JP3813404B2 - Gear molding method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はギヤーをプレス成形する方法に係り、特に、同一回転面内における歯の左右縁部に対する面取り形状が左右非対称(以下単に左右非対称という)であるギヤーの成形方法に関する。なお、本願において歯の縁部とは、回転面内における歯の輪郭のうち、回転方向側または反対側となる部分である。また左右とはギヤーの回転面内において半径方向に一致する中心線を基準としてその左右方向をいう。さらに歯幅とは歯の任意部位における回転方向の幅をいう。
【0002】
【従来の技術】
特開平11−285771号には、ギヤーをプレス成形する方法が示されている。また、特公平3−80574号には、歯の表裏を冷間鍛造して周囲を面取り形状にすることが示されている。しかし、これらの例はいずれも左右対称の歯形状を有するギヤーの製法に関するものであり、縁部が左右非対称の面取り形状を有するギヤーを製造することはできない。
【0003】
図5〜7はこのような縁部が左右非対称の面取り形状をなすギヤーを製造する従来方法の一例であり、図5はギヤーの歯2を回転軸線方向から示す図(以下、平面図という)、図6はその6−6線断面形状を示し、この歯2の縁部には交差する斜線で示した面取り部5が形成され、この面取り部は歯幅の中央を通る中心線Cに対して左右で異なる大きさの面取り部5r,5lを有している。すなわち、図6に示すように、右側の面取り部5rは、当初、左側の面取り部5lと同形に形成された部分である仮想線で示すカット部5bを、カットライン5aに沿って機械加工でカットすることにより、左側よりも大きく形成されたものである。
【0004】
このようなギヤーを製造する工程を図7に示す。まず、母材に対してギヤーの外径を有する本体部に相当する部分をプレス成形にてテーパー形状に成形し(a)、続いて母材から本体部を円形にブランクすると同時に、その中心に位置決め用の角穴を開け(b)、その後、本体部周囲に最終形状前の仮の歯形である初期歯形を形成する(c)。このa〜c工程がプレス成形である。
【0005】
このようにして得られた中間製品を別の場所に設置された加工機械まで搬送し(d)、ここで歯先を左右異なる面取り形状をなすように右側の面取り部5r部分のみをカットライン5aに沿ってカット部5bを機械加工で除去し、これにより図6に示す左右異なる面取り部5r,5lを形成する(e)。その後中心部にセンター穴を形成して(f)、製品を得る。このような左右非対称の面取り形状を有するギヤーはギヤーの入りを特別にスムーズ化することが要求されるような用途に適用される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記左右非対称の面取り形状を有するギヤーの製法においては、e工程の機械加工が必須であり、その結果、多くの工数を必要とする。しかも、プレス成形機及び機械加工設備等、複数の設備を必要とし、設備投資が大きくなるとともに、これら設備間の搬送(d工程)も必要となる。
【0007】
なお、e工程の機械加工に代えて前記従来のプレス成形による面取りを行うことも考えられる。しかしこの場合は、左右非対称の型を用いてプレス成形しなければならないが、成形部が比較的大きいため、このような左右非対称の型は耐久性がなく、実際上は左右対称の型を用いなければ成形できない。一方、機械加工を廃して全行程をプレス成形できれば著しく製造効率が向上する。したがって、このような特殊なギヤーの成形にも、全行程をプレス成形できることが望まれており、本願発明は係る要求の実現を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明に係るギヤーの成形方法は、ギヤーの表裏いずれか片面に対して、同一回転面内における歯の左右縁部を左右非対称の面取り形状にしたギヤーをプレス成形で製造する方法において、母材からブランクされた円形の本体部外周部に面取り前の初期歯形をプレス成形で形成する歯形抜き工程と、この初期歯形に対して歯の成形部が左右対称の型を用いてプレス成形することにより左右対称の面取り部を有する中間歯形を形成するコイニング工程と、これに続いて、前記中間歯形を形成した同一面に対して、前記コイニング工程の型よりも小さい歯幅で左右対称の成形部を有するプレス型を用い、かつこのプレス型の位相をずらしてプレス成形することにより、ギヤーの同一面における歯形に左右非対称の面取り部を形成するシェービング工程とを有することを特徴とする。
【0009】
【発明の効果】
