JPH0390240A

JPH0390240A - 環状ワークの冷間ローリング装置

Info

Publication number: JPH0390240A
Application number: JP22642989A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Fujioka; 藤岡　康夫; Shunichi Okura; 大倉　俊一
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1991-04-16
Also published as: JPH0545338B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、主にベアリングの内・外輪等の環状ワークを
転造にて拡径加工（ボール受溝の形成加工も含む）する
冷間ローリング装置に関する。

（従来の技術）従来、上記の如き環状ワークの冷間ローリング加工は、
第６図に示すような装置によってなされていた１図例の
装置は、定位置で軸回転するマンドレル１と、該マンド
レル１の回転軸に平行な軸の廻りに回転し且つ該マンド
レル１に接近・離反移動可能に配置された主ロール２と
より戊り、上記マンドレル１に外挿された環状ワークＷ
の外周面に回転中の主ロール２を押付け、該主ロール２
の回転及びその回転に伴うマンドレル１の軸回転並びに
マンドレル１及び主ロール２の挟圧作用により環状ワー
クＷを拡径加工せんとするものである。そして、環状ワ
ークＷが所定寸法になった時に、該ワークＷの外周に摺
接配置された検出レバーａを介して近接スイッチｂを作
動させることにより主ロール２を後退させる方式が採ら
れる。この場合、検出レバーａは平行板バネＣを介して
装置に揺動可能に固設され、また該検出レバーａの途中
にはターゲットｄが固着され、該ターゲットｄが近接ス
イッチｂに対し所定の距離にまで接近した時該近接スイ
ッチｂが動作して主ロール２に後退信号を発するよう構
成される。

而して、上記の冷間ローリング装置によって得られた圧
延加工品Ｗ′は、真円ではなく僅かに楕円形となる（大
きい場合は長径と短径との差、即ち真円度いびつが１ｍ
もある）のが現状である。

その為、第４図に示す如きサイジングダイスｅに圧延加
工品Ｗ′を圧入して真円度の矯正及び仕上り寸法の矯正
がなされる。

（発明が解決しようとする課Ｕ＞然し乍ら、上記の冷間ローリング加工に於ける寸法制御
方式の場合、次のような問題点がある。

即ち、近接スイッチｂに近付いて来るターゲットｄの動
きを電気マイクロメーターで計測すると、ワークＷ・が
変形している為（真円でない為）、第５図のように脈動
して近付くような挙動を示す。

その結果、ワークＷが楕円形に加工されている場合、長
径の寸法が所定寸法乙に達した時（第５図に於けるＸ点
）、近接スイッチｂが動作して主ロール２が後退するこ
とになるから、この時の長径寸法が所定寸法となってし
まう、これをサイジング矯正すると、サイジング後の仕
上り寸法は、主ロール２が後退する直前の長径寸法Ｌ工
（第５図に於けるＸ点に対応）と短径寸法Ｌ２（同ｙ点
に対応）の略平均値（Ｌｘ＋Ｌ２／２）となり、これは
所定寸法りより小さくなる。また、サイジング代も小さ
くなるから、完全な真円度の矯正も保証されなくなる。

本発明は、上記に鑑みなされたもので、サイジング処理
後の外径寸法が所定寸法に合致し且つ真円度の矯正が確
実になし得るような寸法制御機構を備えた環状ワークの
冷間ローリング装置を提供せんとするものである。

（課題を解決する為の手段）上記目的を達成する本発明の冷間ローリング装置を添付
図面に基づき説明する。第１１！Ｉは本発明装置の概略
構成及び加工要領を示す図、第２図は同装置に採用され
た寸法制御機構のブロック図、第３図は外径検出情報の
平均化処理波形と主ロールの後退オン・オフタイ当ング
との関係を示す図。

