构成车轮支撑用滚动轴承单元的轨道轮部件的制造方法

专利名称：构成车轮支撑用滚动轴承单元的轨道轮部件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种构成车轮支撑用滚动轴承单元的轨道轮部件的制 造方法。
背景技术：
构成汽车车轮的轮1以及构成作为制动装置的盘形制动器并作为
制动用旋转部件的旋转件2，例如通过图18所示的形态的构造，可自 由旋转地支撑在构成悬挂装置的转向节3上。即，在形成于该转向节 3的圆形支撑孔4的部分上，由多个螺栓7固定构成车轮支撑用毂单 元5的外轮6。另一方面，在构成该车轮支撑用毂单元5的毂8上， 由多根柱螺栓9和螺母10结合固定上述轮1和旋转件2。另外，在上 述外轮6的内周面上分别形成多列外轮轨道lla、 lib和结合在外周面 上的凸缘12。通过利用上述各螺栓7将该结合凸缘12结合到上述转 向节3上，将这种形态的外轮6相对于该转向节3进行固定。
另外，上述毂8由毂本体13和内轮14构成。其中，在作为本发 明的制造方法对象的、构成车轮支撑用滚动轴承单元的轨道轮部件上、 即在毂本体13外周面的一部分上，在从上述外轮6的外端面开口突出 的部分上形成作为外向凸缘的安装凸缘15。而且，对于轴向，"外"是 指向汽车组装的状态下的作为车辆宽度方向外侧的图18、 19的左侧。 相反，对于轴向，"内"是指向汽车组装的状态下的作为车辆宽度方向 中央侧的图18、 19的右侧。另外，在上述毂本体13的外端部，与该 毂本体13同心地设置称为引导部的定位筒部16。上述轮1和旋转件2 在通过外嵌到该定位筒部16上而实现径向定位的状态下，由上述各柱 螺栓9和螺母10结合固定到上述安装凸缘15的外侧面。
另外，在形成于上述毂本体13的外周面的中间部分、与圆筒面部 中的大径部相当的中间部26上，形成与上述多列外轮轨道lla、 lib中的外侧的外轮轨道lla相对的内轮轨道17a。另外，同样地，在内 端部上形成与圆筒面部中的小径部相当的小径台阶部18。该小径台阶 部18、上述中间部26以及存在于这两部18、26彼此之间的台阶面31， 构成带台阶部。然后，在其中的小径台阶部18上外嵌上述内轮14。 在该内轮14的外周面上，形成与上述多列外轮轨道lla、 llb中的内 侧的外轮轨道lib相对的内轮轨道17b。通过使得上述毂本体13的内 端部在径向外方塑性变形而形成的敛缝部(力、L力部)19，将这种形 态的内轮14相对于该毂本体13进行固定。然后，分别在上述各外轮 轨道lla、 lib和上述各内轮轨道17a、 17b之间，每个均可自由转动 地设置多个滚动体20。而且，在图示例中，虽然使用滚珠作为上述各 滚动体20，但在重量大的汽车用毂单元的场合下，也有使用圆锥滚子 的情况。另外，设置有上述各滚动体20的圆筒状的空间的两端开口部， 分别由密封件21a、 21b进行密封。进一步地，图示例由于是驱动轮(FF车的前轮、FR车和RR车 的后轮、4WD车的全部车轮)用车轮支撑用毂单元5，所以在上述毂 8的中心部形成花键孔22。然后，将固定设置在等速联轴节用外轮23 的外端面上的花键轴24插入该花键孔22内。与此同时，将螺母25 拧合在该花键轴24的前端部上，通过进一步紧固，将上述毂本体13 夹持在该螺母25和上述等速联轴节用外轮23之间。下面，图19作为传统已知的车轮支撑用毂单元的第2例，示出了 从动轮(FF车的后轮、FR车和RR车的前轮)用车轮支撑用毂单元。 由于该第2例的车轮支撑用毂单元5a是从动轮用的，所以在构成毂 8a的毂本体13a的中心部不设置花键孔。而且，在图示例中，通过在 上述毂本体13a的内端部设置的敛缝部19来约束内轮14的内端面。 另外，通过拧合在上述毂本体13a内端部的螺母也能够约束上述内轮 14的内端面。在这种场合下，在上述毂本体13a的内端部设置用于与 上述螺母拧合的阳螺紋部。其他部分的构造和作用与上述第l例的车 轮支撑用毂单元5的情况相同。但是，在上述形态的各车轮支撑用毂单元5、 5a的场合，在任一种构造的情况下，均在毂本体13、 13a的外周面从外端部侧起形成有 定位筒部16、安装凸缘15、用于设置外侧的外轮轨道17a的中间部 26、用于外嵌固定内轮14的小径台阶部18。作为用于加工这种形态 的各部分的方法，除了热锻造或冷锻造等塑性加工之外，还可考虑切 削加工等。但是，为了使加工效率良好、确保材料的成品率、实现成 本降低，优选进行塑性加工。另外，在塑性加工中，由于热锻造能够 在软化状态下加工被加工物，所以可将成形负荷抑制到较小的程度， 而另一方面，考虑到热膨胀量差等，需要加大支承模和推压模之间的 嵌合部的公差等，因此难以确保加工品的形状精度和尺寸精度。另外， 在热锻造的情况下，由于在表面产生脱炭层，所以在需要由热处理使 得表面硬化的部分的情况下，热锻造后需要用于除去上述脱炭层的切 削加工。