JPH06335827A - センタ穴付き歯車の製造方法 - Google Patents
センタ穴付き歯車の製造方法Info
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- JPH06335827A JPH06335827A JP5124278A JP12427893A JPH06335827A JP H06335827 A JPH06335827 A JP H06335827A JP 5124278 A JP5124278 A JP 5124278A JP 12427893 A JP12427893 A JP 12427893A JP H06335827 A JPH06335827 A JP H06335827A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
- B23P15/14—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass gear parts, e.g. gear wheels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/32—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for gear wheels, worm wheels, or the like
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49462—Gear making
- Y10T29/49467—Gear shaping
- Y10T29/49474—Die-press shaping
Abstract
(57)【要約】
【目的】 成形型の寿命を増大させることが可能であ
り、精度の高いセンタ穴付き歯車を効率よく低コストで
製造できるようにする。 【構成】 センタ穴を有する中空歯車素材に表面硬化処
理を施してその内外表面に表面硬化層を形成したのち、
鍛造加工時にセンタ穴の一方側から入る一方のピアス４
をそなえた一方の成形型２と同センタ穴の他方側から入
る他方のピアス５をそなえた他方の成形型３を用いて中
空歯車成形体形状に鍛造加工を行い、閉型状態で中空歯
車成形体７の外周側に歯形７ａを形成すると共にセンタ
穴７ｂ内において一方のピアス４と他方のピアス５との
間で円環状のバリ７ｃを生じさせ且つ円環状のバリ７ｃ
の厚さを０．３（ｍｍ）以上でかつ表面硬化層深さ（ｔ
（ｍｍ））の１．３・ｔ（ｍｍ）以下に規制し、鍛造加
工後に円環状のバリ７ｃを除去して焼入れ焼もどし処理
を施す。
り、精度の高いセンタ穴付き歯車を効率よく低コストで
製造できるようにする。 【構成】 センタ穴を有する中空歯車素材に表面硬化処
理を施してその内外表面に表面硬化層を形成したのち、
鍛造加工時にセンタ穴の一方側から入る一方のピアス４
をそなえた一方の成形型２と同センタ穴の他方側から入
る他方のピアス５をそなえた他方の成形型３を用いて中
空歯車成形体形状に鍛造加工を行い、閉型状態で中空歯
車成形体７の外周側に歯形７ａを形成すると共にセンタ
穴７ｂ内において一方のピアス４と他方のピアス５との
間で円環状のバリ７ｃを生じさせ且つ円環状のバリ７ｃ
の厚さを０．３（ｍｍ）以上でかつ表面硬化層深さ（ｔ
（ｍｍ））の１．３・ｔ（ｍｍ）以下に規制し、鍛造加
工後に円環状のバリ７ｃを除去して焼入れ焼もどし処理
を施す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平歯車，斜歯歯車，傘
歯車などの歯車を製造するのに利用される歯車の製造方
法に関し、とくに、センタ穴を有する歯車を改良バリ鍛
造加工によって効率よくそして高精度にしかも成形型の
寿命を延長したものとして製造するのに好適なセンタ穴
付き歯車の製造方法に関するものである。
歯車などの歯車を製造するのに利用される歯車の製造方
法に関し、とくに、センタ穴を有する歯車を改良バリ鍛
造加工によって効率よくそして高精度にしかも成形型の
寿命を延長したものとして製造するのに好適なセンタ穴
付き歯車の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、平歯車，斜歯歯車，傘歯車などの
歯車を製造するに際しては、歯切り・シェービング加工
などでブロック素材から歯車を削り出して製造する切削
加工法が多く採用されてきた（例えば、『機械工学便
覧』 昭和６３年５月１５日 新版第２刷発行 社団法
人 日本機械学会 編 第Ｂ２−１３６頁〜Ｂ２−１３
７頁 ５・２・７ 歯切り・シェービング加工）が、こ
のような切削加工では、生産効率が良くないと共に素材
歩留りが悪いなどの欠点を有しているため、近年におい
ては、塑性変形を利用した鍛造加工によって製造するこ
とも良く行われるようになってきている（例えば、同上
『機械工学便覧』 第Ｂ２−１００頁〜Ｂ２−１０６頁
４・２・４ 鍛造加工）。
歯車を製造するに際しては、歯切り・シェービング加工
などでブロック素材から歯車を削り出して製造する切削
加工法が多く採用されてきた（例えば、『機械工学便
覧』 昭和６３年５月１５日 新版第２刷発行 社団法
人 日本機械学会 編 第Ｂ２−１３６頁〜Ｂ２−１３
７頁 ５・２・７ 歯切り・シェービング加工）が、こ
のような切削加工では、生産効率が良くないと共に素材
