JP3795719B2

JP3795719B2 - Gear mold

Info

Publication number: JP3795719B2
Application number: JP36537399A
Authority: JP
Inventors: 智義岡田
Original assignee: O Oka Corp
Current assignee: O Oka Corp
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: JP2001179387A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度の歯形を有した歯車の成形方法、及びその歯車成形型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鍛造手段を利用して形成される歯車は、歯車形成用のダイに、歯形形成部を有したキャビティを設け、そのキャビティ内に素材を押し込み加圧することで、素材の周囲に歯形を据え込み或いは絞り加工している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
歯形成形部内の奥まで素材を張り出させて充満させるためには、加圧力を上げれば上げるほど効果的ではあるものの、ワークを加圧することによってキャビティ内は高負荷の状態になるため、加圧力を上げすぎるとコーナ部に応力が集中して割れが生じ、その割れの部分が欠け始めると、使用不能になるのは必至である。
その反面、加圧力が弱いと歯形の張り出しが不充分となって欠肉を生じることになり、前記のように加圧力を高めればダイの寿命を縮めてしまうといった裏腹の関係にあるため、工程を増やしたり型構造を工夫するなどして凌いでいるのが実状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、耐圧荷重の高い歯車鍛造技術の提供にあり、その構成は、キャビティの内周面に歯形成形部を有した歯車成形用ダイを放射状に分割すると共に、外周をリング部材にて締着し、分割されることにより形成された全ピースを、前記リング部材に許容されている伸び量の範囲内にて放射状に広がる方向へ移動可能とした歯車成形型にある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る歯車の成形方法及び成形型を、図面に基づいて説明する。
図１は型を模式的に示したもので、１はダイ、２はそのダイ内に形成されたキャビティであって、キャビティ２の中心にはマンドレル３が立設され、キャビティ２の内周面には歯形形成部４，４・・が設けられ、ダイ１は、歯形形成部４，４・・の角部から放射方向に延びた垂直割り面によってピース１ａ，１ｂ，１ｃ・・・に分割されている。
そしてそれらのピース１ａ，１ｂ，１ｃ・・・は、周囲からリング部材５で強固に締着されている。
【０００６】
成形型１の上方にはパンチ６が配備されており、そのパンチ６によってワークがキャビティ３内に押し込み加圧され、歯車が据え込み加工されるようになっている。
図２は成型工程を示したもので、パンチ５によりワーク７をキャビティ２内に押し込むと同時に、ダイ１はワーク７の押し込み圧によって、全ピース１ａ，１ｂ，１ｃ・・・が金属製のリング部材５に許容されている伸び量の範囲内にて、放射状に拡がる方向へ移動し、キャビティ２が押し拡げられる。
キャビティの押し拡がりに伴って各ピース１ａ，１ｂ，１ｃ・・・の境には間隙が生じ、歯形形成部の部分は若干大きくなる。
この状態でワーク外周部の張り出し量は歯形形成部が若干大きくなることにより必要な歯形部分のボリュームが確保されるが、細部の張り出しは不完全である（図３のａ）。
加圧力が解除されると、各ピース１ａ，１ｂ，１ｃ・・・はそれまで伸ばされていたリング部材５の作用で、いわゆるスプリングバックが働き、全ピース１ａ，１ｂ，１ｃ・・・が中心に向かって一斉に収束する方向へ移動する。
それに伴い、それまで拡大されていたキャビティ３が一気に収縮し、歯形は各ピース１ａ，１ｂ，１ｃ・・・の戻り力によって矯正され、欠肉のないシャープな歯形の製品８が形成される（図３のｂ）。
【０００７】
即ち、据え込み時に歯形を一旦ボリュームアップさせておき、再加圧で型締めすることによってシェイプアップして歯形の精度アップを図るのである。
【０００８】
前記加圧過程では、加圧力の作用でキャビティは一旦拡がり、加圧力が失われると前記加圧力に匹敵する力で収縮して型締め作用が働くので、再加圧するための加圧力は不要である。
又、各ピース１ａ，１ｂ，１ｃ・・・が放射方向に移動することで、キャビティが拡がると同時にピース１ａ，１ｂ，１ｃ・・・同士の境に間隙が生じ、その隙間からキャビティ内に閉じこめられたエアが抜けるので、キャビティ内に塵や埃が入っていてもエアと一緒にキャビティ外へ吹き飛ばされ、歯形の表面精度に影響しない。
更に、高い加圧力が加わっても、ピースの移動により応力集中が吸収されるのでダイの破壊が防止される。
【０００９】
各ピースとパンチとにそれぞれキャビティが拡がる方向に昇り傾斜を設ければ、効果はより大きくなる。
つまり、カム作用を利用し、パンチの加圧力でピースをダイレクトに移動させて、拡がり量をコントロールすることができる。
【００１０】
このように過剰な加圧力をピースの移動により吸収して型に加わる負担を軽減すると共に、吸収した過剰圧力を型締めに利用してワークを二段階に加圧するので、ダイを破損から守ると共に、歯形の精度アップと歯形の欠肉防止とを一挙に解決できる。
【００１１】
本発明において、分割数や割り面は実施例に限定されるものでなく、割り面は必ずしも角部に形成しなければならないものではなく、例えば図４に例示するように、各ピース１ａ，１ｂ，１ｃを歯先面の中央部から分割することもできる。
【００１２】
【発明の効果】
加圧することによってワークがキャビティ内に押し込まれると、ワークの押し込み圧により分割された各ピースが、リング部材の締着力に抗して放射状に拡がる方向に移動して応力を吸収し、ダイへの負担を軽減すると共に、キャビティを拡大して歯形の張り出し量を増加させる。
そして加圧力が解除されると、スプリングバック作用で各ピースは中心に向って収束し、ワークは型締め作用により再加圧されることにより、歯形のシェイプアップが図られ、欠肉のない精度の高い歯形が形成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る歯車成形型の説明図である。
【図２】成形工程の説明図である。
【図３】歯形の張り出し作用及びダイによる型締め作用についての説明図である。
【図４】割り面の変更例を示した説明図である。
【符号の説明】
１・・ダイ、１ａ，１ｂ，１ｃ・・・ピース、２・・キャビティ、３・・マンドレル、４・・歯形形成部、５・・リング部材、６・・パンチ、７・・ワーク、８・・製品。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for forming a gear having a highly accurate tooth profile, and a gear forming die thereof.
[0002]
[Prior art]
