JP2002011541A - Toothed component of power transmission mechanism, and manufacturing method thereof - Google Patents

Toothed component of power transmission mechanism, and manufacturing method thereof

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JP2002011541A
JP2002011541A JP2000255527A JP2000255527A JP2002011541A JP 2002011541 A JP2002011541 A JP 2002011541A JP 2000255527 A JP2000255527 A JP 2000255527A JP 2000255527 A JP2000255527 A JP 2000255527A JP 2002011541 A JP2002011541 A JP 2002011541A
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JP
Japan
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tooth
component
cold forging
hardness
spline
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Japanese (ja)
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Keiji Tanabe
啓司 田辺
Koichi Fukuda
興一 福田
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KONDOO SEIKOO KK
Original Assignee
KONDOO SEIKOO KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toothed component and its manufacturing method in which the use of a material can be reduced, the working time can be shortened, and the cost of the component can be reduced. SOLUTION: Two components used in a power transmission mechanism of a car or the like have a female tooth profile and a male tooth profile, tooth flanks of the male and female tooth profiles are hardened by the cold forging and have the predetermined surface hardness. The tooth flanks are hardened by at least two or more cold forgings.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の技術分野に
おける動力伝達機構の歯付き構成部品と、そのような歯
付き構成部品の製造方法に関する。
The present invention relates to a toothed component of a power transmission mechanism in various technical fields, and a method of manufacturing such a toothed component.

【0002】[0002]

【従来の技術】雄歯形を有する構成部品の典型例は、ス
プラインである。スプラインは、工作機械、自動車、航
空機等に使用される歯付軸である。それに対する雌歯形
の典型例は、スプライン穴(スプライン軸に適合する相
手の穴)である。このような構成部品としては、例え
ば、ハブドリブンやハブタービンがある。これらの構成
部品には、その性質上、特殊な形状と高強度を得るため
の特別な加工が必要とされている。
2. Description of the Related Art A typical example of a component having a male tooth shape is a spline. A spline is a toothed shaft used in machine tools, automobiles, aircraft, and the like. A typical example of a female tooth profile is a spline hole (a counterpart hole that fits a spline shaft). Such components include, for example, hub driven and hub turbine. Due to their properties, these components require special processing to obtain a special shape and high strength.

【0003】たとえば、従来のハブドリブンの製造方法
は、以下の工程が一般的である。
For example, a conventional hub-driven manufacturing method generally includes the following steps.

【0004】まず材料の切断を行い(工程1)、次に熱
間鍛造を行って加工品を得る(工程2)。その後、加工
品の焼入と焼戻を行い、所定の硬度を得る(工程3)。
さらに、加工品を全面切削し(工程4)、加工品をブロ
ーチ切削してスプライン穴を加工する(工程5)。それ
により、加工品にスプライン穴を形成する。
[0004] First, the material is cut (step 1), and then hot forging is performed to obtain a processed product (step 2). Thereafter, the processed product is quenched and tempered to obtain a predetermined hardness (Step 3).
Further, the processed product is entirely cut (step 4), and the processed product is broached to form a spline hole (step 5). Thereby, a spline hole is formed in the processed product.

【0005】また、従来のハブタービンの製造方法は、
以下の工程が一般的である。
[0005] A conventional method for manufacturing a hub turbine is as follows.
The following steps are common.

【0006】まず材料の切断を行い(工程1)、次に熱
間鍛造を行って、加工品を得る(工程2)。その後、加
工品の焼なましを行い(工程3)、ショットブラストに
より加工品の表面からスケールを除去する(工程4)。
さらに、潤滑被膜着けを行う(工程5)。そして、冷間
鍛造の一回目(工程6)と、冷間鍛造の二回目(工程
7)を行う。さらに一回目の切削(工程8)を行った
後、浸炭焼入により加工品の表面に硬化層を形成する
(工程9)。最後に、二回目の切削を行うことにより浸
炭焼入品の一部を除炭切削する(工程10)。
First, the material is cut (step 1), and then hot forging is performed to obtain a processed product (step 2). Thereafter, the processed product is annealed (Step 3), and the scale is removed from the surface of the processed product by shot blasting (Step 4).
Further, a lubricating film is formed (step 5). Then, the first cold forging (step 6) and the second cold forging (step 7) are performed. After the first cutting (Step 8), a hardened layer is formed on the surface of the processed product by carburizing and quenching (Step 9). Finally, a part of the carburized and quenched product is decarburized by performing a second cutting (step 10).

【0007】このように、従来は、いろいろな熱処理
(熱間鍛造、焼入れ、焼戻し、焼なまし等)により、構
成部品に形成されたスプラインやスプライン穴の表面を
所望の硬さにするのが一般的であった。
As described above, conventionally, the surface of the spline or the spline hole formed in the component is made to have a desired hardness by various heat treatments (hot forging, quenching, tempering, annealing, etc.). Was common.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、熱処理を行うため、加熱エネルギーの消費が
大きく、高コストとなっていた。
However, in the conventional method, since heat treatment is performed, the consumption of heating energy is large and the cost is high.

【0009】また、スプライン穴の加工の場合、ブロー
チ切削や焼入品の切削を行うため、材料使用量は、冷間
鍛造の場合に比較して約20%も多く、切削加工時間
は、冷間鍛造の2.5倍〜3倍を要していた。
Further, in the case of machining a spline hole, broach cutting or cutting of a quenched product is performed. Therefore, the amount of material used is about 20% larger than that in the case of cold forging, and the cutting time is shorter than that in the case of cold forging. It required 2.5 to 3 times the forging.

【0010】また、所望の表面硬度を得るために、焼入
のあと、焼戻し又は焼なましが必要であった。
[0010] Further, in order to obtain a desired surface hardness, tempering or annealing is necessary after quenching.

【0011】また、ブローチ切削を行う場合には、高硬
度の加工品を切削する必要があった。そのため、ブロー
チの耐用寿命が短かった。その結果、ブローチは、短時
間の使用で、スプライン歯面の表面粗さが悪化した。
Further, when performing broach cutting, it is necessary to cut a high-hardness workpiece. Therefore, the service life of the broach was short. As a result, the surface roughness of the spline tooth surface was deteriorated by using the broach for a short time.

【0012】このような従来技術の問題点に鑑み、本発
明は、材料使用量の低減と加工時間の短縮が可能であ
り、製造コストを大幅に低減できる、動力伝達機構の歯
付き構成部品とその製造方法を提供することを目的とし
ている。
In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides a toothed component of a power transmission mechanism that can reduce the amount of material used and the processing time and can greatly reduce the manufacturing cost. It is intended to provide a manufacturing method thereof.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の解決手段の1つ
は、動力伝達機構の歯付き構成部品において、歯面が冷
間鍛造により硬化されているものである。好ましくは、
歯面における歯底と歯先との間で表面硬さが相違し、繊
維がスムーズに流れ、硬化深さがスムーズに変化してい
る。たとえば、歯先よりも歯底の方が大きな表面硬さを
有するのが好ましい。
According to one aspect of the present invention, a toothed component of a power transmission mechanism has a tooth surface hardened by cold forging. Preferably,
The surface hardness differs between the root and the tooth tip on the tooth surface, the fibers flow smoothly, and the hardening depth changes smoothly. For example, it is preferable that the tooth bottom has a greater surface hardness than the tooth tip.

【0014】好ましくは、歯面の最も硬いところの表面
硬さが、ロックウェル硬さ25HRc以上である。歯面
の最も小さい表面硬さは、ロックウェル硬さ18HRc
以下である。
Preferably, the hardest surface of the tooth surface has a Rockwell hardness of 25 HRc or more. The smallest surface hardness of the tooth surface is Rockwell hardness 18HRc
It is as follows.

【0015】そして、冷間鍛造により硬化されていない
部分のロックウェル硬さが5〜25HRcである。
The Rockwell hardness of the part that has not been hardened by cold forging is 5 to 25 HRc.

【0016】雌歯形の場合も、雄歯形の場合も、歯底の
硬化深さをd1とし、歯先の硬化深さをd0としたとき、
1とd0が、d1=1.5〜3.0×d0の関係を有する
ことが好ましい。
In both the female and male teeth, when the hardened depth of the root is d 1 and the hardened depth of the tooth tip is d 0 ,
It is preferable that d 1 and d 0 have a relationship of d 1 = 1.5 to 3.0 × d 0 .

【0017】本発明の別の解決手段は、動力伝達機構の
歯付き構成部品を製造する方法において、歯形が構成部
品に形成され、それと同時に、又はその後に、歯面が冷
間鍛造加工により硬化されることを特徴とする構成部品
の製造方法である。
Another solution of the present invention is a method of manufacturing a toothed component of a power transmission mechanism, in which a tooth profile is formed on the component, at the same time or after that, the tooth surface is hardened by cold forging. A method for manufacturing a component part characterized by the following.

