JP4609259B2 - Roller bearing roller manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、円筒ころ軸受、球面ころ軸受及び円錐ころ軸受に用いられるころ軸受用ころの製造方法に関する。 The present invention is a cylindrical roller bearing, a method of manufacturing a bearing for this filtration time used for spherical roller bearings and tapered roller bearings.
従来、ころ軸受用ころを製造するには、例えば、中実素材を移動側金型と固定側金型との間にセットし、移動側金型を固定側金型に向けて接近移動させることにより、移動側金型と固定側金型との隙間に余肉を出しながら中実素材を軸方向に圧縮成形し、後工程で余肉部分の除去及び外周面の仕上げを施して寸法、形状を確保している(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
Conventionally, in order to manufacture a roller bearing roller, for example, a solid material is set between a moving mold and a fixed mold, and the moving mold is moved toward the fixed mold. Compress the solid material in the axial direction while leaving surplus in the gap between the moving side mold and the fixed side mold, and remove the surplus part and finish the outer peripheral surface in the subsequent process. (For example, refer to
図4、図5及び図6は、それぞれ円筒ころ、球面ころ及び円錐ころの従来の製造方法を示す。 4, 5 and 6 show conventional manufacturing methods for cylindrical rollers, spherical rollers and tapered rollers, respectively.
円筒ころを製造するには、図4(a)に示すように、まず、軸方向長さL6を有する円柱状の中実素材100を移動側ダイス101と固定側ダイス102との間にセットする。次に、図4(b)に示すように、移動側ダイス101をパンチ103とともに固定側ダイス102に向けて接近移動させる。これにより、中実素材100の両端面に深さL8を有する凹部104を設けて、中実素材100は、軸方向長さL7(L6>L7)に成形され、移動側ダイス101と固定側ダイス102との間の隙間Dには余肉105が膨出する。そして、後工程の研削工程で、余肉105の除去及び外周面の仕上げ加工が施される。
To manufacture the cylindrical roller, as shown in FIG. 4A, first, a cylindrical
球面ころを製造するには、図5(a)に示すように、まず、軸方向長さL6を有する円柱状の中実素材110を凹球面状の型面を有する移動側ダイス111と固定側ダイス112との間に隙間Eを存してセットする。次に、図5(b)に示すように、移動側ダイス111をパンチ113とともに固定側ダイス112に向けて接近移動させる。これにより、中実素材110の両端面に深さL8を有する凹部114を設けて、中実素材110は、軸方向長さL7(L6>L7)に成形され、移動側ダイス111と固定側ダイス112との間の隙間Dには余肉115が膨出する。そして、後工程の研削工程で、余肉115の除去及び外周面の仕上げ加工が施される。
In order to manufacture the spherical roller, as shown in FIG. 5A, first, a cylindrical
円錐ころを製造するには、図6(a)に示すように、まず、軸方向長さL6を有する円柱状の中実素材120をダイス121にセットする。その後、図6(b)に示すように、パンチ122の打圧により、中実素材120の一端面に深さL8を有する凹部123を設けると共に、他端面と外周面との境部にコーナー部124を成形した、直径φGを有する中間素材125を得る。
To manufacture the tapered roller, first, a cylindrical
次に、図6(c)に示すように、中間素材125を移動側ダイス126とテーパ形状の内周面を有する固定側ダイス127との間にセットし、移動側ダイス126をパンチ128とともに固定側ダイス127に向けて接近移動させる。これにより、中間素材125は、軸方向長さL7(L6>L7)で、小径側直径φH(φH<φG)のテーパ形状にしごき成形され、移動側ダイス126と固定側ダイス127との間の隙間Dに余肉129が膨出する。そして、後工程の研削工程で、余肉129の除去及び外周面の仕上げ加工が施される。
ところで、上述した従来の円筒ころ、球面ころ及び円錐ころの製造方法においては、移動側ダイス101,111,126と固定側ダイス102,112,127との間の隙間Dに成形時の余肉105,112,127が膨出しているため、後工程において、余肉105,115,129の除去及び外周面の仕上げ加工に費やす研削加工代を多くしなければならず、製造コストが嵩むという問題がある。
By the way, in the manufacturing method of the conventional cylindrical roller, spherical roller and tapered roller described above, the
また、移動側ダイス101,111,126と固定側ダイス102,112,127との間の隙間Dに成形時の余肉を膨出させているため、成形する面積が増加し、成形荷重が不安定になってしまうという問題がある。特に、円錐ころの製造においては、中間素材125の小径側では、外径部の余肉を隙間Dに移動させながらしごき成形するため、成形荷重が大きくなってしまう。
In addition, since the surplus at the time of molding is expanded in the gap D between the moving
更に、球面ころの製造方法では、中実素材110の外周面を成形するための各ダイス111,112の内周面が凹球面状となっているため、中実素材110と各ダイス111,112との間の隙間Eが大きい。従って、移動側ダイス111を固定側ダイス112に向けて移動させて押し込み成形する際に、凹部114の押し出し成形による軸方向への材料流動と、中実素材11と各ダイス111,112との隙間Eを埋めようとする半径方向の材料流動とが起こる。そのため、図5(b)のF部では、軸方向と半径方向との材料流動が合成され、図5(c)に示すように、凹部114の内周部に欠肉部116を発生させる虞がある。
Further, in the spherical roller manufacturing method, since the inner peripheral surfaces of the
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、後工程での研削加工の加工代を少なくして製造コストを低くすることができるとともに、成形荷重を安定することができるころ軸受用ころ及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to eliminate such inconveniences, and its purpose is to reduce the manufacturing cost by reducing the machining cost of the grinding process in the subsequent process and to stabilize the molding load. An object of the present invention is to provide a roller bearing roller that can be used and a method for manufacturing the same.
