JPH09280255A - 軌道底に平坦部を設けたベアリング外輪素形品及び内輪素形品、それらの製造方法並びに使用するマンドレル及びロール - Google Patents

軌道底に平坦部を設けたベアリング外輪素形品及び内輪素形品、それらの製造方法並びに使用するマンドレル及びロール

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JPH09280255A
JPH09280255A JP8111937A JP11193796A JPH09280255A JP H09280255 A JPH09280255 A JP H09280255A JP 8111937 A JP8111937 A JP 8111937A JP 11193796 A JP11193796 A JP 11193796A JP H09280255 A JPH09280255 A JP H09280255A
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Manabu Katsuki
学 香月
Yoshio Kasahara
義夫 笠原
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O S TEC KK
Sanyo Special Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷間ローリング加工によるベアリング外輪素
形品或いはベアリング内輪素形品を旋削して製品軌道輪
を設けるとき、旋削初期の細かく伸びた切屑の発生及び
切屑噛みを無くし、偏荷重によるバイトのチッピングを
無くす。 【解決手段】 ベアリング外輪製品８の外周に旋削代を
有しかつ外輪内面２に円弧状の軌道輪７を有するベアリ
ング外輪素形品１において、軌道輪７の断面形状は製品
軌道輪の円弧より大径の円弧１１からなる円弧部と該軌
道輪円弧部の軌道底軌跡から円弧中心側に高めて設けら
れた輪郭１２で示す平坦部とからなるベアリング外輪素
形品１。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷間ローリング加工
によるベアリング素形品即ち軌道部を有するベアリング
外輪用又は内輪用素形品を成形するために使用するマン
ドレル及びロールの成形型面の形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ベアリング外輪或いは内輪の製造
は、鋼ブランクを熱間鍛造して環状ブランクとし、焼
鈍、ショットブラストした後にマンドレルとロールを用
いて冷間ローリング加工即ち冷間転造して、図６及び図
７に示すようにベアリング外輪素形品１或いはベアリン
グ内輪素形品１４に成形し、さらに該成形した素形品を
旋盤で旋削して２点鎖線の製品輪郭６或いは１９で示す
形状のベアリング外輪製品或いはベアリング内輪製品と
していた。そして、冷間ローリング加工においてベアリ
ング外輪の内面２ａ或いはベアリング内輪の外面１５ｂ
に円弧の曲面からなる溝の内面軌道輪７或いは外面軌道
輪２０を設けてベアリング外輪素形品１或いはベアリン
グ内輪素形品１４としている。ところで、ベアリング内
輪の外面１５ｂに溝を設け軌道輪としたベアリング内輪
素形品１４は、製品にするために旋削する時にベアリン
グ内輪素形品１４を張りチャックで保持するため芯触れ
が生じ易い。このため偏荷重が掛かり易く、製品歩留り
が悪い。そこで、ベアリング内輪素形品１４に軌道輪の
溝を設けたものはベアリング外輪素形品１に設けたもの
に比しそれほど多くなかった。そして、これらのベアリ
ング素形品を成形するための冷間ローリング加工用のマ
ンドレル或いはロールの成形金型の成形型面は、旋削加
