JP3238431B2 - Shot peening method for gear parts - Google Patents
Shot peening method for gear partsInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、歯車部品のショットピ
ーニング方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for shot peening gear parts.
【０００２】[0002]
【従来の技術】歯車部品の歯面（主として歯元）に対し
てショット粒を投射して、歯元の圧縮残留応力及び硬さ
を向上させること（ショットピーニング）は、特開昭６
０−２５８４０９号方法に示すように広く知られてい
る。ところで、歯車部品に対するショットピーニングに
おいては、歯車部品における全歯部の被処理部に対して
圧縮残留応力等を高める必要から、具体的には、ショッ
ト粒の投射方向を歯車部品に対して該歯車部品の軸心に
直交するように向け、その歯車部品をその軸心を中心と
して回転させつつ、ショット粒を歯車部品に投射するこ
ととされている。これにより、歯車部品における各歯部
の被処理部には、順次、圧縮残留応力等が形成されるこ
とになる。しかし、上述のようなショットピーニング方
法においては、ショット粒の投射方向が歯車部品に該歯
車部品の軸心に直交するように向けられていることか
ら、歯面に対するショット粒の投射角度は小さく、これ
に伴って、ショット粒が歯面に与える力は小さい。この
ため、歯面に対して所望の圧縮残留応力等を形成するま
でに至っていない。これに対して、ショット粒の重量、
ショット粒の速度を増大させて、ショット粒の運動量を
増加させることが考えられる。しかし、このような場合
には、ショット粒投射装置等の関連装置の大型化（能力
向上）の必要性を招くことになる。2. Description of the Related Art To improve the compressive residual stress and hardness of a tooth root by projecting shot grains on a tooth surface (mainly the root) of a gear part (shot peening) is disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
It is widely known as described in the method of No. 0-258409. By the way, in the shot peening of the gear component, since it is necessary to increase the compressive residual stress and the like for the portion to be processed of all the tooth portions in the gear component, specifically, the projection direction of the shot grain is changed with respect to the gear component. The shot grains are projected onto the gear part while rotating the gear part about the axis so that the gear part is orthogonal to the axis of the part. As a result, compressive residual stress and the like are sequentially formed in the processed portion of each tooth portion of the gear component. However, in the shot peening method as described above, since the projection direction of the shot particles is directed to the gear component so as to be orthogonal to the axis of the gear component, the projection angle of the shot particles with respect to the tooth surface is small, Accordingly, the force exerted by the shot grains on the tooth surface is small. For this reason, a desired compressive residual stress or the like is not formed on the tooth surface. On the other hand, the shot grain weight,
It is conceivable to increase the speed of the shot grains to increase the momentum of the shot grains. However, in such a case, the necessity of increasing the size (improving the capability) of the related device such as the shot particle projection device is caused.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、ショット粒投射装置
等の関連装置の大型化を招くことなく、歯面における圧
縮残留応力等を向上させることができる歯車部品のショ
ットピーニング方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the residual compressive stress and the like on the tooth surface without increasing the size of related devices such as shot grain projection devices. It is an object of the present invention to provide a method for shot peening gear parts that can be improved.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明にあっては、歯車部品をその軸心を中心とし
て回転させながら歯車部品の歯面に対してショット粒を
投射する歯車部品のショットピーニング方法において、
ショット粒の投射角度を、前記歯車部品の軸心に直交す
る方向に対して該歯車部品の回転方向進み側に傾斜させ
て、ショット粒を投射すべき歯面に対する該ショット粒
の投射角度を、ショット粒の投射方向を前記歯車部品の
