JPH0275436A - 内はすば歯車用冷間押出しプロセス - Google Patents

内はすば歯車用冷間押出しプロセス

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JPH0275436A
JPH0275436A JP1180150A JP18015089A JPH0275436A JP H0275436 A JPH0275436 A JP H0275436A JP 1180150 A JP1180150 A JP 1180150A JP 18015089 A JP18015089 A JP 18015089A JP H0275436 A JPH0275436 A JP H0275436A
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JP
Japan
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workpiece
ring
mandrel
extruded
mold
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JP1180150A
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English (en)
Inventor
William J Fuhrman
ウイリアム　ジェイ・フアーマン
Daniel W Hall
ダニエル　ダブリュ．ホール
John C Schneider
ジョン　シー・シュナイダー
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Ford Motor Co
Original Assignee
Ford Motor Co
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Publication date
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/12—Forming profiles on internal or external surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
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    • B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/08—Making wire, bars, tubes
    • B21C23/10—Making finned tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
    • B21K1/30—Making machine elements wheels; discs with gear-teeth
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
    • B21K1/30—Making machine elements wheels; discs with gear-teeth
    • B21K1/305—Making machine elements wheels; discs with gear-teeth helical

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ０発明の背景 本発明は、本発明の共同発明者の一人であるウィリアム
　ジエー　フールマンが　　年　　月日に出願した出願
番号　　　　　　　の出願中の特許出願明細書に記載し
た発明の改良にＶＡする。ウィリアム　ジエー　フール
マンのこの先の出願の発明は、環状加工物を、型リング
によって囲まれた浮動マンドレルの外型歯を横切って進
めることによってリングｅｍｎ＝用の内歯を形成するた
めの方法を含む。
このフールマンの発明の加工物は、ラムによって作動さ
れてパンチによって型層を通して押出され、このパンチ
はマンドレルと型リングの間の環状空間に入る。このパ
ンチが進むにつれ、加工物はその軸方向長さの主要部に
わたって押出される。
次にこのパンチは引込められ、第２の加工物を第１の加
工物と端と端をくつつＧノだ関係に合せ−で入れること
を可能にする。この第２の加工物は、マンドレルのパイ
ロット部で受けられる。パンチの次の運動は、この第２
