JP2007146261A - Induction-heating apparatus for quenching of ring-type article, and continuous production line for ring-type article assembled machine part - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、転がり軸受の軌道輪等のようなリング状品を焼入のために誘導加熱により加熱するリング状品の焼入用誘導加熱装置、およびこのリング状品の焼入用誘導加熱装置により加熱して焼入されたリング状品と他の部品とを組み立てた機械部品であるリング状品組込機械部品を生産するリング状品組込機械部品の連続生産ラインに関する。 The present invention relates to an induction heating device for quenching a ring-shaped product such as a bearing ring of a rolling bearing by induction heating for quenching, and an induction heating device for quenching the ring-shaped product. The present invention relates to a continuous production line of ring-shaped product built-in machine parts for producing ring-shaped product built-in machine parts, which are machine parts obtained by assembling a ring-shaped product that has been heated and hardened by means of other parts.
転がり軸受の内外輪等の軌道輪は、機械特性の向上のために、内部まで硬化させる焼入が施される。このような内部まで硬化させる焼入では、バッチ式の雰囲気炉で全体焼入をすることが一般的である。連続加熱炉の採用も可能ではあるが、軌道輪の深部まで、室温から焼入温度まで加熱するには、搬送経路が長くなって設備が大型化し、設置面積が大きくなる。そのためバッチ式炉が採用される。また、上記連続加熱炉およびバッチ式炉のいずれにおいても、周辺への熱の影響があり、軌道輪を旋削や研削するラインから離して設置することが必要となる。
なお、車輪用軸受等のように、軌道面のみに局部的に焼入を施す場合は、高周波焼入が採用されている。また、全体焼入する高周波焼入においても、加熱コイル内でコンベヤにより被加熱材を搬送し、連続的に焼入するものが提案されている(例えば特許文献1)。
In addition, when quenching only on the raceway surface, such as a wheel bearing, induction hardening is employed. Moreover, also in the induction hardening which carries out the whole hardening, what conveys a to-be-heated material with a conveyor within a heating coil, and quenches continuously is proposed (for example, patent document 1).
高周波焼入は、ワークを1個ずつ連続して加熱することが可能であるため、例えば転がり軸受の軌道輪の生産ラインに高周波焼入を採用した場合、軌道輪の生産から軸受の組立までを連続生産することが可能である。また、高周波焼入には、エネルギ効率の面で優れ、周辺への熱的影響も少ないという有利な点が多い。しかし、ワークを1個ずつ加熱するのでは加熱の効率が悪く、加熱のための設備も多く必要とする。 Induction hardening allows workpieces to be heated continuously one by one. For example, when induction hardening is employed in the production line of rolling bearing raceways, the production process from bearing rings to the assembly of the bearings. Continuous production is possible. In addition, induction hardening has many advantages in that it is excellent in energy efficiency and has little thermal influence on the periphery. However, heating the workpieces one by one is inefficient in heating and requires a lot of equipment for heating.
また、高周波焼入では、ワーク形状によっては、全体を均一に加熱することが難しい場合がある。そのため、ワーク全体における焼入品質の均一化が難しいという問題がある。したがって、転がり軸受の軌道輪の焼入に高周波焼入を採用するには、上記問題を克服する必要がある。また、転がり軸受の軌道輪を高周波焼入する場合、焼入品質保持のため、内輪と外輪とを同時に同一条件で焼入処理することが望ましい。さらに、生産ライン全体の生産効率を高めるために、焼入処理を効率良く行うことが求められる。 Moreover, in induction hardening, it may be difficult to heat the whole uniformly depending on a workpiece shape. Therefore, there is a problem that it is difficult to make the quenching quality uniform in the entire workpiece. Therefore, in order to employ induction hardening for quenching of the bearing ring of the rolling bearing, it is necessary to overcome the above problem. Further, when induction-quenching the bearing ring of the rolling bearing, it is desirable to quench the inner ring and the outer ring simultaneously under the same conditions in order to maintain the quenching quality. Furthermore, in order to increase the production efficiency of the entire production line, it is required to perform the quenching process efficiently.
この発明の目的は、転がり軸受の内輪と外輪のように直径が互いに異なる複数のリング状品を、少ない設備で効率良く誘導加熱することができて、設備コストの低減が図れるリング状品の焼入誘導加熱装置を提供することである。
この発明の他の目的は、リング状品の各部における焼入品質の均一化が図れ、各リング状品を同一条件化で効率良く誘導加熱することができるリング状品の焼入誘導加熱装置を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、上記焼入用誘導加熱装置により加熱して焼入されたリング状品と他の部品とを組み立てた機械部品であるリング状品組込機械部品を連続して生産でき、かつ設備の小型化や設置面積の縮小を図れるリング状品組込機械部品の連続生産ラインを提供することである。
The object of the present invention is to allow a plurality of ring-shaped products having different diameters such as an inner ring and an outer ring of a rolling bearing to be efficiently induction-heated with a small number of facilities and to reduce the cost of the ring-shaped products. It is to provide an inductive heating apparatus.
Another object of the present invention is to provide a quenching induction heating apparatus for a ring-shaped product that can achieve uniform quenching quality in each part of the ring-shaped product and can efficiently induction-heat each ring-shaped product under the same conditions. Is to provide.
Still another object of the present invention is to continuously connect a ring-shaped product built-in machine part, which is a machine part obtained by assembling a ring-shaped product heated by the induction heating apparatus for quenching and the other parts. The aim is to provide a continuous production line for machine parts that can be produced and that can reduce the size of the equipment and reduce the installation area.
この発明のリング状品の焼入誘導加熱装置は、直径が互いに異なる複数のリング状品を同心に載せてリング中心回りに回転させる回転台と、この回転台上の各リング状品の内周側と外周側とに跨るU字状部分を有する誘導加熱用の加熱コイルと、前記加熱コイルに電流を流す交流電源とを備える。 A quenching induction heating apparatus for a ring-shaped product according to the present invention includes a rotary table that rotates a plurality of ring-shaped products having different diameters concentrically and rotates around the center of the ring, and an inner periphery of each ring-shaped product on the rotary table. A heating coil for induction heating having a U-shaped portion straddling the side and the outer peripheral side, and an AC power source for passing a current through the heating coil.
