JP4356402B2 - External gear extrusion molding method - Google Patents
External gear extrusion molding method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4356402B2 JP4356402B2 JP2003316828A JP2003316828A JP4356402B2 JP 4356402 B2 JP4356402 B2 JP 4356402B2 JP 2003316828 A JP2003316828 A JP 2003316828A JP 2003316828 A JP2003316828 A JP 2003316828A JP 4356402 B2 JP4356402 B2 JP 4356402B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- extrusion
- extruding
- tooth surface
- gear
- feed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Description
この発明は外歯車の成形方法に関し、特に、歯車の歯すじ方向の歯面にクラウニング処理を施すための、外歯車の押出成形方法に関する。 The present invention relates to a method for forming an external gear, and more particularly, to an external gear extrusion method for performing a crowning process on a tooth surface in a tooth line direction of a gear.
近年、ピニオンギア、ヘリカルギア(はすば歯車)等の外歯車においては、その歯部の形状が複雑であるため、また、機械加工により製造するには加工時間が長くコストも高くなる。このため、冷間鍛造により外歯車を製造するようになってきており、たとえば、ヘリカルギアの冷間鍛造方法が、下記特許文献1〜3に開示されている。 In recent years, in external gears such as pinion gears and helical gears (helical gears), the shape of their tooth portions is complicated, and the machining time and cost are high for manufacturing by machining. For this reason, it has come to manufacture an external gear by cold forging. For example, the cold forging method of a helical gear is disclosed by the following patent documents 1-3.
一方、ピニオンギア、ヘリカルギア等の外歯車において、歯車の噛合いによるトルク伝達部位では、ギアノイズが問題となり、各種製品開発に悪影響を及ぼしている。ギアノイズの発生は、歯車の歯型精度不良や、荷重入力時の歯車のたわみにより、歯車の噛合いにミスアライメントが発生することが原因と考えられる。そこで、このようなギアノイズを引起すミスアライメントを吸収することができるように、外歯車の歯すじ方向の歯面にクラウニング(歯の中央部から歯の両側に向かって歯の厚さを徐々に減少させる)処理を施すことにより、歯面の力を相手歯面に最良の条件で確実に伝達する技術が知られている。 On the other hand, in external gears such as pinion gears and helical gears, gear noise becomes a problem at the torque transmission site due to the meshing of the gears, which adversely affects the development of various products. The generation of gear noise is considered to be caused by a misalignment in the meshing of the gears due to poor gear tooth shape accuracy or deflection of the gears when a load is input. Therefore, in order to absorb such misalignment that causes gear noise, crown the tooth surface in the direction of the tooth trace of the external gear (the thickness of the tooth gradually increases from the center of the tooth toward both sides of the tooth. There is known a technique for reliably transmitting the tooth surface force to the mating tooth surface under the best conditions by performing a process of reducing the tooth surface.
このようなクラウニング処理を、冷間鍛造により成形された外歯車の歯面に施す場合には、追加処理として、切削加工や研磨加工を施す必要があり、歯車製造においてコストアップを招く要因となっている。
この発明の解決しようとする課題は、冷間鍛造の押出成形された歯車にクラウニング処理を施す場合、作業工程の増加、コスト高を招く点にある。したがって、この発明の目的は、外歯車を冷間鍛造の押出成形により形成する際の押出成形工程において、同時に歯面にクラウニング処理を施すことを可能とする外歯車の押出成形方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that, when a crowned treatment is applied to a cold forged extruded gear, an increase in work steps and a high cost are caused. Accordingly, an object of the present invention is to provide an external gear extrusion molding method capable of simultaneously performing crowning treatment on the tooth surface in the extrusion molding step when forming the external gear by cold forging extrusion molding. It is in.
上記目的を達成するため、この発明に基づいた外歯車の押出成形方法においては、押出治具を用いてダイス中に素材を圧入し押出して、上記素材を外歯車に成形する押出工程を有する、外歯車の押出成形方法であって、上記押出工程は、第1送り速度で上記押出治具を移動させて上記素材を押出す第1押出工程と、上記第1押出工程の後に、上記第1送り速度とは異なる第2送り速度で上記押出治具を移動させて上記素材を押出す第2押出工程とを備える。 In order to achieve the above object, the external gear extrusion molding method according to the present invention includes an extrusion process in which a material is press-fitted into a die using an extrusion jig and extruded to form the material into an external gear. An external gear extrusion molding method, wherein the extruding step includes a first extruding step of extruding the material by moving the extruding jig at a first feeding speed, and the first extruding step after the first extruding step. A second extrusion step of extruding the material by moving the extrusion jig at a second feed rate different from the feed rate.
