(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径が異なり、それぞれが軸受の軌道輪素形材となる３本以上の円筒部が軸方向に段差をもって一体化され、最小径の円筒部内に底が形成された軸受素形材の形成用素材を型鍛造により成形する工程と、
上記形成用素材の各円筒部を内径面に沿って軸方向に切り離すと共に、最小径の円筒部の底を打抜く工程、
とから成る軸受素形材の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、型番が異なる軸受の軸受素形材の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軸受の外輪および内輪の形成用素材となる軸受素形材を１つの素材から形成する方法の１つとして図６に示したものが従来から知られている。この軸受素形材の製造方法は、下記の第１工程乃至第５工程から成る。
【０００３】
第１工程；図６（Ｉ）に示す柱状素材Ｂ0 を熱間により軸方向に据込んで図６（II）に示すように、円弧状外周面８０を有する円盤状素材Ｂ1 を形成する。
第２工程；円盤状素材Ｂ1 を型鍛造により、図６（III ）に示す段付きの円筒状成形品Ｂ2 を形成する。ここで、円筒状成形品Ｂ2 は、外輪素形材となる外筒部８１内において内輪素形材となる内筒部８２の端部が一体化され、その内筒部８２内に底８３が設けられている。
第３工程；円筒状成形品Ｂ2 を図６（III ）に示す鎖線位置に沿って軸方向に切り離し、図６（IV）に示すように、外筒部８１と底付きの内筒部８２とに分離する。
第４工程；底付き内筒部８２を打抜き装置によって、図６（Ｖ）に示すように、底８３を打抜き、内輪素形材８４を形成する。
第５工程；外筒部８１をローリング成形により拡径すると共に、内径面に環状溝８５を成形して、図６（VI）に示すように外輪素形材８６を形成する。
【０００４】
第１工程の据込みから第４工程の分離までの処理は、多段送り型の鍛造機によって熱間により連続的に処理され、その処理後において外筒部８１および内筒部８２が鍛造機から取り出される。一方、第５工程の拡径は、ロールフォーマにより冷間によって成形される。
【０００５】
第４工程によって形成された内輪素形材８４および第５工程によって形成された外輪素形材８６は、旋削加工、切削加工、熱処理等の加工を経て、図７に示す玉軸受９０の外輪９１や内輪９２とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６に示す軸受素形材の形成方法においては、軸受素形材の形成用素材である円筒状成形品Ｂ2 から単一サイズの軸受の外輪素形材と内輪素形材とを形成するものであるため、軸受のサイズが大きくなるに従って内筒部８２内の底８３の外径も大きくなり、この底８３は打抜きによって抜きかすとして処理されるので、材料のロスが大きいという不都合がある。
【０００７】
この発明の課題は、材料のロスを少なくすることができるようにした軸受素形材の形成方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明に係る軸受素形材の形成方法においては、外径が異なり、それぞれが軸受の軌道輪素形材となる３本以上の円筒部が軸方向に段差をもって一体化され、最小径の円筒部内に底が形成された軸受素形材の形成用素材を型鍛造により成形する工程と、
上記形成用素材の各円筒部を内径面に沿って軸方向に切り離すと共に、最小径の円筒部の底を打抜く工程、
とから成る構成を採用している。
【０００９】
また、この発明に係る軸受素形材の形成用素材においては、外径が異なり、それぞれが軸受の軌道輪素形材となる３本以上の円筒部を軸方向に段差をもって一体に形成し、最小径の円筒部内に底を設けた構成を採用したのである。
【００１０】
上記のように、外径が相違し、それぞれが軌道輪素形材となる３本以上の円筒部を軸方向に段差をもって一体に成形することにより、最小径の円筒部内に設けられた抜きかすとしての底の外径を小さくすることができる。
【００１１】
このため、上記形成用素材を用いて各円筒部を軸方向に切り離す軸受素形材の形成において、材料のロスをきわめて少なくすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図５に基づいて説明する。
