JP2653201B2 - Helical gear mold - Google Patents

Helical gear mold

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JP2653201B2
JP2653201B2 JP1040890A JP1040890A JP2653201B2 JP 2653201 B2 JP2653201 B2 JP 2653201B2 JP 1040890 A JP1040890 A JP 1040890A JP 1040890 A JP1040890 A JP 1040890A JP 2653201 B2 JP2653201 B2 JP 2653201B2
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mandrel
tooth
pressing force
die
teeth
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則雄 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、冷間押し出し加工によりヘリカルギヤを成
形する成形型の改良に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement in a mold for forming a helical gear by cold extrusion.

(従来の技術) 従来の冷間押し出しにより歯車を成形加工する成形型
は、第9図に示すように、ダイスコンテナ19に明けた円
筒状の孔192の内周面に歯車の歯形191を設け、この孔に
マンドレル21を同心状に挿入し、孔192の内周面とマン
ドレル21の外周面との間の環状隙間にリング状の材料4
を挿入する。そして、上記環状隙間内に上型20を挿入し
て矢印方向に上型20を押し下げて材料4に押圧力を加え
て歯形191を通過させることにより、材料4の外周に歯4
01を冷間押し出し加工していた。
(Prior Art) As shown in FIG. 9, a conventional molding die for forming gears by cold extrusion is provided with a gear tooth profile 191 on the inner peripheral surface of a cylindrical hole 192 formed in a die container 19. The mandrel 21 is concentrically inserted into this hole, and a ring-shaped material 4 is inserted into an annular gap between the inner peripheral surface of the hole 192 and the outer peripheral surface of the mandrel 21.
Insert Then, the upper mold 20 is inserted into the annular gap, the upper mold 20 is pushed down in the direction of the arrow, and a pressing force is applied to the material 4 so that the material 4 passes through the tooth shape 191.
01 was cold extruded.

上記従来例は、材料の外周に歯形を形成したものであ
る。これに対して、第10図に示すように材料の内周面に
歯形を形成する従来例としては、ダイスコンテナ19に明
けた円筒状の孔192に材料4を挿入して、この材料4の
下端をバックアップ23で支持し、上方から外周に歯形22
1を形成したマンドレル22を材料4内に挿入し、マンド
レル22に矢印方向に押圧力を加えてマンドレル22を材料
4内に押し込みながら、材料4の内周面に歯401を冷間
押し出し加工するようにしていた。
In the above conventional example, a tooth profile is formed on the outer periphery of the material. On the other hand, as a conventional example in which a tooth profile is formed on the inner peripheral surface of the material as shown in FIG. 10, the material 4 is inserted into a cylindrical hole 192 formed in the die container 19, and The lower end is supported by the backup 23, and the tooth profile 22
The mandrel 22 formed with 1 is inserted into the material 4, and the teeth 401 are cold-extruded on the inner peripheral surface of the material 4 while applying a pressing force to the mandrel 22 in the direction of the arrow to push the mandrel 22 into the material 4. Was like that.

また、特開昭63−309345号公報には、第11図に示す成
形型が開示されている。この成形型は、ダイスコンテナ
19に明けた円筒状の孔192の内周面に環状の凸部193を設
け、先端外周に歯221を形成したマンドレル22を前記円
筒状の孔192内に歯221を上にして同心状に挿入し、キャ
ップ状材料4を前記円筒状の孔192の上方より挿入す
る。そして上記円筒状の孔192内に挿入した上型20を矢
印方向に押し下げる。この上型20の押し下げにより、材
料4は押圧力を受け凸部193によりその外周面が材料4
の半径方向に押されながらマンドレル22の歯221に押し
つけられて下降し、その内面に歯が冷間成形されるよう
になっている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-309345 discloses a molding die shown in FIG. This mold is a die container
An annular convex portion 193 is provided on the inner peripheral surface of the cylindrical hole 192 opened in 19, and the mandrel 22 formed with teeth 221 on the outer periphery of the tip is concentric with the tooth 221 upward in the cylindrical hole 192. The cap-shaped material 4 is inserted from above the cylindrical hole 192. Then, the upper mold 20 inserted into the cylindrical hole 192 is pushed down in the direction of the arrow. When the upper die 20 is pushed down, the material 4 receives a pressing force and the outer peripheral surface thereof is
While being pressed in the radial direction, the mandrel 22 is pressed against the teeth 221 and descends, and the teeth are cold-formed on the inner surface thereof.