コイニング工程で形成された左右対称の中間歯形に対して、ギヤーの同一面に対してコイニング工程の型よりも小さい歯幅で左右対称の成形部を有するプレス型を用い、かつこのプレス型の位相をずらしてプレス成形するシェービング工程を設けたので、左右対称の成形部を有するプレス型を用いて左右非対称の面取り部を形成できる。したがってギヤーの同一面における歯部に左右非対称の面取り形状を有するギヤーであっても、全工程をプレス成形可能となり、成形工数並びに搬送工数を削減し、製造効率を向上できるとともに、従来の機械加工設備を不用にできるので設備投資も少なくできる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。なお、前記従来例(図5,6)との共通部については共通符号を用い、重複した説明は省略する。図1は歯先部分の断面変化にて成形工程を説明する図、図2はこのギヤーにおける歯の一部を拡大した平面図、図3は図2の3−3線断面図、図4はこのギヤーの製造における全工程図である。
【0011】
まず、本実施例方法の最終工程である図4のFに示す完成品ギヤーは、円形の本体部1とその外周部に形成された前記歯2及び中央部に形成されたセンター穴3を有する。本体部1は中央が片側一方へ突出するようにコーン状のテーパー部になっている。
【0012】
本実施例のギヤーにおける任意の一つの歯2を拡大して示した図2及びそ歯幅方向の断面形状を示す図3に明らかなように、歯2の一般肉厚部分である厚肉部4の縁部には交差斜線で示した面取り部5が形成され、そのうちの左右部分は、左面取り部5lと右面取り部5rをなし、歯幅方向の中心線C1に対して左右非対称になっている。
【0013】
本実施例では、回転方向側となる右面取り部5rが反対側の左面取り部5lよりも大きく形成され、左面取り部5lの平面視幅をd1、右面取り部5rの平面視幅をd2とすれば、d1<d2になっている。但し、全体の断面係数は同一部位の断面における前記従来のものと同様であって、同様の歯先強度を得られるようにっている。
【0014】
なお、符号6は歯2の輪郭、すなわち面取り部5の外端部であり、面取り部5は外端部へ向かって歯2の肉厚が薄くなるように傾斜している。符号7は歯2の厚肉部4と面取り部5との境界に形成される稜線である。また、C1は中間歯形(後述)における歯幅W1の中間を通る中心線であり、本体部1の中心Oを通る半径と一致する。C2は完成品における同一部位の歯幅W2の中間を通る中心線であり、前記中心線C1に対して後述する角θなる位相差がある。
【0015】
次に、このギヤーの製法を説明する。図4に示すように、このギヤーはA〜Fなる6工程で成形される。図4にはそれぞれの工程毎に平面形状と断面形状を上下に示してある。まず鉄等適宜金属からなる母材10に対して、直径方向断面が製品と同じ所定の傾斜をなすようドロー成形して1次形状部11を形成するテーパー成形工程(A)を行い、続いて、1次形状部11の中央部に位置決めのための角穴12を打ち抜いて形成するピアス工程(B)を行う。さらに、母材10から本体部12をほぼ製品形状にブランクし、同時にその外周部へ初期歯形13を形成するブランク工程(C)を行う。この初期歯形13は歯先の面取り前のものである。
【0016】
続いて、この初期歯形13に対するコイニング工程(D)を行う。この工程では初期歯形13に対して左右対称に型押しするコイニング成形(プレス成形)により歯先部分周囲を左右対称に面取りする。このようにして得られた左右対称の中間歯形に対して、位相を若干変化させたプレス型により左右非対称の面取り部5が形成された最終歯形を得るシェービング工程(E)を行う。その後、中央の角穴12部分をプレス成形して製品に必要な丸穴のセンター穴3を打ち抜くセンター穴開け工程(F)を行うと、最終製品としての完成ギヤーが得られる。
【0017】
図1は、歯の任意位置における歯幅方向断面の変化にて上記工程を説明する図であり、A〜Dに示す各断面図は、共通断面位置におけるものである。このうち、Aはブランク工程(図4のC)で得られた初期歯形を示し、全体としてほぼ一定の厚みTを有し、左右の角部にブランクに伴う小さなだれ部13aが形成されている。かつその縁部は初期輪郭8(図1)をなしている。
【0018】
図1のBは、コイニング工程(図4のD)により得られた中間歯形を示し、この成形は、左右対称の面取り成形部を有する金型(図示省略)を用いたプレス成形によって行われ、左右対称の中間面取り部14が形成される。このうち左右部分はそれぞれ左右対称の左中間面取り部14l及び右中間面取り部14rが形成される。これらの左中間面取り部14l及び右中間面取り部14rはそれぞれ左面取り部5l及び右面取り部5rよりも平面視幅が広く、かつそれぞれの外縁部は初期輪郭8をなしている。
【0019】
図1のCはシェービング工程(図4のE)における成形方法を示し、図1のDはその結果得られた図3と同じ最終歯形の断面を示す。まず、図1のCにおいて、これまでの歯幅W1に対して若干小さな歯幅W2を形成するプレス型15を用いる。
【0020】
このプレス型15は、刃16を有し、この刃16は左右対称に形成されている。このプレス型15を上記Bで得られた本体部1の上に重ねて、ギヤー(本体部1)の回転面と平行に若干回転させて中心C1からC2へ微少角θだけずらすことにより位相を変える。
【0021】
すると、左中間面取り部14l上の刃16は図の右方へ移動して初期輪郭8から比較的大きな寸法d3だけ内側へ入った左側の輪郭6上になる。同時に右中間面取り部14r上の刃16は初期輪郭8と微少寸法d4だけ内側となる右側の輪郭6上へ移動する。