軸心に直交する方向とした場合よりも大きくする構成と
してある。上述の構成により、ショット粒を投射すべき
歯面に対するショット粒の投射角度を、ショット粒の投
射方向を歯車部品の軸心に直交する方向とした場合より
も大きくすることから、ショット粒に関しての条件を変
えなくても、歯面に対して、ショット粒の力を効果的に
作用させることができることになる（単位時間当りのシ
ョット粒の運動量変化を大きくすることができることに
なる）。このため、ショット粒投射装置等の関連装置の
大型化を招くことなく、歯面における圧縮残留応力等を
向上させることができることになる。しかも、ショット
粒の投射角度を、歯車部品の軸心に直交する方向に対し
て該歯車部品の回転方向進み側に傾斜させることから、
歯面に衝突したショット粒は、歯車部品の回転により、
反射して歯底部に増速状態で衝突し、歯底部の圧縮残留
応力等も向上させることができることになる。According to the present invention, there is provided a gear component for projecting shot grains onto a tooth surface of a gear component while rotating the gear component about its axis. In the shot peening method of
The projection angle of the shot grain is inclined toward the rotation direction advance side of the gear part with respect to the direction orthogonal to the axis of the gear part, and the projection angle of the shot grain with respect to the tooth surface on which the shot grain is to be projected, The configuration is such that the projection direction of the shot grains is larger than the case where the projection direction is perpendicular to the axis of the gear component. With the configuration described above, the projection angle of the shot grain with respect to the tooth surface on which the shot grain is to be projected is set to be larger than the case where the projection direction of the shot grain is set to the direction orthogonal to the axis of the gear component. Even if the conditions are not changed, the force of the shot grain can be effectively applied to the tooth surface (the change in the momentum of the shot grain per unit time can be increased). For this reason, it is possible to improve the compressive residual stress and the like on the tooth surface without increasing the size of a related device such as a shot grain projection device. Moreover, since the projection angle of the shot grain is inclined toward the rotation direction advance side of the gear component with respect to the direction orthogonal to the axis of the gear component,
The shot particles that collided with the tooth surface, due to the rotation of the gear parts,
The reflected light collides with the tooth bottom in an accelerated state, so that the compressive residual stress and the like at the tooth bottom can be improved.
【０００５】[0005]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の実施例においては、図１に示すように、
ミッションギヤ（硬さ６０ＨＲＣ）等の歯車部品１が所
定位置に位置され、その所定位置において、該歯車部品
１は、その軸心Ｏを中心として、図１中、時計方向に回
転駆動されるようになっている。この場合の回転速度
は、既知の如く２０ｒ．ｐ．ｍ．程度とされている。一
方、上記歯車部品１から一定距離（例えば１２ｃｍ）離
れた位置には、図１に示すように、ショット粒Ａ1 、Ａ
2 （硬さ：例えば５２〜５６ＨＲＣ）を投射するエアノ
ズル２が配設されている。このエアノズル２は、歯車部
品１を該歯車部品１の軸心Ｏに直交するようにして通過
する仮想線Ｍに対して一定角αだけ傾斜させて配設され
ており、その一定角度αは、好ましくは２０〜４０°の
範囲とされている。これにより、ショット粒Ａ1 が投射
されるべき歯部３の歯面３ａ（ショット粒投射領域内の
一つを例にとる）に対する該ショット粒Ａ1 の投射角度
θ1 は、エアノズル２を、該エアノズル２の軸心が前記
仮想線Ｍ上に合致するように配設する場合において、シ
ョット粒Ｂを投射する投射角度θ0 （従来のもの（ショ
ット粒投射領域内の一つを例にとる））よりも大きくさ
れ、投射角度θ1は、今までよりも直角に近づけられる
ことになっている。したがって、ショット粒Ａ1 が投射
されるべき歯面３ａに対する該ショット粒Ａ1 の投射角
度θ1 が従来のものよりも大きくなることから、ショッ
ト粒Ａ1 は当該歯面３ａに対して効果的に力を作用させ
ることができることになる。この結果、ショット粒Ａ1
の質量、速度を増大させなくても、当該歯面３ａにおい
て、所望の圧縮残留応力及び硬さ（例えば、従来８００
〜８２０ＨＶであるのに対し８３０〜８５０ＨＶとな
る）を得ることができることになる。特に、本実施例に
おいては、歯車部品１としてミッションギヤを用いてい
ることから、そのミッションギヤを、その歯部３の一方
の歯面３ａであるドライブ面側に回転させつつ、そのド
ライブ面の歯元部４に対してショット粒Ａ1 を投射する
こととして、その部分４の圧縮残留応力等を向上させて
