本發(fā)明涉及機(jī)械部件的制造方法以及機(jī)械部件。
本申請主張基于2015年1月19日在日本申請的特愿2015-7912號(hào)和2015年6月19日在日本申請的特愿2015-124050號(hào)的優(yōu)先權(quán),并在此引用它們的內(nèi)容。
背景技術(shù):
金屬制的機(jī)械部件、例如車輛用自動(dòng)變速裝置的構(gòu)成部件即傳動(dòng)盤以及齒圈中,為了確保齒圈的齒強(qiáng)度,齒圈的板厚成為比傳動(dòng)盤的板厚厚。因此,一般來講,在分別制造傳動(dòng)盤以及齒圈后,將齒圈焊接在傳動(dòng)盤上,由此制造具有雙方結(jié)構(gòu)的一個(gè)齒形部件。并且,如下述專利文獻(xiàn)1以及2所公開的,已知有由單一的坯料制造具有傳動(dòng)盤以及齒圈雙方的機(jī)構(gòu)的一個(gè)齒形部件的方法。在該方法中,通過對單一的坯料(例如圓形狀的金屬板)進(jìn)行拉伸加工,沿坯料的外周形成圓環(huán)狀的壁部后,利用齒形狀的模具鍛壓成形上述壁部來使壁部增厚且沿壁部的周向形成齒形部(與齒圈對應(yīng)的部分)。
以往技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平7-256377號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開平9-222158號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
通過焊接傳動(dòng)盤與齒圈來制造一個(gè)齒形部件的方法,存在因制造工時(shí)多而制造成本變高的問題、以及難以確保焊接時(shí)的組裝精度的問題等。如專利文獻(xiàn)1以及2所示,通過鍛造加工來由單一的坯料制造具有傳動(dòng)盤以及齒圈雙方結(jié)構(gòu)的齒形部件的方法中,因齒形部(齒圈部)的增厚量(厚度)因坯料的板厚而受到制約,因此,增大齒形部的厚度存在限制。并且,為了確保齒形部的強(qiáng)度,需要提高齒形部的增厚率,但若提高增厚率,則有可能在齒形部的根部產(chǎn)生折入不良。
例如在具有傳動(dòng)盤以及齒圈雙方結(jié)構(gòu)的齒形部件中,齒形部(齒圈部)與其它的圓盤狀部位(傳動(dòng)盤部)目標(biāo)厚度相差很大。具體而言,傳動(dòng)盤部的厚度可以與坯料的板厚相同,但為了確保強(qiáng)度而要求齒形部的厚度為坯料板厚的幾倍。另外,齒形部的厚度是指齒形部件的徑向(與坯料的板厚方向正交的方向)的齒形部的長度。
但是,如上上述,由單一的坯料通過鍛造加工制造具有傳動(dòng)盤以及齒圈雙方的結(jié)構(gòu)時(shí),齒形部的厚度因坯料的板厚而受到限制(換言之,增厚率有限制),因此,很難將齒形部的厚度設(shè)定為目標(biāo)厚度(坯料的板厚的幾倍)。因此,以往要求開發(fā)出能夠由單一的坯料通過鍛造加工制造因部位不同而目標(biāo)厚度相差很大的機(jī)械部件的技術(shù)。
特別是,近年來,作為如自動(dòng)變速裝置用的齒形部件那樣由單一坯料制造要求高尺寸精度以及強(qiáng)度的機(jī)械部件的方法,冷鍛被關(guān)注。冷鍛與熱鍛相比,具有能夠獲得高精度以及高強(qiáng)度的機(jī)械部件,進(jìn)而降低制造成本,且成品率高等優(yōu)點(diǎn)。因此,若能夠開發(fā)出由單一坯料通過鍛造加工制造因部位不同而目標(biāo)厚度相差很大的機(jī)械部件的技術(shù),則通過結(jié)合該技術(shù)與冷鍛,能夠提供最大限度地獲得機(jī)械部件的品質(zhì)上的優(yōu)點(diǎn)(高精度化以及高強(qiáng)度化)與制造工藝上的優(yōu)點(diǎn)(低成本化以及高成品率化)的理想的技術(shù)。
本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的,其目的是提供一種由單一坯料通過鍛造加工而能夠制造因部位不同而目標(biāo)厚度相差很大的機(jī)械部件的機(jī)械部件的制造方法及由該制造方法制造的機(jī)械部件。
用于解決課題的手段
本發(fā)明為了解決上述課題并達(dá)成相關(guān)目的而采用如下技術(shù)手段。
(1)本發(fā)明的一方式的機(jī)械部件的制造方法具有:第1工序,通過對坯料的端部實(shí)施彎折加工,將具備具有相當(dāng)于上述坯料的板厚的厚度的層多層重合的結(jié)構(gòu)的被加工部,以上述層的板厚方向與上述坯料的板厚方向正交的方式形成在上述坯料上;以及第2工序,通過對上述被加工部實(shí)施鍛造加工,一邊通過塑性變形使上述被加工部的上述層彼此壓接,一邊使上述被加工部的形狀變化為目標(biāo)形狀。
(2)在上述(1)所記載的機(jī)械部件的制造方法中,可以為,在上述第1工序中,將具有兩層或三層重合上述層的結(jié)構(gòu)的上述被加工部形成在上述坯料上。
(3)在上述(1)或(2)記載的機(jī)械部件的制造方法中,上述第1工序具有:預(yù)彎成形工序,通過對上述坯料的端部實(shí)施上述彎折加工,形成將具有相當(dāng)于上述坯料的板厚的厚度的部位連續(xù)成曲折狀而成的預(yù)彎成形部;以及彎曲成形工序,通過對上述預(yù)彎成形部施加外力以使上述預(yù)彎成形部的上述部位互相重合,形成上述部位具有以上述層多層重合的結(jié)構(gòu)的上述被加工部。
(4)在上述(1)~(3)中任意一項(xiàng)所記載的機(jī)械部件的制造方法中,可以為,上述第1工序具有增厚工序,通過從上述坯料的板厚方向?qū)ι鲜霰患庸げ渴┘影磯毫Γ谏鲜鰧拥陌搴穹较蛏鲜股鲜霰患庸げ吭龊瘛?/p>
(5)在上述(4)所記載的機(jī)械部件的制造方法中,當(dāng)將上述層的板厚方向的上述被加工部的長度定義為上述被加工部的厚度、且將上述增厚工序前的上述被加工部的厚度定義為t0、將上述增厚工序結(jié)束后的上述被加工部的厚度定義為tcl時(shí),在上述增厚工序中控制上述被加工部的增厚量,以使上述厚度tcl除以上述厚度t0得到的增厚率tra滿足下述條件式(1)。
1.0<tra≤1.5···(1)
(6)在上述(1)~(5)中任意一項(xiàng)所述的機(jī)械部件的制造方法中,可以為,上述坯料具有設(shè)置在上述坯料的表面的凸部以及凹部,在上述第1工序中,實(shí)施上述彎折加工,以在上述被加工部的上述層間的邊界面上述凸部與上述凹部相互嚙合。
