JPH05237586A - 内歯歯形の成形方法 - Google Patents

内歯歯形の成形方法

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JPH05237586A
JPH05237586A JP7326592A JP7326592A JPH05237586A JP H05237586 A JPH05237586 A JP H05237586A JP 7326592 A JP7326592 A JP 7326592A JP 7326592 A JP7326592 A JP 7326592A JP H05237586 A JPH05237586 A JP H05237586A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的低荷重で内歯歯形を成形加工する成形
方法の提供。 【構成】 密閉鍛造にて、所定加工量、素材2に歯形成
形を行う第1工程と、所定加工量鍛造成形された中間品
4を、一部を自由表面とし、自由表面部から肉を張り出
させながら圧縮して歯形成形を行う第2の工程と、第2
の工程で生じたフランジ8を切削加工する第3の工程と
から成る内歯歯形の成形方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内歯歯形の成形方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】鍛造加工等で歯形を成形する方法は、た
とえば特開昭60−115342号に示されている。そ
こでは、内周側の中空部成形用ポンチと外周側の成形用
歯形が形成された下ダイスとの間に成形用素材を充填し
て軸方向にメインポンチで圧縮荷重をかけて密閉鍛造
し、環状体の成形用素材を径方向に拡げて外周側に下ダ
イスの歯形に做う歯形を成形する。しかし、これは環状
体に軸方向力をかけて環状体を径方向に拡げ外歯歯形を
形成する方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記外歯歯形の密閉鍛
造方法を内歯歯形の塑性成形に適用した場合、軸力をか
けたときに環状体は径方向外側に拡がるので、内周側に
歯形が成形される内歯歯形の場合は、歯先への材料充填
が不十分になり、成形不良が生じる。内歯歯形の歯先ま
で充填させるためには成形荷重を高めなければならない
ため、装置が破損するおそれがある。
【0004】したがって、従来、内歯歯形の歯形形成
は、切削等の機械加工で行われていた。とくに、内歯の
ヘリカル歯形となると切削以外は不可能とされていた。
しかし、機械加工による歯形形成は、サイクルタイムが
長くなり生産性が悪い。また、通常、ブローチ盤を用い
るため、設備費が高くなるという問題がある。
【0005】本発明は、比較的小さい成形荷重にて歯先
まで材料を充填できる、したがって従来不可能と考えら
れていた内歯歯形を塑性成形できる、内歯歯形の成形方
法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、次の内歯歯形の成形方法によって達成される。す
なわち、密閉鍛造にて所定加工量、素材に歯形成形を行
う第1の工程と、前記素材の、歯形成形部以外の一部を
自由表面とし、該自由表面の部位から素材の肉がはみ出
るのを許しながら前記素材に圧縮力をかけて内歯歯形成
形を行う第2の工程と、前記第2の工程で生じた前記自
由表面部位のはみ出し部を切削加工で除去する第3の工
程と、から成る内歯歯形の成形方法。
【0007】
【作用】上記の本発明方法では、第1の工程で密閉鍛造
にて所定加工量、たとえばフイルアップ率80%の歯形
成形を行う。フイルアップ率が約80%以下のため、比
較的小さい圧縮荷重で行うことができ、型破損は生じな
い。次に、第2の工程にて、仕上げ加工が難しい輪郭形
状を、精密型鍛造加工の一種である、いわゆる分流法を
適用して、塑性加工で成形する。分流法では、2方向
(外周部方向と内周部方向)へ材料流動をさせながら成
形を行うので、成形部への材料の充足が容易となり、し
かも一部に自由表面があるため、急激な荷重の上昇を避
けることができ、比較的小さい成形荷重で歯形成形を行
うことができる。第3の工程で、自由表面部位のはみ出
した余肉を削りとる。
【0008】
【実施例】以下に、本発明に係る内歯歯形の成形方法の
望ましい実施例を、図面を参照して説明する。
【0009】図1は、本発明方法を、内歯ヘリカル歯形
の成形に適用した場合を、加工工程順に示している。図
1において、(イ)はこれから歯形成形を行う歯形形成
用環状素材2を示し、(ロ)は第1工程において、密閉
鍛造により所定量、内歯ヘリカル歯形成形を行った中間
品4を示し、(ハ)は第2工程において、いわゆる分流
法を適用して、中間品の一部に設けた自由表面部に肉を
はみ出させてフランジ8を形成しながら、内歯ヘリカル
歯形6を形成した、中間品10を示し、(ニ)は第3工
程において、フランジ8を切削した後の内歯ヘリカル歯
形製品12を示している。
【0010】図1の(イ)の素材2は、金属であり、た
とえばアルミニウムである。第1工程終了後においてた
とえば、厚さ7mm、外径40mm、内歯の谷径が2
3.55mm、内歯の山径が17.69mmの粗形内歯
歯形中間品を得るのに、素材段階で、厚さ10mm、外
径40mm、内径23.6mmの素材2が用意される。
【0011】図1の(ロ)の第1工程の密閉鍛造は、た
とえば図2のように実行される。図2において、拘束用
コンテナ14、上ポンチ16、下ポンチ18の間で、素
材2を圧縮し、内歯歯形を成形する。
【0012】密閉鍛造では、歯丈のフイルアップ率が8
0%程度まで成形する。歯丈のフイルアップ率とは、歯
形への材料の充填割合で、成形すべき歯の全高をt0