工の容易さのためベアリング外輪製品或いはベアリング
内輪製品の軌道輪の旋削図面に図中に示す旋削代ｙの大
きさの１．５ｍｍをプラスした軌道輪形状に形成してい
る。
【０００３】ところで、上記のマンドレル或いはロール
により成形されたベアリング素形品の旋削において、旋
削曲面を持つ姿バイトでベアリング外輪製品或いはベア
リング内輪製品の軌道輪曲面の旋削図面まで切り込む
際、特に旋削初期に細かく伸びた切屑が発生し、軌道部
芯ずれが生じた場合、切屑の排出方向が定まらず、素形
品を保持したコレットチャックのあたりとけりだしの間
に切屑が入ると製品が不良になるなど、切屑噛みによる
トラブルの発生原因となっていた。また、偏荷重による
姿バイトのチッピングを生じ、このため姿バイトは３面
ないし４面回転して使用するが結果的にバイト寿命を短
くしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、冷間ローリング加工によるベアリング外輪
素形品或いはベアリング内輪素形品を旋削して製品軌道
輪を設けるとき、旋削初期の細かく伸びた切屑の発生を
無くして切屑噛みを無くし、偏荷重によるバイトのチッ
ピングを無くすことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】課題を解決するための本
発明の手段は、請求項１の発明では、ベアリング外輪製
品の外周に旋削代を有しかつ外輪内面に円弧状の軌道輪
を有するベアリング外輪素形品において、軌道輪の断面
形状は製品軌道輪の円弧より大径の円弧からなる円弧部
と該軌道輪円弧部の軌道底軌跡から円弧中心側に高めて
設けられた平坦部とからなることを特徴とするベアリン
グ外輪素形品である。
【０００６】請求項２の発明では、ベアリング内輪製品
の外周に旋削代を有しかつ内輪外面に円弧状の軌道輪を
有するベアリング内輪素形品において、軌道輪の断面形
状は製品軌道輪の円弧より大径の円弧からなる円弧部と
該軌道輪円弧部の軌道底軌跡から円弧中心側に高めて設
けられた平坦部とからなることを特徴とするベアリング
内輪素形品である。
【０００７】請求項３の発明では、熱間鍛造による環状
ブランクに冷間ローリング加工を施してベアリング外輪
素形品を製造する方法において、冷間ローリング加工の
際に円弧状の突出軌道面と該突出軌道面の先端部に設け
た平坦部とからなるマンドレル成形型面を環状ブランク
の内面に当接して冷間ローリング加工することを特徴と
するベアリング外輪素形品の製造方法である。
【０００８】請求項４の発明では、熱間鍛造による環状
ブランクに冷間ローリング加工を施してベアリング内輪
素形品を製造する方法において、冷間ローリング加工の
際に円弧状の突出軌道面と該突出軌道面の先端部に設け
た平坦部とからなるロール成形型面を環状ブランクの外
面に当接して冷間ローリング加工することを特徴とする
ベアリング内輪素形品の製造方法である。
【０００９】請求項５の発明では、冷間ローリング加工
によるベアリング外輪素形品の製造に使用するマンドレ
ルにおいて、マンドレル成形型面輪郭がベアリング外輪
素形品に旋削する製品内面軌道輪の円弧の径より大径の
素形品内面軌道輪の断面輪郭に倣う両側の円弧と、該円
弧間の素形品内面軌道輪の軌跡頂部より低位置に設けら
れたベアリング内面に平行な直線部の平坦部輪郭との凸
状の輪郭からなることを特徴とするベアリング外輪素形
品の冷間ローリング加工用のマンドレルである。
【００１０】請求項６の発明では、冷間ローリング加工
によるベアリング内輪素形品の製造に使用するロールに
おいて、ロール成形型面輪郭がベアリング内輪素形品に
旋削する製品軌道輪の径より大径の素形品外面軌道輪の
断面輪郭と、該素形品外面軌道輪の軌跡頂部より低位置
