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

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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