JP2007138220A - Method and apparatus for die-quenching ring type article - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、拘束型を用いて軸受軌道輪等のリング状品を焼入れするリング状品の型焼入れ方法および装置に関する。 The present invention relates to a ring quenching method and apparatus for quenching a ring-shaped product such as a bearing race using a constraining die.
軸受の軌道輪等のようなリング状品を焼入れする際、熱変形の防止や真円度の調整のために、図11に示すように、リング状品10を円筒状の拘束型13に入れて冷却することが行われている。詳しくは、リング状品10を焼入れ温度(850℃程度)まで加熱した後、マルテンサイト変態点(230℃)付近の温度までは型拘束しない状態で冷却し、同温度まで低下した時点でリング状品10を拘束型13に入れ、その状態のまま一定温度(110℃程度)まで冷却し、同温度まで冷却したなら拘束型13からリング状品10を取り出し、その後は常温まで自然冷却させる。
このような冷却の仕方をする理由は、図12のグラフによって説明することができる。すなわち、SUJ材等の軸受鋼は、焼入れ温度まで加熱した後、急速冷却した場合、マルテンサイト変態点Msまでは収縮するが、マルテンサイト変態点Ms以下になると膨張するという特徴がある。したがって、マルテンサイト変態点Ms付近でリング状品を型拘束することにより、それ以下に冷却されるのに伴ってリング状品が膨張して拘束型に押し付けられて、拘束型の形状と同一になるよう塑性変形する。このため、熱変形の少ない所定の形状および寸法が得られるのである。
When quenching a ring-shaped product such as a bearing ring, the ring-
The reason for such a cooling method can be explained by the graph of FIG. That is, when the bearing steel such as SUJ material is heated to the quenching temperature and then rapidly cooled, it contracts to the martensite transformation point Ms, but expands when the martensite transformation point Ms is reached. Therefore, by constraining the ring-shaped product in the vicinity of the martensite transformation point Ms, the ring-shaped product expands and is pressed against the constraining die as it is cooled below it, so that it is the same as the shape of the constraining die. The plastic deformation is performed. For this reason, the predetermined shape and dimension with little thermal deformation are obtained.
しかし、上記方法で焼入れした場合、リング状品は膨張して拘束型にぴったりと嵌っているため、焼入れ終了後に拘束型からリング状品を分離して取り出すのが容易ではない。実際には、リング状品をパンチで軸方向の打撃を加えて拘束型から取り出すようにしているが、この作業は手間のかかるものである。また、径方向に完全に拘束されているため、型焼入れ時にリング状品に内部歪みが生じ、それが端面部の反り(図11にAで示す)となって現れやすい。 However, when quenched by the above method, the ring-shaped product expands and fits tightly into the constraining mold, so it is not easy to separate the ring-shaped product from the constraining mold after quenching. Actually, the ring-shaped product is removed from the constraining die by hitting it in the axial direction with a punch, but this operation is time-consuming. In addition, since it is completely restrained in the radial direction, internal distortion occurs in the ring-shaped product during mold quenching, and this tends to appear as a warp of the end face (shown by A in FIG. 11).
そこで、拘束型として軸方向に長い縦型円筒状のものを用い、この縦型円筒状の拘束型に対して上側から順にリング状品を押し込み、それによって型内のリング状品が下側から順に押し出されるようにし、型内に滞留している間にリング状品が冷却される構成とする提案が特許文献1に記載されている。この構成とすれば、拘束型からリング状品を取り出す作業が不要で、リング状品の焼入れと取り出しを連続して行うことができる。また、径方向の拘束が緩やかであるので、端面部の反りも現れにくい。 Therefore, a vertical cylindrical shape that is long in the axial direction is used as the constraining die, and the ring-shaped product is pushed into the vertical cylindrical constraining die in order from the upper side. Patent Document 1 discloses a proposal in which the ring-shaped product is cooled while being pushed out in order and staying in the mold. With this configuration, it is not necessary to take out the ring-shaped product from the constraining die, and the ring-shaped product can be quenched and taken out continuously. Further, since the radial restraint is moderate, the end face is less likely to warp.
