JPH1190829A - 歯車の製造方法 - Google Patents
歯車の製造方法Info
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- JPH1190829A JPH1190829A JP25883697A JP25883697A JPH1190829A JP H1190829 A JPH1190829 A JP H1190829A JP 25883697 A JP25883697 A JP 25883697A JP 25883697 A JP25883697 A JP 25883697A JP H1190829 A JPH1190829 A JP H1190829A
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- subjected
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
て第1のショットピーニング処理し、第1のショットピ
ーニング処理された歯面を、歯面を平滑にするための削
り量より深く、且つ該歯面の内部の残留応力が増加傾向
にあるところの深さR1まで荒ホーニング処理し、荒ホ
ーニング処理された歯面を第1の径より小さな第2の径
のショット粒を用いて第2のショットピーニング処理
し、第2のショットピーニング加工された歯面に仕上げ
ホーニング処理を施す。
Description
動力伝達部品等に用いられる歯車の製造方法に関するも
のである。
工程→シェービング工程→浸炭窒化焼き入れ処理及
び焼き戻し工程→ショットピーニング工程→仕上げ
ホーニング工程からなる。そして、歯切り工程でホブ等
により歯形を荒く形成した後、歯面を10〜20μm程
度削りとるシェービングと呼ばれる歯形の仕上げ処理が
必要であった。
昭61−79719号公報には、浸炭焼き入れ、焼き戻
しを施した低炭素低合金鋼を800〜850℃のオース
テナイト域に再加熱した後、300〜350℃の熱浴に
急冷し、この温度範囲からショットピーニングを施し、
さらに室温にて2回目のショットピーニング処理を施す
ことにより、圧縮残留応力層を十分に大きく且つ深く形
成しようとする技術が開示されている。また、特開平6
−145785号公報には、浸炭焼き入れ及び焼き戻し
処理が施された浸炭鋼材に、高度HV700以上で粒径
0.6〜1.2mmのショット粒を用いて第1ショット
ピーニング処理を施し、当該浸炭鋼材に焼き戻し処理を
施した後、高度HV700以上で粒径0.1〜0.5m
mのショット粒を用いて第2ショットピーニング処理を
施すことにより、鋼材の疲労強度を向上させようとする
技術が開示されている。
仕上げホーニング工程では歯面を15μm程度しか削り
取らないため、歯面内部の圧縮残留応力を高めても歯面
の圧縮残留応力は依然として低く、面圧疲労による歯面
の剥離(ピッチング)に起因して、歯面に亀裂が発生し
てしまうという不具合があった。
高い内部の圧縮残留応力を積極的に利用して、歯面の圧
縮残留応力を高めるという技術思想に関して何ら開示さ
れていない。
の目的は、歯面の残留応力を高めて、耐ピッチング性や
疲労強度を向上でき、歯車を小型、軽量化できる歯車の
製造方法を提供することである。
目的を達成するために、この発明に係わる歯車の製造方
法は、以下の特徴を備える。即ち、鋼材歯車の製造方法
において、前記歯車の歯面を第1の径のショット粒を用
いて第1のショットピーニング処理し、該第1のショッ
トピーニング処理された歯面を、該歯面を平滑にするた
めの削り量より深く、且つ該歯面の内部の残留応力が増
加傾向にあるところの深さまで荒ホーニング処理し、該
荒ホーニング処理された歯面を前記第1の径より小さな
第2の径のショット粒を用いて第2のショットピーニン
グ処理し、該第2のショットピーニング処理された歯面
に仕上げホーニング処理を施す。
ーニング処理前に、歯車となる鋼材に所定の歯形が形成
され、該所定の歯形に浸炭窒化焼き入れ処理が施された
後、該歯形に焼き戻し処理が施される。
粗さが前記荒ホーニング処理後において約5μm以下と
なり、前記仕上げホーニング処理後において約3μm以
下となるように処理される。
における前記歯面の削り量は、前記仕上げホーニング処
理後の内部の残留応力の最大値が該歯面から約10μm
の深さに位置するように設定される。
第1のショットピーニング処理で生成される圧縮残留応
力である。
につき添付図面を参照して詳細に説明する。
車の動力伝達部品等に用いられる歯車の製造方法につい
て説明するが、自動車部品以外の機械部品等にも適用で
きることは言うまでもない。
の製造プロセスは、歯車となる鋼材に所定の歯を形成
する歯切り工程→歯切り工程にて形成された歯に浸炭
窒化焼き入れ処理及び焼き戻し処理を施す工程→焼き
入れ、焼き戻し処理された歯面を第1の径のショット粒
を用いてショットピーニング処理を施す工程(第1のシ
ョットピーニング処理を施す工程)→第1のショット
ピーニング処理された歯面を所定の深さまで削り取る荒
ホーニング処理を施す工程→荒ホーニング処理された
歯面を第1の径より小さな第2の径のショット粒を用い
てショットピーニング処理を施す工程(第2のショット
ピーニング処理を施す工程)→第2のショットピーニ
