CN1826479A - 带有钢板制套圈的滚子轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在多品种少批量生产的场合可以缩短用于硬化处理的处理时间、无需复杂设备、容易谋求质量提高而且可解决无需很多半成品库存的带有钢板制套圈的滚子轴承。特别是可以谋求进行挡边部卷边时的工序的削减。在具备钢板制的外圈1和滚子2的轴承中，至少对外圈1的滚动面1a实施高频淬火和回火。外圈1是冲压型的外圈。除滚动面1a外，对一方的挡边部6的内面也实施高频淬火和回火。另一方的挡边部7保留为其后用于卷边的原始材料的状态。

Description

带有钢板制套圈的滚子轴承
技术领域
本发明涉及冲压型外圈的滚针轴承和具有钢板制套圈的推力滚针轴承等的带有钢板制套圈的滚子轴承。
背景技术
冲压型外圈的滚针轴承的外圈在深冲加工薄钢板后进行表面硬化，一般没有内圈。对于表面硬化，采用大批量生产性优良的渗碳淬火、回火。存在无保持器的全滚子轴承和带有保持器的滚子轴承，在带有保持器的轴承中，将按照针状滚子与保持器不分离的方式组合的带有保持器的针状滚子装入外圈中。外圈两侧的挡边部中的一侧的挡边部必须在带有保持器的针状滚子装入后通过卷边形成挡边部形状，对成为该一侧的挡边部的部分实施退火(例如，特开平10-46318号公报)。可以由高频退火进行退火。
发明内容
历来的带有钢板制套圈的滚子轴承为了防止滚动面的磨损、提高耐久性都用渗碳淬火、回火进行硬化处理，由此，在多品种少量生产的场合，存在如下各课题。
·作为处理设备需要渗碳炉，而且该渗碳炉的管理非常麻烦。例如，气氛气体、温度、时间的设定和淬火油的管理、炉的定期检修(保养)等是必须的，在多品种少批量生产中，每次批量变更都必须变更各设定等，非常麻烦。
·对于小批量制品，从渗碳开始到结束需要较长时间。
·由于必须1次热处理许多件，所以半成品库存变成必要。
·频繁的批量变更的场合，担心异品混入等，另外，在发生突然停电等的热处理不良制品的场合，因数量多而加大损失。
·带有两挡边部的冲压型外圈的场合，为了其后的卷边，在淬火、回火后，还必须退火。
本发明的目的在于，提供在多品种少量生产的场合可缩短用于硬化处理的处理时间、无需复杂设备、容易谋求质量提高而且无需很多半成品库存的带有钢板制套圈的滚子轴承。
本发明的另一目的在于，可以削减进行挡边部卷边时的工序。
本发明的带有钢板制套圈的滚子轴承的特征在于，在具备钢板制套圈和滚子的轴承中，至少对上述套圈的滚动面实施高频淬火和回火。回火也可以是高频回火。该带有钢板制套圈的滚子轴承既可以是冲压型外圈的向心滚子轴承，也可以是推力滚子轴承。
按照这样结构，由于套圈的滚动面的硬化处理采用高频淬火，所以有如下各优点。
a.不需要渗碳炉，无须炉的管理。需要高频线圈，但是比渗碳炉的设备便宜。
b.由于用高频淬火可以在短时间内加热、瞬间地冷却，所以从硬化处理开始直至终了可以在短时间内进行。
c.由于只要以高效率在必要时热处理必要的件数就行，所以就不需要库存半成品。
d.容易变更制品的热处理条件。
e.由于容易控制电力和淬火，所以不会混入异品，另外，进行各制品的个别管理，可以得到高质量水平。
在本发明中，作为冲压型外圈的滚子轴承的场合，例如，对作为套圈的冲压型的外圈的滚动面和一个挡边部的内面实施高频淬火和回火。更具体地说，可以适用于冲压型外圈的滚针轴承等。