歩留りが悪いなどの欠点を有しているため、近年におい
ては、塑性変形を利用した鍛造加工によって製造するこ
とも良く行われるようになってきている（例えば、同上
『機械工学便覧』 第Ｂ２−１００頁〜Ｂ２−１０６頁
４・２・４ 鍛造加工）。
【０００３】図２は、熱間トリミング鍛造によって傘歯
車を製造する工程を例示するものであって、図２（ａ）
に示すような中実歯車素材２１を図２（ｂ）に示すよう
に高周波加熱炉２２で例えば１１００℃に加熱し、次い
で図２（ｃ）に示すように熱間鍛造を行って傘歯車成形
体２３に成形し、傘歯車成形体２３の歯形２３ａの端部
に形成された薄片状のバリ２３ｂを図２（ｄ）に示すト
リミング工程でトリミングプレスにより除去し、次いで
図２（ｅ）に示すようにショットおよびボンデ処理（燐
酸亜鉛被膜処理）を施し、さらに図２（ｆ）に示すよう
にサイジングにより仕上げ成形する工程を経るものとし
ていた。
車を製造する工程を例示するものであって、図２（ａ）
に示すような中実歯車素材２１を図２（ｂ）に示すよう
に高周波加熱炉２２で例えば１１００℃に加熱し、次い
で図２（ｃ）に示すように熱間鍛造を行って傘歯車成形
体２３に成形し、傘歯車成形体２３の歯形２３ａの端部
に形成された薄片状のバリ２３ｂを図２（ｄ）に示すト
リミング工程でトリミングプレスにより除去し、次いで
図２（ｅ）に示すようにショットおよびボンデ処理（燐
酸亜鉛被膜処理）を施し、さらに図２（ｆ）に示すよう
にサイジングにより仕上げ成形する工程を経るものとし
ていた。
【０００４】このような熱間トリミング鍛造では、熱間
鍛造後に形成された薄片状のバリ２３ｂを除去するため
にトリミングプレスを用いたトリミングを行う必要があ
るため、工程が多くなって生産効率を低下させることが
あるという欠点があった。そこで、このようなトリミン
グを行う必要がない閉そく鍛造によって歯車を製造する
こともあった（例えば、同上『機械工学便覧』 第Ｂ２
−１０６頁 ｖｉｉ閉そく鍛造）。
鍛造後に形成された薄片状のバリ２３ｂを除去するため
にトリミングプレスを用いたトリミングを行う必要があ
るため、工程が多くなって生産効率を低下させることが
あるという欠点があった。そこで、このようなトリミン
グを行う必要がない閉そく鍛造によって歯車を製造する
こともあった（例えば、同上『機械工学便覧』 第Ｂ２
−１０６頁 ｖｉｉ閉そく鍛造）。
【０００５】図３は、閉そく鍛造によって傘歯車を製造
する工程を例示するものであって、図３（ａ）に示すよ
うな中実歯車素材３１を図３（ｂ）に示すように高周波
加熱炉３２で加熱後切断し、次いで図３（ｃ）に示すよ
うに表面に潤滑剤３３をコーティングしたのち図３
（ｄ）に示すように高周波加熱炉３４で加熱し、次いで
閉そく鍛造を行って図３（ｅ）に示すような傘歯車成形
体３５を製造する工程を経るものとしていた（例えば、
『小松技報』 Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．１，１９８６，ｐ
３４）。
する工程を例示するものであって、図３（ａ）に示すよ
うな中実歯車素材３１を図３（ｂ）に示すように高周波
加熱炉３２で加熱後切断し、次いで図３（ｃ）に示すよ
うに表面に潤滑剤３３をコーティングしたのち図３
（ｄ）に示すように高周波加熱炉３４で加熱し、次いで
閉そく鍛造を行って図３（ｅ）に示すような傘歯車成形
体３５を製造する工程を経るものとしていた（例えば、
『小松技報』 Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．１，１９８６，ｐ
３４）。
【０００６】また、図２および図３に示した製造工程に
おいては、ともに中実歯車素材２１，３１のままで鍛造
加工を行うことによって傘歯車成形体２３，３５に成形
するようにしているが、このような工程とすると、工程
数が多くなるという欠点があった。そこで、中空歯車素
材を用いて傘歯車を製造することもあった。
おいては、ともに中実歯車素材２１，３１のままで鍛造
加工を行うことによって傘歯車成形体２３，３５に成形
するようにしているが、このような工程とすると、工程
数が多くなるという欠点があった。そこで、中空歯車素
材を用いて傘歯車を製造することもあった。
【０００７】図４は、中空歯車素材を用いて閉そく鍛造
によりセンタ穴付き傘歯車を製造する工程を例示するも
のであって、図４（ａ）に示すような中実歯車素材４１
に対して機械加工を行うことによって図４（ｂ）に示す
ような中空歯車素材４２とし、この中空歯車素材４２に
対して図４（ｃ）に示す工程において浸炭処理を施して
内外表面に浸炭層を形成し、その後、潤滑剤としてリン
酸化成処理および黒鉛処理等を施し、次いで図４（ｄ）
に示す工程において１０００℃の鍛造温度に加熱したの
ち熱間で中空用にマンドレルを用いた金型で閉そく鍛造
して中空歯車成形体４３に成形後焼入れおよび焼もどし
を施し、その後図４（ｅ）に示す工程でサンドブラスト
処理することにより黒皮を除去して洗浄化し、さらに図
４（ｆ）に示す工程で仕上げ加工を行って傘歯車４４を
製造する工程を経るものとしていた（例えば、『鉄と
鋼』 Ｖｏｌ．７８，Ｎｏ．８，１９９２，ｐ１１０〜
１１６）。
によりセンタ穴付き傘歯車を製造する工程を例示するも
のであって、図４（ａ）に示すような中実歯車素材４１
に対して機械加工を行うことによって図４（ｂ）に示す