【0018】冷間鍛造加工を少くとも2回行うことによ
り歯先と歯底で表面硬さを変化させる。歯面の最も硬い
ところの硬さがロックウェル硬さ25HRc以上になる
ようにすることが好ましい。しかも、たとえば、歯先よ
りも歯底の方が大きな表面硬さを有するのが好ましい。
By performing cold forging at least twice, the surface hardness is changed at the tooth tip and the tooth bottom. It is preferable that the hardness of the hardest part of the tooth surface is equal to or higher than the Rockwell hardness of 25 HRc. In addition, for example, it is preferable that the tooth bottom has a greater surface hardness than the tooth tip.

【0019】さらに、歯底と歯先との間で硬化深さをス
ムーズに変化させる。
Further, the hardening depth is smoothly changed between the tooth bottom and the tooth tip.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の好ましい態様において
は、雌歯形と雄歯形の表面硬さを塑性加工とくに冷間鍛
造加工で高くする。冷間鍛造加工を2回(段)以上行う
ことにより、雌歯形と雄歯形の所望の表面硬さを得るの
が好ましい。とくに歯先と歯底で表面硬さと硬化深さを
変えるのが好ましい。
In a preferred embodiment of the present invention, the surface hardness of the female and male teeth is increased by plastic working, particularly by cold forging. It is preferable to obtain the desired surface hardness of the female and male teeth by performing the cold forging twice or more (steps). It is particularly preferable to change the surface hardness and the curing depth at the tooth tip and the tooth bottom.

【0021】本発明を4種類の構成部品、すなわち雌歯
形を有するハブドリブンとハブタービンと、雄歯形を有
するシャフトメイントランスとギアの製造に適用した例
を説明する。この場合、雌歯形はスプライン穴であり、
雄歯形はスプライン(歯付き軸)である。
An example in which the present invention is applied to the manufacture of four types of components, namely, a hub driven and a hub turbine having a female tooth profile, a shaft main transformer and a gear having a male tooth profile will be described. In this case, the female tooth profile is a spline hole,
The male teeth are splines (toothed shafts).

【0022】製造工程の好適な例は、以下に示す順で行
われる。
A preferred example of the manufacturing process is performed in the following order.

【0023】A.ハブドリブンの製造 工程1. 冷間鍛造機(商品名「パーツホーマー」)に
より、コイル材を所定の長さ毎にせん断し、各せん断片
を冷鍛予備成形する。
A. Hub driven manufacturing process Using a cold forging machine (trade name "Parts Homer"), the coil material is sheared at predetermined lengths, and each piece is preformed by cold forging.

【0024】工程2. 成形品にスプライン下穴の冷間
鍛造加工を行う。たとえば、直径15.5mmの穴を冷
間鍛造で形成する。そのあと、直径16.0mmの穴に
なるように少しだけ切削加工する。それにより、穴の厳
密な位置精度と真直精度を得る。
Step 2. Cold forging of the spline pilot hole is performed on the molded product. For example, a hole having a diameter of 15.5 mm is formed by cold forging. Then, it is slightly cut so as to form a hole having a diameter of 16.0 mm. Thereby, exact position accuracy and straightness accuracy of the hole are obtained.

【0025】工程3.加工品の潤滑被膜処理を行う。Step 3. Perform lubrication coating on the processed product.

【0026】工程4. 加工品のスプライン穴の表面を
塑性成形(冷間鍛造)し、所望の歯面硬さ(深さ0.2
mmでロックウェル硬さ25〜40HRc)を得る。
Step 4. The surface of the spline hole of the processed product is plastically formed (cold forged), and the desired tooth surface hardness (depth 0.2
A Rockwell hardness of 25-40 HRc) is obtained in mm.

【0027】工程5. 加工品の外周部を切削仕上げす
る。
Step 5. The outer periphery of the processed product is cut and finished.

【0028】B.ハブタービンの製造 工程1. 冷間鍛造機(商品名「パーツホーマー」)に
より、コイル材を所定寸法ごとにせん断してから、各せ
ん断片を所定の形状に冷鍛成形する。
B. Manufacturing process of hub turbine The coil material is sheared for each predetermined dimension by a cold forging machine (trade name “Parts Homer”), and then each piece is cold forged into a predetermined shape.

【0029】工程2. 成形品を焼なましする。ハブタ
ービン成形品は変形率が大きいので軟化する。
Step 2. Anneal the molded article. The hub turbine molded product is softened due to a large deformation rate.

【0030】工程3. 成形品の内部に1回目の冷間鍛
造のスプライン穴加工を行うとともに、外側にフランジ
部を冷間鍛造で予備成形する。
Step 3. The first cold forging spline hole is formed inside the molded product, and the flange portion is preformed on the outside by cold forging.

【0031】工程4. 1回目のスプライン穴加工に加
えて、穴径が大きくなるように2回目の冷間鍛造のスプ
ライン穴加工を行う。さらに、フランジ部の冷間鍛造の
仕上成形を行う。
Step 4. In addition to the first spline hole processing, a second cold forging spline hole processing is performed so as to increase the hole diameter. Further, finish forming of the cold forging of the flange portion is performed.

【0032】工程5. 成形品を高周波焼入する。それ
により、端面(スラストニードル転り面)の一部硬化を
行う。
Step 5. Induction hardening of the molded product. Thereby, the end face (the thrust needle rolling face) is partially hardened.

【0033】工程6. 仕上切削を行う。Step 6. Perform finish cutting.

【0034】ハブドリブンの製造において、前述の工程
1において2回(段)の塑性穴明(冷間鍛造)を行うの
が好ましい。
In the production of the hub driven, it is preferable to perform the plastic drilling (cold forging) twice (step) in the above-mentioned step 1.

【0035】また、ハブタービンの製造工程において
も、前述の工程1において2回(段)の塑性穴明(冷間
鍛造)を行うのが好ましい。
In the manufacturing process of the hub turbine, it is preferable to perform the plastic drilling (cold forging) twice (stage) in the above-described process 1.

【0036】C.スプライン(歯付き軸)の製造の一例 工程1. 冷間鍛造機(商品名「パーツホーマー」)に
より、コイル材を所定の長さ毎にせん断し、各せん断片
を冷鍛予備成形する。
C. Example of manufacturing spline (toothed shaft) Using a cold forging machine (trade name "Parts Homer"), the coil material is sheared at predetermined lengths, and each piece is preformed by cold forging.

【0037】工程2. 成形品にスプライン予備形状を
冷間鍛造で形成する。そのあと、少しだけ切削加工す
る。それにより、スプライン雄歯形の厳密な位置精度と
真直精度を得る。
Step 2. A spline preliminary shape is formed on the molded product by cold forging. After that, it is slightly cut. Thereby, exact position accuracy and straightness accuracy of the spline male tooth profile are obtained.

【0038】工程3.加工品の潤滑被膜処理を行う。Step 3. Perform lubrication coating on the processed product.

【0039】工程4. 加工品のスプライン雄歯形の表
面を塑性成形(冷間鍛造)し、所望の歯面硬さ(深さ
0.2mmでロックウェル硬さ25〜40HRc)を得
る。
Step 4. The surface of the spline male tooth profile of the processed product is plastically formed (cold forged) to obtain a desired tooth surface hardness (Rockwell hardness 25 to 40 HRc at a depth of 0.2 mm).

【0040】工程5. 加工品の所定箇所を切削仕上げ
する。
Step 5. A predetermined part of the processed product is cut and finished.

【0041】D.スプラインの製造の他の例 工程1. 冷間鍛造機(商品名「パーツホーマー」)に
より、コイル材を所定寸法ごとにせん断してから、各せ
ん断片を所定の形状に冷鍛成形する。
D. Other Examples of Spline Manufacturing Step 1. The coil material is sheared for each predetermined dimension by a cold forging machine (trade name “Parts Homer”), and then each piece is cold forged into a predetermined shape.

【0042】工程2. 成形品を焼なましする。Step 2. Anneal the molded article.

【0043】工程3. 成形品の内部に1回目の冷間鍛
造によりスプライン雄歯形の加工を行う。
Step 3. The spline male teeth are machined inside the molded product by the first cold forging.

【0044】工程4. 1回目のスプライン雄歯形の加
工に加えて、径が小さくなるように2回目の冷間鍛造に
よるスプライン雄歯形加工を行う。
Step 4. In addition to the first processing of the spline male tooth profile, the second cold forging spline male tooth processing is performed so as to reduce the diameter.

【0045】工程5. 成形品を高周波焼入する。それ
により、表面の一部硬化を行う。
Step 5. Induction hardening of the molded product. Thereby, the surface is partially cured.

【0046】工程6. 仕上切削を行う。Step 6. Perform finish cutting.

