JP2004141964A - 熱間フォーマーにおける内外輪の製造装置 - Google Patents

熱間フォーマーにおける内外輪の製造装置 Download PDF

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Masahiro Taniguchi
谷口 正弘
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Sakamura Hot Art Co Ltd
株式会社阪村ホットアート
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Abstract

【課題】熱間フォーマーにより一個の素材から外輪と一端に大径鍔部を備えた内輪とを一貫して製造できるようにすること。
【解決手段】前段側の工程において、打抜ピン26を有する環状ダイス6と、打抜ピン32の嵌入を許す凹部11aを有し、かつ環状ダイス6に嵌入する環状パンチ11とで中間素材20を打ち抜き加工することにより、中間素材20における中間輪部22から外輪部21を分離すると共に内輪部23からその底部を打ち抜いて、外輪21′と中間輪部22を有する内輪23′と打抜底体23a′とに分離し、その後、次工程において、中間輪部22を有する内輪23′を、環状ダイス7と該ダイス7に嵌入するパンチ12とで打ち抜き加工することにより、中間輪部22を拡径して、大径鍔部23cを備えた内輪23′を形成するようにした。
【選択図】   図11

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒状線材を所定寸法に切断した一個の素材をプレスで押圧して、外輪部と該外輪部と同心一体に中間輪部を介して突出する小径の有底内輪部とでなる中間素材を形成し、該中間素材から二つの内外輪を製造する熱間フォーマーにおける内外輪の製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ボールベアリングなどの内外輪の熱間フォーマーによる製造装置としては、たとえば、図12に示すように、棒状線材を所定寸法に切断した一個の素材をプレスで押圧して、外輪部41と該外輪部41と同心一体に中間輪部42を介して突出する小径の有底内輪部43とでなる一個の中間素材40を形成し、その後、上段側圧造ステーション(a)において、パンチとダイスの凹部に中間素材40を嵌置した状態で抜打パンチで上記有底内輪部41の底部43aを打ち抜き、さらに、下段側圧造ステーション(b)において、内外二つのダイスとパンチで2段打ちすることにより同時に内輪43′と外輪41′と打ち抜きカスとしての中間輪42′の3つに分離するようにしたものが知られている。(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
つまり、下段側圧造ステーションにおけるダイスとパンチの具体的な構成としては、図示していないが機台側に外輪嵌置用凹部を有する環状の外輪ダイスを固設すると共に、その中空部内に内輪部が嵌入し得る円筒状の内輪ダイスをカム機構を介して軸方向にスライド可能に嵌設する一方、これら内外輪ダイスに対向位置する移動ラムの取付部に内輪ダイスに嵌入して内輪43′を打ち抜く内輪パンチと、内輪ダイスの先端に突き合わされた状態で外輪ダイスに嵌入して外輪41′から中間輪42′を分断する外輪パンチとを設け、外輪パンチは内輪パンチの外周部に嵌合されたカム機構により軸方向に摺動し、その先端が内輪パンチの先端部より進退自在に突出するようになされている。
【0004】
【特許文献1】
