JPS60184444A - 傘歯車付きスプライン軸の冷間成形方法 - Google Patents

傘歯車付きスプライン軸の冷間成形方法

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JPS60184444A
JPS60184444A JP3728784A JP3728784A JPS60184444A JP S60184444 A JPS60184444 A JP S60184444A JP 3728784 A JP3728784 A JP 3728784A JP 3728784 A JP3728784 A JP 3728784A JP S60184444 A JPS60184444 A JP S60184444A
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male
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俊秀 清水
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/28Making machine elements wheels; discs
    • B21K1/30Making machine elements wheels; discs with gear-teeth

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスプライン軸或いは伝導部品付きスプライン軸
の冷開成形方法、特に冷間成形後の切削加工を可及的に
省略し得るN密成形方法に関する。
従来このようなスプライン軸の冷間成形方法として特公
昭52−33593号発明が知られているが、ダイスの
雌スプライン歯型に、センタ穴成形用の円錐状突起付き
カウンタポンチの外周に設けた雄スプライン歯型を嵌合
させねばならぬため、成形されたスプライン軸とそのセ
ンタ穴の軸線を所要精度で合致させることができない欠
点があるのみガらず、スプライン軸の成形完了時にはカ
ウンタポンチが中間上昇位置に停止されているため、該
スプライン軸上端部を更に加圧して歯車等を一体成形す
る際に該カウンタポンチを正確に固定支持させることが
雛しく、歯車付きスプライン軸等の精密成形ができなく
なる。
(3) 本発明はこの問題に対処するもので、以下大径26.4
rrrms小径24.232 mm、歯数23のスプラ
イン軸を精密冷開成形する場合に適用した本発明の一実
施例を第8図について説明する。
ダイスの軸成形孔1の下方に連設した雌スプライン歯型
2の下端部内に円形のカウンタポンチ3を嵌合定置して
、頂角θが鋭角の円錐状突起4を該カウンタポンチの端
面に同心に設ける。このため雌スプライン歯型2と円錐
状突起4の軸線合致精度、即ち成形されたスプライン軸
とその円錐状センタ穴の軸線合致精度を向上でき、且つ
雌スプライン歯型2の溝内に潤滑のかすや塵埃が溜って
欠肉等の鍛造欠陥が発生するのを防止し得る。
素材5は雌スプライン歯型2の歯底円直径りよシ僅かに
(0,2mm程度)小さい外径を持つ円形の却。
スプライン成形部分5bを、軸成形孔1に0.1mm程
度の隙間をおいて嵌合可能な丸棒部分5aの先端に設け
てなり、該素材5は二硫化モリブデン(潤滑剤)等のコ
ーティングを施した後、ナックルジヨイントプレス等に
よってダイスに圧入される。
このため素材5の加圧力はその成形進行につれ順次増大
する。
素材の雄スプライン成形部分5bは、その外径が雌スプ
ライン歯型2の歯底円直径りより僅かに小さいのと、そ
の下端が拘束されていないのとによシ該素材の変形抵抗
が最も小さいため、先ずこの部分5bが雌スプライン歯
型2に圧入されて、その外周部に雄スプライン歯(イ)
が成形される。この圧入初期は素材下端部が下方に伸長
し易いだめ、雌スプライン歯型2への充填不完全部分を
生じて成形された雄スプライン歯(イ)の下端部が先細
りとなるが、圧入が進むにつれ、素材が自己の変形抵抗