(発明が解決しょうとする課題) 上記従来例において、第9図に示すものは、マンドレ
ル21の外周面が真直ぐであり、第10図に示すものは、円
筒状の孔192の内面が真直ぐであるので、材料の半径方
向への押圧力が発生せず、材料の歯成形部と歯型との間
の圧接力が不足して、第12図に示すように歯401の始め
と終りの部分にひけ403が発生して、歯車の精度が低下
し時には不良品になるという問題がある。そしてまた、
第10図において、材料4の下端はバックアップ23にて支
持されているので、材料4の肉厚が薄いときは、バック
アップ23による材料4の支持が困難になり、材料の肉厚
に制限があるという問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above conventional example, the one shown in FIG. 9 has a straight outer peripheral surface of the mandrel 21, and the one shown in FIG. 10 has a straight inner surface of the cylindrical hole 192. Since there is no pressing force in the radial direction of the material, the pressing force between the tooth forming part and the tooth mold of the material is insufficient, and as shown in FIG. As a result, there is a problem that the sinkage 403 occurs, and the accuracy of the gear is reduced, sometimes resulting in a defective product. and again,
In FIG. 10, since the lower end of the material 4 is supported by the backup 23, when the thickness of the material 4 is small, it becomes difficult to support the material 4 by the backup 23, and the thickness of the material is limited. There is a problem.

また、第11図に示すものは、凸部193により材料の半
径方向に押圧力を加えるようにしているが、マンドレル
22はその先端まで歯221を形成していてキャップ状材料
の内面に嵌合する円柱部がないので、マンドレル22の先
端でキャップ状材料の内面に歯を形成する最初の時点で
は前記押圧力はかけられず、やはり第12図に示すように
ひけ403が発生するという不具合がある。すなわち、マ
ンドレル22先端でキャップ状材料の内面に歯を切るまえ
に、凸部193によりキャップ状材料の半径方向に押圧力
を加えた場合は、キャップ状材料の内部は空洞になって
いるので、キャップ状材料の内外径は内径方向に押し出
されて変形し、精度の高い歯を成形することができない
とともに、キャップの外観も損なわれるという不具合が
ある。そのため、材料の内面に歯が成形されると同時に
凸部193で材料の外周を押すようにする必要があり、ま
た、凸部193の材料挿入口側は材料の侵入を可能にする
ために傾斜させねばならないのでマンドレル22の先端で
キャップ状材料の内面に歯を成形する瞬時においてはそ
の傾斜分だけ押圧力が不足して、やはり第12図に示すよ
うなひけが生ずるという問題がある。
In FIG. 11, the pressing force is applied in the radial direction of the material by the convex portion 193, but the mandrel is used.
22 has teeth 221 formed up to its tip, and there is no cylindrical portion that fits on the inner surface of the cap-like material.Therefore, at the first time when the teeth are formed on the inner surface of the cap-like material at the tip of the mandrel 22, the pressing force is There is a problem that sink 403 occurs as shown in FIG. That is, before cutting teeth on the inner surface of the cap-like material at the tip of the mandrel 22, if a pressing force is applied in the radial direction of the cap-like material by the convex portion 193, the interior of the cap-like material is hollow, The inner and outer diameters of the cap-shaped material are extruded and deformed in the inner diameter direction, so that highly accurate teeth cannot be formed, and the appearance of the cap is impaired. Therefore, it is necessary to press the outer periphery of the material with the convex portion 193 at the same time as the teeth are formed on the inner surface of the material, and the material insertion port side of the convex portion 193 is inclined to allow the material to enter. At the moment when the teeth are formed on the inner surface of the cap-like material at the end of the mandrel 22, the pressing force is insufficient by the amount of the inclination, and there is a problem that sink marks also occur as shown in FIG.

本発明は、材料の内面に歯を形成する前に材料の半径
方向に押圧力を加えて、歯を成形する瞬時においては、
最大押圧力にほぼ等しい押圧力にして、ひけ発生を防止
したヘリカルギヤの成形型を提供するものである。
The present invention applies a pressing force in the radial direction of the material before forming the teeth on the inner surface of the material, and at the moment of forming the teeth,
An object of the present invention is to provide a mold for a helical gear which has a pressing force substantially equal to the maximum pressing force and prevents sink marks from occurring.

