JP3560106B2

JP3560106B2 - Gear forming method and forming apparatus

Info

Publication number: JP3560106B2
Application number: JP25349496A
Authority: JP
Inventors: 下寛山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-09-25
Filing date: 1996-09-25
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: JPH1094850A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじれピッチの異なる複数の歯車を一体的に備えた歯車や、やまば歯車などの成形方法および成形装置に係わり、とくにキャビティ内で鍛造された製品歯車を鍛造型から取り出すための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
型鍛造によって成形された歯車をダイのキャビティから取出すに際して、歯車が平歯車の場合には、ノックアウトピンによって押出すだけで容易に取出すことができる。しかしながら、成形された歯車がヘリカルギヤ（はすば歯車）の場合には、製品歯車をノックアウトピンによって軸方向に押出すことによって、歯車をダイに形成されている歯形形成用の歯型に沿って回転させながら取出すこともできなくはないが、歯形のねじれ角によっては、歯形が変形したり、取り出しができなくなったりすることがある。
【０００３】
このような観点から、例えば、特開平６−３１３７３号公報には、エジェクタ（ノックアウトピン）とエジェクタガイドとを、ダイのキャビティ内に設けられたヘリカル歯形形成用歯型における１回転に対する直進量を一致させたヘリカル歯によって噛み合わせ、エジェクタにヘリカル歯形形成用歯型における１回転に対する直進量と一致したスクリュー運動を行わせることによって、ワークすなわち成形済歯車を回転させながら取出すようにしたヘリカルギヤの成形装置および成形方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載された従来のヘリカルギヤの成形装置および成形方法においては、通常のヘリカルギヤは成形できるものの（上ポンチに平歯形形成用の歯形を設けることにより、平歯車付きヘリカルギヤは成形可能）、ねじれ方向が反対な１対のヘリカルギヤからなるやまば歯車や、ねじりピッチの異なる２種以上の歯車を一体的に備えた形状の歯車については、成形することができない（成形したとしても取出すことができない）という問題点があり、このような問題点を解決することが上記のようなやまば歯車や、複雑な一体型ヘリカルギヤを鍛造成形する場合の課題となっていた。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、従来の歯車の鍛造における上記課題に着目してなされたものであって、やまば歯車や、ねじれピッチの異なる複数の歯車を一体的に備えた一体型歯車を鍛造成形することができ、しかも成形後の製品歯車を鍛造型から変形させることなく容易に取出すことができる歯車の成形方法および成形装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係わる歯車の成形方法においては、ねじれピッチの異なる複数の歯車を一体的に備えた歯車を成形するに際し、ねじれピッチの異なる歯車ごとに分割され、それぞれのねじれピッチの歯形を成形する歯型を備えた複数のダイピースからなるダイのキャビティ内において歯車素材に塑性加工を施して歯車に成形したのち、分割されたそれぞれのダイピースをノックアウト方向後方側からノックアウトピンを保持するガイドブロックに対して順次固定すると共に、固定したダイピースの歯型のねじれピッチに一致するスパイラル運動を成形された歯車と固定したダイピースよりもノックアウト方向前方側に位置する未固定のダイピースとに与え、当該歯車を固定されたダイピースから順次取出して行く構成としたとを特徴としており、本発明に係わる歯車の成形方法の実施態様として請求項２に係わる成形方法においては、成形された歯車のスパイラル運動がノックアウトピンを介して与えられ、当該ノックアウトピンのスパイラル運動をノックアウトピンおよびノックアウトピンを摺動自在に保持するガイドブロックのいずれか一方に形成されたガイド溝と、ノックアウトピンおよびピンホルダーの他方に設けられ、前記ガイド溝に係合するガイドピンとの組み合わせによって得る構成としたとを特徴としており、このような歯車の成形方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
本発明の請求項３に係わる歯車の成形装置は、ねじれピッチの異なる複数の歯車を一体的に備えた歯車を成形するための装置であって、ねじれピッチの異なる歯車ごとに分割され、それぞれのねじれピッチの歯形を成形する歯型を備えた複数のダイピースからなるダイと、分割されたダイピースのすべて、もしくはノックアウト方向後方側に位置するダイピースを除くダイピースをそれぞれ所定の移動範囲内で回転可能に保持すると共に、移動限において当該ダイピースの回転を規制するダイホルダーと、ダイの中心部に出没自在に配設されたノックアウトピンと、該ノックアウトピンを摺動自在に保持するガイドブロックを有し、キャビティ内で成形された歯車をダイから押し出すノックアウト機構を備え、ノックアウト機構のノックアウトピンおよびガイドブロックのいずれか一方には、それぞれのダイピースの歯型のねじれピッチに一致するねじれピッチを有するガイド溝が形成されていると共に、ノックアウトピンおよびガイドブロックの他方には、前記ガイド溝に係合するガイドピンが設けてある構成とし、本発明に係わる歯車の成形装置の実施態様として請求項４に係わる成形装置においては、ダイの分割面に位置決め用のいんろう部が形成してある構成とし、歯車の成形装置におけるこのような構成を前述した従来の課題を解決するための手段としたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる歯車の成形方法においては、ねじれピッチの異なる歯車ごとに分割され、それぞれのねじれピッチの歯形を形成するための歯型を備えた複数のダイピースからなるダイのキャビティ内において歯車を鍛造したのち、分割されたそれぞれのダイピースをノックアウト方向の後方側からノックアウトピンを保持するガイドブロックに対して順次固定すると共に、固定したダイピースの歯型のねじれピッチに一致するスパイラル運動を順次与えるようにしているので、固定されていないノックアウト方向前方側のダイピースは製品歯車と共にスパイラル運動を行い、ダイピースの歯型のねじれピッチがそれぞれ相違していたとしても、製品歯車は、固定されたダイピース、すなわちノックアウト方向後方側に位置するダイピースから順番に取出すことができる。このとき、製品歯車は、ダイの歯型により強制的に回転するのではなく、製品歯車自体がスパイラル運動を行うので、歯形のねじれ角が大きくても、歯形を変形させることなく容易に取出すことができるという極めて優れた効果がもたらされる。
【０００９】