【0047】本発明においては、冷間鍛造により雄歯形
と雌歯形の少なくとも一方の表面を硬化させ、好ましく
は、2回(段)以上の塑性加工を行い、歯形の表面を所
望の硬さにしようとするものである。
In the present invention, at least one surface of the male and female teeth is hardened by cold forging, and preferably, plastic processing is performed twice (steps) or more to make the surface of the tooth shape have a desired hardness. What you want to do.

【0048】本発明の好適な態様においては、最適の材
質を選択し、かつ、冷鍛加工前の材料硬さを適切に設定
し、歯形成形前の冷鍛加工率を良好にする。たとえば、
好適な材質は、S35C、SCM415H、SCr41
5H等であり、好適な冷鍛前の材料硬さは、HRB75
〜90である。
In a preferred embodiment of the present invention, the optimum material is selected, the material hardness before cold forging is appropriately set, and the cold forging rate before tooth forming is improved. For example,
Suitable materials are S35C, SCM415H, SCr41
5H or the like, and a preferable material hardness before cold forging is HRB75.
~ 90.

【0049】本発明の別の好ましい形態においては、雌
形の場合も、雄形の場合も、歯底の表面硬さが、ロック
ウェル硬さ25HRc以上であり、歯先の表面硬さがそ
れよりも小さく、さらに、冷間鍛造により硬化されてい
ない部分のロックウェル硬さが5〜25HRcであり、
歯底と歯先との間で硬化深さがスムーズに変化してい
る。たとえば、歯面における歯先の硬化深さをd0
し、歯底の硬化深さをd1としたとき、d1とd0が、 d1=1.5〜3.0×d0 の関係を有する。
In another preferred embodiment of the present invention, the surface hardness of the tooth bottom is not less than 25 HRc in Rockwell hardness and the surface hardness of the tooth tip is not less than that in both the female and male types. Smaller, and furthermore, the Rockwell hardness of the part that has not been hardened by cold forging is 5 to 25 HRc,
The curing depth changes smoothly between the root and the tooth tip. For example, the tooth tip of the hardening depth of the tooth surface as d 0, when the curing depth of the tooth bottom and the d 1, d 1 and d 0 is the d 1 = 1.5~3.0 × d 0 Have a relationship.

【0050】また、雄形および雌形の歯面における歯底
と歯先との間で冷間鍛造のときに繊維の流れをスムーズ
にする。
Further, the flow of the fiber is smoothened during the cold forging between the root and the tooth tip of the male and female teeth.

【0051】[0051]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例1〜
4を説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
4 will be described.

【0052】本発明の実施例1〜2においては、動力伝
達機構の歯付き構成部品の典型例としてスプライン穴を
冷間鍛造加工により仕上げる。本発明の実施例3〜4に
おいては、動力伝達機能の歯付き構成部品の典型例とし
てスプラインを冷間鍛造加工により仕上げる。
In the first and second embodiments of the present invention, a spline hole is finished by cold forging as a typical example of the toothed component of the power transmission mechanism. In Embodiments 3 and 4 of the present invention, a spline is finished by cold forging as a typical example of a toothed component having a power transmission function.

【0053】まず最初に、図1及び図2を参照して、動
力伝達機構の歯付き構成部品の一連の加工工程を詳細に
説明する。
First, referring to FIGS. 1 and 2, a series of processing steps of the toothed component of the power transmission mechanism will be described in detail.

【0054】実施例1 図1の(A)〜(H)は、本発明をハブドリブン(構成
部品の1つの例)の製造に適用した場合の製造工程の一
例を示す。(A)〜(H)は、一連の冷間鍛造加工の工
程を示している。
Embodiment 1 FIGS. 1A to 1H show an example of a manufacturing process when the present invention is applied to manufacturing of a hub driven (one example of a component). (A)-(H) have shown the process of a series of cold forging.

【0055】(A)〜(G)の冷間鍛造加工は、「パー
ツホーマー」の商品名で市販されている冷間鍛造機によ
り実施するのが好ましい。
The cold forging of (A) to (G) is preferably performed by a cold forging machine commercially available under the trade name of “Parts Homer”.

【0056】(H)のスプライン塑性成形は、「マイプ
レス」の商品名で市販されている冷間鍛造機により実施
するのが好ましい。
The spline plastic forming of (H) is preferably carried out by a cold forging machine commercially available under the trade name of “My Press”.

【0057】(A)には、加工前の丸棒状の素材20が
示されている。この丸棒状の素材20の材質はSCM4
15H又はSCr415Hである。素材20の軸方向長
さと中間部分25の外径は、それぞれ30.3mm、3
8(+0 -0.1)mmである。
(A) shows a round bar-shaped raw material 20 before processing. The material of this round bar-shaped material 20 is SCM4
15H or SCr415H. The axial length of the material 20 and the outer diameter of the intermediate portion 25 are 30.3 mm and 3 mm, respectively.
8 ( + 0-0.1 ) mm.

【0058】(B)において、前述の丸棒状の素材20
の下面22が塑性加工されて、半加工品24が形成され
ている。半加工品24の下面22の外周は、半径Rの丸
みをもっている。下面22側の中心には、くぼみ28が
形成されている。
In (B), the above-mentioned round bar-shaped material 20 is used.
Is subjected to plastic working to form a semi-finished product 24. The outer periphery of the lower surface 22 of the blank 24 has a radius R. A depression 28 is formed at the center on the lower surface 22 side.

【0059】中間部分25の外径は35(+0 -0.05)m
mである。半加工品24の軸方向の長さは27.5(
+0.3 -0)mmである。丸みの半径Rは6mmである。く
ぼみ28の深さと内径は、それぞれ2mm、14.5m
mである。下面22の外径は26mmである。
The outer diameter of the intermediate portion 25 is 35 ( + 0-0.05 ) m
m. The axial length of the blank 24 is 27.5 (
+ 0.3-0 ) mm. The radius R of the roundness is 6 mm. The depth and inner diameter of the depression 28 are 2 mm and 14.5 m, respectively.
m. The outer diameter of the lower surface 22 is 26 mm.

【0060】(C)は、冷間鍛造加工により下面22の
くぼみ28のところに少し深めの穴30を形成した状態
を示している。半加工品24の下方外周は、絞りにより
径の細い部分32となっている。
(C) shows a state in which a slightly deeper hole 30 is formed at the recess 28 of the lower surface 22 by cold forging. The lower outer periphery of the blank 24 is formed into a portion 32 having a small diameter due to the drawing.

【0061】穴30の内径及び深さは、それぞれ14.
3mm、13.8mmである。中間部分25及び径の細
い部分32の外径は、それぞれ35.18mm、29.
92mmであり、軸方向の長さは、それぞれ16.4m
m、14.15mmであり、これらの接続部の軸方向長
さは、2.65mmである。
The inner diameter and depth of the hole 30 are respectively set to 14.
3 mm and 13.8 mm. The outer diameters of the intermediate portion 25 and the small diameter portion 32 are 35.18 mm and 29.
92 mm, and the length in the axial direction is 16.4 m each.
m, 14.15 mm, and the axial length of these connections is 2.65 mm.

【0062】(D)は、半加工品24の端面34を冷間
鍛造加工することにより、径の太い部分36が形成され
ている。
In (D), a large diameter portion 36 is formed by cold forging the end face 34 of the semi-finished product 24.

【0063】径の太い部分36、径の中間部分25、径
の細い部分32の外径は、それぞれ42mm、36.6
5mm、30.025mmであり、軸方向の長さは、そ
れぞれ10.5mm、5mm、14.9mmである。穴
30の内径及び深さは、それぞれ14.3mm、13.
8mmである。
The outer diameters of the large diameter portion 36, the middle diameter portion 25, and the small diameter portion 32 are 42 mm and 36.6, respectively.
The length in the axial direction is 10.5 mm, 5 mm, and 14.9 mm, respectively. The inner diameter and depth of the hole 30 are 14.3 mm and 13.
8 mm.

【0064】(E)は、穴30をより深くまで冷間鍛造
で形成した状態を示している。
(E) shows a state in which the hole 30 is formed deeper by cold forging.

【0065】径の太い部分36、径の中間部分25、径
の細い部分32の外径は、それぞれ42.2mm、3
6.65mm、30.025mmであり、軸方向の長さ
は、それぞれ10.3mm、5mm、14.9mmであ
る。穴30の内径及び深さは、それぞれ14.3mm、
27mmである。
The outer diameters of the large diameter portion 36, the middle diameter portion 25, and the small diameter portion 32 are 42.2 mm, 3
It is 6.65 mm, 30.025 mm, and the axial lengths are 10.3 mm, 5 mm, and 14.9 mm, respectively. The inner diameter and depth of the hole 30 are 14.3 mm, respectively.
27 mm.

