成有外齿处的区域的表面大致接触。

然后，第一冲头14推动材料M和第二冲头21以使材料M和第二冲头21穿过齿形模具12的齿形槽12a，由此当材料M穿过齿形模具12的成形空间A1时，材料M的多余厚度(即，材料M中的沿着材料M的径向方向从齿形模具12的成形空间A1突出的三角部MD的材料)向Z轴正向侧流动。

此时，当材料M的多余厚度即将进入第二冲头21的第一板构件22与齿形模具12的齿形槽12a之间的间隙时，该多余的厚度在第一板构件22的齿根处从材料M脱落并断裂，然后被容纳在管状构件24的容纳部24a中。

如上所述，通过使用根据本实施例的第二冲头21在材料M上形成外齿，可使来源于材料M的多余厚度断裂并将其容纳在管状构件24的容纳部24a中。如此，与使用根据第一实施例的第二冲头20在材料M上形成外齿的情况相比，可防止材料M的多余厚度粘附到第二冲头21的外周向部分。

图11是示出在不使用第二冲头的情况下形成的斜齿轮的照片。图12是示出根据本实施例的使用第二冲头形成的斜齿轮的照片。在不使用第二冲头21的情况下形成的斜齿轮g具有形成在其端表面上的多余厚度B，如图11所示，而使用第二冲头21形成的斜齿轮G几乎没有形成于其端表面上的多余厚度B，如图12所示。

注意的是，管状构件24不将第一板构件22联接至第二板构件23，而是可能将第一板构件22联接至第二板构件23。

此外，根据本实施例的管状构件24由具有小于斜齿轮G的齿底圆的直径的外径尺寸的管状构件组成，但不限于此。管状构件24可具有允许其穿过齿形模具12的齿形槽12a的形状，并且容纳部24a可形成在管状构件24的至少一部分上，以使得容纳部24a相对于斜齿轮G的齿底圆凹陷。

<第三实施例>

根据本实施例的第二冲头包括容纳部分，当材料M穿过齿形模具12的齿形槽12a时，该容纳部分容纳该材料M的多余厚度。图13是示意性示出根据本实施例的第二冲头的透视图。图14是示意性示出根据本实施例的第二冲头的不同的透视图。图15是示意性示出根据本实施例的第二冲头与材料层叠的状态的横截面图。注意的是，在图15中简化了相对于第二冲头设置在Z轴正向侧的材料。

如图13和图14所示，根据本实施例的第二冲头31具有与根据第一实施例的第二冲头20的形状基本相同的形状，但是包括容纳部31a，该容纳部分31a在其Z轴负向侧的表面上容纳材料M的多余厚度。

具体地，如图14所示，容纳部31a具有沿着第二冲头31的周向方向连续地形成的圆环形状，并且在Z轴正向侧凹入地形成。此外，容纳部31a的内径尺寸(小径尺寸)D6小于斜齿轮G的齿底圆的直径D7，同时容纳部31a的外径尺寸(大径尺寸)D8大于斜齿轮G的齿底圆的直径D7。

注意的是，第二冲头31在相对于第二冲头31的位于Z轴负向侧的表面上的容纳部31a、沿着径向方向的外侧处的形状可以是至少可覆盖在材料M的Z轴正向侧的表面上形成有外齿处的区域的边缘的任何形状。如图14所示，在本实施例中，沿第二冲头31的齿的齿部31b的边缘形成有齿按压部31c，齿按压部31c的内部具有中空部，该中空部与容纳部31a连续地彼此连接。这种构造可增加对材料M的多余厚度的体积容纳容量。

上述第二冲头31设置为与材料M层叠，如图15所示。此时，第二冲头31的齿按压部31c与在相对于第二冲头31设置在Z轴负向侧的材料M的Z轴正向侧的表面上形成有外齿处的区域的边缘接触。

然后，第一冲头14推动材料M和第二冲头12以使材料M和第二冲头12穿过齿形模具12的齿形槽12a，由此当材料M穿过齿形模具12的成形空间A1时，材料M的多余厚度向Z轴正向侧流动。