ング処理された歯面を所定の深さまで削り取る仕上げホ
ーニング処理を施す工程からなる。
はピニオンカッタを用いて歯車となる鋼材(低炭素鋼)
に直線歯やらせん歯等の歯形を切削により形成する。浸
炭窒化焼き入れ及び焼き戻し工程では、歯切り工程にて
形成された歯面を浸炭法又は窒化法により化学的に硬化
させた後、焼き入れ処理及び焼き戻し処理を施して歯面
の硬さを高める。第1のショットピーニング工程では、
焼き入れ、焼き戻し処理された歯面を第1の径のショッ
ト粒を用いてショットピーニング処理を施す。ショット
ピーニング処理とは高い硬度の鋼粒(ショット)を鋼材
(歯面)に投射して、鋼材の疲労強度を高める処理方法
である。
ーニング処理された歯面を研削により第1の深さまで削
り取り、歯面を荒仕上げ用の表面粗さに処理する。第2
のショットピーニング工程では、荒ホーニング処理され
た歯面を第1の径より小さな第2の径のショット粒を用
いてショットピーニング処理を施す。仕上げホーニング
工程では、第2のショットピーニング処理された歯面を
研削により第2の深さまで削り取り、歯面を仕上げ用の
表面粗さに仕上げる処理を施す。
は、シェービング処理は特に必要でないが、歯切り工程
後にシェービング処理を施してから、浸炭窒化焼き入れ
及び焼き戻し処理を施すようにしても良い。
トピーニング工程での処理条件を示す図である。図2は
荒ホーニング工程及び仕上げホーニング工程での処理条
件を示す図である。図3は荒ホーニング工程での歯面の
削り量を示す図である。図4は仕上げホーニング工程で
の歯面の削り量を示す図である。
ピーニング工程では、ショット粒硬さHV(ビッカース
硬さ)700相当、ショット粒径φ0.5mm相当、シ
ョット粒投射圧力5kgf/平方mmという条件でショ
ットピーニング処理を施す。第1のショットピーニング
工程では、歯面からの深さが60μmの位置において最
大値として−130kgf/平方mmの圧縮残留応力が
測定された。参考までに歯面からの深さが50μmの位
置の硬さはHV850程度であった。
ピーニング工程では、ショット硬さHV(ビッカース硬
さ)1400相当、ショット粒径φ0.1mm相当、シ
ョット粒投射圧力2kgf/平方mmという条件でショ
ットピーニング処理を施す。第2のショットピーニング
工程では、歯面からの深さが10μmの位置において最
大値として−170kgf/平方mmの圧縮残留応力が
測定された。参考までに歯面からの深さが50μmの位
置の硬さはHV900程度であった。
ピーニング処理後の荒ホーニング工程では、歯面を平滑
にするための削り量(例えば、10〜20μm)より大
きく、且つ圧縮残留応力が最大値未満となる深さ(深さ
60μm未満)で歯面からの圧縮残留応力が増加傾向に
あるところの深さまで歯面を削り取る。即ち、図3に示
す歯面からの深さ約30μm、圧縮残留応力が−110
kgf/平方mm程度の領域R1を表面粗さRmaxが5
μm以下となるように削り取る。
量は、荒ホーニング工程後の内部の残留応力の最大値が
歯面から約10μmの深さに位置する量に設定すればよ
い。この理由は、歯面の圧縮残留応力だけでなく、歯面
内部の圧縮残留応力も高い状態を維持するためである。
従って、歯車の歯形や使用環境により、図3に示す歯面
からの深さは約30〜50μmから最適な削り量を決定
すればよい。
ョットピーニング処理後の仕上げホーニング工程では、
圧縮残留応力が最大値未満となる深さ(図4では、深さ
10μm未満)で歯面からの圧縮残留応力が増加傾向に
あるところの深さまで歯面を削り取る。即ち、図4に示
す歯面からの深さ約5μmの領域R2を表面粗さRmax
が3μm以下となるように削り取る。この理由も上述の
荒ホーニング工程と同様に、歯面の圧縮残留応力だけで
なく、歯面内部の圧縮残留応力も高い状態を維持するた
めである。
は、荒ホーニング工程での歯面の削り量が従来より深い
ため、歯切り工程で形成される歯形は従来より大きく形
成されている。
ば、第1のショットピーニング処理でベースとなる歯面
の圧縮残留応力を高めた後、歯面を平滑にするための削
り量より大きく、且つ圧縮残留応力が最大値未満となる
深さで歯面からの圧縮残留応力が増加傾向にあるところ
の深さまで歯面を荒ホーニング処理し、荒ホーニング処
理した歯面に第2のショットピーニング処理で更にベー
スに上乗せして歯面の圧縮残留応力を高めた後、圧縮残
留応力が最大値未満となる深さで歯面からの圧縮残留応
力が増加傾向にあるところの深さまで歯面を削り取るの
で、歯面の圧縮残留応力より高い内部の圧縮残留応力を
積極的に利用して、歯面の圧縮残留応力を歯面内部の圧
縮残留応力の最大値に近づけるように処理することがで
き、歯面の耐ピッチング性や疲労強度を高めることがで
きる。
できるため、従来と同程度の強度を持つ歯車をより小型
化、軽量化することができる。
り、シェービングカッタ等の工具コストを低減できる。
で上記実施形態を修正又は変更したものに適用可能であ
る。
車の製造する際に、歯車の歯面を第1の径のショット粒
を用いて第1のショットピーニング処理し、この第1の
ショットピーニング処理された歯面を、歯面を平滑にす
るための削り量より深く、且つ歯面の内部の残留応力が
増加傾向にあるところの深さまで荒ホーニング処理し、
荒ホーニング処理された歯面を第1の径より小さな第2
