KR20130115363A - 치형 부품의 제조 방법 및 치형 부품의 제조 장치 - Google Patents

Abstract

저면부와 상기 저면부의 외주의 단부로부터 상승되도록 설치된 측벽부를 갖고, 상기 측벽부에는 치형이 형성된 치형 부품의 제조 방법에 있어서, 원반 형상의 소재를 교축 성형해서 상기 저면부와 상기 저면부로부터 이격됨에 따라 내경이 커지도록 상기 측벽부를 형성하는 반교축 공정과, 상기 측벽부에 치형을 형성하는 치형 성형 공정을 갖는다.

Description

치형 부품의 제조 방법 및 치형 부품의 제조 장치{METHOD FOR PRODUCING TOOTH PROFILE COMPONENT, AND DEVICE FOR PRODUCING TOOTH PROFILE COMPONENT}

본 발명은 저면부와, 저면부의 외주 단부로부터 축 방향으로 상승되도록 설치되어 치형이 형성된 환형상의 측벽부를 갖는 치형 부품의 제조 방법 및 당해 치형 부품의 제조 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 원반 형상의 평판 소재의 워크로부터 저면부와 환형상의 측벽부를 갖는 치형 부품(컵형상 부품)을 제조하는 방법과 장치가 개시되어 있다. 이 특허문헌 1에는, 측벽부에 치형을 형성하기 위해서 사용하는 치형 펀치(제1 펀치)의 외측에, 압축 펀치 슬리브를 통해서 워크의 교축 성형용의 원형 펀치(교축 펀치 슬리브)를 배치하고, 교축 성형과 치형 성형을 행하는 것이 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2006-116593호 공보

그러나, 특허문헌 1에 개시된 치형 부품을 제조하는 방법 및 장치에 있어서는, 치형 펀치의 외측에 압축 펀치 슬리브를 통해서 원형 펀치를 배치하고 있으므로, 성형형의 구조가 복잡해져 버린다.

따라서, 치형 펀치와 다이스에 의해 교축 성형을 행한다고 하면, 치형 펀치의 치형부가 워크에 점 접촉해 버린다. 그로 인해, 워크에 있어서의 치형부가 점 접촉한 부분에 있어서, 인장 응력이 발생해서 박육화의 우려(두께가 얇아져 버릴 우려)가 있다. 이와 같이, 워크의 박육화가 발생해 버리면, 두께가 충분히 확보된 원하는 형상의 치형 부품을 제조할 수 없는 우려가 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 단순한 성형 형의 구조하에 소망의 형상의 치형 부품을 제조할 수 있는 치형 부품의 제조 방법 및 치형 부품의 제조 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명의 일 형태는, 저면부와 상기 저면부의 외주의 단부로부터 상승되도록 설치된 측벽부를 갖고, 상기 측벽부에는 치형이 형성된 치형 부품의 제조 방법에 있어서, 원반 형상의 소재를 교축 성형해서 상기 저면부와 상기 저면부에서 이격되는 것에 따라서 내경이 커지도록 상기 측벽부를 형성하는 반교축 공정과, 상기 측벽부에 치형을 형성하는 치형 성형 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

이 형태에 따르면, 반교축 공정에서는 저면부로부터 이격되는 것에 따라서 내경이 커지도록 측벽부를 형성하므로, 소재에 가해지는 힘을 억제해서 교축 성형을 행할 수 있다. 그로 인해, 소재의 박육화를 방지할 수 있다. 따라서, 단순한 성형 형의 구조하에 소망의 형상의 치형 부품을 제조할 수 있다.

상기의 형태에 있어서는, 상기 치형 성형 공정에서는 상기 측벽부에 치형을 형성하는 치형 펀치를 사용하고, 상기 반교축 공정에서는 상기 치형 펀치와 상기 치형 펀치의 외측에 배치되는 교축 다이스에 의해 상기 측벽부를 형성하는 것이 바람직하다.

이 형태에 따르면, 반교축 공정에 있어서 교축 전용의 펀치를 사용할 필요가 없으므로, 성형 형의 구조를 단순하게 할 수 있다.

상기의 형태에 있어서는, 상기 교축 다이스의 내주면에는, 상기 반교축 공정에서 상기 치형 펀치가 상기 교축 다이스에 대하여 상대적으로 이동하는 방향을 향해 내경이 작아지도록 테이퍼 형상의 부분이 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이 형태에 따르면, 소재는 테이퍼 형상의 부분에 따라 좁혀지므로, 교축 성형이 원활하게 행해지는 것으로부터, 소재의 박육화를 방지할 수 있다.

상기의 형태에 있어서는, 상기 반교축 공정으로 형성된 상기 측벽부의 내경을 축소하는 직경 축소 공정을 갖고, 상기 직경 축소 공정의 후에 상기 치형 성형 공정을 행하는 것이 바람직하다.

이 형태에 따르면, 반교축 공정과 치형 성형 공정 사이에 직경 축소 공정을 행하므로, 측벽부의 내경을 서서히 축소시켜서 소재를 직경 축소 형성할 수 있다. 그로 인해, 소재를 무리없이 직경 축소 형성할 수 있으므로, 소재의 박육화를 방지할 수 있다.

