JP3642509B2 - Tooth profile sizing mold - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、鍛造成形などにより粗加工された成形品の歯形を所定の精度に仕上げるための歯形サイジング用金型に関する.
【0002】
【従来の技術】
従来より自動車の動力伝達機構等に用いられる歯車を製造する場合、熱間または温間温度域における据込み成形、予備歯形部の押出し成形、穴明け加工等の一連の鍛造成形で中間材を粗加工した後、前記押出し成形により形成された予備歯形部を所定の歯形精度に仕上げるために予備歯形部にしごき加工(アイオニング)を施すサイジング加工を冷間温度域にて行なって歯車を成形していた。
【0003】
このサイジング加工を図7を基に説明する。図に示す歯形サイジング用金型151は、設置された下型171と、その下型171に対して同一軸心上で進退可能に配置される上型161とからなる。下型171は、内周にサイジング歯型172aを有するダイ172と、ダイ172の内周側に間隔を置いて、中間材W104を載置するガイドリング174及びノックアウトピン176が配置される。このガイドリング174とサイジング歯型172aとの間に中間材W104の予備歯形部115を挿入する型彫空間180が画成される。この歯形サイジング用金型151でサイジング加工を行う場合、図7左半部に示す如く、予め下型171のノックアウトピン176上に中間材W104を配置する。続いて上型161を下降させ、上型161の下端押圧面162で中間材W104を下方へ押圧し、図7右半部に示す如く、中間材W104の予備歯形部115を下型171の型彫空間180に挿入し、予備歯形部115にサイジング加工を施していた。尚ここで、サイジング歯型172aの中間材W104が挿入される側の端部には案内用の面取り199が形成され、この面取り199に案内されて中間材W104の予備歯形部115が型彫空間180に挿入されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き歯形サイジング用金型151を使用して中間材W104の予備歯形部115にサイジング加工を施すことにより、精度の高い歯形部116を得ることができる。また、サイジング歯型172aの面取り199により、中間材W104の予備歯形部115を型彫空間180に合致させることができ、容易に予備歯形部115を型彫空間180に挿入できる。しかし、このサイジング歯型172aの面取り199では、中間材W104を載置した状態でサイジング歯型172aと中間材W104の予備歯形部115とが重なる場合、サイジングの初期段階で中間材W104の予備歯形部115がダイ172のサイジング歯型172aを押圧して、サイジング歯型172aが変形し、ダイ172の金型寿命が低下するということがある。また、予備歯形部115がサイジング歯型172aを押圧することにより、成形した歯車W105における歯形部116の歯形精度が低下し、場合により不良品が発生するということがある。
【0005】
従って本発明は上述の如き課題を解決し、ダイの金型寿命の低下を抑制し、歯形部の歯形精度を継続的かつ良好に維持できる歯形サイジング用金型を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の歯形サイジング用金型の構造は以下のとおりである。
【0007】
内周に所望する歯車の歯形部に対応するサイジング歯型を有するダイと、ダイの一端端部に載置される位置合わせ装置とを備える歯形サイジング用金型において、位置合わせ装置は、ダイのサイジング歯型と同一形状で幅方向中央から両端に向かって傾斜する山形状の歯先を有する位置決めコマがサイジング歯型と合致する位置に設けられ、位置決めコマの外周側に、位置決めコマを内周側に付勢する弾性を有する弾性部材が配置される。
【0008】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図1乃至図6に基づいて説明する。
【0009】
図1の(オ)は本発明の実施例による歯車W5を表し、その歯車W5を製造する工程を図1に表す。この歯車W5を製造する工程を図に基づいて説明すると、初めに図1の(ア)に示す如き円柱状の素材W0を軸線方向に押圧して、図1の(イ)に示す如き円盤状の円盤材W1を形成する。続いて、円盤材W1の軸線方向両端中心部を押圧して、図1の(ウ)に示す如き両端に凹部11,12を備え、その凹部11,12間に隔壁部13を備える断面略H状の予備材W2を形成し、連続的に予備材W2の隔壁部13の中心を打ち抜いて、図1の(エ)に示す如く、内周にピアス孔14を備える略円筒状のピアス材W3を形成する。
【0010】
次に、このピアス材W3を前方押出し成形により、図1の(オ)に示す如く、外周に予備歯形部15と大径の鍔部17、内周に大径及び小径のピアス孔14a,14bを備える中間材W4に形成する。この歯形成形工程を図2に基づいて説明する。