また、他の試案として、拘束型の有効径を変更可能とし、型拘束して焼入れした後に拘束型の有効径を広げることにより、リング状品を拘束型から容易に取り出せるようにすることが考えられている。
しかし、特許文献1の提案例は、拘束型とリング状品との摩擦力によってリング状品が型内に保持されるようになっているため、大きなリング状品の場合は自重で拘束型から落下してしまう可能性がある。また、拘束型へのリング状品の押し込みと取り出しが連続して行われるため、少量生産のリング状品の製造には不向きである。したがって、この提案例は、大量に生産する比較的小さなリング状品という特殊な条件の場合にだけ適用することができ、リング状品全般の焼入れに適用できるものではない。 However, in the proposed example of Patent Document 1, the ring-shaped product is held in the mold by the frictional force between the constraining mold and the ring-shaped product. There is a possibility of falling. Further, since the ring-shaped product is continuously pushed into and taken out from the constraining mold, it is not suitable for manufacturing a small-volume production of the ring-shaped product. Therefore, this proposed example can be applied only in the case of a special condition of a relatively small ring-shaped product produced in large quantities, and cannot be applied to quenching of ring-shaped products in general.
一方、前記試案の場合は、拘束型の有効径を変更するための機構を必要とし、また型焼入れ中に拘束型の有効径が変更してしまわないように圧力をかけておく必要があり、この圧力として数10トンないし100トンを超える荷重負荷が必要なため、装置が大型化するとともに、運転コストが高くなることが考えられる。 On the other hand, in the case of the tentative plan, a mechanism for changing the effective diameter of the constraining mold is required, and it is necessary to apply pressure so that the effective diameter of the constraining mold does not change during mold quenching. Since this pressure requires a load load exceeding several tens tons to 100 tons, it is conceivable that the apparatus becomes larger and the operating cost becomes higher.
このような背景下にあって、図13および図14に示すように、焼入れ温度まで加熱されたリング状品10を、その両面における外周縁および内周縁のうちの一方の周縁に、リング状品10から軸方向に離れるに従って他方の周縁側に近づくように傾く一対の拘束型11,12を押し当てた状態で冷却して焼入れをすることを試みた。この焼入れ方法によると、軸方向および径方向への熱変形が抑えられて、真円度および平坦度につき精度良く焼入れが行われる。このことは、試験によっても確かめられた。
Under such a background, as shown in FIG. 13 and FIG. 14, the ring-
参考のため、試験の概要を示す。テストピースは、図15に示す形状および寸法の軸受外輪を使用した。このテストピースを、840℃から230℃前後まで型拘束しない状態で一次冷却し、その後、型拘束して100℃前後まで二次冷却した。そして、一次冷却後および二次冷却後の外径を測定した。外径の測定位置は、両面の周縁付近(図15の丸1と丸3)とし、両者の平均値を算出した。その試験結果を表示したのが表1、表2で、表1は変形量を表し、表2は型焼入れ後の研削加工における取り代を表している。また、表1の試験結果をグラフ化したのが図16である。
The outline of the test is shown for reference. As the test piece, a bearing outer ring having the shape and dimensions shown in FIG. 15 was used. The test piece was primarily cooled from 840 ° C. to around 230 ° C. without being constrained by the mold, and then subjected to secondary cooling to around 100 ° C. while confining the mold. And the outer diameter after primary cooling and after secondary cooling was measured. The measurement position of the outer diameter was set to the vicinity of both edges (circle 1 and
このように上記拘束型11,12を用いた型焼入れ方法は、薄肉のリング状品の変形防止に有効であるが、その変形防止効果は、拘束型11,12のリング状品10に対する接触面11a,12aの角度θによって違いがあると思われる。つまり、接触面角度θが大きい場合は、径方向への変形を防止して真円度を高める効果が大きく、接触面角度θが小さい場合は、反りを抑えて平坦度を高める効果が大きい傾向があることが予想される。しかし、上記拘束型11,12は接触面の角度θが一律であるため、リング状品の形状、種類、用途等の条件に応じた最適の変形防止効果を得ることが難しかった。接触面角度θが異なる多数の拘束型を用意しておけば、様々な条件に対応することができるが、それはコストが高くつくので現実的でない。
As described above, the mold quenching method using the constraining
この発明の目的は、比較的簡単な作業手順および構成でありながら、熱変形が少なく、かつ真円度等につき精度の良い型焼入れを行うことのでき、しかも拘束型のリング状品に対する接触面の角度を変更して型焼入れを行うことができるリング状品の型焼入れ方法および装置を提供することである。 An object of the present invention is a contact surface for a constraining ring-shaped product that can perform mold quenching with a high degree of accuracy with respect to roundness, etc., while having a relatively simple work procedure and configuration. It is intended to provide a mold quenching method and apparatus for ring-shaped products that can perform mold quenching by changing the angle of the mold.