(7)上述(1)~(6)中任意一項(xiàng)所述的機(jī)械部件的制造方法中,可以為,上述層的上述板厚方向的上述被加工部的兩端部中、將距上述坯料的中心最遠(yuǎn)的端部定義為外側(cè)端部、將另一端部定義為內(nèi)側(cè)端部時(shí),上述第2工序中,將形成有上述被加工部的上述坯料載置在模之上,在上述模的側(cè)面與上述被加工部的上述外側(cè)端部接觸的狀態(tài)下,第1沖頭的下表面與上述模之間夾持除了上述被加工部以外的上述坯料的部位;使具有設(shè)置有軸壓突起的側(cè)面的第2沖頭沿上述坯料的板厚方向向上述模移動(dòng),由此,一邊使上述軸壓突起壓入到上述被加工部的上述內(nèi)側(cè)端部,并壓扁上述被加工部而使上述被加工部的上述層彼此通過上述塑性變形而壓接,一邊使上述被加工部的形狀變化為上述目標(biāo)形狀。
(8)本發(fā)明的一方式的機(jī)械部件為通過上述(1)~(7)中任意一項(xiàng)所記載的機(jī)械部件的制造方法制造。
(9)本發(fā)明的另一方式的機(jī)械部件具備:平坦的第1部位;和設(shè)置在上述第1部位的端部,從上述第1部位的表面向上述第1部位的板厚方向突出的第2部位,當(dāng)將與上述第1部位的板厚方向正交的方向的上述第2部位的長度定義為上述第2部位的厚度時(shí),上述第2部位的厚度大于上述第1部位的板厚,以含有上述第1部位的板厚方向以及上述第2部位的厚度方向的剖面觀察上述第2部位時(shí),在上述第2部位存在層間邊界線。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明的上述方式的機(jī)械部件的制造方法,能夠?qū)⒃谥圃爝^程中由坯料形成的被加工部的厚度(與坯料的板厚方向正交的方向的被加工部的長度)設(shè)定為坯料的板厚的幾倍,因此能夠由單一的坯料通過鍛造加工制造因部位不同而目標(biāo)厚度相差很大的機(jī)械部件。
附圖說明
圖1是第1實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中的縱壁部成形工序(兩重彎折成形工序)的說明圖。
圖2是第1實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中的齒形成形工序的說明圖。
圖3是示意地表示通過第1實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法制造的齒形部件的外觀。
圖4是第1實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中的縱壁部成形工序(兩重彎折成形工序)的變形例的說明圖。
圖5是第2實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中的縱壁部成形工序(三重彎折成形工序)的說明圖。
圖6是第2實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中的縱壁部成形工序(三重彎折成形工序)的變形例的說明圖。
圖7是第2實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中的縱壁部成形工序(三重彎折成形工序)的變形例的說明圖。
圖8是第3實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中的縱壁部成形工序中所包含的預(yù)彎成形工序以及彎曲成形工序的說明圖。
圖9為第4實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中的縱壁部成形工序中所包含的增厚工序的說明圖。
圖10是第5實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中使用的坯料的說明圖。
圖11是第5實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中的縱壁部成形工序的說明圖。
圖12是第6實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中的齒形成形工序中所使用的沖壓裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖13是圖12所示的沖壓裝置的b-b向剖視圖。
圖14是第6實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中的齒形成形工序的說明圖。
圖15是第6實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中的齒形成形工序的說明圖。
圖16是示意地表示通過第6實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法制造的齒形部件的局部的圖。
圖17是示意地表示通過第6實(shí)施方式的齒形成形工序形成的第2部位(與齒圈對應(yīng)的部位)的內(nèi)部存在的層間邊界面的圖。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖對本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。另外,以下,作為本發(fā)明的機(jī)械部件的制造方法例示出由單一的坯料通過鍛造加工制造車輛用自動(dòng)變速裝置的構(gòu)成部件即齒形部件(例如,具有傳動(dòng)盤以及齒圈雙方結(jié)構(gòu)的齒形部件)的方法。如已說明的那樣,上述那樣的自動(dòng)變速裝置用的齒形部件為因部位不同而目標(biāo)厚度相差很大的機(jī)械部件之一。
(第1實(shí)施方式)
首先,對本發(fā)明的第1實(shí)施方式進(jìn)行說明。
第1實(shí)施方式的機(jī)械部件(齒形部件)的制造方法具有縱壁部成形工序(第1工序)和齒形成形工序(第2工序)。圖1為縱壁部成形工序(兩重彎曲成形工序)的說明圖。本實(shí)施方式中使用金屬制的圓板(例如具有圓形狀的鋼板)作為坯料11。圖1、2以及圖4~9中示出坯料11中從坯料11的中心軸1開始的一側(cè)部分的剖面形狀。
