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Technical Report小モジュール歯車のファインブランキング化

特徴 ファインブランキング化の限界

ファインブランキング工法に依る歯車製作は、金型強度上の制約から一般的にはモジュールの3倍の板厚の打ち抜きが限界だったが、新ファインブランキング技術により10~15倍の板厚の打ち抜きが可能になりました。
打ち抜き可能モジュールは0.05~0.10位までは可能と思われるが、金型製作方法・工作機械精度・金型寿命等から0.3が今のところ限界。

精度 旧JIS4~6級(下表参照)

ピッチ誤差で3~4級、歯形・歯スジ誤差で5~6級の精度が得られる。
ダレ量は通常の歯車のファインブランキングでは板厚の30~35%発生するが、新工法では15~20%の発生となっている。板厚に対して歯丈が低いこともあるが、ダレは材料の材質及び硬さに影響を受ける為、ファインブランキング化に当たって充分な検討が必要。
歯面粗さは下表では10~15Zとなっているが、金型の材質、コーティング等で3~5S程度までは可能。

材質

通常のファインブランキング工法で美麗なせん断が得られる材質ならば基本的には可能。
但し、歯形が非常に小さくダイRの加工に制約を受けることと、ダイ切刃の状態の影響を受け易い為、カーボン量の少ない材料の方が良い結果が得られた。

ファインブランキング化事例

通常のファインブランキング工法で美麗なせん断が得られる材質ならば基本的には可能。
但し、歯形が非常に小さくダイRの加工に制約を受けることと、ダイ切刃の状態の影響を受け易い為、カーボン量の少ない材料の方が良い結果が得られた。

歯車仕様

歯形:標準並歯
m = 0.75
Z = 43
α = 20゜
転移量 = 0
材質 = SPH
板厚 = 8mm

加工条件

三井ヒドレル HFP-200
加工圧力:180Ton
SPM:25

型材質

ダイ:SKH51
パンチ:粉末ハイス鋼
コーティング無し

歯車成績表

  サンプル1 サンプル2
右歯面 左歯面 右歯面 左歯面
誤差μm JIS等級 誤差μm JIS等級 誤差μm JIS等級 誤差μm JIS等級
単一ピッチ 12 4 11 4 18 5 12 4
隣接ピッチ 14 4 9 3 10 3 18 5
累積ピッチ 33 3 34 3 46 4 25 2
歯形 1 7 3 8 3 8 3 7 3
2 15 5 14 5 16 5 7 3
3 6 2 8 3 6 2 10 4
4 5 2 6 2 8 3 5 2
歯すじ方向 1 16 5 17 5 17 5 16 5
2 10 3 12 4 14 4 17 5
3 10 3 12 4 16 5 14 4
4 15 5 13 4 13 4 13 4
歯みぞの振れ 35μm     4級 33μm     4級
歯車精度判定 JIS5級 JIS5級

歯面粗さ(Rz)
13Z
歯面加工硬化(HV100)
表面 350
芯部 200