CN102172765B - 轴承外环的制造方法 - Google Patents

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Abstract

轴承外环的制造方法，通过对圆柱状的坯料顺次实施镦锻加工、前后方同时挤压加工、冲压加工、压延加工、精加工，做成在内周面的轴向2个位置上具备多列的背面组合型的外环轨道的轴承外环。在上述镦锻加工中，将坯料在一对模具的相互相向的推压面彼此之间在轴向压溃，做成啤酒杯型的第一中间坯料，在以第一中间坯料为第二中间坯料的前后方同时挤压加工中，在有底圆筒状的在底面中央部设置具有不到深度尺寸的1/2的高度尺寸的圆形凸部并将内周面和此圆形凸部的外周面之间做成了用于形成第二中间坯料的靠下的部分的圆筒状成形空间的圆筒状成形空间的冲模、和具有比此冲模的内径小的外径的用于加工第二中间坯料的靠上的部分的内面形状的冲头之间，将第一中间坯料的中间部在轴向压溃。

Description

轴承外环的制造方法
本申请是申请号为200880001865.2(国际申请号为PCT/JP2008/050456)、申请日为2008年1月16日的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及构成装入汽车、工作机械、产业机械等各种机械装置的旋转支承部的多列角接触型的滚动轴承的轴承外环的制造方法的改良。成为本发明的制造方法的对象的轴承外环，是在内周面的轴向2个位置上具备多列的背面组合型的外环轨道的外环。这样的轴承外环是如下的形状：外周面是就轴向而言外径实质上不变化的圆筒面；内周面是轴向中间部的内径最小，随着此轴向中间部的两侧部分趋向于轴向两端部，向内径逐渐变大的方向倾斜。另外，所谓就轴向而言外径实质上不变化的圆筒面，是指除了在轴向两端缘部设置的倒角部以外，外径不变化的形状。另外，成为本发明的制造方法的对象的轴承外环，如果是多列角接触型，则不限于滚珠轴承用的外环，也包含圆锥滚子轴承用的外环。
背景技术
为了构成各种机械装置的旋转支承部分，图7所示的那样的背面组合型的多列角接触型滚珠轴承1已被广泛地使用。此多列角接触型滚珠轴承1具备：在内周面具备了多列的外环轨道2的外环3；在各个外周面上形成了内环轨道4的一对内环5；每个都转动自由地分别设置在上述两外环轨道2和两内环5的内环轨道4之间的多个滚珠6；用于保持各滚珠6的一对保持器7。这样的多列角接触型滚珠轴承1，例如，将上述外环3内嵌并固定在壳体8内，同时，将上述两内环5外嵌并固定在旋转轴9上。而且，在此壳体8的内侧旋转自由地支承此旋转轴9。
构成这样的多列角接触型滚珠轴承1的上述外环3及上述两内环5，例如，如在专利文献1～5等中所述并为众所周知的那样，通过实施锻造加工、压延加工、切削加工乃至研磨加工，加工成规定的形状及尺寸。例如，关于上述外环3，以往是由图8所示的那样的工序制造。首先，对此以往的轴承外环的制造方法进行说明。
在此图8所示的以往众所周知的轴承外环的制造方法中，首先，通过将长尺寸的原材料切断成规定长度，得到(A)所示的那样的圆柱状的坯料10。
接下来，通过对此坯料10在一对模具的相互相向的推压面彼此之间在轴向压溃，实施镦锻加工，做成(B)所示的那样的外周面是凸圆弧面的第一中间坯料11。
接下来，通过对此第一中间坯料11实施(C)→(D)所示的后方挤压加工，做成(D)所示的第二中间坯料12。
上述后方挤压加工是通过在冲模13和冲头14之间将上述第一中间坯料11的径向中央部分在轴向压溃，同时，使靠近径向外的部分向上述冲头14的压入方向后方塑性变形进行的。上述冲模13是有底圆筒状，具备圆形的底板部15和从此底板部15的外周缘部向上方立起的周壁部16。在其中的底板部15的靠近外形的部分上遍及全周地形成了环状凹槽17。另外，上述周壁部16的内周面，做成了使靠近开口部(中间部至上端部)的内周面侧大径部18和靠近上述底板部15(下端部)的内周面侧小径部19由靠近轴向中间部底板部的部分的内周面侧倾斜部20连接的带阶梯形状。其中的内周面侧小径部19，位于上述环状凹槽17的靠近外径的内周面和单一圆筒面上。另外，上述冲头14将外周面做成了使靠近前端(下半部)的外周面侧小径部21和靠近基端(上半部)的外周面侧大径部22由轴向中间部的外周面侧倾斜部23连接的带阶梯形状。分别如上述那样构成的上述冲模13和冲头14，相互同心地支承并固定在压力加工机的工作台和压头上。即，将上述冲模13固定在此工作台的上面上，将上述冲头14固定在上述压头的下端面上。
