JP2011025312A - Method and apparatus for manufacturing inner and outer ring - Google Patents
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Description
本発明は、主として軸受における内外輪を一個の円柱状素材から製造する内外輪の製造方法及びその装置に関する。 The present invention mainly relates to an inner / outer ring manufacturing method and an apparatus for manufacturing an inner / outer ring in a bearing from a single cylindrical material.
従来、玉軸受の内外輪の製造方法としては、たとえば図27に示すように、加熱され所定寸法に切断した一個の円柱状素材10Aを据込み加工して、図27の(b)に示す円盤状素材10Bを形成し、その後、第1工程において、円盤状素材10Bを圧造成形して、図27の(c)に示す大径の外輪部11と該外輪部11と同心一体に中間輪部13を介して突出する小径の有底内輪部12とでなる一個の第1成形品10Cを形成し、次いで、第2工程において、パンチとダイスの各凹部に第1成形品10Cを嵌置した状態のもとでパンチ中心に摺動自由に設けられる打抜パンチにより有底内輪部12の底部12aを打抜いて、図27の(d)に示す第2成形品10Dを形成し、然る後、第3工程において、第2成形品10Dを内外二つのダイスと内外二つのパンチで2段打ちすることにより、図27の(e)に示すように外輪R1′と、内輪R2′と、打抜きかすとしての中間輪R3′の3つに分離して形成するようにしたものが知られている。
ところで、上記した内外輪の製造方法によれば、円盤状素材10Bからいきなり大径の外輪部11と該外輪部11と同心一体に中間輪部13を介して突出する小径の有底内輪部12とでなる第1成形品10Cを成形するため、大きな成形荷重を必要とする問題があった。また、有底内輪部12における底部12aの打抜きによる抜きかすと、内輪R2′と外輪R1′を分離するときに発生する中間輪(打ち抜カス)R3′とが発生する。このとき、有底内輪部12における底部12aの抜きかすは、製造すべき内輪R1′の内径と同一径であり、しかも上記した円盤状素材10Bからいきなり第1成形品10Cを成形する製造工程によれば底部12aの抜きかすは厚肉状に残ることになり、非常に多くの材料ロスが発生する。このため、歩留まりが悪く材料コストが高く付く問題を有していた。 By the way, according to the manufacturing method of the inner and outer rings described above, the outer ring part 11 having a large diameter suddenly starts from the disc-shaped material 10B, and the small-diameter bottomed
そこで、本発明は、上記した問題に鑑み発明したもので、内外輪の製作を容易に行なうことができながら、歩留まりを向上でき、材料コストの低減化が行なえる内外輪の製造方法及びその装置の提供を課題とする。 Accordingly, the present invention has been invented in view of the above-described problems. An inner / outer ring manufacturing method and apparatus capable of improving the yield and reducing the material cost while being able to easily manufacture the inner / outer ring. The issue is to provide
上記した問題を解決するために、本願の請求項1記載の発明は、一個の円柱状素材から内外輪を製造する内外輪の製造方法として、まず、第1工程において、加熱され所定寸法に切断された一個の円柱状素材を圧造成形して、外周が円形状に成形され、かつ、一端面中央に内方に向かって次第に小径となるテーパ内面を有するテーパ凹部と、テーパ凹部の底面中央部に製造すべき内輪の内径よりも小径で肉薄底部を有する円形穴が形成された第1成形品を成形し、次に、第2工程において、第1成形品を打抜きパンチにより円形穴の肉薄底部を打抜き加工して、中央部に製造すべき内輪の内径よりも小径の円形貫通孔を有する第2成形品を形成し、その後、第3工程おいて、第2成形品をその円形貫通孔の周りを前方に押し出すと同時に拡径しながら圧造成形して、外輪部と該外輪部と同心一体に中間輪部を介して突出する内輪部とでなる一個の第3成形品を形成し、然る後、第4工程において、第3成形品を内外二つのダイと内外二つのパンチで2段打ちすることにより、内外輪を同時に打抜ぬいて、内輪と、外輪と、打抜きかすとしての中間輪を形成するようにしたことを特徴とする。
なお、円柱状素材とは、円柱状素材に据え込み加工を施した円盤状素材をも含む概念である。In order to solve the above-described problem, the invention according to
The columnar material is a concept including a disk-shaped material obtained by upsetting a columnar material.
また、本願の請求項2記載の発明は、一個の円柱状素材から内外輪を製造する内外輪の製造方法として、まず、第1工程において、加熱され所定寸法に切断された一個の円柱状素材を圧造成形して、外周が円形状に成形され、かつ、一端面中央に内方に向かって次第に小径となるテーパ内面を有するテーパ凹部と、テーパ凹部の底面中央部に製造すべき内輪の内径よりも小径で肉薄底部を有する円形穴が形成された第1成形品を成形し、次に、第2工程において、第1成形品を打抜きパンチにより円形穴の肉薄底部を打抜き加工して、中央部に製造すべき内輪の内径よりも小径の円形貫通孔を有する第2成形品を形成し、その後、第3工程おいて、第2成形品をその円形貫通孔の周りを前方に押し出すと同時に拡径しながら圧造成形して、外輪部と、該外輪部と同心一体で外輪部の一端部内周に外周一端部が連結され他端部が突出する内輪部とでなる一個の第3成形品を形成し、然る後、第4工程において、第3成形品をダイとパンチで内外輪を打抜ぬきにより二つに分離して、外輪と内輪を形成するようにしたことを特徴とする。
なお、中間輪部を出さない内外輪とは、冷間リングローリングで拡大する玉軸受の内外輪(内外ブランク)や円すいころ軸受の内外輪(テーパー面を有する内外ブランク)を含む概念である。In the invention according to
The inner and outer rings without the intermediate ring portion are concepts including inner and outer rings of ball bearings (inner and outer blanks) that are enlarged by cold ring rolling and inner and outer rings of tapered roller bearings (inner and outer blanks having a tapered surface).
