JP3413352B2 - 歯形成形装置 - Google Patents
歯形成形装置Info
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Description
周壁部に歯形を成形する歯形成形装置に関する。
品は、一般に生産性の高いプレス成形により形成され、
平板状の鋼板を有底円筒形(カップ状)にプレス成形
し、この有底円筒形の成型品(以下「有底円筒形素材」
という)の周壁部にプレスによる絞り加工或いは鍛圧加
工により歯形を成形している。
ンチ1に有底円筒形素材3を装着し、この有底円筒形素
材3の底部3a側から歯型2aが形成されているダイ2
を圧入し、有底円筒形素材3の周壁部3bを成形方向に
沿ってしごいて図9に示すような歯形成形部4を成形す
る。尚、図9において素材側の歯形成形部4は、歯先成
形面4a、歯底成形面4b、歯面4cから成る。
円筒形素材3を装着したパンチ5を歯型6aが形成され
ているダイ6内に配設し、鍛圧パンチ7により有底円筒
形素材3に鍛圧を付与して周壁部3bを増肉し、ダイ6
の歯型6aに対応する歯形成形部4を成形する。
り加工による歯形成形は、図9に示すように成形荷重を
受け持つパンチ1の角部に位置する有底円筒形素材3の
底部3aの大径部即ち、歯形成形部4の側の付け根部に
大きなダレ4dが生じやすく、このダレ4dの分だけ歯
形成形部4の有効長さ(歯幅)aが減少する。特に、歯
幅aに対して歯丈hが高い歯形の成形では、底部3aの
歯形成形部4の付け根近傍より亀裂3kが発生する虞が
ある。
壁部3bに成形される歯形成形部4とダイ6の歯型6a
との間に素材の未充填部8が発生しやすく、歯形成形部
4の精度が低く、また、歯幅の長いものには不適当であ
る。更に、鍛圧荷重として高荷重が必要であるために成
形装置が大型化する。本発明は、プレスによる高い生産
性を活かして低荷重、低コストで有底円筒形素材の周壁
部に高精度の歯形を成形する歯形成形装置を提供するこ
とを目的としている。
め、本発明の請求項1では、パンチの支持部により有底
円筒形素材を支持し、且つパンチの拘束部により有底円
筒形素材の開口端末を拘束する。ダイは、歯型の先端部
により有底円筒形素材の周壁部に成形方向及び内方への
材料流を発生させて歯形を成形すると共に、余剰材料を
パンチの支持部と有底円筒形素材の周壁部内壁面との間
の材料逃がし部、及び拘束部の外壁に設けられた材料逃
がし部から逃がす。これにより、成形荷重を低くして高
精度の歯形を成形することができる。更に、有底円筒形
素材の開口端末をパンチで拘束することで、底部隅部に
亀裂が発生することが防止される。
イの歯型に対応する歯型を形成して、この歯型の歯先と
歯底との間の谷部を歯形の成型時における周壁部の材料
の逃がし部とし、或いは、パンチの支持部の外径を有底
円筒形素材の内径よりも僅かに小径の円柱形状とし、有
底円筒形素材の内壁面との間に環状空間を形成し、この
空間を材料の逃がし部としてもよい。これよにり、プレ
ス荷重の更なる低減を図ることが可能となる。
5°以下好ましくは5°〜30°の範囲に選定すること
で成型時の良好な材料流れを発生させることが可能とな
り、歯形の精度を向上させることができる。
より説明する。図1は、本発明に係る歯形成形方法の概
要を示す説明図である。先ず、図1(a)に示すように
プレス歯形成形装置の一方の型であるパンチPに歯形を
形成すべき成型品である有底円筒形素材3を装着する。
円柱状のパンチPは、有底円筒形素材3を内側から支持
する支持部Paと、支持部Paの下部に段差をなして設
けられ、有底円筒形素材の周壁部3bの開口端末(以下
「開口端面」という)3cを拘束するための拘束部Pb
とを有し、段差部Pcは、周壁部3bの開口端面3cに
当接して歯形の成形方向(底部3aから開口端面3c方
向)への移動を拘束する。パンチPの拘束部Pbの外壁
面にはダイDの歯型Daに合わせた材料逃げ部として当
該歯型Daと対応した形状の歯型Pdが形成されてい
る。更に支持部Paの外壁面と有底円筒形素材3の周壁
部3bの内壁面との間には環状空間Eが形成されて、歯
形の成形時における周壁部3bの材料の一部を逃がす材
料逃がし部とされている。一方、ダイDは、当該ダイD
の内壁面に形成されている歯型Daの先端部Dcが傾斜
面とされ、その傾斜角度即ち、刃角θは、所定角度(≦
45°)に設定されている。
形の成形加工を行う。即ち、有底円筒形素材3の底部3
a側からダイDを圧入する。有底円筒形素材3は、成形
加工初期から開口端面3cが拘束されており、ダイD
は、歯型Daの刃角θ(≦45°)をなす先端部Dcに
より、周壁部3bに成形方向及び内方に材料流れを発生
させて歯形を成形する。周壁部3bに発生した内方への
材料流れは、空間部Eに流れ、成形方向への材料流れ
は、拘束部Pbの歯型Pdの谷部から下方(外側)に流
れる。空間部Eに流れる材料は、歯形成形部4の歯底及
び歯面を形成し、拘束部Pbの歯型Pdの谷部から流れ
た材料は、余剰部分3eとなる。
の外に押し出された余剰部分3eをダイDにより除去し
て、開口端面3cを加工する。このようにして有底円筒
形素材3の周壁部3bにプレス加工により歯形成形部4