特公昭54−3477号公報(第2頁、第9図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した内外輪の製造装置によれば、有底内輪部43における底部43aの打ち抜き工程が独立して設けられた構造であるし、また、下段側圧造ステーション(b)において、内外二つのダイスとパンチで2段打ちする際、その成形動作の途中で内輪ダイスをカム機構を介して軸方向にスライドさせる構成であり、また、外輪ダイスについても成形動作の途中で移動ラムの移動とは別にカム機構を介して軸方向にスライドさせる構造となっている。そして、ラムの往復動作を高速にして生産性を高めようとした場合、各カム機構による内輪ダイス及び外輪パンチのスライド動作についても高速化を図る必要がある。ところが、これらカム機構によるスライド動作を高速化しようとした場合、その構造上カム跳び現象が生じ、内輪ダイスや外輪ダイスのスライド長さやスライドタイミングが正確に行われなくなる問題があった。その結果、その高速化に限度があって、生産性を向上できない問題があり、その上、圧造開始から圧造終了までに要する時間も長くなり、最終段の圧造ステーションでは素材温度が大きく低下した状態のもとで該素材を加工しなければならないことになって金型の寿命も短くなる問題を有していた。
【0006】
一方、一端に行くに従って次第に大径となるテーパー内面を有する外輪と、一端に大径の鍔部を有し、他端側に行くに従って次第に小径となるテーパー外面を有する内輪とでなる円錐ころ軸受を形成する場合、例えば図13に示すように、開口端側に向かって次第に大径となるテーパー内面51aを有する外輪部51と、該外輪部51と同心一体に中間輪部52を介して突出する小径で、底部側に向かって次第に小径となるテーパー外面53aを有する内輪部53とでなる一個の中間素材50を圧造成形により形成し、その後、後工程にて旋削加工により図13の一点鎖線で示す部分を切除して形成している。しかし、このように圧造成形の後、後工程で旋削加工を施して、円錐ころ軸受の内外輪を形成する場合その作業が煩雑で手間を要し、特に圧造成形による一貫した作業が行えないことから、非能率的となり生産性が悪い問題を有していた。
【0007】
そこで、本発明は、熱間フォーマーにより一個の素材から外輪と一端に大径鍔部を備えた内輪とを一貫して製造できるようにすることができ、それでいて高速運転を可能にして生産性の向上を図ることができる熱間フォーマーにおける内外輪の製造装置の提供を課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の請求項1に記載の発明は、棒状線材を所定寸法に切断した一個の素材をプレスで押圧して、外輪部と該外輪部と同心一体に中間輪部を介して突出する小径の有底内輪部とでなる中間素材を形成し、該中間素材から二つの内外輪を製造する熱間フォーマーにおける内外輪の製造装置において、機台における上段側に中央部に有底内輪部の底部を打ち抜く打抜ピンを有し、かつ中間輪部と内輪部とが嵌入し得る環状ダイスを固設すると共に、該ダイスに対向位置する移動ラムの取付部に、中央に上記打抜ピンの嵌入を許す凹部を有し、かつ上記環状ダイスに嵌入して中間輪部から外輪部を打ち抜く環状パンチを設けて、これら環状ダイスと環状パンチにより上記素材を外輪と中間輪部を有する内輪と打抜底体とに分離する上段側圧造ステーションを備える一方、機台の下段側に内輪が外嵌し得る成形ピンを有する環状ダイスを設けると共に、該ダイスに対向位置する移動ラムの取付部に、上記成形ピンに外嵌して中間輪部と内輪の連続面をプレスする環状パンチを設けて、これら環状ダイスと環状パンチとにより上記中間輪部分を拡径して内輪の一端に大径鍔部を成形する下段側圧造ステーションを備えていることを特徴とする。
【0009】
また、本願の請求項2に記載の発明は、上記した請求項1に記載の熱間フォーマーにおける中間素材が開口端側に向かって次第に大径となるテーパー内面を有する外輪部と、該外輪部と同心一体に中間輪部を介して突出する小径で、底部側に向かって次第に小径となるテーパー外面を有する有底内輪部とで構成されていることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0011】
図1は、本発明に係る複数の圧造ステーションを備えた熱間フォーマーを示し、該フォーマー1における機台2の所定位置には、ダイブロック3が設けられており、このダイブロック3に複数個のダイス4〜7が一定間隔で配置され、これらダイス4〜7に向かって進退する移動ラム8の前面にダイス4〜7と同数のパンチ9〜12が対向して配置され、これらのダイス4〜7とパンチ9〜12とによって複数段の圧造ステーションS1〜S4が構成されている。
【0012】