冲压型外圈的滚子轴承中，带有保持器的场合，在未形成外圈的一个挡边部的状态下将带有保持器的滚子装入外圈内，其后通过外圈的卷边再形成另一个挡边部。此时，如果进行高频淬火，则只对希望的部位进行淬火处理是容易的，所以可以使其后卷边的一个挡边部保留为原始材料的状态。因此，在滚动面淬火后，作为挡边部的部分不需要退火处理，可以减少工序。
这样形成冲压型外圈的场合，以威氏硬度计，可以使外圈的滚动面的硬度在HV653或以上，使外圈的另一个挡边部的内面硬度在HV300或以下。
对于外圈的滚动面，使其硬度硬化至与历来相同的HV653或以上，可以确保耐久性。另外，对于外圈的后卷边的一方的挡边部，通过使其硬度成为HV300或以下而保留为柔软的原始材料的状态，可以更容易地进行卷边作业。
本发明用于推力滚子轴承时，具有在轴方向相对的一对套圈或者一个套圈。此时，至少对任一个套圈中的滚动面实施高频淬火和回火。
用于推力滚子轴承的场合也与冲压型滚子轴承的场合同样，通过采用高频淬火和回火，在多品种少批量生产的场合，可缩短用于硬化处理的处理时间、无需复杂设备、容易谋求质量提高而且在无需库存很多半成品。
在本发明中，套圈的滚动面的高频淬火的有效硬化层深度也可以不达到相对于上述套圈的滚动面的背面的深度。
另外，在本发明中，套圈的材质也可以是含有碳0.4％或以上的钢板。材质是含有0.4％或其以上的碳的钢板时，可以良好地进行高频淬火、回火。
附图说明
由参考附图进行的以下优选的实施例的说明，可以更明了地理解本发明。但是，实施例和附图仅用于简单的图示和说明，并不是用于规定本发明的范围的。本发明的范围由权利要求(权利要求的范围)决定。在附图中，多个图中的同一部件的标号表示同一部分。
图1是本发明的第1实施例的带有钢板制套圈的滚子轴承的剖面图。
图2A是表示该轴承的外圈的制造过程的剖面图和表示淬火范围的放大的剖面图。
图2B是表示该轴承的外圈的制造过程的剖面图和表示淬火范围的放大的剖面图。
图3是本发明的第2实施例的带有钢板制套圈的滚子轴承的剖面图。
图4是本发明的第3实施例的带有钢板制套圈的滚子轴承的剖面图。
具体实施方式
图1与图2共同说明本发明的第1实施方式。该实施方式适用于外圈冲压型滚子轴承。该带有钢板制套圈的滚子轴承由作为套圈的冲压型的外圈1、多个滚子2和保持器3构成。滚子2例如是针状滚子。多个滚子2按照与设在保持器3的圆周方向多处的各凹处3a不分离的方式组合，由滚子2和保持器3构成带有保持器的滚子4。外圈1在其两侧具有挡边部6、7。一方的挡边部6具有与周壁部分1b相同的板厚，而另一方的挡边部7比周壁部分1b壁薄。
如图2B所示，对外圈1的滚动面1a和一方的挡边部6实施高频淬火和回火，如该图用交叉斜线所表示的有效硬化层深度的部分那样，形成由淬火产生的硬化层8。该硬化层8的有效硬化层深度不达到作为相对于外圈1的滚动面1a的背面的外径面的深度，但是根据外圈1的板厚和诸条件，有效硬化层深度也可以是达至外圈1的板厚的全部。
外圈1作为其制造过程，由深冲钢板并进行底冲裁，制成如图2A那样的具有一侧挡边部6的形状。在该阶段，将作为另一个挡边部7的部分7’制成从周壁部1a照原样以圆筒状延长的形状。另外，按照成为该挡边部7的部分7’比周壁部1a壁薄的方式进行冲压加工。进行冲压加工成该形状后，实施上述的高频淬火和回火。对于上述深冲和薄壁化等的冲压加工，例如可以采用连续自动冲压、顺序冲压、单能冲压等的冲压方法。将带有保持器的滚子4装入外圈1后，通过卷边将作为挡边部7的部分7’制成挡边部7。此时，由于作为挡边部7的部分7’是不实施淬火的原始材料的状态，所以可以容易地进行卷边。
