JPS60137B2 - 転造用平ダイス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は転造用平ダイスの改良に関する。

周知の如く、この種の平ダイスは、第１図に示すように
、その歯配列面Ｈ‘こ長手方向沿いに順に喰付歯群Ａ、
仕上歯群Ｂおよび逃歯群Ｃを有している。

そして、被加工物に付与される歯形は仕上歯群Ｂの各歯
の歯形に基づいて形成される。ところで、一般に塑性加
工においては塑性変形のみならず弾性変形も考慮するこ
とが必要であり、例えば第２図に示す如く、被加工物に
付与すべき正規の歯形がＦであるとすれば、被加工物の
材料の弾性変形を考慮に入れて、平ダイスの仕上歯群に
おける各歯の歯形を、加工時に被加工物に対して歯形ｆ
を形成するように歯形形成している。仕上歯群の各歯で
歯形ｆが付与された後に、転造圧が解除されると、材料
の弾性復帰により正規の歯形Ｆが最終的に形成されるこ
とになる。ところが、弾性変形量は、転造のための工作
機機の剛性に左右され、それを予め計算により正確に求
めることは実際上は期し難い。周知の如く金属素材を塑
性変形させて所望の形状を得ようとする場合、１個の加
圧では弾性変形が原因で所望の形状が正確に得られなく
とも、複数回の加圧すなわち各回の加圧の後に加圧力を
一旦完全解放し次いで次回の加圧をすれば、回数を重ね
る毎に所望の形状に限りなく近ずし、ていく。

本発明は上甑の着想に基づいてなしたもので、その目的
は加工精度のよい転造用平ダイスを提供することにある
。本発明に係る転造用平ダイスは、上記仕上歯群の構成
を改善したものであって、該仕上歯群をさらに複数の小
群で構成し、喰付歯群に隣接する第１歯群と、第１歯群
に隣接しかつ各歯の歯厚が第１歯群の各歯の歯厚より十
分小さくて転造時に被加工物に対する転進圧を完全解放
する第２歯群と、第２歯群に隣接しかつ各歯の歯厚が逃
歯群方向に向って歯毎に第１歯群の各歯の歯厚以下まで
順次増大する第３歯群と、第３歯群に隣接しかつ各歯の
歯厚が第１歯群の各歯の歯厚以下である第４歯群を備え
るようにしたことを特徴としている。

以下に、第３〜８図に示した好ましい実施例について本
発明を具体的に説明する。

先ず始めに「第３〜６図に基づいて仕上転造に好適な平
ダイスについて説明する。

平ダイスの歯配列面Ｈ‘こは、長手方向沿いに順に並ん
だ喰付歯群Ａ、仕上歯群Ｂおよび逃歯群Ｃを形成してい
る。

そして、仕上歯群Ｂはさらに長手方向沿いに第１歯群Ｂ
，、第２歯群Ｂ２、第３歯群Ｂ３および第４歯群Ｂ４に
区分けしている。第３，４図において、Ｑはダイス底面
、０は各歯の歯底を結ぶ歯底線、Ｐは各歯の同一歯厚部
を結んだ基準ピッチ線、ｍは各歯の歯先を結ぶ歯先線、
ｎは各歯の歯厚を示すために書き込入れたダイス底面Ｑ
に対して平行な基準平行線を示している。周知の如く、
仕上用平ダイスは一般に、荒加工により既に形成された
被加工物の歯のフランクを仕上加工することを目的とし
ており、歯底の加工は行なわない。

したがって、図より明らかなように、歯先線ｍはダイス
底面Ｑや基準平線ｎに対して平行としている。つまり、
各群の歯の歯先からダイス底面Ｑに至る距離すなわち歯
高は全て等しい寸法構成としている。一方、各群におい
て各歯毎に歯厚（基準平行線上の歯厚）を変えるため、
あるいは各群毎に歯厚を変えるために、基準ピッチ線Ｐ
および歯底線０をダイス底面Ｑに対して変化させている
。