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
(1)中実素材から冷間鍛造によってころを製造するころ軸受用ころの製造方法であって、
中実素材の少なくとも一方の軸方向端面に有底孔を押し出し成形する工程と、
移動側金型と固定側金型とを用いて押し出し成形された素材を軸方向に圧縮してサイジング成形する工程と、
を備え、
サイジング成形工程は、移動側金型と固定側金型との成形中の軸方向隙間が押し出し成形において有底孔が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔の内周面の少なくとも一部が非拘束の状態で施されることを特徴とするころ軸受用ころの製造方法。
(2) ころは、円筒又は球面ころであって、
押し出し成形工程は、中実素材の軸方向の両端面にそれぞれ有底孔を成形し、
サイジング成形工程後の有底孔の深さは、ころの全長の1/4以上であることを特徴とする(1)に記載のころ軸受用ころの製造方法。
(3) サイジング成形工程は、有底孔の深さより長い軸方向長さを持った内周面をそれぞれ有する移動側金型と固定側金型とを用いて、軸方向端面とコーナー部と外周面とを同時に成形することを特徴とする(2)に記載のころ軸受用ころの製造方法。
(4) ころは、円錐ころであって、
押し出し成形工程は、中実素材の軸方向の一端面に有底孔を成形し、
サイジング成形工程後の有底孔の深さは、ころの全長の1/2以上であることを特徴とする(1)に記載のころ軸受用ころの製造方法。
(5) 押し出し成形された素材をテーパ形状の金型によって押込み成形する工程と、をさらに備え、
サイジング成形工程は、押込み成形工程と別工程或いは同一工程の終了前に、大径側端面と当接可能な移動側金型と、小径側端面と当接可能で、有底孔の深さより長い軸方向長さを持ったテーパ形状の内周面を有する固定側金型とを用いて、小径側及び大径側端面とコーナー部と外周面とを同時に成形することを特徴とする(4)に記載のころ軸受用ころの製造方法。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) A method of manufacturing a roller bearing roller for manufacturing a roller from a solid material by cold forging,
A step of extruding a bottomed hole in at least one axial end surface of the solid material; and
Sizing molding by compressing the extruded material using the moving side mold and the stationary side mold in the axial direction;
With
In the sizing molding process, the axial gap during molding of the moving side mold and the fixed side mold is located in the axial part where the bottomed hole is not formed in the extrusion molding, and the inner peripheral surface of the bottomed hole is A method for manufacturing a roller bearing roller, wherein at least a part of the roller bearing is applied in an unconstrained state.
(2) The roller is a cylindrical or spherical roller,
In the extrusion process, bottomed holes are formed on both ends of the solid material in the axial direction.
The method for producing a roller bearing roller according to (1), wherein the depth of the bottomed hole after the sizing molding step is ¼ or more of the total length of the roller.
(3) The sizing molding process uses a moving side mold and a fixed side mold each having an inner circumferential surface having an axial length longer than the depth of the bottomed hole, and the axial end surface, corner portion, and outer circumference. The method for producing a roller bearing roller according to (2), wherein the surface is molded simultaneously.