优选作为外圈1的钢板的材质是含有碳(C)0.4％或以上的钢板。例如，可以使用机械结构用碳钢(S40C～S55C)、机械结构用合金钢(SCM440～SCM445)、机械结构用锰钢(SMN443)、碳工具钢(SK5)等。历来的进行渗碳淬火的钢板使用渗碳钢，C量是0.12～0.23％左右的低值，而高频淬火的场合，由于必须仅由钢材中含有的碳进行硬化，所以优选C量在0.4％或以上。
作为外圈1的热处理规格根据使用的钢材是否有冲压性而不同，例如，作为硬化层8的滚动面1a的部分沿其滚动面1a的全范围(例如在图2B的A、B、C点的任一点)其硬度在HV653或以上的范围内，另外有效硬化层深度是0.25mm或以上。上述有效硬化层深度具有HV653或以上的硬度的范围。在滚动面1a中的0.5mm深度处为HV300或以下、即是原始材料程度的硬度。对于外圈1的其后进行卷边的作为挡边部7的部分7’(例如D点)，其硬度在HV300或以下。另一个挡边部6(例如E点)，其表面硬度在HV653或以上，成为HV653的深度在0.1mm或以上。另外，上述各部分的表面的硬度也可以代用深度0.02mm的位置的硬度。也就是说，也可以是0.02mm的深度位置的硬度在上述的范围内。上述的硬度，例如适用于钢材是碳工具钢(SK5)的场合。
下述的表1比较表示了现有制品和上述实施形成制品(开发制品)的热处理规格。
                            表1  热处理规格
  现有制品(渗碳)   开发制品(高频淬火)
  表面硬度   HV653或以上   ←
  有效硬化层深度   HV5130.1mm或以上   HV6530.25mm或以上
备注   具有渗碳淬火+退火的范围[仅热处理后的卷边部(一侧)退火]   具有高频淬火有效硬化层的范围[卷边部、挡边面(用于压入)]
如果按照这样构成的滚子轴承时，则由于外圈1的滚动面1a的硬化处理是高频淬火、回火，所以具有以下各优点。
a.不需要渗碳炉，无须炉的管理。需要高频线圈，但是比渗碳炉的设备便宜。
b.由于用高频淬火可以在短时间内加热、瞬间地冷却，所以从硬化处理开始到结束可以在短时间内进行。
c.由于只要以高效率在必要时热处理必要的件数就行，所以就不需要库存半成品。
d.容易变更不同制品种类的热处理条件。
e.由于容易控制淬火条件，所以可以抑制异品的发生，另外，进行个别制品的个别管理，可以得到高质量水平。
由于作为个别制品的管理从冲压直至热处理可以以一条龙工序生产，所以可以容易地检查流水作业中各工序完成的情况，特别是可以确认热处理前后完成的情况而且非常容易。例如，在热处理完成品的状态下未发现由损伤造成不良场合，由于在渗碳淬火时不知道在热处理工序的哪里是否发生了损伤，所以必须确认全部热处理后制品，而通过高频淬火可以一条龙生产时，仅在热处理前后进行检查而不必再进行全部的检查。
f.由于用高频淬火可以保留其后进行卷边的作为挡边部7的部分7’而进行淬火，所以因不需要退火工序而可以减少1个工序(参照表2)。由于该挡边部7的卷边作业可以在硬度为HV300或以下的原始材料的状态下进行，所以与历来的退火后的状态(硬度为HV500左右)相比操作容易。
g.另外，如上述那样从冲压工序直至热处理可以一条龙生产，其生产线长度或面积与历来的进行渗碳淬火的场合相比可以成为非常紧凑的构成。
以下的表2归纳比较了现有制品和本发明制品的不同。
                      表2