由于该切削加工的加工余量在某种程度上较高，所以通过该 切削加工，不仅加工效率下降而且材料的成品率也恶化，成为上述毂 本体13、 13a加工成本高的原因。因此，即使在上述定位筒部16或上述安装凸缘15的加工中能够 利用上述热锻造，在考虑成本的情况下在上述小径台阶部18的加工中 也不能利用上述热锻造。理由在于，该小径台阶部18需要以适当的过 盈量的过盈配合外嵌固定上述内轮14,因此要求尺寸精度，为了防止 在与该内轮14的嵌合面上发生微振磨损，在表面上形成淬火硬化层。 在考虑到这些情况的场合，利用冷塑性加工或切削(车削)加工形成 上述小径台阶部18。其中的切削加工可获得高精度的小径台阶部18， 但成本较高。与此相对，考虑通过作为冷锻造的一种的减径加工进行上述小径 台阶部18的加工。在这种情况下，如图20(A)所示，应该加工成毂 本体的坯料27由冲头28推入模具29内，如图20(B)所示，在该坯 料27的推入方向前端部上形成小径台阶部18。但是，为了通过这样 的减径加工来加工该小径台阶部18，需要使朝上述模具29内推入前 的外径Db和推入后的外径Da的差(DB-DA)较小，并且，需要使上 述模具29的主偏角0较小。在不满足任一种条件的情况下，均不能将上述坯料27推入上述模具29内。具体地说，如图20(C)所示，该 坯料27不会被推入该模具29内，而会在轴向上压缩。因此，按照传 统已知的方法难以通过冷锻造加工上述小径台阶部18。
另外，在专利文献1~3中记载了与毂构造相关的发明，该毂构造 具有定位筒部、安装凸缘、中间部、小径台阶部。但是，上述专利文 献1~3记载的发明均涉及能够容易加工或设置定位筒部和安装凸缘 这种形态的构造，没有暗示在毂内端部能够由冷锻造来加工小径台阶 部的技术。
专利文献l:特开2003 - 25803号z〉才艮
专利文献2:特开2003 - 291604号公报
专利文献l:特开2004 - 74815号公才艮

发明内容
鉴于上述情况，本发明实现了一种制造方法，该方法例如在具备 外向凸缘和定位筒部的毂本体的内端部，通过冷锻造能够高精度且稳 定地加工小径台阶部。
作为本发明的制造方法的对象的、构成车轮支撑用滚动轴承单元 的轨道轮部件，具备外向凸缘、定位筒部和带台阶部。
其中的外向凸缘设置在上述轨道轮部件的外周面的一部分上。 另外，上述定位筒部设置在上述外向凸缘的轴向单侧。 进一步地，上述带台阶部相对于该外向凸缘、设置在与上述定位 筒部在轴向相反的一侧部分的外周面上，并具备该外向凸缘侧的大径 部和从该外向凸缘远离侧的小径部。
为了制造上述那样的轨道轮部件，在本发明的构成车轮支撑用滚 动轴承单元的轨道轮部件的制造方法中，首先准备用于制造该轨道轮 部件的具备圆筒面部的金属制坯料，上述圆筒面部至少具有与上述带 台阶部的大径部的外径相一致的外径。而且，这两个外径不需要必须 完全一致。考虑到伴随着加工的稍微变形，当然在实质上相一致就可 以了。
另外，不用对上述金属制坯料加热，即，在冷状态下，就可使上述圆筒面部中的、作为与上述外向凸缘相反侧的面的前端面，与具有 与上述小径部的外径一致的内径的支承侧沖头抵接。同时，上述圆筒 面部的外周面的至少一部分，在施加朝向上述外向凸缘的弹力的状态 下，通过在该圆筒面部的轴向上可变位地被支撑的浮动模具的内周面 进行支承。然后，在通过该浮动模具的内周面支承上述圆筒面部的外 周面的至少一部分的状态下，通过推压侧冲头朝向该支承侧沖头推压 上述金属制坯料中的基端面，该基端面为与上述支承侧沖头抵接的面 的相反侧的面。另外，将上述圆筒面部的一部分推入该支承侧冲头内， 通过冷塑性加工形成上述小径部。而且，本发明的特征在于，如上述，为了以低成本精度良好地进 行构成带台阶部的小径部的加工，使用浮动模具通过冷锻造加工进行 该小径部的加工。在实施本发明的情况下，加工上述小径部的操作、 和形成前述外向凸缘和定位筒部的操作的前后关系无关紧要。另外， 这些外向凸缘和定位筒部的加工方法也不特别紧要。例如，作为金属制坯料，能够使用通过锻造加工预先形成外向凸 缘和定位筒部的中间坯料。在该情况下，通过与约束该圆筒面部的外 周面的浮动模具分体的、与该浮动模具一起在轴向上移动的第二浮动 模具，约束上述外向凸缘和定位筒部的表面，在该状态下进行通过推 压侧冲头将该中间坯料的圆筒面部的 一部分推入支承侧冲头内的操 作。或者，作为金属制坯料，也能够使用还未形成外向凸缘和定位筒 部的、至少轴向的一部分为圆柱状的坯料。在该情况下，由浮动模具 约束该坯料的一部分外周面并加工小径部而制成中间坯料，然后，在 该中间坯料的残留部分外周面上形成上述外向凸缘和定位筒部。另外，在实施本发明的情况下，例如也可具备用于精加工外向凸 缘厚度尺寸的凸缘精加工工序。在该凸缘精加工工序中，通过对上述 外向凸缘实施将包含该外向凸缘基部的部分进行轴向压缩从而塑性变 形的镦锻加工，缩小该外向凸缘的厚度尺寸。或者，也可具备用于精加工定位筒部的外径的筒部精加工工序。在该筒部精加工工序中，通过在具有比精加工后的值大的外径的坯筒 部上实施冷减径加工，缩小该坯筒部的外径，制成上述定位筒部。或 者，也能够扩大比精加工后的值小的坯筒部的内径。 发明效果