【００１３】
図１乃至図４は、型番の異なる２つの軸受の軸受素形材の形成方法を示し、図１は、その形成方法によって成形される成形品を段階的に示すフロー図である。
【００１４】
図１（Ｉ）に示される柱状素材Ａ0 は、高炭素クロム軸受鋼、肌焼鋼、機械構造用鋼等の硬い材料を素材としている。この柱状素材Ａ0 は、第１工程において、熱間により、軸方向への据込みが行われる。その据込みによって、図１（II）に示すように、円弧状外周面１を有する円盤状素材Ａ1 が成形される。
【００１５】
円盤状素材Ａ1 は、第２工程において型鍛造される。図２は型鍛造を行う成形装置１０を示す。成形装置１０は固定型１１と、その固定型１１に対して進退自在に設けられた可動型１２とから成る。
【００１６】
固定型１１は、固定盤１３を有し、その固定盤１３上にホルダ支持板１４およびダイホルダ１５が設けられている。また、固定盤１３上にはホルダ支持板１４およびダイホルダ１５内に、下方から、バッキングプレート１６、筒状のガイドピース１７およびダイ１８が設けられている。
【００１７】
ダイ１８は、第１成形孔１９ａ、第２成形孔１９ｂおよび第３成形孔１９ｃを有する。これらの各成形孔１９ａ乃至１９ｃの形成を容易とするため、ダイ１８を第１成形孔１９ａが設けられた第１ダイ１８ａと、第２成形孔１９ｂおよび第３成形孔１９ｃが設けられた第２ダイ１８ｂとで形成している。
【００１８】
第２ダイ１８ｂにおける第３成形孔１９ｃ内にはノックアウト用スリーブ２０の先端部が挿入されている。スリーブ２０は前記ガイドピース１７と第２ダイ１８ｂの内側に跨がるようにして組付けられたガイド筒２１によりスライド自在に支持されている。また、スリーブ２０は、その背部に設けられたノックアウトピン２２の上昇による突き上げにより上方に移動するようになっており、下端がバッキングプレート１６に支持される状態において先端が第３成形孔１９ｃ内に臨んでいる。
【００１９】
スリーブ２０内側にはポンチ２３が設けられている。ポンチ２３は軸方向に非可動に支持され、先端はノックアウト用スリーブ２０の先端より上位に位置している。
【００２０】
可動型１２は、ダイ１８と同軸上に配置されたポンチ２４を有する。ポンチ２４には、先端から第１突部２５ａ、第２突部２５ｂ、第３突部２５ｃおよび第４突部２５ｄが設けられ、上記第４突部２５ｄの外径は前記ダイ１８の第１成形孔１９ａの内径と略等しくなっている。
【００２１】
図１（II）に示す円盤状素材Ａ1 は、図２（Ｉ）に示すように、ダイ１８に形成された第１成形孔１９ａの底上にセットされ、可動型１２の固定型１１に向けての移動により、熱間成形される。
【００２２】
図２（II）はその成形状態を示し、円柱状素材Ａ1 は、ダイ１８の第１成形孔１９ａ乃至第３成形孔１９ｃによって外径が成形されると共に、固定型１１におけるポンチ２３および可動型１２における第１突部２５ａ乃至第３突部２５ｃによって内径が成形される。また、第４突部２５ｄの下面によって上面が成形され、軸受素形材の形成用素材Ａ2 が形成される。
【００２３】
形成用素材Ａ2 は、可動型１２の後退後、スリーブ２０の軸方向の移動によって固定型１１のダイ１８から取り出される。
【００２４】
図１（III ）は成形装置１０から取り出された形成用素材Ａ2 を示す。この形成用素材Ａ2 は、軸受の外輪素形材となる第１円筒部Ｒ1 と、内輪素形材となる第２円筒部Ｒ2 と、上記軸受と型式の異なる軸受の軸受素形材となる第３円筒部Ｒ3 とを有し、各円筒部Ｒ1 乃至Ｒ3 には軸方向に段差がつけられている。また、第２円筒部Ｒ2 の外径は第１円筒部Ｒ1 の内径と略同径とされ、第３円筒部Ｒ3 の外径は第２円筒部Ｒ2 の内径と略同径とされ、その第３円筒部Ｒ3 内には底１が設けられている。
【００２５】
上記形成用素材Ａ2 は、次に、図３（Ｉ）、（II）に示す分離・打抜き装置３０にセットされ、その分離・打抜き装置３０によって第１円筒部Ｒ1 と第２円筒部Ｒ2 の分離、および底１の打抜きとが熱間により同時に行われる。
【００２６】
分離・打抜き装置３０は、固定型３１とその固定型３１に対して進退自在に設けられた可動型３２とから成る。固定型３１は固定盤３３を有し、その固定盤３３上に支持されたダイホルダ３４内に、下方から、バッキングプレート３５、筒状の間隔ピース３６および打抜き用のダイ３７を設けている。
【００２７】
