JP2009131874A - 転造におけるファイバーフローを制御して外径面に環状凹溝を有するリング製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 リング製品、例えばベアリングの内輪レースのローリングによる製造において、外径部に幅広の環状凹溝を形成する場合、この幅広の環状凹溝にファイバーフローを合致させてリング製品、例えばベアリングの内輪レースに製造する方法を提供する。
【解決手段】 先ず、外径部５ｃに形成する幅広の環状凹溝６とは反対のリング素形５の内径部５ａに環状の窪み５ｂを旋削加工してリング素形５とする。次いで、この旋削加工を施したリング素形５を熱間ローリングすることによって、内径部５ａに環状の窪み５ｂをなくし、外径部５ｃに幅広の環状凹溝６を有するリング製品８に製造する。この熱間ローリング時に金属組織のファイバーフロー７を外径部５ｃに形成の幅広の環状凹溝６の形状に沿わせることからなるファイバーフローを制御して外径部５ｃに環状凹溝６を有するリング製品８とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リングの内径部に有する幅の広い環状凹溝、例えばベアリングの外輪レースの幅の広いレース凹溝、の断面形状に沿った金属組織からなるファイバーフローを有する強度に優れたリング製品を製造する方法に関する。

従来、リング製品の製造方法、例えばベアリングの外輪レースあるいは内輪レースなどのベアリングレースの製造方法として、ビレットを据込加工により台盤状すなわち円盤体状のワークに成形し、この円盤体状のワークをさらに据込加工してリング状ワークに成形した後、熱間ローリングや冷間ローリングにより転造加工した後、旋削によりリング製品、例えばベアリングの外輪レースや内輪レースに仕上げている。

ところで、リング面に環状凹溝を有するリング製品の製造において、この環状凹溝の溝幅が広い場合、この幅広の環状凹溝を慣用のローリングを行う際に、この幅広の環状凹溝に金属組織のファイバーフローを合致させるファイバーフロー指定部を行ってローリングしても、ファイバーフローが指定の要求に沿って形成できなかった。これはファイバーフロー指定部が幅方向に広いため、ローリング時の変形がワークの内部まで及びがたいためである。

一方、このような従来のリング製品の鍛造方法として、鍛造割れを起こしやすい鋼材を、強度および耐食性の優れた一体構造の大型鍛造品に製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この方法は、鍛造した後に均質化処理し、その後ファイバーフローを使用面に対して横目になるようにして製品形状とし、加熱後に急冷する溶体化処理による大型の鍛造品の製造方法である。しかし、この方法を適用しても、リング面に幅の広い環状凹溝を有するリング製品、例えばベアリングの内輪レースの幅広のレース凹溝、をローリングにより転造することで、このリング製品のリング面の環状凹溝にファイバーフローを合致するように指定してローリングにより形状化することはできなかった。

特開２０００−１４４２５３号公報

本発明が解決しようとする課題は、リング製品、例えばベアリングの内輪レースのローリングによる製造において、外径部に幅広の環状凹溝を形成する場合、この幅広の環状凹溝にファイバーフローを合致してリング製品、例えばベアリングの内輪レースに製造する方法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、ブランクから鍛造によりリング素材を形成し、このリング素材を熱間ローリングにより外径部に幅広の環状凹溝を有するリング製品に転造するにあたり、先ず、外径部に形成する幅広の環状凹溝とは反対のリング素材の内径部に環状の窪みを旋削加工してリング素形とする。次いで、この旋削加工を施したリング素形を熱間ローリングすることによって、内径部に環状の窪みをなくして外径部に幅広の環状凹溝を有するリング製品に製造するもので、この熱間ローリング時に金属組織の肉の流れであるファイバーフローを外径部に形成の幅広の環状凹溝の形状に沿わせることを特徴とするファイバーフローを制御して外径面に環状凹溝を有するリング製品の製造方法である。

請求項２の発明では、リング製品がベアリングの内輪レースであり、環状凹溝が環状の内輪レース凹溝であることを特徴とする請求項１の手段のファイバーフローを制御して外径面に環状凹溝を有するリング製品の製造方法である。