【0022】
この状態でプレス型15により本体部1をプレス成形すると、中間面取り部14は周囲をカットされて最終歯形をなす面取り部5が得られる。このとき、Dにも示すように、左中間面取り部14lは初期輪郭8から寸法d3だけカットされて左面取り部5lとなり、そのカットされた縁部は最終歯形の左側の輪郭6となる。
【0023】
同様に、右中間面取り部14rは初期輪郭8から微少寸法d4だけ内側をカットされて右面取り部5rとなり、やはりカットされた縁部は最終歯形の右側の輪郭6となる。このカット量が左右で相違することにより、左面取り部5lと右面取り部5rが非対称になる。
【0024】
図2は、この成形過程を平面視において示すものでもあり、図中に仮想線で示す中間面取り部14に対して、同じく仮想線で示す本体部側と同位相状態にあるプレス型15の刃16は中心C1に対して左右対称のほぼ相似形をなしている。
【0025】
そこでこのプレス型15を中心C2まで回転させて角θなる位相差を形成すれば、刃16は実線で示す最終歯形の輪郭6と一致する。このときの輪郭6と初期輪郭8(中間面取り部14)との間に2点鎖線のハッチングで示した部分が、プレス型15によって除去されるカット部分になる。
【0026】
このように、本実施例方法によれば、成形部が左右対称のプレス型を用い、これを角θなる位相変化させてからプレス成形することにより、左右非対称の面取り部5を容易に得ることができる。したがって、従来必要であった機械加工を要さずに、全6工程を全てプレス成形できるから、同一のプレス成形機で作業できることになり、ギヤーの製造を極めて効率化できる。そのうえ設備間の搬送も不用となるからさらに製造効率を向上できる。しかも、従来の機械加工を不用にするので設備投資も少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の主要部工程における成形部を示す図
【図2】このギヤーにおける歯の一部を拡大した平面図
【図3】図2の2−2線断面図
【図4】このギヤーの製造工程図
【図5】従来例における歯の一部を拡大した平面図
【図6】図5の6−6線断面図
【図7】従来例のギヤー製造工程図
【符号の説明】
1:本体部、2:歯、3:センター穴、4:厚肉部、5:面取り部、6:輪郭、7:稜線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of press molding a gear, and more particularly, to a gear molding method in which the chamfered shape with respect to the left and right edges of teeth within the same rotational plane is asymmetrical (hereinafter simply referred to as a lateral symmetry). In addition, in this application, the edge part of a tooth | gear is a part which becomes a rotation direction side or the opposite side among the tooth outlines in a rotation surface. The left and right directions refer to the left and right directions with reference to a center line that coincides with the radial direction in the rotation plane of the gear. Further, the tooth width refers to the width in the rotation direction at any part of the tooth.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-285771 shows a method of press molding a gear. Japanese Patent Publication No. 3-80574 discloses that the front and back of teeth are cold-forged to have a chamfered shape. However, these examples all relate to a method of manufacturing a gear having a symmetrical tooth shape, and a gear having a chamfered shape with an asymmetrical edge cannot be manufactured.