この発明のリング状品の型焼入れ方法は、リング状品を焼入れ温度まで加熱する加熱過程と、リング状品の両面における外周縁および内周縁のうちの一方の周縁に、リング状品から軸方向に離れるに従って他方の周縁側に近づくように傾き、かつその傾きがリング状品から軸方向に離れるほど大きいか、または小さい拘束型を押し当てた状態で冷却する冷却過程とを含むことを特徴とする。 The mold quenching method of the ring-shaped product according to the present invention includes a heating process for heating the ring-shaped product to a quenching temperature, and one of the outer peripheral edge and the inner peripheral edge on both sides of the ring-shaped product. And a cooling process of cooling with the constraining die pressed against the ring-shaped article so that the inclination is closer to the other peripheral side, and the inclination is larger or smaller toward the axial direction from the ring-shaped product. To do.
この方法によると、焼入れ温度まで加熱されたリング状品を冷却する際に、リング状品の周縁に上記のように接触面が傾いた拘束型が押し当てられるため、リング状品は、軸方向への伸びおよび径方向への拡張を拘束された状態で冷却されることとなり、両方向への熱変形が抑えられて、真円度および平坦度につき精度良く焼入れが行われる。ただし、両方向への変形を完全に拘束しているのではなく、若干の変形は許容しているため、内部歪み等が生じにくく、端面部の反りも少ない。焼入れ終了後、上下の拘束型を互いに離間させるだけで、拘束型からリング状品を簡単に取り出すことができる。また、拘束型とリング状品とが線で接触するため、拘束型がリング状品からの熱の影響を受けにくく、拘束型の耐久性が良い。
接触面の傾きはリング状品から軸方向に離れるほど大きくなるか、または小さくなるため、リング状品が接触する接触面の位置を変更することで、リング状品に対する接触面の角度を変えることができる。このため、1種類の拘束型で、最適の変形防止効果が得られる任意の接触面角度による型焼入れを行うことができる。
拘束型をリング状品に押し当てる圧力は、拘束状態を維持できる程度あればよく、さほど大きくする必要がない。このため、拘束型および拘束型を支持する部材の自重を前記圧力として利用することができ、拘束型をリング状品に押し当てる機構を簡略なものとすることができる。
According to this method, when the ring-shaped product heated to the quenching temperature is cooled, the constraining mold with the contact surface inclined as described above is pressed against the periphery of the ring-shaped product. Thus, cooling is performed in a state in which the expansion and the expansion in the radial direction are constrained, the thermal deformation in both directions is suppressed, and the roundness and the flatness are quenched with high accuracy. However, the deformation in both directions is not completely constrained, but a slight deformation is allowed. Therefore, internal distortion or the like hardly occurs, and the end face is less warped. After quenching is completed, the ring-shaped product can be easily removed from the constraining mold by simply separating the upper and lower constraining molds from each other. In addition, since the constraining die and the ring-shaped product are in contact with each other with a line, the constraining die is not easily affected by heat from the ring-shaped product, and the durability of the constraining die is good.
Since the inclination of the contact surface increases or decreases with increasing distance from the ring product in the axial direction, the angle of the contact surface with respect to the ring product can be changed by changing the position of the contact surface with which the ring product contacts. Can do. For this reason, mold quenching can be performed with an arbitrary contact surface angle with which an optimal deformation preventing effect can be obtained with one type of constraining mold.
The pressure for pressing the constraining die against the ring-shaped product is only required to maintain the constrained state, and does not need to be increased so much. For this reason, the self-weight of the restraint mold and the member supporting the restraint mold can be used as the pressure, and the mechanism for pressing the restraint mold against the ring-shaped product can be simplified.
前記拘束型は一体のリング状のものとすることができる。拘束型が一体のリング状であると、拘束型の取扱が容易である。
また、前記リング状品は軸受の軌道輪とすることができる。
The constraining mold may be an integral ring. When the constraining die is an integral ring shape, handling of the constraining die is easy.
