JPH09141380A - 傘歯車の鍛造成形方法およびその装置 - Google Patents

傘歯車の鍛造成形方法およびその装置

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JPH09141380A
JPH09141380A JP30485795A JP30485795A JPH09141380A JP H09141380 A JPH09141380 A JP H09141380A JP 30485795 A JP30485795 A JP 30485795A JP 30485795 A JP30485795 A JP 30485795A JP H09141380 A JPH09141380 A JP H09141380A
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die
bevel gear
punch
work
forging
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Hidekatsu Kudo
秀勝 工藤
Keiji Kobayashi
啓治 小林
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Honda Motor Co Ltd
本田技研工業株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】上型に形成された歯形に損傷を与えることがな
く、鍛造成形品が得られ、しかも上型の耐久性が向上
し、且つ、鍛造成形時にバリの発生、成形不良等が発生
することのない傘歯車の鍛造成形方法およびその装置を
提供する。 【解決手段】予備成形品100の下部は製造される傘歯
車の歯形面のない底面側の雄雌形状に成形される。該予
備成形品100を下型58に載置したときに、下ポンチ
34の先端部36は当該予備成形品100から所定間隔
離間している。上型80の下降作用下に前記下型58と
上型80は閉塞する。このとき、前記予備成形品100
の上部と前記上型80に形成された歯形90は離間して
いる。前記下ポンチ34がキャビティ94に進入する
と、前記予備成形品100は該下ポンチ34に押圧され
て塑性変形し、前記キャビティ94の壁部にすえ込ま
れ、傘歯車が成形される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車の
ディファレンシャル装置に使用されるベベルギアの如き
傘歯車を、鍛造成形により製造する方法およびその装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、下ポンチを有する下型と、該下型
に対して接近離間自在に構成され、上ポンチを有する上
型とを備えた傘歯車の鍛造成形装置が提案されている。
この鍛造成形装置を使用して傘歯車を製造するには、前
記下型に形成されたキャビティに所定の長さに切断され
た円柱形状のワークを載置し、下ポンチと上ポンチで前
記ワークを押圧して該ワークを上型と下型との間のキャ
ビティを構成する壁部にすえ込み、成形する。この方法
を、一般的に両押し型の鍛造成形方法と称している。
【0003】一方、下ポンチを有する下型と、該下型に
対して接近離間自在な上型とを備え、下型に載置された
ワークを下ポンチで押圧して該ワークをキャビティを構
成する壁部にすえ込む片押し型の鍛造成形方法も従来か
ら提案されている。ところが、前記の両押し型の鍛造成
形方法では、下型と下ポンチとの間隙、上型と上ポンチ
との間隙に回り込む鍛造素材によってバリが発生しやす
く、このバリを切削加工により取り除く工程が必要にな
る。また、片押し型の鍛造成形方法では、ワークを十分
に塑性変形させることが困難であり、欠肉部が生じてし
まう等、成形不良が発生しやすいという欠点があった。
【0004】この種の不都合を克服すべく、下ポンチを
有する下型と、該下型に対して接近離間自在に構成さ
れ、所定の歯形を有する上型とを備え、一旦、円柱形状
のワークに予備成形を施して傘歯車に近似した形状の予
備成形品を成形し、該予備成形品を下ポンチで支持し、
上型を下型に圧接させて前記予備成形品を閉塞状態で挟
持し、下ポンチを該予備成形品に押圧することにより当
該予備成形品をキャビティを構成する壁部にすえ込み、
傘歯車を得る方法も提案されている。