ダイ３７は抜き孔３８を有し、その抜き孔３８の内径は、形成用素材Ａ2 における第２円筒部Ｒ2 がほぼぴったりと嵌り合う大きさとされている。
【００２８】
ダイ３７の抜き孔３８内にはノックアウト用スリーブ３９の先端部が挿入されている。スリーブ３９は、間隔ピース３６内に組込まれたガイド筒４０によって軸方向にスライド自在に支持され、その下方に設けられたノックアウトピン４１の上昇動による突き上げによって上方へ移動する。
【００２９】
上記固定型３１と前記可動型３２との間にはストリッパプレート４３が設けられ、そのストリッパプレート４３に筒状のストリッパ４４が取付けられている。
【００３０】
可動型３２は上記ストリッパ４４に挿通可能の分離用ポンチ４５を有する。分離用ポンチ４５は固定型３１のダイ３７と同軸上に配置されている。分離用ポンチ４５は先端に小径の分離打抜き部４５ａを有し、この分離打抜き部４５ａの外径は、ダイ３７の打抜き孔３８の内径と略同径とされている。
【００３１】
分離用ポンチ４５の軸心上にはポンチ挿入孔４６が形成され、そのポンチ挿入孔４６内に底打抜き用の打抜きポンチ４７がスライド自在に挿入されている。打抜きポンチ４７は小径の打抜き部４７ａを先端部に有し、その打抜き部４７ａの外径は、図１（III ）に示す第３円筒部Ｒ3 の内径と略同径とされている。
【００３２】
打抜きポンチ４７は、分離用ポンチ４５と共に進退動されると共に、分離用ポンチ４５の前進停止状態において、その分離用ポンチ４５に対して一定ストローク進退動されるようになっている。
【００３３】
また、打抜きポンチ４７は、外周下部に設けられた段部４８と、ポンチ挿入孔４６の内周に形成された肩４９の衝合によって分離用ポンチ４５に対する上昇量が制限され、その制限状態において打抜き部４７ａの先端が分離用ポンチ４５の先端と略同レベルに保持される。
【００３４】
図１（III ）に示される形成用素材Ａ2 は、図３（Ｉ）に示すように、ダイ３７の打抜き孔３８内に第２円筒部Ｒ2 の端部が挿入され、第１円筒部Ｒ1 の端面がダイ３７の端面で支持されるようセットされる。
【００３５】
可動型３２は、形成用素材Ａ2 のセット後において、固定型３１に向けて移動される。その可動型３２の移動によって、分離用ポンチ４５の先端の分離打抜き部４５ａが第１円筒部Ｒ1 内に侵入して第２円筒部Ｒ2 の端面を軸方向に加圧し、上記分離用ポンチ４５とダイ３７によって第１円筒部Ｒ1 と第２円筒部Ｒ2 とが第１円筒部Ｒ1 の内径面に沿って軸方向に切り離される。
【００３６】
切り離し後の第２円筒部Ｒ2 がスリーブ３９の先端面で支持されると、打抜きポンチ４７が一定ストローク前進し、その打抜きポンチ４７の打抜き部４７ａによって第３円筒部Ｒ3 の底１が打抜かれる。
【００３７】
図３（II）は、形成用素材Ａ2 の分離打抜き後の状態を示し、スリーブ３９内に押し出された底１は、スリーブ３９の背部に設けられたスクラップ排出孔５０から落下排出される。
【００３８】
分離後の第１円筒部Ｒ1 は、可動型３２の後退時に、分離用ポンチ４５と共に後退し、ストリッパ４４に対する当接によってその分離用ポンチ４５から取り出される。
【００３９】
ダイ３７の打抜き孔３８内に残る第２円筒部Ｒ2 と第３円筒部Ｒ3 の打抜き部品Ａ3 は、スリーブ３９の前進動によってダイ３７から取り出される。
【００４０】
図１（IV）は、分離・打抜き装置３０から取り出された第１円筒部Ｒ1 、第２円筒部Ｒ2 と第３円筒部Ｒ3 から成る打抜き部品Ａ3 および底１を示す。第１円筒部Ｒ1 は、その後の拡径工程において拡径されると共に内径面に環状溝が成形されて軸受の外輪素形材とされる。
【００４１】
一方、打抜き部品Ａ3 は、次に図４に示す第２分離装置６０により第２円筒部Ｒ2 と第３円筒部Ｒ3 の分離が熱間において行われる。
【００４２】
第２分離装置６０は、固定型６１と、その固定型６１に対して進退自在に設けられた可動型６２とを有し、両型６１、６２間にはストリッパプレート６３が定置され、そのストリッパプレート６３に筒状のストリッパ６４が取付けられている。
【００４３】
固定型６１は固定盤６５を有し、その固定盤６５に支持されたダイホルダ６６のダイ嵌合孔６７に打抜き用のダイ６８が取付けられている。ダイ６８は、図１（IV）に示す打抜き部品Ａ3 の第３円筒部Ｒ3 が挿入される打抜き孔６８ａを有し、この打抜き孔６８ａの内径は、第３円筒部Ｒ3 の外径と略等しくなっている。