また、本発明に係わる歯車の成形方法の実施態様として請求項２に係わる成形方法においては、製品歯車へのスパイラル運動をガイドピンとガイド溝との係合によってスパイラル運動するノックアウトピンを介して与えるようにしているので、スパイラル運動をコンパクトで安価な機構により製品歯車に与えることができると共に、スパイラル運動のねじれピッチをそれぞれのダイピースの歯型のねじれピッチに応じて、ノックアウトストロークの途中で容易に変更することができるという優れた効果がもたらされる。
【００１０】
本発明の請求項３に係わる歯車の成形装置は、上記構成、すなわちねじれピッチの異なる歯車ごとに分割された複数のダイピースからなるダイと、それぞれのダイピースの所定範囲内における移動および回転を許容すると共に、移動限におけるダイピースの移動および回転を規制するダイホルダーと、それぞれのダイピースの歯型のねじれピッチに一致するねじれピッチを有するガイド溝と該ガイド溝に係合するガイドピンとを個々に設けたノックアウトピンおよびガイドブロックを有するノックアウト機構を備えた構成のものであるから、本発明に係わる歯車の成形方法を合理的に実施することができるという極めて優れた効果をもたらすものである。
【００１１】
さらに、本発明に係わる歯車の成形装置の実施態様として請求項４に係わる成形装置においては、ダイの分割面に位置決め用のいんろう部が形成してあるので、ダイピース同士の位置決めが容易になると共に、位置精度が向上し、一体成形される歯車同士の同心度が向上するという優れた効果がもたらされる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいて具体的に説明する。
【００１３】
実施例１
図１は、本発明の第１の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図であって、この図においては、下型のみが示され、上型を構成するポンチおよびダイについては省略されている。
【００１４】
図に示す歯車の成形装置１は、大径のヘリカルギヤの下方に小径の平歯車を備えた一体型歯車を成形するための装置であって、当該成形装置１は、装置基台２の上に取付けられた下型３と、この下型３に対して上下動自在に配設された図外の上型から主に構成されている。
【００１５】
下型３は、円筒形のガイドブロック４を有し、このガイドブロック４の上に、第１のダイピース６と第２のダイピース７とに分割されたダイ５が載置されると共に、これらガイドブロック４およびダイピース６，７からなるダイ５の周囲には、ダイホルダー８が配設されている。
【００１６】
このダイホルダー８には、２箇所に張出部８ａ，８ｂが形成されており、第１張出部８ａによって第１のダイピース６をガイドブロック４に対して固定状態に拘束すると共に、第２のダイピース７が第２張出部８ｂに当接するまでの範囲内において当該ダイピース７の上昇および回転が許容されるようになっている。
【００１７】
ダイ５の第１のダイピース６は、この実施例においては、小径の平歯車部分を成形するためのものであって、そのキャビティ６ａの内周面には成形すべき平歯形の形状に対応した平歯型６ｂが形成されている。また、第２のダイピース７は、大径のヘリカルギヤ部分を成形するためのものであって、そのキャビティ７ａの内周面には、同様に、成形すべきヘリカル歯形に対応する形状のヘリカル歯型７ｂを備えており、前記第１ダイピース６の上に、上記した範囲内で上昇および回転可能に載置されている。
【００１８】
ガイドブロック４の中空部内には、ノックアウトピンとして機能すると共に、ダイキャビティの下端面を構成するダイピン９が摺動自在に配設されており、ラム１０の作動に基づいて第１ダイピース６の中心部からキャビティ６ａ，７ａ内に出没するようになっており、これらによってノックアウト機構が構成されている。
【００１９】
ダイピン９の下方側は、カム部９ａとなっており、当該カム部９ａには、ダイピン９の軸方向に沿った縦溝１１ａと、ダイ５の第２のダイピース７に備えたヘリカル歯形成形用のヘリカル歯型７ｂのねじれピッチに一致するねじれピッチを備えた傾斜溝１１ｂからなるガイド溝１１が形成されている。一方、ガイドブロック４の側にはガイド溝１１に係合するガイドピン１２が取付けられており、ラム１０の押出し作動によって、ダイピン（ノックアウトピン）９が所定距離だけ直進したのち、第２ダイピース７のヘリカル歯型７ｂのねじれピッチに一致するスパイラル運動をする仕組みとなっている。
【００２０】
図１においては、ガイド溝１１およびガイドピン１２がそれぞれ２箇所にのみ示してあるが、この実施例においては、ダイピン９の円周方向に９０°の間隔を開けた４箇所にガイド溝１１およびガイドピン１２が設けてある。なお、本発明におけるガイド溝１１およびガイドピン１２の数については、とくに限定されず、また、ガイド溝１１およびガイドピン１２を上記とは逆の側、すなわちダイピン９の側にガイドピン１２を設け、ガイドブロック４の側にガイド溝１１を設けるようにしてもとくに支障はない。
【００２１】
以下に、上記構造を備えた歯車の成形装置１を用いて一体型の歯車を鍛造成形すると共に、成形された歯車をダイ５から取出す過程について図２（ａ）ないし（ｃ）に基づいて説明する。
【００２２】
まず、図１に示した状態において、第１および第２のダイピース６および７のキャビティ６ａおよび７ａとダイピン９の上面とによって形成されるダイ５のキャビティ内に、歯車素材を装填したのち、図示しない上型を下降させて鍛造形を閉塞すると共に、上型に設けられた図示しないポンチを圧下させ、歯車素材を押し潰すことによって、図２（ａ）に示すように、周囲に第１のダイピース６の平歯型６ｂに対応する平歯車部Ｔ１と、第２のダイピース７のヘリカル歯型７ｂに対応するヘリカルギヤ部Ｔ２が張り出し成形され、小径平歯車部Ｔ１と大径ヘリカルギヤ部Ｔ２とを一体的に備えた歯車Ｇ１が成形される。
【００２３】
次に、図２（ｂ）に示すように、ラム１０を上昇させると、ガイドブロック４のガイドピン１２がダイピン９のカム部９ａに設けたガイド溝１１の縦溝１１ａに係合することによって、ダイピン９が所定の距離だけ直線的に上昇し、これによって製品歯車Ｇ１の平歯車部Ｔ１が第１のダイピース６のキャビティ６ａからまず抜け出る。このとき、第２のダイピース７は、製品歯車Ｇ１と一体的に上昇し、歯車Ｇ１の平歯車部Ｔ１が第１ダイピース６から抜け出たのち、ダイホルダー８の第２張出部８ｂに当接し、これによって当該第２ダイピース７のこれ以上の上昇および回転が阻止される。
【００２４】
そして、図２（ｃ）に示すように、ラム１０がさらに上昇すると、ガイドピン１２がガイド溝１１の傾斜溝１１ｂに係合することによって、ダイピン９が第２ダイピース７のヘリカル歯型７ｂのねじれピッチに一致するピッチのスパイラル運動を行い、このスパイラル運動が製品歯車Ｇ１に与えられるので、歯車Ｇ１のヘリカルギヤ部Ｔ２がダイホルダー８の第２張出部８ｂによって動きが固定された第２ダイピース７のキャビティ７ａから抜け出ることになり、これによって製品歯車Ｇ１をダイ５から損傷なく取出すことができる。
【００２５】
実施例２
図３は、本発明の第２の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図であって、この実施例においては、ダイ５の第１および第２のダイピース６および７の分割面にいんろう部１３が設けてあることを除いて、上記実施例１に係わる成形装置と基本的に同様の構造を備えたものであるので、実施例１と同一符号を付すことによって説明を省略する。