に設けられたベアリング外面に平行な平坦部輪郭とから
なることを特徴とするベアリング内輪素形品の冷間ロー
ル加工用のロールである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
先ず鋼ブランクを熱間鍛造し、焼鈍し、ショットブラス
トした後、冷間ローリング加工により転造加工してベア
リングの外輪素形品１或いはベアリング内輪素形品１４
に形成する。この冷間ローリング加工において、ベアリ
ング外輪素形品１の内面２ａに内面軌道輪７である溝或
いはベアリング内輪素形品の外面１５ｂに外面軌道輪２
０である溝を形成する。ところで、上記のベアリングの
外輪素形品１或いはベアリング内輪素形品１４は旋削し
てベアリングの外輪製品或いはベアリング内輪製品に仕
上げる。そこで、ベアリングの外輪素形品１或いはベア
リング内輪素形品１４はベアリングの外輪製品或いはベ
アリング内輪製品に比しそのの外周に旋削する仕上代分
だけ大きく形成されている。
【００１２】図１を参照してベアリング外輪素形品１に
ついて説明する。図１の（ａ）の実線はベアリング外輪
素形品１の断面の輪郭を示し、それは（ｂ）に示すベア
リング外輪素形品１の断面の左側の断面の輪郭に相当す
る。（ａ）の２点鎖線と実線で囲まれた領域は上記した
旋削するための仕上代である。ベアリング外輪素形品１
の内面には軌道輪７の溝が形成されている。この軌道輪
７の輪郭は、両側の円弧１１の部分と軌道輪中心部に設
けられた平坦部輪郭１２の直線部分からなっている。そ
してこの平坦部輪郭１２の直線部分は点線で示す軌道底
１３から外輪の中心軸Ｃ方向に寄せた位置に約０．２ｍ
ｍ高くなって形成されている。その軌道底からの高さｘ
は約０．２ｍｍとするのが最適であり、旋削時にバイト
の芯ずれが防止でき加工が容易となる。高さｘが０．１
ｍｍの場合では芯ずれの防止は得られない。高さｘを
０．２ｍｍ以上とするときは芯ずれの防止効果はある
が、余分の旋削を必要とし効率が悪くなる。また、円弧
１１の曲率半径は図１の（ａ）の２点鎖線で示す製品内
面軌道輪９の曲率半径よりも大に形成する。従って、こ
の製品内面軌道輪９の軌道底から平坦部輪郭１２の直線
までの旋削代の大きさは約１．７ｍｍとなっている。こ
の旋削代の大きさが最も効率よく旋削できる大きさであ
る。ところで軌道輪の旋削は製品内面軌道輪９の形状を
した姿バイト１０を移動方向Ｄに進めて行われる。従っ
て、本発明では姿バイト１０の先端は平坦部輪郭１２の
中心に点接触して旋削が開始されることとなる。そこで
旋削当初の切りこみ時に姿バイト１０の刃先とワークの
素形品との間に充分な大きさの間隙が生じ、切屑が容易
に逃げることができて食い込むことない。また、軌道部
芯ずれが生じにくく、切屑の排出方向も一定となる。従
って、従来のように細かな切屑がコレットチャックのあ
たりとけりだし間に入って芯ずれが生じ、製品を不良品
とすることは、本発明ではなく、トラブルなく良好に旋
削ができる。
【００１３】図１の（ａ）において、ベアリング外輪素
形品１の実線で示す輪郭は、ベアリング外輪素形品１を
冷間ローリング加工するためのマンドレルの成形型面輪
郭３とロールの成形型面輪郭４を示し、右側の輪郭がマ
ンドレル成形型面輪郭３を示し、左側がロール成形型面
輪郭４を示す。従って、マンドレル成形型面輪郭３はベ
アリング外輪素形品に旋削する製品内面軌道輪の円弧の
径より大径の素形品内面軌道輪の断面輪郭に倣う両側の
円弧１１、１１と、該円弧１１、１１間の点線で示す軌
跡頂部より右に約０．２ｍｍ低い位置に設けられたベア
リング内面に平行な直線部の平坦部輪郭１２とからなっ
ている。一方、ベアリング外輪素形品１の外面１５ａは
平坦面であるからロール成形型面輪郭４も単なる直線の
平坦な輪郭に形成されている。