在进行上述后方挤压加工之际，在使上述冲头14与上述压头一起上升的状态下，将上述第一中间坯料11设置在上述冲模13内。在以往的制造方法的情况下，此第一中间坯料11的外径，至少在靠近下端的部分中，在进入上述内周面侧小径部19内的部分，比此内周面侧小径部19的内径小。因此，在将上述第一中间坯料11设置在上述冲模13内的状态下，如(C)所示的那样，此第一中间坯料11的下面，在上述底板部15的上面与上述环状凹槽17的内侧部分接触。因此，从此状态由上述压头使上述冲头14下降，如(D)所示的那样，在此冲头14的前端面和上述冲模13的底板部15的上面之间，将上述第一中间坯料11的中央部在轴向压溃。
通过此压溃，从此底板部15的上面和上述冲头14的前端面之间向径向外方挤压的金属材料，与存在于上述第一中间坯料11的靠近径向外的部分的金属材料一起向上述冲头14的压入方向后方(上方)移动。这样，向此冲头14的压入方向后方移动的金属材料，仿照此冲头14的外周面和上述周壁部16的内周面的形状，其内外两周面都是带阶梯圆筒面，成为带阶梯圆筒状。另外，上述金属材料的一部分进入上述环状凹槽17内，将该部分的形状做成碗底儿状。由这样进行的上述后方挤压加工，如(D)所示的那样，能够得到内外两周面是带阶梯圆筒面而整体为有底圆筒状的上述第二中间坯料12。
接下来，通过对这样的第二中间坯料12实施冲压除去此第二中间坯料12的底部24的冲压加工，做成如(E)所示的那样的带阶梯圆筒状的第三中间坯料25。此冲压加工，通过由压力加工机使冲压冲头向上述第二中间坯料12冲压来进行。
这样，在制造了上述第三中间坯料25之后，对此第三中间坯料25以冷轧的方式实施压延加工(CRF)，做成(F)所示的那样的第四中间坯料26。在此冷轧压延加工中，例如将上述第三中间坯料25内嵌于具有与此第三中间坯料25的(大径侧的)外径一致的内径、将内周面做成了圆筒面的外径侧辊内。然后，将具有比上述第三中间坯料25的内径充分小的外径，把外周面的母线形状做成与上述第四中间坯料26的内周面的母线形状相应(凹凸相反)的形状的内径侧辊压附在上述第三中间坯料25的内周面上。然后，使此内径侧辊旋转同时压附在此第三中间坯料25的内周面上。由于上述外径侧辊被只旋转自由地(在径向的位移被阻止的状态下)支承着，所以伴随上述内径侧辊的旋转，上述第三中间坯料25与上述外径侧辊一起旋转。因此，在此第三中间坯料25的内周面上遍及全周地复制上述内径侧辊的外周面的母线形状，同时，此第三中间坯料25的外周面被加工成圆筒面。
另外，上述压延加工，也存在以如下的状态进行的情况：将上述第三中间坯料25的一部分夹着在相互反向地进行旋转的一对辊彼此之间，使上述两辊向相互接近的方向推压，同时，将上述两辊的外周面的形状复制到上述第三中间坯料25的内外两周面上。无论怎样，都能够得到上述(F)所示的那样的第四中间坯料26。此第四中间坯料26是如下地形状：其外周面是就轴向而言外径实质上不变化的圆筒面；内周面是轴向中间部的内径最小，随着趋向于轴向两端部，向内径逐渐变大的方向倾斜。
通过对在做成这样而得到的上述第四中间坯料26实施必要的精加工，如上述的图7所示的那样的作为构成多列角接触型滚珠轴承1的外环3就完成了。即，通过切去上述第四中间坯料26中的多余的壁部，做成在图8的(F)及图9中由虚线表示的形状的外环3。另外，对形成于此外环3的内周面上的一对外环轨道2部分，通过研磨加工或超精加工等，实施调整上述两外环轨道2的表面的性状的加工。