[0003]
FIGS. 5 to 7 show an example of a conventional method for manufacturing a gear having such a chamfered shape in which the edges are asymmetrical, and FIG. 5 is a view showing the
[0004]
A process for manufacturing such a gear is shown in FIG. First, a portion corresponding to the main body portion having the outer diameter of the gear with respect to the base material is formed into a tapered shape by press molding (a), and then the main body portion is blanked in a circular shape from the base material and at the same time at the center. A square hole for positioning is opened (b), and then an initial tooth profile, which is a temporary tooth profile before the final shape, is formed around the main body (c). These a to c steps are press molding.
[0005]
The intermediate product thus obtained is transported to a processing machine installed at another location (d), where only the right chamfered
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the manufacturing method of the gear which has the said left-right asymmetric chamfering shape, the machining of e process is essential, As a result, many man-hours are required. In addition, a plurality of facilities such as a press molding machine and a machining facility are required, and the capital investment is increased, and conveyance (d process) between these facilities is also required.
[0007]
In addition, it is also conceivable to perform chamfering by the conventional press molding instead of machining in the e process. However, in this case, it is necessary to press-mold using a left-right asymmetric mold. However, since the molded part is relatively large, such a left-right asymmetric mold is not durable, and in practice a symmetrical mold is used. Without it, it cannot be molded. On the other hand, if the machining can be eliminated and the entire process can be press-molded, the production efficiency can be significantly improved. Therefore, it is desired that the entire process can be press-molded for molding such a special gear, and the present invention aims to realize such a requirement.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the gear molding method according to the present invention is a method of manufacturing a gear by pressing the left and right edges of the teeth in the same rotational surface into a left-right asymmetric chamfered shape with respect to either the front or back side of the gear. In this method, a tooth profile removing step of forming an initial tooth profile before chamfering by press molding on a circular body portion outer peripheral portion blanked from a base material, and a mold in which the tooth molding portion is symmetrical with respect to the initial tooth profile are used. A coining step of forming an intermediate tooth profile having a symmetrical chamfered portion by press molding, and subsequent to the same surface on which the intermediate tooth profile is formed, with a tooth width smaller than the mold of the coining step using a press mold having a molding portion of the symmetric and by press molding by shifting the press type phase, chamfering asymmetrical to teeth in the same plane of the gear And having a shaving forming a.
[0009]
【The invention's effect】
For a symmetrical intermediate tooth profile formed in the coining process, a press mold having a symmetrical part with a smaller tooth width than the mold in the coining process on the same surface of the gear is used, and the phase of this press mold Since the shaving process for press molding is provided by shifting, a left-right asymmetric chamfered portion can be formed using a press mold having a left-right symmetrical formed portion. Therefore, even gears that have an asymmetric chamfered shape on the same tooth surface of the gear can be press-molded in all processes, reducing the number of molding and conveying processes, improving manufacturing efficiency, and conventional machining. Equipment can be made unnecessary, so capital investment can be reduced.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment will be described below with reference to the drawings. In addition, about a common part with the said prior art example (FIG. 5, 6), a common code | symbol is used and the overlapping description is abbreviate | omitted. FIG. 1 is a diagram for explaining the molding process by changing the cross-section of the tooth tip portion, FIG. 2 is an enlarged plan view of a part of the teeth in this gear, FIG. It is the whole process figure in manufacture of this gear.