【００１４】図２はベアリング内輪素形品１４について
の説明図である。図２の（ａ）の実線はベアリング内輪
素形品１４の断面の輪郭を示し、それは（ｂ）に示すベ
アリング内輪素形品１４の断面の左側の断面の輪郭に相
当する。このベアリング内輪素形品１４の場合は、図１
のベアリング外輪素形品１がその内面に素形品内面軌道
輪７を形成しているのと異なり、その外面１５ｂに素形
品外面軌道輪２０を形成している。従って、内面に軌道
輪を形成するか外面に軌道輪を形成するかの違いを除い
ては、軌道輪自体には両者に相違する点はない。そこ
で、図２の（ａ）の２点鎖線と実線で囲まれた領域は上
記した旋削するための仕上代である。ベアリング内輪素
形品１４の外面には軌道輪２０の溝が形成されている。
この軌道輪２０の輪郭は、両側の円弧２３の部分と軌道
輪中心部に設けられた平坦部輪郭２４の直線部分からな
っている。そしてこの平坦部輪郭２４の直線部分は点線
で示す軌道底２５から内輪の中心軸Ｃ方向に寄せた位置
に約０．２ｍｍ高くなって形成されている。その軌道底
からの高さｘは約０．２ｍｍとするのが最適であり、旋
削時にバイトの芯ずれが防止でき加工が容易となる。高
さｘが０．１ｍｍの場合では芯ずれの防止は得られな
い。高さｘを０．２ｍｍ以上とするときは芯ずれの防止
効果はあるが、余分の旋削を必要とし効率が悪くなる。
また、円弧２３の曲率半径は図２の（ａ）の２点鎖線で
示す製品外面軌道輪２２の曲率半径よりも大に形成す
る。従って、この製品外面軌道輪２２の軌道底２５から
平坦部輪郭２４の直線までの旋削代の大きさは約１．７
ｍｍとなっている。この旋削代の大きさが最も効率よく
旋削できる大きさである。ところで軌道輪の旋削は製品
外面軌道輪２２の形状をした姿バイト１０を移動方向Ｄ
に進めて行われる。従って、図１のベアリング外輪の場
合と同様に図２のベアリング内輪においても、本発明で
は姿バイト１０の先端は平坦部輪郭２４の中心に点接触
して旋削が開始されることとなる。そこで旋削当初の切
りこみ時に姿バイト１０の刃先とワークの素形品との間
に充分な大きさの間隙が生じ、切屑が容易に逃げること
ができて食い込むことない。また、軌道部芯ずれが生じ
にくく、切屑の排出方向も一定となる。従って、従来の
ように細かな切屑による芯ずれが生じ、製品を不良品と
することはなく良好に旋削ができる。
【００１５】図２の（ａ）において、ベアリング内輪素
形品１４の実線で示す輪郭は、ベアリング内輪素形品１
４を冷間ローリング加工するためのロールの成形型面輪
郭１６とマンドレルの成形型面輪郭１７を示し、左側の
輪郭がロール成形型面輪郭１６を示し、右側がマンドレ
ル成形型面輪郭１７を示す。従って、ロール成形型面輪
郭１６はベアリング内輪素形品に旋削する製品内面軌道
輪の円弧の径より大径の素形品内面軌道輪の断面輪郭に
倣う両側の円弧２３、２３と、該円弧２３、２３間の点
線で示す軌跡頂部より左に約０．２ｍｍ低い位置に設け
られたベアリング外面に平行な直線部の平坦部輪郭２４
とからなっている。一方、ベアリング内輪素形品１４の
内面２ｂは平坦面であるからマンドレル成形型面輪郭１
７も単なる直線の平坦な輪郭に形成されている。
【００１６】図３は本発明のベアリング外輪素形品１及
びベアリング内輪素形品１４の軌道輪の断面とその断面
を一部拡大した部分で示す。同図においては、冷間ロー
リング加工により成形されたベアリング外輪素形品１及
びベアリング内輪素形品１４の図１或いは図２において
説明した製品への旋削代は軌道輪の部分以外では予め旋
削したものである。同図の（ａ）はベアリング外輪素形
品１で、その内面２ａには内面軌道輪７が冷間ローリン
グ加工により形成されている。同図（ｂ）は（ａ）の円
内を拡大して示すもので、内面２ａに形成された内面軌
