(57)【要約】【課題】リング状素材を冷間転造によりリング状製品に成形する冷間転造装置において、冬季等低温度時におけるリング状製品にクラックが発生するのを防止ことをコスト要さず簡単にできるようにする。【解決手段】特殊鋼からなるリング状素材１０を移動アーム１１に保持させて１個ずつローリングミル２に装填し、該リング状素材に転造液を掛けつつ冷間転造するとともに、該転造液を循環させる転造液循環系を備えた冷間転造装置において、転造液循環系に転造液を分流し吐出させるノズル１７ａ，１７ｂを設け、移動アームに保持されたリング状素材に該ノズルから吐出する転造液を掛けることにより該リング状素材が予熱されてからローリングミルに装填されるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特殊鋼からなるリング状素材を移動アームに保持させて１個ずつローリングミルに装填し、該リング状素材に転造液を掛けつつ冷間転造するとともに、該転造液を循環させる転造液循環系を備えた冷間転造装置において、転造液循環系に転造液を分流し吐出させるノズルを設け、移動アームに保持されたリング状素材に該ノズルから吐出する転造液を掛けることにより該リング状素材が予熱されてローリングミルに装填されるようにしたことを特徴とする冷間転造装置。
【請求項２】
転造液循環系にヒータを設け、リング状素材を予熱し得る温度が１０℃に満たないときは該ヒータにより転造液を予熱するようにした請求項１に記載の冷間転造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特殊鋼からなるリング状素材を冷間転造によりリング状製品に成形拡径する冷間転造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、成形ロールと受ロールとマンドレルとからなるローリングミルにリング状素材を装填し、冷間転造により異形断面製品を製造する方法を開示するものである。また、下記特許文献２は、難加工性の特殊鋼からなるリング状素材をクラックを発生させることなく冷間転造しベアリングレース等のリング状製品を成形する方法を開示するものである。
【特許文献１】特開平３−２６８８３３号公報
【特許文献２】特開２００１−９５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、一般に冷間転造は素材を常温のまま加圧し塑性変形させることにより、リングの拡径とニアネット成形を期待するものであるが、転造により材料が加工硬化することからクラックを発生させ易いという問題がある。特に冬季等の低温度は素材の温度が１０℃以下の低温度になることで、クラックに対して感受性が高くなるため、軸受鋼，ハイカーボン鋼等の難転造性の特殊鋼では上記特許文献２に記載されたように材料の組成を考慮することによる対処をしたとしても、低温度時にクラックが発生するおそれがあった。
【０００４】
これに対しては、素材を低温度時だけ熱風による対流加熱または電熱器による輻射加熱等により予熱することが考えられたが、設備面でコストが掛かり加工コストが高くなるので採算が合わなくなるという問題がある。
そこで本発明は、設備面のコストを殆ど要することなく、既存の冷間転造装置に簡単な装置を付加するだけで、クラックの発生を効果的に防止できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのために本発明に係る冷間転造装置は、特殊鋼からなるリング状素材を移動アームに保持させて１個ずつローリングミルに装填し、該リング状素材に転造液を掛けつつ冷間転造するとともに、該転造液を循環させる転造液循環系を備えた冷間転造装置において、転造液循環系に転造液を分流し吐出させるノズルを設け、移動アームに保持されたリング状素材に該ノズルから吐出する転造液を掛けることにより該リング状素材が予熱されてローリングミルに装填されるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
また本発明は上記冷間転造装置において、転造液循環系にヒータを設け、リング状素材を予熱し得る温度が１０℃に満たないときは該ヒータにより転造液を予熱するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
転造時の潤滑および焼き付きを防止するために冷間転造装置に元来設けられている転造液循環系の転造液を転造前のリング状素材に掛けることにより、該リング状素材が短時間で予熱され、転造時におけるクラックの発生が防止される。よって、冬季等の低温度時におけるクラック発生防止を低コストで極めて簡単にすることができる。
【実施例１】
【０００８】
