DE69612248T2

DE69612248T2 - Verfahren zum Walzen von Hochgenauigkeitzahnrädern

Info

Publication number: DE69612248T2
Application number: DE69612248T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Danno; Yasuyuki Fujiwara; Noritaka Miyamoto; Masazumi Onishi; Masatoshi Sawamura; Toshiaki Tanaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-09-06
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 2001-11-15
Anticipated expiration: 2016-09-05
Also published as: EP0761340A2; US5824168A; JP3298765B2; EP0761340B1; EP0761340A3; JPH0970636A; DE69612248D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Technisches Gebiet der Erfindung

Die gegenwärtige Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zahnradwalzen eines Hochgenauigkeitszahnrads, welches aus einem auf Eisen basierenden Material hergestellt ist. Beispielsweise kann es bei der Herstellung von Fahrzeugschwungrädern angewandt werden, welche Zähne und Zahnräder haben und in Antriebssystemen verwendet werden.

Stand der Technik

Im allgemeinen wurden Zahnräder durch einen Wälzfrässchritt und einen Schab-Endschritt in Bezug auf ein scheibenförmiges Werkstück hergestellt. Wenn bei dieser Technik ein Außendurchmesser und eine Zahnbreite des Zahnrades zunehmen, verringert sich die Produktionseffizienz und die Produktionskosten steigen an.
Demgemäß wurde ein Verfahren zum Zahnradwalzen entwickelt, um Zahnradzähne unter Verwendung eines Walzschrittes herzustellen. Gemäß diesem Verfahren wird dann, wenn ein Rohling, d. h., ein scheibenförmiges aus Metall hergestelltes Werkstück, bei hohen Temperaturen erwärmt wird, ein Paar von sich drehenden Walzstempeln in den Außenumfangsabschnitt des Rohlings gequetscht; somit können die Zähne in dem Außenumfangsabschnitt des Werkstücks erzeugt werden. Ein derartiges Verfahren ist in der SU-A-1 810 196 offenbart.
Darüber hinaus wurde herkömmlicherweise ein Verfahren entwickelt, bei welchem das Zahnrad, welches mittels eines Wälzfrässchritts erzeugt wurde, zum Fertigstellen kaltgewalzt wurde.
Obwohl dieses Zahnradwalzverfahren im Vergleich mit dem Verfahren, welches den zuvor erwähnten Wälzfrässchritt und den Schab-Endschritt verwendet, dahingehend von Vorteil ist, daß sich die Kosten verringern, reicht dieses Zahnradwalzverfahren nicht aus, um die Genauigkeit von Zähnen zu verbessern.
Auch sind gemäß dem Verfahren, bei dem das Zahnrad, welches durch einen Wälzfrässchritt erzeugt wurde, kaltgewalzt wird, um das Zahnrad fertigzustellen, ein Korrigieren einer Zahnunrundheit, von sich anhäufenden Abstandsfehlern usw. bei dem Zahnrad im wesentlichen unmöglich.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die gegenwärtige Erfindung wurde hinsichtlich der zuvor erwähnten Gegebenheiten entwickelt. Es ist daher Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, ein Verfahren zum Zahnradwalzen eines aus einem auf Eisen basierenden Material hergestellten Hochgenauigkeitzahnrads zu schaffen, mit welchem Hochgenauigkeitszahnräder erlangt werden können, die mit dem herkömmlichen Zahnradwalzen nicht hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 erzielt.
Vorzugsweise verwendet das Verfahren zum Zahnradwalzen eines Hochgenauigkeitszahnrads folgendes:
Eine Rollenquetschvorrichtung, bei welcher der Walzstempel und der Fertigwalzstempel koaxial angeordnet und in der Axialrichtung des Walzstempels in Reihe geschaltet sind,
wobei der Warm-Fertigwalzschritt unmittelbar nach dem Heiß-Vorwalzschritt ohne Absenken der Temperatur des gewalzten Zahnrades auf einen Normaltemperaturbereich kontinuierlich durchgeführt wird.
Der Warm-Fertigwalzschritt kann unmittelbar nach dem Heiß-Vorwalzschritt durchgeführt werden. Daher ist in Bezug auf das gewalzte Zahnrad die korrigierte Wirkung sichergestellt, um die Genauigkeit eines gewalzten Zahnrades sicherzustellen. Demgemäß ist es von Vorteil, daß das Zahnrad, an welchem noch keine andere Bearbeitung als das Walzen durchgeführt worden ist, eine hohe Genauigkeit aufweist.
Die Temperatur des Heiß-Vorwalzschritts und des Warm- Fertigwalzschritts ist angemessen. Insbesondere ist die Starttemperatur des Warm-Fertigwalzschritts angemessen. Daher ist hinsichtlich des gewalzten Zahnrads die korrigierte Wirkung in dem Warm-Fertigwalzschritt sichergestellt, so daß vorteilhafterweise die Genauigkeit des gewalzten Zahnrads sicher gestellt ist.
Wenn der Warm-Fertigwalzschritt unmittelbar nach dem Heiß-Vorwalzschritt kontinuierlich durchgeführt wird, kann die Temperatur in der Umgebung der Zähne des gewalzten Zahnrades, welches durch den Heiß- Vorwalzschritt erzeugt wurde, angemessen gehalten werden. Somit wird auf der Grundlage der anhaltenden Wärme in dem gewalzten Zahnrad unmittelbar nach dem Heiß- Vorwalzschritt der Warm-Fertigwalzschritt effektiv durchgeführt.
Wenn der Warm-Fertigwalzschritt unmittelbar nach dem Heiß-Vorwalzschritt kontinuierlich durchgeführt wird, ohne daß das gewalzte Zahnrad rückgestellt wird, wird außerdem die axiale Abweichung aufgrund der Rückstellung des gewalzten Zahnrades vermieden, und dadurch wird die Genauigkeit des gewalzten Zahnrads vorteilhafterweise verbessert.
Aus der US 3,914,083 wurde ein Verfahren zum Zahnradwalzen bekannt, bei welchem auf den Heiß- Vorwalzschritt ein Warm-Fertigwalzschritt folgt. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch spezifisch für Zahnräder, welche aus thermoplastischen Harzen hergestellt sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Ein vollständigeres Verständnis der gegenwärtigen Erfindung und viele ihrer Vorteile werden schnell erzielt, wenn die Erfindung unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden wird und sie dazu im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung und der detaillierten Beschreibung betrachtet wird, die alle einen Teil der Offenbarung bilden:
Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, welche das Verhältnis zwischen Temperatur des Rohlings und Zeit in einer Zahnradwalzanordnung schematisch zeigt;
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, welche das Verhältnis zwischen Temperatur des Rohlings und Zeit in einer anderen Zahnradwalzanordung schematisch zeigt;
Fig. 3 ist eine Ansicht, welche Defekte zeigt, die in dem Fall erzeugt wurden, wo die Temperatur nicht angemessen ist;
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, welche das Verhältnis zwischen Starttemperatur und Stempellebensdauer (der Anzahl an Walzvorgängen) zeigt;
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, welche das Verhältnis zwischen Temperatur der Rohlingsoberfläche und Dicke der durch Oxidation hervorgerufenen Zunderschicht auf dem gewalzten Zahnrad zeigt;
Fig. 6 ist eine konstruktive Ansicht, welche ein in Eingriff Stehen eines Walzstempels und ein in Eingriff Stehen eines Fertigwalzstempels zeigt;
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, welche das Verhältnis zwischen Starttemperatur des Fertigwalzschritts und verbesserter Abweichung bei dem Zahnprofilfehler, verbesserter Abweichung bei der Zahnausnehmungsunrundheit und verbesserter Abweichung bei dem sich anhäufenden Abstandsfehler zeigt;
Fig. 8 ist eine Profilansicht, welche die Zahnprofile vor dem Warm-Fertigwalzschritt zeigt;
Fig. 9 ist eine Profilansicht, welche die Zahnverlaufsprofile vor dem Warm-Fertigwalzschritt zeigt;
Fig. 10 ist eine Profilansicht, welche die Zahnprofile nach dem Warm-Fertigwalzschritt zeigt;
Fig. 11 ist eine Profilansicht, welche die Zahnverlaufsprofile nach dem Warm-Fertigwalzschritt zeigt;
Fig. 12 ist eine Profilansicht, welche die Zahnausnehmungsunrundheit, den sich anhäufenden Abstandsfehler (R)(L) vor dem Warm-Fertigwalzschritt zeigt;
Fig. 13 ist eine Profilansicht, welche die Zahnausnehmungsunrundheit, den sich anhäufenden Abstandsfehler (R)(L) nach dem Warm-Fertigwalzschritt zeigt;
Fig. 14 ist eine Draufsicht, welche eine gesamte Vorrichtung einer bevorzugten Ausführungsform darstellt;
Fig. 15 ist eine Vorderansicht, welche einen Hauptabschnitt der Vorrichtung einer bevorzugten Ausführungsform darstellt;
Fig. 16 ist eine konstruktive Darstellung, welche einen Aufbau eines Halteabschnitts darstellt;
Fig. 17 ist ein konstruktive Ansicht, welche eine Steifigkeit in einer Quetschrichtung der Rollenquetschvorrichtung erläutert;
Fig. 18 ist eine konstruktive Ansicht, welche eine Phasendifferenz von Walzstempeln darstellt;
Fig. 19 ist eine Ansicht von der Seite, welche die Rollenquetschvorrichtung darstellt;
Fig. 20 ist eine konstruktive Ansicht, welche eine Situation darstellt, bei welcher die Formgebungszähne des Walzstempels und die Formgebungszähne des Fertigwalzstempels in einer Umfangsrichtung miteinander übereinstimmen;
Fig. 21 ist ein Ablaufdiagramm bei dem Walzschritt einer bevorzugten Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In Bezug auf die beigefügte Zeichnung wird anschließend eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens zum Zahnradwalzen eines Hochgenauigkeitszahnrads gemäß der gegenwärtigen Erfindung beschrieben.
Im Folgenden werden Anordnungen der gegenwärtigen Erfindung beschrieben.