상기의 형태에 있어서는, 상기 직경 축소 공정에서는 치형이 형성된 내주면을 구비하는 직경 축소 다이스를 상기 측벽부에 치형을 형성하는 치형 펀치의 외측에 배치하는 것이 바람직하다.

이 형태에 따르면, 직경 축소 공정에 있어서도 측벽부에 서서히 치형을 형성할 수 있으므로, 소재에 무리없이 치형을 형성할 수 있다. 그로 인해, 소재의 박육화를 방지할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명의 다른 형태는, 저면부와 상기 저면부의 외주의 단부로부터 상승되도록 설치된 측벽부를 갖고, 상기 측벽부에는 치형을 형성한 치형 부품의 제조 장치에 있어서, 외주면에 치형이 형성된 치형 펀치와, 상기 치형 펀치를 삽입하는 교축 성형 구멍을 구비하는 교축 다이스와, 상기 치형 펀치를 삽입하는 치형 성형 구멍을 구비하는 치형 다이스를 갖고, 상기 치형 펀치를 상기 교축 성형 구멍에 삽입해서 상기 교축 다이스에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써 원반 형상의 소재를 교축 성형해서 상기 저면부와 상기 저면부에서 이격되는 것에 따라서 내경이 커지도록 상기 측벽부를 형성하고, 상기 치형 펀치를 상기 치형 성형 구멍에 삽입해서 상기 치형 다이스에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써 상기 측벽부에 치형을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기의 형태에 있어서는, 상기 교축 다이스의 내주면에는, 상기 소재를 교축 성형할 때에 상기 치형 펀치가 상기 교축 다이스에 대하여 상대적으로 이동하는 방향을 향해서 내경이 작아지도록 테이퍼 형상의 부분이 설치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 치형 부품의 제조 방법 및 치형 부품의 제조 장치에 따르면, 단순한 성형 형의 구조하에 소망의 형상의 치형 부품을 제조할 수 있다.

도 1은 워크 배치 공정에 있어서의 치형 부품의 제조 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 다이스 주변의 주요부 확대도이다.
도 3은 성형전의 워크의 외관 사시도이다.
도 4는 워크 배치 공정에 있어서의 치형 부품의 제조 장치의 전체 구성도이다.
도 5는 단 성형 공정에 있어서의 치형 부품의 제조 장치의 전체 구성도이다.
도 6은 단 성형 공정을 행한 후의 워크의 외관 사시도이다.
도 7은 교축 성형 공정에 있어서의 치형 부품의 제조 장치의 전체 구성도이다.
도 8은 교축 성형 공정을 행한 후의 워크의 외관 사시도이다.
도 9는 교축 성형 공정을 행한 후의 워크의 외주측 부분의 확대 단면도이다.
도 10은 교축 성형 공정에 있어서, 도 7의 상방향으로부터 보았을 때의 워크와 치형 펀치와 교축 다이스의 단면도이다.
도 11은 직경 축소 치형 성형 공정에 있어서의 치형 부품의 제조 장치의 전체 구성도이다.
도 12는 경사 측벽부에 치형을 형성한 워크의 외관 사시도이다.
도 13은 직경 축소 치형 성형 공정을 행한 후의 치형 부품의 제조 장치의 전체 구성도이다.
도 14는 직경 축소 치형 성형 공정을 행한 후의 워크의 외관 사시도이다.
도 15는 직경 축소 치형 성형 공정을 행한 후의 워크의 외주측 부분의 확대 단면도이다.
도 16은 두께 증가 치형 성형 공정에 있어서의 치형 부품의 제조 장치의 전체 구성도이다.
도 17은 두께 증가 치형 성형 공정을 행한 후의 워크의 외관 사시도이다.
도 18은 두께 증가 치형 성형 공정을 행한 후의 워크의 외주측 부분의 확대 단면도이다.
도 19는 종래의 치형 성형의 설명도이다.
도 20은 종래의 치형 성형에 있어서의 과제를 도시하는 도면이다.
도 21은 불출 공정에 있어서의 치형 부품의 제조 장치의 전체 구성도이다.
도 22는 링 기어가 일체 성형된 드라이브 플레이트의 외관 사시도이다.

이하, 본 발명을 구체화한 형태에 대해서, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

[제조 장치의 구성]

우선, 본 실시예의 치형 부품의 제조 장치(1)의 구성에 대해서 설명한다. 치형 부품의 제조 장치(1)는 원반 형상의 평판 소재인 워크(10)를 성형하고, 치형 부품(12)(도 17 참조)을 제조하는 것이다.

도 1은 치형 부품의 제조 장치(1)의 전체 구성도이다. 또한, 도 1은 후술하는 워크 배치 공정을 도시하고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 치형 부품의 제조 장치(1)는 제1 구속 펀치(14)와, 제2 구속 펀치(16)와, 치형 펀치(18)와, 압축 펀치(20)와, 다이스부(22) 등을 갖는다.