The ring-shaped product may be a bearing race.
この発明のリング状品の型焼入れ方法において、リング状品の両面における外周縁に拘束型を押し当てる場合に用いる拘束型は、外周縁に押し当てられる面が、リング状品から軸方向に離れるに従ってリング状品の内周縁側に近づくように傾き、かつその傾きがリング状品から離れるほど大きくなるか、または小さくなるよう連続的に変化しているものとする。また、リング状品の両面における内周縁に拘束型を押し当てる場合に用いる拘束型は、内周縁に押し当てられる面が、リング状品から軸方向に離れるに従ってリング状品の外周縁側に近づくように傾き、かつその傾きがリング状品から離れるほど大きくなるか、または小さくなるよう連続的に変化しているものとする。 In the mold quenching method for a ring-shaped product according to the present invention, the constraint die used when pressing the constraint mold against the outer peripheral edge of both surfaces of the ring-shaped product is such that the surface pressed against the outer peripheral edge is separated from the ring-shaped product in the axial direction. Accordingly, the inclination is such that it approaches the inner peripheral edge side of the ring-shaped product, and the inclination continuously increases so as to increase or decrease as the distance from the ring-shaped product increases. In addition, the restraint mold used when the restraint mold is pressed against the inner peripheral edge of both surfaces of the ring-shaped product is such that the surface pressed against the inner peripheral edge approaches the outer peripheral edge side of the ring-shaped product as it moves away from the ring-shaped product in the axial direction. And the slope continuously increases so as to increase or decrease as the distance from the ring-shaped product increases.
また、この発明のリング状品の型焼入れ装置は、リング状品を焼入れ温度まで加熱する加熱部と、この加熱部によって加熱されたリング状品の両面における外周縁および内周縁のうちの一方の周縁に、リング状品から軸方向に離れるに従って他方の周縁側に近づくように傾き、かつその傾きがリング状品から軸方向に離れるほど大きくなるか、または小さくなるよう連続的に変化する拘束型を押し当てた状態で冷却する冷却部とを備え、前記冷却部は、両面が上下を向いたリング状品の上側面の前記周縁に押し当てるように前記拘束型を保持することのできる上型保持手段と、同リング状品の下側面の前記周縁に押し当てるように前記拘束型を保持することのできる下型保持手段と、上型・下型両保持手段の中心を同心に維持する同心維持手段とを有することを特徴とする。 The mold quenching apparatus for a ring-shaped product according to the present invention includes a heating unit that heats the ring-shaped product to a quenching temperature, and one of the outer peripheral edge and the inner peripheral edge on both surfaces of the ring-shaped product heated by the heating unit. A constraining type that tilts toward the periphery so that it approaches the other peripheral side as it moves away from the ring-shaped product in the axial direction, and continuously increases so that the tilt increases or decreases as it moves away from the ring-shaped product in the axial direction. An upper mold that can hold the restraint mold so as to press against the peripheral edge of the upper side surface of the ring-shaped product with both surfaces facing up and down. A holding means, a lower mold holding means capable of holding the constraining die so as to be pressed against the peripheral edge of the lower side surface of the ring-shaped product, and a concentricity maintaining the centers of both the upper mold and the lower mold holding means concentrically Maintenance hand Characterized in that it has and.
この発明のリング状品の型焼入れ装置によれば、加熱部によってリング状品を焼入れ温度まで加熱し、その加熱されたリング状品を、冷却部によって、両面における外周縁および内周縁のうちの一方の周縁に、リング状品から軸方向に離れるに従って他方の周縁側に近づくように傾き、かつその傾きがリング状品から軸方向に離れるほど大きくなるか、または小さくなるよう連続的に変化する拘束型を押し当てた状態で冷却する。冷却部でリング状品を冷却する際には、両面が上下を向いたリング状品の上側面の周縁に、上型保持手段に保持された上型を押し当てるとともに、同リング状品の下側面の周縁に、下型保持手段に保持された下型を押し当てる。このとき、同心維持手段により、上型・下型両保持手段の中心を同心に維持する。冷却部を上記構成とすることにより、冷却部による冷却過程の作業能率を向上させることができる。 According to the mold quenching apparatus for a ring-shaped product of the present invention, the ring-shaped product is heated to the quenching temperature by the heating unit, and the heated ring-shaped product is cooled by the cooling unit among the outer peripheral edge and the inner peripheral edge on both sides. Inclined to one peripheral edge so as to approach the other peripheral side as it moves away from the ring-shaped product in the axial direction, and the inclination continuously increases so as to increase or decrease as it moves away from the ring-shaped product in the axial direction. Cool with the restraint mold pressed. When cooling the ring-shaped product in the cooling section, press the upper mold held by the upper mold holding means against the peripheral edge of the upper surface of the ring-shaped product with both sides facing up and down, The lower mold held by the lower mold holding means is pressed against the peripheral edge of the side surface. At this time, the centers of the upper and lower mold holding means are concentrically maintained by the concentricity maintaining means. By setting the cooling unit to the above configuration, it is possible to improve the work efficiency of the cooling process by the cooling unit.