おり、このため、ショット粒Ａ1 の投射方向の決定に際
しては、そのことをも考慮している。また、ショット粒
Ａ1 、Ａ2 の投射においては、図１に示すように、当該
歯面３ａに、歯車部品１のピッチ円５よりも外周側にお
いて衝突するショット粒Ａ2も存在するが（本実施例に
おいては、ピッチ円５上）、このショット粒Ａ2 は、そ
の衝突部分の圧縮残留応力等を向上させるだけでなく、
歯車部品１の回転により、入射角θ2 に対してθ3 （＞
θ2 ）の反射角となり、９０°に近い反射角θ3 をもっ
て歯底部６に増速状態で衝突し、その歯底部６の圧縮残
留応力等も向上させることになる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the embodiment of the present invention, as shown in FIG.
A gear component 1 such as a transmission gear (hardness 60 HRC) is located at a predetermined position, and at this predetermined position, the gear component 1 is driven to rotate clockwise in FIG. It has become. The rotation speed in this case is 20 r. p. m. Degree. On the other hand, as shown in FIG. 1, shot grains A 1 and A 2 are located at a certain distance (for example, 12 cm) from the gear component 1.
2 (hardness: for example, 52 to 56 HRC) is provided. The air nozzle 2 is disposed so as to be inclined at a certain angle α with respect to an imaginary line M passing through the gear part 1 so as to be orthogonal to the axis O of the gear part 1. Preferably, it is in the range of 20 to 40 °. Thereby, the projection angle θ 1 of the shot grain A 1 with respect to the tooth surface 3 a of the tooth portion 3 to which the shot grain A 1 is to be projected (one of the shot grain projection areas is taken as an example) When the air nozzle 2 is disposed so that the axis thereof coincides with the imaginary line M, the projection angle θ 0 for projecting the shot grain B (conventional one (one of the shot grain projection areas is taken as an example) )), And the projection angle θ 1 is to be closer to a right angle than before. Therefore, effective since the projection angle theta 1 of the shot particles A 1 for the tooth surface 3a to the shot particles A 1 is projected is larger than that of the conventional shot particles A 1 for the tooth surface 3a Will be able to act on. As a result, shot grain A 1
Without increasing the mass and speed of the tooth surface 3a, the desired compressive residual stress and hardness (for example,
820 HV to 820 850 HV). In particular, in this embodiment, since the transmission gear is used as the gear part 1, the transmission gear is rotated toward the drive surface side, which is the one tooth surface 3a of the tooth portion 3, while rotating the transmission gear. By projecting the shot grains A 1 onto the tooth root 4, the compressive residual stress and the like of the portions 4 are improved, and therefore, when determining the projection direction of the shot grains A 1 , this is also considered. Take into account. In the projection of the shot grains A 1 and A 2 , as shown in FIG. 1, there is also a shot grain A 2 that collides with the tooth surface 3 a on the outer peripheral side of the pitch circle 5 of the gear component 1 ( In the present embodiment, on the pitch circle 5), the shot grains A 2 not only improve the compressive residual stress and the like at the collision portion, but also
Due to the rotation of the gear part 1, the incident angle θ 2 becomes θ 3 (>
θ 2 ), and collides with the tooth bottom 6 at an increased speed with a reflection angle θ 3 close to 90 °, so that the compressive residual stress of the tooth bottom 6 is also improved.