【００２６】
すなわち、この実施例に係わる歯車の成形装置においては、上記のように、ダイ５がダイピース６および７の間の分割面にいんろう部１３が形成された嵌め合い構造なっていることから、ダイピース同士の位置決めを容易に行うことができると共に、ダイピース相互の位置決め精度が向上することから、一体的に成形される歯車間の同心度が向上することになる。なお、いんろう部１３に若干のテーパーを設けることによって、ダイピース同士の嵌め合いをより容易なものとすることも可能である。
【００２７】
図３に示した歯車の成形装置１による歯車の成形およびノックアウト手順については、図２に示した過程と実質的に同様である。
【００２８】
実施例３
図４は、本発明の第３の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図であって、この実施例における歯車の成形装置１は、大径のヘリカルギヤの下方に中径および小径のヘリカルギヤを一体的に備えた３段型歯車を成形するためのものであり、図１と同様に、下型部分のみが示されている。
【００２９】
図４に示す成形装置１は、鍛造しようとする歯車の形状に対応して、ダイ５が３個のダイピース１４，１５，１６から構成されていること、ノックアウトピンとして機能するダイピン９のカム部９ａに３段の傾斜溝１７ａ，１７ｂ，１７ｃからなるガイド溝１７が形成されていること、およびダイホルダー８の３箇所に張出部８ａ，８ｂ，８ｃを備えていること以外、上記実施例１に係わる成形装置と基本的に同様の構造を備えている。
【００３０】
すなわち、当該実施例に係わる歯車の成形装置１においては、円筒形をなすガイドブロック４の上に、第１のダイピース１４，第２のダイピース１５および第３のダイピース１６からなるダイ５がこの順序に載置されていると共に、これらガイドブロック４およびダイ５の外周側に配設されたダイホルダー８には、３箇所に張出部８ａ，８ｂおよび８ｃが形成されており、第１張出部８ａに当接することよって第１のダイピース１４の移動が阻止されるようになっている。そして、第２張出部８ｂに当接するまでの範囲内において第２のダイピース１５の移動および回転が許容され、第３張出部８ｃに当接するまでの範囲内において第３のダイピース１６の移動および回転が許容されるようになっている。
【００３１】
なお、この実施例においては、第１のダイピース１４とダイホルダー８の第１張出部８ａとの間に若干の隙間Ｓが形成されるようになっており、この隙間Ｓによって鍛造時の加圧力によるダイピン９の圧縮変形が吸収され、ダイピン９が鍛造時に圧縮されて弾性変形し、鍛造終了後に元に長さに回復したとしても、成形された歯車の歯形に変形が生じないようにしてある。
【００３２】
ダイ５の第１のダイピース１４は、最小径のヘリカルギヤ部分を成形するためのものであって、そのキャビティ１４ａの内周面には成形すべきヘリカル歯形の形状に対応したヘリカル１４ｂが形成されている。また、第２のダイピース１５は、中径のヘリカルギヤ部分を成形するためのものであり、そのキャビティ１５ａの内周面には、成形すべきヘリカル歯形に対応する形状のヘリカル歯型１５ｂを備えており、さらに第３のダイピース１６は、最大径のヘリカルギヤ部分を成形するためのものであって、そのキャビティ１６ａの内周面には、同様に、成形すべきヘリカル歯形に対応する形状のヘリカル歯型１６ｂを備えており、前記第１ダイピース１４の上に、上記した範囲内で上昇および回転可能に載置されている。
【００３３】
ダイピン９のカム部９ａには、ダイ５の第１ダイピース１４に備えたヘリカル歯形成形用のヘリカル歯型１４ｂのねじれピッチに一致するねじれピッチを備えた第１の傾斜溝１７ａと、第２ダイピース１５に備えたヘリカル歯型１５ｂのねじれピッチに一致するねじれピッチを備えた第２の傾斜溝１７ｂと、第３ダイピース１６のヘリカル歯型１６ｂのねじれピッチに一致するねじれピッチを備えた第３の傾斜溝１７ｃからなるガイド溝１７が形成され，ガイドブロック４の側に取付けられたガイドピン１２に係合することによって、ラム１０の押出し作動に基づいて、ダイピン９が第１ダイピース１４のヘリカル歯型１４ｂのねじれピッチに一致するピッチのスパイラル運動を行ったのち、第２ダイピース１５および第３ダイピース１６のヘリカル歯型１５ｂおよび１６ｂのねじれピッチにそれぞれ一致するピッチのスパイラル運動をするようになっている。
【００３４】
以下に、上記構造を備えた歯車の成形装置１を用いて３段型の歯車を鍛造成形すると共に、成形された歯車をダイ５から取出す過程について図５および図６に基づいて説明する。
【００３５】
図５（ａ）は、鍛造成形が終了して上型が上昇した状態を示し、ダイ５のキャビティ内には、外周部に第１のダイピース１４のヘリカル歯型１４ｂに対応するヘリカルギヤ部Ｔ１と、第２のダイピース１５のヘリカル歯型１５ｂに対応するヘリカルギヤ部Ｔ２と、第３のダイピース１６のヘリカル歯型１６ｂに対応するヘリカルギヤ部Ｔ３とが張り出し成形され、小径，中径および大径ヘリカルギヤ部Ｔ１ないしＴ３を一体的に備えた３段型の歯車Ｇ２が成形されている。
【００３６】
なお、鍛造成形が終了して、ダイピン９に負荷されていた成形荷重が除去された状態においては、圧縮変形していたダイピン９の長さが元に戻ることから、第１ダイピース１４は成形された歯車Ｇ２と共に上昇して、ダイホルダー８の第１の張出部８ａに当接する。すなわち、この実施例に係わる成形装置１においては、前述したように、ダイピース１４と第１張出部８ａとの間の隙間Ｓによって、第１ダイピース１４の歯車Ｇ２との一体的上昇が許容されるので、ダイピン９が圧縮変形から元の長さに復帰しても、ヘリカルギヤ部Ｔ１が変形することがない。
【００３７】
次いで、図５（ｂ）に示すように、ラム１０を上昇させると、ガイドピン１２がダイピン９のカム部９ａに形成されたガイド溝１７の第１の傾斜溝１７ａに係合することによって、ダイピン９が第１ダイピース１４のヘリカル歯型１４ｂのねじれピッチに一致するピッチのスパイラル運動を行い、このスパイラル運動が製品歯車Ｇ２に与えられるので、歯車Ｇ２のヘリカルギヤ部Ｔ１がダイホルダー８の第１張出部８ａによって動きが固定された第１ダイピース１４のキャビティ１４ａからまず抜け出る。このとき、第２および第３のダイピース１５，１６は、製品歯車Ｇ２と一体的に回転しながら上昇（スパイラル運動）し、歯車Ｇ２のヘリカルギヤ部Ｔ１が第１ダイピース１４から抜け出たのち、ダイホルダー８の第２張出部８ｂに当接し、これによって当該第２ダイピース１５のこれ以上の上昇および回転が阻止される。
【００３８】
次に、図６（ａ）に示すように、ラム１０がさらに上昇して、ガイドピン１２がガイド溝１７の第２の傾斜溝１７ｂに係合すると、ダイピン９が第２ダイピース１５のヘリカル歯型１５ｂのねじれピッチに一致するピッチのスパイラル運動を始め、製品歯車Ｇ１にこのスパイラル運動が伝達されるので、歯車Ｇ２のヘリカルギヤ部Ｔ２がダイホルダー８の第２張出部８ｂによって動きが固定された第２ダイピース１５のキャビティ１５ａから抜け出ると共に、第３ダイピース１６が製品歯車Ｇ２と一体的にスパイラル運動して上昇し、歯車Ｇ２のヘリカルギヤ部Ｔ２が第２ダイピース１５から抜け出たのちに、ダイホルダー８の第３張出部８ｃに当接して、これ以上の上昇および回転が拘束される。
【００３９】