【0011】
図2は鍛造金型21を表し、左半部は成形前、右半部は成形後の状態を表す。41は下型で、内周下側に成形歯形43aを有するダイ43と、ダイ43の下方に一体的に基板45を備える。ダイ43及び基板45の内周側には、下側が基板45に嵌合する大径部46b、上側がピアス材W3のピアス孔14を嵌挿させる小径部46aを有する円柱状のマンドレル46が配設される。そして、マンドレル46の大径部46bと小径部46aとの間には、ピアス材W3を着座させる段部46cが形成され、このマンドレル46及びダイ43との間で型彫空間47が画成される。また、31は上型で、下型41の型彫空間47に対向して、進退自在に配置される。
【0012】
上記鍛造金型21でピアス材W3から中間材W4を成形する場合、まず図2の左半部に示す如く、ピアス孔14をマンドレル46の小径部46aに嵌挿させたピアス材W3を下型41の型彫空間47に投入し、マンドレル46の段部46cに着座させる。その後、上型31を下降させ、型彫空間47に進入させるとともにピアス材W3を上方より押圧し、図2の右半部に示す如く、径方向へ拡径すると同時にダイ43の成形歯形43a側へ押出し、予備歯形部15を成形する。これにより中間材W4の成形が完了する。
【0013】
次に、中間材W4の予備歯形部15にサイジング加工を施し、図1の(カ)に示す如く外周に所定寸法の歯形部16を有する歯車W5を形成する。この工程を図3乃至図6に基づいて説明する。
【0014】
図3は歯形サイジング用金型51を表す。71は下型で、内周に仕上げ用のサイジング歯型72aを有するダイ72と、ダイ72の下方にベース73を備え、その外周側に配置されるダイカバー75により一体的に固定される。また、ダイ72及びベース73の内周側には、中間材W4を載置する円筒状のガイドリング74が上側に隙間を形成して配置され、ガイドリング74とダイ72のサイジング歯型72aとの間の隙間が型彫空間80をなす。ガイドリング74の内周側には、ボルト81により一体的に結合される上ノックピン77及び下ノックピン79が配置される。この下ノックピン79の外周下端に下フランジ79a、ガイドリング74の内周中央付近に上フランジ74aが設けられ、両上下のフランジ74a,79a間にバネ状のバネ弾性体83が介在される。
【0015】
また、ダイ72及びダイカバー75の上端部には、周方向に同間隔を置いて二つの位置合わせ装置91が載置される。この位置合わせ装置91は、内部に横長空間96を有し、内周側に開口するケース92と、ケース92の開口から突出し、ケース92の横長空間96に収納可能な位置決めコマ93と、位置決めコマ93と一体に固定され、位置決めコマ93の内周側への移動を規制する固定ピン95と、ケース92の横長空間96に収納され、位置決めコマ93を内周側に付勢する弾性を有する弾性部材94とからなる。ここで位置決めコマ93は、サイジング歯型72aの一歯と平面視において略同一形状の歯先93aを有し、その歯先93aがサイジング歯型72aと合致する位置に位置決めコマ93が設けられる。またこの位置決めコマ93の歯先93aは、図5に示す如く、幅方向中央から両端に向かって傾斜する山形状である。
【0016】
そして図3に示す如く、61は上型で、下型71と同一軸心上に位置し、下端に中間材W4の鍔部17側端面と同一形状の押圧面62を有する。この上型61は、下型71に対し進退可能に配置される。
【0017】
上記歯形サイジング用金型51で中間材W4から歯車W5を成形する場合、中間材W4を予備歯形部15側からガイドリング74に挿嵌し、中間材W4をガイドリング74に配置する。このとき、中間材W4の予備歯形部15と位置合わせ装置91の位置決めコマ93とは、僅かに接触した状態にある。
【0018】
続いて、上型61を下降させ中間材W4に当接させると同時に、上型61により中間材W4を下方へ押し下げる。このとき、位置決めコマ93の歯先93aと予備歯形部15の歯間空間Sとが合致に近い状態であると、中間材W4は予備歯形部15が位置決めコマ93の歯先93aの傾斜に沿って径方向に回転しつつ挿入され、図4左半部及び図6に示す如く、位置決めコマ93の歯先93aと予備歯形部15の歯間空間Sとが完全に合致する。また、位置決めコマ93の歯先93aと予備歯形部15とが合致に近い状態であると、位置決めコマ93は予備歯形部15に押圧され、一旦位置決めコマ93は外周側、つまりケース92内部側に押し出される。しかし、ここで位置決めコマ93は弾性部材94により内周側に付勢されているため、中間材W4挿入途中、予備歯形部15は位置決めコマ93の歯先93aからの押圧により歯先93aの傾斜に沿って径方向に回転し、位置決めコマ93の歯先93aと予備歯形部15の歯間空間Sとが完全に合致する。
【0019】
