JPH04105739A

JPH04105739A - 短円筒の転造加工方法

Info

Publication number: JPH04105739A
Application number: JP22207090A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Ozaki; 勝彦尾崎; Kazuisa Nogata; 野方　一勲
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 1990-08-22
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1992-04-07

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】く産業上の利用分野〉この発明は、短円筒形素材に冷間転造加工を施す方法に
か＼す、特にボールベアリングの外輪をる。

〈従来の技術〉現在、ボールベアリングの外輪の製造に一部で冷間転造
加工が使用されており、これに次の２種類の方法がある
。

（イ）熱間鍛造による全面黒皮つきリングまたは熱間仕
上鋼管を切断して得た内外面黒皮つきリングを所定寸法
に冷間転造し、その全面を旋盤で旋削した後、熱処理及
び研磨を行う。

（０）上記の黒皮つきリングの全面を旋盤で旋削してか
ら冷間転造し、これに熱処理及び研磨を行なう。

これらの方法における冷間転造は、素材リングにその内
径より若干細い内面加工ロールを挿通し、素材リングの
外方に位置する外面加工ロールの加工溝と上記内面加工
ロールの加工溝との間に上記素材リングを挟んで圧延加
工を行うものである。

上記内面加工ロールの加工溝の底面には、ボール溝を転
造するための隆条か存在する。

〈発明か解決しようとする課題〉前記（イ）、（０）の製造方法のうち、製造コストの面
では（ロ）が有利であるか、次のような問題かあるため
に極〈一部てしか採用されておらず、（イ）の方法か広
く採用されている。

（ロ）の方法を採用した場合は、ベアリング外輪内面の
ボール溝の縁部に、長さ０．２〜０．３ｍ層、深さ０．
旧〜０．１ｍｍの微細な割れきすか多発する。この割れ
きすは、実用上は影響かないとされているか、ベアリン
グの品質面て好ましくないのて、（ロ）の方法か嫌われ
る原因になっている。

この発明は、製造コスト面で有利な（ロ）の方法におい
て、上述の割れきすの発生を防止しようとするものであ
る。

〈課題を解決するための手段〉この発明においては、従来の転造加工と同様に、第１図
に示すように短円筒形の素材１の外部に位置する外面加
工ロール２及び素材内に挿通される内面加工ロール３を
使用する。両ロールは、いずれも周面に素材の幅に等し
い幅の加工溝４及び５を有している。そして、素材ｌを
双方のロールの加工溝４．５間て挟圧しなから、これら
ロールの一方または双方を回転駆動して、素材な冷間で
圧延加工する。

この発明の特徴として、内面加工ロールの加工溝の溝底
基準面６の直径１ｄを素材内径Ａｉの４５〜５６％、望
ましくは４８〜５２％に選び、かつ素材の１回転当りの
平均圧下量ｄを０．１ｍｍ以下に選ぶ。ここで一方のロ
ールを固定し、他方のロールを移動させて素材を圧下す
るものとした場合、素材の１回転当りの平均圧下量ｄは
次式によって与えられる。

ｄ　；３０但し、Ａｉ：Ｂｉ　：Ｉｄ：ＲＣ：Ｖ　　：（Ａｉ＋　Ｂｉ）ｖ／Ｉｄ　−Ｒｅ素材内径（ａｍ）製品内径（１１層）内面加工ロール溝底基準面径（■■）内面加工ロール回転速度（ｒｐｍ）ロールの送り速度（曹■／５ｅｃ）〈作　　　用〉ボールベアリンクの外輪を製造する場合には、素材ｌの
内面にボール溝７を刻設するために、第２図に示すよう
に内面加工ロール３として溝底基準面６の中央に隆条８
を有するものを使用する。