縱壁部成形工序中,首先,通過將圖1(a)所示的圓板狀的坯料11的外周部通過拉深成形而90度彎折成l字形狀,由此,如圖1(b)所示,形成具有杯底部15以及圓環(huán)狀的縱壁部12的成形品11a。接著,通過將成形品11a的縱壁部12以與前工序的彎折方向相同的方向彎折90度而與杯底部15重合,如圖1(c)所示,成形具有兩板重合的外周部13的成形品11b。并且,以該外周部13的端13a為起點(diǎn)將兩板重合的外周部13向與到此為止的彎折方向相反的方向彎折90度,由此,如圖1(d)所示,成形具有兩板重合的縱壁部14的成形品11c。
在本申請發(fā)明書中,彎折的方向?yàn)橄嗤姆较蚴侵赶鄬澱鄣幕c(diǎn)在順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向相同。并且,彎折的方向?yàn)橄喾捶较蚴侵赶鄬槙r(shí)針方向的逆時(shí)針方向或相對逆時(shí)針方向的順時(shí)針方向。
縱壁部14從成形品11c的外周立起。另外,兩板重合的縱壁部14中,坯料11彎折后的兩個(gè)彎折部141a以及141b在成形品11c的徑向上重合。彎折部141a位于成形品11c的徑向外側(cè),彎折部141b位于成形品11c的徑向內(nèi)側(cè)。
這樣,在縱壁部成形工序中,通過對坯料11的外周部實(shí)施彎折加工,而將具備兩層重合具有相當(dāng)于坯料11的板厚的厚度的層(彎折部141a以及141b)的結(jié)構(gòu)的縱壁部14(被加工部),以層的板厚方向與坯料11的板厚方向正交的方式形成在坯料11上。
由此,縱壁部成形工序結(jié)束。在上述的縱壁部成形工序的彎折成形中,在一次彎曲成形中彎折成90度難以確保成形品的形狀精度等的情況下,能夠進(jìn)行多次彎曲成形,從而最終彎折成90度。例如,能夠分兩次以每次45度進(jìn)行彎折成形。
縱壁部成形工序中,由于將圖1(a)所示的初始的坯料11的一部分彎折,因此圖1(d)所示的成形品11c的外徑比圖1(a)所示的初始的坯料11的外徑小。并且,各彎折部141a以及141b的厚度由于與初始的坯料11的厚度大致相等,因此,重合兩個(gè)彎折部141a以及141b的縱壁部14的厚度比初始的坯料11的厚度厚。即,縱壁部14被增厚。在圖1(d)中,高度h11為從杯底部15的上表面到縱壁部14的前端面為止的長度,高度h12為從杯底部15的下表面到縱壁部14的前端面為止的長度。
接著,參照圖2對齒形成形工序(擠壓成形工序)進(jìn)行說明。
齒形成形工序中利用的擠壓成形裝置作為模具具有放置成形品11c的模23、與模23對置配置的圓柱狀的壓板24、形成為圓環(huán)狀而配置在壓板24的外周面的外側(cè)的內(nèi)徑齒形沖頭21以及形成為圓環(huán)狀而配置在內(nèi)徑齒形沖頭21的外周面的外側(cè)的外徑齒形沖頭22。在內(nèi)徑齒形沖頭21的外周面的一部分上形成有齒形部211。外徑齒形沖頭22具有在內(nèi)周面上形成有齒形部221的主體部222、從主體部222的上端向外徑齒形沖頭22的徑向內(nèi)側(cè)突出的按壓部223。齒形部211以及221在內(nèi)徑齒形沖頭21以及外形齒形沖頭22的徑向上對置。按壓部223的下表面成為按壓縱壁部14的上端的按壓面224。按壓部223的前端面與內(nèi)徑齒形沖頭21的外周面的上部相接。內(nèi)徑齒形沖頭21、外徑齒形沖頭22以及壓板24相對中心軸1回轉(zhuǎn)對稱地配置,并分別獨(dú)立地沿中心軸1向上方以及下方移動(dòng)。另外,圖2(a)所示的高度h21為從外徑齒形沖頭22的主體部222的下表面到按壓面224為止的高度,與圖1(d)所示的高度h11大致相等。并且,圖2(a)所示的高度h22為從內(nèi)徑齒形沖頭21的下表面到按壓面224為止的高度,與圖1(d)所示的高度h12大致相等。
在齒形成形工序中,先將成形品11c放置于模23,壓板24將杯底部15壓在模23中,由此將成形品11c固定在模23上。之后,將內(nèi)徑齒形沖頭21以及外徑齒形沖頭22壓入到兩板重合的縱壁部14中。此時(shí),縱壁部14通過被內(nèi)徑齒形沖頭21的齒形部211以及外徑齒形沖頭22的齒形部221壓入而進(jìn)行塑性變形,成形(鍛壓成形)出沿著齒形部211以及221的齒形形狀。
縱壁部14的彎折部141b通過內(nèi)徑齒形沖頭21的齒形部211被向成形品11c的徑向外側(cè)按壓而塑性流動(dòng)??v壁部14的彎折部141a通過外徑齒形沖頭22的齒形部221,向成形品11c的徑向內(nèi)側(cè)按壓而塑性流動(dòng)。并且,按壓面224抑制縱壁部14向上方塑性流動(dòng)。由此,如圖2(b)所示,在縱壁部14的內(nèi)周面上形成沿著內(nèi)徑齒形沖頭21的齒形部211的齒形部142,并且,在縱壁部14的外周面上成形沿著外徑齒形沖頭22的齒形部221的齒形部143,齒形成形工序結(jié)束。
在上述的齒形成形工序中,彎折部141a以及141b接收來自內(nèi)徑齒形沖頭21的齒形部211以及外徑齒形沖頭22的齒形部221的按壓力而塑性變形,由此,在使彎折部141a以及141b重合的部分(重合部)18中,被強(qiáng)固地緊接(塑性緊接)。由此,相對于重合了彎折部141a以及141b的縱壁部14,能夠具有所需的充分的強(qiáng)度。
如以上所述,在齒形成形工序中,對縱壁部14(被加工部)實(shí)施鍛造加工,由此,一邊通過塑性變形使縱壁部14的層彼此(彎折部141a以及141b)緊接(壓接),一邊使縱壁部14的形狀變化為目標(biāo)形狀(本實(shí)施方式中為齒形形狀)。
圖3(a)以及圖3(b)中示出縱壁部14中的圖2(b)的a-a切剖面的概略圖。在圖3(a)以及圖3(b)中,示出通過齒形成形工序成形的最終成形品(齒形部件)的一部分。
如圖3所示,通過本實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法,能夠得到具有傳動(dòng)盤以及齒圈雙方結(jié)構(gòu)的齒形部件。即,該齒形部件具備:平坦的第1部位(與傳動(dòng)盤對應(yīng)的部位、即縱壁部14以外的部位)以及設(shè)置在第1部位的端部上且從上述第1部位的表面向上述第1部位的板厚方向突出的第2部位(與齒圈對應(yīng)的部位、即包括齒形部142以及143的縱壁部14)。
第1部位(與傳動(dòng)盤對應(yīng)的部位)的厚度與坯料11的厚度相同,但是第2部位(與齒圈對應(yīng)的縱壁部14)的厚度為坯料11的厚度的2倍左右。這里,第2部位的厚度是指齒形部件的徑向(與坯料11的板厚方向正交的方向)的縱壁部14的長度。并且,以包含第1部位的板厚方向以及第2部位的厚度方向的剖面(與坯料11的周向正交的剖面)觀察第2部位時(shí),在第2部位存在層間邊界線(即重合部18)。
