JPS588931B2 - スプラインシヤフトの冷間成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に高精度の段付スプラインシャフトを冷間
成形により合理的に製造する方法に係る発明である。

近時自動車産業等では、資材の節約及び部品加工の省力
化を目的として冷間鍛造技術が広く適用されるようにな
った。

而しながらトランスミッション等に用いられるスプライ
ンシャフトのように比較的高精度を要求される機能部品
においては、冷間鍛造だけで精度の保証が得られないた
めに、従来の切削加工を中心とした加工方法が採用され
ているのが実状である。

これらの問題点としては、トランスミッション等に用い
られる軸状物には比較的高精度を要求されると共に複雑
な形状のものが多く、例えばツバ或いは歯車を一体化し
た多段軸にスプラインが形成されており、また軽量化及
び潤滑油の導管として中空軸が多く比較的大きな基準セ
ンター穴を必要とする。

従って前記せるように、冷間成形だけでは後の機械加工
との関係からかえって品質を不安定なものにし、或いは
多くの成形工程を必要とするため、に、それ程冷間成形
法による効果性が認められなかった。

また、冷間成形によって高精度で互換性の高いスプライ
ン部の成形ができても、成形後前記した比較的大きい基
準センター穴を搾孔する場合、スプライン溝底から逆に
求芯することになるため、チャツキングミス等による誤
差を生じ、安定した精度を得ることが困難である。

本発明は記述した不合理性に鑑みて、汎用性のある機械
式プレス及び油圧式プレスを用いて、素材から一貫して
僅かな冷間成形工程の中で、スプライン部及び基準セン
ター穴迄を同時的に冷間成形する方法に係る。

初て図により本発明の実施例につきて説明すれば、第１
図は押出しと据込みによる第１工程の状態を示すもので
、１は汎用機械式プレスのラム、２は該ラム１に固定の
上金型、３は基台５に固定の下金型で夫々同一軸芯上に
設けられている。

９は第１工程において素材Ｐ（第４図）が予備成形され
た中間材である。

第２図は別の汎用機械式プレスによりツバ部１０′の据
込みとセンター穴を同時に成形するための第２工程を示
すもので、１は前記機械式プレスのラム、２は該ラム１
に固定の上金型で、中心部は前記予備成形された中間材
９の上部を嵌合すると共に、該上金型２の上部に上セン
ターパンチ８を固定している。

３は前記予備成形された中間材９の下部に嵌合する下金
型で受台４に固定されている。

５は基台で、前記受台４との中程の所望間隙には、弾性
体６を介在せしめ受台４と摺動的に係合されている。

７は該基台５の中心部に摺動自在に設けられた下センタ
ーパンチで、前記下金型３の下部に案内され、ラム１側
に固定の上センターパンチ８と同一軸線上に設けられて
いる。

１０は第２工程（第２図）においてツバ部１０′の据込
み成形が完了すると共に、次いで両センターパンチ７ｌ
及び８′により両センター穴を成形された中間材である
。

第３図はスプライン部２０’，２０“の成形状態を示す
もので、１１は汎用油圧式プレスのラム、１２は該ラム
１１に固定され内部にスプライン歯形を有する上ダイス
で、上センター仕上げパンチを同芯的に固定している。

１３は基台１５の上部に固定され内部にスプライン歯形
を形成された下ダイスで、歯形溝底型Ｄ′（第３図−１
）は中間材１０の外径Ｄと略等しくなされている。

１７は基台１５の中心部に摺動自在に固定され、前記上
センター仕上パンチ１８と同一軸線上に設けられた下セ
ンター仕上げパンチであり、スプライン成形後の成形品
２０を抜き取り工程においてノックアウトパンチとして
作用するようになされている。

斯様な構成において順次作用を説明すれば、先ず第１図
に示すように中間材９０段付部９′を押出し成形して、
ノックアウトパンチ７に下部を蟲接して拘束されたのち
、更にシム１を下降すれば金型２及び３により拘束され
ていない部分が座屈して９“部が予備据込みされる。

次いで第２図に示す第２工程において、前記予備据込み
された中間材９を別の機械式プレスの下金型３に挿入し
ラム１を下降すれば、該中間材９は段部９′を下金型３
０段部に拘束され、更にラム１を下降すると下金型３は
受台４を介して基台５との間隙に介在させた弾性体６を
圧縮することになる。

従って中間材９０段部９′には成形圧が作用せず、該中
間材９の軸状部は上部を上金型２に、下部を下金型３に
夫々拘束された状態で総体的に下降し、該中間材９の下
端部が下センターパンチ７に接触して比較的大きい下部
のセンター穴を先ず成形する。