(4) The roller is a tapered roller,
The extrusion process forms a bottomed hole on one axial end surface of a solid material,
The method for producing a roller bearing roller according to (1), wherein the depth of the bottomed hole after the sizing molding step is ½ or more of the total length of the roller.
(5) further comprising the step of indenting the extruded material with a taper-shaped mold,
The sizing molding process is separate from the indentation molding process or before the end of the same process. A small-diameter side and a large-diameter side end face, a corner part, and an outer peripheral face are simultaneously formed using a fixed mold having a tapered inner peripheral face having an axial length (4). A method for producing a roller bearing roller according to
本発明によれば、サイジング成形工程が、移動側金型と固定側金型との成形中の軸方向隙間が押し出し成形工程によって有底孔が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔の内周面の少なくとも一部が非拘束の状態で施されるので、有底孔の内周面に余肉を逃がすことができる。これにより、移動側金型と固定側金型との隙間に余肉が膨出することがなく、後工程の研削加工は、ころ外周面の仕上げ加工だけにすることができ、研削加工代が少なくなって製造コストを低くすることができる。 According to the present invention, in the sizing molding process, the axial gap during molding between the moving-side mold and the fixed-side mold is located in the axial direction portion where the bottomed hole is not formed by the extrusion molding process. Since at least a part of the inner peripheral surface of the bottom hole is applied in an unconstrained state, surplus meat can be released to the inner peripheral surface of the bottomed hole. As a result, there is no bulge in the gap between the moving side mold and the fixed side mold, and the subsequent grinding process can only be a finishing process on the outer peripheral surface of the roller. The manufacturing cost can be reduced by decreasing the number.
また、移動側金型と固定側金型との隙間に余肉を出さないため、成形する面積が増加することなく、成形荷重を安定させることができる。 Further, since no surplus is left in the gap between the moving side mold and the fixed side mold, the molding load can be stabilized without increasing the molding area.
さらに、有底孔の深さを深く押し出し成形することにより、ころの体積が減るため、ころ、ひいては軸受の軽量化を図ることができ、しかも中実素材の材料コストを安くすることができる。 Furthermore, since the volume of the roller is reduced by extruding the depth of the bottomed hole deeply, the weight of the roller and thus the bearing can be reduced, and the material cost of the solid material can be reduced.
以下、本発明の各実施形態に係るころ軸受及びその製造方法について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a roller bearing and a manufacturing method thereof according to each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
第1実施形態に係る円筒ころの製造方法は、中実素材10から冷間鍛造を行うことで製造され、図1(a)及び図1(b)に示すように、押し出し成形金型11を用いて中実素材10の軸方向両端面に有底孔12を押し出し成形する工程と、図1(c)に示すように、移動側金型13と固定側金型14とを用いて押し出し成形された中間素材15を軸方向に圧縮してサイジング成形する工程とを備えている。
(First embodiment)