這樣,根據(jù)本實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法,能夠由單一的坯料通過鍛造加工制造因部位不同而目標(biāo)厚度相差很大的機(jī)械部件。因此,本實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法中通過組合冷鍛,而能夠最大限度地得到機(jī)械部件的品質(zhì)上的優(yōu)點(diǎn)(高精度化以及高強(qiáng)度化)和制造工藝上的優(yōu)點(diǎn)(低成本化以及高成品率化)。
另外,在縱壁部14上鍛壓成形齒形部142以及143的齒形成形工序并不限于本實(shí)施方式所示的一個(gè)工序。由于擠壓成形的成形能力、模具的強(qiáng)度、齒形部142以及143的尺寸精度等各要求特性,可以根據(jù)需要設(shè)置用于降低最大載荷的預(yù)成形或?yàn)榱吮WC尺寸精度的再鍛造等工序。
進(jìn)而,代替內(nèi)徑齒形沖頭21,也能夠利用無齒形部211的圓筒形的內(nèi)徑?jīng)_頭,而僅在縱壁部14的外周面成形齒形部143。此時(shí),成形齒形部143時(shí),能夠使重合部18塑性緊接。并且,代替外徑齒形沖頭22,可以利用無齒形部221的圓筒形的外徑?jīng)_頭,從而僅在縱壁部14的內(nèi)周面上成形齒形部142。此時(shí),成形齒形部142時(shí),能夠使重合部18塑性緊接。并且,在本實(shí)施方式中,例示了分開內(nèi)徑齒形沖頭21和外徑齒形沖頭22的模具結(jié)構(gòu),但也可以為使內(nèi)徑齒形沖頭21和外徑齒形沖頭22為一體結(jié)構(gòu)的模具結(jié)構(gòu)。
(第1實(shí)施方式的變形例1)
在縱壁部成形工序中,以外周部13的端13b為起點(diǎn),如圖4(a)所示,將圖1(c)所示的成形品11b的兩板重合的該外周部13向與圖1(b)為止的彎曲方向相同的方向彎折90度,由此,如圖4(b)所示,可以成形具有兩板重合的縱壁部14的成形品11d。
(第1實(shí)施方式的變形例2)
在圖4(a)所示的具有兩板重合的外周部13的成形品11b中,以比外周部13的端13b還接近中心軸1的地點(diǎn)11a為起點(diǎn)將兩板重合的外周部13向與到圖1(b)為止的彎曲方向相同的方向彎折90度,如圖4(c)所示,也能夠成形具有兩板重合的縱壁部14的成形品11e。在成形品11e中,在縱壁部14的內(nèi)徑側(cè)的部分與杯底部15之間形成有間隙212。通過對變形例1、2的成形品11d、11e執(zhí)行與上述同樣的齒形成形工序,從而成形在縱壁部14的內(nèi)周面上成形齒形部142、在縱壁部14的外周面上成形齒形部143的齒形部件。由成形品11e得到的齒形部件中,在內(nèi)徑側(cè)的齒形部142與杯底部15之間形成有間隙212。因此,圖4(c)的成形品11e適于成形在內(nèi)徑側(cè)的齒形部142與杯底部15之間具有間隙212的齒形部件。
(第2實(shí)施方式)
接著,對本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。
與上述第1實(shí)施方式相同,第2實(shí)施方式的機(jī)械部件(齒形部件)的制造方法也具有縱壁部成形工序(第1工序)和齒形成形工序(第2工序)。在上述第1實(shí)施方式中,例示了通過縱壁部成形工序?qū)蓪咏Y(jié)構(gòu)的縱壁部14(被加工部)形成為坯料11的情況,在第2實(shí)施方式中,在通過縱壁部成形工序?qū)⑷龑咏Y(jié)構(gòu)的縱壁部17(被加工部)形成為坯料11這一點(diǎn)上與第1實(shí)施方式不同。
圖5(a)~(c)是將坯料11彎折成形為3重的縱壁部成形工序(三重彎折成形工序)的說明圖。到將坯料11彎折成兩重的圖5(a)的工序?yàn)橹?,與到第1實(shí)施方式的圖1(d)為止的工序相同,因此省略說明。將圖5(a)所示的兩板重合的縱壁部14進(jìn)一步彎折90度而與杯底部15重合,并如圖5(b)所示,成形三板重合的外周部16。并且,將三板重合的外周部16的端16a向與前工序的彎曲方向相反的方向彎折90度,由此,如圖5(c)所示,成形具有三板重合的縱壁部17的成形品11f。如此成形的縱壁部17中,三個(gè)彎折部171a、171b以及171c在成形品11f的徑向上重合。與第1實(shí)施方式相同,也可以在彎折成形中將坯料11例如分兩次每次彎折45度而非一次彎折90度來進(jìn)行成形。
這樣,在第2實(shí)施方式的縱壁部成形工序中,通過對坯料11的外周部實(shí)施彎折加工,將具備三層重合具有相當(dāng)于坯料11的板厚的厚度的層(彎折部171a、171b以及171c)的結(jié)構(gòu)的縱壁部17(被加工部)形成在坯料11上。
在本實(shí)施方式的縱壁部成形工序中,與第1實(shí)施方式的縱壁部成形工序相比,坯料11的外周部分被進(jìn)一步向坯料11的徑向內(nèi)側(cè)彎折。因此,成形品11f的外徑比圖1(d)所示的成形品11c的外徑小。并且,由于縱壁部17中重合三個(gè)彎折部171a、171b以及171c,因此,縱壁部17的厚度比重合兩個(gè)彎折部141a以及141b的圖1(d)所示的縱壁部14的厚度還厚。即,本實(shí)施方式的縱壁部17相比第1實(shí)施方式的縱壁部14被進(jìn)一步增厚。
因此,第2實(shí)施方式中,在齒形成形工序結(jié)束后所得到的齒形部件中,與傳動(dòng)盤對應(yīng)的部位(縱壁部17以外的部位)的厚度與坯料11的厚度相同,但是,與齒圈對應(yīng)的部位(具有齒形形狀的縱壁部17)的厚度能夠?yàn)榕髁?1的厚度的3倍左右。
(第2實(shí)施方式的變形例1)
在上述第2實(shí)施方式中,利用具有圖1(d)所示的兩板重合的縱壁部14的成形品11c,一邊反轉(zhuǎn)彎折的方向,一邊成形具有圖5(c)所示的三板重合的縱壁部17的成形品11f。而如本變形例1那樣,利用具有圖4(b)所示的兩板重合的縱壁部14的成形品11d,不改變彎折的方向,如圖6(c)所示,成形具有三板重合的縱壁部17的成形品11g。