【0005】さらに、特開平7−100578号公報に
開示されているように、ワークの上端を第1の型の端面
から所定の高さに突出させ、第2の型を前記第1の型に
向けて変位させ、前記ワークの上端を塑性変形させて前
記第1の型と第2の型を閉塞し、ポンチを第1の型およ
び第2の型に対して軸方向へ相対的に変位させ、第1の
型および第2の型のキャビティを構成する壁部に前記ワ
ークをすえ込み、傘歯車を製造する方法が提案されてい
る。
【0006】さらにまた、特開平7−236937号公
報に開示されているように、上ポンチが設けられた上型
と、下ポンチが変位自在に設けられた下型とを備え、上
型の下降作用下にワークの上部を上ポンチで押圧して一
次鍛圧を施し、鍛造素材を製造する傘歯車の少なくとも
歯底部分まで流動変位させ、下ポンチをキャビティに進
入させてワークを押圧して二次鍛圧を施し、鍛造素材を
製造する傘歯車の歯先部分まで流動変位させて傘歯車を
製造する方法が提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術に係る
傘歯車の鍛造成形方法では、上型が下型に圧接する際に
上型に形成された歯形が、予備成形品の歯形が形成され
る部位を押圧して変形させる。このため、上型の歯形に
強い力が加わり、該上型に形成されている歯形が損傷す
る懸念があり、上型の耐久性が短くなるという問題があ
った。
【0008】本発明は前記の課題を解決すべくなされた
ものであって、上型に形成された歯形に損傷を与えるこ
とがなく、上型の耐久性が向上し、且つ鍛造成形時にバ
リの発生、成形不良が発生することがない傘歯車の鍛造
成形方法およびその装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、傘歯車を鍛造成形により成形するため
の方法において、下ポンチから離間した状態でワークを
下型に載置する工程と、下型と上型を当接させ、該上型
に形成された歯形を、前記ワークから離間した状態で前
記下型と上型を互いに閉塞させる工程と、前記下型と上
型とを相対的に前記下ポンチに対して移動させることに
より該下ポンチを前記下型と上型との間に画成されたキ
ャビティに進入させて前記ワークを押圧して前記ワーク
をすえ込み成形する工程と、を有することを特徴とす
る。
【0010】本発明によれば、下型にワークを載置した
際、該ワークは下ポンチから離間している。このワーク
に上型を下降させ、該上型と下型を互いに閉塞すると、
上型に形成された歯形はワークから離間しているため、
該歯形には上型と下型とが当接するときの衝撃が加わる
ことがない。そして、下ポンチをキャビティに進入させ
ると、該キャビティ内部のワークは押圧されて塑性変形
し、前記上型の歯形に隙間なく流動して傘歯車が成形さ
れる。
【0011】この場合、前記ワークは、その下面側に、
製造される傘歯車の歯形面のない底面側の雄雌形状が成
形された予備成形品であり、前記下型は前記傘歯車の雄
雌形状に対応する雌雄形状を有し、前記下型に前記ワー
クを載置する際、前記ワークの下面側と下型とが係合す
ると、容易に位置決めすることができ、好適である。ま
た、本発明は、傘歯車を鍛造成形するための装置におい
て、下型と、該下型に対して接近離間自在であり、製造
される傘歯車の歯形の雄雌形状に対応した雌雄形状の歯
形を有する上型と、前記下型に画成された孔部内に設け
られ、該下型に対して相対的に変位自在な下ポンチと、
を備え、ワークを前記下型に載置したときに該ワークと
前記下ポンチは所定間隔離間し、下型と上型を閉塞させ
たときに、該上型の歯形は前記ワークと離間しているこ
とを特徴とする。
【0012】本発明によれば、ワークを、該ワークと前
記下ポンチとが離間している状態で下型に載置し、上型
を下降させて該上型と下型を閉塞させる。前記下ポンチ
をキャビティに進入させると、前記ワークは塑性変形
し、前記上型の歯形に隙間なく流動して傘歯車が成形さ
れる。また、この場合、前記下型は、製造される傘歯車
の歯形面のない底面側の雄雌形状に対応する雌雄形状を
有し、製造される前記傘歯車の雄雌形状が形成されたワ
ークが前記下型と係合すると、ワークを下型のキャビテ
ィに載置する際、位置決めが容易になり、好適である。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明に係る傘歯車の鍛造成形方
法について、それを実施する装置との関係において好適