(1) Anordnungen

Gemäß der gegenwärtigen Erfindung können eine kontinuierliche Anordnung, die in Fig. 1 gezeigt ist, und eine nicht kontinuierliche Anordnung, die in Fig. 2 gezeigt ist, verwendet werden.
Bei der in Fig. 1 gezeigten kontinuierlichen Anordnung wird ein auf Eisen basierendes Werkstück verwendet, welches durch Hochfrequenz-Induktionsheizen erwärmt wird. Somit wird der Warm-Fertigwalzschritt unmittelbar nach dem Heiß-Vorwalzschritt kontinuierlich durchgeführt, wobei die anhaltende Wärme in dem gewalzten Zahnrad verwendet wird, ohne daß die Temperatur auf einen Normaltemperaturbereich abgesenkt wird.
Bei der in Fig. 2 gezeigten nicht kontinuierlichen Anordnung wird das gewalzte Zahnrad unmittelbar nach dem Heiß-Vorwalzschritt einmal auf eine Normaltemperatur abgekühlt. Anschließend wird das gewalzte Zahnrad mittels Hochfrequenz-Induktionsheizen wieder auf hohe Temperaturen erwärmt, und dadurch wird in Bezug auf das gewalzte Zahnrad der Warm-Fertigwalzschritt durchgeführt.

(2) Einstelltemperatur

Im Folgenden werden durch die Punkte (A) bis (C) eine Einstelltemperatur und ihre Bedeutung in der in Fig. 1 gezeigten kontinuierlichen Anordnung und in der in Fig. 2 gezeigten nicht kontinuierlichen Anordnung beschrieben:
(A) Was die Temperatur zum Erwärmen des Außenumfangsabschnittes des Rohlings, d. h. des Werkstücks, bei dem Induktions-Heizschritt anbelangt, wird der Bereich, welcher ein- bis zweimal so hoch wie die Zahnhöhe ist, auf 900 bis 1150ºC erwärmt. Andererseits ist die Temperatur des mittigen Abschnitts des Werkstücks aufgrund einer Abdeckwirkung des Induktionsheizens geringer (sie beträgt im allgemeinen 50 bis 200ºC).
(B) Die Starttemperatur T1 des Heiß-Vorwalzschrittes ist in den Bereich von 850 bis 1100ºC eingestellt. Wenn die Starttemperatur T1 geringer ist, tritt leicht aufgrund der schwachen bzw. schlechten Fluidität bei der plastischen Verformung ein Mangel bzw. Fehler beim Anstieg zu der Zahnspitze bzw. dem Zahnoberteil hin auf, wie es bei dem Pfeil (a) in Fig. 3 gezeigt ist. Außerdem treten leicht Defekte in Form eines Grates in der Fußtiefe auf, wie es bei dem Pfeil (b) in Fig. 3 gezeigt ist.
Gemäß den Testergebnissen von Fig. 4 wird darüber hinaus der Rohling, welcher dem Werkstück entspricht, um so härter, je niedriger die Starttemperatur zum Walzen geschaltet ist. Somit wird eine Lebensdauer des Walzstempels beträchtlich verringert. Von diesem Gesichtspunkt aus ist die untere Grenze der Starttemperatur T&sub1; bei dem Heiß-Vorwalzen auf 850ºC eingestellt.
Wenn die Starttemperatur T&sub1; in dem Heiß- Vorwalzschritt übermäßig hoch ist, wird auf der Oberfläche eines Rohlings eine durch Oxidation hervorgerufene Zunderschicht dick, wie es aus den in Fig. 5 gezeigten Testergebnissen ersichtlich ist. Von diesem Gesichtspunkt aus ist die obere Grenze der Starttemperatur T&sub1; bei dem Heiß-Vorwalzen auf 1100ºC eingestellt.
Die Abschlußtemperatur T&sub2; bei dem Heiß-Vorwalzschritt ist in den Bereich von 500 bis 700ºC eingestellt. Wenn die Abschlußtemperatur T&sub2; niedriger ist, kann keine geeignete Starttemperatur des Warm-Fertigwalzschritts erzielt werden. Somit ist die untere Grenze der Abschlußtemperatur T&sub2; bei dem Heiß-Vorwalzschritt auf 500ºC eingestellt. Wenn die Abschlußtemperatur T&sub2; übermäßig höher ist, ist es erforderlich, daß die Starttemperatur T&sub1; bei dem Heiß-Vorwalzschritt auf den Temperaturbereich eingestellt werden muß, welcher 1100ºC beträchtlich überschreitet. Somit wird das Werkstück unerwünscht und übermäßig heiß. Deshalb ist die Abschlußtemperatur T&sub2; bei dem Heiß-Vorwalzschritt in den Bereich von 500 bis 700ºC eingestellt.
Weil die Temperatur des Walzabschnitts in dem Rohling den Umwandlungspunkt A&sub1; während des Walzens überschreitet, kann außerdem auf der Grundlage der thermomechanischen Behandlung die Strukturverfeinerungswirkung erwartet werden.
(C) Die Starttemperatur T&sub3; bei dem Warm- Fertigwalzschritt ist in den Bereich von 400 bis 700ºC eingestellt. Weil die korrigierte Wirkung gering ist, wenn die Starttemperatur T&sub3; geringer ist.
Wie es aus den Testergebnissen in Fig. 7 ersichtlich ist, ist es insbesondere in dem Bereich unterhalb von 400ºC nicht nur schwer, die Zahnoberfläche des gewalzten Zahnrades zu korrigieren, sondern es ist auch schwer, die Zahnausnehmungsunrundheit und den sich anhäufenden Fehler zu korrigieren. Somit ist die Temperatur T&sub3; auf 400ºC eingestellt.
Wenn die Starttemperatur T&sub3; bei dem Warm-Fertigwalzen übermäßig hoch ist, ist ein Wärmekontraktionsbetrag höher, was aus den Temperaturfaktoren während des Kühlens resultiert, so daß die Polierwirkung an der Zahnoberfläche, welche durch den Fertigwalzschritt erzeugt wird, verschwindet. Von diesem Gesichtspunkt aus ist die obere Grenze der Starttemperatur T&sub3; auf 700ºC eingestellt.
Die Abschlußtemperatur T&sub4; bei dem Warm- Fertigwalzschritt ist in den Bereich von 200 bis 650ºC eingestellt. Wenn die Abschlußtemperatur T&sub4; niedriger ist, kann die Korrekturwirkung bei dem Fertigwalzschritt nicht erzielt werden. Wenn die Abschlußtemperatur T&sub4; höher ist, nimmt ein Wärmekontraktionsbetrag, welcher aus den Temperaturfaktoren resultiert, während des Abkühlens zu, so daß die Polierwirkung an der Zahnoberfläche, welche durch das Fertigwalzen erzeugt wurde, verschwindet. Von diesem Gesichtspunkt aus ist die Abschlußtemperatur T&sub4; bei dem Warm-Fertigwalzen in den Bereich von 200 bis 650ºC eingestellt.
Wie aus dem vorher Erwähnten ersichtlich ist, ist jede Temperatur T&sub1;, T&sub2;, T&sub3;, T&sub4; innerhalb eines vorgeschriebenen Temperaturbereichs eingestellt. Unter der Bedingung, daß dieser Temperaturbereich aufrechterhalten wird, können in Abhängigkeit von den Walzbedingungen die zuvor erwähnte obere Temperaturgrenze um 5, 10 oder 15ºC verringert und die zuvor erwähnte untere Temperaturgrenze um 5, 10 oder 15ºC erhöht werden, damit der Temperaturbereich enger gemacht werden kann, weil die angemessenen Temperaturen zum Walzen manchmal in Abhängigkeit von einem Kohlenstoffgehalt und ähnlichem des Werkstücks schwanken können.

(3) Anordnung eines in Eingriff Stehens

Fig. 6 zeigt schematisch eine Anordnung eines in Eingriff Stehens zwischen den Walzstempeln. Gemäß Fig. 6(A) entsprechen die Formgebungszähne 32c des Walzstempels 32, welcher bei dem Heiß-Vorwalzschritt verwendet wird, den Zähnen des gewalzten Zahnrades stempelsymmetrisch. Gemäß Fig. 6(B) entsprechen andererseits die Formgebungszähne 33c des Fertigwalzstempels 33, welcher bei dem Warm-Fertigwalzschritt verwendet wird, den Zähnen 78c des gewalzten Zahnrads nicht stempelsymmetrisch. D. h., gemäß Fig. 6(B) wird, obwohl an der Zähneoberfläche 78d der Zähne 78c des gewalzten Zahnrades ein Polieren durchgeführt wird, das Polieren an der Zahnspitze 78e und der Zahnflanke 78f nicht durchgeführt, weil die Zahnspitze 78c und die Zahnflanke 78f mit den Formgebungszähnen 33c des Fertigwalzstempels 33 nicht in Kontakt gelangen.

