JP2588743B2

JP2588743B2 - 歯車の成形方法

Info

Publication number: JP2588743B2
Application number: JP63065349A
Authority: JP
Inventors: 鴻松本; 奈津之丞石川; 秀一山根; 嘉明狩野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-03-18
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1997-03-12
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JPH01237040A

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的（１）産業上の利用分野本発明は、歯車の成形方法に関し、特に軸方向に沿う
歯筋の歯形部を外周に備える歯車を塑性加工により成形
するようにした歯車の成形方法に関する。

（２）従来の技術従来、特開昭58−181450号公報により開示されている
ように、ポンチと、それに対向した予備輪郭打抜きダイ
スおよびシェービングダイスとを段設したプレス型に所
要温度に加熱した厚肉素材を装着し、そのプレス型の一
行程で素輪郭部ブランクの熱間成形および該素輪郭部ブ
ランクの熱間シェービングを行なうようにしたものがあ
る。

（３）発明が解決しようとする課題ところが上記従来のものでは、素輪郭部ブランクの成
形およびシェービング成形をブレス型の一行程で行なう
ので、成形荷重が高くなり、金型の磨耗および破損が多
くなり、装置も大型になるだけでなく、段設構造である
ので金型構成も規制される。

また上記公報には、素輪郭部ブランクを予め成形して
おき、この素輪郭部ブランクを加熱してシェービングす
るものも記載されているが、この方法では上記公報に記
載されているように、歯形部に亀裂および先端のだれが
生じ、実用に供し難い等の問題が残されたままとなる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、
簡単な構成でかつ比較的小さな荷重により歯車の成形を
可能とし、しかもだれや亀裂が生じることのないように
した歯車の成形方法を提供することを目的とする。

B.発明の構成（１）課題を解決するための手段上記目的を達成するために、本発明は、軸方向に沿う
歯筋の粗歯形部を外周に有する粗歯形ブランクを準備
し、粗歯形部をシェービング成形するための切刃を内周
に有る固定のアウタロアーダイと前記切刃に噛合して軸
方向に移動可能なインナロアーダイとから成るロアーダ
イ上に、前記粗歯形ブランクを加熱状態で載置し、イン
ナロアーダイの上方で昇降可能なアッパーダイとインナ
ロアーダイとの間に粗歯形ブランクを挟持したまま、該
アッパーダイによって粗歯形ブランクをアウタロアーダ
イ内に押込んで前記切刃により粗歯形部をその歯筋に沿
ってシェービング成形するようにした、歯車の成形方法
であって、前記シェービング成形に際しては、アッパー
ダイとの軸方向相対移動を可能にして該アッパーダイを
囲繞するストリッパを粗歯形部に対応する粗歯形ブラン
クの上面に接触させ且つインナロアーダイを介して粗歯
形部に所定のカウンター圧を作用させながら、粗歯形ブ
ランクのアウタロアーダイ内への押込みを行うようにし
たことを第１の特徴としている。

また本発明は、第１の特徴に加えて、カウンター圧に
対抗する荷重をストリッパにかけることを第２の特徴と
する。

さらに本発明は、第１又は第２の特徴に加えて、鍛造
成形時に生じたバリ部を粗歯形部の一端全周に残したま
まで粗歯形ブランクを準備し、前記ストリッパでバリ部
を押さえながら、アッパーダイで粗歯形ブランクをアウ
タロアーダイ内に押込んで前記切刃により粗歯形部をシ
ェービング成形し、シェービングにより生じるシェービ
ング滓部をアウタロアーダイでバリ部に圧着し、バリ部
およびシェービング滓部を、シェービング後の成形歯形
の端面から分離する直前の半抜き状態とすることを第３
の特徴とする。

（２）作用第１の特徴によれば、加熱状態にある粗歯形ブランク
をインナロアーダイおよびアッパーダイ間に挟持したま
まアウタロアーダイに押込んで、そのアウタロアーダイ
の切刃により該粗歯形ブランクの粗歯形部をその歯筋に
沿ってシェービング成形するようにしたから、荷重を比
較的小さくしてシェービング成形することができ、しか
もそのシェービング時には、シェービング荷重に対抗す
るカウンター圧による圧縮荷重を、粗歯形部に対抗する
粗歯形ブランク上面に当接するストリッパと、インナロ
アーダイとの間で粗歯形部に有効に作用させることがで
きるため、該粗歯形部に於いてシェービング荷重とカウ
ンター圧による圧縮荷重とをバランスさせながらシェー
ビング成形することができ、安定したシェービング面が
得られる。