ような中空歯車素材４２とし、この中空歯車素材４２に
対して図４（ｃ）に示す工程において浸炭処理を施して
内外表面に浸炭層を形成し、その後、潤滑剤としてリン
酸化成処理および黒鉛処理等を施し、次いで図４（ｄ）
に示す工程において１０００℃の鍛造温度に加熱したの
ち熱間で中空用にマンドレルを用いた金型で閉そく鍛造
して中空歯車成形体４３に成形後焼入れおよび焼もどし
を施し、その後図４（ｅ）に示す工程でサンドブラスト
処理することにより黒皮を除去して洗浄化し、さらに図
４（ｆ）に示す工程で仕上げ加工を行って傘歯車４４を
製造する工程を経るものとしていた（例えば、『鉄と
鋼』 Ｖｏｌ．７８，Ｎｏ．８，１９９２，ｐ１１０〜
１１６）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の歯車の製造方法において、図２に示した熱間
トリミング鍛造法および図３に示した閉そく鍛造法によ
る場合には、中実歯車素材２１，３１を用いてこれに鍛
造加工を行っており、この鍛造加工では歯成形のみを行
うようにし、その後に機械加工によってセンタ穴をあけ
ると共に研削等により背面の仕上げを行い、その後浸炭
焼入れ・焼もどしを施すようにしていたため、熱間鍛造
による歯成形と機械加工によるセンタ穴あけさらにはそ
の後の浸炭熱処理などを行うこととなって工程数が増大
することから生産効率の向上にとってあまり好ましくな
く、製品コストを上昇させるものとなっていると共に、
センタ穴あけ加工時に寸法精度の低下がもたらされるこ
ともありうるという問題点があった。
うな従来の歯車の製造方法において、図２に示した熱間
トリミング鍛造法および図３に示した閉そく鍛造法によ
る場合には、中実歯車素材２１，３１を用いてこれに鍛
造加工を行っており、この鍛造加工では歯成形のみを行
うようにし、その後に機械加工によってセンタ穴をあけ
ると共に研削等により背面の仕上げを行い、その後浸炭
焼入れ・焼もどしを施すようにしていたため、熱間鍛造
による歯成形と機械加工によるセンタ穴あけさらにはそ
の後の浸炭熱処理などを行うこととなって工程数が増大
することから生産効率の向上にとってあまり好ましくな
く、製品コストを上昇させるものとなっていると共に、
センタ穴あけ加工時に寸法精度の低下がもたらされるこ
ともありうるという問題点があった。
【０００９】また、図４に示した熱間閉そく鍛造法によ
る場合は、加熱した中空歯車素材４２との接触時間が長
いものとなるため、熱影響によって成形型が焼もどされ
てしまい、硬さが低下した成形型では変形を生じやすい
ものとなって、型寿命が低下することとなり、製品コス
トを上昇させるという問題があった。
る場合は、加熱した中空歯車素材４２との接触時間が長
いものとなるため、熱影響によって成形型が焼もどされ
てしまい、硬さが低下した成形型では変形を生じやすい
ものとなって、型寿命が低下することとなり、製品コス
トを上昇させるという問題があった。
【００１０】したがって、このような製品コストの増大
を伴うことなく精度の高いセンタ穴付き歯車を効率よく
製造できるようにすることが課題となっていた。
を伴うことなく精度の高いセンタ穴付き歯車を効率よく
製造できるようにすることが課題となっていた。
【００１１】
【発明の目的】本発明は、上記したような従来の課題に
かんがみてなされたものであって、成形型の寿命を増大
させることが可能であり、精度の高いセンタ穴付き歯車
を効率よく低コストで製造することが可能であるセンタ
穴付き歯車の製造方法を提供することを目的としてい
る。
かんがみてなされたものであって、成形型の寿命を増大
させることが可能であり、精度の高いセンタ穴付き歯車
を効率よく低コストで製造することが可能であるセンタ
穴付き歯車の製造方法を提供することを目的としてい
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるセンタ穴
付き歯車の製造方法は、センタ穴を有する中空歯車素材
に表面硬化処理を施して前記中空歯車素材の内外表面に
表面硬化層を形成したのち、鍛造加工時に前記センタ穴
の一方側から入る一方のピアスをそなえた一方の成形型
と前記センタ穴の他方側から入る他方のピアスをそなえ
た他方の成形型を用いて中空歯車成形体形状に鍛造加工
を行い、閉型状態で前記中空歯車成形体の外周側に歯形
を形成すると共に前記センタ穴内において前記一方のピ
アスと他方のピアスとの間で円環状のバリを生じさせ且
つ前記円環状のバリの厚さ（すなわち、閉型時における
一方のピアスと他方のピアスとの間隔）を０．３（ｍ
ｍ）以上で且つ前記表面硬化層深さ（ｔ（ｍｍ））の
１．３・ｔ（ｍｍ）以下（すなわち、表面硬化層深さの
１３０％以下）に規制し、鍛造加工後に前記円環状のバ
リを除去して焼入れ・焼もどし等の調質処理を施す構成
としたことを特徴としており、このようなセンタ穴付き
歯車の製造方法に係わる発明の構成をもって前述した従
来の課題を解決するための手段としている。
付き歯車の製造方法は、センタ穴を有する中空歯車素材
に表面硬化処理を施して前記中空歯車素材の内外表面に
表面硬化層を形成したのち、鍛造加工時に前記センタ穴
の一方側から入る一方のピアスをそなえた一方の成形型
と前記センタ穴の他方側から入る他方のピアスをそなえ
た他方の成形型を用いて中空歯車成形体形状に鍛造加工
を行い、閉型状態で前記中空歯車成形体の外周側に歯形
