内外圈制造方法及其装置的制作方法

专利名称：内外圈制造方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及一种由一个圆柱状原料制造轴承中的内外圈的内外圈制造方法 及其装置。
背景技术：
以往，作为球轴承的内外圈制造方法，已知如下的制造方法例如图27所示，将加 热并切断成规定尺寸的一个圆柱状原料IOA进行镦锻加工而形成图27的(b)所示的圆盘 状原料IOB ；之后，在第一工序中，将圆盘状原料IOB进行锻压成形而形成一个由图27的 (c)所示的大直径的外圈部11和与该外圈部11同心一体地经由中间圈部13突出的小直径 的有底内圈部12构成的第一成形品IOC ；接着，在第二工序中，在将第一成形品IOC嵌置于 冲孔机和锻模(die)的各凹部中的状态下，通过滑动自由地设置在冲孔机中心的落料冲头 对有底内圈部12的底部12a进行冲压而形成图27的(d)所示的第二成形品IOD ；然后，在 第三工序中，利用内外两个锻模和内外两个冲头对第二成形品IOD进行两次冲压，如图27 的(e)所示地分离形成外圈R1’、内圈R2’和作为冲压废料的中间圈R3’的三个构件。专利文献1日本特公昭54-3477号公报然而，根据上述的内外圈制造方法，由圆盘状原料IOB直接形成由大直径的外圈 部11和与该外圈部11同心一体地经由中间圈部13突出的小直径的有底内圈部12构成的 第一成形品10C，因此，存在需要较大的成形荷载的问题。另外，会产生对有底内圈部12中 的底部12a进行冲压时的冲裁废料和分离内圈R2’与外圈R1’时产生的中间圈(冲压废料) R3’。此时，有底内圈部12中的底部12a的冲裁废料与要制造的内圈R1’的内径是相同直 径，并且，根据由上述的圆盘状原料IOB直接形成第一成形品IOC的制造工序，底部12a的 冲裁废料以厚壁状留下，因此产生非常大的材料浪费。因此，存在成品率低且材料成本高的 问题。

发明内容
因此，本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够容易进行 内外圈制作的同时，可提高成品率且能够降低材料成本的内外圈制造方法及其装置。为了解决上述的问题，本申请的第一技术方案所记载的发明涉及一种由一个圆柱 状原料制造内外圈的内外圈制造方法，首先，在第一工序中，将加热并切断成规定尺寸的一 个圆柱状原料进行锻压成形而形成第一成形品，该第一成形品的外周成形为圆形，并且在 一端面中央形成具有朝向内侧直径逐渐变小的圆锥内表面的圆锥凹部，在圆锥凹部的底面 中央部形成直径小于要制造的内圈的内径且具有薄壁底部的圆形孔；接着，在第二工序中， 利用落料冲头对第一成形品的圆形孔的薄壁底部进行冲压加工，形成在中央部具有直径小 于要制造的内圈的内径的圆形贯通孔的第二成形品；之后，在第三工序中，将第二成形品的 圆形贯通孔的周边向前方推出的同时，一边扩径一边进行锻压成形，形成由外圈部和与该 外圈部同心一体地经由中间圈部突出的内圈部构成的一个第三成形品；然后，在第四工序头对第三成形品进行两次冲压，同时冲压出内外圈， 形成外圈、内圈和作为冲压废料的中间圈。