JP6562179B1 - 転がり軸受の軌道輪の製造方法及び転がり軸受の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
研磨加工による軌道輪の歪は、残留応力の不均一解放によって生じた応力と、軌道輪の変形に対する抵抗、すなわち剛性で決まる。応力については取しろの不均一差と残留応力の関数で表される。取しろの不均一は熱処理変形量で決まる為、熱処理時の変形量と取しろ深さ、取しろ内の残留応力の平均値がわかれば、研磨によって発生する応力値が算出できる。軌道輪の変形抵抗、すなわち剛性は、部品としての形状と材料のヤング率と、外輪の径及び肉厚によって決まる。以上の理論から、リングという基本形状が設定された上で、目標とする真円度と、研磨加工により除去されたる部位の量(取しろ)とを決定すれば、ばねの法則(フックの法則)から目的とする残留応力の値を算出することができる。
(1)素材から円環部材を切り出し、表面硬化層を形成し、焼入れ・焼戻しを行った後、前記円環部材の内径面及び外径面を研磨する一連の工程を備える転がり軸受の軌道輪の製造方法において、
前記焼入れ後に、前記円環部材の表面温度を50℃以下となるように急冷して軌道輪中間部材とし、焼戻し後に前記軌道輪中間部材の内径面及び外径面を研磨することを特徴とする転がり軸受の軌道輪の製造方法。
(2)前記の急冷は、前記焼入れ後に、前記円環部材を洗浄液により洗浄を兼ねて行うことを特徴とする上記(1)に記載の転がり軸受の軌道輪の製造方法。
(3)表面から芯部にかけて径方向の各部位の平均残留応力の絶対値を0〜191MPaにすることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の転がり軸受の軌道輪の製造方法。
(4)上記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の軌道輪の製造方法を行う工程を有することを特徴とする転がり軸受の製造方法。
・目標真円度:JISの0等級の最大値以内とした場合、
本発明は、
残留応力≧(1.04×t−2.2)×D−170.8×t+425・・・(1)
・目標真円度:外径の0.015%以内とした場合、
本発明は、
残留応力≧(0.90×t−2.6)×D−151.9×t+454・・・(2)
・目標真円度:外径の0.01%以内とした場合、
本発明は、
残留応力≧(0.61×t−1,8)×D−104.6×t+322・・・(3)
炭素を0.4質量%含有し、油冷での焼入れ性を確保するために更にCrやMn等の合金元素を添加した鋼材を用意した。そして、この鋼材から、外径が75mm程度の円環部材を切り出し、3.5時間の浸炭窒化処理を行った。次いで、2次加熱後、100℃程度の油中にて焼入れを行い、速やかに水を吹き付けて洗浄兼急冷を行って、円環部材の表面温度を20〜50℃とし、焼戻しを行って試験片とした。そして、試験反の円周面を所定の深さまで電解研磨し、その位置での残留応力を測定する操作を繰り返し行い、取しろ近傍である250μmの深さまでの残留応力を求めた。測定の結果、250μmの深さまでの平均残留応力は、表面温度が20℃の場合は−37MPa、30℃の場合は−34MPa、40℃の場合は−46MPa、50℃の場合は−138MPaであった。
予備試験と同様に、炭素を0.4質量%含有し、CrやMn等の合金元素を添加した鋼材から、外径73mmで、肉厚4.8mmの円すいころ軸受の外輪用円環部材を切り出し、3.5時間の浸炭窒化処理を行った。次いで、2次加熱後、100℃程度の油中にて焼入れを行い、実施例1では焼入れ後に50℃まで,実施例2では焼入れ後に室温(25℃)まで急冷し、その後に180℃にて焼戻しを行って試験片とした。一方、比較例1では、焼入れ後、特に冷却せず、その後に180℃にて焼戻しを行って試験片とした。
熱処理後の各試験片の真円度はほぼ同等であった。各試験片50個について、外径側と内径側とを各1回ずつ研磨し、真円度を測定した。結果を図6に示すが、比較例1では真円度が3〜32μmであり、大きなバラつきがある。これに対して実施例1では何れもの試験片も真円度が8μm以下、実施例2では何れの試験片も真円度が4μm以下であり、真円度が小さく、かつ、揃っている。
本出願は、2018年4月2日出願の日本特許出願(特願2018−070943)、2018年4月13日出願の日本特許出願(特願2018−077598)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
2 インプットシャフト
3 アウトプットシャフト
4 パイロットシャフト
5 カウンターシャフト
6 リバースシャフト
7 円筒ころ軸受
8 針状ころ軸受
9 ギヤ群
9a、9b ギヤ
10 ギヤ部材
11 クラッチハブ
Claims (4)
- 素材から円環部材を切り出し、表面硬化層を形成し、焼入れ・焼戻しを行った後、前記円環部材の内径面及び外径面を研磨する一連の工程を備える転がり軸受の軌道輪の製造方法において、
前記焼入れ後に、前記円環部材の表面温度を50℃以下となるように急冷して軌道輪中間部材とし、焼戻し後に前記軌道輪中間部材の内径面及び外径面を研磨することを特徴とする転がり軸受の軌道輪の製造方法。 - 前記の急冷は、前記焼入れ後に、前記円環部材を洗浄液により洗浄を兼ねて行うことを特徴とする請求項1記載の転がり軸受の軌道輪の製造方法。
- 表面から芯部にかけて径方向の各部位の平均残留応力の絶対値を0〜191MPaにすることを特徴とする請求項1または2記載の転がり軸受の軌道輪の製造方法。
- 請求項1〜3の何れか1項に記載の軌道輪の製造方法を行う工程を有することを特徴とする転がり軸受の製造方法。
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CN114350902A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-15 | 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 | 一种中小尺寸薄壁衬套渗层硬度一致性改善的工艺方法 |
CN114350902B (zh) * | 2021-12-23 | 2023-11-07 | 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 | 一种中小尺寸薄壁衬套渗层硬度一致性改善的工艺方法 |
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