JPS63171830A - 薄肉リング部材の製造方法 - Google Patents

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） 本発明は各種機械、部品に用いられる鋼鉄製リング部材
の製造方法に関する。

（従来の技術） 例えばベアリングレースのような鋼鉄製のリング部材は
、従来、パイプ材もしくは線材を所定寸法に切断したも
のを素材とし、これを主として切削加工もしくは鍛造加
工により最終製品に成形していたのが通例である。しか
し、切削加工の場合は能率が悪く、また鍛造の場合は薄
肉のリング部材を成形できないという問題がある。そこ
で、特に薄肉リング部材の場合に、中間段階までは切削
もしくは鍛造により加工し、この中間製品について更に
球状化焼鈍及びスケールの除去処理の後、転造加工を施
し、然る後、焼入れ焼戻し処理及び所 ４削加工を行って最終製品に仕上げる場合がある。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記のように切削加工もしくは鍛造加工によ
り得られた中間製品について転造加工を施すことにより
薄肉リング部材を形成する場合において、転造加工後に
焼入れ焼戻し処理を行うと特に肉厚が薄いこともあって
、焼入れ歪の発生が著しくなり、真円度や肉厚の均一度
等の精度が低下するという問題が発生する。また、焼入
れ焼戻し処理を行おうとすると、製品を一旦焼入れ可能
温度まで加熱したければならないので、生産工程が複雑
化することになる。

本発明は、鋼鉄製の薄肉リング部材を成形する場合にお
ける上記のような実情に対処するもので、真円度や肉厚
の均一度等の精度に優れ、しかも所要の強度、靭性を備
えた薄肉リング部材を、生産工程を徒らに複雑化するこ
となく、能率良く、連続的に得ることが出来る方法を提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明に係る薄肉リング部材の製造方法は、鋼鉄
製線材を１０００〜１２００℃に加熱した上で熱間鍛造
機に供給し、上記温度域で所定の切断加工及び一段もし
くは複数段の鍛造加工を連続的に行ってリング状の中間
製品を得ると共に、この中間製品を焼入れ可能温度・以
下に冷える前に水中または油中に放出して急冷すること
により焼入れ処理する０次いで、この焼入れされた中間
製品を５００〜６５０℃に再加熱して焼戻した後、この
焼戻し温度域で所定形状への転造加工と押出し成形によ
るサイジング加工とを連続的に行うことを特徴とする。

（作　　用） 上記の方法によれば、線材から中間製品までの加工を一
工程の加工代が大きい熱間鍛造により形成するので、切
削加工や通常の冷間鍛造による場合と比較して該中間製
品までの生産能率が向上すると共に、この熱間鍛造で得
られた中間製品を余り冷えないうちに、即ち焼入れ可能
温度以上の高温状態にあるうちに水中又は油中に放出し
て焼入れ処理を行うので、この焼入れ処理のために中間
製品を焼入れ可能温度まで改めて加熱する必要がなくな
る。そして、この焼入れした中間製品を焼戻し温度まで
再加熱して金属組織を調質した上で、この焼戻し温度域
で転造加工及びサイジング加工を行うので、これらの加
工が良好に行われて製品の肉厚の均一度や真円度等の精
度が向上することになり、また上記の焼入れ焼戻し処理
により強靭な製品が得られることになる。

（実　　施　　例） 以下、本発明方法の実施例について説明する。

先ず、本実施例が適用される薄肉リング部材の製造シス
テムについて説明すると、第１図に示すように、このシ
ステムは、多数の鋼鉄製バー材Ａ・・・Ａを貯留し且つ
これらのバー材Ａ・・・Ａを一本ずつ送り出し可能とさ
れたバー材供給台１と、談合１から送り出されたバー材
Ａを所定の温度まで加熱する高周波加熱炉２と、該加熱
炉２で加熱されたバー材Ａが供給される多段式熱間鍛造
機３と、焼入れ水が貯留さＫて上記鍛造機３で形成され
たリング状中間製品Ｂがシュート４を介して投入される
焼入れ水槽５と、該水槽５の底部に上流部が配置され且
つ下流部が水槽５の外部へ向けて斜め上方に延びて、上
記シュート４がら投入された中間製品Ｂを水槽５の底部
で受けた後、該水槽５の外部へ搬出するコンベア６と、
該コンベア６及びこれに続くシュート７により上記水槽
５から搬出された中間製品Ｂが送り込まれる調質加熱炉
８と、該加熱炉８で所定温度まで再加熱された中間製品
Ｂが供給されるローリングマシン９とで構成され、この
ローリングマシン９がらシュート１゜を介して最終製品
としての薄肉リング部材りが排出されるようになってい
る。