(4) Versuche

Fig. 7 zeigt das Verhältnis zwischen der Genauigkeit des gewalzten Zahnrads und der Starttemperatur T&sub3; des Warm-Fertigwalzschritts. Die linke Seite der vertikalen Achse in Fig. 7 zeigt die verbesserte Abweichung beim Zahnprofilfehler und die rechte Seite der vertikalen Achse in Fig. 7 zeigt die verbesserte Abweichung bei der Zahnausnehmungsunrundheit und die verbesserte Abweichung bei dem sich anhäufenden Abstandsfehler.
Die verbesserte Abweichung ist wie folgt dargestellt: [(Dimensionsgenauigkeitsdifferenz vor und nach dem Fertigwalzschritt)/(Dimensionsgenauigkeitsdifferenz vor dem Fertigwalzschritt)] · 100%
Je größer die verbesserte Abweichung ist, um so größer ist die korrigierte Wirkung. Die schraffierte Markierung in Fig. 7 zeigt den Zahnprofilfehler, die Kreismarkierung zeigt die Zahnausnehmungsunrundheit und die halb schwarz ausgemalte Markierung zeigt den sich anhäufenden Abstandsfehler. Der Zahnprofilfehler, die Zahnausnehmungsunrundheit und der sich anhäufende Fehler sind auf der Grundlage des JIS-STANDARD definiert.
Gemäß den Testergebnissen in Fig. 7 sind dann, wenn die Starttemperatur T&sub3; bei dem Warm-Fertigwalzen mehr als 400ºC beträgt, die verbesserte Abweichung des Zahnprofilfehlers, die verbesserte Abweichung der Zahnausnehmungsunrundheit und die verbesserte Abweichung des sich anhäufenden Fehlers hoch. Insbesondere ist die Verbesserungswirkung bei der verbesserten Abweichung des Zahnprofilfehlers größer. Wenn jedoch die Starttemperatur T&sub3; des Warm-Fertigwalzschritts geringer als 400ºC ist, nimmt die korrigierte Wirkung hinsichtlich der Genauigkeit ab.
Bei diesem Versuch war das gewalzte Sollzahnrad das Schrägrad, bei welchem das Material des Rohlings Kohlenstoffstahl war (JIS:S58C), ein Normalmodul des gewalzten Sollzahnrades wurde auf 2,4 eingestellt, die Anzahl der Zähne betrug 10 und der Schrägungswinkel wurde auf 30º eingestellt. Die Anzahl der Proben betrug 10 (n = 10). Der Rohling-Halteabschnitt wurde als ein Fließsystem verwendet, welches in der Quetschrichtung bewegt werden kann, wobei die Quetschlast von rechts und links aufgebracht wurde. Bei dem Heiß-Vorwalzschritt wurden die Starttemperatur T&sub1; auf 950 CC und die Abschlußtemperatur auf 650ºC eingestellt. Jede der Quetschlasten von einem Paar von Rollenquetschvorrichtungen wurde auf 5 tonfeingestellt, die Zeit für einen Quetschvorgang betrug 3,5 Sekunden und die Zeit für einen Dimensionierungsvorgang betrug 3,5 Sekunden.
Nachdem der Heiß-Vorwalzschritt auf der Grundlage der zuvor erwähnten Bedingungen durchgeführt wurde, wurde der Warm = Fertigwalzschritt (Starttemperatur T3 = 600ºC), Abschlußtemperatur T&sub4; = 450ºC) auf der Grundlage der in Fig. 2 gezeigten Anordnung durchgeführt, um das gewalzte Zahnrad auszuformen.
Das Zahnprofil wurde gemessen. Das heißt, Fig. 8 zeigt die Zahnprofile, deren Zähne (A) bis (D) in der Umfangsrichtung in Abständen von 90º angeordnet sind und vor dem Warm-Fertigwalzschritt zu dem gewalzten Zahnrad gehören. Auch Fig. 9 zeigt die Zahnverlaufsprofile bei den gleichen Zähnen (A) bis (D). Die Kombination aus (A) und (A) zeigt die Zahnoberflächen, welche für den bestimmten Zahn zueinander Rückseite an Rückseite stehen. Die Kombination aus (B) und (B) zeigt die Zahnoberflächen, welche bei dem bestimmten anderen Zahn Rückseite an Rückseite zueinander stehen. Die Kombinationen aus (C) und (C) und die Kombinationen aus (D) und (D) sind ähnlich.
In Fig. 8 zeigen die Werte unterhalb der zugumgeformten Profile den Bandbreitenfehler (Einheit: Mikrometer) und den Druckwinkelfehler (Einheit: Mikrometer). In Fig. 9 zeigen die Werte unter den zugumgeformten Profilen den Zahnverlauffehler (Einheit: Mikrometer) und den Schrägungswinkelfehler (Einheit: Mikrometer).
Fig. 10 zeigt die Zahnprofile nach dem Warm- Fertigwalzschritt und Fig. 11 zeigt die Zahnverlaufsprofile nach dem Warm-Fertigwalzschritt. Die Fig. 10 und 11 zeigen auch den Bandbreitenfehler, den Druckwinkelfehler, den Zahnverlauffehler und den Schrägungswinkelfehler.
Gemäß einem Vergleich zwischen Fig. 8 und Fig. 10 ist die Verbesserungswirkung bei dem Bandbreitenfehler und dem Druckwinkelfehler zu sehen. Außerdem ist aus einem Vergleich zwischen Fig. 9 und Fig. 11 die Verbesserungswirkung bei dem Zahnverlauffehler und dem Schrägungswinkelfehler zu sehen.
Darüber hinaus zeigt Fig. 12 die Zahnausnehmungsunrundheit und den sich anhäufenden Abstandsfehler (R)(L) vor dem Warm-Fertigwalzschritt. Fig. 13 zeigt die Zahnausnehmungsunrundheit und den sich anhäufenden Abstandsfehler (R)(L) nach dem Warm- Fertigwalzschritt. Obwohl die Zahnausnehmungsunrundheit vor dem Fertigwalzschritt 71 Mikrometer beträgt, nimmt sie nach dem Fertigwalzschritt auf 24 Mikrometer ab. Obwohl der sich anhäufende Abstandsfehler (R) vor dem Fertigwalzschritt 113 Mikrometer beträgt, nimmt er nach dem Fertigwalzschritt auf 88 Mikrometer ab. Obwohl der sich anhäufende Abstandsfehler (L) vor dem Fertigwalzschritt 110 Mikrometer beträgt, nimmt er nach dem Fertigwalzschritt auf 80 Mikrometer ab.
Erfindungsgemäß werden als die Heizeinrichtung nicht nur die Induktionserwärmung verwendet, sondern auch andere Heizeinrichtungen, wie z. B. eine Heizeinrichtung, welche das Werkstück sehr schnell auf hohe Temperaturen aufheizen kann.
Im Bezug auf die Fig. 14 bis 21 wird anschließend die Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform beschrieben. Fig. 14 zeigt eine Draufsicht der Vorrichtung. Fig. 15 zeigt eine Vorderansicht des Hauptabschnitts der Vorrichtung.
Gemäß Fig. 14 weist ein Rohling-Halteabschnitt 1, welcher als ein Werkstück-Halteabschnitt arbeitet, einen ersten Rohling-Halteabschnitt 11 und einen zweiten Rohling-Halteabschnitt 12 auf, die einander zugewandt sind. Der erste Rohling-Halteabschnitt 11 weist eine erste Rohling-Haltewelle 11a mit großem Durchmesser auf und der zweite Rohling-Halteabschnitt 12 weist eine zweiten Haltewelle 12a mit großem Durchmesser auf.
Ein erster Motor 21 arbeitet als eine Rohling- Dreheinrichtung, um den Rohling, d. h., das Werkstück, in Betrieb zu nehmen. Wenn der erste Motor 21 antreibt, dreht sich der erste Rohling-Halteabschnitt 11 in einer Umfangsrichtung (d. h. in Richtung des Pfeils "E1" in Fig. 15).
In Fig. 14 ist ein zweiter Motor 22 zum Bewegen des ersten Rohling-Halteabschnitts 11 angeordnet, um den Rohling zu bewegen. Wenn der zweite Motor 22 antreibt, dreht sich eine Kugelspindelwelle 24r in ihrer Umfangsrichtung, und dadurch werden der erste Rohling- Halteabschnitt 11 und der Rohling 7 in Richtungen der Pfeile "Y1" "Y2" bewegt.
In Fig. 14 dreht sich dann, wenn ein dritter Motor 23 als eine Rohling-Dreheinrichtung arbeitet, der zweite Rohling-Halteabschnitt 12 durch eine drehmomentübertragende verstellbare Kupplung 26 (beispielsweise eine Pulverkupplung) in seiner Umfangsrichtung, d. h., in der gleichen Richtung wie der erste Rohling-Halteabschnitt 11. Wenn ein hydraulischer Zylinder 29, welcher zum Bewegen des zweiten Rohling- Halteabschnitts 12 verwendet wird, antreibt., wird der zweite Rohling-Halteabschnitt 12 zu dem ersten Rohling- Halteabschnitt 11 in Richtung des Pfeils "Y3" unter Verwendung der kugelverzahnten Welle 26f bewegt, und dadurch können der zweite Rohling-Halteabschnitt 12 und der erste Rohling-Halteabschnitt 11 den Rohling 5 zwangsweise halten.
In Fig. 14 ist auf der anderen Seite des ersten Rohling-Halteabschnitts 11 eine Hochfrequenz-Heizspule 28 angeordnet, welche als eine ringförmige Heizeinrichtung zum Erwärmen des Rohlings 7 durch Induktionserwärmung arbeitet. Ein Wärmesensor 28C, d. h. ein Strahlungspyrometer, erfaßt Situationen des erwärmten Rohlings.
Eine Rollen- bzw. Walzenquetschvorichtung 3 weist eine erste Walzenquetschvorrichtung 31 und eine zweite Walzenquetschvorrichtung 41 auf, welche ein entgegengesetztes Paar bilden, um den Rohling 7 in seiner radialen Richtung zu halten. Die erste Rollenquetschvorrichtung 31 weist einen ersten Walzstempel 32, welcher als ein Heiß-Walzwerkzeug arbeitet, einen ersten Fertigwalzstempel 33, welcher als ein Warm-Walzwerkzeug arbeitet, eine erste Verbindungsstange 34 und ein erstes Gehäuse 36 auf. Die erste Verbindungsstange 34 verbindet den ersten Walzstempel 32 und den ersten Fertigwalzstempel 33 in Reihe entlang der Axialrichtung und koaxial. Der erste Walzstempel 32 und der erste Fertigwalzstempel 33 sind an dem ersten Gehäuse 36 drehbar gehalten. Außerdem weist die erste Walzenquetschvorrichtung 31 einen vierten Motor 24 und eine erste Kugelspindelwelle 37 auf.