を形成すると共に前記センタ穴内において前記一方のピ
アスと他方のピアスとの間で円環状のバリを生じさせ且
つ前記円環状のバリの厚さ（すなわち、閉型時における
一方のピアスと他方のピアスとの間隔）を０．３（ｍ
ｍ）以上で且つ前記表面硬化層深さ（ｔ（ｍｍ））の
１．３・ｔ（ｍｍ）以下（すなわち、表面硬化層深さの
１３０％以下）に規制し、鍛造加工後に前記円環状のバ
リを除去して焼入れ・焼もどし等の調質処理を施す構成
としたことを特徴としており、このようなセンタ穴付き
歯車の製造方法に係わる発明の構成をもって前述した従
来の課題を解決するための手段としている。
【００１３】本発明に係わるセンタ穴付き歯車の製造方
法においては、センタ穴を有する中空歯車素材を用いて
いるが、この中空歯車素材は、中実歯車素材に対してド
リル加工等により切削加工を行うことによって得たもの
であってもよく、また、同じく中実歯車素材に対してコ
ールドフォーマーによる冷間での穴あけ加工を行うこと
により得たものであってもよく、あるいは、中実歯車素
材を用いることなくパイプ材として成形したものを用い
ることもでき、中空歯車素材を得るための手段について
は適宜に採用されるものであって、本発明では特に限定
されない。
法においては、センタ穴を有する中空歯車素材を用いて
いるが、この中空歯車素材は、中実歯車素材に対してド
リル加工等により切削加工を行うことによって得たもの
であってもよく、また、同じく中実歯車素材に対してコ
ールドフォーマーによる冷間での穴あけ加工を行うこと
により得たものであってもよく、あるいは、中実歯車素
材を用いることなくパイプ材として成形したものを用い
ることもでき、中空歯車素材を得るための手段について
は適宜に採用されるものであって、本発明では特に限定
されない。
【００１４】また、中空歯車素材の材質についても、Ｊ
ＩＳ ＳＣ材，ＳＮＣ材，ＳＮＣＭ材，ＳＣｒ材，ＳＣ
Ｍ材，ＳＭｎ材，ＳＭｎＣ材等々のうち例えばはだ焼用
に適する鋼材、もしくは適宜の合金元素を添加した鋼材
の中から任意に選んで使用することができ、とくに限定
はされない。
ＩＳ ＳＣ材，ＳＮＣ材，ＳＮＣＭ材，ＳＣｒ材，ＳＣ
Ｍ材，ＳＭｎ材，ＳＭｎＣ材等々のうち例えばはだ焼用
に適する鋼材、もしくは適宜の合金元素を添加した鋼材
の中から任意に選んで使用することができ、とくに限定
はされない。
【００１５】次に、前記中空歯車素材に対して表面硬化
処理を施して、中空歯車素材の内外表面に表面硬化層を
形成する。この場合、表面硬化処理としては、浸炭，浸
炭窒化，窒化等々の適宜の表面硬化処理法が採用され、
とくに限定はされないものであり、また、例えば、浸炭
処理を施すとしても、普通浸炭，高温浸炭，真空浸炭等
々が適宜に採用されうる。
処理を施して、中空歯車素材の内外表面に表面硬化層を
形成する。この場合、表面硬化処理としては、浸炭，浸
炭窒化，窒化等々の適宜の表面硬化処理法が採用され、
とくに限定はされないものであり、また、例えば、浸炭
処理を施すとしても、普通浸炭，高温浸炭，真空浸炭等
々が適宜に採用されうる。
【００１６】続いて、表面硬化処理後のセンタ穴付き中
空歯車素材に対し、鍛造加工時に前記センタ穴の一方側
から入る一方のピアス（マンドレル等の類似呼称をもつ
ものを含む。）をそなえた一方の成形型と前記センタ穴
の他方側から入る他方のピアス（これもまたマンドレル
等の類似呼称をもつものをも含む。）をそなえた他方の
成形型を用いて中空歯車成形体形状に鍛造加工を行う。
空歯車素材に対し、鍛造加工時に前記センタ穴の一方側
から入る一方のピアス（マンドレル等の類似呼称をもつ
ものを含む。）をそなえた一方の成形型と前記センタ穴
の他方側から入る他方のピアス（これもまたマンドレル
等の類似呼称をもつものをも含む。）をそなえた他方の
成形型を用いて中空歯車成形体形状に鍛造加工を行う。
【００１７】この鍛造加工に先立っては、中空歯車素材
の表面にリン酸化成被膜，二硫化モリブデン被膜，黒鉛
被膜等々の潤滑剤被覆を形成する表面潤滑処理を施して
おくことが必要に応じて望ましい。
の表面にリン酸化成被膜，二硫化モリブデン被膜，黒鉛
被膜等々の潤滑剤被覆を形成する表面潤滑処理を施して
おくことが必要に応じて望ましい。
【００１８】このような鍛造加工を行うことによって、
成形型の閉型状態で中空歯車成形体の外周側に歯形を形
成すると共に前記センタ穴内において前記一方のピアス
と他方のピアスとの間で円環状のバリを生じさせるが、
この際、前記円環状のバリの厚さ（すなわち、閉型時に
おける一方のピアスと他方のピアスとの間隔）を０．３
（ｍｍ）以上で且つ前記表面硬化層深さ（ｔ（ｍｍ））
の１．３・ｔ（ｍｍ）以下（すなわち、１３０％以下）
に規制する改良バリ鍛造加工を行う。
成形型の閉型状態で中空歯車成形体の外周側に歯形を形
成すると共に前記センタ穴内において前記一方のピアス
と他方のピアスとの間で円環状のバリを生じさせるが、
この際、前記円環状のバリの厚さ（すなわち、閉型時に
おける一方のピアスと他方のピアスとの間隔）を０．３
（ｍｍ）以上で且つ前記表面硬化層深さ（ｔ（ｍｍ））
の１．３・ｔ（ｍｍ）以下（すなわち、１３０％以下）
に規制する改良バリ鍛造加工を行う。
【００１９】ここで、センタ穴の内部において一方のピ
アスと他方のピアスとの間で形成される円環状のバリの
厚さ（対向する両ピアスの間隔）が０．３（ｍｍ）より