また、本願の請求項3記載の発明は、一個の円柱状素材から内外輪を製造する内外輪の製造装置として、一端面中央に内方に向かって次第に小径となるテーパ外面を有するテーパ凸部と、テーパ凸部の先端中央部から前方に突出する円形突部とが同心状に形成されたパンチと、内周面が円形の成形用凹所を有するダイとを備え、これらパンチとダイにより加熱され所定寸法に切断された一個の円柱状素材を圧造成形して、外周が円形状に成形され、かつ、一端面中央に内方に向かって次第に小径となるテーパ内面を有するテーパ凹部と、テーパ凹部の底面中央部に製造すべき内輪の内径よりも小径で肉薄底部を有する円形穴が形成された第1成形品を成形する第1鍛造ステーションと、第1成形品の円形穴とほぼ同径の打ち抜きパンチとダイとを備え、これら打抜きパンチとダイにより第1成形品におけるパンチにより円形穴の肉薄底部を打抜き加工して、中央部に製造すべき内輪の内径よりも小径の円形貫通孔を有する第2成形品を形成する第2鍛造ステーションと、段部を介して突出される外輪の内面成形用の円柱部と、円柱部の先端にこれと同心状に設けられた内輪の内面形成用の拡径成形ピンとを有するパンチと、外輪の外面形成用の環状部と、内輪の外面形成用の環状部と凹所とをもつダイとを備え、これらパンチとダイにより第2成形品をその円形貫通孔の周りを前方に押し出すと同時に拡径しながら圧造成形して、外輪部と、該外輪部と同心一体で外輪部の一端部内周に外周一端部が連結され他端部が突出する内輪部とでなる一個の第3成形品を形成する第3圧造ステーションと、内輪部のみが嵌入し得る環状ダイと、外輪部内及び環状ダイ内に嵌入可能なパンチとを備え、これらパンチとダイにより打ち抜き加工して外輪と内輪を分離形成する第4圧造ステーションとで構成されていること特徴とする。
なお、中間輪部を出さない内外輪とは、冷間リングローリングで拡大する玉軸受の内外輪(内外ブランク)や円すいころ軸受の内外輪(テーパー面を有する内外ブランク)を含む概念である。Further, the invention according to
The inner and outer rings without the intermediate ring portion are concepts including inner and outer rings of ball bearings (inner and outer blanks) that are enlarged by cold ring rolling and inner and outer rings of tapered roller bearings (inner and outer blanks having a tapered surface).
本願の請求項1記載の内外輪の製造方法によれば、第1工程において、一端面中央に内方に向かって次第に小径となるテーパ内面を有するテーパ凹部と、テーパ凹部の底面中央部に製造すべき内輪の内径よりも小径で肉薄底部を有する円形穴が形成された第1成形品を成形し、第2工程において、上記肉薄底部を打抜き、中央部に製造すべき内輪の内径よりも小径の円形貫通孔を有する第2成形品を形成するようにしたので、中心円形穴の打抜きかすを極力少なく抑えることが可能となる。しかも、第3工程で、テーパ凹部の円形貫通孔周りを前方に押出しで拡径しながら内外輪を成形するようにしたから、テーパ凹部と円形貫通孔を利用して成形荷重少なく外輪部とこれの前方に突出する内輪部を容易に成形することができる。その結果、成形荷重が減り内外輪の製作を容易に行なうことができながら、中心円形穴の打抜きかすを極力少なく抑えて歩留まりを向上でき、材料コストの低減化が行なえる。 According to the method for manufacturing the inner and outer rings according to
また、本願の請求項2記載の内外輪の製造方法によれば、先の請求項1記載の内外輪の製造方法と同様に、中心円形穴の打抜きかすを極力少なく抑え、かつ、テーパ凹部と円形貫通孔を利用して成形荷重少なく外輪部とこれの前方に突出する内輪部を容易に成形することができ、しかも、先の請求項1記載の内外輪の製造方法に比べて中間輪部を出さずに内外輪を小さく成形するので、より歩留まりを向上できかつ材料コストの低減化が行なえる。特に、従来の機工法で中間輪部を出さずかつ冷間リングローリングで拡大する玉軸受の内外輪(内外ブランク)や円すいころ軸受の内外輪(テーパー面を有する内外ブランク)を成形する場合の打ち抜きかすと比べ、本発明ではその打ち抜きかす重量を1/3〜1/4に減少させることができる。 Further, according to the method for manufacturing the inner and outer rings according to
さらに、本願の請求項3記載の内外輪の製造装置によれば、第1工程において、一端面中央に内方に向かって次第に小径となるテーパ内面を有するテーパ凹部と、テーパ凹部の底面中央部に製造すべき内輪の内径よりも小径で肉薄底部を有する円形穴が形成された第1成形品を成形し、第2工程において、上記肉薄底部を打抜き、中央部に製造すべき内輪の内径よりも小径の円形貫通孔を有する第2成形品を形成するようにしたので、中心円形穴の打抜きかすを極力少なく抑えることが可能となる。しかも、第3工程で、テーパ凹部の円形貫通孔周りを前方に押出しで拡径しながら内外輪を成形し、第4工程で、中間輪部を出さずに外輪と内輪を分離形成するするようにしたから、中心円形穴の打抜きかすを極力少なく抑えながら、第2成形品のテーパ凹部及び円形貫通孔を利用して成形荷重少なく外輪部とこれの前方に突出する内輪部を容易に成形することができる。その上、中間輪部を出さずに内外輪を小さく成形するので、歩留まりを向上できかつ材料コストの低減化が行なえる。特に、従来の機工法で中間輪部を出さずかつ冷間リングローリングで拡大する玉軸受の内外輪(内外ブランク)や円すいころ軸受の内外輪(テーパー面を有する内外ブランク)を成形する場合の打ち抜きかすと比べ、本発明ではその打ち抜きかす重量を約3分の1に減少させることができる。 Furthermore, according to the inner / outer ring manufacturing apparatus according to
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図6は外輪R2と内輪R1とからなる玉軸受の製造工程を段階的に示している。 1 to 6 show step by step the manufacturing process of a ball bearing composed of an outer ring R2 and an inner ring R1.
