圆锥滚子的制造方法以及圆锥滚子轴承的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及装配到各种旋转机械的旋转支持部中的圆锥滚子轴承以及构成该圆锥滚子轴承的圆锥滚子的制造方法。
【背景技术】
[0002]图4示出在工作机械、工业用机械等旋转机械中的、施加大的径向负载以及轴向负载的旋转支持部中装配的圆锥滚子轴承I。圆锥滚子轴承I包括外圈2、与外圈2同心配置的内圈3、多个圆锥滚子4、以及保持器5。外圈2在内周面具有局部圆锥面状的外圈轨道6。内圈3配置于外圈2的内径侧，并在外周面具有局部圆锥面状的内圈轨道7。在内圈3的外周面中的大径侧端部(图4的右端部)，大径侧凸缘部8以从内圈轨道7在径向上向外方突出的状态形成，并且，在内圈3的外周面中的小径侧端部(图4的左端部)，小径侧凸缘部9以从内圈轨道7在径向上向外方突出的状态形成。圆锥滚子4分别转动自如地配置在外圈轨道6和内圈轨道7之间。圆锥滚子4具有作为其滚动面的外周面的直径(外径)从小径侧端部(图4的左端部)随着朝向大径侧端部(图4的右端部)而逐渐变大的形状。圆锥滚子4的大径侧端面(图4的右端面HO与大径侧凸缘部8的内侧面11滑动接触，并且，圆锥滚子4的小径侧端面(图4的左端面)12隔着间隙与小径侧凸缘部9的内侧面13对置。圆锥滚子4被保持器5保持为转动自如。
[0003]图5(A)?(D)示出圆锥滚子的制造方法的I例。首先，利用日本特开平9一 76029号公报、日本特开2008 —114238号公报等中记载的方法，对轴承钢等的金属制的圆柱状的原料实施锻造加工等塑性加工，由此获得图5(A)所示的圆锥台状的备用中间原料14。接着，如图5(B)所示，对于在完成状态下成为与外圈轨道6以及内圈轨道7滚动接触的滚动面的备用中间原料14的外周面15，以备用中间原料14的大径侧端面10为基准，实施由磨粒大的磨石16进行的研磨(粗研磨)加工。具体而言，在使备用中间原料14和构成主轴装置18的旋转轴19的中心轴彼此一致的状态下，将备用中间原料14的大径侧端面10抵触到旋转轴19的前端面(图5(B)的下端面)。在该状态下，通过使旋转轴19旋转而使备用中间原料14旋转，并将磨石16抵触于备用中间原料14的外周面15，通过对外周面15实施研磨加工而获得中间原料17。
[0004]接着，如图5(C)所示，对中间原料17的大径侧端面10实施研磨加工而使中间原料17的长度(轴向尺寸)L成为预先确定的规定值LC。具体而言，使中间原料17和主轴装置18a的旋转轴19a的中心轴彼此一致，并将中间原料17的小径侧端面12抵触于旋转轴19a的前端面，在该状态下，通过旋转旋转轴19a而使中间原料17旋转。在该状态下，一边在线测量中间原料17的长度L，一边将杯形磨石20抵触于中间原料17的大径侧端面10，并使磨石20向中间原料17的轴向位移规定量，由此对大径侧端面10实施研磨加工。并且，通过在中间原料17的长度L成为规定值Lc的时刻结束研磨加工，从而获得图5(D)所示的最终中间原料21。作为磨石20，不限于图示那样的杯形磨石，也可以使用平形等各种构造的磨石。需要说明的是，中间原料17的大径侧端面10如图6所示，可以成为局部球面状。该情况下，中间原料17的长度L为大径侧端面1的顶点和小径侧端面12之间的长度。总之，在获得最终中间原料21之后，对该最终中间原料21的外周面15实施由磨粒小的磨石进行的研磨(基于超精的精研磨)加工，从而获得圆锥滚子4。需要说明的是，为了减小圆锥滚子4的大径侧端面10和内圈3的大径侧凸缘部8的内侧面11之间的滑动阻力，可以利用日本特开2011 —152597号公报等中记载的方法对圆锥滚子4的大径侧端面10进一步实施由磨石进行的研磨加工。
[0005]在这种圆锥滚子的制造方法的情况下，在最终中间原料21的外周面15的形状中有产生偏差的可能性，该最终中间原料21的外周面15的形状被定义为以大径侧端面10为基准的轴向位置P相同时的外周面15的外径D。即，由于通过对金属制的圆柱状的原料实施塑性加工来获得圆锥台状的备用中间原料14，因此，会由不可避免的制造误差给备用中间原料14的长度(轴向尺寸)Lo(参照图5(A))带来某种程度的偏差，而这是不可避免的。在图5(B)所示的、通过对备用中间原料14的外周面15以大径侧端面10为基准实施研磨加工而获得中间原料17的阶段中，中间原料17的外周面15的形状的偏差少。但是，会由于下述两个原因而在最终中间原料21的外周面15的形状(外周面15的外径D)中产生偏差，一个原因是，为了将中间原料17的长度(轴向尺寸)L限制为规定值Lc而以中间原料17的小径侧端面12为基准来进行对大径侧端面10实施研磨加工时的研磨加工，另一个原因是，研磨加工时的研磨量(磨石20的进给量)基于备用中间原料14的长度Lo的偏差而产生偏差。例如，当将圆锥滚子4的圆锥度(外周面15的倾斜角度(圆锥滚子4的中心轴和母线的夹角)的2倍)设为4度、并将备用中间原料14的轴向长度的偏差设为500μπι时，最终中间原料21的外周面15的外径D的偏差成为35μπι左右这种无法忽视的大小。因而，当将通过对利用图5(A)?图5(D)所示的圆锥滚子的制造方法制造的最终中间原料21实施精加工而获得的多个圆锥滚子4装配到圆锥滚子轴承I中时，会在圆锥滚子4的各滚动面和外圈轨道6以及内圈轨道7的滚动接触部的接触面压中产生偏差，从而在圆锥滚子轴承I的运转时所产生的振动、噪音有变大的可能性。或者，在对外周面15进行精细研磨之际，当欲对最终中间原料21的外周面15的外径D的偏差进行调整时，精细研磨中的加工量会变多、加工时间会出现偏差，从而圆锥滚子4的制造成本有增大的可能性。