此外，所谓圆柱状原料是包含对圆柱状原料实施了镦锻加工的圆盘状原料的概另外，本申请的第二技术方案所记载的发明涉及一种由一个圆柱状原料制造内外 圈的内外圈制造方法，首先，在第一工序中，将加热并切断成规定尺寸的一个圆柱状原料进 行锻压成形而形成第一成形品，该第一成形品的外周成形为圆形，并且在一端面中央形成 具有朝向内侧直径逐渐变小的圆锥内表面的圆锥凹部，在圆锥凹部的底面中央部形成直径 小于要制造的内圈的内径且具有薄壁底部的圆形孔；接着，在第二工序中，利用落料冲头对 第一成形品的圆形孔的薄壁底部进行冲压加工，形成在中央部具有直径小于要制造的内圈 的内径的圆形贯通孔的第二成形品；之后，在第三工序中，将第二成形品的圆形贯通孔的周 边向前方推出的同时，一边扩径一边进行锻压成形，形成由外圈部和与该外圈部同心一体 且外周的一端部连结在外圈部的一端部内周上、另一端部突出的内圈部构成的一个第三成 形品；然后，在第四工序中，通过用锻模和冲头对第三成形品的内外圈进行冲压而分离成两 个，以此形成外圈和内圈。此外，所谓不产生中间圈部的内外圈，是包含用冷辗扩来扩大的球轴承的内外圈 (内外坯料)或圆锥滚子轴承的内外圈(具有圆锥面的内外坯料)的概念。另外，本申请的第三技术方案所记载的发明涉及一种由一个圆柱状原料制造内外 圈的内外圈制造装置，其包括第一锻造工作部，其具备同心状地形成有圆锥凸部和圆形突 部的冲头和具有内周面为圆形的成形用凹处的锻模，其中，该圆锥凸部形成在该冲头的一 端面中央且具有朝向内侧直径逐渐变小的圆锥外表面，该圆形突部从圆锥凸部的前端中央 部向前方突出，利用上述冲头和锻模对加热并切断成规定尺寸的一个圆柱状原料进行锻压 成形而形成第一成形品，该第一成形品的外周成形为圆形，并且在其一端面中央形成具有 朝向内侧直径逐渐变小的圆锥内表面的圆锥凹部，在圆锥凹部的底面中央部形成直径小于 要制造的内圈的内径且具有薄壁底部的圆形孔；第二锻造工作部，其具备与第一成形品的 圆形孔大致相同直径的落料冲头和锻模，利用上述落料冲头和锻模对第一成形品的圆形孔 的薄壁底部进行冲压加工，形成在中央部具有直径小于要制造的内圈的内径的圆形贯通孔 的第二成形品；第三锻造工作部，其具备冲头和锻模，该冲头具有经由环状台阶部突出的用 于形成外圈的内表面的圆柱部、和在该圆柱部的前端与该圆柱部同心状地设置的用于形成 内圈的内表面的扩径成形销，该锻模具备用于形成外圈的外表面的环状部、用于形成内圈 的外表面的环状部和凹处，利用上述冲头和锻模将第二成形品的圆形贯通孔的周边向前方 推出的同时，一边扩径一边进行锻压成形，从而形成由外圈部和内圈部构成的一个第三成 形品，该内圈部与该外圈部同心一体且其外周的一端部连结在外圈部的一端部的内周上、 另一端部突出；第四锻造工作部，其具备只能嵌入内圈部的环状锻模和能嵌入到外圈部内 以及环状锻模内的冲头，利用上述冲头和锻模进行冲压加工，分离形成外圈和内圈。并且，所谓不产生中间圈部的内外圈，是包含用冷辗扩来扩大的球轴承的内外圈 (内外坯料)或圆锥滚子轴承的内外圈(具有圆锥面的内外坯料)的概念。根据本申请的第一技术方案所记载的内外圈制造方法，在第一工序中形成第一成 形品，该第一成形品在一端面中央形成具有朝向内侧直径逐渐变小的圆锥内表面的圆锥凹
5部，在圆锥凹部的底面中央部形成直径小于要制造的内圈的内径且具有薄壁底部的圆形 孔；在第二工序中，对上述薄壁底部进行冲压加工，形成在中央部具有直径小于要制造的 内圈的内径的圆形贯通孔的第二成形品，因此，能够最大程度减少中心圆形孔的冲压废料。 并且，在第三工序中，将圆锥凹部的圆形贯通孔的周边向前方推出，一边扩径一边形成内外 圈，因此，利用圆锥凹部和圆形贯通孔，可以减少成形荷载且容易形成外圈部和向该外圈部 的前方突出的内圈部。其结果，成形荷载减少，能够容易进行内外圈的制作，同时，能够较大 程度减少中心圆形孔的冲压废料而提高成品率，能够降低材料成本。