根据如上述那样的本发明的构成车轮支撑用滚动轴承单元的轨道 轮部件的制造方法，例如，在具备外向凸缘和定位筒部的毂的内端部 上，能够通过冷锻造精度良好且稳定地加工小径台阶部那样的小径部。
即，由于通过冷锻造加工该小径部，所以能够将基于模和被加工 物(金属制坯料)的热膨胀差等的尺寸误差抑制到极小，尺寸精度良 好。另外，在通过浮动模具约束作为被加工物的金属制坯料的外周面 的状态下，由于通过推压侧冲头将该金属制坯料推入支承侧冲头内，
所以该金属制坯料如前述图20(C)所示那样，不会向径向外方变形。 因此，该金属制坯料的外径和上述小径部的外径的差值变大(截面积 的减少率变大)，即使在连接该小径部和残留部分的台阶部的倾斜急剧 的情况下(台阶部相对于轴心形成直角或接近直角的情况)，也能够稳 定地进行上述小径部的加工。
另外，根据本发明的构成车轮支撑用滚动轴承单元的轨道轮部件 的制造方法，不管上述外向凸缘和定位筒部的加工的前后关系怎样， 都可以进行上述小径部的加工。因此，在上述小径部的加工之前，也 能够预先通过热锻造进行加工量多的这些外向凸缘和定位筒部的加 工。或者，通过多次分开进行作为锻造加工的一种的镦锻加工，也能 够在冷状态下事先形成上述外向凸缘和定位筒部。另外，通过进行还 是作为锻造加工的一种的侧方挤压加工，也能够在冷状态下事先形成 上述外向凸缘。进一步地，可将上述镦锻加工和侧方挤压加工组合， 预先形成上述外向凸缘和定位筒部。通过任一种方法均可以容易地并 且将龟裂等损伤产生的可能性抑制到极少、且成品率良好地进行这些 外向凸缘和定位筒部的加工。
但是，也能够在上述小径部的加工后进行上述外向凸缘和定位筒 部的加工。对于这种情况，通过如上述的冷锻造加工进行上述外向凸缘和定位筒部的加工。无论如何，由于能够自由设定各部件的加工顺 序，因此，在各加工时，能够使得加工装置内的负荷平衡处于良好状 态，在实现确保加工精度和确保加工装置的耐久性方面是有利的。另外，如果具备通过镦锻加工将外向凸缘的厚度尺寸制成适当值 的凸缘精加工工序，或者通过减径加工将定位筒部的内外径制成适当 值的筒部精加工工序，则能够低成本地使上述外向凸缘和定位筒部的 形状精度和尺寸精度处于良好状态。即，根据上述镦锻加工或者减径 加工，与为了使形状精度和尺寸精度处于良好状态而通常进行的车削 加工的情况相比，具有在缩短加工周期的同时可使材料成品率处于良 好状态等的优点，由此可实现精加工中所需要的成本降低。另外，通 过加工硬化，也能够提高加工部分的强度(硬度)。


图l是示出本发明的实施方式第l例的截面图。图2是示出本发明的实施方式第2例的截面图。 图3是按顺序示出轨道轮部件的整个加工工序的第l例的截面图 和端面图。图4是示出侧方挤压加工的实施状况的1例的截面图。 图5是按顺序示出轨道轮部件的整个加工工序的第2例的截面图 和端面图。图6是示出镦锻加工的实施状况的l例的截面图。 图7是按顺序示出轨道轮部件的整个加工工序的第3例的截面图 和端面图。图8是按顺序示出轨道轮部件的整个加工工序的第4例的截面图 和端面图。图9是按顺序示出轨道轮部件的整个加工工序的第5例的截面图 和端面图。图10是按顺序示出轨道轮部件的整个加工工序的第6例的截面图 和端面图。图11是按顺序示出轨道轮部件的整个加工工序的第7例的截面图和端面图。图12是按顺序示出轨道轮部件的整个加工工序的第8例的截面图 和端面图。图13是用于说明轨道轮部件的精加工工序的第l例的截面图和端 面图。图14是用于说明轨道轮部件的精加工工序的第2例的截面图和端 面图。图15是用于说明轨道轮部件的精加工工序的第3例的截面图和端 面图。图16是用于说明轨道轮部件的精加工工序的第4例的截面图和端 面图。图17是用于说明轨道轮部件的精加工工序的第5例的截面图。 图18是示出将驱动轮用的车轮支撑用毂单元的1例组装到转向节 上的状态的截面图。图19是示出从动轮用的车轮支撑用毂单元的1例的截面图。 图20是示出由减径加工形成毂的状态的截面图。 附图标记的i兑明l轮，2旋转件，3转向节，4支撑孔，5、 5a车轮支撑用毂单元， 6外轮，7螺栓，8、 8a毂，9柱螺栓，10螺母，lla、 lib外轮轨道， 12结合凸缘，13、 13a毂本体，14、 14a内轮，15、 15a、 15b、 15c 安装凸缘，16定位筒部，17a、 17b内轮轨道，18小径台阶部，19敛 缝部(力、L^部)，20滚动体，21a、 21b密封件，22花键孔，23等速 联轴节用外轮，24花键轴，25螺母，26中间部，27坯料，28沖头， 29才莫具，31台阶面，32基座，33保持筒，34、 34a压板，35、 35a 中心孔，36、 36a下侧冲头，37下侧模具，38弹性部件，39中心孔， 40、 40a中间坯料，41下侧凹部，42安装板，43上侧模具，44中心 孔，45上侧凹部，46上侧冲头，47外径侧冲头，48内径侧冲头，49、 49a圆筒面部，50心轴，51中心孔，52a、 52a坯料，53第一中间坯 料，54第二中间坯料，55第三中间坯料，56推压模，57支承模，58坯安装凸缘，59推压模，60支承模，61、 61a、 61b、 61c预备中间坯