な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳
細に説明する。本実施の形態では、自動車に使用される
ベベルギアを製造する場合を例に挙げて説明する。
【0014】図1において、参照符号10は、本実施の
形態に係る傘歯車の鍛造成形装置を示す。この傘歯車の
鍛造成形装置10は下型取付部材12を含む。この下型
取付部材12の中央部には油圧ユニット14が設けら
れ、該油圧ユニット14の内部に画成された室16には
図示しない圧油供給源から圧油が供給される。前記室1
6には押圧部材18が上下動自在に設けられ、該押圧部
材18は前記圧油によって図において上方に押圧されて
いる。前記押圧部材18の上部には段部20が形成さ
れ、該段部20には前記油圧ユニット14の上部に固着
された押さえ部材22が係合する。従って、前記押圧部
材18は前記押さえ部材22によって上方への移動が抑
制されている。前記油圧ユニット14の中央部には筒状
部材24が設けられ、該筒状部材24の上端部は前記押
圧部材18の中央部に画成された凹部26に嵌入してい
る。該筒状部材24の中央孔部28内にはノックアウト
ピン30が挿入される。該ノックアウトピン30の上部
には当該ノックアウトピン30と同径の円柱部材31が
当接し、該円柱部材31の外壁には溝部33が画成さ
れ、該溝部33にOリング35が設けられている。前記
ノックアウトピン30、円柱部材31は前記凹部26の
上部に画成された孔部32からさらに上方に突出してい
る。前記円柱部材31の上端部には該円柱部材31より
小径な円柱状の下ポンチ34が固着され、該下ポンチ3
4の先端部36は上方に向けて縮径してテーパ形状を呈
している。
【0015】前記下型取付部材12の上部には支柱38
a、38bが立設され、該支柱38a、38bを囲繞し
てコイルばね40a、40bが設けられる。前記コイル
ばね40a、40bの上端部は保持プレート42に圧接
している。実際、該保持プレート42に画成された孔部
44a、44bには前記支柱38a、38bが摺動自在
に挿入され、これによって当該保持プレート42は該支
柱38a、38bに沿って上下動自在である。従って、
前記コイルばね40a、40bは前記下型取付部材12
と前記保持プレート42とを互いに離間する方向に付勢
していることが容易に諒解されよう。前記保持プレート
42の中央には段差のある大孔46が画成され、該大孔
46の下部にはポンチホルダ48が嵌入する。該ポンチ
ホルダ48にはフランジ部50が形成されている。該フ
ランジ部50には押さえ部材52が係合し、該押さえ部
材52が前記保持プレート42の下部に嵌合することに
より、前記ポンチホルダ48は保持プレート42に保持
されている。該ポンチホルダ48の中央部には前記円柱
部材31が摺動自在な凹部54が画成され、該凹部54
の上部には当該凹部54より小径な孔部56が画成さ
れ、該孔部56には前記下ポンチ34が相対的に摺動自
在に挿通する。
【0016】前記ポンチホルダ48に積層されるように
下型58が設けられる。実際、該下型58の外壁には段
部60が形成され、該段部60には位置決め部材62が
係合し、該位置決め部材62が前記保持プレート42の
上部に固着されることにより下型58は前記保持プレー
ト42に位置決め固定されている。前記下型58の中央
部には前記孔部56と同軸的に連通する孔部64が画成
され、該孔部64には前記下ポンチ34が相対的に摺動
自在に挿入される。前記下型58の前記位置決め部材6
2から突出する外周縁上面には段部66が設けられ、該
段部66は上方に向かって僅かに縮径したテーパ状であ
る。前記下型58の中央部分に載置部68が形成され、
該載置部68は下方に向けて縮径して前記孔部64と連
通する。前記載置部68は製造される傘歯車の歯形と反
対側、すなわち傘歯車の歯形面の形成されていない底面
側の雄雌形状に対応する雌雄形状に形成されている。
【0017】この鍛造成形装置10は、前記下型取付部
材12に対して接近離間自在な上型取付部材70を有す
る。該上型取付部材70の中央部には孔部72が画成さ
れ、該孔部72には上ポンチ74が挿入される。該孔部
72は下方に向けて縮径する傾斜部76が形成され、一
方、前記上ポンチ74には下方に向けて縮径するテーパ
部78が形成されているため、該上ポンチ74は前記上
型取付部材70に保持されて孔部72から抜け落ちるこ
