专利名称：轴承外环的制造方法
技术领域：
另外，上述压延加工，也存在以如下的状态进行的情况 将上述第三中间坯料25的一部分夹着在相互反向地进行旋转的一对 辊彼此之间，使上述两辊向相互接近的方向推压，同时，将上述两辊 的外周面的形状复制到上述第三中间坯料25的内外两周面上。无论怎 样，都能够得到上述(F)所示的那样的第四中间坯料26。此第四中 间坯料26是如下地形状其外周面是就轴向而言外径实质上不变化的 圆筒面；内周面是轴向中间部的内径最小，随着趋向于轴向两端部， 向内径逐渐变大的方向倾斜。另外，在上述后方挤压加工中，在将上述第一中间坯料的 靠近外径的部分遍及全周地挂在上述冲模的内周面侧倾斜部上的状态 下，将此第一中间坯料由上述沖头的前端面向上述冲模的底部压入， 在使此第一中间坯料塑性变形成越靠近外径的部分越向朝向此冲模的 开口部的方向倾斜的形状之后，将此第一中间坯料的中央部在轴向压 溃，同时，使此第一中间坯料的靠近外径的部分向上述冲头的压入方 向后方移动，做成上述第二中间坯料。
[0027最好是，通过将在镦锻加工中使用的一对模具中的一方的 模具的推压面做成平坦面，同时，将另一方的模具的推压面的至少靠 近外径的部分做成随着趋向于外周缘而向远离上述一方的模具的推压 面的方向倾斜的倾斜面，将第一中间坯料的轴向单面做成径向中央部 相对于外周缘部凹陷的形状，在进行后方挤压加工之际，使此凹陷的 面与沖模的底部相向。
[0028另一方面，在本发明的轴承外环的制造方法的第2方式中， 通过对圆柱状的坯料顺次实施镦锻加工、前后方同时挤压加工、沖压 加工、压延加工、精加工，做成在内周面的轴向2个位置上具备多列 的背面组合型的外环轨道的轴承外环。即，采用前后方同时挤压加工 代替第1方式中的后方挤压加工。上述第2方式的轴承外环的制造方 法的构成，除了采用此前后同时挤压加工的方面以外，与上述第l方 式的制造方法是同样的。
[0029在上述前后方同时挤压加工中，在有底圆筒状的在底面中 央部设置具有不到深度尺寸的1/2的高度尺寸的圆形凸部并将内周面 和此圆形凸部的外周面之间做成圆筒状成形空间的冲模、和具有比此 冲模的内径小的外径的冲头之间，将上述第 一 中间坯料在轴向压溃，伴随此压溃，使向径向外方挤压出来的金属材料与存在于上述第一中 间坯料的靠近径向外的部分中的金属材料一起，向上述圆筒状成形空
内周面之间的圆筒状的空间移动，做成在圆筒部的轴向中间部内径侧 设置了隔壁部的第二中间坯料。然后，将此第二中间坯料与上述第1 方式的制造方法的情况同样地进行加工，加工成轴承外环。 发明的效果
[0030根据上述那样构成的本发明的轴承外环的制造方法，能够 在内周面中，在夹着内径成为最小的部分的、在轴向形成在隔离的2 个位置上的两外环轨道中，至少在滚动体载荷作用的部分中，使坯料 中清洁度高的中间圆筒状部分的金属材料露出。因此，能够确保上述 两外环轨道的滚动疲劳寿命，实现包含了具备上述两外环轨道的轴承 外环的用于确保多列滚动轴承的耐久性的设计的自由度提高。
[0031另外，通过与需要相应地将第一中间坯料中的与冲模的底 部相向的面做成凹陷的面，能够使上述中间圆筒状部分的金属材料在 上述两外环轨道的表面部分的更宽的范围内有效地露出。
[0032进而，通过采用前后方同时挤压加工代替后方挤压加工， 能够将在坯料中清洁度高的中间圆筒状部分的金属材料更充分地配置 在上述两外环轨道上，使用于确保多列滚动轴承的耐久性的设计的自 由度进一步提高。