素材ｌを、内外面の加工ロール２．３の加工溝４．５間
に挟み、再加工ロール２．３間に圧縮力を与えなからこ
れらを駆動すると、素材ｌは圧延されて径か次第に広が
り、かつ内面にボール溝７が形成される。このようにし
て得た製品は、第３図に示すように外径がＡＯからＢｏ
へ、内径がＡｉからＢｊへ、それぞれ拡大されており、
その内面は基準面１２．１２の中央にボール溝７が凹設
されている。

従来の上述のような製法による製品１１を顕微鏡で観察
すると、ボール溝７の両側部分１４．１４ては割れきず
が無数に発生しているのが見受けられると共に、ここに
は旋盤加工条痕がそのまま残存していた。また、基準面
１２．１２では、旋盤加工条痕は認められなかったが、
割れきすか若干発見された。ボール溝７の溝底部分１３
には、割れきず及び旋盤加工条痕か共に存在していなか
った。これらの割れきず１５．１５・・・・は、軸方向
に０．２〜０．３ｖｍの長さて、深さが０．旧〜０．０
２ｍ■程度の浅いものが多かった。

ボール溝両側部分１４．１４に割れきず１５．１５・・
・・が多発する理由は、次のように考えられる。ボール
溝底部分１３は、内面加工ロール３の隆条８によって十
分押圧加工されるのて、この部分には旋盤加工条痕か存
在しない。一方ボール溝両側部分１４．１４は、内面加
工ロール３による押圧加工を殆ど受けていないことが旋
盤加工条痕の残存によって認められ、内径の拡大は引張
り応力たけによって起こっているために５割れきすか多
発するのであろう。基準面１２．１２は、一応押圧加工
を受けているか、ボール溝か加工される折に引張り応力
が加わるため、これによって時折割れきすが発生するの
てあろう。

よって、割れきすを生じない適切な加工条件を見出すた
めに、次の実験を行なった。

（実験１）異なる寸法の素材を同一の加工ロール２．３を用いて加
工する際に、Ｉｄ／Ａｉ値を変化させ、かつ径の拡大率
はほぼ等しくなるようにして、冷間転造を行った結果を
第１表に示す。なお、第１表に記載されていない条件は
次の通りである。

素材材質　　　　　　　　　　５ＵＪ２焼鈍材外面加工
ロール加工溝底径　　　１８７．６ｗ＋ｍ同　　　　　
　　　　　　　　　周速　　　　　８２５　　ａｍ／ｓ
ｅｃ内面加工ロール加工溝底径（ｌｄ）　　２５．８１
ｍｍ同　　　　　隆条８の高さ　　　　２．１■ｌ同　
　　　　　　　　周速　　　７５４　ａｍ／　ｓｅｃ第
　　　１　　　表なお、第１表における判定の記号の意味は次の通りであ
る。

Ｘ：低倍率顕微鏡による観察において、全周にわたって
割れきすか高い頻度で分布していた△：割れきすの頻度
か×に較べて著るしく少なく、顕微鏡視野中に無きすの
部分も存在した○：割れきすが皆無ではないか、頻度か
極めて少ない。

実験ｌにより、Ｔｄ／Ａｉ値が４５〜５６％の範囲内で
かなりの成果か得られ、更に４８〜５６％の範囲内では
１層良好な結果が得られることがわかった。また、Ｉｄ
／Ａｉ値が極端に小さい領域では、加工動作が不安定に
なり、製品か楕円形や多角形に変形することも見出され
た。

（実験２）実験ｌによって、Ｉｄ／Ａｉ値が４８〜５２％のとき、
一応良好な成果は得られたが、満足てきるものではなか
った。そこで、実験ｌと同じ加工ロールを用い、同寸法
の素材を用いることによってＩｄ／Ａｉ値を一定にし、
内面加工ロールへ向けての外面加工ロールの送り速度及
び各ロールの回転速度を変えることによって素材の１回
転当りの平均圧下量ｄを変える実験を行った。また同時
に素材と製品間の径の拡大率の影響も調べた。