そして、図６（ｂ）に示すように、ラム１０がさらに上昇すると、ガイドピン１２がガイド溝１７の第３の傾斜溝１７ｃに係合することによって、ダイピン９が第３ダイピース１６のヘリカル歯型１６ｂのねじれピッチに一致するピッチのスパイラル運動を行い、歯車Ｇ２のヘリカルギヤ部Ｔ３がダイホルダー８の第３張出部８ｃによって動きが固定された第３ダイピース１６のキャビティ１６ａから抜け出ることになり、これによって製品歯車Ｇ２をダイ５から損傷なく取出すことができる。
【００４０】
実施例４
図７は、本発明の第４の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図であって、この実施例に係わる歯車の成形装置１は、ヘリカルギヤの内周側に平歯の内歯車を備えた歯車を成形するためのものであり、図１と同様に、下型部分のみが示されている。
【００４１】
すなわち、図７に示す歯車の成形装置１においては、円筒形のガイドブロック４の上に、第１のダイピース１８と第２のダイピース１９からなるダイ５が載置されていると共に、これらガイドブロック４およびダイ５の外周側に配設されたダイホルダー８には、張出部８ａおよび８ｂが形成されており、第１張出部８ａによって第１のダイピース１８をガイドブロック４に対して固定状態に拘束すると共に、第２のダイピース１９が第２張出部８ｂに当接するまでの範囲内において当該ダイピース１９の上昇および回転が許容されるようになっている。
【００４２】
ダイ５の第１のダイピース１８は、平歯形を備えた内歯車部分を成形するためのものであって、その中心部１８ａの外周面には成形すべき歯形に対応した平歯型１８ｂが外向きに形成されている。また、第２のダイピース１９は、ヘリカルギヤ部分を成形するためのものであり、そのキャビティ１９ａの内周面には、成形すべきヘリカル歯形に対応する形状のヘリカル歯型１９ｂを備えており、前記第１ダイピース１８の上に、上記した範囲内で上昇および回転可能に載置され、第１ダイピース１８の平歯型１８ｂと第２ダイピース１９のヘリカル歯型１９ｂとの間にリング状の成形空間が形成されるようになっている。
【００４３】
第１ダイピース１８の中心部から出没自在に配設されたダイピン９の下方側に位置するカム部９ａには、第１の実施例と同様に、ダイピン９の軸方向に沿った縦溝２０ａと、ダイ５の第２のダイピース１９に備えたヘリカル歯形成形用のヘリカル歯型１９ｂのねじれピッチに一致するねじれピッチを備えた傾斜溝２０ｂからなるガイド溝２０が形成されており、ガイドブロック４に取付けられたガイドピン１２と係合することにより、ラム１０の押出し作動に基づいて、ダイピン９が所定距離だけ直進したのち、第２ダイピース１９のヘリカル歯型１９ｂのねじれピッチに一致するスパイラル運動をするようになっている。
【００４４】
以下に、上記構造を備えた歯車の成形装置１を用いて、ヘリカルギヤの内周部に内歯車を備えた歯車を鍛造成形すると共に、成形された歯車をダイ５から取出す過程について図８（ａ）ないし（ｃ）に基づいて説明する。
【００４５】
まず、図７に示した状態において、第１および第２のダイピース１８，１９の上に、歯車素材を載置したのち、図示しないポンチを圧下させて歯車素材に鍛造を施すことによって、図８（ａ）に示すように、外周部に第２のダイピース１９のヘリカル歯型１９ｂに対応するヘリカルギヤ部Ｔ２と、内周部に第１のダイピース１８の平歯型１８ｂに対応する平歯車部Ｔ１を備えた歯車Ｇ３が成形される。
【００４６】
次に、図８（ｂ）に示すように、ラム１０を上昇させると、ガイドブロック４のガイドピン１２がダイピン９のカム部９ａに設けたガイド溝２０の縦溝２０ａに係合することによって、ダイピン９が所定の距離だけ直線的に上昇し、これによって歯車Ｇ３の平歯車部Ｔ１（内歯車部）が第１のダイピース１８からまず抜け出る。このとき、第２のダイピース１９は、歯車Ｇ３と一体的に上昇し、歯車Ｇ３の平歯車部Ｔ１が第１ダイピース１８から抜け出たのち、ダイホルダー８の第２張出部８ｂに当接する。
【００４７】
そして、図８（ｃ）に示すように、ラム１０がさらに上昇すると、ガイドピン１２がガイド溝２０の傾斜溝２０ｂに係合することによって、ダイピン９が第２ダイピース１９のヘリカル歯型１９ｂのねじれピッチに一致するピッチのスパイラル運動を行い、このスパイラル運動が製品歯車Ｇ３に与えられるので、歯車Ｇ３のヘリカルギヤ部Ｔ２がダイホルダー８の第２張出部８ｂによって動きが固定された第２ダイピース１９のキャビティ１９ａから抜け出ることになり、これによって外周部にヘリカルギヤ部Ｔ２を備え、内周部に平歯車部Ｔ１を備えた歯車Ｇ３をダイ５から損傷なく取出すことができる。なお、歯車Ｇ３の余肉部分は、こののち、例えば機械加工を施すことによって切削除去される。
【００４８】
上記各実施例においては、ねじれピッチの異なる２個あるいは３個の歯車を一体的に備えた歯車や、内周側に平歯形の内歯車を備えたヘリカルギヤの成形について説明したが、同様の要領によりさらに多くの歯車を一体的に備えた多重型歯車や、種々の組み合わせの内外歯車を成形することができる。
【００４９】
また、互いに逆方向のねじれピッチの歯型を備えたダイピースからなるダイを用いると共に、ダイピンのカム部に、前記歯型のねじれピッチに一致する「く」の字型ガイド溝を形成することによってやまば歯車を成形することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）ないし（ｃ）は図１に示した成形装置によって成形された歯車のノックアウト過程を順次示す工程図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は図４に示した成形装置によって成形された歯車を第１のダイピースから取出すまでの過程を順次示す工程図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は図４に示した成形装置によって成形された歯車を第２および第３のダイピースから取出す過程を順次示す工程図である。
【図７】本発明の第４の実施例に係わる歯車の成形装置の構造を示す縦断面図である。
【図８】（ａ）ないし（ｃ）は図７に示した成形装置によって成形された歯車のノックアウト過程を順次示す工程図である。
【符号の説明】
１歯車の成形装置
４ガイドブロック
５ダイ
６，７，１４，１５，１６，１８，１９ダイピース
６ａ，６ｂキャビティ
６ｂ，７ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１８ｂ，１９ｂ歯型
８ダイホルダー
９ダイピン（ノックアウトピン）
１１，１７，２０ガイド溝
１２ガイドピン
１３いんろう部
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３歯車[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a forming method and a forming apparatus for a gear integrally provided with a plurality of gears having different twist pitches, a bevel gear, and the like, and particularly to a technique for removing a product gear forged in a cavity from a forging die. It is about.
