(57)【要約】【課題】  ワークの仕上げ加工方法において、生産性が向上し、コストダウンが可能となる、浸炭焼入れが行われたワークの仕上げ加工方法を提供する。【解決手段】  本発明によるワークの仕上げ加工方法は、ワークに浸炭焼入れする第一工程と、浸炭焼入れされたワークに焼戻しを行う第二工程と、焼戻し温度を維持した状態でワークに鍛造加工を行う第三工程とよりなる。【選択図】図１
2006247704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（Ｗ０）に浸炭焼入れする第一工程と、前記浸炭焼入れされたワーク（Ｗ０）に焼戻しを行う第二工程と、焼戻し温度を維持した状態で前記ワーク（Ｗ０）に温間鍛造加工を行う第三工程とよりなることを特徴とするワークの仕上げ加工方法。
【請求項２】
前記焼戻しは高周波焼戻しであることを特徴とする請求項１記載のワークの仕上げ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浸炭焼入れされたワークに仕上げ加工を行う仕上げ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車部品として使用される歯車は高強度が求められるため、表面硬度を高めることができる浸炭焼入れが行われているものが多い。このように浸炭焼入れが行われる歯車の製造工程を説明する。
【０００３】
浸炭焼入れが行われる歯車の製造は、図６に示す如く工程で行われる。まず熱間鍛造で完成形状の歯車とほぼ同形状の予備成形歯車を成形する。ついで、この予備成形歯車に浸炭焼入れ処理を行う。浸炭焼入れは、鋼の表層に炭素の含有量を増加させて焼入れを行う熱処理で、表面硬度が高められる。このように浸炭焼入れされて表面硬度が高められた予備成形歯車には、靭性や対摩耗性を高めるため、焼戻しが行われる。
【０００４】
上記の如く、浸炭焼入れ焼戻しが行われた予備成形歯車は、特に浸炭焼入れが高温で行われるため、加熱による歪みが生じている。そのため、歪みを修正する加工が必要であり、加えて、歯車の歯面精度を高めるために、浸炭焼入れ焼戻しが行われた予備成形歯車に、研削や切削等の仕上げ加工が行われている。このように予備成形歯車に研削や切削等の加工を行い、浸炭焼入れ焼戻しによる歪みを修正するとともに歯面精度を高めて、歯車が完成する。
【０００５】
しかし、浸炭焼入れ焼戻し後の予備成形歯車に研削や切削等の加工を行うと、加工に多くの工数が必要となり、生産性及びコストの面で問題があった。
【０００６】
そこで、研削や切削等に代わって冷間鍛造で仕上げ加工を行うことが考えられるが、予備成形歯車は表面硬度が高められているため、金型にかかる負担が大きく、設備の耐久性が低下するということがあった。
【特許文献１】特開昭６０−２５５３１１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、浸炭焼入れが行われたワークに仕上げ加工を行う場合、表面が硬化しているために研削や切削等を行うため、仕上げ加工に多くの工数が必要となり生産性が低下し、コストが増加する点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるワークの仕上げ加工方法は、ワークに浸炭焼入れする第一工程と、浸炭焼入れされたワークに焼戻しを行う第二工程と、焼戻し温度を維持した状態でワークに鍛造加工を行う第三工程とよりなることを第一の特徴とする。
【０００９】
本発明によるワークの仕上げ加工方法は、上記第一の特徴に加え、焼戻しは高周波焼戻しであることを第二の特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第一の特徴によるワークの仕上げ加工方法によれば、ワークに浸炭焼入れする第一工程と、浸炭焼入れされたワークに焼戻しを行う第二工程と、焼戻し温度を維持した状態でワークに鍛造加工を行う第三工程とよりなるので、ワークの仕上げ加工を、焼戻し温度を利用した温間鍛造で行うことができるため、研削や切削加工を行う場合より加工工数が少なく生産性が向上し、コストダウンできる。
【００１１】
本発明の第二の特徴によるワークの仕上げ加工方法によれば、焼戻し方法が高周波焼戻しであるので、焼戻し用の炉が不用であり、一つのラインで鍛造成形できるため、容易に浸炭品の焼戻し温度を維持した状態で鍛造成形でき、上記加工方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の実施例によるワークの製造工程を表す工程図、図２は本発明の実施例による焼入れ焼戻しの温度変化を表すグラフ、図３は本発明の実施例による仕上げ加工方法を実施するための高周波装置及び鍛造装置の部分断面平面図、図４は本発明の実施例による加工方法で鍛造装置により仕上げ加工を行う状態を表す部分断面平面図、図５は本発明の実施例による仕上げ加工方法で成形されるワークであるヘリカル歯車の断面平面図である。
【００１４】
本発明の実施例によるワークの加工方法について、図１乃至図５に基づいて説明する。
【００１５】
図５に示されるのは本発明の実施例による仕上げ加工方法で成形されたワークであるヘリカル歯車Ｗ１である。このヘリカル歯車Ｗ１は、外周に螺旋状のヘリカル歯２２を有し、両端面中心付近に凹む凹部２３を有する。
