从金属板制造齿轮的方法和通过该方法制造的齿轮的制作方法

专利名称：从金属板制造齿轮的方法和通过该方法制造的齿轮的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种从金属板制造齿轮的方法，并且更具体地涉及一种通过以下阶段制造齿轮的方法从金属板产生毛胚、在该毛胚的内周面 或外周面上形成齿廓和从金属板切断毛胚作为齿轮。本发明也涉及通过该 方法制造的齿轮。
背景技术：
为了起动安装在车辆内的发动机的驱动操作，用起动机来将电机中 产生的旋转力传输至该发动机同时减少该力的转速。例如，在已公布的 日本专利第一公报No.2005-113816中公开了 一种转速减小型起动机。该 起动机具有用于防止发动机中产生过度扭矩传输的多圆盘式冲击吸收 装置。该冲击吸收装置具有与多个行星齿轮啮合的内齿轮以减少该起动 机的电机中产生的旋转力的转速。该内齿轮被分为多个环形旋转圆盘。每个旋转圆盘置于沿旋转圆盘 的厚度方向布置的两个固定圆盘之间。旋转圆盘的侧面与固定圆盘的侧 面接触。当旋转圆盘接收电机的旋转力时，旋转圆盘的旋转由于与固定 圆盘的摩擦而受到限制。因此，该装置减少了旋转力的转速并将旋转力 传输至发动机以起动发动机的驱动操作。反之，当超过旋转圆盘的滑动 扭矩的扭矩从发动机施加至内齿轮时，每个旋转圆盘克服与固定圆盘的 摩擦阻力而在固定圆盘上滑动或旋转。因此，内齿轮响应于过度的扭矩 而旋转，从而内齿轮防止了过度扭矩传输。形成为环形的每个旋转圓盘在其内周面上具有齿轮齿。旋转圓盘的 齿轮齿形成内齿轮的齿轮齿。例如，利用顺序冲模式压力机制造旋转圆 盘。该压力机具有冲模和冲头，并且将长金属板供给至该压力机。该压 力机从该金属板连续沖切出旋转圆盘。图l是供给至压力机的长金属板的俯视图，示出制造旋转圆盘的方 法的各阶段。如图1所示，在第一阶段，压力机(未示出)对供给至该压力机的长金属板110的第一部分110a进行冲压以在板110中形成孔并形成面 向该孔的齿廓120。更具体而言，该压力机具有形成为旋转圆盘内部形 状的一对第一冲模和冲头(未示出)。该压力机的第一冲头向下移动以 从由第一冲模支撑的板110切去第一部分110a。因此，在板110中形成 齿廓120。在第二阶段，该压力机冲切金属板110的第二部分作为旋转圆盘 100。更具体而言，该压力机具有形成为圓盘的外形130的一对第二沖 模和沖头(未示出)。该压力机的第二冲头沿着与第一冲头相同的方向 向下移动以从板110切去第二部分。在这种压制加工中，旋转圆盘IOO 从第二冲头接收剪切力。因此，冲切出的旋转圆盘IOO在圆盘的内周面 上具有形成为齿廓120的齿轮齿。在图l所示的这种制造方法中，当从板110切下旋转圆盘100时， 旋转圆盘100易于在所接收的剪切力作用下翘曲。由于旋转圆盘与固定 圆盘之间需要有摩擦阻力，所以旋转圆盘应与固定圆盘面接触。然而， 由于翘曲的旋转圆盘100不会高精度地变平，所以不能够在具有旋转圆 盘IOO和固定圆盘的内齿轮中获得足够的摩擦阻力。进一步地，由于旋转圆盘100翘曲，所以旋转圆盘100的齿轮齿被 扭曲。因此，不会高精度地形成齿轮齿。在这种情况中，当内齿轮与行 星齿轮啮合时，内齿轮与各个行星齿轮之间的接触表面的面积不足。因 此，当内齿轮作为减速装置传输旋转力矩时，产生过度的齿轮噪音，或 者内齿轮或行星齿轮的一部分齿面意外开裂。此外，在采用顺序冲模式压力机的制造方法中，在第一阶段中在旋 转圆盘100的内周面上形成第一毛刺，并且该第一毛刺朝着第一冲头的 移动方向突出。进一步地，在第二阶段中在旋转圆盘100的外周面上形成第二毛刺，并且该第二毛刺朝着与第二冲头的移动方向相反的方向突 出。由于第一冲头和第二冲头以相同的移动方向向下移动，所以第一毛刺的延伸方向与第二毛刺的延伸方向相反。亦即，旋转圆盘100的具有 第一毛刺的侧面不同于旋转圆盘100的具有第二毛刺的侧面。图2A是一个带毛刺的旋转圆盘刚刚置于两个固定圆盘之间的一部 分的剖视图，而图2B是置于两个固定圆盘之间的一个旋转圆盘在该旋 转圆盘进行磨合旋转后的一部分的剖视图。通过将图1所示的D部分放大获得旋转圆盘100在每个图2A和图2B中的视图。如图2A所示，当每个旋转圆盘100刚刚置于两个固定圆盘200之 间以将圆盘100装配到内齿轮内时，形成在圆盘100的内周面上的毛刺 140a从旋转圆盘100的一个侧面朝着一个固定圆盘200延伸，并且形成 在圓盘100的外周面上的毛刺140b从旋转圆盘100的另一个侧面向另 一个固定圆盘200延伸。因此，旋转圆盘100的整个侧面没有与任何固 定圆盘200的侧面接触，但是圆盘100和200的侧面局部互相接触。