JP5363276B2 - Sprocket segment manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ブルドーザ等の建設機械や農業用車両を含む装軌車両のスプロケットを構成するスプロケットセグメントの製造装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing a sprocket segment constituting a sprocket of a tracked vehicle including a construction machine such as a bulldozer and an agricultural vehicle.
近年、ブルドーザや油圧ショベル等の建設機械、あるいは農業用車両等の装軌車両の下部走行体に用いられるスプロケットは、外周部分に複数の歯が設けられており、大型のものになると一体として成形することが困難である。よって、周方向に複数に分割されたスプロケットセグメント単位で鍛造され、これを組み合わせて1つのスプロケットが構成される。 In recent years, sprockets used for undercarriage of construction machines such as bulldozers and hydraulic excavators, or tracked vehicles such as agricultural vehicles have been provided with a plurality of teeth on the outer periphery, and are formed as a unit when they are large. Difficult to do. Therefore, it forges in the unit of the sprocket segment divided | segmented into the circumferential direction, and one sprocket is comprised combining this.
このようなスプロケットセグメントの鍛造方法には、スプロケットセグメントの歯面に垂直な方向に加圧成形する縦打ちと呼ばれる方法と、歯面に平行な方向に加圧成形する横打ちと呼ばれる方法とがある。
例えば、特許文献1,2には、縦打ちによる5枚歯のスプロケットセグメントの鍛造成形において、アンダーカットを生じないように両端の歯部を予め変形させておき、鍛造後(通常はバリ抜き後)に変形させておいた歯部を、専用の設備、金型等を用いて所望の形状に変形させる方法について開示されている。
Such sprocket segment forging methods include a method called vertical punching in which pressure molding is performed in a direction perpendicular to the tooth surface of the sprocket segment, and a method called horizontal punching in which pressure molding is performed in a direction parallel to the tooth surface. is there.
For example, in
しかしながら、上記従来のスプロケットセグメントの製造方法では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示されたスプロケットセグメントの製造方法では、アンダーカットを考慮して成形された歯部を変形させるために高い成形力が必要であることから、特殊な設備や加圧能力の高いプレス装置等が必要になる。
However, the above conventional sprocket segment manufacturing method has the following problems.
That is, in the sprocket segment manufacturing method disclosed in the above publication, a high forming force is required to deform the tooth portion formed in consideration of the undercut. A press device is required.
本発明の課題は、歯部を変形させるための特殊な設備や加圧能力の高い設備等を設置することなく、低コストで所望の形状のスプロケットセグメントを製造することが可能なスプロケットセグメントの製造装置を提供することにある。 An object of the present invention is to produce a sprocket segment that can produce a sprocket segment of a desired shape at a low cost without installing a special equipment for deforming a tooth part or a high pressure capacity equipment. To provide an apparatus.
第1の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置は、アンダーカットを考慮した形状で鍛造成形される歯部を所望の形状に変形させるスプロケットセグメントの製造装置であって、支持部と、プレス機構と、回動部材と、を備えている。支持部は、スプロケットセグメントを支持する。プレス機構は、支持部において支持されたスプロケットセグメントを所定の方向へ加圧する。回動部材は、支持部において支持されたスプロケットセグメントの特定の歯部の歯面側に近接配置され、プレス機構によってスプロケットセグメントが加圧されると、スプロケットセグメントの特定の歯部の歯面に対して先端部が当接しながら円弧状に回動して歯部の形状を変形させる。 A sprocket segment manufacturing apparatus according to a first aspect of the present invention is a sprocket segment manufacturing apparatus that deforms a tooth portion that is forged and shaped into a desired shape in consideration of undercut, and includes a support portion, a press mechanism, And a rotating member. The support part supports the sprocket segment. The press mechanism pressurizes the sprocket segment supported by the support portion in a predetermined direction. Rotating member is disposed close to the tooth surface of the particular tooth portion of the sprocket segments supported at the support unit, when the sprocket segment by a press mechanism Ru pressurized, the tooth surfaces of the particular tooth portion of the sprocket segment On the other hand, the shape of the tooth portion is deformed by rotating in an arc shape while the tip portion abuts.
ここでは、金型からの抜き勾配を考慮してアンダーカットが生じないように予め変形させた部分を含むように鍛造成形された歯部を含むスプロケットセグメントについて、鍛造成形後に支持部において支持されたスプロケットセグメントに対して所定の方向へ加圧しながら、変形させる対象となる歯部の歯面に対して回動部材の先端部を当接させながら回動させて、歯部を所望の形状に変形させる。 Here, a sprocket segment including a tooth portion forged so as to include a portion deformed in advance so as not to cause undercut in consideration of a draft angle from the mold was supported by the support portion after forging. While applying pressure to the sprocket segment in a predetermined direction, rotate the tip of the rotating member against the tooth surface of the tooth to be deformed and rotate it to deform the tooth into the desired shape. Let
ここで、上記回動部材は、スプロケットセグメントの歯面に当接する部材であって、プレス機構による押圧によって、例えば、歯底から歯先に向かって先端部が移動する。
これにより、アンダーカットが生じないように予め変形させた歯部を、回動部材を歯面に沿って回動させることで、小さな圧力で容易に所望の形状に変形させることができる。よって、歯部を変形させるための特殊な設備や加圧能力の高い設備等を設置することなく、低コストで所望の形状のスプロケットセグメントを製造することができる。
Here, the said rotation member is a member contact | abutted to the tooth surface of a sprocket segment, Comprising: A front-end | tip part moves toward a tooth tip from a tooth bottom by the press by a press mechanism, for example.