とが防止される。前記上ポンチ74の下端部には凸部7
9が形成される。該上型取付部材70の下部には上型8
0が設けられる。該上型80の外壁には段部82が形成
され、該段部82には保持部材84が係合する。前記保
持部材84は前記上型取付部材70に固着され、上型8
0は該保持部材84のフランジ部85によって前記上型
取付部材70に位置決め固着される。当該上型80の外
周縁下面には該上型80と同心円的に段部86が設けら
れ、該段部86は下方に向けて僅かに拡径したテーパ状
である。前記上型80の下面中央部には凹部88が画成
され、該凹部88を構成する壁部には製造される傘歯車
の歯形の雄雌形状に対応した雌雄形状の歯形90が形成
される。前記上型80には前記凹部88の上方に上型取
付部材70の孔部72に連通する孔部92が画成され、
該孔部92には前記上ポンチ74が嵌入し、該上ポンチ
74の凸部79は前記凹部88の内部に突出している。
【0018】前記上型80が下降して、図2に示すよう
に、下型58を閉塞したときに、前記下型58の載置部
68、下ポンチ34の先端部36、上型80の凹部88
および凸部79でキャビティ94が画成される。本実施
の形態に係る傘歯車の鍛造成形装置10は基本的には以
上のように構成されるものであり、次にその動作につい
て、本実施の形態に係る鍛造成形方法との関連で以下に
説明する。
【0019】先ず、円柱形状のワークに鍛造成形を施し
て予備成形品100を成形する。このとき、予備成形品
100の下部は、製造される傘歯車の歯形面のない底面
側の雄雌形状に対応して成形される。以上のような準備
工程を経て、図1に示すように、前記予備成形品100
は下型58の載置部68に載置される。このとき、前記
載置部68は製造される傘歯車の歯形面のない底面側の
形状に対応して形成されているため、予備成形品100
を載置部68に容易に位置決めすることが可能である。
その際、当該予備成形品100の下面は下ポンチ34の
先端部36から所定間隔離間している。
【0020】次に、図2に示すように、上型取付部材7
0と一体的に上型80が下降し、下型58の段部66と
上型80の段部86とが嵌合するとともに、該段部66
と段部86の夫々のテーパ部分が係合することによっ
て、上型80が下型58に対して位置決めされて該下型
58と上型80が閉塞される。その際、上型80の下面
と下型58の上面はコイルばね40a、40bの弾発力
により圧接される。このとき、上型80に形成された歯
形90は予備成形品100の上部から離間しており、該
予備成形品100には鍛造成形は施されない。すなわ
ち、前記歯形90と予備成形品100との間には若干の
間隙が画成されており、両者は接触していない。従っ
て、該歯形90には力が加わらず、当該歯形90が損傷
する懸念はない。また、油圧ユニット14はクッション
機能を発揮し、下型58と上型80が当接したときの衝
撃を吸収し、該下型58と上型80が損傷することを防
止している。
【0021】次いで、図3に示すように、上型80がさ
らに下降すると、コイルばね40a、40bが縮退して
保持プレート42が下降し、下型58と上型80は閉塞
した状態で予備成形品100と共に下降し、ポンチホル
ダ48の下部が押圧部材18の上部と当接する。そし
て、油圧ユニット14から図示しない圧油供給源を通し
て圧油が所定量排出され、押圧部材18は室16の内部
を下降し、予備成形品100も下降する。このとき、下
ポンチ34は下降しないため、該下ポンチ34が下型5
8に対して相対的に上方に変位することになり、キャビ
ティ94の中に当該下ポンチ34の先端部36が押圧進
入する。従って、予備成形品100が塑性変形して載置
部68、凹部88および凸部79の夫々の壁部にすえ込
まれる。このため、上型80の歯形90の歯先部分まで
予備成形品100を構成する素材の一部が流動し、欠肉
等の成形不良が発生することがなく、該歯形90に対応
する歯形102が形成される。
【0022】また、このとき、上型80と下型58は油
圧ユニット14とコイルばね40a、40bの弾発力に
より圧接した状態を維持しているため、予備成形品10
0の周囲にバリが発生することを防止することができ
る。以上のようにして予備成形品100に歯形102が
成形される。次に、予備成形品100に孔明け加工が施
される。この孔明け加工に使用される孔明け装置110
について説明する。
【0023】この孔明け装置110は、図4に示すよう