の径のショット粒を用いて第2のショットピーニング処
理し、第2のショットピーニング処理された歯面に仕上
げホーニング処理を施すことにより、歯面の残留応力を
高めて、耐ピッチング性や疲労強度を向上でき、歯車を
小型、軽量化できる。
り、シェービングカッタ等の工具コストを低減できる。
り量は、荒ホーニング処理後の内部の残留応力の最大値
が歯面から約10μmの深さに位置するように設定され
るので、歯面の圧縮残留応力を高めつつ、歯面内部の圧
縮残留応力も高い状態を維持できる。
理条件を示す図である。
の処理条件を示す図である。
ある。
図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 鋼材歯車の製造方法において、 前記歯車の歯面を第1の径のショット粒を用いて第1の
ショットピーニング処理し、該第1のショットピーニン
グ処理された歯面を、該歯面を平滑にするための削り量
より深く、且つ該歯面の内部の残留応力が増加傾向にあ
るところの深さまで荒ホーニング処理し、該荒ホーニン
グ処理された歯面を前記第1の径より小さな第2の径の
ショット粒を用いて第2のショットピーニング処理し、
該第2のショットピーニング加工された歯面に仕上げホ
ーニング処理を施すことを特徴とする歯車の製造方法。 - 【請求項2】 前記第1のショットピーニング処理前
に、歯車となる鋼材に所定の歯形が形成され、該所定の
歯形に浸炭窒化焼き入れ処理が施された後、該歯形に焼
き戻し処理が施されることを特徴とする請求項1に記載
の歯車の製造方法。 - 【請求項3】 前記歯面は、その表面粗さが前記荒ホー
ニング処理後において約5μm以下となり、前記仕上げ
ホーニング処理後において約3μm以下となるように処
理されることを特徴とする請求項1又は2に記載の歯車
の製造方法。 - 【請求項4】 前記荒ホーニング処理における前記歯面
の削り量は、該荒ホーニング処理後の内部の残留応力の
最大値が該歯面から約10μmの深さに位置するように
設定されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
1項に記載の歯車の製造方法。 - 【請求項5】 前記残留応力は、前記第1のショットピ
ーニング処理で生成される圧縮残留応力であることを特
徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の歯車の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25883697A JPH1190829A (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | 歯車の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25883697A JPH1190829A (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | 歯車の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1190829A true JPH1190829A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=17325707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25883697A Pending JPH1190829A (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | 歯車の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1190829A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7546725B2 (en) | 2005-08-05 | 2009-06-16 | Tsubakimoto Chain Co. | Silent chain |
JP2010214494A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Ud Trucks Corp | 金属部品の表面処理方法 |
-
1997
- 1997-09-24 JP JP25883697A patent/JPH1190829A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7546725B2 (en) | 2005-08-05 | 2009-06-16 | Tsubakimoto Chain Co. | Silent chain |
JP2010214494A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Ud Trucks Corp | 金属部品の表面処理方法 |
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A977 | Report on retrieval |
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