Gemäß Fig. 14 weist die zweite Rollenquetschvorrichtung 41 ebenso einen zweiten Vorwalzstempel 42, welcher als ein Heiß-Walzwerkzeug arbeitet, eine zweite Verbindungsstange 44 und ein zweites Gehäuse 46 auf.
Die zweite Verbindungstange 44 verbindet den zweiten Walzstempel 42 und den zweiten Fertigwalzstempel in Reihe in der Axialrichtung und koaxial. Der zweite Walzstempel 42 und der zweite Fertigwalzstempel 43 sind an dem zweiten Gehäuse 46 drehbar gehalten. Außerdem weist die zweite Rollenquetschvorrichtung 41 einen fünften Motor 25 und eine zweite Kugelspindelwelle 47 auf.
Das erste Gehäuse 36 kann den Rohling 7 in Richtung des Pfeiles "X1" walzen, und sie kann von dem Rohling 7 in Richtung des Pfeiles "X2" zurück gezogen werden. Das zweite Gehäuse 46 kann den Rohling 7 in Richtung des Pfeiles "X1" quetschen, und sie kann von dem Rohling 7 in Richtung des Pfeiles "X2" zurück gezogen werden.
Gemäß Fig. 14 weist das erste Gehäuse 36, welches in einer Draufsicht "kanalförmig" ist, zwei erste gegenüberliegende dickwandige Abschnitte 36a, 36b, welche einander zugewandt sind, und einen ersten dickwandigen Verbindungsabschnitt 36c zum Verbinden der ersten gegenüberliegenden Abschnitte 36a, 36b auf. Auch das zweite Gehäuse 46, welches in einer Draufsicht "kanalförmig" ist, weist zwei zweite gegenüberliegende dickwandige Abschnitte 46a, 46b, welche einander zugewandt sind, und einen zweiten dickwandigen Verbindungsabschnitt 46c zum Verbinden der zweiten gegenüberliegenden dickwandigen Abschnitte 46a, 46b auf.
Wie aus Fig. 15 ersichtlich ist, können das erste Gehäuse 36 und das zweite Gehäuse 46 entlang der Führungsabschnitte 3b, welche an der Basis 3a derart angebracht sind, daß sie sich selbst in den Richtungen der Pfeile "X1" "X2" halten, bewegt werden.
Es wird nun zu Fig. 14 zurückgekehrt. Wenn der vierte Motor 24 angetrieben wird, wird die Antriebskraft des vierten Motors 24 unter Verwendung des ersten Reduktionsgetriebes 24i verringert und zu der ersten Kugelspindelwelle 37 übertragen. Anschließend wird die erste Kugelspindelwelle 37 in der Umfangsrichtung gedreht, und das erste Gehäuse 36 wird in Richtung des Pfeils "X1" bewegt; folglich werden der erste Walzstempel 32 und der erste Fertigwalzstempel 33, welche an dem ersten Gehäuse 36 gehalten werden, zu dem Rohling 7 in der gleichen Richtung bewegt.
Wenn der vierte Motor 24 umgekehrt gedreht wird, wird die erste Kugelspindelwelle 37 in ihrer Umfangsrichtung umgekehrt gedreht, und dadurch wird das erste Gehäuse 36 in Richtung des Pfeiles "X2" bewegt. Demgemäß werden der erste Walzstempel 32 und der erste Fertigwalzstempel 33 zusammen in die gleiche Richtung bewegt, so daß sie von dem Rohling 7 zurück gezogen werden. Folglich arbeiten der vierte Motor 24 und die erste Kugelspindelwelle 37 als Quetsch- und Zurückzieheinrichtung, um den ersten Walzstempel 32 und den ersten Fertigwalzstempel 32 an den Rohling 7 zu quetschen.
Entsprechend wird in Fig. 14 dann, wenn der fünfte Motor 25 angetrieben wird, die Antriebskraft, des fünften Motors 25 durch das zweite Reduktionsgetriebe 25i verringert und zu der zweiten Kugelspindelwelle 47 übertragen. Anschließend wird die zweite Kugelspindelwelle 47 in ihrer Umfangsrichtung gedreht, das zweite Gehäuse 46 wird in Richtung des Pfeils "X1" bewegt; folglich werden der zweite Walzstempel 42 und der zweite Fertigwalzstempel 43 zu dem Rohling 7 in die gleiche Richtung bewegt.
Wenn der fünfte Motor 25 umgekehrt gedreht wird, wird die zweite Kugelspindelwelle 47 in der Umfangsrichtung umgekehrt gedreht, und dadurch wird das zweite Gehäuse 46 in Richtung des Pfeiles "X2" bewegt. Demgemäß werden der zweite Walzstempel 42 und der zweite Fertigwalzstempel 43 zusammen in die gleiche Richtung derart bewegt, daß sie von dem Rohling 7 zurück gezogen werden. Daher arbeiten der fünfte Motor 25 und die zweite Kugelspindelwelle 47 als eine Quetscheinrichtung, um den zweiten Walzstempel 42 und den zweiten Fertigwalzstempel 43 an den Rohling 7 zu quetschen.
Die Last, welche auf das erste Gehäuse 36 wirkt, wird unter Verwendung einer ersten Lastzelle 36r erfaßt, und ein Bewegungsbetrag des ersten Gehäuses 36 wird unter Verwendung einer ersten Strichskala 36k erfaßt. Die Last, welche auf das zweite Gehäuse 46 wirkt, wird unter Verwendung einer zweiten Lastzelle 46r erfaßt, und ein Bewegungsbetrag des zweiten Gehäuses 46 wird unter Verwendung einer zweiten Strichskala 46k erfaßt. Jedes der erfaßten Signale wird einem Steuerungssystem zugeführt.
Der zuvor erwähnte vierte Motor 24 und der zuvor erwähnte fünfte Motor 25, welche jeweils einen Servomotor bilden, werden auf der Grundlage von Synchronquetsch- Befehlssignalen und Synchronrückzieh-Befehlssignalen von dem Steuerungssystem gesteuert, und dadurch arbeiten die erste Kugelspindelwelle 37 und die zweite Kugelspindelwelle 47 synchron. Demgemäß können der erste Walzstempel 32 und der zweite Walzstempel 42 in Richtung des Pfeiles "X1" synchron gequetscht und in Richtung des Pfeiles "X2" synchron zurück gezogen werden.
Wenn in Fig. 14 der Motor 5, welcher den Servomotor zum Drehen der Stempel bildet, auf der Grundlage der Antriebsbefehlssignale von dem Steuerungssystem angetrieben wird, wird auch das erste Untersetzungsgetriebe 52 durch Zahnräder 50, 51 angetrieben, um die Geschwindigkeit zu verringern. Anschließend werden die erste Verbindungsstange 34, der erste Walzstempel 32 und der erste Fertigwalzstempel 33 gemeinsam durch die Drehwelle 52e und das erste Universalgelenk 53 mit konstanter Geschwindigkeit gedreht, und der Walzschritt wird dadurch durchgeführt.
Außerdem wird die Antriebskraft des Motors 5 zum Drehen des ersten Stempels auf einen Phaseneinstellmechanismus 55x, ein zweites Untersetzungsgetriebe 55, eine Drehwelle 55e und ein zweites Universalgelenk 56 mit konstanter Geschwindigkeit übertragen. Demgemäß wird die Antriebskraft des Motors 5 zu der zweiten Verbindungsstange 44, dem zweiten Walzstempel 42 und dem zweiten Fertigwalzstempel 43 übertragen; daher werden sie gedreht.
Der Phaseneinstellmechanismus 55x wird dafür verwendet, um die Umfangsphase der Formgebungszähne des ersten Walzstempels 32 auf die Umfangsphase der Formgebungszähne des zweiten Walzstempels 42 einzustellen. Der Phaseneinstellmechanismus 55x weist eine Funktion auf, um die Phasendifferenz zwischen dem ersten Walzstempel 32 und dem zweiten Walzstempel 42 zu beseitigen. Mit dem Ziel, diese Funktion zu realisieren, weist der Phaseneinstellmechanismus 55x ein Paar von Scheiben 55y auf, welche viele, sich in einer radialen Richtung erstreckende Eingriffszähne und eine Verbindungseinrichtung zum Verbindung der Scheiben 55y auf. Ein Steuern des in Eingriff Stehens zwischen den Eingriffszähnen der Scheiben 55y verwirklicht diese Funktion.
Im folgenden wird der Haltemechanismus des Rohling- Halteabschnitts 1 beschrieben. Gemäß Fig. 16 weist der erste Rohling-Halteabschnitt 11 eine erste Haltewelle 11a, eine Betätigungswelle 14, einen Befestigungskörper 15 in Form einer Buchse, eine Klemmhülse 15 und einen Preßkörper 17 in Ringform auf. Die erste Haltewelle 11a, welche eine hohe Steifigkeit hat, weist eine erste Kegelfläche 11c auf, welche einen sich zu einem axialen Endabschnitt verringernden Außendurchmesser aufweist. Die Betätigungswelle 14 ist in ein Einführloch 11d der ersten Haltewelle 11a gleitfähig eingeführt. Der Befestigungskörper 15 ist an dem Endabschnitt der ersten Haltewelle 11a derart angeordnet, daß er mit einem Flansch 14c in Eingriff steht, welcher an dem axialen Endabschnitt der Betätigungswelle 14 angeordnet ist. Die Klemmhülse 16 wirkt als eine Eingriffsklaue, welche in Richtung des Pfeiles "C1", d. h., in der Radiusrichtung nach außen, bewegt werden kann. Der Preßkörper 17 wird an der Endfläche der ersten Haltewelle 11a unter Verwendung von (nicht gezeigten) Bolzen gehalten.
In Fig. 16 wird dann, wenn die Betätigungswelle 14 in Richtung des Pfeiles "D1" betätigt wird, der Befestigungskörper 15 in die gleiche Richtung bewegt. Somit drückt die Kegelfläche 15 h des Befestigungskörpers 15 zwangsweise eine Kegelfläche 16t der Klemmhülse 16. Als ein Ergebnis hieraus wird die Klemmhülse 16 in Richtung des Pfeiles "C1" bewegt, sie drückt die Innenwandungsfläche 71, welche das mittige Loch des Rohlings 7 bildet, in Richtung des Pfeiles "C1", und der Rohling 7 wird dadurch unter Verwendung des ersten Rohling-Halteabschnittes 11 fest gehalten.