【0066】以上に示す(C)〜(E)工程での穴30
の塑性成形(穴明)は、第1回目の塑性加工(穴明)の
一連の工程に相当する。これらの工程(C)〜(E)で
は、穴30の内径を一定に保ち、かつ、径の細い部分3
2の外径を一定に保つことにより冷間鍛造が行われる。
The holes 30 in the steps (C) to (E) shown above
Plastic forming (perforation) corresponds to a series of steps of the first plastic working (perforation). In these steps (C) to (E), the inner diameter of the hole 30 is kept constant and the portion 3 having a small diameter is used.
Cold forging is performed by keeping the outer diameter of No. 2 constant.

【0067】(F)は、穴30の内径が少し広げられ
て、径の太い穴38が形成された状態を示している。こ
の時、径の細い部分32の外径は一定に保たれる。穴3
0とそれよりも径の太い穴38は、切頭円錐面44を介
して接続されている。半加工品24の上端34には、据
込み変形により、その外周にフランジ40が形成されて
いる。また、その中心には凸部42が形成されている。
矢印で示した領域Rは、据込み変形により表面硬さが上
昇した状態となっている。
(F) shows a state in which the inner diameter of the hole 30 is slightly widened to form a hole 38 having a large diameter. At this time, the outer diameter of the thin portion 32 is kept constant. Hole 3
The 0 and larger holes 38 are connected via frusto-conical surfaces 44. A flange 40 is formed on the outer periphery of the upper end 34 of the blank 24 by swaging deformation. Further, a convex portion 42 is formed at the center.
The region R indicated by the arrow is in a state where the surface hardness has increased due to the upset deformation.

【0068】このような工程が第2回目の塑性穴明の一
連の工程である。穴30と穴38の寸法設定により、所
望の硬化層深さを得ることが可能である。
Such a step is a series of steps of the second plastic drilling. By setting the dimensions of the holes 30 and 38, it is possible to obtain a desired hardened layer depth.

【0069】フランジ40、径の太い部分36、中間部
分25、径の細い部分32の外径は、それぞれ52(+1
-0)mm、42.4mm、36.65mm、30.02
5mmであり、軸方向の長さは、それぞれ4.8mm、
4.1mm、5mm、14.9mmである。穴30及び
穴38の内径は、それぞれ14.2mm、15.5mm
である。穴30、切頭円錐面44、穴38を合わせた全
体の深さは30.5mmである。凸部42の外径は20
mmである。この加工は、173〜220トンの荷重で
行われる。
The outer diameters of the flange 40, the large diameter portion 36, the intermediate portion 25, and the small diameter portion 32 are 52 ( +1)
-0 ) mm, 42.4 mm, 36.65 mm, 30.02
5 mm, the axial length is 4.8 mm,
They are 4.1 mm, 5 mm, and 14.9 mm. The inner diameters of the holes 30 and 38 are 14.2 mm and 15.5 mm, respectively.
It is. The total depth including the hole 30, the truncated conical surface 44, and the hole 38 is 30.5 mm. The outer diameter of the projection 42 is 20
mm. This processing is performed with a load of 173 to 220 tons.

【0070】(G)は、半加工品24に穴46を貫通し
て形成した状態を示している。穴46は、前述の(F)
における径の太い穴38を上方に延長して形成したもの
である。
(G) shows a state in which the semi-finished product 24 is formed through the hole 46. The hole 46 is formed as described in (F) above.
Is formed by extending a hole 38 having a large diameter in FIG.

【0071】(G)の加工後、穴46をごとく少量だけ
切削加工し、穴46の正確な位置度と、真直度を得る。
加工後の穴46の径は16mmであり、これをスプライ
ン下穴とする。
After the processing of (G), a small amount of the hole 46 is cut to obtain an accurate position and straightness of the hole 46.
The diameter of the hole 46 after the processing is 16 mm, which is used as a spline pilot hole.

【0072】続いて、加工品の潤滑被膜処理を行い、そ
の後、穴46のスプライン塑性成形を行う。
Subsequently, a lubricating coating process is performed on the processed product, and thereafter, spline plastic forming of the hole 46 is performed.

【0073】(H)は、穴46の塑性成形(冷間鍛造)
により加工品の軸方向にスプライン穴48を形成した状
態を示している。スプライン穴48の内周には、スプラ
イン歯12が形成されている。スプライン歯12の軸方
向の両端は傾斜している。それらの傾斜部分は軸方向に
対しそれぞれ30°傾斜している。歯面の硬さは測定深
さ0.2mmでロックウェル硬さ25〜40HRcであ
る。
(H) shows plastic forming of the hole 46 (cold forging).
Shows a state in which a spline hole 48 is formed in the axial direction of the processed product. The spline teeth 12 are formed on the inner periphery of the spline hole 48. Both ends in the axial direction of the spline teeth 12 are inclined. The inclined portions are each inclined at 30 ° with respect to the axial direction. The hardness of the tooth surface is a Rockwell hardness of 25 to 40 HRc at a measurement depth of 0.2 mm.

【0074】この後、加工品の外周部の切削仕上げを行
う。
Thereafter, the outer peripheral portion of the processed product is cut and finished.

【0075】フランジ40、径の太い部分36、中間部
分25、径の細い部分32の外径は、それぞれ52(
+1.5 -0)mm(圧造)、42.3(+0.3 -0)mm(圧
造)、36(+0 -0.025)mm{圧造36.5(+0.3 -0
mm}、30mmであり、それらの軸方向の長さは、そ
れぞれ4.1(±0.1)mm、4mm、5mm、14.
4mmである。なお、フランジ40と径の太い部分36
を合わせた軸方向の長さは、8.1mm{圧造8.4(
+0.4 -0)mm}である。大径D、小径d、歯高は、それ
ぞれ18mm、16mm、1mmである。
The outer diameters of the flange 40, the large diameter portion 36, the intermediate portion 25, and the small diameter portion 32 are respectively 52 (
+1.5 -0 ) mm (forging), 42.3 ( +0.3 -0 ) mm (forging), 36 ( +0 -0.025 ) mm {forging 36.5 ( +0.3 -0 )
mm}, 30 mm, and their axial lengths are 4.1 (± 0.1) mm, 4 mm, 5 mm, 14.3 mm, respectively.
4 mm. The flange 40 and the thick portion 36
The combined axial length is 8.1mm {forged 8.4 (
+0.4 -0 ) mm}. The large diameter D, the small diameter d, and the tooth height are 18 mm, 16 mm, and 1 mm, respectively.

【0076】実施例2 図2は、本発明をハブタービン(構成部品の他の例)の
製造に適用した例を示す。
Embodiment 2 FIG. 2 shows an example in which the present invention is applied to the manufacture of a hub turbine (another example of a component).

【0077】(A)〜(D)は一連の冷間鍛造加工の工
程を示している。「パーツホーマー」の商品名で市販さ
れている冷間鍛造機により、これらの加工は実施できる
ものである。
(A) to (D) show a series of cold forging steps. These processes can be performed by a cold forging machine marketed under the name of “Parts Homer”.

【0078】(E)と(F)の加工工程は、「マイプレ
ス」の商品名で市販されている冷間鍛造機により実施で
きる。
The processing steps (E) and (F) can be performed by a cold forging machine marketed under the trade name “My Press”.

【0079】(A)は丸棒状の素材をせん断して、その
片端を塑性加工して形成した半加工品50を示してい
る。
(A) shows a semi-finished product 50 formed by shearing a round bar material and plastically processing one end thereof.

【0080】半加工品50の外径は35mm、軸方向長
さは36mmである。
The outer diameter of the blank 50 is 35 mm, and the length in the axial direction is 36 mm.

【0081】(B)は、半加工品50の端面52、54
にくぼみ56、58がそれぞれ形成された状態を示して
いる。一方の端面54の外周には、円筒状の外周部57
と接続する傾斜面59が形成されている。
(B) shows the end faces 52, 54 of the blank 50.
The state where the depressions 56 and 58 are respectively formed is shown. On the outer periphery of one end surface 54, a cylindrical outer peripheral portion 57 is provided.
And an inclined surface 59 that connects to the main body.

【0082】くぼみ56、58の内径及び深さは、それ
ぞれ19mm、18mmである。
The inner diameter and the depth of the depressions 56 and 58 are 19 mm and 18 mm, respectively.

【0083】(A)と(B)に示す鍛造加工は、75〜
80トンの荷重で行われる。
The forging process shown in FIGS.
Performed with a load of 80 tons.

【0084】(C)は、(B)に示すくぼみ56、58
を鍛造加工して、2つの穴60、62をそれぞれ両端に
形成した状態を示している。端面54側の外周には、絞
りにより径の細い部分64が形成されている。
(C) shows the depressions 56 and 58 shown in (B).
Is forged to form two holes 60 and 62 at both ends. A narrow portion 64 is formed on the outer periphery on the end face 54 side by a diaphragm.