可是，用于制造上述外环3的上述坯料10，使用了在钢铁制造厂中挤压成形的、通过将截面圆形的长尺寸材料切断成规定长度来制造的圆柱状的坯料。这样得到的圆柱状的坯料10的组成(清洁度)是不均匀的，即，上述坯料10的中央部40％的范围(从中央到半径的40％的靠近中央的圆柱状部分)容易存在非金属夹杂物，这一点根据上述专利文献6的记载等以往已被众所周知。另外，即使就上述坯料10的靠近外径20％的范围(存在于从中心起与半径的80％相比在外周面侧的圆筒状部分)而言，由于也容易存在氧化物、非金属夹杂物等的原因，清洁度低已被众所周知。而且，即使是存在于靠近中心、靠近外周面的任何部分中的金属材料，如果清洁度低的金属材料在设置于上述外环3的内周面上的外环轨道2中，特别是在滚珠6(图7)的滚动面滚动接触的部分中露出，则也很难确保此部分的滚动疲劳寿命。
在考虑了这些情况且考虑了坯料中的氧化物、非金属夹杂物的分布的偏差和在制造作业时产生的(推压力等的)各种偏差的情况下，最好是使得存在于上述坯料10的中央部50％的范围以及上述坯料10的靠近外径30％的范围内的金属材料不在上述两外环轨道2中、至少不在滚动面滚动接触的部分中露出。换句话说，作为上述两外环3中的至少滚动面滚动接触的部分，最好是使在上述坯料10中从中心起的半径为50～70％的范围的存在于中间圆筒状部分27{在图8(A)中附加了斜格的部分。其他的在图1～6、图8(B)～(F)、图9中也附加了斜格的部分，表示着由存在于上述中间圆筒状部分27的金属材料(中间部金属材料29)构成}的金属材料露出。
可是，在由锻造加工制造成为本发明的制造方法的对象的那样的、轴向中间部的内径小、在内周面的轴向2个位置中在此内径变小的部分的两侧具备多列的外环轨道的外环3的情况下，很难使存在于上述中间圆筒状部分27的金属材料从上述两轨道面露出。例如，如果由上述的图8所示的那样的方法制造上述图9中由虚线表示的外环3，则上述坯料10中的各部分的金属材料，即存在于从中心到半径的50％的靠近中央的圆柱状部分的中心侧金属材料28、从中心起的半径为50～70％的范围的存在于上述中间圆筒状部分27的中间部金属材料29、存在于靠近外径的30％的范围的靠近外径的圆筒状部分中的外径侧金属材料30，如上述图9所示的那样，分布在上述外环3中。此外环3，如上述的那样，在由锻造加工制造在图9中由实线表示的第四中间坯料26之后，由切削加工及研磨加工切取上述第四中间坯料26，直到在此图9中由虚线表示的状态之前，完成上述外环3。
如果在表示这样的第四中间坯料26和外环3的图9中，由斜格表示的存在于上述中间圆筒状部分27的中间部金属材料29，在一对外环轨道2中至少从滚珠的滚动面滚动接触的部分露出，则容易确保两外环轨道2的滚动疲劳寿命，实现确保包括上述外环3的上述多列角接触型滚珠轴承1的耐久性。可是，如根据上述图9可知的那样，如果由以往的制造方法制造上述外环3，则上述靠近中央的圆柱部分的中心侧金属材料28，从上述两外环轨道2中的一方(图9的下方)的外环轨道2的表面全体露出。例如，图9的箭头α，在将各滚珠6(参照图7)的接触角作为40度(作为接触角的余角的相对于中心轴的角度＝50度)的情况下，表示从上述滚珠6向上述两外环轨道2施加的载荷的作用方向。在表示上述外环3的截面形状的上述图9的虚线中，如果在上述各箭头α所指的部分中存在上述中间部金属材料29，则容易确保上述两外环轨道2的滚动疲劳寿命，但对于图9的下方的外环轨道2而言，在上述图9的虚线中，在上述各箭头α所指的部分中存在中心侧金属材料28。因此，在以往公知的轴承外环的制造方法中，用于实现确保上述多列角接触型滚珠轴承1的耐久性的设计的自由度受到限制。
专利文献1：日本专利特开平9-176740号公报
专利文献2：日本特开平9-280255号公报
专利文献3：日本特开平11-140543号公报
专利文献4：日本特开2002-79347号公报
专利文献5：日本特开2003-230927号公报