道輪７は左右の円弧１１、１１とその間の平坦部輪郭１
２の直線部分からなる。同図の（ｃ）はベアリング内輪
素形品１４で、その外面１５ｂには外面軌道輪２０が形
成されている。同図（ｄ）は（ｃ）の円内を拡大して示
すもので、外面１５ｂに形成された外面軌道輪２０は左
右の円弧２３、２３とその間の平坦部輪郭２４の直線部
分からなる。
【００１７】図４は、冷間ローリング加工により製造さ
れかつ軌道輪以外の部分の旋削代が予め旋削されたベア
リング外輪素形品１を単能旋盤にコレットトャックの外
径チャック２６で保持して、姿バイト２８でベアリング
外輪素形品１の内面２ａを旋削してベアリング外輪製品
に仕上加工する様子を示し、姿バイト２８はベアリング
外輪素形品１の内面２ａに矢印の方向に移動して、予め
転造により形成された外輪素形品内面軌道輪７を旋削し
て製品内面軌道輪に仕上げる。
【００１８】図５は、冷間ローリング加工により製造さ
れかつ軌道輪以外の部分の旋削代が予め旋削されたベア
リング内輪素形品１４を単能旋盤にコレットトャックの
内径チャック２７即ち張りチャックで保持して、姿バイ
ト２８でベアリング内輪素形品１４の外面１５ｂを旋削
してベアリング外輪製品に仕上加工する様子を示し、姿
バイト２８はベアリング内輪素形品１４の外面１５ｂに
矢印の方向に移動して、予め転造により形成された内輪
素形品外面軌道輪２０を旋削して製品内面軌道輪に仕上
げる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では円弧状
軌道輪の軌道底に平坦部を有するベアリング外輪素形品
或いはベアリング内輪素形品を成形するため冷間ローリ
ング加工用のマンドレル或いはロールの成形型面はベア
リング外輪素形品或いはベアリング内輪素形品の内面或
いは外面の軌道底に平坦部を有する軌道輪の断面形状を
反転して模した形状としているので、これらのマンドレ
ル或いはロールを用いて熱間鍛造による鋼ブランクを冷
間ローリング加工により転造して円弧状軌道輪の軌道底
に平坦部を有するベアリング外輪素形品或いはベアリン
グ内輪素形品が容易に成形できる。さらに成形したベア
リング外輪素形品或いはベアリング内輪素形品は、それ
らの内面或いは外面に形成した円弧状の溝の軌道輪の軌
道底が平坦面に形成されているので、姿バイトでベアリ
ング外輪製品或いはベアリング内輪製品に仕上げ加工す
る際に旋削初期の軌道輪の切り込みが容易で、切屑が一
定方向に出てかつ噛み込みを生じることなく、従って旋
削時に芯ぶれを生じて不良品となることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のベアリング外輪素形品を成形するため
の説明図で、（ａ）はマンドレル及びロールの成形型面
輪郭を説明する断面図で、（ｂ）はベアリング外輪素形
品の断面図である。
【図２】本発明のベアリング内輪素形品を成形するため
の説明図で、（ａ）はマンドレル及びロールの成形型面
輪郭を説明する断面図で、（ｂ）はベアリング内輪素形
品の断面図である。
【図３】本発明のベアリング素形品を説明する断面図
で、（ａ）はベアリング外輪素形品で（ｂ）はその一部
拡大図、（ｃ）はベアリング内輪素形品で（ｄ）はその
一部拡大図である。
【図４】ベアリング外輪素形品を旋削する場合のワーク
保持状況の説明図である。
【図５】ベアリング内輪素形品を旋削する場合のワーク
保持状況の説明図である。
【図６】従来のベアリング外輪素形品成形用のマンドレ
ル及びロールの成形型面形状を説明する断面図である。
【図７】従来のベアリング内輪素形品成形用のマンドレ