また、上記多段式熱間鍛造機３は、第２図に示すように
本体３１に′カッタ装置３２と第１、第２、第３ダイ３
３．３４．３５とを並設すると共に、これらのグイ３３
〜３５にそれぞれ対向させてラム３６に第１．第２．第
３パンチ３７，３８．３９を配設した構成とされている
。ここで、上記カッタ装置３２は、一対の固定刃３２ａ
及び可動刃３２ｂと、これら両刃３２ａ、３２ｂ間に挿
通されたバー材Ａの突出量を規制するストッパ３２ｃと
を有し、図示の状態から可動刃３２ｂがａ方向に移動す
ることによりバー材Ａを一定寸法に切断するように構成
されている。そして、このカッタ装置３２によりバー材
Ａが所定寸法に切断されてなる素材Ａ１が図示したい移
送装置により上記各対向する第１．第２．第３ダイ３３
，３４，３５と第１．第２．第３パンチ３７，３８゜３
９との間に順次供給されると共に、各パンチ３７〜３９
がラム３６によりグイ３３〜３５側に突出されて、各対
向するグイ３３〜３５とパンチ３７〜３９とにより３段
階の鍛造加工が行われ、これによりリング状の中間製品
Ｂが形成されるようになっている。

更に、上記ローリングマシン９は、第３，４図に示すよ
うに、周囲に等ピッチ間隔で多数のワーク保持凹部９１
ａ・・・９１ａが形成されてシュート９２によりこれら
の凹部９１ａ・・・９１ａにワーク（中間製品）Ｂが１
つずつ搬入され且つ駆動軸９３により１ピツチづつ間欠
回転されるガイド円板９１と、該円板９１の上部に位置
する凹部９１ａ内に保持されたワークＢの中空穴内゛に
突入されるマンドレル９４と、押圧部材９５に備えられ
て上記マンドレル９４が突入されたワークＢの外周面に
押付けられ、該ワークＢをマンドレル９４との間に挟持
した状態で回転して該ワークを転造加工する転造ロール
９６と、上記ガイド円板９１の下部に位置する凹部９１
ａの手前に設置されたサイジングダイ９７と、該凹部９
１ａ内に保持されたワークＢを前方に押し出して上記サ
イジングダイ９７内を通過させるブツシュロッド９８と
を有する。ここで、上記サイジングダイ９７はセラミッ
ク等の高硬度の材料で形成されている。

次に、上記システムを用いる本発明方法の実施例につい
て説明する。

先ず、バー材供給台１から送り出されたバー材Ａは高周
波加熱炉２により１０００〜１２００”Ｃに加熱された
上で熱間鍛造機３に供給される。そして、第２図に示す
ように、該鍛造機３におけるカッタ装置３２により所定
寸法に切断されて短円柱状の素材Ａ１とされると共に、
この素材Ａ１が各対向する第１．第２．第３グイ３３，
３４．３５と第１．第２．第３パンチ３７，３８．３９
との間に順次供給され、上記温度域で第１．第２゜第３
段階の鍛造加工が行われ、リング状の中間製品Ｂが形成
される。ここで、この実施例では、上記素材Ａ１は第１
段階でスケール除去のためのアップセット加工が行われ
、次いで第２段階で外形形状の成形と中央部への凹部成
形加工が行われ、更に第３段階で上記凹部を貫通させる
穿孔加工が行われるようになっている。

このようにして鍛造機３により形成された中間製品Ｂは
該鍛造機３から排出され、第１図に示すようにシュート
４を介して水槽５内に投入されるのであるが、鍛造機３
で成形された直後の中間製品Ｂは未だ高温の状態（例え
ば９００〜１０００℃）にあるため、上記水槽５内に投
入されることにより該槽５内の焼入れ水で急冷され、焼
入れ処理が施されることになる。そして、この焼入れさ
れた中間製品Ｂはコンベア６及びシュート７により調質
加熱炉８に供給され、５００〜６５０℃の温度に再加熱
されて焼戻し調質されると共に、この焼戻し温度域にあ
る状態でローリングマシン９に供給される。