제1 구속 펀치(14)는, 제2 구속 펀치(16)에 대향하는 위치(도 1의 상방향의 위치)에 배치되어 있다. 제1 구속 펀치(14)는, 제2 구속 펀치(16)에 대향하는 측의 면의 외형이 원형으로 형성되어 있고, 이 면에는 돌기부(24)와 제1 선단면(26)과 제2 선단면(28) 등을 구비하고 있다.

돌기부(24)는, 제1 구속 펀치(14)에 있어서의 제2 구속 펀치(16)에 대향하는 측의 면의 중심 부분에 설치되어 있고, 제1 선단면(26)이나 제2 선단면(28)보다도 제2 구속 펀치(16)가 배치되는 방향(도 1의 하방향)으로 돌출한 형상으로 되어 있다. 제1 선단면(26)은, 돌기부(24)보다도 제1 구속 펀치(14)의 외주 방향(도 1의 좌우 방향)의 위치에 설치되어 있다. 제2 선단면(28)은 제1 선단면(26)보다도 제1 구속 펀치(14)의 외주 방향(도 1의 좌우 방향)의 위치에 설치되어 있다. 또한, 제1 선단면(26)은 제2 선단면(28)보다도 제2 구속 펀치(16)가 배치되는 방향(도 1의 하방향)의 위치에 설치되어 있다.

제2 구속 펀치(16)는 제1 구속 펀치(14)에 대향하는 위치(도 1의 하방향의 위치)에 배치되어 있다. 제2 구속 펀치(16)는 제1 구속 펀치(14)에 대향하는 측의 면의 외형이 원형으로 형성되어 있고, 이 면에는 오목부(30)와 제1 선단면(32)과 제2 선단면(34)과 외주 대향면(36) 등을 구비하고 있다.

오목부(30)는, 제2 구속 펀치(16)에 있어서의 제1 구속 펀치(14)에 대향하는 측의 면의 중심 부분에 설치되어 있고, 제1 선단면(32)이나 제2 선단면(34)보다도 제1 구속 펀치(14)가 배치되는 방향과는 반대의 방향(도 1의 하방향)으로 오목해진 형상으로 되어 있다. 제1 선단면(32)은 오목부(30)보다도 제2 구속 펀치(16)의 외주 방향(도 1의 좌우 방향)의 위치에 설치되어 있다. 제2 선단면(34)은 제1 선단면(32)보다도 제2 구속 펀치(16)의 외주 방향의 위치에 설치되어 있다. 외주 대향면(36)은 제2 선단면(34)보다도 제2 구속 펀치(16)의 외주 방향의 위치에 설치되어 있다. 또한, 제2 선단면(34)은 제1 선단면(32)이나 외주 대향면(36)보다도 제1 구속 펀치(14)가 배치되는 방향(도 1의 상방향)의 위치에 설치되어 있다.

치형 펀치(18)는 제1 구속 펀치(14)의 외측에 배치되어 있다. 치형 펀치(18)에는, 제2 구속 펀치(16)에 대향하는 선단면(40)이 설치되어 있다. 선단면(40)은 치형 펀치(18)의 외주의 형상을 따라서 설치되고, 제2 구속 펀치(16)의 외주 대향면(36)에 대향하는 위치에 설치되어 있다. 또한, 치형 펀치(18)의 외주면(42)은 후술하는 직경 축소 치형 성형 다이스(48)와 함께 직경 축소 측벽부(86)(도 15 참조)에 치형을 형성하기 위해서 치형 형상으로 되어 있다.

압축 펀치(20)는 치형 펀치(18)의 외주면(42)의 외측에 배치되어 있다. 압축 펀치(20)는 제2 구속 펀치(16)에 대향하는 선단면(44)이 설치되어 있다. 선단면(44)은 치형 형상으로 되어 있고, 후술하는 다이스부(22)의 배킹 플레이트(50)의 챔퍼(chamfer) 성형부(68)(도 2 참조)에 대향하는 위치에 설치되어 있다.