如 图2B所示，当置于固定圆盘200之间的旋转圆盘100进行磨合旋转时， 毛刺140a和140b被缩短。然而，由于圆盘100和200的侧面在磨合旋 转期间局部互相接触，所以毛刺140a和140b与圓盘200的接触强度减 弱。因此，毛刺140a和140b不可避免地保留在圆盘200上。在这种情 况中，圆盘100和200的所有侧面都没有充分地互相接触，并且形成在 圆盘100和200的侧面之间的开口仍然保留。所以，圆盘100和200没 有充分地互相附连，使得圆盘100和200之间的摩擦阻力不足。为了解决这些问题，通过对圆盘100的翘曲部分施加外力使压力机 中形成的旋转圆盘100变平，并且将圆盘100的毛刺140切去。然而， 在圆盘100的齿的齿面上不可避免地形成了压痕和剪切垂度。因此，具 有旋转圆盘100的内齿轮的啮合性能下降。进一步地，要使旋转圆盘100 变平是麻烦的。因此，圆盘100的生产率下降，并且圆盘100的制造成 本增加。发明内容本发明的一个目的是，在适当考虑传统制造方法的缺点的情况下， 提供一种齿轮制造方法，其中易于以高平整度从金属板制造啮合性能优 良的齿轮而没有用于消除形成在该齿轮中的毛刺的工序。本发明的目的也是提供一种通过该方法制造的齿轮。根据本发明的第一方面，上述目的通过提供一种按次序执行半冲切 阶段、冲压阶段和分离阶段来制造齿轮的方法。在半沖切阶段，对所述 金属板的第一部分执行半冲切以从所述金属板的第一部分产生外周面 面向所述金属板的第二部分的毛胚并在所述毛胚的外周面上形成第一 轮廓。所述毛胚的外周面的一部分与所述金属板的第二部分断开，而所 述毛胚的外周面的其他部分与所述金属板的第二部分连接。在冲压阶段，沿沖压方向对所述毛胚的内部进行冲压以形成所述毛胚的内周面并 将所述毛胚的内周面形成为第二轮廓。所述第一轮廓和所述第二轮廓至 少之一是多个齿的轮廓以形成在其内周面或外周面上具有所述齿的毛 胚。在分离阶段，通过使所述毛胚的外周面的其他部分与所述金属板的 第二部分断开而使所述毛胚朝与所述沖压方向相反的方向从所述金属板的第二部分分离作为齿轮。利用所述方法的这些阶段，在分离阶段，通过使所述毛胚的外周面 的其他部分与所述金属板断开而使外周面的一部分已经与所述金属板 断开的毛胚从所述金属板分离。该分离中，所述毛胚接收剪切力。然而， 该剪切力比当毛胚从所述金属板断开时完全与所述金属板连接的毛胚 所接收的剪切力小。相应地，由于所述毛胚中接收的剪切力小，所以所述齿轮可具有高 的平整度而基本不会翘曲，而且在分离过程中形成在毛胚的外周面上的 毛刺可变小。进一步地，由于所述齿轮基本不会翘曲，所述齿能够高精 度地形成在毛胚的内周面或外周面上。进一步地，分离阶段中的分离方向与冲压阶段中的冲压方向是相反 的。因此，在冲压阶段中形成在所述毛胚的内周面上的毛刺和在分离阶 段中形成在所述毛胚的外周面上的毛刺位于所述毛胚的同一侧面。当具侧面上对齿轮执行磨合旋转时，只有所述毛刺竖立在所述固定圆盘的侧 面上。因此，在磨合旋转后，所述毛刺可顺滑地没入所述固定圆盘内。相应地，该方法能够可靠地以高精度制造啮合性能优良的齿轮而没 有任何用于消除毛刺的工序。根据本发明的第二方面，通过提供一种按次序执行半冲切阶段和分 离阶段来制造齿轮的方法实现上述目的。在半冲切阶段，对金属板的第 一部分执行半冲切以从所述金属板的第一部分产生具有外周面和内周 面的毛胚并在所述毛胚的内周面和外周面至少之一上形成齿廓。所述毛 胚的外周面的一部分和所述毛胚的内周面的一部分与所述金属板的第 二部分断开，而所述毛胚的外周面的其他部分和所述毛胚的内周面的其 他部分与所述金属薄板的第二部分连接。在分离阶段，通过使所述毛胚的内周面和外周面的其他部分与所述金属板的第二部分断开而使所述毛胚从所述金属板的第二部分分离以获得在所述内周面和所述外周面 至少之一上具有形成齿廓的多个齿的毛胚作为齿轮。利用所述方法的这些阶段，在分离阶段，通过使所述毛胚的内周面 和外周面的其他部分与所述金属板断开而使内周面和外周面的一部分 已经与所述金属板断开的毛胚从所述金属板分离。在该分离中，所述毛 胚接收剪切力。然而，该剪切力比当毛胚与所述金属板断开时完全与所 述金属板连接的毛胚接收的剪切力小。相应地，由于所述毛胚中接收的剪切力小，所以所述齿轮可具有高 的平整度而基本不会翘曲，而且在所述分离期间形成在所述毛胚的内周 面和外周面上的毛刺可变小。进一步地，由于所述齿轮基本不会翘曲， 所以所述齿能够高精度地形成在所述毛胚的内周面和外周面至少之一 上。进一步地，当所述毛胚的内周面和外周面在分离阶段与所述金属板 断开时，所述毛胚的内周面和外周面从所述金属板的移动方向必定相 同。