JP2615229B2 - 段付歯車の押出成形用金型装置 - Google Patents
段付歯車の押出成形用金型装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ＝発明の目的＝ 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車の自動変速機のミッションギアの様
に複雑な形状を有し、且つリム部の肉厚が薄い歯車を熱
間または温間温度域で押出し成形する、段付歯車の押出
成形用金型装置に関する。
に複雑な形状を有し、且つリム部の肉厚が薄い歯車を熱
間または温間温度域で押出し成形する、段付歯車の押出
成形用金型装置に関する。
特開昭63−112038号，特開平１−11042号，同18545
号,138034号等に開示される様に、自動車の自動変速機
のミッションギアの様にリム部肉厚が薄く、且つ複雑な
形状を有する段付歯車を製造する場合は、熱間または温
間温度域において据込み加工，ピアス加工，歯形部の押
出し成形等の一連の鍛造成形で粗加工した後、前記押出
し成形により形成された歯形部を所定の歯形精度に仕上
げるために歯の部分のみしごき加工（アイオニング）を
施すサイジング加工を冷間温度域にて行い、次いで工作
機械によるレース加工を施し、全体を所望の形状に仕上
げていた。
号,138034号等に開示される様に、自動車の自動変速機
のミッションギアの様にリム部肉厚が薄く、且つ複雑な
形状を有する段付歯車を製造する場合は、熱間または温
間温度域において据込み加工，ピアス加工，歯形部の押
出し成形等の一連の鍛造成形で粗加工した後、前記押出
し成形により形成された歯形部を所定の歯形精度に仕上
げるために歯の部分のみしごき加工（アイオニング）を
施すサイジング加工を冷間温度域にて行い、次いで工作
機械によるレース加工を施し、全体を所望の形状に仕上
げていた。
このようにして製造される歯車素材の一例を第１図に
示す。即ち、歯車35は大径部31と小径部32とからなり、
前記大径部31外周面には軸線方向に沿う複数条の歯形部
T2が形成されている。この場合、前記大径部31側の端面
部には比較的大径な孔部33aが画成されており、従って
この端面部においては前記大径部31の肉厚は小さく形成
されることになる。更に、前記孔部33aに連通して徐々
に小径となる複数の孔部が穿設され、大径部31と他端小
径部32を貫通する中央孔部33が形成されている。
示す。即ち、歯車35は大径部31と小径部32とからなり、
前記大径部31外周面には軸線方向に沿う複数条の歯形部
T2が形成されている。この場合、前記大径部31側の端面
部には比較的大径な孔部33aが画成されており、従って
この端面部においては前記大径部31の肉厚は小さく形成
されることになる。更に、前記孔部33aに連通して徐々
に小径となる複数の孔部が穿設され、大径部31と他端小
径部32を貫通する中央孔部33が形成されている。
前述した熱間または温間温度域における鍛造工程中の
押出し加工においては、第６図に示される様に、素材形
状を画定すべき型彫空間106及び素材歯形部10T1を画成
すべく該内周面に刻設された歯型部105を設けたダイス1
04を有する下型103と、前記下型103のダイス型彫空間10
6に対応する位置に設けられると共に素材の上端部形状
を画定すべき先端形状110を有する加圧パンチ109を保持
する上型102を接近及び離間可能に対向配置した、上下
型からなる押出成形用金型装置101が用いられている。
即ち、前記押出成形用金型装置101の型彫空間106内に中
間素材10W0を配設した後、上型102を下降変位させるこ
とにより、下型103のダイス104内周面に刻設された歯形
部105に対し、素材が前方押出されて、歯車素材10W1の
大径部131外周面に軸線方向に伸びる歯形部10T1が形成
されていた。
押出し加工においては、第６図に示される様に、素材形
状を画定すべき型彫空間106及び素材歯形部10T1を画成
すべく該内周面に刻設された歯型部105を設けたダイス1
04を有する下型103と、前記下型103のダイス型彫空間10
6に対応する位置に設けられると共に素材の上端部形状
を画定すべき先端形状110を有する加圧パンチ109を保持
する上型102を接近及び離間可能に対向配置した、上下
型からなる押出成形用金型装置101が用いられている。