[0011]
First, the finished product gear shown in FIG. 4F, which is the final step of the present embodiment method, has a circular main body 1, the
[0012]
As shown in FIG. 2 showing an enlarged view of an
[0013]
In the present embodiment, the right chamfered
[0014]
In addition, the code |
[0015]
Next, the manufacturing method of this gear is demonstrated. As shown in FIG. 4, this gear is formed in six steps A to F. In FIG. 4, the planar shape and the cross-sectional shape are shown up and down for each process. First, a taper forming step (A) is performed on the
[0016]
Subsequently, a coining step (D) for the
[0017]
FIG. 1 is a diagram for explaining the above process by a change in a tooth width direction cross section at an arbitrary position of a tooth, and each of the cross-sectional views shown in A to D is at a common cross-sectional position. Among these, A shows the initial tooth profile obtained in the blanking process (C in FIG. 4), has a substantially constant thickness T as a whole, and small
[0018]
FIG. 1B shows an intermediate tooth profile obtained by a coining process (D in FIG. 4), and this molding is performed by press molding using a mold (not shown) having a symmetrical chamfered molding portion. A symmetrical
[0019]
C in FIG. 1 shows a forming method in the shaving process (E in FIG. 4), and D in FIG. 1 shows a cross section of the final tooth profile obtained as a result of FIG. First, in FIG. 1C, a
[0020]
The press die 15 has a
[0021]
Then, the
[0022]
When the main body 1 is press-molded by the press die 15 in this state, the periphery of the intermediate chamfered
[0023]
Similarly, the right
[0024]
FIG. 2 also shows this molding process in a plan view, and the blade of the press die 15 in the same phase as the main body side indicated by the phantom line with respect to the intermediate
[0025]
Therefore, if the press die 15 is rotated to the center C2 to form a phase difference having an angle θ, the
[0026]
As described above, according to the method of the present embodiment, the left and right asymmetric chamfered
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a molded part in a main part process of an embodiment. FIG. 2 is a plan view showing an enlarged part of teeth in this gear. FIG. 3 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. Gear manufacturing process diagram [FIG. 5] A plan view in which a part of the teeth in the conventional example is enlarged. [FIG. 6] A sectional view taken along line 6-6 of FIG.
1: body part, 2: teeth, 3: center hole, 4: thick wall part, 5: chamfered part, 6: contour, 7: ridgeline
Claims (1)
母材からブランクされた円形の本体部外周部に面取り前の初期歯形をプレス成形で形成する歯形抜き工程と、
この初期歯形に対して歯の成形部が左右対称の型を用いてプレス成形することにより歯に左右対称の面取り部を有する中間歯形を形成するコイニング工程と、
これに続いて、前記中間歯形を形成した同一面に対して、前記コイニング工程の型よりも小さい歯幅で左右対称の成形部を有するプレス型を用い、かつこのプレス型の位相をずらしてプレス成形することにより、ギヤーの同一面における歯形に左右非対称の面取り部を形成するシェービング工程とを有することを特徴とするギヤーの成形方法。 In the method of manufacturing a gear in which the left and right edges of the teeth in the same rotational surface are asymmetrical chamfered shapes by press molding with respect to either one of the front and back sides of the gear,
Tooth profile punching process for forming the initial tooth profile before chamfering by press molding on the outer periphery of the circular main body blanked from the base material;
A coining step of forming an intermediate tooth profile having a symmetrical chamfered portion on the tooth by press-molding a mold portion of the tooth symmetrical with respect to the initial tooth profile,
Subsequently, a press die having a symmetrical molding part with a smaller tooth width than the die of the coining step is used on the same surface on which the intermediate tooth profile is formed , and the press die is shifted in phase. And a shaving step of forming a left-right asymmetric chamfered portion in the tooth profile on the same surface of the gear by molding.
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