この構成の焼入誘導加熱装置によると、直径が互いに異なる複数のリング状品を、回転台に載せて回転させながら、加熱コイルにより同時に誘導加熱することができる。そのため、少ない設備で効率良く加熱することができて、設備コストの低減が図れる。また、その際、各リング状品を回転台上に同心に配置しているため、各リング状品につき全体を均一に加熱することができる。 According to the quenching induction heating apparatus having this configuration, a plurality of ring-shaped products having different diameters can be simultaneously induction-heated by the heating coil while being rotated on the rotating table. Therefore, it can heat efficiently with few facilities, and can reduce equipment cost. At that time, since each ring-shaped product is concentrically arranged on the turntable, the entire ring-shaped product can be heated uniformly.
この発明において、リング状品を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱するものとすることができる。
この構成によると、誘導加熱によりリング状品を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで短時間で効率良く加熱し、その後、他の加熱方法例えば連続加熱炉によりリング状品を焼入温度まで全体の均一熱化を図りながら加熱することができる。これにより、誘導加熱だけで焼入温度まで加熱する場合に比べ、焼入品質を向上させられる。
In the present invention, the ring-shaped product can be heated by induction heating to a predetermined preheating temperature close to the quenching temperature.
According to this configuration, the ring-shaped product is efficiently heated in a short time to a predetermined preheating temperature close to the quenching temperature by induction heating, and then the ring-shaped product is heated to the quenching temperature by another heating method such as a continuous heating furnace. Heating can be performed while achieving uniform heating. Thereby, compared with the case where it heats to quenching temperature only by induction heating, quenching quality can be improved.
前記直径が互いに異なる複数のリング状品は、互いに同一サイズの転がり軸受の内輪と外輪とであるとしてもよく、また互いに異なるサイズの転がり軸受における外輪同士または内輪同士とであるとしてもよい。
いずれの場合も、複数のリング状品を同時に誘導加熱することができるため、加熱の効率が良い。特に、前記直径が互いに異なる複数のリング状品が、互いに同一サイズの転がり軸受の内輪と外輪とであるとした場合は、同時に誘導加熱した内輪と外輪を一つの転がり軸受に組み立てることができるため、転がり軸受生産ラインの生産効率の向上を図ることができる。
The plurality of ring-shaped products having different diameters may be the inner ring and the outer ring of the same-sized rolling bearing, or may be the outer rings or the inner rings of the different-sized rolling bearings.
In any case, since a plurality of ring-shaped products can be induction-heated simultaneously, the heating efficiency is good. In particular, when the plurality of ring-shaped products having different diameters are the inner ring and the outer ring of the same size rolling bearing, the inner ring and the outer ring that are simultaneously induction-heated can be assembled into one rolling bearing. The production efficiency of the rolling bearing production line can be improved.
さらに、前記直径が互いに異なる複数のリング状品が3個以上であるとしてもよい。この場合、3個以上のリング状品を同時に誘導加熱することができるため、加熱の効率がより一層良い。 Further, the number of the plurality of ring-shaped products having different diameters may be three or more. In this case, since three or more ring-shaped products can be induction-heated simultaneously, the heating efficiency is further improved.
この発明のリング状品組込機械部品の連続生産ラインは、焼入れされたリング状品と他の部品とを組み立てた機械部品であるリング状品組込機械部品を連続して生産する生産ラインであって、
リング状品に加工するための材料を検査する材料検査工程部と、前記材料をリング状品の完成品の概略形状に旋削する旋削工程部と、この旋削されたリング状品に刻印を施す刻印工程部と、この刻印の施されたリング状品を熱処理する熱処理工程部と、この熱処理されたリング状品に研削を施す研削工程部とを含む組立前生産ライン部を複数備え、
これら複数の組立前生産ライン部は、直径が互いに異なるリング状品を生産するものであり、
前記熱処理工程部が、リング状品を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱する予熱工程部と、この予熱工程部で加熱されたリング状品を焼入れ温度まで連続加熱炉で加熱する均熱工程部と、この均熱工程部で加熱されたリング状品を冷却する焼入工程部とを含み、
前記複数の組立前生産ライン部は、前記熱処理工程部の少なくとも前記予熱工程部を互いに共有し、この共有される予熱工程部が前記リング状品の焼入用誘導加熱装置を用いるものである。
The continuous production line of ring-shaped product built-in machine parts of the present invention is a production line for continuously producing ring-shaped product built-in machine parts, which are machine parts assembled from quenched ring-shaped products and other parts. There,
A material inspection process unit for inspecting a material to be processed into a ring-shaped product, a turning process unit for turning the material into a rough shape of a finished product of the ring-shaped product, and an inscription for engraving the turned ring-shaped product A plurality of pre-assembly production line sections including a process section, a heat treatment process section that heat-treats the ring-shaped product that has been engraved, and a grinding process section that grinds the heat-treated ring-shaped product,
These multiple pre-assembly production line sections produce ring-shaped products with different diameters,
The heat treatment process section heats the ring-shaped product to a predetermined preheating temperature close to the quenching temperature by induction heating, and heats the ring-shaped product heated in the preheating process section to the quenching temperature in a continuous heating furnace. Including a soaking step and a quenching step for cooling the ring-shaped product heated in the soaking step,
The plurality of pre-assembly production line sections share at least the preheating process section of the heat treatment process section, and the shared preheating process section uses the induction heating device for quenching the ring-shaped product.