次に本発明の実施例を図面とともに説明する。図１はこの冷間転造装置の概略を示す正面図、図２はその平面図である。図中、１は水溶性の転造液が貯留されたパン、２は該パン上の空間に設けられたローリングミルで、該ローリングミル２はモータ３によって回転動するように設けられた成形ロール４と、モータ５によって回転動するように設けられた受ロール６と、シリンダ７によって進退動するように設けられたマンドレル８とからなる。９は給材装置（図示せず）から一列となって送られてきたリング状素材１０が並ぶシュート、１１は上方から吊下状に設けられた移動アームで、該移動アームはその下端に設けられたグリップ１２によってシュート９上のリング状素材１０を把持し、該リング状素材を前記マンドレル８を貫挿可能な位置に搬送する。そして、シリンダ７を作動させ該リング状素材１０にマンドレル８を貫挿するとともにシリンダ１９によりハウジング２０を押すことにより、該マンドレルに受ロール６を圧接し、モータ３，５により成形ロール４および受ロール６を転動させ、リング状素材１０の外周に成形ロール４を圧接させることにより、所期のサイズのリング状製品１０ａを転造するものである。なお、この転造には通常十数秒を要するが、その間に移動アーム１１は次のリング状素材１０をシュート９上から把持してきてローリングミル２の直前にて待機している。
【０００９】
また、１３はパン１に貯留された転造液をフィルター１３ａを通して吸引する循環ポンプで、該循環ポンプの吐出側である給液管１４ａ，１４ｂに夫々ノズル１５ａ，１５ｂを設け、該各ノズルをローリングミル２の上部に設けることで転造中リング状素材に向けて両側から転造液を掛け、転造摩擦部の潤滑を良くするとともに、該リング状素材を冷却し焼き付きを防止する。また、該給液管１４ａ，１４ｂから分岐した管路に夫々開閉バルブ１６ａ，１６ｂを設け、該各開閉バルブの先方に夫々ノズル１７ａ，１７ｂを設け、該各ノズルから吐出させた転造液を移動アーム１１に把持されローリングミル２の直前にて待機しているリング状素材１０に掛けられるようにする。なお、１８はパン１内に転造液を予熱するために設けた電熱ヒータである。なお、パン１内の転造液は運転中に転造時の熱を奪い冬季であっても自然に２５〜３０℃程度の温暖な温度になることから常態では該ヒータ１８により転造液を予熱することは要しない。
【００１０】
このように、リング状素材１０に転造液を掛けることにより、該リング状素材は即座に１０℃以上に温度上昇し、１０℃以上となったリング状素材がローリングミル２に装填されることから、常にクラックを発生させることなく、軸受鋼，ハイカーボン鋼等の難転造性の特殊鋼製品を成形するに際しても、クラック等によって不良品が発生する割合が減少する。
【００１１】
なお、図３は上記リング状素材１０を１０℃以上に昇温させるのに必要な時間を計測した結果をグラフに示したもので、この実験により、熱風により加熱した場合や電熱器により輻射加熱した場合に比べ、転造液を掛けることがこの程度の温度域では熱伝達効率が高く最も効率がよい加熱方法であることが検証された。しかも本発明によれば、転造時の熱を奪うことで転造液が常時適温に保たれることから、熱源を要さず極めて経済的に温度保持がなされる。なお、この温度域であれば、潤滑性能を劣化させず安定した機能を継続することができる。
【００１２】
また、冬季等で運転の始動時では転造液の温度が低くリング状素材を予熱し得る温度が１０℃に満たないおそれがあるときは、その始動の初期だけヒータ１８により転造液を予熱することを要する場合があるが、いずれにしても非常に低コストにて転造液を温度保持できる。
【００１３】
また、冷間転造装置は元来、転造液を循環させる転造液循環系を備えているので、その吐出側を分岐させノズル１７ａ，１７ｂを設けるだけで転造液を簡単にリング状素材１０に掛けられるので、設備コストも非常に安価に抑えることができる。また、予熱が不要となる時期は、開閉バルブ１６ａ，１６ｂを閉じればよく、操作も極めて簡単である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る冷間転造装置の実施例を示す正面図。
【図２】本発明に係る冷間転造装置の実施例を示す平面図。
【図３】リング状素材の昇温曲線を示すグラフ。
【符号の説明】
【００１５】
２                ローリングミル
１０              リング状素材
１１              移動アーム
１３              循環ポンプ
１４ａ，１４ｂ    給液管
１６ａ，１６ｂ    開閉バルブ
１７ａ，１７ｂ    ノズル
１８              ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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