专利文献6：日本特开2006-250317号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明鉴于上述那样的情况，在通过使圆柱状的坯料进行塑性变形来制造内周面的轴向中间部的内径比两侧部分的内径小，而且在夹着此内径变小的部分的轴向2个位置上具备多列的外环轨道的轴承外环的情况下，要实现从上述两外环轨道中的至少滚动体载荷作用的部分使坯料中清洁度高的中间圆筒状部分的金属材料露出的轴承外环的制造方法。
为了解决课题的手段
在本发明的轴承外环的制造方法的第1方式中，与上述的图8所示的以往公知的轴承外环的制造方法同样，通过顺次对圆柱状的坯料实施镦锻加工、后方挤压加工、冲压加工、压延加工、精加工，做成在内周面的轴向2个位置上具备多列的背面组合型的外环轨道的轴承外环。
在上述镦锻加工中，将上述坯料在一对模具的相互相向的推压面彼此之间在轴向压溃，做成啤酒杯型的第一中间坯料。
在以第一中间坯料为第二中间坯料的上述前后方同时挤压加工中，在有底圆筒状的在底面中央部设置具有不到深度尺寸的1/2的高度尺寸的圆形凸部并将内周面和此圆形凸部的外周面之间做成了用于形成上述第二中间坯料的靠下的部分的圆筒状成形空间的圆筒状成形空间的冲模、和具有比此冲模的内径小的外径的用于加工上述第二中间坯料的靠上的部分的内面形状的冲头之间，将上述第一中间坯料的中间部在轴向压溃，伴随此压溃，使向径向外方挤压出来的金属材料与存在于上述第一中间坯料的靠近径向外的部分中的金属材料一起，向上述圆筒状成形空间及在上述冲头的压入方向后方存在于此冲头的外周面和上述冲模的内周面之间的圆筒状的空间移动，做成在圆筒部的轴向中间部内径侧设置了隔壁部的上述第二中间坯料。
在上述冲压加工中，通过冲压除去上述第二中间坯料的底部，做成内外两周面为带阶梯圆筒面而整体为圆筒状的第三中间坯料。
在上述压延加工中，使此第三中间坯料的内外两周面进行塑性变形，做成如下形状的第四中间坯料，即，外周面是就轴向而言外径实质上不变化的圆筒面，内周面是轴向中间部的内径最小，并随着此轴向中间部的两侧部分趋向于轴向两端部而向内径逐渐变大的方向倾斜。
就轴向而言外径实质上不变化的意思，如前所述。
在上述精加工中，通过切取上述第四中间坯料的内周面，在此内周面上形成上述两外环轨道。
特别是，在本发明的轴承外环的制造方法中，
使由上述镦锻加工制造的上述第一中间坯料的外径在上述冲模的内周面侧大径部的内径以下而比上述内周面侧小径部的内径大。即，使上述镦锻加工中的上述坯料的加工量(压溃量)比上述的以往的制造方法的情况下的多，使上述第一中间坯料的外径比在实施该以往的方法的情况下制造的第一中间坯料的外径大。
另外，在上述后方挤压加工中，在将上述第一中间坯料的靠近外径的部分遍及全周地挂在上述冲模的内周面侧倾斜部上的状态下，将此第一中间坯料由上述冲头的前端面向上述冲模的底部压入，在使此第一中间坯料塑性变形成越靠近外径的部分越向朝向此冲模的开口部的方向倾斜的形状之后，将此第一中间坯料的中央部在轴向压溃，同时，使此第一中间坯料的靠近外径的部分向上述冲头的压入方向后方移动，做成上述第二中间坯料。
最好是，通过将在镦锻加工中使用的一对模具中的一方的模具的推压面做成平坦面，同时，将另一方的模具的推压面的至少靠近外径的部分做成随着趋向于外周缘而向远离上述一方的模具的推压面的方向倾斜的倾斜面，将第一中间坯料的轴向单面做成径向中央部相对于外周缘部凹陷的形状，在进行后方挤压加工之际，使此凹陷的面与冲模的底部相向。
另一方面，在本发明的轴承外环的制造方法的第2方式中，通过对圆柱状的坯料顺次实施镦锻加工、前后方同时挤压加工、冲压加工、压延加工、精加工，做成在内周面的轴向2个位置上具备多列的背面组合型的外环轨道的轴承外环。即，采用前后方同时挤压加工代替第1方式中的后方挤压加工。上述第2方式的轴承外环的制造方法的构成，除了采用此前后同时挤压加工的方面以外，与上述第1方式的制造方法是同样的。