The manufacturing method of the cylindrical roller which concerns on 1st Embodiment is manufactured by performing cold forging from the solid
押し出し成形工程に用いられる押し出し成形金型11は、図1(a)及び図1(b)に示すように、中実素材10の外周面に対応する円筒状の内周面を有するダイス20と、ダイス20にセットされた中実素材10の軸方向両端面に有底孔12を押し出し成形する一対のパンチ21とを備えている。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), an
また、サイジング成形工程に用いられる移動側金型13は、図1(c)に示すように、円筒ころ30の一方の軸方向端面33aと、湾曲したコーナー部34aと、一方の端面側の外周面35aに対応する型面を有した円筒状の移動側ダイス22と、移動側ダイス22内を進退し、円筒ころ30の有底孔31の開口縁に対応する形状の縁部を有するパンチ23とを備える。
Further, as shown in FIG. 1 (c), the moving
固定側金型14は、円筒ころ30の他方の軸方向端面33bと、湾曲したコーナー部34bと、他方の端面側の外周面35bに対応する型面を有した円筒状の固定側ダイス24と、固定側ダイス24内を進退し、円筒ころ30の有底孔31の開口縁に対応する形状の縁部を有するパンチ25とを備える。ここで、パンチ25は、サイジング成形後の円筒ころ30を離型する際のノックアウトピンとしても作用する。
なお、移動側金型13及び固定側金型14の各型面は、仕上げ加工前の円筒ころ30の形状に対応するもので、以下の実施形態においても、移動側金型及び固定側金型の各型面は、仕上げ加工前のころ形状に対応するものとする。
The fixed-
The mold surfaces of the moving
移動側ダイス22の型面の深さL4′及び固定側ダイス23の型面の深さL4とサイジング成形工程で得られる円筒ころ31の有底孔32の深さL3との関係は、L3<L4′,L4に設定されており、また、深さL4′及び深さL4と中間素材15のL5との関係も、L5<L4′,L4に設定されている。さらに、移動側ダイス22の型面の深さL4′と固定側ダイス23の型面の深さL4との関係は、L4′<L4に設定されている。
The relationship between the depth L4 ′ of the mold surface of the moving
次に、円筒ころ30の製造方法について工程別に詳述する。
まず、押し出し形成工程では、図1(a)に示すように、軸方向長さLを有する中実素材10を押し出し成形金型11にセットする。ここで、中実素材10の軸方向長さLは、従来の素材100(図4(a)参照)の軸方向長さL6よりも短い。
Next, the manufacturing method of the
First, in the extrusion forming step, as shown in FIG. 1A, a
そして、図1(a)及び図1(b)に示すように、一対のパンチ21によって中実素材10の軸方向両端面に深さL5を有する有底孔12を成形し、中間素材15を得る。その際、中間素材15の軸方向長さL1は、円筒ころ41の全長L2よりも長く(L2<L1)、有底孔12の深さL5は、従来の凹部104(図4(b)参照)の深さL8より深い。
Then, as shown in FIGS. 1A and 1B, a bottomed
次に、サイジング成形工程では、図1(c)に示すように、押し出し成形金型11から離型した中間素材15を移動側金型13及び固定側金型14にセットし、移動側ダイス22及びパンチ23を含む移動側金型13を固定側金型14側に押し込んで中間素材15を軸方向に圧縮成形する。
Next, in the sizing molding step, as shown in FIG. 1C, the
このとき、移動側金型13と固定側金型14との成形中の軸方向隙間Cは、中間素材15の有底孔12が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔12の内周面のパンチ23の保持部分(開口縁)以外を非拘束の状態でサイジング成形する。
At this time, the axial gap C during molding of the moving
ここで、有底孔12が形成されていないA−A部分の断面積と有底孔12が形成されるB−B部分の断面積とを比べると、A−A部分の断面積が大きい。そのため、移動側金型13で中間素材15を固定側金型14側に押し込んだ時、断面積が大きいA−A部分は応力が小さいために塑性変形を起こさないが、断面積が小さいB−B部分は応力が大きいために塑性変形を起こす。これにより、非拘束状態の有底孔12の内周部に余肉32を流しながら円筒ころ30の軸方向両端面33a,33bと湾曲したコーナー部34a,34bと外周面35a,35bとが同時に成形される。
Here, when the cross-sectional area of the AA part where the bottomed
また、このようにサイジング成形された円筒ころ30は、有底孔31の深さL3と円筒ころ30の全長L2とがL2/4≦L3の寸法関係となるように形成される。また、サイジング成形後、円筒ころ30は外周面の仕上げ加工が施されるが、有底孔31の内周面にはサイジング成形時の余肉部32が残存し、この状態で使用される。
The
従って、本実施形態では、サイジング成形工程は、移動側金型33と固定側金型34との成形中の軸方向隙間Cが中間素材15の有底孔12が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔12の内周面の開口縁以外の部分が非拘束の状態で施されるので、円筒ころ30の有底孔31の内周面に余肉32を逃がすことができる。これにより、移動側金型33と固定側金型34との軸方向隙間Cに余肉が膨出することがなく、後工程の研削加工を、従来のような余肉105のない、ころ外周面の仕上げ加工だけにすることができ、研削加工代が少なくなって製造コストを低くすることができる。