この構成の生産ラインによると、熱処理工程部が、誘導加熱により加熱する予熱工程部と、連続加熱炉で加熱する均熱工程部とを備えるため、誘導加熱によりリング状品の深部までエネルギ効率良く短時間で加熱することが可能である。また、連続加熱炉によりリング状品の全体の均熱化が図れる。そのため、焼入温度まで誘導加熱する場合に比べて焼入品質に優れたものとできる。連続加熱炉を用いるが、連続加熱炉は焼入温度近くまで予熱されたリング状品を焼入温度まで昇温させるだけであるため、室温から加熱するものと異なり、加熱時間が大幅に短縮されて、炉内でリング状品を移動させる経路が短くて済み、設備が小型化できる。また、連続加熱炉による加熱は僅かであるため、周辺への熱の影響が少なく、周辺環境が改善される。このため、連続加熱炉を、旋削工程部や刻印工程部,研削工程部等を含む連続生産ラインに組み込みながら、これら各工程部への連続加熱炉による熱的影響が回避でき、リング状品の材料検査工程部からリング状品組込機械部品の組立工程部までの連続生産ラインが実現できる。このように連続生産ライン化したことにより、生産の効率化や、工場床面積の削減、多品種少量生産への適応性向上にも貢献することができる。
また、複数の組立前生産ライン部は、直径が互いに異なるリング状品を生産するものであり、熱処理工程部の少なくとも予熱工程部を互いに共有するものであるため、生産ライン全体における工程部の数を少なくして全体構成を簡略化できる。熱処理工程部の少なくとも予熱工程部を互いに共有させ、かつ各組立前生産ライン部を連続生産ラインとすることは、共有される予熱工程部が前記リング状品の焼入用誘導加熱装置を用いることにより可能となる。
According to the production line having this configuration, the heat treatment process section includes a preheating process section that is heated by induction heating and a soaking process section that is heated by a continuous heating furnace, so that the heat treatment process section is energy efficient up to the deep part of the ring-shaped product by induction heating. Heating in a short time is possible. In addition, the entire heating of the ring-shaped product can be achieved by the continuous heating furnace. Therefore, compared with the case where induction heating is performed up to the quenching temperature, the quenching quality can be improved. A continuous heating furnace is used, but the continuous heating furnace only raises the temperature of the ring-shaped product preheated to near the quenching temperature to the quenching temperature. Thus, the path for moving the ring-shaped product in the furnace is short, and the equipment can be downsized. Moreover, since the heating by a continuous heating furnace is slight, there is little influence of the heat to the periphery and the surrounding environment is improved. For this reason, while incorporating a continuous heating furnace into a continuous production line including a turning process section, a stamping process section, a grinding process section, etc., the thermal effects of the continuous heating furnace on each of these process sections can be avoided, and A continuous production line from the material inspection process part to the assembly process part of the ring-shaped product embedded machine part can be realized. Such a continuous production line can contribute to improving production efficiency, reducing the factory floor area, and improving adaptability to high-mix low-volume production.
In addition, since the plurality of pre-assembly production line sections produce ring-shaped products having different diameters and share at least the preheating process section of the heat treatment process section, the number of process sections in the entire production line. The overall configuration can be simplified by reducing. In order to share at least the preheating process section of the heat treatment process section with each other and to make each pre-assembly production line section a continuous production line, the shared preheating process section uses the induction heating apparatus for quenching the ring-shaped product. Is possible.
上記発明のリング状品組込機械部品の連続生産ラインにおいて、焼入れされたリング状品と他の部品とを組み立てた機械部品であるリング状品組込機械部品を転がり軸受とした場合は、
転がり軸受の内輪または外輪となるリング状品に加工するための材料を検査する材料検査工程部と、前記材料をリング状品の完成品の概略形状に旋削する旋削工程部と、この旋削されたリング状品に刻印を施す刻印工程部と、この刻印の施されたリング状品を熱処理する熱処理工程部と、この熱処理されたリング状品に研削を施す研削工程部とをそれぞれ含む内輪用および外輪用の組立前生産ライン部と、これら各組立前生産ライン部で生産された内輪および外輪を他の部品と共に転がり軸受に組み立てる組立工程部とを備え、
前記熱処理工程部が、リング状品を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱する予熱工程部と、この予熱工程部で加熱されたリング状品を焼入れ温度まで連続加熱炉で加熱する均熱工程部と、この均熱工程部で加熱されたリング状品を冷却する焼入工程部とを含み、
前記内輪用および外輪用の組立前生産ライン部における熱処理工程部は、少なくとも予熱工程部を互いに共有し、この共有される予熱工程部が前記リング状品の焼入用誘導加熱装置を用いる連続生産ラインとなる。
In the continuous production line of ring-shaped product built-in machine parts of the above invention, when the ring-shaped built-in machine parts that are machine parts assembled from the quenched ring-shaped goods and other parts are used as rolling bearings,
A material inspection process unit for inspecting a material to be processed into a ring-shaped product to be an inner ring or an outer ring of a rolling bearing, a turning process unit for turning the material into a rough shape of a finished product of the ring-shaped product, and this turned For inner rings, each of which includes a marking process section for marking a ring-shaped article, a heat treatment process section for heat-treating the ring-shaped article subjected to the marking, and a grinding process section for grinding the heat-treated ring-shaped article. A pre-assembly production line section for the outer ring, and an assembly process section for assembling the inner ring and the outer ring produced in each pre-assembly production line section together with other parts into a rolling bearing,
The heat treatment process section heats the ring-shaped product to a predetermined preheating temperature close to the quenching temperature by induction heating, and heats the ring-shaped product heated in the preheating process section to the quenching temperature in a continuous heating furnace. Including a soaking step and a quenching step for cooling the ring-shaped product heated in the soaking step,
The heat treatment process section in the pre-assembly production line section for the inner ring and the outer ring shares at least the preheating process section with each other, and the shared preheating process section uses the induction heating device for quenching the ring-shaped product. Line.