そして、このローリングマシン９においては、第３．４
図に示すように中間製品Ｂは、先ずガイド円板９１の上
部の凹部９１ａ内でマンドレル９４と転造ロール９６と
の間に挟持された状態で転進ロール９６の回転により偏
肉を矯正したがら肉厚を薄くして拡径され、これにより
肉厚が均一な薄肉リング部材Ｃが形成される。その場合
に、該リング部材が例えばベアリングレースのように内
周面又は外周面に周溝が形成され、或いは内、外周面が
テーバ面や段付面とされるものにあっては、上記マンド
レル９４又は転造ロール９６の形状を上記周溝等に対応
する形状としておくことにより、該周溝やテーバ面或い
は段付面等がこの転造加工により形成される。そして、
このようにして所定形状に転造加工されたリング部材Ｃ
は、上記ガイド円板９１の回転により下方に移送される
と共に、該円板９１の下部で停止した時にブツシュロッ
ド９８により前方に押し出され、サイジングダイ９７内
を強制的に通過される。このサイジングダイ９７の内径
は、上記のようにして転造加工されたリング部材Ｃの外
径より稍小径で、最終製品の外径に正しく設定されてお
り、従ってこのサイジングダイ９７を通過した最終製品
としてのリング部材りは、外径が所定寸法の真円に高精
度に矯正されることになる。

このようにして、最終製品としての薄肉リング部材りが
得られることになるが、該部材りは中間製品Ｂの段階で
焼入れ焼戻し処理が行われているので、組織が調質、強
靭化されていると共に、焼戻し温度域、即ち温間で転造
加工及びサイジング加工が行われるので、これらの加工
が良好に行われることになり、肉厚の均一度や真円度な
どの精度が高くなる。

そして、特に上記中間製品Ｂを一工程の加工代が大きい
熱間鍛造により形成するので、切削加工や冷間鍛造によ
る場合より該中間製品Ｂまでの生産能率が高く、しかも
この熱間鍛造直後の高温の中間製品を急冷することによ
り焼入れ処理を行うので、この焼入れ処理のために製品
を焼入れ温度まで加熱する必要がなくなる。

尚、以上の実施例では鋼鉄製線材として直線状のバー材
を用いたが、コイル状に巻回されたコイル材を用いても
よい。

（発明の効果） 以上のように本発明方法によれば、鋼鉄製薄肉リング部
材の製造に際して、リング状の中間製品を熱間鍛造によ
り行い、しかもこの鍛造直後の高温の製品を急冷するこ
とにより焼入れ処理を行うので、この中間製品の焼入れ
処理までの生産能率が著しく向上すると共に、更に焼戻
し後に転造加工及びサイジング加工を行うので、これら
の加工が良好に行われることになる。そして、上記加工
及び処理を連続的に行うので、所要の強靭性を有すると
共に寸法精度に優れた薄肉リング部材が高い生産性で得
られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する薄肉リング部材の製造システ
ムを示す斜視図、第２図は該システムにおける熱間鍛造
機の構成を示す要部平面図、第３図は同じくローリング
マシンの要部概略正面図、第４図は第３図ＩＶ−ＩＶ線
で切断したローリングマシンの縦断側面図である。 ２・・・高周波加熱炉、３・・・熱間鍛造機、５・・・
焼入れ水槽、８・・・調質加熱炉、９・・・ローリング
マシン、９６・・・転造ロール、９７・・・サイジング
ダイ、Ａ・・・線材（バー材）、Ｂ・・・中間製品、Ｄ
・・・最終製品。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼鉄製線材を１０００〜１２００℃に加熱した後
   、熱間鍛造機に供給し、上記温度域で切断加工と一段も
   しくは複数段の鍛造加工とを連続的に行うことによりリ
   ング状の中間製品を形成すると共に、この中間製品を焼
   入れ可能温度以下に冷える前に水中または油中に放出し
   て急冷することにより焼入れ処理し、次いでこの焼入れ
   品を５００〜６５０℃に再加熱して焼戻した後、この焼
   戻し温度域で所定形状への転造加工と押出し成形による
   外径のサイジング加工とを連続的に行うことを特徴とす
   る薄肉リング部材の製造方法。