다이스부(22)는 교축 다이스(46)와, 직경 축소 치형 성형 다이스(48)와, 배킹 플레이트(50) 등으로 구성되어 있다. 그리고, 치형 펀치(18), 제1 구속 펀치(14), 제2 구속 펀치(16)의 순서대로 배치되는 방향(도 2의 하방향)을 향해, 교축 다이스(46), 직경 축소 치형 성형 다이스(48), 배킹 플레이트(50)의 순서대로 배치되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 교축 다이스(46), 직경 축소 다이스(58), 예비 치형 성형 다이스(60), 배킹 플레이트(50)의 내주면(52, 59, 61, 62)의 내측에는, 제1 구속 펀치(14), 제2 구속 펀치(16), 치형 펀치(18), 압축 펀치(20) 등을 삽입하는 교축 성형 구멍(51), 직경 축소 성형 구멍(53), 치형 성형 구멍(55), 두께 증가 성형 구멍(57)이 설치되어 있다. 또한, 도 2는 다이스부(22)의 주변의 주요부 확대도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 교축 다이스(46)는, 내주면(52)의 입구 부분(54)을 후술하는 교축 성형 공정에서 치형 펀치(18)가 교축 다이스(46)에 대하여 상대적으로 이동하는 방향(도 2의 하방향)을 향해 내경이 작아지도록 테이퍼 형상으로 하고 있다. 직경 축소 치형 성형 다이스(48)는 직경 축소 다이스(58)와 예비 치형 성형 다이스(60)를 구비하고 있고, 또한 후술하는 두께 증가 치형 성형 공정에 있어서 두께 증가 다이스로서의 역할도 갖고 있다. 직경 축소 다이스(58)는 치형 펀치(18), 제1 구속 펀치(14), 제2 구속 펀치(16)의 순서대로 배치되는 방향(도 2의 하방향)을 향해 내경이 서서히 축소하고 있다. 또한, 예비 치형 성형 다이스(60)는 직경 축소 다이스(58)의 내경의 최소경과 같은 크기의 내경으로 형성되어 있다. 또한, 예비 치형 성형 다이스(60)는 본 발명의 「치형 다이스」의 일 예이다.

또한, 직경 축소 다이스(58)의 내주면(59)과 예비 치형 성형 다이스(60)의 내주면(61)은 상술한 치형 펀치(18)와 함께 후술하는 경사 측벽부(82)(도 9 참조)나 직경 축소 측벽부(86)(도 15 참조)에 치형을 형성하기 위해서 치형 형상으로 되어 있다. 또한, 배킹 플레이트(50)는 내주면(62)과 챔퍼 성형부(68)를 구비하고 있다.

[제조 방법]

다음에, 이상과 같은 구성을 갖는 치형 부품의 제조 장치(1)를 사용한 치형 부품(12)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 본 실시예의 치형 부품(12)의 제조 방법은 워크 배치 공정과, 단 성형 공정과, 교축 성형 공정과, 직경 축소 치형 성형 공정과, 두께 증가 치형 성형 공정과, 불출 공정을 갖는다.

<워크 배치 공정>

우선, 상술한 도 1에 도시한 바와 같이, 워크 배치 공정으로서, 제2 구속 펀치(16)의 제2 선단면(34) 위에 금속제의 원반 형상의 평판 소재인 워크(10)를 배치한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 성형전의 워크(10)에는, 미리 중앙 부분에 구멍부(70)가 형성되어 있다.

그리고, 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 구속 펀치(16)를 고정한 상태 그대로 제1 구속 펀치(14)와 치형 펀치(18)와 압축 펀치(20)를 제2 구속 펀치(16)와 다이스부(22)에 대하여 전진(도 4의 하방향으로 이동)시킨다. 그리고, 워크(10)의 구멍부(70)의 내부에 제1 구속 펀치(14)의 돌기부(24)를 삽입하면서, 제1 구속 펀치(14)의 제1 선단면(26)을 워크(10)에 접촉시킨다. 이때, 제1 구속 펀치(14)의 돌기부(24)는 제2 구속 펀치(16)의 오목부(30)의 내부에 삽입된다. 이렇게 워크(10)의 구멍부(70)의 내부에 제1 구속 펀치(14)의 돌기부(24)를 삽입함으로써, 워크(10)의 직경 방향에 대해서, 워크(10)와 제1 구속 펀치(14)와의 위치 관계를 규제할 수 있으므로, 워크(10)와 각각의 성형 형과의 위치 결정을 할 수 있다.

<단 성형 공정>

다음에, 도 5에 도시한 바와 같이, 단 성형 공정으로서, 제2 구속 펀치(16)를 고정한 상태 그대로, 제1 구속 펀치(14)와 치형 펀치(18)와 압축 펀치(20)를 제2 구속 펀치(16)에 대하여 전진(도 5의 하방향으로 이동)시킨다. 그리고, 제1 구속 펀치(14)의 제1 선단면(26)과 제1 구속 펀치(14)의 제2 선단면(28)과 치형 펀치(18)의 선단면(40)을 워크(10)에 접촉시킨다. 이때, 제1 구속 펀치(14)의 제1 선단면(26)과 치형 펀치(18)의 선단면(40)에 의해 워크(10)를 가압한다. 이에 의해, 도 6에 도시한 바와 같이, 워크(10)의 구멍부(70)의 외측에 있어서의 제1 부분(74)과 제1 부분(74)의 외측에 있어서의 제2 부분(76)과의 사이에 단차를 형성한다. 또한, 워크(10)의 제2 부분(76)과 제2 부분(76)의 외측에 있어서의 제3 부분(78)과의 사이에 단차를 형성한다. 이와 같이 하여, 워크(10)의 제2 부분(76)을 제1 부분(74)이나 제3 부분(78)보다도 돌출시킨다.

또한, 후술하는 치형 부품(12)(도 17 참조)에 있어서, 워크(10)의 제1 부분(74)은 내측 저면부(90)에 상당하고, 워크(10)의 제2 부분(76)은 중간 저면부(92)에 상당한다. 또한, 후술하는 치형 부품(12)에 있어서, 워크(10)의 제3 부분(78)의 내주측의 일부는 외측 저면부(80)에 상당한다.