第４図はサイジングダイスの一例を示す縦断面図、第５
図は電気マイクロメーターにより検出したターゲットの
動きを示す曲線図である。

即ち、本発明の環状ワークの冷間ローリング装置は、定
位置で軸回転するマンドレル１と、該マンドレル１の回
転軸に平行な軸の廻りに回転し且つ該マンドレル１に接
近・離反移動可能に配置された主ロール２とより成り、
上記マンドレル１に外挿された環状ワークＷの外周面に
回転中の主ロール２を押付け、該主ロール２の回転及び
その回転に伴うマンドレル１の軸回転並びにマンドレル
１及び主ロール２の挟圧作用により環状ワークＷを拡径
加工する環状ワークの冷間ローリング装置に於いて、該
装置が、上記加工中のワークＷの外周に摺接、する検出
レバー３と、該レバー３の変位置を検出する変位検出セ
ンサー４と、該センサー４による検出情報を平均化する
ローパスフィルター５と、該フィルター５による出力情
報と比較し予め設定された値に合致した時前記主ロール
２に後退信号を発するコンパレータ６とを具備したこと
を特徴とするものである。

検出レバー３は、環状ワークＷの外周面に摺接し、該ワ
ークＷの回転拡径化に伴い変位するものであり、例えば
第１図（ハ）に示す如く平行板バネ３１を介して装置に
ｆｌ殺され、ある程度拡径が進み所要寸法に近付いた後
該平行板バネ３１の弾力により環状ワークＷの外周面に
圧接するようにしたものが採用される。そして、該検出
レバー３の途中にはターゲット３２が固着され、上記変
位検出センサー４は、このターゲット３２に対向するよ
う配置され、該ターゲット３２の変位置を逐次検出する
べく機能するものである。該変位検出センサー４として
は、渦電流センサー、光センサー電気マイクロメーター
その他の位置検出センサーが採用される。また、ローパ
スフィルター５は、変位検出センサー４による位置検出
情報をコントローラ７により一旦電圧値にリニア変換し
、この変換電圧値を逐次平滑にする平滑回路（例えば、
ＲＣ平滑回路）が望ましく用いられる。更に、コンパレ
ータ６は、所定の外径に対応する電圧値（しきい値）が
予め設定され、逐次変化するローパスフィルター５から
の入力値がこのしきい値に達した時に、主ロール２に後
退信号を発するべく機能するものである。

（作用）本発明装置の作用をベアリング外輪の冷間ローリング加
工を例に採って説明する。第１図に於いて、マンドレル
１はベアリング幅に対応する周溝１１と、該周溝１１内
に周数されたボール受溝形成用突条１２とを有し、一方
主ロール２はベアリング幅に対応する周溝２１を有する
。マンドレル１は、定位置で軸回転するよう受ロール１
０によって保持される。そして、棒材等を熱間据込及び
熱間鍛造して得た環状ワークＷを第工図（イ）の如く上
記マンドレル１に外挿し、主ロール２を軸回転させなが
らマンドレル１側に移行させる。主ロール２がワークＷ
に当接すると、その回転力はワークＷを介してマンドレ
ル１に伝達され、マンドレル１は軸回転する。このマン
ドレル１及び主ロール２の軸回転並びに主ロール２とマ
ンドレル１との挟圧作用により、第１図（ハ）に示す如
くワークＷは回転しながらその内面にボール受溝が賦型
されると共に拡径圧延される。

この間、ワークＷの外周面には検出レバー３が摺接し、
ワークＷの拡径に伴うターゲット３２の変位置が変位検
出センサー４により検出されるゆ拡径加工中のワークＷ
は、前述の如く楕円形となるので、センサー４による検
出位置情報は第３図に示す如（脈動した波形Ａを示す、
しかし、この検出情報はローパスフィルター５により逐
次平滑化されて第３図に示す曲線Ｂを描き、このフィル
ター５による平滑化された出力値は楕円形ワークＷの長
径及び短径の平均値即ち第５図の直線Ｑに略対応するこ
とになる。尚、曲線Ａと曲線Ｂとが重ならないのは、両
者のデイメンジョンの相違に由来する。

而して、最終製品たるベアリング外輪の所定の外径寸法
に対応するしきい値が予めコンパレータ６に於いて設定
されており、フィルター５から入力される値は逐次この
しきい値と比較され、両値が合致した時（第３図の点０
）には主ロール２の後退信号がオンとされ、主ロール２
が後退してワークＷの圧延加工が停止する。従って、加
工停止時のワークＷの長径及び短径の平均値が、しきい
値に対応する所定の外径寸法に略合致する（第５図の点
２に対応）ことになる。