圖6(a)~(c)是將坯料11進(jìn)行三重彎折成形的縱壁部成形工序(3重彎折成形工序)的說明圖。將坯料11彎折成兩重而成形具有兩板重合的縱壁部14的成形品11d的圖6(a)的工序?yàn)橹?,與第1實(shí)施方式的變形例1的圖4(b)的工序相同,因此省略說明。將圖6(a)所示的兩板重合的縱壁部14以徑向內(nèi)側(cè)的端14a為基點(diǎn)進(jìn)一步向與前工序的彎曲方向相同的方向彎折90度而與杯底部15重合,如圖6(b)所示,成形三板重合的外周部16。并且,將三板重合的外周部16以徑向內(nèi)側(cè)的端16b為基點(diǎn)向與前工序的彎曲方向相同的方向彎折90度,由此,如圖6(c)所示,成形具有三板重合的縱壁部17的成形品11g。這樣,所成形的縱壁部17中,三個(gè)彎折部171a、171b以及171c在成形品11g的徑向上重合。在本變形例1中也與第1實(shí)施方式相同,也可以在彎折成形中不將坯料11以90度彎折一次,而是例如分兩次每次彎折45度來進(jìn)行彎折成形。
(第2實(shí)施方式的變形例2)
圖7(a)以及(b)是將坯料11彎折成形為3重的縱壁部成形工序(3重彎折成形工序)的說明圖。由于直至成形三板重合的外周部16的圖7(a)的工序?yàn)橹梗c第2實(shí)施方式的變形例1的圖6(b)為止的工序相同,因此省略說明。第2實(shí)施方式的變形例1中,將三板重合的外周部16向與前工序的彎曲方向相同的方向彎折90度,由此成形具有圖6(c)所示的三板重合的縱壁部17的成形品11g。而本變形例2中,通過將三板重合的外周部16向與前工序的彎曲方向相反的方向彎折90度,如圖7(b)所示,成形具有三板重合的縱壁部17的成形品11h。這樣,在所成形的縱壁部17中,三個(gè)彎折部171a、171b以及171c在成形品11h的徑向上重合。與第1實(shí)施方式相同,也可以在彎折成形中不將坯料11以90度彎折一次,而是例如分兩次每次彎折45度來進(jìn)行彎折成形。
彎折成形并不限于3重為止,通過一邊適宜地改變彎折方向一邊彎折坯料11也能夠重疊四個(gè)以上的彎折部來構(gòu)成縱壁部。
針對重疊三個(gè)彎折部171a、171b以及171c的縱壁部17的齒形成形工序與第1實(shí)施方式相同,因此省略說明。
(第3實(shí)施方式)
接著,對本發(fā)明的第3實(shí)施方式進(jìn)行說明。
與上述第1實(shí)施方式相同,第3實(shí)施方式的機(jī)械部件(齒形部件)的制造方法也具有縱壁部成形工序(第1工序)與齒形成形工序(第2工序)。在第3實(shí)施方式中,通過縱壁部成形工序?qū)蓪咏Y(jié)構(gòu)的縱壁部14(被加工部)形成在坯料11這一點(diǎn)上與第1實(shí)施方式相同,但其形成工藝與第1實(shí)施方式不同。
第1實(shí)施方式中,例示了一邊彎折坯料11一邊形成重合了兩個(gè)彎折部141a以及141b的縱壁部14的情況。并且,在第2實(shí)施方式中,例示了一邊彎折坯料11一邊形成重合了三個(gè)彎折部171a、171b以及171c的縱壁部17的情況。但是,作為坯料11使用彎曲極限低的金屬板時(shí)或初始的坯料11的板厚較厚時(shí),在彎折成形后,由于在彎折了的部分的外側(cè)表面產(chǎn)生拉伸應(yīng)力,因此有可能在彎折了的部分的外側(cè)表面產(chǎn)生裂紋。而圖8(a)~(c)所示的第3實(shí)施方式的縱壁部成形工序中,通過進(jìn)行在不會(huì)產(chǎn)生彎折裂紋的范圍內(nèi)彎折圖8(a)所示的坯料11的外周部的預(yù)彎成形工序,如圖8(b)所示,成形具有預(yù)彎成形部19的成形品11i。預(yù)彎成形部19具有從杯底部15朝徑向外側(cè)傾斜立起的錐狀的彎折部191和從彎折部191的上端部向徑向外側(cè)且向下方傾斜的錐狀的彎折部192。彎曲外表面193為連接彎折部191以及192的部分的外表面。
這樣,在第3實(shí)施方式的縱壁部成形工序所包含的預(yù)彎成形工序中,通過對坯料11的外周部實(shí)施彎折加工,形成將具有相當(dāng)于坯料11的板厚的厚度的部位(彎折部191以及192)連續(xù)成曲折狀而成的預(yù)彎成形部19。
接著,利用圖8(c)所示的擠壓成形裝置,進(jìn)行由預(yù)彎成形部19成形縱壁部14的彎曲成形工序。擠壓成形裝置除了具有與第1實(shí)施方式相同的模23以及壓板24以外,還具有形成為圓環(huán)狀而配置在壓板24的外周面的外側(cè)的彎曲部壓入沖頭25和形成為圓環(huán)狀而配置在彎曲部壓入沖頭25的外周面的外側(cè)的拉伸沖頭26。在拉伸沖頭26的內(nèi)周面的下端形成有由曲面構(gòu)成的沖頭肩r部261。
成形品11i被置于模23,通過壓板24將成形品11i的杯底部15推壓于模23,成形品11i被固定于模23上。并且,一邊通過彎曲部壓入沖頭25將預(yù)彎成形部19的彎曲外表面193按壓,一邊使拉伸沖頭26向下方移動(dòng),由此通過沖頭肩r部261以及拉伸沖頭26的內(nèi)周面使預(yù)彎成形部19變成。由此,彎折部192接近彎折部191,在壓板24的外周面以及拉伸沖頭26的內(nèi)周面之間,彎折部191以及192重合。彎曲外表面193被按壓在彎曲部壓入沖頭25,因此在彎曲加工預(yù)彎成形部19時(shí),施加給彎曲外表面193的拉伸應(yīng)力被緩和,彎曲極限提高。結(jié)果,預(yù)彎成形部19的彎曲外表面193上不會(huì)產(chǎn)生彎折裂紋,能夠成形重合兩個(gè)彎折部191以及192的縱壁部14。
這樣,第3實(shí)施方式的縱壁部成形工序所包含的彎曲成形工序中,對預(yù)彎成形部19施加外力以使預(yù)彎成形部19的彎折部191以及192相互重合,由此形成具有層重合彎折部191以及192的兩層結(jié)構(gòu)的縱壁部14。
本實(shí)施方式中,通過預(yù)彎成形工序成形兩個(gè)彎折部191以及192,但并不限于此,也能夠成形三個(gè)以上的彎折部。通過預(yù)彎成形工序成形三個(gè)以上的彎折部后,通過利用本實(shí)施方式中說明的沖壓裝置,將三個(gè)以上的彎折部互相重合,能夠成形縱壁部14。
針對縱壁部14的齒形成形工序與第1實(shí)施方式相同,因此省略說明。
(第4實(shí)施方式)
接著,對本發(fā)明的第4實(shí)施方式進(jìn)行說明。
與上述第1實(shí)施方式相同,第4實(shí)施方式的機(jī)械部件(齒形部件)的制造方法也具有縱壁部成形工序(第1工序)和齒形成形工序(第2工序)。第4實(shí)施方式中,用縱壁部成形工序?qū)蓪咏Y(jié)構(gòu)的縱壁部14(被加工部)形成在坯料11這一點(diǎn)上與第1實(shí)施方式相同,但其形成工藝與第1實(shí)施方式不同。