図1は加熱されたうえで所定寸法に切断された一個の円柱状素材Aを示す。円柱状素材Aは多段式の熱間フォーマーにおいて加熱された丸棒線材を送り装置によりダイブロックの前方側に寸法決めして送り出し、切断刃にて所定寸法に切断したものである。 FIG. 1 shows one cylindrical material A that has been heated and cut to a predetermined size. The columnar material A is obtained by sizing and feeding a round bar wire heated in a multistage hot former to the front side of the die block by a feeding device and cutting it to a predetermined size with a cutting blade.
円柱状素材Aは熱間において据込み加工が施される。その据込みによって図2に示すような円弧状外周面を有する円盤状素材Bが形成される。そして、円盤状素材Bは熱間フォーマーの第1工程に移送される。なお、この円柱状素材Aから円盤状素材Bへの据込み加工は省略することも可能であり、円柱状素材Aを直接第1工程に移送してもよい。 The columnar material A is subjected to upsetting while hot. As a result, the disk-shaped material B having an arcuate outer peripheral surface as shown in FIG. 2 is formed. And the disk-shaped raw material B is transferred to the 1st process of a hot former. Note that the upsetting process from the columnar material A to the disk-shaped material B can be omitted, and the columnar material A may be directly transferred to the first step.
円盤状素材Bは、まず、第1工程において、図7に示す熱間フォーマーの第1鍛造ステーションS1にて1次成形される。ここで、第1鍛造ステーションS1は、ダイ1とパンチ2とを備え、パンチ2は機体側に支持されるダイ1に対して進退動する移動ラム(図示せず)に支持され、その先端部は、外周近くから中央部に向かって次第に小径となるテーパ外面を有するテーパ凸部2aと、テーパ凸部2aの先端中央部から前方に突出する円形突部2bとが同心状に形成されている。ダイ1は、外面形成用の分割ダイ1a,1bと、分割ダイ1bの中心に固設された成形ピン1cと、ダイ1bと成形ピン1cとの間にスライド自由に介装されたノックアウトスリーブ1dとを有している。 In the first step, the disk-shaped material B is first formed in the first forging station S1 of the hot former shown in FIG. Here, the first forging station S1 includes a
そして、図7に示すように、円盤状素材Bはダイ1とパンチ2により圧造成形されて、外周が円形状に成形され、かつ、一端面中央に内方に向かって次第に小径となるテーパ内面を有するテーパ凹部C1と、テーパ凹部C1の底面中央部に製造すべき内輪R2の内径よりも小径で肉薄底部C2を有する円形穴C3が成形された図3に示す第1成形品Cが形成される。この際、テーパ凹部C1とこれの底面中央の小径円形穴C3との組合せによる単純な予備成形穴を形成するようにしたので肉薄底部C2の厚みは極力少なく抑えられている。 Then, as shown in FIG. 7, the disk-shaped material B is formed by forging with a
次に、第1成形品Cは、第2工程に移送されこの第2工程において、図8に示す熱間フォーマーの第2鍛造ステーションS2にて2次成形される。ここで第2鍛造ステーションS2は、ダイ3と打抜きパンチ4とを備えている。パンチ4は、上記移動ラムに支持されると共に、パンチ4の先端中心部に、上記円形穴C3と同径、つまり製造しようとする内輪R2の内径よりも小径のポンチ4aを有している。ダイ3は、第1成形品Cを受け入れる分割ダイ3a,3bを有すると共に、分割ダイ3bの中心には上記ポンチ4aの挿通を許し、肉薄底部C2の打抜き行なう貫通孔3cを有する中央ダイ3dが設けられている。また、分割ダイ3bにはダイの一部を構成するノックアウトピン3eがスライド自由に設けられている。分割ダイ3bの中心部には打抜きかすの奥側への移動を許す排出用の通孔3fが形成されていると共に、ダイ3の奥部には打抜きかすを外部に排出するための排出口3gが形成されている。また、図7においてパンチ4の外周には、パンチ4の後退時、第2工程で成形された第2成形品Dを確実にダイ3a内に残すためのノックアウトスリーブ4bがスライド自由に設けられている。なお、ノックアウトスリーブ4bを押し出すためのノックアウト機構は既知の構造であるのでその構造及び作用については省略する。 Next, the first molded product C is transferred to the second process, and in the second process, the first molded product C is secondarily molded at the second forging station S2 of the hot former shown in FIG. Here, the second forging station S2 includes a
そして、図8に示すように、第1成形品Cはパンチ4のポンチ4aによりその中心部の円形穴C3の肉薄底部C2が打ち抜かれて、テーパ凹部Dの底部中央に製造しようとする内輪R2の内径よりも小径な円形貫通孔D2が成形された図4に示す第2成形品Dが形成される。 Then, as shown in FIG. 8, the first molded product C has an inner ring R2 to be manufactured at the center of the bottom of the tapered recess D by punching the thin bottom C2 of the circular hole C3 at the center by the punch 4a of the