の加工物を進め、次にそれは部分的に押出された加工物
を、後者が完全に押出され且つこのマンドレルの外型歯
の位置を越えて動くまで、進める。
ウィリアム　ジ１−　フールマンの共に出願中の明ａｍ
の発明のプロセスを使った加工物の押出し中、この加工
物を押出しプロセス中に型リングの環状内面に沿ってす
べらぼる必要があるため、比較的大きな摩擦力が起きる
。もし、この加工物が鋼、例えばＳＡＥ　　５１３０の
鋼で作られていたなら、比較的大きく高価な押出しプレ
スが必要である。これは、一部この押出しプロセス中に
確立される高い＃！擦力による。典型的な実施例で、こ
の押出し力は２４０トン以上である。
本発明と同様に、共に出願中のウィリアム　ジエー　フ
ールマンの出願の発明の押出プロヒスで、金属の押出し
が始まると、加工物はマンドレルの型層の入口部に入れ
させられる。この加工物の入りは、マンドレルのパイロ
ット部に隣接する型層の前縁上の斜面部によって容易に
される。この外歯の実際の内歯形成領域は、このマンド
レル歯の全型歯長さのほんの一部にすぎない。この歯の
後縁部は、外径が次第に減るように凹んでいる。それら
は又、ｍｌＯが次第に減るように作られている。
これは、押出しプロセス中にマンドレルの型銅が加工物
を案内づることを可能にするが、それはこのマンドレル
の歯とこの加工物の内径領域で押出されている金属との
間の過度の摩擦力を避番ブる。
この改良した発明では、この押出しプロセス中に要する
摩擦力をかなり減じている。これは、型リングを、加工
物が型銅を通して押出されるとき、後°者と−しよに又
は同期して動かすための儀えをすることによって達成し
た。この型銅が加ｒ物の内歯を完全に押出してから、こ
の押出された加工物と端と端をくっつけた関係に挿入し
た加工物は、マンドレルと共に、この加工物と型リング
の間に何も相対運動が起きることなく、空気圧シリンダ
棒によって上げられる。このリング、マンドレル及び加
工物が上がると、押出された加工物はこのプレスから抜
取られ、排出される。次にこのマンドレル、型リング及
び部分的に押出された加工物が低い高さに戻されると、
次の加工物をこのマンドレルのパイ０９１〜部の上に挿
入でき、上記の方法のステップが同じ順序で繰返される
。
口、実施例 第１図に、このリング歯車の全体を参照文字１０で示す
。それには、直径の精密な環状シェル１２及びこのプロ
ヒスで押出した内はす６［１１４がある。この押出しプ
ロセスでこのリング歯車１０を作った元の加工物は、内
・外径を精密機械油］二した環状リングである。それを
、第２図に全体を１８で示すマンドレルのパイロット部
１６にはめる。
マンドレル１８は円筒形の部材で、それに外型歯２０が
作られていて、その形は第２図に関連しで説明する。こ
のマンドレルには、かなりの歯押出し力を供給できるプ
レスベツドに１え付けられる°よう°にされた支持部２
２もある。
ウィリアム　ジエー　フールマンの共に出願中の特許出
願用ｌｌ占で説明したように、このリング歯＊ｉｏは、
もし歯に作用プる歯車力が比較的小さいなら、アルミ合
金材料から押出してもよい。
もし、高い歯車力が要求されるなら、このリング歯車の
素材は、ＳＡＥ　　５１３０鋼のような鋼にＪべきであ
る。どちらの場合も、この加工物の金属は、金属が追い
出されるとき、この型ｉ１に２０を通して押出される。
これは、勿論、この加工物の軸方向長さを増すが、その
軸方向成長は、このブランクの精密機械加工の際に考慮
に入れである。
第３図で、液圧プレスは全体を参照数字２４で示す。そ
れには、半径寸法が加工物３０の半径寸法に等しい先端
Ｎ　２８を持つ環状パンチ２６が取付けられている。
マンドレル１８は、この加工物３０と同様に、内径がこ
の加工物３０の外径と合うように精密機械加工された型
リング３２の中に受けられている。
型リング３２はシリンダ棒３４で支持され、その一つを
３４で示す。
このマンドレル上の型銅２０には、テーバ部３６のリー
ド、金属押出し部３８及び逃げ部４０がある。逃げ部４
０は、外径が次第に減少するように作られ、この逃げ部
４０の歯は、幅が歯車押出し部３８の対応する寸法に比
べて次第に減少するように作られている。
パンチ２６を引っ込めたとき、第２の加工物４２を、加
工物３０と端と端をくっつけた並列関係にしてパイロッ
ト部１６に挿入する。次にこのパンチ２６を進めると、
加工物４２は、この加工物３０をそれが４４で示すよう
にこの組立体の下部に排出されるまで押出し型銅２０を
通して進める。
この加工物３０が型銅２ｏを通して押出されているとき
、型リング３２はこの加工物と−しよに動き、それによ