第２の特徴によれば、ストリッパにカウンター圧に対
抗する荷重をかけることにより、粗歯形部の内圧を増大
させることができる。

第３の特徴によれば、ストリッパでバリ部を押さえな
がらアッパーダイで粗歯形ブランクをアウタロアーダイ
に押込んでシェービング成形するので、シェービング滓
部がアウタロアーダイによりバリ部に圧着され、細かく
分散することなくバリ部に沿って側方に逃げ、安定した
シェービング面が得られるとともに生産性が向上する。

（３）実施例以下、図面により本発明の一実施例について説明する
と、先ず第１図において、歯車の成形にあたっては、加
熱状態での鍛造成形により粗歯形ブランク１が準備され
る。この粗歯形ブランク１は、軸方向に沿う歯筋の粗歯
形部２を外周に有するとともに、その粗歯形部２の一端
には鍛造時に生じたバリ部2aが全周にわたって残された
ままとなっている。該粗歯形ブランク１は、シェービン
グ温度たとえば700〜950℃に加熱された状態で成形装置
３に供給され、該成形装置３により粗歯形部２のシェー
ビング加工が行なわれる。

成形装置３は、インナロアーダイ４およびアウタロア
ーダイ５から成るロアーダイ６と、インナロアーダイ４
との間に粗歯形ブランク１を挟持して該粗歯形ブランク
１アウタロアーダイ５に押込むためのアッパーダイ７と
を備える。

固定のダイセットプレート８上には第１ダイプレート
９が固定され、また第１ダイプレート９上には円筒状の
第２ダイプレート10が固定される。さらに第２ダイプレ
ート10上には円筒状のダイホルダ11が固定されており、
このダイホルダ11および第２ダイプレート10により、基
本的に円筒状のアウタロアーダイ５が固定的に支持され
る。またアウタロアーダイ５の上部寄り内面には、粗歯
形部２をシェービング加工するための切刃12が設けられ
る。

インナロアーダイ４は基本的に円柱状に形成されてお
り、アウタロアーダイ５内に昇降作動を可能にして同軸
に配置される。しかも該インナロアーダイ４の上部外面
には前記アウタロアーダイ５の切刃12に噛合する歯部13
が設けられる。またインナロアーダイ４の下端には、第
２ダイプレート10の内面に摺接する鍔部4aが設けられ
る。さらにインナロアーダイ４の上端面は、粗歯形ブラ
ンク１を載置すべく該粗歯形ブランク１の下面に対応し
た形状に形成される。

第２図および第３図を併せて参照して、アウタロアー
ダイ５の上端部内縁には、環状凹部14が設けられてお
り、この環状凹部14にはアウタロアーダイ５の上端面と
面一にして位相合わせ用ガイド部材15が嵌合、固定され
る。このガイド部材15は基本的に短円筒状に形成される
ものであり、その内面下部には粗歯形ブランク１の粗歯
形部２に対応するガイド歯部16が、アウタロアーダイ５
の切刃12に連なって設けられる。

ダイセットプレート８および第１ダイプレート９を上
下方向移動自在に貫通するノックアウトピン17の下部が
図示しないシリンダ等の駆動手段に連結され、該ノック
アウトピン17は、インナロアーダイ４の中央部で上下に
延びて穿設された貫通孔4b内を上昇して粗歯形ブランク
１の下面に当接可能である。またアウタロアーダイ５の
下部には、上下方向に延びる軸線を有するシリンダ18が
周方向に等間隔をあけた複数個所に埋設、配置されてお
り、これらのシリンダ18のピストンロッド19はアウタロ
アーダイ５の下面から下方に延びてインナロアーダイ４
における下端の鍔部4a上面に当接する。