Therefore, in this embodiment, in the sizing molding step, the axial gap C during molding of the moving side mold 33 and the fixed side mold 34 is in the axial direction portion where the bottomed
また、移動側金型13と固定側金型14との軸方向隙間に余肉を出さないため、成形する面積が増加することなく、成形荷重を安定させることができる。
Further, since no surplus is left in the axial gap between the moving
さらに、有底孔31の深さを深く押し出し成形することにより、円筒ころ30の体積が減るため、円筒ころ30、ひいては円筒ころ軸受の軽量化を図ることができ、しかも中実素材10の材料コストを安くすることができる。
Furthermore, since the volume of the
(第2実施形態)
次に、図2を参照して、本発明の第2実施形態に係る球面ころの製造方法について説明する。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG. 2, the manufacturing method of the spherical roller which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
第2実施形態に係る球面ころの製造方法は、中実素材40から冷間鍛造を行うことで製造され、図2(a)及び図2(b)に示すように、押し出し成形金型41を用いて中実素材40の軸方向両端面に有底孔42を押し出し成形する工程と、図2(c)に示すように、移動側金型43と固定側金型44とを用いて押し出し成形された中間素材45を軸方向に圧縮してサイジング成形する工程とを備えている。
The spherical roller manufacturing method according to the second embodiment is manufactured by cold forging from a
押し出し成形工程に用いられる押し出し成形金型41は、図2(a)及び図2(b)に示すように、中実素材40の外周面に対応する円筒状の内周面を有するダイス50と、ダイス50にセットされた中実素材40の軸方向両端面に有底孔42を押し出し成形する一対のパンチ51とを備えている。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), an
また、サイジング成形工程に用いられる移動側金型43は、図2(c)に示すように、球面ころ60の一方の軸方向端面63aと、湾曲したコーナー部64aと、一方の端面側の外周面65aに対応する有底半球状の型面を有する円筒状の移動側ダイス52と、移動側ダイス52内を進退し、球面ころ60の有底孔61の開口縁に対応する形状の縁部を有するパンチ53とを備える。
Further, as shown in FIG. 2C, the moving
固定側金型44は、球面ころ60の他方の軸方向端面63bと、湾曲したコーナー部64bと、他方の端面側の外周面65bに対応する有底半球状の型面を有した円筒状の固定側ダイス54と、固定側ダイス54内を進退し、球面ころ60の有底孔61の開口縁に対応する形状の縁部を有するパンチ55とを備える。ここで、パンチ55は、サイジング成形後の球面ころ50を離型する際のノックアウトピンとしても作用する。
The fixed
移動側ダイス52の型面の深さL4′及び固定側ダイス53の型面の深さL4とサイジング成形工程で得られる球面ころ60の有底孔61の深さL3との関係は、L3<L4′,L4に設定されており、また、深さL4′及び深さL4と中間素材45のL5との関係も、L5<L4′,L4に設定されている。さらに、移動側ダイス52の型面の深さL4′と固定側ダイス53の型面の深さL4との関係は、L4′<L4に設定されている。
The relationship between the depth L4 ′ of the mold surface of the moving
次に、球面ころ60の製造方法について工程別に詳述する。
まず、押し出し成形工程では、図2(a)に示すように、軸方向長さLを有する中実素材40を押し出し成形金型41にセットする。ここで、中実素材40の軸方向長さLは、従来の中実素材110(図5(a)参照)の軸方向長さL6よりも短い。
Next, the manufacturing method of the
First, in the extrusion molding step, a
そして、図2(a)及び図2(b)に示すように、一対のパンチ51によって中実素材40の軸方向両端面に深さL5を有する有底孔42を成形し、中間素材45を得る。その際、中間素材45の軸方向長さL1は、球面ころ61の全長L2よりも長く(L2<L1)、有底孔42の深さL5は、従来の凹部114(図5(b)参照)の深さL8より深い。
Then, as shown in FIGS. 2A and 2B, a bottomed
次に、サイジング成形工程では、図2(c)に示すように、押し出し成形金型41から離型した中間素材45を移動側金型43及び固定側金型44にセットし、移動側ダイス52及びパンチ53を含む移動側金型43を固定側金型44側に押し込んで中間素材45を軸方向に圧縮成形する。
Next, in the sizing molding step, as shown in FIG. 2C, the
このとき、移動側金型43と固定側金型44との成形中の軸方向隙間Cは、中間素材45の有底孔42が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔42の内周面のパンチ53の保持部分(開口縁)以外を非拘束の状態で成形する。
At this time, the axial gap C during molding of the moving
ここで、有底孔42が形成されていないA−A部分の断面積と有底孔42が形成されるB−B部分の断面積とを比べると、A−A部分の断面積が大きい。そのため、移動側金型43で中間素材45を固定側金型44側に押し込んだ時、断面積が大きいA−A部分は応力が小さいために塑性変形を起こさないが、断面積が小さいB−B断面は応力が大きいために塑性変形を起こす。これにより、非拘束状態の有底孔42の内周部に余肉62を流しながら球面ころ61の軸方向両端面63a,63bと湾曲したコーナー部64a,64bと外周面65a,65bとが同時に成形される。