【０００６】次に、上記実施例に係る方法を実施するた
めの具体的装置について、図２、図３に基づいて説明す
る。具体的装置７においては、本体８内部に装置収容空
間９が形成されている。この本体８の側部の一つには、
歯車部品の搬出入口１０が形成されて、その搬出入口１
０を介して、歯車部品１の搬出入が行われることになっ
ており（図３中、矢印は搬出入を示す）、その搬出入口
１０よりも本体８内方には、図３に示すように、２つの
ショットピーニング域Ｓが設けられている。前記装置収
容空間９内には、回転駆動軸１１が上下方向に延びるよ
うにして配設され、その回転駆動軸１１には回転テーブ
ル１２が相対回転不能に装着されている。回転駆動軸１
１は図示を略す駆動源に連結されており、その駆動源に
より回転駆動軸１１は、図３中、反時計方向に間欠駆動
されることになっている。回転テーブル１２は、図３に
示すように、その一部（図３中、下部）が前記搬出入口
１０に臨み、その一部と相反する位置の部分（図３中、
上側の部分）の上面が前記ショットピーニング域Ｓに位
置するように配設されている。この回転テ−ブル１２上
には、前記回転駆動１１の周囲を該回転テ−ブル１２の
径方向内方側位置において囲む周壁１３と、該周壁１３
の周りに等角度毎に配設される複数の仕切壁１４と、が
設けられており、これら各壁１３、１４により回転テ−
ブル１２上には、複数（本実施例においては５つ）の歯
車部品配設空間１５が形成されている。Next, a specific apparatus for carrying out the method according to the above embodiment will be described with reference to FIGS. In the specific device 7, a device accommodation space 9 is formed inside the main body 8. One of the sides of the body 8
A carry-in / out port 10 for gear parts is formed, and the carry-in / out port 1 is provided.
The carry-in / out of the gear component 1 is to be carried out via the reference numeral 0 (arrows indicate carry-in / out in FIG. 3). As shown in FIG. , Two shot peening areas S are provided. A rotary drive shaft 11 is provided in the device housing space 9 so as to extend in the vertical direction, and a rotary table 12 is mounted on the rotary drive shaft 11 so as not to rotate relatively. Rotary drive shaft 1
1 is connected to a drive source (not shown), and the rotary drive shaft 11 is intermittently driven counterclockwise in FIG. 3 by the drive source. As shown in FIG. 3, a part of the turntable 12 (the lower part in FIG. 3) faces the carry-in / out port 10, and a part at a position opposite to the part (in FIG.
The upper surface (upper part) is disposed so as to be located in the shot peening area S. On the rotary table 12, a peripheral wall 13 surrounding the rotary drive 11 at a position radially inward of the rotary table 12;
And a plurality of partition walls 14 arranged at equal angles around the periphery of the rotary table.
A plurality of (five in this embodiment) gear component installation spaces 15 are formed on the bull 12.
【０００７】前記回転テーブル１２には、前記各歯車部
品配設空間１５毎において支持軸１６が回転可能に支持
されている。この各支持軸１６は、回転テ−ブル１２を
上下方向に貫通しており、その下端部には傘歯車１７が
取付けられ、その上端部には歯車部品をセットする歯車
部品セット部材１８が取付けられている。上記傘歯車１
７に対しては、別の傘歯車１９が、変位動させることに
より噛合・噛合解除可能に設けられており、この一連の
傘歯車１７、１９を介して、モータ２０の駆動力が前記
支持軸１６に回転として伝達できるようになっている。A support shaft 16 is rotatably supported on the rotary table 12 in each of the gear component installation spaces 15. Each of the support shafts 16 penetrates the rotary table 12 in the vertical direction. A bevel gear 17 is attached to a lower end thereof, and a gear component set member 18 for setting a gear component is attached to an upper end thereof. Have been. Bevel gear 1
7, another bevel gear 19 is provided so as to be disengaged and disengaged by being displaced, and the driving force of the motor 20 is transmitted through the series of bevel gears 17 and 19 to the support shaft. 16 can be transmitted as rotation.