因此，在分离阶段中形成在所述毛胚的内周面上的毛刺和在分离阶 段中形成在所述毛胚的外周面上的毛刺位于所述毛胚的同一侧面上。当面上对所述齿轮执行磨合旋转时，只有所述毛刺竖立在所述固定圆盘的 侧面。因此，在所述磨合旋转后，所述毛刺能够顺滑地没入所述固定圆 盘内。相应地，该方法能够可靠地以高精度制造啮合性能优良的齿轮而没 有任何用于消除毛刺的工序。根据本发明的第三方面，通过提供采用根据所述第一方面的第一方 法或根据所述第二方面的第二方法制造的齿轮实现上述目的。所述齿轮 具有在所述外周面或所述内周面上形成第一轮廓或第二轮廓的多个齿 或者在所述外周面或所述内周面上形成齿廓的多个齿。由于所述齿轮具有这种结构，所以所述齿轮可具有高的平整度。进 一步地，所述齿轮可具有以高精度成形的齿。


图l是供给至压力机的长金属板的俯视图，示出了传统旋转圆盘制造方法的各阶段；图2A是刚刚置于两个固定圆盘之间的带毛剌的旋转圆盘的一部分 的剖视图；图2B是在置于所述固定圓盘之间的旋转圆盘执行磨合旋转后该旋 转圆盘的一部分的剖视图；图3A是在根据本发明的第一实施方式的旋转圆盘制造方法的半冲 切阶段中从金属板产生的毛胚的剖视图；图3B是在根据第一实施方式的方法的冲压阶段中沖压出的毛胚的 剖视图；图3C是在根据第一实施方式的方法的分离阶段中作为旋转圆盘获 得的毛胚的剖视图；图4A是通过图3A至3C所示的方法制造的旋转圆盘的平面图；图4B是大致沿图4A的线A-A获取的纵向剖视图；图5A是刚刚置于两个固定圆盘之间的带毛刺的旋转圆盘的一部分 的剖视图；图5B是在置于所述固定圆盘之间的旋转圆盘执行磨合旋转后该旋 转圆盘的一部分的剖视图；图6A是在根据本发明的第二实施方式的旋转圆盘制造方法的半冲 切阶段中从金属板产生的毛胚的剖视图；图6B是在根据第二实施方式的方法的分离阶段中作为旋转圆盘获 得的毛胚的剖视图；图7A是在根据本发明的第三实施方式的制造方法的半沖切阶段中 形成的毛胚的剖视图；图7B是在根据第三实施方式的方法的压紧力施加阶段中毛胚和压 力机的冲头的局部以横截面示出的视图。图7C是在根据第三实施方式的方法的分离阶段中冲切出的毛胚的剖视图；图7D是示出在图7B所示的压紧力施加阶段中从毛胚消除翘曲的说 明性视图；图8是在根据第四实施方式的方法的压紧力施加阶段中执行了压紋 的毛胚的一部分的剖视图；图9是在根据第五实施方式的制造方法的抛光冲切阶段中执行了抛 光冲切的毛胚的一部分的剖视图。
具体实施方式
现在将参照

本发明的实施方式，其中除非另有所指，整篇 说明书中相似的参考标号表示相似的部件、构件或元件。实施方式1图3A是在根据本发明的第一实施方式的旋转圆盘制造方法的半冲 切阶段中从金属板产生的毛胚的剖视图。图3B是在根据第一实施方式 的方法的冲压阶段中冲压出的毛胚的剖视图。图3C是在根据第一实施 方式的方法的分离阶段中作为旋转圆盘获得的毛胚的剖视图。图4A是 通过图3A至3C所示的方法制造的旋转圓盘的平面图，而图4B是大致 沿图4A的线A-A获取的纵向剖视图。图5A是刚刚置于两个固定圆盘 之间的带毛刺的旋转圆盘的局部剖视图，而图5B是在置于所述固定圆 盘之间的旋转圆盘执行磨合旋转后该旋转圆盘的局部剖视图。通过放大 图4B所示的B部分获得旋转圆盘在每个图5A和图5B中的视图。通过根据本发明的方法制造的齿轮代表形成减速装置的内齿轮的 多个旋转圆盘的每一个。所述内齿轮与多个行星齿轮啮合以减少起动机 的电机中产生的旋转力的转速并将该旋转力传输至车辆的发动机。如图4A和图4B所示，由钢等制成的旋转圆盘1形成为环形从而在 圆盘1的内周面上具有形成为齿廓la的多个齿11并在圆盘1的外周面 上具有圆形轮廓lf。如图5A和5B所示，旋转圆盘1置于布置在圆盘1的相应侧面的两 个固定圆盘2之间以与固定圆盘2接触。圆盘1与圆盘2具有摩擦阻力， 因而圆盘2通过该摩擦阻力限制圓盘1的旋转。因此，电机中产生的旋转力经内齿轮传输至发动机。反之，当大的旋转力从发动机作为沖击过度施加至所述起动机的扭矩传输段时，旋转圓盘1克服与圆盘2的摩擦 阻力在固定圆盘2上滑动或旋转。因此，具有旋转圆盘1的内齿轮吸收 所述冲击以中断所述沖击的传输。旋转圆盘l根据制造方法按照半冲切(或半冲切切割)阶段、冲压 阶段和分离阶段的次序连续执行来制造。如图3A所示，在半冲切阶段中，对由钢等制成的金属板3的圆柱 形部分执行半冲切以从板3的圓柱形部分产生具有外周面的毛胚1A并 在毛胚1A的外周面上形成或模压出圆形轮廓lf。