Thereby, the tooth | gear part deform | transformed beforehand so that an undercut may not occur can be easily changed into a desired shape with a small pressure by rotating the rotating member along the tooth surface. Therefore, a sprocket segment having a desired shape can be manufactured at a low cost without installing special equipment for deforming the tooth portion or equipment having high pressurization capacity.
第2の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置は、第1の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置であって、プレス機構は、スプロケットセグメントの歯部とは反対側のフランジ部に当接する押圧部材と、押圧部材を押圧する押圧機構と、を有している。
ここでは、スプロケットセグメントのフランジ部側に当接する押圧部材と、押圧部材を所定の方向へ押し込む押圧機構と、を含むように、プレス機構を構成している。
ここで、押圧機構には、窒素ガスシリンダや油圧シリンダ等が含まれる。
これにより、上記プレス機構と回動部材とを組み合わせた簡易な構成により、アンダーカットが生じないように予め変形させた歯部の形状を、所望の形状に変形させることができる。
A sprocket segment manufacturing apparatus according to a second aspect of the present invention is the sprocket segment manufacturing apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein the press mechanism includes a pressing member that comes into contact with a flange portion opposite to the sprocket segment teeth. And a pressing mechanism that presses the pressing member.
Here, the press mechanism is configured to include a pressing member that contacts the flange portion side of the sprocket segment, and a pressing mechanism that presses the pressing member in a predetermined direction.
Here, the pressing mechanism includes a nitrogen gas cylinder, a hydraulic cylinder, and the like.
Thereby, the shape of the tooth | gear part deform | transformed previously so that an undercut may not occur can be changed into a desired shape by the simple structure which combined the said press mechanism and the rotation member.
第3の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置は、第1または第2の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置であって、回動部材は、先端部が歯部における歯底から歯先に向かって移動するように回動する。 A sprocket segment manufacturing apparatus according to a third aspect of the present invention is the sprocket segment manufacturing apparatus according to the first or second aspect of the present invention, wherein the rotating member has a tip portion extending from the tooth bottom to the tooth tip at the tooth portion. Rotate to move.
ここでは、スプロケットセグメントの歯部を変形させる際には、まず回動部材の先端部を歯底に当接させた状態でプレス機構によってスプロケットセグメントに対して圧力を付与する。そして、回動部材の先端部が歯面に当接しながら歯先に向かって回動することで、歯部を所望の形状に変形させる。
これにより、アンダーカットが生じないように変形させた歯部を含むように鍛造成形されたスプロケットセグメントについて、従来よりも小さな圧力によって歯部を所望の形状に変形させることができる。
Here, when the tooth portion of the sprocket segment is deformed, first, pressure is applied to the sprocket segment by the press mechanism in a state where the tip portion of the rotating member is in contact with the tooth bottom. And a tooth | gear part is deform | transformed into a desired shape by rotating toward the tooth tip, with the front-end | tip part of a rotation member contacting a tooth surface.
Thereby, about the sprocket segment forge-molded so that the tooth part deform | transformed so that an undercut may not be generated can be deform | transformed into a desired shape by a pressure smaller than before.
第4の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置は、第1から第3の発明のいずれか1つに係るスプロケットセグメントの製造装置であって、回動部材の回動半径Rは、スプロケットセグメントの歯部の歯先から歯底をつなぐ歯面のrの大きさに応じて設定される。
ここでは、回動部材の回動半径Rを、スプロケットセグメントの歯部の歯面の半径rに基づいて設定している。
A sprocket segment manufacturing apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the sprocket segment manufacturing apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the turning radius R of the turning member is the tooth of the sprocket segment. It is set according to the size of r of the tooth surface connecting the tooth bottom to the tooth bottom .
Here, the turning radius R of the turning member is set based on the radius r of the tooth surface of the tooth portion of the sprocket segment.
ここで、回動部材の回動半径Rとは、回動中心となる回動軸から歯面に当接する先端部までの距離を意味している。歯部の歯面の半径rとは、回動部材の先端部が当接しながら回動する歯面の曲面の半径を意味している。
これにより、回動部材は歯面に当接しながら回動するだけで、容易に歯部を所望の形状に変形させることができる。
Here, the turning radius R of the turning member means the distance from the turning shaft serving as the turning center to the tip portion that contacts the tooth surface. The radius r of the tooth surface of the tooth portion means the radius of the curved surface of the tooth surface that rotates while the tip of the rotating member comes into contact therewith.
Thus, the tooth member can be easily deformed into a desired shape simply by rotating the rotating member while contacting the tooth surface.
第5の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置は、第1から第4の発明のいずれか1つに係るスプロケットセグメントの製造装置であって、回動部材の先端部を、歯部を変形させる際の回動方向とは反対側へ付勢する付勢部材を、さらに備えている。
ここでは、付勢部材によって、歯部を変形させる際に回動する方向とは反対方向へ回動部材の先端部を付勢する。
A sprocket segment manufacturing apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the sprocket segment manufacturing apparatus according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the tip part of the rotating member is deformed by the tooth part. There is further provided an urging member for urging to the opposite side to the rotation direction.