ル及びロールの成形型面形状を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ ベアリング外輪素形品 ２ａ ベアリング外輪素形品の内面 ２ｂ ベアリング内輪素形品の内面 ３ マンドレル成形型面輪郭 ４ ロール成形型面輪郭 ５ ベアリング外輪素形品輪郭 ６ 旋削製品輪郭 ７ 外輪素形品内面軌道輪 ８ ベアリング外輪製品 ９ 旋削製品内面軌道輪 １０ 姿バイト輪郭 １１ 円弧 １２ 平坦部輪郭 １３ 軌道底 １４ ベアリング内輪素形品 １５ａ ベアリング外輪素形品の外面 １５ｂ ベアリング内輪素形品の外面 １６ ロール成形型面輪郭 １７ マンドレル成形型面輪郭 １８ ベアリング内輪素形品輪郭 １９ 旋削製品輪郭 ２０ 内輪素形品外面軌道輪 ２１ ベアリング内輪製品 ２２ 旋削製品外面軌道輪 ２３ 円弧 ２４ 平坦部輪郭 ２５ 軌道底 ２６ 外径チャック ２７ 内径チャック ２８ 姿バイト

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ベアリング外輪製品の外周に旋削代を有
    しかつ外輪内面に円弧状の軌道輪を有するベアリング外
    輪素形品において、軌道輪の断面形状は製品軌道輪の円
    弧より大径の円弧からなる円弧部と該軌道輪円弧部の軌
    道底軌跡から円弧中心側に高めて設けられた平坦部とか
    らなることを特徴とするベアリング外輪素形品。
  2. 【請求項２】 ベアリング内輪製品の外周に旋削代を有
    しかつ内輪外面に円弧状の軌道輪を有するベアリング内
    輪素形品において、軌道輪の断面形状は製品軌道輪の円
    弧より大径の円弧からなる円弧部と該軌道輪円弧部の軌
    道底軌跡から円弧中心側に高めて設けられた平坦部とか
    らなることを特徴とするベアリング内輪素形品。
  3. 【請求項３】 熱間鍛造による環状鋼ブランクに冷間ロ
    ーリング加工を施してベアリング外輪素形品を製造する
    方法において、冷間ローリング加工の際に円弧状の突出
    軌道面と該突出軌道面の先端部に設けた平坦部とからな
    るマンドレル成形型面を環状鋼ブランクの内面に当接し
    て冷間ローリング加工することを特徴とするベアリング
    外輪素形品の製造方法。
  4. 【請求項４】 熱間鍛造による環状鋼ブランクに冷間ロ
    ーリング加工を施してベアリング内輪素形品を製造する
    方法において、冷間ローリング加工の際に円弧状の突出
    軌道面と該突出軌道面の先端部に設けた平坦部とからな
    るロール成形型面を環状鋼ブランクの外面に当接して冷
    間ローリング加工することを特徴とするベアリング内輪
    素形品の製造方法。
  5. 【請求項５】 冷間ローリング加工によるベアリング外
    輪素形品の製造に使用するマンドレルにおいて、マンド
    レル成形型面輪郭がベアリング外輪素形品に旋削する製
    品内面軌道輪の円弧の径より大径の素形品内面軌道輪の
    断面輪郭に倣う両側の円弧と、該円弧間の素形品内面軌
    道輪の軌跡頂部より低位置に設けられたベアリング内面
    に平行な直線部の平坦部輪郭との凸状の輪郭からなるこ
    とを特徴とするベアリング外輪素形品の冷間ローリング
    加工用のマンドレル。
  6. 【請求項６】 冷間ローリング加工によるベアリング内
    輪素形品の製造に使用するロールにおいて、ロール成形
    型面輪郭がベアリング内輪素形品に旋削する製品軌道輪
    の径より大径の素形品外面軌道輪の断面輪郭と、該素形
    品外面軌道輪の軌跡頂部より低位置に設けられたベアリ
    ング外面に平行な平坦部輪郭とからなることを特徴とす
    るベアリング内輪素形品の冷間ローリング加工用のロー
    ル。
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