この位置決めコマ93の歯先93aと予備歯形部15の歯間空間Sとが合致した状態で、更に中間材W4は下方へ押し下げられる。ここで図4の右半部に示す如く、予備歯形部15は位置決めコマ93の歯先93aに案内されてダイ72の型彫空間80に挿入され、サイジング歯型72aによりサイジング加工が施される。このサイジング加工時、位置決めコマ93は中間材W4の鍔部17に押圧され、ケース92の横長空間96に収納される。そして、予備歯形部15がダイ72の型彫空間80に完全に挿入された時点でサイジング加工が完了する。
【0020】
このように上記歯形サイジング用金型51において、位置合わせ装置91は、ダイ72のサイジング歯型72aと同一形状で幅方向中央から両端に向かって傾斜する山形状の歯先93aを有する位置決めコマ93がサイジング歯型72aと合致する位置に設けられ、位置決めコマ93の外周側に、位置決めコマ93を内周側に付勢する弾性を有する弾性部材94が配置されるため、位置合わせ装置91により中間材W4の予備歯形部15とダイ72の型彫空間80との位置合わせを容易に行うことができる。
【0021】
尚、上記実施例では対向する2つの位置合わせ装置91を配置したが位置合わせ装置91は2つに限定されるものではなく、1つ若しくは3つ以上でも良い。
【0022】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、内周に所望する歯車の歯形部に対応するサイジング歯型を有するダイと、ダイの一端端部に載置される位置合わせ装置とを備える歯形サイジング用金型において、位置合わせ装置は、ダイのサイジング歯型と同一形状で幅方向中央から両端に向かって傾斜する山形状の歯先を有する位置決めコマがサイジング歯型と合致する位置に設けられ、位置決めコマの外周側に、位置決めコマを内周側に付勢する弾性を有する弾性部材が配置されるため、位置合わせ装置により中間材の予備歯形部とダイの型彫空間との位置合わせを容易に行うことができるので、従来の如くサイジング加工時、中間材の予備歯形部がダイのサイジング歯型を押圧して、サイジング歯型が変形し、ダイの金型寿命が低下するということを抑制できる。また、中間材の予備歯形部がダイのサイジング歯型を押圧して、成形した歯車の歯型部が変形し、歯型精度が低下するということを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による歯車の製造工程を表す断面正面図である。
【図2】本発明の実施例による中間材の鍛造工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す部分断面正面図である。
【図3】本発明の実施例によるサイジング加工工程の第一段階を表す部分断面正面図である。
【図4】本発明の実施例によるサイジング加工工程を表し、左半部は第二段階、右半部は第三段階を表す部分断面正面図である。
【図5】本発明の実施例による位置決めコマを表す側面図である。
【図6】本発明の実施例によるサイジング加工工程の第二段階を説明する説明図である。
【図7】従来のサイジング加工工程を表し、左半部は成形前、右半部は成形後の状態を表す部分断面正面図である。
【符号の説明】
16 歯形部
72 ダイ
72a サイジング歯型
91 位置合わせ装置
93 位置決めコマ
93a 歯先
94 弾性部材
W5 歯車[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a tooth profile sizing die for finishing a tooth profile of a molded product roughly processed by forging or the like to a predetermined accuracy.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when manufacturing gears used in power transmission mechanisms of automobiles, intermediate materials are roughened by a series of forging processes such as upset molding in the hot or warm temperature range, extrusion molding of the preliminary tooth profile, and drilling. After processing, the gears are formed by performing sizing in the cold temperature region to perform ironing (ioning) on the preliminary tooth profile portion in order to finish the preliminary tooth profile portion formed by the extrusion molding to a predetermined tooth profile accuracy. It was.