その後、第2成形品Dは、第3工程に移送されこの第3工程において、図9に示す熱間フォーマーの第3鍛造ステーションS3にて3次成形される。ここで第3鍛造ステーションS3は、ダイ5とパンチ6とを備え、ダイ5は、外輪R1の外面形成用の環状分割ダイ5aと、内輪R2の外面形成用の環状分割ダイ5bと、凹所5cをもつ中央ダイ5dとを有している。中央ダイ5dは軸方向にスライド自由に支持され、ノックアウトスリーブを兼用している。パンチ6は、上記移動ラムに支持されると共に、段部6aを介して突設される外輪R1の内面と中間輪R3とを形成するための円柱部6bと、円柱部6bと同心状に設けられた内輪R2の内面形成用の拡径成形ピン6cとを有している。また、図9では上記円柱部6bの外周に、パンチ6の後退時、第3工程で成形された第3成形品Eを確実に上記環状分割ダイ5a,5b内に残すためのノックアウトスリーブ6dがスライド自由に設けられており、このノックアウトスリーブ6dの先端面が上記段部6aを構成している。なお、このノックアウトスリーブ6dを押し出すためのノックアウト機構は既知の構造であるのでその構造及び作用については省略する。 Thereafter, the second molded product D is transferred to the third step, and in this third step, the second molded product D is subjected to tertiary molding at the third forging station S3 of the hot former shown in FIG. Here, the third forging station S3 includes a
そして、図9に示すように、第2成形品Dはダイ5とパンチ6により圧造成形される。このとき、パンチ6の拡径成形ピン6cが第2成形品Dにおける円形貫通孔D2の周りを前方に押し出すと同時に拡径しながら、ダイ5とパンチ6とで形成される成形空間の形状に合わせて内外輪部E1,E2が成形され、図5に示す外輪部E1と該外輪部E1と同心一体に中間輪部E3を介して突出する内輪部E2とでなる一個の第3成形品Eが形成される。 Then, as shown in FIG. 9, the second molded product D is forged by a
然る後、第3成形品Eは、第4工程に移送されこの第4工程において、図10に示す熱間フォーマーの第4鍛造ステーションS4にて4次成形される。ここで第4鍛造ステーションS4は、ダイ7とパンチ8とを備え、ダイ7は、中空部内に内輪部E2が嵌入し外輪部を支持する環状ダイ7aと、軸方向にスライド可能な内輪ダイ7bと、内輪ダイ7bを支持するノックアウトスリーブ7cとを有している。パンチ8は、上記移動ラムに支持されると共に、内輪ダイ7bに嵌入して中間輪部E3から内輪部E2を打抜く内輪パンチ8aと、内輪ダイ7bの先端に突き合わされた状態で外輪ダイ7aに嵌入して外輪部E1から中間輪部E3を分離する外輪パンチ8bとを有している。外輪パンチ8bは内輪パンチ8aの外周部に嵌合されて軸方向に摺動し、その先端が内輪パンチ8aの先端部より進退自在に突出するように構成されている。また、ノックアウトスリーブ7cには、分離された内輪R2の内部側への移動を許す排出通路兼開口部7dが形成されていると共に、ダイ3の奥側には排出通路兼開口部7dに対応して分離された内輪R2を外部に排出するための排出口7eが設けられている。 Thereafter, the third molded product E is transferred to the fourth step, and in this fourth step, the fourth molded product E is subjected to quaternary molding at the fourth forging station S4 of the hot former shown in FIG. Here, the fourth forging station S4 includes a
そして、図10に示すように、第3成形品Eは、外輪ダイ7aと内輪ダイ7bとからなるダイ7と、内輪パンチ8aと外輪パンチ8bとからなるパンチ8で2段打ちされて、内外輪R1,R2が同時に打抜ぬかれて、図6に示すように内輪R2と、外輪R1と、打抜きかすとしての中間輪R3とに分離される。つまり、先ず内輪パンチ8aにより第3成形品Eの内輪部E3が中間輪R3から分離されるように打抜かれる一方、残された外輪部R2と中間輪R3とが外輪パンチ8bにより外輪部R1から中間輪R3が分離されるように打抜かれて、外輪R1と内輪R2とが形成される。 Then, as shown in FIG. 10, the third molded product E is hit in two steps by a
分離後、内輪R2は、ノックアウトスリーブ7cの排出通路兼開口部7dを介して排出口7eから取り出される。また、外輪はR1はパンチ8から抜き取られることにより回収され、さらに、中間輪R3は、ノックアウトスリーブ7cと内輪ダイ7bとによりダイ7から前方に押し出されて取り出される。 After the separation, the inner ring R2 is taken out from the
そして、以上のように製造された外輪R1と内輪R2とは、たとえば図11に示すような玉軸受として使用される場合、後工程で外輪R1と内輪R2の各対向面に軌道溝などが適宜加工手段により加工されて用いられる。 When the outer ring R1 and the inner ring R2 manufactured as described above are used, for example, as ball bearings as shown in FIG. 11, a raceway groove or the like is appropriately provided on each facing surface of the outer ring R1 and the inner ring R2 in a later step. Used after being processed by a processing means.