(課題を解決するための手段) 上記の課題を解決するための本発明に係る手段は、円
筒状の孔を有するダイまたはダイコンテナと、前記円筒
状の孔に同心状に挿入されたマンドレルとの間に環状隙
間を形成し、該環状隙間の一側に材料挿入口を有するヘ
リカルギヤの成形型において、前記円筒状の孔に同心円
状に挿入されるマンドレルの材料挿入口側の外径を材料
の内径に略等しい直径にした円柱部とし、該円柱部の外
周面または前記円筒状の孔のいずれか一方に凸状の歯車
の歯形を形成するとともに前記円柱部の外周面または前
記円周状の孔のいずれか他方に前記歯車の歯形に対向し
てリング状の凸部を設け、該リング状突部のランド長さ
を前記歯車の歯形のランド長さよりも短くし、前記リン
グ状の突部の材料挿入口側を所定の導入角を有する傾斜
面にし、該傾斜面の始点を前記歯形の導入角の始点より
も材料挿入口側に位置していることを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) A means according to the present invention for solving the above problems includes a die or a die container having a cylindrical hole, and a mandrel inserted concentrically into the cylindrical hole. A helical gear forming die having a material insertion port on one side of the annular gap, wherein the outer diameter of the mandrel inserted concentrically into the cylindrical hole is defined by the material insertion port side. A cylindrical portion having a diameter substantially equal to the inner diameter of the cylindrical portion, and forming a tooth profile of a convex gear on one of the outer peripheral surface of the cylindrical portion and the cylindrical hole and the outer peripheral surface of the cylindrical portion or the circumferential shape. A ring-shaped protrusion is provided in one of the holes to face the gear tooth profile, the land length of the ring-shaped protrusion is shorter than the land length of the gear tooth profile, and the ring-shaped protrusion is formed. To the specified insertion angle Wherein the starting point of the inclined surface is located closer to the material insertion port than the starting point of the introduction angle of the tooth profile.

(作用) このように構成したので、内歯ヘリカルギヤの成形型
を例にして説明すると、マンドレルとダイとの間の環状
隙間内に供給された円筒状の材料は、マンドレルに形成
した歯形の材料挿入口側の直径を材料の内径に略等しい
直径にした円柱部にて材料の内径方向への変形が拘束さ
れるように支持される。そして上記材料がスリーブマン
ドレルの下降により押圧力を受けて押し下げられると、
この材料には、ダイの孔の内周面にマンドレルの歯形に
対向し、かつ、ランド長さを前記マンドレルの外周に形
成した歯形のランド長さよりも短くし、材料挿入口側を
所定の導入角にした傾斜面であって、該傾斜面の始点を
前記歯形の導入角の始点よりも材料挿入口側に位置する
ように形成した凸部により、材料の内面に歯が成形され
る前に半径方向に押圧力が付与される。そして、材料の
内周面に歯が成形さられる直前において、材料の半径方
向には最大押圧力に近い押圧力がかかった状態で、初期
の段階の歯が材料の内面に成形される。引き続き材料が
スリーブマンドレルにて押し下げられて押圧力をかけら
れながら押し下げられると、材料は最大押圧力を半径方
向に受けて、その内面に歯が成形加工される。
(Operation) With the above-described configuration, the molding of the internal gear helical gear will be described as an example. The cylindrical material supplied into the annular gap between the mandrel and the die is the tooth-shaped material formed on the mandrel. A cylindrical portion having a diameter on the insertion port side substantially equal to the inner diameter of the material is supported so that deformation of the material in the inner diameter direction is restricted. And when the above material is pressed down by the pressing force due to the lowering of the sleeve mandrel,
In this material, the inner peripheral surface of the hole of the die faces the tooth profile of the mandrel, and the land length is shorter than the land length of the tooth profile formed on the outer periphery of the mandrel. Before the teeth are formed on the inner surface of the material, the angled inclined surface is formed such that the starting point of the inclined surface is located closer to the material insertion port than the starting point of the introduction angle of the tooth profile. A pressing force is applied in the radial direction. Immediately before the teeth are formed on the inner peripheral surface of the material, the teeth at the initial stage are formed on the inner surface of the material while a pressing force close to the maximum pressing force is applied in the radial direction of the material. Subsequently, when the material is pressed down by the sleeve mandrel and pressed down under the pressing force, the material receives the maximum pressing force in the radial direction, and the teeth are formed on the inner surface thereof.

(実施例) 以下本発明の一実施例として内歯ヘリカルギヤの成形
型を示し詳細に説明する。第1図において、マンドレル
1には、所定の歯形101がその外周面に形成され、材料
4の挿入側には、材料4の内径に略等しい直径の円柱部
102が形成されており、一方材料4の出口側には、材料
4の内径よりも小径の出口側円柱部103が形成され歯形
が加工された製品の取り出しを容易にしている。上記歯
形101は正規の歯を加工する部分(以下歯形ランドとい
う)Cがあり、この歯形ランドCの長さは、歯車のリー
ド角、モジュールおよび材料4の材質などにより決定さ
れる。また歯形ランドCの材料4の挿入側には、材料4
の導入角βを有する傾斜面104を形成している。105は歯
形ランドCの材料4の出口側に形成された傾斜面であ
り、歯形ランド部Cの補強の役目をしている。
(Example) Hereinafter, a mold for an internal gear helical gear will be described as an example of the present invention, and will be described in detail. In FIG. 1, a predetermined tooth profile 101 is formed on an outer peripheral surface of a mandrel 1, and a cylindrical portion having a diameter substantially equal to the inner diameter of the material 4 is provided on a material 4 insertion side.
On the outlet side of the material 4, an outlet-side cylindrical portion 103 having a smaller diameter than the inner diameter of the material 4 is formed to facilitate removal of a tooth-shaped product. The tooth profile 101 has a portion (hereinafter referred to as a tooth profile land) C for processing a normal tooth. The length of the tooth profile land C is determined by the lead angle of the gear, the module, the material of the material 4, and the like. Also, on the insertion side of the material 4 of the tooth profile land C, the material 4
The inclined surface 104 having the introduction angle β is formed. Reference numeral 105 denotes an inclined surface formed on the exit side of the material 4 of the tooth-shaped land C, and serves to reinforce the tooth-shaped land C.