も小さいときは、バリ部分の冷却が速くなってピアス先
端がより大きな抵抗を受け、ピアスの変形や摩耗が大き
くなるので型寿命が短縮されることとなって好ましくな
く、１．３・ｔ（ｍｍ）よりも大きいときには表面硬化
層が円環状のバリの部分に移行してしまうことにより、
仕上げ加工で前記円環状のバリを除去した際にはセンタ
穴の内周面に表面硬化層が存在しない部分が発生し、使
用時にシャフトと焼き付いたり、摩耗が局部的に多くな
ったりするおそれがでてくるので好ましくないことか
ら、円環状のバリの厚さ（対向する両ピアスの間隔）は
０．３（ｍｍ）以上で且つ表面硬化層深さ（ｔ）の１３
０％以下（すなわち、１．３・ｔ（ｍｍ）以下）とし
た。
アスと他方のピアスとの間で形成される円環状のバリの
厚さ（対向する両ピアスの間隔）が０．３（ｍｍ）より
も小さいときは、バリ部分の冷却が速くなってピアス先
端がより大きな抵抗を受け、ピアスの変形や摩耗が大き
くなるので型寿命が短縮されることとなって好ましくな
く、１．３・ｔ（ｍｍ）よりも大きいときには表面硬化
層が円環状のバリの部分に移行してしまうことにより、
仕上げ加工で前記円環状のバリを除去した際にはセンタ
穴の内周面に表面硬化層が存在しない部分が発生し、使
用時にシャフトと焼き付いたり、摩耗が局部的に多くな
ったりするおそれがでてくるので好ましくないことか
ら、円環状のバリの厚さ（対向する両ピアスの間隔）は
０．３（ｍｍ）以上で且つ表面硬化層深さ（ｔ）の１３
０％以下（すなわち、１．３・ｔ（ｍｍ）以下）とし
た。
【００２０】次いで、成形型より中空歯車成形体をとり
だした後、歯形部分およびセンタ穴内部に形成されてい
るバリを除去したのち、適宜の雰囲気、例えば、カーボ
ンポテンシャルを高めに設定した雰囲気や、不活性ない
しは非酸化性雰囲気で焼入れ温度まで加熱し、冷却して
焼入れすると共に、適宜焼もどしを施すなどの焼入れ焼
もどし処理を行う。
だした後、歯形部分およびセンタ穴内部に形成されてい
るバリを除去したのち、適宜の雰囲気、例えば、カーボ
ンポテンシャルを高めに設定した雰囲気や、不活性ない
しは非酸化性雰囲気で焼入れ温度まで加熱し、冷却して
焼入れすると共に、適宜焼もどしを施すなどの焼入れ焼
もどし処理を行う。
【００２１】焼入れ焼もどし熱処理後にはショットブラ
ストなどによって表面の黒皮を除去したのち、仕上げ加
工を行うことによって、所望の歯車を得る。
ストなどによって表面の黒皮を除去したのち、仕上げ加
工を行うことによって、所望の歯車を得る。
【００２２】
【発明の作用】本発明に係わるセンタ穴付き歯車の製造
方法では、上述した構成としていることから、従来の中
実歯車素材に対して熱間鍛造を行うことにより歯形を形
成したのち機械加工によってセンタ穴をあけその後浸炭
処理を行う工程を採用する方法のような工程数の増大や
寸法精度の低下が回避されることとなり、また、加熱し
た歯車素材との接触時間が短いものとなるので、成形型
に熱影響を及ぼすことが少なくなって、成形型の寿命が
増大することとなり、工数の低減，成形型寿命の延長等
により製品コストの低下が図られるものとなる。
方法では、上述した構成としていることから、従来の中
実歯車素材に対して熱間鍛造を行うことにより歯形を形
成したのち機械加工によってセンタ穴をあけその後浸炭
処理を行う工程を採用する方法のような工程数の増大や
寸法精度の低下が回避されることとなり、また、加熱し
た歯車素材との接触時間が短いものとなるので、成形型
に熱影響を及ぼすことが少なくなって、成形型の寿命が
増大することとなり、工数の低減，成形型寿命の延長等
により製品コストの低下が図られるものとなる。
【００２３】
【実施例】ＪＩＳ ＳＣＭ４１８Ｈの組成（Ｃ：０．１
７％、Ｓｉ：０．３０％、Ｍｎ：０．６３％、Ｎｉ：
０．０９％、Ｃｒ：１．０２％、Ｍｏ：０．１６％、Ａ
ｌ：０．０１９％、Ｏ：０．００１２％、Ｎ：０．０１
５５％、残部：Ｆｅおよび不純物）よりなる直径：２８
ｍｍの中実棒材を長さ：３１ｍｍに切断して中実歯車素
材を得たのち、ドリルを用いてセンタ穴あけ加工を行う
ことによって、外径：２８ｍｍ，内径：１６ｍｍ，高
さ：３１ｍｍの中空歯車素材を得た。
７％、Ｓｉ：０．３０％、Ｍｎ：０．６３％、Ｎｉ：
０．０９％、Ｃｒ：１．０２％、Ｍｏ：０．１６％、Ａ
ｌ：０．０１９％、Ｏ：０．００１２％、Ｎ：０．０１
５５％、残部：Ｆｅおよび不純物）よりなる直径：２８
ｍｍの中実棒材を長さ：３１ｍｍに切断して中実歯車素
材を得たのち、ドリルを用いてセンタ穴あけ加工を行う
ことによって、外径：２８ｍｍ，内径：１６ｍｍ，高
さ：３１ｍｍの中空歯車素材を得た。
【００２４】次に、上記中空歯車素材に対して、９２０
℃×５時間の条件でガス浸炭処理を施し、表面硬化層深
さ（有効浸炭硬化層深さ）が０．９ｍｍの浸炭処理済中
空歯車素材とした。
℃×５時間の条件でガス浸炭処理を施し、表面硬化層深
さ（有効浸炭硬化層深さ）が０．９ｍｍの浸炭処理済中
空歯車素材とした。
【００２５】次いで、酸化，脱炭を防止するため窒素ガ
スを流しながら高周波加熱することによって鍛造温度で
ある１０００℃±１０℃に加熱したのち、図１に示す成
形型を用いて鍛造加工を行った。
スを流しながら高周波加熱することによって鍛造温度で
ある１０００℃±１０℃に加熱したのち、図１に示す成
形型を用いて鍛造加工を行った。
【００２６】図１に示す成形型１において、２は一方の