在上述前后方同时挤压加工中，在有底圆筒状的在底面中央部设置具有不到深度尺寸的1/2的高度尺寸的圆形凸部并将内周面和此圆形凸部的外周面之间做成圆筒状成形空间的冲模、和具有比此冲模的内径小的外径的冲头之间，将上述第一中间坯料在轴向压溃，伴随此压溃，使向径向外方挤压出来的金属材料与存在于上述第一中间坯料的靠近径向外的部分中的金属材料一起，向上述圆筒状成形空间及在上述冲头的压入方向后方存在于此冲头的外周面和上述冲模的内周面之间的圆筒状的空间移动，做成在圆筒部的轴向中间部内径侧设置了隔壁部的第二中间坯料。然后，将此第二中间坯料与上述第1方式的制造方法的情况同样地进行加工，加工成轴承外环。
发明的效果
根据上述那样构成的本发明的轴承外环的制造方法，能够在内周面中，在夹着内径成为最小的部分的、在轴向形成在隔离的2个位置上的两外环轨道中，至少在滚动体载荷作用的部分中，使坯料中清洁度高的中间圆筒状部分的金属材料露出。因此，能够确保上述两外环轨道的滚动疲劳寿命，实现包含了具备上述两外环轨道的轴承外环的用于确保多列滚动轴承的耐久性的设计的自由度提高。
另外，通过与需要相应地将第一中间坯料中的与冲模的底部相向的面做成凹陷的面，能够使上述中间圆筒状部分的金属材料在上述两外环轨道的表面部分的更宽的范围内有效地露出。
进而，通过采用前后方同时挤压加工代替后方挤压加工，能够将在坯料中清洁度高的中间圆筒状部分的金属材料更充分地配置在上述两外环轨道上，使用于确保多列滚动轴承的耐久性的设计的自由度进一步提高。
附图说明
图1是将本发明的轨道环构件的制造方法的实施方式的第1例，按工序顺序与靠近中央的圆柱状部分的金属材料、中间圆筒状部分的金属材料、靠近外径的圆筒状部分的金属材料的分布状况变化的状况一起表示的坯料乃至第四中间坯料以及冲模及冲头的剖视图。
图2是表示第四中间坯料的阶段中的靠近中央的圆柱状部分的金属材料、中间圆筒状部分的金属材料、靠近外径的圆筒状部分的金属材料的分布状况的剖视图。
图3是表示本发明的实施方式的第2例的与图1同样的图。
图4同样地是与图2同样的图。
图5是在省略了冲模及冲床的状态下表示本发明的实施方式的第3例的与图1同样的图。
图6同样地是与图2同样的图。
图7是表示具备了成为本发明的制造方法的对象的轴承外环的角接触型的多列滚珠轴承的旋转支承部的1例的剖视图。
图8是表示以往公知的轴承外环的制造方法的与图1同样的图。
图9同样地是与图2同样的图。
符号说明：
1：多列角接触型滚珠轴承
2：外环轨道
3：外环
4：内环轨道
5：内环
6：滚珠
7：保持器
8：壳体
9：旋转轴
10：坯料
11、11a、11b：第一中间坯料
12、12a、12b、12c：第二中间坯料
13：冲模
14：冲头
15：底板部
16：周壁部
17：环状凹槽
18：内周面侧大径部
19：内周面侧小径部
20：内周面侧倾斜部
21：外周面侧小径部
22：外周面侧大径部
23：外周面侧倾斜部
24：底部
25、25a、25b：第三中间坯料
26、26a、26b：第四中间坯料
27：中间圆筒状部分
28：中心侧金属材料
29：中间部金属材料
30：外径侧金属材料
31：圆筒部
32：隔壁部
具体实施方式
为了实施发明的最佳方式
[实施方式的第1例]
图1～2表示本发明的实施方式的第1例。本例的制造方法是对图1(A)所示的如中碳钢、轴承钢、渗碳钢等铁系合金等的在塑性加工后能够淬火硬化的金属制的圆柱状的坯料10，顺序实施塑性加工或者冲压加工。然后，经(B)所示的第一中间坯料11a、(D)所示的第二中间坯料12a、(E)所示的第三中间坯料25a而得到(F)所示的第四中间坯料26a。进而，对此第四中间坯料26a实施必要的切削加工及研磨加工，做成了构成上述的图7所示的那样的多列角接触型滚珠轴承1的外环3。下面，对于将上述坯料10加工成上述第四中间坯料26a的工序，顺序地进行说明。另外，在下面的加工中，(A)→(E)所示的镦锻加工、后方挤压加工、冲压加工，基本上都是以热轧或者温轧的方式进行，(E)→(F)所示的压延加工在低温下进行，但在形成小型的外环3，而且作为金属材料使用具有优良的延展性的材料等情况下，如果可能，则也可以在低温下进行全部工序。