尚、基準ピッチＰと歯底線０は互いに平行としている。
また、ピッチ線上の歯厚は、すべての歯において同一で
ある。喰付歯群Ａにおいては、基準ピッチ線Ｐおよび歯
底線○が仕上歯群Ｂに向うに従ってダイス底面Ｑに対し
て上り勾配となるように構成されている。

したがって、各歯の歯厚は仕上歯群に向うに従って順次
大きくなる。このように構成することによって、転造加
工時に、平ダイスの喰付歯が被加工物の歯のフランクに
対して一歯毎に押込深さを順次増加してゆき、つまり一
歯毎に転造圧が順次増加してゆき、所謂被加工物に対す
る。食付が良好に行なわれる。仕上歯群における第１歯
群Ｂ，は初期仕上をなす領域であって、この領域では、
基準ピッチ線Ｐおよび歯底線０は夫々ダイス底面Ｑに対
して平行としている。

つまり、各歯は完全に同一歯形をなしており、各歯の歯
厚ＷＢ，は互いに同一である。歯厚ＷＢ，は喰付歯群の
最終歯の歯厚と同一又は若干大きい。第２歯群Ｂ２は転
造時における被加工物に対する転造圧の解放領域であっ
て、この領域では、基準ピッチ線Ｐおよび歯底線０は、
第１歯群Ｂと同機にダイス底面に対して平行であって各
歯形および各歯厚を夫々同一としているが、ダイス底面
に対する距離を一定寸法短かく構成することにより、そ
の歯厚ＷＢ２を第１歯群Ｂ，の歯厚ＷＢ，より一定寸法
小さくしている。

第３歯群Ｂ３は転造圧解放のための第２歯群Ｂ２と第２
仕上げをなすための第４歯群Ｂ４の繋ぎ領域又は喰付領
域であって、基準ピッチ線Ｐおよび歯底線０は夫々ダイ
ス底面Ｑに対して上り勾配となるように構成されており
、したがって、各歯の歯厚は第４歯群に向うに従って歯
毎に順次大きくなる。

第４歯群Ｂ４は二次仕上をなす領域であって、この領域
においては、基準ピッチ線Ｐおよび歯底線０は夫々ダイ
ス底面Ｑに対して平行とし、各歯を完全に同一歯形とし
ている。

ただし、基準ピッチ線Ｐのダイス底面Ｑに対する距離を
第１歯群Ｂ，における基準ピッチ線のダイス底面Ｑに対
する距離より若干小さく構成して各歯の歯厚ＷＢ４を前
記歯厚ＷＢ，より小さくしている。上記仕上歯群Ｂの各
小群Ｂ，Ｂ２，ＢおよびＢ４の基準ピッチ線上での歯厚
を整理すれば下記の如しである。

ＷＢ，＞Ｗ＆＜ＷＢ−，＜ＷＢ３−２＜ＷＢ４尚、少な
くとも第１、２および４の歯群Ｂ，，Ｂ２，Ｂ４の歯数
は夫々被加工物の歯数の少なくとも１′２とすることは
云うまでもなく、図では説明上歯数を少なくして示して
いる。

周知のように平ダイスは対として用いられるので、被加
工物が１回転するとき、片側の平ダイスは被加工物の半
回転分だけ移動する。したがって、各群Ｂ，，Ｂ４又は
＆は、被加工物の歯数の１／２以上有することによって
、夫々被加工物の全歯を少なくとも１回は転造加工又は
、転造圧解除をすることができるのである。各４・群Ｂ
，〜Ｂ４は被加工物の歯のフランクに対して第５，６図
に示す如く作用する。

