JP2008279486A - Method for manufacturing outer ring for rolling bearing, and rolling bearing - Google Patents
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本発明は、転がり軸受用外輪の製造方法及び転がり軸受に関し、より詳細には、ローリング成形によって拡径し、軌道溝を成形する転がり軸受用外輪の製造方法の改良に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an outer ring for a rolling bearing and a rolling bearing, and more particularly to an improvement in a method for manufacturing an outer ring for a rolling bearing that expands the diameter by rolling and forms a raceway groove.
転がり軸受用外輪は、熱間鍛造、温間鍛造、或いは冷間鍛造などによってリング状素材を成形した後、このリング状素材をローリング成形によって拡径し、内周面の軸方向中間部に軌道溝を成形し、更に切削加工して製作される(例えば、特許文献1参照。)。このような鍛造及びローリング成形によって転がり軸受用外輪を製造すると、鍛造時の目抜き部の径を、製品内径よりも小さくでき、歩留りが向上することから、転がり軸受用外輪の製造に一般的に用いられている。 The outer ring for a rolling bearing is formed into a ring-shaped material by hot forging, warm forging, or cold forging, and then the ring-shaped material is expanded in diameter by rolling, and the raceway is formed in the axially intermediate portion of the inner peripheral surface. A groove is formed, and further manufactured by cutting (see, for example, Patent Document 1). When the outer ring for rolling bearings is manufactured by such forging and rolling molding, the diameter of the cut-out portion at the time of forging can be made smaller than the inner diameter of the product, and the yield is improved. It is used.
従来のローリング成形による拡径及び軌道溝の成形は同時に行われており、図5に示すように、互いに並行且つ相対回転自在に支持された成形ロール1とマンドレル2との間で、鍛造成形されたリング状素材3の円周方向の一部を径方向に押圧することにより行われる。マンドレル2は、転がり軸受用外輪4の軌道溝5を形成するため、外周面の一部に軌道溝5の形状に近似した母線形状を有するリング状凸部6を有する。
As shown in FIG. 5, the diameter expansion and the raceway grooves are formed at the same time by conventional rolling forming, and as shown in FIG. 5, forging is performed between a forming
具体的には、図5(a)に示すように、リング状素材3をマンドレル2に緩く外嵌させた状態で、マンドレル2を成形ロール1に押圧しながら回転させると、リング状素材3及び成形ロール1が連れ回り回転しながら拡径し、軌道溝5が成形される。ローリング成形の初期段階においては、図5(b)に示すように、リング状素材3は、マンドレル2のリング状凸部6と成形ロール1で挟まれたリング状素材3の軸方向中心部にのみ圧縮応力が作用した状態で拡径される。そして、リング状凸部6の形状がリング状素材3にほぼ転写されると、リング状素材3の軸方向両端部がマンドレル2のリング状凸部6の両側部分に当接し、転がり軸受用外輪4が成形される(図5(c)参照)。
上記した拡径及び軌道溝の成形が同時に行われる従来のローリング成形によると、図6に示すように、ローリング成形の初期段階においては、リング状素材3の軸方向中心部(リング状凸部6と成形ロール1で挟まれた部分)にのみ圧縮応力が作用し、リング状凸部6の軸方向両側の部分には圧縮応力が作用しない状態で拡径される。このため、圧縮応力が作用しながら拡径されるリング状素材3の軸方向の中心領域3aには割れが発生することはないが、リング状凸部6の軸方向の両側領域3bは、拡径に伴う引張応力のみが作用した状態で拡径されるため、割れが発生し易いという問題があった。従って、拡径率の大きな成形条件で成形することができず、歩留り向上のためには、更なる改善の余地があった。
According to the conventional rolling molding in which the above-described diameter expansion and raceway groove molding are performed simultaneously, as shown in FIG. 6, in the initial stage of rolling molding, the axial center portion (ring-shaped convex portion 6) of the ring-
また、従来のローリング成形は、リング状素材3の外周面に対して外径寸法を決めるための拘束力が作用しないため、寸法精度が低く、後工程である切削工程での切削代を多く見込む必要があり、歩留り低下と共に、切削コストが高くなる問題点があった。
Further, in the conventional rolling molding, since the binding force for determining the outer diameter dimension does not act on the outer peripheral surface of the ring-
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、リング状素材に割れを生じさせることなく、大きな拡径率でのローリング成形を可能として、高精度の転がり軸受用外輪を歩留りよく、且つ安定して成形することができる転がり軸受用外輪の製造方法及び転がり軸受を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to enable rolling molding with a large diameter expansion rate without causing cracks in the ring-shaped material, and to provide a high-accuracy outer ring for a rolling bearing. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an outer ring for a rolling bearing and a rolling bearing that can be stably molded with good yield.