更具体而言，压力机(未示出)没有完全从板3冲切出毛胚1A，但 是所述压力机对板3施加剪切力以使板3的圓柱形部分沿着板3的厚度 方向朝第一侧(例如，图3A中的上侧)相对于板3的其他部分移位小 于板3厚度的移位长度。板3的圆柱形部分仍与板3的其他部分连接。 因此，板3的圆柱形部分作为毛胚1A朝着所述第一侧突出。毛胚1A 的第一侧面面向所述第一侧，并且毛胚1A的第二侧面面向与所述第一 侧相反的第二侧。在此半冲切中，毛胚1A的外周面的一部分与板3的其他部分断开， 并且圆形轮廓lf形成在毛胚1A的外周面的所述部分上。表示毛胚1A 的外周面的其他部分的环形连接面3a与板3的其他部分连接。例如， 连接面3a在厚度方向的宽度等于或小于板3的厚度的三分之一。进一步地，由于不需要所述压力机从板3完全冲切出毛胚1A，所以 压制加工中所需的剪切力比当所述压力机从金属板3完全冲切出毛胚时 压力机所需的剪切力小。如图3B所示，在冲压阶段中，所述压力机沿着从毛胚1A的第一侧 指向毛胚1A的第二侧的冲压方向(例如图3B中的下向)对毛胚1A的 内部进行冲压以在毛胚1A的内周面上形成或模压出齿廓la。更具体而言，所述压力机的第一冲模放在毛胚1A的笫二侧面上， 并且具有成形为齿廓la的第一冲头的压力机对毛胚1A的内部lb进行 冲压同时沿着冲压方向移动第一冲头。因此，所述压力机切去毛胚1A形成齿廓la的多个齿ll位于毛胚1A的内周面上。在该冲压中，从毛胚1A的内周面延伸的第一毛刺lc形成在毛胚1A 的第二侧面上。进一步地，毛胚1A被冲压的内周面从所述压力机接收 剪切力。因此，从板3切去的部分lb容易翘曲。然而，由于毛胚1A 总是被所述冲模支撑，所以从部分lb切去的毛胚1A抵抗翘曲，因而毛 胚1A维持了高的平整度。如图3C所示，在分离阶段中，通过使毛胚1A的连接面3a与金属 板3的其他部分断开而使毛胚1A朝着与所述冲压方向相反的分离方向 从金属板3的其他部分分离作为旋转圆盘1。更具体而言，所述压力机的第二冲模放在板3的面向所述第一侧的 一个面上，并且具有第二沖头的压力机冲切出毛胚1A同时沿着所述分 离方向移动所述第二冲头以使毛胚1A的连接面3a与板3断开。因此， 在其外周面上具有圆形轮廓lf的毛胚1A朝着所述分离方向移动并且作 为旋转圆盘l从板3切去。在该分离中，在圆盘1的面向所述第二侧的第二侧面上形成从圆盘 1的外周面延伸的第二毛刺ld。由于所述冲压方向与所述分离方向彼此 相反，所以第一毛刺lc和第二毛刺ld位于圆盘1的同一个侧面上。进一步地，毛胚1A的外周面从所述压力机接收剪切力，因而从板3 冲切出毛胚1A。然而，由于只有毛胚lA的连接面3a在所述分离中从 板3断开，所以对毛胚1A的外周面施加的剪切力较小。亦即，该压力 机所需的剪切力比当毛胚3的整个外周面从板3—次性断开时压力机所 需的剪切力小。其后，如图5A所示，根据该方法制造的多个旋转圆盘1的每一个 都布置在两个固定圆盘2之间，因而装配了具有旋转圆盘1的旋转齿轮。 旋转圆盘1的侧面与固定圆盘2的侧面接触。每个圆盘2由磷青铜 (Cu-Sn-P合金)制成，因而圆盘2的硬度低于由钢制成的圆盘1的硬 度。由于第一毛刺lc和第二毛剌ld位于圆盘1的同一侧面，所以圓盘 1与一个固定圆盘2面接触并与其他固定圆盘2点接触。然后，如图5B 所示，对旋转圆盘l执行磨合旋转。由于圆盘2的硬度低于圓盘1的硬 度，所以毛刺lc和ld在磨合旋转期间没入圆盘2内。最终，圆盘l与 每个固定圆盘2面接触。如上所述，在根据本实施方式的制造方法中，对金属板3的第一部 分执行半冲切以从板3的第一部分产生具有面向板3的其他部分的外周 面的毛胚1A并在毛胚1A的外周面上形成圆形轮廓lf。毛胚1A的外周 面的一部分从板3的第二部分脱离而表示毛胚1A的外周面的其他部分 的连接面3a与板3的其他部分连接。然后，沿着所述沖压方向冲压毛 胚1A的内部lb以形成毛胚1A的内周面并在所述毛胚的内周面上形成 齿廓la。然后，通过使毛胚1A的连接面3a与板3的其他部分断开而 使毛胚1A朝着与所述冲压方向相反的分离方向从板3的其他部分脱离。 因此，分离的毛胚1A用作在内周面上具有齿11的一个旋转圆盘1。利用所述方法的这些阶段，由于只有毛胚1A的仍与板3连接的连 接面3a在分离阶段中被切断并与板3断开，所以可减少在分离阶段对 毛胚1A施加的剪切力。相应地，由于减少了对旋转圆盘1施加的剪切 力，所以可减少圆盘1中出现的翘曲，并且形成在圆盘1的外周面上的 第二毛刺ld也变小。由于未翘曲的圆盘l具有高平整度，所以齿ll能 够高精度地形成在圆盘1的内周面上。进一步地，减少了所述压力机在分离阶段中所需的剪切力。