上記移動ラム8側には駆動軸13によって偏心回転されるクランク軸14に連結ロッド15を介してクランクピン16が取付けられ、このクランクピン16が移動ラム8に連結されることによってクランク軸14の回転に伴い該ラム8が移動し、かつ移動ラム8の先端に取付けられているパンチ9〜12がダイス4〜7に対して進退移動するように構成されている。
【0013】
そして、移動ラム8の進退移動により、1段目の圧造ステーションS1において所定寸法に切断して得られた図2に示す切断物X1を押圧加工し、また、2段目の圧造ステーションS2において押圧変形された図3に示す材料X2を圧造成形して、図4に示す開口端側に向かって次第に大径となるテーパー内面21aを有する外輪部21と該外輪部21と同心一体に中間輪部22を介して突出する小径で、底部23a側に向かって次第に小径となるテーパー外面23bを有する有底内輪部23とでなる一個の中間素材20を形成する。次に、3段目の圧造ステーションS3において中間素材20を圧造成形して、図5に示す中間輪部22から外輪21′を分離すると共に内輪部23からその底部23aを打ち抜き外輪21′と、中間輪部22を有する内輪23′と打抜底体23a′とに分離し、さらに、4段目の圧造ステーションS4において、図6に示すように中間輪部23部分を拡径して内輪23′の一端に大径鍔部23cを形成するようにして、上記切断物X1から一端に中間輪部22よりも大径の大径鍔部23cを備えた内輪23′と外輪21′、つまり円錐ころ軸受の内外輪21′,23′を製造するようになされている。
【0014】
なお、このような熱間フォーマー1には切断物X1や中間素材20などを各圧造ステーションS1〜S4間にわたって移送する素材移送用チャック装置(図示せず)が設けられる。
【0015】
図7は丸棒線材Xを所定寸法に切断する装置の要部を示し、線材Xを送り装置(図示せず)によって前方に送り出し、その先端をストッパー25に当接せしめて寸法を決め切断刃22で所定寸法に切断して切断物X1を形成するようになされている。
【0016】
図8は1段目の圧造ステーションS1を示すもので、ダイブロック3に固設されたダイス4と、移動ラム8に設けられたパンチ9とを備え、上記切断物X1をパンチ9とダイス4とで強打して押圧変形された材料X2を圧造するようになされている。上記ダイス4の後方には、材料X2を該ダイス4外に排出するためのノックアウトピン27とストリッパー28が設けられている。
【0017】
図9は2段目の圧造ステーションS2を示すもので、ダイブロック3に固設された成形ピン29を有する段付き環状ダイス5と、移動ラム8に設けられた段付きパンチ10とを備え、上記材料X2をパンチ10と環状ダイス5で圧造加工して、図4に示すような外輪部21と該外輪部21と同心一体に中間輪部22を介して突出する小径の有底内輪部23とでなる一個の中間素材20を成形するようになされている。その場合、外輪部21には、パンチ10の先端テーパ部10により開口端側に向かって次第に大径となるテーパー内面21aが形成され、また、内輪部23には、環状ダイスのテーパ部5aにより底部23a側に向かって次第に小径となるテーパー外面23bが形成される。なお、上記環状ダイス5の後方には、上記中間素材20を該ダイス5外に排出するためのノックアウトピン30とストリッパー31が設けられている。
【0018】
図10は3段目の圧造ステーションS3を示すもので、ダイブロック3に、中央部に有底内輪部23の底部23aを打ち抜く打抜ピン32を有し、かつ中間輪部22と内輪部23とが嵌入し得る環状ダイス6を固設する一方、該ダイス6に対向位置する移動ラム8の取付部に、中央に上記打抜ピン32の嵌入を許す凹部11aを有し、かつ上記環状ダイス6に嵌入して中間輪部22から外輪部21を打ち抜く環状パンチ11を設けた構成となっている。これら環状ダイス6と環状パンチ11とにより上記中間素材20を図5に示すような外輪21′と中間輪部22を有する内輪23′と打抜底体23a′とに分離するようになされている。なお、上記環状ダイス6の後方には、上記内輪23′を該ダイス6外に排出するためのノックアウトピン33とストリッパー34が設けられ、また環状パンチ11の中心部には、打抜底体23a′を凹部11aから押し出すための押し出しピン35が設けられ、さらに移動ラム8の取付部近くに、外輪21′を環状パンチ11から外すための取出体36が設けられている。
【0019】