第１ダイプレート９の上部には、ノックアウトピン17
を囲む周方向複数位置に、上下方向に延びる軸線を有す
るシリンダ20が埋設、配置されており、これらのシリン
ダ20のピストンロッド21はインナロアーダイ４の下面に
当接する。しかも各シリンダ20は、粗歯形ブランク１を
インナロアーダイ４上に載せる原位置では、インナーロ
アーダイ４の上端縁がアウタロアーダイ５の上部内端縁
よりもわずかに下方に位置するように前記各シリンダ18
による下方への押圧力に対抗する上方への押圧力を発揮
するものであり、インナロアーダイ４が第１図で示す原
位置にある状態から下降するときには、インナロアーダ
イ４を介して粗歯形ブランク１にカウンター圧が作用す
べく上方に向けての押圧力を発揮する。

アッパーダイ７は、粗歯形ブランク１の上面に対応し
た下面を有して基本的に円柱状に形成されており、図示
しない昇降駆動手段に連結されて昇降可能な可動ダイプ
レート22に固設されたホルダ23に、制限された範囲の上
下相対移動を許容して保持される。このアッパーダイ７
の外面には軸方向に延びる歯筋を有する歯部24が設けら
れる。

ホルダ23には、アッパーダイ７を囲繞する環状に形成
されたストリッパ25が吊下される。すなわちストリッパ
25には上下に延びる複数のロッド26の基端が固着されて
おり、これらのロッド26の上端に設けられた規制鍔27
は、上下に延びるとともに両端を閉塞してホルダ23に設
けられた保持孔28に摺動可能に嵌合される。しかも保持
孔28の上部閉塞端と規制鍔27との間にはばね29または油
圧シリンダが介設されており、このばね29または油圧シ
リンダの反発力によりストリッパ25は下方に向けて弾発
付勢される。したがってストリッパ25は下方に向けて弾
発付勢されながらアッパーダイ７に対して上下に制限さ
れた範囲で相対移動可能である。

ストリッパ25の内縁下部には下方に向けて突出する突
部25aが突設されており、この突部25aの下端にはインナ
ロアーダイ４上に載った粗歯形ブランク１における粗歯
形部２の上部のバリ部2aに当接可能である。しかもスト
リッパ25の内面には、アッパーダイ７の歯部24に噛合す
る歯部30が設けられる。

次に成形装置３による粗歯形ブランク１の加工手順に
ついて説明すると、先ず700〜950℃に加熱された状態に
ある粗歯形部ブランク１を、ガイド部材15のガイド歯部
16によって粗歯形部２の位相がアウタロアーダイ５の切
刃12に合うようにしてロアーダイ６上に載置する。

次いで可動ダイプレート22を下降作動せしめると、第
１図で示すように粗歯形ブランク１はロアーダイ６にお
けるインナロアーダイ４とアッパーダイ７との間に挟持
されることになる。この状態でさらに可動ダイプレート
22すなわちアッパーダイ７を降下させると、粗歯形ブラ
ンク１は、インナロアーダイ４およびアッパーダイ７間
に挟持されたまま、アウタロアーダイ５内に押込まれて
いき、粗歯形ブランク１における外周の粗歯形部２がア
ウタロアーダイ５の切刃12によりシェービング加工され
る。

このシェービング加工時に、粗歯形部２には切刃12に
よりシェービング荷重（引張応力）が作用する。このよ
うな一定方向のみの荷重が作用したままであると、切刃
12の抵抗により粗歯形部２にはその歯先のびびりやひ
け、ならびに二次剪断による亀裂等が生じ、ノックアウ
トピン17によるノックアウト時にも切刃12から製品が垂
直に抜けずに上述と同様の欠陥が生じることになる。

しかるに、インナロアーダイ４にはその下降時に複数
のシリンダ20によるカウンター圧が作用する。これによ
り粗歯形ブランク１の粗歯形部２には、前記シェービン
グ荷重と、そのシェービング荷重に対抗するカウンター
圧による圧縮荷重とが作用することになり、一定の引張
および圧縮応力のバランス状態で粗歯形部２のシェービ
ング加工が行なわれることになる。

しかもアッパーダイ７による粗歯形ブランク１の押下
げ時には、第４図で示すようにストリッパ25の下端の突
部25aが粗歯形ブランク１における粗歯形部２の上部の
バリ部2aに当接するので、前記カウンター圧が粗歯形部
２に有効に作用する。さらにストリッパ25は、該ストリ
ッパー25に対するホルダ23の下方への相対移動に応じて
ばね29が圧縮されることにより、粗歯形部２に背圧を加
えることになる。したがって粗歯形部２にはカウンター
圧とそれに対抗する背圧とが作用することになり、粗歯
形部２の内圧を増大することができ、シェービング加工
時にびびり、ひけおよびだれ等が生じることを確実に防
止することが可能となる。