相应地， 即使当使用与昂贵且用于特定目的的液压压力机不同的广泛使用的机 械压力机来制造圆盘1时，圆盘1也可根据所述方法制造以便具有高的 平整度和精确形成的齿廓。此外，由于冲压阶段中的沖压方向与分离阶段中的分离方向(即， 第二冲头的冲压方向)相反，所以第一毛刺lc和第二毛刺ld位于圆盘 l的同一侧。因此，如图5A所示，当旋转圆盘1置于两个固定圆盘2 之间时，圆盘1无毛刺的侧面可均匀地与一个固定圆盘2的一个侧面进 行面接触。反之，在圓盘1刚刚置于固定圆盘2之间后，圆盘l具有第 一毛刺lc和第二毛刺ld的另一个侧面与其他固定圆盘2的一个侧面点 接触。因此，在圆盘1与其他固定圆盘2之间形成开口。然而，如图5B 所示，在旋转圆盘1的磨合旋转后，圆盘1和其他固定圆盘2可均匀地 互相接触。原因如下。圆盘1的硬度高于圆盘2的硬度。因此，圆盘l 的毛刺lc和ld在磨合旋转期间没入圆盘2内。相应地，在圆盘1从板3分离后不需要从圆盘1消除毛刺lc和ld 的工序。进一步地，不需要使圆盘l变平的工序。亦即，可使用机械压 力机仅在由所述方法的半冲切阶段、冲压阶段和分离阶段组成的压制加工中制造出啮合性能优良且具有高平整度的圆盘1，并且提高了圆盘1 的生产率。实施方式2在第一实施方式中，冲压阶段和分离阶段是独立执行的。然而，冲 压阶段和分离阶段可同时执行。图6A是在根据第二实施方式的方法的半冲切阶段中从金属板产生 的毛胚的剖视图，且图6B是在根据第二实施方式的方法的分离阶段中 作为旋转圆盘获得的毛胚的剖视图。在该方法中，按次序执行半冲切阶段和分离阶段以制造旋转圆盘1。如图6A所示，在半冲切阶段，对金属板3的第一部分执行半冲切 以从板3的第一部分产生具有外周面和内周面的毛胚1A并在毛胚1A 的内周面上形成齿廓la。毛胚1A的内周面的一部分和毛胚1A的外周 面的一部分从板3的其他部分脱离。齿廓la形成在毛胚1A的内周面的 所述部分上。圆形轮廓lf形成在毛胚1A的外周面的所述部分上。表示 毛胚1A的外周面的其他部分的第一环形连接面3a和表示毛胚1A的内 周面的其他部分的第二环形连接面3b仍与板3的其他部分连接。例如， 每个连接面3a和3b在厚度方向的宽度等于或小于板3厚度的三分之更具体而言，在该半沖切中，压力机(未示出)不会从板3完全冲 切出毛胚1A,但是所述压力机使板3的圆柱形部分沿着板3的厚度方 向朝着第一侧(例如，图6A中的上侧)相对于板3的其他部分移位小 于板3厚度的移位长度。因此，板3的圆柱形部分与板3的其他部分连 接。因此，板3的圆柱形部分作为毛胚1A朝着所述第一侧突出而毛胚 1A仍与板3的其他部分连接。进一步地，所述压力机在毛胚1A的内周 面上形成或模压齿廓la,并在毛胚1A的外周面上形成或模压圆形轮廓 lf。如图6B所示，在分离阶段中，通过使毛胚1A的连接面3a和3b 与金属板3的其他部分断开而使毛胚1A作为旋转圆盘1沿着从板3的 第二侧指向第一侧的分离方向从金属板3的其他部分分离。更具体而言，所述压力机的冲模置于板3位于所述第一侧的一个面上，并且具有环形沖头的压力机完全沖切出毛胚1A同时沿着所述分离 方向移动所述冲头以同时使毛胚1A的连接面3a和3b从板3脱离。因 此，在其外周面上具有圆形轮廓If且在其内周面上具有齿廓la的毛胚 1A作为圆盘1从板3上切断。在该分离阶段，由于连接面3a和3b沿着所述分离方向移动而从板 3分离，所以从圆盘1的内周面延伸的第一毛刺lc和从圆盘1的外周面 延伸的第二毛刺ld形成在圆盘1面向所述第一侧的同一侧面上。进一步地，在分离阶段，圆盘1的每个内周面和外周面从所述压力 机接收剪切力。然而，由于圆盘1的外周面中只有连接面3a与板3断 开，所以对圆盘l的外周面施加的剪切力小。进一步地，由于圆盘l的 内周面中只有连接面3b与板3断开，所以对圆盘1的内周面施加的剪 切力小。其后，如图5A和图5B所示，圆盘1置于两个固定圆盘2之间，并 且对圆盘l执行磨合旋转。因此，圆盘l以与第一实施方式中相同的方 式与每个固定圆盘2面接触。如上所述，在该方法中，对金属板3执行半冲切以从板3的圆柱形 部分产生毛胚1A并在毛胚1A上形成齿廓la。亦即，毛胚1A的外周 面的一部分和毛胚1A的内周面的一部分从板1的其他部分脱离而毛胚部分连接，并在毛胚1A的内周面的所述部分上形成或模压所述齿廓la。 其后，通过使毛胚1A的内周面和外周面的其它部分与板3的其它部分 断开而使毛胚1A从板3的其他部分分离以获得具有在内周面上形成齿 廓la的齿11的毛胚1A作为旋转圆盘1。由于只有毛胚1A的连接面3a和3b在分离阶段从板3脱离，所以 可减少从板3冲切出旋转圆盘1所需的剪切力。因此，旋转圆盘l可具 有高的平整度，并且该方法可用于机械压力机。