更にラム１を下降させれば、前記弾性体６が更に圧縮さ
れて受台４は基台５に当接し、固定化されて一体となる
ことになる。

そこで中間材９は通常の据込み工程によって９”部の座
屈を進行させて上、下の金型２及び３０間にツバ部１０
′を据込まれ、同時に上部の比較的小さなセンター穴を
成形して中間材１０として成形されるのである。

次いでラム１を上方に復帰させ、下センターパンチ７を
ノックアウトパンチとして作用させれば、該中間材１０
は取り出されるのである。

次に第３図によってスプライン成形工程（第３工程）に
ついて説明すれば、前記中間材１０の下部段付部９′を
下ダイス１３に挿入し油圧プレスのラム１１を下降すれ
ば、中間材１０の上部端部及び下部段付部に成形圧が作
用し、スプライン歯形の溝部２０′及び２０”のみを押
抜き成形する。

即ち中間材１０の軸状部外径Ｄは、前工程によって金型
３の溝底径Ｄ’（大径）と略等しくなされているので、
中間材１０の外周部が無拘束状態でも、スプライン溝部
２０’，２０”のみを押抜き成形する過程では座屈を生
じない。

そしてスプライン溝部２０’，２０”の所定成形終端に
おいて、上、下に正しく配設されたセンター仕上げパン
チ１８及び１７に拘束されて所望有効長さを決定する。

この場合、上、下のセンター仕上げパンチ１８及び１７
は、夫々前工程において成形されたセンター穴が当然ス
プライン成形工程中に僅かながら変形されるので、セン
ター穴角度を矯正すると共に、ツバ部１０ｌからの夫々
のセンター迄の位置を決定すると云う作用をなすもので
ある。

次いでラム１１を復帰させ、下センター仕上げパンチ１
７をノックアウトパンチとして操作することにより、成
形品２０が取り出されると云う作用のものである。

尚本発明の実施例では成形品２０の下部センタ一穴だけ
が比較的大きく、上部センター穴は小さきものについて
説明したが、前記第２工程においてラム１側にも弾性体
６を介在せしめて同時に大きなセンター穴を成形できる
ことは申す迄もない。

以上詳記せるように、段付部９′及びツバ部１０′を有
する比較的複雑な形状をなせるスプラインシャフト等の
機能部品を冷間成形する場合、前記三工程の冷間成形工
程で、従来困難とされていた比較的大きい基準センター
穴の成形までを一貫して冷間成形することができるため
、スプライン歯形と基準センターとの同芯度が適確に得
られ、またソバ部１０或いは段付部９′からのセンター
穴迄の位置が冷間成形時点で決定されるので、従来のス
プライン部冷間成形後、該スプライン溝から逆に求芯し
てセンタリング加工をする方法とは異り、工程の合理化
と精度の安定性が得られると云う効果がある。

且つ第２工程において、下金型と基台５との間に弾性体
６を介在せしめて、ツバ部１０′据込み工程に先きかけ
てセンター穴を同時に成形する方法であるから、他の冷
間成形方法に比べて大きなセンター穴が極めて合理的に
成形でき、且つまた機械式プレス、油圧プレス等の汎用
圧搾機械を用いて多量生産ができるので、従来他に見受
けられない実用上大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法の実施例を示すもので、第１図は第１工
程を、第２図は第２工程を、第３図は第３工程を示す夫
々正面断面図であり、また第４図は素材から成形品に至
る過程を示した正面図である。 （一部断面）２：上金型、３：下金型、６：弾性体、９
：中間材（第１工程）、９′：該中間材の段付部、１０
：中間材（第２工程）、１０′：ツバ部、Ｄ＝軸状部の
外径、１２：上ダイス、１３：下ダイス、Ｄ′：スプラ
イン歯形の溝底径（大径）、２０：成形品、２０’，２
０“：スプライン溝部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１工程において段付部９′を押出し成形すると共
   にツバ部１０′の予備成形９“をし、次いで第２工程に
   おいて金型２，３を弾性体６により所望間だけ浮動状態
   となして、この間に比較的大きなセンター穴の成形をな
   し、該センター穴成形後に金型を固定化してツバ部１０
   ′の据込み成形をして中間材１０となし、更に第３工程
   において中間材１０の外径Ｄと略等しき溝底径Ｄ′をな
   すダイス１２，１３によりスプライン溝部２０’，２０
   “のみを押抜き成形し、且つ該スプライン溝成形の終端
   において前記成形された両センターの角度及びセンター
   間位置を決定することを特徴としたスプラインシャフト
   の冷間成形方法。