を成形する。尚、図1(d)に示すように歯形成形加工
において歯形成形部4を成形した後、開口端3cの外に
流れた余剰部分3eをプレスにより切断して除去するよ
うにしてもよい。
歯形成形装置について説明する。図2は、本発明に係る
歯形成形装置の概要を示す要部断面図である。歯形成形
装置10は、歯形を成形するプレス装置で、ダイ11
と、パンチ15とにより構成されている。ダイ11は、
内壁面に成形方向に沿って歯型12が形成されており、
先端部12cは、所定の角度θをなす傾斜面とされてい
る。この先端部12cの角度θ即ち、刃角θは、0°<
θ≦45°の範囲に設定されている。この刃角θは、2
点鎖線で示す歯形を成形すべき有底円筒形素材3の周壁
部3bに歯形成形部4を成形する際に、当該周壁部3b
に成形方向(長手方向)及び内方に向かう材料流れを発
生させるためのものである。
い(θ>45°)場合には、図1(b)に示す歯形成形
部4の成形時に図9に示す歯形成形部4の歯先成形面4
a、歯底成形面4b、歯面4cに、破断やムシレ(型カ
ジリ)等を発生し易い。また、刃角θが小さいと、先端
部12cが長くなり、これに伴いダイ11の長さが長く
なり、装置の大型化を来すこととなり、好ましくない。
従って、刃角θを出来るだけ大きくしてダイ11を短く
することが装置の小型化を図る上で好ましい。これらの
制約、要求等を満たすために、刃角θは、5°〜30°
の範囲に設定することが好ましい。
有底円筒形素材3を内側から支持する支持部としてのパ
ンチ16と、パンチ16に支持された有底円筒形素材3
の周壁部3bの開口端面3cに当接して拘束する拘束部
としてのパンチ17とにより構成されている。パンチ1
7は、パンチ16よりも大径とされ、パンチ16の下部
に段差をなして設けられている。パンチ16は、円柱形
状をなし、その外径が有底円筒素材3の歯形成形部4の
成形後の内径(歯形成形部4の歯底の内径)とされ、そ
の上面からパンチ17との段差面即ち、パンチ17の上
面17aまでの高さが有底円筒形素材3の深さ(開口端
面3cから底面3dまでの深さ)とされている。そし
て、パンチ16の外壁面と有底円筒形素材3の周壁部の
内壁面との間に歯形成形部4を成形するときに当該周壁
部3bの材料の逃がし部として環状空間19が形成され
る。
周壁部3bの外径よりも僅かに小径とされており、外壁
面にダイ11の歯型12に合わせた材料逃がし部として
当該歯型12と対応した形状の歯型18が形成されてい
る。歯型18は、歯丈が歯型12の歯丈よりも僅かに低
く、歯先面18aの外径がダイ11の歯型12の歯底面
12bの内径よりも僅かに小径とされ、歯底面18bの
外径が歯先面12aの内径よりも僅かに小径とされてい
る。有底円筒形素材3は、パンチ16に装着されたとき
に、開口端面3cがパンチ17の上面17aの外周近傍
に全周に亘り当接すると共に歯型18の上端面18cに
当接して拘束される。
面にダイ11の歯型12と対応する歯型14を形成して
も良い。この場合、隣り合う歯型14間の谷部14bが
歯形成形部4の成形時における材料の逃がし部となる。
また、有底円筒形素材3を内側から支持する支持部とし
てのパンチ16と開口端面3cを拘束する拘束部として
のパンチ17とは別体としたが、一体に形成してもよ
い。
順について説明する。図5は、図2の歯形成形装置によ
る図1(b)に示す歯形成形加工の詳細を示す。図5
(a)に示すようにパンチ16に有底円筒形素材3を装
着し、開口端面3cをパンチ17の上面17a及び歯型
18の上端面18cに当接させて、周壁部3bを拘束し
て図中下方への移動を規制する。次に、図5(b)に示
すように有底円筒形素材3の底部3a側からダイ11を
圧入する。ダイ11は、歯型12の先端部12cにより
周壁部3bに図6(a)に矢印で示すような内方に向か
う材料流れと、同図(b)に矢印示すに成形方向(長手
方向)の材料流れを生じさせて、周壁部3bに破断面
や、ムシレのない平滑な歯面を形成しながら歯形成形部
4を成形する。尚、図6において分かりやすくするため
に周壁部3bは、ハッチングを省いて示してある。
部3bの内壁面間の環状空間19に周壁部3bの材料流
れの一部を逃がし、パンチ16の外壁面がダイ11によ
って生じた内向きの材料流れを制御する。パンチ17
は、上面17a(段差面)により周壁部3bの開口端面
3cを全周面に亘り拘束することで、ダイ11による歯
形成形で生じる底部3aの隅部(周壁部3bの付け根)
への張力を抑え、当該部分に亀裂(クラック)が発生す
ることを回避すると共にクリアランスとしての歯型18
により成形方向の材料流れを制御してダイ11への材料
なじみを向上させる。そして、図5(c)に示すように
材料流れは、パンチ17の下方(外側)に押し出されて
余剰部分3eとされる。これにより、有底円筒形素材3
の周壁部3bに高精度の歯形成形部4が成形される。
先端部12cとパンチ16とパンチ17とによって有底
円筒形素材3の周壁部3bの材料流れの最適化即ち、刃
角θによって生じさせた材料流れの逃げ場の最適化を図
る。パンチ17とダイ11によって生じた周壁部3bの
材料流れは、ダイ11の歯型12に沿って周壁部3bに