即ち、前記押出成形用金型装置101の型彫空間106内に中
間素材10W0を配設した後、上型102を下降変位させるこ
とにより、下型103のダイス104内周面に刻設された歯形
部105に対し、素材が前方押出されて、歯車素材10W1の
大径部131外周面に軸線方向に伸びる歯形部10T1が形成
されていた。
しかし、従来の製造方法においては、押出し成形が熱
間または温間温度域にて成されているため、これに用い
るダイス104の温度が上昇することで金型寿命が著しく
低下するという問題が避け難かった。特に問題となるの
は、精密な精度が必要とされる歯車歯形部を画成すべ
く、ダイス104内周面に刻設された歯型部105における熱
疲労であり、該歯型部105は肉厚が薄く複雑な形状であ
るためダイス104の他の箇所より熱影響が著しく、第７
図に該当箇所要部を示される様にダイス104歯型部105の
先端面等にダレ115等の不具合状態が早期に発生し易
い。この様な不具合状態を拘えるダイス104で成形され
た歯形部10T1は所要の精度を得られにくい。第５図の歯
形部精度の許容値を示す測定基準データは、鍛造成形後
の段付歯車歯形部10T1の歯底Ｒ形状の経時変化による初
期値 及び限界値Maxを示すものだが、金型使用限度値
として設定された限界値Maxに至るまでの金型寿命の測
定平均数は、約1000〜2000個／金型程度であった。
間または温間温度域にて成されているため、これに用い
るダイス104の温度が上昇することで金型寿命が著しく
低下するという問題が避け難かった。特に問題となるの
は、精密な精度が必要とされる歯車歯形部を画成すべ
く、ダイス104内周面に刻設された歯型部105における熱
疲労であり、該歯型部105は肉厚が薄く複雑な形状であ
るためダイス104の他の箇所より熱影響が著しく、第７
図に該当箇所要部を示される様にダイス104歯型部105の
先端面等にダレ115等の不具合状態が早期に発生し易
い。この様な不具合状態を拘えるダイス104で成形され
た歯形部10T1は所要の精度を得られにくい。第５図の歯
形部精度の許容値を示す測定基準データは、鍛造成形後
の段付歯車歯形部10T1の歯底Ｒ形状の経時変化による初
期値 及び限界値Maxを示すものだが、金型使用限度値
として設定された限界値Maxに至るまでの金型寿命の測
定平均数は、約1000〜2000個／金型程度であった。
＝発明の構成＝ 〔課題を解決するための手段〕 素材形状を画定すべき型彫空間が設けられたダイスを
有する下型、下型のダイス型彫空間に対応する位置に設
けられ且つ素材の上端部形状を画定すべき先端形状を有
する加圧パンチを有する上型を、接近及び離間可能に対
向報知し、前記上型の加圧パンチの端面には歯車素材外
周面の歯形部を画成すべき複数条の歯型部が軸線方向に
刻設されており、上型の加圧パンチの下降変位に伴い歯
車歯形部が後方押出成形される。
有する下型、下型のダイス型彫空間に対応する位置に設
けられ且つ素材の上端部形状を画定すべき先端形状を有
する加圧パンチを有する上型を、接近及び離間可能に対
向報知し、前記上型の加圧パンチの端面には歯車素材外
周面の歯形部を画成すべき複数条の歯型部が軸線方向に
刻設されており、上型の加圧パンチの下降変位に伴い歯
車歯形部が後方押出成形される。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第２図及び第３図は、熱間または温間温度域におい
て、素材の据込み加工，ピアス加工，押出成形等の一連
の鍛造成形工程において、ピアス加工された素材W0を所
望形状、即ち段付歯車の粗形状に成形すると共に、歯形
部T1を押出成形して中間成形素材W1を成形する押出成形
用金型装置１である。
て、素材の据込み加工，ピアス加工，押出成形等の一連
の鍛造成形工程において、ピアス加工された素材W0を所
望形状、即ち段付歯車の粗形状に成形すると共に、歯形
部T1を押出成形して中間成形素材W1を成形する押出成形
用金型装置１である。
即ち、下型３においてはダイス４と当該ダイス４の孔
部に遊嵌するマンドレル11と、該マンドレル11に摺動自
在に外嵌するノックアウトリング等の円筒状の摺動部材
12,13により、下型３内において、素材の形状を画定す
べき型彫空間６が提供されている。
部に遊嵌するマンドレル11と、該マンドレル11に摺動自
在に外嵌するノックアウトリング等の円筒状の摺動部材