またこのシェービング時に生じるシェービング滓部2b
は、アウタロアーダイ５の切刃12によりストリッパ25で
押さえられているバリ部2aに押付けられる。したがって
シェービング滓部2bはバリ部2aに圧着し、細かく分散す
ることなく該バリ部2aに沿って側方に逃げるので、安定
したシェービング面が得られるとともに生産性が向上す
る。

インナロアーダイ４が最下限まで降下したときに粗歯
形部２のシェービング加工が終了するが、このとき、ア
ウタロアーダイ５は粗歯形ブランク１のバリ部2aの一部
を剪断し、第５図で示すように、アウタロアーダイ５の
切刃12に対応する部分でバリ部2aの上面は半抜きバリ部
2a′として隆起し、またシェービング滓部2bもバリ部2a
に付着したままとなる。すなわち半抜きバリ部2a′を含
むバリ部2aと、シェービング滓部2bとは、シェービング
加工により形成された成形歯形2cの端面から完全に分離
する直前の半抜き状態で残り、成形装置３内にバリ部2a
およびシェービング滓部2bが分散することはない。その
後、アッパーダイ７を上昇させ、さらにノックアウトピ
ン17を上昇させてシェービング加工が終了した粗歯形ブ
ランク１をロアーダイ６上から取外し、さらにシェービ
ング加工により生じたバリ部2aおよびシェービング滓部
2bを切除して製品を得る。

ここで歯面のひけ量とカウンター圧との関係を示すと
第６図のようになり、許容ひけ量を2mmとすると、カウ
ンター圧は3kg/mm²以上であることが必要である。また
シェービング温度と成形性との関係を示すと第７図のよ
うになる。この第７図はだれ量のシェービング温度に対
する関係を示すものであるが、許容だれ量を1mmとした
ときにシェービング温度は950℃以下であることが要求
される。またシェービング温度が700℃未満であると加
工時に被加工部にかけが生じるので、結局シェービング
温度は700〜950℃であることが要求されることになる。

次に本発明に従って歯車を成形したときの具体例を示
す。

材質をSCM420、SCr420として直径を77mmΦ、軸方向に
沿う厚みを15mmとした粗歯形ブランクを、加熱状態で10
00Tonプレスによる鍛造成形する。次いで700〜950℃の
加熱状態で、シェービング代を０〜0.6mm、シェービン
グ速度を90〜250mm/sec、シェービング荷重を60〜140To
n、カウンター圧力を３〜8kg/mm²とした条件下で、歯先
円直径を76mmΦ、モジュール2.5のインボリュート歯車
を成形した。

このとき、歯部の周方向表面粗さをR1,軸方向粗さをR
2、歯溝のふれ量をR3とすると、NO.1およびNO.2の製品
精度は次表に示すようになる。

この結果から判るように、本発明に従って歯車を成形
しても、充分精度の高い歯車を得ることができる。

C.発明の効果以上のように本発明の第１の特徴によれば、軸方向に
沿う歯筋の粗歯形部を外周に有する粗歯形ブランクを準
備し、粗歯形部をシェービング成形するための切刃を内
周に有する固定のアウタロアーダイと前記切刃に噛合し
て軸方向に移動可能なインナロアーダイとから成るロア
ーダイ上に、粗歯形ブランクを加熱状態で載置し、イン
ナロアーダイの上方で昇降可能なアッパーダイとインナ
ロアーダイとの間に粗歯形ブランクを挟持したまま、該
アッパーダイによって粗歯形ブランクをアウタロアーダ
イ内に押込んで、該アウタロアーダイの切刃により粗歯
形部をその歯筋に沿ってシェービング成形するようにし
たので、構成を比較的簡単にし、しかも荷重を比較的小
さくしてシェービング成形することができ、成形装置の
小型化に寄与することができる。

また前記シェービング成形に際しては、アッパーダイ
との軸方向相対移動を可能にして該アッパーダイを囲繞
するストリッパを粗歯形部に対応する粗歯形ブランク上
面に接触させ且つインナロアーダイを介して粗歯形部に
所定のカウンター圧を作用させながら、粗歯形ブランク
のアウタロアーダイ内への押込みを行うようにしたの
で、シェービング荷重に対抗するカウンター圧による圧
縮荷重を、前記ストリッパとインナロアーダイとの間で
粗歯形部に有効に作用させることができ、従って該粗歯
形部に於いてシェービング荷重とカウンター圧による圧
縮荷重とをバランスさせながらシェービング成形できる
から、安定したシェービング面が得られ、製品の成形精
度向上に寄与することができる。