この発明のリング状品組込機械部品の連続生産ラインも、前記同様の作用効果を有し、転がり軸受の内輪または外輪となるリング状品を、誘導加熱により深部までエネルギ効率良く短時間で加熱し、連続加熱炉により全体の均熱化を図ることにより、リング状品の焼入品質を優れたものとできる。また、リング状品の材料検査工程部から転がり軸受の組立工程部までの、生産効率の良い連続生産ラインが実現できる。 The continuous production line for ring-shaped product built-in machine parts of the present invention also has the same effect as described above, and heats a ring-shaped product that becomes an inner ring or an outer ring of a rolling bearing to a deep portion in an energy efficient manner in a short time by induction heating. In addition, the quenching quality of the ring-shaped product can be made excellent by equalizing the whole temperature with a continuous heating furnace. In addition, a continuous production line with high production efficiency from the material inspection process part of the ring-shaped product to the assembly process part of the rolling bearing can be realized.
この発明のリング状品の焼入誘導加熱装置は、直径が互いに異なる複数のリング状品を同心に載せてリング中心回りに回転させる回転台と、この回転台上の各リング状品の内周側と外周側とに跨るU字状部分を有する誘導加熱用の加熱コイルと、前記加熱コイルに電流を流す交流電源とを備えるものとしたため、転がり軸受の内輪と外輪のように直径が互いに異なる複数のリング状品を、少ない設備で効率良く加熱することができて、設備コストの低減が図れる。また、リング状品の各部における焼入品質の均一化が図れ、各リング状品を同一条件化で効率良く誘導加熱することができる。 A quenching induction heating apparatus for a ring-shaped product according to the present invention includes a rotary table that rotates a plurality of ring-shaped products having different diameters concentrically and rotates around the center of the ring, and an inner periphery of each ring-shaped product on the rotary table. Since the heating coil for induction heating having a U-shaped portion straddling the side and the outer peripheral side and the AC power source for supplying current to the heating coil are provided, the diameters are different from each other like the inner ring and the outer ring of the rolling bearing. A plurality of ring-shaped products can be efficiently heated with less equipment, and the equipment cost can be reduced. Further, the quality of quenching in each part of the ring-shaped product can be made uniform, and each ring-shaped product can be efficiently induction-heated under the same conditions.
また、この発明のリング状品組込機械部品の連続生産ラインは、焼入れされたリング状品と他の部品とを組み立てた機械部品であるリング状品組込機械部品を連続して生産する生産ラインであって、リング状品に加工するための材料を検査する材料検査工程部と、前記材料をリング状品の完成品の概略形状に旋削する旋削工程部と、この旋削されたリング状品に刻印を施す刻印工程部と、この刻印の施されたリング状品を熱処理する熱処理工程部と、この熱処理されたリング状品に研削を施す研削工程部とを含む組立前生産ライン部を複数備え、これら複数の組立前生産ライン部は、直径が互いに異なるリング状品を生産するものであり、前記熱処理工程部が、リング状品を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱する予熱工程部と、この予熱工程部で加熱されたリング状品を焼入れ温度まで連続加熱炉で加熱する均熱工程部と、この均熱工程部で加熱されたリング状品を冷却する焼入工程部とを含み、前記複数の組立前生産ライン部は、前記熱処理工程部の少なくとも前記予熱工程部を互いに共有し、この共有される予熱工程部が前記焼入用誘導加熱装置を用いるものであるとしたため、リング状品組込機械部品を連続して生産でき、かつ設備の小型化や設置面積の縮小を図れる。 In addition, the continuous production line of ring-shaped product built-in machine parts of the present invention is a production line for continuously producing ring-shaped built-in machine parts, which are mechanical parts assembled from quenched ring-shaped products and other parts. A material inspection process section for inspecting a material to be processed into a ring-shaped product, a turning process section for turning the material into a rough shape of a finished product of the ring-shaped product, and the turned ring-shaped product A plurality of pre-assembly production line sections including a stamping process section for stamping, a heat treatment process section for heat-treating the ring-shaped product with the stamp, and a grinding process section for grinding the heat-treated ring-shaped product. The plurality of pre-assembly production line sections produce ring-shaped products having different diameters, and the heat treatment process section heats the ring-shaped products to a predetermined preheating temperature close to the quenching temperature by induction heating. Preheating A soaking part that heats the ring-shaped product heated in this preheating process part to a quenching temperature in a continuous heating furnace, and a quenching process part that cools the ring-shaped product heated in this soaking process part The plurality of pre-assembly production line units share at least the preheating step unit of the heat treatment step unit, and the shared preheating step unit uses the induction heating apparatus for quenching. Therefore, it is possible to continuously produce ring-shaped product built-in machine parts, and to reduce the size of the equipment and the installation area.