料，62坯筒部
具体实施例方式
(实施方式的第l例)
图1示出本发明实施形式的第l例。本例旨在制造图19所示那样
并且，上述图1中的右半部示出加工开始之前的状态，左半部示出加 工结束之后的状态。首先，说明制造装置。
在固定于压力加工机的工作台(图中省略)的上面的基座32的上 面固定着保持筒33。另外，在该保持筒33的下端部内侧固定着压板 34，在该压板34的中心孔35的内侧，支撑固定相当于支承侧沖头的、 圆筒状的下侧沖头36的下端部。另外，在上述保持筒33的上部内侧， 可在上述保持筒33的轴向变位(升降)地保持着相当于浮动模具的、 厚壁圆筒状的下侧模具37。此外，在该下侧模具37的下面和上述压 板34的上面之间夹持着诸如压缩螺旋弹簧、橡胶之类的弹性体等的弹 性部件38，在上述下侧模具37上施加朝向上方的弹力。上述下侧沖 头36的上部以紧密且可进行轴向变位的状态插入该下侧模具37的中 心孔39内。另外，在该下侧模具37的上面，在上述中心孔39的周围 部分形成下侧凹部41，该下侧凹部41形成在中间坯料40的外周面上， 并且可自由嵌合相当于外向凸缘的安装凸缘15的单个半部(在使用状 态下为内半部)。而且，为了在上述下侧模具37上施加朝向上方的弹 力，除了利用上述弹性部件38之外，也可以使用气压或液压。
另一方面，在设置于上述基座32的上方、安装固定在压力加工机 的压头(图中省略)的下面的安装板42的下面，支撑固定有相当于第 二浮动模具的上侧模具43。在该上侧模具43上形成能够紧密地内嵌 定位筒部16的中心孔44,上述定位筒部16设置在上述中间坯料40 的上端部(在使用状态下为外端部)上。另外，在上述上侧模具43 的下面，在该中心孔44的周围部分，形成可自由嵌合上述安装凸缘 15的另一半部(使用状态下为外半部)的上侧凹部45。进一步地，在上述上侧模具43的内侧，固定相当于推压侧冲头的上侧冲头46。该 上侧冲头46由圆筒状的外径侧沖头47和圆柱状的内径侧沖头48构 成。并且，通过其中的外径侧冲头47的前端面(下端面)、推压上述 定位筒部16的前端面(使用状态下为外端面)，同时通过上述内径侧 冲头48的前端面(下端面)、推压上述中间坯料40的轴向端面(使用 状态下为外端面)中的由上述定位筒部16围绕的部分，这样，通过上 述中间坯料40的上端部(使用状态下为外端部)的形状和尺寸之间的 关系来限定上述外径侧、内径侧两冲头47、 48的前端部(下端部)的 形状和尺寸。
进一步地，如下述那样地限定其他各部分的尺寸。首先，在将上 述安装凸缘15的另一半部嵌合在上述上侧凹部45内的状态下，上述 上侧沖头46的前端面(下端面)以与上述定位筒部16的前端面(使 用状态下为外端面)抵接的方式限制各部分的尺寸。另外，在使上述 下侧模具37的上面和上述上侧模具43的下面对合的状态下，以在上 述下侧凹部41和上述上侧凹部45之间紧密地收纳上述安装凸缘15 的方式，来限制这两个凹部41、 45的形状和尺寸。另外，上述下侧模 具37的中心孔39的内径，除去可推入的微小间隙量之外，与在上述 中间坯料40的轴向中间部存在的圆筒面部49 (加工后成为中间部26 和小径台阶部18)的外径实质上相一致。此外，前述下侧冲头36的 内径，考虑到塑性加工时产生的材料和该下侧沖头36的回弹量，与应 该加工的小径台阶部18的外径实质上相一致。进一步地，对于各部分 的轴向尺寸，与上述中间坯料40 (图1的右半部)和毂本体13a (图 l的左半部)的轴向尺寸相对应地进行适当限定。
下面，通过具有上述那样构造的制造装置、来说明将上述中间坯 料40加工成上述毂本体13a的工序。首先，将该中间坯料40如图1 的右半部所示那样地设定在上述下侧模具37和上述上侧模具43之间。 上述中间坯料40在上半部(使用状态下为外半部)通过热锻造加工预 先形成上述安装凸缘15和前述定位筒部16,下半部(使用状态下为 内半部)成为应该加工的圆筒面部49。在使上述上侧模具43和上述上侧沖头46上升的状态下，从上述圆筒面部49侧与压力加工机的压 头一起，将这样的中间坯料40插入上述下侧模具37的内侧。通过该 插入操作，上述安装凸缘15的单个半部与上述下侧凹部41嵌合，同 时，靠近上述圆筒面部49的前端面外径的部分与上述下侧冲头36的 上端面抵接。在该状态下，完成上述中间坯料40的设定操作(加工操 作的准备)。