A gear formed by using forging means is provided with a cavity having a tooth profile forming portion in a gear forming die, and the tooth profile is placed around the material by pressing and pressing the material into the cavity. Drawing process.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Although it is more effective to increase the pressurizing force in order to fill the material into the tooth forming part, the pressurizing force increases the load in the cavity. If the height is increased too much, stress concentrates on the corner and cracks occur, and if the cracks begin to chip, it is inevitable that they will become unusable.
On the other hand, if the applied pressure is weak, the tooth profile will not be sufficiently overhanged, resulting in a lack of thickness. The reality is that it has surpassed by increasing the number of parts and devising the mold structure.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is to provide a gear forging technology with a high pressure load, and the structure thereof is to radially divide a gear forming die having a tooth forming portion on the inner peripheral surface of the cavity and tighten the outer periphery with a ring member. wear, and the whole piece which is formed by being divided, in the gear mold and movable in the direction extending radially in the range of elongation amount that is allowed to the ring member.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A gear molding method and mold according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows a mold, wherein 1 is a die, 2 is a cavity formed in the die, and a mandrel 3 is erected at the center of the cavity 2. Are provided with tooth profile forming portions 4, 4,..., And the die 1 is divided into pieces 1a, 1b, 1c,... By vertical dividing surfaces extending radially from the corners of the tooth profile forming portions 4, 4,. Has been.
These pieces 1a, 1b, 1c... Are firmly fastened by ring members 5 from the periphery.
[0006]
A punch 6 is provided above the mold 1, and the workpiece is pushed into the cavity 3 and pressed by the punch 6 so that the gear is upset.
FIG. 2 shows the molding process. At the same time as the workpiece 7 is pushed into the cavity 2 by the punch 5, the die 1 is made of a metal ring with all the pieces 1a, 1b, 1c. Within the range of the amount of elongation allowed for the member 5, the cavity 2 moves in the radial direction and the cavity 2 is expanded.
As the cavity expands, a gap is formed at the boundary between the pieces 1a, 1b, 1c,..., And the tooth profile forming portion becomes slightly larger.
In this state, the projecting amount of the outer peripheral part of the work is slightly increased in the tooth profile forming part, so that the necessary volume of the tooth profile part is secured, but the detail projecting is incomplete (a in FIG. 3).
When the applied pressure is released, each piece 1a, 1b, 1c,... Operates by the ring member 5 that has been stretched so far, so-called springback is activated, and all the pieces 1a, 1b, 1c,. Move toward the direction of convergence at once.
Along with this, the cavity 3 that has been expanded until then contracts all at once, and the tooth profile is corrected by the return force of each piece 1a, 1b, 1c... FIG. 3 b).
[0007]
In other words, the tooth profile is temporarily increased in volume at the time of upsetting, and the shape is increased by re-pressurizing the mold to improve the accuracy of the tooth profile.