次にダイ2には、材料4の外径に略等しい内径の円筒
状孔201があけられている。そして、この円筒状孔201内
には、マンドレル1を挿入し位置決めした状態におい
て、マンドレル1に設けた歯形101に対向した位置に、
肉厚減少代Bの高さを有するリング状の凸部202を形成
している。この凸部202の頂部長さ(以下凸部ランドと
いう)Aは前記歯形ランドCよりも短くなっている。歯
形101と凸部202との位置関係は、凸部202の材料4の挿
入側に形成された導入角αの傾斜面203の始端の歯形101
の導入角βの傾斜面の始端とが距離Eだけずれて導入角
αの傾斜面203の始端の方が材料4の挿入側になってお
り、また、材料4の出口側においては、歯形ランドCと
凸部ランドAの終端の差が寸法D(以下オフセットとい
う)から零の範囲になるように位置決めされている。上
記肉厚減少代B、導入角αおよびオフセットDも歯車の
リード角、モジュールおよび材料4の材質などにより決
定される。
Next, the die 2 is provided with a cylindrical hole 201 having an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the material 4. Then, in a state where the mandrel 1 is inserted and positioned in the cylindrical hole 201, at a position facing the tooth profile 101 provided on the mandrel 1,
A ring-shaped convex portion 202 having a height of the thickness reduction allowance B is formed. The length A of the top of the projection 202 (hereinafter referred to as a projection land) is shorter than the tooth land C. The positional relationship between the tooth profile 101 and the projection 202 is determined by the tooth profile 101 at the start end of the inclined surface 203 having the introduction angle α formed on the insertion side of the material 4 of the projection 202.
The starting end of the inclined surface 203 having the introduction angle α is shifted from the starting end of the inclined surface having the introducing angle β by the distance E, and the starting end of the inclined surface 203 having the introducing angle α is closer to the insertion side of the material 4. Positioning is performed so that the difference between C and the end of the convex land A is within a range of zero from the dimension D (hereinafter referred to as offset). The thickness reduction B, the introduction angle α, and the offset D are also determined by the lead angle of the gear, the module, the material of the material 4, and the like.

3はマンドレル1の外周とダイ2にあけた円筒状孔20
1の内周との間の環状隙間内に挿入されたスリーブマン
ドレルである。
3 is a cylindrical hole 20 formed in the outer periphery of the mandrel 1 and the die 2.
2 is a sleeve mandrel inserted into an annular gap between the sleeve mandrel and the inner periphery of the sleeve mandrel;

第2図を用いて全体の組み立てについて説明すると、
マンドレル1の下端は圧力板601の位置決穴602に嵌め込
まれてボルト7により締結され固定されている。そして
マンドレル1の歯部101に対して摺動可能に嵌合させた
スリーブノックアウト5が配設されている。このスリー
ブノックアウト5は、ノックアウト10によりノックアウ
トピン8を介しして、上昇されるようになっており、歯
型を成形した製品を押し出して、型外に払い出すように
なっている。ダイ2は下型本体16上に位置決めされて、
応力リング11にて補強され、かつ、ボルト12で下型本体
16に締結固定されている。スリーブマンドレル3はリテ
ーナ13を介してボルト14により上型15に締結固定されて
いる。そしてこのスリーブマンドレル3は図示省略の圧
力機械により昇降させられるようになっている。
The overall assembly will be described with reference to FIG.
The lower end of the mandrel 1 is fitted into the positioning hole 602 of the pressure plate 601 and fastened and fixed by bolts 7. A sleeve knockout 5 slidably fitted to the tooth portion 101 of the mandrel 1 is provided. The sleeve knockout 5 is raised by a knockout 10 via a knockout pin 8, and extrudes a product formed with a tooth mold and discharges the product out of the mold. The die 2 is positioned on the lower die body 16,
Lower mold body reinforced with stress ring 11 and bolt 12
It is fastened and fixed to 16. The sleeve mandrel 3 is fastened and fixed to the upper die 15 by a bolt 14 via a retainer 13. The sleeve mandrel 3 is raised and lowered by a pressure machine (not shown).