本発明は上記の手段とすることで、鋼種の特性としてファイバーフローの変化が少ない鋼種であっても、リング外径部に幅広の環状凹溝に沿ったファイバーフローを有することで、強度に優れたリング製品、例えば強度に優れたベアリングの幅広の環状凹溝を有する内輪レースの製造を可能にするなど、本発明は従来にない優れた効果を奏する。

この発明を実施するための手段について、以下に図面を参照しながら説明する。本発明の手段は、熱間ローリングによるリング製品８、例えばベアリングの内輪レースの製造方法として、外径部５ｃの幅広の環状凹溝６を成形する際に、この外径部５ｃの幅広の環状凹溝６にファイバーフロー７を沿わせるために、この環状凹溝６とは反対側の内径部５ａに環状の窪み５ｂを設けることにより、内径部５ａに環状の窪み５ｂを有しないものに比し、熱間ローリング時の鋼組織のファイバーフロー７を、より一層に幅広の外径部５ｃの環状凹溝６に沿わせる方法である。

そこで、図１に示すように、ビレット１をプレス内で据込鍛造し円盤体２とし、この円盤体２をさらにダイおよびパンチによりカップ体３に鍛造し、カップ体３の底３ａをパンチにより抜いてリング体４とする。さらにリング体４を旋削により内径部５ａに幅広の環状の窪み５ｂを有するリング素形５に削り出す。図２に、このリング素形５の断面のマクロ組織を示す。次いで、図１に示すように、この環状の窪み５ｂと反対側である外径部５ｃに、ファイバーフロー指定をした幅広の環状凹溝６を熱間ローリングにより形成する。例えば、外径部５ｃにファイバーフロー６が要求されているため、旋削によるリング素形５では、内径部５ａに環状の窪み５ｂが削り出され、このリング素形５を熱間ローリングにより所定の形状に成形することで、内径部５ａに環状の窪み５ｂを設けることなくローリングする従来の方法よりも、ローリングによる加工力が、リング素形５の内部にまで及ぶ結果、要求を満足するファイバーフロー７を外径部５ｃの幅広の環状凹溝６に有するリング製品８が得られることとなる。

上記の熱間ローリングにより幅広の環状凹溝６を外径部５ｃに形成する方法では、リング素形５の内径部５ａをローリング装置のマンドレルに通し、リング素形５の外径部５ｃをローリング装置の外周面に環状凸部を有する成形ロールで加圧しながらローリング加工を行うことで、リング素形５の内径部５ａの窪み５ｂを解消してリング素形５の外径部５ｃに反転させて環状凹溝６を形成する。

次いで、このリング製品８を旋削により、例えば図３に示すプロフィールからなるベアリングの内輪レース９とする。このプロフィールの環状凹溝６の内部にはファイバーフロー７を環状凹溝６に沿って有し、強度の高い組織に形成されている。

本発明の方法を工程順に示す模式図である。 本発明におけるリング素形５の断面のマクロ組織を示す。 本発明の方法により形成のベアリングの内輪レース９の断面を模式的に示す図である。

符号の説明

１ ビレット
２ 円盤体
３ カップ体
３ａ 底
４ リング体
５ リング素形
５ａ 内径部
５ｂ 窪み
５ｃ 外径部
６ 環状凹溝
７ ファイバーフロー
８ リング製品
９ 内輪レース

Claims (2)

1. ビレットから鍛造によりリング素材を形成し、このリング素材を熱間ローリングにより外径部に幅広の環状凹溝を有するリング製品に転造するにあたり、先ず、外径部に形成する幅広の環状凹溝とは反対のリング素材の内径部に環状の窪みを旋削加工により形成してリング素形とし、次いで、この旋削加工を施したリング素形を熱間ローリングすることによって、内径部に有していた環状の窪みをなくして外径部に幅広の環状凹溝を有するリング製品に製造することによりファイバーフローを外径部に形成の幅広の環状凹溝の形状に沿わせることを特徴とするファイバーフローを制御して外径面に環状凹溝を有するリング製品の製造方法。
2. リング製品がベアリングの内輪レースであり、環状凹溝が環状の内輪レース凹溝であることを特徴とする請求項１に記載のファイバーフローを制御して外径面に環状凹溝を有するリング製品の製造方法。