本発明の上記目的は、下記の方法により達成される。
(1) 円筒状で、内周面の軸方向中間部に軌道溝を有し、所定の外径を持った転がり軸受用外輪の製造方法であって、
鍛造によりリング状素材を成形する工程と、
矩形断面のまま前記リング状素材を前記所定の外径まで拡径する第1ローリング成形工程と、
前記リング状素材に前記軌道溝を成形する第2ローリング成形工程と、
を備えることを特徴とする転がり軸受用外輪の製造方法。
(2) 前記第2ローリング成形工程は、前記リング状素材の外周部をリング状の金型で拘束しながら前記軌道溝を成形することを特徴とする(1)に記載の転がり軸受用外輪の製造方法。
(3) (1)又は(2)に記載の製造方法によって製造される外輪を有することを特徴とする転がり軸受。
The above object of the present invention is achieved by the following method.
(1) A method for manufacturing an outer ring for a rolling bearing having a cylindrical shape, having a raceway groove in an axially intermediate portion of an inner peripheral surface, and having a predetermined outer diameter,
Forming a ring-shaped material by forging;
A first rolling forming step of expanding the ring-shaped material to the predetermined outer diameter with a rectangular cross section;
A second rolling forming step of forming the raceway groove in the ring-shaped material;
The manufacturing method of the outer ring | wheel for rolling bearings characterized by providing.
(2) In the outer ring for a rolling bearing according to (1), in the second rolling forming step, the raceway groove is formed while constraining an outer peripheral portion of the ring-shaped material with a ring-shaped mold. Production method.
(3) A rolling bearing having an outer ring manufactured by the manufacturing method according to (1) or (2).
尚、本発明で言う「転がり軸受用外輪」とは、上記第1、第2ローリング成形工程後に仕上げ加工等の後工程が行われるものも含むものとする。 The “outer ring for rolling bearing” referred to in the present invention includes those in which a post-process such as finishing is performed after the first and second rolling forming steps.
本発明の転がり軸受用外輪の製造方法によれば、鍛造によりリング状素材を成形した後、第1ローリング成形工程によって矩形断面のままリング状素材を所定の外径まで拡径するようにしたので、矩形断面の全領域に圧縮応力を作用させながら拡径することができる。これにより、割れの発生を抑制して、大きな拡径率でのローリング成形が可能となる。 According to the method for manufacturing an outer ring for a rolling bearing of the present invention, after the ring-shaped material is formed by forging, the ring-shaped material is expanded to a predetermined outer diameter with a rectangular cross section by the first rolling forming process. The diameter can be increased while compressive stress is applied to the entire region of the rectangular cross section. Thereby, generation | occurrence | production of a crack is suppressed and rolling shaping | molding with a big diameter expansion rate is attained.
また、第1ローリング成形工程によって所定の外径まで拡径されたリング状素材に対して、第2ローリング成形工程によって軌道溝を成形するようにしたので、軌道溝成形時の押し込みによる成形量が少なく、安定した生産が可能となる。また、第2ローリング成形工程においては拡径を伴わないので、マンドレルの外径を大きくして剛性を高めることができ、これによりマンドレルの寿命が向上すると共に、転がり軸受用外輪の寸法精度が安定する。 In addition, since the raceway groove is formed by the second rolling molding process on the ring-shaped material that has been expanded to the predetermined outer diameter by the first rolling molding process, the molding amount due to the pressing at the time of the raceway groove molding is reduced. Less and stable production is possible. In addition, since there is no diameter expansion in the second rolling molding process, the mandrel outer diameter can be increased to increase the rigidity, thereby improving the life of the mandrel and stabilizing the dimensional accuracy of the outer ring for the rolling bearing. To do.
また、第2ローリング成形工程において、リング状素材の外周部をリング状の金型で拘束しながら軌道溝を成形すれば、極めて寸法精度が高い転がり軸受用外輪の成形が可能となり、従来後工程とした切削加工の削減が可能となり、コストダウンを図ることができる。 Also, in the second rolling molding process, if the raceway groove is molded while restraining the outer periphery of the ring-shaped material with a ring-shaped mold, it is possible to mold the outer ring for a rolling bearing with extremely high dimensional accuracy. This makes it possible to reduce the cutting process and reduce costs.
以下、本発明に係る転がり軸受用外輪の製造方法及び転がり軸受の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments of a method for manufacturing an outer ring for a rolling bearing and a rolling bearing according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
本発明に係る転がり軸受用外輪の製造方法は、第1ローリング成形工程によってリング状素材を矩形断面のまま拡径のみを行った後、第2ローリング成形工程によって拡径を伴うことなく軌道溝の成形のみを行って、転がり軸受用外輪を製造することを特徴とする。 In the manufacturing method of the outer ring for a rolling bearing according to the present invention, after the ring-shaped material is only expanded in the first rolling forming step while maintaining the rectangular cross section, the second rolling forming step is performed without increasing the diameter of the raceway groove. A rolling bearing outer ring is manufactured only by molding.