スリーブマンドレル3の押し下げにより、材料4およ
びマンドレル1に働く押圧力は、圧力板601を介して受
圧板9にかかり、この受圧板9を支持している図示省略
の圧力機械にて最終的に受けるようになっている。
By pressing down the sleeve mandrel 3, the pressing force acting on the material 4 and the mandrel 1 is applied to the pressure receiving plate 9 via the pressure plate 601 and finally received by a pressure machine (not shown) supporting the pressure receiving plate 9. It has become.

また、第3図および第4図に示す例は、マンドレル1
がバックアップ5にて位置決めされるとともにスリーブ
マンドレル3の押し下げにより材料4とマンドレル1に
働く押圧力をバックアップ5にて受けるようになってい
る。ダイ2は応力リング8で補強され、リテーナ9を介
してボルト10により下型本体14に締結固定されている。
ダイ2にかかる荷重は、スペーサ6を介して圧力板7に
伝えられ、下型本体14で受けるようになっている。下型
本体14は図示省略の圧力機械のベースに固定されている
ため、上記荷重は最終的には機械本体にて受けることに
なる。
3 and 4 show the mandrel 1
Are positioned by the backup 5, and the backup 5 receives the pressing force acting on the material 4 and the mandrel 1 when the sleeve mandrel 3 is pressed down. The die 2 is reinforced by a stress ring 8 and fastened and fixed to a lower mold body 14 by a bolt 10 via a retainer 9.
The load applied to the die 2 is transmitted to the pressure plate 7 via the spacer 6 and is received by the lower die body 14. Since the lower mold body 14 is fixed to a base of a pressure machine (not shown), the above load is ultimately received by the machine body.

このように構成した本実施例の作用について次に説明
する。第2図ないし第4図において、マンドレル1とダ
イ2との間の環状隙間内に材料4を挿入した後にスリー
ブマンドレル3を下降し、材料4に押圧力を加える。こ
の押圧力により材料4は、凸部202により半径方向に押
圧力が付与されながら、マンドレル1の歯形101により
その内面に歯が加工される。この時の歯の加工について
更に詳しく説明する。
The operation of the present embodiment having such a configuration will be described below. 2 to 4, after inserting the material 4 into the annular gap between the mandrel 1 and the die 2, the sleeve mandrel 3 is lowered to apply a pressing force to the material 4. With this pressing force, the inner surface of the material 4 is processed by the tooth profile 101 of the mandrel 1 while the pressing force is applied in the radial direction by the projection 202. The processing of the teeth at this time will be described in more detail.

第5図および第6図において、材料4がスリーブマン
ドレル3の下降により、下方向に押し下げられて、傾斜
面203の始点L0の位置に到達するまでは、材料4の半径
方向に押圧力はかからない。この時点を第6図では原点
L0に相当する。そして、材料4が更に下降するに従い第
6図に示すように押圧力Pは上昇する。材料4が押し下
げられて材料4の先端がL1の位置、すなわち第6図のL1
の位置で材料4は、最大押圧力P1に近いP2の押圧力でそ
の先端が歯型101の導入傾斜部の始端に位置しており、
正に材料4の内面に歯を成形せんとする状態にある。こ
のように、材料4の内面に歯が成形される前に、すなわ
ち、材料4の先端がL0からL1の位置まで進む間に材料4
の半径方向に押圧力を掛けられるのは、材料4の内径に
略等しい外径の円柱部102が材料4に挿入されていて、
材料4の半径方向への内面の変形を拘束しているからで
ある。そして更に材料4が下降すると、押圧力はP2から
P1へと昇圧されながら、材料4の内面には導入傾斜部か
ら徐々に歯部ランドにかけて歯が形成されていく。本実
施例では、材料4の先端がL2の位置で押圧力は最大のP1
に達し、かつ、材料4の先端は、歯型101の歯部ランド
に少し掛るように導入角度αおよび肉厚減少代Bおよび
凸部ランドAが決められている。このL2の位置設定は材
料4の材質が比較的柔らかい場合であり、その材質が比
較的硬い場合にはL2の位置をL1に近付けて、歯の成形始
めの初期の段階で押圧力P2を最大押圧力P1に更に近付け
るようにする。このように、L2の位置設定、肉厚減少代
B(最大押圧力P1)および凸部ランドAを材料4の材質
により選定することにより、材料4とマンドレル1、ダ
イ2との間の摩擦力をできる限り少なくして、スリーブ
マンドレル3の押し下げ力を小さくし、装置全体を小型
化するとともに歯形モジュールの大きい歯車の加工を可
能にする。次に材料4の先端がL3の位置に到達したとき
は材料4の内面には既に歯の形成が完了された段階であ
り、材料4の先端は凸部202から外れて押圧力は第6図
に示すようにゼロになり、オフセットD間では歯は加工
されない。
In FIGS. 5 and 6, the material 4 is pushed down by the lowering of the sleeve mandrel 3 and no pressing force is applied in the radial direction of the material 4 until the material 4 reaches the position of the starting point L0 of the inclined surface 203. . This point is the origin in Fig. 6.
Corresponds to L0. Then, as the material 4 further descends, the pressing force P increases as shown in FIG. The material 4 is pushed down so that the tip of the material 4 is at the position of L1, that is, L1 in FIG.
In the position, the tip of the material 4 is located at the start of the introduction inclined portion of the tooth mold 101 with a pressing force of P2 close to the maximum pressing force P1,
In this state, the teeth are formed on the inner surface of the material 4. Thus, before the teeth are formed on the inner surface of the material 4, that is, while the tip of the material 4 advances from the position L0 to the position L1, the material 4
The pressing force can be applied in the radial direction because the cylindrical portion 102 having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the material 4 is inserted into the material 4,
This is because the deformation of the inner surface of the material 4 in the radial direction is restricted. And when the material 4 descends further, the pressing force starts from P2
While the pressure is increased to P1, teeth are formed on the inner surface of the material 4 from the introduction inclined portion to the tooth lands gradually. In this embodiment, when the tip of the material 4 is at the position of L2, the pressing force is the maximum P1.
, And the leading angle of the material 4 is set so that the introduction angle α, the thickness reduction B, and the convex land A slightly overlap the tooth land of the tooth form 101. The position of L2 is set when the material of the material 4 is relatively soft, and when the material is relatively hard, the position of the L2 is brought close to the L1 and the pressing force P2 is set to the maximum at the initial stage of the tooth forming start. The pressing force should be made closer to P1. As described above, by setting the position of L2, the thickness reduction B (maximum pressing force P1) and the convex land A according to the material of the material 4, the frictional force between the material 4 and the mandrel 1 and the die 2 is obtained. Is reduced as much as possible, the pushing force of the sleeve mandrel 3 is reduced, the size of the entire apparatus is reduced, and the processing of a large gear of the tooth profile module is enabled. Next, when the tip of the material 4 reaches the position of L3, it is the stage where the formation of the teeth on the inner surface of the material 4 has already been completed. And the tooth is not machined between offsets D.