[0008]
In the pressurizing process, the cavity is once expanded by the action of the pressurizing force, and when the pressurizing force is lost, the mold is contracted by a force comparable to the pressurizing force, so that the pressurizing force for repressurizing is unnecessary is there.
Further, as each piece 1a, 1b, 1c,... Moves in the radial direction, the cavity expands, and at the same time, a gap is formed at the boundary between the pieces 1a, 1b, 1c,. Since the air is released, even if dust or dirt enters the cavity, it is blown out of the cavity together with the air, and the surface accuracy of the tooth profile is not affected.
Further, even when a high pressure is applied, the stress concentration is absorbed by the movement of the pieces, so that the die is prevented from being broken.
[0009]
The effect will be greater if each piece and punch is provided with a rising slope in the direction in which the cavity expands.
In other words, the amount of spread can be controlled by using the cam action and moving the piece directly with the pressing force of the punch.
[0010]
In this way, excessive pressure is absorbed by moving the piece to reduce the load on the mold, and the absorbed excess pressure is used for mold clamping to pressurize the workpiece in two stages, thus protecting the die from breakage This can improve the accuracy of the tooth profile and prevent the tooth profile from being thinned.
[0011]
In the present invention, the number of divisions and the split surface are not limited to the embodiment, and the split surface does not necessarily have to be formed at the corners. For example, as illustrated in FIG. 4, each piece 1a, 1b , 1c can also be divided from the center of the tooth tip surface.
[0012]
【The invention's effect】
When the workpiece is pushed into the cavity by pressurizing, each piece divided by the pushing pressure of the workpiece moves in a radial direction against the fastening force of the ring member to absorb the stress, In addition to reducing the burden, the cavity is enlarged to increase the extension of the tooth profile.
When the applied pressure is released, each piece converges toward the center by the spring back action, and the workpiece is re-pressurized by the mold clamping action, so that the tooth profile is shaped, and there is no lack of precision. A high tooth profile is formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a gear forming die according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a molding process.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a tooth profile overhanging action and a die clamping action with a die.
FIG. 4 is an explanatory view showing an example of changing a split surface.
[Explanation of symbols]
1 ·· Die, 1a, 1b, 1c ··· Piece, 2 · Cavity, 3 · Mandrel, 4 · · Tooth profile forming portion, 5 · · Ring member, 6 · · Punch, 7 · · Workpiece, 8 ·・ Products.

Claims

The gear forming die having the tooth forming portion on the inner peripheral surface of the cavity is radially divided, and the outer periphery is fastened with a ring member, and all pieces formed by the division are allowed to the ring member. A gear mold that can move in the direction of radial expansion within the range of elongation .