另外，根据本申请的第二技术方案所记载的内外圈制造方法，与上述第一技术方 案所记载的内外圈制造方法相同地，能够较大程度减少中心圆形孔的冲压废料，并且，利用 圆锥凹部和圆形贯通孔能够减少成形荷载，能够容易形成外圈部和向该外圈部的前方突出 的内圈部。而且，与上述第一技术方案的内外圈制造方法相比，不产生中间圈部而较小地形 成内外圈，因此，能够进一步提高成品率且降低材料成本。尤其是，与以往的机械加工方法 中不产生中间圈部地形成用冷辗扩进行扩大的球轴承的内外圈(内外坯料)或圆锥滚子轴 承的内外圈(具有圆锥面的内外坯料)时的冲压废料相比，在本发明中，能够将其冲压废料 的重量减少至三分之一到四分之一。另外，根据本申请的第三技术方案所记载的内外圈制造装置，在第一工序中形成 第一成形品，该第一成形品在一端面中央形成具有朝向内侧直径逐渐变小的圆锥内表面的 圆锥凹部，在圆锥凹部的底面中央部形成直径小于要制造的内圈的内径且具有薄壁底部的 圆形孔；在第二工序中，对上述薄壁底部进行冲压加工，形成在中央部具有直径小于要制造 的内圈的内径的圆形贯通孔的第二成形品，因此，能够最大程度抑制中心圆形孔的冲压废 料。并且，在第三工序中，将圆锥凹部的圆形贯通孔的周边向前方推出，一边扩径一边形成 内外圈，在第四工序中，不产生中间圈部就分离形成外圈和内圈，因此，较大程度减少中心 圆形孔的冲压废料的同时，利用第二成形品的圆锥凹部和圆形贯通孔，能够减少成形荷载， 并且容易形成外圈部和向该外圈部的前方突出的内圈部。再者，不产生中间圈而较小地形 成内外圈，因此能够提高成品率且减少材料成本。尤其是，与以往的机械加工方法中不产生 中间圈部地形成用冷辗扩进行扩大的球轴承的内外圈(内外坯料)或圆锥滚子轴承的内外 圈(具有圆锥面的内外坯料)时的冲压废料相比，在本发明中，能够将其冲压废料的重量减 少至约三分之一。


图1是表示使用本发明涉及的内外圈制造方法及装置制造球轴承的制造工序的、 圆柱状原料的局部剖示的正视图；图2是表示该轴承的制造工序的圆盘状原料的局部剖正视图；图3是表示该轴承的制造工序的第一成形品的局部剖正视图；图4是表示该轴承的制造工序的第二成形品的局部剖正视图；图5是表示该轴承的制造工序的第三成形品的纵剖正视图；图6是表示该轴承的制造工序的第四成形品的纵剖正视图；图7是第一锻造工作部的主要部分的纵剖俯视图；图8是第二锻造工作部的主要部分的纵剖俯视图9是第三锻造工作部的主要部分的纵剖俯视图；图10是第四锻造工作部的主要部分的纵剖俯视图；图11是球轴承的纵剖面图；图12是表示另一实施方式的球轴承制造工序的圆柱状原料的正视图；图13是表示该轴承的制造工序的圆盘状原料的的正视图；图14是表示该轴承的制造工序的第一成形品的纵剖面图；图15是表示该轴承的制造工序的第二成形品的纵剖面图；图16是表示该轴承的制造工序的第三成形品的纵剖面放大图；图17是表示该轴承的制造工序的第四成形品的纵剖面放大图；图18是第一锻造工作部的主要部分的纵剖俯视图；图19是第二锻造工作部的主要部分的纵剖俯视图；图20是第三锻造工作部的主要部分的纵剖俯视图；图21是第四锻造工作部的主要部分的纵剖俯视图；图22是圆锥滚柱轴承的的纵剖面图；图23是表示该轴承的制造工序的第三成形品的纵剖面图；图24是表示该轴承的制造工序的第四成形品的纵剖面图；图25是第三锻造工作部的主要部分的纵剖俯视图；图26是第四锻造工作部的主要部分的纵剖俯视图；图27是以往实施方式的说明图；图28是另一个以往实施方式的说明图；图29是再一个以往实施方式的说明图。附图标记