【００１６】
上記の如きヘリカル歯車Ｗ１の製造は、図１に示す工程で行われる。この製造工程を詳細に説明する。まず、熱間鍛造で、完成品であるヘリカル歯車Ｗ１とほぼ同形状の予備成形歯車Ｗ０を成形する。続いて、予備成形歯車Ｗ０に表面硬化のために浸炭焼入れ処理を施す。これは、浸炭雰囲気中に予備成形歯車Ｗ０を入れて表面層に炭素の含有量を増加させ、９００度以上の高温で加熱した後、急激に冷却して表面層を硬化させる処理であり、温度の変化は図２におけるグラフの左側に示される。この浸炭焼入れ処理により、予備成形歯車Ｗ０は歯部の表面に硬化層が形成される。
【００１７】
続いて上記の如き浸炭焼入れ処理された予備成形歯車Ｗ０に高周波焼戻しを行い、温間鍛造で仕上げ加工を行う方法を図３に基づいて説明する。図３に示されるのは、高周波装置１及び高周波装置１に隣接して配置される鍛造装置１１である。まず高周波装置１について説明する。この高周波装置１は、軸部３と軸部３の上端に突出し予備成形歯車Ｗ０の凹部２３と略同径の突出部４とよりなる支持具２と、支持具２の外周に配置される保持具５と、保持具５の上側に配置されるリング状の高周波加熱コイル６とよりなる。この支持具２は、図示せぬ制御装置に連続している。また、鍛造装置１１は、可動型１２と固定型１４とからなり、固定型１４は、内周にヘリカル歯２２を形成する螺旋状の歯型１７を有するダイ１６と、ダイ１６の内周側に歯型１７と螺合するカウンタ歯を有し軸線方向に移動可能なカウンタピン１５が配置される。また可動型１２は固定型１４の軸心に沿ってパンチ１３が配置され、パンチ１３の先端側にはダイ１６の歯型１７と螺合するパンチ歯が形成される。この可動型１２は固定型１４に対して進退可能である。
【００１８】
次に上記高周波装置１を使用して予備成形歯車Ｗ０に高周波焼戻しを行う方法を説明する。まず高周波装置１における支持具２の突出部４に浸炭焼入れされた予備成形歯車Ｗ０の凹部２３が嵌合し、予備成形歯車Ｗ０は高周波加熱コイル６の内周側に配置される。続いて図示せぬ制御装置により支治具２が回転を開始し、予備成形歯車Ｗ０も一体となって回転する。同時に高周波加熱コイル６に高周波電流が供給され、予備成形歯車Ｗ０が温間鍛造可能温度になるまで加熱される。これは図２におけるグラフの右側に示される温度変化の高温部分である。
【００１９】
続いて高周波加熱コイル６で焼戻し加熱された予備成形歯車Ｗ０を、図示せぬ把持具で把持して支持具２から外し、高周波焼戻し加熱された温度を維持した状態で、予備成形歯車Ｗ０を高周波装置１に隣接する鍛造装置１１へと移動させる。この鍛造装置１１における固定型１４のカウンタピン１５に配置された予備成形歯車Ｗ０は、高周波焼戻し加熱による温間鍛造可能温度が維持された状態で、図４に示す如く可動型１２が下降してパンチ１３が予備成形歯車Ｗ０に当接して押圧し、ヘリカル歯２２の仕上げ加工が行われるとともに浸炭焼入れ及び高周波焼戻し加熱で生じた歪みが修正される。このようにして温間鍛造で仕上げ加工が行われた予備成形歯車Ｗ０は、上昇するカウンタピン１５と一体的にダイ１６の歯型１７に沿って回転しながらダイ１６から取り出される。取り出された予備成形歯車Ｗ０は、冷却液の噴射等により冷却され、焼戻しが終了して、ヘリカル歯車Ｗ１が完成する。
【００２０】
よって上記の如きワークの仕上げ加工方法によれば、予備成形歯車Ｗ０に浸炭焼入れする第一工程と、浸炭焼入れされた予備成形歯車Ｗ０に焼戻しを行う第二工程と、焼戻し温度を維持した状態で予備成形歯車Ｗ０に鍛造加工を行う第三工程とよりなるので、温間鍛造により予備成形歯車Ｗ０に仕上げ加工を行うことができるため、冷間鍛造に比べ金型にかかる負担が少ない。また焼戻し温度を利用して温間鍛造を行うので、焼戻し加熱時に生じた歪みも修正できる。
【００２１】
更に焼戻し方法が高周波焼戻しであると、焼戻し用の炉が不要で、鍛造装置１１に隣接して高周波装置１を配置することができ、一つのラインで仕上げ加工を行うことができる。
【００２２】
尚、本実施例ではヘリカル歯車をワークとして説明したが、ワークはヘリカル歯車に限定されるわけではなく、浸炭焼入れされたワークであれば種々の製品に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例によるワークの製造工程を表す工程図である。
【図２】本発明の実施例による焼入れ焼戻しの温度変化を表すグラフである。
【図３】本発明の実施例による仕上げ加工方法を実施するたの高周波装置及び鍛造装置の部分断面平面図である。
【図４】本発明の実施例による加工方法で鍛造装置により仕上げ加工を行う状態を表す部分断面平面図である。
【図５】本発明の実施例による仕上げ加工方法で成形されるワークであるヘリカル歯車の断面平面図である。
【図６】従来のワークの製造工程を表す工程図である。
【符号の説明】
【００２４】
Ｗ０    ワーク
【図１】
2006247704.tif 000003
【図２】
2006247704.tif 000004
【図３】
2006247704.tif 000005
【図４】
2006247704.tif 000006
【図５】
2006247704.tif 000007
【図６】
2006247704.tif 000008