  带钢(材料)   冲压方法   淬火   退火
  现有   渗碳钢·SPCC由含有C0.4％或以上的钢板   例如，连续自动冲压、顺序冲压、单能冲压等   渗碳淬火，回火   高频退火
  发明 制作。例如，S40C～S55C、SCM440～SCM445·SMN443、SK5等   高频淬火、回火   不要
另外，上述实施方式说明了适用于单列滚子轴承的场合，但是本发明也可以适用于例如图3所示的第2实施方式那样的多列的带有钢板制套圈的滚子轴承。图3的例在外圈1内沿轴方向并设2个带有保持器的滚子轴承4。其它的构成与第1实施方式相同。
另外，本发明也可以适用于作为钢板制套圈的推力滚子轴承。图4表示作为其一个例子的第3实施例。该带有钢板制套圈的滚子轴承具有在轴方向对向的一对套圈11A、11B、介于两套圈11A、11B之间的多个滚子12和保持器13。滚子12例如是针状滚子。按照使多个滚子12与设在环状的保持器13的圆周方向上多处的各凹处13a内不分离的方式组合，由滚子12和保持器13构成带有保持器的滚子14。上述两套圈11A、11B中的一个套圈11A作为内圈，另一个套圈11B作为外圈。作为内圈的套圈11A在其内周圆上具有挡边部15，作为外圈的套圈11B在其外周边上具有挡边部16。在这些挡边部15和16的圆周方向的多处分别设有与保持器13可卡合的系紧突部17、18，两套圈11A、11B和带有保持器的滚子14的三者互相不分离。另外，两侧的套圈11A、11B也可以没有挡边部15、16。
在上述构成中，至少对两侧的套圈11A、11B中的滚动面11Aa、11Ba实施高频淬火和回火。优选对形成系紧突部17、18的部分不进行淬火而以原始材料的状态保留。作为套圈11A、11B的材质和高频淬火、回火的热处理规格，例如可以使用与第1实施方式所示的内容相同的规格。
用于这样的推力滚子轴承的场合也与第1实施方式所示的冲压型滚子轴承同样，通过采用高频淬火和回火，在多品种少批量生产的场合，可以缩短用于硬化处理的处理时间、无需复杂设备、容易谋求质量提高而且无需库存很多半成品。
另外，本发明用于推力滚子轴承的场合，也可以只使相对的两侧套圈11A、11B中的任一个套圈11A、11B实施高频淬火、回火。另外，推力滚子轴承只具有一个套圈时，也可以对该套圈实施高频淬火、回火。

Claims (6)

1.一种带有钢板制套圈的滚子轴承，其特征在于，在具有钢板制的套圈和滚子的轴承中，至少对上述套圈的滚动面实施高频淬火和回火。
2.根据权利要求1所述的带有钢板制套圈的滚子轴承，其特征在于，具有作为套圈的冲压型外圈，对该外圈的滚动面和一方的挡边部的内面实施高频淬火和回火。
3.根据权利要求2所述的带有钢板制套圈的滚子轴承，其特征在于，使上述外圈的滚动面的硬度在HV653或以上，使上述外圈的挡边部的内面的硬度在HV300或以下。
4.根据权利要求1所述的带有钢板制套圈的滚子轴承，是具有在轴方向相对的一对套圈或者单侧套圈的推力滚子轴承型的带有钢板制套圈的滚子轴承，其特征在于，至少对任一个套圈中的滚动面实施高频淬火和回火。
5.根据权利要求1所述的带有钢板制套圈的滚子轴承，其特征在于，套圈的滚动面上的高频淬火的有效硬化层深度不到达相对于上述套圈的滚动面的背面的深度。
6.根据权利要求1所述的带有钢板制套圈的滚子轴承，其特征在于，上述套圈的材质是含有碳0.4％或以上的钢板。
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