10 锻模20 冲头；
20a 圆锥凸部；20b 圆形凸部
30 锻模；40 冲压冲头；
50 锻模；60 冲头；
60a:环状台阶部；60b 圆柱部；
60c扩径成形销；70 锻模；
80 冲头；C 第一成形品
Cl 圆锥凹部；C2 薄壁底部；
C3 圆形孔；D 第二成形品
D2 圆形贯通孔；E 第三成形品
El 内圈部；E2 外圈部；
E3 中间圈部；Rl 外圈；
R2 内圈；R3中间圈。
具体实施例方式下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。图1至图6阶段性地表示由外圈R2和内圈Rl构成的球轴承的制造工序。
图1是表示在加热之后切断成规定尺寸的一个圆柱状原料A。圆柱状原料A是 在多级式热成形设备中通过移送装置将被加热的圆棒线材以规定的尺寸送至锻模块(die block)的前方侧，并用切断刀切成规定尺寸而得到的。圆柱状原料A在热成形设备中被实施了镦锻加工。通过该镦锻加工而形成具有如 图2所示的圆弧状外周面的圆盘状原料B。然后，圆盘状原料B被移送至热成形设备的第一 工序。此外，也可以省略从该圆柱状原料A到圆盘状原料B的镦锻加工，而是将圆柱状原料
A直接移送至第一工序。首先，在第一工序中，圆盘状原料B在图7所示的热成形设备的第一锻造工作部Sl 进行一次成形。在此，第一锻造工作部Sl具备锻模1和冲头2，冲头2由相对于被支撑在机 体侧的锻模1进行进退移动的移动滑杆(ram)(未图示)所支撑，其前端部由具有从外周附 近朝向中央部直径逐渐变小的圆锥外表面的圆锥凸部2a和从圆锥凸部2a的前端中央部向 前方突出的圆形突部2b以同心状形成。锻模1具有外表面形成用的分割锻模la、lb，固定 设置于分割锻模Ib的中心的成形销lc，滑动自由地安装于锻模Ib和成形销Ic之间的顶件 套筒(knock out sleeve) Id。然后，如图7所示，圆盘状原料B通过锻模1和冲头2进行锻压成形而形成图3所 示的第一成形品C，该第一成形品C的外周成形为圆形，并且在其一端面中央形成有圆锥凹 部Cl，并且在圆锥凹部Cl的底面中央部形成直径小于要制造的内圈R2的内径且具有薄壁 底部C2的圆形孔C3，其中，该圆锥凹部Cl具有朝向内侧直径逐渐变小的圆锥内表面。此 时，组合圆锥凹部Cl和其底面中央的小直径圆形孔C3而形成简单的预备成形孔，因此很大 程度地减小了薄壁底部C2的厚度。接着，第一成形品C被移送至第二工序，在该第二工序中，在图8所示的热成形设 备的第二锻造工作部S2进行二次成形。在此，第二锻造工作部S2具备锻模3和落料冲头 4。冲头4被上述移动滑杆支撑，并且在冲头4的前端中心部具有冲孔4a，该冲孔4a与上述 圆形孔C3相同直径，即小于要制造的内圈R2的内径。锻模3具有接受第一成形品C的分 割锻模3a、3b，并且在分割锻模3b的中心设置有具有贯通孔3c的中央锻模3d，该贯通孔3c 允许上述冲孔4a的插入通过而进行薄壁底部C2的冲压。另外，在分割锻模3b上滑动自由 地设置有构成锻模的一部分的顶件销3e。在分割锻模3b的中心部形成有允许冲压废料向 里侧移动的排出用的通孔3f，并且，在锻模3的里部形成有将冲压废料排出到外部的排出 口 3g。另外，在图7中，在冲头4的外周滑动自由地设置有顶件套筒4b，该顶件套筒4b用 于在冲头4后退时，将在第二工序成形的第二成形品D可靠地保留在锻模3a内。