JP2005205457A - ダブルボールベアリングの内外輪の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ダブルボールベアリングの内外輪の製造において、打抜き部を減少して歩留りの向上を図り、一つの金型で内外輪を同時に親子鍛造する。
【解決手段】 鋼素材３を据込み加工して据込み加工材４とし、据込み加工材４を外輪素形５と外輪素形５の下段に外径および内径をそれぞれ外輪素形５の外径および内径より狭小とし、かつ、底部に打抜き部８を有する内輪素形６を積み重ねた親子鍛造品７に熱間鍛造し、これを外輪素形５と底面に打抜き部８を有する内輪素形６とに打抜き分離し、さらに内輪素形６の打抜き部８を打抜き除去し、得られた外輪素形５および内輪素形６を一旦熱処理した後、さらに切削加工して外輪９および内輪１０に仕上げる。
【選択図】 図２
【解決手段】 鋼素材３を据込み加工して据込み加工材４とし、据込み加工材４を外輪素形５と外輪素形５の下段に外径および内径をそれぞれ外輪素形５の外径および内径より狭小とし、かつ、底部に打抜き部８を有する内輪素形６を積み重ねた親子鍛造品７に熱間鍛造し、これを外輪素形５と底面に打抜き部８を有する内輪素形６とに打抜き分離し、さらに内輪素形６の打抜き部８を打抜き除去し、得られた外輪素形５および内輪素形６を一旦熱処理した後、さらに切削加工して外輪９および内輪１０に仕上げる。
【選択図】 図２
Description
この出願の発明は熱間鍛造にてダブルボールベアリングの内外輪を同時に製造する方法に関する。
ベアリングレースに２列のボールを上下に配列したダブルボールベアリングは、図３に示すような外輪１および内輪２からなり、外輪１の上下の内径面にボールを位置させる窪みからなるボール溝１８を有する形状になっている。そこで、従来はこの外輪１と内輪２をそれぞれ個別に鍛造して製造している。
例えば、外輪１を製造する場合は、図５の（ａ）に示すように、工程１で棒鋼を切断して鋼素材１３とし、工程２で上型および下型間で据込み加工により拡径して据込み加工材１４とし、工程３で据込み加工材１４を熱間鍛造により打抜き部１７をリング１６の中央に置く形状に打鍛して打抜き部付き外輪素形１５とし、工程４で打抜き部付き外輪素形１５から打抜き部１７をポンチで打抜いて外輪素形１８とする工程が一般的である。その後、工程５で外輪素形１６を切削加工により上下にボール溝１９、１９を有する外輪１に仕上げる。
さらに内輪２を製造する場合は、図５の（ｂ）に示すように、工程１で棒鋼を切断して鋼素材１３とし、工程２で上型および下型間で据込み加工により拡径して据込み加工材１４とする。ここまでの工程は外輪１の製造と同じである。次いで、工程３で据込み加工材１４を熱間鍛造により打抜き部２２をリング２１の最下部に置き、かつ上端部を肉厚部２３として外側に拡径した形状に打鍛して打抜き部付き内輪素形２０とし、工程４で打抜き部付き内輪素形２０から打抜き部２２をポンチで打抜いて内輪素形２４とする工程が一般的である。その後、工程５で内輪素形２４を切削加工によりボール押さえ２５を外径に有する内輪２に仕上げるものである。
これらの方法では、例えば、外輪１の形状が容易に得られるものの、図４に示すように、中央の打抜き部１７の部分の厚みが大きく、かつこの打抜き部１７は屑として捨てられていたので材料歩留りが悪い。さらにこの外輪１と組み合わせる内輪２は外輪１とは別個に鍛造せねばならず、このためにそれぞれの金型を作成し、結局は図５に示すように、外輪用の鍛造と内輪用の鍛造と合わせて２回の鍛造を行う必要があった。
さらに、テーパーベアリングの内外輪の製造では、内外輪を同時に製造する方法が内外輪同時プレス熱間鍛造方式として知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、同じくテーパーベアリングの内外輪を同時に製造する方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、これらの方法はテーパーベアリングの製造に関するもので、本願発明が目的とするリングの上下にボールを配置したダブルボールベアリングの外輪および内輪を製造するものではなかった。
本願の発明が解決しようとする課題は、リングの上下にボールを配置したダブルボールベアリングの外輪および内輪を製造する場合に、上記した従来の内外輪を個別の鍛造する方法に比して、捨て去る打抜き部を減少して歩留りの向上を図り、さらに内外輪を一つの金型で同時に鍛造してダブルボールベアリング用の外輪および内輪を製造可能とするダブルボールベアリング製造用の親子鍛造方案を提供することである。