また、上記外歯車の押出成形方法において他の好ましい特徴としては、上記第1送り速度は、上記第2送り速度よりも速い速度である。 In another preferred feature of the external gear extrusion molding method, the first feed speed is higher than the second feed speed.
また、上記外歯車の押出成形方法において他の好ましい特徴としては、上記押出工程は、第2押出工程の後に、上記第2送り速度とは異なる第3送り速度で上記押出治具を移動させて上記素材を押出す第3押出工程を含み、上記第1および第3送り速度は、上記第2送り速度よりも速い速度である。 In another preferred feature of the external gear extrusion molding method, the extrusion step includes moving the extrusion jig at a third feed rate different from the second feed rate after the second extrusion step. A third extrusion step of extruding the material is included, and the first and third feed rates are higher than the second feed rate.
この発明に基づいた外歯車の押出成形方法によれば、押出治具の送り速度(素材の塑性加工速度)を速くすると、素材のダイスに対する変形抵抗が高くなり、素材の充填率が低下するため型転写性が悪くなる。一方、押出治具の送り速度を遅くすると、素材のダイスに対する変形抵抗は低く、素材の充填率が向上するため型転写性が良くなる。 According to the external gear extrusion molding method based on the present invention, when the feed speed of the extrusion jig (the plastic processing speed of the material) is increased, the deformation resistance of the material to the die increases and the material filling rate decreases. The mold transferability becomes worse. On the other hand, when the feeding speed of the extrusion jig is slowed, the deformation resistance of the material to the die is low, and the filling rate of the material is improved, so that the mold transfer property is improved.
したがって、第2送り速度よりも速い第1送り速度で押出された外歯車の歯面形状は、第2送り速度で送出された領域よりも素材の充填率が低いため痩せた形状となる。一方、第1送り速度よりも遅い第2送り速度で押出された外歯車の歯面形状は、第1送り速度で送出された領域よりも素材の充填率が高いため太った形状となる。その結果、一回の押出工程で送り速度を制御することにより、痩せた状態から徐々に膨らむ形状に連続的に移行する歯面形状を与えることが可能となる。 Therefore, the tooth surface shape of the external gear extruded at the first feed speed higher than the second feed speed is a thin shape because the filling rate of the material is lower than the region fed at the second feed speed. On the other hand, the tooth surface shape of the external gear extruded at the second feed speed that is slower than the first feed speed becomes thicker because the filling rate of the material is higher than the region fed at the first feed speed. As a result, by controlling the feed rate in a single extrusion process, it is possible to give a tooth surface shape that continuously transitions from a lean state to a shape that gradually swells.
これにより、たとえば、押出工程として、第1から第3押出工程を備え、第1および第3送り速度を第2送り速度よりも速い速度に制御すれば、第1押出工程に対応する領域は痩せた歯面形状となり、第2押出工程に対応する領域は太った歯面形状となり、さらに、第3押出工程に対応する領域は痩せた歯面形状となる。その結果、痩せた歯面形状から徐々に膨らんだ歯面形状となり、再び痩せた歯面形状に連続的に移行する形状、つまりクラウニング形状を、外歯車の押出成形工程と同時に与えることが可能となる。 Thus, for example, if the first to third extrusion steps are provided as the extrusion step, and the first and third feed rates are controlled to be higher than the second feed rate, the region corresponding to the first extrusion step is thin. The region corresponding to the second extrusion process is a thick tooth surface shape, and the region corresponding to the third extrusion process is a thin tooth surface shape. As a result, it is possible to give a tooth surface shape gradually swelled from a thin tooth surface shape and continuously transition to a thin tooth surface shape, that is, a crowning shape at the same time as the external gear extrusion process. Become.
以下、この発明に基づいた実施の形態における外歯車の押出成形方法について、図を参照しながら説明する。なお、外歯車としては、平歯車、ヘリカルギア、ラックギア等様々な歯車が挙げられるが、本発明の特徴は押出成形方法にある。そこで、本実施の形態においては、この特徴の理解を容易にするために、一例として、平歯車の押出成形に本発明を適用した場合について説明する。 Hereinafter, an external gear extrusion molding method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As the external gear, various gears such as a spur gear, a helical gear, a rack gear, and the like can be cited. The feature of the present invention is the extrusion method. Therefore, in the present embodiment, in order to facilitate understanding of this feature, a case where the present invention is applied to spur gear extrusion will be described as an example.