此处，使得此前已经上升的上述压头下降，首先，如图l的右半 部所示，使靠近上述下侧模具37的上面外径的部分和靠近前述上侧模 具43的下面外径的部分相匹配。然后，使得上述压头进一步下降，通 过前述上侧沖头46朝向上述下侧沖头36强有力地推压上述中间坯料 40。结果，存在于该中间坯料40的下半部的上述圆筒面部49的前端 部(下端部)，塑性变形并被推入上述下侧冲头36内，如图l的左半 部所示，形成前述小径台阶部18。此后，使上述压头再次上升，将形 成该小径台阶部18的上述毂本体13a取出。在实施对该小径台阶部 18的表面进行淬火硬化等的必要精加工后，将上述毂本体13a和其他 部件组合，形成图19所示那样的从动轮用车轮支撑用滚动轴承单元。 而且，在上述制造装置中，优选设置用于将加工后的上述毂本体13a 从上述下侧模具37推出的反冲头。由于在压力加工领域中反沖头为公 知的，因此省略了图示及其详细说明。
如果如上述那样制造上述毂本体13a，则在通过热锻造加工预先 形成前述安装凸缘15和定位筒部16的中间坯料40的内端部，能够通 过冷锻造精度良好地并且稳定地加工上述小径台阶部18。
也即，由于通过不加热上述中间坯料40而保持常温地进行塑性变 形的冷锻造来加工上述小径台阶部18,所以能够将基于该中间坯料40 和前述下侧冲头36的热膨胀差等的尺寸误差抑制到极小，并且可使尺 寸精度处于良好状态。另外，通过作为浮动模具的上述下侧模具37 和上述上侧模具43来约束作为被加工物的上述中间坯料40 (加工后 的上述毂本体13a)的外周面，其中包含上述安装凸缘15、上述定位 筒部16和上述圆筒面部49，并在该状态下进行加工，因此上述中间坯料40 (加工后的上述毂本体13a)如前述图20 (C)所示那样在径 向外方不发生变形。因此，上述圆筒面部49和上述小径台阶部18的 外径差变大，而且，即使将该小径台阶部18和该圆筒面部49中的残 留部分(中间部分26)相连接的台阶面的倾斜变急剧，也能稳定地进 -f亍该小径台阶部18的加工。
而且，如本例那样，在预先(不管通过热锻造还是通过冷锻造) 形成上述安装凸缘15和上述定位筒部16中的一方或双方之后，在进 行上述小径台阶部18的加工的情况，为了实现该小径台阶部18的加 工容易化，考虑对上述中间坯料40进行退火(中间退火)。 一旦进行 这样的中间退火，则可以想到预先形成的上述安装凸缘15和上述定位 筒部16中的一方或双方的强度不足的情况。此处，在进行该中间退火 的情况下，预先将上述安装凸缘15和上述定位筒部16中的一方或双 方形成为比完成后的大小稍大，若在中间退火后(不论在上述小径台 阶部18的加工前后)在冷状态下塑性加工到完成后的大小，则通过加 工硬化，能够将上述安装凸缘15和上述定位筒部16中的一方或双方 的强度提高到必要值。
作为这样的通过加工硬化确保上述安装凸缘15和上述定位筒部 16中的一方或双方的强度的方法，关于安装凸缘15,例如具有用于将 该安装凸缘15的厚度尺寸(从比适合值大的尺寸缩小)形成为适当值 的凸缘精加工工序。更具体地说，在该凸缘精加工工序中，在上述安 装凸缘15上实施在轴向上压缩包含该安装凸缘15的基部(径向内端 部)的部分而使其塑性变形的镦锻加工。另外，将上述安装凸缘15 的厚度尺寸形成为上述适当值，同时，至少将该安装凸缘15的基部强 度提高到必要值。
另外，关于上述定位筒部16，例如具有用于将该定位筒部16的 内外径(关于内径，从比适当值小的尺寸扩大，关于外径，从比适当 值大的尺寸缩小)形成为适当值的筒部精加工工序。更具体地说，在 该筒部精加工工序中，对于上述定位筒部16,对具有比上述适当值大 的外径和比上述适当值小的内径的坯筒部进行冷减径加工。另外，将该坯筒部的内外径形成为适当值，同时，使得强度提高，由此制成上
述定位筒部16。
(实施方式的第2例)
图2示出本发明实施方式的第2例。本例旨在制造构成如前述图 18所示的驱动轮用车轮支撑用滚动轴承单元的毂本体(轨道轮部件) 13。为此，在本例的情况下，在构成制造装置的压板34a的中心孔35a 上支撑固定圆柱状的心轴50的基端部(下端部)，在该压板34a的上 面，在该心轴50的周围与该心轴50同心地固定圆筒状的下侧冲头36a 的基端部(下端部)。另外，在其外周面应该形成小径台阶部18的中 间坯料40a为具有中心孔51的圆筒状。而且，从容易取出加工后的上 述毂本体13的方面看，优选该中心孔51仍旧为简单的圆孔(阴花键 从后面进行加工)。但是，在假如已经形成阴花键的情况下，从防止随 着加工该阴花键变形的方面看，优选在上述心轴50的外周面形成与该 阴花键相结合的阳花键。