に、ダイホルダ112を備える。該ダイホルダ112の
下部にはフランジ部113が形成され、該フランジ部1
13が図示しない台座に係合して該台座に固着されてい
る。該ダイホルダ112の上部には凹部114が画成さ
れ、該凹部114の底部は孔部116と連通している。
該孔部116は前記ダイホルダ112の内部で湾曲し、
該ダイホルダ112の外側に開口している。前記凹部1
14には孔明けダイ118が嵌入される。該孔明けダイ
118の外周には段部120が形成され、該段部120
に押さえ部材122が係合し、該押さえ部材122が前
記ダイホルダ112に固着される。従って、孔明けダイ
118はダイホルダ112に保持されていることが容易
に諒解されよう。前記孔明けダイ118の上部には予備
成形品100の下部に係合する凹部124が画成される
とともに、該凹部124の中央部には孔部126が画成
され、該孔部126は前記孔部116と連通している。
【0024】この孔明け装置110は、前記ダイホルダ
112に対して接近離間自在な台座128を有する。該
台座128の下部には孔部130a、130bが画成さ
れ、該孔部130a、130bに筒状部材132a、1
32bが前記台座128から下方に延在して固着され
る。該筒状部材132a、132bの下端部には円盤状
の板状部材がねじ134a、134bによって締結さ
れ、該板状部材によって筒状部材132a、132bの
外壁から外方に突出したフランジ部136a、136b
が形成されている。前記孔部130a、130bの終端
部近傍には段部138a、138bが形成されており、
該段部138a、138bには前記筒状部材132a、
132bを囲繞してコイルばね140a、140bの一
端部が着座している。
【0025】前記台座128の下部には前記コイルばね
140a、140bを囲繞して取付部材142が固着さ
れ、該取付部材142の中央部には孔部144が画成さ
れ、該孔部144には前記台座128に当接して支持部
材146が挿入される。該支持部材146の下部は段部
150を経て縮径し、該段部150には前記孔部144
に嵌入される押さえ部材152が係合する。該押さえ部
材152にはフランジ部153が形成され、該フランジ
部153が前記取付部材142にねじ154で固着され
ることによって、前記支持部材146は抜け止めされ
る。支持部材146の下部には孔明けポンチ155が固
着され、該孔明けポンチ155は前記押さえ部材152
に画成された孔部156に挿入されている。
【0026】前記取付部材142の下方には保持プレー
ト157が設けられ、該保持プレート157には孔部1
58a、158bが画成され、該孔部158a、158
bには前記筒状部材132a、132bが摺動自在に挿
入される。前記孔部158a、158bは段部160
a、160bを経て拡径して形成され、該段部160
a、160bに前記フランジ部136a、136bが係
合して前記保持プレート157は下方への移動が阻止さ
れる。一方、前記保持プレート157の上部には前記コ
イルばね140a、140bの他端部が当接しており、
該コイルばね140a、140bは前記台座128と保
持プレート157を互いに離間する方向に付勢してい
る。
【0027】前記保持プレート157の中央下部には孔
部162が画成され、前記孔部162は段部164を経
て下方が拡径して形成される。該孔部162にはストリ
ッパ168が挿入され、該ストリッパ168の外周には
フランジ部170が形成され、該フランジ部170は前
記段部164と係合し、ねじ172で締結されることに
より、前記ストリッパ168は前記保持プレート157
に固着される。前記ストリッパ168の下部には予備成
形品100の上部に係合する凹部174が画成される。
該凹部174の中央部には孔部176が画成され、該孔
部176には前記孔明けポンチ155が摺動自在に挿通
する。
【0028】本実施の形態に使用される孔明け装置11
0は基本的には以上のように構成されるものであり、次
に、その動作について説明する。この孔明け装置110
の孔明けダイ118に形成された凹部124に歯形10
2が成形された予備成形品100が載置される。台座1
28がストリッパ168と一体的に下降すると、該スト
リッパ168の凹部174が予備成形品100の上部に
係合し、該予備成形品100はストリッパ168に対し
て位置決めされる。さらに台座128が下降すると、図
5に示すように、コイルばね140a、140bは保持