この発明のリング状品の型焼入れ方法は、リング状品を焼入れ温度まで加熱する加熱過程と、リング状品の両面における外周縁および内周縁のうちの一方の周縁に、リング状品から軸方向に離れるに従って他方の周縁側に近づくように傾き、かつその傾きがリング状品から軸方向に離れるほど大きくなるか、または小さくなるよう連続的に変化する拘束型を押し当てた状態で冷却する冷却過程とを含むものとしたため、比較的簡単な作業手順でありながら、熱変形が少なく、真円度等の精度の良い型焼入れを行うことができ、しかも1種類の拘束型で、最適の変形防止効果が得られる任意の接触面角度による型焼入れを行うことができる。 The mold quenching method of the ring-shaped product according to the present invention includes a heating process for heating the ring-shaped product to a quenching temperature, and one of the outer peripheral edge and the inner peripheral edge on both sides of the ring-shaped product. Cooling that cools in a state where the constraining die is pressed against the other peripheral side as it moves away, and the slope gradually increases as it moves away from the ring-shaped product or decreases continuously. It is possible to perform mold hardening with high accuracy such as roundness with less thermal deformation, and with one type of constraining type, and optimal deformation. Mold quenching can be performed at any contact surface angle that provides a prevention effect.
また、この発明のリング状品の型焼入れ装置は、リング状品を焼入れ温度まで加熱する加熱部と、この加熱部によって加熱されたリング状品の両面における外周縁および内周縁のうちの一方の周縁に、リング状品から軸方向に離れるに従って他方の周縁側に近づくように傾き、その傾きがリング状品から軸方向に離れるほど大きくなるように連続的に変化する拘束型を押し当てた状態で冷却する冷却部とを備え、前記冷却部は、両面が上下を向いたリング状品の上側面の前記周縁に押し当てるように前記拘束型を保持することのできる上型保持手段と、同リング状品の下側面の前記周縁に押し当てるように前記拘束型を保持することのできる下型保持手段と、上型・下型両保持手段の中心を同心に維持する同心維持手段とを有するものとしたため、比較的簡単な構成でありながら、熱変形が少なく、真円度等の精度の良い型焼入れを行うことができ、しかも1種類の拘束型で、最適の変形防止効果が得られる任意の接触面角度による型焼入れを行うことができる。 The mold quenching apparatus for a ring-shaped product according to the present invention includes a heating unit that heats the ring-shaped product to a quenching temperature, and one of the outer peripheral edge and the inner peripheral edge on both surfaces of the ring-shaped product heated by the heating unit. A state in which a constraining die that is continuously inclined so as to become closer to the other peripheral side as it moves away from the ring-shaped product in the axial direction and continuously increases so that the inclination becomes larger as it moves away from the ring-shaped product in the axial direction A cooling part that cools the upper part of the ring-shaped product with both surfaces facing up and down. A lower mold holding means capable of holding the constraining mold so as to be pressed against the peripheral edge of the lower side surface of the ring-shaped article; and a concentricity maintaining means for maintaining the centers of both the upper mold and the lower mold holding means concentrically. Assumed Therefore, it is possible to perform mold hardening with high accuracy such as roundness with little thermal deformation while having a relatively simple configuration, and with one kind of restraint type, an arbitrary deformation prevention effect can be obtained. Mold quenching by contact surface angle can be performed.