【0085】(C)に示す鍛造加工は、85〜100ト
ンの荷重で行われる。2つの穴60、62の内径はそれ
ぞれ18mm、17.5mmであり、それらの穴の深さ
はそれぞれ6.3mm、9.5mmである。径の細い部
分64の外径は27mmである。
The forging shown in (C) is performed with a load of 85 to 100 tons. The inner diameters of the two holes 60 and 62 are 18 mm and 17.5 mm, respectively, and the depths of the holes are 6.3 mm and 9.5 mm, respectively. The outer diameter of the thin portion 64 is 27 mm.

【0086】この(C)に示す穴明工程が、第1回目の
塑性穴明に相当する。この第1回目の塑性穴明において
は、外周部57の外径を一定に保つ。
The drilling step shown in (C) corresponds to the first plastic drilling. In the first plastic drilling, the outer diameter of the outer peripheral portion 57 is kept constant.

【0087】こうして、(C)に示す冷間鍛造加工によ
り、1回目の穴60の表面硬化が実施される。
Thus, the first surface hardening of the hole 60 is performed by the cold forging shown in FIG.

【0088】(D)は、(C)に示される半加工品50
を上下反転して加工した状態を示している。冷間鍛造加
工により、軸方向の中間部の外周に径の太い部分68が
形成される。
(D) shows the semi-finished product 50 shown in (C).
Is shown in a state of being turned upside down. By the cold forging, a thick portion 68 is formed on the outer periphery of the intermediate portion in the axial direction.

【0089】(D)に示す冷間鍛造加工は、220〜2
60トンの荷重で行われる。2つの穴60、62の内径
は、ともに17.5mmである。一端側の径の細い部分
64、中間の径の太い部分68、他端側の径の細い部分
57の外径はそれぞれ27.5mm、56mm、35.
5mmであり、軸方向の長さはそれぞれ6.0mm、
9.5mm、9.8mmである。
The cold forging shown in FIG.
It is performed with a load of 60 tons. The inner diameters of the two holes 60 and 62 are both 17.5 mm. The outer diameters of the thin portion 64 at one end, the thick portion 68 at the middle, and the thin portion 57 at the other end are 27.5 mm, 56 mm, 35.
5 mm, the length in the axial direction is 6.0 mm,
9.5 mm and 9.8 mm.

【0090】(D)に示す工程が第2回目の塑性穴明に
よる拡径に相当する。それにより所望の表面硬さが得ら
れる。
The step shown in (D) corresponds to the diameter expansion by the second plastic drilling. Thereby, a desired surface hardness is obtained.

【0091】(D)の工程の後、2つの穴60、62を
貫通させる。この時の荷重は20〜30トンである。
After the step (D), the two holes 60 and 62 are made to penetrate. The load at this time is 20 to 30 tons.

【0092】(E)は、径の太い部分68を冷間鍛造加
工することにより、その一部をフランジ72として形成
した状態を示している。フランジ72は外側に突出し、
さらに少し下方に突出している。貫通した穴74の内面
には、軸方向の中央付近から端面54方向に向かってス
プライン歯76が形成されている。
(E) shows a state in which a part 68 is formed as a flange 72 by cold forging a large diameter part 68. The flange 72 protrudes outward,
It projects a little further down. Spline teeth 76 are formed on the inner surface of the through hole 74 from near the center in the axial direction toward the end surface 54.

【0093】フランジ72、径の太い部分68、中間部
分57、端面52の外径は、それぞれ69(+2 -0)m
m、64(+0.3 -0)mm、36(+0.2 -0)mm、32.
5mmである。下端面73の内径は60mmである。径
の細い部分64の軸方向長さは6.3mmである。スプ
ライン穴の大径D、小径dは、それぞれ18mm、16
mmである。
The outer diameters of the flange 72, the thick portion 68, the intermediate portion 57, and the end surface 52 are 69 ( + 2-0 ) m, respectively.
m, 64 ( + 0.3-0 ) mm, 36 ( + 0.2-0 ) mm, 32.
5 mm. The inner diameter of the lower end face 73 is 60 mm. The axial length of the small diameter portion 64 is 6.3 mm. The large diameter D and small diameter d of the spline hole are 18 mm and 16 mm, respectively.
mm.

【0094】(F)は、(E)に示される半加工品50
の上下を反転して加工した状態を示している。径の太い
部分68及びフランジ72は、冷間鍛造加工により、軸
方向に薄くなっている。端面52には油溝78が形成さ
れている。穴74の端面52側内周は、冷間鍛造加工に
より径の細い穴80が形成されている。
(F) shows the semi-finished product 50 shown in (E).
Shows a state in which the upper and lower parts have been processed. The thick part 68 and the flange 72 are thinned in the axial direction by cold forging. An oil groove 78 is formed in the end face 52. A hole 80 having a small diameter is formed in the inner periphery of the hole 74 on the end face 52 side by cold forging.

【0095】径の細い部分64、径の太い部分68、フ
ランジ72、外周部57の外径は、それぞれ27mm、
64.5(+0.3 -0)mm、72(+1 -0)mm、36.2
+0 .2 -0)mmである。径の細い穴80の内径は最大1
5mmである。スプライン穴の大径D、小径dは、それ
ぞれ20mm、19mmである。
The outer diameters of the thin portion 64, the thick portion 68, the flange 72, and the outer peripheral portion 57 are 27 mm, respectively.
64.5 ( + 0.3-0 ) mm, 72 ( + 1-0 ) mm, 36.2
A (+0 .2 -0) mm. The maximum inner diameter of the small diameter hole 80 is 1
5 mm. The large diameter D and the small diameter d of the spline hole are 20 mm and 19 mm, respectively.

【0096】図3の(A)と(B)及び図8は、スプラ
イン穴先端部分の変形例を示す要部拡大図である。図3
の(A)と(B)及び図8は、図2の(F)に対応して
いる。
FIGS. 3A and 3B and FIG. 8 are enlarged views of a main part showing a modification of the tip end portion of the spline hole. FIG.
(A) and (B) and FIG. 8 correspond to (F) in FIG.

【0097】図3の(A)では、スプライン歯76の歯
元円で形成される円筒面が、その上部において軸心に対
して45°の角度で縮径し、そこに切頭円錐面を形成し
ている。その切頭円錐面の上端は、歯先円を越えて径の
細い穴80に接し、そこで径16mmの円を形成してい
る。スプライン歯76の大径Dは20mmであり、小径
dは18mmである。切頭円錐面と歯元円で形成される
円筒面との境界は半径R(0.5mm)の丸みを持って
いる。径の細い穴80の内径は最大15.5mmであ
り、軸方向の厚さは4.5mmである。
In FIG. 3A, the cylindrical surface formed by the root circle of the spline teeth 76 has its upper part reduced in diameter at an angle of 45 ° with respect to the axis, and the truncated conical surface is formed there. Has formed. The upper end of the frusto-conical surface touches a small diameter hole 80 beyond the tip circle, where a circle having a diameter of 16 mm is formed. The large diameter D of the spline teeth 76 is 20 mm, and the small diameter d is 18 mm. The boundary between the truncated conical surface and the cylindrical surface formed by the tooth root circle has a radius of R (0.5 mm). The inner diameter of the small diameter hole 80 is a maximum of 15.5 mm, and the thickness in the axial direction is 4.5 mm.

【0098】図3の(B)では、スプライン歯76の歯
元円で形成される円筒面が、その上部において軸心に対
して45°の角度で縮径し、そこに切頭円錐面を形成し
ている。その切頭円錐面の上端は、歯先円をわずかに越
えて、そこから再び径の細い円筒面を形成している。径
の細い円筒面の上端は、小さな切頭円錐面を介して径の
細い部分に接続している。
In FIG. 3B, the cylindrical surface formed by the root circle of the spline teeth 76 is reduced in diameter at an angle of 45 ° with respect to the axis at the upper part thereof, and the truncated conical surface is formed there. Has formed. The upper end of the frusto-conical surface slightly extends beyond the addendum circle and from there again forms a small-diameter cylindrical surface. The upper end of the small diameter cylindrical surface is connected to the small diameter portion via a small frusto-conical surface.

【0099】スプライン歯76の大径Dは20mmであ
り、小径dは18mmである。径の細い円筒面の径は1
7.9mmである。切頭円錐面と歯元円で形成される円
筒面との境界は、半径R(0.5mm)の丸みを持って
いる。切頭円錐面と径の細い円筒面との境界は、半径R
(0.5mm)の丸みを持っている。径の細い部分の内
径は最大15.5mmであり、軸方向の厚さは3mmで
ある。
The large diameter D of the spline teeth 76 is 20 mm, and the small diameter d is 18 mm. The diameter of the thin cylindrical surface is 1
7.9 mm. The boundary between the truncated conical surface and the cylindrical surface formed by the root circle has a radius of R (0.5 mm). The boundary between the truncated conical surface and the cylindrical surface having a small diameter is a radius R
(0.5 mm). The inner diameter of the small diameter portion is up to 15.5 mm, and the thickness in the axial direction is 3 mm.