すなわち、先ず第１歯群Ｂ．の各歯は、第６図に示すよ
うに、フランク歯形Ｆ，（一点鎖線で示している）に対
応していて、該歯形Ｆ，を創成すべくフランクに作用す
る。第２歯群Ｂ２においては、第５図に示すように、そ
の各歯厚ＷＢ２は加工物Ｗの歯の歯溝中ＴＷより十分小
さいため、被加工物に対する転進圧は完全に解放される
。転造圧が解除されると、被加工物のフランクは弾性変
形領域の量だけ復帰し、フランク歯形Ｆ′となる。次い
で、第３歯群＆が被加工物Ｗに再び喰い付き、それに続
いてフランク歯形Ｆ２（二点鎖線で示している）に対応
する第４歯群Ｂ４の各歯が歯形Ｆ２を創成すべくフラン
クに作用する。第４歯群Ｂ４の各歯の転造圧が解除され
ると、フランクは弾性変形量だけ復帰し、所望のフラン
ク歯形Ｆとなる。つまり、この仕上歯群Ｂは、小群Ｂと
Ｂ４の間に転造圧完全解放領域を設け、この２段階で小
刻みに所望のフランク歯形Ｆ‘こ近づけてゆく手法をと
っているので、フランク歯形Ｆを精度良く実現すること
ができる。逃歯群Ｃは、その歯群構成が喰付歯群Ａの歯
群構成と大略対称になっており、基準ピッチ線Ｐおよび
歯底線０は夫々ダイス底面Ｑに対して、仕上歯群Ｂから
遠去かるに従って下り勾配を呈している。

尚この勾配は喰付歯群の勾配よりも大きい。したがって
、各歯の歯厚は仕上歯群Ｂから遠去かるに従って順次小
さくなる。具体的に云えば、１つの歯の歯厚ＷＣ−２は
それに隣接する仕上歯群Ｂ寄りの歯の歯厚ＷＣ−１より
若干４・さし、。このように構成することによって、転
進加工時に、平ダイスの被加工物に対する転造圧が−歯
毎に徐々に解除されてゆき、平ダイスは被加工物から支
障なく外れることが可能となる。上記実施例では、仕上
歯群Ｂを４つの小群Ｂ．〜耳に区分けしているが、本発
明は、仕上歯群を多段の小君主に区分けしかつ４・群間
に転造圧完全解放領域を設けることを要旨とするもので
ある。

したがって、小群の数をさらに増加し第２、第３の転造
圧解放領域を設けてもよい、被加工物の加工精度の観点
からは区分け数が大きい程良いが、これは平ダイスの長
さ寸法限界条件との関係で決める必要がある。小型歯車
転造用平ダイスの場合「仕上歯群Ｂを上記実施例の数以
上に区分けしても、平ダイスの長さ寸法を特別長くする
必要がないので、実施可能である。また、上記実施例で
は、第４歯群Ｂ４の各歯の歯厚ＷＢ４を第１歯群Ｂ，の
各歯の歯厚ＷＢ，より小くしており、この場合は、フラ
ンク歯形を最終的に決定づけるづ・群Ｂ４による被加工
物の塑性変形量したがって、犠牲変形量は非常に小さく
なり、したがって、所望のフランク歯形Ｆをより精度良
く実現できる利点があるが、本発明は、前記した如く、
小君主の間に完全解放領域を設けることを要旨とするも
のであって、かならずしも上記実施例に示す如く小群耳
の各歯の歯厚を小群Ｂ，の各歯の歯厚より小さく構成す
ることは必要なく、両者を同一寸法に構成してもよい。

次に、第７，８図に基づいてむく転造に好適な平ダイス
について説明する。

このむく転造用平ダイスは、前記の仕上転造用平ダイス
の基本的特徴点は備えているが、仕上転造用平ダイスと
異なって被加工物の歯形のフランクのみならず歯底の加
工も行なうので、歯先線ｍはダイス底面Ｑに対して変化
し、その変化は基本的に基準ピッチ線Ｐ、歯底線○と同
様である。

つまり、歯先線ｍは、仕上歯群Ｂの第３歯群馬の領域を
除いて、ピッチ線Ｐや歯底線０と平行である。したがっ
て、喰付歯群Ａにおいては、仕上歯群Ｂに近ずくに従っ
て、各歯の歯先からダイス底面Ｑに至る距離すなわち歯
高が順次増加し、具体的には、１つの歯の歯高は該歯に
隣り合う仕上歯群Ｂ寄りの歯の歯高より若干小さい。