【００４４】
また、ダイホルダ６６は、ダイ６８を通過した分離後の第３円筒部Ｒ3 を固定盤６５に設けられた取出し孔６９に誘導する誘導孔７０が設けられている。
【００４５】
可動型６２は、分離用ポンチ７１を有する。分離用ポンチ７１の先端部には打抜きヘッド７２が設けられている。この打抜きヘッド７２の外径は、打抜き部品Ａ3 における第２円筒部Ｒ2 の内径と略同径とされている。
【００４６】
図１（IV）に示す打抜き部品Ａ3 は、図４（Ｉ）に示すように、第３円筒部Ｒ3 がダイ６８の打抜き孔６８ａに挿入され、第２円筒部Ｒ2 の端面がダイ６８の先端面で支持されるようにセットされる。
【００４７】
可動型６２は、打抜き部品Ａ3 のセット後において、固定型６１に向けて移動される。その可動型６２の移動によって、分離用ポンチ７１の打抜きヘッド７２が第２円筒部Ｒ2 内に侵入して第３円筒部Ｒ3 を軸方向に加圧し、その分離用ポンチ７１とダイ６８によって、第２円筒部Ｒ2 と第３円筒部Ｒ3 とが図４（II）に示すように、第２円筒部Ｒ2 の内径面に沿って軸方向に分離される。分離後の第３円筒部Ｒ3 は、誘導孔７０から取出し孔６９に移動して外部に取り出される。一方、第２円筒部Ｒ2 は、分離用ポンチ７１と共に後退し、ストリッパ６４に対する当接によって分離用ポンチ７１から取り出される。
【００４８】
図１（Ｖ）は、打抜き部品Ａ3 の分離後の状態を示し、第２円筒部Ｒ2 はその後の工程において外径面に環状溝が形成され、軸受の内輪素形材とされる。
【００４９】
一方、第３円筒部Ｒ3 は、型番の異なる軸受素形材として使用される。この場合、上記内輪Ｒ3 は、厚みの略２等分位置が旋削されて、図１（VI）に示すように外リングＲ4 と内リングＲ5 とに分離され、外リングＲ4 は拡径されたのち、内径面に対する環状溝の形成により外輪素形材とされ、一方、内リングＲ5 は外径面に対する環状溝の形成によって内輪素形材とされる。
【００５０】
実施の形態においては、軸受素形材の形成用素材Ａ2 として、第１円筒部Ｒ1 乃至第３円筒部Ｒ3 を軸方向に段差をもって形成したものを示したが、形成用素材Ａ2 はこれに限定されるものではない。例えば、図５に示すように、外径の異なる４本の円筒部Ｒ6 乃至Ｒ9 を軸方向に段差をもって形成し、最小径の円筒部Ｒ9 の内側に底２を形成したものであってもよい。
【００５１】
上記実施形態における形成用素材においては、４本の円筒部Ｒ6 乃至Ｒ9 を各円筒部の内径面に沿って軸方向に切り離すと共に、底２を打抜き、外側２本の円筒部Ｒ6 およびＲ7 を第１の軸受の外輪素形材および内輪素形材として使用し、内側２本の円筒部Ｒ8 およびＲ9 を、第１の軸受と型式の異なる軸受の外輪素形材および内輪素形材として使用する。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、外径の異なる３本以上の円筒部を軸方向に段差をもって一体化し、最小径の円筒部内に底を設けたことにより、抜きかすとして処理される底の外径を小さくすることができ、各円筒部を軸方向に切り離す軸受素形材の形成において材料のロスをきわめて少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ｉ）乃至（VI）は、この発明に係る軸受素形材の製造方法によって成形される成形品を段階的に示すフロー図
【図２】（Ｉ）は成形装置の断面図、（II）は成形状態を示す断面図
【図３】（Ｉ）は分離・打抜き装置の断面図、（II）はその作動状態を示す断面図
【図４】（Ｉ）は第２分離装置の断面図、（II）はその作動状態を示す断面図
【図５】同上形成用素材の他の例を示す斜視図
【図６】従来の軸受素形材の製造方法によって成形される成形品を段階的に示すフロー図
【図７】玉軸受の断面図
【符号の説明】
Ａ2   形成用素材
Ｒ1 乃至Ｒ3   円筒部
１  底
【図１】
0003856578.tif 000002
【図２】
0003856578.tif 000003
【図３】
0003856578.tif 000004
【図４】
0003856578.tif 000005
【図５】
0003856578.tif 000006
【図６】
0003856578.tif 000007
【図７】
0003856578.tif 000008