Here, the biasing member biases the tip of the rotating member in a direction opposite to the direction of rotation when the tooth portion is deformed.
ここで、付勢部材としては、例えば、巻きばね等を用いることができる。
これにより、歯部を変形させる工程を終了した後で、付勢部材の付勢力によって、回動部材を初期位置まで戻すことができる。よって、変形工程の終了するたびに、回動部材を初期位置に戻す必要がなくなり、製造工程を効率化することができる。
Here, as the urging member, for example, a winding spring or the like can be used.
Thus, after the step of deforming the tooth portion is completed, the rotating member can be returned to the initial position by the urging force of the urging member. Therefore, it is not necessary to return the rotating member to the initial position every time the deformation process is completed, and the manufacturing process can be made more efficient.
第6の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置は、第1から第5の発明のいずれか1つに係るスプロケットセグメントの製造装置であって、回動部材は、複数設けられている。
ここでは、例えば、スプロケットセグメントの両端に設けられた歯部に当接するように、複数の回動部材を備えている。
ここで、複数の回動部材は、例えば、スプロケットセグメントの両端に設けられている歯部に対して当接するように設けられていることが望ましい。
これにより、スプロケットセグメントにアンダーカットが生じないように変形させた歯部が複数ある場合でも、それぞれの歯部に対して回動部材を当接させて回動させることで、一回の工程によって複数の歯部を所望の形状に変形させることができる。
A sprocket segment manufacturing apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the sprocket segment manufacturing apparatus according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, wherein a plurality of rotating members are provided.
Here, for example, a plurality of rotating members are provided so as to come into contact with the tooth portions provided at both ends of the sprocket segment.
Here, it is desirable that the plurality of rotating members be provided so as to come into contact with, for example, tooth portions provided at both ends of the sprocket segment.
As a result, even when there are a plurality of teeth that are deformed so as not to cause an undercut in the sprocket segment, the rotating members are brought into contact with each tooth and rotated, thereby making it possible to perform a single process. A plurality of teeth can be deformed into a desired shape.
本発明に係るスプロケットセグメントの製造装置によれば、歯部を変形させるための特殊な設備や加圧能力の高い設備等を設置することなく、低コストで所望の形状のスプロケットセグメントを製造することができる。 According to the sprocket segment manufacturing apparatus according to the present invention, a sprocket segment having a desired shape can be manufactured at a low cost without installing special equipment for deforming teeth or equipment having high pressurization capacity. Can do.
本発明の一実施形態に係る曲げ加工装置20(スプロケットセグメントの製造装置)およびこれによって製造されるスプロケットセグメント10を搭載したブルドーザ1ついて、図1〜図15を用いて説明すれば以下の通りである。
[ブルドーザ1の構成]
本実施形態に係るブルドーザ1は、不整地において整地作業を行う建設機械であって、図1に示すように、主として、キャブ2、車体フレーム3、ブレード4、リッパ(作業機)5、および走行装置7を備えている。
A bending apparatus 20 (sprocket segment manufacturing apparatus) according to an embodiment of the present invention and a bulldozer 1 equipped with a
[Configuration of Bulldozer 1]
The bulldozer 1 according to the present embodiment is a construction machine that performs leveling work on rough terrain, and mainly includes a
キャブ2には、運転者(オペレータ)が着座するためのオペレータシート(運転席)や各種操作のためのレバー、ペダルおよび計器類等が内装されている。
車体フレーム3は、ブレード4やリッパ5等の作業機構および走行装置7が取り付けられており、その上部にはキャブ2が載置されている。
ブレード4は、車体フレーム3の前方に設けられており、地面を削り取って土砂を押し運ぶための作業機であって、ブレード操作レバーの操作に応じて油圧シリンダによって駆動される。
The
A working mechanism such as a blade 4 and a ripper 5 and a traveling device 7 are attached to the body frame 3, and the
The blade 4 is provided in front of the vehicle body frame 3 and is a working machine for scraping the ground and carrying the earth and sand, and is driven by a hydraulic cylinder in accordance with the operation of the blade operation lever.
リッパ5は、車体フレーム3の後方に設けられており、略鉛直下向きに突出する先端のシャンク部分を岩石等に突き刺して、走行装置7による牽引力によって切削、破砕を行う。また、リッパ5は、ブレード4と同様に、リッパ操作レバーの操作に応じて油圧シリンダによって駆動される。
走行装置7は、スプロケット9(図2参照)を介して、車体フレーム3の左右下部にそれぞれ設けられた一対の無端状の履帯7aを回転させることで不整地における走行を可能としている。
The ripper 5 is provided on the rear side of the vehicle body frame 3 and cuts and crushes with a traction force by the traveling device 7 by piercing a rock or the like at the tip of the shank protruding substantially vertically downward. Similarly to the blade 4, the ripper 5 is driven by a hydraulic cylinder in accordance with the operation of the ripper operation lever.
The traveling device 7 is capable of traveling on rough terrain by rotating a pair of endless crawler belts 7a respectively provided at the left and right lower portions of the vehicle body frame 3 via a sprocket 9 (see FIG. 2).