Der zweite Rohling-Halteabschnitt 12 weist eine Einführbohrung 18, welche an dessen axialen Endabschnitt ausgeformt ist, und einen ringförmigen Preßkörper 19, welcher mit (nicht gezeigten) Bolzen an dem axialen Endabschnitt gehalten wird, auf. An der Innenfläche der Einführbohrung 18 ist eine Führungswandungsfläche 18k mit einer geringen Neigung ausgeformt.
Wenn sich der erste Rohling-Halteabschnitt 11 und der zweite Rohling-Halteabschnitt einander entlang der Axialrichtung relativ annähern, wie es aus Fig. 16 ersichtlich ist, wird die Einführbohrung 18 der zweiten Haltewelle 12a des zweiten Rohling-Halteabschnitts 12 in den Befestigungskörper 15 zwangsweise eingeführt. Demgemäß ist der Befestigungskörper 15 in der Radiusrichtung eingeschränkt. Somit wird die Kraft zum Einschränken des Rohlings 7 äußerst starr, und der erste Rohling-Halteabschnitt 11 und der zweite Halteabschnitt 12 halten den Rohling 7 sicher. Daher kann der Rohling 7, welcher unter Verwendung des ersten Rohling- Halteabschnitts 11 und des zweiten Rohling- Halteabschnitts 12 gehalten wird, im wesentlichen in den Richtungen der Pfeile "X1, X2" nicht schwanken. So verwendet diese Ausführungsform ein nicht fließendes Verfahren, welches manchmal als Halteverfahren bezeichnet wird.
Bei dieser Ausführungsform ist die Rohling- Haltesteifigkeit in Richtung des Pfeiles "X1", d. h., in der Quetschrichtung, auf eine höhere Steifigkeit als 0,1 mm/tonfeingestellt. Konkret ist sie in einen Bereich von 0,01 bis 0,085 mm/tonf oder in einen Bereich von 0,07 bis 0,08 mm/tonfeingestellt.
Die zuvor erwähnte Rohling-Haltesteifigkeit auf der Basis des Rohling-Halteabschnitts 1 ist wie folgt definiert:
Wie in Fig. 16 als gestrichelte Linie gezeigt, wird angenommen, daß die erste Haltewelle 11a und die zweite Haltewelle 12a aufgrund einer unausgeglichenen Kraft ΔW' gekrümmt sind, um die Biegung ΔBs des Rohlings 7 in Richtung der Pfeile "X1, X2", d. h.,, in der Quetschrichtung, zu erzeugen. Zum Verständnis dieses Sachverhalts ist die Biegung durch die gestrichelte Linie übertrieben dargestellt.
In dem Fall, wo die Rohling-Haltesteifigkeit als EB angezeigt ist, wird EB wie folgt berechnet:
EB = {ΔBS(mm)/ΔW'(tonf)}
Damit die Rohling-Haltesteifigkeit eine höhere Steifigkeit als 0,1 mm/tonf ist, sind die folgenden Überlegungen (A) (B) erforderlich:
(A) Eine wackelige Bewegung, welche zwischen der Außenwandungsfläche der Klemmhülse 16 und der Innenwandungsfläche 71 des Rohlings 7 vorherrscht, wird unendlich klein oder null; und
(B) die Steifigkeit der ersten Haltewelle 11a des ersten Rohling-Halteabschnittes 11 und der zweiten Haltewelle 12a des zweiten Rohling-Halteabschnittes 12 ist in der Quetschrichtung (d. h., in Richtung der Pfeile "X1, X2") eine höhere Steifigkeit als in anderen Richtungen.
Zum Verwirklichen der oben erwähnten Überlegungen (A) und (B), sind die folgenden Punkte (a) bis (e) wichtig.
(a) Erhöhen des Durchmessers der ersten Haltewelle 11a und der zweiten Haltewelle 12a;
(b) Dicker Machen des ersten Gehäuses 36 und des zweiten Gehäuses 46;
(c) Erhöhen der Anzahl an Verstärkungsrippen zum Erhöhen der Steifigkeit des Gehäuses 36, 46; 0
(d) Auswählen des Materials, welches eine hohe Steifigkeit aufweist, als ein Basismetall für das Gehäuse 36, 46; und
(e) Einstellen der wackeligen Bewegung der Gleitfläche zum Bewegen des Gehäuses 36, 46 auf null durch einen Verriegelungsmechanismus, wie z. B. einen Hydraulikdruckmechanismus.
Die Synchronquetschgenauigkeit bezeichnet eine durchschnittliche Abweichung bzw. Auslenkung in einem Quetschbetrag des ersten Walzstempels 32 und des zweiten Walzstempels 42 während des Walzschrittes, wenn beide Walzstempel 32, 42 in Bezug auf den Rohling 7 synchron gequetscht werden.
Bei dieser Ausführungsform ist die Synchronquetschgenauigkeit L zwischen dem ersten Walzstempel 32 und dem zweiten Walzstempel 42 in Richtung des Pfeiles "X1", d. h., in der Quetschrichtung, so eingestellt, daß sie höher als 0,03 mm ist. Konkret heißt das, sie ist in den Bereich von 0,005 bis 0,03 mm eingestellt. Bei dieser Ausführungsform liegt nicht nur die Synchronquetschgenauigkeit zwischen dem ersten Walzstempel 32 und dem zweiten Walzstempel 42, sondern auch die Synchronquetschgenauigkeit zwischen dem ersten Fertigwalzstempel 33 und dem zweiten Fertigwalzstempel 43 in dem zuvor erwähnten gleichen Bereich.
Die Synchronquetschgenauigkeit ist wie folgt ausgedrückt: In Fig. 15 ist der Abstand zwischen dem äußeren Endabschnitt des ersten Walzstempels 32 zum Berühren des Rohlings 7 und der axialen Mittellinie des Rohling-Halteabschnitts 1 als LLS (mm) angegeben; der Abstand zwischen dem äußeren Endabschnitt des zweiten Walzstempels 42 zum Berühren des Rohlings 7 und der axialen Mittellinie des Rohling-Halteabschnitts 1 ist als LRS (mm) bezeichnet; und die angefügten "S" bei "LLS" und "LR" bezeichnen den äußeren Endabschnitt des Walzstempels.
Wenn eine Synchronquetschgenauigkeit als ein momentaner Wert bei einer bestimmten Zeit als ΔL' angegeben ist, bezeichnet ΔL' einen Absolutwert der Differenz zwischen dem Quetschbetrag des ersten Walzstempels 32 und einem Quetschbetrag des zweiten Walzstempels 42 für einen begrenzten Zeitraum.
Mit anderen Worten, ΔL' = LLS - LRS
Da der zuvor erwähnte Betrag ΔL' ein momentaner Wert ist, ändert er sich vom Start bis zum Ende bei dem Walzschritt; daher ist der Mittelwert der zuvor erwähnten momentanen Werte ΔL' als die Synchronquetschgenauigkeit Δ'L bei der gegenwärtigen Erfindung bestimmt.
Der zuvor erwähnte Betrag ΔL' steht unter dem Einfluß der ursprünglichen Zuführgenauigkeit auf der Grundlage der Walzenquetschvorrichtung 3 in dem Zustand ohne Last und eines Biegungs- bzw. Krümmungsbetrages der Walzenquetschvorrichtung 3 während des Walzschritts.
Um die Synchronquetschgenauigkeit L zum Erzielen einer hohen Steifigkeit, wie bei dieser Ausführungsform, zu verbessern, ist man der Meinung, daß ein Ölsystem, welches einen Öldruck verwendet, nicht ausreichend ist, weil diesem Zuführgenauigkeit fehlt.
Die zuvor erwähnte Synchronquetschgenauigkeit, welche äußert genau ist, wird wie folgt erzielt: gemäß Fig. 14 werden das Kugelspindelsystem, welches die genauen Kugelspindelwellen 37, 47 aufweist, und das servogesteuerte System, welches die Kugelspindelwellen 37, 47 mittels der Motore 24, 25, die als Servomotor arbeiten, synchron betreibt, verwendet. Eine Kombination aus diesen Systemen zeigt, daß die Zuführgenauigkeit zum Bewegen des ersten Walzstempels 32 und des zweiten Walzstempels 42 in der Quetschrichtung derart verbessert ist, daß sie hoch ist, und daß die Steifigkeit der Walzenquetschvorrichtung 3 hoch ist.
Bei dieser Ausführungsform ist die Steifigkeit der Walzenquetschvorrichtung 3 in den Bereich von mehr als 0,03 mm/tonfeingestellt. Konkret ist sie so eingestellt, daß sie in dem Bereich von 0,033 bis 0,01 mm/tonf liegt. Die Steifigkeit der Walzenquetschvorrichtung 3 ist wie folgt definiert: gemäß Fig. 17 gibt LRSO (mm) den Abstand von der axialen Mittellinie des Rohling-Halteabschnitts 1 zu dem äußeren Endabschnitt des Walzstempels 42 ohne Last an. Andererseits gibt dann, wenn auf diese Vorrichtung eine Last "F" aufgebracht wird, LRSK (mm) den Abstand der Mittellinie des Rohling-Halteabschnitts 1 zu dem äußeren Endabschnitt des Walzstempels 42 an.
Hier ist die Steifigkeit der Walzenquetschvorrichtung 3 als ER angegeben, wobei ER wie folgt berechnet wird:
ER(mm/tonf) = {(LRSK - LSRO)/F}
Zum Verständnis ist in Fig. 17 die Auslenkung bzw. Biegung unter Verwendung der gestrichelten Linie übertrieben dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform wird die Phasendifferenz zwischen dem ersten Walzstempel 32 und dem zweiten Walzstempel 42 auf der Grundlage des Steuerungssystems gesteuert. Daher wird die Biegung (= durchschnittliche Biegung während des Walzens), welche zwischen dem Drehwinkel des zweiten Walzstempels 42 und dem Drehwinkel des ersten Walzstempels 32 in Bezug auf eine Drehung des ersten Walzstempels 32 vorhanden ist, innerhalb 0,1º unterdrückt. Diese Biegung liegt vorzugsweise innerhalb 0,03º. Diese geringe Phasendifferenz kann unter den Bedingungen vorteilhafterweise verwirklicht werden, daß der Motor 5, welcher den Servomotor zum Drehen des Stempels bildet, unter Verwendung des Steuerungssystems 9 gesteuert wird, daß der Phaseneinstellmechanismus 55x verwendet wird, daß die Universalgelenke 53, 33 mit konstanter Geschwindigkeit, welche eine hohe-Genauigkeit haben, verwendet werden, und daß ein (nicht gezeigter) Mechanismus zum Entfernen eines Spiels verwendet wird.
