JP2689770B2 - 密閉鍛造用金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベベルギヤに代表され
るような中空筒状の製品を密閉閉塞鍛造法によって製造
する際に使用される金型の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のディファレンシャル装置のピニ
オンギヤとして使用されるベベルギヤは浸炭鍛造法に製
造される。この浸炭鍛造法は、鍛造粗材を予め浸炭処理
した上で密閉閉塞鍛造法によって鍛造することを基本と
するもので、図４に示すように浸炭処理された中空円筒
状の鍛造粗材Ｗをマンドレル１に挿入しつつ上型（上ダ
イ）２と下型（下ダイ）３とで形成される製品部空間４
に収容し、鍛造粗材Ｗを下型３側に配したポンチ５で軸
心方向に押し込むことで所定のベベルギヤ形状に仕上げ
られる。なお、鍛造によって得られたベベルギヤＧの形
状を図５に示す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような浸炭鍛造
法により製造されたベベルギヤＧは、図６に示すように
後工程においてその背球面Ｆに機械加工が施されること
になるが、この機械加工時の切削代と機械加工後の残存
浸炭処理層Ｄの有効厚みとを考慮すると、ベベルギヤＧ
の歯面Ｑの歯すじ方向中央部と背球面Ｆとのなす厚み寸
法Ｈはかなり厳格に管理する必要がある。

【０００４】例えば、鍛造粗材Ｗの段階での浸炭処理層
Ｄの深さを０.７〜０.８ｍｍ、背球面Ｆの機械加工時の
切削代ａを０.３ｍｍ、機械加工後の背球面Ｆに必要な
浸炭処理層Ｄの有効厚みｂを０.３ｍｍ以上と仮定する
と、上記の厚み寸法Ｈは規定寸法に対し±０.１ｍｍ以
内になるように管理されなければならない。

【０００５】しかしながら、従来の金型構造では、鍛造
粗材Ｗの切断時にその材料ボリュームのばらつきの発生
が余儀なくされることから、図７に示すように上型２と
下型３との型合わせ面での余肉（ばり）Ｂの発生を容認
しなければならず、これによって製品部空間４が完全密
閉状態とならずに型合わせ面にわずかながら隙間Ｃが発
生して型開き加減になるとともにこの隙間Ｃがばらつく
ことになる。その結果、図６に示した厚み寸法Ｈを所定
の寸法公差内におさめることが困難となり、機械加工後
の背球面Ｆに黒皮が残ったり、あるいは浸炭処理層Ｄが
完全に切除されてしまうなど品質の向上に限界がある。

【０００６】本発明は以上のような課題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、鍛造時の余肉の逃
げを吸収する機能を備えながら上型と下型との間の隙間
の発生を防止し、これによって製品を所定の寸法公差内
におさめることができるようにした金型構造を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上型と下型と
で形成される製品部空間の中心部にマンドレルを配設
し、中空円筒状の鍛造粗材をマンドレルに挿入しつつ製
品部空間に収容した上で、上下型のうちいずれか一方の
型に設けられたポンチにより鍛造粗材を軸心方向にすえ
込むことで中空筒状の製品を密閉鍛造するようにした金
型において、マンドレルを鍛造粗材の長手方向のほぼ中
間部で上マンドレルと下マンドレルとに分割し、上マン
ドレルと下マンドレルとの突き合わせ部に鍛造粗材の余
肉の逃げを受容する空間部を形成したことを特徴として
いる。

【０００８】

【作用】この構造によると、鍛造の進行に伴って発生す
る余肉は上マンドレルと下マンドレルの突き合わせ部の
空間部に逃げるために、従来のように上型と下型との型
合わせ面に隙間が発生することがなく、常に完全密閉状
態で鍛造を行うことができるようになる。

【０００９】

【実施例】図１の（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施例を
示す図で、図４と共通する部分には同一符号を付してあ
る。

【００１０】図１の（Ａ），（Ｂ）に示すように、マン
ドレル６は製品たるベベルギヤＧのほぼ中間部において
上マンドレル７と下マンドレル８とに分割されており、
これら上マンドレル７と下マンドレル８は上型２と下型
３との型合わせ時もしくは型合わせに先立って相互に突
き合わされる。上マンドレル７の下端面にはテーパコー
ン状の突起９が形成されており、他方、下マンドレル８
の上端面には突起９に対応する凹部１０が形成されてい
る。