なお、この実験の細目は次の通りである。

素材材質　　　　　　　５ＵＪ２　　焼鈍材素材寸法　
外径６５．５■麿、内径５０．５園層、輻１９．９ｍｍ
Ｉｄ／Ａｉ値　　　　　　　　５１．１１％外面加工ロ
ール周速　　９６３　ｍｍ　／　ｓｅｃ内面加工ロール
周速　　８７９１１ｍ　／　ｓｅｃこの実験の結果を、
少しでも割れきすか存在するものをｘ印１割れきずが皆
無のものを０印で表わして、その分布状況を第４図に示
す。

この実験により、素材の１回転当りの平均圧下量ｄを０
．１ｍｍ以下に選べば、径の拡大率に殆ど関係なく、完
全無きすの製品が得られることが分った。

（実験３）実験１によりＩｄ／Ａｉ値の条件だけでは必ずしも無き
ずの製品が得られないことが分ったが、平均圧下量ｄの
条件たけて無きずの製品が得られるかどうかを調べるた
めに、Ｉｄ／Ａｉ値を実験ｌでは良い結果が得られなか
った値に維持し、平均圧下量ｄを変化させる実験を行い
、その結果を第２表に示す。

なお、この実験の細目は次の通りである。

素材材質　　　　　ＳＵＪ　２焼鈍材素材寸法　外径６５．５ｍｍ、内径５０．５ｍｍ、輻１
９．９ｓ層製品寸法　外径８２．２■麿、内径６９．Ｏ
ｓ−、輻１９．９■霞外面加工ロール加工溝底径　１８
７．６■ｌ同　　　　　　　　　　　　　周速　　９６
３ｍｍ　／ｓｅｃ内面加工ロール加工溝底径　３５Ｊ自
ｍ同　　　　　　　　　周速　８８０−■／５ｅｃＩｄ
／Ａｉ値　　７０．９％第　　２　　表なお、Ｘ印は割れきずが皆無てないことを示す。

この実験により、平均圧下量ｄの条件たけては割れきす
の発生を防ぐことかてきず、完全無きすの製品はＩｄ／
Ａｉ値の条件と平均圧下量ｄの条件の双方か充たされた
ときに得られることが分った。

〈実　施　例〉第３表に示す素材を、同表に示す条件て冷間転造加工し
、顕微鏡的にも完全無きすの製品を得ることかできた。

〈発明の効果〉以上のように、この発明によるときは、冷間転造により
短円筒形素材を加工する際に、全く割れきすが発生しな
いために、転造加工後に旋盤を用いて旋削加工する必要
が無くなって、直ちに熱処理及び研磨に移ることができ
るので、特にボールベアリングの外輪の生産に実施して
その生産コストを引下げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明における素材及び加工ロールの関係を
示す図、第２図はこの発明をボールベアリングの外輪の
転造に実施する際の素材及び加工ロールの断面図、１４
３図は冷間転造によって造られたボールベアリング外輪
の断面図、第４図はこの発明における外径拡大率と平均
圧下量の関係を示す図である。ｌ・・・・素材、２・・・・外面加工ロール、３・・・
・内面加工ロール、Ａｉ・・・・素材内径、Ｉｄ・・・
・内面加工ロールの溝底基準面径。外怪釜九斧

Claims

【特許請求の範囲】

（１）それぞれ素材の幅に等しい幅の加工溝を周面に有
する外面加工ロール及び内面加工ロールを使用し、短円
筒形の上記素材をこれに挿通した上記内面加工ロール及
びその外方に位置する上記外面加工ロールの上記溝間で
挟圧し、上記加工ロールの一方または双方を回転駆動す
ることにより上記素材に径の拡大を伴なう冷間転造を行
う加工方法において、上記内面加工ロールの加工溝底基
準面の直径を上記素材の内径の４５％乃至５６％に選ぶ
と共に、上記素材の１回転当りの平均圧下量を０．１ｍ
ｍ以下に選ぶことを特徴とする短円筒の転造加工方法。