JP3759823B2 - 環状部品の成形方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、軸受軌道輪用素材やハブユニットにおける内輪素材等の環状部品の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、玉軸受の外輪あるいは内輪は、リング状の素材を旋削し、あるいは研削してボール溝を形成している。
【０００３】
図４は、上記外輪や内輪を形成する軌道輪素材の成形方法の従来例を示す。この成形方法は、下記の第１工程乃至第３工程から成る。
【０００４】
第１工程；柱状素材Ｂ0 を熱間により据込んで円弧状外周面３０を有する円弧状の第１成形品Ｂ1 を形成する。
第２工程；第１成形品Ｂ1 をプレス成形装置により成形して、両端面に円形の窪み３１を形成し、かつ外周に円筒面３２を成形して、その円筒面３２の外径が最終仕上げ寸法されたリング状の第２成形品Ｂ2 を形成する。
第３工程；第２成形品を抜き孔プレス装置により上記窪み間の薄肉厚部３３を打抜き、リング状の第３成形品Ｂ3 を形成する。
【０００５】
ここで、第３工程によって得られた上記第３成形品Ｂ3 は軸受軌道輪の素材とされ、その外周または内周にボール溝を旋削することにより軌道輪が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記軌道輪用素材の成形方法においては、第２工程でのプレス成形によって第２成形品Ｂ2 の外径寸法および内径寸法を最終仕上げ寸法に仕上げる構成であるため、軸方向長さが比較的長い柱状素材Ｂ0 を必要とし、材料コストの低減化を図るうえにおいて改善すべき点が残されている。
【０００７】
この発明の課題は、軸受軌道輪用素材等の環状部品の製造において、材料コストの低減化を図ることを技術的課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、加熱された柱状素材を軸方向に据込み、円弧状外周面を有する円盤状の第１成形品を形成する第１工程と、その第１成形品をプレス成形して、両端面の中央に深さが異なるテーパ状の窪みを成形し、かつ外周に円筒形外周面を形成し、その円筒形外周面の外径が最終仕上げ寸法より小径とされた第２成形品を形成する第２工程と、上記第２成形品を孔抜き拡径プレス成形して上記窪み間の薄肉厚部を深さの浅いテーパ状窪みから挿入されるポンチによって打抜くと共に、そのポンチの外周に形成されたテーパ面によるしごき加工により抜き孔の内周を拡径して内・外に円筒面を形成し、リング状の第３成形品を形成する第３工程とから成る構成を採用している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図３に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、この発明に係る軸受軌道輪用素材の製造方法により成形される成形品を段階的に示すフロー図である。図１（Ｉ）に示す柱状素材Ａ0 は第１工程において、熱間により軸方向に据込まれる。その軸方向への据込みによって、図１（II）に示すように、円弧状外周面１を有する円盤状の第１成形品Ａ1 が形成される。
【００１１】
第１成形品Ａ1 は、第２工程においてプレス成形される。図２（Ｉ）はそのプレス成形装置１０を示す。プレス成形装置１０は、上型１１と下型１２とから成る。
【００１２】
上型１１はポンチ１３を有し、ポンチ１３の下端に窪み成形用のテーパ状突部１４が設けられている。
【００１３】
下型１２は、リング状のダイ１５と、そのダイ１５の内側に先端部が挿入されたノックアウトスリーブ１６と、そのノックアウトスリーブ１６の内側に挿入されたポンチ１７とを有する。
【００１４】
ダイ１５は円筒形内面１５ａを有し、その円筒形内面１５ａの内径は、形成しようとする製品の外径より小径とされている。ノックアウトスリーブ１６は軸方向にスライド自在とされ、その下降位置においてポンチ１７の上端面１７ａと同一高さに保持される。
【００１５】
ポンチ１７の上端面１７ａにはテーパ状突部１８が設けられている。
【００１６】
第１成形品Ａ1 は、下型１２のダイ１５内に挿入され、ポンチ１７のテーパ状突部１８によって支持される。
【００１７】
下型１２にセットされた上記第１成形品Ａ1 は、上型１１の下降によりプレス成形される。図２（II）はそのプレス成形状態を示し、第１成形品Ａ1 の両端面には上型側ポンチ１３のテーパ状突部１４と、下型側ポンチ１７のテーパ状突部１８とによってテーパ状の窪み２、３が成形される。また、窪み２、３の成形によって余肉が外径方向に逃げ、下型１２のダイ１５によって外周面４が円筒形に成形され、第２成形品Ａ2 が形成される。
【００１８】
第２成形品Ａ2 は、上型１１の上昇後、ノックアウトスリーブ１６の上昇によって下型１２から取り出される。
【００１９】
図１（III ）はプレス成形後の第２成形品Ａ2 を示し、円筒形外周面４の外径は、最終仕上げ寸法より小径とされている。
【００２０】
第２成形品Ａ2 は、第３工程において、図３（Ｉ）に示し孔抜き拡径プレス成形装置２０によりプレス成形される。
【００２１】