[0033图l是将本发明的轨道环构件的制造方法的实施方式的第 1例，按工序顺序与靠近中央的圆柱状部分的金属材料、中间圆筒状 部分的金属材料、靠近外径的圆筒状部分的金属材料的分布状况变化 的状况一起表示的坯料乃至第四中间坯料以及沖模及冲头的剖视图。
图2是表示第四中间坯料的阶段中的靠近中央的圆柱状部分的金 属材料、中间圆筒状部分的金属材料、靠近外径的圆筒状部分的金属 材料的分布状况的剖视图。图3是表示本发明的实施方式的第2例的与图1同样的图。 图4同样地是与图2同样的图。
图5是在省略了冲模及冲床的状态下表示本发明的实施方式的第 3例的与图1同样的图。
图6同样地是与图2同样的图。
图7是表示具备了成为本发明的制造方法的对象的轴承外环的角 接触型的多列滚珠轴承的旋转支承部的l例的剖视图。
图8是表示以往公知的轴承外环的制造方法的与图1同样的图。
图9同样地是与图2同样的图。
符号说明
[0034J
1:多列角接触型滚珠轴承
2:外环轨道
3:外环
4:内环轨道
5:内环
6: 滚珠
7:保持器
8:壳体
9:旋转轴
10:坯料
11、 lla、 lib:第一中间坯料
12、 12a、 12b、 12c:第二中间坯料
13冲模
14冲头
15底板部
16周壁部
17环状凹槽
18内周面侧大径部19:内周面侧小径部20:内周面侧倾斜部
21:外周面侧小径部
22:外周面侧大径部
23:外周面侧倾斜部
24.底部
25、 25a、 25b:第三中间坯料26、 26a、 26b:第四中间坯料27中间圆筒状部分
28.中心侧金属材料
29.中间部金属材料
30:外径侧金属材料
31:圆筒部
32,隔壁部
具体实施例方式
为了实施发明的最佳方式
[0035[实施方式的第1例
图1 2表示本发明的实施方式的第l例。本例的制造方法是对图 1(A)所示的如中碳钢、轴承钢、渗碳钢等铁系合金等的在塑性加工 后能够淬火硬化的金属制的圆柱状的坯料10，顺序实施塑性加工或者 沖压加工。然后，经(B)所示的第一中间坯料lla、 (D)所示的第 二中间坯料12a、 (E)所示的第三中间坯料25a而得到(F)所示的第 四中间坯料26a。进而，对此第四中间坯料26a实施必要的切削加工 及研磨加工，做成了构成上述的图7所示的那样的多列角接触型滚珠 轴承1的外环3。下面，对于将上述坯料IO加工成上述第四中间坯料 26a的工序，顺序地进行说明。另外，在下面的加工中，(A) — (E) 所示的镦锻加工、后方挤压加工、冲压加工，基本上都是以热轧或者 温轧的方式进行，(E) — (F)所示的压延加工在低温下进行，但在形成小型的外环3，而且作为金属材料使用具有优良的延展性的材料 等情况下，如果可能，则也可以在低温下进行全部工序。
[0036首先，在镦锻工序中，如图1的(A) —(B)所示的那样， 在轴向压溃上述坯料10，同时，扩大外径，将此坯料10做成轴向中 间部膨胀的上述第一中间坯料lla。关于这样的镦锻工序的基本的实 施状况，是与上述的图8所示的以往的制造方法中的镦锻工序同样的。 但是，在本例的情况下，在上述镦锻加工中，使在轴向压溃上述坯料 10的一对模具的推压面彼此的最接近距离比上述以往的制造方法的 情况下的短，即，将上述镦锻加工中的上述坯料10的加工量(压溃量) 做成比上述以往的制造方法的情况下的多。因此，上述第一中间坯料 lla的形状，与哗酒杯形相比，更接近于厚壁圆板状。而且，使由上 述镦锻加工制造的上述第一中间坯料lla的外径D 比在上述以往的 制造方法的中途过程中制造的第一中间坯料11的外径d {参照图8 的(B)}大(D >d )。具体地讲，是使其在形成在接下来的后方挤 压加工中使用的沖模13 {参照图1的(C)、 (D)}的内周面上的内周 面侧大径部18的内径Ri8以下而比内周面侧小径部19的内径Rw大 (RiSDu > R19 )。