12,13により、下型３内において、素材の形状を画定す
べき型彫空間６が提供されている。
前記ダイス４に対し、接近及び離間可能にされた上型
２においては、歯型部５を有すると共に、素材の上端部
形状を画定すべき先端形状10を有する加圧パンチ９が、
ダイス４の型彫空間６に対応する位置に設けられる。
２においては、歯型部５を有すると共に、素材の上端部
形状を画定すべき先端形状10を有する加圧パンチ９が、
ダイス４の型彫空間６に対応する位置に設けられる。
前記上型２の加圧パンチ９の歯型部５は、素材W0を軸
線方向に関して後方押出し成形することによって、段付
歯車の大径部31及び、該大径部31外周面に軸線方向に沿
う複数条の歯形部T1を粗成形すべく、加圧パンチ９の内
端面の適所に軸線方向に設けられている。
線方向に関して後方押出し成形することによって、段付
歯車の大径部31及び、該大径部31外周面に軸線方向に沿
う複数条の歯形部T1を粗成形すべく、加圧パンチ９の内
端面の適所に軸線方向に設けられている。
更に、本発明による実施例の一形態として、前記加圧
パンチ９は、第２図、第３図等に示されるようなインナ
ーパンチ８と該インナーパンチ８を囲繞するアウターパ
ンチ７から成る分割構造であると共に、前記アウターパ
ンチ７の内周端面には、歯形部T1を画成すべき素材外周
面の位置に対応させて軸線方向の歯型部５が設けられて
いるようなものが考えられる。
パンチ９は、第２図、第３図等に示されるようなインナ
ーパンチ８と該インナーパンチ８を囲繞するアウターパ
ンチ７から成る分割構造であると共に、前記アウターパ
ンチ７の内周端面には、歯形部T1を画成すべき素材外周
面の位置に対応させて軸線方向の歯型部５が設けられて
いるようなものが考えられる。
次に上記実施例における段付歯車の製造方法について
説明する。
説明する。
先ず、略円筒状に切断された鋼材を素材として、熱間
または温間鍛造に適する温度域迄加熱し、鍛造にて据込
み平板状の素材を成形し、続いて順次、予備形状形成、
中央孔を打ち抜くピアス加工が施される。
または温間鍛造に適する温度域迄加熱し、鍛造にて据込
み平板状の素材を成形し、続いて順次、予備形状形成、
中央孔を打ち抜くピアス加工が施される。
このようにして中央孔が形成された素材W0を、第２図
で示される様な押出成形用金型装置１のダイス４の型彫
空間６内に配設して、歯型部５を有する加圧パンチ９を
下降変位させることによって、第３図に示す如く略閉塞
状態にて大径部31,小径部32及び複数の段部を有する中
央孔部33といった歯車の概略形状が画成されると共に、
前記大径部31の外周面に軸線方向に沿う複数条の歯形部
T1が粗成形された状態の歯車中間成形素材W1が成形され
る。
で示される様な押出成形用金型装置１のダイス４の型彫
空間６内に配設して、歯型部５を有する加圧パンチ９を
下降変位させることによって、第３図に示す如く略閉塞
状態にて大径部31,小径部32及び複数の段部を有する中
央孔部33といった歯車の概略形状が画成されると共に、
前記大径部31の外周面に軸線方向に沿う複数条の歯形部
T1が粗成形された状態の歯車中間成形素材W1が成形され
る。
即ち、型彫空間６内において、下部側となる小径部32
を大略閉塞状態に保持された素材W0の上部側となる大径
部31の先端部において、上型２の加圧パンチ９の下降変
位につれて、該加圧パンチ９先端部形状に倣いながら前
記大径部31の先端部の塑性変形が進むと共に加圧パンチ
９の歯型部５の刻設部位に対して軸線方向に沿って素材
が後方押出しされることにより、歯車中間成形素材W1の
所期とする部位に歯形部T1が画成される。
を大略閉塞状態に保持された素材W0の上部側となる大径
部31の先端部において、上型２の加圧パンチ９の下降変
位につれて、該加圧パンチ９先端部形状に倣いながら前
記大径部31の先端部の塑性変形が進むと共に加圧パンチ
９の歯型部５の刻設部位に対して軸線方向に沿って素材
が後方押出しされることにより、歯車中間成形素材W1の
所期とする部位に歯形部T1が画成される。
このようにして、熱間または温間温度域における段付
歯車の押出成形に関して、加熱された素材と加圧パンチ
９に設けられた歯型部５の実質的接触時間は、上型２の
変位スピードに比例して可及的に短縮されると共に断続
的に非接触状態となり得るため、加圧パンチ９の歯型部
５の受ける熱影響は、従来の下型ダイスにあった時と比