Die Phasendifferenz der Stempel wird anschließend erläutert, wobei die Anzahl der Zähne des gewalzten Zahnrads beispielsweise eine ungerade Zahl ist. Gemäß Fig. 18 geben "OL" die Mittellinie des ersten Walzstempels 32 und "OR" die Mittellinie des zweiten Walzstempels 42 an. Die Linie "OL-OR" verbindet die beiden Mittellinien.
Wenn einer der Zahnausnehmungsmittelpunkte 32t in dem ersten Walzstempel 32 während des Walzens immer auf der Linie "OL-OR" liegt, und wenn einer der Mittelpunkte 42r der Formgebungszähne in dem zweiten Walstempel 42 während des Walzens immer auf der Linie "OL-OR" liegt, wird die Differenz zwischen beiden Stempeln 0º.
Hier wird die Phasendifferenz zwischen den beiden Stempeln 32, 42 während des Walzens durch die Summe beeinflußt, bei welcher in dem Drehmechanismus eine Anfangsphasendifferenz Δθ zu einer Geschwindigkeitsstreuung Δθm addiert wird. Im Folgenden wird die Anfangsphasendifferenz Δθ, welche zwischen dem ersten Walzstempel 32 und dem zweiten Walzstempel 42 vorhanden ist, beschrieben: vor dem Walzen ist es erforderlich, daß der Mittelpunkt 32t, 42r bei dem Walzstempel 32, 42 idealerweise auf der Linie "OL-OR" angeordnet sein muß. Trotz dieser Anforderung ist dann, wenn der Mittelpunkt 42r der Formgebungszähne in dem zweiten Walzstempel 42 vor dem Walzen in Bezug auf die Linie "OL-OR" um Δθ verschoben ist, der Winkel Δθ als die Anfangsphasendifferenz zwischen dem ersten Walzstempel 32 und dem zweiten Walzstempel 42 definiert.
Wenn der erste Walzstempel 32 um einen Drehwinkel θL gedreht ist, ist es darüber hinaus idealerweise erforderlich, daß der Drehwinkel θR des zweiten Walzstempels 42 gleich θL ist.
Auf einem mikroskopischen Niveau ist jedoch aufgrund des Einflusses der Drehstreuung des Drehmechanismus θR nicht gleich θL.
Somit gilt im allgemeinen: θR = θL + Δθm'
Hier ist Δθ'm als eine Geschwindigkeitsstreuung in dem Drehmechanismus definiert. Δθ'm ist ein momentaner Wert zu einem bestimmten Zeitpunkt und er ändert sich, während gedreht wird, geringfügig. So ist in dieser Ausführungsform nicht ein momentaner Wert als der zuvor erwähnte Wert Δθm definiert, sondern ein Durchschnittswert vom Start bis zum Ende des Walzens.
In dem Fall, in welchem die Anzahl der Zähne des gewalzten Zahnrades eine gerade Zahl ist, ist eine der Zahnausnehmungen der Formgebungszähne des ersten Walzstempels 32 derart angeordnet, daß sie einer der Zahnausnehmungen der Formgebungszähne des zweiten Walzstempels 42 zugewandt ist. Unter diesen Umständen wird dann, wenn einer der Zahnausnehmungsmittelpunkte des ersten Walzstempels 32 und einer der Zahnausnehmungsmittelpunkte des zweiten Walzstempels 42 auf der Linie "OL-OR" angeordnet ist, die Phasendifferenz 0º.
In Fig. 14 wird der auf Kohlenstoffstahl basierende Rohling 7 (Material; JIS-STANDARD S58C), welcher in einem Normaltemperaturbereich gehalten wird, an dem ersten Rohling-Halteabschnitt 11 durch Futterarbeit gehalten. Anschließend wird der zweite Motor 22 angetrieben, um den Rohling 7 in Richtung des Pfeils "Y1" zu bewegen und den Rohling 7 in der Hochfrequenz-Heizspule 28 anzuordnen. Unter diesen Umständen wird der Motor 21 angetrieben, um den Rohling 7 in der Umfangsrichtung (d. h. in Richtung des Pfeils "E1" in Fig. 15) zu drehen. Während der Rohling 7 gedreht wird, wird der Außenumfangsabschnitt des Rohlings 7 unter Verwendung der Hochfrequenz- Heizspule 28 induktionsbeheizt. Der Bereich in dem Rohling 7, welcher auf 900ºC aufgeheizt wird, erstreckt sich von dem Außenumfang des Rohlings 7 bis zu einer Tiefe, welche ungefähr 1,3 mal die Zahnhöhe beträgt. Die Heizzeit ist ungefähr in den Bereich von einigten Sekunden bis 30 Sekunden eingestellt.
Sobald der Außenumfangsabschnitt des Rohlings 7 auf den Solltemperaturbereich (größer als 900ºC) aufgeheizt ist, wird der Walzschritt durchgeführt. Die Zeit vom Abschluß des Heizschritts bis zum Start des Heiß- Vorwalzschritt liegt innerhalb 5 Sekunden. Der Grund dafür ist, daß die Wärmeübertragung in das Innere des Rohlings 7 unterdrückt wird, um den Anstieg der Temperatur in dem Mittelabschnitt des Rohlings 7 zu verringert und um eine Temperaturverteilung in dem Rohling 7 zu verbessern.
Nach dem Heizen wird die Kugelspindelwelle 24r unter Verwendung des zweiten Motors 22 betrieben, und der Rohling 7 wird in Richtung des Pfeils "Y1" bewegt, so daß er an einer Formgebungsstelle "R1" in Fig. 14 angeordnet ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der zweite Rohling- Halteabschnitt 12 in Richtung des Pfeils "Y3" bewegt; somit halten der zweite Rohling-Halteabschnitt 12 und der erste Rohling-Halteabschnitt 11 den Rohling 7 zwangsweise, wie es in Fig. 16 dargestellt ist. Die Zwangskraft ist unter Verwendung des hydraulischen Zylinders 29 auf mehrere [tonf] sicher gestellt.
Unter diesen Umständen wird der Rohling 7 auf der Grundlage der Antriebskraft des dritten Motors 23 in seiner Umfangsrichtung gedreht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Rohling 7 nur unter Verwendung des dritten Motors 23 gedreht, weil der erste Motor 21 ausgeschaltet ist.
Darüber hinaus werden der erste Walzstempel 32 und der zweite Walzstempel 42 mit einer vorbestimmten konstanten Geschwindigkeit gedreht. Auf der Grundlage der Synchronquetsch-Befehlssignale, welche von dem (nichtgezeigten) Steuerungssystem ausgegeben werden, werden der erste Walzstempel 32 und der zweite Walzstempel 42 an den Außenumfangsabschnitt des Rohlings 7 in Richtung des Pfeils "X1" (Quetschgeschwindigkeit: 6 mm/s) synchron gequetscht. Somit wird ein Zahnanstieg erzeugt. Nach diesem Anstieg wird an dem Außenumfangsabschnitt des Rohlings 7 während 5 bis 20 Drehungen des Rohlings 7 ein Dimensionieren durchgeführt, so daß während des Heiß- Vorwahlschritts Zähne erzeugt werden. Danach werden auf der Grundlage der Synchronrückzieh-Befehlssignale, welche von dem Steuerungssystem ausgegeben werden, der erste Walzstempel 32 und der zweite Walzstempel 42 von dem Umfangsabschnitt des Rohlings 7 in Richtung des Pfeils "X2" synchron zurück gezogen.
Nachdem der Heiß-Fertigwalzschritt beendet ist, wie es oben beschrieben wurde, bewegen der Zylinder 29 und der zweite Motor 22 den Rohling 7 weiter in Richtung des Pfeils "Y2", so daß der Rohling 7 an der in Fig. 14 gezeigten Abschlußformgebungsstelle "R2" angeordnet ist. Unter diesen Umständen wird auf der Grundlage der Synchronquetsch-Befehlssignale, welche von dem Steuerungssystem ausgegeben werden, der erste Fertigwalzstempel 33, welcher mit dem ersten Walzstempel 32 gedreht wird, in Richtung des Pfeils "X1" bewegt, so daß er an den Rohling 7 gequetscht wird. Und der zweite Fertigwalzstempel 43, welcher mit dem zweiten Walzstempel 42 gedreht wird, wird in Richtung des Pfeils "X1" bewegt, so daß er synchron mit dem ersten Walzstempel an den Rohling 7 gequetscht wird. Daher werden die Zähne des Rohlings 7 in dem Bereich von warmen Temperaturen (von der Starttemperatur 600ºC bis zu der Abschlußtemperatur 400ºC) fertiggewalzt. Anschließend werden der erste Fertigwalzstempel 33 und der zweite Fertigwalzstempel 43 in Richtung des Pfeils "X2" bewegt und von dem Rohling 7 zurück gezogen.
Bei dieser Ausführungsform ist die Synchronquetschgenauigkeit zwischen dem ersten Walzstempel 32 und dem zweiten Walzstempel 42 hoch. Gemäß Fig. 15 sind der Abstand zwischen der axialen Mittellinie des Rohlings 7 und der axialen Mittellinie des ersten Walzstempels 32 als LL und der Abstand zwischen der axialen Mittellinie des Rohlings 7 und der axialen Mittellinie des zweiten Walzstempels 42 als LR angegeben. Hier entsprechen LL und LR einander mit hoher Genauigkeit. Somit kann eine Zahnausnehmungsunrundheit in dem gewalzten Zahnrad verringert werden, und dies ist beim Herstellen des gewalzten Zahnrades, welche eine hohe Genauigkeit hat, von Vorteil.
Gemäß Fig. 15 ist darüber hinaus bei dieser Ausführungsform eine erste Ausgabevorrichtung 76 zum Ausgeben eines flüssigen Schmiermittels derart angeordnet, daß sie dem Abschnitt zugewandt ist, welcher durch einen Walzbereich in dem ersten Walzstempel 32 hindurch führt. Auch eine zweite Ausgabevorrichtung 77 zum Ausgeben eines flüssigen Schmiermittels, welches Graphitpulver enthält, ist derart vorgesehen, daß sie dem Abschnitt zugewandt ist, welcher durch einen Walzabschnitt in dem zweiten Walzstempel 42 hindurch führt. Das heißt, die erste Ausgabevorrichtung 76 und die zweite Ausgabevorrichtung 77 sind jeweils getrennt an senkrechten Positionen angeordnet.