【０００８】前記本体８の上部には、前記回転テーブル
１２の上方であって前記各ショットピーニング域Ｓの上
方において、シリンダ装置（一方のシリンダ装置は図示
略）２１がそれぞれ設けられている。このシリンダ装置
２１には連結部材２２が取付けられており、その連結部
材２２には歯車部品押え部材２３が回転自在に連結され
ている。歯車部品押え部材２３は本体８上部を変位動可
能に貫通して下方に延びており、その先端部には押え部
２４が取付けられている。この歯車部品押え２３は、シ
リンダ装置２１により上下動されることになっており、
回転テーブル１２が回転されるときには、仕切壁１４と
の干渉を避けるため、該歯車部品押え部材２３の押え部
２４が仕切壁１４よりも上方に位置され、前記歯車部品
セット部材１８がショットピーニング域Ｓに位置してい
るときには、該歯車部品セット部材１８と歯車部品押え
部材２３とが歯車部品１を挟持できるようになってい
る。Above the rotary table 12 and above each of the shot peening areas S, a cylinder device (one of the cylinder devices is not shown) 21 is provided above the main body 8. A connecting member 22 is attached to the cylinder device 21, and a gear component pressing member 23 is rotatably connected to the connecting member 22. The gear component pressing member 23 extends downward through the upper part of the main body 8 so as to be displaceable and movable, and a pressing portion 24 is attached to a tip end thereof. The gear component holder 23 is to be moved up and down by the cylinder device 21,
When the rotary table 12 is rotated, the pressing portion 24 of the gear component pressing member 23 is positioned above the partition wall 14 to avoid interference with the partition wall 14, and the gear component setting member 18 is moved in the shot peening area. When it is located at S, the gear component set member 18 and the gear component pressing member 23 can clamp the gear component 1.
【０００９】前記本体８には、前記装置収容空間９内に
臨むようにして、ショット粒を投射するエアノズル２が
設けられている。このエアノズル２は、本実施例におい
ては、各ショットピーニングＳ域に２つずつ設けられて
おり、その各エアノズル２の配設は、前述したように、
ショット粒を投射すべき歯面に対する投射角度が９０°
にできるだけ近づくように設定されている。The main body 8 is provided with an air nozzle 2 for projecting shot particles so as to face the inside of the device accommodating space 9. In this embodiment, two air nozzles 2 are provided in each shot peening S region, and the arrangement of each air nozzle 2 is as described above.
A projection angle of 90 ° to the tooth surface on which shot grains are to be projected
Is set as close as possible to
【００１０】このような装置においては、搬出入口１０
から歯車部品１が該搬出入口１０に臨む歯車部品配設空
間１５に搬入され、その歯車部品配設空間１５内の歯車
部品セット部材１８上に、その歯車部品１がセットされ
る。このセットを終えると、回転テーブルには次の歯車
部品の配設空間１５が搬出入口１０に臨むように回転さ
れ、上記同様に、歯車部品１がその次の歯車部品配設空
間１５内の歯車部品セット部材１８上にセットされる。
上記２つの歯車部品１のセットを終えると、回転テーブ
ル１２が回転されて、各歯車部品１は各ショットピーニ
ング域Ｓに位置され、そこにおいて各歯車部品１は歯車
部品セット部材１８と歯車部品押え部材２３とにより挟
持される。次いで、傘歯車１９が傘歯車１７に噛合され
て、モータ２０の駆動力が歯車部品セット部材１８に伝
達され、歯車部品１は、図３中、時計方向に回転され
る。そして、これに伴って、エアノズル２からショット
粒が各歯車部品１に投射され、各歯面に圧縮残留応力等
が形成される。この場合、ショット粒の投射角度は、前
述したように、歯面に対して、できるだけ９０°に近づ
くようにされる。この両歯車部品１のショットピーニン
グを終えると、傘歯車１７と１９との噛合関係が解除さ
れ、次いで、回転テーブル１２が回転されて、各歯車部
品１は、順次搬出入口に臨まされ、該各歯車部品１はそ
の搬出入口１０から搬出される。In such a device, the loading / unloading port 10
The gear part 1 is carried into the gear part arrangement space 15 facing the carry-in / out opening 10 and the gear part 1 is set on the gear part set member 18 in the gear part arrangement space 15. When this set is completed, the rotation table is rotated so that the space 15 for the next gear component faces the carry-in / out port 10, and the gear component 1 is moved to the gear in the space 15 for the next gear component in the same manner as described above. It is set on the component setting member 18.