使用上述那样的制造装置、在上述毂本体13上加工上述中间坯料 40a的操作，除了在该中间坯料40a的中心孔51中插入上述心轴50 之外，与上述第l例相同地进行。在本例的情况下，在通过该心轴50 将上述中间坯料40a加工成上述毂本体13的过程中，防止该中间坯料 40a的圆筒面部49a向内径侧变形。由于其他构造和作用与上述第1 例的情况相同，因此省略了重复的说明。
(轨道轮部件的整个加工工序)
如上所述，在实施本发明的情况下，加工小径台阶部18的操作、 形成安装凸缘15和定位筒部16的操作的前后关系无关紧要。另外， 这些安装凸缘15和定位筒部16的加工方法也不特别紧要。因此，以 下说明作为轨道轮部件的从动轮用毂本体13a的整个加工工序、上述 安装凸缘15和定位筒部16的加工方法的几个具体例。而且，对于驱 动轮用毂13本体，除在小径台阶部18的加工时使用上述心轴50这点 之外，可以与从动轮用毂本体几乎相同地进行实施。
(整个工序的第l例)在图3 (A)所示的圆柱状坯料52上实施前方挤压加工，得到如 图3 (B)所示的带台阶的第一中间坯料53。然后，对作为金属制坯 料的该第一中间坯料53实施本发明的制造方法，即，实施使用浮动模 具的冷锻造加工(挤压加工)，制造如图3 (C)所示的第二中间坯料 54。然后，在该第二中间坯料54上实施带台阶加工，该带台阶加工形 成用于设置轴向外侧的角型内轮轨道17a (参照图19)的台阶部等， 制成图3(D)所示的第三中间坯料55。进一步地，在该第三中间坯 料55上实施侧方挤压加工和形成上述内轮轨道17a的加工，制成图3 (E)所示形态的毂本体13a。
上述侧方挤压加工例如通过日本专利申请2004-298585号所公开 的方法进行。即，如图4所示，在推压模56和支承模57之间轴向推 压上述第三中间坯料55，并且使金属材料向径向外方溢出(流动)， 形成安装凸缘15和定位筒部16。分别示出了上述图4中的右半部加 工开始之前的状态、和图4中的左半部加工结束之后的状态。而且， 在上述日本专利申请2004-298585号中详细记载了侧方挤压加工的情 况，由于与本发明要旨也无关系，因此省略了详细的说明。
(整个工序的第2例)
在图5 (A)所示的圆柱状的坯料52上实施前方挤压加工，得到 图5 (B)所示的带台阶的第一中间坯料53。然后，对作为金属制坯 料的该第一中间坯料53，实施本发明的制造方法、即使用浮动模具的 冷锻造加工(挤压加工)，制成图5 (C)所示的第二中间坯料54。然 后在该第二中间坯料54上，如图5(D) — (E) — (F) — (G)所 示那样实施多个台阶的镦锻加工、形成各台阶的中间坯料，接着，通 过修边除去坯安装凸缘58的外周缘部的多余金属，形成图5 (H)所 示的毂本体13a。
例如，通过日本专利申请2004-335534号所公开的方法进行上述 各台阶的镦锻加工。即，如图5中几乎与(F) — (G)工序相对应的 图6所示，在推压模59和支承模60之间轴向推压上述各台阶的中间 坯料，并且使金属材料向径向外方溢出(流动)，形成安装凸缘15和定位筒部16。而且，在上述日本专利申请2004-335534号中详细记载 了上述各台阶的镦锻加工的情况，由于与本发明的要旨无关系，因此 省略了详细的说明。(整个工序的第3例)在图7(A)所示的圆柱状的坯料52a上，顺序实施作为任一种热 锻造加工的头部镦锻加工(图7(B))、头部后方挤压加工(图7(C))、 镦锻加工，得到图7 (D)所示的预备中间坯料61。然后，对作为金 属制坯料的该预备中间坯料61实施本发明的制造方法、即使用浮动模 具的冷锻造加工(挤压加工)，制成图7 (E)所示的中间坯料40。该 中间坯料40也为金属制坯料，与前述实施方式的第1例的中间坯料 40相当。在该中间坯料40上，如前述图1所示的实施方式的第1例 那样、实施使用浮动模具的冷锻造加工(挤压加工)，制成图7(F) 所示的毂本体13a。即，在本例的情况下，前后两回实施本发明的制 造方法。(整个工序的第4例)在图8(A)所示的圆柱状的坯料52a上，顺序实施作为任一种热 锻造加工的多个台阶的镦锻加工，得到图8 (E)所示的预备中间坯料 61a。然后，对作为金属制坯料的该预备中间坯料61a实施本发明的制 造方法，得到图8 (F)所示的中间坯料40。该中间坯料40也为金属 制坯料，与前述实施方式的第1例的中间坯料40相当。在该中间坯料 40上如前述图l所示实施方式的第l例那样、实施使用了浮动模具的 冷锻造加工(挤压加工)，制成图8 (G)所示的毂本体13a。也即， 在本例的情况下，也前后两回实施本发明的制造方法。(整个工序的第5例)在图9 (A)所示的圆柱状的坯料52上，顺序实施作为任一种冷 锻造加工的侧方挤压加工(图9 (B))、镦锻加工(图9 (C))，得到 图9 (C)所示的预备中间坯料61b。