[スプロケットセグメント10の構成]
本実施形態に係るスプロケットセグメント10は、図2および図3(a)〜図3(c)に示すように、ブルドーザ1等の装軌車両の下部走行体に用いられるスプロケット9が周方向に分割された5枚歯を含む略円弧状の部材であって、クロムモリブデン鋼によって成形されている。
[Configuration of Sprocket Segment 10]
As shown in FIGS. 2 and 3 (a) to 3 (c), the
このスプロケットセグメント10の詳細な成分としては、C(0.4wt%)、Si(0.2wt%)、Mn(1.45wt%)、P(0.01wt%)、S(0.01wt%)、Cr(0.18wt%)、Mo(0.03wt%)、B(0.0015wt%)を含み、それ以外の残部がFeおよび不可避的不純物によって構成されている。
また、スプロケットセグメント10は、取付部11と、フランジ部12と、5つの歯部13と、バリ除去加工部21(図5(b)参照)と、が一体として成形されている。
Detailed components of the
In addition, the
取付部11は、複数のスプロケットセグメント10を組み合わせて円環状のスプロケットを構成した際に下部走行体の駆動部に対して取り付けられる部分であって、図3(a)〜図3(c)に示すように、略円弧状のスプロケットセグメント10における径方向における最内部(最内周側)に配置されており、内周側に向かって突出している。
フランジ部12は、取付部11の径方向外側(外周側)に配置されており、図3(c)等に示すように、略円弧状のスプロケットセグメント10の軸方向における両側に突出するように形成されている。
The
The
5つの歯部13は、スプロケットセグメント10の最外周側の面(歯面12a)から径方向外側に向かって突出するように形成されている。また、5つの歯部13のうち、両端に配置された歯部13は、スプロケットセグメント10の鍛造成形時には、金型50の抜き勾配を考慮してアンダーカットが生じないように予め両端側を変形させた歯部30(図15の実線参照)として成形されている。歯部30は、後述する曲げ加工装置20によって曲げ加工処理されて、他の歯部13と同じ形状になるように加工される。なお、このアンダーカットが生じないように予め両端側を変形させた歯部30の曲げ加工については、後段にて詳述する。
The five
バリ除去加工部21は、図5(b)に示すように、鍛造成形時に生じるバリ部14(図4参照)を機械加工によって除去した加工跡であって、バリ部14が形成されるスプロケットセグメント10の稜線付近に沿って形成されている。
バリ部14は、図4に示すように、仕上げ成形時(鍛造成形時)に、スプロケットセグメント10の稜線付近から側面部分、取付部11の端部にかけて形成される。本実施形態では、バリ部14は、上記稜線付近であって、歯部13の幅方向における一方の端部に形成されたR部(R面)13aか、それよりも外側の側面に沿って形成されている。よって、バリ部14が歯面12aに影響することはなく、歯面12aおよび歯部13を精度よく成形することができる。
As shown in FIG. 5 (b), the burr
As shown in FIG. 4, the
ここで、スプロケットセグメント10の稜線付近とは、5つの歯部13によって形成される山の部分を結ぶ尾根に沿った線の近傍をいう。これにより、バリ部14が歯面12a上に形成されることを回避して、歯面12aの加工精度を向上させることができる。なお、このバリ部14を含むスプロケットセグメント10の成形体10aの製造用の金型(スプロケットセグメントの製造用金型)50および製造工程については、後段にて詳述する。
Here, the vicinity of the ridgeline of the
[スプロケットセグメント10の製造用の金型50]
本実施形態では、上述した構成を備えたスプロケットセグメント10の製造工程において、図6に示す製造用の金型50を用いている。
金型50は、主として、上型となる第1金型部51と下型となる第2金型部52とを備えている。金型50内では、取付部11の長手方向両端を結ぶ線を回転軸として鍛造方向に対して所定の角度だけ歯筋方向が傾いた状態でスプロケットセグメント10が鍛造成形(荒成形、仕上げ成形)される。この鍛造成形時には、金型50内においてスプロケットセグメント10が斜めに配置されるため、歯面12aに掛からないようにスプロケットセグメント10の稜線付近に沿ってバリ部14を形成することができる。また、金型50内において鍛造方向に対して傾けた歯面がそのまま抜け勾配となるため、抜け勾配を意識した形状、取り代を設ける必要がない。
[
In this embodiment, the manufacturing die 50 shown in FIG. 6 is used in the manufacturing process of the
The
第1金型部51は、図6に示すように、金型50の上半分として配置されており、図7に示すように、3つのステップ(つぶし成形、荒成形、仕上げ成形)にしたがって順次成形するための型彫りがなされている。
第2金型部52は、図6に示すように、金型50の下半分として配置されており、図8に示すように、第1金型部51と同様に、3つのステップ(つぶし成形、荒成形、仕上げ成形)にしたがって順次成形するための型彫りがなされている。
As shown in FIG. 6, the
As shown in FIG. 6, the
第1金型部51(図7参照)と第2金型部52(図8参照)との間において、第2成形ステップの荒成形と第3成形ステップの仕上げ成形とでは、上述したスプロケットセグメント10を鍛造方向に対して、歯筋方向を斜めに傾けた状態で鍛造成形を行う。なお、この鍛造成形時における金型50内のスプロケットセグメント10の傾きは、上述したバリ部14が歯面12aに掛からない位置、つまり稜線付近に沿って形成される角度で設定される。
また、本実施形態の金型50では、図6に示すように、上述したバリ部14のうち、取付部11側のバリ部14aと、歯部13側のバリ部14bとが、金型取付面に対して略平行になるように形成される。