【0100】図8では、スプライン穴先端部分におい
て、スプライン歯76の大径と小径がわずかに大きくな
っていて、ふくらみ81が形成されている。ふくらみ8
1の形成は、中心ピン83を用いた鍛造加工により行わ
れる。径の細い穴80は、中心ピン83の径d0の部分
に当接するように鍛造加工される。
In FIG. 8, the large diameter and the small diameter of the spline teeth 76 are slightly larger at the tip of the spline hole, and the bulge 81 is formed. Swelling 8
1 is formed by forging using the center pin 83. The hole 80 having a small diameter is forged so as to come into contact with a portion of the center pin 83 having a diameter d 0 .

【0101】図4の(A)には、本発明の好適な実施例
により製造したハブドリブンのスプライン穴の表面硬さ
を測定した結果が示されている。横軸はスプライン穴の
表面を0とした時の測定深さを示し、縦軸は各種の深さ
でのロックウェル硬度(HRc)とビッカース硬度(H
v)を示している。図4の(A)において、a線、b
線、c線は、それぞれ1回目の塑性穴明(冷間鍛造)
時、2回目の塑性穴明時、完成時のスプライン穴の表面
硬さを示している。
FIG. 4A shows the result of measuring the surface hardness of the spline hole of the hub driven manufactured according to the preferred embodiment of the present invention. The horizontal axis shows the measured depth when the surface of the spline hole is set to 0, and the vertical axis shows Rockwell hardness (HRc) and Vickers hardness (H) at various depths.
v). In FIG. 4A, line a, line b
Line and c line are the first plastic drilling (cold forging) respectively
The figure shows the surface hardness of the spline hole at the time of completion and completion of the second plastic hole.

【0102】これらを詳しく説明すると、図4(A)の
a線(白丸)は、1回目鍛造後における直径14.3m
mのスプライン穴の表面硬さを示し、b線(大きな黒
丸)は、2回目鍛造における直径15.5mmのスプラ
イン穴の表面硬さを示している。これらa線及びb線の
測定位置の概念図が図4(B)に示されている。c線
(黒四角)は、仕上げ加工を完了した完成品のスプライ
ン歯12の表面硬さを示している。この時の測定位置の
概念図が図4(C)に示されている。図4(C)中の矢
印Kはスプライン穴の歯の表面を表し、矢印Lは完成品
の測定箇所を示している。
To explain these in detail, the line a (open circle) in FIG. 4A has a diameter of 14.3 m after the first forging.
m indicates the surface hardness of the spline hole, and line b (large black circle) indicates the surface hardness of the spline hole having a diameter of 15.5 mm in the second forging. FIG. 4B is a conceptual diagram of the measurement positions of the a-line and the b-line. The c-line (black square) indicates the surface hardness of the spline teeth 12 of the finished product that has been finished. A conceptual diagram of the measurement position at this time is shown in FIG. The arrow K in FIG. 4C indicates the surface of the spline hole teeth, and the arrow L indicates the measurement location of the finished product.

【0103】この3段塑性加工の例においては、aのと
き穴径が14.3mmで、bのとき穴径が15.5mm
で、cのとき穴径が16mmとなっており、少しずつ直
径が大きくなっている。
In the example of the three-stage plastic working, the hole diameter is 14.3 mm for a and 15.5 mm for b.
In the case of c, the hole diameter is 16 mm, and the diameter gradually increases.

【0104】図4の(A)を参照すると、b線の硬度が
a線の硬度よりも全体的に高い。このことから、直径1
4.3mmから直径15.5mmへの拡径を行う塑性変
形により、穴の硬度が上昇していることがわかる。ま
た、スプライン穴の仕上を行った後でも、c線からわか
るように、深さ0.6mmまで歯面硬さは、ビッカース
硬さ270Hv以上、ロックウェル硬さHRc25以上
を保っていることがわかる。
Referring to FIG. 4A, the hardness of line b is generally higher than the hardness of line a. From this, the diameter 1
It can be seen that the hardness of the hole has increased due to the plastic deformation that expands the diameter from 4.3 mm to a diameter of 15.5 mm. Further, even after finishing the spline holes, as can be seen from the c-line, the tooth surface hardness up to a depth of 0.6 mm maintains Vickers hardness 270 Hv or more and Rockwell hardness HRc 25 or more. .

【0105】図5(A)及び(B)は図4の3段加工の
例における硬化層の深さのパターンの一例を示す。図5
(A)はスプライン穴159の硬化層の深さのパターン
の一例を示し、図5(B)はスプライン軸169の硬化
層の深さのパターンの一例を示す。
FIGS. 5A and 5B show an example of the pattern of the depth of the hardened layer in the example of the three-step processing shown in FIG. FIG.
5A shows an example of the pattern of the depth of the hardened layer of the spline hole 159, and FIG. 5B shows an example of the pattern of the depth of the hardened layer of the spline shaft 169.

【0106】図5(A)においては、冷間鍛造加工を3
回行うことによりスプライン穴150の硬化面の硬さ及
び深さが変化している。たとえば、歯底151は、歯先
152に比較して、硬化面の硬さが高く、かつ深さが深
くなっている。好ましい数値例においては、歯先152
の硬化深さをd0とし、歯底151の硬化深さをd1とし
たとき、次のようにする。
In FIG. 5 (A), cold forging was performed for 3
The hardness and the depth of the hardened surface of the spline hole 150 are changed by performing the rotation. For example, the tooth bottom 151 has a hardened surface that is harder and deeper than the tooth tip 152. In a preferred numerical example, the tip 152
The cure depth and d 0, when the curing depth of the tooth base 151 as d 1, is as follows.

【0107】d1=1.5〜3.0×d00とd1は、材質の選定や冷間鍛造の加工段数の選定に
より適当な値に設定する。
D 1 = 1.5-3.0 × d 0 d 0 and d 1 are set to appropriate values by selecting the material and the number of steps of cold forging.

【0108】歯底151から歯先152に向かって硬化
層の深さが深い方から浅い方にスムーズに変化してい
る。しかも、図には示されていないが、それらの間で繊
維の流れがスムーズなものとなっている。
The depth of the hardened layer changes smoothly from deep to shallow from the tooth bottom 151 to the tooth tip 152. Moreover, although not shown in the drawing, the flow of the fiber between them is smooth.

【0109】なお、図5(A)において、153は、ス
プライン穴の上下の対称線であり、154はスプライン
穴の左右の対称線であり、155は、それらの交点、つ
まりスプライン穴の中心線であり、159は穴である。
ただし、スプライン穴の形状は誇張して示したものであ
り、実際のものとは異なる。
In FIG. 5A, reference numeral 153 denotes a vertical symmetry line of the spline hole, reference numeral 154 denotes a left and right symmetry line of the spline hole, and reference numeral 155 denotes an intersection thereof, that is, a center line of the spline hole. And 159 is a hole.
However, the shape of the spline hole is exaggerated and differs from the actual one.

【0110】図5(B)においても、冷間鍛造加工を3
回行うことによりスプライン軸169の硬化面の硬さ及
び深さが変化している。たとえば、歯底161は、歯先
162に比較して、硬化面の硬さが高く、かつ深さが深
くなっている。好ましい数値例においては、歯先162
の硬化深さをd0とし、歯底161の硬化深さをd1とし
たとき、次のようにする。
Also in FIG. 5 (B), the cold forging was
By performing the rotation, the hardness and depth of the hardened surface of the spline shaft 169 are changed. For example, the tooth bottom 161 has a hardened surface with a higher hardness and a greater depth than the tooth tip 162. In a preferred numerical example, the tip 162
The cure depth and d 0, when the curing depth of the tooth base 161 as d 1, is as follows.

【0111】d1=1.5〜3.0×d00とd1は、材質の選定や冷間鍛造の加工段数の選定に
より適当な値に設定する。
D 1 = 1.5 to 3.0 × d 0 d 0 and d 1 are set to appropriate values by selecting the material and the number of steps of cold forging.

【0112】歯底161から歯先162に向かって硬化
層の深さが深い方から浅い方にスムーズに変化してい
る。しかも、図には示されていないが、それらの間で繊
維の流れがスムーズなものとなっている。
The depth of the hardened layer smoothly changes from deep to shallow from the tooth bottom 161 to the tooth tip 162. Moreover, although not shown in the drawing, the flow of the fiber between them is smooth.