また特に第２の特徴によれば、カウンター圧に対抗す
る荷重をストリッパにかけるので、粗歯形部の内圧を上
昇させることができ、従ってシェービング加工時にびび
り、ひけ及びだれ等の欠陥が生じることを効果的に防止
できる。

更に第３の特徴によれば、鍛造成形時に生じたバリ部
を粗歯形部の一端全周に残したままで粗歯形ブランクを
準備し、ストリッパでバリ部を押さえながら、アッパー
ダイで粗歯形ブランクをアウタロアーダイ内に押込んで
前記切刃により粗歯形部をシェービング成形し、シェー
ビングにより生じるシェービング滓部をアウタロアーダ
イでバリ部に圧着し、バリ部およびシェービング滓部
を、シェービング後の成形歯形の端面から分離する直前
の半抜き状態とするので、バリ部およびシェービング滓
部を分散することなく加工することができ、安定したシ
ェービング面が得られるとともに生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は成
形装置の縦断面図、第２図は第１図のII部拡大図、第３
図は第２図のIII−III線断面図、第４図は成形終了時の
第２図に対応した断面図、第５図は成形終了時の粗歯形
ブランクを示す斜視図、第６図はカウンター圧力および
歯面のひけ量の関係を示すグラフ、第７図はシェービン
グ温度およびだれ量の関係を示すグラフである。１……粗歯形ブランク、２……粗歯形部、2a……バリ
部、2b……シェービング滓部、2c……成形歯形、４……
インナロアーダイ、５……アウタロアーダイ、６……ロ
アーダイ、７……アッパーダイ、12……切刃、25……ス
トリッパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者狩野嘉明埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献特開昭56−68540（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向に沿う歯筋の粗歯形部（２）を外周
に有する粗歯形ブランク（１）を準備し、粗歯形部（２）をシェービング成形するための切刃（1
2）を内周に有する固定のアウタロアーダイ（５）と前
記切刃（12）に噛合して軸方向に移動可能なインナロア
ーダイ（４）とから成るロアーダイ（６）上に、前記粗
歯形ブランク（１）を加熱状態で載置し、インナロアーダイ（７）の上方で昇降可能なアッパーダ
イ（７）とインナロアーダイ（４）との間に粗歯形ブラ
ンク（１）を挟持したまま、該アッパーダイ（７）によ
って粗歯形ブランク（１）をアウタロアーダイ（５）内
に押込んで前記切刃（12）により粗歯形部（２）をその
歯筋に沿ってシェービング成形するようにした、歯車の
成形方法であって、前記シェービング成形に際しては、アッパーダイ（７）
との軸方向相対移動を可能にして該アッパーダイ（７）
を囲繞するストリッパ（25）を粗歯形部（２）に対応す
る粗歯形ブランク（１）の上面に接触させ且つインナロ
アーダイ（４）を介して粗歯形部（２）に所定のカウン
ター圧を作用させながら、粗歯形ブランク（１）のアウ
タロアーダイ（５）内への押込みを行うようにしたこと
を特徴とする、歯車の成形方法。
【請求項２】カウンター圧に対抗する荷重をストリッパ
（25）にかけることを特徴とする請求項１に記載の歯車
の成形方法。
【請求項３】鍛造成形時に生じたバリ部（2a）を粗歯形
部（２）の一端全周に残したままで粗歯形ブランク
（１）を準備し、前記ストリッパ（25）でバリ部（2a）
を押さえながら、アッパーダイ（７）で粗歯形ブランク
（１）をアウタロアーダイ（５）内に押込んで前記切刃
（12）により粗歯形部（２）をシェービング成形し、シ
ェービングにより生じるシェービング滓部（2b）をアウ
タロアーダイ（５）でバリ部（2a）に圧着し、バリ部
（2a）およびシェービング滓部（2b）を、シェービング
後の成形歯形の端面から分離する直前の半抜き状態とす
ることを請求項１又は２に記載の歯車の成形方法。