此时，容纳部31a形成为使得内径尺寸(小直径)D6小于斜齿轮G的齿底圆的直径D7，并且外径尺寸(大直径)D8大于斜齿轮G的齿底圆的直径D7，因此，材料M的多余厚度在进入容纳部31a的同时沿着材料M的周向方向流动到容纳部31a内部，并被容纳在容纳部31a中。

如上所述，通过使用根据本实施例的第二冲头31在材料M上形成外齿，可将材料M的多余厚度容纳在第二冲头31的容纳部31a中。如此，与使用根据第一实施例的第二冲头20在材料M上形成外齿的情况相比，可防止材料M的多余厚度粘附到第二冲头31的外周向部分。

<第四实施例>

根据本实施例的第二冲头包括将预定产品形状转印到材料M的端表面的转印部。图16是示意性示出根据本实施例的第二冲头的透视图。图17是示意性示出根据本实施例的第二冲头的不同的透视图。注意的是，根据本实施例的第二冲头的构造与根据第二实施例的第二冲头21的构造基本相同，因此省略重复的说明，并且使用相同的附图标记来说明相同的构件。

如上所述，当将根据第二实施例的第二冲头21设置在材料M之间以在材料M上形成外齿时，第一板构件22的齿部22a与在相对于第二冲头21设置于Z轴负向侧的材料M的Z轴正向侧的表面上形成有外齿处的区域的表面大致接触，第二板构件23的齿部23a与在相对于第二冲头21设置于Z轴正向侧的材料M的Z轴负向侧的表面上形成有外齿处的区域的表面大致接触。

为了解决上述问题，如图16所示，根据本实施例的第二冲头41在第一板构件22的Z轴负向侧的表面上包括第一转印部分41a，第一转印部分41a将预定的产品形状转印至相对于第二冲头41设置于Z轴负向侧的材料M的Z轴正向侧的表面。

另外，如图17所示，第二冲头41在第二板部件23的Z轴正向侧包括第二转印部41b，第二转印部41b将预定的产品形状转印至相对于第二冲头41设置于Z轴正向侧的材料M的Z轴负向侧的表面。

通过将上述第二冲头41设置在材料M之间并推动第二冲头41和材料M，可容易地将预定的产品形状转印至材料M的Z轴负向侧的表面和Z轴正向侧的表面。因此，可减少在已经形成斜齿轮G之后执行的后处理的步骤数。结果，可提高斜齿轮G的生产率。

注意的是，根据本实施例的第二冲头41的构造与根据第二实施例的第二冲头21的构造基本上相同，但是也可与根据第一实施例的第二冲头20的构造基本上相同。在这种情况下，转印部可形成在第二冲头20的Z轴正向侧的表面和Z轴负向侧的表面上。

本公开不限于上述实施例，并且可在不脱离本公开的精神的情况下适当地改变。例如，在上述实施例中，形成了斜齿轮G，但是可大致类似地形成正齿轮。例如，在上述实施例中，斜齿轮G是连续锻造的，但也可以一次锻造一个齿轮。

因此，根据所描述的公开内容，将显而易见的是，可以以许多方式改变本公开的实施例。这样的变化将不被认为是背离本公开的精神和范围，并且对于本领域的技术人员将显而易见的所有这样的修改旨在被包括在所附权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种用于锻造齿轮的方法，包括通过第一冲头将材料从齿形模具的一侧推入所述齿形模具的通孔中，然后通过所述第一冲头将其上形成有外齿的齿轮从所述齿形模具的另一侧排出，所述方法包括：

在所述齿形模具的一侧上设置导向模具，所述导向模具包括具有内径尺寸小于所述齿形模具的所述通孔的一端的外径尺寸的通孔，以使得形成在所述导向模具的内周向表面上的齿形槽和形成在所述齿形模具的内周向表面上的齿形槽连续地彼此连接；

将所述材料推入所述导向模具的所述通孔中；

紧接着所述材料，将第二冲头推入所述导向模具的所述通孔中，将形成在所述第二冲头的外周向部分上的齿按压部插入所述导向模具的所述齿形槽中，以沿所述导向模具的所述齿形槽移动所述第二冲头，并且以此顺序层叠所述材料和所述第二冲头；以及

