JP2005034854A - テーパーベアリング熱間鍛造素材の鍛造方法 - Google Patents

テーパーベアリング熱間鍛造素材の鍛造方法 Download PDF

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Ryuji Nasu
竜二 那須
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Sanyo Special Steel Co Ltd
山陽特殊製鋼株式会社
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Abstract

【課題】テーパーベアリングのアウターレース素材およびインナーレース素材からなるタワー形状鍛造品の製造において、鍛造金型の寿命の向上を図り、欠陥の発生を少なくし、寸法および品質の安定したタワー形状品とする。
【解決手段】鋼素材1の据え込み加工品4をダイ10とパンチ5により平面状の下面14及び円柱状側壁面15と周辺部の環状平面16とその中央部の皿状窪み21を有する予備成形品13に成形し、次いで予備成形品13をテーパーベアリングのアウターレース素材部およびインナーレース素材部からなるタワー形状品26に熱間鍛造により本成形し、得られたタワー形状品26のインナーレース素材部の下面中心部のポンチ打ち抜き部27を鍛造により抜き去りテーパーベアリングのアウターレース素材部およびインナーレース素材部からなるタワー形状品26を製造する。
【選択図】 図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はテーパーベアリング用素材の熱間鍛造による製造方法に関し、特にタワー形状に熱間鍛造した後、冷間で旋削機とプレス機を使って内外輪を分離してアウターレースおよびインナーレースを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
テーパーベアリングの熱間鍛造品を製造する方法は、アウターレースとインナーレースをセットで鍛造し、その鍛造工程の中で分離する(以下、「セット鍛造」という。)。この場合はアウターレースとインナーレースが既に分離されているため、当然タワー形状品ではない。このセット鍛造は本明細書で説明する予備成形を必要とせず、鍛造は比較的に容易である。
【0003】
一方、さらに発明者らは、鋼素材を据え込み加工した後、据え込み加工品をさらにパンチとダイで熱間鍛造により、テーパーベアリングのアウターレース素材およびインナーレース素材のタワー形状に積み上げた形状に本成形し、続いてこのタワー形状品の底中心部をポンチカス抜きした後、得られたタワー形状品を上方外部のアウターレース素材と下方内部のインナーレース素材に分割してそれぞれアウターレース素材およびインナーレース素材に製造する方法を開発している。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−257671号公報
【特許文献2】
特開2001−300684号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、テーパーベアリングのアウターレース素材およびインナーレース素材からなるタワー形状の鍛造品を熱間鍛造により製造する方法において、鍛造金型の寿命の向上を図るとともに、タワー形状の鍛造品中の欠陥の発生をなくし、かつ、寸法および品質の安定したタワー形状鍛造品を製造する方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、棒鋼素材から切断した丸鋼柱片を、先ず、熱間鍛造により(1)据え込み加工した後、次いで(2)タワー形状に予備成形し、さらに(3)テーパーベアリングのアウターレース素材部およびインナーレース素材部からなるタワー形状品に本成形し、本成形により得られたタワー形状品の(4)中心部を抜くポンカス抜きを行うものである。
【0007】
すなわち、上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項1の発明では、円柱状の鋼素材を平型である上型と下型の間で据え込み加工により拡径した据込み加工品とし、拡径した据込み加工品をダイにより平面状の下面及び円柱状側壁面に規制すると共にパンチにより周辺部上面を環状平面としその中央部を大内径から傾斜して小内径に至る内周壁を有しかつ小内径内を平面の皿状窪みに規制して予備成形品に成形し、次いで予備成形品をテーパーベアリングのアウターレース素材部およびインナーレース素材部からなるタワー形状品に熱間鍛造により本成形し、得られたタワー形状品のインナーレース素材部の下面中心部を鍛造によりポンチ打ち抜き部として抜き去ることを特徴とするテーパーベアリングのアウターレース素材部およびインナーレース素材部からなるタワー形状品の製造方法である。
【0008】
本発明の作用効果について説明すると、本発明は本成形の鍛造の前に予備成形を実施するものである。従来の通り、予備成形を行うことなく本成形の鍛造をした場合、ダイ側に先に素材肉が充満し、その後にパンチ側に素材肉が充満してくる。従ってパンチ側の素材肉を充満しようとすると金型側に高荷重がかかることとなり、金型の寿命を短くする。これに対し、本発明の方法では予備成形で予め上面を浅い皿型に窪ませることで、本成形の鍛造の際にダイ側とパンチ側で素材肉が均等に同時に伸びて充満するようになって鍛造でき、従来の方法より金型にかかる荷重が軽減される。従って、ダイの寿命が延びることとなり、さらに成品に欠陥ができ難く、寸法精度すなわち品質の安定したタワー形状品が得られる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。先ず、テーパーベアリング用の軸受鋼である円形台状の鋼素材1を熱間成形温度に加熱し、図1の(a)に示すように鋼素材1を平型の上型2と平型の下型3の間で、図1の(b)に示すように据え込み加工して拡径した据え込み加工品4とする。