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、棒鋼からなる鋼素材を上型と下型の間で据込み加工により拡径して据込み加工材とし、該据込み加工材をダブルボールベアリングの外輪素形と該外輪素形の下段に外径および内径をそれぞれ外輪素形の外径および内径より狭小とし、かつ、底部に打抜き部を有する内輪素形を積み重ねた形状の親子鍛造品に熱間鍛造し、該親子鍛造品をダブルボールベアリングの外輪素形と底面に打抜き部を有する内輪素形とに打抜き分離し、かつ、内輪素形の底部の打抜き部を打抜き除去し、得られた外輪素形および内輪素形を一旦熱処理した後、さらにそれぞれを切削加工してダブルボールベアリングの外輪および内輪に仕上げることを特徴とするダブルボールベアリング用外輪および内輪の製造方法である。
上記の親子鍛造品は外輪素形の外径が一定であり、外輪素形高さの中央から下段の内輪素形までの外輪素形の肉厚が外輪素形高さの中央から上部の肉厚より厚く、さらに下段の内輪素形の外径が直上の外輪素形の内径より狭小であることを特徴とする請求項１の手段のダブルボールベアリング用外輪および内輪の製造方法である。
すなわち、本願の発明の上記手段における作用効果を説明すると、リングの上下にボールを配置したダブルボールベアリングを製造する場合、従来の内外輪を別個に製造する方式とするとき、例えば外輪の製造において外輪素形のリング高さの中央部に打抜き部を設けていた。しかし、本発明の手段では、外輪素形のリングの下段に続けて内輪素形を配し、その内輪素形の底部に打抜き部を設けている。そして外輪素形のリングの高さの中央から上側の最上段の内径を最大の径としてその肉厚を最も薄いものとし、外輪素形のリングの高さの中央から下段までの外輪素形の内径を上記上側の内径よりやや狭小として肉厚を厚くし、これらの外輪素形に続く下段にさらに内径および外径をそれぞれより狭小として底部に打抜き部を配した内輪素形を成形するものである。
このようにすることで、従来の内外輪を個別に製造する方法において外輪の製造後に打抜いて廃棄していた打抜き部を、本発明では、そのまま内輪素形の素材として有効に利用して材料歩留りの向上を図り、かつ、内輪素形を同時に鍛造して分離することで、従来の別個に製造していた場合の内輪の加工時間を本発明では他の部品の製造に回すことを可能とし効率化を図るものである。さらに外輪素形の最上段の肉厚を最も薄くすることで、ダブルボールベアリングの外輪の中央より上側のボール溝を含む内径の切削除去する肉厚を最小として切削加工の無駄を省くとともに、内輪の上端の拡径した肉厚部を最小の切削加工で仕上げ得るものである。
本発明のダブルボールベアリングの製造方法は、従来、外輪と内輪を別々に熱間鍛造して外輪素形および内輪素形としていたが、これらを親子形状に外輪素形と内輪素形の一体型に積上げた鍛造方案として熱間鍛造して親子形状鍛造品とし、さらにこの親子形状鍛造品において打抜き部を内輪素形の底部に設けることで、製造工程を減少するとともに素形歩留りを向上することができる優れた効果を奏するものである。
本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明における熱間鍛造による内輪素形を積み重ねた親子鍛造品を示す断面図である。図２は本発明におけるダブルボールベアリングの外輪および内輪の製造方法を示す成形フロー図である。図３は本発明で製造するダブルボールベアリングの外輪および内輪の断面図である。
図２に示す成形フローに沿って、本願発明におけるダブルボールベアリングの外輪および内輪の製造方法を説明する。ＪＩＳで規定する高炭素クロム鋼のＳＵＪ２からなる棒鋼から切断して得た工程１に示す鋼素材３を平型である上型および下型の間で据込み加工により拡径した工程２に示す据込み加工材４とする。次いで、据込み加工材４を鍛造温度の１１５０℃〜１２００℃に加熱して工程３で縦型鍛造機により熱間で親子鍛造して高さ５８ｍｍ、外輪素形５の外径７６ｍｍ、外径４８ｍｍで底部に打抜き部を有する内輪素形６からなるタワー型の親子鍛造品７に熱間鍛造する。この場合、必要に応じて予め据込み加工材４をダイにより平面状の下面および円柱状側壁面を規制しながら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到る内周壁を有し、小内径内を平面とする皿状窪みに規制して予備成形品として置き、この予備成形品を熱間鍛造してタワー型の親子鍛造品７とする。
次いで、工程４でこの親子鍛造品７をポンチにより図１に示す破線の部分で打抜き外輪素形５と底面に打抜き部８を有する内輪素形６に分離する。さらに工程５で内輪素形６からポンチにより図１に示す点線の部分で打抜き打抜き部８を分離する。次いで、これらの外輪素形５と内輪素形６を一旦熱処理して焼なました後、さらに切削加工して工程６に示す上下にボール溝１１、１１を有する外輪９およびボール押さえ１２を外径に有する内輪１０にそれぞれ仕上げて完成する。
