JPS6232011B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、外面に塑性加工を施した中空の部材
を棒材から押し出し加工によつて得る方法に関
し、特に歯車等に応用して好適な方法である。

近年、コンパクトで高性能な油圧機器の一般化
と機械材料の改良とに伴い、加工精度の良好な冷
間鍛造等の冷間塑性加工によつて比較的複雑な形
状の円筒や軸等の加工を行ない、切削加工（機械
加工）の削減及び歩留りの向上を企図した加工方
法がとみに行なわれるようになつて来た。

例えば、自動車のトランスミツシヨンに使用さ
れるヘリカルギヤは、その製造作業状態を表わす
第１図に示すように、まず環状のコンテナ１と共
に補強筒２内に固定された環状のダイス３上へ円
筒素材４を投入し、この円筒素材４に嵌合する棒
状のマンドレル５とこのマンドレル５に嵌合する
加圧筒６とをコンテナ１内へ挿入する。次に、マ
ンドレル５を円筒素材４に対して嵌合した状態で
加圧筒６をダイス３側へ螺旋状に旋回させながら
押し込み、この加圧筒６の下端面がダイス刃部７
の上端近傍に達した所でマンドレル５を加工途中
の円筒素材８から引き抜くと共に加圧筒６をコン
テナ１から抜き外す。しかるのち、新たな円筒素
材４を加工途中の円筒素材８の上に投入し、再び
マンドレル５をこれら二つの円筒素材４，８に嵌
合した状態で加圧筒６をコンテナ１内へ螺旋状に
ねじ込んで行く継ぎ押し作業を繰り返すことによ
り、ダイス３によつて次々と成形品９として塑性
加工されている。

ところが、従来のこのような方法では円筒素材
４を得るためにあらかじめ棒材を所定の長さに切
断したのち、センタ決めをしてその中心に軸方向
の穴を形成する前作業が必要であり、しかも成形
品９の一端が自由端であるため、ここを切削加工
によつて平滑に仕上げなければならなかつた。

本発明はこのような棒材の加工現状に鑑み、例
えば上述したようなヘリカルギヤ等を棒材から迅
速且つ良好な同心度で自由端なく塑性加工し得る
方法を提供することを目的とし、これによつて棒
材に対する切削加工工程のより一層の省略と歩留
りの向上とを企図したものである。

この目的を達成する本発明の棒材の押し出し加
工方法にかかる構成は、棒材の両端面に形成した
センタ穴に係合する一対のマンドレルとこの一対
のマンドレルに対してそれぞれ同軸に摺動嵌合す
る一対の加圧筒とで前記棒材の両端面を挾持し、
前記一対の加圧筒を相互に接近させて前記棒材を
その軸方向に押し潰しながら当該棒材に対して前
記一対のマンドレルの一方を前記軸方向に貫通さ
せると同時に環状のダイスに対して前記棒材を前
記加圧筒と共に通過させ、前記棒材の外面に所定
形状の塑性加工を施すと同時にその中心に当該棒
材と同心の穴加工を行なうようにしたことを特徴
とする。

以下、本発明による棒材の押し出し加工方法を
ヘリカルギヤに応用した一実施例について第２図
以下の図面を参照しながら詳細に説明する。本実
施例による押し出し装置に棒材を装填した状態を
表わす第２図ａ及びこの棒材１１の断面構造を表
わす第３図に示すように、棒材１１の両端面１
２，１３には、同軸をなす一対のセンタ穴１４，
１５があらかじめ形成されており、この棒材１１
の外面２４にヘリカルギヤを塑性加工するダイス
１６の内周面には、このヘリカルギヤに対応した
形状の刃部１７が刻設されている。この刃部１７
の内径が棒材１１の外径と等しくなるように設定
されたダイス１６の上には、このダイス１６への
棒材１１の移動を案内するコンテナ１８が設置さ
れており、このコンテナ１８の内径は前記ダイス
１６の刃部１７の内径と等しく設定されている。
前記ダイス１６の刃部１７に対して緊密に噛み合
う刃部１９が外周面に刻設された下部加圧筒２０
には、上端が棒材１１の下端面１２に形成された
センタ穴１４に係合すると共にこの下部加圧筒２
０に対して昇降自在となる下部マンドレル２１が
同軸に嵌合しており、上端面が棒材１１の下端面
１２に当接するこの下部加圧筒２０は、ダイス１
６に対して螺旋状に旋回しながら昇降するように
なつている。

一方、棒材１１を挾んでこれら下部加圧筒２０
及び下部マンドレル２１に対向する上部加圧筒２
２と上部マンドレル２３とはコンテナ１８側に位
置しており、下端面が棒材１１の上端面１３に当
接する前記上部加圧筒２２は、コンテナ１８に対
し緊密に嵌合した状態で下部加圧筒２０と同様に
ヘリカルギヤのリードに対応して螺旋状に旋回し
ながら昇降するようになつている。又、この上部
加圧筒２２に対し同軸に嵌合する上部マンドレル
２３の下端は棒材１１の上端面１３に形成したセ
ンタ穴１５に係合し、上部加圧筒２２に対して昇
降自在となつている。

このような棒材１１から円筒状に成形されたヘ
リカルギヤを製造するに際しては、その作業工程
を表わす第２図ａ〜ｄ及び各部材の昇降動作と作
業経過時間との関係を表わす第４図に示すよう
に、まずコンテナ１８から上部加圧筒２２を上部
マンドレル２３と共に引き抜き、コンテナ１８内
に棒材１１を投入したのち、再び上部加圧筒２２
を上部マンドレル２３と共にコンテナ１８内に挿
入し、棒材１１の両端面１２，１３を下部加圧筒
２０、下部マンドレル２１、上部加圧筒２２及び
上部マンドレル２３により挾持する（第２図ａ参
照）。なお、第４図中の実線は下部加圧筒２０の
上端面、一点鎖線は下部マンドレル２１の上端
面、二点鎖線は上部加圧筒２２の下端面、破線は
上部マンドレル２３の下端面の位置をそれぞれ示
す。