【0010】
次いで、図2に示す、予備成形用の平面底11とその周囲の円筒状の垂直壁12を有するダイ10の中に、上記で得られた据え込み加工品4を載置し、周辺部の環状平面7とその内側の傾斜壁面8とその先端の小径円状の平面9からなる突出状のる平皿型突出部6を有するパンチ5により上方から鍛造して予備成形し、平面状の下面14と円柱状側壁面15と上面周辺部の環状平面16とその内側の中央部上端の大内径17と傾斜した内周壁18の下端の小内径19とその内側の平面20からなる皿状窪み21を有する予備成形品13に成形する。
【0011】
さらに、図3の(a)に示すように、フォアダイ23aとバックダイ23bとからなる形状化したダイ23中に予備成形品13を載置し、図3の(b)に示すように、矢印方向に挿入して下方のインサート24とノックアウトピン25で受け、形状化したパンチ22で上方から矢印方向に押圧して、図3の(c)に示すように、鍛造して成形してポンチ打ち抜き部27を有するタワー形状品26を得る。
【0012】
次いで、図4に示すように、タワー形状品26のポンチ打ち抜き部27を従来の慣用手段によりポンカス抜きしてテーパーベアリングのアウターレース素材部とインナーレース素材部からなるタワー形状品26とする。
【0013】
テーパーベアリングのタワー形状品26の製造における本発明の予備成形について以下に説明する。先ず、ポンチ打ち抜き部27を有するタワー形状品26の製品寸法は、代表例としてタワー形状品26の外径を92mmとし、高さを65mmとし、タワー形状品26の上面の大内径29を81mmを有するものとする。
【0014】
以上のタワー形状品26の製品寸法とする場合に、予備成形した予備成形品13の円柱状側壁面15の外径は、タワー形状品26である製品外径のよりも1.2mm小径とし、その小径の変動幅は±0.3mmとする。この変動幅が+0.3mmを超えるとタワー形状品26にバリが発生し、変動幅が−0.3mmよりもマイナス側ではタワー形状品26にしたときに欠肉が発生する。
【0015】
さらに予備成形品13の上面の大内径17の大きさは、タワー形状品26である製品の上面の大内径29よりも4mm小径とし、その小径の変動幅は±0.3mmとする。この変動幅が+0.3mmを超えるとタワー形状品26に欠肉が発生し、変動幅が−0.3mmよりもマイナス側ではパンチ22、ダイ23からなる金型に余分な負荷が掛かり金型が短寿命となる。
【0016】
さらに予備成形品13の小内径19の大きさは、パンチ22の角度変更部28におけるパンチ径よりも+5mmとする。この変動幅が+0.3mmを超えるとタワー形状品26に欠肉が発生し、変動幅がタワー形状品26にしたときに−0.3mmよりもマイナス側ではパンチ22、ダイ23からなる金型に余分な負荷が掛かり金型が短寿命となる。
【0017】
さらに予備成形品13の皿状窪み21の深さ30がパンチ22のアウターレース素材部を形状化する上部突出部のパンチ高さ31の0.25倍とする。この値が0.20倍未満であるとパンチ22、ダイ23からなる金型に負荷が掛かり金型が短寿命となり、0.30倍より大きいとタワー形状品26に欠肉が発生する。
【0018】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明は、テーパーベアリングのインナーレースおよびアウターレースのタワー形状品を製造する場合に、円柱状の鋼素材から据え込み加工した据え込み加工品を予備鍛造して予備成形品とし、この予備成形品からタワー形状に鍛造することで、製品であるタワー形状品の欠陥部やバリの生成を無くして品質の向上を図り、かつ鍛造用金型の寿命を延長するなど、優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における据え込み鍛造を説明する模式図である。
【図2】本発明における据え込み加工品を予備成形品とする予備鍛造工程を説明する模式図である。
【図3】本発明における予備成形品を用いてタワー形状品に鍛造する工程を説明する模式図である。
【図4】本発明により製造のタワー形状品のポンチ打ち抜き部を抜き去った状態を示す模式図である。
【符号の説明】
1 鋼素材
2 上型
3 下型
4 据え込み加工品
5 パンチ
6 平皿型突出部
7 環状平面
8 傾斜壁面
9 平面
10 ダイ
11 平面底
12 垂直壁
13 予備成形品
14 下面
15 円柱状側壁面
16 環状平面
17 大内径
18 内周面
19 小内径
20 平面
21 皿状窪み
22 パンチ
23 ダイ
24 インサート
25 ノックアウトピン
26 タワー形状品
27 ポンチ打ち抜き部
28 角度変更部
29 大内径
30 深さ
31 パンチ高さ

Claims (1)

  1. 円柱状の鋼素材を平型である上型と下型の間で据え込み加工により拡径した据込み加工品とし、拡径した据込み加工品をダイにより平面状の下面及び円柱状側壁面に規制すると共にパンチにより周辺部上面を環状平面としその中央部を大内径から傾斜して小内径に至る内周壁を有しかつ小内径内を平面の皿状窪みに規制して予備成形品に成形し、次いで予備成形品をテーパーベアリングのアウターレース素材部およびインナーレース素材部からなるタワー形状品に熱間鍛造により本成形し、得られたタワー形状品のインナーレース素材部の下面中心部を鍛造によりポンチ打ち抜き部として抜き去ることを特徴とするテーパーベアリングのアウターレース素材部およびインナーレース素材部からなるタワー形状品の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101653814B (zh) * 2008-08-22 2011-11-23 襄樊市襄城新兴轴承锻造厂 一种超大内径锻件双扩工艺
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