进一步地，由于毛刺lc 和ld形成在旋转圆盘1的同一侧面上，所以旋转圆盘1的每个侧面可 在磨合旋转后均匀地与相应的固定圓盘2的 一个侧面接触。相应地，在圆盘1从板3分离后不需要从圆盘1消除毛刺lc和ld 的工序。进一步地，不需要使圆盘l变平的工序。亦即，可使用所述机 械压力机仅在由所述方法的半冲切阶段和分离阶段组成的压制加工中以高平整度制造啮合性能优良的圓盘1;并且可提高圓盘1的生产率。进一步地，与根据第一实施方式的方法相比，由于圆盘l的内周面 和外周面同时从板3脱离，所以不需要沖压阶段。相应地，该制造方法 可被简化。实施方式3在第二实施方式中，由于在半冲切阶段中产生的毛胚1A只从毛胚 1A的一侧接收压紧力，所以毛胚1A的侧面有时沿着毛胚1A的厚度方 向翘曲。在才艮据第三实施方式的制造方法中，另外执行压紧力施加阶段 以消除毛胚1A的这种翘曲。图7A是在根据第三实施方式的制造方法的半沖切阶段中形成的毛 胚的剖视图。图7B是在该方法的压紧力施加阶段中毛胚和压力机的冲 头的局部以横截面示出的视图。图7C是在该方法的分离阶段作为旋转 圆盘冲切出的毛胚的剖视图。图7D是示出在压紧力施加阶段从所述毛 胚消除翘曲的说明性视图。在该方法中，按次序执行半冲切阶段、压紧力施加阶段和分离阶段 以制造旋转圆盘1。以与第二实施方式相同的方式执行图7A和图7C所 示的半冲切阶段和分离阶段。如图7B所示，在压紧力施加阶段中，压力机的第一金属模，比如 形成为环形的第一冲头4，附连于毛胚1A面向所述第一侧的第一侧面， 并且压力机的第二金属模，比如形成为环形的第二冲头5，附连于毛胚 1A面向所述第二侧的第二侧面。然后，所述压力机经沖头4和5沿着 毛胚1A的厚度方向对毛胚1A施加高压紧力。因此，沖头4和5强烈 地挤压毛胚1A的侧面，并且毛胚1A沿着所述厚度方向从两侧的每一 侧接收压紧力。毛胚1A的翘曲响应于所述压紧力而被消除。更具体而言，如图7D 的虚线所示，毛胚1A的侧面在半冲切阶段中有时沿厚度方向翘曲。然 而，如图7D的实线所示，毛胚1A的侧面在压力机的压紧力的作用下 变平。亦即，毛胚1A的翘曲被消除。相应地，由于在半冲切阶段与分离阶段之间执行压紧力施加阶段， 所以能够可靠地用该方法制造高平整度的旋转圓盘1。根据第一实施方式的方法也可以执行该压紧力施加阶段。例如，在半冲切阶段与冲压阶段之间执行压紧力施加阶段以消除毛胚1A在半冲 切中有时出现的翘曲，或者在沖压阶段与分离阶段之间执行压紧力施加 阶段以消除毛胚1A在沖压阶段有时出现的翘曲。进一步地，可在半冲 切阶段与冲压阶段之间以及冲压阶段与分离阶段之间执行压紧力施加 阶段。此外，压紧力施加阶段可与半冲切阶段同时执行。更具体而言，冲 头4和5附连于板3的圆柱形部分的相应侧面并且对板3执行半沖切以 从所述圆柱形部分产生毛胚1A同时所述压力机经冲头4和5对毛胚1A 施加高压紧力。在该方法中，旋转圆盘l的制造可被简化。实施方式4当毛胚1A在压紧力施加阶段中接收高压紧力时，毛胚1A有时在其 内部具有由所述压紧力引起的残余应力。在第四实施方式中，从毛胚1A 消除该残余应力。图8是在根据第四实施方式的方法的压紧力施加阶段执行了压紋的 毛胚的一部分的剖视图。如图8所示，当所述压力机在压紧力施加阶段(见图7B)中经冲头 4和6对毛胚1A施加压紧力时，同时对毛胚1A执行压紋。更具体而言， 冲头4在其表面上具有许多凸起和/或凹陷4a。在压紧力施加阶段中， 冲头4压在半冲切阶段中产生的毛胚1A上以便用具有凸起和/或凹陷4a 的表面挤压毛胚1A的第一侧面。因此，凸起和/或凹陷4a的图案被转 印至毛胚1A的第一侧面，因而具有转印图案的被转印的凸起和/或凹陷 le形成在毛胚1A的第一侧面上。在该压紋中，毛胚1A的内部基于所 述压紧力接收压缩应力。相应地，即使当毛胚1A的内部在半冲切阶段或冲压阶段中引起残 余应力时，所述压紋中的压缩应力也能有效地消除毛胚1A的残余应力。 进一步地，由于所述残余应力被消除，所以可进一步消除毛胚1A的侧 面的翘曲以便提高旋转圆盘1的平整度。此外，当具有多个旋转圆盘1的内齿轮布置在起动机中时，每个圆 盘1与相邻的固定圆盘2之间的空间充满了诸如油脂之类的润滑油。由于所述润滑油被有效地保持在圆盘1的凸起和/或凹陷le中，所以所述 压紋可有效地防止旋转圆盘1卡紧至固定圆盘2。实施方式5当在冲压阶段或半冲切阶段中冲压或冲切出毛胚1A时，齿廓la有 时被扭曲，或者有时在毛胚1A的齿11上形成剪切垂度。在第五实施方 式中，对毛胚1A执行抛光冲切以消除齿廓la的扭曲或所述剪切垂度。图9是在根据第五实施方式的制造方法的抛光冲切阶段中执行了抛 光冲切的毛胚的一部分的剖视图。