また、第１歯群Ｂ，においては、各歯の歯高は全て同一
であり、この歯高は喰付歯群Ａの最終歯の歯高と同一又
はそれより若干大きい。また第２歯群Ｂ２においては、
各歯の歯高は全て同一であるが、該歯高は第１歯群Ｂ，
の歯高より十分小さい。すなわち、この第２歯群＆は前
記実施例と同様に転造圧完全解放領域であって、歯厚の
みならず歯高においても被加工物に対する転造圧を完全
に解放するに十分なだけ小さく構成している。第３、４
歯群Ｂ３，Ｂ４の各歯の歯高は第２歯群の各歯の歯高と
同一としている。

さらに、逃歯群Ｃにおいて、各歯の歯高は順次減少し、
具体的には、１つの歯の歯高は、該歯に隣り合う仕上歯
群Ｂ寄りの歯の歯高より若干小さい。

このむく転造用平ダイスの構成は、各歯の歯高に関して
は、前記仕上転造用平ダイスの構成と異なるがその他の
構成は全く同一である。

上記構成の転造用平ダイスによれば、仕上歯群Ｂにおい
て、被加工物に対して、歯のフランクのみならずその歯
底にも精度の高に転造加工を行うことができる。

以上「実施例の具体的説明から明らかなように、本発明
に係る平ダイスは、その仕上歯群において小群間に転造
圧完全解放領域を設け、該転造圧完全解放領域の前後の
小群で被加工物の歯のフランクを段階的に仕上げるよう
にしたので、弾性変形に起因する加工誤差を小さくする
ことができ、所期の目的を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の平ダイスを示す説明図、第２図は転造加
工の弾性変形を示す説明図、第３〜８図は本発明の実施
例を示し、第３図は仕上転造用平ダイスの概略側面図、
第４図は第３図における平ダイスの仕上歯群における歯
形状を具体的に示す説明図、第５図は第３，４図の平ダ
イスの仕上歯群の第２歯群と被加工物との噛み合い状態
を示す説明図、第６図は第３，４図の平ダイスの仕上歯
群の被加工物に対する転造状態を示す説明図、第７図は
むく転造用平ダイスの概略側面図、第８図は第７図の平
ダイスの仕上歯群における歯形状を示す説明図である。 Ａ・・・・・・喰付歯群、Ｂ・・・・・・仕上歯群、Ｂ
・・・・・・第１歯群、Ｂ２・・・・・・第２歯群、Ｂ
３…・・・第３歯群、Ｂ４・・・…第４歯群、Ｃ・・・
・・・逃歯群、ｍ・・・・・・歯先線、ｎ・・・・・・
基準平行線、０…・・・歯底線、Ｐ・・・・・・基準ピ
ッチ線、Ｑ・・・・・・ダイス底面、ＷＢ，，ＷＢ２，
Ｗ＆‐，，ＷＢｙ２，ＷＢ４，ＷＣ−１，ＷＣ一２……
基準平行線上の歯厚。第１図 第２図 第３図 第４図 第８図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 歯配列面長手方向沿いに順に喰付歯群、仕上歯群お
   よび逃歯群を形成してなる転造用平ダイスであって、
   上記仕上歯群は、さらに複数の小群で構成されて、喰付
   歯群に隣接する第１歯群と、第１歯群に隣接しかつ各歯
   の歯厚が第１歯群の各歯の歯厚より十分小さくて転造時
   に被加工物に対する転造圧を完全解放する第２歯群と、
   第２歯群に隣接しかつ各歯の歯厚が逃歯群方向に向って
   歯毎に第１歯群の各歯の歯厚以下まで順次増大する第３
   歯群と、第３歯群に隣接しかつ各歯の歯厚が第１歯群の
   各歯の歯厚以下である第４歯群を含むことを特徴とする
   転造用平ダイス。