此外，用 于推出顶件套筒4b的顶件机构为已知的结构，因此省略其结构以及作用的说明。然后，如图8所示，利用冲头4的冲孔4a对第一成形品C中心部的圆形孔C3的薄 壁底部C2进行冲压，形成在圆锥凹部Dl的底部中央形成有直径小于要制造的内圈R2的内 径的圆形贯通孔D2的图4所示的第二成形品D。之后，第二成形品D被移送至第三工序，在第三工序中，在图9所示的热成形设备 的第三锻造工作部S3进行三次成形。在此，第三锻造工作部S3具备锻模5和冲头6，锻模 5具备用于形成外圈Rl的外表面的环状分割锻模5a、用于形成内圈R2的外表面的环状分 割锻模5b、和具有凹处5c的中央锻模5d。中央锻模5d滑动自由地被支撑在轴方向上并兼 用作顶件套筒。冲头6被上述移动滑杆支撑，并且具备圆柱部6b和扩径成形销6c，其中，该
8圆柱部6b用于形成经由台阶部6a突出设置的外圈Rl的内表面和中间圈R3，该扩径成形销 6c用于形成与圆柱部6b同心状地设置的内圈R2的内表面。另外，在图9中的上述圆柱部 6b的外周滑动自由地设置有顶件套筒6d且该顶件套筒6d的前端面构成上述台阶部6a，该 顶件套筒6d用于在冲头6后退时，将成形于第三工序的第三成形品E可靠地保留在上述环 状分割锻模5a、5b内。此外，用于推出该顶件套筒6d的顶件机构为已知的结构，因此省略 对其结构以及作用的说明。然后，如图9所示，第二成形品D通过锻模5和冲头6进行锻压成形。此时，冲头6 的扩径成形销6c将第二成形品D中的圆形贯通孔D2的周边向前方推出的同时，一边进行 扩径，一边按照由锻模5和冲头6形成的成形空间的形状，形成内外圈部El、E2，从而形成 图5所示的由外圈部E1和与该外圈部E1同心一体地经由中间圈部E3突出的内圈部E2构 成的一个第三成形品E。之后，第三成形品E被移送至第四工序，在第四工序中，在图10所示的热成形设备 的第四锻造工作部S4进行四次成形。在此，第四锻造工作部S4具备锻模7和冲头8，锻模 7具有在中空部内嵌入内圈部E2而支撑外圈部的环状锻模7a、能够在轴方向上滑动的内圈 锻模7b和支撑内圈锻模7b的顶件套筒7c。冲头8具有内圈冲头8a和外圈冲头8b，其中， 该内圈冲头8a被上述移动滑杆支撑，并且嵌入在内圈锻模7b中而从中间圈部E3冲压内圈 部E2，该外圈冲头8b在与内圈锻模7b的前端对接的状态下嵌入到外圈锻模7a中，使中间 圈部E3从外圈部El分离。外圈冲头8b构成为其嵌合于内圈冲头8a的外周部并在轴方 向上滑动，其前端进退自由地从内圈冲头8a的前端部突出。另外，在顶件套管7c中形成有 排出通路兼开口部7d，并且在锻模3的里侧与排出通路兼开口部7d相对应地设置有排出口 7e，其中，该排出通路兼开口部7d允许已分离的内圈R2向内部侧移动，该排出口 7e用于将 已分离的内圈R2排出到外部。然后，如图10所示，第三成形品E被由外圈锻模7a与内圈锻模7b构成的锻模7， 和由内圈冲头8a与外圈冲头8b构成的冲头8进行两次冲压，内外圈R1、R2同时被冲压，从 而如图6所示分离成内圈R2、外圈Rl和作为冲压废料的中间圈R3。即，首先利用内圈冲头 8a进行冲压使第三成形品E的内圈部E3自中间圈R3分离的同时，利用外圈冲头8b对剩下 的外圈部R2和中间圈R3进行冲压，使得外圈部Rl自中间圈R3分离，以此形成外圈Rl和 内圈R2。分离后，内圈R2经由顶件套筒7c的排出通路兼开口部7d从排出口 7e被取出。另 外，外圈Rl通过从冲头8取下而被回收，再有，中间圈R3是通过顶件套筒7c和内圈锻模7b 从锻模7推向前方而被取出。然后，在将如上所述制造的外圈Rl和内圈R2作为例如图11所示的球轴承使用的 情况下，在后续工序中，通过适当的加工装置在外圈Rl和内圈R2的各对置面上加工轨道槽