この状態から下部マンドレル２１を固定しつつ
下部加圧筒２０と上部加圧筒２２及び上部マンド
レル２３とを下方に移動して棒材１１をダイス１
６側の押し込み（第２図ｂ及び第４図部参
照）、棒材１１の中心に下部マンドレル２１と等
径の穴を加工する。この時、ダイス１６の内径と
棒材１１の外径とが同一になつているため、下部
マンドレル２１によつて穿孔された部分の棒材１
１の外面２４がダイス刃部１９へ張り出し、ダイ
ス１６に対応したヘリカルギヤの歯部が塑性加工
されて行く。

第２図ｂに示した状態で下部加圧筒２０、上部
加圧筒２２及び上部マンドレル２３の下降を一時
停止させ、下部マンドレル２１及び上部マンドレ
ル２３を上昇移動することによつて棒材１１の中
心に対してこれと同軸に下部マンドレル２１を貫
通させ、打ち抜きによる穴加工を完了する（第４
図部参照）。しかるのち、再び下部加圧筒２０
と上部加圧筒２２とを下降して棒材１１が完全に
ダイス１６内に位置するようにしてこれら下部加
圧筒２０と上部加圧筒２２との間隔を狭め、棒材
１１の軸方向厚みを所定の寸法に成形し、これに
よつて径方向外側に位置するダイス刃部１９内へ
緊密に張り出す棒材１１の外面２４を精度高くヘ
リカルギヤに塑性加工することが可能となる（第
２図ｃ及び第４図部参照）。なお、図中の符号
２５は打ち抜きカスである。

次いで、更に下部加圧筒２０、上部加圧筒２２
及び下部マンドレル２１を下降させて行き（第２
図ｄ参照）、成形が完了したヘリカルギヤ２６を
ダイス１６から抜き外したのち（第４図部参
照）、更に下部マンドレル２１を下降してヘリカ
ルギヤ２６からこの下部マンドレル２１をしごき
抜く。

これによつて、下部加圧筒２０上に載置された
状態となるヘリカルギヤ２６を押し出し装置外に
取り出し（第４図部参照）、下部加圧筒２０及
び下部マンドレル２１を元の位置まで上昇させる
一方、上部加圧筒２２及び上部マンドレル２３を
上昇してこれらをコンテナ１８から抜き外す。

しかるのち、コンテナ１８から新たな棒材１１
を投入し（第４図部参照）、再び上部加圧筒２
０及び上部マンドレル２１をコンテナ１８内へ挿
入して元の作業開始位置まで下降するが、以下、
上述した操作を繰り返すことにより次々とヘリカ
ルギヤ２６を棒材１１から加工して行くことが可
能である。

本実施例をもとに直径31ミリメートル、長さ40
ミリメートルの焼なましたクロムモリブデン鋼
（45種）を棒材１１としてモジユール1.3、歯数20
枚のヘリカルギヤ２６の製造を、第２図に示した
押し出し装置の各部材にダイス鋼（１種、11種）
を用いて試みた所、センタ穴１４，１５の加工を
精度良く行なつた場合には、ヘリカルギヤ２６の
ピツチ円とその中心に成形される穴との同心度を
センタ穴１４，１５と棒材１１との同心度と同程
度の精度（3/100〜5/100）にすることが可能であ
るとの判断を得た。又、本実施例で得たヘリカル
ギヤ２６のリード誤差や歯形精度共に良好な値を
得られることが判明した。

このように本発明の棒材の押し出し加工方法に
よると、棒材の両端面を挾圧した状態でその中心
部に穴加工を施すと同時に外面に塑性加工を行な
うようにしたので、例えば歯車やスプライン或い
はキー溝等の加工を迅速且つ切削加工の工程を省
略して高精度な同心度で加工することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は筒状のヘリカルギヤに対する従来の加
工方法を表わす押し出し装置の断面図であり、第
２図ａ〜ｄは本発明による棒材の押し出し加工方
法を筒状のヘリカルギヤに応用した一実施例の作
業手順を表わす押し出し装置の断面図、第３図は
その棒材の断面図、第４図は本実施例のダイス及
びコンテナに対する加圧筒及びマンドレルの昇降
位置と作業経過時間との関係を表わすタイムスケ
ジユール表である。 図面中、１１は棒材、１２，１３は棒材の端
面、１４，１５はセンタ穴、１６はダイス、１７
はダイスの刃部、１８はコンテナ、２０は下部加
圧筒、２１は下部マンドレル、２２は上部加圧
筒、２３は上部マンドレル、２４は棒材の外面、
２６はヘリカルギヤである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 棒材の両端面に形成したセンタ穴に係合する
   一対のマンドレルとこの一対のマンドレルに対し
   てそれぞれ同軸に摺動嵌合する一対の加圧筒とで
   前記棒材の両端面を挾持し、前記一対の加圧筒を
   相互に接近させて前記棒材をその軸方向に押し潰
   しながら当該棒材に対して前記一対のマンドレル
   の一方を前記軸方向に貫通させると同時に環状の
   ダイスに対して前記棒材を前記加圧筒と共に通過
   させ、前記棒材の外面に所定形状の塑性加工を施
   すと同時にその中心に当該棒材と同心の穴加工を
   行なうようにしたことを特徴とする棒材の押し出
   し加工方法。