即,第1實(shí)施方式中,通過折疊坯料11進(jìn)行縱壁部14的增厚。而第4實(shí)施方式中,不僅折疊坯料11,還要增加坯料11的厚度自身。
第4實(shí)施方式的縱壁部成形工序如圖9(a)以及(b)所示,包括增加縱壁部14的厚度的工序(增厚工序)。在增厚工序中利用的沖壓裝置除了與第1實(shí)施方式相同的模23以及壓板24以外,還具備形成為圓環(huán)狀而配置在壓板24的外周面的外側(cè)的增厚沖頭27。增厚沖頭27具有向增厚沖頭27的徑向內(nèi)側(cè)突出的壓入部271。壓入部271的下表面成為增厚沖頭壓入面272。壓入部271的前端面與壓板24的外周面接觸。
與第1實(shí)施方式同樣成形有縱壁部14的成形品11c被放置于模23,壓板24將杯底部15壓接于模23,由此,將成形品11c固定在模23上。此時(shí),由壓板24的外周面241和增厚沖頭27的內(nèi)周面273形成的半徑方向的間隙tcl比成形品11c的徑向上的縱壁部14的厚度t0大。接著,使增厚沖頭27向下方移動(dòng),利用增厚沖頭27的增厚沖頭壓入面272來按壓縱壁部14的彎曲外表面144。由此,縱壁部14在上下方向上被壓扁,而向成形品11c的徑向上擴(kuò)展,如圖9(b)所示,縱壁部14的內(nèi)周面與壓板24的外周面241接觸。因此,縱壁部14的厚度增加,被增厚。
這樣,第4實(shí)施方式的縱壁部成形工序所包含的增厚工序中,從坯料11的板厚方向?qū)v壁部14施加按壓力,由此在層的板厚方向(換言之為坯料11的徑向)上使縱壁部14增厚。
其中,當(dāng)定義增厚工序前的縱壁部14的厚度為t0、增厚工序結(jié)束后的縱壁部14的厚度為tcl時(shí),在上述增厚工序中,以厚度tcl除以厚度t0得到的增厚率tra滿足下述條件式(1)的方式控制縱壁部14的增厚量。
1.0<tra≤1.5…(1)
縱壁部14上縱向彎折、折入等成形不良隨著增厚率tra變大而越發(fā)容易發(fā)生,因此,優(yōu)選增厚率tra以上述條件式(1)所示的范圍設(shè)定。
并且,隨著縱壁部14的高度h3(圖9(a))變大,縱向彎折、折入等成形不良越容易產(chǎn)生。因此,在想使縱壁部14的高度h3較大時(shí),優(yōu)選增加構(gòu)成縱壁部14的彎折部的數(shù)量從而增加成形品11c的徑向上的縱壁部14的厚度t0并減小增厚率tra。
另外,在對重合了三個(gè)以上的彎折部的縱壁部進(jìn)行增厚的工序中,也與本實(shí)施方式中說明的縱壁部14的增厚工序同樣。在坯料11的外周部成形圖9(a)的縱壁部14的縱壁部成形工序以及針對圖9(b)的增厚了的縱壁部14的齒形成形工序與第1實(shí)施方式相同,因此省略說明。
(第5實(shí)施方式)
接著,對本發(fā)明的第5實(shí)施方式進(jìn)行說明。
與上述第1實(shí)施方式相同,第5實(shí)施方式的機(jī)械部件(齒形部件)的制造方法也具有縱壁部成形工序(第1工序)和齒形成形工序(第2工序)。第5實(shí)施方式中,縱壁部成形工序中將兩層結(jié)構(gòu)的縱壁部14(被加工部)形成為坯料11這一點(diǎn)上與第1實(shí)施方式相同,但在坯料11上設(shè)置突起部111(凸部)以及槽部112(凹部)這一點(diǎn)上與第1實(shí)施方式不同。
第5實(shí)施方式中,如圖10(a)以及(b)、圖11(a)~(d)所示,在坯料11的一個(gè)表面(即,上表面)11b的外周部設(shè)置有槽部112(凹部)以及突起部111(凸部)。在本實(shí)施方式中,如圖11(a)~(d)所示,在縱壁部成形工序中,以凹凸形狀位于使彎折部141a以及141b重合的部分(重合部)18的方式彎折坯料11的外周部來成形兩板重合的縱壁部14。
在本實(shí)施方式中,如圖10(a)以及(b)所示,在坯料11的上表面11b的外周部上以同心圓狀設(shè)置多個(gè)圓環(huán)狀的槽部112以及突起部111。由槽部112以及突起部111形成的凹凸形狀如圖10(b)所示,成為以基準(zhǔn)點(diǎn)12a為中心點(diǎn)對稱。
相比基準(zhǔn)點(diǎn)12a位于坯料11的徑向外側(cè)的區(qū)域11c中,從坯料11的徑向內(nèi)側(cè)朝向徑向外側(cè)按照突起部111、槽部112以及突起部111的順序配置。相比基準(zhǔn)點(diǎn)12a位于坯料11的徑向內(nèi)側(cè)的區(qū)域11d中,從坯料11的徑向外側(cè)朝向徑向內(nèi)側(cè)按照槽部112、突起部111以及槽部112的順序配置。另外,如圖10(c)所示,可以在區(qū)域11c僅配置突起部111,在區(qū)域11d僅配置槽部112。并且,也可以在區(qū)域11c僅配置槽部112,在區(qū)域11d僅配置突起部111。槽部112以及突起部111如圖10(a)所示可以不為環(huán)狀。
區(qū)域11c以及區(qū)域11d構(gòu)成圖11(d)所示的兩板重合的縱壁部14。即,區(qū)域11c構(gòu)成彎折部141a,區(qū)域11d構(gòu)成彎折部141b。在本實(shí)施方式中,成為彎折部141a以及141b的區(qū)域11c以及11d具有凹凸形狀(突起部111以及槽部112),因此,在進(jìn)行圖2(b)所示的齒形成形時(shí),重合彎折部141a以及141b的部分(重合部)18的表面積增加。因此,在本實(shí)施方式中,彎折部141a以及141b彼此被更強(qiáng)固地緊接(塑性緊接)。
并且,在本實(shí)施方式中,相互重合的彎折部141a的凹凸形狀(槽部112以及突起部111)、彎折部141b的凹凸形狀(槽部112以及突起部111)以嵌合的方式構(gòu)成各凹凸形狀,因此能夠進(jìn)一步提高彎折部141a以及141b的緊接力。
如以上所述,在第5實(shí)施方式中,坯料11具有設(shè)置在坯料11的上表面11b的突起部111(凸部)以及槽部112(凹部),在縱壁部成形工序中,在縱壁部14的層間的邊界面(彎折部141a與彎折部141b之間的邊界面,即重合部18)以突出部111與槽部112相互咬合的方式實(shí)施彎折加工。