[0003]
This sizing process will be described with reference to FIG. A tooth profile sizing die 151 shown in the figure includes an installed
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By using the tooth profile sizing die 151 as described above and sizing the
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a tooth profile sizing die that solves the above-described problems, suppresses a decrease in die life of the die, and maintains the tooth profile accuracy of the tooth profile portion continuously and satisfactorily.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The structure of the mold for tooth profile sizing of the present invention is as follows.
[0007]
In a tooth profile sizing mold comprising a die having a sizing tooth profile corresponding to a tooth profile portion of a desired gear on the inner periphery, and an alignment device placed on one end of the die, the alignment device includes: A positioning piece that has the same shape as the sizing tooth shape and has a mountain-shaped tooth tip that inclines toward both ends from the center in the width direction is provided at a position that matches the sizing tooth shape. An elastic member having elasticity to be biased to the side is disposed.
[0008]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0009]
(E) of FIG. 1 represents a gear W5 according to an embodiment of the present invention, and a process of manufacturing the gear W5 is illustrated in FIG. The process of manufacturing the gear W5 will be described with reference to the drawings. First, a columnar material W0 as shown in FIG. 1A is pressed in the axial direction to form a disc shape as shown in FIG. The disc material W1 is formed. Subsequently, the central part of both ends in the axial direction of the disk material W1 is pressed to have
[0010]
Next, this pierced material W3 is forward-extruded and, as shown in FIG. 1 (e), the
[0011]
FIG. 2 shows the forging
[0012]
When the intermediate material W4 is formed from the piercing material W3 by the
[0013]
Next, a sizing process is performed on the
[0014]
FIG. 3 shows a
[0015]
Two
[0016]
As shown in FIG. 3, 61 is an upper die, which is located on the same axis as the lower die 71, and has a
[0017]
When the gear W5 is formed from the intermediate material W4 with the tooth
[0018]
Subsequently, the upper die 61 is lowered and brought into contact with the intermediate material W4, and at the same time, the intermediate material W4 is pushed downward by the upper die 61. At this time, if the
[0019]
In a state where the
[0020]
As described above, in the above-described tooth
[0021]
In the above embodiment, the two
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a tooth profile sizing die including a die having a sizing tooth shape corresponding to a tooth shape portion of a desired gear on the inner periphery, and an alignment device placed on one end of the die. In the mold, the positioning device is provided at a position where a positioning piece having a mountain-shaped tooth tip having the same shape as the die sizing tooth mold and inclined from the center in the width direction toward both ends coincides with the sizing tooth mold. Since an elastic member having elasticity for urging the positioning piece toward the inner peripheral side is arranged on the outer peripheral side of the intermediate member, the alignment device can easily align the preliminary tooth profile portion of the intermediate material and the die carving space. Therefore, during the sizing process as in the prior art, it is possible to prevent the preliminary tooth profile portion of the intermediate material from pressing the sizing tooth mold of the die and deforming the sizing tooth mold, thereby reducing the die life of the die. It can be. Moreover, it can suppress that the preliminary | backup tooth-form part of an intermediate material presses the sizing tooth type of a die | dye, and the tooth-type part of the shape | molded gear deform | transforms and a tooth type precision falls.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional front view showing a manufacturing process of a gear according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional front view showing a forging process of an intermediate material according to an embodiment of the present invention, in which the left half part is before forming and the right half part is after forming.
FIG. 3 is a partial sectional front view showing a first stage of a sizing process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partial cross-sectional front view showing a sizing process according to an embodiment of the present invention, wherein the left half represents a second stage and the right half represents a third stage.
FIG. 5 is a side view showing a positioning piece according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a second stage of a sizing process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a partial cross-sectional front view showing a conventional sizing process, in which the left half is before molding and the right half is after molding.
[Explanation of symbols]
16
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