JP2005034854A - テーパーベアリング熱間鍛造素材の鍛造方法 - Google Patents
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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
【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
【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)
- 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003197774A JP2005034854A (ja) | 2003-07-16 | 2003-07-16 | テーパーベアリング熱間鍛造素材の鍛造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003197774A JP2005034854A (ja) | 2003-07-16 | 2003-07-16 | テーパーベアリング熱間鍛造素材の鍛造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005034854A true JP2005034854A (ja) | 2005-02-10 |
Family
ID=34207802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003197774A Pending JP2005034854A (ja) | 2003-07-16 | 2003-07-16 | テーパーベアリング熱間鍛造素材の鍛造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005034854A (ja) |
Cited By (5)
| 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 |
| WO2016098886A1 (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Ntn株式会社 | 車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法 |
| CN110899550A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-03-24 | 浙江中精轴承有限公司 | 一种圆锥滚子轴承保持架一体化成型设备 |
| CN113618005A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-09 | 四川凯茨阀门制造有限公司 | 一种主减速齿轮毛坯三工位快换制坯模 |
| CN113857404A (zh) * | 2021-10-26 | 2021-12-31 | 二重（德阳）重型装备有限公司 | 一种短流程锻造铰链梁的方法 |
-
2003
- 2003-07-16 JP JP2003197774A patent/JP2005034854A/ja active Pending
Cited By (7)
| 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 |
| WO2016098886A1 (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Ntn株式会社 | 車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法 |
| JP2016117079A (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-30 | Ntn株式会社 | 車輪用軸受装置のハブ輪および内方部材の製造方法 |
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| CN113857404A (zh) * | 2021-10-26 | 2021-12-31 | 二重（德阳）重型装备有限公司 | 一种短流程锻造铰链梁的方法 |
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