【００１１】そして、上マンドレル７と下マンドレル８
との突き合わせ時には、突起９と凹部１０とを嵌合させ
ることにより上マンドレル７と下マンドレル８との芯出
しが行われるとともに、両者の間に突起９を中心とする
環状の空間部１１が形成される。

【００１２】したがって、図２に示すように中空円筒状
の鍛造粗材Ｗをマンドレル６に挿入しつつ製品部空間４
に収容した上で、ポンチ５により鍛造粗材Ｗをその軸心
方向にすえ込んで鍛造を行うと、余肉Ｂは図１の（Ｂ）
に示すように空間部１１で逃げるために上型２と下型３
との間には隙間が発生せず、製品部空間４を完全な密閉
閉塞状態に維持できる。

【００１３】しかも、鍛造過程ではポンチ５によるすえ
込みのために、製品部空間４のうちベベルギヤＧの最大
径部側から順に材料が充満してゆくことになるために欠
肉等の発生は全くなく、製品部空間４の形状に忠実なベ
ベルギヤＧが得られる。

【００１４】また、上記の鍛造によって得られたベベル
ギヤＧの内筒面Ｅには図３に示したように余肉Ｂが付帯
することになるが、この余肉Ｂは後工程の機械加工時に
切削除去される。この場合、余肉Ｂが切削除去されるこ
とにより内筒面Ｅの中央部では浸炭処理層Ｄが局部的に
深く削り取られることになるが、その位置からしてベベ
ルギヤＧの機能や要求強度の上で問題となるようなこと
はない。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、製品部空
間の中心部に配設されるマンドレルを、鍛造粗材の長手
方向のほぼ中央部で上マンドレルと下マンドレルとに分
割し、その上マンドレルと下マンドレルとの突き合わせ
部に鍛造粗材の余肉の逃げを受容する空間部を形成した
ことにより、従来のように余肉の発生に伴って上型と下
型との間に隙間が発生することがなく、製品部空間を常
に完全密閉状態に維持できることから製品部空間の容積
がばらつくことがなく、規定の寸法および形状に忠実な
製品が得られるようになって品質が向上する。

【００１６】特に鍛造粗材を予め浸炭処理する浸炭鍛造
法に適用した場合には、上記のように寸法および形状精
度が向上することによって、鍛造後の製品の外表面に浸
炭処理層を均等に残すことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図で、（Ａ）は鍛造終
了直後の断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の要部拡大図。

【図２】本発明の一実施例を示す図で、鍛造が開始され
る前の状態を示す断面図。

【図３】図２の金型構造によって製造されたベベルギヤ
の断面図。

【図４】従来の密閉鍛造用金型の一例を示す断面図。

【図５】図４の金型によって製造されたベベルギヤの斜
視図。

【図６】図５に示すベベルギヤの半断面図。

【図７】図４の金型により鍛造を行った場合の余肉の発
生状態を示す断面図。

【符号の説明】

２…上型 ３…下型 ４…製品部空間 ５…ポンチ ６…マンドレル ７…上マンドレル ８…下マンドレル １１…空間部 Ｂ…余肉 Ｇ…ベベルギヤ（製品） Ｗ…鍛造粗材

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上型と下型とで形成される製品部空間の
   中心部にマンドレルを配設し、中空円筒状の鍛造粗材を
   マンドレルに挿入しつつ製品部空間に収容した上で、上
   下型のうちいずれか一方の型に設けられたポンチにより
   鍛造粗材を軸心方向にすえ込むことで中空筒状の製品を
   密閉鍛造するようにした金型において、 マンドレルを鍛造粗材の長手方向のほぼ中間部で上マン
   ドレルと下マンドレルとに分割し、上マンドレルと下マ
   ンドレルとの突き合わせ部に鍛造粗材の余肉の逃げを受
   容する空間部を形成したことを特徴とする密閉鍛造用金
   型。