によって下方に伸長し難くなるため、下端部を除いた雄
スプライン歯(イ)は完全成形される。
しかし圧入末期には、円錐状突起4が雄スプライン成形
部分5bに押込まれて、これを側方に広げる。その際円
錐状突起4の頂角が鋭角であるため素材の広げ力が大き
いのと、該円錐状突起が素材に押込まれるにつれ、側方
への素材排除量が素材下端に至るに従い増加するのとに
よって、雌スブライン歯型2の充填不完全部分に素材が
充填されると同時に、該充填部分が素材圧入につれ雌ス
プライン歯型2に沿い摺動させられる際に生ずる摩擦抵
抗によって、該充填部分が雄スプライン成形部分5bの
下端面から下方に突出するのを防止して、雄スプライン
歯(イ)の下端部を完全成形する。
図示の場合は円錐状突起4による素材広げ力を大きくす
るため、成形された雄スプライン歯(イ)の先細多量に
応じて、該円錐状突起の頂角θを、直角より該円錐状突
起と素材の摩擦角の2倍若しくはそれ以上の角度だけ小
さくしている。尚円錐状突起4はその型寿命を増大する
ため、その頂点部分を球面4aに形成することは勿論で
ある。
こうして雄スプライン歯(イ)がその略所定全長りにわ
たって完全成形された時は、雄スプライン成形部分5b
がカウンタポンチ6の頂面に圧接シテ、その端面成形が
同時に行われている。これに引続いてダイスに素材が圧
入されると、カウンタポンチ6と協同する雌スプライン
歯型2に充填された雄スプライン成形部分の変形抵抗に
よって該雄ス(7) プライン歯の変形を防ぎながら、該カウンタポンチに箔
接支持された素材5のすえ込み作用で軸取形孔1に該素
材を充填することにより、スプライン軸の軸部分を成形
する。次でプレスの上ポンチを上昇させた後、カウンタ
ポンチを上昇させてスプライン軸を取出す。
第4図〜第7図は第1図に示す素材7から第4第3図に
示す傘歯車10付きスプライン軸11を精密冷間成形す
る場合に適用した本発明の他の実施例を示し、スプライ
ン軸11は第8図の実施例のスプライン軸と同構成であ
る。
従って下型6がダイス12の軸取形孔1の下方に連設し
た雌スプライン歯型2の下端部内に円形のカウンタポン
チ3を嵌合定置して、頂角が鋭角の円錐状突起4を該カ
ウンタポンチの頂面上に同心に設けていることは第8図
の場合と同様である。
第4図のようにダイス12とカウンタポンチ6のガイド
板16は、シュリンクリング14に焼成めされて受圧板
15上に固着され、カウンタポンチ6の下部段面6aは
ダイホルダ16上に保合定置(8) される。
素材7は軸取形孔1に嵌合可能な丸棒部分7aの下端に
雌スプライン歯型2の歯底円直径りよシ僅かに小さい外
径dを持つ円形の雄スプライン成形部分7bを、又該丸
棒部分の上端に傘歯車成形用の頭部7cを夫々設けて、
丸棒材料より一体成形され、該雄スプライン成形部分7
bの下端外周は面取シ(ロ)(第1図)されている。
又上型9はダイス12の頂面12aと協同して傘歯車1
0を成形する空間(ハ)と、円錐状突起4に対向して該
空間e9内に逆向きに突出する頂角が鋭角の円錐状突起
8を備える。円錐状突起8は空間e9を備える上型ダイ
ス17に圧入固着したマンドレル18の端面に同心に設
けられ、該上型ダイスはマンドレル18の挿入孔を基準
として放電加工によ多空間(ハ)を成形されている。従
って成形された傘歯車10と円錐状突起8により成形さ
れたセンタ穴の同心精度を向上し得る。19は上型9の
受圧板である。
ダイス頂面12aとシュリンクリング140頂面とは下
型6よシ軸成形孔1と同心に突出する円板状突起20上
に設けられ、該突起20が抜差自在に精密嵌合する穴2
1が上型9に凹設される。
突起20の高さと穴21の深さは、上下型9,6が第7
図のように接触した時にダイス頂面12aと穴21の大
成との間にフラッシュ(71が流出し得る間隙を形成す
るように設定され、傘歯車10の成形時には、この突起
20と穴21の係合によるガイド作用で上下型の同心精
度が維持される。
図示の場合は傘歯車10の成形時に、その裏面に放射状
の油溝22を同時成形するため、下型6のダイス頂面1