Between the first mold part 51 (see FIG. 7) and the second mold part 52 (see FIG. 8), the above-described sprocket segment is used in the rough forming in the second forming step and the finish forming in the third forming step. 10 is forged in a state in which the tooth trace direction is inclined obliquely with respect to the forging direction. In addition, the inclination of the
Further, in the
[曲げ加工装置20]
本実施形態では、図12(a)および図12(b)に示す曲げ加工装置20を用いて、アンダーカットが生じないように予め変形させた両端の歯部30を所望の形状に変形させるように曲げ加工を行う。
[Bending device 20]
In the present embodiment, the bending
曲げ加工装置20は、図12(a)および図12(b)に示すように、一対の回動部材21a,21bと、プレス機構22と、上型23aと、押さえ型(押圧部材)23bと、下型24と、支持治具(支持部)25a〜25cと、付勢部材26(図14(a)等参照)と、を備えている。
一対の回動部材21a,21bは、回動軸21aa,21baを中心として回動する部材であって、アンダーカットが生じないように予め変形させたスプロケットセグメント10の歯部30に対して当接して適正な形状に変形させる。また、回動部材21a,21bは、先端部同士が、後述する付勢部材26(図14(a)等参照)によって連結されており、互いを近づける方向への付勢力を受ける。さらに、回動部材21a,21bは、アンダーカットが生じないように予め変形させた歯部30を適正な形状に変形させるために、歯面12aの曲面の半径rの大きさを基準にして、回動半径Rが設定されている(図15参照)。また、回動部材21a,21bは、歯部30の曲げ加工時には、クランクプレス機構27(図13参照)によって上型23aが図中下向きに移動して回動部材21a,21bに当接することで、それぞれ外側方向へ回動する力を受ける。
As shown in FIGS. 12A and 12B, the bending
The pair of rotating
プレス機構22は、上下方向において押さえ型23bを図中下向きに押圧する窒素ガスシリンダ(押圧機構)22aと、回動部材21a,21bに対して当接して回動させる上型23aと、スプロケットセグメント10のフランジ部12に対して当接する押さえ型23bと、を有している。
窒素ガスシリンダ22aは、上型23aが図中下向きに移動してくると縮んでいき、スプロケットセグメント10のフランジ部12に当接した状態の押さえ型23bに対して下向きの反発力を付与する。
The
The
上型23aは、クランクプレス機構27(図13参照)によって図中下向きに移動して回動部材21a,21bに当接する。これにより、回動部材21a,21bがスプロケットセグメント10の予め変形させた歯部30を所定の形状に変形させる。
押さえ型23bは、スプロケットセグメント10のフランジ部12の形状に沿って当接するように、略円弧状の面を有している。
また、スプロケットセグメント10のフランジ部12に対して当接する押さえ型23bは、窒素ガスシリンダ(押圧機構)22aによって下向きに押圧されて、スプロケットセグメント10を支持部25a,25b,25cに押圧するものである。
The
The holding
The holding die 23b that contacts the
下型24は、回動部材21a,21bの回動軸21aa,21baや支持治具25a〜25cが固定され、曲げ加工装置20の底部を形成する。
支持治具25a〜25cは、スプロケットセグメント10の歯面側を支持する支持部材である。支持治具25a,25bは、スプロケットセグメント10の両端部を、支持治具25cは、スプロケットセグメント10の中央部付近を、それぞれ支持する。
The
The support jigs 25 a to 25 c are support members that support the tooth surface side of the
付勢部材26は、鋼材によって成形された巻きバネであって、図14(a)等に示すように、一対の回動部材21a,21bの先端部付近に対して両端が接続されている。付勢部材26は、後述する曲げ加工工程の完了時に、回動部材21a,21bに対して付与している内側への付勢力によって、回動部材21a,21bを初期位置まで戻す。つまり、付勢部材26は、その平衡状態における長さ寸法によって、回動部材21a,21bの初期位置を設定している。
The urging
本実施形態の曲げ加工装置20では、図13に示すように、上型23aの図中下向きへの移動に伴って縮んだ窒素ガスシリンダ22aが押さえ型23bに対して下向きの反発力を付与する。これにより、押さえ型23bがスプロケットセグメント10を下向きに押し付けた状態となる。そして、アンダーカットが生じないように予め変形させた両端側の歯部30の歯面12に沿って、上型23aとの当接によって回動部材21a,21bがそれぞれ外向きに回動する。このとき、歯部30には、回動部材21a,21bによって外向きの力が付与されて、適正な形状に変形するように曲げ加工される。なお、この曲げ加工装置20による曲げ加工の工程については、後段にて詳述する。
In the
<スプロケットセグメント10の製造方法>
ここで、上述したスプロケットセグメント10の製造工程について、図9〜図11を用いて説明すれば以下の通りである。
すなわち、本実施形態のスプロケットセグメント10は、図9および図10に示すような工程を経て、丸棒状態の素材からスプロケットセグメント10へと成形されていく。
<Method for
Here, it will be as follows if the manufacturing process of the
That is, the
具体的には、図11のフローチャートに示すように、まず、ステップS11において、素材を加熱処理する。
次に、ステップS12において、加熱された丸棒状の素材を鍛造用ハンマもしくはプレス等の鍛造機械に設置した金型50内の第1成形ステップでつぶし成形を行い、図9に示すように、スプロケットセグメント10の大まかな形状に近づける。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 11, first, in step S11, the material is heated.