この発明の一実施形態を図1ないし図3と共に説明する。
図1は焼入用誘導加熱装置の構成を示す。この誘導加熱装置50は、直径が互いに異なる複数のリング状品W1,W2を同心に載せてリング中心Oの回りに回転させる回転台51と、加熱コイル52と、加熱コイル52に電流を流す交流電源53とを備える。図の例では、直径が互いに異なるリング状品の数が2個とされ、各リング状品W1,W2は同一サイズの転がり軸受の外輪および内輪とされている。交流電源53は例えば高周波電源とされる。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows the structure of an induction heating apparatus for quenching. The
加熱コイル52は、各リング状品W1,W2のそれぞれの内周側と外周側とに跨がる下向きU字状部分52a,52bを有し、外周側リング状品W1に跨るU字状部分52aの内周側の先端と、内周側リング状品W2に跨るU字状部分52bの外周側の先端とを互いに連結した形状とされている。そして、U字状部分52aの外周側の先端部およびU字状部分52bの内周側の先端部が、交流電源53に接続されている。図3は、加熱コイル52の斜視図を示す。
図1において、加熱コイル52は、加熱コイル支持体54に対して、回転台51の半径方向に位置変更可能に設置される。加熱コイル支持体54は、例えば回転台51の半径方向に延びるガイド54aを有し、このガイド54aに沿って加熱コイル52が無段階で位置変更可能とされる。例えば図2(B),(C)に示すように、その任意の変更位置で、ボルト(図示せず)等により、加熱コイル52がガイド54aに位置固定される。
The
In FIG. 1, the
回転台51には、リング状品W1,W2との接触面積を小さくするための接触台51a,51bが設けられる。接触台51a,51bは、リング状品W1,W2の径に応じたものに取り替え自在とされる。
回転台51は、回転台回転装置55により回転駆動され、かつ回転台昇降装置56により、回転台51上のリング状品W1,W2が加熱コイル52のU字状部分52a,52bの内側に入る高さ位置と出る高さ位置との間に昇降させられる。
図示の例では、回転台51は、昇降枠57に軸受58を介して回転自在に設置されていて、昇降枠57が基台59に昇降ガイド60を介して昇降自在に設置されている。昇降枠57には、油圧シリンダ等の昇降駆動源61が連結されており、回転台51は昇降駆動源61により昇降枠57と共に昇降させられる。
回転台回転装置55は、モータ62と、その回転を回転台51の軸部51cに伝えるプーリまたはギヤ列等の回転伝達機構63とにより構成される。
The
The
In the illustrated example, the
The
この焼入誘導加熱装置50は、リング状品W1,W2を同心に載せた回転台51を、回転台回転装置55によりリング中心Oの回りに回転させながら、交流電源53で加熱コイル52に電流を流して、リング状品W1,W2を同時に誘導加熱する。各リング状品W1,W2が同心に配置されているため、各リング状品W1,W2に誘導加熱が均等に行われ、リング状品全体を均一に加熱することができる。
The quenching
加熱コイル52は、U字状部分52a,52bを有するのものとし、回転台51の半径方向に位置変更可能としたため、各種の径寸法のリング状品W1,W2に対し、加熱コイル52の固定位置の変更によって対応することができる。この場合、回転台51の接触台51a,51bは、リング状品W1,W2の径寸法に応じたものに交換する。
The
上記実施形態では、複数のリング状品W1,W2を一つの加熱コイル52で誘導加熱するようにしたが、図4に示すように、複数のリング状品W1,W2に対して加熱コイル52をそれぞれ個別に設けて誘導加熱するようにしてもよい。その場合も、各加熱コイル52は、リング状品W1,W2の内周側と外周側とに跨がる下向きU字状の形状とする。また、各加熱コイル52は、加熱コイル支持体54のガイド54aに沿って、回転台51の半径方向に位置変更可能に設置する。
In the above embodiment, the plurality of ring-shaped products W1 and W2 are induction-heated by one
また、回転台の上に直径が互いに異なるリング状品を3個以上同心に載せて誘導加熱を行うようにしてもよい。図5はリング状品が3個である場合を示している。同図において実線で示すように、リング状品W1,W2,W3を一つの加熱コイル52で誘導加熱を行ってもよく、また鎖線で示すように、各リング状品W1,W2,W3に対して加熱コイル52を個別に設けて誘導加熱を行ってもよい。
Further, three or more ring-shaped products having different diameters may be placed concentrically on the turntable to perform induction heating. FIG. 5 shows a case where there are three ring-shaped products. As shown by the solid line in the figure, the ring-shaped products W1, W2, and W3 may be induction-heated by one
また、図1ないし図3の例では、リング状品W1,W2を転がり軸受の外輪と内輪としたが、リング状品W1,W2を、互いに異なるサイズの軸受における外輪同士または内輪同士としてもよい。さらに、リング状品W1,W2を、軸受軌道輪以外のリング状品としてもよい。 1 to 3, the ring-shaped products W1 and W2 are the outer ring and the inner ring of the rolling bearing. However, the ring-shaped products W1 and W2 may be the outer rings or the inner rings of the bearings having different sizes. . Further, the ring-shaped products W1, W2 may be ring-shaped products other than the bearing race.
次に、上記焼入誘導加熱装置50が設置されたリング状品組込機械部品の連続生産ラインについて説明する。
図6は、この連続生産ラインの概念構成を示す。この連続生産ラインは、リング状品組込機械部品である転がり軸受1を連続して生産するラインであり、軸受外輪および軸受内輪の生産から、転がり軸受1の組立までを行うラインである。生産される転がり軸受1は、軸受外輪となるリング状品W1と、軸受内輪となるリング状品W2と、複数の転動体2と、保持器3とで構成される。図示の例では、転がり軸受1は深溝玉軸受からなるが、ころ軸受であっても良く、またスラスト型の軸受であっても良い。なお、図6は軸受外輪の加工工程を中心に示し、軸受内輪の加工工程は一部省略されている。
Next, a continuous production line for ring-shaped product built-in machine parts in which the quenching
FIG. 6 shows a conceptual configuration of this continuous production line. This continuous production line is a line for continuously producing the rolling
この生産ラインは、材料検査工程部11、鍛造工程部12、旋削工程部13、刻印工程部14、熱処理工程部15、研削工程部16、および組立工程部17を備える。各工程部11〜17間には、材料またはリング状品W1を搬送するコンベヤ等の搬送手段20が設けられ、生産ラインの全体を通してリング状品W1は所定の方向に搬送される。
This production line includes a material
材料検査工程部11は、リング状品W1に加工するための材料(図示せず)を検査する工程部であり、ここでは、塊状、板状、またはパイプ状等の材料を購入先等から受入れ、材料ロット毎の検査を行う。この検査は、作業者による手作業により行うようにしても、自動的に行うようにしても良い。検査の完了した材料は、リング状品W1の1個分毎に分け、鍛造工程部12に送る。
The material
鍛造工程部12は、1個分の材料を、リング状品W1の完成品の粗形状に鍛造機で鍛造する工程部である。