斯くして得られた加工品Ｗ′を第４図に示すサイジング
ダイスｅにてサイジング処理すると、所定外径寸法を有
する最終製品が極めて高精度で得られる。また、サイジ
ング代が大きくなるので真円度矯正が確実になされる。

このような本発明の機能上の特質は、ベアリング内輪そ
の他の環状ワークの冷間ローリング加工に於いても等し
く得られるものである。

尚、第Ｓ図に於ける曲線Ｃは主ロール２の動きを示し１
時間の経過（横軸）に伴うワークＷに対する接近度（縦
軸）として表している。また１曲線りは同時に電気マイ
クロメーターにより検出アーム３の挙動を計測した波形
を示す、更に、線図Ｅは主ロール２の後退信号のオン・
オフタイミングチャートであって、上記各種波形図に重
畳して表したものである。

（実施例）＃６２１２ベアリングの外輪（所定外径寸法；１１１ｍ
）用ワークを本発明装置と前記従来装置にて各１００個
宛冷間ローリング加工し、これらをサイジング処理して
最終製品の外径寸法及び外径の真円度を測定した。これ
らの平均値Ｘとバラつきσを算出した。この結果を第１
表に示すゆ（以下余白）第１衆第１表から、本発明装置によれば、外径寸法の加工精度
及び外径真円度が極めて高いことが理解される。また、
従来装置の場合０．２＋ｎａ＋以上の真円度不良が０．
６％あったが、本発明装置による場合は斯かる真円度不
良は皆無であった。このことからも本発明装置による場
合の製品歩留が極めて高いことが理解される。

（発明の効果）叙上の如く、本発明の冷間ローリング加工装置は、圧延
加工中のワークに摺接する検出レバーの変位置を変位検
出センサーにより検出し、これによる検出情報をローパ
スフィルターにより逐次平滑化し、この平滑化情報と設
定値とを比較して主ロールの後退タイミングを決定する
ようにしているから、所定の外径寸法と加工終了時の平
均径とが整合し、その後のサイジング処理に於いて所定
径への矯正が極めて高精度でなされ、且つサイジング代
も大きくなるから真円度の矯正も確実になされる。この
ように特筆すべき効果を有する本発明装置は、ベアリン
グ内外輪その他の環状ワークの冷間ローリング加工の精
度を飛躍的に向上させることになり、その有用性は極め
て大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の概略構成及び加工要領を示す図、
第２図は同装置に採用された寸法制御機構のブロック図
、第３図は外径検出情報の平均化処理波形と主ロールの
後退オン・オフタイミングとの関係を示す図、第４図は
サイジングダイスの一例を示す縦断面図、第５図は電気
マイクロメーターにより検出Ｗ＝メタ−ットの動きを示
す曲線図、第６図は従来の冷間ローリング加工装置の概
略平面図である。（符号の説明）１・・・マンドレル、　２・・・主ロール、　３・・・
検出レバー　　４・・・変位検出センサー　　５・・・
ローパスフィルター　　６・・・コンパレータ、　Ｗ・
・・環状ワーク。一以上〜

Claims

【特許請求の範囲】

１、定位置で軸回転するマンドレル（１）と、該マンド
レル（１）の回転軸に平行な軸の廻りに回転し且つ該マ
ンドレル（１）に接近・離反移動可能に配置された主ロ
ール（２）とより成り、上記マンドレル（１）に外挿さ
れた環状ワーク（ｗ）の外周面に回転中の主ロール（２
）を押付け、該主ロール（２）の回転及びその回転に伴
うマンドレル（１）の軸回転並びにマンドレル（１）及
び主ロール（２）の挟圧作用により環状ワーク（ｗ）を
拡径加工する環状ワークの冷間ローリング装置に於いて
、該装置が、上記加工中のワーク（ｗ）の外周に摺接す
る検出レバー（３）と、該レバー（３）の変位置を検出
する変位検出センサー（４）と、該センサー（４）によ
る検出情報を平均化するローパスフィルター（５）と、
該フィルター（５）による出力情報と比較し予め設定さ
れた値に合致した時前記主ロール（２）に後退信号を発
するコンパレータ（６）とを具備したことを特徴とする
環状ワークの冷間ローリング装置。