得られた外輪９および内輪１０を用いて１個のダブルボールベアリングとして組み立てるとき、１個の外輪９に対しては２個の内輪１０が上下から対象に組み合わされて使用されることとなる。従って、このような場合には、別途に１個の内輪１０のみを熱間鍛造により製造しておき、これを上記の親子鍛造品７から得られたそれぞれ１個の外輪９および１個の内輪１０と組み合わせて１個のダブルボールベアリングに組み立てるものとする。この本発明における親子鍛造によるダブルボールベアリングの製造方法は、その応用例として自動車のハブ組立体の製造方法などに適応することができる。
１ 外輪
２ 内輪
３ 鋼素材
４ 据込み加工材
５ 外輪素形
６ 内輪素形
７ 親子鍛造品
８ 打抜き部
９ 外輪
１０ 内輪
１１ ボール溝
１２ ボール押さえ
１３ 鋼素材
１４ 据込み加工材
１５ 打抜き部付き外輪素形
１６ リング
１７ 打抜き部
１８ 外輪素形
１９ ボール溝
２０ 打抜き部付き内輪素形
２１ リング
２２ 打抜き部
２３ 肉厚部
２４ 内輪素形
２５ ボール押さえ
２ 内輪
３ 鋼素材
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５ 外輪素形
６ 内輪素形
７ 親子鍛造品
８ 打抜き部
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１１ ボール溝
１２ ボール押さえ
１３ 鋼素材
１４ 据込み加工材
１５ 打抜き部付き外輪素形
１６ リング
１７ 打抜き部
１８ 外輪素形
１９ ボール溝
２０ 打抜き部付き内輪素形
２１ リング
２２ 打抜き部
２３ 肉厚部
２４ 内輪素形
２５ ボール押さえ
Claims (2)
- 棒鋼からなる鋼素材を上型と下型の間で据込み加工により拡径して据込み加工材とし、該据込み加工材をダブルボールベアリングの外輪素形と該外輪素形の下段に外径および内径をそれぞれ外輪素形の外径および内径より狭小とし、かつ、底部に打抜き部を有する内輪素形を積み重ねた形状の親子鍛造品に熱間鍛造し、該親子鍛造品をダブルボールベアリングの外輪素形と底面に打抜き部を有する内輪素形とに打抜き分離し、かつ、内輪素形の底部の打抜き部を打抜き除去し、得られた外輪素形および内輪素形を一旦熱処理した後、さらにそれぞれを切削加工してダブルボールベアリングの外輪および内輪に仕上げることを特徴とするダブルボールベアリング用外輪および内輪の製造方法。
- 上記の親子鍛造品は外輪素形の外径が一定であり、外輪素形高さの中央から下段の内輪素形までの外輪素形の肉厚が外輪素形高さの中央から上部の肉厚より厚く、さらに下段の内輪素形の外径が直上の外輪素形の内径より狭小であることを特徴とする請求項１に記載のダブルボールベアリング用外輪および内輪の製造方法。
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| JP2004014948A JP2005205457A (ja) | 2004-01-22 | 2004-01-22 | ダブルボールベアリングの内外輪の製造方法 |
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| JP2005205457A true JP2005205457A (ja) | 2005-08-04 |
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| JP (1) | JP2005205457A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102009117A (zh) * | 2010-11-05 | 2011-04-13 | 广东省韶铸集团有限公司 | 轴承毛坯外圈与外圈在高速镦锻机上套锻生产的穿孔定位工艺 |
| CN102489656A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-06-13 | 合肥市远大轴承锻造有限公司 | 长棒料900°c切料连续中频加热至1050°c轴承锻造生产工艺 |
| CN103639672A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-03-19 | 希西维轴承（盱眙）有限公司 | 一种马鞍槽型轴承的锻造工艺 |
| TWI473672B (zh) * | 2012-05-25 | 2015-02-21 | Needle Roller Bearing Co Ltd | Roller holder processing method |
-
2004
- 2004-01-22 JP JP2004014948A patent/JP2005205457A/ja active Pending
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