図1は、押出成形される前の素材100の外形を示す図であり、図1(A)は、歯車軸に沿った断面図であり、図1(B)は、歯車軸に直交する方向に沿った断面図である。また、図2は、押出成形された後の平歯車200の外形を示す図であり、図2(A)は、歯車軸に沿った断面図であり、図2(B)は、歯車軸に直交する方向に沿った断面図である。平歯車200の外周面には、歯すじが歯車軸方向に平行な歯201が形成されている。この押出成形は、2段型による押出成形(後述)であるため、中央にマンドレル(後述)が挿入される芯穴100hが設けられているが、1段型による押出成形の場合には、素材100には、芯穴100hは設けられていない。
FIG. 1 is a view showing an outer shape of a
次に、2段型による押出成形に用いられる型の構造について、図3を参照して説明する。図3において、素材100の歯車軸よりも左側は加工前の状態断面を示し、素材100の歯車軸よりも右側は加工後の状態断面を示している。素材100は、ダイス40中に挿入される。ダイス40の上方には、素材100の芯穴100hに挿入されるマンドレル20と、このマンドレル20の外周面に沿い、素材100の加圧力を付与するためのパンチ10が配設されている。また、ダイス40の下方には、ノックアウト30が配置されている。
Next, the structure of a mold used for extrusion molding by a two-stage mold will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the left side of the gear shaft of the
パンチ10およびマンドレル20を所定の送り速度で下降させ、また、ノックアウト30に加工加圧力を加えることで、素材100に所定の加圧力が加えられ、素材100は、ダイス40に設けられた成形部内で流動して、所望の形状を有する平歯車200に成形されることになる。
The
ここで、上記背景技術でも述べたように、ギアノイズを引起すミスアライメントを吸収することができるように、外歯車の歯すじ方向の歯面にクラウニング処理を施す必要がある(図4参照)。本実施の形態においては、上記パンチ10およびマンドレル20の送り速度を以下に示すように制御することで、平歯車200の押出成形工程と同時に、平歯車200の歯面にクラウニングを与えることを可能とするものである。以下、この平歯車200の歯面にクラウニングを与えるための押出成形方法の詳細について説明する。
Here, as described in the above background art, it is necessary to perform a crowning process on the tooth surface in the tooth line direction of the external gear so as to absorb misalignment that causes gear noise (see FIG. 4). In the present embodiment, it is possible to give crowning to the tooth surface of the
(押出成形方法の詳細)
押出治具であるパンチ10およびマンドレル20の送り速度(素材100の塑性加工速度)を速くすると、素材100のダイス40に対する変形抵抗が高くなり、素材100の充填率が低下するため型転写性が悪くなる。一方、パンチ10およびマンドレル20の送り速度を遅くすると、素材のダイスに対する変形抵抗は低く、素材100の充填率が向上するため型転写性が良くなる。
(Details of extrusion molding method)
When the feeding speed of the
そこで、従来、パンチ10およびマンドレル20の送り速度は一定であったものを、たとえば、押出当初の送り速度を、従来の送り速度よりも遅い速度(第1送り速度:V1)にして素材100を一定時間押出す。その後、従来の送り速度(第2送り速度:V2,V1>V2)に戻して、素材100を一定時間押出す。これにより、第2送り速度(V2)よりも速い第1送り速度(V1)で押出された歯面の形状(領域1000)は、図5に示すように、第2送り速度(V2)で押出された領域1000よりも素材の充填率が低いため痩せた形状となる。なお、図5は、歯のみを正面から見た図である。
Therefore, the feed rate of the
一方、第1送り速度(V1)よりも遅い第2送り速度(V2)で押出された歯面の形状(領域2000)は、図5に示すように、第1送り速度(V1)で送出された領域1000よりも素材の充填率が高いため従来の歯面と同じ形状(領域1000よりも太った形状)となる。その結果、一回の押出工程で送り速度を制御することにより、痩せた状態から徐々に膨らむ形状に連続的に移行する歯面形状を与えることが可能となる。 On the other hand, the tooth surface shape (region 2000) extruded at the second feed speed (V2) slower than the first feed speed (V1) is fed at the first feed speed (V1) as shown in FIG. It becomes the same shape as the conventional tooth surfaces due to high filling rate of the material than the region 1000 (fat shape than the region 1000). As a result, by controlling the feed rate in a single extrusion process, it is possible to give a tooth surface shape that continuously transitions from a lean state to a shape that gradually swells.