孔抜き拡径プレス装置２０は上型２１と下型２２とから成る。上型２１は、ポンチ２３を有し、そのポンチ２３に下端面で開口する軸方向の孔２４が設けられている。
【００２２】
孔２４の内周には、下端から大径円筒面２４ａ、テーパ面２４ｂおよび小径円筒面２４ｃが順に形成され、大径円筒面２４ａの内径は、製品の大径側内径と略同寸法とされている。
【００２３】
下型２２は、リング状のダイ２５と、そのダイ２５内に上端部が挿入されたノックアウトスリーブ２６と、そのノックアウトスリーブ２６内に挿入されたポンチ２７とを有する。
【００２４】
ダイ２５は円筒形内周面２５ａを有し、その内径は製品の外径と同寸法とされている。ノックアウトスリーブ２６は軸方向にスライド自在とされ、上限停止位置では、その上端面がダイ２５の上端面と略同一レベルに保持される。
【００２５】
ポンチ２７は、内径しごき用のテーパ面２７ａを外周に有し、そのテーパ面２７ａの上下に円筒面２７ｂ、２７ｃが設けられ、上側円筒面２７ｂの外径は第２成形品Ａ2 の上側窪み２の最小内径と略同径とされている。また、下側円筒面２７ｃの外径は製品の内径と同寸法とされている。
【００２６】
上記ポンチ２７には軸方向のピン挿入孔２８が設けられ、そのピン挿入孔２８内にノックアウトピン２９がスライド自在に挿入されている。
【００２７】
第２成形品Ａ2 は、下型側ポンチ２７の上端面上にセットされ、上型２１の下降によって成形される。
【００２８】
ここで、第２成形品Ａ2 のセット後、上型２１を下降すると、上型側ポンチ２３が第２成形品Ａ2 を押し下げるため、下型側ポンチ２７によって第２成形品Ａ2 の上下の窪み２、３間における薄肉厚部５が打ち抜かれ、抜き孔が形成される。
【００２９】
上型側ポンチ２３によって第２成形品Ａ2 が押し下げられると、第２成形品Ａ2 に形成された抜き孔が下型側ポンチ２７のテーパ面２７ａによりしごき加工され、第２成形品Ａ2 が拡径される。第２成形品Ａ2 が図３（II）に示すように、下型側ポンチ２７の下側円筒面２７ｃの位置まで押し下げられると、その下側円筒面２７ｃによって円筒形内周面６が形成されると共に、外周はダイ２５により成形されて円筒形外周面７が形成され、図１（IV）に示す第３成形品Ａ3 が形成される。この第３成形品Ａ3 は、上型２１の上昇後、ノックアウトスリーブ２６の上昇によって下型２２から取り出され、軸受軌道輪用素材として使用される。８は抜きかすを示す。
【００３０】
ここで、抜き孔形成後の第２成形品Ａ2 を下型側ポンチ２７のテーパ面２７ａによって内径しごき加工するとき、第２成形品Ａ2 の上側の窪み２が円筒形であると、しごき加工時の余肉の逃げによって第３成形品Ａ3 の上端面側にバリが発生し、良好な製品を得ることができない。
【００３１】
しかし、第２成形品Ａ2 の上側の窪み２はテーパ状であるため、しごき成形時に軸方向に逃げる余肉は窪み２の大径部において吸収されることになり、バリの発生のきわめて少ない良好な製品を得ることができる。
【００３２】
実施の形態においては、環状部品として軸受軌道輪素材を示したが、環状部品はこれに限定されない。例えば、ハブユニットの内輪素材であってもよく、ナット素材であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、両端面の中央に窪みが形成された第２成形品を孔抜き拡径プレス成形により窪み間の薄肉厚部を打抜き、その抜き孔をしごき加工して拡径し、円筒形外周面および円筒形内周面を形成するようにしたので、柱状素材の軸方向長さの短縮化を図り、材料コストの低減化を図ることができる。
【００３４】
また、第２成形品の窪みをテーパ状としたことにより、抜き孔のしごき加工時に、軸方向に逃げる余肉は窪みの大径部において吸収されるため、バリの発生のきわめて少ない良好な環状部品を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ｉ）乃至（IV）は、この発明に係る成形方法によって成形される成形品を段階的に示すフロー図
【図２】（Ｉ）はプレス成形装置の断面図、（II）は成形状態の断面図
【図３】（Ｉ）孔抜き拡径プレス成形装置の断面図、（II）は成形状態の断面図
【図４】（Ｉ）乃至（IV）は従来の成形方法によって成形される成形品を段階的に示すフロー図
【符号の説明】
Ａ0 柱状素材
Ａ1 第１成形品
Ａ2 第２成形品
Ａ3 第３成形品
１ 円弧状外周面
２ 窪み
３ 窪み
４ 外周面
５ 薄肉厚部
６ 円筒形内周面
７ 円筒形外周面
Claims (1)
- 加熱された柱状素材を軸方向に据込み、円弧状外周面を有する円盤状の第１成形品を形成する第１工程と、その第１成形品をプレス成形して、両端面の中央に深さが異なるテーパ状の窪みを成形し、かつ外周に円筒形外周面を形成し、その円筒形外周面の外径が最終仕上げ寸法より小径とされた第２成形品を形成する第２工程と、上記第２成形品を孔抜き拡径プレス成形して上記窪み間の薄肉厚部を深さの浅いテーパ状窪みから挿入されるポンチによって打抜くと共に、そのポンチの外周に形成されたテーパ面によるしごき加工により抜き孔の内周を拡径して内・外に円筒面を形成し、リング状の第３成形品を形成する第３工程とから成る環状部品の成形方法。
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