이와 같이, 워크(10)의 제1 부분(74)과 제2 부분(76) 사이 및 제2 부분(76)과 제3 부분(78) 사이에 단차를 형성한 상태에서, 워크(10)를 제1 구속 펀치(14)와 제2 구속 펀치(16)와 치형 펀치(18)와의 사이에서 끼워서 구속한다.

<교축 성형 공정>

다음에, 도 7에 도시한 바와 같이, 교축 성형 공정으로서, 제1 구속 펀치(14)와 제2 구속 펀치(16)와 치형 펀치(18) 사이에서 워크(10)를 끼워서 구속한 상태를 유지하고, 다이스부(22)에 대하여 제1 구속 펀치(14)와 제2 구속 펀치(16)와 치형 펀치(18)와 압축 펀치(20)를 상대적으로 전진(도 7의 하방향으로 이동)시킨다. 또한, 교축 성형 공정은, 본 발명에 있어서의 「반교축 공정」의 일 예이다.

이에 의해, 치형 펀치(18)와 다이스부(22)의 교축 다이스(46)에 의해 워크(10)의 교축 성형이 행해진다. 그리고, 도 8과 도 9에 도시한 바와 같이, 워크(10)의 제3 부분(78)이 절곡되고, 외측 저면부(80)와 외측 저면부(80)의 외주의 단부로부터 상승되도록 설치된 경사 측벽부(82)가 형성된다. 여기서, 경사 측벽부(82)의 내경은 외측 저면부(80)로부터 이격됨에 따라서 서서히 커지도록 형성되고, 경사 측벽부(82)가 원추 형상으로 형성된다. 또한, 경사 측벽부(82)는 본 발명에 있어서의 「측벽부」의 일 예이다.

여기서, 치형 펀치(18)의 외주면(42)에 있어서의 대경 부분의 면과 교축 다이스(46)의 내주면(52) 사이의 클리어런스(C)(도 10 참조)는 워크(10)의 선단부(84)(도 9 참조)만이 교축 다이스(46)에 접촉하는 것 같은 크기인 것이 바람직하다. 또한, 도 10은 도 7의 상방향으로부터 보았을 때의 워크(10)와 치형 펀치(18)와 교축 다이스(46)의 단면도이다.

이와 같이, 치형 펀치(18)와 교축 다이스(46) 사이의 클리어런스(C)를 설치함으로써, 교축 성형 공정에 있어서 워크(10)의 선단부(84)만이 교축 다이스(46)의 내주면(52)에 접촉하게 된다. 그로 인해, 워크(10)와 교축 다이스(46)와의 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 따라서, 워크(10)와 교축 다이스(46) 사이에서 발생할 수 있는 마찰력을 작게 할 수 있으므로, 워크(10)에 있어서의 치형 펀치(18)의 치형이 형성된 외주면(42)과의 접촉 부분의 박육화를 방지할 수 있다.

또한, 종래와 같이 치형 펀치(18)와 교축 다이스(46) 사이의 클리어런스를 작게 하고, 경사 측벽부(82)를 억지로 원통 형상으로 형성하려고 하면, 치형 펀치(18)의 선단면(40)이 워크(10)에 선 접촉하고, 외측 저면부(80)가 박육화해 버린다. 그러나, 본 실시예와 같이, 치형 펀치(18)와 교축 다이스(46) 사이의 클리어런스(C)를 크게 해서 경사 측벽부(82)를 원추 형상으로 형성함으로써, 치형 펀치(18)로부터 워크(10)에 가해지는 힘을 억제해서 워크(10)의 박육화를 방지할 수 있다.

또한, 교축 다이스(46)의 입구 부분(54)을 테이퍼 형상으로 하고 있으므로, 다이스부(22)에 대하여 워크(10)를 전진시켰을 때에, 확실하게 워크(10)의 선단부(84)만 교축 다이스(46)의 내주면(52)에 접촉시킬 수 있다. 그로 인해, 워크(10)의 교축 성형을 원활하게 행할 수 있으므로, 워크(10)에 있어서의 박육화를 방지할 수 있다.

또한, 치형 펀치(18)와 교축 다이스(46) 사이의 클리어런스(C)는, 워크(10)의 제3 부분(78)에 있어서의 치형 펀치(18)의 외주면(42)과의 접촉 부분으로부터 외측에 있는 부분의 길이(L)(도 9 참조)보다도 작은 것이 바람직하다. 이에 의해, 워크(10)를 치형 펀치(18)와 교축 다이스(46)에 의해 확실하게 교축 성형할 수 있다.