この発明の実施形態を図と共に説明する。このリング状品の型焼入れ装置1は、図1に示すように、加熱部2、一次冷却部3、二次冷却部4、空冷部5、洗浄部6および焼戻し部7よりなる。
加熱部2は、加熱炉を用いてリング状品を所定の焼入れ温度(例えば850℃)まで加熱する。この過程を加熱過程という。
一次冷却部3は、焼入れ温度まで加熱されたリング状品を、型拘束しない状態のまま油中に浸漬して、マルテンサイト変態点付近(例えば270℃)まで一次冷却する。二次冷却部4は、一次冷却されたリング状品を、拘束型に型入れした状態で油中に浸漬して、一定温度(例えば110℃)まで二次冷却する。一次冷却と二次冷却を合わせて冷却過程という。
冷却過程終了後、リング状品は、空冷部5で常温まで自然冷却され、洗浄部6で洗浄され、焼戻し部7で焼戻し処理される。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the ring-shaped product quenching apparatus 1 includes a
The
The
After completion of the cooling process, the ring-shaped product is naturally cooled to room temperature by the
この型焼入れ装置1の特徴は、二次冷却部4での型焼入れ方法に有る。その型焼入れ方法とは、リング状品の両面における外周縁および内周縁のうちの一方の周縁に、リング状品から軸方向に離れるに従って他方の周縁側に近づくように傾き、かつその傾きがリング状品から軸方向に離れるほど大きくなるか、または小さくなるよう連続的に変化する拘束型を押し当てた状態で冷却するというものである。ここで、「傾く」というのは、リング状品の周縁と接触する接触面のことであり、拘束型全体の形状や拘束型をリング状品に押し当てるために加圧する方向のことではない。 A feature of the mold quenching apparatus 1 is a mold quenching method in the secondary cooling unit 4. The mold quenching method means that one of the outer peripheral edge and the inner peripheral edge on both sides of the ring-shaped product is inclined so as to approach the other peripheral side as it is axially separated from the ring-shaped product, and the inclination is a ring. It cools in the state which pressed the constraining type | mold continuously changed so that it may become large or it may become small, so that it leaves | separates from an article in an axial direction. Here, “inclined” refers to a contact surface that contacts the periphery of the ring-shaped product, and does not refer to the shape of the entire constraining mold or the direction in which the constraining mold is pressed to press the ring-shaped product.
型焼入れ時におけるリング状品および拘束型の状態を図2に示す。図で符合10はリング状品であり、この例では軸受の外輪とされている。このリング状品10の上下両端面の外周縁に、拘束型である上型11および下型12が押し当てられている。上型11および下型12は、いずれも一体のリング状をしている。拘束型11,12のリング状品に対する接触面11a,12aは、リング状品10の外周面10aに対して傾いていて、拘束型11,12とリング状品10とは線で接触する。接触面11a,12aは内側に凸となる形状で、その傾きはリング状品10から軸方向に離れるほど大きくなっている。図3に示す拘束型11,12のように、接触面11a,12aが内側に凹となる形状で、その傾きがリング状品10から軸方向に離れるほど小さくなるようにしてもよい。
図2および図3に示す拘束型11,12はいずれも、リング状品10に押し当てる接触面11a,12aの位置を変更することにより、リング状品10に対する接触面角度が変わる。例えば、図2の拘束型11,12について言えば、図4に示すように、接触面11a,12aの外周よりの位置をリング状品10に押し当てる場合(A)の接触面角度θ1よりも、接触面11a,12aの内周よりの位置をリング状品10に押し当てる場合(B)の接触面角度θ2の方が大きい(θ1<θ2)。接触面角度が大きい場合は、径方向への変形を防止して真円度を高める効果が大きく、小さい場合は、反りを抑えて平坦度を高める効果が大きいという傾向がある。
FIG. 2 shows the state of the ring-shaped product and the constraining die during mold quenching. In the figure,
2 and 3 both change the position of the contact surfaces 11a and 12a pressed against the ring-shaped
図5はリング状品が軸受の内輪である例を示している。この場合、このリング状品10の上下両端面の内周縁に、拘束型である上型11および下型12が押し当てられる。上記同様に、拘束型11,12の接触面11a,12aは、リング状品10の内周面10aに対して傾斜していて、拘束型11,12とリング状品10とは線で接触する。接触面11a,12aは内側に凸となる形状で、その傾きはリング状品10から軸方向に離れるほど大きくなっている。前記同様、図6に示す拘束型11,12のように、接触面11a,12aが内側に凹となる形状で、その傾きがリング状品10から軸方向に離れるほど小さくなるようにしてもよい。