すなわち、内歯ヘリカルギヤの場合は、第7図に示す
ように歯がスリーブマンドレル3の下降により与えられ
る垂直方向の力Fに対して斜めになっているので、この
力Fは水平方向の分力F1と摩擦力F2間の釣り合いにな
る。そこで最大押圧力P1を最後まで付与した場合には、
第8図に示すように既に歯が形成されている歯402に大
きな分力F1がかかり、歯401を変形させることになる。
オフセットDはこの変形を防止する役目を果たすように
なっている。
That is, in the case of the internal gear helical gear, as shown in FIG. 7, the teeth are inclined with respect to the vertical force F given by the lowering of the sleeve mandrel 3, so that this force F is a horizontal component force. The balance between F1 and frictional force F2. Therefore, when the maximum pressing force P1 is applied to the end,
As shown in FIG. 8, a large component F1 is applied to the tooth 402 on which the tooth is already formed, and the tooth 401 is deformed.
The offset D serves to prevent this deformation.

このように、材料4がスリーブマンドレル3により押
し下げられながらその先端がL0からL2のG間を移動する
間に材料4は、半径方向に徐々に押圧力が与えられて、
最大押圧力P1に近いP2の押圧力でその内面に歯が成形さ
れ始められ、続いて凸部ランドAで最大押圧力P1が与え
られて歯部ランドCで歯が形成され、L3からL4のH間を
移動する間にオフセットDにより成形された歯の変形を
防止して精度の高い歯が加工される。
Thus, while the material 4 is being pushed down by the sleeve mandrel 3 and its tip moves between G of L0 and L2, the material 4 is gradually given a pressing force in the radial direction,
At the pressing force of P2 close to the maximum pressing force P1, teeth are started to be formed on the inner surface, and then the maximum pressing force P1 is given at the convex land A, the teeth are formed at the tooth land C, and the teeth are formed at L3 to L4. While moving between H, deformation of the tooth formed by the offset D is prevented, and a highly accurate tooth is processed.

また、材料4は、その内面が円柱部102にて案内さ
れ、かつ、マンドレル1とダイ2との間の環状隙間に挿
入されて、スリーブマンドレル3により押圧力を受ける
ので、材料4の肉厚が薄くでも歯の成形が可能である。
The inner surface of the material 4 is guided by the cylindrical portion 102 and is inserted into the annular gap between the mandrel 1 and the die 2 and receives a pressing force by the sleeve mandrel 3. It is possible to form teeth even if it is thin.