本實(shí)施方式中,對成形兩板重合的縱壁部14的情況進(jìn)行了說明,但成形三板重合以上的縱壁部的情況也適用本實(shí)施方式。例如,在圖5(c)所示的成形品11f、圖6(c)所示的成形品11g以及圖7(b)所示的成形品11h中,可以在彎折部171a以及171b重合的面、彎折部171b以及171c重合的面上形成與本實(shí)施方式相同的凹凸形狀(突起部111以及槽部112)。
(第6實(shí)施方式)
接著,對本發(fā)明的第6實(shí)施方式進(jìn)行說明。
與上述第1實(shí)施方式相同,第6實(shí)施方式的機(jī)械部件(齒形部件)的制造方法也具有縱壁部成形工序(第1工序)和齒形成形工序(第2工序)。在第6實(shí)施方式中,通過縱壁部成形工序?qū)蓪咏Y(jié)構(gòu)的縱壁部14(被加工部)成形在坯料11這一點(diǎn)與第1實(shí)施方式相同,但齒形成形工序的鍛造工藝與第1實(shí)施方式不同。
圖12為第6實(shí)施方式的齒形成形工序中使用的沖壓裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖13為圖12所示的沖壓裝置的b-b向剖面圖。如圖12所示,第6實(shí)施方式的齒形成形工序中使用的沖壓裝置具備模300、第1沖頭310和第2沖頭320。
模300為共有沖壓裝置的驅(qū)動(dòng)軸線d作為中心軸線,且在一端具有底的圓筒形狀的模具部件。模300具有平坦的面即底部上表面301、以驅(qū)動(dòng)軸線d為中心的半徑為r1的曲面即內(nèi)周面302(側(cè)面)以及從該內(nèi)周面302朝向以驅(qū)動(dòng)軸線d為中心的徑向內(nèi)側(cè)突出的多個(gè)突起303。各突起303以沿驅(qū)動(dòng)軸線d延伸的方式設(shè)置在內(nèi)周面302。并且,各突起303沿以驅(qū)動(dòng)軸線d為中心的周向以預(yù)定的間隔排列地設(shè)置在內(nèi)周面302。各突起303的下端與底部上表面301連接。
這樣,模300的內(nèi)周面302為具有與縱壁部14的目標(biāo)形狀(即本實(shí)施方式中的齒形形狀)對應(yīng)的形狀的側(cè)面。以下,將設(shè)置在模300的內(nèi)周面302上的突起303稱呼為“齒形突起”。
第1沖頭310為共有沖壓裝置的驅(qū)動(dòng)軸線d作為中心軸線的圓柱形狀的模具部件。第1沖頭310具有平坦的面即下表面311和以驅(qū)動(dòng)軸線d為中心的半徑為r2的曲面即外周面312。第1沖頭310的外周面312的半徑r2(即第1沖頭310的外徑r2)比模300的內(nèi)周面302的半徑r1(即模300的內(nèi)徑r1)小。第1沖頭310在模300的內(nèi)部空間(底部上表面301的上部空間)沿驅(qū)動(dòng)軸線d移動(dòng)自如地被設(shè)置。
第2沖頭320為共有沖壓裝置的驅(qū)動(dòng)軸線d作為中心軸線的圓環(huán)形狀的模具部件。第2沖頭320具有:以驅(qū)動(dòng)軸線d為中心半徑為r3的曲面即內(nèi)周面321、設(shè)置在第2沖頭320的下部且以驅(qū)動(dòng)軸線d為中心的半徑為r4的曲面即下部外周面322(側(cè)面)、從該下部外周面322朝向以驅(qū)動(dòng)軸線d為中心的徑向外側(cè)突出的多個(gè)軸壓突起323、從下部外周面322朝向以驅(qū)動(dòng)軸線d為中心的徑向外側(cè)突出且沿以驅(qū)動(dòng)軸線d為中心的周向以環(huán)狀延伸地設(shè)置在下部外周面322的上部的按壓部324以及按壓部324的平坦的底面即按壓面325。
第2沖頭320的內(nèi)周面321的半徑r3(即第2沖頭320的內(nèi)徑r3)與第1沖頭310的外徑r2相等。即,第2沖頭320的內(nèi)部空間中能夠收容有第1沖頭310。第2沖頭320的下部外周面322的半徑r4比第1沖頭310的外徑r2(=r3)大且比模300的內(nèi)徑r1小。
各軸壓突起323以沿驅(qū)動(dòng)軸線d延伸的方式設(shè)置在下部外周面322上。并且,各軸壓突起323以沿驅(qū)動(dòng)軸線d為中心的周向以預(yù)定的間隔排列的方式設(shè)置在下部外周面322上。各軸壓突起323的下端朝向下部外周面322傾斜。各軸壓突起323的上端與按壓面325連接。
并且,如圖13所示,第2沖頭320的各軸壓突起323以位于設(shè)置在模300的內(nèi)周面302的相互相鄰的齒形突起303之間的方式配置在下部外周面322。另外,第2沖頭320的下部外周面322和模300的內(nèi)周面302為沿以驅(qū)動(dòng)軸線d為中心的周向的曲面,但圖13中為了方便,將第2沖頭320的下部外周面322以及模300的內(nèi)周面302以平面示出。
如圖13所示,第2沖頭320的按壓部324的平面形狀即按壓面325的形狀(圖13的斜線部分)被設(shè)定成,第2沖頭320與模300之間的空間沒有間隙被封閉。因此,如圖12所示,在定義以驅(qū)動(dòng)軸線d為中心的徑向上的從驅(qū)動(dòng)軸線d到按壓部324的端面為止的最大長度為r5時(shí),該最大長度r5與模300的內(nèi)徑r1相等。
如上構(gòu)成的第2沖頭320在模300的內(nèi)部空間(底部上面301的上部空間)沿驅(qū)動(dòng)軸線d移動(dòng)自如地設(shè)置。如圖12所示,驅(qū)動(dòng)軸線d上的第2沖頭320的初始位置被設(shè)定在第1沖頭310的上部。
圖14以及圖15是第6實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法的齒形成形工序的說明圖。第6實(shí)施方式的縱壁部成形工序與第1實(shí)施方式相同,因此省略說明,通過第6實(shí)施方式的縱壁部成形工序,如圖14所示,推測可以得到具有兩層結(jié)構(gòu)的縱壁部14的坯料11。另外,以下將層的板厚方向(坯料11的徑向)的縱壁部14的兩端中距離坯料11的中心(中心軸1)最遠(yuǎn)的端部定義為外側(cè)端部,將另一端部定義為內(nèi)側(cè)端部。
如圖14所示,在第6實(shí)施方式的齒形成形工序中,首先,在將模300固定在驅(qū)動(dòng)軸線d上的預(yù)定位置的狀態(tài)下,將形成有縱壁部14的坯料11載置在模300的底部上面301上。此時(shí),以使坯料11的中心軸1與沖壓裝置的驅(qū)動(dòng)軸線d一致的方式,將坯料11載置在模300上。