然后，对作为金属制坯料的该预 备中间坯料61b实施本发明的制造方法，得到图9(D)所示的中间坯 料40。该中间坯料40也为金属制坯料，与前述实施方式的第l例的中间坯料40相当。在该中间坯料40上，如前述图l所示的实施方式 的第1例那样、实施使用浮动模具的冷锻造加工(挤压加工)，制成图 9 (E)所示的毂本体13a。即，在本例的情况下，也前后两回实施本 发明的制造方法。(整个工序的第6例)在图10(A)所示的圆柱状的坯料52上，顺序实施作为任一种冷 锻造加工的前方挤压加工(图10 (B))、侧方挤压加工(图10 (C))、 镦锻加工(图10 (D))，得到图10 (D)所示的中间坯料40。然后， 对作为金属制坯料的中间坯料40实施本发明的制造方法，制成图10(E) 所示的毂本体13a。 (整个工序的第7例)在图11 (A)所示的圆柱状的坯料52上，如图11 (B) — (C) —(D) — (E)所示那样、实施作为任一种冷锻造加工的多个台阶的 镦锻加工，得到图11 (E)所示的预备中间坯料61c。然后，对作为金 属制坯料的该预备中间坯料61c实施本发明的制造方法，得到图11(F) 所示的中间坯料40。该中间坯料40也为金属制坯料，与前述实施方 式的第1例的中间坯料40相当。此处，在该中间坯料40上，如前述 图l所示实施方式的第1例那样，实施使用浮动模具的冷锻造加工(挤 压加工)，制成如图11 (G)所示的毂本体13a。即，在本例的情况下， 也前后两回实施本发明的制造方法。(整个工序的第8例)在图12(A)所示的圆柱状的坯料52上实施作为冷锻造加工的一 种的前方挤压加工，制成如图12 (B)所示的带台阶的第一中间坯料 53，然后，在该第一中间坯料53上如图12(C) — (D) — (E)—(F) 所示那样、实施作为任一种冷锻造加工的多个台阶的镦锻加工， 得到如图12 (F)所示的中间坯料40。该中间坯料40为金属制坯料， 与前述实施方式的第1例的中间坯料40相当。在该中间坯料40上， 如前述图1所示实施方式的第1例那样、实施使用浮动模具的冷锻造 加工(挤压加工)，制成如图12 (G)所示的毂本体13a。19(轨道轮部件的精加工工序)如前所述，在对中间坯料进行退火(中间退火)的情况下，可以想到如下情况将安装凸缘15和定位筒部16的一方或双方，预先形 成为比完成后的大小稍大，在中间退火后将其塑性加工到冷加工完成 后的大小，通过加工硬化，能够将上述安装凸缘15和上述定位筒部 16中的一方或双方的强度提高到必要值。以下说明以这样的目的进行 的精加工工序的几个具体例。 (精加工工序的第l例)为了得到如图13 (A)所示的厚度为Ti的圆形安装凸缘15,如 图13 (B)所示那样，事先将该安装凸缘15的基端部(内径侧端部) 的厚度T3、形成为比图13 (C)所示的完成后的基端部的厚度12大 (T《T2<T3)。另外，在上述中间退火后，通过镦锻加工在轴向上推压 上述安装凸缘15的基端部{图13(B)的上部所示的图的斜格子部分〉， 将该基端部的厚度尺寸缩至T2，在可确保该安装凸缘15的基端部的 尺寸精度的同时，可提高该基端部的强度。(精加工工序的第2例)为了得到如图14(A)所示的厚度为Ti的放射状的安装凸缘15a， 如图14 (B)所示，预先将该安装凸缘15a的基端部(内径侧端部) 的厚度T3、形成为比图14 (C)所示的完成后的基端部的厚度12大 (T《T2<T3)。然后，在上述中间退火后，通过镦锻加工在轴向上推压 上述安装凸缘15a的基端部{图14( B )的上部所示的图的斜格子部分}， 将该基端部的厚度尺寸缩至T2，在确保该安装凸缘15a的基端部的尺 寸精度的同时，可提高该基端部的强度。(精加工工序的第3例)为了得到如图15 (A)所示的、作为基准的部分的厚度为1\且在 外周缘部存在厚度尺寸变小的部分的安装凸缘15b，如图15 (B)所 示，预先使该安装凸缘15b的基端部(内径侧端部)的厚度T3、比图 15 (C)所示的完成后的基端部的厚度T2大(T^T2〈T3)。另外，在 上述中间退火后，通过镦锻加工在轴向上推压上述安装凸缘15b的基端部{图15 (B)的上部所示的图的斜格子部分}，将该基端部的厚度 尺寸缩至T2，在确保该安装凸缘15b的基端部的尺寸精度的同时，可 提高该基端部的强度。(精加工工序的第4例)如图16 (A)所示，具有安装凸缘15c，该安装凸缘15c的作为 基准的部分的厚度为1\、 tn并存在厚度尺寸相互不同的部分，且作 为该基准的部分的厚度为TV ^的部分在圆周方向上不连续(在圆周 方向上交替存在)，为了获得该安装凸缘15c,如图16(B)所示，预 先将该安装凸缘15c的基端部(内径侧端部)的厚度IV t3、形成为 比图16(C)所示的完成后的基端部的厚度T2、 t2大(T^T2〈T3、 t《t2 <t3)。