Next, in step S12, the heated round bar-shaped material is crushed in a first molding step in a
次に、ステップS13において、つぶし成形後の成形体を金型50内の第2成形ステップで、図9に示すように、鍛造用ハンマによって荒成形を行う。このとき、荒成形後の成形体10aには、稜線付近に沿ってバリ部14が形成される。
次に、ステップS14において、荒成形後の成形体10aを金型50内の第3成形ステップで、図9に示すように、鍛造用ハンマによって仕上げ成形を行う。
Next, in step S13, the compacted body is subjected to rough forming with a forging hammer as shown in FIG. 9 in the second forming step in the
Next, in step S14, the molded
次に、ステップS15において、図9に示すように、仕上げ成形後の成形体10aのバリ部14をプレスによって除去するバリ抜き処理を行う。これにより、スプロケットセグメント10が成形される。
その後、ステップS16において、図10および図15に示すように、スプロケットセグメント10に含まれる複数の歯部13のうち、両端の歯部30を、上述した曲げ加工装置20によって適正位置へ変形させるように曲げ加工する。なお、このアンダーカットが生じないように予め変形させた歯部13の曲げ加工工程については、後段にて詳述する。
最後に、ステップS17において、スプロケットセグメント10を熱処理した後、図10に示すように、機械加工によってボルト穴等を形成する。
Next, in step S15, as shown in FIG. 9, the deburring process which removes the burr |
Thereafter, in step S16, as shown in FIGS. 10 and 15, among the plurality of
Finally, after heat-treating the
<曲げ加工装置20による曲げ加工方法>
本実施形態では、上述したように、図12(a)および図12(b)に示す曲げ加工装置20を用いて、ステップS16の曲げ加工を行う。
<Bending method by bending
In the present embodiment, as described above, the bending process in step S16 is performed using the
より詳細には、まず、図12(a)および図14(a)に示すように、支持治具25a〜25c上に、鍛造成形直後のスプロケットセグメント10をセットした後、スプロケットセグメント10のフランジ部12の上方に上型23a、押さえ型23bおよびプレス機構22をセットする。
次に、図13および図14(b)に示すように、プレス機構22によって上型23aを下向きに押圧する。このとき、スプロケットセグメント10は、支持治具25a〜25cに支持された状態で、押さえ型23bによって下向きに押圧される。このとき、押さえ型23bは、上型23aの図中下向きの移動に伴って縮んだ窒素ガスシリンダ22aからの反発力を受けて、転倒したり浮き上がったりしないようにスプロケットセグメント10を押さえ付けている。そして、スプロケットセグメント10は、歯部30の内側の歯面12aにおいて回動部材21a,21bの先端部分に当接した状態で、クランクプレス機構27が上型23aを図中下向きに移動させることで、回動部材21aを反時計回りに、回動部材21bを時計回りにそれぞれ回動させる。
More specifically, first, as shown in FIGS. 12A and 14A, after setting the
Next, as shown in FIG. 13 and FIG. 14B, the
ここで、クランクプレス機構27によって図中下向きに移動する上型23aとの当接によって回動する回動部材21a,21bは、図15に示すように、先端部が円弧状に回動する際に、アンダーカットが生じないように予め変形させた歯部30の歯底31から歯先32にかけて当接しながら圧力を付与する。なお、図15では、回動部材21b側の構成を例として挙げているが、回動部材21a側についても同様である。
Here, as shown in FIG. 15, the rotating
次に、プレス機構22による上型23aの押圧が完了して上型23aが上方へ移動すると、窒素ガスシリンダ22aが伸び切って押さえ型23bに対する押圧も解除される。このため、回動部材21a,21bは、図14(c)に示すように、付勢部材26の付勢力によって内側へ付勢されて、所定の初期位置まで回動して戻る。
これにより、アンダーカットが生じないように予め変形させた歯部30(図中実線参照)は、回動部材21a,21bの回動時における押圧によって、適正な形状の歯部30a(図中点線参照)に変形するように曲げ加工される。よって、先端部が円弧状に回動する回動部材21a,21bと歯部30との接触面積が従来の曲げ加工装置よりも小さくなるため、小さな圧力を局所的に付与することで、効率よく歯部30の曲げ加工を行うことができる。この結果、本実施形態の曲げ加工装置20を用いることにより、アンダーカットが生じないように予め変形させた歯部30を適正な形状の歯部30aに変形させるために、大掛かりな設備等を必要とすることなく、簡易な構成によって小さな圧力で容易に曲げ加工を実施することができる。
Next, when the pressing of the
As a result, the tooth portion 30 (see the solid line in the figure) deformed in advance so as not to cause an undercut is appropriately toothed 30a (dotted line in the figure) by the pressing of the
また、本実施形態では、変形に必要な圧力が下向きに付与されるため、変形中のスプロケットセグメント10を保持する荷重も小さくすることができる。
さらに、付勢部材26によって回動部材21a,21bの先端部付近同士が連結されているため、曲げ加工が完了すると、自動的に回動部材21a,21bを初期位置まで戻すことができる。よって、プレス機構22による押圧が完了するたびに回動部材21a,21bを初期位置まで手動で戻す必要がないため、曲げ加工工程を効率化することができる。
Further, in the present embodiment, since the pressure necessary for the deformation is applied downward, the load for holding the
Furthermore, since the vicinity of the tip end portions of the
[比較例]
ここで、上述した本実施形態の曲げ加工装置20によってスプロケットセグメント10の曲げ加工を実施した場合に必要な圧力を、従来の曲げ加工装置と比較した結果について説明する。
なお、ここで用いたスプロケットセグメント10は、両端の歯間距離L=509mmの大きさのワークを用いた(図3(b)参照)。
[Comparative example]
Here, the result of comparing the pressure required when the
In addition, the
ここでは、成形に必要な工具にかかる荷重Pは、以下の式によって求められる。
P=S×σ
ただし、Sは工具と歯面との接触面積、σはスプロケットセグメント10の材料の変形抵抗(鋼の熱間時)(ここでは、20kg/mm2=2ton/cm2)である。
特許文献1に開示された従来の曲げ加工装置の場合には、工具にかかる荷重Pは1089tonであった。
Here, the load P applied to the tool necessary for forming is obtained by the following equation.