[0002]
[Prior art]
When removing the gear formed by die forging from the cavity of the die, if the gear is a spur gear, it can be easily removed simply by pushing it out with a knockout pin. However, when the formed gear is a helical gear (helical gear), the product gear is pushed along the tooth form for forming a tooth profile formed on the die by axially extruding the gear with a knockout pin. It is not impossible to take out while rotating, but depending on the torsion angle of the tooth shape, the tooth shape may be deformed or taken out.
[0003]
From this point of view, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-31373 discloses that an ejector (knockout pin) and an ejector guide are provided with a linearly moving amount for one rotation in a helical tooth profile forming tooth provided in a cavity of a die. Forming a helical gear that engages with the matched helical teeth and causes the ejector to perform a screw motion that matches the amount of linear movement for one rotation of the helical tooth profile forming die, thereby rotating and removing the workpiece, ie, the formed gear. An apparatus and a molding method are disclosed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional helical gear forming apparatus and method described in the above publication, a normal helical gear can be formed, but a helical gear with a spur gear can be formed by providing a tooth profile for forming a spur tooth shape on the upper punch. A bevel gear consisting of a pair of helical gears having opposite twist directions or a gear integrally formed with two or more kinds of gears having different torsional pitches cannot be formed. However, solving such a problem has been a problem in the case of forging a helical gear or a complicated integrated helical gear as described above.
[0005]
[Object of the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the conventional gear forging, and it is possible to forge and form a single gear having a helical gear or a plurality of gears having different twist pitches. It is an object of the present invention to provide a gear forming method and a gear forming apparatus capable of easily removing a formed product gear from a forging die without deforming the formed product gear.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the gear forming method according to claim 1 of the present invention, when forming a gear integrally provided with a plurality of gears having different twist pitches, the gear is divided for each gear having a different twist pitch, and the tooth profile of each twist pitch is formed. In the cavity of a die composed of a plurality of die pieces with tooth molds for forming the gears, plastic processing is performed on the gear material to form gears, and each of the divided die pieces is knocked out from the rear side in the knockout direction.For the guide block that holds the knockout pinGears that are sequentially fixed and that have a spiral motion that matches the torsion pitch of the fixed die piece tooth profileAnd an unfixed die piece located on the front side in the knockout direction relative to the fixed die piece., And the gears are sequentially taken out from the fixed die pieces. In the forming method according to claim 2 as an embodiment of the gear forming method according to the present invention, the formed gear is A guide groove formed in one of the knockout pin and the guide block slidably holding the knockout pin, and a knockout pin and a pin holder. Is provided on the other side, and is obtained by a combination with a guide pin engaged with the guide groove, and the configuration of such a gear forming method is used as means for solving the above-described conventional problem. I have.
[0007]
A gear forming device according to claim 3 of the present invention is a device for forming a gear integrally provided with a plurality of gears having different twist pitches, and is divided for each gear having a different twist pitch, and each gear is divided. A die consisting of a plurality of die pieces with a tooth form that forms a tooth pitch with a twist pitch, and all of the divided die pieces, or die pieces excluding the die piece located on the rear side in the knockout direction, can be rotated within a predetermined movement range. A cavity that includes a die holder that holds and regulates rotation of the die piece at a movement limit, a knockout pin that is disposed at the center of the die so as to be freely retractable, and a guide block that slidably holds the knockout pin. Equipped with a knockout mechanism that pushes out the gears formed in the die from the die. A guide groove having a twist pitch corresponding to the twist pitch of the tooth form of each die piece is formed on one of the pin and the guide block, and the other of the knockout pin and the guide block has the guide groove formed therein. The gear forming apparatus according to the present invention has a configuration in which a guide pin to be engaged is provided, and in the forming apparatus according to the fourth aspect of the present invention, a positioning portion is formed on a divided surface of the die. The present invention is characterized in that such a configuration in a gear forming apparatus is used as means for solving the above-mentioned conventional problems.
[0008]
【The invention's effect】
In the gear forming method according to the first aspect of the present invention, the inside of the cavity of the die is divided into gears having different twist pitches and includes a plurality of die pieces each having a tooth form for forming a tooth profile with each twist pitch. After forging the gears in, each of the divided die pieces is knocked out from the rear side in the knockout direction.For the guide block that holds the knockout pinSince the spiral pieces are sequentially fixed and the spiral movement corresponding to the twist pitch of the tooth form of the fixed die piece is sequentially given, the die piece on the front side in the knockout direction that is not fixed performs the spiral movement with the product gear, and the tooth of the die piece is rotated. Even if the twist pitches of the molds are different from each other, the product gear can be taken out from the fixed die piece, that is, the die piece located on the rear side in the knockout direction in order. At this time, the product gear does not forcibly rotate due to the tooth profile of the die, but the product gear itself performs a spiral motion, so even if the torsion angle of the tooth profile is large, it can be easily taken out without deforming the tooth profile This is a very excellent effect of being able to perform.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of forming a gear, wherein the spiral movement to the product gear is given through a knockout pin which performs a spiral movement by the engagement between the guide pin and the guide groove. The spiral movement can be given to the product gear by a compact and inexpensive mechanism, and the spiral pitch of the spiral movement can be easily changed in the middle of the knockout stroke according to the twist pitch of the tooth shape of each die piece. Excellent effect of being able to do so.
[0010]
The gear forming apparatus according to claim 3 of the present invention permits the above configuration, that is, a die composed of a plurality of die pieces divided for each gear having a different twist pitch, and movement and rotation of each die piece within a predetermined range. In addition, a die holder for restricting the movement and rotation of the die piece at the movement limit, a guide groove having a twist pitch corresponding to the twist pitch of the tooth form of each die piece, and a guide pin engaging with the guide groove are individually provided. Since the configuration includes the knockout mechanism having the knockout pins and the guide blocks, an extremely excellent effect that the method of forming a gear according to the present invention can be rationally implemented can be obtained.