べ低減され金型の耐用性が向上する。
歯車の押出成形に関して、加熱された素材と加圧パンチ
９に設けられた歯型部５の実質的接触時間は、上型２の
変位スピードに比例して可及的に短縮されると共に断続
的に非接触状態となり得るため、加圧パンチ９の歯型部
５の受ける熱影響は、従来の下型ダイスにあった時と比
べ低減され金型の耐用性が向上する。
本発明による押出成形金型装置を用いて第１図に示さ
れる用な形状の段付歯車を製造した場合、第５図に示さ
れるような金型使用限界値として設定された歯形部精度
としての形状限界値Maxに至るまでの金型寿命を測定す
ると、平均約7000〜8000個／金型程度となり、従来のも
のと比較して数倍以上も寿命が延びることが確認され
た。
れる用な形状の段付歯車を製造した場合、第５図に示さ
れるような金型使用限界値として設定された歯形部精度
としての形状限界値Maxに至るまでの金型寿命を測定す
ると、平均約7000〜8000個／金型程度となり、従来のも
のと比較して数倍以上も寿命が延びることが確認され
た。
更に、一般的に前方押出に比べ後方押出しの方が、押
出し力は少し大きくなるが素材や製品の取扱いが楽にな
り生産性が高くなると共に成形性も良いことは、良く知
られているが、本発明による押出成形金型装置による段
付歯車歯形部の後方押出成形に関しても、歯型部に対し
て素材肉がスムーズに出易い。従って、歯形部の成形性
が向上され、また従来方法において歯形部への素材流動
を助けるべく横方向へ延出成形される素材バリもほとん
ど不要，若しくは極く少量で良いため材料歩留りも著し
く向上される。
出し力は少し大きくなるが素材や製品の取扱いが楽にな
り生産性が高くなると共に成形性も良いことは、良く知
られているが、本発明による押出成形金型装置による段
付歯車歯形部の後方押出成形に関しても、歯型部に対し
て素材肉がスムーズに出易い。従って、歯形部の成形性
が向上され、また従来方法において歯形部への素材流動
を助けるべく横方向へ延出成形される素材バリもほとん
ど不要，若しくは極く少量で良いため材料歩留りも著し
く向上される。
第４図は、本発明の他の実施例として、小径部32a側
に歯形部を有する様な段付歯車に適用される、押出成形
金型装置1aによる加工状態を示し、その構成及び加工方
法は前述した第１の実施例と大略同一であると共に、奏
される作用に関しても同様である。
に歯形部を有する様な段付歯車に適用される、押出成形
金型装置1aによる加工状態を示し、その構成及び加工方
法は前述した第１の実施例と大略同一であると共に、奏
される作用に関しても同様である。
＝発明の効果＝ 以上の様に本発明によれば、加熱された素材と加圧パ
ンチに設けられた歯型部の実質的接触時間は、上型の変
位スピードに比例して可及的に短縮されると共に断続的
に非接触状態となり得るので、加圧パンチの歯型部の受
ける熱影響が低減され金型の耐用性が向上するため、金
型寿命が著しく向上される。
ンチに設けられた歯型部の実質的接触時間は、上型の変
位スピードに比例して可及的に短縮されると共に断続的
に非接触状態となり得るので、加圧パンチの歯型部の受
ける熱影響が低減され金型の耐用性が向上するため、金
型寿命が著しく向上される。
第１図乃至第４図は本発明の実施例を表すもので、第１
図は本発明による段付歯車の実施例を表す断面平面図、
第２図，第３図は押出成形工程を表す部分断面平面図で
各々第２図は加工前の状態，第３図は加工終了状態であ
る。第４図は本発明の他の実施例の押出成形工程を表す
部分断面平面図である。第５図は歯形部精度の許容値を
示す測定基準データである。第６図は従来の押出成形工
程を表す部分断面平面図、第７図は第６図のＡ部拡大説
明図である。 （記号の説明） １……押出成形用金型装置。 １……上型。３……下型。 ４……ダイス。５……歯型部。 ６……形彫空間。７……アウターパンチ。 ８……インナーパンチ。９……加圧パンチ。 10……（加圧パンチの）先端形状。 31……大径部。32……小径部。 35……段付歯車。 W0,W1……段付歯車中間成形素材。 T1,T2……歯形部。
図は本発明による段付歯車の実施例を表す断面平面図、
第２図，第３図は押出成形工程を表す部分断面平面図で
各々第２図は加工前の状態，第３図は加工終了状態であ
る。第４図は本発明の他の実施例の押出成形工程を表す
部分断面平面図である。第５図は歯形部精度の許容値を