2a上に放射状の突出条26を設けている。尚上型90
円錐状突起8も下型6の円錐状突起4と同構成にするの
がよい。
上下の型9,6は最大能力800トンのナックルジヨイ
ントプレスに取付けられ、二硫化モリブデン等のコーテ
ィングを施して第4図のように下型の軸取形孔1に挿置
された素材7は、上下の型9゜6が第7図のように接触
するまで圧搾される。このため素材7の加圧力はその成
形進行につれ順次増大する。プレス加圧力は、成形部分
の材料鋼の圧縮応力が常に1平方m”U F) 180
00 KV (引張試験時の断面減少率を略100チに
するため材料に加える1平方CrIL当り6000Kp
の静水圧力の3倍)以上になるようにして、材料の延性
を略1oosにするのがよい。尚第4図は上型9の下降
により円錐状突起8が素材7に若干押込まれた状態を示
す0第4図の状態から上型9が押下げられるにつれ、最
も変形抵抗の小さい雄スプライン成形部分7bが雌スプ
ライン歯型2に圧入され、その圧入末期にカウンタポン
チ6の円錐状突起4が第5図のように協同し始めて、該
成形部分7bの外周部に略全長にわたって雄スプライン
歯(イ)が完全成形されることは第8図の場合と同様で
ある。
この雄スプライン歯の成形完了時には第6図のように素
材頭部7cの下面が略突出条26の上面に接するから、
雌スプライン歯型2に充填された雄スプライン成形部分
の変形抵抗によって該雄スプライン歯の変形を防ぎなが
ら、順次押下げられる上型9によって下端をカウンタポ
ンチ6に支持される素材の丸棒部分7aをすえ込んで、
軸取形孔1に該丸棒部分を充填すると共に、突出条26
によって素材頭部7Cの下面に油溝22を成形するO この成形完了時には、素材頭部7Cがダイス頂面12a
に略接し、且つ突起201穴21よりなるガイド部が係
合する。従って上型9が押下げられるにつれ、軸取形孔
1及び雌スプライン歯型に充填された丸棒部分7aと雄
スプライン成形部分7bの変形抵抗によって完成された
雄スプライン歯(イ)の変形を防ぎながら、上下型9,
6間で素材頭部7cを第7図のように圧搾成形し、次で
上型9を上昇させた後、カウンタポンチ6を押上げて第
2図のようなスプライン軸11を取出す。
このスプライン軸11は、その上下に夫々成形されたセ
ンタ穴10a、11aを利用して傘歯車外周のフラッシ
ュ(7)や該傘歯車裏面(ホ)を旋削した後、所要の熱
処理を行い、次で該スプライン軸のベアリング支持部分
を研削加工するだけで完成品となる。
本発明によれば、軸取形孔1に続く雌スプライン歯型2
の奥端部内に嵌合定置した円形のカウンタポンチ6の端
面上に、頂角が鋭角の円錐状突起4を同心に設け、該雌
スプライン歯型2の歯底円直径りよシ僅かに小さい外径
を持つ円形の雄スプライン成形部分を軸取形孔1に嵌合
可能な丸棒部分の先端に設けた素材を、その成形進行に
つれ順次増大する加圧力で該軸取形孔に圧入するだけで
、所定長さの雄スプライン歯を完全成形したスプライン
軸を精密冷開成形することができるから、雌スプライン
歯型2の歯先円とカウンタポンチ6外周面の間の間隙を
小さくして、スプライン軸とそのセンタ穴の軸線合致精
度を向上できるのみならず、スプライン軸先端にフラッ
シュを生ずる恐れがなく、シかもプレスのカウンタポン
チ制御装置を簡単化できる。又素材の成形中はカウンタ
ポンチ6が下型に正確に固定支持されているため、成形
完了時における上下型の接触と相俟って、歯車付きスプ
ライン軸等を精密に一体成形することができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は素材の正面図、第2図及び第3図は成形品の縦
断正面図及び底面図、第4図〜第7図は素材の成形経過
を示す縦断正面図、第8図はスプライン軸の成形原理を
示す縦断正面図である。 12・・・ダイス、16・・・カウンタポンチのガイド
板、14・・・シュリンクリング、15・・・受圧板、
16・・・ダイホルダ、17・・・上型ダイス、18・
・・マンドレル、19・・・受圧板、(イ)・・・雄ス