このようにして加工が完了すると、スリーブマンドレ
ル3は上昇し、第2図の場合はノックアウト10が上昇し
て加工済みの製品はスリーブノックアウト5により押し
出されて型外に払いだされ、図示省略のロボット等にて
ダイセット外に搬出される。また、第3図および第4図
に示す実施例では、材料4は連続的に供給されて連続加
工され、加工済みの製品は、バックアップ5が下降して
圧力板7と同一平面になっている上に順次落下し、スペ
ーサ6にあけられた貫通孔16内を摺動して往復動するプ
ッシャー15にてシュート17、18に押し出されて払い出さ
れる。
When the processing is completed in this manner, the sleeve mandrel 3 is raised, and in the case of FIG. 2, the knockout 10 is raised, and the processed product is pushed out by the sleeve knockout 5 and discharged out of the mold. It is carried out of the die set by a robot or the like. In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the material 4 is continuously supplied and continuously processed, and the processed product is flush with the pressure plate 7 with the backup 5 lowered. The pushers 15 fall sequentially upward, slide in a through hole 16 formed in the spacer 6, and are pushed out by chutes 17 and 18 by a reciprocating pusher 15 to be dispensed.

以上の説明は、材料4の内側にヘリカルギヤを成形加
工する場合を例にして説明したが、材料4の外周にヘリ
カルギヤを成形加工する場合には、第1図においてマン
ドレル1の外周に凸部202を設け、ダイ2の円筒孔201の
内周面に歯型101を形成すればよい。
In the above description, the case where the helical gear is formed on the inside of the material 4 is described as an example. However, when the helical gear is formed on the outer periphery of the material 4, the convex portion 202 is formed on the outer periphery of the mandrel 1 in FIG. And the tooth mold 101 may be formed on the inner peripheral surface of the cylindrical hole 201 of the die 2.

(発明の効果) 以上詳述した通り本発明によれば、マンドレルの材料
挿入口側の直径を材料の内径に略等しい直径にした円柱
部にするとともにこの円柱部の外周面またはダイの孔の
内周面のどちらか一方に凸状の歯車の歯形を形成し、こ
の歯形に対向してリング状の凸部を、前記円柱部の外周
面またはダイの孔の内周面の他方に設け、該リング状突
部のランド長さを前記マンドレルの外周に形成した歯形
のランド長さよりも短くし、前記リング状の凸部の材料
挿入口側を所定の導入角を有する傾斜面にし、該傾斜面
の始点を前記歯形導入角の始点よりも材料挿入口側に位
置するようにしたので、材料の内面に歯を形成する前
に、材料の半径方向に押圧力を付与することができる。
(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, the diameter of the material insertion port side of the mandrel is made to be a cylindrical portion having a diameter substantially equal to the inner diameter of the material, and the outer peripheral surface of the cylindrical portion or the hole of the die is formed. A tooth profile of a convex gear is formed on one of the inner peripheral surfaces, and a ring-shaped convex portion is provided on the other of the outer peripheral surface of the cylindrical portion or the inner peripheral surface of the hole of the die in opposition to the tooth profile, The length of the land of the ring-shaped protrusion is shorter than the length of the land of the tooth shape formed on the outer periphery of the mandrel, and the material insertion port side of the ring-shaped protrusion is formed into an inclined surface having a predetermined introduction angle, Since the starting point of the surface is located closer to the material insertion port than the starting point of the tooth profile introduction angle, it is possible to apply a pressing force in the radial direction of the material before forming teeth on the inner surface of the material.

これにより、材料の内面に歯を成形し始める瞬時にお
いては、最大押圧力に近い押圧力になっており、成形さ
れた歯にはひけ発生はない。
As a result, at the moment when the teeth are formed on the inner surface of the material, the pressing force is close to the maximum pressing force, and the formed teeth do not have sink marks.

また、材料の材質、歯車のリード角および歯形モジュ
ールにより、凸部の導入角α、歯型の導入角β、凸部の
肉厚B、凸部および歯型のランドを選定することによ
り、材料の材質と歯車の諸元、例えばモジュールの大き
い歯車に適した加工ができるとともに、型転写性を良好
にし前記ひけ防止との相乗効果により高精度の歯車の加
工をすることができる。
In addition, by selecting the lead angle α of the convex part, the lead angle β of the tooth form, the thickness B of the convex part, the land of the convex part and the tooth form according to the material of the material, the lead angle of the gear and the tooth profile module, In addition to the material and the gear specifications, for example, a gear suitable for a large module gear, the mold transferability can be improved, and the gear can be machined with high precision by a synergistic effect with the prevention of sink mark.