【0113】なお、図5(B)において、163は、ス
プライン軸の上下の対称線であり、164はスプライン
軸の左右の対称線であり、165は、それらの交点、つ
まりスプライン軸の中心線であり、169は軸である。
ただし、スプライン軸の形状は誇張して示したものであ
り、実際のものとは異なる。
In FIG. 5B, 163 is a line of symmetry above and below the spline axis, 164 is a line of symmetry of the right and left of the spline axis, and 165 is their intersection, that is, the center line of the spline axis. And 169 is an axis.
However, the shape of the spline shaft is exaggerated and differs from the actual one.

【0114】次に、図6〜11を参照して、本発明の方
法により製造したスプライン(歯付き軸)の例を説明す
る。
Next, an example of a spline (toothed shaft) manufactured by the method of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0115】実施例3 図6〜9は、本発明をシャフトメイントランス(構成部
品のもう1つの他の例)の製造に適用した例を示す。
Embodiment 3 FIGS. 6 to 9 show an example in which the present invention is applied to the manufacture of a shaft main transformer (another alternative example of a component).

【0116】図6は、シャフトメイントランス90の全
体を示し、図7は図6のa−a断面を示し、図9は図6
の部分Eを拡大して示している。
FIG. 6 shows the entirety of the shaft main transformer 90, FIG. 7 shows a cross section taken along the line aa of FIG. 6, and FIG.
The portion E of FIG.

【0117】シャフトメイントランス90の軸方向両端
には、軸方向外側に向かって開いた穴を有する径の細い
部分91、92が形成されている。径の細い部分91、
92の軸方向内側には角型スプライン93とインボリュ
ートセレーション94がそれぞれ接続している。
At both ends in the axial direction of the shaft main transformer 90, thin portions 91 and 92 having holes opened outward in the axial direction are formed. A thin portion 91,
A square spline 93 and an involute serration 94 are connected to the inside of the shaft 92 in the axial direction.

【0118】角型スプライン93とインボリュートセレ
ーション94は、2つの径の太い部分95、96を設け
た円柱部98を介して接続している。
The square spline 93 and the involute serration 94 are connected via a cylindrical portion 98 provided with two thick portions 95 and 96 having a large diameter.

【0119】径の太い部分96は、その外周面の径が一
部が小さくなって、くぼみ97を形成している。
The large-diameter portion 96 has a recess 97 in which the diameter of the outer peripheral surface is partially reduced.

【0120】シャフトメイントランス90はコイル材か
ら冷間鍛造により形成される。この場合、スプラインの
歯形の表面は、縮径を伴う塑性変形により硬化させられ
る。なお、シャフトメイントランス90には、キズ、割
れ、打痕、カブリ・バリ等の有害な欠陥がないのが好ま
しい。冷鍛成形後の好適な表面硬度は、例えばHRB7
3〜98である。
The shaft main transformer 90 is formed from a coil material by cold forging. In this case, the surface of the spline tooth profile is hardened by plastic deformation accompanied by diameter reduction. The shaft main transformer 90 preferably has no harmful defects such as scratches, cracks, dents, fog and burrs. Suitable surface hardness after cold forging is, for example, HRB7
3 to 98.

【0121】寸法の一例を挙げると、角型スプライン9
3の大径D1、小径d1、歯数は、それぞれ20.25
±0.1mm、17-0.29 -0.47mm、6である。インボ
リュートセレーション94の大径D2、小径d2、モジ
ュール、歯数は、それぞれ19.80 -0.3mm、17.
0 -0.3mm、1.0mm、19である。くぼみ97の
幅は0.5〜1mm、深さは0.1〜0.3mmであ
る。
An example of the dimensions is as follows.
3, the large diameter D1, the small diameter d1, and the number of teeth are respectively 20.25.
± 0.1mm, is a 17 -0.29 -0.47 mm, 6. The large diameter D2, the small diameter d2, the module and the number of teeth of the involute serration 94 are 19.8 0 -0.3 mm and 17.
6 0 -0.3 mm, 1.0 mm and 19. The width of the depression 97 is 0.5 to 1 mm, and the depth is 0.1 to 0.3 mm.

【0122】実施例4 図10〜11は、本発明をギア100(構成部品のさら
にもう1つの他の例)の製造に適用した例を示す。
Embodiment 4 FIGS. 10 to 11 show an example in which the present invention is applied to the manufacture of a gear 100 (still another example of a component).

【0123】図10はギア100の全体を示し、図11
は図10の領域Bを拡大して示している。
FIG. 10 shows the entire gear 100, and FIG.
Indicates an enlarged region B in FIG.

【0124】ギア100の一端には歯車101が形成さ
れ、その軸方向内側に径の太い部分102が接続してい
る。
A gear 101 is formed at one end of the gear 100, and a thick portion 102 is connected to the inside of the gear 100 in the axial direction.

【0125】ギア100の他端には径の細い部分103
が形成され、その軸方向内側にインボリュートセレーシ
ョン104が接続している。
The other end of the gear 100 has a small diameter portion 103.
Is formed, and the involute serration 104 is connected to the inner side in the axial direction.

【0126】径の太い部分102とインボリュートセレ
ーション104は円柱部105を介して接続している。
The large-diameter portion 102 and the involute serration 104 are connected via a cylindrical portion 105.

【0127】ギア100はコイル材から冷間鍛造により
形成される。この場合、歯車101の歯形の表面は縮径
を伴う塑性変形により硬化させられる。好適な表面硬さ
は、HR25〜40である。
The gear 100 is formed by cold forging from a coil material. In this case, the tooth-shaped surface of the gear 101 is hardened by plastic deformation accompanied by diameter reduction. Suitable surface hardness is HR 25-40.

【0128】なお、歯車の歯面に傷や凹凸がないように
すると良い。
It is preferable that the tooth surface of the gear is free from scratches and irregularities.

【0129】寸法の一例を挙げると、歯車101の大
径、小径、歯数は、それぞれ14.2 0 -0.08mm、1
0.6mm、15である。インボリュートセレーション
104の大径、小径、モジュール、歯数は、それぞれ1
-0.15 -0.25mm、10mm、1.00mm、11であ
る。
As an example of the dimensions, the size of the gear 101 is large.
The diameter, small diameter and number of teeth are each 14.2 0 -0.08mm, 1
0.6 mm and 15. Involute serration
The large diameter, small diameter, module and number of teeth of 104 are 1
2-0.15 -0.25mm, 10 mm, 1.00 mm, 11
You.

【0130】図11に示すように、歯車101の歯面に
形成されるダレの軸方向長さLと放射方向長さlは、そ
れぞれ1.5mm以下、0.5mm以下が好ましい。
As shown in FIG. 11, the axial length L and the radial length l of the sag formed on the tooth surface of the gear 101 are preferably 1.5 mm or less and 0.5 mm or less, respectively.

【0131】[0131]

【発明の効果】本発明によれば、冷間鍛造を採用したこ
とにより、熱間鍛造に比較して、エネルギー消費を大幅
に低減できる。
According to the present invention, by employing cold forging, energy consumption can be greatly reduced as compared with hot forging.

【0132】また、本発明によれば、雌形の歯を形成す
る際に、ブローチ切削や焼入品の切削を行う必要がない
ため、材料の使用量を従来に比べて20〜30%低減す
ることができる。
Further, according to the present invention, when forming female teeth, it is not necessary to perform broach cutting or cutting of hardened products, so that the amount of material used is reduced by 20 to 30% as compared with the conventional case. can do.

【0133】さらに、歯形を冷間鍛造のみにより加工で
きるため、熱間鍛造を行う場合に比べて、切削加工時間
を約45〜55%の割合で低減できる。
Further, since the tooth profile can be processed only by cold forging, the cutting time can be reduced by about 45 to 55% as compared with the case where hot forging is performed.

【0134】さらに、冷間鍛造により所望の歯の表面硬
さが得られるため、焼入工程、焼戻工程又は浸炭焼入工
程を省略できる。
Further, since a desired tooth surface hardness is obtained by cold forging, a quenching step, a tempering step or a carburizing and quenching step can be omitted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(A)〜(H)は、本発明の方法によりハブド
リブン(構成部品の一例)を製造する一連の製造工程を
示す図。
1 (A) to 1 (H) are views showing a series of manufacturing steps for manufacturing a hub driven (one example of a component) by the method of the present invention.

【図2】(A)〜(F)は、本発明の方法によりハブタ
ービン(構成部品の他の例)を製造する一連の製造工程
を示す図。
FIGS. 2A to 2F are views showing a series of manufacturing steps for manufacturing a hub turbine (another example of a component) by the method of the present invention.

【図3】(A)と(B)は、それぞれ図2(F)に対応
する図で、2つの変形例の主要部を拡大して示す図。
FIGS. 3A and 3B respectively correspond to FIG. 2F and are enlarged views of main parts of two modified examples.