以上のように本発明によれば、第1工程S1において、一端面中央に底側に向かって次第に小径となるテーパ内面を有するテーパ凹部C1と、テーパ凹部C1の底面中央部に製造すべき内輪R2の内径よりも小径で肉薄底部C2を有する円形穴C3が形成された第1成形品Cを成形し、第2工程S2において、中央部に製造すべき内輪R2の内径よりも小径の円形貫通孔D2を有する第2成形品Dを形成するようにしたので、中心円形穴の打抜きかすC2を極力少なく抑えることが可能となる。しかも、第3工程S3で、テーパ凹部D1の円形貫通孔D2周りを前方に押出しで拡径することにより内外輪部E1,E2を成形するから、成形荷重を抑えながら外輪部E1前方に突出する内輪部E2を容易に成形することができる。その結果、成形荷重が減り内外輪R1,R2の製作を容易に行なうことができながら、中心円形穴の打抜きかすC2を極力少なく抑えて歩留まりを向上でき、材料コストの低減化が行なえる。 As described above, according to the present invention, in the first step S1, the tapered recess C1 having a tapered inner surface that gradually decreases in diameter toward the bottom at the center of one end surface, and the inner ring to be manufactured at the center of the bottom surface of the tapered recess C1. A first molded product C formed with a circular hole C3 having a smaller diameter than the inner diameter of R2 and having a thin bottom portion C2 is formed, and in a second step S2, a circular penetration having a diameter smaller than the inner diameter of the inner ring R2 to be manufactured is formed at the center. Since the second molded product D having the hole D2 is formed, it is possible to suppress the punched and broken C2 of the central circular hole as much as possible. In addition, in the third step S3, the inner and outer ring portions E1 and E2 are formed by expanding the diameter around the circular through hole D2 of the tapered recess D1 by pushing forward, so that it protrudes forward of the outer ring portion E1 while suppressing the forming load. The inner ring portion E2 can be easily formed. As a result, the molding load is reduced and the inner and outer rings R1 and R2 can be easily manufactured, but the yield of the center circular hole can be reduced by minimizing as much as possible, and the material cost can be reduced.
また、図12〜図21は別の実施の形態を示すもので、内外輪を打ち抜きにより同時に製造する際に、中間輪を出さずに内外輪(軸受を構成する内外ブランク)を小さく成形し、その後、中間輪を出さずに二つに分離された内外輪を冷間リングローリングで所定形状の玉軸受に拡大成形して製造する場合の内外輪の製造方法及びその装置を示す。 FIGS. 12 to 21 show another embodiment. When the inner and outer rings are simultaneously manufactured by punching, the inner and outer rings (inner and outer blanks constituting the bearing) are formed small without taking out the intermediate rings, Thereafter, a method and an apparatus for manufacturing the inner and outer rings in the case where the inner and outer rings separated into two without taking out the intermediate ring are enlarged and formed into ball bearings of a predetermined shape by cold ring rolling will be described.
まず、図12〜図17は外輪R1と内輪R2とからなる玉軸受(軸受を構成する内外ブランク)の製造工程を段階的に示している。なお、冷間リングローリングで外輪R1を所定形状の外輪に拡大成形し、かつ外輪R1と内輪R2の各対向面に軌道溝などを加工する後工程については要旨ではないので省略する。 First, FIG. 12 to FIG. 17 show step by step the manufacturing process of a ball bearing (an inner / outer blank constituting the bearing) composed of an outer ring R1 and an inner ring R2. Note that the subsequent process of forming the outer ring R1 into an outer ring having a predetermined shape by cold ring rolling and processing the raceway grooves on the opposing surfaces of the outer ring R1 and the inner ring R2 is not a gist and will not be described.
図12は先の実施の形態と同様に、加熱されたうえで所定寸法に切断された一個の円柱状素材Aを示す。円柱状素材Aは多段式の熱間フォーマーにおいて加熱された丸棒線材を送り装置によりダイブロックの前方側に寸法決めして送り出し、切断刃にて所定寸法に切断したものである。 FIG. 12 shows one columnar material A that has been heated and cut to a predetermined size, as in the previous embodiment. The columnar material A is obtained by sizing and feeding a round bar wire heated in a multistage hot former to the front side of the die block by a feeding device and cutting it to a predetermined size with a cutting blade.