Demgemäß ist diese Vorrichtung dahingehend von Vorteil, daß sie einen Sprühzeitpunkt und eine Sprühzeit von Schmiermittel gleichmäßig macht, und daß sie eine Sprühmenge an Schmiermittel in Bezug auf den ersten Walzstempel 32 und den zweiten Walzstempel 42 gleichmäßig macht. So ist diese Vorrichtung dahingehend von Vorteil, daß sie die Schmiereigenschaft und die Temperaturverteilung gleichmäßig macht, und daß das gewalzte Zahnrad mit einem hohen Grad an Genauigkeit hergestellt wird.
Fig. 19 zeigt die erste Walzenquetschvorrichtung 31. Gemäß Fig. 19 ist in der ersten Walzenquetschvorrichtung 31 an der ersten Verbindungsstange 34, welche an dem ersten Gehäuse 36 drehbar gehalten wird, entlang der axialen Richtung eine Keilnut 34 h ausgeformt. Außerdem sind an dem Innenumfangsabschnitt des Einpaßlochs des ersten Walzstempels 32 eine Gegenkeilnut 32i und an dem Innenumfangsabschnitt des Einpaßlochs des ersten Fertigwalzstempels 33 eine Gegenkeilnut 33i ausgeformt. Mit den Gegenkeilnuten 32i, 33i und einer Keilnut 34h, welche an der ersten Verbindungsstange 34 ausgeformt ist, befindet sich ein Keil 34m in Eingriff, wodurch die Stempel 32, 33 in Bezug auf die Umfangsrichtung vereinigt bzw. kombiniert sind.
Gemäß Fig. 20 sind demgemäß dann, wenn der Mittelpunkt von einem der Formgebungszähne 32c in dem Walzstempel 32 auf die senkrechte Linie "PL" eingestellt ist, die anderen der Formgebungszähne 32c in Abständen von θ1 Winkelgraden angeordnet. Wenn der Mittelpunkt von einem der Formgebungszähne 33c des Fertigwalzstempels 33 auf die senkrechte Linie "PL" eingestellt ist, sind auch die anderen Formgebungszähne 33c in Abständen von θ1 Winkelgraden angeordnet. Mit anderen Worten, die Umfangsphase der Formgebungszähne 32c des Walzstempels 32 stimmt mit der Umfangsphase der Formgebungszähne 33c des Fertigwalzstempels 33 überein. Daher arbeiten der oben erwähnte Keil und die oben erwähnten Keilnuten als die Einrichtung zum Einstellen der Phase der Formgebungszähne. Die Gesamtanzahl der Zähne bei dem Fertigwalzstempel 33 ist so groß wie bei den Vorwalzstempeln 32. Die Gesamtanzahl der Zähne bei dem Fertigwalzstempel 43 ist so groß wie die bei dem Walzstempel 42. Fig. 20 zeigt hier nur einen Teil der Formgebungszähne 32c, 33c.
Die zweite Walzenquetschvorrichtung 41 hat den gleichen Aufbau wie die erste Walzenquetschvorrichtung 31; gemäß Fig. 20 stellen daher der oben erwähnte Keil und die oben erwähnten Keilnuten die Umfangsphase des Formgebungsstempels 42c des zweiten Walzstempels 42 auf die Umfangsphase der Formgebungszähne 43c des zweiten Fertigwalzstempels 43 ein.
(Ablaufdiagramm für Zeitsteuerung)
Fig. 21 zeigt ein Beispiel für ein Ablaufdiagramm für den Walzschritt, welcher unter Verwendung der Vorrichtung dieser Ausführungform durchgeführt wird. Die horizontale Achse in Fig. 21 zeigt die Zeit, welche vergangen ist, wenn die Startzeit für den Heiß-Vorwalzschritt auf "0" eingestellt ist. Der untere Abschnitt der vertikalen Achse in Fig. 21 zeigt eine Beschleunigung und eine Verzögerung bei der Rohlingdrehung, wenn eine Solldrehzahl des zuvor erwähnten Rohlings 7 auf NB eingestellt ist. Der obere Abschnitt der vertikalen Achse zeigt ein Verhältnis einer Pferdestärke (h. p.) bei der drehmomentübertragenden verstellbaren Kupplung 26. Dieses Verhältnis bezeichnet das Verhältnis, bei welchem die Antriebskraft des dritten Motors 23 auf den zweiten Rohling-Halteabschnitt 12 übertragen wird.
Vom Zeitpunkt a' in Fig. 21 beginnen die Walzstempel 32, 42 damit, daß sie in der Quetschrichtung bewegt werden. Vom Zeitpunkt a, welcher unmittelbar auf den Zeitpunkt a' folgt, bis zum Zeitpunkt e wird in Bezug auf den Rohling 7 der Heiß-Vorwalzschritt durchgeführt. Vom Zeitpunkt e werden die Walzstempel 32, 42 von dem gewalzten Zahnrad 78 in Richtung des Pfeils "X2" zurück gezogen. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt e' beginnen die Fertigwalzstempel 33, 43 damit, daß sie in der Quetschrichtung (d. h., in Richtung von Pfeil "X1") bewegt werden. Zum Zeitpunkt f beginnen die Formgebungszähne 33c, 43c der Fertigwalzstempel 33, 43 damit, daß sie mit den Zähnen des vorgewalzten Zahnrads 78 in Eingriff gelangen.
Bei dieser Ausführungsform ist eine Solldrehzahl NB wie folgt eingestellt:
NB = NR · [ZRH/ZB]
Die Drehzahl der Walzstempel 42 (32) ist als NR angegeben, die Anzahl der Zähne bei den Walzstempeln 42 (32) ist als ZRH angegeben und die Anzahl der Zähne in dem gewalzten, aus dem Rohling 7 hergestellten Zahnrad 78 ist als ZB angegeben.
Hier ist die Anzahl der Zähne der Fertigwalzstempel 33, 43 auf die der Vorwalzstempel 32, 42 eingestellt, d. h., auf ZRH.
Gemäß Fig. 21 wird der Rohling 7 im Grunde mit der Solldrehzahl NB gedreht, mit Ausnahme von bestimmten Perioden. Somit steuert das Steuerungssystem, welches als eine Eingriffsteuereinrichtung arbeitet, die zweite Haltewelle 12a des zweiten Rohling-Halteabschnitts 12 derart, daß der Rohling 7 gesteuert wird, wobei in Bezug auf die Solldrehzahl NB keine Beschleunigung oder Verzögerung erfolgt. Auch die Walzstempel 32, 42, 33, 43 werden auf der Grundlage des Steuerungssystems 9 gesteuert, so daß sie sich mit einer Drehzahl "NR" drehen.
Wie in Fig. 21 gezeigt ist, wird jedoch die Drehzahl des Rohlings 7 vom Zeitpunkt b bis zum Zeitpunkt c allmählich erhöht, wenn mit dem Heiß-Vorwalzschritt fortgefahren wird. Beispielsweise wird die Drehzahl des Rohlings 7 in Bezug auf die Solldrehzahl NIB um +0,3% erhöht. Der Grund dafür ist wie folgt: Das in Eingriff Stehen, welches zwischen den Zähnen des gewalzten Zahnrads 78 und den Formgebungszähnen 32c, 42c der Walzstempel 32, 42 vorhanden ist, wird vergrößert, wobei die Zähne des gewalzten Zahnrads 78 erzeugt werden, so daß die Drehzahl des gewalzten Zahnrades 78 unter dem Einfluß der Drehantriebskraft der Walzstempel 32, 42 ansteigt.
Wie in Fig. 21 bei ΔT1 gezeigt ist, steuert demgemäß das Steuerungssystem die drehmomentübertragende verstellbare Kupplung 26 vom Zeitpunkt b bis zum Zeitpunkt d derart, daß die Rate der übertragenen Pferdestärken in den Bereich von weniger als 50% verringert wird und daß das Übertragen der Antriebskraft von dem dritten Motor 23 vermindert wird. Somit kehrt die Drehzahl des Rohlings 7 (d. h., des gewalzten Zahnrads 78) wieder zu der Solldrehzahl NB zurück. Daher kehrt die Drehzahl des Rohlings 7 zu dem Zeitpunkt d, an dem die Zähne so eingepaßt sind, daß sie sich in einem nahezu stationären bzw., fertiggestellten Zustand befinden, wobei der Dimensionierungsvorgang fortgesetzt wird, zu der Solldrehzahl NB zurück.
Weil bei diesem Beispiel der Heiß-Vorwalzschritt zum Zeitpunkt e beendet ist, werden die Walzstempel 32, 42 von dem gewalzten Zahnrad 78 zu dem Zeitpunkt e zurück gezogen. Zu dem Zeitpunkt e steuert das Steuerungssystem auch die drehmomentübertragende verstellbare Kupplung 26 derart, daß die Effizienz hinsichtlich einer Übertragung von Pferdestärken auf 100% zurückkehrt. Daher wird die Drehzahl des Rohlings 7 (d. h., des gewalzten Zahnrads 78) auf der Solldrehzahl NB gehalten.
Auch die Fertigwalzstempel 33, 43 beginnen zum Zeitpunkt f damit, daß sie mit dem gewalzten Zahnrad 78 in Eingriff gelangen. Die Drehzahl des Rohlings 7 (d. h., des vorgewalzten Zahnrads 78) wird auf der Solldrehzahl NB gehalten. Wie oben erwähnt, stimmen außerdem aufgrund des Keils 34m und der Keilnuten 32i, 33i die Formgebungszähne 33c des ersten Vorwalzstempels 32 und die Formgebungszähne 33c des ersten Fertigwalzstempels 33 in der Umfangsphase miteinander überein. Ebenso stimmen die Zähne 42c des zweiten Vorwalzstempels 42 und die Formgebungszähne 43c des zweiten Fertigwalzstempel 43 in der Umfangsphase miteinander überein. Außerdem werden die Walzstempel 32, 33, 42, 43 auf der Grundlage des Steuerungssystem derart gesteuert, daß sie gewöhnlich mit der konstanten Drehzahl NR gedreht werden.
Bei dieser Ausführungsform, welche den zuvor erwähnten Aufbau einschließt, werden dann, wenn der Warm- Fertigwalzschritt gestartet ist, das Verhältnis, welches zwischen den Zähnen 78c des vorgewalzten Zahnrads 78 und den Formgebungszähnen des Walzstempels 32 vorhanden ist und welches unmittelbar nach dem Abschluß des Heiß- Vorwalzschritts vorhanden ist, stabil gehalten, so daß sie sich nicht ändern. Daher können die Zähne 33c, 43c der Fertigwalzstempel 33, 43 mit den Zähnen 78c des gewalzten Zahnrads 78 gleichmäßig bzw. sanft in Eingriff gebracht werden.