[0037如上所述，上述第一中间坯料lla，在接下来的后方挤压 工序中，如图1的(C) — (D)所示的那样，塑性加工成上述第二中 间坯料12a。在这样的后方挤压工序中，使用与在上述的以往的制造 方法的情况下同样的冲模13和沖头14，将上述第一中间坯料lla的 靠近径向中央的部分在轴向压缩，使金属材料向径向外方移动，同时， 向轴向两侧(前后两方向，但是，主要是后侧)移动。但是，在本例 的制造方法的情况下，只是上述第一中间坯料lla的外径Du大的部 分，如以下的那样，加工状况与上述以往的制造方法的情况不同。
[0038即，在本例的情况下，在上述后方挤压加工中，首先，如 图1的(C)所示的那样，将上述第一中间坯料lla的靠近外径的部 分，遍及全周地挂在设置于上述沖模13的内周面的轴向中间部的内周 面侧倾斜部20上。而且，从此状态4吏上述冲头14下降，由此冲头的前端面将上述第一中间坯料lla向上述沖模13的底板部15的上面压 入，在此压入的初期阶段，即，在上述第一中间坯料lla的下面中央 部与上述底板部15的上面接触以前的状态下，此第一中间坯料lla， 越靠近外径的部分，朝向上述沖模13的开口部的方向(上方)进行塑 性变形的程度越大。
[00391而且，如果在上述第一中间坯料lla的下面中央部与上述 底板部15的上面接触后，进而使沖头14下降，则将上述第一中间坯 料lla的中央部在轴向压溃，同时，使伴随压溃而向径向外方压出的 金属材料与存在于上述第一中间坯料lla的靠近径向外的部分中的金 属材料一起，主要向上述冲头14的压入方向后方(上方)移动。这样， 向此冲头14的压入方向后方移动的金属材料的内外两周面，成为与此 沖头14的外周面和构成上述沖模13的周壁部16的内周面相应的带阶 梯形状。其结果，由上述后方挤压加工，图1的(C)所示的上述第 一中间坯料lla成为该图的(D)所示的内外两周面为带阶梯圆筒面 而整体为有底圆筒状的第二中间坯料12a。另外，使上述金属材料的 一部分向压入方向前方移动而进入到在上述底板部15的靠近外径的 部分上形成的环状凹槽17内。
0040这样的第二中间坯料12a，通过由未图示的逆冲头将底部 24向上方推压等，在从上述沖模13取出后，通过实施与上述的以往 的制造方法的情况同样的沖压加工和压延加工，做成图1的(F)及 图2所示的那样的第四中间坯料26a。在其中的冲压加工中，在将上 述第二中间坯料12a保持在未图示的承模的内周面上的状态下，向此 第二中间坯料12a的内径侧压入未图示的冲压冲头，冲压除去上述底 部24。由这样的沖压工序，做成图1的(E)所示的带阶梯圆筒状的 上述第三中间坯料25a。接下来，在上述压延加工中，由未图示的一 对辊使此第三中间坯料25a的内外两周面塑性变形成与两辊的周面相 应的形状，做成上述第四中间坯料26a。
[00411此第四中间坯料26a与完成后的外环3 {参照图1的(F) 及图2的虛线}相比是厚壁的。因此，对此第四中间坯料26a实施规定的切削(车削)加工及研磨加工，完成上述外环3。在上述图1的 (A) (F)中表示伴随加工的进行的中心侧、中间部、外径侧各金属 材料28 30的分布状态的变化状况，在图1的(F)及图2中表示在 上述第四中间坯料26a的阶段中的上述各金属材料28~30的分布状态 和完成后的外环3的截面形状。
00421如由这些图所表明的那样，根据本例的外环3的制造方法， 能够在此外环3的内周面的轴向形成在隔离的2个位置上的两外环轨 道2中，至少在转动体载荷作用的部分中，使在各图中由斜格表示的 上述坯料10中清洁度高的中间圆筒状部分27的中间部金属材料29 露出。因此，能够确保上述两外环轨道2的滚动疲劳寿命，实现包含 了具备上述两外环轨道2的外环3的用于确保车辆支承用滚动轴承单 元的耐久性的设计的自由度提高。
[0043[实施方式的第2例
图3 4表示本发明的实施方式的第2例，在本例的情况下，将在 图3的(A) — (B)的过程中进行的镦锻加工中使用的一对模具中的 一方的模具的推压面做成平坦面，同时将另一方的模具的推压面的靠 近外径的部分做成随着趋向于外周缘而向远离上述一方的模具的推压 面的方向倾斜的倾斜面。而且，将由上述镦锻加工制造的第一中间坯 料lib的形状的轴向单面，做成径向中央部相对于外周缘部凹陷的形 状。在本例的情况下，通过将此轴向单面的中心部做成平坦面，并将 靠近外周的部分做成部分圆锥状凹面，将此轴向单面做成了倒圆锥状 的凹面。与此相对，轴向另一面做成了平坦面。在具有这样的形状的 上述第一中间坯料lib的情况下，如将图3的(B)、 (C)和上述的图 l的(B)、 (C)进行比较所表明的那样，伴随上述镦锻加工，中心侧 金属材料28及中间部金属材料29向径向外方位移的程度在轴向单面 侧变得显著。
0044这样的形状就轴向而言不对称的上述第一中间坯料llb， 在图3的(C) — (D)所示的进行后方挤压加工之际，使上述凹陷的 轴向单面与沖模13的底板部15的上面相向。而且，与上述的实施方式的第1例的情况同样，实施(C) — (D)所示的后方挤压加工来做 成第二中间坯料12b，实施(D) — (E)所示的沖压加工来做成第三 中间坯料25b，进而实施(E) — (F)所示的压延加工来做成第四中 间坯料26b，其结果，如将图3的(F)及图4和上述的图1的(F) 及图2进行比较所表明的那样，与上述实施方式的第l例的情况相比， 能够使清洁的中间部金属材料29在一对外环轨道2的表面部分的更宽 的范围内有效地露出。
0045因为其他的部分的构成及效果与上述实施方式的第l例的 情况是同样的，所以对于同样部分标注相同符号并省略重复的说明。
[0046[实施方式的第3例
图5 6表示本发明的实施方式的第3例。在本例的情况下，进行 图5的(B) — (C)所示的前后方同时挤压加工，代替在上述的图 1 2所述的实施方式的第l例的情况下按图1的(C) — (D)进行的 后方挤压加工，在本例的情况下，除了采用此前后方同时挤压加工， 与此相一致地将第一中间坯料11做成与上述的以往例同样的哞酒杯 型以外，与上述实施方式的第1例的制造方法是同样的。
[00471本例的情况下，通过上述前后方同时挤压加工，将图5的 (B)所示的第一中间坯料ll加工成图5的(C)所示的第二中间坯料 12c。这样，在将第一中间坯料11加工成第二中间坯料12c的上述前 后方同时挤压加工中，使用具有与此第二中间坯料12c的表面形状一 致的内面形状的冲模及具有与此第二中间坯料12c的表面形状一致的 表面形状的冲头。其中的冲模的内面形状，如从上述图5的(C)所 示的上述第二中间坯料12c的形状所知道的那样，是有底圆筒状，在 底面中央部设置了具有不到深度尺寸的1/2的高度尺寸的圆形凸部。 而且，将内周面和此圆形凸部的外周面之间，做成了用于形成上述第 二中间坯料12c的靠下的部分的圆筒状成形空间。另外，上述冲头是 用于向上述第二中间坯料12c的靠上的部分压入而加工此靠上的部分 的内表面形状的沖头，具有比上述冲模的内径小的外径。
0048如果在上述前后方同时挤压加工中，将上述第一中间坯料11加工成上述第二中间坯料12c，则在上述沖模内，在使此笫一中间 坯料11的轴向单面(下面)的中央部与上述圆形凸部接触(放置在上 述圆形凸部上)的状态下，设置此第一中间坯料ll。接下来，由上述 冲头强力推压上述第一中间坯料11的轴向另一面的中央部，在此冲头 的前端面(下面)和上述圆形凸部的前端面(上面)之间，将上述第 一中间坯料的中央部在轴向压溃。然后，使伴随此压溃而向径向外方 挤压的金属材料与存在于上述第一中间坯料11的靠近径向外的部分 中的金属材料一起，在上述圆筒状成形用空间及上述冲头的压入方向 后方，向在此冲头的外周面和上述冲模的内周面之间存在的圆筒状的 空间移动。这样，做成图5的(C)所示的那样的在圆筒部31的轴向 中间部内径侧设置了隔壁部32的上述第二中间坯料12c。然后，对此 第二中间坯料12c，与上述实施方式的第1例的情况同样，由图5的 (C) — (D)所示的冲压加工，同样地由(D) — (E)所示的压延加 工，进而由精加工，切削出在图5的(E)及图6中由虛线所示的形 状，加工成多列滚珠轴承用的外环3。
[0049在本例的情况下，因为由上述前后方同时挤压加工，在关 于两坯料11、 12c的轴向大致对称的状态下进行从上述第一中间坯料 11向上述第二中间坯料12c的加工，所以，如从图5的(C) (E) 及图6所表明的那样，能够使清洁度高的中间部金属材料29在成为多 列的外环轨道2的部分全体中露出。因此，能够充分地确保上述两外 环轨道2的滚动疲劳寿命。而且，能够使包含了具备上述两外环轨道 2的外环3的用于确保车轮支承用滚动轴承单元的耐久性的设计的自 由度进一步提高。
产业上的利用可能性
0050上述的实施的各例，对于由本发明的制造方法制造构成多 列角接触型滚珠轴承l的外环3的情况进行了说明。与此相对，本发
动轴承的外环的情况。在此情况下，考虑在外环的内周面上形成的多 列的外环轨道的宽度、由精加工产生的加工余量等，来设计在用于后方挤压加工的沖模的中间部的周面上设置的内周面侧倾斜部的轴向位 置，使坯料中的中间部金属材料在上述外环轨道的表面上露出。
权利要求
1.一种轴承外环的制造方法，用于通过对圆柱状的坯料顺次实施镦锻加工、后方挤压加工、冲压加工、压延加工、精加工，做成在内周面的轴向2个位置上具备多列的背面组合型的外环轨道的轴承外环，在上述镦锻加工中，将上述坯料在一对模具的相互相向的推压面彼此之间在轴向压溃，做成第一中间坯料，在上述后方挤压加工中，在有底圆筒状的将内周面做成了使靠近开口部的内周面侧大径部和靠近底部的内周面侧小径部由轴向中间部的内周面侧倾斜部连接的带阶梯形状的冲模、和将外周面做成了使靠近前端的外周面侧小径部和靠近基端的外周面侧大径部由轴向中间部的外周面侧倾斜部连接的带阶梯形状的冲头之间，将上述第一中间坯料的中央部在轴向压溃，伴随此压溃，使向径向外方挤压出来的金属材料与存在于上述第一中间坯料的靠近径向外的部分中的金属材料一起向上述冲头的压入方向后方移动，做成内外两周面为带阶梯圆筒面而整体为有底圆筒状的第二中间坯料，在上述冲压加工中，通过冲压除去上述第二中间坯料的底部，做成内外两周面为带阶梯圆筒面而整体为圆筒状的第三中间坯料，在上述压延加工中，使此第三中间坯料的内外两周面进行塑性变形，做成如下形状的第四中间坯料，即，外周面是就轴向而言外径实质上不变化的圆筒面，内周面是轴向中间部的内径最小，并随着此轴向中间部的两侧部分趋向于轴向两端部而向内径逐渐变大的方向倾斜，在上述精加工中，通过切取上述第四中间坯料的内周面，在此内周面上形成上述两外环