以上のことから、パンチ10およびマンドレル20の送り速度において、図6に示すように、押出工程として、第1から第3押出工程を備え、各工程の第1送り速度(V1)および第3送り速度(V3)を、第2送り速度(V2)よりも速い速度に制御する(第2送り速度(V2)は従来の送り速度と同じ程度)。この場合の、送り時間(100/s)を横軸に表し、縦軸(左側)にパンチ位置(mm)および縦軸(右側)に成形荷重(Ton)を表したものを、図7に示す。この図において、領域1000は第1押出工程を示し、領域2000は第2押出工程を示し、領域3000は第3押出工程を示している。また、ラインL1は、送り時間(100/s)とパンチ位置(mm)との関係を示し、領域1000および領域3000においては、領域2000よりも送り速度が速いことを示している。また、ラインL2は、送り時間(100/s)と成形荷重(Ton)との関係を示し、領域2000においては、十分な成形荷重が与えられていることを示している。
From the above, as shown in FIG. 6, the feed speed of the
その結果、押出工程として、上記第1から第3押出工程を備えることにより、図8および図9に示すように、第1押出工程に対応する領域1000は痩せた歯面形状となり、第2押出工程に対応する領域2000は従来の平歯車と同じ歯面形状(領域1000よりも太った形状)となり、さらに、第3押出工程に対応する領域3000は痩せた歯面形状となる。その結果、痩せた歯面形状から徐々に膨らんだ歯面形状となり、再び痩せた歯面形状に連続的に移行する形状、つまりクラウニング(歯型の中央部が滑らから凸形状となる)を、平歯車の押出成形工程と同時に与えることを可能としている。なお、図8は、歯のみを正面から見た図であり、図9は、平歯車200の歯車軸に沿った断面図である。
As a result, by providing the first to third extrusion steps as the extrusion step, the
なお、上記実施の形態においては、平歯車200に1箇所のクラウニングを付与する場合について説明したが、2箇所以上噛合いが発生するような歯車においては、対応する箇所に、複数のクラウニングを付与する必要が生じる。このような場合には、たとえば、図10に示すように、第1から第5押出工程を設け、第1,3および5送り速度(V1,V3,V5)を第2および第4送り速度(V2)よりも速い速度に制御する(第2送り速度(V2)は従来の送り速度と同じ程度、V1>V2,V2<V3,V3>V4,V4<V5)。これにより、図11に示すように、2箇所にクラウニングを付与することが可能となる。
In the embodiment described above, the case where the
なお、上記実施の形態においては、平歯車の押出成形において、クラウニングを付与する場合について説明したが、ヘリカルギア、ラックギア等、クラウニングの付与が必要とされ、押出成形方法により成形される外歯車すべてに適用することが可能である。 In the above embodiment, the case where crowning is imparted in the extrusion molding of a spur gear has been described. However, all external gears which are required to be crowned, such as helical gears and rack gears, and which are molded by the extrusion molding method. It is possible to apply to.
したがって、今回開示した上記形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 Therefore, the said form disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become a basis of limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the claims. Further, all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims are included.
20 マンドレル、30 ノックアウト、40 ダイス、100 素材、100h 芯穴、200 平歯車、201 歯、V1,V2,V3,V4,V5 送り速度。 20 mandrels, 30 knockouts, 40 dies , 100 material, 100h core hole, 200 spur gear, 201 teeth, V1, V2, V3, V4, V5 feed speed.