P = S × σ
Where S is the contact area between the tool and the tooth surface, and σ is the deformation resistance of the material of the sprocket segment 10 (when the steel is hot) (here, 20 kg / mm 2 = 2 ton / cm 2 ).
In the case of the conventional bending apparatus disclosed in Patent Document 1, the load P applied to the tool was 1089 ton.
また、特許文献2に開示された従来の曲げ加工装置では、工具にかかる荷重Pは376tonであった。
これに対して、上述した本実施形態に係る曲げ加工装置20では、プレスに要する荷重Pは26tonであった。
以上の結果から分かるように、本実施形態の曲げ加工装置20のように、回動部材21a,21bによる回動を利用してアンダーカットが生じないように予め変形させた歯部30の曲げ加工を行うことで、従来の曲げ加工装置と比較して、装置にかかる圧力を大幅に小さくすることができた。よって、本実施形態によれば、従来と比較して、装置を簡素化、かつ小型化することができる。
In the conventional bending apparatus disclosed in
On the other hand, in the
As can be seen from the above results, like the
具体的には、特許文献1,2に開示された従来の曲げ加工装置の場合には、加圧能力が400〜1200tonのプレス装置を用いる必要がある。一方、本実施形態の曲げ加工装置20では、加圧能力が30ton程度の押圧手段を用いて十分に成形することが可能になる。また、工具に掛かる荷重も小さくでき、成形品を保持する金型もコンパクトなものを用いることができる。
Specifically, in the case of the conventional bending apparatus disclosed in
また、本実施形態では、加工工具としての2つのロール成形ユニットを一定の挟角(例えば、スプロケットセグメント10の外歯の傾きと同じ角度)で移動させることで、寸法が異なる製品の成形時にも、ローラと材料の受け台とを交換するだけで対応可能となる。
以上のことから、大型プレス装置のない製造ラインにも用いることができ、かつ装置全体として従来よりも小型化できる。
In this embodiment, the two roll forming units as the processing tools are moved at a constant included angle (for example, the same angle as the inclination of the external teeth of the sprocket segment 10), so that even when products having different dimensions are formed. It is possible to respond by simply exchanging the roller and the material cradle.
From the above, it can be used for a production line without a large press device, and the entire device can be made smaller than before.
[他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(A)
上記実施形態では、取付部11の長手方向両端を結ぶ線を回転軸として鍛造方向に対して所定の角度だけ歯筋方向が傾いた状態でスプロケットセグメント10が鍛造成形される、いわゆる斜め鍛造成形を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.
(A)
In the above-described embodiment, so-called oblique forging is performed in which the
例えば、鍛造方向に対して歯筋方向が垂直になる状態で鍛造成形される、いわゆる縦打ち鍛造成形の場合でも、本願発明の曲げ加工装置を用いることにより、所望の形状の歯部を有するスプロケットセグメントを製造することができる。 For example, even in the case of so-called vertical forging, in which forging is performed in a state where the tooth trace direction is perpendicular to the forging direction, a sprocket having a tooth portion having a desired shape can be obtained by using the bending apparatus of the present invention. Segments can be manufactured.
(B)
上記実施形態では、スプロケットセグメント10の両端の歯部13に対して当接しながら変形させる一対の回動部材21a,21bを備えた曲げ加工装置20を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図16(a)および図16(b)に示すように、単一の回動部材121によって、スプロケットセグメント110の一端の歯部30を変形させる製造装置であってもよい。
(B)
In the above embodiment, the bending
For example, as shown in FIGS. 16A and 16B, a manufacturing apparatus that deforms the
あるいは、3つ以上の回動部材を用いて、アンダーカットが生じないように予め変形させた歯部を変形させる製造装置であってもよい。
この場合でも、予め変形させた歯部に対して、回動部材の先端部を当接させた状態で回動させることで、小さな力で容易に歯部を所望の形状に変形させることができるという、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
Or the manufacturing apparatus which deform | transforms the tooth | gear part deform | transformed previously so that an undercut may not occur using three or more rotation members may be sufficient.