[0011]
Furthermore, in the molding apparatus according to claim 4 as an embodiment of the gear molding apparatus according to the present invention, since the positioning wax part is formed on the divided surface of the die, the positioning of the die pieces becomes easy. At the same time, an excellent effect that the positional accuracy is improved and the concentricity of the integrally formed gears is improved.
[0012]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0013]
Example 1
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a gear forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. In this figure, only a lower die is shown, and a punch and a die constituting an upper die are shown. Is omitted.
[0014]
The gear forming device 1 shown in the figure is a device for forming an integrated gear having a small diameter spur gear below a large diameter helical gear, and the forming device 1 is mounted on a device base 2. It is mainly composed of an attached lower die 3 and an upper die (not shown) arranged to be vertically movable with respect to the lower die 3.
[0015]
The lower die 3 has a cylindrical guide block 4, on which a die 5 divided into a first die piece 6 and a second die piece 7 is placed, and A die holder 8 is provided around the die 5 including the block 4 and the die pieces 6 and 7.
[0016]
The die holder 8 has two projecting portions 8a and 8b formed at two locations. The first projecting portion 8a restrains the first die piece 6 in a fixed state with respect to the guide block 4 and the second projecting portion 8a. Up and rotation of the die piece 7 is allowed within a range until the die piece 7 contacts the second overhang 8b.
[0017]
In this embodiment, the first die piece 6 of the die 5 is for forming a small diameter spur gear portion, and the inner peripheral surface of the cavity 6a corresponds to the shape of the spur tooth shape to be formed. A spur tooth mold 6b is formed. The second die piece 7 is for molding a large-diameter helical gear portion. Similarly, the inner peripheral surface of the cavity 7a has a helical tooth shape having a shape corresponding to the helical tooth shape to be molded. 7b, and is mounted on the first die piece 6 so as to be able to ascend and rotate within the above-mentioned range.
[0018]
A die pin 9, which functions as a knockout pin and forms the lower end surface of the die cavity, is slidably disposed in the hollow portion of the guide block 4, and the center of the first die piece 6 is actuated by the operation of the ram 10. The parts protrude into and out of the cavities 6a and 7a from these portions, and these constitute a knockout mechanism.
[0019]
The lower side of the die pin 9 is a cam portion 9a. The cam portion 9a has a longitudinal groove 11a along the axial direction of the die pin 9 and a helical tooth forming shape provided on the second die piece 7 of the die 5. The guide groove 11 is formed of an inclined groove 11b having a twist pitch corresponding to the twist pitch of the helical tooth form 7b. On the other hand, a guide pin 12 that engages with the guide groove 11 is mounted on the guide block 4 side. After the ram 10 pushes out, the die pin (knockout pin) 9 moves straight a predetermined distance, and then the second die piece 7 is moved. Of the helical tooth 7b of the helical tooth 7b.
[0020]
In FIG. 1, the guide groove 11 and the guide pin 12 are shown only at two places, respectively. In this embodiment, the guide groove 11 and the guide pin 11 are provided at four places at 90 ° intervals in the circumferential direction of the die pin 9. Guide pins 12 are provided. The numbers of the guide grooves 11 and the guide pins 12 in the present invention are not particularly limited, and the guide grooves 11 and the guide pins 12 are provided on the opposite side, that is, on the die pin 9 side. There is no particular problem in providing the guide groove 11 on the guide block 4 side.
[0021]
Hereinafter, a process of forging and forming an integrated gear using the gear forming apparatus 1 having the above-described structure and taking out the formed gear from the die 5 will be described with reference to FIGS. 2A to 2C. I do.
[0022]
First, in the state shown in FIG. 1, the gear material is loaded into the cavity of the die 5 formed by the cavities 6 a and 7 a of the first and second die pieces 6 and 7 and the upper surface of the die pin 9. By lowering the upper die not to close the forged shape and pressing down a punch (not shown) provided on the upper die and crushing the gear material, as shown in FIG. A spur gear portion T1 corresponding to the spur tooth shape 6b of the die piece 6 and a helical gear portion T2 corresponding to the helical tooth shape 7b of the second die piece 7 are formed by overhang, and the small diameter spur gear portion T1 and the large diameter helical gear portion T2 are formed. The integrally provided gear G1 is formed.
[0023]
Next, as shown in FIG. 2B, when the ram 10 is raised, the guide pins 12 of the guide block 4 engage with the vertical grooves 11 a of the guide grooves 11 provided on the cam portions 9 a of the die pins 9. The die pin 9 rises linearly by a predetermined distance, whereby the spur gear portion T1 of the product gear G1 first comes out of the cavity 6a of the first die piece 6. At this time, the second die piece 7 rises integrally with the product gear G1, and after the spur gear portion T1 of the gear G1 comes out of the first die piece 6, the second die piece 7 comes into contact with the second overhang portion 8b of the die holder 8. This prevents the second die piece 7 from further rising and rotating.
[0024]
Then, as shown in FIG. 2C, when the ram 10 is further raised, the guide pin 12 is engaged with the inclined groove 11b of the guide groove 11, so that the die pin 9 is engaged with the helical tooth form 7b of the second die piece 7. A spiral motion having a pitch corresponding to the twist pitch is performed, and the spiral motion is given to the product gear G1, so that the helical gear portion T2 of the gear G1 is fixed to the second die piece 8 by the second overhang 8b of the die holder 8. 7, the product gear G1 can be removed from the die 5 without damage.
[0025]
Example 2
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the first and second die pieces 6 and 7 of the die 5 are divided. Except for the fact that the enamel portion 13 is provided on the surface, the molding device has basically the same structure as that of the molding device according to the first embodiment. Omitted.
[0026]
That is, in the gear forming apparatus according to this embodiment, since the die 5 has the fitting structure in which the encircling portion 13 is formed on the dividing surface between the die pieces 6 and 7 as described above, Positioning between the gears can be easily performed, and positioning accuracy between the die pieces is improved, so that concentricity between integrally formed gears is improved. In addition, it is also possible to make the fitting of the die pieces easier by providing a slight taper in the brazing portion 13.
[0027]
The procedure for forming and knocking out the gear by the gear forming apparatus 1 shown in FIG. 3 is substantially the same as the process shown in FIG.
[0028]
Example 3
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming device according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the gear forming device 1 has a medium diameter and a large diameter helical gear below. This is for forming a three-stage gear integrally provided with a small-diameter helical gear, and only the lower mold portion is shown as in FIG.
[0029]
The molding device 1 shown in FIG. 4 has a configuration in which the die 5 is composed of three die pieces 14, 15, 16 corresponding to the shape of the gear to be forged, and the cam portion of the die pin 9 functioning as a knockout pin. The above embodiment is different from the above embodiment except that a guide groove 17 composed of three steps of inclined grooves 17a, 17b, and 17c is formed in 9a and that the die holder 8 is provided with protrusions 8a, 8b, and 8c at three locations. 1 has basically the same structure as the molding apparatus according to the first embodiment.