そして、先の実施の形態と同様に、円柱状素材Aに据込み加工が施されて図13に示す円弧状外周面を有する円盤状素材Bが形成される。この円盤状素材Bは熱間フォーマーの第1工程に移送される。なお、この円柱状素材Aから円盤状素材Bへの据込み加工は省略することも可能であり、円柱状素材Aを直接第1工程に移送してもよい。 Then, as in the previous embodiment, the columnar material A is upset to form a disk-shaped material B having an arcuate outer peripheral surface shown in FIG. This disk-shaped material B is transferred to the first step of the hot former. Note that the upsetting process from the columnar material A to the disk-shaped material B can be omitted, and the columnar material A may be directly transferred to the first step.
円盤状素材Bは、まず、第1工程において、図18に示す熱間フォーマーの第1鍛造ステーションS1にて1次成形される。ここで、第1鍛造ステーションS1は、ダイ10とパンチ20とを備え、パンチ20は機体側に支持されるダイ10に対して進退動する移動ラム(図示せず)に支持され、その先端部は、外周近くから中央部に向かって次第に小径となるテーパ外面を有するテーパ凸部20aと、テーパ凸部20aの先端中央部から前方に突出する円形突部20bとが同心状に形成されている。ダイ10は、機体側に支持される外面形成用の分割ダイ10a,10bと、分割ダイ10bの中心に固設された成形ピン10cと、ダイ10bと成形ピン10cとの間にスライド自由に介装されたノックアウトスリーブ10dとを有している。 In the first step, the disk-shaped material B is first formed in the first forging station S1 of the hot former shown in FIG. Here, the first forging station S1 includes a
そして、図18に示すように、円盤状素材Bはパンチ20のダイ10側への前進動作により圧造成形されて、外周が円形状に成形され、かつ、一端面中央に内方に向かって次第に小径となるテーパ内面を有するテーパ凹部C1と、テーパ凹部C1の底面中央部に製造すべき内輪R2の内径よりも小径で肉薄底部C2を有する円形穴C3が成形された図14に示す第1成形品Cが形成される。第1成形品Cは、パンチ20の後退と共にノックアウトスリーブ10dによりダイ30の外方に押し出され、素材移送用チャック(図示せず)に保持されて第3工程に移送される。 Then, as shown in FIG. 18, the disk-shaped material B is forged by the forward movement of the
次に、第1成形品Cは、第2工程において、図19に示す熱間フォーマーの第2鍛造ステーションS2にて2次成形される。ここで第2鍛造ステーションS2は、ダイ30と打抜きパンチ40とを備え、パンチ40は、上記移動ラムに支持されると共に、パンチ40の先端中心部に、上記円形穴C3と同径、つまり製造しようとする内輪R2の内径よりも小径のポンチ40aと、複数のストリッパー杆40b…40bを有している。ダイ30は、第1成形品Cを受け入れる環状ダイ30aを有する一方、環状ダイ30aの中心に第1成形品Cを受け止めると共に、上記ポンチ40aの挿通を許し肉薄底部C2の打抜き行なう貫通孔30bを備えた中央ダイ30cが設けられている。また、中央ダイ30cの奥側には、上記貫通孔30bと連通しかつ打抜きかすを排出するための通孔30dが形成された摺動体30eと、ノックアウトピン30fがそれぞれ軸方向にスライド自由に配設されている。さらに、ダイ30を支持する機体奥部には、摺動体30eの通孔30d内の打抜きかすを外部に排出するための排出口30gが形成されている。図19中、30hは摺動体30eの移動を規制するストッパー体であり、30iはストッパー体30hと環状ダイ30aとの間に介装されたストッパー体30hの復帰用スプリングである。 Next, in the second step, the first molded product C is secondarily molded at the second forging station S2 of the hot former shown in FIG. Here, the second forging station S2 includes a
そして、図19に示すように、第1成形品Cはパンチ40のダイ30側への前進動作により、パンチ40のポンチ40aでその中心部の円形穴C3の肉薄底部C2が打ち抜かれて、テーパ凹部Dの底部中央に製造しようとする内輪R2の内径よりも小径な円形貫通孔D2が成形された図15に示す第2成形品Dが形成される。この際、肉薄底部C2の打抜きかすは極力少なく抑えられている。第2成形品Dは、パンチ40の後退と共に、ストリッパー40b…40bにより支持されながらノックアウトピン30fと摺動体30eとによってダイ30の外方に押し出され、素材移送用チャック(図示せず)に保持されて第3工程に移送される。 Then, as shown in FIG. 19, in the first molded product C, the thin bottom portion C2 of the circular hole C3 in the central portion is punched by the
その後、第2成形品Dは、第3工程において、図20に示す熱間フォーマーの第3鍛造ステーションS3にて3次成形される。ここで第3鍛造ステーションS3は、ダイ50とパンチ60とを備えている。ダイ50は、外輪R1の外面形成用の環状分割ダイ50aと、内輪R2の外面形成用の環状分割ダイ50bと、凹所50cをもつ中央ダイ50d、ノックアウトピン50eとを有している。中央ダイ50dは軸方向にスライド自由に支持され、ノックアウトスリーブを兼用している。パンチ60は、上記移動ラムに支持されると共に、軸方向にスライド可能でストリッパーを兼ねる円筒部60aと、円筒部60a内から突設される外輪R1の内面を形成するための円柱部60bと、円柱部60bと一体同心状に突設される内輪R2の内面形成用の拡径成形ピン60cとを有している。 Thereafter, the second molded product D is thirdarily molded in the third forging station S3 of the hot former shown in FIG. 20 in the third step. Here, the third forging station S3 includes a