Claims (2)
前記押出工程は、
第1送り速度で前記押出治具を移動させて前記素材を前記ダイスに設けられた成形部に押出す第1押出工程と、
前記第1押出工程の後に、前記第1送り速度よりも遅い第2送り速度で前記押出治具を移動させて前記ダイスに設けられた成形部に前記素材を押出す第2押出工程と
を備え、
前記第1押出工程および前記第2押出工程を採用することで、押出成形される歯面が痩せた歯面形状から徐々に膨らんだ形状に連続的に移行する歯面形状が成形される、外歯車の押出成形方法。 A method of extruding an external gear, including an extrusion step of pressing and extruding a material into a die using an extrusion jig and forming external teeth on the outer peripheral surface of the material,
The extrusion process includes
A first extruding step of moving the extruding jig at a first feeding speed to extrude the material into a forming part provided in the die ;
After the first extrusion step, the second extrusion step of extruding the raw material to the molding part provided in the die by moving the extrusion jig at a second feed rate slower than the first feed rate. ,
By adopting the first extruding step and the second extruding step, a tooth surface shape is formed in which the tooth surface to be extruded continuously transitions from a thin tooth surface shape to a bulging shape. Gear extrusion method.
前記第1および第3送り速度は、前記第2送り速度よりも速い速度にすることで、
押出成形される歯面が痩せた歯面形状から徐々に膨らんだ歯面形状となり、再び痩せた歯面形状に連続的に移行する形状に成形される、請求項1に記載の外歯車の押出成形方法。 The extruding step includes a third extruding step of extruding the material by moving the extruding jig at a third feeding speed different from the second feeding speed after the second extruding step,
The first and third feed speeds are faster than the second feed speed ,
The extrusion of the external gear according to claim 1, wherein the tooth surface to be extruded is formed into a shape in which the tooth surface shape gradually swells from the thin tooth surface shape and continuously transitions to the thin tooth surface shape. Molding method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003316828A JP4356402B2 (en) | 2003-09-09 | 2003-09-09 | External gear extrusion molding method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003316828A JP4356402B2 (en) | 2003-09-09 | 2003-09-09 | External gear extrusion molding method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005081391A JP2005081391A (en) | 2005-03-31 |
JP4356402B2 true JP4356402B2 (en) | 2009-11-04 |
Family
ID=34416606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003316828A Expired - Fee Related JP4356402B2 (en) | 2003-09-09 | 2003-09-09 | External gear extrusion molding method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4356402B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4445032B1 (en) * | 2009-07-10 | 2010-04-07 | コンドーセイコー株式会社 | Method and apparatus for manufacturing crowned gears |
-
2003
- 2003-09-09 JP JP2003316828A patent/JP4356402B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005081391A (en) | 2005-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3759419B2 (en) | Parking gear with shaft and method for manufacturing parking gear with shaft | |
CN102091746B (en) | Compound molding process of integral automobile body metal stamping part | |
JP4356402B2 (en) | External gear extrusion molding method | |
CN111215493B (en) | Method for forming large-diameter gear by gear chain, rack and gear chain meshing type three-roller bending | |
JP2019093406A (en) | Hollow rack bar manufacturing method and manufacturing apparatus | |
JP3269726B2 (en) | Precision cold forging equipment for gear parts | |
JP5246588B2 (en) | Gear manufacturing apparatus and method | |
GB2088256A (en) | Manufacturing toothed racks | |
JP4300693B2 (en) | Helical gear and manufacturing method thereof | |
JPH07310807A (en) | Helical pinion gear, manufacture thereof and device therefor | |
JP3494349B2 (en) | Helical gear manufacturing method | |
JPH033726A (en) | Method of manufacturing helical gear cold stamping die | |
JP2870373B2 (en) | Manufacturing method of bevel gear | |
JP5034276B2 (en) | Gear manufacturing method | |
JP2000117389A (en) | Gear forging method by vertical type press machine | |
JP2004154795A (en) | Forming die, forming method, and formed product for external tooth profile component | |
JPH0759341B2 (en) | Manufacturing method of integrated synchro clutch gear for synchro mechanism of transmission | |
JPS62238040A (en) | Cold forming method for hollow shaft like part with flange | |
KR100959635B1 (en) | Manufacturing method of turning driveshaft of consturuction machine | |
JPS63273538A (en) | Metallic die for forming spline shaft | |
JP2002102919A (en) | Method for manufacturing microcrystal metallic stock | |
JP2009178739A (en) | Forging die and its working method, gear forging device and gear forging method | |
TW202406641A (en) | Equal channel angular extrusion device and method | |
JPH04127930A (en) | Plastic working method and device for bevel gear | |
JPH0263629A (en) | Helical gear forming die |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051202 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070726 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080226 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080409 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090602 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090619 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090714 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090727 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130814 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |