径向滚珠轴承用轨道轮及其制造方法、高精度环的制造方法以及制造装置的制作方法

专利名称：径向滚珠轴承用轨道轮及其制造方法、高精度环的制造方法以及制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对轨道轮及其制造方法的改进，其中，所述轨道轮用于构成不要求太高的旋转精度的径向滚珠轴承，例如装入安装在电吸尘器、换风扇等各种家用电器中的电动马达或各种汽车用辅机等旋转支承部中的径向滚珠轴承。
背景技术：
在各种旋转装置的旋转支承部中装入图53所示径向滚珠轴承1。该径向滚珠轴承1为深槽型，并且，在彼此同心设置的外轮2a和内轮3之间设有多个滚珠4、4。沿整个圆周，在其中的外轮2的内周面的轴向中间部形成深槽型外轮轨道5，在内轮3的外周面的轴向中间部形成深槽型内轮轨道6。上述各个滚珠4、4在由保持器7保持的状态下，可自由滚动地设置在上述外轮轨道5和内轮轨道6之间。并且，通过这种结构，可使上述外轮2与上述内轮3相对自由转动。另外，在图53所示的例子中，作为上述保持器7，虽然使用了金属材料制成的波纹保持器，但是，使用合成树脂制成的冠型保持器的情况也较多。另外，采用在形成于上述外轮2的两端部内周面上的卡定槽中分别卡定密封板(包含接触型密封板以及非接触型密封板。在整个本说明书均是相同的)的外周缘的情况也较多。在这种情况下，上述两密封板的内周缘沿整个圆周滑动接触上述内轮3的两个端部外周面或与它们接近并相对。
为了制造构成上面所述那样的径向滚珠轴承1的上述外轮2或上述内轮3等的轨道轮，以往，一般情况下，首先，通过锻造加工和切削加工获得具有形状和尺寸与成品近似的中间原材料。之后，在该中间原材料中上实施用于使表面硬化的热处理，之后，在包含上述外轮轨道5或上述内轮轨道6等轨道面的表面上实施用以限定尺寸和表面光洁度的研磨，以形成上述轨道轮。这种内轮的制造方法除了材料利用率不良以外，还存在烦琐和成本高的缺陷。
另外，在专利文献1、2中记载了以锻造加工为中心形成径向滚珠轴承的轨道轮的方法。
首先，专利文献1记载的发明为在通过锻造制造使用于制造外轮的中间原材料和制造内轮的中间原材料形成一体的复合中间原材料之后，将这种复合原材料分为用于制造外轮的外轮用中间原材料和用于制造内轮的内轮用中间原材料。另外，在该专利文献1记载的发明中，通过扩大用于制造内轮的内轮用中间原材料的一部分的直径，能够获得在外周面具有深槽型内轮轨道的内轮。
另外，在专利文献2记载的发明涉及如下的方法通过纵型冲压，以冷加工方式沿轴向压缩(镦锻加工)切断由热挤压制造的钢管所形成的环状原材料，从而制造出在内周面具有深槽型外轮轨道的外轮用中间原材料。
在上面所述那样的专利文献1、2中记载的发明中，在专利文献1中记载的发明中，在加工的初期阶段，通过锻造来制造体积较大的复合中间原材料。因此，在制造这种复合中间原材料时的加工载荷以及在包含锻造装置的冲头或支承模具等模具上施加的力较大，从而包含该模具的锻造装置各个部分的弹性变形量较大。结果，难以很好地实现所得的复合中间原材料、和由该复合中间原材料制造的用于制造外轮及内轮的中间原材料的尺寸精度以及形状精度，进而，难以很好地实现这些外轮以及内轮的尺寸精度以及形状精度。特别是，若通过冷锻造进行制造体积大的上述复合中间原材料的加工，则在上述模具等上施加的载荷过大，从而难以确保该模具等的耐久性。因此，上述复合中间原材料的加工虽可通过热锻造或温锻造来制造，但是，在热锻造或温锻造时，无论热膨胀量的差如何，为了可靠地实现模具彼此的配合，必须与冷锻造时相比加大设定配合部的间隙。因此，难以充分确保所得的复合中间原材料的内外径尺寸以及以内外两个周面彼此间的同心度为中心的形状、尺寸精度。结果，即使在前面所述的不要求过高转动精度的用途中使用，仍难以充分确保所得的外轮以及内轮的内外径的尺寸精度以及振动精度。另外，不能通过塑性加工形成用于将密封板的外周缘卡定在外轮内周面两个端部上的卡定槽，由于该卡定槽的加工由切削加工实现，因此，不能充分降低制造成本。
另外，在专利文献2记载的发明中，由于环状原材料是通过切断由热挤压制成的钢管获得的，因此，难以充分确保该原材料的内外径尺寸以及以内外两个周面彼此的同心度为中心的形状·尺寸精度。结果，难以充分确保所得的外轮的内外径的尺寸精度以及振动精度。另外，切断钢管以形成上述环状原材料的作业较为烦琐，生产率不良，从而形成了成本提高的原因。另外，在外轮用中间原材料上必须实施基于脱碳的切削，从这方面考虑成本也较高。
另外，在专利文献3、4中记载了径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，在该方法中，通过芯棒挤压直径小于要制造的轨道轮的环状原材料的周面，从而使该芯棒的外周面形状转印至上述环状原材料的周面上，并且，扩大该环状原材料的直径，形成具有所希望直径的轨道轮。但是，在所述专利文献3、4中记载的以往方法中，上述环状原材料在压附该芯棒的状态下的动态不稳定，不能使该芯棒的外周面的形状正确转移至该环状原材料的周面上。另外，也难以充分确保所得的轨道轮的正圆度。因此，同样，即使用于前面所述那样的不要求过高转动精度的用途中，仍难以充分确保所得的轨道轮的尺寸精度等。另外，在专利文献4中记载的发明中，必须在塑性加工后进行材料的去除，从而会限制成本降低的效果。
因此，在本发明中，则考虑了确保实用上的充分精度并以低成本获得构成例如在前面所述用途中使用的不要求过高转动精度的径向滚珠轴承的轨道轮。但是，即使在这种情况下，若考虑最终获得的径向滚珠轴承的实用精度，则充分确保包含形成这些外轮或内轮材料的高精度环的形状精度及体积精度的尺寸精度是重要的。
对于该环状部件的制造方法而言，在专利文献5中记载了通过对圆柱形原材料上实施冷加工形成环状部件的发明。但是，在上述专利文献5中记载的发明中，在冷加工时不能进行轴向尺寸的限制。因此，不能确保所得的环状部件的轴向长度的精度以及体积精度。因此，仅对该环状部件实施塑性变形，难以制造实用轨道轮。
专利文献1特开平5-277615号公报专利文献2特开平2001-150082号公报专利文献3特开昭59-212142号公报专利文献4特开昭56-111533号公报专利文献5特开2000-94080号公报发明内容本发明是针对上面的情况作出的，其提供一种径向滚珠轴承用轨道轮及其制造方法，能够确保充分的实用精度并以低成本获得内轮或外轮，该内轮或外轮为构成例如在前面所述用途中使用的不要求过高转动精度的径向滚珠轴承的轨道轮。
另外，本发明是针对上面的情况作出的，其提供了易于制造高精度环的制造方法，该方法能够形成用于通过冷加工制造构成径向滚珠轴承的内轮或外轮的原材料，并且，能够充分确保最终获得的径向滚珠轴承的实用精度。
根据本发明的第1侧面，提供了用于径向滚珠轴承的上述径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，其中，所述径向滚珠轴承设有轨道轮，其由外轮和内轮中的至少一个构成，所述外轮在内周面的轴向中间部沿整个圆周形成截面圆弧形的外轮轨道作为轨道面，所述内轮在外周面的轴向中间部沿整个圆周形成截面圆弧形的内轮轨道作为轨道面；和多个滚珠，其可自由滚动地设置在上述内轮轨道和上述外轮轨道之间，其特征在于，该方法设有以下工序高精度原材料加工工序，通过冷加工制造体积实际上与作为成品的径向滚珠轴承用轨道轮的体积相同的圆筒状高精度原材料；和轨道轮加工工序，通过冷加工使该高精度原材料产生塑性变形，在上述任意一个周面的轴向中间部上形成上述轨道面，至少在热处理以前，不进行除去材料的加工。
根据涉及本发明第1侧面的第2侧面，在轨道轮加工工序之后，通过辊轧加工对轨道面进行精加工的精加工工序。
根据涉及本发明第2侧面的第3侧面，沿整个圆周设置在以轨道轮中任意一个周面的轴向两端部从轴向两侧夹持轨道面的位置处的密封用凹部，在上述精加工工序时通过辊轧加工与轨道面同时进行精加工。
根据涉及本发明第1侧面的第4侧面，上述滚珠轴承的外轮的上述轨道轮加工工序具有以下工序形成第一中间原材料的第一工序，通过使体积实际上与要制造的外轮体积相同的圆筒状原材料的轴向一部分的直径收缩，使该收缩的部分形成外径实质上与上述外轮外径相同的小径部，使未缩小的剩余部分形成大径部；形成第二中间原材料的第二工序，在上述第一中间原材料的轴向中间部内周面中与上述小径部对应的部分上，沿内周面的整个圆周形成构成上述外轮轨道的至少一部分的截面圆弧形的轨道面用曲面，并且，使相对轴向邻接上述轨道面用曲面和上述大径部侧的部分的径向厚度在轴向上的分布与要制造的外轮的相应部分的厚度分布一致；和第三工序，使上述大径部的外径收缩以使上第二中间原材料的大径部的外径与上述小径部的外径一致。
根据本发明第4侧面的第5侧面，上述外轮轨道为深槽型；通过在上述第三工序中，使形状与轨道面用曲面对称的轨道用第二曲面与该轨道面用曲面相连形成在轴向中间部内周面上，从而在内周面的轴向中间部上形成上述深槽型外轮轨道。
根据涉及本发明第5侧面的第6侧面，上述制造方法还具有以下工序上述外轮具有用于将密封板的外周缘部卡定在内周面的轴向两端部上的卡定槽部，在上述第一工序之前，在高精度原材料的轴向两端部上形成内径大于轴向中间部的阶梯部的预备工序，在第三工序之后，对该阶梯部进行塑性加工以形成上述卡定槽部的后工序。
根据涉及本发明第6侧面的第7侧面，其设有在上述后工序之后，通过辊轧加工同时对外轮轨道和两卡定槽部进行精加工的精加工工序。
根据本发明第1侧面的第8侧面，上述滚珠轴承中内轮的上述轨道轮加工工序具有以下工序第一工序，通过一边使上述圆筒状高精度原材料的直径收缩，一边在轴向中间部外周面上形成用于构成内轮轨道的一部分的截面圆弧形的第一轨道面用曲面，从而获得夹持该第一轨道面用曲面、使轴向一侧半部形成小径部且使轴向另一半部形成大径部的中间原材料；和第二工序，使作为上述中间原材料的轴向一侧半部的上述小径部的内径扩大至与轴向另一半部相同的内径，并且，在与上述第一轨道用曲面相连的部分上形成构成上述内轮轨道的剩余部分的第二轨道面用曲面。
根据涉及本发明第8侧面的第9侧面，上述内轮轨道为深槽型；在上述制造方法中，上述轨道轮加工工序在第一工序与第二工序之间还具有中间工序，在该工序中，通过压缩上述中间原材料的轴向的一部分将其加工成第二中间原材料，该第二中间原材料上，在轴向上与上述第一轨道用曲面邻接的部分中径向厚度沿轴向的分布与要制造的内轮的相应部分的厚度的分布一致，在上述第二工序中，在轴向中间部外周面上，利用在上述中间工序中与规定了厚度分布的上述第一轨道用曲面原材料曲面邻接的部分，使形状与上述第一轨道面用曲面对称的第二轨道面用曲面与上述第一轨道面用曲面相连形成，从而在外周面的轴向中间部形成上述深槽型内轮轨道。
根据涉及本发明第9侧面的第10侧面，上述内轮在外周面的轴向两端部上具有用于滑动接触或相对接近密封板的内周缘部的一对密封用阶梯部；上述制造方法还具有以下工序在上述第一工序之前，在上述高精度原材料的轴向两端部上形成外径小于轴向中间部的阶梯部以形成预备中间原材料的预备工序；和在上述第二工序之后，对该阶梯部进行塑性加工以形成上述两个密封用阶梯部的后工序。
根据涉及本发明第10侧面的第11侧面，还设有在上述后工序之后，通过辊轧加工同时对内轮轨道和两密封用阶梯部进行精加工的精加工工序。
根据涉及本发明第12侧面，提供了一种径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，该滚珠轴承为圆筒状并且沿整个圆周在任意一个周面的轴向中间部上形成截面圆弧形的轨道面，该方法设有以下工序实施第一冷锻造加工以获得第一中间原材料的第一工序，该第一冷锻造加工在沿轴向相对位移的一对模具彼此之间挤压体积实际上与成品体积相同的圆筒状原材料，改变该原材料的轴向一侧半部的直径，使该轴向的一侧半部形成小径部，使轴向另一半部形成大径部；实施第二冷锻造加工的第二工序，该第二冷锻造加工在沿轴向相对位移的与上述第一工序不同的另一对模具之间挤压上述第一中间原材料，形成该第一中间原材料中至少要形成上述轨道面的部分的径向厚度在轴向上的分布与形成完成后的轨道轮的轨道面的部分的厚度分布相一致的第二中间原材料；第三工序，通过一边使该第二中间原材料旋转，一边以彼此接近的方向挤压该第二中间原材料的内周面和外周面的辊轧加工，使该第二原材料的一部分沿径向产生塑性变形，从而形成上述轨道面。
根据涉及本发明第12侧面的第13侧面，上述轨道轮具有用于将密封板的周缘部卡定在形成轨道面的周面的轴向两端部上的卡定槽，上述制造方法具有以下工序在上述第一工序之前，在原材料的轴向两端部上形成沿径向比轴向中间部更凹入的阶梯部以形成预备中间原材料的预备工序；和在上述阶梯部上形成上述卡定槽的第三工序。
根据本发明的第14侧面，提供了径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，该滚珠轴承为圆筒状并且沿整个圆周在作为被加工侧周面的任意一个周面的轴向中间部上形成截面圆弧形的轨道面，该方法设有以下工序预备圆筒状原材料，其体积与成品的体积实质相同，并使与形成上述轨道面的面相反一侧的周面、即非加工侧周面的直径与成品的直径实质相同，通过使上述非加工侧周面实质上无间隙地与设置在支承部件上的支承侧周面配合，将其支承在该支承部件上，
在上述被加工侧周面上，沿上述原材料的径向挤压母线形状与成品状态下的该被加工侧周面母线形状相一致的加工侧旋转部件的加工侧周面，并且，使该加工侧旋转部件与上述支承部件相对旋转，由此将上述被加工侧周面加工成至少具有上述轨道面的成品的形状。
根据涉及本发明第14侧面的第15侧面，为了在成品的被加工侧周面的轴向两端部上，沿整个圆周形成沿径向比该被加工侧周面的轴向靠中央部分更凹入的阶梯部，在原材料的被加工侧周面的轴向两端部上形成阶梯部，伴随在上述两个阶梯部上加工侧旋转部件向该被加工侧周面的压附，这两个阶梯部与轨道面同时进行加工。
根据涉及本发明第15侧面的第16侧面，存在于设置在原材料的被加工侧周面的轴向两端部上的两个阶梯部和轴向靠中央部分之间的阶梯面，为向随着沿径向离开非加工侧周面而彼此接近的方向倾斜的倾斜面，上述两个阶梯面相对于在与上述原材料的中心轴正交的方向上存在的假想平面的倾斜角度，大于存在于完成后的轨道轮所对应的部分上的阶梯面的倾斜角度，并且在15度以下。
根据涉及本发明第14侧面的第17侧面，用于制造轨道轮的原材料的轴向两端面为向随着离开非加工侧周面而相互接近的方向倾斜的倾斜面，上述轴向两端面相对于在与上述原材料的中心轴正交的方向上存在的假想平面的倾斜角度在20度以下。
根据本发明的第18侧面，提供了径向滚珠轴承，具有轨道轮，其由外轮和内轮中的至少一个构成，所述外轮在内周面的轴向中间部沿整个圆周形成截面圆弧形的外轮轨道作为轨道面，所述内轮在外周面的轴向中间部沿整个圆周形成截面圆弧形的内轮轨道作为轨道面；和多个滚珠，其可自由滚动地设置在上述内轮轨道和上述外轮轨道之间，其特征在于，上述径向滚珠轴承通过冷加工使以冷加工制造且体积实际上与成品体积相同的圆筒状高精度原材料产生塑性变形，将包含上述轨道面的表面形状加工成实质上与成品相同的形状。
根据涉及本发明第12侧面的第13侧面，圆筒状并沿整个圆周范围内在任意一个周面的轴向中间部上形成截面圆弧形的轨道面的径向滚珠轴承用轨道轮，其通过对使体积实际上与成品体积相同的圆筒状原材料产生塑性变形所形成的中间原材料实施的冷辊轧加工，沿径向使该中间原材料的至少一部分产生塑性变形，从而将包含上述轨道面的表面形状加工成实质上与成品相同的形状。
根据涉及本发明第19侧面的第20侧面，中间原材料的外周面形状为从外径最大的部分向轴向两端面，该外径变化方向不逆转且不具有下挖部的形状；上述中间原材料的内周面的形状为从内径最小的部分向轴向两端面，该内径变化方向不逆转且不具有下挖部的形状。
根据本发明的第21侧面，提供了金属制高精度环的制造方法，该方法具有以下工序约束工序，对体积大于要制造的高精度环的体积的圆筒状原材料的内外两个周面中的一个周面进行约束，使其直径不变化；压缩工序，其在直径可变化地不约束另一周面的状态下，通过冷加工沿轴向对上述原材料进行压缩，以使轴向尺寸与上述高精度环的轴向尺寸一致，形成中间原材料，该中间原材料中超过该高精度环的体积的余料部分向使上述另一周面沿径向膨胀的方向避让；和除去工序，除去上述余料部分以形成使内径、外径、轴向长度达到限制值的圆筒状环。
根据涉及本发明第21侧面的第22侧面，上述除去工序具有挤绞工序，针对另一周面侧的径向尺寸，通过与要制造的高精度环的径向尺寸一致的挤绞工具对存在于该另一周面上的余料部进行挤绞，使上述余料部聚集在上述该另一周面中轴向上的一部分，从而在该部分上形成径向突出的凸缘状部，并使上述另一周面的剩余部的直径与高精度环的径向尺寸一致，在上述挤绞工序后，通过冲裁加工除去上述凸缘状部的工序。
根据涉及本发明第21侧面的第23侧面，上述除去工序包括剃削加工工序，针对另一周面侧的径向尺寸，通过与要制造的高精度环的径向尺寸一致的冲头削落存在于该另一周面上的余料部。
根据涉及本发明第21侧面的第24侧面，上述制造方法在约束工序之前具有以下工序沿轴向压缩圆柱状坯段以形成圆板状中间原材料的工序；沿轴向压缩上述圆板状中间原材料的中心部以使中心部的轴向收缩的工序；通过相对挤压方向向后挤压上述圆板状中间原材料的靠外径部分并使其变形为圆筒状的后方挤压加工工序，形成有底圆筒状的第二中间原材料，通过冲裁上述第二中间原材料的底部，形成上述圆筒状原材料。
根据涉及本发明第21侧面的第25侧面，上述制造方法在上述约束工序之前具有以下工序，即，通过向使截面形状扭转90度的方向改变由冲裁成形金属板制造的圆环状中间原材料，来形成上述圆筒状原材料。
根据涉及本发明第21侧面的第26侧面，高精度环为通过冷加工制造构成径向滚珠轴承的内轮时的原材料，一个周面为外周面，另一个周面为内周面。
根据涉及本发明第21侧面的第27侧面，高精度环为通过冷加工制造构成径向滚珠轴承的外轮时的原材料，一个周面为内周面，另一个周面为外周面。
根据本发明的第28侧面，金属制高精度环的制造方法，其特征在于具有以下工序沿轴向压缩体积大于要制造的高精度环体积的坯段状原材料，以形成轴向厚度尺寸在中央部较大而向外周缘部逐渐减小的圆板状中间原材料的工序；在上述圆板状中间原材料的中央部形成圆孔以形成体积与上述高精度环的体积相同的圆环状中间原材料的工序；和使上述圆环状中间原材料的靠外径部分向径向内侧收缩并使靠内径部分向径向外侧扩张，通过使上述圆环状中间原材料的截面上圆周方向的各个部分平行于轴向的反转加工工序，使上述圆环状中间原材料形成内径、外径、轴向长度为限制值的圆筒状环的工序，上述反转加工的角度变化为90度以下。
根据涉及本发明第28侧面的第29侧面，伴随在圆板状中间原材料的中央部形成圆孔，在应除去的部分的轴向两个侧面中的至少一个侧面上形成凹部，从而减小该除去的部分的体积。
根据涉及本发明第29侧面的第30侧面，上述圆环状中间原材料由以下工序形成对于形成有凹部的圆板状中间原材料，在约束其外周缘部以使其外径不扩大的状态下沿轴向进行挤压，使轴向厚度尺寸缩小至适当值，并使体积的剩余部分避让至上述凹部的工序；和对包含上述凹部的上述圆板状中间原材料的中央部进行冲裁的工序。
根据涉及本发明第28侧面的第31侧面，上述圆环状中间原材料由以下工序形成在圆板状中间原材料的中央部形成作为圆孔基础的基础圆孔以形成基础圆环状中间原材料的工序；对于上述基础圆环状中间原材料，在约束其外周缘部以使其外径不扩大的状态下沿轴向进行挤压，使轴向厚度尺寸缩小至适当值，并使体积的剩余部分避让至上述基础圆孔的内周缘部的工序；和除去存在于上述基础圆孔的内周缘部的上述剩余部分的工序。
根据涉及本发明第28侧面的第32侧面，其特征在于，以阻止该圆板状中间原材料的外径扩大的状态约束圆板状中间原材料的外周缘部，并且，伴随在该圆板状中间原材料的中央部形成圆孔，仅在应除去的部分的轴向一个侧面上形成凹部，由此减小应除去的部分的体积，并使上述圆板状中间原材料的形状为形成凹部一侧的靠外径部分构成部分圆锥状凹面的形状、即大致圆台形状，使圆环状中间原材料形成圆筒状环的反转加工时的角度变化量不到90度。
根据涉及本发明第28侧面的第33侧面，在沿轴向压缩坯段状原材料以制造圆板状中间原材料时，通过约束这种原材料或加工这种原材料形成的预备中间原材料的轴向两个端部的径向侧面，可以防止该原材料或预备中间原材料的轴向两个端部的直径扩大，通过在得到的上述圆板状中间原材料的中央部除去包含该原材料或预备中间原材料的轴向两端面的部分，形成圆孔以形成圆环状中间原材料。
根据本发明的第34侧面，用于金属制高精度环的制造方法的制造装置，其中，该金属制高精度环由该制造方法制造，该制造方法的特征在于，沿轴向压缩体积大于要制造的高精度环体积的坯段状原材料，以形成轴向厚度尺寸在中央部较大而向外周缘部逐渐减小的圆板状中间原材料的工序；
在上述圆板状中间原材料的中心部形成圆孔以形成体积与上述高精度环的体积相同的圆环状原材料的工序；使上述圆环状中间原材料的靠外径部分向径向内侧收缩，并使靠内径部分向径向外侧扩张，通过使上述圆环状中间原材料的截面上圆周方向的各个部分平行于轴向的反转加工工序，使上述圆环状中间原材料形成内径、外径、轴向长度为限制值的圆筒状环的工序；上述反转加工的角度变化为90度以下，在沿轴向压缩坯段状原材料以制造圆板状中间原材料时，通过对这种原材料或加工这种原材料形成的预备中间原材料的轴向两个端部的径向侧面进行约束，防止该原材料或预备中间原材料的轴向两个端部的直径扩大，通过在得到的上述圆板状中间原材料的中央部除去包含上述原材料或预备中间原材料的轴向两端面的部分，形成圆孔以形成圆环状中间原材料，所述制造装置具有固定块；硬模，该硬模在施加较大压力时下降至与该固定块的上表面接触的状态下，弹性支承在该固定块的上方，并且，具有自由内嵌坯段状原材料或加工该原材料所形成的预备中间原材料的下端部的下侧中心孔；可相对于该硬模升降地穿过该下侧中心孔的反向冲头；环状冲头，其在与该硬模同心地向设置于硬模上方的冲压加工机的压头的一部分上施加较大压力时，上升至接触该压头下表面的状态下，弹性支承在该压头的下方，并具有自由内嵌上述坯段状原材料或上述预备中间原材料的上端部的上侧中心孔；和可相对于该环状冲头升降地穿过该上侧中心孔的冲头。
根据涉及本发明第34侧面的第35侧面，至少在圆板状中间原材料加工结束以前的状态下，反向冲头相对于固定块不会升降地被支承，冲头相对于压头不会升降地被支承，在硬模的下表面接触固定块的上表面的状态下，上述反向冲头的上端面存在于比该硬模的上表面更向下凹入的位置处，在环状冲头的上表面接触上述压头的下表面的状态下，上述冲头存在于比该环状冲头的下表面更向上凹入的位置处。
根据本发明的第36侧面，提供了金属制高精度环的制造方法，该方法至少具有以下工序第一中间原材料形成工序，在沿轴向压缩体积大于要制造的高精度环体积的坯段状原材料，并在径向中央部形成圆孔，在中央部设置具有规定厚度尺寸和规定轴向尺寸的圆筒部，并且，形成在该圆筒部的周围部分别设有向外凸缘状的凸缘状部的第一中间原材料，分割工序，在该第一中间原材料的径向中间部，且在上述圆筒部的外周面与上述凸缘状部的内周缘的交界部分切断该第一中间原材料，将其中由圆筒部所得的部分作为圆筒状第一高精度环，将从上述凸缘状部所得的部分作为圆环状第二中间原材料，第二高精度环形成工序，该工序通过使上述第二中间原材料的截面方向改变90度的反转加工，使该第二中间原材料形成内径、外径、轴向长度均为限制值的圆筒状第二高精度环。
根据涉及本发明第36侧面的第37侧面，其中在上述第一中间原材料形成工序中，通过以相互接近的方向压缩原材料的轴向两个端部，在径向中央部形成轴向厚度尺寸大于径向靠外部分的凸起部，在该凸起部的周围部分形成凸缘状部，沿轴向压垮其中的凸起部的中央部以减小该中央部的轴向厚度，并增大该凸起部的靠外径部分的轴向厚度，之后对上述中央部的减小了厚度的部分进行冲裁而形成圆孔。
根据涉及本发明第36侧面的第38侧面，在上述第一中间原材料形成工序中，通过以相互接近的方向压缩原材料的轴向两个端部中央部以减小该中央部的轴向厚度，从而形成从凸缘状部的轴向两侧面向轴向突出的基础圆筒部，之后，对该中央部的减小了厚度的部分进行冲裁而形成圆孔。
根据涉及本发明第36侧面的第39侧面，在上述分割工序与第二高精度环形成工序之间，设有以下工序在约束第二中间原材料外周缘部以使该第二中间原材料的外径不扩大的状态下，进行沿轴向将该第二中间原材料压缩至规定厚度的墩锻加工，使该第二中间原材料的余料部件流动至内周缘部，之后，通过贯穿加工除去该内周缘部而除去该余料部分，从而使上述第二中间原材料的体积达到所希望的值。
根据涉及本发明第36侧面的第40侧面，由第一高精度环形成工序形成的凸缘状部的轴向厚度尺寸在靠径向中央部处较大，越向外周缘部越小，在第二高精度环形成工序中，使第二中间原材料的靠外径部分向径向内侧收缩，并以向径向外侧扩大的方向对靠内径部分实施反转加工。
发明效果根据以上述构成的本发明的径向滚珠轴承用轨道轮及其制造方法，例如，可用于前面所述的用途。对于构成不要求过高旋转精度的径向滚珠轴承的轨道轮，能够充分确保实用上的精度并降低制造成本而得到。
即，为了通过冷加工，使体积与要制造的轨道轮体积(在实施伴随材料去除的精加工时考虑了其加工余量的状态下)一致的圆筒状原材料(高精度原材料)产生塑性变形而形成上述轨道轮，可充分确保该轨道轮的形状精度以及尺寸精度。
另外，理所当然，通过提高加工精度，本发明可用于与前面所述的用途相比要求更高精度的滚珠轴承用轨道轮。
根据以上述方式构成的本发明的高精度环的制造方法，能够以良好的材料利用率、容易且产出率良好地制造出将内径、外径、轴向尺寸限制为适当值并且使内周面的中心轴与外周面的中心轴彼此严格一致的高精度环。结果，能够降低加工该高精度环而制成的构成径向滚珠轴承的外轮和内轮的加工成本并充分确保实用性能。
另外，理所当然，通过提高加工精度，本发明可用于在与前面所述的用途相比要求更高精度的滚珠轴承用轨道轮的制造中使用的高精度环。


图1A-1F为显示外轮加工工序的剖视图。
图2A-2B为显示外轮加工序中缩管加工工序的剖视图。
图3A-3B为显示内径挤压加工工序的剖视图。
图4A-B为显示外轮轨道形成加工工序的剖视图。
图5为显示密封板用卡定槽的加工工序的第1例的剖视图。
图6显示了其第2例的剖视图。
图7为显示外轮加工中外轮轨道形成加工工序的侧视图。
图8A为图7的イ-イ剖视图，其显示了外轮轨道形成加工工序刚开始后的状态。
图8B为图7的イ-イ剖视图，其显示了外轮轨道形成加工工序即将结束之前的状态。
图9为显示本发明实施例4的与图7相同的视图。
图10A为图9的ロ-ロ剖视图，其显示了外轮轨道形成加工工序刚开始之后的状态。
图10B为图9的ロ-ロ剖视图，其显示了外轮轨道形成加工工序即将结束之前的状态。
图11为显示本发明实施例5的与图7相同的视图。
图12A为图11的ハ-ハ剖视图，其显示了外轮轨道形成加工工序刚开始之后的状态。
图12B为图11的ハ-ハ剖视图，其显示了外轮轨道形成加工工序即将结束之前的状态。
图13A-13D为剖视图，其以工序的顺序显示了本发明的实施例6所示的通过辊轧加工将圆筒状中间原材料加工成外轮的状态。
图14为图13中(B)的ト部放大图。
图15A-15B为中间原材料与由该中间原材料所得的外轮的剖视图。
图16A-16F为显示本发明实施例7的内轮加工工序的剖视图。
图17A-17B为显示内轮加工工序中缩管加工工序的剖视图。
图18A-18B为显示内径挤压加工工序的剖视图。
图19A-19B为显示内轮轨道形成加工工序的剖视图。
图20为显示密封用阶梯部的加工工序的第1例的剖视图。
图21显示了其第2例(实施例8)的剖视图。
图22为显示内轮加工工序中内轮轨道形成加工工序的侧视图。
图23A为图22的ニ-ニ剖视图，其显示了内轮轨道形成加工工序刚开始后的状态。
图23B为图22的ニ-ニ剖视图，其显示了内轮轨道形成加工工序即将结束之前的状态。
图24为显示本发明实施例10的与图22相同的视图。
图25A为图24的ホ-ホ剖视图，其显示了内轮轨道形成加工工序刚开始之后的状态。
图25B为图24的ホ-ホ剖视图，其显示了内轮轨道形成加工工序即将结束之前的状态。
图26为显示本发明实施例11的与图22相同的视图。
图27A为图26的ヘ-ヘ剖视图，其显示了内轮轨道形成加工工序刚开始之后的状态。
图27B为图26的ヘ-ヘ剖视图，其显示了内轮轨道形成加工工序即将结束之前的状态。
图28为显示本发明的实施例12的侧视图。
图29A为图28的チ-チ剖视图，其显示了内轮轨道形成加工工序即将开始之前的状态。
图29B为图28的チ-チ剖视图，其显示了内轮轨道形成加工工序即将结束之前的状态。
图30A-30B为显示中间原材料与由该中间原材料所得的内轮的剖视图。
图31A-31G为显示本发明的实施例13的加工工序的剖视图。
图32为显示在实施例13中进行的余料产生加工的实施状况的剖视图。
图33A-33F为显示本发明的实施例14的加工工序的剖视图。
图34为显示实施例15中的余料产生加工的实施状况的剖视图。
图35A-35F为显示实施例16的加工工序的剖视图。
图36A-36C为显示在实施例16中进行的反转加工的实施状况的剖视图。
图37A-37E为显示本发明的实施例17的加工工序的剖视图。
图38A-38E为显示本发明的实施例18的加工工序的剖视图。
图39A-39C为显示在实施例18中进行的反转加工的实施状况的剖视图。
图40A-40E为显示本发明的实施例19的加工工序的剖视图。
图41为显示实施例19中的精压加工的实施状况的剖视图。
图42A-42F为显示本发明的实施例20的加工工序的剖视图。
图43A-43E为显示该实施例21的加工工序的剖视图。
图44A-44C为显示该实施例21中一部分的加工工序的具体状况的剖视图。
图45A-45H为显示本发明的实施例22的加工工序的剖视图。
图46A-46C为显示该实施例22中一部分的加工工序的具体状况的剖视图。
图47A-47B为用于说明该实施例22的作用、效果的模式图。
图48A-48F为显示本发明的实施例23的加工工序的前段的剖视图。
图49A-49C为显示其后段的剖视图。
图50为显示精压工序的具体实施状况的剖视图。
图51A-51C为显示反转加工的实施状况的剖视图。
图52A-52F为显示本发明的实施例24的加工工序的部分剖视图。
图53为显示装入轨道轮的径向滚珠轴承的1个例子的局部剖透视图。
标号说明1径向滚珠轴承 2、2a外轮 3内轮4滚珠 5外轮轨道 6内轮轨道7保持器8高精度原材料 9预备中间原材料10第一中间原材料 11第二中间原材料12第三中间原材料13阶梯部 14硬模 15加工孔16大径部 17冲头 18小径部19曲面部 20凸曲面部 21、21a凹曲面部22脱模环 23硬模 24加工孔25反向环 26冲头 27小径部28大径部 29凸曲面部 30硬模31加工孔 32小径部33大径部34冲头 35曲面部36曲面部37、37a芯棒38卡定槽39外侧辊40内侧辊 41a、41b环状冲头122、122a、122b硬模129、129a、129b外接辊 130内接辊131加工曲面部 132凸曲面部 133突条134卡定槽 135、135a芯棒 136加工侧周面137阶梯部 138、138a阶梯面 139、139a端面213阶梯部 214硬模 215加工孔216大径部 217冲头 218小径部219凸曲面部220凸曲面部 221、221a凹曲面部222脱模环 223硬模 224加工孔225反向环 226冲头 227小径部
228大径部 229凸曲面部 230硬模231加工孔 232冲头233小径部 234大径部235环状冲头 236曲面部237曲面部238曲面部 239容器 240密封用阶梯部241成形辊 242心轴 312a阶梯部329c、329d、329e外接辊 330a内接辊331a加工曲面部 332a凸曲面部 335芯棒340心轴 341辊413坯段414第一中间原材料 415第二中间原材料416第三中间原材料417硬模 418、418a、418b冲头 419凸部420平坦面 421第四中间原材料422、422a中心孔423余料部 424第五中间原材料425导引销部26圆板状原材料 427第一中间原材料428第二中间原材料429硬模 430冲头 431大径部432小径部 433弯曲面513圆板状原材料514中间原材料 515环状部件 516硬模517中头 518大径部519小径部520弯曲面 521坯段 522、522a圆板状中间原材料523、523a凹部524、524a、524b、524c、524d第二圆板状中间原材料525圆孔 526、526a、526b圆板状中间原材料527硬模 528圆孔529冲头 530、530a基础圆孔531、531a、531b基础圆环状中间原材料 532预备中间原材料533固定块 534硬模535反向冲头 536环状冲头537冲头 538、538a弹性部件539下侧中心孔540加工用凹部 541压头 542上侧中心孔543厚壁部分 544废料 545硬模
546冲头 547反向冲头 548倾斜圆环部613坯段 614第一高精度环 615第二高精度环616预备中间原材料 617第二预备中间原材料618凸起部619凸缘状部 620第三预备中间原材料621圆筒状部分622圆孔 623第一中间原材料624圆筒部625废料 627第二中间原材料629硬模630圆孔 631冲头 632圆孔633第四预备中间原材料 634硬模635冲头 636大径部637小径部638弯曲面 639第二预备中间原材料640a、640a凹形圆孔641第三预备中间原材料 642凸起部643隔板部644圆孔 645圆筒部646第一中间原材料647第一高精度环 648阶梯部具体实施方式
利用图1～53对本发明的实施方式进行说明。下面，利用图1～30对轨道轮的制造方法进行说明。之后，利用图31～53对适于该轨道轮制造的高精度环的制造方法进行说明。
首先，说明轨道轮的制造方法。
本发明的轨道轮的形成方法分为5个工序。即，阶梯部形成加工的第1工序、缩管加工的第2工序、内外径挤压加工的第3工序、轨道形成加工的第4工序以及密封面加工的第5工序。任何工序均采用冷加工是本申请的特征之一。在实施通过该冷加工进行的5个工序的情况下，根据在哪一工序中适用辊轧加工，存在后面所述的实施例。
轨道轮具有外轮和内轮。因此，在以下的实施例中，先对外轮的制造方法进行说明，之后，再对内轮的制造方法进行说明。涉及外轮制造方法的实施例为实施例1～6和图1～15。涉及内轮制造方法的实施例为实施例7～12和图16～30。
第1实施例以及第7实施例为分别在外轮、内轮的制造工序中不使用辊轧加工而实施全部工序的实施例。
第2实施例以及第8实施例为分别在外轮、内轮制造工序中的第5工序中使用辊轧加工的实施例。
第3～5实施例以及第9～11实施例为分别在外轮、内轮的制造工序中的第4、5工序中使用辊轧加工的实施例。
第6和第12实施例为分别在外轮、内轮的制造工序中的第2～5工序中使用辊轧加工的实施例。
总之，对于任何实施例而言，第1工序均是通过模具之间的冲压加工来实施的。下面，对各个实施例进行详细说明。
实施例1首先，以实施例1～6为例对本发明的外轮的形成方法进行说明。
图1～6显示了本发明的实施例1。本发明的特征在于在预先制造体积与外轮2a(参见图1(F))的体积实质相同的圆筒形高精度原材料8(参见图1(A))之后，通过冷加工使该高精度原材料8产生塑性变形，从而形成上述外轮2a。制造这种高精度原材料8的方法虽没有特别限定，但是，从确保材料的有效利用率良好以降低制造成本的方面考虑，优选以规定长度切断较长的线材(卷材)并通过冷加工实施塑性加工。或者，也可以以圆环状冲裁板材并使其截面形状扭转90度，形成上述高精度原材料8。通过任意一种方法制造高精度原材料8，都可在下面的工序中通过冷加工使该高精度原材料8产生塑性变形，从而形成上述外轮2a。
在本实施例的情况下，通过图1(A)所示的上述高精度原材料8、图1(B)所示的预备中间原材料9、图1(C)所示的第一中间原材料10、图1(D)所示的第二中间原材料11、图1(E)所示的第三中间原材料12，形成图1(F)所示的外轮2a。下面，按顺序对各个工序及进行说明。
在使上述高精度原材料8形成上述预备中间原材料时，在使该高精度原材料8的外周面内嵌入未图示的压紧模的内周面内，并使其内周面外嵌至芯棒上的状态下，沿整个圆周将未图示的冲头的前端面压附在该高精度原材料8的轴向(图1的上下方向)两个端面的内径侧半个部分上。结果，上述高精度原材料8的轴向两端面的内径侧半个部分沿轴向凹入，从而获得在该部分具有阶梯部13、13的上述预备中间原材料9。此时，伴随形成这两个阶梯部13、13朝径向(图1的左右方向)外侧流动的加工材料，由所述轴向两个端部的外径侧半个部分沿轴向突出而吸收。另外，以这种方式制造的上述预备中间原材料9的外径大于要制造的外轮2a的外径。
因此，对上述预备中间原材料9实施使预备中间原材料9的一部分(除轴向一端(图1的上端部)的部分)的直径收缩至上述外轮2a的外径的缩管加工。这种缩管工序以图2所示的方式进行。
首先，以(A)的方式，使该预备中间原材料9内嵌入(配置在)设置于硬模14上的加工孔15的大径部16中。下面，以(B)所示的方式，通过冲头17将上述预备中间原材料9压入上述加工孔15的深处。这种加工孔15是通过以光滑曲面部19连接上述大径部16和设置在该大径部16内侧的小径部18形成的。另外，使该小径部18的内径与上述外轮2a的外径相一致。因此，使通过上述冲头17压入存在于上述加工孔15内部的上述小径部18的预备中间原材料9中一部分的外径收缩，成为与上述外轮2a的外径相一致的状态，从而形成上述第一中间原材料10。
另外，在图中所示的例子中，通过在上述冲头17的前端面的一部分上形成凸曲面部20，从而沿整个圆周在上述第一中间原材料10的内周面的一部分上形成截面圆弧状的凹曲面部21。上述冲头17形成该凹曲面部21是在使上述预备中间原材料9形成上述第一中间原材料10的加工初期阶段进行的。因此，为了如上所述使预备中间原材料9的一部分的外径收缩而形成第一中间原材料10，在进行使上述外径收缩的作业的过程中，除了上述初期阶段以外，加工应力仅施加在上述曲面部19与上述预备中间原材料9的外周面的接触部。因此，通过上述加工孔15的曲面部19实现的上述第一中间原材料10的外周面的塑性加工可精度良好地进行。从确保得到的外轮轨道5(参照图1(F)或图7)的精度方面考虑，精度良好地进行该部分加工是重要的。后面将针对这一点进行详细说明。通过脱模环22，从上述加工孔15中压出以这种方式制造的该第一中间原材料10，并其输送至下一工序。
在该下一工序中，为了在上述第一中间原材料10的内周面形成外轮轨道5的轴向半个部分(图1的下半部分)，应实施内径挤压加工。该内径挤压加工是以图3所示的方式进行的。
首先，以(A)所示的方式，使上述第一中间原材料10内嵌入设置在硬模23中的加工孔24内，并使该第一中间原材料10的轴向一个端面(图3的下端面)抵接到(配置在)插入该加工孔24内的反向环25的前端面(图3的上端面)。在这种状态下，上述第一中间原材料10的外周面无间隙地接触上述加工孔24的内周面，其轴向的一个端面无间隙地接触上述反向环25的前端面。并且，应严格限制该反向环25与上述硬模23在轴向(图3的垂直方向)上的位置关系。
若以上述方式配置上述第一中间原材料10，则随后，以(B)所示的方式，通过冲头26对上述第一中间原材料10的内周面进行挤绞。该冲头26的前端部为小径部27，可以在无间隙地插入反向环25内的状态下(严格限制同心度的状态下)相对于该反向环25产生轴向位移。并且，通过凸曲面部29连接该小径部27与设置在靠基端(偏向图3的上侧)部分上的与该小径部27同心的大径部28。该凸曲面部29的截面形状为与上述需要加工的上述外轮轨道5的轴向半个部分的截面形状相一致的圆弧形。在上述内径的挤压加工中，使上述冲头26的凸曲面部29抵接存在于上述第一中间原材料10的内周面上的上述凹曲面部21，从而对该凹曲面部21的形状进行矫正，并且，使该凹曲面部21向上述第一中间原材料10的轴向一个端部移动至规定位置处(对靠内径部分进行挤绞)。
结果，得到在内周面的偏向轴向一端部分具有作为上述外轮轨道5的轴向半个部分的凹曲面部21a的上述第二中间原材料11。在以此方式制造该第二中间原材料11时，在进行以上述方式矫正凹曲面部21的形状并使其移动至规定位置以形成作为上述外轮轨道5的轴向半个部分的凹曲面部21a的挤绞作业过程中，加工应力仅施加在上述凸曲面部29与上述凹曲面部21的接触部。因此，可以精度良好地进行通过该凸曲面部29实现的形成上述外轮轨道5的轴向半个部分、即凹曲面部21a的塑性加工。以这种方式制造的上述第二中间原材料11中设有该凹曲面部21a的偏向轴向一端部分(图3(B)的下半部分))的形状与要制造的外轮2a的相应部分的形状基本一致。另外，在上述图2所示的缩管加工时，通过设置在加工孔15的中间部上的曲面部19加工成阶梯形状的部分，在结束了上述图3所示的内径挤压加工时，径向壁厚在轴向上的分布与要制造的外轮2a的相应部分的分布(考虑了伴随在下面所述的外轮轨道形状加工时直径缩小的壁厚变化)相一致。因此，应严格限制上述图2所示的缩管加工时，上述曲面部19的形状以及上述冲头17向上述硬模14的插入量(以及后面所述的图4所示的硬模30的加工孔31的曲面部35的形状)。通过上述反向环25，从上述个加工孔24挤压出以此方式制成的上述第二中间原材料11，并将其送至下一工序。
在该下一工序中，使上述第二中间原材料11的偏向轴向另一端(靠图3～图4的上端)部分的外径收缩，并进行使外径(除去两端缘部的倒角部)在整个轴向全长达到均匀，并在内周面形成上述外轮轨道5的外轮轨道形成加工。这种外轮轨道形成加工以图4所示的方式进行。
首先，以(A)所示的方式，使上述第二中间原材料11内嵌入(配置在)设置于硬模30上的加工孔31内。此时，以无间隙的方式，将该第二中间原材料11中外径已收缩的部分嵌入上述加工孔21的小径部32，并以无间隙的方式，将未收缩的部分嵌入大径部33中。接着，以(B)的方式，通过冲头34，将上述整个第二中间原材料11压入上述加工孔31内侧的小径部32内。
作为这种压入作业的结果，通过连接上述大径部33和上述小径部32的曲面部35，对上述未收缩的部分进行处理，该部分的外径也收缩成与上述外轮2a的外径相一致的状态。同时，在该部分的内径侧形成构成上述外轮轨道5的轴向另半个部分的凹曲面部36。即，以上述方式，上述还未收缩部分的径向壁厚在轴向上的分布与要制造的外轮2a的相应部分的分布(考虑了与使直径收缩相伴的壁厚增加量)相一致。因此，若使该部分的外径收缩成与上述外轮2a的外径一致的状态，则以与上述外轮轨道5的轴向另半个部分相一致的方式形成内周面侧的截面形状，从而形成上述凹曲面部36。这种凹曲面部36与上述凹曲面部21相连，构成深槽型的上述外轮轨道5，从而形成上述第三中间原材料12。
对以此方式获得的该第三中间原材料12实施精加工，在内周面的轴向两端部上形成用于卡定密封板的外周缘部的卡定槽。该卡定槽的加工作业以图5(第1实施例)或图6(第2实施例)所示的方式进行。
其中图5所示的第1实施例的方法，在以一对芯棒37a、37b抑制上述第三中间原材料12的内径侧的状态下，进行通过一对环状冲头41a、41b沿轴向对该第三中间原材料12的轴向两端面的靠外径部分进行挤压的冲压加工。通过这种冲压加工，上述第三中间原材料12的轴向两端面靠外径部分以沿轴向朝内以及沿径向朝内倒入的方式产生塑性变形，并在上述两阶梯部分13、13部分形成用于卡定密封板的外周缘部的卡定槽38、38，以形成外轮2a。
实施例2另外，图6所示的实施例2的方法是辊轧加工，在以彼此偏心状态布置并沿相同方向转动的外侧辊39的内周面与内侧辊40的外周面之间，从径向方向两侧挤压上述第三中间原材料12。上述外侧辊39的内周面为单纯的圆筒面，并支承上述第三中间原材料12的外周面。与此相对，上述内侧辊40的外周面的轴向中间部的截面形状与上述要制造的外轮2a的内周面的截面形状相一致。在本实施例的情况下，通过在这样的内侧辊40的外周面与上述外侧辊39的内周面之间夹持上述第三中间原材料12，并向该外侧辊39推压该内侧辊40，将该内侧辊40的中间部外周面的形状转印至上述第三中间原材料12的内周面，并对上述外轮轨道5的特性进行调整(精加工)，并在该内周面与轴向两端部形成用于卡定密封板的外周缘部的卡定槽38、38。
另外，也可以在实施图5所示的方法后，实施图6所示的方法(组合两种方法)。
在通过任意一种方法形成卡定槽38、38的情况下，为了使上述外轮轨道5部分硬化以确保滚动疲劳寿命，应在所得的外轮2a上实施热处理(淬火)。将实施了热处理的外轮2a直接与内轮3及滚珠4、4组合，从而形成图7所示的径向滚珠轴承1。另外，在必需转动精度或在转动时必须较低抑制转动时的振动和噪音时，在上述热处理之后，应在上述外轮轨道5部分上实施用于提高表面光洁度的研磨。
实施例3图7～8显示了本发明的实施例3。在本实施例中，通过辊轧加工同时进行上述实施例1中作为第4、5工序的轨道轮形成加工、密封面面形成加工。即，不经图1E，将上述图1D所示的第二中间原材料11加工成图1F所示的外轮2a。因此，以圆环状形成构成辊轧加工装置的外接辊129a。之后，在相互平行设置转动中心轴的状态下并且在使转动中心轴相互偏心的状态下将内接辊130插入该外接辊129a的内侧。在进行用于将上述第二中间原材料11加工成外轮2a的辊轧加工时，将上述内接辊130推压在上述外接辊129a的内周面并使其转动。由于其它部分的结构以及作用与上述实施例1相同，故省略了重复的图示以及说明。
在作为第4、5工序的轨道轮形成加工过程中，进行外轮轨道形成加工，即增大上述第二中间原材料11的偏向轴向另一端(靠图8的下端)部分的外径，使外径(除了两个端缘部的倒角部以外)在轴向全长达到均匀，并在内周面上形成上述外轮轨道5。这种外轮轨道形成加工通过图7～图8所示的辊轧加工进行。
这种辊轧加工通过沿径向在彼此平行并且沿相反方向可相对自由转动地支承的外接辊129与内接辊130之间挤压上述第二中间原材料11的圆周方向的一部分来进行。其中的外接辊129为厚壁圆板状，并且在抑制径向位移的状态下自由转动地支承，并具有比要制造的外轮2a宽度(轴向长度)大的宽度以及(与转动中心轴平行的)圆筒状外周面。另外，上述内接辊130为圆柱形，并且，在外周面的一部分上具有与要制造的外轮2a的内周面截面形状(母线形状)一致的截面形状(母线形状)的加工曲面部131。另外，上述内接辊130通过未图示的驱动机构以及推压机构朝向上述外接辊129的外周面上按压并被自由驱动转动。
在将上述第二中间原材料11加工成上述外轮2a时，在将该第二中间原材料11松弛地外嵌至上述内接辊130的状态下，将该内接辊130朝向上述外接辊129的外周面按压并驱动其转动。上述第二中间原材料11通过上述内接辊130、以与该内接辊130相同方向随其转动，并且，被压附在上述外接辊129的外周面上。因此，该外接辊129以与上述第二中间原材料11以及上述内接辊130相反的方向随其运动(转动)。之后，在这两个辊129、130的外周面彼此之间、沿径向对该第二中间原材料11的圆周方向上一部分进行挤压。另外，以此方式沿径向挤压的部分沿圆周方向连续变化。结果，逐渐扩大上述第二中间原材料11偏向轴向另一端部分的直径，直至其接触上述外接辊129的外周面。
在完成上述第二中间原材料11偏向轴向另一端部分的直径扩大，使该第二中间原材料11的外径(除了两端边缘部的倒角部以外)在整个轴向长度上均达到均匀之后，使上述内接辊130的加工曲面部131的形状转印至上述第二中间原材料11的内周面。该加工曲面部131在其轴向中央部上设有用于形成上述外轮轨道5的截面圆弧状的凸曲面部132。另外，在轴向两端部上形成用于加工卡定槽的突条133、133，所述卡定槽用于将密封条的外周缘卡定在上述各个阶梯部12、12上。因此，在将上述加工曲面部131的形状转印至上述第二中间原材料11的内周面上的状态下，获得上述外轮2a，该外轮在内周面的轴向中央部设有上述外轮轨道5，而在其两端部设有卡定槽134、134。因此，根据本实施例，与作为第4工序的轨道轮形成工序同时进行作为第5工序的密封面形成工序。
实施例4图9～10显示了本发明的实施例4。实施例4为上述实施例3的变形例。在本实施例的情况下，以圆环状形成外接辊129a，该外接辊构成了用于将上述图1D中所示的第二中间原材料11加工成图1F所示的外轮2a的辊轧加工装置。另外，在相互平行设置转动中心轴的状态下并且在使转动中心轴彼此偏心的状态下将内接辊130插入该外接辊1 29a的内侧。在进行用于将上述第二中间原材料11加工成上述外轮2a的辊轧加工时，将上述内接辊130推压在上述外接辊129a的内周面上并使其转动。由于其它部分的结构以及作用与上述实施例3相同，故省略了重复的图示以及说明。
实施例5图11～12显示了本发明的实施例5。实施例5为上述实施例3的变形例。在本实施例的情况下，以圆环状形成外接辊129b，该外接辊构成了用于将上述图1D中所示的第二中间原材料11加工成图1F所示的外轮2a的辊轧加工装置，并且，使该外接辊129b的内径与上述外轮2a的外径(＝上述第二中间原材料11的最大直径)相一致。另外，在相互平行设置转动中心轴的状态下并且在使转动中心轴彼此偏心的状态下将内接辊130插入该外接辊129b的内侧。在进行用于将上述第二中间原材料11加工成上述外轮2a的辊轧加工时，在使该第二中间原材料11无松动内嵌在上述外接辊129b中的状态下，将上述内接辊130推压在该外接辊129b的内周面上并使其转动。由于其它部分的结构以及作用与上述实施例3以及实施例4相同，故省略了重复的图示以及说明。
实施例6图13～15显示了本发明的实施例6。在本实施例中，通过辊轧加工同时实施第2工序～第5工序。在本实施例的情况下，不进行图1C所示的缩径作业和图1D所示的内径挤压加工，仅通过辊轧加工进行从上述图1B所示的预备中间原材料9朝图1F所示的外轮2a的加工。即，在本实施例的情况下，将图15A所示的预备中间原材料9无间隙地内嵌于作为支承部件的图13～图14所示的硬模122b中。即，使作为非加工侧周面的上述预备中间原材料9的外周面沿整个圆周接触作为支承侧周面的上述硬模122b的内周面或与其接近并相对设置。在这种状态下，将作为加工侧周面的芯棒135a的外周面压附在作为被加工侧周面的上述预备中间原材料9的内周面上，由此获得上述外轮2a。该芯棒135a为在权利要求书中记载的加工侧转动部件。使上述预备中间原材料9的体积与作为成品的该外轮2a的体积彼此相等。另外，该预备中间原材料9的外径D9与该外轮2a的外径D2a大致相等(D9D2a)。另外，该预备中间原材料9的宽度W9与该外轮2a的宽度W2a大致相等(W9W2a)。
上述硬模122为圆环状并具有实质上能够无间隙地内嵌上述预备中间原材料9的内径，并且，在阻止向径向位移的状态下，其可自由转动地由未图示的支承部支承。另外，上述芯棒135a具有能够在该预备中间原材料9以及外轮2a的内径侧自由插拔的外径。另外，在上述芯棒135a的中间部外周面上与所述硬模122b内周面相对的部分设置作为在成品状态下的被加工侧周面，即母线形状与上述外轮2a的内周面的母线形状相一致的加工侧周面136。这种芯棒135a由未图示的驱动装置驱动转动，并且，通过同样未图示的挤压装置被强压向上述硬模122b的内周面。
在将上述预备中间原材料9加工成上述外轮2a时，首先，以图13A所示的方式，将图15A所示那样的预备中间原材料9无间隙地内嵌于上述硬模122b中。另外，在该预备中间原材料9的内周面的轴向两个端部上分别形成阶梯部137、137。这些各个阶梯部137、137伴随由上述芯棒135a与上述硬模122b进行的加工，在上述外轮2a的两端部内周面上形成阶梯部，所述阶梯部带有用于卡定密封环的外周缘部的卡定槽。在所述两个阶梯部137、137与上述预备中间原材料9的内周面的轴向靠中央部分之间分别存在阶梯面138、138。这两个阶梯面138、138是向朝径向内侧相互靠近的方向倾斜的倾斜面。
相对于与上述预备中间原材料9的中心轴正交的方向上存在的假想平面，上述两个阶梯面138、138的倾斜角度α以与图15B所示的存在于完成后的外轮2a所对应的部分上的阶梯面138a、138a的倾斜角度β的关系控制。即，将完成后的外轮2a的阶梯面138a、138a的倾斜角度β限制在15度以下，上述中间原材料9的阶梯面138、138的倾斜角度比该完成后的外轮2a的阶梯面138a、138a的倾斜角度β大15度以下(α＞β，β≤15度，α-β≤15度)。另外，就上述预备中间原材料9的轴向两端面139、139而言，也形成向朝径向内侧相互靠近的方向倾斜的倾斜面。并且，将上述轴向两端面139、139相对与上述预备中间原材料9的中心轴正交的方向上存在的假想平面的倾斜角度γ限制在20度以下(γ≤20度)。
将上述的预备中间原材料9无松动内嵌在上述硬模122b中，随后，以图13B所示的方式，将上述芯棒135a插入上述预备中间原材料9内，并限制这些预备中间原材料9与芯棒135a的轴向位置。另外，在本实施例中，该预备中间原材料9的外径从开始就与完成后的外轮2a的外径基本相同。因此，与以上述专利文献特开昭59-212142记载的发明、即扩大原材料的直径来加工外轮时相比，上述芯棒135a可使用直径较大的部件，从而能增大该芯棒135a的推压力并确保该芯棒轴135a的耐久性。
将上述芯棒135a插入上述预备中间原材料9内，接着，通过上述驱动装置以及推压装置，驱动该芯棒135a转动并将其朝向上述预备中间原材料9的内周面推压。结果，在图13C→13D所示的过程中，进行将设置在该芯棒135a的中间部内周面上的上述加工侧周面136的形状转印至上述预备中间原材料9的内周面上的辊轧加工。即，通过使上述芯棒135a的加工侧周面136转动并将其推压在上述预备中间原材料9内周面上，构成该预备中间原材料9的金属材料在图14中以箭头方向流动。该预备中间原材料9的内周面的形状逐渐形成与上述加工侧周面相仿的形状，从而获得上述外轮2a。
在这种辊轧加工中的过程中，沿整个圆周，通过上述硬模122b约束上述预备中间原材料9的外周面，从而不会出现直径扩大的情况。因此，能够降低内周面形状形成上述外轮2a的形状所需的塑性变形量。因此，能够降低将上述芯棒135a的加工侧周面136推压在上述预备中间原材料9内周面上的力，从而能够降低在该预备中间原材料9中产生的应力。并且，包含存在于上述外轮2a的轴向两端部内周面上的用于卡定密封环外周缘的卡定槽，能够以良好精度加工上述内轮2a的各个部分。另外，能够缩短加工时间并降低制造成本。另外，还能使所得的上述外轮2a的正圆度良好。若制造上述在图25中所示的不带有上述卡定槽的外轮2，则预备中间原材料以及芯棒的加工侧周面形状可以比图中所示的情况更简单。
另外，上述预备中间原材料9中以角度α倾斜的上述两个阶梯面138、138的倾斜角度减小，形成以角度β倾斜的上述两个阶梯面138a、138a。另外，上述预备中间原材料9中以角度γ倾斜的上述轴向两端面139、139的倾斜角度减小，形成相对于轴向大致垂直的方向上存在的轴向两端面139a、139a。在本实施例中，由于以上述方式，以与完成后的外轮2a中各部分的倾斜角度的关系适当限制了上述预备中间原材料9中各个部分的倾斜角度α、γ，因此，在上述辊轧加工时，能够降低施加在上述芯棒135a上的力，从而能够提高该芯棒135a的耐久性以及所得外轮2a的加工精度。即，由于在上述预备中间原材料9上形成上述倾斜角度α、γ，在辊轧加工时，金属材料向径向内侧的流动可以顺利进行，从而能降低施加在上述芯棒135a上的力。
实施例7下面，以图7～12为例对本发明的内轮的形成方法进行说明。
图16～20显示了本发明的实施例7。本实施例也与上述实施例相同，在预先制造体积实质上与内轮3a(参见图16F)的体积相同的圆筒形高精度原材料8(参见图16A)之后，通过冷加工使该高精度原材料8产生塑性变形，从而形成内轮3a。制造这种高精度原材料8的方法虽没有特别限定，但是，从确保材料的有效利用率良好以降低制造成本的方面考虑，优选以规定长度切断较长线材(卷材)并以对其实施冷塑性加工。或者，也可以以圆环状冲裁板材并使其截面形状扭转90度，形成上述高精度原材料8。在通过任意一种方法制造高精度原材料8的情况下，均在下一个工序中通过冷加工使该高精度原材料8产生塑性变形，从而形成上述内轮3a。
在本实施例的情况下，通过图16A所示的上述高精度原材料8、图16B所示的预备中间原材料9、图16C所示的中间原材料10、图16D所示的第二中间原材料11、图16E所示的第三中间原材料12，形成16F所示的内轮3a。下面，按顺序对各个工序及进行说明。
在使上述高精度原材料8变为上述预备中间原材料9时，在将该高精度原材料8的外周面内嵌于未图示的压紧模内周面中，并且将内周面外嵌于芯棒上的状态下，沿整个圆周将未图示的冲头的前端面推压在该高精度原材料8的轴向两端面的外径侧半个部分上。结果，上述高精度原材料8的轴向两端面的外径侧半个部分沿轴向凹入，从而获得在该部分具有阶梯部213、213的上述预备中间原材料9。此时，伴随形成这两个阶梯部213、213朝径向内侧流动的加工材料，通过上述轴向两个端部的内径侧半个部分沿轴向侧突出被吸收。另外，以这种方式制造的上述预备中间原材料9的内径与要制造的内轮3a的内径大致相同(没有严格相同的必要)。
对这样的预备中间原材料9实施使其一部分(除轴向一端(图16的上端部)以外的部分)的外径收缩至形成于上述内轮3a的中间部外周面上的内轮轨道6(参见图16F以及图7)的槽底径(深槽型的内轮轨道6的宽度方向中央部上外径最小部分的外径)的缩管加工。这种缩管加工以图17所示的方式进行。
首先，以图17A所示的方式，使上述预备中间原材料9内嵌于(配置在)设置于硬模214上的加工孔15的大径部216中。随后，以图17B的方式，通过冲头217将上述预备中间原材料9压至上述加工孔215的深处。这种加工孔215是通过光滑凸曲面部219连接上述大径部216和设置在该大径部216内侧的小径部218形成的。该凸曲面部219的截面形状与形成于要制造的上述内轮3a外周面上的上述内轮轨道6的一侧半部(图16的上半部)的截面形状相一致，上述小径部218的内径与上述槽底径相一致。因此，使通过上述冲头217压入存在于上述加工孔215内部的上述小径部218的上述预备中间原材料9的一部分的外径收缩至与上述槽底径相一致的状态，从而形成上述中间原材料10。
另外，在图中所示的例子中，通过在上述冲头217的轴向中间部的一部分上形成凸曲面部220，从而沿整个圆周在上述中间原材料10的内周面的偏向一端部分上形成截面圆弧状的凹曲面部221。上述冲头217形成该凹曲面部221是在使上述预备中间原材料9形成上述中间原材料10的加工初期阶段进行的。因此，为了以上述方式使预备中间原材料9的一部分的外径收缩而形成中间原材料10，在进行使上述外径收缩的作业的过程中，除了上述初期阶段以外，加工应力仅施加在上述凸曲面部219与上述预备中间原材料9的外周面的接触部上。因此，可精度良好地进行通过上述加工孔215的凸曲面部219实现的上述中间原材料10的外周面的塑性加工。从确保得到的内轮轨道6(参照图16F或图7)的精度方面考虑，精度良好地进行这部分的加工是重要的。在进行这样的制造之后，通过脱模环222，从上述加工孔215中压出上述中间原材料10，并将其输送至下一工序。
在该下一工序中，实施用于如下目的的内径挤压加工使上述中间原材料10中与上述内轮轨道6的轴向另半个部分(图16的下半个部分)对应的部分的径向壁厚在轴向上的分布，与要制造的上述内轮3a的相应部分的分布相一致。该内径挤压加工是以图18所示的方式进行的。
首先，以图18A所示的方式，使上述中间原材料10内嵌在设置于硬模223中的加工孔224中，并使该中间原材料10的轴向的一个端面(图18的下端面)抵接(配置在)插入该加工孔224内的反向环225的前端面(图18的上端面)。在这种状态下，上述中间原材料10的外周面无间隙地接触上述加工孔224的内周面，而轴向的一个端面无间隙地接触上述反向环225的前端面。另外，应严格限制该反向环225与上述硬模223在轴向(图18的上下方向)上的位置关系。
以上述方式设定上述中间原材料10，随后，以18B所示的方式，通过冲头226对该中间原材料10的内周面进行挤绞。该冲头226的前端部为可以在无间隙地插入反向环225内的状态下(在严格限制同心度的状态下)相对于该反向环225产生轴向位移的小径部27。并且，通过凸曲面部229连接该小径部227与设置在靠基端(偏向图18的上侧)部分上设置的与该小径部227同心的大径部228。应严格限制该凸曲面部229的截面形状，以使与上述内轮轨道6的轴向另半个部分对应的部分的径向壁厚在轴向上的分布，与应制造的上述内轮3a的相应部分的分布相一致。在上述内径挤压加工中，使上述冲头226的凸曲面部229抵接存在于上述中间原材料10的内周面上的上述凹曲面部221，从而对该凹曲面部221的形状进行矫正，并且，使该凹曲面部221向上述中间原材料10的轴向一个端部移动至规定位置处(对靠内径部分进行挤绞)。
结果，获得上述第二中间原材料11，其在内周面的偏向轴向一端(靠图18的下侧)部分设有凹曲面部221a，该凹曲面部用于调整应形成上述内轮轨道6的轴向另半个部分的部分的壁厚分布。在以此方式制造该第二中间原材料11时，以上述方式矫正凹曲面部221的形状并使其移动至规定位置，对将要形成上述内轮轨道6的轴向另半个部分的部分的壁厚分布进行调整的凹曲面部221a，在其形成的挤绞作业的进行过程中，加工应力仅施加在上述凸曲面部229与上述凹曲面部221的接触部。因此，可精度良好地进行由该凸曲面部229实现的用于调整上述壁厚分布的凹曲面部221a的塑性加工。以这种方式制造的上述第二中间原材料11中，相对轴向与设有上述凹曲面部221a的部分相反一侧的部分(图16D和图18B的上半部分)的形状与要制造的内轮3a的相应部分的形状基本一致。另外，形成上述凹曲面部221a的部分，其径向壁厚在轴向上的分布与要制造的内轮3a的相应部分的分布一致。因此，在上述内径挤压加工时，应严格限制上述曲面部229的形状以及上述冲头226向上述硬模223的插入量。在进行这样的制造之后，通过上述反向环225，从上述加工孔224挤压出以此方式制成的上述第二中间原材料11，并将其送至下一工序。
在该下一工序中，扩大上述第二中间原材料11的偏向轴向另一端(图18的下端附近，图19的上端附近)部分的外径，并进行使内径(除去两端缘部的倒角部)在轴向整个全长上达到均匀，并在外周面上形成上述内轮轨道6的内轮轨道形成加工。这种内轮轨道形成加工以图19所示的方式进行。
首先，以图19A所示的方式，将上述第二中间原材料11设置在(配置在)硬模230上的圆筒状加工孔231的内周面与设置在该加工孔231的中心部处(与该加工孔231同心)的冲头232的外周面之间。此时，将上述第二中间原材料11中内径已收缩的部分外嵌至上述冲头232的小径部233上，将未收缩的部分外嵌至大径部234上。接着，以图19B的方式，通过圆筒状冲头235，将整个该第二中间原材料11压入位于上述加工孔231内侧的上述冲头232的大径部234的周围部分内。所述圆筒状冲头235，使其前端面为与上述第二中间原材料11的端面自由对接的形状。
作为这种压入作业的结果，通过连接上述小径部233和上述大径部234的曲面部236，对上述收缩的部分进行处理，也使该部分的内径扩大至与上述内轮3a的内径相一致的状态。同时在该部分的外径侧形成构成上述内轮轨道6的轴向另半个部分的凹曲面部237。即，以上述方式，上述收缩部分的径向壁厚在轴向上的分布与要制造的内轮3a的相应部分的分布(但是，考虑了与使直径扩大相伴的壁厚的减小量)相一致。因此，若使上述部分的内径扩大至与上述内轮3a的内径相一致的状态，则外周面侧的截面形状与上述内轮轨道6的轴向另半个部分变得一致，形成上述凹曲面部237。这种凹曲面部237(第二轨道面用曲面)与上述通过设置于上述硬模214上的加工孔215的凸曲面219形成的凹曲面部238(第一轨道曲面)相连，以构成深槽型的上述内轮轨道6，从而形成上述第三中间原材料12。
对以此方式获得的该第三中间原材料12实施精加工，在外周面的轴向两端部上形成用于滑动接触密封板的内周缘部或与其接近并相对的一对密封用阶梯部。该卡定槽的加工作业以图20所示的方式进行。
其中图20所示的第1个例子的方法，在通过容器239抑制上述第三中间原材料12的外径侧的状态下，进行沿轴向对该第三中间原材料12的轴向两端面的靠内径部分进行挤压的冲压加工。通过这种冲压加工，上述第三中间原材料12的轴向两端面靠内径部分以向轴向内侧以及径向外侧倒入的方式产生塑性变形，并在上述两阶梯部213、213部分形成用于滑动接触密封板的内周缘部或与其接近并相对的密封用阶梯部240、240。
实施例8另外，在形成密封用阶梯部240、240时，代替上述图20的工序，也可以采用图21所示的第8实施例的工序。在该第8实施例中，在彼此以相反方向转动的一对成形辊241、214彼此之间，通过从径向两侧挤压自由转动地支承在心轴242上的上述第三中间原材料12的辊轧加工，形成密封用阶梯部240、240。使上述两个成形辊241、241的外周面的轴向中间部的截面形状与上述要制造的内轮3a的外周面的截面形相一致。在本实施例中，将上述第三中间原材料12夹持在这两个成形辊241、241之间，将这两个成形辊241、241推压在上述第三中间原材料12上并使它们以相反方向及相同的速度转动，从而将这两个成形辊241、241的中间部外周面的形状转印至上述第三中间原材料12的外周面上，并对上述内轮轨道6的特性进行调整(精加工)，并在该外周面的轴向两端部形成用于滑动接触密封板的外周缘部或与其接近并相对的一对密封用阶梯部240、240。
另外，也可以在实施图20的第7实施例所示的方法后，实施图21的第8实施例所示的方法(组合两种方法)。
在通过任意一种方法形成密封用阶梯部240、240的情况下，在所得的内轮3a上，为了使上述内轮轨道6部分硬化以便确保滚动疲劳寿命，应实施热处理(淬火)。实施了热处理的内轮3a直接与外轮2以及滚珠4、4组合，从而形成图7所示的径向滚珠轴承1。另外，在必需转动精度或在转动时必须抑制转动时的振动和噪音时，在上述热处理之后，应在上述内轮轨道6部分上实施用于提高表面光洁度的研磨。
实施例9利用图22～30说明本发明的实施例9～12。
图22～23显示了本发明的实施例9。在该实施例中，同时通过辊轧加工进行上述实施例7中的作为上述第4、5工序的轨道轮形成加工、密封面形成加工。
在作为上述第4、5工序的轨道轮形成过程中，进行内轮轨道形成加工，即增大上述第二中间原材料11的偏向轴向另一端(图23的下端附近)部分的内径，以使内径(除两端缘部的倒角部以外)在轴向整个全长达到均匀，并在外周面上形成上述内轮轨道6。这种内轮轨道形成加工以图22～图23所示的辊轧加工进行。
这种辊轧加工，通过在彼此平行且沿相反方向可相对自由转动支承的外接辊329c与内接辊330a之间、沿径向挤压上述第二中间原材料11的圆周方向的一部分而进行。其中的外接辊329c为厚壁圆板状，并且在抑制径向位移的状态下仅可自由转动地支承，并且，其具有大于要制造的内轮3a宽度(轴向长度)。另外，在上述外接辊329c的外周面的轴向中间部上设有加工曲面部331a，其上具有与要制造的内轮3a的外周面截面形状(母线形状)一致的截面形状(母线形状)。另一方面，上述内接辊330a为圆柱状，并且外周面为单纯的(与旋转中心平行)圆筒面。另外，上述内接辊330a通过未图示的驱动机构以及推压机构朝向上述外接辊329c的内周面推压，并可被自由驱动转动。
在将上述第二中间原材料11加工成上述内轮3a时，在将该第二中间原材料11松弛地外嵌至上述内接辊330a的状态下，将该内接辊330a朝向上述外接辊329c的外周面推压并驱动其转动。上述第二中间原材料11通过上述内接辊330a、以与该内接辊330a相同的方向随其转动，并且，被按压在上述外接辊329c的外周面上。因此，该外接辊329c以与上述第二中间原材料11以及上述内接辊330a相反的方向随其运动(转动)。之后，沿径向在这两个辊329c、330a的外周面彼此之间对该第二中间原材料11的圆周方向的一部分进行挤压。另外，以此方式沿径向挤压的部分沿圆周方向连续变化。结果，逐渐扩大上述第二中间原材料11的偏向轴向另一端部分的直径，直至其接触上述外接辊329c的外周面。
在完成扩大上述第二中间原材料11的偏向轴向另一端部分的直径，使该第二中间原材料11的内径(除了两端边缘部的倒角部以外)在整个轴向全长上均达到均匀之后，将上述外接辊329c的加工曲面部331a的形状转印至上述第二中间原材料11的外周面。该加工曲面部331a在其轴向中央部上设有用于形成上述内轮轨道6的截面圆弧状的凸曲面部332a。另外，在轴向两端部上形成加工面，其用于将上述各个阶梯部312a、312a加工成滑动接触密封板的内周缘或与其接近并相对的密封面。因此，在将上述加工曲面部331a的形状转印至上述第二中间原材料11的内周面上的状态下，获得上述内轮2a，该内轮在内周面的轴向中央部设有上述内轮轨道6，在两端部设有上述密封面。
实施例10图30～31显示了本发明的实施例10。实施例10为上述实施例9的变形例。在本实施例的情况下，以圆环状形成外接辊329d，该外接辊构成了用于将上述图10D中所示的第二中间原材料11加工成图10E所示的内轮3a的辊轧加工装置。另外，在相互平行设置转动中心轴的状态下并且在使转动中心轴彼此偏心的状态下，将内接辊330a插入该外接辊329d的内侧。在进行用于将上述第二中间原材料11加工成上述外轮3a的辊轧加工时，将上述内接辊330a推压在上述外接辊329d的内周面并使其转动。由于其它部分的结构以及作用与上述实施例9相同，故省略了重复的图示以及说明。
实施例11图26～27显示了本发明的实施例11。实施例11为上述实施例9的变形例。在本实施例的情况下，为了构成用于将上述图10D所示的第二中间原材料11加工成图10E所示的内轮3a的辊轧加工装置，设有分别为厚壁圆板状的一对外接辊329e、329e。另外，代替内接辊，设置用于自由转动地支承上述第二中间原材料11的圆柱状芯棒335。
该芯棒335的中心轴与上述两个外接辊329e、329e的转动中心轴存在于一个假想平面上并相互平行。另外，上述芯棒335的外径与应加工的上述内轮3a的内径一致。另外，在本实施例中，以第二中间原材料11的偏向轴向一端(图27的下端附近)部分的内径与内轮3a的内径一致的方式形成该第二中间原材料11。
在进行用于将上述第二中间原材料11加工成上述外轮3a的辊轧加工时，在将上述第二中间原材料11外嵌至上述芯棒335上的状态下，向彼此接近的方向推压上述两个外接辊329e、329e并使它们以相同的方向转动。结果，上述第二中间原材料11的一部分的外径收缩，并且，在外周面上形成内轮轨道6以及密封面。由于其它部分的结构以及作用与上述实施例9以及上述实施例10相同，故省略了重复的图示以及说明。
实施例12图28～30显示了本发明的实施例12。在本实施例中，通过辊轧加工同时实施第2工序～第5工序。即，在本实施例中，不进行图10C所示的缩径作业以及图10D所示的内径挤压加工，仅通过辊轧加工进行从上述图10B所示的预备中间原材料9向图10E所示的内轮3a的加工。即，在本实施例中，使径向上的内外相反，将上述实施例6的技术用于上述内轮3a的制造。
因此，在本实施例中，实质上无间隙地将图30A所示的预备中间原材料9外嵌在作为承受部件的图28～29所示的心轴340上。即，使作为非加工侧周面的上述预备中间原材料9的内周面面沿整个圆周接触作为支承侧周面的该心轴340的外周面，或与其接近相对。在这种状态下，将分别作为加工侧周面的一对辊341、341的外周面推压在作为被加工侧周面的上述预备中间原材料9的外周面上，从而获得上述内轮3a。上述预备中间原材料9的体积与作为成品的该内轮3a的体积彼此相等的要求、各部分的尺寸以及倾斜角度等关系，除了使径向内外相反以外，均与上述实施例6的情况相同，故省略了重复说明。
下面，以实施例13～24为例，对适用于上述轨道轮制造的高精度环的制造方法进行详细说明。不言而喻，该高精度环可用于上述轨道轮，而且，其也可用于要求高精度的机械部件，例如内燃机的摇臂等。
实施例13图31～32显示了本发明的实施例13。在本实施例中，通过冷加工制造体积与构成径向滚珠轴承的内轮3a(参见图16F)的体积实质相等的圆筒状高精度环8a(参见图31G、图16A)。因此，在本实施例中，首先，以规定长度切断较长线材以获得图31A所示那样的坯段(圆柱形原材料)413。通过从展卷机中抽出卷绕在滚筒上的较长上述线材，并且，切断成体积略大于要得到的高精度环8a的体积的长度尺寸(上述规定长度)，由此获得该坯段413。
以此方式所得的坯段413通过沿轴向压缩的镦锻加工形成图31B所示的第一中间原材料414，在这种情况下，在使第一承孔的圆孔中心轴与上述坯段413的中心轴一致的状态下，将上述坯段413固定在内径与要得到的上述高精度环8a的外径相等的、设置在第一承模上的有底的第一承孔内。之后，在上述第一承孔的底面与压入该第一承孔内的压模的前端面之间，沿轴向压缩该坯段413，从而获得外径与要得到的上述高精度环8a的外径相同的上述第一中间原材料414。
接着，通过沿轴向压缩上述第一中间原材料414的中心部，并使由该压缩挤压出的材料向周围部分退避的后方挤压加工，获得图31C所示的轴向尺寸大于上述第一中间原材料414的有底圆筒状第二中间原材料415。在这种情况下，在使第二承孔的中心轴与上述第一中间原材料414的中心轴一致的状态下，将上述第一中间原材料414设置在内径与要得到的上述高精度环8a的外径相等的设置在第二承模中的有底圆形第二承孔内。之后，在该第二承孔的底面与插入该第二承孔内的冲头的前端面之间，沿轴向压缩该第一中间原材料414的中心部。
上述冲头的外径与要得到的上述高精度环8a的内径基本相同(不必严格相等)。另外，在将该冲头插入上述第二承孔内时，通过将形成于该冲头基部上的大径部无间隙地内嵌至上述第二承孔的开口部附近等，使这些冲头与第二承孔的中心轴彼此一致。作为以此方式进行的上述后方挤压加工的结果，使上述第一中间原材料414的中心部的轴向厚度收缩，并且余料部分退避至靠外径部分，该靠外径部分的轴向尺寸增大，从而获得上述第二中间原材料415。该第二中间原材料415的外径与要得到的上述高精度环8a的外径相同，内径与该高精度环8a的内径基本相同，轴向长度大于该高精度环8a的轴向长度。
接着，对以此方式得到的上述第二中间原材料415，实施冲裁该第二中间原材料415的底部的贯穿加工。此时，在通过第三承模抑制该第二中间原材料415的外周面以及底部靠外径部分的状态下，将冲头压入该第二中间原材料415的内侧。之后，在该冲头的前端面与上述第三承模之间剪切该第二中间原材料415的底部，以获得图31D所示那样的圆筒状第三中间原材料416。
接着，进行将该第三中间原材料416的轴向尺寸准确缩小至规定值的内径余料产生加工。内径余料产生加工的进行方式为以图32所示的方式，通过硬模417抑制上述第三中间原材料416的外周面，从而防止该第三中间原材料416的外径扩大，并且，通过一对冲头418、418，从轴向两侧强压该第三中间原材料416。上述硬模417的内径具有与要得到的上述高精度环8a的外径相同的尺寸。另外，在上述两个冲头418彼此相对的前端面的中央部上分别形成圆台状凸部419、419。这两个凸部419、419的前端面在上述内径余料产生加工结束之前并不接触。另外，严格控制在结束该内径余料产生加工时，存在于上述两个冲头418、418的前端面靠外径处的平坦面420、420彼此间的间隔D18以与要得到的上述高精度环8a的轴向尺寸一致。例外，上述两个平坦面420、420的内径R20与要得到的上述高精度环8a的内径R8a一致或略小一些(R20≤R8a)。
在以上述方式进行尺寸内径余料产生加工时，根据伴随上述第三中间原材料416的轴向尺寸收缩产生的余料，内周面会以凸曲面状膨胀。之后，获得图31E所示的第四中间原材料421。
接着，对以此方式获得的第四中间原材料421实施内径挤绞加工。这种内径挤绞加工，在通过硬模压住该第四中间原材料421的外周面而使外径不扩大的状态下，将挤绞工具(模具)压入该第四中间原材料421的中心孔422中。该挤绞工具的外径与要得到的上述高精度环8a的内径R8a相一致。而且该挤绞工具的中心轴与上述硬模的中心轴严格一致。在上述内径挤绞加工中，通过这样的挤绞工具从轴向一端向另一端(在图31中从上向下)挤绞上述第四中间原材料421的靠内径部分，由此使该第四中间原材料421中超过要得到的上述高精度环8a的体积的余料部分(主要为向内径侧膨胀的部分)聚集至内周面的另一端部分。此时，也可以在轴向尺寸不变化的情况下，在上述第四中间原材料421的上端面上施加缓冲压。作为这种内径挤绞加工的结果，获得了图31F所示那样的第五中间原材料424，该第五中间原材料424的内周面形成与外周面同心的圆筒面，并且，在该内周面的轴向另一端部上设有向内凸缘状的余料部423。
获得这种第五中间原材料424后，最后通过贯穿加工除去上述余料部423。在这种贯穿加工中，将外径与上述第五中间原材料424的中心孔422a的内径R22(＝上述高精度环8a的内径R8a)一致的冲头插入该中心孔422a内。之后，在该冲头的前端面与承模之间剪切上述余料部423的基端部(外周缘部)。通过以此方式进行的贯穿加工，获得体积与上述内轮3a的体积实质上相同的圆筒状高精度环8a。
这样的高精度环8a通过上述图16所示的工序，形成构成径向滚珠轴承的内轮3a。
实施例14图33显示了本发明的实施例14。在本实施例中，如图33F所示，通过剃削加工削落以与上述实施例13相同的方式制造的第四中间原材料421的靠内周面部分，由此除去存在于该靠内周面部分的余料部。即，在通过硬模压住上述第四中间原材料421的外周面而使外径不扩大的状态下，将剃削冲头压入该第四中间原材料421的中心孔422内。该剃削冲头的外径与要得到的上述高精度环8a的内径R8a一致。另外，该剃削冲头的中心轴与上述硬模的中心轴应严格一致。通过以此方式进行的剃削加工，获得体积与内轮3a(参见图16)的体积实质上相同的圆筒状高精度环8a。
这样的高精度环8a也通过上述图16所示的工序，形成构成径向滚珠轴承的内轮3a。
实施例15下面，图34显示了本发明的实施例15。本实施例用于制造高精度环8b，该高精度环8b在通过上述图1所示的工序、利用冷加工制造构成径向滚珠轴承的外轮2a时用作原材料。对于该外轮2a而言，由于在内周面上形成外轮轨道5，从确保该外轮轨道5的滚动疲劳寿命的方面考虑，不希望在上述高精度环8a的内周面部分切断金属流。针对这种情况，在本实施例的情况下，沿轴向压缩第三中间原材料416(参见图31、图33D)，以使体积的剩余部分向径向外侧膨胀。
因此，在本实施例的情况下，在根据凹凸配合且彼此同心布置的冲头418a、418b的前端面之间沿轴向压缩上述第三中间原材料416时，使上述第三中间原材料416紧密外嵌至设置在一侧(图34的下方)冲头418的前端面中心部上的导引销部425上。该导引销部425的外径D25与要得到的上述高精度环8b的内径R8b(参见图1A)一致。在以此方式，沿轴向在上述两个冲头418a、418b的前端面之间压缩上述第三中间原材料416时，不特别约束在上述第三中间原材料416的外径。因此，若使上述两个冲头418a、418b的前端面彼此间的间隔收缩至要得到的上述高精度环8b的轴向尺寸，则上述体积的剩余部分向径向外侧膨胀。
这样，向径向外侧膨胀的剩余部分，通过挤绞加工向轴向一个端部集中并作为向外凸缘状的余料部分被除去，或通过剃削加工被除去。此时，用于除去余料部的加工方法除了径向上的内外相反以外，其它上述实施例13、33的情况相同。另外，对于如图31(以及下面论述的图35)那样，在轴向端部形成余料部423并除去该余料部423的方法而言，在内外两周面的任意一方，在用于形成轨道面的轴向中央部都不切断金属流。因此，通过图31(图35)所示的方法制造的高精度环8a适于制造外轮。
实施例16图35～36显示了本发明的实施例16。在本实施例中，首先，以规定形状切断从展卷机中抽出的较长的板材(卷材)，以获得图35A所示那样的圆板状原材料426。
接着，在该圆板状原材料426上实施冲裁中心部的贯穿加工以及除去外周部的修整加工，从而获得图35B所示的圆环状第一中间原材料427。与该第一中间原材料427的径向宽度尺寸W27略大于与所制造的高精度环8a在轴向上的长度尺寸L8a(W27＞L8a).
接着，通过对以上述方式获得的上述第一中间原材料427实施向扩大内径侧并缩小外径侧的方向使其截面扭转90度的反转加工，从而获得图35C所示那样的圆筒状第二中间原材料428。
这种反转加工如图36所示，通过冲头430将上述第一中间原材料427压入圆筒状硬模429内而进行。该硬模429具有通过弯曲面433连接设置在开口部侧的大径部431和设置在内侧的与该大径部431同心的小径部432的中心孔。另外，上述冲头430的前端部为逐渐变细的锥部。另外，该冲头430的靠基端部分的外径D30与上述小径部432的内径R32之差为上述第一中间原材料427的厚度T27的2倍(R32-D30＝2T27)。
在进行上述反转加工时，首先，以图36A所示的方式，将上述第一中间原材料429卡定(固定)在上述大径部431的内侧。接着，以图36B、C所示的方式，通过上述冲头430，将上述第一中间原材料427压至上述小径部432的内侧。结果，使该第一中间原材料427的截面反转90度，从而获得图35、36C所示的圆筒状上述第二中间原材料428。
在以此方式获得的该第二中间原材料428上，以图35D～F所示的方式，实施与上述实施例13中的图31E～G所示相同的内径余料产生加工、内径挤绞加工以及贯穿加工，以获得内轮3a(参见图16F)所用的高精度环8a。
这样的高精度环8a也通过上述图16所示的工序，形成构成径向滚珠轴承的内轮3a。
实施例17图37显示了本发明的实施例17。在本实施例中，与上述图33所示的实施例14相同，以图37E所示的方式，通过剃削加工削落以与上述实施例16相同的方式制造的第四中间原材料421的靠内周面部分，从而除去存在于该靠内周面部分的余料部，以获得内轮3a(参见图16F)所用的高精度环8a。
这样的高精度环8a也通过上述图16所示的工序，形成构成径向滚珠轴承的内轮3a。
另外，对于实施例16、17而言，如上述图34所示的实施例15那样，以使剩余部分向外径侧膨胀的方式进行余料产生加工，也能获得适于外轮2a加工的高精度环8b(参照图1)。
实施例18图38～39显示了本发明的实施例18。在本实施例中，首先，以规定形状切断较长的上述线材，以获得图38A所示那样的坯段(圆柱状原材料)521。通过从展卷机中抽出卷绕在滚筒上的较长的上述线材，并且，切断成体积略大于所得高精度环8a的体积的长度尺寸(上述规定长度)，由此获得该坯段521。
以此方式得到的坯段521通过沿轴向压缩的镦锻加工，形成图38B所示那样的圆板状中间原材料522。该圆板状中间原材料522的轴向厚度尺寸中，中央部的厚度尺寸T1最大，外周缘部的厚度尺寸T2最小。另外，以从该中央部向外周缘部，厚度尺寸逐渐减小的方式，使上述圆板状中间原材料522的轴向两侧面形成倾斜角度减缓的部分锥面状。所制造的高精度环8的厚度T8在上述两个部分的厚度T1、T2中间(T1＞T8＞T2)。为了获得这种圆板状中间原材料522，在使这些坯段521的中心轴与圆孔的中心轴一致的状态下，将以适当体积切断上述线材得到的上述坯段521设置在具有内径与该圆板状中间原材料522的外径D32相同的有底圆孔的承模内，并且，沿轴向在上述圆孔的底面与压模的前端面之间压缩上述坯段521。由于这些底面与前端面的形状形成与上述圆板状中间原材料522的轴向两侧面相称(凹凸方向相反)的形状，因此，通过强力压合上述底面与前端面，获得上述圆板状中间原材料522。
在本实施例中，在形成上述圆板状中间原材料522之后(或形成的同时)，在该圆板状中间原材料522的轴向两侧面的中央部上形成图38C所示的各个圆形凹部523、523，从而能够形成中央部厚度减小的第二中间原材料524。形成这两个凹部523、523的目的在于减少伴随在后面所述的图38D所示工序中形成圆孔525而除去的部分的体积，以提高材料的有效利用率。因此，也可省略上述两个凹部523、523的形成作业，但是，也可以在使上述圆板状中间原材料522中除形成这两个凹部523、523的中央部以外的部分(相对于径向从中央部至外侧部分)位于以规定体积划分的模具的模腔内的状态下，形成上述两个凹部523、523。在这种情况下，使伴随这两个凹部523、523的形成而向外径侧流动的材料部分充满在上述模腔内。根据这种结构，即使不严格限制上述坯段521的体积，仍能严格限制用于形成上述高精度环8a的上述第二中间原材料524中除去中央部以外的部分的体积，与该高精度环8a的体积相一致。无论怎样，在形成上述两个凹部523、523的情况下，这两个凹部523、523的直径D23均小于将形成于上述第二圆板状中间原材料524中央部的圆孔525的内径R25(参见图3 8D)(D23＜R25)。
若以上述方式形成上述述第二圆板状中间原材料524，接着，在该第二圆板状中间原材料524的中央部形成上述圆孔525。通过在将该第二圆板状中间原材料524设置在承模的保持凹部中的状态下，使与该保持凹部同心设置的冲头抵接该第二圆板状中间原材料524的中央部，并向形成于上述保持凹部的中央部的冲孔中压出该中央部的冲裁加工，进行该圆孔525的形成作业。由于上述冲头的外径大于上述两个凹部523、523的直径D23，因此，包含上述这两个凹部523、523整体的第二圆板状中间原材料524的中央部被冲裁，能够获得图38D所示那样的圆环状中间原材料526。该圆环状中间原材料526为内周缘与外周缘同心的圆环状，并具有轴向厚度尺寸在内径侧较大、在外径侧较小的楔形截面形状。另外，上述圆环状中间原材料526的体积与要制造的上述高精度环8a的体积相同。
在形成上面所述那样的圆环状中间原材料526之后，实施反转加工，该加工如图38E所示，向使该圆环状中间原材料526的靠外径部分向径向内侧收缩，并且使靠内径部分向径向外侧扩张的方向，使截面方向改变90度。如图39所示，该反转加工是通过冲头517将上述圆环状中间原材料526压入圆筒状硬模516内进行的。如图36的说明，该硬模516具有中心孔，该中心孔通过弯曲面520连接设置在开口部侧的大径部518和设置在内侧的与该大径部518同心的小径部519。其中的小径部519的内径R19小于上述圆环状中间原材料526的外径，但大于内径。另外，上述冲头517的前端部为逐渐变细的锥部。在进行上述反转加工时，首先，以图39A所示的方式，将上述圆环状中间原材料526卡定(设置)在上述大径部518的内侧。随后，以图39B、C所示的方式，通过上述冲头517，将上述圆环状中间原材料526压至上述小径部519的内侧。结果，该圆环状中间原材料526的截面反转90度，获得图38E、图39C所示那样的圆筒状的上述高精度环8。
伴随以上述方式进行的反转加工，上述圆环状中间原材料526的靠内径部分被拉伸，并且上述厚度尺寸缩小，靠外径部分被压缩，从而其厚度尺寸增大。与此相对，在本实施例中，由于上述圆环状中间原材料526的轴向厚度尺寸在靠内径部分较大，而在靠外径部分较小，因此，上述反转加工结束后的状态下得到的上述高精度环8的径向厚度尺寸，在轴向(除去两端缘部的倒角部)上变得均匀。即，在上述反转加工结束后的状态下，上述圆环状中间原材料526形成内径、外径和轴向长度为规定值的圆筒状的上述高精度环8。因此，上述小径部519的内径R19与上述冲头517的前半个部分的外径R17之差为要制造的高精度环8的厚度T8(参见图38E)的2倍(R19-D17＝2T8)。对上面所述那样的高精度环8施加前面图16所示那样的冷加工并形成内轮3a，或者，实施图1所示的冷加工而形成外轮2a。
实施例19图40～41显示了本发明的实施例19。在上面所述的实施例18中，当严格限制坯段521的体积或者在圆板状中间原材料522的轴向两面中央部上形成凹部523、523以形成第二中间原材料524时，对除该第二中间原材料524的中央部以外的部分的体积进行限制。与此相对，在本实施例中，如图40D以及图41所示那样，通过对轴向两面中央部上形成有凹部523、523的第二中间原材料524实施精压加工，限制除该第二中间原材料524的中央部以外的部分的体积。
即，在本实施例中，如图41所示，在将上述第二圆板状中间原材料524紧密内嵌入硬模527的圆孔528中的状态下，在一对冲头529、529的前端面之间进行强压。这两个冲头529、529的前端面分别为除中央部以外紧密接触上述第二中间原材料524的轴向两侧面的圆锥形凹面状。各自前端面形成这种形状的上述两个冲头529、529沿轴向压缩上述第二中间原材料524，并且使各个前端面彼此之间的距离缩减至适当的距离。此时，伴随适当形成上述第二中间原材料524的径向中间部至外端部的厚度而流动的多余材料聚集在上述两个凹部523、523中。因此，若在实施了上面所述的精压加工的第二中间原材料524a的中央部，如图39E所示形成由冲压加工得到的圆孔525，则能够获得体积与要制造的上述高精度环8的体积相同的圆环状中间原材料526。
其它部分的结构以及作用与上述实施例18相同。
实施例20图42显示了本发明的实施例20。在本实施例中，在沿轴向压缩坯段521制造的图42B所示的圆板状中间原材料522的中央部上，以图42C所示那样，形成作为图42E所示的圆孔525基础的基础圆孔530，以形成基础圆环状中间原材料531。该基础圆孔530的内径R30与上述圆孔525的内径R25相同或略小一些(R30≤R25)。之后，对上述圆环状中间原材料531实施精压加工，即，以其外径不扩大的方式，在约束其外周缘部的状态下沿轴向对其进行挤压，使轴向厚度尺寸缩小至适当值，并使体积的多余部分避让至上述基础圆孔530的内周缘部。
例如，以前面所述的图41所示的方式，将上述基础圆环状中间原材料531内嵌入硬模527的圆孔528中，在一对冲头529、529前端面彼此之间沿轴向压缩该基础圆环状中间原材料531，由此进行这种精压加工。伴随这种精压加工而流动的多余材料部分如图42D所示，聚集在上述基础圆环状中间原材料531的内周缘部，并使上述基础圆孔530收缩。然后，如图42E所示，若通过贯穿加工或剃削加工除去存在于内径收缩的基础圆孔530的内周缘部的该多余部分，则能获得体积与要制造的上述高精度环8的体积相同的圆环状中间原材料526。
另外，在本实施例中，如图42D所示，虽然是在约束上述基础圆环状中间原材料531的外周缘部的状态下进行压缩，以使多余材料部分集中在内周侧，但是，即使约束内周缘部以使多余材料部分集中在外周侧，之后，通过修整除去外周缘部，也可获得相同的效果。
其它部分的结构以及作用与上述实施例18或实施例19相同。
实施例21图43～44显示了本发明的实施例21。在本实施例中，以图43的A→B→C所示那样，通过进行沿轴向压缩作为原材料的坯段521以制造圆板状中间原材料522a的工序，存在于该坯段的轴向两端面上的切断面(在图43A～E中带有虚线的部分)不会残留于完成后的高精度环8、8a、8b(例如，参见图38E，图40F，图16、图13A)的表面上。即。在本实施例中，使上述坯段521的轴向两端面达到平坦(矫正切断面)，以形成图43B所示那样的啤酒桶型预备中间原材料532，之后，实施沿轴向压垮该预备中间原材料532的镦锻加工，以形成图43C所示那样的上述圆板状中间原材料522a。在该过程中，上述坯段521中轴向两个端面沿径向不扩大，上述切断面不残留于图43E所示的基础圆环状中间原材料531a的表面上。下面，说明用于以此方式实现切断面不残留于该基础圆环状中间原材料531a表面上的结构。
在本实施例中，在沿轴向压缩上述图43B所示的预备中间原材料532，以形成图43C所示的圆板状中间原材料522a时，如图44A～C所示，约束该预备中间原材料532的轴向两端部，并沿轴向压垮该预备中间原材料532。之后，在保持该预备中间原材料532的轴向两端部的直径不扩大的状态下，形成上述圆板状中间原材料522a。如图44所示，用于进行这种加工的加工装置设有固定块533、硬模534、反向冲头535、环状冲头536、冲头537。
其中的固定块537支承固定在设置于工厂地面上的冲压加工装置的机架等上。另外，上述硬模534通过压缩螺旋弹簧等多个弹性部件538、538弹性支承在上述固定块533的上方。因此，上述硬模534在非加工时的状态下，如图44A所示，形成浮起在上述固定块533上方的状态，但是在加工时，在根据金属材料的流动施加较大压力的状态下，如图44C所示，克服上述各弹性部件538、538的弹力，下降至接触上述固定块533的上表面。在这种硬模534的中心部设有可自由内嵌上述预备中间原材料532下端部的下侧中心孔539。并且，可相对于上述硬模534升降地使上述反向冲头535穿过该下侧中心孔539。
以下面的方式限制该反向冲头535的上下方向位置。即，在非加工状态下，如图44A所示，使上述反向冲头535的上端面足够位于设置在上述硬模534上表面上的加工用凹部540的底面下方。在这种状态下，通过将上述预备中间原材料532的下端部插入上述下侧中心孔539中，使该预备中间原材料532与上述硬模534的中心轴相一致。另外，在加工时，在该硬模534的下表面与上述固定块的上表面接触的状态下，上述反向冲头535的上端面存在于比该硬模534的上表面略向下凹入的位置处，即使在加工的最终阶段，上述切断面也不会沿径向朝外流动。
另外，上述环状冲头536通过压缩螺旋弹簧等多个弹性件538a、538a，与上述硬模534同心地弹性支承在上述硬模534上方的冲压加工装置的压头541的下方。因此，上述环状冲头536在非加工时的状态下，如图44A所示，为向所述压头541的下方垂下的状态，但是，在加工时，根据金属材料的流动，在施加较大加压力的状态下，如图44C所示，克服上述各个弹性件538a、538a的弹力，上升直至接触上述压头541的下表面。另外，上述环状冲头536的下端部可无松动自由插入上述硬模534的加工用凹部540内，并在插入的状态下，该硬模534与上述环状冲头536严格同心。在这种环状冲头536的中心部设有自由内嵌上述预备中间原材料532下端部的上侧中心孔542。
另外，上述冲头537可相对于上述环状冲头536自由升降地穿过上述上侧中心孔542。在本实施例中，相对于上述压头541固定上述冲头537，伴随上述环状冲头536相对于该压头541的升降，上述冲头537与上述环状冲头536可相对升降。该冲头537的上下方向位置由以下方式控制。即，在非加工时的状态下，如图44A所示，使上述冲头537的下端面足够位于上述环状冲头536的下端面的上方。在这种状态下，通过将上述预备中间原材料532的上端部插入上述上侧中心孔542中，使该预备中间原材料532与上述环状冲头536的中心轴相一致。另外，如图44C所示，在加工时，在该环状冲头536的下端面与上述压头541的下表面接触的状态下，上述冲头537的下端面存在于比该环状冲头536的下表面略向上方凹入的位置处，即使在加工的最终阶段，上述切断面也不会沿径向朝外侧流动。
通过上面图43所示的制造装置，以下面的方式进行沿轴向压垮图43B所示的预备中间原材料532以形成图43C所示的圆板状中间原材料522a的作业。首先，在使上述环状冲头536以及冲头537与上述压头541一起向上方退避的状态下，以使该预备中间原材料532的中心轴与上述硬模534的中心轴一致的状态，使上述预备中间原材料532的下端部内嵌入上述下侧中心孔539的上端部。接着，使上述压头541下降，以图44A所示的方式，将上述环状冲头536的下端部插入上述硬模534的加工用凹部540内，并使上述预备中间原材料532的上端部内嵌入上述上侧中心孔542的下端部。若使上述压头541从该状态进一步下降，则如图44中A→B→C所示，逐渐压垮上述预备中间原材料532，从而形成该图44及图43C所示的圆板状中间原材料522a。在该圆板状原材料522a中，上述切断面存留于中央部的厚壁部分543上。
在本实施例的情况下，如上所述地形成上述圆板状原材料522a之后，以外径不扩大的方式约束该圆板状中间原材料522a的外缘，并且，在该圆板状中间原材料522a的中央部形成如图43D所示那样的圆形凹部523a，由此形成中央部厚度减小的第二圆板状中间原材料524b。该第二圆板状中间原材料524b的靠外径部分的厚度因伴随上述中央部厚度尺寸减小的金属材料的流动而增大。此时，虽然伴随中央部厚度减小且直径增大，上述切断面存在的部分的直径扩大，但是，该部分的范围仍保留在上述中央部的厚度尺寸减小的部分。另外，也可以伴随上述凹部523a的加工，扩大第二圆板状中间原材料524b的外径，之后，修整外周缘部。
因此，如图43E所示，在上述第二圆板状中间原材料524b的中央部，对应上述坯段521的轴向两个端面，通过贯穿加工除去作为上述切断面的部分，从而形成上述基础圆环状中间原材料531a。通过该贯穿加工，作为上述切断面的部分可以与废料44一起从将形成高精度环的部分除去(在上述基础圆环状中间原材料531a的部分上，留有上述切断面痕迹的部分不会残留)。因此，对该基础圆环状中间原材料531a，与上述实施例19相同地实施图40E→F所示的加工，获得高精度环8。
由于本实施例采用了上述结构，因此，在得到的高精度环8的一部分上不会残留作为上述坯段521的轴向两端面的部分。因此，从以低成本获得品质良好的制品的方面考虑是有利的。
其它部分的结构以及作用与上述实施例18～20相同。
实施例22图45～46显示了本发明的实施例22。在本实施例中，通过使圆环状中间原材料526a的形状形成擂钵状，从而能够将使该圆环状中间原材料526a形成圆筒状高精度环8的反转加工时的角度变化量抑制至不足90度。另外，能够降低反转加工时直径扩大的部分的加工程度(延伸率)，从而能够防止在该部分产生有害的变形或裂纹等情况的发生，并能够成品率良好地进行轴向宽度尺寸较大的高精度环8的制造。
因此，在本实施例中，例如，与上述实施例21中前段部分(图43A→B→C的工序)同样地，以图45 A→B→C所示的工序，制造圆板状中间原材料522a。接着，约束该圆板状中间原材料522a的外周缘部，成为阻止该圆板状中间原材料522a的外径扩大的状态，并且，在该圆板状中间原材料522a的中央部的轴向一侧侧面上形成凹部523a。在该圆板状中间原材料522a的中央部形成该凹部523a的部分，为在以下图45E所示的工序中，伴随形成基础圆孔530a而除去的部分。
在本实施例中，仅在上述圆板状中间原材料522a的一个面上形成上述凹部523a。另外，在为了形成该凹部523而挤压该圆板状中间原材料522a一个面的中央部时，如图46所示，通过硬模545的内周面约束该圆板状中间原材料522a的外周缘部，从而使该圆板状中间原材料522a的外径不扩大。这样，若约束该圆板状中间原材料522a的外周缘部并且通过冲头546将该圆板状中间原材料522a的中间部压至反向冲头547上，则能获得图45D以及图46C所示的盘状第二圆板状中间原材料524c，该第二圆板状中间原材料524c在中央部设有凹部523a，在靠外周部分设有擂钵状的倾斜圆环部548。
这种第二圆板状中间原材料524c如图45E所示，冲压掉中央部并形成基础圆孔530a，制成基础圆环状中间原材料531b，之后，与前面图42所示的实施例20的情况相同，在以图45F所示的方式实施精压加工之后，以图45G所示的方式，在内周缘部上实施贯穿加工，以获得擂钵状圆环状中间原材料526a。之后，直接(没有缩小一次直径)沿径向朝外使轴向尺寸较大的内周缘侧变形，并直接(没有扩大一次直径)沿径向朝内使轴向尺寸较小的外周缘侧变形，由此通过不到90度的角度变更对该圆环状中间原材料526a进行反转加工，使圆周方向的各个部分相对轴向平行，从而形成图45(H)所示那样的高精度环8。
由于本实施例采用了上面所述的结构，因此，在对上述圆环状中间原材料526a实施反转加工以形成上述高精度环8时，能够降低扩大直径的内周缘部分的加工程度(延伸率)。因此，能够防止在从该内周缘部分开始加工的部分上产生有害的变形或裂纹，并能够成品率良好地进行轴向宽度尺寸较大的高精度环8的制造。参照图47对这一点进行说明。
首先，为了易于领会本实施例的作用、效果，考虑如图47(a)-(a)所示，中心孔极小的(针孔的程度)圆环状中间原材料526b。对这种圆环状中间原材料526b实施使截面的方向改变90度的反转加工的情况下，在直径伴随反转加工扩大的内周缘部分上产生较大的拉伸应力。并且，该反转加工最终得到的制品如图47(b)-(a)所示，会在轴向端部产生裂纹，或者如图47(b)-(b)所示，轴向端部的直径减小。这种制品不能用作通过冷加工制造构成径向滚珠轴承的内轮或外轮的原材料、即不能用作高精度环。另外，如图47(b)-(c)所示，轴向尺寸较长的高精度环8A不能由上述中心孔极小的圆环状中间原材料526b制造。
另外，如前面所述的实施例18～21那样，如图47A-(c)所示，对于中心孔的直径足够大的平坦圆环状中间原材料526而言，则能够制造如图47B-(d)所示那样的轴向尺寸比较短的高精度原材料8。但是，在制造上述轴向尺寸较长的高精度原材料8A的情况下，根据在直径伴随反转加工扩大的内周缘部分上产生的拉伸应力，易于产生图47B-(a、b)所示那样的缺陷。因此，不能由上述图47A-(c)所示的圆环状中间原材料526以良好有效利用率制造上述图47B-(c)所示的高精度原材料8A。与此相对，在本实施例中，如图47A-(b)夸张所示那样，由于从开始对倾斜的擂钵状圆环状中间原材料526a实施了伴随不足90度角度改变的反转加工，因此，能够降低在直径伴随该反转加工变大的内周缘部分上产生的拉伸应力。因此，对于伴随反转加工而直径变大的内周缘部分而言，不易产生图47B-(a、b)所示那样的缺陷，能够提高有效利用率。
实施例23
图48～51显示了本发明的实施例23。另外，在包含冷锻造加工的塑性加工或冲裁加工等冲压加工领域中，只要明了加工前的形状与加工后的形状，大多易于理解(自然而然明白)在塑性加工中使用的模具的形状、结构。因此，省略了关于一部分模具的形状、结构的图示，下面，以各个工序中被加工物的形状为中心进行说明。另外，图48是为易于了解加工的进展状况而使各被加工物的姿态一致来描述的，因此各个工序中的被加工物的上下方向在实际中不一定与视图相一致。在冲压加工领域中众所周知，应将压模设置在上方，将通过被加工物承受该压模的力的承模设置在下方。
在本实施例中，首先，以规定长度切断较长线材以获得图48A所示那样的坯段(圆柱形原材料)613。通过从展卷机中抽出卷绕在滚筒上的上述较长线材，并且，以体积略大于要得到的第一、第二高精度环614、515的体积之和的长度尺寸(上述规定长度)切断，由此获得该坯段613。
以此方式得到的坯段613通过实施沿轴向进行冷压缩的镦锻加工矫正轴向两个端面，能够获得图48B所示那样的啤酒桶型(第一)预备中间原材料616。之后，进一步在该预备中间原材料616上实施沿轴向压缩的镦锻加工，由此形成图48C所示那样的圆板状第二预备中间原材料617。该第二预备中间原材料617中，在径向中央部处形成轴向厚度尺寸大于径向靠外侧部分的凸起部618，在该凸起部618周围部分形成向外凸缘状的凸缘状部619，并且它们彼此同心形成。
在上述第二预备中间原材料617中，对于与轴向厚度尺寸而言，中央的凸起部618的厚度尺寸T18最大，上述凸缘状部619的厚度尺寸t1、t2均小于该凸起部618的厚度尺寸T18(T18＞t1＞t2)。另外，上述凸缘状部619的截面形状为楔形形状，该凸缘状部619的厚度尺寸t1、t2沿径向逐渐变化。即，在该凸缘状部619的厚度尺寸t1、t2中，内周缘部的厚度尺寸t1变大，外周缘部的厚度尺寸t2变小。虽然，上述凸缘状部619为将会构成上述第一、第二高精度环614、615中用于制造外轮3a(参见图1F)的第二高精度环615的部分，但是所制造的该第二高精度环615的厚度尺寸T15(参见图49C)在上述凸缘状部619的内外两周缘部的厚度尺寸t1、t2之间(t1＞T15＞t2)。
在进行形成上述第二预备中间原材料617的镦锻加工时，在内表面形状与该第二预备中间原材料617的外表面形状一致的一对模具彼此之间，沿轴向压缩上述预备中间原材料616。即，在使上述预备中间原材料616的中心轴与圆孔的中心轴相一致的状态下，将上述预备中间原材料616设置在设有有底圆孔的承模内(该承模具有与上述第二预备中间原材料617的外径D17相同的内径，并且其底面形状与该第二预备中间原材料617的轴向一个侧面(参见图48C的下面)的形状相一致)，并且，在上述圆孔的底面与压模的前端面(本实施例中为平坦表面)之间，沿轴向压缩上述预备中间原材料616。由于使这些底面与前端面的形状形成与上述第二预备中间原材料617的轴向两个侧面相称的形状(凹凸方向相反)，因此，通过将上述底面与前端面强压在一起，能够获得上述第二预备中间原材料617。
在该第二预备中间原材料617中，通过实施沿轴向压垮上述凸起部618的中央部的第二镦锻加工，形成图48D所示那样的第三预备中间原材料620。因此，抑制上述第二预备中间原材料617中凸起部618的中央部，使该凸起部618的外径不扩大，并且，从前端面(参见图48C、D的下面)侧沿轴向对其进行挤压。此时，在承模与压紧模之间夹持上述第二预备中间原材料617的凸缘状部619，以防止该凸缘状部619变形。其中的承模设有内径与上述第二预备中间原材料617(以及上述第三预备中间原材料620)的外径D17相同的有底圆孔，压紧模为圆筒状、其具有可无间隙地插入该承模的圆孔内侧的外径和可无间隙地将上述凸起部618内嵌于内侧的内径.另外、在该压紧模的内侧可轴向位移地设置冲头组件。该冲头组件在外径与上述凸起部618的外径相一致的圆筒状压紧筒(环形冲头)的内侧、可轴向位移地内嵌入外径小于该凸起部618外径的圆柱状推压杆(冲头)。并且，以上述抑制筒的前端面作为圆环状压紧面。承模相对于被加工物的位置关系与制造上述第二预备中间原材料617的情况相比，在轴向上相反。
在使上述第二预备中间原材料617形成上述第三预备中间原材料620的情况下，在上述承模与压紧模之间夹持该第二预备中间原材料617的凸缘状部619，并且，在将上述冲头组件的压紧筒的前端面设置在适当位置处的状态下，将该冲头组件的推压杆压附在上述凸起部618的前端部上。进行这种压附作业直至上述凸起部618的一部分到达上述压紧筒的前端面，从而不存在金属材料更多流动的空间，不能使上述推压杆产生更大位移为止。结果，在减小上述凸起部618的中央部的轴向厚度，并增大该凸起部618靠外径部分的轴向厚度，在该靠外径部分上形成将轴向尺寸限制在所希望值的圆筒状部分621。对于以此方式获得的上述第三预备中间原材料620而言，从该第三预备中间原材料620的基端面(图48D的上面)至上述圆筒状部分621的前端面的长度L21达到规定值。另外，将上述圆筒状部分612的径向厚度T21严格限制为上述压紧模的内径与上述冲头组件的推压杆的外径之差的1/2。总之，通过改变残留于上述凸起部618中央部的底板部的厚度来补偿在上述第二预备中间原材料617上存在的体积误差(使体积误差集中在形成废料的部分)。
以上述方式，形成上述第三预备中间原材料620后，以图48E所示的方式，通过由压力冲裁加工在该第三预备中间原材料620的中央部、且在由上述圆筒状部分621包围的部分上形成圆孔622，以获得在中央部具有圆筒部624的第一中间原材料623。通过在将上述第三预备中间原材料620放置于在中央部设有冲孔的承模上的状态下，通过在上述圆筒状部分621内径侧插入的冲裁冲头，将由该圆筒状部分621包围的部分冲裁成圆板状废料625，由此进行这种冲裁加工。限制上述冲裁冲头的外径与上述冲孔的内径，使上述圆孔622的得到的上述第一中间原材料623中圆筒部624的内周面形成单一的圆筒面。
如图48F所示，以此方式得到的上述第一中间原材料623在径向中间部处，在上述圆筒部624的外周面与上述凸缘状部619的内周缘的边界部分处切断，以形成第一高精度环614和第二中间原材料627。通过在以环状承模的上表面支承上述凸缘状部619的轴向一个面(图48F的下表面)的状态下，通过冲裁冲头、朝上述承模强压上述第一中间原材料623的中央部轴向另一面(图48F的上表面)，由此进行这种切断作业。作为这种通过冲裁加工实现的切断作业的结果，由上述圆筒部624得到的部分形成了圆筒状的上述第一高精度环614，由上述凸缘状部619获得的部分形成了圆环状的第二中间原材料627。
在以此方式获得的这些第一高精度环614和第二中间原材料627中，第一高精度环614通过例如上述图16所示的工序(将该第一高精度环614用作图16所示的高精度环8a)制造内轮3a。与此相对，上述第二中间原材料627通过图49～51所示的工序形成第二高精度环615之后，仍通过上述图17所示的工序(将该第二高精度环615用作图1所示的高精度环8b)形成外轮2a。
在使上述第二中间原材料627形成上述第二高精度环615的工序中，首先，如图49A以及图50所示，进行所谓精压加工，即，在将该第二中间原材料627紧密内嵌入硬模629的圆孔630中的状态下，将其在一对冲头631、631的前端面彼此之间强压，这两个冲头631、631的前端面分别为紧密接触上述第二中间原材料627的轴向两个侧面的圆锥形凹面状。使各自前端面形成这种形状的上述两个冲头631、631沿轴向压缩上述第二中间原材料627，直至将各自前端面之间的距离缩小至适当距离，从而使该第二中间原材料627厚度达到适当值。此时，伴随第二中间原材料627厚度达到适当值而流动的余料部分集中在该第二中间原材料627的内周缘部。因此，若在实施了上述精压加工的该第二中间原材料627的中央部形成以如图49B所示的冲裁加工(贯穿加工)形成的圆孔632，则能获得体积与要制造的上述第二高精度环628体积相同的第四预备中间原材料633。
在形成这样的第四预备中间原材料633之后，从图49B所示的状态直至图49C所示的状态，实施向着使该第四预备中间原材料633的靠外径部分向径向内侧收缩且使靠内径部分向径向外侧扩大的方向，使截面方向变化90的反转加工。如图51所示，通过冲头635，将上述第四预备中间原材料633压入圆筒状硬模634内，以此进行该反转加工。该硬模634具有中心孔，该中心孔通过弯曲面638连接设置在开口部侧的大径部636以及设置在内侧的与该大径部636同心的小径部637。其中的小径部637的内径R37小于上述第四预备中间原材料633的外径并大于其内径。另外，上述冲头635的前端部形成逐渐变细的锥部。在进行上述反转加工时，首先，如图51A所示，将上述第四预备中间原材料633卡定(设置)在上述大径部636的内侧。接着，如图51B、C所示，通过上述冲头635将上述第四预备中间原材料633压入上述小径部637的内侧。结果，该第四预备中间原材料633的截面反转90度，从而获得图49C所示那样的圆筒状的上述第二高精度环615。
伴随以此进行的反转加工，拉伸上述第四预备中间原材料633的靠内径部分以使上述厚度尺寸减小，并且，压缩靠外径部分以使该厚度尺寸增大。与此相对，在本实施例中，由于上述第四预备中间原材料633在轴向厚度尺寸在靠内径部分较大，在靠外径部分较小，因此，在上述反转加工结束状态下获得的上述第二高精度环615的径向厚度尺寸在轴向上(除了两端缘部的倒角部以外)是均匀的。即，在上述反转加工结束的状态下，上述第四预备中间原材料633形成了内径、外径、轴向长度为限制值的圆筒状的上述第二高精度环615。因此，上述小径部637的内径R37与上述冲头635的前半部分的外径D35之差为要制造的第二高精度环615的厚度T15(参见图49C)的2倍(R37-D35＝2T15)。在上述那样的第二高精度环615中，实施例如上述图1所示的冷加工，从而形成外轮2a。
实施例24图52显示了本发明的实施例24。在本实施例中，对以与上述实施例23相同的方式制造的(第一)预备中间材料616(参见图52B)，实施用于调整外周面以及轴向两端部形状的塑性加工，获得图52C所示的第二中间原材料639。该第二中间原材料639在轴向两端面中央部上形成彼此直径相同且同心的圆形凹孔640a、640b，并使轴向一端侧(参见图52C的上端侧)的外径小于其他部分。
在本实施例中，通过对这样的第二中间原材料639实施沿轴向压缩的镦锻加工，获得图52D所示那样的圆板状第三预备中间原材料641。该第三预备中间原材料641设有凸起部642和凸缘状部617。其中设置在径向中央部上的凸起部642为通过隔板部643堵塞轴向中间部的圆筒状，并且，轴向厚度尺寸大于径向偏外侧的部分。另外，上述凸缘状部619在上述凸起部642的周围部分，以与该凸起部642同心的方式形成。对于该凸缘状部619的厚度尺寸而言，以与上述实施例33相同的方式进行限制。
形成上面所述那样的第三预备中间原材料641的镦锻加工也基本上与前面所述的实施例23相同，是通过在内表面形状与上述第三预备中间原材料641的外表面形状相一致的一对模具彼此之间，沿轴向压缩上述第二预备中间原材料639进行的。特别是，在本实施例中，在这两个模具彼此的间隔达到规定值以前，在这两个模具接近的状态下，将可相对于相应模具沿轴向移动地设置在任意一个或两个模具的中心部上的冲头，强压在作为被加工物的上述第三预备中间原材料641的中央部上，从而减小该中央部的厚度尺寸。并且，减小上述凸起部642的中央部的轴向厚度，并使金属材料从该中央部流动，使金属材料完全填充在上述两个模具彼此之间。结果，上述凸起部642的轴向长度L42以及上述凸缘状部619的轴向厚度尺寸到达规定值。其理由在于，使上述两个模具在它们彼此间的距离达到规定值的状态下停止。另外，将上述凸起部642的各个部分的径向厚度严格限制为上述两模具的内径与上述冲头(或模具的一部分)的外径之差的1/2。总之，通过改变上述凸起部642的轴向中央部的隔板部643的厚度来补偿上述第二预备中间原材料639的体积误差。
以上述方式形成上述第三预备中间原材料641后，以图52E所示的方式，通过压力冲裁加工，在该第三预备中间原材料641的中央部除去上述凸起部642的轴向中间部的隔板部643以形成圆孔644，从而获得在中央部具有圆筒部645的第一中间原材料646。在将上述第三预备中间原材料641放置于具有与该第三预备中间原材料641的轴向一个侧面相一致的表面形状并在中央部设有冲孔的承模上的状态下，通过在上述凸起部642内径侧插入的冲裁冲头，将上述隔板部643冲裁成圆板状废料625，由此进行这种冲裁加工。使上述冲裁冲头的外径与上述凸起部642的内径相一致，使上述冲裁加工得到的上述第一中间原材料646的内周面形成单一圆筒面。
如图52F所示，以此方式得到的上述第一中间原材料646在径向中间部处，且在上述圆筒部645的外周面与上述凸缘状部619的内周缘的边界部分处切断，以获得第一高精度环647和第二中间原材料627。通过在以环状承模的上表面支承上述凸缘状部619的轴向一个面(图52F的下表面)的状态下，利用具有使前端面与该中央部另一个面相一致的形状的冲裁冲头、朝上述承模强压上述第一中间原材料646的中央部轴向另一面(图52F的上表面)，由此进行这种切断作业。作为这种通过冲裁加工实现的切断作业的结果，由上述圆筒部645得到的部分形成了圆筒状的、在两端部外周面具有阶梯部648、648的上述第一高精度环647，由上述凸缘状部619获得的部分形成了圆环状的第二中间原材料627。
在以此方式获得的这些第一高精度环647和第二中间原材料627中，第一高精度环647通过例如上述图16所示的工序(将该第一高精度环647用作图16所示的第一中间原材料9)制造内轮3a。与此相对，上述第二中间原材料627与上述实施例23相同，通过图49～51所示的工序形成第二高精度环615之后，仍通过上述图17所示的工序(将该第二高精度环615用作图1所示的高精度环8b)制造外轮2a。
另外，与以上说明的高精度环相关的本发明的特征在于，例如，能够以良好的效率制造用于制造内轮与外轮的一对高精度环。将得到的高精度环加工成内轮或外轮的方法不受特别限定。
虽然参照特定实施方式对本发明进行了详细说明，但是，本领域技术人员应理解在不脱离本发明思想和范围的情况下，可作出各种改进和修改。
本申请是根据以下文献作出，这些文献的内容在此作为参考而引入。
2004年9月22日申请的日本专利申请(专利申请2004-275835)2004年9月29日申请的日本专利申请(专利申请2004-282970)2004年9月30日申请的日本专利申请(专利申请2004-285793)2004年9月30日申请的日本专利申请(专利申请2004-285794)2005年6月6日申请的日本专利申请(专利申请2005-165540)2005年6月7日申请的日本专利申请(专利申请2005-166450)2005年6月10日申请的日本专利申请(专利申请2005-170344)
权利要求
1.用于径向滚珠轴承的所述径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，其中，所述径向滚珠轴承设有轨道轮，其由外轮和内轮中的至少一个构成，所述外轮在内周面的轴向中间部沿整个圆周形成截面圆弧形的外轮轨道作为轨道面，所述内轮在外周面的轴向中间部沿整个圆周形成截面圆弧形的内轮轨道作为轨道面；和多个滚珠，其可自由滚动地设置在所述内轮轨道和所述外轮轨道之间，其特征在于，该方法设有以下工序高精度原材料加工工序，通过冷加工制造体积实际上与作为成品的径向滚珠轴承用轨道轮的体积相同的圆筒状高精度原材料；和轨道轮加工工序，通过冷加工使该高精度原材料产生塑性变形，在所述任意一个周面的轴向中间部上形成所述轨道面，至少在热处理以前，不进行除去材料的加工。
2.根据权利要求1所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，在轨道轮加工工序之后，通过辊轧加工对轨道面进行精加工的精加工工序。
3.根据权利要求2所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，沿整个圆周设置在以轨道轮中任意一个周面的轴向两端部从轴向两侧夹持轨道面的位置处的密封用凹部，在所述精加工工序时通过辊轧加工与轨道面同时进行精加工。