旋削工程部13は、鍛造されたリング状品W1を、鍛造された形状よりも完成品により近い概略形状に、旋盤により旋削する工程部である。リング状品W1が軸受外輪等の軌道輪である場合、軌道溝の溝加工を旋削工程部13で行う。
なお、転がり軸受1の種類によっては、鍛造工程12を省き、旋削工程部13でパイプ材等の材料から概略形状のリング状品W1を得るようにしても良い。その場合、材料からリング状品W1の1個分ずつの切り出しも旋削工程部13で行うようにしても良い。
The forging
The
Depending on the type of the rolling
刻印工程部14は、旋削されたリング状品W1に、社名や型番等のマークMを刻印機(図示せず)により刻印する工程部である。リング状品W1が軸受外輪または軸受内輪の場合、刻印はリング状品W1の幅面に行う。
The
熱処理工程部15は、刻印の施されたリング状品W1に、焼入等の熱処理を施す工程部である。熱処理工程部15については、後に詳しく説明する。
The heat
研削工程部16は、熱処理されたリング状品W1に研削を施し、リング状品W1の完成品とする工程部である。
研削工程部16は、リング状品W1が軸受外輪の場合、複数の工程部、例えば幅研削工程部16a、外径研削工程部16b、溝研削工程部16c、および溝超仕上げ工程部16dからなるものとされる。各研削構成部16a〜16dは、それぞれの研削を行う研削装置(図示せず)を備える。リング状品が軸受内輪である場合も、研削工程部16は、軸受外輪の場合と同様に、4つの工程部からなるものとされる。
The grinding
When the ring-shaped product W1 is a bearing outer ring, the grinding
上記検査工程部11から研削工程部16までの工程部により、組立前生産ライン部分R1が構成される。
The process parts from the
組立工程部17は、研削の完了したリング状品W1を他の部品と共にリング状品組込機械部品に組み立てる工程部である。リング状品組込機械部品は転がり軸受1であり、軸受外輪となるリング状品W1を、他の部品である軸受内輪となるリング状品W2と、転動体2と、保持器3と共に、転がり軸受1に組み立てる。この組立は、自動組立機(図示せず)により行われる。保持器3は、図示の例では、2つの保持器部品3aを組み合わせるものとされている。
The
軸受内輪となるリング状品W2は、軸受外輪の組立前生産ライン部分R1とは別の組立前生産ライン部分R2により生産され、組立工程部17に搬入される。転動体2および保持器3は、それぞれ転動体保管部18および保持器保管部19から組立工程部17に搬入される。
転動体保管部18および保持器保管部19は、それぞれ、この連続生産ラインとは別の場所で生産された転動体2および保持器3を購入先等から受け入れ、検査等の処理を行って保管する工程部である。転動体保管部18および保持器保管部19は、この連続生産ラインと共に設けた生産ライン(図示せず)で生産するようにしても良い。
The ring-shaped product W2 serving as the bearing inner ring is produced by the pre-assembly production line portion R2 different from the pre-assembly production line portion R1 of the bearing outer ring, and is carried into the
The rolling
図7は、このリング状品組込機械部品の連続生産ラインのレイアウト例を示す説明図である。この例では、軸受外輪となるリング状品W1を生産する組立前生産ライン部分R1と、軸受内輪となるリング状品W2を生産する組立前生産ライン部分R2とが設けられている。
軸受内輪となるリング状品W2を生産する組立前生産ライン部分R2は、軸受外輪となるリング状品W1を生産する組立前生産ライン部分R1と同様に、検査工程部11、鍛造工程部12、旋削工程部13、刻印工程部14、熱処理工程部15、および研削工程部16を順に並べ、各工程部11〜16の間にコンベヤ等の搬送手段20を設けたものとされるが、熱処理工程部15については組立前生産ライン部分R1と共有している。内輪側の組立前生産ライン部分R2においても、鍛造工程部12は省略されていても良い。
FIG. 7 is an explanatory view showing a layout example of a continuous production line of the ring-shaped product built-in machine parts. In this example, a pre-assembly production line portion R1 for producing a ring-shaped product W1 serving as a bearing outer ring and a pre-assembly production line portion R2 for producing a ring-shaped product W2 serving as a bearing inner ring are provided.
The pre-assembly production line portion R2 for producing the ring-shaped product W2 serving as the bearing inner ring is similar to the pre-assembly production line portion R1 for producing the ring-shaped product W1 serving as the bearing outer ring, the
図6に示すように、熱処理工程部15は、予熱工程部15a、均熱工程部15b、焼入工程部15c、および焼戻工程部15dを備える。熱処理工程部15は、焼入工程部15cの後段側に、焼準工程部や焼鈍工程部(いずれも図示せず)を有するものであっても良い。その場合、これら焼準工程部や焼鈍工程部は、リング状品W1,W2を一列の縦列で搬送しながら処理を行える形式の工程部とする。
As shown in FIG. 6, the heat
予熱工程部15aは、リング状品W1,W2を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱する工程部である。予熱温度は、A1変態点(725〜730°)よりも高く、またA2変態点(キュリー点)よりも高い温度であることが好ましく、例えば800℃程度とされる。
この予熱には、図1ないし図3に示す前記焼入用誘導加熱装置50が使用される。その際、先に説明したように、回転台51の上にリング状品W1,W2を同心に載せ、リング状品W1,W2を同時に誘導加熱する。
The
For this preheating, the
均熱工程部15bは、予熱工程部15aで加熱されたリング状品W1,W2を焼入れ温度まで連続加熱炉21で加熱する工程部である。焼入れ温度は、最高加熱温度(オーステナイト化温度)であり、例えば850℃程度とされる。
連続加熱炉21は、内部を高温雰囲気に保ち、コンベヤ等の搬送手段22に互いに同心に配置したリング状品W1,W2を縦一列に載せて搬送しながら加熱する炉である。
The soaking
The
焼入工程部15cは、均熱工程部15bで焼入温度に加熱されたリング状品W1,W2を、冷却することで焼入する工程部であり、例えば冷却槽23内にリング状品W1,W2を浸すことで冷却するものとされる。焼入工程部15cは、冷却液をリング状品W1,W2に吹き付けるものであっても良い。
The
図8は、予熱工程部15aの水平断面図と、雰囲気調整系のブロック図とを組み合わせた説明図である。予熱工程部15aは、リング状品W1,W2を大気中から装入する装入室31と、この装入室31から移動させたリング状品W1,W2を誘導加熱する予熱室32と、この予熱室32のリング状品W1,W2を前記連続加熱炉21に移送する移送室33とを有する。なお、装入室31の前段部には、組立前生産ライン部分R1の刻印工程部14から供給されるリング状品W1と組立前生産ライン部分R2の刻印工程部14から供給されるリング状品W2を互いに同心になるよう配置する同心配置機構30が設けられている。
装入室31のリング状品W1,W2を入れる入口34、および各室31〜33間のリング状品W1の通路35,36、および移送室33と連続加熱炉21間のリング状品W1,W2の通路37には、それぞれ開閉扉38〜41が設けられている。これら開閉扉38〜41は、左右または上下にスライドして開閉するものとされ、開閉駆動手段(図示せず)が連結されている。
FIG. 8 is an explanatory diagram that combines a horizontal sectional view of the
The
予熱工程部15aには、前記装入室31、予熱室32、および移送室33を、真空、または無酸化雰囲気、または連続加熱炉21の雰囲気と同等の雰囲気に変換する雰囲気変換手段42を有している。雰囲気変換手段42は、例えば各室31〜33に配管43を介して窒素ガスを送り込み、排気して入れ換える手段とされる。また、雰囲気変換手段42は、各開閉扉38〜41の開閉駆動手段を制御する機能を備えている。雰囲気変換手段42は、各室31〜33と連続加熱炉21間の開閉扉39〜41の開閉を、必ず隣接する2室間でのみ連通して外部とは密閉状態を維持するように行わせる。例えば、装填室31と予熱室32を間の開閉扉39を開けるときは、装填室31の入口38の開閉扉38と予熱室32の出口側の開閉扉40を閉じた状態とする。
The
また、予熱工程部15aには、リング状品W1,W2を装入室31に装入する装入手段44、装入室44から予熱室32に移動させる第1移動手段45、予熱室32から移送室33に移動させる第2移動手段46、および移送室33から連続加熱炉21に移送する移送手段47を有している。これら装入手段44,第1移動手段45,第2移動手段46,および移送手段47は、それぞれプッシャーまたはコンベヤ等からなる。
In addition, the
上記構成の連続生産ラインによる転がり軸受1の生産過程を説明する。軸受外輪となるリング状品W1および軸受内輪となるリング状品W2は、組立前生産ライン部分R1,R2でそれぞれ完成品まで生産される。この場合に、それぞれの組立前生産ライン部分R1,R2において、材料検査工程部11で検査された材料により、鍛造工程部12で粗形状のリング状品W1,W2とされ、この粗形状のリング状品W1,W2が、旋削工程部13で完成品の概略形状に旋削され、さらに刻印工程部14でマークMの刻印を施される。次いで、それぞれの組立前生産ライン部分R1,R2の刻印工程部14から供給されるリング状品W1,W2が、同心配置機構30により互いに同心になるように配置されて共通の熱処理工程部15に装入され、この熱処理工程部15で焼入などの熱処理が施される。
The production process of the rolling
熱処理工程部15での熱処理は、両リング状部材W1,W2を予熱工程部15aで焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱し、この加熱されたリング状品W1,W2が均熱工程部15bで連続加熱炉21内を縦列に1列で搬送される間に焼入れ温度まで加熱し、それを焼入工程部15cで冷却することにより焼入する。
In the heat treatment in the heat
熱処理の完了したリング状品W1,W2は、組立前生産ライン部分R1,R2にそれぞれ分配して搬送され、各組立前生産ライン部分R1,R2における研削工程部16の各段階の工程部16a〜16dで研削され、完成品とされる。
組立工程部17では、このように生産された内外輪であるリング状品W1,W2と、転動体2と保持器3とを、転がり軸受1に組立てる。
The ring-shaped products W1 and W2 that have been subjected to the heat treatment are distributed and conveyed to the pre-assembly production line portions R1 and R2, respectively, and the
In the
この連続生産ラインによると、熱処理工程部15が、誘導加熱により加熱する予熱工程部15aと、連続加熱炉21で加熱する均熱工程部15bとを備えるため、誘導加熱によりリング状品W1,W2の深部までエネルギ効率良く短時間で加熱することが可能であり、また連続加熱炉21によりリング状品W1,W2の全体の均熱化が図れる。そのため、焼入温度まで誘導加熱する場合に比べて焼入品質に優れたものとできる。したがって、転がり軸受1の軌道輪となるリング状品W1,W2であっても、要求される厳しい焼入品質に対応することができる。
According to this continuous production line, the heat
連続加熱炉21を用いるが、連続加熱炉21は焼入温度近くまで予熱されたリング状品W1,W2を焼入温度まで昇温させるだけであるため、室温から加熱するものと異なり、加熱時間が大幅に短縮されて、炉内でリング状品W1,W2を移動させる経路が短くて済み、設備が小型化できる。また、連続加熱炉21による加熱は僅かであるため、周辺への熱の影響が少なく、周辺環境が改善される。このため、連続加熱炉21を、旋削工程部13や刻印工程部14,研削工程部16等を含む連続生産ラインに組み込みながら、これら各工程部への連続加熱炉21による熱的影響が回避でき、リング状品W1,W2の材料検査工程部11から転がり軸受1の組立工程部までの連続生産ラインが実現できる。
Although the
このように連続生産ライン化したことにより、生産の効率化や、工場床面積の削減、多品種少量生産への適応性向上にも貢献することができる。特に、熱処理工程部15を誘導加熱工程部15aによる予熱の後に、連続加熱炉21で昇温させるものとして連続加熱炉21を短くて済むようにしたため、リング状品W1,W2の品種切換に際して、連続加熱炉21内に残るリング状品W1,W2の個数が少なくて済み、多品種少量生産への適用性がより一層優れたものとなる。
また、熱処理工程部15では、両リング状品W1,W2の組立前生産ライン部分R1,R2が共有とされ、両リング状品W1,W2の熱処理が同時に行われるので、両リング状品W1,W2の熱処理条件が全く同一となり、焼入品質の信頼性が向上するとともに、熱処理工程部15の構成が簡略化される。
Such a continuous production line can contribute to improving production efficiency, reducing the factory floor area, and improving adaptability to high-mix low-volume production. In particular, since the
Further, in the heat
また、図8のように、装入室31および移送室33を設け、雰囲気変換手段42を設けたため、リング状品W1,W2を、真空、または無酸化雰囲気、または連続加熱炉21の雰囲気と同等の雰囲気の中で連続装入、加熱、移送を行うことができる。そのため、リング状品W1の無酸化の連続処理が容易になる。また、加熱後に連続加熱炉21の雰囲気に合わせて移送室33から連続加熱炉21に移送するようにした場合は、浸炭雰囲気の連続加熱炉21にも対応することができる。
Further, as shown in FIG. 8, since the charging
1…転がり軸受(リング状品組込機械部品)
2…転動体
3…保持器
11…材料検査工程部
12…鍛造工程部
13…旋削工程部
14…刻印工程部
15…熱処理工程部
15a…予熱工程部
15b…均熱工程部
15c…焼入工程部
16…研削工程部
17…組立工程部
21…連続加熱炉
31…装入室
32…予熱室
33…移送室
34…入口
35〜37…通路
38〜41…開閉扉
51…回転台
52…加熱コイル
R1,R2…組立前生産ライン部
W1,W2…リング状品
1 ... Rolling bearing (ring-shaped product built-in machine parts)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
リング状品に加工するための材料を検査する材料検査工程部と、前記材料をリング状品の完成品の概略形状に旋削する旋削工程部と、この旋削されたリング状品に刻印を施す刻印工程部と、この刻印の施されたリング状品を熱処理する熱処理工程部と、この熱処理されたリング状品に研削を施す研削工程部とを含む組立前生産ライン部を複数備え、
これら複数の組立前生産ライン部は、直径が互いに異なるリング状品を生産するものであり、
前記熱処理工程部が、リング状品を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱する予熱工程部と、この予熱工程部で加熱されたリング状品を焼入れ温度まで連続加熱炉で加熱する均熱工程部と、この均熱工程部で加熱されたリング状品を冷却する焼入工程部とを含み、