ってこの加工物の型リング３２の内面に対する相対滑り
運動を防ぐ。これは、普通そのような滑り運動に伴うど
のような摩擦力をも除去する。それで必要な全押出し力
の大きさが減する。
第４Ａ図から第４Ｅ図に、この押出しプロセス中の種々
のステップの順序を示す。第４Ａ図でこの型パンチは上
又は引込位ｄにある。その時、加工物４２をマンドレル
のパイロット部１６に挿入する。型リング３２は、油圧
シリンダ棒３４によって上方位置に動かされる。先の加
工物３０は、第４Ａ図ではパイロット部１６に組付けら
れているように図示されている。
第４Ｂ図で、パンチ２６は進み、それによって加工物４
２を加工物３０に押しつけ、後者を歯２０を通して押出
ず。加工物が第４８図に示す位置をとるとき、型リング
３２は加工物３０と−しよに、これらの可動部品が第４
Ｃ図に示す位置をとるまで、動き始める。その時加工物
３０は完全に押出され、加工物４２は部分的に押出され
ているだけである。次のスデツプで、型リング３２は、
押出された加工物が歯から扱は落ちるので、この部分的
に押出された加工物と共に、液圧ピストン棒によって上
方に動かされる。これらの部品が第４Ｅ図に示す位置を
とるまで、このマンドレルの垂直運動によって型リング
の上方運動が続けられる。このパンチリング２６の継続
運動が、第４Ａ図に示すように、別の加工物の装填を可
能にし、このサイクルが繰返される。
それで、ラムとパンチが上った位置で、ブランクを先ず
このマンドレルのパイロット径の」二に、このマンドレ
ルと周囲のリングで定められる空洞の中へ予備装填して
もよいことが分かる。下方移動中及び型リングと調和し
た運動で、このパンチはこのブランク材料をマンドレル
の入口斜面及び歯領域へ軸方向に押圧する。それは、加
１物がマンドレルの歯と接触する手前的１．５Ｍで運動
を止める。その時、このブランクは、マンドレルと型リ
ングの間に高１！！擦接触で維持される。このパンチと
型リングが上方位置に引込むどき、ブランクはこのリン
グから一部抜け、そこで次のブランクを先のブランクに
対して端と端をくつつ番プだ関係で装填する。次にこの
パンチのＦ方運仙がこの第２のブランクを一部押出され
たブランクと、後者がこのマンドレル歯を通して完全に
押出されるまで、係合するよう強制する。その時、押出
された加工物は凹部空洞の中へ自由落下し、その空洞に
加工物は第４Ｅ図に示すように枯山されつる。
パンチが引込むと、シリンダ棒は、このシステムの倍の
可動部分と−しよに第４Ｅ図に示す位ｔへ上がる。その
時、ロボットのアームが、例えば、押出された加工物を
この成形型の境界からすべらせるための接近が可能にな
る。排出後、シリンダはこの組立体を元の位置へ戻す。
このマンドレルは浮動マンドレルで、そのため自動調心
型である。ブランクは、押出し前の状態でこのブランク
に形成された偏心は押出した部品に対応する偏心を生ず
るだろうから、精密に機械加工する。
押出し前の加工物ブランクの孔径は、ｔｌｌｌＩの小径
に対応しなければならない。これは、歯の間の空間がこ
の押出しプロヒス中にこのブランク材料によって完全に
満されることを保証する。押出されたピッチ直径の同心
度は、押出し前のブランクの同心度で決まる。
マンドレル歯のテーパ何遍げと次第に減少する歯厚は、
はす歯の押出しの場合につる巻案内の機能を果たしなが
ら金属のＨ１８１［と摩損をしないようにする。しかし
、この改良したプロセスは平歯車を作るためにも同様に
使うことを意図する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のプロセスによって作った完成リング
歯車を示す図である。 第２図は、第１図のリング歯車の押出しに使用する外歯
マンドレルを示す図である。 第３図は、本発明の押出しプロヒスに使用する押出しプ
レスの要素を示す図である。 第４Ａ図から第４Ｅ図は、第３図の構造を、押出しプロ
セスで使用するスデップに対するその種種の作動位置で
示す。 １０・・・リング歯車　　１４・・・内歯１８・・・マ
ンドレル　　２０・・・型層２６・・・環状パンチ　　
３０・・・リング歯ＩＪＩブランク（加工物） ３２・・・型リング　　　３８・・・金属成形部４０・
・・逃げ部　　　　４２・・・次の加工物。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）内リング歯車歯（１４）を冷間押出しするための
    プロセスであつて、精密な内・外径の環状リング歯車ブ
    ランク（３０）を機械加工すること、金属成形部（３８
    ）並びにピッチ直径及び歯厚がこの金属成形部の対応す