そして、図20に示すように、第2成形品Dはパンチ60のダイ50側への前進動作により圧造成形される。このとき、パンチ60の拡径成形ピン60cが第2成形品Dにおける円形貫通孔D2の周りを前方に押し出すと同時に拡径しながら、ダイ50とパンチ60とで形成される成形空間の形状に合わせて内外輪部E1,E2が成形され、図16に示す外輪部E1と、該外輪部E1と同心一体で外輪部E1の一端部内周に外周一端部が連結され他端部が突出する内輪部E2とでなる一個の第3成形品Eが形成される。第3成形品Eは、パンチ60の後退と共に、円筒部60aにより支持されながらノックアウトピン50eと中央ダイ50dとによってダイ50の外方に押し出され、素材移送用チャック(図示せず)に保持されて第4工程に移送される。 Then, as shown in FIG. 20, the second molded product D is forged by the forward movement of the
然る後、第3成形品Eは、第4工程において、図21に示す熱間フォーマーの第4鍛造ステーションS4にて4次成形される。ここで第4鍛造ステーションS4は、ダイ70とパンチ80とを備え、ダイ70は、内輪部E2のみが嵌入し外輪部E1が外面に支持される環状ダイ70aと、ノックアウトスリーブ70bとを有している。パンチ80は、上記移動ラムに支持されると共に、環状ダイ70a内に嵌入して外輪部E1から内輪部E2を打抜いて分離する分離パンチ80aと、ノックアウトスリーブ80bとを有している。 Thereafter, in the fourth step, the third molded product E is subjected to quaternary molding at the fourth forging station S4 of the hot former shown in FIG. Here, the fourth forging station S4 includes a
そして、図21に示すように、第3成形品Eはパンチ80のダイ70側への前進動作により、環状ダイ70aと分離パンチ80aにより打抜かれて外輪R1と内輪R2とに分離される。分離された外輪R1及び内輪R2はノックアウトスリーブ70bとノックアウトスリーブ80bとによりダイ70から前方に押し出されて取り出される。なお、内輪R2はダイ70の前方側に押し出す他、機体内から外部に排出するようにしてもよい。 As shown in FIG. 21, the third molded product E is punched out by the annular die 70a and the
また、以上のように中間輪を出さずに二つに製造された外輪R1と内輪R2は、例えば図11に示すような玉軸受として用いるため、冷間リングローリングでそれぞれ所定形状の軸受を構成するように拡径されたり、軌道溝などがローリング成形される。このローリング成形については既存の成形方法であるのでその説明については省略する。 Further, the outer ring R1 and the inner ring R2 manufactured in two without taking out the intermediate ring as described above are used as ball bearings as shown in FIG. The diameter is expanded so that the raceway groove is rolled. Since this rolling molding is an existing molding method, its description is omitted.
斯かる中間輪部を出さない内外輪の製造方法及び装置によれば、先の実施形態のものと同様に打ち抜きかすを極力減らしかつ成形荷重が減り内外輪R1,R2の製作を容易に行なうことができながら、しかも、先の実施形態のものに比べて中間輪部を出さずに内外輪R1,R2を小さく成形するので、冷間リングローリングで拡大する玉軸受の内外輪(内外ブランク)を成形する際に、より歩留まりを向上できかつ材料コストの低減化が行なえる。 According to the method and apparatus for manufacturing the inner and outer rings that do not provide such an intermediate ring portion, the inner and outer rings R1 and R2 can be easily manufactured by reducing punching as much as possible and reducing the molding load as in the previous embodiment. However, since the inner and outer rings R1 and R2 are formed smaller without taking out the intermediate ring part as compared with the previous embodiment, the inner and outer rings (inner and outer blanks) of the ball bearing that is enlarged by cold ring rolling can be used. When molding, the yield can be further improved and the material cost can be reduced.
因みに、従来では中間輪部を出さず、冷間リングローリングで拡大する玉軸受の内外輪(内外ブランク)を製造する方法として、図28の(a)に示すように大径の外輪部14と該外輪部14と同心一体に突出する小径の有底内輪部15とでなる一個の中間成形品10Cを一体成形し、その後、図28の(b)に示すように有底内輪部15の底部15aを打抜パンチで打抜ぬくと同時に外輪R1と内輪R2とに分離するようにしているのであるが、この従来の製造方法の打ち抜きかす(底部15a)と比べ、上記した本発明の製造方法及び製造装置によれば、その打ち抜きかす(底部C2)重量を1/3から1/4に減少させることができる。 Incidentally, as a method of manufacturing an inner / outer ring (inner / outer blank) of a ball bearing which does not take out an intermediate ring part and expands by cold ring rolling in the past, a large-diameter
上記した内外輪の製造方法及び装置は、図22〜図24に示すような円すいころ軸受内外輪(テーパー面を有する内外ブランク)を製造する方法及び装置にも適用できる。 The above-described inner and outer ring manufacturing method and apparatus can also be applied to a method and apparatus for manufacturing tapered roller bearing inner and outer rings (inner and outer blanks having a tapered surface) as shown in FIGS.