前記複数の組立前生産ライン部は、前記熱処理工程部の少なくとも前記予熱工程部を互いに共有し、この共有される予熱工程部が請求項2記載のリング状品の焼入用誘導加熱装置を用いるものであるリング状品組込機械部品の連続生産ライン。 A production line for continuously producing ring-shaped product built-in machine parts, which are machine parts assembled from a quenched ring-shaped product and other parts,
A material inspection process unit for inspecting a material to be processed into a ring-shaped product, a turning process unit for turning the material into a rough shape of a finished product of the ring-shaped product, and an inscription for engraving the turned ring-shaped product A plurality of pre-assembly production line sections including a process section, a heat treatment process section that heat-treats the ring-shaped product that has been engraved, and a grinding process section that grinds the heat-treated ring-shaped product,
These multiple pre-assembly production line sections produce ring-shaped products with different diameters,
The heat treatment process section heats the ring-shaped product to a predetermined preheating temperature close to the quenching temperature by induction heating, and heats the ring-shaped product heated in the preheating process section to the quenching temperature in a continuous heating furnace. Including a soaking step and a quenching step for cooling the ring-shaped product heated in the soaking step,
The plurality of pre-assembly production line sections share at least the preheating process section of the heat treatment process section, and the shared preheating process section uses the induction heating apparatus for quenching a ring-shaped product according to claim 2. A continuous production line for machine parts with ring-like products.
転がり軸受の内輪または外輪となるリング状品に加工するための材料を検査する材料検査工程部と、前記材料をリング状品の完成品の概略形状に旋削する旋削工程部と、この旋削されたリング状品に刻印を施す刻印工程部と、この刻印の施されたリング状品を熱処理する熱処理工程部と、この熱処理されたリング状品に研削を施す研削工程部とをそれぞれ含む内輪用および外輪用の組立前生産ライン部と、これら各組立前生産ライン部で生産された内輪および外輪を他の部品と共に転がり軸受に組み立てる組立工程部とを備え、
前記熱処理工程部が、リング状品を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱する予熱工程部と、この予熱工程部で加熱されたリング状品を焼入れ温度まで連続加熱炉で加熱する均熱工程部と、この均熱工程部で加熱されたリング状品を冷却する焼入工程部とを含み、
前記内輪用および外輪用の組立前生産ライン部における熱処理工程部は、少なくとも予熱工程部を互いに共有し、この共有される予熱工程部が請求項2記載のリング状品の焼入用誘導加熱装置を用いるものであるリング状品組込機械部品の連続生産ライン。 A production line for producing rolling bearings,
A material inspection process unit for inspecting a material to be processed into a ring-shaped product to be an inner ring or an outer ring of a rolling bearing, a turning process unit for turning the material into a rough shape of a finished product of the ring-shaped product, and this turned For inner rings, each of which includes a marking process section for marking a ring-shaped article, a heat treatment process section for heat-treating the ring-shaped article subjected to the marking, and a grinding process section for grinding the heat-treated ring-shaped article. A pre-assembly production line section for the outer ring, and an assembly process section for assembling the inner ring and the outer ring produced in each pre-assembly production line section together with other parts into a rolling bearing,
The heat treatment process section heats the ring-shaped product to a predetermined preheating temperature close to the quenching temperature by induction heating, and heats the ring-shaped product heated in the preheating process section to the quenching temperature in a continuous heating furnace. Including a soaking step and a quenching step for cooling the ring-shaped product heated in the soaking step,
The induction heating apparatus for quenching a ring-shaped product according to claim 2, wherein the heat treatment process section in the pre-assembly production line section for the inner ring and the outer ring shares at least a preheating process section with each other. A continuous production line for machine parts that incorporate ring-shaped products.
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