歯形成形部4を成形すると共に、余剰材料は、図5
(c)に示すようにパンチ17の外方に逃げることによ
り、ダイ11に付与する鍛圧の低荷重化が図られる。更
に、パンチ16と周壁部3bの内壁面との間の環状空間
19に周壁部3bの内方への材料流れを許容することで
ダイ11の更なる低荷重化が図られる。
り周壁部3bに歯形成形部4が成形された有底円筒形素
材3は、歯形成形装置10から取り外されて端面加工工
程(図1(c))に搬送され、開口端面3cの外側に流
れ出した余剰部分3eが切断される。このようにして有
底円筒形状をなし周壁面に歯形が成形された歯形部品が
形成される。
行な歯形部品(平歯車)を成形する場合について記述し
たが、これに限るものではなく、パンチとダイの組合せ
によりヘリカルギヤの成形も可能である。
底円筒形素材の周壁部に成形方向及び内方への材料流れ
を発生させ、余剰材料を逃がして歯形を成形すること
で、低い成形荷重で高精度の歯形を成形することができ
る。また、有底円筒形素材の開口端末をパンチで拘束す
ることで、成型時に生じる底部の折曲部に対する張力が
抑えられて亀裂の発生が防止される。これにより、高精
度の歯形を必要とされる歯形部品をプレスによる高い生
産性を活かして低コストで生産することが可能となる。
有底円筒形素材の周壁部の成形方向及び内方への材料流
れを発生させ、余剰材料を逃がし部に逃がして歯形を成
形することで、低い成形荷重で、高精度の歯形を成形す
ることができる。
る。
る。
す一部斜視図である。
ある。
する図である。
ある。
ある。
視図である。
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 有底円筒形素材を一方側から支持するパ
ンチと、歯型が形成され前記有底円筒形素材の他方側か
ら圧入して該有底円筒形素材の周壁部に歯形を成形する
ダイとを備えた歯形成形装置であって、 前記パンチは、前記ダイの圧入時に前記周壁面の内壁面
との空間に材料逃がし部を設けた支持部と、前記支持部
に段差をなして設けられ前記有底円筒形素材の開口端末
を拘束し且つ外壁面に前記ダイの歯型に合わせた材料逃
がし部を有する拘束部とから成り、 前記ダイは、前記歯型の先端部が前記周壁部に材料流れ
を発生させる傾斜面とされ、 前記パンチに支持された前記有底円筒形素材の周壁部
に、前記ダイを圧入することにより材料流れを発生させ
て歯形を成形し、余剰材料を前記各材料逃がし部に逃が
すことを特徴とする歯形成形装置。 - 【請求項2】 前記パンチの支持部の外径を有底円筒形
素材の内径よりも僅かに小径の円柱形状とし、有底円筒
形素材の内壁面との間に環状空間を形成することを特徴
とする請求項1に記載の歯形成形装置。 - 【請求項3】 前記パンチは、拘束部の歯型の谷間から
パンチの外側に余剰材料を押し出すことを特徴とする請
求項1に記載の歯形成形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27478997A JP3413352B2 (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 歯形成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27478997A JP3413352B2 (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 歯形成形装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11114644A JPH11114644A (ja) | 1999-04-27 |
JP3413352B2 true JP3413352B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=17546592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27478997A Expired - Lifetime JP3413352B2 (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 歯形成形装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3413352B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5065966B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2012-11-07 | 株式会社フクトクダイヤ | 円筒状クラッチ部品の成形方法 |
-
1997
- 1997-10-07 JP JP27478997A patent/JP3413352B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11114644A (ja) | 1999-04-27 |
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