4.根据权利要求1所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，所述滚珠轴承的外轮的所述轨道轮加工工序具有以下工序形成第一中间原材料的第一工序，通过使体积实际上与要制造的外轮体积相同的圆筒状原材料的轴向一部分的直径收缩，使该收缩的部分形成外径实质上与所述外轮外径相同的小径部，使未缩小的剩余部分形成大径部；形成第二中间原材料的第二工序，在所述第一中间原材料的轴向中间部内周面中与所述小径部对应的部分上，沿内周面的整个圆周形成构成所述外轮轨道的至少一部分的截面圆弧形的轨道面用曲面，并且，使相对轴向邻接所述轨道面用曲面和所述大径部侧的部分的径向厚度在轴向上的分布与要制造的外轮的相应部分的厚度分布一致；和第三工序，使所述大径部的外径收缩以使上第二中间原材料的大径部的外径与所述小径部的外径一致。
5.根据权利要求4所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，所述外轮轨道为深槽型；通过在所述第三工序中，使形状与轨道面用曲面对称的轨道用第二曲面与该轨道面用曲面相连形成在轴向中间部内周面上，从而在内周面的轴向中间部上形成所述深槽型外轮轨道。
6.根据权利要求5所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，所述制造方法还具有以下工序所述外轮具有用于将密封板的外周缘部卡定在内周面的轴向两端部上的卡定槽部，在所述第一工序之前，在高精度原材料的轴向两端部上形成内径大于轴向中间部的阶梯部的预备工序，在第三工序之后，对该阶梯部进行塑性加工以形成所述卡定槽部的后工序。
7.根据权利要求6所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，其设有在所述后工序之后，通过辊轧加工同时对外轮轨道和两卡定槽部进行精加工的精加工工序。
8.根据权利要求1所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，所述滚珠轴承中内轮的所述轨道轮加工工序具有以下工序第一工序，通过一边使所述圆筒状高精度原材料的直径收缩，一边在轴向中间部外周面上形成用于构成内轮轨道的一部分的截面圆弧形的第一轨道面用曲面，从而获得夹持该第一轨道面用曲面、使轴向一侧半部形成小径部且使轴向另一半部形成大径部的中间原材料；和第二工序，使作为所述中间原材料的轴向一侧半部的所述小径部的内径扩大至与轴向另一半部相同的内径，并且，在与所述第一轨道用曲面相连的部分上形成构成所述内轮轨道的剩余部分的第二轨道面用曲面。
9.根据权利要求8所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，所述内轮轨道为深槽型；在所述制造方法中，所述轨道轮加工工序在第一工序与第二工序之间还具有中间工序，在该工序中，通过压缩所述中间原材料的轴向的一部分将其加工成第二中间原材料，该第二中间原材料上，在轴向上与所述第一轨道用曲面邻接的部分中径向厚度沿轴向的分布与要制造的内轮的相应部分的厚度的分布一致，在所述第二工序中，在轴向中间部外周面上，利用在所述中间工序中与规定了厚度分布的所述第一轨道用曲面原材料曲面邻接的部分，使形状与所述第一轨道面用曲面对称的第二轨道面用曲面与所述第一轨道面用曲面相连形成，从而在外周面的轴向中间部形成所述深槽型内轮轨道。
10.根据权利要求9所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，所述内轮在外周面的轴向两端部上具有用于滑动接触或相对接近密封板的内周缘部的一对密封用阶梯部；所述制造方法还具有以下工序在所述第一工序之前，在所述高精度原材料的轴向两端部上形成外径小于轴向中间部的阶梯部以形成预备中间原材料的预备工序；和在所述第二工序之后，对该阶梯部进行塑性加工以形成所述两个密封用阶梯部的后工序。
11.根据权利要求10所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，还设有在所述后工序之后，通过辊轧加工同时对内轮轨道和两密封用阶梯部进行精加工的精加工工序。
12.径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，该径向滚珠轴承用轨道轮为圆筒状并且沿整个圆周在任意一个周面的轴向中间部上形成截面圆弧形的轨道面，该方法设有以下工序实施第一冷锻造加工以获得第一中间原材料的第一工序，该第一冷锻造加工在沿轴向相对位移的一对模具彼此之间挤压体积实际上与成品体积相同的圆筒状原材料，改变该原材料的轴向一侧半部的直径，使该轴向的一侧半部形成小径部，使轴向另一半部形成大径部；实施第二冷锻造加工的第二工序，该第二冷锻造加工在沿轴向相对位移的与所述第一工序不同的另一对模具之间挤压所述第一中间原材料，形成该第一中间原材料中至少要形成所述轨道面的部分的径向厚度在轴向上的分布与形成完成后的轨道轮的轨道面的部分的厚度分布相一致的第二中间原材料；和第三工序，通过一边使该第二中间原材料旋转，一边以彼此接近的方向挤压该第二中间原材料的内周面和外周面的辊轧加工，使该第二原材料的一部分沿径向产生塑性变形，从而形成所述轨道面。
13.根据权利要求12所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，所述轨道轮具有用于将密封板的周缘部卡定在形成轨道面的周面的轴向两端部上的卡定槽，所述制造方法具有以下工序在所述第一工序之前，在原材料的轴向两端部上形成沿径向比轴向中间部更凹入的阶梯部以形成预备中间原材料的预备工序；和在所述阶梯部上形成所述卡定槽的第三工序。
14.径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，该径向滚珠轴承用轨道轮为圆筒状并且沿整个圆周在作为被加工侧周面的任意一个周面的轴向中间部上形成截面圆弧形的轨道面，该方法设有以下工序预备圆筒状原材料，其体积与成品的体积实质相同，并使与形成所述轨道面的面相反一侧的周面、即非加工侧周面的直径与成品的直径实质相同，通过使所述非加工侧周面实质上无间隙地与设置在支承部件上的支承侧周面配合，将其支承在该支承部件上，在所述被加工侧周面上，沿所述原材料的径向挤压母线形状与成品状态下的该被加工侧周面母线形状相一致的加工侧旋转部件的加工侧周面，并且，使该加工侧旋转部件与所述支承部件相对旋转，由此将所述被加工侧周面加工成至少具有所述轨道面的成品的形状。
15.根据权利要求14所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，为了在成品的被加工侧周面的轴向两端部上，沿整个圆周形成沿径向比该被加工侧周面的轴向靠中央部分更凹入的阶梯部，在原材料的被加工侧周面的轴向两端部上形成阶梯部，伴随在所述两个阶梯部上加工侧旋转部件向该被加工侧周面的压附，这两个阶梯部与轨道面同时进行加工。
16.根据权利要求15所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，存在于设置在原材料的被加工侧周面的轴向两端部上的两个阶梯部和轴向靠中央部分之间的阶梯面，为向随着沿径向离开非加工侧周面而彼此接近的方向倾斜的倾斜面，所述两个阶梯面相对于在与所述原材料的中心轴正交的方向上存在的假想平面的倾斜角度，大于存在于完成后的轨道轮所对应的部分上的阶梯面的倾斜角度，并且在15度以下。
17.根据权利要求14所述的径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，用于制造轨道轮的原材料的轴向两端面为向随着离开非加工侧周面而相互接近的方向倾斜的倾斜面，所述轴向两端面相对于在与所述原材料的中心轴正交的方向上存在的假想平面的倾斜角度在20度以下。
18.径向滚珠轴承，具有轨道轮，其由外轮和内轮中的至少一个构成，所述外轮在内周面的轴向中间部沿整个圆周形成截面圆弧形的外轮轨道作为轨道面，所述内轮在外周面的轴向中间部沿整个圆周形成截面圆弧形的内轮轨道作为轨道面；和多个滚珠，其可自由滚动地设置在所述内轮轨道和所述外轮轨道之间，其特征在于，所述径向滚珠轴承通过冷加工使以冷加工制造且体积实际上与成品体积相同的圆筒状高精度原材料产生塑性变形，将包含所述轨道面的表面形状加工成实质上与成品相同的形状。
19.径向滚珠轴承用轨道轮，其为圆筒状并沿整个圆周范围内在任意一个周面的轴向中间部上形成截面圆弧形的轨道面，通过对使体积实际上与成品体积相同的圆筒状原材料产生塑性变形所形成的中间原材料实施的冷辊轧加工，沿径向使该中间原材料的至少一部分产生塑性变形，从而将包含所述轨道面的表面形状加工成实质上与成品相同的形状。
20.根据权利要求19所述的径向滚珠轴承用轨道轮，中间原材料的外周面形状为从外径最大的部分向轴向两端面，该外径变化方向不逆转且不具有下挖部的形状；所述中间原材料的内周面的形状为从内径最小的部分向轴向两端面，该内径变化方向不逆转且不具有下挖部的形状。
21.金属制高精度环的制造方法，该方法具有以下工序约束工序，对体积大于要制造的高精度环体积的圆筒状原材料的内外两个周面中的一个周面进行约束，使其直径不变化；压缩工序，其在直径可变化地不约束另一周面的状态下，通过冷加工沿轴向对所述原材料进行压缩，以使轴向尺寸与所述高精度环的轴向尺寸一致，形成中间原材料，该中间原材料中超过该高精度环的体积的余料部分向使所述另一周面沿径向膨胀的方向避让；和除去工序，除去所述余料部分以形成使内径、外径、轴向长度达到限制值的圆筒状环。
22.根据权利要求21所述的高精度环的制造方法，所述除去工序具有挤绞工序，针对另一周面侧的径向尺寸，通过与要制造的高精度环的径向尺寸一致的挤绞工具对存在于该另一周面上的余料部进行挤绞，使所述余料部聚集在所述另一周面中轴向上的一部分，从而在该部分上形成径向突出的凸缘状部，并使所述另一周面的剩余部的直径与高精度环的径向尺寸一致，在所述挤绞工序后，通过冲裁加工除去所述凸缘状部的工序。
23.根据权利要求21所述的高精度环的制造方法，所述除去工序包括剃削加工工序，针对另一周面侧的径向尺寸，通过与要制造的高精度环的径向尺寸一致的冲头削落存在于该另一周面上的余料部。
24.根据权利要求21所述的高精度环的制造方法，所述制造方法在约束工序之前具有以下工序沿轴向压缩圆柱状坯段以形成圆板状中间原材料的工序；沿轴向压缩所述圆板状中间原材料的中心部以使中心部的轴向收缩的工序；通过相对挤压方向向后挤压所述圆板状中间原材料的靠外径部分并使其变形为圆筒状的后方挤压加工工序，形成有底圆筒状的第二中间原材料，通过冲裁所述第二中间原材料的底部，形成所述圆筒状原材料。
25.根据权利要求21所述的高精度环的制造方法，所述制造方法在所述约束工序之前具有以下工序，即，通过向使截面形状扭转90度的方向改变由冲裁成形金属板制造的圆环状中间原材料，来形成所述圆筒状原材料。
26.根据权利要求21所述的高精度环的制造方法，高精度环为通过冷加工制造构成径向滚珠轴承的内轮时的原材料，一个周面为外周面，另一个周面为内周面。
27.根据权利要求21所述的高精度环的制造方法，高精度环为通过冷加工制造构成径向滚珠轴承的外轮时的原材料，一个周面为内周面，另一个周面为外周面。
28.金属制高精度环的制造方法，其特征在于，具有以下工序沿轴向压缩体积大于要制造的高精度环体积的坯段状原材料，以形成轴向厚度尺寸在中央部较大而向外周缘部逐渐减小的圆板状中间原材料的工序；在所述圆板状中间原材料的中央部形成圆孔以形成体积与所述高精度环的体积相同的圆环状中间原材料的工序；和使所述圆环状中间原材料的靠外径部分向径向内侧收缩并使靠内径部分向径向外侧扩张，通过使所述圆环状中间原材料的截面上圆周方向的各个部分平行于轴向的反转加工工序，使所述圆环状中间原材料形成内径、外径、轴向长度为限制值的圆筒状环的工序，所述反转加工的角度变化为90度以下。
29.根据权利要求28所述的高精度环的制造方法，伴随在圆板状中间原材料的中央部形成圆孔，在应除去的部分的轴向两个侧面中的至少一个侧面上形成凹部，从而减小该除去的部分的体积。
30.根据权利要求29所述的高精度环的制造方法，所述圆环状中间原材料由以下工序形成对于形成有凹部的圆板状中间原材料，在约束其外周缘部以使其外径不扩大的状态下沿轴向进行挤压，使轴向厚度尺寸缩小至适当值，并使体积的剩余部分避让至所述凹部的工序；和对包含所述凹部的所述圆板状中间原材料的中央部进行冲裁的工序。
31.根据权利要求28所述的高精度环的制造方法，圆环状中间原材料由以下工序形成在圆板状中间原材料的中央部形成作为圆孔基础的基础圆孔以形成基础圆环状中间原材料的工序；对于所述基础圆环状中间原材料，在约束其外周缘部以使其外径不扩大的状态下沿轴向进行挤压，使轴向厚度尺寸缩小至适当值，并使体积的剩余部分避让至所述基础圆孔的内周缘部的工序；和除去存在于所述基础圆孔的内周缘部的所述剩余部分的工序。
32.根据权利要求28所述的高精度环的制造方法，其特征在于，以阻止该圆板状中间原材料的外径扩大的状态约束圆板状中间原材料的外周缘部，并且，伴随在该圆板状中间原材料的中央部形成圆孔，仅在应除去的部分的轴向一个侧面上形成凹部，由此减小应除去的部分的体积，并使所述圆板状中间原材料的形状为形成凹部一侧的靠外径部分构成部分圆锥状凹面的形状、即大致圆台形状，使圆环状中间原材料形成圆筒状环的反转加工时的角度变化量不到90度。
33.根据权利要求28所述的高精度环的制造方法，在沿轴向压缩坯段状原材料以制造圆板状中间原材料时，通过约束这种原材料或加工这种原材料形成的预备中间原材料的轴向两个端部的径向侧面，可以防止该原材料或预备中间原材料的轴向两个端部的直径扩大，通过在得到的所述圆板状中间原材料的中央部除去包含该原材料或预备中间原材料的轴向两端面的部分，形成圆孔以形成圆环状中间原材料。
34.用于金属制高精度环的制造方法的制造装置，其中，该金属制高精度环由该制造方法制造，该制造方法的特征在于，沿轴向压缩体积大于要制造的高精度环体积的坯段状原材料，以形成轴向厚度尺寸在中央部较大而向外周缘部逐渐减小的圆板状中间原材料的工序；在所述圆板状中间原材料的中心部形成圆孔，以形成体积与所述高精度环的体积相同的圆环状原材料的工序；使所述圆环状中间原材料的靠外径部分向径向内侧收缩，并使靠内径部分向径向外侧扩张，通过使所述圆环状中间原材料的截面上圆周方向的各个部分平行于轴向的反转加工工序，使所述圆环状中间原材料形成内径、外径、轴向长度为限制值的圆筒状环的工序；所述反转加工的角度变化为90度以下，在沿轴向压缩坯段状原材料以制造圆板状中间原材料时，通过对这种原材料或加工这种原材料形成的预备中间原材料的轴向两个端部的径向侧面进行约束，防止该原材料或预备中间原材料的轴向两个端部的直径扩大，通过在得到的所述圆板状中间原材料的中央部除去包含所述原材料或预备中间原材料的轴向两端面的部分，形成圆孔以形成圆环状中间原材料，所述制造装置具有固定块；硬模，该硬模在施加较大压力时下降至与该固定块的上表面接触的状态下，弹性支承在该固定块的上方，并且，具有自由内嵌坯段状原材料或加工该原材料所形成的预备中间原材料的下端部的下侧中心孔；可相对于该硬模升降地穿过该下侧中心孔的反向冲头；环状冲头，其在与该硬模同心地向设置于该硬模上方的冲压加工机的压头的一部分上施加较大压力时，上升至接触该压头下表面的状态下，弹性支承在该压头的下方，并具有自由内嵌所述坯段状原材料或所述预备中间原材料的上端部的上侧中心孔；和可相对于该环状冲头升降地穿过该上侧中心孔的冲头。
35.根据权利要求34所述的高精度环的制造装置，至少在圆板状中间原材料加工结束以前的状态下，反向冲头相对于固定块不会升降地被支承，冲头相对于压头不会升降地被支承，在硬模的下表面接触固定块的上表面的状态下，所述反向冲头的上端面存在于比该硬模的上表面更向下凹入的位置处，在环状冲头的上表面接触所述压头的下表面的状态下，所述冲头存在于比该环状冲头的下表面更向上凹入的位置处。
36.金属制高精度环的制造方法，该方法至少具有以下工序第一中间原材料形成工序，在沿轴向压缩体积大于要制造的高精度环体积的坯段状原材料，并在径向中央部形成圆孔，以形成第一中间原材料，其在中央部具有规定厚度尺寸和规定轴向尺寸的圆筒部，并且，在该圆筒部的周围部设有向外凸缘状的凸缘状部；分割工序，在该第一中间原材料的径向中间部，且在所述圆筒部的外周面与所述凸缘状部的内周缘的交界部分切断该第一中间原材料，将其中由圆筒部所得的部分作为圆筒状第一高精度环，将从所述凸缘状部所得的部分作为圆环状第二中间原材料；和第二高精度环形成工序，该工序通过使所述第二中间原材料的截面方向改变90度的反转加工，使该第二中间原材料形成内径、外径、轴向长度均为限制值的圆筒状第二高精度环。
37.根据权利要求36所述的高精度环的制造方法，在所述第一中间原材料形成工序中，通过以相互接近的方向压缩原材料的轴向两个端部，在径向中央部形成轴向厚度尺寸大于径向靠外部分的凸起部，在该凸起部的周围部分形成凸缘状部，沿轴向压垮其中的凸起部的中央部以减小该中央部的轴向厚度，并增大该凸起部的靠外径部分的轴向厚度，之后对所述中央部的减小了厚度的部分进行冲裁而形成圆孔。
38.根据权利要求36所述的高精度环的制造方法，在所述第一中间原材料形成工序中，通过以相互接近的方向压缩原材料的轴向两个端部中央部以减小该中央部的轴向厚度，从而形成从凸缘状部的轴向两侧面向轴向突出的基础圆筒部，之后，对所述中央部的减小了厚度的部分进行冲裁而形成圆孔。
39.根据权利要求36所述的高精度环的制造方法，在所述分割工序与第二高精度环形成工序之间，设有以下工序在约束第二中间原材料外周缘部以使该第二中间原材料的外径不扩大的状态下，进行沿轴向将该第二中间原材料压缩至规定厚度的墩锻加工，使该第二中间原材料的余料部件流动至内周缘部，之后，通过贯穿加工除去该内周缘部而除去该余料部分，从而使所述第二中间原材料的体积达到所希望的值。
40.根据权利要求36所述的高精度环的制造方法，由第一高精度环形成工序形成的凸缘状部的轴向厚度尺寸在靠径向中央部处较大，越向外周缘部越小，在第二高精度环形成工序中，使第二中间原材料的靠外径部分向径向内侧收缩，并以向径向外侧扩大的方向对靠内径部分实施反转加工。
全文摘要
用于径向滚珠轴承的所述径向滚珠轴承用轨道轮的制造方法，其中，所述径向滚珠轴承设有轨道轮，其由外轮和内轮中的至少一个构成，所述外轮在内周面的轴向中间部沿整个圆周形成截面圆弧形的外轮轨道作为轨道面，所述内轮在外周面的轴向中间部沿整个圆周形成截面圆弧形的内轮轨道作为轨道面；和多个滚珠，其可自由滚动地设置在所述内轮轨道和所述外轮轨道之间，其特征在于，该方法设有以下工序高精度原材料加工工序，通过冷加工制造体积实际上与作为成品的径向滚珠轴承用轨道轮的体积相同的圆筒状高精度原材料；和轨道轮加工工序，通过冷加工使该高精度原材料产生塑性变形，在所述任意一个周面的轴向中间部上形成所述轨道面。至少在热处理以前，不进行除去材料的加工。
文档编号B21D53/16GK101027143SQ20058003198
公开日2007年8月29日 申请日期2005年9月20日 优先权日2004年9月22日
发明者小林一登, 大塚清司, 新藤功, 森浩平, 安田裕 申请人:日本精工株式会社