成形型である上部成形型、３は他方の成形型である下部
成形型、４は上部成形型２にそなえた一方のピアスであ
る上部ピアスであって、この上部ピアス４は上部成形型
２に一体でそなえた固定式のものとしてある。
成形型である上部成形型、３は他方の成形型である下部
成形型、４は上部成形型２にそなえた一方のピアスであ
る上部ピアスであって、この上部ピアス４は上部成形型
２に一体でそなえた固定式のものとしてある。
【００２７】また、同じく図１において、５は下部成形
型３にそなえた他方のピアスである下部ピアスであっ
て、この下部ピアス５はピアス軸方向（図１において上
下方向）に移動可能とした可動式のものとしてある。
型３にそなえた他方のピアスである下部ピアスであっ
て、この下部ピアス５はピアス軸方向（図１において上
下方向）に移動可能とした可動式のものとしてある。
【００２８】さらに、同じく図１において、６は上端に
球面座６ａが位置する状態として下部成形型３内でかつ
下部ピアス５の外周側に設けた下部補助成形型であり、
図１では成形型２，３，６による閉型状態を示してお
り、成形型２，３，６によって、中空歯車成形体７の外
周側に歯形７ａが形成されていると共にセンタ穴７ｂ内
において前記一方の上部ピアス４と他方の下部ピアス５
との間で円環状のバリ７ｃが形成されているものとなっ
ている。
球面座６ａが位置する状態として下部成形型３内でかつ
下部ピアス５の外周側に設けた下部補助成形型であり、
図１では成形型２，３，６による閉型状態を示してお
り、成形型２，３，６によって、中空歯車成形体７の外
周側に歯形７ａが形成されていると共にセンタ穴７ｂ内
において前記一方の上部ピアス４と他方の下部ピアス５
との間で円環状のバリ７ｃが形成されているものとなっ
ている。
【００２９】この実施例で用いた成形型２，３，６の素
材としては、ＪＩＳ ＳＫＤ６２を用いており、成形型
２，３，６の製作に際しては銅のマスター歯型による放
電加工を採用し、加工後に焼入れ・焼もどしを行って硬
さをＨＲＣ６０に調質したものを用いた。
材としては、ＪＩＳ ＳＫＤ６２を用いており、成形型
２，３，６の製作に際しては銅のマスター歯型による放
電加工を採用し、加工後に焼入れ・焼もどしを行って硬
さをＨＲＣ６０に調質したものを用いた。
【００３０】このような成形型２，３，６を用いて、円
筒形状をなす前記寸法の中空歯車素材に対して改良バリ
鍛造を行う場合には、前記円筒形状をなす中空歯車素材
を球面座６ａの上に載置した状態として、上部ピアス４
を中空歯車素材のセンタ穴の一方側すなわち上部側から
入れるようにして上部成形型２を降下させると共に、下
部ピアスの位置決めは、閉型時に上下ピアス間隔が０．
９ｍｍになるようにあらかじめ調整した。そして、上部
ピアス４と下部ピアス５との間で厚さ０．９ｍｍの円環
状のバリ７ｃを形成させた中空歯車成形体７を得た。そ
して、この鍛造加工では、後に行う背面およびセンタ穴
内面の仕上げ加工において、仕上げ代が０．３〜０．５
ｍｍとなるような寸法の中間歯車成形体７とした。
筒形状をなす前記寸法の中空歯車素材に対して改良バリ
鍛造を行う場合には、前記円筒形状をなす中空歯車素材
を球面座６ａの上に載置した状態として、上部ピアス４
を中空歯車素材のセンタ穴の一方側すなわち上部側から
入れるようにして上部成形型２を降下させると共に、下
部ピアスの位置決めは、閉型時に上下ピアス間隔が０．
９ｍｍになるようにあらかじめ調整した。そして、上部
ピアス４と下部ピアス５との間で厚さ０．９ｍｍの円環
状のバリ７ｃを形成させた中空歯車成形体７を得た。そ
して、この鍛造加工では、後に行う背面およびセンタ穴
内面の仕上げ加工において、仕上げ代が０．３〜０．５
ｍｍとなるような寸法の中間歯車成形体７とした。
【００３１】次いで、成形型１から中空歯車成形体７を
取り出したのち、歯形７ａの部分に形成されたバリおよ
び両ピアス４，５の間で形成された円環状のバリ７ｃを
除去したのち、焼入れ温度をそろえると共に脱炭を防止
しそしてまた再結晶を促進させるために、カーボンポテ
ンシャルが０．７〜０．８％である雰囲気ガスを流した
状態としかつ内部温度を８２０〜８４０℃に調整したト
ンネル式加熱炉中を約３０秒間で通過させて焼入れ温度
まで加熱した後、８０〜１００℃の油中に投入して焼入
れを行い、その後、１７０℃で２時間の焼もどしを施す
焼入れ焼もどし処理を行ったあと、サンドブラストクリ
ーニング処理を行うことによって表面の黒皮を除去し
た。なお、脱炭防止には不活性ガスを用いても良い結果
が得られた。
取り出したのち、歯形７ａの部分に形成されたバリおよ
び両ピアス４，５の間で形成された円環状のバリ７ｃを
除去したのち、焼入れ温度をそろえると共に脱炭を防止
しそしてまた再結晶を促進させるために、カーボンポテ
ンシャルが０．７〜０．８％である雰囲気ガスを流した
状態としかつ内部温度を８２０〜８４０℃に調整したト
ンネル式加熱炉中を約３０秒間で通過させて焼入れ温度
まで加熱した後、８０〜１００℃の油中に投入して焼入
れを行い、その後、１７０℃で２時間の焼もどしを施す
焼入れ焼もどし処理を行ったあと、サンドブラストクリ
ーニング処理を行うことによって表面の黒皮を除去し
た。なお、脱炭防止には不活性ガスを用いても良い結果
が得られた。
【００３２】このようにして得た調質熱処理後の中空歯
車成形体をその歯面を基準面とした治具に取り付け、セ
ンタ穴内面と背球面のみをｃ−ＢＮ（立方晶窒化ほう