首先，在镦锻工序中，如图1的(A)→(B)所示的那样，在轴向压溃上述坯料10，同时，扩大外径，将此坯料10做成轴向中间部膨胀的上述第一中间坯料11a。关于这样的镦锻工序的基本的实施状况，是与上述的图8所示的以往的制造方法中的镦锻工序同样的。但是，在本例的情况下，在上述镦锻加工中，使在轴向压溃上述坯料10的一对模具的推压面彼此的最接近距离比上述以往的制造方法的情况下的短，即，将上述镦锻加工中的上述坯料10的加工量(压溃量)做成比上述以往的制造方法的情况下的多。因此，上述第一中间坯料11a的形状，与啤酒杯型相比，更接近于厚壁圆板状。而且，使由上述镦锻加工制造的上述第一中间坯料11a的外径D11比在上述以往的制造方法的中途过程中制造的第一中间坯料11的外径d11{参照图8的(B)}大(D11＞d11)。具体地讲，是使其在形成在接下来的后方挤压加工中使用的冲模13{参照图1的(C)、(D)}的内周面上的内周面侧大径部18的内径R18以下而比内周面侧小径部19的内径R19大(R18≥D11＞R19)。
如上所述，上述第一中间坯料11a，在接下来的后方挤压工序中，如图1的(C)→(D)所示的那样，塑性加工成上述第二中间坯料12a。在这样的后方挤压工序中，使用与在上述的以往的制造方法的情况下同样的冲模13和冲头14，将上述第一中间坯料11a的靠近径向中央的部分在轴向压缩，使金属材料向径向外方移动，同时，向轴向两侧(前后两方向，但是，主要是后侧)移动。但是，在本例的制造方法的情况下，只是上述第一中间坯料11a的外径D11大的部分，如以下的那样，加工状况与上述以往的制造方法的情况不同。
即，在本例的情况下，在上述后方挤压加工中，首先，如图1的(C)所示的那样，将上述第一中间坯料11a的靠近外径的部分，遍及全周地挂在设置于上述冲模13的内周面的轴向中间部的内周面侧倾斜部20上。而且，从此状态使上述冲头14下降，由此冲头的前端面将上述第一中间坯料11a向上述冲模13的底板部15的上面压入，在此压入的初期阶段，即，在上述第一中间坯料11a的下面中央部与上述底板部15的上面接触以前的状态下，此第一中间坯料11a，越靠近外径的部分，朝向上述冲模13的开口部的方向(上方)进行塑性变形的程度越大。
而且，如果在上述第一中间坯料11a的下面中央部与上述底板部15的上面接触后，进而使冲头14下降，则将上述第一中间坯料11a的中央部在轴向压溃，同时，使伴随压溃而向径向外方压出的金属材料与存在于上述第一中间坯料11a的靠近径向外的部分中的金属材料一起，主要向上述冲头14的压入方向后方(上方)移动。这样，向此冲头14的压入方向后方移动的金属材料的内外两周面，成为与此冲头14的外周面和构成上述冲模13的周壁部16的内周面相应的带阶梯形状。其结果，由上述后方挤压加工，图1的(C)所示的上述第一中间坯料11a成为该图的(D)所示的内外两周面为带阶梯圆筒面而整体为有底圆筒状的第二中间坯料12a。另外，使上述金属材料的一部分向压入方向前方移动而进入到在上述底板部15的靠近外径的部分上形成的环状凹槽17内。
这样的第二中间坯料12a，通过由未图示的逆冲头将底部24向上方推压等，在从上述冲模13取出后，通过实施与上述的以往的制造方法的情况同样的冲压加工和压延加工，做成图1的(F)及图2所示的那样的第四中间坯料26a。在其中的冲压加工中，在将上述第二中间坯料12a保持在未图示的承模的内周面上的状态下，向此第二中间坯料12a的内径侧压入未图示的冲压冲头，冲压除去上述底部24。由这样的冲压工序，做成图1的(E)所示的带阶梯圆筒状的上述第三中间坯料25a。接下来，在上述压延加工中，由未图示的一对辊使此第三中间坯料25a的内外两周面塑性变形成与两辊的周面相应的形状，做成上述第四中间坯料26a。