プレート157と台座128に押圧されて縮退し、孔明
けポンチ155が前記台座128および支持部材146
に押圧されて下降し、前記ストリッパ168の孔部17
6から下方に突出して予備成形品100の上部から進入
して打ち抜き、前記予備成形品100に孔部178が画
成される。このとき、該孔部178が画成されることに
よって発生したスクラップ180は、孔明けダイ118
に画成された孔部126を挿通して孔部116から外部
に排出される。
【0029】以上のようにして傘歯車が製造される。
【0030】
【発明の効果】本発明に係る傘歯車の鍛造成形方法およ
びその装置によれば、以下のような効果ならびに利点が
得られる。下型と上型を閉塞する際、予備成形品の上部
は上型に形成された歯形と接触しないため、上型の歯形
が予備成形品を押圧することがなく、上型の歯形が損傷
することがない。従って、上型の耐久性が向上し、ま
た、上型が長く使用できるため、製造コストを低廉化す
ることが可能となる。
【0031】さらに、上型に形成された歯形の歯先まで
素材が流動するため、欠肉等の成形不良が発生する懸念
がなく、上型と下型が圧接しているため、バリの発生も
防止することができ、切削加工等を施す必要がなくな
る。このため、生産効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る傘歯車の鍛造成形装
置を示す縦断面図である。
【図2】図1の鍛造成形装置の使用方法を示し、上型と
下型が閉塞している状態の縦断面図である。
【図3】図1の鍛造成形装置の使用方法を示し、下ポン
チがキャビティに進入している状態の縦断面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る傘歯車の鍛造成形方
法に使用される孔明け装置を示す縦断面図である。
【図5】図4の孔明け装置の使用方法を示す縦断面図で
ある。
【符号の説明】
10…鍛造成形装置 34…下ポンチ 36…先端部 58…下型 68…載置部 80…上型 90…歯形 100…予備成形品

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】傘歯車を鍛造成形により成形するための方
    法において、 下ポンチから離間した状態でワークを下型に載置する工
    程と、 下型と上型を当接させ、該上型に形成された歯形を、前
    記ワークから離間した状態で前記下型と上型を互いに閉
    塞させる工程と、 前記下型と上型とを相対的に前記下ポンチに対して移動
    させることにより該下ポンチを前記下型と上型との間に
    画成されたキャビティに進入させて前記ワークを押圧し
    て前記ワークをすえ込み成形する工程と、 を有することを特徴とする傘歯車の鍛造成形方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の傘歯車の鍛造成形方法にお
    いて、 前記ワークは、その下面側に、製造される傘歯車の歯形
    面のない底面側の雄雌形状が成形された予備成形品であ
    り、前記下型は前記傘歯車の雄雌形状に対応する雌雄形
    状を有し、前記下型に前記ワークを載置する際、前記ワ
    ークの下面側と下型とが係合し、位置決めされることを
    特徴とする傘歯車の鍛造成形方法。
  3. 【請求項3】傘歯車を鍛造成形するための装置におい
    て、 下型と、 該下型に対して接近離間自在であり、製造される傘歯車
    の歯形の雄雌形状に対応した雌雄形状の歯形を有する上
    型と、 前記下型に画成された孔部内に設けられ、該下型に対し
    て相対的に変位自在な下ポンチと、 を備え、ワークを前記下型に載置したときに該ワークと
    前記下ポンチは所定間隔離間し、下型と上型を閉塞させ
    たときに、該上型の歯形は前記ワークと離間しているこ
    とを特徴とする傘歯車の鍛造成形装置。
  4. 【請求項4】請求項3記載の傘歯車の鍛造成形装置にお
    いて、 前記下型は、製造される傘歯車の歯形面のない底面側の
    雄雌形状に対応する雌雄形状を有し、製造される前記傘
    歯車の雄雌形状が形成されたワークが前記下型と係合す
    ることを特徴とする傘歯車の鍛造成形装置。
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