在该方法中，按次序执行半冲切阶段、冲压阶段、抛光冲切阶段和 分离阶段，或者按次序执行半冲切阶段、抛光冲切阶段和分离阶段。如图9所示，在抛光冲切阶段中，对毛胚1A执行抛光冲切以对毛 胚1A的齿11进行抛光。更具体而言，所述压力机具有抛光冲头6,并 且抛光冲头6消除形成在齿廓la的齿11上的扭曲和/或剪切垂度。相应地，旋转圆盘l可具有更高精度的齿ll。在该实施方式中，在分离阶段之前对毛胚1A执行抛光冲切。然 而，可与分离阶段同时执行所述抛光冲切。改型在第一和第二实施方式中，具有齿廓la的齿11形成在旋转圆盘 l的内周面上。然而，具有齿廓la的齿ll可形成在旋转圆盘l的外周 面上。进一步地，多个具有第一齿廓的齿可形成在旋转圆盘1的内周面 上，同时多个具有第二齿廓的齿形成在旋转圆盘l的外周面上。例如，在根据第一和第二实施方式的半冲切阶段(见图3A和图 6A)中，齿廓la形成在毛胚1A的外周面上。不应认为这些实施方式将本发明限制于那些实施方式的结构，并 且本发明的结构可与基于现有技术的结构结合。
权利要求
1.一种制造齿轮的方法，包括以下步骤对金属板的第一部分执行半冲切以从所述金属板的第一部分产生外周面面对所述金属板的第二部分的毛胚并在所述毛胚的外周面上形成第一轮廓，其中所述毛胚的外周面的一部分与所述金属板的第二部分断开而所述毛胚的外周面的其他部分与所述金属板的第二部分连接；沿冲压方向对所述毛胚的内部进行冲压以形成所述毛胚的内周面并将所述毛胚的内周面形成第二轮廓，其中所述第一轮廓和所述第二轮廓至少之一是多个齿的轮廓以形成在其内周面或外周面上具有齿的毛胚；以及通过使所述毛胚的外周面的所述其他部分与所述金属板的第二部分断开而使所述毛胚从所述金属板的第二部分朝与所述冲压方向相反的分离方向分离作为齿轮。
2. 如权利要求l所述的方法，其中执行半冲切的步骤包括 使所述金属板的第 一部分从所述金属板的第二部分沿所述金属板的厚度方向朝第一侧移位作为所述毛胚，同时对所述毛胚面向所述第一 侧的第 一 面施加压紧力并对所述毛胚面向与所述第 一侧相反的第二侧 的第二面施加另一个压紧力。
3. 如权利要求2所述的方法，其中执行半冲切的步骤进一步包括 在金属模的表面上形成凸起或凹陷；将所述金属模压在所述毛胚的第一面或第二面上，同时对所述毛胚 的第一面或第二面施加压紧力，以用所述金属模的具有所述凸起或凹陷 的表面挤压所述毛胚的第一面或第二面；以及将所述凸起或凹陷的图案转印至所述毛胚的第一面或第二面。
4. 如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤在半冲切步 骤之后且在对所述毛胚进行冲压的步骤之前沿所述金属板的厚度方向 对所述毛胚的面向相应侧面的第一面和第二面中的每一个施加压紧力。
5. 如权利要求4所述的方法，其中施加压紧力的步骤包括 在金属模的表面上形成凸起或凹陷；将所述金属模压在所述毛胚的第一面或第二面上，同时对所述第一面或第二面施加压紧力，以用所述金属模的具有所述凸起或凹陷的表面挤压所述毛胚的第一面或第二面；以及将所述凸起或凹陷的图案转印至所述毛胚的第一面或第二面。
6. 如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤在冲压所述 毛胚的步骤之后且在分离所述毛胚的步骤之前沿所述金属板的厚度方 向对所述毛胚的面向相应侧面的第一面和第二面中的每一个施加压紧 力。
7. 如权利要求6所述的方法，其中施加压紧力的步骤包括 在金属模的表面上形成凸起或凹陷；将所述金属模压在所述毛胚的第一面或第二面上，同时对所述第一 面或第二面施加压紧力，以用所述金属模的具有所述凸起或凹陷的表面 挤压所述毛胚的第一面或第二面；以及将所述凸起或凹陷的图案转印至所述毛胚的第一面或第二面。
8. 如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤对沿冲压方 向冲压出的所述毛胚执行抛光冲切以对所述毛胚的齿进行抛光。
9. 如权利要求l所述的方法，其中分离所述毛胚的步骤包括 对所述毛胚执行抛光冲切以对所述毛胚的齿进行抛光。
10. 如权利要求l所述的方法，其中执行半冲切的步骤包括使所 述金属板的第一部分沿所述金属板的厚度方向朝第一侧相对于所述金 属板的第二部分移位作为所述毛胚，并且分离所述毛胚的步骤包括使 所述毛胚从所述金属板的第二部分朝所述第一侧分离。