[0030]
That is, in the gear forming apparatus 1 according to the present embodiment, the die 5 including the first die piece 14, the second die piece 15, and the third die piece 16 is placed on the cylindrical guide block 4 in this order. In the die holder 8 disposed on the outer peripheral side of the guide block 4 and the die 5, three projecting portions 8a, 8b and 8c are formed. The movement of the first die piece 14 is prevented by contacting the portion 8a. Then, the movement and rotation of the second die piece 15 are allowed within a range until the second die piece 15 abuts on the second overhang 8b, and the movement of the third die piece 16 within a range until the second overhang 8c abuts. And rotation is allowed.
[0031]
In this embodiment, a slight gap S is formed between the first die piece 14 and the first overhanging portion 8a of the die holder 8, and this gap S causes the gap during forging. Even if the compression deformation of the die pin 9 due to the pressure is absorbed and the die pin 9 is compressed at the time of forging and elastically deforms and recovers its original length after the forging is completed, the tooth profile of the formed gear is prevented from being deformed. is there.
[0032]
The first die piece 14 of the die 5 is for forming a helical gear portion having a minimum diameter, and a helical 14b corresponding to the shape of the helical tooth shape to be formed is formed on the inner peripheral surface of the cavity 14a. I have. The second die piece 15 is for molding a medium-diameter helical gear portion, and is provided with a helical tooth mold 15b having a shape corresponding to the helical tooth shape to be molded on the inner peripheral surface of the cavity 15a. The third die piece 16 is for molding a helical gear portion having the largest diameter, and the inner peripheral surface of the cavity 16a has a helical tooth having a shape corresponding to the helical tooth shape to be molded. A mold 16b is provided, and is mounted on the first die piece 14 so as to ascend and rotate within the above-described range.
[0033]
The cam portion 9a of the die pin 9 has a first inclined groove 17a having a twist pitch corresponding to the twist pitch of the helical tooth form 14b for helical tooth formation provided on the first die piece 14 of the die 5, and a second die piece. 15, a second inclined groove 17b having a twist pitch corresponding to the twist pitch of the helical tooth form 15b, and a third inclined face having a twist pitch matching the twist pitch of the helical tooth form 16b of the third die piece 16. A guide groove 17 composed of an inclined groove 17c is formed, and engages with a guide pin 12 mounted on the guide block 4 side, so that the die pin 9 can be driven by the helical teeth of the first die piece 14 based on the pushing operation of the ram 10. After performing a spiral motion with a pitch corresponding to the twist pitch of the mold 14b, the second die piece 15 and the third die piece 16 It adapted to the spiral motion of the pitch that match the respective twist pitch of helical-toothed 15b and 16b.
[0034]
Hereinafter, a process of forging a three-stage gear using the gear forming apparatus 1 having the above-described structure and removing the formed gear from the die 5 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
[0035]
FIG. 5A shows a state in which the upper die has been lifted after the forging, and the helical gear portion T1 corresponding to the helical tooth mold 14b of the first die piece 14 is provided in the cavity of the die 5. A helical gear portion T2 corresponding to the helical tooth shape 15b of the second die piece 15 and a helical gear portion T3 corresponding to the helical tooth shape 16b of the third die piece 16 are overhang-formed, and the small-, medium- and large-diameter helical gear portions are formed. A three-stage gear G2 integrally provided with T1 to T3 is formed.
[0036]
When the forging is completed and the forming load applied to the die pin 9 is removed, the length of the die pin 9 that has been compressed and deformed returns to the original state, so that the first die piece 14 is formed. As a result, it rises together with the gear G2 and comes into contact with the first projection 8a of the die holder 8. That is, in the molding apparatus 1 according to this embodiment, as described above, the gap S between the die piece 14 and the first overhang 8a allows the first die piece 14 to be integrally raised with the gear G2. Therefore, even if the die pin 9 returns to the original length from the compression deformation, the helical gear portion T1 does not deform.
[0037]
Next, as shown in FIG. 5B, when the ram 10 is raised, the guide pin 12 engages with the first inclined groove 17 a of the guide groove 17 formed on the cam portion 9 a of the die pin 9. The die pin 9 performs a spiral motion with a pitch corresponding to the torsion pitch of the helical tooth form 14b of the first die piece 14, and this spiral motion is given to the product gear G2, so that the helical gear portion T1 of the gear G2 is connected to the first of the die holder 8. First, it comes out of the cavity 14a of the first die piece 14 whose movement is fixed by the overhang portion 8a. At this time, the second and third die pieces 15, 16 rise (spiral motion) while rotating integrally with the product gear G2, and after the helical gear portion T1 of the gear G2 comes out of the first die piece 14, the die holder The second die piece 15 abuts on the second overhang 8b, thereby preventing the second die piece 15 from further rising and rotating.
[0038]
Next, as shown in FIG. 6A, when the ram 10 is further raised and the guide pin 12 is engaged with the second inclined groove 17 b of the guide groove 17, the die pin 9 is brought into contact with the helical teeth of the second die piece 15. Since the spiral movement is transmitted to the product gear G1 starting with the spiral movement having the pitch corresponding to the twist pitch of the mold 15b, the movement of the helical gear portion T2 of the gear G2 is fixed by the second protrusion 8b of the die holder 8. The second die piece 15 exits from the cavity 15a of the second die piece 15, and the third die piece 16 rises in a spiral motion integrally with the product gear G2. After the helical gear portion T2 of the gear G2 exits the second die piece 15, the die holder 8, the third overhang portion 8 c is abutted, and further ascent and rotation are restrained.
[0039]
Then, as shown in FIG. 6B, when the ram 10 further rises, the guide pin 12 engages with the third inclined groove 17 c of the guide groove 17, and the die pin 9 moves the helical tooth of the third die piece 16. The spiral movement of the pitch corresponding to the twist pitch of the mold 16b is performed, and the helical gear portion T3 of the gear G2 comes out of the cavity 16a of the third die piece 16 whose movement is fixed by the third protrusion 8c of the die holder 8. Thus, the product gear G2 can be removed from the die 5 without damage.
[0040]
Example 4
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The gear forming apparatus 1 according to this embodiment has a spur tooth on the inner peripheral side of the helical gear. This is for forming a gear provided with an internal gear, and only the lower mold portion is shown as in FIG.
[0041]
That is, in the gear forming apparatus 1 shown in FIG. 7, the die 5 including the first die piece 18 and the second die piece 19 is placed on the cylindrical guide block 4, and Overhangs 8a and 8b are formed in the die holder 8 disposed on the outer peripheral side of the die 4 and the die 5, and the first die piece 18 is fixed to the guide block 4 by the first overhang 8a. In addition to being restricted to the state, the up and rotation of the die piece 19 is allowed within a range until the second die piece 19 comes into contact with the second overhang 8b.