充填した歯の高さをtとすると、t/t0 として定義さ
れる。フイルアップ率を80%以上にすると、成形荷重
が急激に大になり、型破損を生じる。
【0013】図3は、歯丈フイルアップ率(%)と密閉
鍛造成形荷重(TON)との関係を示している。図3か
ら分るように、成形荷重が大きい程、歯丈のフイルアッ
プ率の増加割合が小になり、歯先の細い部分に材料を充
足させるには、荷重を急激に大きくしなければならない
ことを示している。したがって、歯先の細い部分に材料
を充足させるには、密閉鍛造では限度がある。
【0014】図1の(ハ)の第2工程で分流法を応用し
た成形を実施する。分流法とは、仕上げ加工が難しい輪
郭形状を塑性加工で成形し、簡単な形状の部位への材料
流動を許し、後に切削加工をする方法である。分流法で
は、2方向へ材料流動をさせながら成形を行い、しかも
一部に自由表面があるため、急激な荷重の上昇を避ける
ことができる。
【0015】図4に、分流法の型構造を示す。中央に
は、外周部に歯形が形成してあるマンドレル20を設
け、上ポンチ22と下ポンチ24で中間品4を圧縮する
ようにする。26は上拘束用コンテナで中間品4の上部
を拘束し、28は下拘束用コンテナで中間品4の下部を
拘束する。上拘束用コンテナ26と下拘束用コンテナ2
8の間は隙間があり、この隙間は中間品4の外周面の一
部に自由表面を与える。
【0016】中間品4が上ポンチ22と下ポンチ24間
で圧縮されると、中間品4の材料は半径方向内側と外側
との2方向に流動する。外側に流動した肉はフランジ8
を形成し、内側に流動した材料は、内歯を充足して精密
成形する。
【0017】図5は、分流法による成形により、ほぼ歯
丈がフィルアップした素材の歯先の型当たり率(%)と
成形荷重(TON)との関係を示している。図中、K
d、Kuは予じめ定めた、コンテナ28、26の拘束量
である(図6参照)。また、歯先の型当たり率とは、図
7に示すように、型当り長さlを歯筋方向の全歯長さl
0 で徐した比で、図5はそれを百分率で、すなわちl/
0 ×100で示している。図5から分るように、第1
工程の密閉鍛造の成形荷重が50TONであったところ
が、第2工程の分流法では、あまり成形荷重を増大させ
ないで歯先部分への材料の充足が可能である。たとえ
ば、分流法では、成形荷重が60TONで、ほぼ歯先ま
で充足し、歯先の型当たり率を80%以上にすることが
できる。しかも、成形荷重の増大につれて歯先の型当た
り率の増加の割合が増える傾向にある(図3の密閉鍛造
の場合と逆)。したがって、あまり成形荷重を大きくし
ないで、100%近い歯先の型当たりを得ることができ
る。
【0018】図1の(ニ)の第3工程では、分流法によ
る成形において、フランジ8を切削加工により、除去
し、製品12を得る。
【0019】つぎに、作用を説明する。本発明の方法
は、分流法の加工原理を応用して内歯歯形の塑性加工を
行うものである。分流法による第2工程においては、圧
縮加工されるに伴い、材料は内径側、すなわちマンドレ
ル20側に張り出す。この時、あらかじめ定めた拘束量
(図6のKd、Ku)によって、外周側への材料の張り
出しが所定量以下に制限される。
【0020】外周側へも材料を流動させることにより、
内周側(歯形部分)への材料の充足が容易となり、比較
的低い成形荷重で、内歯のヘリカル歯形が成形される。
【0021】このように塑性成形により内歯歯形は、機
械加工により歯切した歯形に比べ、塑性加工の歯形では
鍛流線が継っているため、歯部の強度が2割位増大して
いる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、内歯歯形を、密閉鍛造
にて所定加工量の歯形成形を施し、続いて、一部に設け
た自由表面から材料の張り出し流動を許しながら圧縮力
をかけて歯形成形(いわゆる分流法による成形)を行う
ので、内歯歯形を、比較的小さい成形荷重で、塑性加工
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る内歯歯形の成形方法に
おける工程順の素材、中間品、製品の断面図である。
【図2】本発明の密閉鍛造工程で用いる型の概略断面図
である。
【図3】密閉鍛造における歯丈フイルアップ率対成形荷
重図である。
【図4】本発明の分流法の成形工程で用いる型の概略断
面図である。
【図5】分流法の成形における歯丈アップ率対成形荷重
図である。
【図6】図4の型のA部拡大断面図である。
【図7】歯先の型当たり率の定義を示す概略斜視、部分
断面図である。
【符号の説明】
2 素材 4 中間品 6 内歯歯形 8 フランジ 10 中間品 12 製品 20 マンドレル 22 上ポンチ 24 下ポンチ 26 上拘束用コンテナ 28 下拘束用コンテナ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密閉鍛造にて所定加工量、素材に歯形成
    形を行う第1の工程と、 前記素材の、歯形成形部以外の一部を自由表面とし、該
    自由表面の部位から素材の肉がはみ出るのを許しながら
    前記素材に圧縮力をかけて内歯歯形成形を行う第2の工
    程と、 前記第2の工程で生じた前記自由表面部位のはみ出し部
    を切削加工で除去する第3の工程と、から成ることを特
    徴とする内歯歯形の成形方法。
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JPH11311108A (ja) * 1998-04-27 1999-11-09 Toyota Motor Corp 回転位相差可変装置用ハウジング、回転位相差可変装置用ロータ、回転位相差可変装置および製造方法
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