図11は、4段目の圧造ステーションS4を示すもので、ダイブロック3に、内輪23′が外嵌し得る成形ピン37を有する環状ダイス7を設ける一方、該ダイス7に対向位置する移動ラム8の取付部に、上記成形ピン37に外嵌して中間輪部22と内輪23′の連続面をプレスする凹部12aをもつ環状パンチ12を設けて、これら環状ダイス7と環状パンチ12とにより中間輪部22部分を拡径して図6に示すような一端に大径鍔部23cをもつ内輪23′を形成するようになされている。上記環状ダイス7の後方には、上記内輪23′を該ダイス7外に排出するためのノックアウトピン38とストリッパー39が設けられている。
【0020】
次に、以上のように構成された熱間フォーマの3段目及び4段目の圧造ステーションS3,S4により、2段目の圧造ステーションS2で成形された中間素材20から一端に中間輪部22よりも大径の鍔部23cを備えた内輪23′と外輪21′とを製造する場合の成形動作について説明する。
【0021】
まず、図10に示す3段目の圧造ステーションS3において、2段目の圧造ステーションS2から移送された上記中間素材20を、打抜ピン32を有しかつ中間輪部22と内輪部23とが嵌入し得る環状ダイス6と、中央に凹部11aを有しかつ上記環状ダイス6に嵌入して中間輪部22から外輪部21を打ち抜く環状パンチ11とで打ち抜き加工することにより、中間輪部22から外輪部21を分離すると共に内輪部23からその底部23aを打ち抜いて、図5に示すように外輪21′と中間輪部22を有する内輪23′と打抜底体23a′とに分離する。その分離動作終了後、環状ダイス6内に残った中間輪部22を有する内輪23′は、ノックアウトピン33とストリッパー34とにより該ダイス6外に排出されて素材移送用チャック装置により4段目の圧造ステーションS4に移送される。また、環状パンチ11の凹部11a内に残った打抜底体23a′は、上記パンチ11の後退開始直後に押し出しピン35の蹴り出し動作により凹部11aから押し出されて外部に排出される。さらに、環状パンチ11の外周に残った外輪21′は、上記パンチ11の後退終了近くにおいて取出体36に当接することにより環状パンチ11から外れて落下し適宜収容部(図示せず)に収容される。
【0022】
次いで、図11に示す4段目の圧造ステーションS4において、3段目の圧造ステーションS3から移送された中間輪部22を有する内輪23′を、内輪23′が外嵌し得る成形ピン37を備えた環状ダイス7と、成形ピン37に外嵌して中間輪部22と内輪23′の連続面をプレスする環状パンチ12とで打ち抜き加工することにより、中間輪部22と内輪23′との連続面を環状パンチ12によりプレスして拡径し、図6に示すような一端に大径鍔部23cをもつ内輪23′を形成する。この内輪23′の成形後、環状ダイス7内に残された内輪23′はノックアウトピン38とストリッパー39とにより該ダイス6外に排出され、チャック装置により移送されて適宜収容部(図示せず)に収容される。
【0023】
以上のように、熱間フォーマー1により外輪部21と該外輪部21と同心一体に中間輪部22を介して突出する小径の有底内輪部23とでなる一個の中間素材20からテーパー内面21aを有する外輪21′と、一端に中間輪部22よりも大径の鍔部23cを備え、かつテーパー外面23bを有する内輪23′とでなる円錐ころ軸受を製造することができる。その上、従来例のように成形動作途中において内外二つのダイス及びパンチを軸方向にスライドさせる複雑な構成を不要としているので、高速運転を可能にして生産性の向上を図ることができる。また、その高速化に伴って最終圧造ステーションまでの上記中間素材20の温度低下を少なく抑えることが可能となるので、中間素材20の温度が比較的高温の状態で3段目及び4段目の圧造ステーションにおいても良好に成形加工することができる。その結果、3段目及び4段目の圧造ステーションにおける金型の寿命も延ばすことができる。
【0024】
なお、上記した実施の形態では、テーパー内面を有する外輪と、一端に中間輪部よりも大径の鍔部を備えたテーパー外面を有する内輪とでなる円錐ころ軸受について説明したけれども、内輪の一端に大径鍔部を有する円筒ころ軸受にも適用できることは勿論である。
【0025】
【発明の効果】