[0042]
The first die piece 18 of the die 5 is for forming an internal gear portion having a spur tooth shape, and a spur tooth mold 18b corresponding to the tooth shape to be formed is formed on the outer peripheral surface of the center part 18a. It is formed in the direction. The second die piece 19 is for forming a helical gear portion, and has a helical tooth mold 19b having a shape corresponding to the helical tooth shape to be formed on the inner peripheral surface of the cavity 19a. The ring-shaped molding space is mounted on the first die piece 18 so as to be lifted and rotatable within the above-described range, and between the flat tooth mold 18b of the first die piece 18 and the helical tooth mold 19b of the second die piece 19. Is formed.
[0043]
Like the first embodiment, the cam portion 9a located below the die pin 9 which is disposed so as to be able to protrude and retract from the center of the first die piece 18 has a longitudinal groove 20a along the axial direction of the die pin 9 as in the first embodiment. , A guide groove 20 formed of an inclined groove 20b having a twist pitch corresponding to the twist pitch of the helical tooth form 19b for helical tooth formation provided on the second die piece 19 of the die 5, is formed in the guide block 4. By engaging with the attached guide pin 12, the die pin 9 moves straight by a predetermined distance based on the pushing operation of the ram 10, and then performs a spiral motion corresponding to the twist pitch of the helical tooth form 19 b of the second die piece 19. It is supposed to.
[0044]
Hereinafter, a process of forging and forming a gear provided with an internal gear on the inner peripheral portion of a helical gear using the gear forming apparatus 1 having the above-described structure and taking out the formed gear from the die 5 will be described with reference to FIG. ) To (c).
[0045]
First, in the state shown in FIG. 7, the gear material is placed on the first and second die pieces 18 and 19, and then a punch (not shown) is pressed down to forge the gear material. As shown in (a), a helical gear portion T2 corresponding to the helical tooth pattern 19b of the second die piece 19 on the outer peripheral portion, and a spur gear portion T1 corresponding to the spur tooth pattern 18b of the first die piece 18 on the inner peripheral portion. Is formed.
[0046]
Next, as shown in FIG. 8B, when the ram 10 is raised, the guide pin 12 of the guide block 4 engages with the vertical groove 20a of the guide groove 20 provided on the cam portion 9a of the die pin 9. The die pin 9 rises linearly by a predetermined distance, whereby the spur gear portion T1 (internal gear portion) of the gear G3 first comes out of the first die piece 18. At this time, the second die piece 19 rises integrally with the gear G3, and the spur gear portion T1 of the gear G3 comes out of the first die piece 18, and then contacts the second overhang portion 8b of the die holder 8.
[0047]
Then, as shown in FIG. 8C, when the ram 10 is further raised, the guide pin 12 is engaged with the inclined groove 20b of the guide groove 20, so that the die pin 9 is engaged with the helical tooth form 19b of the second die piece 19. A spiral motion having a pitch corresponding to the twist pitch is performed, and the spiral motion is given to the product gear G3. Therefore, the helical gear portion T2 of the gear G3 is fixed to the second die piece 8 by the second overhanging portion 8b of the die holder 8. As a result, the gear G3 having the helical gear portion T2 on the outer peripheral portion and the spur gear portion T1 on the inner peripheral portion can be removed from the die 5 without damage. The excess portion of the gear G3 is thereafter removed by, for example, machining.
[0048]
In each of the above-described embodiments, the description has been given of the molding of the gear integrally including two or three gears having different twist pitches or the helical gear including the spur-shaped internal gear on the inner peripheral side. Thus, it is possible to form multiple gears integrally including more gears and various combinations of internal and external gears.
[0049]
In addition, by using a die made of a die piece having a tooth pattern having a twist pitch in a direction opposite to each other, by forming a く -shaped guide groove in the cam portion of the die pin corresponding to the twist pitch of the tooth pattern. It is also possible to form a bevel gear.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 (a) to 2 (c) are process diagrams sequentially showing a knockout process of a gear formed by the forming apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming device according to a third embodiment of the present invention.
5 (a) and 5 (b) are process diagrams sequentially showing a process until a gear formed by the forming device shown in FIG. 4 is taken out from a first die piece.
FIGS. 6A and 6B are process diagrams sequentially showing a process of taking out a gear formed by the forming apparatus shown in FIG. 4 from a second and a third die piece.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the structure of a gear forming device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIGS. 8A to 8C are process diagrams sequentially showing a knockout process of a gear formed by the forming device shown in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
1 Gear forming device
4 Guide block
5 die
6,7,14,15,16,18,19 Die piece
6a, 6b cavity
6b, 7b, 14b, 15b, 16b, 18b, 19b tooth type
8 die holder
9 Die pin (knockout pin)
11, 17, 20 Guide groove
12 Guide pins
13 Inro part
G1, G2, G3 gears

Claims

When molding a gear with a plurality of gears with different twist pitches integrally,
After being divided into gears having different twist pitches, the gear material is subjected to plastic working in a cavity of a die composed of a plurality of die pieces each having a tooth form for forming a tooth profile of each twist pitch, and formed into gears.
Each of the divided die pieces is sequentially fixed from the rear side in the knockout direction to a guide block that holds the knockout pin, and a spiral shaped spiral gear that matches the torsion pitch of the tooth model of the fixed diepiece is fixed to a geared diepiece. A non-fixed die piece located further forward in the knockout direction than the fixed die piece, and the gear is sequentially taken out from the fixed die piece.

A spiral movement of the formed gear is provided through the knockout pin, and the spiral movement of the knockout pin is formed in one of the knockout pin and a guide block that slidably holds the knockout pin. The gear forming method according to claim 1, wherein the gear is obtained by a combination with a guide pin provided on the other of the pin and the pin holder and engaging with the guide groove.

An apparatus for forming a gear integrally provided with a plurality of gears having different twist pitches,
A die composed of a plurality of die pieces each having a tooth form that is divided for each gear having a different twist pitch and that forms a tooth profile of each twist pitch,
All of the divided die pieces, or a die holder that holds the die pieces except for the die piece located on the rear side in the knockout direction so as to be rotatable within a predetermined movement range, and restricts the rotation of the die piece at a movement limit,
A knockout pin disposed at the center of the die so as to be freely retractable, and having a guide block for slidably holding the knockout pin, including a knockout mechanism for pushing out a gear formed in the cavity from the die;
A guide groove having a twist pitch corresponding to the twist pitch of the tooth model of each die piece is formed on one of the knockout pin and the guide block of the knockout mechanism, and the other of the knockout pin and the guide block has A gear forming device, wherein a guide pin is provided to engage with the guide groove.

4. The gear forming apparatus according to claim 3, wherein a positioning bracket is formed on the divided surface of the die.