転がり軸受用外輪10を成形するためのリング状素材11は、高炭素クロム軸受鋼、高速度鋼、ステンレス鋼等を、熱間、温間、または冷間鍛造により鍛造成形することにより準備される。リング状素材11の断面形状は矩形であり、その外径D1及び内径d1は、製品である転がり軸受用外輪10の外径D2及び内径d2より小さく成形されている。
A ring-
このようなリング状素材11は、先ず、第1ローリング成形工程によって矩形断面のまま拡径のみが行われる。即ち、図1に示すように、リング状素材11は、互いに並行且つ相対回転自在に支持された第1成形ロール12と第1マンドレル13との間で、円周方向の一部が挟持される。第1成形ロール12の内周部及び第1マンドレル13の外周部には、それぞれ転がり軸受用外輪10の幅と略同じ幅を有する矩形溝14、15が設けられている。
Such a ring-
図2に示すように、リング状素材11を第1マンドレル13に緩く外嵌させた状態で第1マンドレル13を第1成形ロール12に押圧しながら回転させると、リング状素材11及び第1成形ロール12が連れ回り回転する。これにより、リング状素材11は転がり軸受用外輪10の外径D2に近似した外径まで拡径されて、中間処理リング状素材11Aが成形される。
As shown in FIG. 2, when the
このとき、リング状素材11は、矩形断面のまま拡径のみが行われるので、断面の全領域に圧縮応力を作用させた状態で拡径することができ、従って、割れの発生が大幅に抑制される。このため、拡径と軌道溝とを同時に成形する従来のローリング成形と比較して、大きな拡径率でのローリング成形が可能となり、生産効率を大幅に向上させることができる。
At this time, since the ring-
上記したように、第1ローリング成形工程によって矩形断面のまま所定の外径D2まで拡径のみが行われた中間処理リング状素材11Aは、第2ローリング成形工程によって拡径を伴うことなく軌道溝16の成形のみが行われて転がり軸受用外輪10が製造される。
As described above, the intermediate-processed ring-
図3に示すように、矩形断面のまま拡径された中間処理リング状素材11Aは、その外周部17がリング状の金型であるリングダイス21に内嵌され外周部17が拘束されると共に、第2マンドレル23に緩く外嵌されセットされる。リングダイス21の内径は、転がり軸受用外輪10の外径D2と同じ寸法を有する。第2マンドレル23の外周部には、軸方向中央部に軌道溝16の形状に近似した母線形状を有するリング状凸部24が形成されている。また、第2マンドレル23は、拡径を伴うことなく溝成形のみを行うので、外形寸法を大きくすることができ、第2マンドレル23の外径D4は、第1マンドレル13の外径D3、好ましくは、鍛造成形されたリング状素材11の内径d1より大きく設定されている。これにより、第2マンドレル23の剛性が高められ、第2マンドレル23の寿命が向上すると共に、転がり軸受用外輪10を精度よく製作することができる。リングダイス21の外周部26は、第2マンドレル23と互いに並行且つ相対回転自在に支持された補助ロール22に当接してバックアップされている。
As shown in FIG. 3, the intermediate processing ring-
図4に示すように、中間処理リング状素材11Aをリングダイス21に内嵌し、第2マンドレル23に緩く外嵌させた状態で第2マンドレル23をリングダイス21を介して補助ロール22に押圧しながら回転させると、中間処理リング状素材11A、リングダイス21、及び補助ロール22が連れ回り回転し、中間処理リング状素材11Aの内周部に軌道溝16が成形される。
As shown in FIG. 4, the intermediate processing ring-shaped
この第2ローリング成形工程においては、拡径を伴うことなく溝成形のみが行われるので、中間処理リング状素材11Aには引張応力が作用せず、従って割れが生じることはない。また、押し込みによる成形量が少なく、安定した成形を行うことができる。更に、中間処理リング状素材11Aは、外周部17がリングダイス21によって拘束された状態で溝成形されるので、寸法精度、真円度ともに高い精度で成形することができる。従って、従来後工程とした切削工程を削減することができ、大幅なコストダウンが達成される。
In the second rolling forming step, only the groove forming is performed without expanding the diameter, so that the tensile stress does not act on the intermediate-processed ring-shaped
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、リング状素材の製造方法は、特に限定されず、従来公知の任意の方法によって成形することができる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. For example, the manufacturing method of the ring-shaped material is not particularly limited, and can be formed by any conventionally known method.
10 転がり軸受用外輪
11 リング状素材
11A 中間処理リング状素材
16 軌道溝
17 リング状素材の外周部
21 リングダイス(リング状の金型)
D2 転がり軸受用外輪の外径(所定の外径)
DESCRIPTION OF
D2 Outer diameter of rolling bearing outer ring (predetermined outer diameter)
Claims (3)
鍛造によりリング状素材を成形する工程と、
矩形断面のまま前記リング状素材を前記所定の外径まで拡径する第1ローリング成形工程と、
前記リング状素材に前記軌道溝を成形する第2ローリング成形工程と、
を備えることを特徴とする転がり軸受用外輪の製造方法。 A method for manufacturing an outer ring for a rolling bearing having a cylindrical shape, having a raceway groove in an axially intermediate portion of an inner peripheral surface, and having a predetermined outer diameter,
Forming a ring-shaped material by forging;
A first rolling forming step of expanding the ring-shaped material to the predetermined outer diameter with a rectangular cross section;
A second rolling forming step of forming the raceway groove in the ring-shaped material;
The manufacturing method of the outer ring | wheel for rolling bearings characterized by providing.
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