Here, when the cross-sectional area of the AA portion where the bottomed
また、このようにサイジング成形された球面ころ60は、有底孔61の深さL3と球面ころ60の全長L2とがL2/4≦L3の寸法関係となるように形成される。また、サイジング成形後、球面ころ60は外周面の仕上げ加工が施されるが、有底孔61の内周面にはサイジング成形時の余肉部62が残存し、この状態で使用される。
Further, the
従って、本実施形態では、サイジング成形工程は、移動側金型43と固定側金型44との成形中の軸方向隙間Cが中間素材45の有底孔42が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔42の内周面の開口縁以外の部分が非拘束の状態で成形されるので、球面ころ60の有底孔61の内周面に余肉62を逃がすことができる。これにより、移動側金型43と固定側金型44との軸方向隙間Cに余肉が膨出することがなく、後工程の研削加工を、従来のような余肉115のない、ころ外周面の仕上げ加工だけにすることができ、研削加工代が少なくなって製造コストを低くすることができる。
Therefore, in the present embodiment, in the sizing molding step, the axial gap C during molding of the moving
また、移動側金型43と固定側金型44との軸方向隙間に余肉を出さないため、成形する面積が増加することなく、成形荷重を安定させることができる。
Further, since no surplus is left in the axial gap between the moving
さらに、有底孔61の深さを深く押し出し成形することにより、球面ころ60の体積が減るため、球面ころ60、ひいては球面ころ軸受の軽量化を図ることができ、しかも中実素材40の材料コストを安くすることができる。
Furthermore, since the volume of the
また、押し出し成形工程において、中実素材51の外周面をダイス56でほとんど隙間なく抱えた状態で、中実素材51の端面の押し出し成形を行い、材料を軸方向だけに流動させながら、有底孔42を成形するため、図5(c)に示すような従来の欠肉部116を発生させることなく成形することができる。
Further, in the extrusion process, the end surface of the
(第3実施形態)
次に、図3を参照して、本発明の第3実施形態に係る円錐ころの製造方法について説明する。
(Third embodiment)
Next, with reference to FIG. 3, the manufacturing method of the tapered roller which concerns on 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.
第3実施形態に係る円錐ころの製造方法は、中実素材70から冷間鍛造を行うことで製造され、図3(a)及び図3(b)に示すように、押し出し成形金型71を用いて中実素材70の軸方向一端面に有底孔72を軸方向他端面に凹部73を押し出し成形する工程と、図3(c)に示すように、移動側金型74と固定側金型75とを用いて押し出し成形された中間素材76を軸方向に圧縮してサイジング成形する工程と、移動側金型74と固定側金型75とを用いて押し出し成形された中間素材76を押込み成形する工程とを備えており、この実施形態では、サイジング成形工程と押込み成形工程とを同時に行うようにしている。
The method for manufacturing a tapered roller according to the third embodiment is manufactured by performing cold forging from a
押し出し成形工程に用いられる押し出し成形金型71は、図3(a)及び図3(b)に示すように、中実素材70の外周面に対応する円筒状の型面を有するダイス80と、ダイス80にセットされた中実素材70の軸方向一端面に有底孔72を押し出し成形するパンチ81と、中実素材70の軸方向他端面に凹部73を押し出し成形するパンチ82とを備えている。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), an
また、サイジング成形工程及び押込み工程に用いられる移動側金型74は、図3(c)に示すように、円錐ころ90の大径側の軸方向端面94aと、湾曲したコーナー部95aに対応する型面を有する円筒状の移動側ダイス83と、移動側ダイス83内を進退し、円錐ころ90の凹部91を保持する縁部を有するパンチ84とを備える。
Further, as shown in FIG. 3C, the moving side die 74 used in the sizing molding step and the pushing step corresponds to the large-diameter side
固定側金型75は、円錐ころ90の小径側の軸方向端面94bと、湾曲したコーナー部95bと、外周面96に対応するテーパ状の型面を有した円筒状の固定側ダイス85と、固定側ダイス85内を進退し、円錐ころ90の有底孔92の開口縁に対応する形状の縁部を有するパンチ86とを備える。ここで、パンチ86は、サイジング成形後の円錐ころ90を離型する際のノックアウトピンとしても作用する。
The fixed-
固定側ダイス85の型面の深さL4とサイジング成形工程で得られる円錐ころ90の有底孔91の深さL3との関係は、L3<L4に設定されており、また、深さL4と押し出し成形工程で得られる中間素材76の有底孔72の深さL5との関係も、L5<L4に設定されている。
The relationship between the depth L4 of the die surface of the fixed