等使用。根据如上所述的本发明，在第一工序Sl中形成第一成形品C，该第一成形品C在一 端面中央形成有圆锥凹部Cl且在圆锥凹部Cl的底面中央部形成直径小于要制造的内圈R2 的内径且具有薄壁底部C2的圆形孔C3，其中，该圆锥形凹部Cl具有朝向底侧直径逐渐变小 的圆锥内表面，。在第二工序S2中形成第二成形品D，该第二成形品D在中央部具有直径小 于要制造的内圈R2的内径的圆形贯通孔D2，因此，能够最大程度减少中心圆形孔的冲压废料C2。而且，在第三工序S3中，通过将圆锥凹部Dl的圆形贯通孔D2的周边向前方推出而 进行扩径，以此成形内外圈部E1、E2，因此，能够抑制成形荷载的同时，能够容易形成向外圈 部El的前方突出的内圈部E2。其结果，成形荷载减小，能够容易制作内外圈Rl、R2，同时， 能够最大程度减少中心圆形孔的冲压废料C2，从而能够提高成品率，能够降低材料成本。另外，图12至图21是表示另一实施方式的图，表示如下情况下的内外圈制造方法 及其装置，即在通过冲压同时制造内外圈时，不产生中间圈而较小地形成内外圈(构成轴 承的内外坯料)，之后，将不产生中间圈而分离成两个的内外圈通过冷辗扩进行扩大成形， 并制造成规定形状的球轴承。首先，图12至图17阶段性地表示由外圈Rl和内圈R2构成的球轴承(构成轴承 的内外坯料)的制造工序。此外，由于通过冷辗扩将外圈Rl扩大成形为规定形状的外圈、 且在外圈Rl和内圈R2的各对置面上加工轨道槽等的后续工序不是主旨，因此省略其说明。图12与上述的实施方式相同地表示在加热之后被切断成规定尺寸的一个圆柱状 原料A。圆柱状原料A是在多级式热成形设备中通过移送装置将被加热的圆棒线材以规定 尺寸输送至锻模块的前方侧，并用切断刀切成规定尺寸而得到的。然后，与上述实施方式相同地对圆柱状原料A实施镦锻加工而形成图3所示的具 有圆弧状外周面的圆盘状原料B。该圆盘状原料B被移送至热成形设备的第一工序。此外， 也可以省略从该圆柱状原料A到圆盘状原料B的镦锻加工，直接将圆柱状原料A移送至第
一工序。首先，在第一工序中，圆盘状原料B在图18所示的热成形设备的第一锻造工作部 Sl进行一次成形。在此，第一锻造工作部Sl具备锻模10和冲头20，冲头20由相对于被机 体侧支撑的锻模10进行进退动作的移动滑杆(未图示)所支撑，其前端部由圆锥凸部20a 和圆形凸部20b同心状地形成，其中，该圆锥凸部20a具有从外周附近朝向中央部直径逐渐 变小的圆锥外表面，该圆形凸部20b从圆锥凸部20a的前端中央部向前方突出。锻模10具 有被机体侧支撑的外表面形成用的分割锻模10a、10b，固定设置于分割锻模IOb的中心的 成形销10c，以及滑动自由地设置于锻模IOb和成形销IOc之间的顶件套筒10d。然后，如图18所示，圆盘状原料B通过冲头20向锻模10侧的前进运动进行锻压 成形，形成第一成形品C，该第一成形品C的外周成形为圆形，并且在其一端面中央形成圆 锥凹部Cl且在圆锥凹部Cl的底面中央部形成直径小于要制造的内圈R2的内径且具有薄 壁底部C2的圆形孔C3，其中，该圆锥形凹部Cl具有朝向内侧直径逐渐变小的圆锥内表面。 第一成形品C随着冲头20的后退被顶件套筒IOd推向锻模30的外侧，被材料移送卡盘(未 图示)保持着而移送至第三工序。接着，在第二工序中，第一成形品C在图19所示的热成形设备的第二锻造工作部 S2进行二次成形。在此，第二锻造工作部S2具备锻模30和落料冲头40，冲头40被上述移 动滑杆支撑，并且在冲头40的前端中心部具备冲孔40a和多个卸料器40b"*40b，其中，该冲 孔40a与上述圆形孔C3相同直径，即直径小于要制造的内圈R2的内径。锻模30具备接受 第一成形品C的环状锻模30a，并且在环状锻模30a的中心设置有具有贯通孔30b的中央锻 模30c，该贯通孔30b接收第一成形品C且允许上述冲孔40a的插入通过，从而进行薄壁底 部C2的冲压。另外，在中央锻模30c的里侧，分别在轴方向滑动自由地配设了形成有通孔 30d的滑动体30e和顶件销30f，其中，该通孔30d与上述贯通孔30b连通且用于排出冲压废料。再者，在支撑锻模30的机体里侧形成有排出口 30g，该排出口 30g用于将滑动体30e 的通孔30d内的冲压废料排出到外部。在图19中，30h为限制滑动体30e的移动的止动构 件，30i为安装于止动构件30h和环状锻模30a之间的止动构件30h的回复用弹簧。并且，如图19所示，第一成形品C通过冲头40向锻模30侧的前进动作，用冲头40 的冲孔40a对其中心部的圆形孔C3的薄壁底部C2进行冲压，从而形成图15所示的第二成 形品D，该第二成形品D在圆锥凹部Dl的底部中央形成有直径小于要制造的内圈R2的内径 的圆形贯通孔D2。此时，最大程度减少了薄壁底部C2的冲压废料。第二成形品D随着冲头 40的后退，被卸料器40b··· 40b支撑的同时，通过顶件销30f和滑动体30e被推出到锻模30 的外侧，被材料移送卡盘(未图示)保持着移送至第三工序。之后，在第三工序中，第二成形品D在图20所示的热成形设备的第三锻造工作部 S3进行三次成形。在此，第三锻造工作部S3具备锻模50和冲头60。锻模50具有用于形 成外圈Rl的外表面的环状分割锻模50a、用于形成内圈R2的外表面的环状分割锻模50b、 具有凹处50c的中央锻模50d、顶件销50e。中央锻模50d滑动自由地被支撑在轴方向上， 并兼作顶件套筒。冲头60被上述移动滑杆支撑，并具有圆筒部60a、圆柱部60b和扩径成形 销60c，其中，该圆筒部60a能够在轴方向上滑动且兼作卸料器，该圆柱部60b从圆筒部60a 内突出设置且用于形成外圈Rl的内表面，该扩径成形销60c与圆柱部60b —体同心状地突 出设置且用于形成内圈R2的内表面。然后，如图20所示，第二成形品D是通过冲头60向锻模50侧的前进运动而进行 锻压成形的。此时，冲头60的扩径成形销60c将第二成形品D中的圆形贯通孔D2的周边 向前方推出的同时，一边进行扩径，一边按照由锻模50和冲头60形成的成形空间的形状形 成内外圈部E1、E2，从而形成如图16所示的由外圈部El和内圈部E2构成的一个第三成形 品E，其中，该内圈部E2与上述外圈部El同心一体，并且，其外周的一端部与外圈部El的 一端部的内周相连结且另一端部突出。第三成形品E随着冲头60的后退，被圆筒部60a支 撑的同时，被顶件销50e和中央锻模50d推出到锻模50的外侧，并被材料移送卡盘(未图 示)保持着移送至第四工序。之后，在第四工序中，第三成形品E在图21所示的热成形设备的第四锻造工作部 S4进行四次成形。在此，第四锻造工作部S4具备锻模70和冲头80，锻模70具有仅嵌入内 圈部E2而使外圈部E2被外表面支撑的环状锻模70a和顶件套筒70b。