この場合も、リング状品10に押し当てられる接触面11a,12aの位置を変更することにより、リング状品10に対する接触面角度が変わる。
FIG. 5 shows an example in which the ring-shaped product is an inner ring of a bearing. In this case, the
Also in this case, the contact surface angle with respect to the ring-shaped
上記のように拘束型をリング状品に押し当てるために、図7に示す型押し当て機構が用いられる。この型押し当て機構20は、下型取付ベース21に複数本の昇降ガイド22が鉛直方向に立設され、この昇降ガイド22に沿って上型取付ベース23が摺動自在に設けられている。なお、各昇降ガイド22の上端は連結板24により互いに連結されている。上型取付ベース23は、その下面に上型11がボルト等により取付けられるものであって、上型保持手段となっている。また、下型取付ベース21は、その上面に下型12がボルト等により取付けられるものであって、下型保持手段となっている。上型取付ベース23には昇降ロッド26が連結されており、この昇降ロッド26を図示しない昇降駆動源により上下動させることにより、上型取付ベース23を昇降ガイド22に沿って昇降させるようになっている。昇降ガイド22は、上型・下型両保持手段23,21の中心を同心に維持する同心維持手段となっている。
In order to press the constraining die against the ring-shaped product as described above, the die pressing mechanism shown in FIG. 7 is used. In the mold
一次冷却部3で一次冷却されたリング状品10が上型11と下型12の間に供給されると、下型12に対して上型11が下降してきて、両拘束型11,12によりリング状品10を拘束する。このとき、上型11の一度の下降動作でリング状品10を拘束するのではなく、上型11は、下降してきてリング状品10に当ると一旦浮上するという動作を数回(例えば3回)繰り返してから、正規にリング状品10を拘束する。このような動作を行うことにより、リング状品10が供給された段階では拘束型11,12とリング状品10との間に位置関係のわずかなズレがあった場合でも、そのズレを無くして拘束型11,12とリング状品10とが緊密に接触する状態、いわゆる馴染んだ状態とすることができる。
拘束型11,12に拘束されたリング状品10は、上型11および上型取付ベース23の自重で拘束型11,12をリング状品10の上下の外周縁に押し当てる状態で油中に浸漬され、260℃程度から110℃程度にまで冷却される。
When the ring-shaped
The ring-shaped
上記方法で型焼入れを行うと、リング状品10の周縁に、リング状品10から軸方向に離れるに従って他方の周縁側に近づくように傾く拘束型11,12が押し当てられるため、リング状品10は、軸方向への伸びおよび径方向への拡張を拘束された状態で冷却されることとなり、両方向への熱変形が抑えられて、真円度および平坦度につき精度良く焼入れが行われる。ただし、両方向への変形を完全に拘束しているのではなく、若干の変形は許容しているため、残留歪み等が生じない。焼入れ終了後、上型11を上昇させて上下両型11,12を互いに離間させるだけで、拘束型11,12からリング状品10を簡単に取り出すことができる。
When mold quenching is performed by the above method, the
この型焼入れ方法は、リング状品10の周縁を拘束型11,12の接触面により線で拘束するものであるため、拘束型11,12の接触面11a,12aのいずれかの部分をリング状品の周縁に押し当てれば良い。リング状品10に押し当てられる接触面11a,12aの位置を選択して、リング状品に対する接触面の角度を任意に定めることができるため、1種類の拘束型で、最適の変形防止効果が得られる任意の接触面角度による型焼入れを行うことができる。
In this mold quenching method, the peripheral edge of the ring-shaped
また、拘束型11,12とリング状品10とが線で接触するため、拘束型11,12がリング状品10からの熱の影響を受けにくく、拘束型11,12の耐久性が良い。拘束型11,12をリング状品10の上下の外周縁に押し当てる圧力は、拘束状態を維持できる程度あればよく、さほど大きな圧力は必要としない。このため、上型11および上型取付ベース23の自重を上記圧力として利用することができ、機構が簡略なものとなっている。
Further, since the constraining
この実施の形態では、リング状の拘束型を用いて、リング状品と拘束型とが連続する1本の線で接するようになっているが、図8に示すように、リング状品との接触部が複数の線または点になった拘束型を用いてもよい。
また、この実施の形態では、一次冷却および二次冷却において、リング状品を油中に浸漬して冷却するようにしたが、一次冷却のときは図9に示すように、また二次冷却のときは図10に示すように、リング状品10の外径側および内径側から、リング状品10に向けて冷却油を噴射して冷却するようにしてもよい。また、外径側および内径側のいずれかだけから冷却油を噴射してもよい。
In this embodiment, a ring-shaped constraining die is used so that the ring-shaped product and the constraining die are in contact with each other with a single continuous line. However, as shown in FIG. You may use the constraining type | mold with which the contact part became a several line or point.