素）工具を用いたハードターニング加工（高硬度材旋削
加工）を行うことにより仕上げ、この場合の仕上げ代は
前記鍛造時にあらかじめ型調整することによって０．３
〜０．５ｍｍとなるように調整しておいた加工量として
仕上げ加工を行うことにより、傘歯車を得た。
車成形体をその歯面を基準面とした治具に取り付け、セ
ンタ穴内面と背球面のみをｃ−ＢＮ（立方晶窒化ほう
素）工具を用いたハードターニング加工（高硬度材旋削
加工）を行うことにより仕上げ、この場合の仕上げ代は
前記鍛造時にあらかじめ型調整することによって０．３
〜０．５ｍｍとなるように調整しておいた加工量として
仕上げ加工を行うことにより、傘歯車を得た。
【００３３】このようにして得た傘歯車は、寸法精度が
高く、センタ穴の内周面において浸炭処理が施されてい
ない部分は全く存在せず、疲労強度が大きい高精度の傘
歯車を製造することが可能であった。
高く、センタ穴の内周面において浸炭処理が施されてい
ない部分は全く存在せず、疲労強度が大きい高精度の傘
歯車を製造することが可能であった。
【００３４】また、上部ピアス４と下部ピアス５との間
隔（すなわち、円環状のバリ７ｃの厚さ）が０．２７ｍ
ｍとなるように実施した場合には、円環状のバリ７ｃの
冷却が速くなり、ピアス４，５の先端部分に加わる抵抗
が大きくなって変形や摩耗が多くなることから、１５０
ショットでトラブルが発生したのに対して、本発明実施
例では、上部ピアス４と下部ピアス５との間隔（すなわ
ち，円環状のバリ７ｃの厚さ）を適切なものとしている
ため、ピアス４，５の先端部分に加わる抵抗が過大とな
らず、成形型１の寿命を延ばすことが可能であって、型
費の低減を実現することができた。
隔（すなわち、円環状のバリ７ｃの厚さ）が０．２７ｍ
ｍとなるように実施した場合には、円環状のバリ７ｃの
冷却が速くなり、ピアス４，５の先端部分に加わる抵抗
が大きくなって変形や摩耗が多くなることから、１５０
ショットでトラブルが発生したのに対して、本発明実施
例では、上部ピアス４と下部ピアス５との間隔（すなわ
ち，円環状のバリ７ｃの厚さ）を適切なものとしている
ため、ピアス４，５の先端部分に加わる抵抗が過大とな
らず、成形型１の寿命を延ばすことが可能であって、型
費の低減を実現することができた。
【００３５】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係わ
るセンタ穴付き歯車の製造方法によれば、センタ穴を有
しかつ表面硬化処理を施した中空歯車素材に対する改良
バリ鍛造加工において、センタ穴にその両端側から圧入
されるピアスで形成される円環状のバリの厚さを規制し
て、鍛造加工後に前記円環状のバリを除去して仕上げる
ようにしたから、センタ穴に表面硬化層を有しない部分
が形成されるのを防止することができて使用時にシャフ
トとの間で焼き付きを生じたり局部的に摩耗を生じたり
するのを防止することが可能であると共に精度の高い歯
車を製造することが可能であり、また、ピアスに付加さ
れる抵抗が過大になるのを防止できることによってピア
ス先端の変形や早期摩耗を防止することが可能であって
成形型の寿命を延長することができ、高精度の歯車を低
コストで製造することが可能になるという著しく優れた
効果がもたらされる。
るセンタ穴付き歯車の製造方法によれば、センタ穴を有
しかつ表面硬化処理を施した中空歯車素材に対する改良
バリ鍛造加工において、センタ穴にその両端側から圧入
されるピアスで形成される円環状のバリの厚さを規制し
て、鍛造加工後に前記円環状のバリを除去して仕上げる
ようにしたから、センタ穴に表面硬化層を有しない部分
が形成されるのを防止することができて使用時にシャフ
トとの間で焼き付きを生じたり局部的に摩耗を生じたり
するのを防止することが可能であると共に精度の高い歯
車を製造することが可能であり、また、ピアスに付加さ
れる抵抗が過大になるのを防止できることによってピア
ス先端の変形や早期摩耗を防止することが可能であって
成形型の寿命を延長することができ、高精度の歯車を低
コストで製造することが可能になるという著しく優れた
効果がもたらされる。
【図１】本発明の実施例においてセンタ穴付き傘歯車を
製造するのに用いた成形型の断面説明図である。
製造するのに用いた成形型の断面説明図である。
【図２】従来の熱間トリミング鍛造による傘歯車の製造
工程を例示する説明図である。
工程を例示する説明図である。
【図３】従来の閉そく鍛造による傘歯車の製造工程を例
示する説明図である。
示する説明図である。
【図４】従来の閉そく鍛造によるセンタ穴付き傘歯車の
製造工程を例示する説明図である。
製造工程を例示する説明図である。
１ 成形型 ２ 一方の成形型（上部成形型） ３ 他方の成形型（下部成形型） ４ 一方のピアス（上部ピアス） ５ 他方のピアス（下部ピアス） ６ 下部補助成形型 ６ａ 球面座 ７ 中空歯車成形体 ７ａ 歯形 ７ｂ センタ穴 ７ｃ 円環状のバリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伏 見 慎 二 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 梅 垣 俊 造 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 松 本 隆 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 センタ穴を有する中空歯車素材に表面硬