[0006]需要说明的是，在图5(C)所示的工序中，也考虑了由磨石20对中间原料17的大径侧端面10进行预先设定的规定时间量的研磨的方法。但是，在该情况下，会根据大径侧端面1的状态而在研磨量(磨石20的进给量)中产生偏差，从而使最终中间原料21的外周面15的外径D、进而圆锥滚子4的滚动面的外径的偏差有成为无法忽视的程度的可能性。
[0007]在先技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开2011 —152597号公报
[0010]专利文献2:日本特开平9一76029号公报
[0011]专利文献3:日本特开2008 — 114238号公报
【发明内容】
[0012]发明所要解决的课题
[0013]本发明鉴于上述情况而作出的，其目的在于以低成本提供一种品质优良的圆锥滚子以及使用该圆锥滚子的圆锥滚子轴承。
[0014]本发明涉及外径从小径侧端部随着朝向大径侧端部而逐渐变大的圆锥滚子的制造方法。本发明的圆锥滚子的制造方法包括:以外径从小径侧端部随着朝向大径侧端部而逐渐变大的圆锥台状的原料的大径侧端面为基准，对该原料的外周面实施研磨加工而获得中间原料的工序;将所述中间原料的大径侧端部在轴向上研磨预先确定的规定长度量的工序。当对所述原料的外周面实施研磨加工时，具体而言，在将大径侧端面抵触于旋转轴的前端面的状态下，通过该旋转轴的旋转而使所述原料旋转，在该状态下，通过将磨石抵触于该原料的外周面而对该原料的外周面实施研磨加工。
[0015]优选的是，还包括以所述中间原料的小径侧端面为基准来测量对所述中间原料的大径侧端部进行研磨之前的该中间原料的长度的工序，在所述中间原料的大径侧端部的研磨中，当该中间原料的长度与测量值和所述规定长度之差相等时，结束该中间原料的大径侧端部的研磨。在该情况下，在使该中间原料的小径侧端面与旋转轴的前端面相抵触、并使测量装置的测量元件与所述中间原料的大径侧端面相抵接或接近并对置、并且通过所述旋转轴的旋转而使该中间原料旋转一圈以上的状态下，能够利用所述测量装置的测量元件来测量所述中间原料的长度。
[0016]本发明的圆锥滚子轴承包括:外圈，所述外圈在内周面具有局部圆锥面状的外圈轨道；内圈，所述内圈在外周面中，在中间部具有局部圆锥面状的内圈轨道，在大径侧端部具有大径侧凸缘部，在小径侧端部具有小径侧凸缘部；以及多个圆锥滚子，所述多个圆锥滚子在所述外圈轨道和所述内圈轨道之间设置为转动自如。作为所述圆锥滚子，使用由本发明的圆锥滚子的制造方法获得的圆锥滚子。
[0017]发明效果
[0018]根据本发明的圆锥滚子的制造方法，能够以低成本提供品质优良的圆锥滚子。即，包括通过以圆锥台状的原料的大径侧端面为基准，对该原料的外周面实施研磨加工而获得中间原料的工序;将所述中间原料的大径侧端部在轴向上研磨预先确定的规定长度量的工序。这样，不是将中间原料17形成为预先确定的长度，而是将中间原料17研磨预先确定的规定长度量，由此，无论所述圆锥台状的原料的长度的偏差如何，都能够将通过研磨所述中间原料的大径侧端部而获得的最终中间原料的、以大径侧端面为基准的轴向位置相同时的外周面的外径的偏差抑制得较少。其结果是，当对最终中间原料的外周面实施基于超精的精加工而形成滚动面时，不需要调整该外周面的外径的偏差，能够抑制圆锥滚子的制造成本，获得品质优良的滚动面。
【附图说明】
[0019]图1(A)?图1 (E)是按照工序顺序示出本发明的实施方式的I例的局部剖切侧视图。
[0020]图2是示出加工时间和磨石进给量的关系的I例的线图。
[0021]图3是示出中间原料的长度测量方法的另一例的图。
[0022]图4是示出装配有成为本发明制造方法的对象的圆锥滚子的圆锥滚子轴承的I例的局部剖切立体图。
[0023]图5(A)?图5(D)是按照工序顺序示出以往的圆锥滚子的制造方法的I例的局部剖切侧视图。
[0024]图6是示出对中间原料的大径侧端面实施研磨加工的方法的另一例的局部剖切侧视图。
【具体实施方式】
[0025]图1示出本发明的实施方式的I例。在本例的情况下，首先，通过对轴承钢等金属制的圆柱状的原料实施锻造加工等塑性加工等而获得图1(A)所示的圆锥台状的备用中间原料14。接着，如图1(B)所示，对备用中间原料14的外周面15以备用中间原料14的大径侧端面10为基准实施由磨粒大的磨石16进行的研磨(粗研磨)加工，由此获得中间原料17。即，在使备用中间原料14和构成主轴装置18的旋转轴19的中心轴彼此一致的状态下，将大径侧端面10抵触于旋转轴19的前端面(图1(B)的下端面)，通过电磁吸盘等将备用中间原料14固定于旋转