JPH08267171A

JPH08267171A - 軸状部材の加工方法

Info

Publication number: JPH08267171A
Application number: JP7295995A
Authority: JP
Inventors: Michio Iihara; 道雄飯原; Taiji Takahara; 泰司高原
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-15
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: JP3697287B2

Abstract

(57)【要約】【目的】等速自在継手外輪のステムを冷間鍛造する際
に、ステム末端のセレーション形成部位の加工硬化を防
止する。【構成】ステム（２）軸端の後加工予定部位（３）の
外径（Ｂ）がステム（２）の最終仕上外径（Ａ）よりも
小さくなるよう予備成形した上で（Ｂ＜Ａ）、ステム
（２）を冷間鍛造により軸方向に延ばして仕上げ加工
し、その後、後加工予定部位（３）にセレーションを転
造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、等速自在継手の外輪等
を始めとする軸状部材の加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】等速自在継手、例えばダブルオフセット
型等速自在継手の外輪は、円筒状のカップと軸状のステ
ムとを同軸状に一体形成し、カップの内径面に軸方向に
沿って延びるストレートなボール転動溝を数条設けて構
成される。

【０００３】この種の外輪のうち、特に長尺のステムを
有するものは、一般に図３（ａ）〜（ｃ）に示す手順で
製作される。すなわち、先ず、亜熱間鍛造等により完成
品よりも短尺大径且つ厚肉の外輪素材（21）を予備成形
する（同図（ａ）参照）。次に、外輪素材（21）にリン
酸塩被膜処理等の表面処理を施した後、ポンチ及びダイ
スを用いてカップ（22）にしごき加工を施し、カップ
（22）の内径及び内径面のボール転動溝（23）を所定の
寸法に仕上げる（同図（ｂ）参照）。次に、例えばステ
ム（24）の外周面に複数個のロールを圧接して冷間ロー
リングを行い、この部分を小径化しつつ軸方向に延ばし
て所定寸法に仕上成形する（同図（ｃ）参照）。ここ
で、カップ（22）及びステム（24）をしごきや冷間ロー
リング等の冷間鍛造で仕上げるのは、熱間鍛造では十分
な精度を得ることができないからである。

【０００４】このような手順で製作された外輪（25）
は、必要箇所を旋削した後、ステム（24）の端部（26）
にセレーションやスプラインを転造して製品化される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に常温下で金属材
料を冷間加工すると、その加工部分には加工硬化が生じ
る。従って、上述のようにステムを冷間ローリング等に
より延ばす際にもステムの全長にわたって加工硬化が生
じる。

【０００６】しかし、このような加工硬化が生じると、
冷間鍛造完了後、セレーション等を転造する際に転造工
具に過大な負荷が作用する。そのため、従来では、セレ
ーション等の後加工を施した部位の仕上げ寸法がばらつ
き易く、また、工具寿命の短縮化等の問題も生じてい
た。

【０００７】そこで、本発明は、ステムを冷間鍛造によ
り仕上成形する際の、後加工予定部位の加工硬化を防止
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、前工程にて予備成形した軸状部材の軸
部を冷間鍛造により所定の寸法形状に仕上成形した後、
軸部の所定部位に後加工を施すに際し、予備成形の段階
で、軸部の後加工予定部位の外径を、仕上成形完了時に
おける軸部の他の部位の外径よりも小さくすることとし
た。

【０００９】

【作用】予備成形時に、軸状部の後加工予定部位の外径
を、冷間鍛造完了時における後加工予定部位を除いた軸
部の外径よりも小さくすれば、冷間鍛造中は後加工予定
部位と鍛造加圧面（ロールの外径面やダイスの内径面
等）とが非接触になるので、後加工予定部位が鍛造加圧
面から加圧力を受けることもない。従って、冷間鍛造に
伴う後加工予定部位の加工硬化を防止してその特性を初
期状態のまま維持することが可能となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２に基
づいて説明する。

【００１１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明による軸状
ワーク、例えばダブルオフセット型等速自在継手の外輪
（７）の製作手順を示す側面一部断面図である。以下、
この手順を説明する。

【００１２】先ず、亜熱間鍛造等により完成品よりも短
尺大径且つ厚肉の外輪素材（１）を予備成形する
（（ａ）図参照）。この時、ステム（軸部）（２）は、
予め段付き軸状に形成され、その軸端（３）（後加工予
定部位）は、これよりもカップ（４）側に位置する他の
軸部分（５）よりも小径に形成される。具体的には、後
加工予定部位（３）の外径（Ｂ）は、軸部分（５）の最
終仕上外径（Ａ）よりも小径に形成される（Ｂ＜Ａ）。
また、後加工予定部位（３）の長さ（Ｄ）は、後の工程
で転造するセレーションの軸方向長さ（Ｃ）と等しくさ
れる。

【００１３】以下、従来と同様の手順でカップ（４）を
しごき加工し（（ｂ）図参照）、次いでステム（２）を
ローリングにより冷間鍛造して（ｃ）図に示す所定形状
の外輪（７）を仕上成形する。その後、所要箇所を旋削
し、さらに後加工予定部位（３）にセレーションを転造
することにより外輪（７）が製品化される。