11. 一种制造齿轮的方法，包括以下步骤对金属板的第一部分执行半冲切以从所述金属板的第一部分产生 具有外周面和内周面的毛胚并在所述毛胚的内周面和外周面至少之一 上形成齿廓，其中所述毛胚的外周面的一部分和所述毛胚的内周面的一 部分与所述金属板的第二部分断开而所述毛胚的外周面的其他部分和 所述毛胚的内周面的其他部分与所述金属板的第二部分连接；以及通过使所述毛胚的内周面和外周面的所述其它部分与所述金属板的第二部分断开而使所述毛胚从所述金属板的第二部分分离以获得在 所述内周面和外周面至少之一上具有形成所述齿廓的多个齿的毛胚作 为齿轮。
12. 如权利要求ll所述的方法，其中执行半沖切的步骤包括 使所述金属板的第一部分沿所述金属板的厚度方向朝第一侧从所述金属板的第二部分移位作为所述毛胚，同时对所述毛胚面向所述第一 侧的第 一 面施加压紧力并对所述毛胚面向与所述第 一侧相反的第二侧 的第二面施加另一个压紧力。
13. 如权利要求12所述的方法，其中执行半冲切的步骤进一步包括在金属模的表面上形成凸起或凹陷；将所述金属模压在所述毛胚的第一面或第二面上，同时对所述第一 面或第二面施加所述压紧力，以用所述金属模的具有所述凸起或凹陷的 表面挤压所述毛胚的第一面或第二面；以及将所述凸起或凹陷的图案转印至所述毛胚的第一面或第二面。
14. 如权利要求ll所述的方法，进一步包括以下步骤在半冲切的 步骤之后且在分离所述毛胚的步骤之前沿所述金属板的厚度方向对所 述毛胚的面向相应侧的每个面施加压紧力。
15. 如权利要求14所述的方法，其中施加压紧力的步骤包括 在金属模的表面上形成凸起或凹陷；将所述金属模压在所述毛胚的其中一个表面上，同时对所述毛胚的 表面施加压紧力，以用所述金属模的具有所述凸起或凹陷的表面挤压所 述毛胚的表面；以及将所述凸起或凹陷的图案转印至所述毛胚的表面。
16. 如权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤对尚未在分 离毛胚的步骤中分离的毛胚执行抛光冲切以对所述毛胚的齿进行抛光。
17. 如权利要求ll所述的方法，其中分离毛胚的步骤包括对所述 毛胚执行抛光冲切以对所述毛胚的齿进行抛光。
18. 如权利要求ll所述的方法，其中执行半冲切的步骤包括使所 述金属板的第一部分沿所述金属板的厚度方向朝第一侧从所述金属板 的第二部分移位作为所述毛胚，并且分离所述毛胚的步骤包括使所述毛胚从所述金属板的第二部分朝所述第 一侧分离。
19. 一种齿轮，所述齿轮通过包括以下步骤的第一方法制造 对金属板的第一部分执行半冲切以从所述金属板的第一部分产生外周面面对所述金属板的第二部分的毛胚并在所述毛胚的外周面上形 成第一轮廓，其中所述毛胚的外周面的一部分与所述金属板的第二部分 断开而所述毛胚的外周面的其他部分与所述金属板的第二部分连接；沿冲压方向对所述毛胚的内部进行冲压以形成所述毛胚的内周面 并将所述毛胚的内周面形成为第二轮廓；以及通过使所述毛胚的外周面的其他部分与所述金属板的第二部分断 开而使所述毛胚从所述金属板的第二部分朝与所述冲压方向相反的分 离方向分离作为齿轮，或者所述齿轮通过包括以下步骤第二方法制造对金属板的第一部分执行半冲切以从所述金属板的第一部分产生 具有外周面和内周面的毛胚并在所述毛胚的内周面和外周面至少之一 上形成齿廓，其中所述毛胚的外周面的一部分和所述毛胚的内周面的一 部分与所述金属板的第二部分断开而所述毛胚的外周面的其他部分和 所述毛胚的内周面的其他部分与所述金属板的第二部分连接；以及通过使所述毛胚的内周面和外周面的其他部分与所述金属板的第 二部分断开而使所述毛胚从所述金属板的第二部分分离作为齿轮，所述齿轮包括在所述外周面或内周面上形成所述第一轮廓或第二轮廓的多个齿 或者在所述外周面或内周面上形成所述齿廓的多个齿。
20. 如权利要求19所述的齿轮，进一步包括与固定圆盘的表面接触 同时在所述齿轮的表面与所述固定圆盘的表面之间具有摩擦阻力的表 面。
全文摘要
本发明公开了一种制造齿轮的方法和通过所述方法制造的齿轮。齿轮在半冲切阶段、冲压阶段和分离阶段中制造。在半冲切阶段，对金属板的圆柱形部分执行半冲切。毛胚的外周面的一部分与所述板的其他部分断开，而毛胚的外周面的其他部分与所述板的其他部分连接。在冲压阶段，沿冲压方向对毛胚的内部进行冲压以在毛胚的内周面上形成齿。在分离阶段，通过使毛胚的外周面的所述其他部分与所述板的其他部分断开而使毛胚朝与冲压方向相反的分离方向从所述板的其他部分分离作为齿轮。
文档编号B21D28/16GK101402124SQ200810168258
公开日2009年4月8日 申请日期2008年10月6日 优先权日2007年10月3日
发明者大野哲生, 泷桐茂也, 高田雅广 申请人:株式会社电装