轨道，其特征在于使由上述镦锻加工制造的上述第一中间坯料的外径在上述冲模的内周面侧大径部的内径以下而比上述内周面侧小径部的内径大，在上述后方挤压加工中，在将上述第一中间坯料的靠近外径的部分遍及全周地挂在上述冲模的内周面侧倾斜部上的状态下，将此第一中间坯料由上述冲头的前端面向上述冲模的底部压入，在使此第一中间坯料塑性变形成越靠近外径的部分越向朝向此冲模的开口部的方向倾斜的形状之后，将此第一中间坯料的中央部在轴向压溃，同时，使此第一中间坯料的靠近外径的部分向上述冲头的压入方向后方移动，做成上述第二中间坯料。
2. 根据权利要求1所述的轴承外环的制造方法，其特征在于，通 过将在镦锻加工中使用的 一对模具中的 一方的模具的推压面做成平坦 面，同时，将另一方的模具的推压面的至少靠近外径的部分做成随着 趋向于外周缘而向远离上述一方的模具的推压面的方向倾斜的倾斜 面，将第一中间坯料的轴向单面做成径向中央部相对于外周缘部凹陷 的形状，在进行后方挤压加工之际，使此凹陷的面与冲模的底部相向。
3. —种轴承外环的制造方法，通过对圆柱状的坯料顺次实施镦锻 加工、前后方同时挤压加工、沖压加工、压延加工、精加工，j故成在 内周面的轴向2个位置上具备多列的背面组合型的外环轨道的轴承外 环，其特征在于在上述镦锻加工中，将上述坯料在一对模具的相互相向的推压面 彼此之间在轴向压溃，做成第一中间坯料，在上述前后方同时挤压加工中，在有底圆筒状的在底面中央部设 置具有不到深度尺寸的1/2的高度尺寸的圆形凸部并将内周面和此圆 形凸部的外周面之间做成圆筒状成形空间的沖模、和具有比此冲模的 内径小的外径的沖头之间，将上述第一中间坯料在轴向压溃，伴随此 压溃，使向径向外方挤压出来的金属材料与存在于上述第一中间坯料 的靠近径向外的部分中的金属材料一起，向上述圆筒状成形空间及在 上述冲头的压入方向后方存在于此冲头的外周面和上述冲模的内周面 之间的圆筒状的空间移动，做成在圆筒部的轴向中间部内径侧设置了 隔壁部的第二中间坯料，在上述冲压加工中，通过沖压除去上述第二中间坯料的隔壁部，做成整体为圆筒状的第三中间坯料，在上述压延加工中，使此第三中间坯料的内外两周面进行塑性变 形，做成如下形状的第四中间坯料，即，外周面是就轴向而言外径实 质上不变化的圆筒面，内周面是轴向中间部的内径最小，并随着此轴 向中间部的两侧部分趋向于轴向两端部而向内径逐渐变大的方向倾 斜，在上述精加工中，通过切取上述第四中间坯料的内周面，在此内 周面上形成上述两外环轨道。
全文摘要
轴承外环的制造方法，通过对圆柱状的坯料(10)顺次实施(A)→(B)的镦锻加工、(C)→(D)的后方挤压加工、(D)→(E)的冲压加工、(E)→(F)的压延加工、精加工，做成了构成多列的背面组合型的角接触型滚珠轴承的外环(3)。使上述由镦锻加工制造的第一中间坯料(11a)的外径在使用于后方挤压加工中的冲模(13)的内周面的内周面侧大径部(18)的内径以下而比内周面的内周面侧小径部(19)的内径大。然后，在上述后方挤压加工中，在将第一中间坯料(11a)的靠近外径的部分遍及全周地挂在内周面侧倾斜部(20)上的状态下，将此第一中间坯料(11a)由冲头(14)的前端面向上述冲模(13)的底部压入。由此，使在此坯料(10)中清洁度高的中间部金属材料(29)露出于上述外环(3)的两外环轨道(2)。
文档编号B21H1/12GK101578456SQ20088000186
公开日2009年11月11日 申请日期2008年1月16日 优先权日2007年1月16日
发明者小山宽, 小林一登 申请人:日本精工株式会社