その場合、基本的には先の実施の形態と同様の製造装置を用いるのであり、その際、図25に示すように第3工程におけるパンチ60の円柱部60bに、第3成形品Eにおける外輪E1の内面にテーパー内面E4を形成するためのテーパー部60b′を形成する一方、ダイ50の環状分割ダイ50bに、外輪E1と内輪E2との外側連結部分をアール状に形成するアール部50b′を形成した構造とすればよい。なお、その他の構成は先の実施の形態と同様の構成であるので、同じ符号を付し、具体的な説明については省略する。 In that case, basically, the same manufacturing apparatus as in the previous embodiment is used. At that time, as shown in FIG. 25, the outer ring of the third molded product E is formed on the
これにより、第3工程において、図25に示すように、パンチ60の拡径成形ピン60cが第2成形品Dにおける円形貫通孔D2の周りを前方に押し出すと同時に拡径しながら、ダイ50とパンチ60とで形成される成形空間の形状に合わせて内外輪部E1,E2が成形される。このとき図23に示すようにテーパー内面E1′を有する外輪部E1と、該外輪部E1と同心一体で外輪部E1の一端部内周に外周一端部がアール部E2′を介して連結され他端部が突出する内輪部E2とでなる一個の第3成形品Eが形成される。第3成形品Eは、パンチ60の後退と共に、円筒部60aにより支持されながらノックアウトピン50eと中央ダイ50dとによってダイ50の外方に押し出され、素材移送用チャック(図示せず)に保持されて第4工程に移送される。 Thus, in the third step, as shown in FIG. 25, the diameter expansion molding pin 60c of the
然る後、第4工程において、第3成形品Eは、図26に示す先の実施の形態のものと同様の熱間フォーマーの第4鍛造ステーションS4にて4次成形される。つまり、図26に示すように、第3成形品Eはパンチ80のダイ70側への前進動作により、環状ダイ70aと分離パンチ80aにより打抜かれてテーパー内面E1′を有する外輪R1とアール部E2′を有する内輪R2とに分離される。また、分離されたこれらの外輪R1及び内輪R2はノックアウトスリーブ70bとノックアウトスリーブ80bとによりダイ70から前方に押し出されて取り出されることになる。 Thereafter, in the fourth step, the third molded product E is subjected to quaternary molding at a fourth forging station S4 of a hot former similar to that of the previous embodiment shown in FIG. That is, as shown in FIG. 26, the third molded product E is punched by the annular die 70a and the
以上のように中間輪を出さずに二つに製造されたテーパー面を有する外輪R1と内輪R2は、例えば図22に示すような円すいころ軸受として用いるため、冷間リングローリングでそれぞれ所定の形状を構成するように拡径されたり、軌道溝などがローリング成形される。このローリング成形については既存の成形方法であるのでその説明については省略する。 As described above, the outer ring R1 and the inner ring R2 having two tapered surfaces that are manufactured without using an intermediate ring are used as tapered roller bearings as shown in FIG. The diameter is expanded so as to constitute a rolling groove, and the raceway groove is rolled. Since this rolling molding is an existing molding method, its description is omitted.
斯かる円すいころ軸受のテーパー状内外輪の製造方法及び装置によっても、先の実施形態のものと同様に抜きかすを極力少なく抑えかつ成形荷重が減りテーパー面を有する内外輪R1,R2の製作を容易に行なうことができ、より歩留まりを向上できかつ材料コストの低減化が行なえる。 Also with the tapered roller bearing tapered inner and outer rings manufacturing method and apparatus, the inner and outer rings R1 and R2 having tapered surfaces can be produced by reducing the dropping load as much as possible and reducing the molding load as in the previous embodiment. This can be performed easily, yield can be improved, and material costs can be reduced.
因みに、従来では冷間リングローリングで拡大する円すいころ軸受のテーパー状内外輪(内外ブランク)の製造方法としては、図29の(a)に示すように大径の外輪部16と該外輪部16と同心一体に突出する小径の有底内輪部17とでなる一個の中間成形品10Cを一体成形し、その後、図29の(b)に示すように有底内輪部17の底部17aを打抜パンチで打抜ぬくと同時に外輪R1と内輪R2とに分離するようにしているのであるが、この従来の機工法の打ち抜きかす(底部17a)と比べ、上記した本発明の円すいころ軸受のテーパー状内外輪(内外ブランク)の製造方法及びその装置によれば、その打ち抜きかす(底部C2)重量を1/3から1/4に減少させることができる。 Incidentally, as a manufacturing method of a tapered inner / outer ring (inner / outer blank) of a tapered roller bearing that is conventionally enlarged by cold ring rolling, a large-diameter
10 ダイ
20 パンチ
20a テーパ凸部
20b 円形凸部
30 ダイ
40 打ち抜きパンチ
50 ダイ
60 パンチ
60a 環状段部
60b 円柱部
60c 拡径成形ピン
70 ダイ
80 パンチ
C 第1成形品
C1 テーパ凹部
C2 肉薄底部
C3 円形穴
D 第2成形品
D2 円形貫通孔
E 第3成形品
E1 内輪部
E2 外輪部
E3 中間輪部
R1 外輪
R2 内輪
R3 中間輪DESCRIPTION OF
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