When the setting of the two gear parts 1 is completed, the rotary table 12 is rotated, and each gear part 1 is positioned in each shot peening area S, where each gear part 1 is fitted with the gear part set member 18 and the gear part holding member. It is sandwiched by the member 23. Next, the bevel gear 19 is meshed with the bevel gear 17, the driving force of the motor 20 is transmitted to the gear component set member 18, and the gear component 1 is rotated clockwise in FIG. Along with this, shot particles are projected from the air nozzle 2 to each gear component 1, and a compressive residual stress or the like is formed on each tooth surface. In this case, as described above, the projection angle of the shot grain is set to be as close to 90 ° as possible with respect to the tooth surface. When the shot peening of the two gear parts 1 is completed, the meshing relationship between the bevel gears 17 and 19 is released, and then the rotary table 12 is rotated, and the respective gear parts 1 are sequentially exposed to the carry-in / out entrance, and The gear component 1 is carried out of the carry-in / out entrance 10.
【００１１】[0011]
【発明の効果】本発明は以上述べたように、ショット粒
投射装置等の関連装置の大型化を招くことなく、歯面に
おける圧縮残留応力等を向上させることができる。As described above, the present invention can improve the compressive residual stress and the like on the tooth surface without increasing the size of a related device such as a shot particle projection device.
【図１】本発明の実施例の内容を説明する説明図であ
る。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating the contents of an embodiment of the present invention.
【図２】本発明に係る方法を実施する装置を示す縦断面
図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an apparatus for performing a method according to the present invention.
【図３】本発明に係る方法を実施する装置を示す横断面
図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an apparatus for performing the method according to the present invention.
１ 歯車部品 ３ａ 歯面 Ａ1 ショット粒 Ｂ ショット粒 θ0 ショット粒の投射角度 θ1 ショット粒の投射角度Reference Signs List 1 gear parts 3a tooth surface A 1 shot grain B shot grain θ 0 shot grain projection angle θ 1 shot grain projection angle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 7/06 B24C 1/00 - 11/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C21D 7/06 B24C 1/00-11/00
Claims (1)
せながら歯車部品の歯面に対してショット粒を投射する
歯車部品のショットピーニング方法において、 ショット粒の投射角度を、前記歯車部品の軸心に直交す
る方向に対して該歯車部品の回転方向進み側に傾斜させ
て、ショット粒を投射すべき歯面に対する該ショット粒
の投射角度を、ショット粒の投射方向を前記歯車部品の
軸心に直交する方向とした場合よりも大きくする、 ことを特徴とする歯車部品のショットピーニング方法。A gear component is rotated about its axis.
In the method of shot peening a gear component , wherein the shot grain is projected onto the tooth surface of the gear component, the projection angle of the shot grain is advanced in the rotation direction of the gear component with respect to a direction orthogonal to the axis of the gear component. characterized by inclining the side, the projection angle of the shot particles against the tooth surface to be projected shot particles, larger than when the projection direction of the shot particles and the direction perpendicular to the axis of the gear part, that Shot peening method for gear parts.
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| CN112757168B (en) * | 2020-12-21 | 2022-06-28 | 浙江来福谐波传动股份有限公司 | High-speed kinetic energy microparticle composite shot blasting surface strengthening process |
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1991
- 1991-07-31 JP JP21449491A patent/JP3238431B2/en not_active Expired - Fee Related
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