将所述材料和所述第二冲头以层叠状态推入所述齿形模具的所述齿形槽中，以推动所述材料和所述第二冲头穿过所述齿形模具的所述齿形槽，其中，

当所述材料穿过所述齿形模具的所述齿形槽时，所述第二冲头的所述齿按压部至少覆盖在所述材料的位于第一冲头侧的表面上形成有外齿处的区域的边缘。

2.根据权利要求1所述的用于锻造齿轮的方法，其特征在于，

当所述第二冲头穿过所述齿形模具的所述齿形槽时，在所述材料穿过所述齿形模具的所述齿形槽时形成的所述材料的多余厚度在所述第二冲头的齿根处从所述材料脱落，并被容纳在容纳部中，所述容纳部形成在所述第二冲头的外周向表面中，并相对于所述齿轮的齿底圆凹陷。

3.根据权利要求1所述的用于锻造齿轮的方法，其特征在于，

当所述第二冲头穿过所述齿形模具的所述齿形槽时，在所述材料穿过所述齿形模具的所述齿形槽时形成的所述材料的多余厚度沿着所述第二冲头的周向方向连续地形成在所述第二冲头的位于材料侧的表面上，并被容纳在凹入的容纳部中，所述容纳部的内径尺寸小于所述齿轮的齿底圆的直径，并且所述容纳部的外径尺寸大于所述齿轮的所述齿底圆的所述直径。

4.一种用于锻造齿轮的设备，其通过第一冲头将第一材料从齿形模具的一侧推入所述齿形模具的通孔中，然后通过所述第一冲头将其上形成有外齿的齿轮从所述齿形模具的另一侧排出，所述用于锻造齿轮的设备包括：

第二冲头，其被构造为与所述第一材料层叠；以及

导向模具，其被构造为设置在所述齿形模具的一侧上，并且所述第一材料和所述第二冲头以此顺序插入所述导向模具，其中，

所述导向模具包括通孔，所述通孔的内径尺寸小于所述齿形模具的所述通孔的一端的外径尺寸，

齿形槽形成在所述导向模具的内周向表面上，所述齿形槽和形成在所述齿形模具上的齿形槽在所述导向模具设置在所述齿形模具的所述一侧上的同时连续地彼此连接，

所述第一冲头将所述第一材料和所述第二冲头以层叠状态推入所述齿形模具的所述齿形槽中，以使得所述第一材料和所述第二冲头穿过所述齿形模具的所述齿形槽，并且

所述第二冲头包括齿按压部，所述齿按压部被构造为至少按压在所述第一材料的位于第一冲头侧的表面上形成有外齿处的区域的边缘，并且所述齿按压部插入所述导向模具的所述齿形槽和所述齿形模具的所述齿形槽中。

5.根据权利要求4所述的用于锻造齿轮的设备，其特征在于，

所述第二冲头包括：

第一板构件，其具有与所述齿轮的横截面形状相同的横截面形状；

第二板构件，其具有与所述齿轮的横截面形状相同的横截面形状，并被构造为沿着所述第二冲头的厚度方向与所述第一板构件间隔开地设置；以及

管状构件，其能够穿过所述齿形模具的所述通孔，并且被构造为设置在所述第一板构件与所述第二板构件之间，并且

所述管状构件相对于所述齿轮的齿底圆凹陷，并包括容纳部，所述容纳部容纳从所述第一材料脱落的多余厚度。

6.根据权利要求4或5所述的用于锻造齿轮的设备，其特征在于，

被构造为将预定的产品形状转印至所述第一材料的端表面的转印部形成在所述第二冲头的位于第一材料侧的表面上。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的用于锻造齿轮的设备，其特征在于，

所述用于锻造齿轮的设备是其中所述第一材料、所述第二冲头和第二材料以此顺序插入所述导向模具的所述通孔中的连续锻造的设备，并且

被构造为将预定的产品形状转印至所述第二材料的端表面的转印部形成在所述第二冲头的位于第二材料侧的表面上。

8.根据权利要求4所述的用于锻造齿轮的设备，其特征在于，

所述第二冲头包括凹入的容纳部，所述容纳部沿着所述第二冲头的周向方向连续地形成在所述第二冲头的与所述第一材料相反的表面上，并容纳所述第一材料的多余厚度，并且

所述容纳部的内径尺寸小于所述齿轮的齿底圆的直径，并且所述容纳部的外径尺寸大于所述齿轮的所述齿底圆的所述直径。

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