另外，在上述中间退火后，通过镦锻加工在轴向上推压上述安 装凸缘15c的基端部{图16 (B)的上部所示的图的斜格子部分}，将 该基端部的厚度尺寸缩至T2、 t2，在确保该安装凸缘15c的基端部的 尺寸精度的同时，可使得该基端部的强度提高。(精加工工序的第5例)为了将图17 (A)所示的、外径为Di的定位筒16的外径形成为 适当值，如图17(B)所示，通过对具有比该适当值Di大的外径D2 的坯筒部62实施冷减径加工，将该坯筒部62的外径缩至D3 ( -DJ， 制成图17 (C)所示那样的外径为适当值的上述定位筒部16。这样得 到的定位筒部16外径D3 ( -DJ为适当值，同时，通过加工硬化可 得到充分的强度。而且，在图示的例子中，上述定位筒部16的前端部 的外径成为比上述适当值D3 ( =DJ小的D4的值，在使该定位筒部 16的前端部的强度更一步提高的同时，可容易在该定位筒部上外嵌轮 等。通过本发明，能够低成本、高精度地制造构成车轮支撑用滚动轴 承单元的轨道轮部件(车轮支撑用毂单元的毂)，该轨道轮部件具有外 向凸缘、定位筒部、带台阶部。
权利要求
1.一种构成车轮支撑用滚动轴承单元的轨道轮部件的制造方法，该轨道轮部件具备设置在外周面的一部分上的外向凸缘；设置在该外向凸缘的轴向单侧的定位筒部；带台阶部，其相对于该外向凸缘设置在与该定位筒部在轴向相反的一侧部分的外周面上，并具备该外向凸缘侧的大径部和从该外向凸缘远离侧的小径部，其特征在于，准备用于制造该轨道轮部件的具备圆筒面部的金属制坯料，上述圆筒面部具有至少与上述带台阶部的大径部的外径相一致的外径，不对该金属制坯料加热，使该圆筒面部中的作为与上述外向凸缘相反侧的面的前端面、与具有与上述小径部的外径相一致的内径的支承侧冲头抵接，并且，在施加朝向上述外向凸缘的弹力的状态下，通过在该圆筒面部的轴向上可变位地被支撑的浮动模具的内周面、支承上述圆筒面部的外周面的至少一部分，在该状态下，通过推压侧冲头朝向该支承侧冲头推压上述金属制坯料中的基端面，从而将上述圆筒面部的一部分推入该支承侧冲头内，通过冷塑性加工形成上述小径部，上述基端面为与抵接于上述支承侧冲头的面的相反侧的面。
2. 如权利要求1所迷的构成车轮支撑用滚动轴承单元的轨道轮部 件的制造方法，其特征在于，金属制坯料为通过锻造加工预先形成外 向凸缘和定位筒部的中间坯料，通过与约束该圆筒面部的外周面的浮动模具分体的、与该浮动模 具一起在轴向上移动的第二浮动模具，约束上述外向凸缘和定位筒部 的表面，在该状态下进行通过推压侧沖头将该中间坯料的圆筒面部的 一部分推入支承侧冲头内的操作。
3. 如权利要求1所述的构成车轮支撑用滚动轴承单元的轨道轮部 件的制造方法，其特征在于，金属制坯料是还未形成外向凸缘和定位筒部的、至少轴向的一部 分为圆柱状的坯料，由浮动模具约束该坯料的一部分外周面并加工小 径部而制成中间坯料，然后，在该中间坯料的残留部分外周面上形成上述外向凸缘和定位筒部。
4. 如权利要求1~3中任一项所述的构成车轮支撑用滚动轴承单 元的轨道轮部件的制造方法，其特征在于，具有用于精加工外向凸缘 的厚度尺寸的凸缘精加工工序，在该凸缘精加工工序中，对上述外向 凸缘实施将包含该外向凸缘基部的部分进行轴向压缩从而使其塑性变 形的镦锻加工，由此缩小该外向凸缘的厚度尺寸。
5. 如权利要求1 ~ 4中任一项所述的构成车轮支撑用滚动轴承单 元的轨道轮部件的制造方法，其特征在于，具有用于精加工定位筒部 的外径的筒部精加工工序，在该筒部精加工工序中，在具有比精加工 后的值更大的外径的坯筒部上实施冷减径加工，由此缩小该坯筒部的 外径，形成上述定位筒部。
6. 如权利要求1~5中任一项所述的构成车轮支撑用滚动轴承单 元的轨道轮部件的制造方法，其特征在于，具有用于精加工定位筒部 的内径的筒部精加工工序，在该筒部精加工工序中，在具有比精加工 后的值更小的内径的坯筒部上实施冷减径加工，由此扩大该坯筒部的 内径，形成上述定位筒部。
全文摘要
本发明提供一种制造方法，该制造方法可在具备安装凸缘(15)和定位筒部(16)的毂本体(13a)的内端部上，通过冷锻造精度良好且稳定地加工小径台阶部(18)。在通过作为浮动模具的下侧模具(37)和上侧模具(43)约束中间坯料(40)的外周面的状态下，在下侧冲头(36)和上侧冲头(46)之间挤压该中间坯料(40)。从而，将该中间坯料(40)的一部分推入该下侧冲头(36)内，通过冷塑性加工形成上述小径台阶部(18)。
文档编号B60B27/00GK101326024SQ20068004618
公开日2008年12月17日 申请日期2006年12月5日 优先权日2005年12月8日
发明者大冢清司, 安田裕, 小林一登 申请人:日本精工株式会社