<직경 축소 치형 성형 공정>

다음에, 직경 축소 치형 성형 공정으로서, 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 구속 펀치(14)와 제2 구속 펀치(16)와 치형 펀치(18) 사이에 워크(10)를 끼워서 구속한 상태를 유지하고, 다이스부(22)에 대하여 제1 구속 펀치(14)와 제2 구속 펀치(16)와 치형 펀치(18)와 압축 펀치(20)를 상대적으로 전진(도 11의 하방향으로 이동)시킨다. 그러면, 치형 펀치(18)와 다이스부(22)의 직경 축소 다이스(58)(도 2 참조)에 의해 워크(10)의 직경 축소 성형(본 발명에 있어서의 「직경 축소 공정」의 일 예)이 행해진다. 또한, 직경 축소 다이스(58)의 내주면(59)에는 치형이 형성되어 있으므로, 도 12에 도시한 바와 같이, 직경 축소 성형에 있어서는 동시에 워크(10)의 경사 측벽부(82)에 치형을 서서히 형성한다.

또한, 다이스부(22)에 대하여 제1 구속 펀치(14)와 제2 구속 펀치(16)와 치형 펀치(18)와 압축 펀치(20)를 상대적으로 전진(도 11의 하방향으로 이동)시키면, 도 13에 도시한 바와 같이, 치형 펀치(18)와 다이스부(22)의 예비 치형 성형 다이스(60)(도 2 참조)에 의해 워크(10)의 예비 치형 성형(본 발명에 있어서의 「치형 성형 공정」의 일 예)이 행해진다. 이에 의해, 도 14와 도 15에 도시한 바와 같이, 워크(10)의 제3 부분(78)에 있어서의 외측 저면부(80)로부터 수직으로 상승되도록 설치되고, 치형이 형성된 직경 축소 측벽부(86)가 형성된다. 또한, 직경 축소 측벽부(86)는 본 발명에 있어서의 「측벽부」의 일 예이다.

이와 같이, 직경 축소 치형 성형 공정에 있어서 워크(10)의 경사 측벽부(82)의 내경을 서서히 축소시키므로, 무리없이 워크(10)를 직경 축소 형성할 수 있기 때문에, 워크(10)의 외측 저면부(80)와 경사 측벽부(82)와의 코너부의 박육화를 방지할 수 있고, 충분한 두께를 확보할 수 있다.

또한, 직경 축소 다이스(58)에는 치형이 형성되고, 직경 축소 성형에 있어서는 동시에 워크(10)의 경사 측벽부(82)에 치형을 서서히 형성해 두고 있기 때문에, 예비 치형 성형에 있어서 무리없이 워크(10)의 직경 축소 측벽부(86)에 치형을 형성할 수 있다. 그로 인해, 워크(10)에 있어서의 박육화를 방지할 수 있다.

또한, 직경 축소 성형을 직경 축소 치형 성형 다이스(48)의 소경부에서 행함으로써, 내주면에 치형을 형성하지 않고 있는 원형 형상의 성형 다이스의 경우와 비교하여, 워크(10)와 성형 형의 접촉 면적이 작아져, 접촉 저항이 작아진다. 그리고, 이에 의해 직경 축소 성형시의 치형 펀치(18)의 선단의 대경부에 걸리는 힘이 작아져, 확실하게 워크(10)에 있어서의 박육화를 방지할 수 있다.

<두께 증가 치형 성형 공정>

다음에, 두께 증가 치형 성형 공정으로서, 도 16에 도시한 바와 같이, 제1 구속 펀치(14)와 제2 구속 펀치(16)와 치형 펀치(18) 사이에 워크(10)를 끼워서 구속한 상태를 유지하고, 다이스부(22)에 대하여 압축 펀치(20)를 전진시킨다.

이에 의해, 워크(10)의 직경 축소 측벽부(86)(도 15 참조)가 압축 펀치(20)에 의해 압축되어서, 두께 증가 치형 성형이 행해진다. 그리고, 직경 축소 치형 성형 다이스(48)의 대경부의 공간에 재료가 흘러서, 두께 증가된 치형 형상이 형성된다. 이에 의해, 워크(10)의 직경 축소 측벽부(86)에 있어서의 두께가 커지고, 도 17과 도 18에 도시한 바와 같이, 두께가 두꺼운 치형이 형성된 측벽부(88)를 갖는 치형 부품(12)이 형성된다.

여기서, 상기의 교축 성형 공정이나 직경 축소 치형 성형 공정에 있어서, 워크(10)의 박육화를 방지하고 있기 때문에, 두께 증가 치형 성형 공정에 있어서 확실하게 측벽부(88)를 갖는 원하는 형상의 치형 부품(12)을 형성할 수 있다.

또한, 종래의 치형 성형에서는, 교축 공정에서 치형 펀치의 형상을 모방한 컵 형상으로 워크를 성형한 후, 치형 성형을 행하고 있다. 그로 인해, 도 19와 도 20에 도시한 바와 같이, 교축 다이스(104)의 직경을 D1, 치형 펀치(100)의 직경을 Dp, 워크(102)의 두께를 t라고 하면, D1=Dp+t로 할 필요가 있다. 그러나, 워크(102)의 측벽부에 대하여 압축 펀치(도시하지 않음)에서 압축해서 두께가 증가하면서 치형 다이스(106)에 의해 치형을 형성하는 치형 성형 공정에 있어서, 성형후의 워크(102)의 외기어의 대경 D2가 교축 다이스(104)의 직경 D1보다 클 경우, 도 20에 도시한 바와 같이 교축 다이스(104)와 치형 다이스(106)를 세로로 쌓으려고 하면, 압축 펀치로 교축 다이스(104)와의 간섭이 발생해 버리거나, 성형후의 워크(102)가 불출할 수 없게 되어 버린다. 그로 인해, 치형 성형 공정 전에서 공정을 분할하지 않으면 안된다. 따라서, 1 스트로크 동작(원 스트로크 동작)에서 교축 성형과 예비 치형 성형과 두께 증가(압축) 치형 성형을 행하기 위해서는, 본 실시예와 같이 직경 축소 치형 성형 다이스(48)를 사용해서 직경 축소 치형 성형 공정을 행하고, 그 후, 두께 증가 치형 성형 공정을 행하는 것이 필요해진다.

<불출 공정>

다음에, 도 21에 도시한 바와 같이, 불출 공정으로서, 다이스부(22)에 대하여 제1 구속 펀치(14)와 제2 구속 펀치(16)와 치형 펀치(18)와 압축 펀치(20)를 후퇴시켜서, 또한, 제2 구속 펀치(16)에 대하여 제1 구속 펀치(14)와 치형 펀치(18)와 압축 펀치(20)를 후퇴시킨다. 그리고, 치형 부품(12)을 제조 장치(1)로부터 취출한다.

이와 같이 하여, 원반 형상의 워크(10)로부터, 저면부[내측 저면부(90)와 중간 저면부(92)와 외측 저면부(80)]와, 당해 저면부에 있어서의 외측 저면부(80)의 외주의 단부로부터 수직으로 상승되도록 설치된 측벽부(88)를 갖는 치형 부품(12)(도 17 참조)을 제조할 수 있다.

이와 같이 형성된 치형 부품(12)에 대하여, 그 후 열처리나 구멍 가공을 행함으로써, 예를 들어, 도 22 도시하는 바와 같은, 링 기어가 일체 성형된 드라이브 플레이트(94)를 형성할 수 있다. 이 링 기어가 일체 성형된 드라이브 플레이트(94)는 차량의 엔진과 트랜스미션의 토크 컨버터를 서로 연결시키는 동력 전달 부품이 된다. 종래는, 드라이브 플레이트와 링 기어의 2 부품을 용접으로 접합시켜서 제조하고 있었지만, 본 실시예에 따르면 1개의 평판 형상의 워크(10)로부터 프레스에 의해 링 기어가 일체 성형된 드라이브 플레이트(94)를 제조할 수 있다.

[본 실시예의 효과]

본 실시예에 따르면, 교축 성형 공정에서는 저면부[제1 부분(74), 제2 부분(76), 제3 부분(78)에 있어서의 외측 저면부(80)]로부터 이격되는 것에 따라서 내경이 커지도록 경사 측벽부(82)를 형성하므로, 특허문헌 1의 교축 성형과 같이 워크를 컵 형상으로 형성하는 경우에 비해, 워크(10)에 더해지는 힘을 억제해서 교축 성형을 행할 수 있다. 그로 인해, 워크(10)의 박육화를 방지할 수 있다. 따라서, 단순한 성형 형의 구조하에 소망의 형상의 치형 부품(12)을 제조할 수 있다.

또한, 교축 성형 공정에서는 치형 펀치(18)를 사용하므로, 교축 전용의 펀치를 사용할 필요가 없는 것으로부터, 성형 형의 구조를 단순하게 할 수 있다.

또한, 치형 펀치(18)와 교축 다이스(46)와의 클리어런스(C)를 충분히 확보하므로, 워크(10)와 교축 다이스(46)와의 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 그로 인해, 워크(10)와 교축 다이스(46) 사이에서 발생할 수 있는 마찰력을 작게 할 수 있다. 따라서, 워크(10)에 있어서의 치형 펀치(18)의 외주면(42)과의 접촉 부분의 박육화를 방지할 수 있다. 또한, 워크(10)의 외주 부분을 원추 형상으로 좁히게 되므로, 치형 펀치(18)로부터 워크(10)에 가해지는 힘을 억제해서 소재의 박육화를 방지할 수 있다.

또한, 교축 성형 공정에 있어서 워크(10)는 교축 다이스(46)에 있어서의 테이퍼 형상의 입구 부분(54)을 따라 좁혀지므로, 교축 성형이 원활하게 행해지는 것으로부터, 워크(10)의 박육화를 방지할 수 있다.

또한, 교축 성형 공정과 치형 성형 공정 사이에 직경 축소 공정을 행하므로, 워크(10)의 경사 측벽부(82)의 내경을 서서히 축소시켜서 직경 축소 측벽부(86)를 형성할 수 있다. 그로 인해, 워크(10)를 무리없이 직경 축소 형성할 수 있으므로, 워크(10)의 박육화를 방지할 수 있다.