そしてまた、材料の材質、歯車のリード角および歯形
モジュールにより、凸部の導入角α、歯型の導入角β、
凸部の肉厚B、凸部および歯型のランドを選定すること
により、ダイおよびマンドレルと材料とを摩擦力を少な
くして、スリーブマンドレルの押し下げ力を小さくし、
装置全体を小型化することができる。
Further, depending on the material of the material, the lead angle of the gear and the tooth profile module, the introduction angle α of the convex portion, the introduction angle β of the tooth profile,
By selecting the thickness B of the convex portion, the convex portion and the land of the tooth shape, the friction force between the die and the mandrel and the material is reduced, and the pushing force of the sleeve mandrel is reduced,
The entire device can be reduced in size.

また、材料の内径に略等しい外径の円柱部を材料に挿
入し、ダイとマンドレルとの間の環状の隙間に材料を挿
入して、スリーブマンドレルで材料を押すようにしたの
で、薄肉の材料でも歯を加工することができる。
In addition, since a cylindrical portion having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the material is inserted into the material, the material is inserted into the annular gap between the die and the mandrel, and the material is pressed by the sleeve mandrel, so that the thin material is used. But you can process your teeth.

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

第1図は本発明の一実施例の要部縦断面図、第2図は成
形型の全体組み立て縦断面図、第3図は他の実施例の成
形型の全体組み立て縦断面図、第4図は第3図の実施例
において加工済み製品を払い出ししている状態を示す縦
断面図、第5図は要部を縦断面して示した説明用図、第
6図は第5図に対応して示した押圧力と材料の移動との
関係を示した線図、第7図は成形された歯とスリーブマ
ンドレルの垂直方向の押圧力との関係を示す模式図、第
8図は歯の加工状態お示す縦断面図である。 第9図は従来の外歯成形用型の縦断面図、第10図は従来
の内歯成形用型の縦断面図、第11図は従来の押圧力を加
えるようにした成形型の縦断面図、第12図は成形された
製品の歯のひけを示した模式図である。 1……マンドレル 101……歯部 102……円柱部 2……ダイ 201……円筒孔 202……凸部 203……傾斜面 3……スリーブマンドレル 4……材料 α……凸部導入角 β……歯部導入角 A……凸部ランド C……歯部ランド
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an entire assembly of a molding die, FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a state in which processed products are dispensed in the embodiment of FIG. 3, FIG. 5 is an explanatory diagram showing a longitudinal section of a main part, and FIG. 6 corresponds to FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the pressing force and the movement of the material shown in FIG. 7, FIG. 7 is a schematic diagram showing the relationship between the formed teeth and the pressing force in the vertical direction of the sleeve mandrel, and FIG. It is a longitudinal section showing a processing state. FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a conventional external tooth forming mold, FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a conventional internal tooth forming mold, and FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a conventional pressing mold to which a pressing force is applied. FIG. 12 is a schematic diagram showing tooth sinkage of a molded product. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mandrel 101 ... Tooth part 102 ... Cylindrical part 2 ... Die 201 ... Cylindrical hole 202 ... Convex part 203 ... Slope surface 3 ... Sleeve mandrel 4 ... Material α ... Convex part introduction angle β …… Tooth introduction angle A …… Protrusion land C …… Tooth land

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】円筒状の孔を有するダイまたはダイコンテ
ナと、前記円筒状の孔に同心状に挿入されたマンドレル
との間に環状隙間を形成し、該環状隙間の一側に材料挿
入口を有するヘリカルギヤの成形型において、前記円筒
状の孔に同心円状に挿入されるマンドレルの材料挿入口
側の外径を材料の内径に略等しい直径にした円柱部と
し、該円柱部の外周面または前記円筒状の孔のいずれか
一方に凸状の歯車の歯形を形成するとともに前記円柱部
の外周面または前記円筒状の孔のいずれか他方に前記歯
車の歯形に対向してリング状の凸部を設け、該リング状
突部のランド長さを前記歯車の歯形のランド長さよりも
短くし、前記リング状の突部の材料挿入口側を所定の導
入角を有する傾斜面にし、該傾斜面の始点を前記歯形の
導入角の始点よりも材料挿入口側に位置していることを
特徴とするヘリカルギヤの成形型。
An annular gap is formed between a die or a die container having a cylindrical hole and a mandrel concentrically inserted into the cylindrical hole, and a material insertion port is provided on one side of the annular gap. In the molding die of a helical gear having a cylindrical portion, the outer diameter of the material insertion port side of the mandrel inserted concentrically into the cylindrical hole has a diameter substantially equal to the inner diameter of the material, and the outer peripheral surface of the cylindrical portion or A ring-shaped convex portion is formed on one of the cylindrical holes, and a convex gear tooth is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion or on the other of the cylindrical holes. A land length of the ring-shaped protrusion is made shorter than a land length of the tooth profile of the gear, and a material insertion opening side of the ring-shaped protrusion is formed as an inclined surface having a predetermined introduction angle; Starting point of the tooth profile Mold helical gear, characterized in that located in the fee insertion port side.
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