Even in this case, the tooth portion can be easily deformed into a desired shape with a small force by rotating the tooth portion deformed in advance with the tip portion of the rotating member in contact with the tooth portion. The effect similar to the said embodiment can be acquired.
(C)
上記実施形態では、5枚歯のスプロケットセグメント10に含まれる両端の歯部13を変形させる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図17に示すように、成形体210aから成形される3枚歯のスプロケットセグメント210に含まれる両端の歯部を変形させる製造装置であってもよい。
(C)
In the above embodiment, an example in which the
For example, as shown in FIG. 17, a manufacturing apparatus that deforms tooth portions at both ends included in a three-
(D)
上記実施形態では、つぶし成形、荒成形、仕上げ成形の3工程の鍛造成形を行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、荒成形を省略して、つぶし成形と仕上げ成形の2段階でスプロケットセグメントを成形してもよい。
(D)
In the said embodiment, the example which performs the forge shaping | molding of 3 processes of crushing shaping | molding, rough shaping | molding, and finish shaping | molding was given and demonstrated. However, the present invention is not limited to this.
For example, the sprocket segment may be formed in two stages of crushing and finishing, omitting rough forming.
本発明のスプロケットセグメントの製造装置は、歯部を変形させるための特殊な設備や加圧能力の高い設備等を設置することなく、低コストで所望の形状のスプロケットセグメントを製造することができるという効果を奏することから、各種車両に用いられるスプロケットのスプロケットセグメントの製造方法に対して広く適用可能である。 The sprocket segment manufacturing apparatus of the present invention can manufacture a sprocket segment of a desired shape at low cost without installing special equipment for deforming the tooth portion or equipment with high pressurization capacity. Since it produces an effect, it can be widely applied to a sprocket segment manufacturing method for sprockets used in various vehicles.
1 ブルドーザ
2 キャブ
3 車体フレーム
4 ブレード
5 リッパ
7 走行装置
7a 履帯
9 スプロケット
10 スプロケットセグメント
10a 成形体
11 取付部
12 フランジ部
12a 歯面
13 歯部
13a R部
14 バリ部
14a,14b バリ部
20 曲げ加工装置(スプロケットセグメントの製造装置)
21 バリ除去加工部
21a,21b 回動部材
21aa,21ba 回動軸
22 プレス機構
22a 窒素ガスシリンダ(押圧機構)
23a 上型(押圧部材)
23b 押さえ型
24 下型
25a,25b,25c 支持治具(支持部)
26 付勢部材
27 クランクプレス機構
30 歯部
30a 歯部
31 歯底
32 歯先
50 金型
51 第1金型部
52 第2金型部
110 スプロケットセグメント
210 スプロケットセグメント
210a 成形体
r 歯面の半径
R 回動半径
S ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
21
23a Upper mold (pressing member)
26
Claims (6)
前記スプロケットセグメントを支持する支持部と、
前記支持部において支持された前記スプロケットセグメントを所定の方向へ加圧するプレス機構と、
前記支持部において支持された前記スプロケットセグメントの特定の歯部の歯面側に近接配置され、前記プレス機構によって前記スプロケットセグメントが加圧されると、前記スプロケットセグメントの特定の歯部の歯面に対して先端部が当接しながら円弧状に回動して前記歯部の形状を変形させる回動部材と、
を備えているスプロケットセグメントの製造装置。 A sprocket segment manufacturing apparatus for deforming a tooth portion forged and molded into a desired shape in consideration of undercut,
A support for supporting the sprocket segment;
A press mechanism that pressurizes the sprocket segment supported by the support portion in a predetermined direction;
Wherein disposed close to the tooth surface of the particular tooth portion of the sprocket segment which is supported at the support unit, when the sprocket segment by the pressing mechanism Ru pressurized, the tooth surfaces of the particular tooth portion of the sprocket segment A rotating member that rotates in an arc shape while the tip portion abuts against the shape of the tooth portion;
An apparatus for manufacturing a sprocket segment.
請求項1に記載のスプロケットセグメントの製造装置。 The press mechanism includes a pressing member that abuts on a flange portion opposite to the tooth portion of the sprocket segment, and a pressing mechanism that presses the pressing member.
The sprocket segment manufacturing apparatus according to claim 1.
請求項1または2に記載のスプロケットセグメントの製造装置。 The rotating member rotates so that the tip portion moves from the root of the tooth portion toward the tooth tip.
The sprocket segment manufacturing apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載のスプロケットセグメントの製造装置。 The turning radius R of the turning member is set according to the size of r of the tooth surface that connects the tooth bottom to the tooth bottom of the tooth portion of the sprocket segment .
The sprocket segment manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれか1項に記載のスプロケットセグメントの製造装置。 A biasing member that biases the tip of the pivoting member to the opposite side of the pivoting direction when the tooth part is deformed;
The sprocket segment manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5のいずれか1項に記載のスプロケットセグメントの製造装置。
A plurality of the rotating members are provided,
The sprocket segment manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
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