プライン歯、(ハ)・・・空間、(財)・・・フラッシ
ュ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ダイスの軸成形孔(1)に連設した雌スプライ
    ン歯型(2)の奥端部内に円形のカウンタポンチ(3)
    を嵌合定置して、頂角が鋭角の円錐状突起(4)を該カ
    ウンタポンチの端面上に同心に設け、該雌スプライン歯
    型の歯底円直径より僅かに小さい外径を持つ円形の雄ス
    プライン成形部分を軸成形孔(1)に嵌合可能な丸棒部
    分の先端に設けた素材(5)を、その成形進行につれ順
    次増大する加圧力で前記ダイスに圧入し、雌スプライン
    歯型(2)に対する前記雄スプライン成形部分の圧入末
    期に、その先端部を円錐状突起(4)で側方に広げて該
    雌スプライン歯型の充填不完全部分に充填すると共に、
    該充填部分が雌スプライン歯型(2)に沿い摺動させら
    れる際に生ずる摩擦抵抗によって該充填部分が雄スプラ
    イン成形部分の先端面から先に突出するのを防止して雄
    スプライン歯を成形し、次で雌スプライン歯型に充填さ
    れた雄スプライン成形部分の変形抵抗によって該雄スプ
    ライン歯の変形を防ぎながら、下端をカウンタポンチに
    支持される素材をすえ込んで軸成形孔(1)に該素材を
    充填することを特徴とするスプライン軸の冷間成形方法
  2. (2) ダイスの軸成形孔(1)の下方に連設した雌ス
    プライン歯型(2)の下端部内に円形のカウンタポンチ
    (6)を嵌合定置して、頂角が鋭角の円錐状突起(4)
    を該カウンタポンチの頂面上に同心に設けた下型(6)
    と、前記軸成形孔に嵌合可能な丸棒部分(7a)の下端
    に雌スプライン歯型(2)の歯底円直径より僅かに小さ
    い外径を持つ円形の雄スプライン成形部分(7b)を、
    又該丸棒部分の上端に歯車等の伝導部品成形用の頭部(
    7c)を夫々設けた素材(7)と、前記ダイス頂面と協
    同して前記伝導部品を成形する空間及び円錐状突起(4
    )に対向して該空間内に逆向きに突出する円錐状突起(
    8)を含む上型(9)とを組合わせ、該上型によって軸
    成形孔(1)に挿置した素材(7)を、その成形進行に
    つれ順次増大する加圧力で上下の型が接触するまで圧搾
    することにより、先ず雄スプライン成形部分(7b)を
    雌スプライン歯型(2)に圧入し、その圧入末期に該雄
    スプライン成形部分の先端部を円錐状突起(4)で側方
    に広げて該雌スプライン歯型の充填不完全部分に充填す
    ると共に、該充填部分が雌スプライン歯型(2)に沿い
    摺動させられる際に生ずる摩擦抵抗によって該充填部分
    が雄スプライン成形部分の下端面から下方に突出するの
    を防止して雄スプライン歯を成形し、次で雌スプライン
    歯型(2)に充填された雄スプライン成形部分の変形抵
    抗によって該雄スプライン歯の変形を防ぎながら、下端
    をカウンタポンチ(6)に支持される素材の丸棒部分(
    7a)をすえ込んで軸成形孔(1)に該丸棒部分を充填
    し、次で該軸成形孔及び雌スプライン歯型に充填された
    丸棒部分及び雄スプライン成形部分の変形抵抗によって
    前記雄スプライン歯の変形を防ぎながら、上下型間で素
    材頭部(7c)を圧搾成形することを特徴とする伝導部
    品付きスプライン軸の冷開成形方法。
  3. (3) カウンタポンチの円錐状突起(4)の頂角を、
    直角より該円錐状突起と素材の摩擦角の2倍若しくはそ
    れ以上の角度だけ小さくした特許請求の範囲第(1)項
    或いは第(2)項記載のスプライン軸或いは伝導部品付
    きスプライン軸の冷間成形方法。
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