此第四中间坯料26a与完成后的外环3{参照图1的(F)及图2的虚线}相比是厚壁的。因此，对此第四中间坯料26a实施规定的切削(车削)加工及研磨加工，完成上述外环3。在上述图1的(A)～(F)中表示伴随加工的进行的中心侧、中间部、外径侧各金属材料28～30的分布状态的变化状况，在图1的(F)及图2中表示在上述第四中间坯料26a的阶段中的上述各金属材料28～30的分布状态和完成后的外环3的截面形状。
如由这些图所表明的那样，根据本例的外环3的制造方法，能够在此外环3的内周面的轴向形成在隔离的2个位置上的两外环轨道2中，至少在转动体载荷作用的部分中，使在各图中由斜格表示的上述坯料10中清洁度高的中间圆筒状部分27的中间部金属材料29露出。因此，能够确保上述两外环轨道2的滚动疲劳寿命，实现包含了具备上述两外环轨道2的外环3的用于确保车辆支承用滚动轴承单元的耐久性的设计的自由度提高。
[实施方式的第2例]
图3～4表示本发明的实施方式的第2例，在本例的情况下，将在图3的(A)→(B)的过程中进行的镦锻加工中使用的一对模具中的一方的模具的推压面做成平坦面，同时将另一方的模具的推压面的靠近外径的部分做成随着趋向于外周缘而向远离上述一方的模具的推压面的方向倾斜的倾斜面。而且，将由上述镦锻加工制造的第一中间坯料11b的形状的轴向单面，做成径向中央部相对于外周缘部凹陷的形状。在本例的情况下，通过将此轴向单面的中心部做成平坦面，并将靠近外周的部分做成部分圆锥状凹面，将此轴向单面做成了倒圆锥状的凹面。与此相对，轴向另一面做成了平坦面。在具有这样的形状的上述第一中间坯料11b的情况下，如将图3的(B)、(C)和上述的图1的(B)、(C)进行比较所表明的那样，伴随上述镦锻加工，中心侧金属材料28及中间部金属材料29向径向外方位移的程度在轴向单面侧变得显著。
这样的形状就轴向而言不对称的上述第一中间坯料11b，在图3的(C)→(D)所示的进行后方挤压加工之际，使上述凹陷的轴向单面与冲模13的底板部15的上面相向。而且，与上述的实施方式的第1例的情况同样，实施(C)→(D)所示的后方挤压加工来做成第二中间坯料12b，实施(D)→(E)所示的冲压加工来做成第三中间坯料25b，进而实施(E)→(F)所示的压延加工来做成第四中间坯料26b，其结果，如将图3的(F)及图4和上述的图1的(F)及图2进行比较所表明的那样，与上述实施方式的第1例的情况相比，能够使清洁的中间部金属材料29在一对外环轨道2的表面部分的更宽的范围内有效地露出。
因为其他的部分的构成及效果与上述实施方式的第1例的情况是同样的，所以对于同样部分标注相同符号并省略重复的说明。
[实施方式的第3例]
图5～6表示本发明的实施方式的第3例。在本例的情况下，进行图5的(B)→(C)所示的前后方同时挤压加工，代替在上述的图1～2所述的实施方式的第1例的情况下按图1的(C)→(D)进行的后方挤压加工，在本例的情况下，除了采用此前后方同时挤压加工，与此相一致地将第一中间坯料11做成与上述的以往例同样的啤酒杯型以外，与上述实施方式的第1例的制造方法是同样的。
本例的情况下，通过上述前后方同时挤压加工，将图5的(B)所示的第一中间坯料11加工成图5的(C)所示的第二中间坯料12c。这样，在将第一中间坯料11加工成第二中间坯料12c的上述前后方同时挤压加工中，使用具有与此第二中间坯料12c的表面形状一致的内面形状的冲模及具有与此第二中间坯料12c的表面形状一致的表面形状的冲头。其中的冲模的内面形状，如从上述图5的(C)所示的上述第二中间坯料12c的形状所知道的那样，是有底圆筒状，在底面中央部设置了具有不到深度尺寸的1/2的高度尺寸的圆形凸部。而且，将内周面和此圆形凸部的外周面之间，做成了用于形成上述第二中间坯料12c的靠下的部分的圆筒状成形空间。另外，上述冲头是用于向上述第二中间坯料12c的靠上的部分压入而加工此靠上的部分的内表面形状的冲头，具有比上述冲模的内径小的外径。