以上のように本発明の内外輪の製造装置によれば、熱間フォーマーによる圧造成形により外輪部と該外輪部と同心一体に中間輪部を介して突出する小径の有底内輪部とでなる一個の素材から外輪と一端に中間輪部よりも大径の鍔部を備えた内輪とを一貫して製造することができ、それでいて、従来例のように成形動作途中において内外二つのダイス及びパンチを軸方向にスライドさせる複雑な構成を不要としているので、高速運転を可能にして生産性の向上を図ることができる。その上、その高速化に伴って最終工程までの上記素材の温度低下を少なく抑えることが可能となり、その結果、金型の寿命も延ばすことができる。
【0026】
また、中間素材を開口端側に向かって次第に大径となるテーパー内面を有する外輪部と、該外輪部と同心一体に中間輪部を介して突出する小径で、底部側に向かって次第に小径となるテーパー外面を有する有底内輪部とで構成するようにすれば、テーパー内面を有する外輪と、一端に中間輪部よりも大径の鍔部を備えたテーパー外面を有する内輪とでなる円錐ころ軸受を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した熱間フォーマーの概略平面図である。
【図2】製造工程を示す切断物の一部切り欠き正面図である。
【図3】製造工程を示す押圧材料の一部切り欠き正面図である。
【図4】製造工程を示す中間素材の一部切り欠き正面図である。
【図5】製造工程途中で得られた3部材の一部切り欠き正面図である。
【図6】最終製造工程で得られた内輪の一部切り欠き正面図である。
【図7】切断装置部の縦断側面図である。
【図8】1段目の圧造ステーションの要部縦断側面図である。
【図9】2段目の圧造ステーションの要部縦断側面図である。
【図10】3段目の圧造ステーションの要部縦断側面図である。
【図11】4段目の圧造ステーションの要部縦断側面図である。
【図12】従来例の説明図である。
【図13】別の従来例の説明図である。
【符号の説明】
1      熱間フォーマー
2      機台
4      ダイス
5      ダイス
6      環状ダイス
7      環状ダイス
8      移動ラム
9      パンチ
10     パンチ
11     環状パンチ
12     環状パンチ
11a    凹部
20     中間素材
21     外輪部
21′    外輪
21a    テーパー内面
22     中間輪部
23     内輪部
23′    内輪
23a    底部
23a′   打抜底体
23b    テーパー外面
32     打抜ピン
37     成形ピン

Claims (2)

  1. 棒状線材を所定寸法に切断した一個の素材をプレスで押圧して、外輪部と該外輪部と同心一体に中間輪部を介して突出する小径の有底内輪部とでなる中間素材を形成し、該中間素材から二つの内外輪を製造する熱間フォーマーにおける内外輪の製造装置であって、機台における上段側に中央部に有底内輪部の底部を打ち抜く打抜ピンを有し、かつ中間輪部と内輪部とが嵌入し得る環状ダイスを固設すると共に、該ダイスに対向位置する移動ラムの取付部に、中央に上記打抜ピンの嵌入を許す凹部を有し、かつ上記環状ダイスに嵌入して中間輪部から外輪部を打ち抜く環状パンチを設けて、これら環状ダイスと環状パンチにより上記素材を外輪と中間輪部を有する内輪と打抜底体とに分離する上段側圧造ステーションを備える一方、機台の下段側に内輪が外嵌し得る成形ピンを有する環状ダイスを設けると共に、該ダイスに対向位置する移動ラムの取付部に、上記成形ピンに外嵌して中間輪部と内輪の連続面をプレスする環状パンチを設けて、これら環状ダイスと環状パンチとにより上記中間輪部分を拡径して内輪の一端に大径鍔部を成形する下段側圧造ステーションを備えていることを特徴とする熱間フォーマーにおける内外輪の製造装置。
  2. 中間素材が開口端側に向かって次第に大径となるテーパー内面を有する外輪部と、該外輪部と同心一体に中間輪部を介して突出する小径で、かつ底部側に向かって次第に小径となるテーパー外面を有する有底内輪部とで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱間フォーマーにおける内外輪の製造装置。
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