또한, 직경 축소 공정에 있어서도 경사 측벽부(82)에 서서히 치형을 형성할 수 있으므로, 워크(10)의 직경 축소 측벽부(86)에 무리없이 치형을 형성할 수 있다. 그로 인해, 워크(10)의 박육화를 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예와 같이 1 스트로크 동작(원 스트로크 동작)에서 워크(10)를 성형해서 치형 부품(12)을 제조함으로써, 각 공정을 1개소에서 행할 수 있고, 제조 장치(1)의 소형화를 도모할 수 있다. 여기서, 1 스트로크 동작은 성형 형[제1 구속 펀치(14), 제2 구속 펀치(16), 치형 펀치(18), 압축 펀치(20)]을 일방향으로 이동시키는 동작이다.

또한, 상술한 실시형태는 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명을 전혀 한정하는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위내에서 다양한 개량, 변형이 가능한 것은 물론이다.

1 : 제조 장치
10 : 워크
12 : 치형 부품
14 : 제1 구속 펀치
16 : 제2 구속 펀치
18 : 치형 펀치
20 : 압축 펀치
22 : 다이스부
40 : (치형 펀치의) 선단면
42 : (치형 펀치의) 외주면
46 : 교축 다이스
48 : 직경 축소 치형 성형 다이스
50 : 배킹 플레이트
51 : 교축 성형 구멍
52 : (교축 다이스의) 내주면
53 : 직경 축소 성형 구멍
54 : (교축 다이스의) 입구 부분
55 : 치형 성형 구멍
57 : 두께 증가 성형 구멍
58 : 직경 축소 다이스
59 : (직경 축소 다이스의) 내주면
60 : 예비 치형 성형 다이스
61 : (예비 치형 성형 다이스의) 내주면
70 : 구멍부
74 : (워크의) 제1 부분
76 : (워크의) 제2 부분
78 : (워크의) 제3 부분
80 : 외측 저면부
82 : 경사 측벽부
84 : (워크의) 선단부
86 : 직경 축소 측벽부
88 : 측벽부
90 : 내측 저면부
92 : 중간 저면부
94 : 드라이브 플레이트
C : 클리어런스
t : 워크의 두께

Claims (7)

1. 저면부와 상기 저면부의 외주의 단부로부터 상승되도록 설치된 측벽부를 갖고, 상기 측벽부에는 치형이 형성된 치형 부품의 제조 방법에 있어서,
   원반 형상의 소재를 교축 성형해서 상기 저면부와 상기 저면부로부터 이격됨에 따라 내경이 커지도록 상기 측벽부를 형성하는 반교축 공정과,
   상기 측벽부에 치형을 형성하는 치형 성형 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 치형 부품의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 치형 성형 공정에서는 상기 측벽부에 치형을 형성하는 치형 펀치를 사용하고,
   상기 반교축 공정에서는 상기 치형 펀치와 상기 치형 펀치의 외측에 배치되는 교축 다이스에 의해 상기 측벽부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 치형 부품의 제조 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 교축 다이스의 내주면에는, 상기 반교축 공정에서 상기 치형 펀치가 상기 교축 다이스에 대하여 상대적으로 이동하는 방향을 향해서 내경이 작아지도록 테이퍼 형상의 부분이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 치형 부품의 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반교축 공정에서 형성한 상기 측벽부의 내경을 축소하는 직경 축소 공정을 갖고,
   상기 직경 축소 공정의 후에 상기 치형 성형 공정을 행하는 것을 특징으로 하는, 치형 부품의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 직경 축소 공정에서는 치형이 형성된 내주면을 구비하는 직경 축소 다이스를 상기 측벽부에 치형을 형성하는 치형 펀치의 외측에 배치하는 것을 특징으로 하는, 치형 부품의 제조 방법.
6. 저면부와 상기 저면부의 외주의 단부로부터 상승되도록 설치된 측벽부를 갖고, 상기 측벽부에는 치형을 형성한 치형 부품의 제조 장치에 있어서,
   외주면에 치형이 형성된 치형 펀치와,
   상기 치형 펀치를 삽입하는 교축 성형 구멍을 구비하는 교축 다이스와,
   상기 치형 펀치를 삽입하는 치형 성형 구멍을 구비하는 치형 다이스를 갖고,
   상기 치형 펀치를 상기 교축 성형 구멍에 삽입해서 상기 교축 다이스에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써 원반 형상의 소재를 교축 성형해서 상기 저면부와 상기 저면부에서 이격됨에 따라 내경이 커지도록 상기 측벽부를 형성하고,
   상기 치형 펀치를 상기 치형 성형 구멍에 삽입해서 상기 치형 다이스에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써 상기 측벽부에 치형을 형성하는 것을 특징으로 하는, 치형 부품의 제조 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 교축 다이스의 내주면에는, 상기 소재를 교축 성형할 때에 상기 치형 펀치가 상기 교축 다이스에 대하여 상대적으로 이동하는 방향을 향해서 내경이 작아지도록 테이퍼 형상의 부분이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 치형 부품의 제조 장치.

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