    る寸法より小さい逃げ部（４０）を備える外型歯（２０
    ）をもち、該歯車ブランクと周軸に配置されたマンドレ
    ル（１８）上に該ブランクを取付けること、 完成リング歯車（１０）の所望の外径に等しい内径をも
    つ型リング（３２）を該マンドレル及びブランクの周に
    取付けること、 該型リングと該マンドレルの間に環状パンチ（２６）を
    動かし、それによつて該加工物が該型歯を通して部分的
    に押出されること、 次の加工物（４２）を該マンドレル上に前述の加工物と
    隣接して後者に対して当接関係に取付けること、並びに 該型リングを押出されている加工物と一致して動かし、
    それによつて必要な全押出し力を減じ且つこの加工物と
    型リングの面と面との界面でのかじりの可能性を除去す
    ることを含むプロセス。
  2. （２）内リング歯車歯（１４）を冷間押出しするための
    プロセスであつて、精密な内・外径の環状リング歯車ブ
    ランク（３０）を機械加工すること、金属成形部（３８
    ）並びにピッチ直径及び歯厚がこの金属成形部の対応す
    る寸法より小さい逃げ部（４０）を備える外型歯（２０
    ）をもち、該歯車ブランクと周軸に配置されたマンドレ
    ル（１８）上に該ブランクを取付けること、 完成リング歯車（１０）の所望の外径に等しい内径をも
    つ型リング（３２）を該マンドレル及びブランクの周に
    取付けること、 該型リングと該マンドレルの間に環状パンチ（２６）を
    動かし、それによつて該加工物が該型層を通して部分的
    に押出されること、 次の加工物（４２）を該マンドレル上に前述の加工物と
    隣接して後者に対して当接関係に取付けること、 該型リングを押出されている加工物と一致して動かし、
    それによつて必要な全押出し力を減じ且つこの加工物と
    型リングの面と面との界面でのかじりの可能性を除去す
    ること、並びに 押出された加工物をこの型リングから抜取可能にするた
    め、型リング、部分的に押出された加工物及びパンチを
    引込めるための手段を含むプロセス。
  3. （３）内リング歯車歯（１４）を冷間押出しするための
    プロセスであつて、精密な内・外径の環状リング歯車ブ
    ランク（３０）を機械加工すること、金属成形部（３８
    ）並びにピッチ直径及び歯厚がこの金属成形部の対応す
    る寸法より小さい逃げ部（４０）を備える外型歯（２０
    ）をもち、該歯車ブランクと同軸に配置されたマンドレ
    ル（１８）上に該ブランクを取付けること、 完成リング（１０）の所望の外径に等しい内径をもつ型
    リング（３２）を該マンドレル及びブランクの周に取付
    けること、 該型リングと該マンドレルの間に環状パンチ（２６）を
    動かし、それによつて該加工物が該型層を通して部分的
    に押出されること、 次の加工物（４２）を該マンドレル上に前述の加工物と
    隣接して後者に対して当接関係に取付けること、 該型リングを押出されている加工物と一致して動かし、
    それによつて必要な全押出し力を減じ且つこの加工物と
    型リングの面と面との界面でのかじりの可能性を除去す
    ること、 押出された加工物をこの型リングから抜取可能にするた
    め、型リング、部分的に押出された加工物及びパンチを
    引込めるための手段、並びに押出された加工物をこの成
    形型から排出可能にするため、型リング及び部分的に押
    出された加工物を該マンドレルと共に更に引込めるため
    の手段を含むプロセス。
JP1180150A 1988-08-15 1989-07-12 内はすば歯車用冷間押出しプロセス Pending JPH0275436A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/232,042 US4878370A (en) 1988-08-15 1988-08-15 Cold extrusion process for internal helical gear teeth
US232042 1988-08-15

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JPH0275436A true JPH0275436A (ja) 1990-03-15

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