次に、円錐ころ81の製造方法について工程別に詳述する。
まず、押し出し成形工程では、図3(a)に示すように、軸方向長さLを有する中実素材70を押し出し成形金型71にセットする。ここで、中実素材70の軸方向長さLは、従来の中実素材120(図6(a)参照)の軸方向長さL6よりも短い。
Next, the manufacturing method of the tapered
First, in the extrusion molding step, a
そして、図3(a)及び図3(b)に示すように、パンチ81によって中実素材70の軸方向一端面に深さL5を有する有底孔72を成形し、パンチ82によって軸方向他端面に深さL7を有する凹部73を成形して、中間素材76を得る。その際、中間素材76の軸方向長さL1は、円錐ころ81の全長L2よりも長く(L2<L1)、有底孔72の深さL5は、従来の凹部123(図6(b)参照)の深さL8より深く、凹部72の深さL8は、従来の凹部123(図6(b)参照)の深さL8と同等である。
3 (a) and 3 (b), a bottomed
次に、サイジング成形工程及び押込み工程では、図3(c)に示すように、押し出し成形金型71から離型した中間素材76を、有底孔72側の端部を固定側金型75の型面で保持するように、移動側金型74及び固定側金型75に反転してセットし、移動側ダイス83及びパンチ84を含む移動側金型74を固定側金型75側に押し込んで中間素材76を軸方向に圧縮成形するとともに、有底孔72側の端部を押込み成形(しごき成形)する。
Next, in the sizing molding step and the pressing step, as shown in FIG. 3C, the
このとき、移動側金型74と固定側金型75との成形中の軸方向隙間Cは、中間素材76の有底孔72が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔72の内周面のパンチ86の保持部分(開口縁)以外を非拘束の状態でサイジング成形する。
At this time, the axial gap C during molding of the moving
ここで、有底孔72が形成されていないA−A部分の断面積と有底孔72が形成されるB−B部分の断面積とを比べると、A−A部分の断面積が大きい。そのため、移動側金型74で中間素材76を固定側金型75側に押し込んだ時、断面積が大きいA−A部分は応力が小さいために塑性変形を起こさないが、断面積が小さいB−B部分は応力が大きいために塑性変形を起こし、非拘束状態の有底孔72の内周部に余肉93を流しながら円錐ころ90の小径側及び大径側端面94a,94bとコーナー部95a,95bと外周面96とが同時に成形される。
Here, when the cross-sectional area of the AA portion where the bottomed
また、このようにサイジング成形された円錐ころ90は、有底孔92の深さL3と円錐ころ81の全長L2とは、L2/2≦L3の寸法関係となるように形成される。また、サイジング成形後、円錐ころ90は外周面の仕上げ加工が施されるが、有底孔92の内周面にはサイジング成形時の余肉部93が残存し、この状態で使用される。
Further, the tapered
従って、本実施形態では、サイジング成形工程が、移動側金型74と固定側金型75との成形中の軸方向隙間Cが中間素材76の有底孔72が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ有底孔72の内周面の開口縁以外の部分が非拘束の状態で成形されるので、円錐ころ90の有底孔92の内周面に余肉93を逃がすことができる。これにより、移動側金型74と固定側金型75との軸方向隙間に余肉が膨出することがなく、後工程の研削加工を、従来のような余肉129のない、ころ外周面の仕上げ加工だけにすることができ、研削加工代が少なくなって製造コストを低くすることができる。
Therefore, in the present embodiment, the sizing molding step is performed in such a manner that the axial gap C during molding of the moving
また、移動側金型74と固定側金型75との軸方向隙間に余肉を出さないため、成形する面積が増加することなく、成形荷重を安定させることができ、また、外周面96を小径側でしごき成形する際に、余肉を非拘束状態の有底孔92の内周面に移動させながら成形させるので、成形荷重を小さくすることができる。
Further, since no surplus is left in the axial gap between the moving-
さらに、有底孔72の深さを深く押し出し成形することにより、円錐ころ90の体積が減るため、円錐ころ90、ひいては円錐ころ軸受の軽量化を図ることができ、しかも中実素材70の材料コストを安くすることができる。
Furthermore, since the volume of the tapered
なお、サイジング成形工程と押込み工程とは必ずしも同時に行う必要はなく、押込み工程の後にサイジング成形工程を行うようにしてもよい。 Note that the sizing molding step and the pressing step are not necessarily performed simultaneously, and the sizing molding step may be performed after the pressing step.
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。
上記実施形態において、各ころの軸方向端面に形成される有底孔に保持器の爪部が挿入保持される凹部を形成する場合には、移動側金型のパンチを押込んだ状態でサイジング成形工程を行うことで凹部を成形すればよい。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and modifications, improvements, and the like can be made as appropriate.