接著,第1沖頭310的下表面311接觸到坯料11之前,使第1沖頭310沿驅(qū)動(dòng)軸線d(即坯料11的板厚方向)向模300的底部上表面30移動(dòng)(下降)。并且,在設(shè)置于模300的內(nèi)周面302上的齒形突起303與縱壁部14的外側(cè)端部相接的狀態(tài)下,在第1沖頭310的下表面311與模300的底部上表面301之間夾入除了縱壁部14以外的坯料11的部位(即與傳動(dòng)盤對應(yīng)的部位)。
這樣,在坯料11被夾在第1沖頭310與模300之間的狀態(tài)下,在第1沖頭310的外周面312與縱壁部14的內(nèi)側(cè)端部之間形成具有與第1沖頭310的外徑r2和第2沖頭320的下部外周面322的半徑r4的差量相等的長度的間隙。
接著,如圖15所示,在第2沖頭320的下端與坯料11接觸之前,使第2沖頭32沿驅(qū)動(dòng)軸線d朝向模300的底部上表面301下降,由此,使第2沖頭320的軸壓突起323壓入到縱壁部14的內(nèi)側(cè)端部,并用第2沖頭320的按壓面325壓扁縱壁部14來使縱壁部14的層彼此因塑性變形而緊接(壓接),使縱壁部14的形狀變化成由齒形突起303規(guī)定的齒形形狀(目標(biāo)形狀)。
第2沖頭320的下降過程中,在第2沖頭320的內(nèi)部空間收容有第1沖頭310,在第1沖頭310的外周面312與縱壁部14的內(nèi)側(cè)端部之間的間隙中插入有第2沖頭320的下部外周面322與內(nèi)周面321之間的壁肉。因此,第2沖頭320的下端與坯料11接觸之前,能夠使第2沖頭320順暢地下降。
并且,正如由圖15所理解的那樣,縱壁部14的增厚量依賴第2沖頭320的下端與按壓面325之間的長度,即第2沖頭320的下部外周面322的驅(qū)動(dòng)軸線d方向的長度。因此,根據(jù)增厚量的目標(biāo)值,可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定下部外周面322的驅(qū)動(dòng)軸線d方向的長度。
如上所述的齒形成形工序結(jié)束后,能夠獲得圖16所示的齒形部件400。即,該齒形部件400具備:平坦的第1部位410(與傳動(dòng)盤對應(yīng)的部位);以及設(shè)置在第1部位410的端部,從上述第1部位410的表面向第1部位410的板厚方向突出的第2部位420(與齒圈對應(yīng)的部位)。
當(dāng)定義齒形部件400的徑向上的第2部位420的兩端部中距離齒形部件400的中心最遠(yuǎn)的端部為外側(cè)端部、另一端部為內(nèi)側(cè)端部時(shí),在第2部位420的外側(cè)端部上沿齒形部件400的周向形成有具有通過模300的齒形突起303規(guī)定的齒形形狀的齒形部421。并且,在第2部位420的內(nèi)側(cè)端部沿齒形部件400的周向形成有通過將第2沖頭320的軸壓突起323壓入到坯料11的縱壁部14而生成的凹坑422。
如圖17所示,通過第6實(shí)施方式的齒形成形工序形成的第2部位420中,存在于第2部位420的內(nèi)部的層間邊界面423成為三維復(fù)雜地彎曲的形狀。因此,根據(jù)第6實(shí)施方式的機(jī)械部件的制造方法,能夠提高第2部位420的內(nèi)部的層間結(jié)合力,結(jié)果,能夠提高齒形部件400的第2部位420(即與齒圈對應(yīng)的部位)的強(qiáng)度。
另外,作為第1~第5實(shí)施方式的齒形成形工序可以采用上述第6實(shí)施方式的齒形成形工序。
并且,縱壁部成形工序(第1工序)后的縱壁部14的厚度比齒底部(齒形部件400的第2部位420中相鄰的齒形部421之間的部位)的厚度大時(shí),在前述的齒形成形工序(第2工序)之前,可以追加齒底部分的拉伸成形工序作為預(yù)齒形成形工序。
以上,接合各種實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明,但本申請發(fā)明并不限于這些實(shí)施方式,在本發(fā)明的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行變更等。上述各實(shí)施方式中,固定模23以及壓板24,使沖頭21、22、25、26以及27相對模23向下移動(dòng),但沖頭21、22、25、26以及27相對于模23相對移動(dòng)也可以。
在上述實(shí)施方式中,例示了坯料11為金屬制的圓板(例如具有圓形狀的鋼板)的情況。但并不限于此,作為坯料11的材質(zhì)可以采用鐵、鋼、鋁、鈦、不銹鋼或銅等金屬或它們的合金等能夠?qū)崿F(xiàn)塑性加工的公知的各種材質(zhì)。并且,作為坯料11也可以采用金屬與樹脂的復(fù)合材料、或異種金屬的復(fù)合材料等。
并且,本發(fā)明的機(jī)械部件的制造方法不限于車輛用自動(dòng)變速裝置的構(gòu)成要件即齒形部件,對于一般機(jī)械或船舶等驅(qū)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)的構(gòu)成要件即齒形部件的制造也適用。
進(jìn)而,坯料11的形狀也不限于圓形狀。例如,作為由長板狀的坯料制造因部位不同而目標(biāo)厚度相差很大的機(jī)械部件的方法也能夠適用本發(fā)明的機(jī)械部件的制造方法。換言之,能夠通過本發(fā)明的機(jī)械部件的制造方法制造的機(jī)械部件并不限定于齒形部件。
符號(hào)說明
1中心軸
11被加工材
11a~11i成形品
11a地點(diǎn)
11b上表面
11c區(qū)域
11d區(qū)域
111突起部
112槽部
12縱壁部
12a基準(zhǔn)點(diǎn)
13兩板重合的外周部
13a端
13b端
14兩板重合的縱壁部
14a端
141a、141b彎折部
142、143齒形部
15杯底部
16三板重合的外周部
16a端
16b端
16c端
17三板重合的縱壁部
171a~171c彎折部
19預(yù)彎成形部
191、192彎折部
193彎曲外表面
21內(nèi)徑齒形沖頭
211齒形部
212間隙
22外徑齒形沖頭
221齒形部
222主體
223按壓部
224按壓面
23模
24壓板
241外周面
25彎曲部壓入沖頭
26拉伸沖頭
261沖頭肩r部
27增厚沖頭
271壓入部
272增厚沖頭壓入面
273內(nèi)周面
300模
310第1沖頭
320第2沖頭
400齒形部件
410第1部位
420第2部位