Claims

1. Verfahren zum Zahnradwalzen eines Hochgenauigkeits- Zahnrades aus einem Werkstück, das aus einem auf Eisen basierenden Werkstoff gefertigt ist, welches Verfahren verwendet:

einen Walzstempel zum Erzeugen von Zähnen und einen Fertigwalzstempel zum Fertigstellen der Zähne; und

das Verfahren die Schritte aufweist:

einen Aufheizschritt zum Aufheizen eines Außenumfangsabschnitts eines Werkstücks mit einer Scheibenform auf hohe Temperaturen;

einen Heiß-Vorwalzschritt zum Heißwalzen des Außenumfangsabschnitts des aufgeheizten Werkstücks unter Verwendung des Walzstempels zum Erzeugen von Zähnen am Außenumfangsabschnitt des Werkstücks, so daß ein gewalztes Zahnrad ausgebildet wird;

einen Warm-Fertigwalzschritt zum Warmwalzen der Zähne des gewalzten Zahnrades unter Verwendung des Fertigwalzstempels; wobei

eine Starttemperatur T&sub1; des Heiß-Vorwalzschrittes in den Bereich von 850 bis 1100ºC eingestellt ist, eine Abschlußtemperatur des Heiß-Vorwalzschrittes T&sub2; in den Bereich von 500 bis 700ºC eingestellt ist, eine Starttemperatur T&sub3; des Warm-Fertigwalzschrittes in den Bereich von 400 bis 700ºC eingestellt ist, und eine Abschlußtemperatur des Warm-Fertigwalzschrittes T&sub4; in den Bereich von 200 bis 650ºC eingestellt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, welches verwendet:

eine Rollenquetschvorrichtung (31, 41), bei welcher der Walzstempel (32, 42) und der Fertigwalzstempel (33, 43) koaxial angeordnet und in der Axialrichtung des Walzstempels in Reihe geschaltet sind,

wobei der Walzstempel (32, 42) einen Satz Formbildungszähne (32c, 42c) aufweist, die in einer Umfangsrichtung für den Heiß-Vorwalzschritt angeordnet sind, und der Fertigwalzstempel (33, 43) einen Satz Formbildungszähne (33c, 43c) aufweist, die in einer Umfangsrichtung für den Warm-Fertigwalzschritt angeordnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, welches verwendet:

wobei der Warm-Fertigwalzschritt unmittelbar nach dem Heiß-Vorwalzschritt ohne Absenken der Temperatur des gewalzten Zahnrades (7) auf einen Normaltemperaturbereich kontinuierlich durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, welches die Schritte aufweist:

einen Kühlschritt zum Kühlen des Werkstücks (7) auf einen Normaltemperaturbereich nach dem Heiß-Vorwalzschritt; und

einen zweiten Aufheizschritt zum Aufheizen des Außenumfangsabschnitts des Werkstücks (7) auf über die Starttemperatur des Warm-Fertigwalzens nach dem Kühlschritt und vor dem Warm-Fertigwalzschritt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Aufheizschritt unter Verwendung von Induktionsheizen zum Aufheizen des Außenumfangsabschnitts des Werkstücks durchgeführt wird, und die Temperaturen T&sub1;, T&sub2;, T&sub3; und T&sub4; jeweils die Temperatur des Außenumfangsabschnitts des Werkstücks bezeichnen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Starttemperatur T&sub1; auf 950ºC angesetzt ist, die Abschlußtemperatur T&sub2; auf 650ºC angesetzt ist, die Starttemperatur T&sub3; auf 600ºC angesetzt ist, und die Abschlußtemperatur T&sub4; auf 450ºC angesetzt ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welches verwendet:

einen Werkstück-Halteabschnitt (11, 12) zum Halten des Werkstücks (7), mit einem ersten Werkstück-Halteabschnitt (11) und einem zweiten Werkstück-Halteabschnitt (12), die einander entlang der Axialrichtung des Werkstücks (7) gegenüberliegen,

wobei das Verfahren den Schritt aufweist:

einen Halteschritt zum Halten des Werkstücks (7) unter Verwendung von mindestens einem von dem ersten Werkstück-Halteabschnitt (11) und dem zweiten Werkstück-Halteabschnitt (12) vor dem Aufheizschritt,

wobei der Aufheizschritt durchgeführt wird, indem das Werkstück (7) unter Verwendung von mindestens einem von dem ersten Werkstück-Halteabschnitt (11) und dem zweiten Werkstück-Halteabschnitt (12) gehalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Werkstück- Haltesteifigkeit des Werkstück-Halteabschnitts (11, 12) auf eine höhere Steifigkeit als 0,1 mm/tonf eingestellt ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welches verwendet:

eine Rollenquetschvorrichtung mit einer ersten Rollenquetschvorrichtung (31) und einer zweiten Rollenquetschvorrichtung (41), die einander in der Richtung des Radius des Werkstücks (7) gegenüberliegen, so daß sie den Außenumfangsabschnitt des Werkstücks zum Erzeugen der Zähne formen,

wobei die Synchronquetschgenauigkeit wischen der ersten Rollenquetschvorrichtung (31) und der zweiten Rollenquetschvorrichtung (41) in den Bereich von 0,005 mm bis 0,03 mm eingestellt ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welches verwendet:

eine Rollenquetschvorrichtung mit einer ersten Rollenquetschvorrichtung (31) und einer zweiten Rollenquetschvorrichtung (41), die einander in der Richtung des Radius des Werkstücks gegenüberliegen, so daß sie den Außenumfangsabschnitt des Werkstücks formen,

wobei die erste Rollenquetschvorrichtung (31) den Walzstempel (32) und den Fertigwalzstempel (33) aufweist, die koaxial und in der Axialrichtung des Walzstempels (32) in Reihe geschaltet sind, und

die zweite Rollenquetschvorrichtung (41) den Walzstempel (42) und den Fertigwalzstempel (43) aufweist, die koaxial und in der Axialrichtung des Walzstempels (42) in Reihe geschaltet sind.