In the above embodiment, when forming a recess in which the claw portion of the cage is inserted and held in the bottomed hole formed in the axial end surface of each roller, the sizing is performed in a state where the punch of the moving die is pushed in. What is necessary is just to shape | mold a recessed part by performing a formation process.
また、ピン形保持器が使用されるころ軸受に本発明のころを適用する場合には、サイジング成形工程後の有底孔の底面を穿孔することで両端面を貫通させればよい。この場合も、各ころは、ピンの外周面に応じた余肉の内径を確保することで、余肉が残余した状態で使用することができる。 In addition, when the roller of the present invention is applied to a roller bearing in which a pin-type cage is used, both end surfaces may be penetrated by drilling the bottom surface of the bottomed hole after the sizing molding process. Also in this case, each roller can be used in a state in which the surplus is left by securing the inner diameter of the surplus according to the outer peripheral surface of the pin.
10,40,70 中実素材
12,31,42,61,72,92 有底孔
13,43,74 移動側金型
14,44,75 固定側金型
30 円筒ころ
60 球面ころ
90 円錐ころ
32,62,93 余肉
10, 40, 70
Claims (5)
前記中実素材の少なくとも一方の軸方向端面に有底孔を押し出し成形する工程と、
移動側金型と固定側金型とを用いて前記押し出し成形された素材を軸方向に圧縮してサイジング成形する工程と、
を備え、
前記サイジング成形工程は、前記移動側金型と前記固定側金型との成形中の軸方向隙間が前記押し出し成形において前記有底孔が形成されていない軸方向部分に位置し、且つ前記有底孔の内周面の少なくとも一部が非拘束の状態で施されることを特徴とするころ軸受用ころの製造方法。 A roller bearing roller manufacturing method for manufacturing a roller from a solid material by cold forging,
Extruding a bottomed hole in at least one axial end surface of the solid material; and
Sizing molding by compressing the extruded material in the axial direction using a moving side mold and a fixed side mold;
With
In the sizing molding step, an axial gap during molding of the moving side mold and the fixed side mold is located in an axial portion where the bottomed hole is not formed in the extrusion molding, and the bottomed A method for manufacturing a roller bearing roller, wherein at least a part of an inner peripheral surface of the hole is applied in an unconstrained state.
前記押し出し成形工程は、前記中実素材の軸方向の両端面にそれぞれ前記有底孔を成形し、
前記サイジング成形工程後の前記有底孔の深さは、前記ころの全長の1/4以上であることを特徴とする請求項1に記載のころ軸受用ころの製造方法。 The roller is a cylindrical or spherical roller,
In the extrusion molding step, the bottomed holes are respectively formed on both end surfaces in the axial direction of the solid material,
2. The method for manufacturing a roller bearing roller according to claim 1, wherein a depth of the bottomed hole after the sizing molding step is ¼ or more of a total length of the roller.
前記押し出し成形工程は、前記中実素材の軸方向の一端面に前記有底孔を成形し、
前記サイジング成形工程後の前記有底孔の深さは、前記ころの全長の1/2以上であることを特徴とする請求項1に記載のころ軸受用ころの製造方法。 The roller is a tapered roller,
In the extrusion molding step, the bottomed hole is formed on one axial end surface of the solid material,
2. The method for manufacturing a roller bearing roller according to claim 1, wherein a depth of the bottomed hole after the sizing molding step is ½ or more of a total length of the roller.
前記サイジング成形工程は、前記押込み成形工程と別工程或いは同一工程の終了前に、大径側端面と当接可能な前記移動側金型と、小径側端面と当接可能で、前記有底孔の深さより長い軸方向長さを持ったテーパ形状の内周面を有する前記固定側金型とを用いて、前記小径側及び大径側端面とコーナー部と外周面とを同時に成形することを特徴とする請求項4に記載のころ軸受用ころの製造方法。 A step of indenting the extruded material with a taper-shaped mold, and further comprising:
The sizing molding step is separate from the indentation molding step or before the end of the same step, the movable mold capable of contacting the large diameter side end surface and the small diameter side end surface can be contacted, and the bottomed hole Forming the small-diameter side and large-diameter side end surfaces, the corner portion, and the outer peripheral surface at the same time using the fixed-side mold having a tapered inner peripheral surface having an axial length longer than the depth of The manufacturing method of the roller for roller bearings of Claim 4 characterized by the above-mentioned .
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