【００１４】ステム（２）のローリングは、図２に示す
装置によって行なわれる。この装置は、軸線を平行にし
て配置した３つのロール（10ａ）〜（10ｃ）を、図示し
ない回転駆動源により同方向に回転駆動するもので、外
輪素材（１）のステム（２）は３つのロール（10ａ）〜
（10ｃ）の間に形成された略三角形型の隙間にその軸線
をロール（10ａ）〜（10ｃ）の軸線と平行にして挿入さ
れる。各ロール（10ａ）〜（10ｃ）は、図示しないシリ
ンダ等のスライド駆動源によりステム（２）の軸心方向
に向けてスライド可能に支持される。各ロール（10ａ）
〜（10ｃ）をステム（２）側にスライドさせると、ロー
ル外周面がステム（２）の外周面３箇所に圧接してこれ
を軸心方向に押圧するので、ステム（２）は二点鎖線で
示すように徐々に小径化しながら下方に延びる。この
時、カップ（４）が軸方向及び半径方向に変位しないよ
う、カップ（４）の内径部には上方から押込みヘッド
（11）が嵌挿され、カップ（４）の外径面にはベアリン
グ（12）で回転自在に支持した円筒状のガイド（13）が
被嵌される。

【００１５】以上の工程及び装置であれば、ステム
（２）のローリング中は、後加工予定部位（３）が常時
鍛造加圧面、すなわち各ロール（10ａ）〜（10ｃ）の外
径面（14）よりも内径側（ステムの軸心側）に位置す
る。従って、後加工予定部位（３）は、ローリングの開
始から終了に至るまでロール（10ａ）〜（10ｃ）と接触
することはなく、鍛造加圧面（14）から圧縮方向に加圧
されるこもない。従って、ローリングによる後加工予定
部位（３）の加工硬化を回避することができ、これによ
り、セレーション転造時の転造工具への負荷を軽減して
仕上げ寸法のばらつき、成形不良や工具寿命の短縮化等
を防止することが可能となる。

【００１６】本発明は、ステム（２）をローリング以外
の他の冷間鍛造法で仕上成形する場合にも同様に適用可
能である。例えば、ポンチとダイスによる冷間押出しで
ステム（２）を延ばす場合でも、上述の条件式（Ｂ＜
Ａ）を満足している限り、後加工予定部位（３）が鍛造
加圧面（14）（ダイスの内径面）に接触することはな
く、後加工予定部位（３）に加工硬化は生じない。

【００１７】この場合、外輪素材（１）の後加工予定部
位（３）と軸部分（５）との間に位置する境界部（15）
の絞り角（Ｆ°）をダイスの導入角（図１（ｃ）におい
て、外輪（７）のステム（２）とカップ（４）との間の
絞り角（Ｅ°）に対応する）と等しくしておけば、ステ
ム（２）をダイス内径部に導入した時点で、境界部（1
5）外径面と鍛造加圧面とが面接触するので、外輪素材
（７）の姿勢が安定化し、ポンチで加圧した際のステム
（２）の座屈を防止することが可能となる。

【００１８】なお、加工硬化により加工性が悪化するの
は何もセレーション等を転造する場合に限られない。す
なわち、金属材料に力を加えて塑性変形させる塑性加工
（鍛造、押出し、引抜き、圧延、プレス等）や切削加工
でも加工硬化の存在により、加工性が著しく低下する。
従って、本発明は、冷間鍛造完了後にこれらの加工を後
加工予定部位（３）に施す場合にも同様に適用可能であ
る。もちろん、等速自在継手の外輪（７）に限らず、冷
間鍛造、転造等の後加工の順で加工する限り、他の形状
の軸状部材を加工する際にも同様に適用可能である。

【００１９】

【発明の効果】このように、本発明によれば、予備成形
した軸状部材の軸部を冷間鍛造により所定の寸法形状に
仕上成形した後、軸部の所定部位に後加工を施す場合で
も、冷間鍛造に伴う後加工予定部位の加工硬化を回避又
は軽減することができる。従って、後加工時に工具に作
用する負荷を軽減でき、仕上げ寸法のばらつき、成形不
良や工具寿命の短縮化等を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる工程を示す側面一部断面図であ
る。

【図２】（ａ）図は、ステムを冷間鍛造するためのロー
リング装置の縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図中のＸ−Ｘ
線での断面図である。

【図３】従来の工程を示す側面一部断面図である。

【符号の説明】

１外輪素材２ステム（軸部）３後加工予定部位４カップ７外輪（軸状部材） 14 鍛造加圧面 15 境界部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前工程にて予備成形した軸状部材の軸部
を冷間鍛造により所定の寸法形状に仕上成形した後、軸
部の所定部位に後加工を施すに際し、予備成形の段階で、軸部の後加工予定部位の外径を、仕
上成形完了時における軸部の他の部位の外径よりも小さ
くすることを特徴とする軸状部材の加工方法。