如果在上述前后方同时挤压加工中，将上述第一中间坯料11加工成上述第二中间坯料12c，则在上述冲模内，在使此第一中间坯料11的轴向单面(下面)的中央部与上述圆形凸部接触(放置在上述圆形凸部上)的状态下，设置此第一中间坯料11。接下来，由上述冲头强力推压上述第一中间坯料11的轴向另一面的中央部，在此冲头的前端面(下面)和上述圆形凸部的前端面(上面)之间，将上述第一中间坯料的中央部在轴向压溃。然后，使伴随此压溃而向径向外方挤压的金属材料与存在于上述第一中间坯料11的靠近径向外的部分中的金属材料一起，在上述圆筒状成形用空间及上述冲头的压入方向后方，向在此冲头的外周面和上述冲模的内周面之间存在的圆筒状的空间移动。这样，做成图5的(C)所示的那样的在圆筒部31的轴向中间部内径侧设置了隔壁部32的上述第二中间坯料12c。然后，对此第二中间坯料12c，与上述实施方式的第1例的情况同样，由图5的(C)→(D)所示的冲压加工，同样地由(D)→(E)所示的压延加工，进而由精加工，切削出在图5的(E)及图6中由虚线所示的形状，加工成多列滚珠轴承用的外环3。
在本例的情况下，因为由上述前后方同时挤压加工，在关于两坯料11、12c的轴向大致对称的状态下进行从上述第一中间坯料11向上述第二中间坯料12c的加工，所以，如从图5的(C)～(E)及图6所表明的那样，能够使清洁度高的中间部金属材料29在成为多列的外环轨道2的部分全体中露出。因此，能够充分地确保上述两外环轨道2的滚动疲劳寿命。而且，能够使包含了具备上述两外环轨道2的外环3的用于确保车轮支承用滚动轴承单元的耐久性的设计的自由度进一步提高。
产业上的利用可能性
上述的实施的各例，对于由本发明的制造方法制造构成多列角接触型滚珠轴承1的外环3的情况进行了说明。与此相对，本发明的轴承外环的制造方法也可以利用于制造构成多列角接触型圆锥滚动轴承的外环的情况。在此情况下，考虑在外环的内周面上形成的多列的外环轨道的宽度、由精加工产生的加工余量等，来设计在用于后方挤压加工的冲模的中间部的周面上设置的内周面侧倾斜部的轴向位置，使坯料中的中间部金属材料在上述外环轨道的表面上露出。

Claims (1)

1.一种轴承外环的制造方法，通过对在从中心到半径的40%的靠近中央的圆柱状部分以及从中心起与半径的80%相比在外周面侧的圆筒状部分内存在清洁度低的金属材料的圆柱状的坯料顺次实施镦锻加工、前后方同时挤压加工、冲压加工、压延加工、精加工，做成在内周面的轴向2个位置上具备多列的背面组合型的外环轨道的轴承外环，其特征在于：
在上述镦锻加工中，将上述坯料在一对模具的相互相向的推压面彼此之间在轴向压溃，做成啤酒杯型的第一中间坯料，
在以第一中间坯料为第二中间坯料的上述前后方同时挤压加工中，在有底圆筒状的在底面中央部设置具有不到深度尺寸的1/2的高度尺寸的圆形凸部并将内周面和此圆形凸部的外周面之间做成了用于形成上述第二中间坯料的靠下的部分的圆筒状成形空间的冲模、和具有比此冲模的内径小的外径的用于加工上述第二中间坯料的靠上的部分的内面形状的冲头之间，将上述第一中间坯料的中间部在轴向压溃，伴随此压溃，使向径向外方挤压出来的金属材料与存在于上述第一中间坯料的靠近径向外的部分中的金属材料一起，向上述圆筒状成形空间及在上述冲头的压入方向后方存在于此冲头的外周面和上述冲模的内周面之间的圆筒状的空间移动，做成在圆筒部的轴向中间部内径侧设置了隔壁部的上述第二中间坯料，
在上述冲压加工中，通过冲压除去上述第二中间坯料的隔壁部，做成整体为圆筒状的第三中间坯料，
在上述压延加工中，使此第三中间坯料的内外两周面进行塑性变形，做成如下形状的第四中间坯料，即，外周面是就轴向而言外径实质上不变化的圆筒面，内周面是轴向中间部的内径最小，并随着此轴向中间部的两侧部分趋向于轴向两端部而向内径逐渐变大的方向倾斜，
在上述精加工中，通过切取上述第四中间坯料的内周面，在此内周面上形成上述两外环轨道，以便在成为上述多列的背面组合型的外环轨道的整个部分中，在从上述圆柱状的坯料的中心起处于半径为50～70%的范围内的中间圆筒状部分中存在的清洁度高的中间部金属材料露出。
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