【図4】(A)は、本発明の方法により製造されたスプ
ライン穴の硬度を半加工品(白丸及び黒丸で示す)と完
成品(黒四角で示す)について測定した結果を示すグラ
フ。(B)は、半加工品(白丸及び黒丸)の硬度測定位
置を示す概念図である。(C)は、完成品(黒四角)の
硬度測定位置を示す概念図である。
FIG. 4 (A) is a graph showing the results of measuring the hardness of a splined hole manufactured by the method of the present invention for a semi-finished product (shown by white circles and black circles) and a finished product (shown by black squares). (B) is a conceptual diagram showing the hardness measurement positions of semi-finished products (white circles and black circles). (C) is a conceptual diagram showing a hardness measurement position of a finished product (black square).

【図5】(A)は、スプライン穴の表面における硬化深
さの1つのパターンを示す説明図。(B)は、スプライ
ン軸の表面における硬化深さの1つのパターンを示す説
明図。
FIG. 5A is an explanatory diagram showing one pattern of a curing depth on the surface of a spline hole. (B) is an explanatory view showing one pattern of the curing depth on the surface of the spline shaft.

【図6】本発明の方法により製造されたシャフトメイン
トランス(構成部品のもう1つの他の例)を示す。
FIG. 6 shows a shaft main transformer (another alternative example of a component) manufactured by the method of the present invention.

【図7】図6のa−a断面図。FIG. 7 is a sectional view taken along the line aa in FIG. 6;

【図8】図2(F)に対応する図で、変形例の主要部と
その加工法を拡大して説明する図。
FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 2 (F), illustrating a main part of a modified example and a processing method thereof in an enlarged manner.

【図9】図6の部分Eの拡大図。FIG. 9 is an enlarged view of a portion E in FIG. 6;

【図10】本発明の方法により製造されたギア(構成部
品のさらにもう1つの他の例)を示す。
FIG. 10 shows a gear (still another example of a component) manufactured by the method of the present invention.

【図11】図10の領域Bの拡大図。FIG. 11 is an enlarged view of a region B in FIG. 10;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ハブドリブン 12 スプライン歯 20 素材 22、34、52、54 端面 24、50 半加工品 25、57 中間部分 28、56、58、97 くぼみ 30、60、62、159 穴 32、64、91、92、103 径の細い部分 36、68、95、96、102 径の太い部分 40、72 フランジ 42 凸部 44 切頭円錐面 46、74 貫通穴 48、150 スプライン穴 76 スプライン歯 90 シャフトメイントランス 93、101 角形スプライン 94、104 インボリュートセレーション 98、105 円柱部 100 ギア 151、161 歯底 152、162 歯先 153、163 上下の対称線 154、164 左右の対称線 155、165 中心線 156、166 歯面 160 スプライン軸 169 軸 D1、D2 大径 d1、d2 小径 Reference Signs List 10 hub driven 12 spline teeth 20 material 22, 34, 52, 54 end face 24, 50 semi-finished product 25, 57 intermediate part 28, 56, 58, 97 hollow 30, 60, 62, 159 hole 32, 64, 91, 92, 103 Thin part with diameter 36, 68, 95, 96, 102 Thick part with diameter 40, 72 Flange 42 Convex part 44 Truncated conical surface 46, 74 Through hole 48, 150 Spline hole 76 Spline tooth 90 Shaft main transformer 93, 101 Square splines 94, 104 Involute serrations 98, 105 Cylindrical part 100 Gears 151, 161 Teeth bottoms 152, 162 Tooth tips 153, 163 Vertical symmetry lines 154, 164 Left and right symmetry lines 155, 165 Center line 156, 166 Tooth surface 160 Splines Shaft 169 Shaft D1, D2 Large diameter d1, 2 small

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 動力伝達機構の歯付き構成部品におい
て、歯面が冷間鍛造により硬化されていて、歯底と歯先
との間で表面硬さが相違し、しかも、繊維が歯面に沿っ
てスムーズに流れていることを特徴とする構成部品。
1. A toothed component of a power transmission mechanism, wherein a tooth surface is hardened by cold forging, a surface hardness is different between a tooth bottom and a tooth tip, and fibers are formed on the tooth surface. A component characterized by flowing smoothly along.
【請求項2】 歯面の最も硬いところの表面硬さが、ロ
ックウェル硬さ25HRc以上であることを特徴とする
請求項1に記載の構成部品。
2. The component according to claim 1, wherein the hardest surface of the tooth surface has a Rockwell hardness of 25 HRc or more.
【請求項3】 冷間鍛造により硬化されていない部分の
ロックウェル硬さが5〜25HRcである請求項1〜2
のいずれか1項に記載の構成部品。
3. The Rockwell hardness of a portion not hardened by cold forging is 5 to 25 HRc.
The component according to any one of the above.
【請求項4】 歯底の硬化深さをd1とし、歯先の硬化
深さをd0としたとき、d1とd0が、 d1=1.5〜3.0×d0 の関係を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれ
か1項に記載の構成部品。
4. When the hardening depth of the tooth bottom is d 1 and the hardening depth of the tooth tip is d 0 , d 1 and d 0 are d 1 = 1.5 to 3.0 × d 0 . The component according to any one of claims 1 to 3, wherein the component has a relationship.
【請求項5】 歯面における歯底と歯先との間で硬化深
さがスムーズに変化していることを特徴とする請求項1
〜4のいずれか1項に記載の構成部品。
5. The method according to claim 1, wherein the hardening depth changes smoothly between the tooth bottom and the tooth tip on the tooth surface.
5. The component according to any one of items 4 to 4.
【請求項6】 歯先の表面硬さが、歯底の表面硬さより
も小さいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項
に記載の構成部品。
6. The component according to claim 1, wherein the surface hardness of the tooth tip is smaller than the surface hardness of the tooth bottom.
【請求項7】 動力伝達機構の歯付き構成部品を製造す
る方法において、歯形が構成部品に形成され、それと同
時に、又はその後に、歯形の歯面が冷間鍛造加工により
硬化されることを特徴とする構成部品の製造方法。
7. A method of manufacturing a toothed component of a power transmission mechanism, wherein a tooth profile is formed on the component, and simultaneously or subsequently, the tooth flank of the tooth profile is hardened by cold forging. Manufacturing method of a component part.
【請求項8】 冷間鍛造加工を少くとも2回行うことに
より歯面の最も硬いところの硬さがロックウェル硬さ2
5HRc以上になるようにすることを特徴とする請求項
7に記載の構成部品の製造方法。
8. The hardness of the hardest part of the tooth flank is increased by a Rockwell hardness of 2 by performing cold forging at least twice.
The method for manufacturing a component according to claim 7, wherein the component is set to 5HRc or more.
【請求項9】 歯面における歯底と歯先との間で硬化深
さをスムーズに変化させることを特徴とする請求項7〜
8のいずれか1項に記載の構成部品の製造方法。
9. The method according to claim 7, wherein the hardening depth is smoothly changed between the root and the tooth tip on the tooth surface.
A method for manufacturing a component according to any one of claims 8 to 13.
【請求項10】 歯底の硬化深さをd1とし、歯先の硬
化深さをd0としたとき、d1とd0が、 d1=1.5〜3.0×d0 の関係を有することを特徴とする請求項7〜9のいずれ
か1項に記載の構成部品の製造方法。
10. When the hardening depth of the tooth bottom is d 1 and the hardening depth of the tooth tip is d 0 , d 1 and d 0 are d 1 = 1.5 to 3.0 × d 0 . The method for manufacturing a component according to claim 7, wherein the component has a relationship.
【請求項11】 歯底と歯先との間で冷間鍛造のときに
繊維の流れを歯面に沿ってスムーズにすることを特徴と
する請求項7〜10のいずれか1項に記載の構成部品の
製造方法。
11. The method according to claim 7, wherein the flow of the fiber is smooth along the tooth surface during cold forging between the root and the tooth tip. Manufacturing method of component parts.
【請求項12】 雄歯形を有し、歯底の表面硬さが、歯
先の表面硬さよりも小さいことを特徴とする請求項7〜
11のいずれか1項に記載の構成部品の製造方法。
12. The method according to claim 7, having a male tooth shape, wherein the surface hardness of the tooth bottom is smaller than the surface hardness of the tooth tip.
12. The method for manufacturing a component according to any one of items 11 to 11.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2648531C1 (en) * 2016-12-19 2018-03-26 Николай Викторович Мендрух Method of hardening a tooth gear
RU2647981C1 (en) * 2016-12-06 2018-03-27 Николай Викторович Мендрух Method of gear wheels teeth hardening
RU2650263C1 (en) * 2016-12-19 2018-04-11 Николай Викторович Мендрух Method of gear wheels teeth hardening
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