In this embodiment, in the primary cooling and the secondary cooling, the ring-shaped product is immersed and cooled in the oil. However, in the primary cooling, as shown in FIG. In some cases, as shown in FIG. 10, cooling oil may be injected from the outer diameter side and the inner diameter side of the ring-shaped
1…型焼入れ装置
2…加熱部
3…一次冷却部
4…二次冷却部
5…空冷部
6…洗浄部
7…焼戻し部
10…リング状品
11…上型(拘束型)
12…下型(拘束型)
20…型押し当て機構
21…下型取付ベース(下型保持手段)
22…昇降ガイド(同心維持手段)
23…上型取付ベース(上型保持手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mold quenching
12 ... Lower mold (restraint type)
20 ... Mold
22 ... Elevating guide (concentricity maintaining means)
23 ... Upper die mounting base (upper die holding means)
Claims (10)
前記冷却部は、両面が上下を向いたリング状品の上側面の前記周縁に押し当てるように前記拘束型を保持することのできる上型保持手段と、同リング状品の下側面の前記周縁に押し当てるように前記拘束型を保持することのできる下型保持手段と、上型・下型両保持手段の中心を同心に維持する同心維持手段とを有するリング状品の型焼入れ装置。 A heating unit that heats the ring-shaped product to the quenching temperature, and one of the outer peripheral edge and the inner peripheral edge on both surfaces of the ring-shaped product heated by the heating unit, the other as the distance from the ring-shaped product increases in the axial direction. A cooling part that cools in a state in which it is inclined so as to approach the peripheral side, and the restraint mold is pressed so that the inclination is increased in the axial direction from the ring-shaped product,
The cooling section includes an upper mold holding means capable of holding the constraining die so as to press against the peripheral edge of the upper side surface of the ring-shaped product with both surfaces facing upward and downward, and the peripheral edge of the lower side surface of the ring-shaped product. A mold quenching apparatus for a ring-shaped product, comprising: a lower mold holding means capable of holding the constraining mold so as to be pressed against the center; and a concentricity maintaining means for maintaining the centers of both the upper mold and the lower mold holding means concentrically.
前記冷却部は、両面が上下を向いたリング状品の上側面の前記周縁に押し当てるように前記拘束型を保持することのできる上型保持手段と、同リング状品の下側面の前記周縁に押し当てるように前記拘束型を保持することのできる下型保持手段と、上型・下型両保持手段の中心を同心に維持する同心維持手段とを有するリング状品の型焼入れ装置。 A heating unit that heats the ring-shaped product to the quenching temperature, and one of the outer peripheral edge and the inner peripheral edge on both surfaces of the ring-shaped product heated by the heating unit, the other as the distance from the ring-shaped product increases in the axial direction. A cooling part that cools in a state where it is tilted so as to approach the peripheral side, and the restraint mold is so small that the tilt is away from the ring-shaped product in the axial direction,
The cooling section includes an upper mold holding means capable of holding the constraining die so as to press against the peripheral edge of the upper side surface of the ring-shaped product with both surfaces facing upward and downward, and the peripheral edge of the lower side surface of the ring-shaped product. A mold quenching apparatus for a ring-shaped product, comprising: a lower mold holding means capable of holding the constraining mold so as to be pressed against the center; and a concentricity maintaining means for maintaining the centers of both the upper mold and the lower mold holding means concentrically.
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JP2005331546A JP2007138220A (en) | 2005-11-16 | 2005-11-16 | Method and apparatus for die-quenching ring type article |
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