示す測定基準データである。第６図は従来の押出成形工
程を表す部分断面平面図、第７図は第６図のＡ部拡大説
明図である。 （記号の説明） １……押出成形用金型装置。 １……上型。３……下型。 ４……ダイス。５……歯型部。 ６……形彫空間。７……アウターパンチ。 ８……インナーパンチ。９……加圧パンチ。 10……（加圧パンチの）先端形状。 31……大径部。32……小径部。 35……段付歯車。 W0,W1……段付歯車中間成形素材。 T1,T2……歯形部。
Claims (2)
- 【請求項１】内周に中央孔部を備え外周に大径部と小径
部を備えると共に前記大径部と前記小径部の何れか一方
の外周面に軸線方向に沿う複数条の歯形部が設けられた
段付歯車を熱間または温間温度で押出成形する金型装置
において、素材形状を画定すべき型彫空間６が設けられ
たダイス４を有する下型３と、前記下型３のダイス型彫
空間６に対応する位置に設けられ且つ素材の上端部形状
を画定すべき先端形状10を有する加圧パンチ９を有する
上型２を接近及び離間可能に配置し、前記上型２の加圧
パンチ９の端面には歯車素材W1外周面の歯形部T1を画成
すべき複数条の歯型部５が軸線方向に刻設されており、
前記加圧パンチ９の下降変位に伴い歯車歯形部T1が後方
押出成形されることを特徴とする段付歯車の押出成形用
金型装置。 - 【請求項２】上型２の加圧パンチ９は、インナーパンチ
８と該インナーパンチ８を囲ぎょうするアウターパンチ
７から成る分割構造であると共に、素材外周面の歯形部
T1を画成すべき歯型部５が前記アウターパンチ７内周端
面に軸線方向に設けられていることを特徴とする請求項
１記載の段付歯車の押出成形用金型装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP505690A JP2615229B2 (ja) | 1990-01-13 | 1990-01-13 | 段付歯車の押出成形用金型装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP505690A JP2615229B2 (ja) | 1990-01-13 | 1990-01-13 | 段付歯車の押出成形用金型装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03210933A JPH03210933A (ja) | 1991-09-13 |
| JP2615229B2 true JP2615229B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=11600746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP505690A Expired - Fee Related JP2615229B2 (ja) | 1990-01-13 | 1990-01-13 | 段付歯車の押出成形用金型装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2615229B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5446962A (en) * | 1992-11-04 | 1995-09-05 | Norris Industries, Inc. | Process of manufacturing one-piece forged wheels |
| US5765425A (en) * | 1993-05-17 | 1998-06-16 | Pipan; Janez | Radial extrusion process combined with inside tune ironing |
| CN105642803B (zh) * | 2016-01-08 | 2017-06-27 | 盐城工学院 | 一种汽车起动导向筒的复合挤压加工方法 |
-
1990
- 1990-01-13 JP JP505690A patent/JP2615229B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03210933A (ja) | 1991-09-13 |
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