化処理を施して前記中空歯車素材の内外表面に表面硬化
層を形成したのち、鍛造加工時に前記センタ穴の一方側
から入る一方のピアスをそなえた一方の成形型と前記セ
ンタ穴の他方側から入る他方のピアスをそなえた他方の
成形型を用いて中空歯車成形体形状に鍛造加工を行い、
閉型状態で前記中空歯車成形体の外周側に歯形を形成す
ると共に前記センタ穴内において前記一方のピアスと他
方のピアスとの間で円環状のバリを生じさせ且つ前記円
環状のバリの厚さを０．３（ｍｍ）以上でかつ前記表面
硬化層深さ（ｔ（ｍｍ））の１．３・ｔ（ｍｍ）以下に
規制し、鍛造加工後に前記円環状のバリを除去して焼入
れ焼もどし処理を施すことを特徴とするセンタ穴付き歯
車の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12427893A JP3309344B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | センタ穴付き歯車の製造方法 |
| US08/248,144 US5516376A (en) | 1993-05-26 | 1994-05-24 | Method of, and apparatus for manufacturing a gear with a central through hole |
| DE4418251A DE4418251C2 (de) | 1993-05-26 | 1994-05-25 | Verfahren zum Herstellen eines eine zentrale Bohrung aufweisenden Zahnrades |
| GB9410462A GB2278301B (en) | 1993-05-26 | 1994-05-25 | Method of and apparatus for manufacturing a gear with a central through hole |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12427893A JP3309344B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | センタ穴付き歯車の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06335827A true JPH06335827A (ja) | 1994-12-06 |
| JP3309344B2 JP3309344B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=14881385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12427893A Expired - Fee Related JP3309344B2 (ja) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | センタ穴付き歯車の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5516376A (ja) |
| JP (1) | JP3309344B2 (ja) |
| DE (1) | DE4418251C2 (ja) |
| GB (1) | GB2278301B (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE19630115A1 (de) * | 1995-07-27 | 1997-01-30 | Nissan Motor | Verfahren zum Herstellen eines Kegelrades |
| KR100852956B1 (ko) * | 2001-03-29 | 2008-08-19 | 비숍 이노베이션 리미티드 | 단조 방법 및 장치 |
| CN103071986A (zh) * | 2013-01-11 | 2013-05-01 | 安徽省临泉县智创精机有限公司 | 同步带轮支承轴的加工工艺 |
| CN105936974A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-09-14 | 江苏大学 | 一种用于小齿距齿轮表面的激光冲击强化方法 |
| CN106216972A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-12-14 | 浙江康灵电器有限公司 | 一种单向器花齿冷挤压成型工艺 |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3093123B2 (ja) * | 1995-03-29 | 2000-10-03 | トヨタ自動車株式会社 | 鋳鉄歯車の製造方法 |
| JP3237487B2 (ja) * | 1995-10-30 | 2001-12-10 | 日産自動車株式会社 | 摩擦車式無段変速機の摩擦車の製造方法 |
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