冲头80被上述移动 滑杆支撑，并且具备嵌入到环状锻模70a内从外圈部El冲压内圈部E2使其分离的分离冲 头80a和顶件套筒80b。然后，如图21所示，第三成形品E通过冲头80向锻模70侧的前进动作，由环状锻 模70a和分离冲头80a冲压而分离成外圈Rl和内圈R2。已分离的外圈Rl及内圈R2被顶 件套筒70b和顶件套筒80b从锻模70推出到前方而取出。此外，内圈R2除了向锻模70的 前方侧推出之外，还能够从机体内排出到外部。另外，由于如上所述地不产生中间圈就制造成两个的外圈Rl和内圈R2作为例如 图11所示的球轴承使用，因此通过冷辗扩进行扩径而使其分别构成规定形状的轴承，或者 通过滚压成形形成轨道槽等。由于该滚压成形是已有的成形方法，因此省略其说明。根据不产生中间圈部的内外圈制造方法以及装置，与上述的实施方式相同地可尽 量减少冲压废料且成形荷载减少，从而能够容易地制造内外圈Rl、R2，并且，与上述实施方
11式的情况相比，不产生中间圈部就较小地形成内外圈R1、R2，因此在形成通过冷辗扩来扩大的球轴承的内外圈(内外坯料)时，能够进一步提高成品率且降低材料成本。以往，作为不产生中间圈部就能形成通过冷辗扩来扩大的球轴承的内外圈(内外 坯料)的方法，如图28的(a)所示地一体形成由大直径外圈部14和与该外圈部14同心一 体地突出的小直径的有底内圈部15构成的一个中间成形品10C，之后，如图28的(b)所示， 在利用落料冲头来冲压有底内圈部15的底部15a的同时，分离成外圈Rl和内圈R2，但是， 与该以往的制造方法的冲压废料(底部15a)相比，上述的本发明的制造方法以及制造装置 能够将其冲压废料(底部C2)的重量减少至三分之一到四分之一。上述的内外圈制造方法及装置，也能够应用于制造图22至图24所示的圆锥滚子 轴承内外圈(具有圆锥面的内外坯料)的方法及装置。在此情况下，基本上使用与上述实施方式相同的制造装置，此时，具有如下结构即 可，即在图25所示的第三工序中的冲头60的圆柱部60b上，形成用于在第三成形品E中的 外圈El的内表面上形成圆锥内表面E4的圆锥部60b’，另一方面，在锻模50的环状分割锻 模50b上形成将外圈El和内圈E2的外侧连结部分形成为放射状的放射部50b’。此外，其 他结构与上述实施方式的结构相同，因此赋予相同的附图标记，省略详细说明。由此，在第三工序中，如图25所示，冲头60的扩径成形冲头60c将第二成形品D 中的圆形贯通孔D2的周边向前方推出的同时，一边进行扩径，一边按照由锻模50和冲头60 形成的成形空间的形状形成内外圈部El、E2。此时，如图23所示地形成由外圈部El和内 圈部E2构成的一个第三成形品E，该外圈部El具有圆锥内表面ΕΓ，该内圈部E2与该外圈 部El同心一体且其外周的一端部通过放射部E2’连结于外圈部El的一端部的内周上、且 另一端部突出。第三成形品E随着冲头60的后退，被圆筒部60a支撑的同时，通过顶件销 50e和中央锻模50d被推出到锻模50的外侧，被材料移送用卡盘(未图示)保持着移送至 第四工序。之后，在第四工序中，第三成形品E在与图26所示的上述实施方式相同的热成形 设备的第四锻造工作部S4进行四次成形。即，如图26所示，第三成形品E通过冲头80向 锻模70侧的前进动作，由环状锻模70a和分离冲头80a进行冲压而分离成外圈Rl和内圈 R2，该外圈Rl具有圆锥内表面E1’，该内圈R2具有放射部E2’。另外，已分离的这些外圈Rl 及内圈R2被顶件套筒70b和顶件套筒80b从锻模70向前方推出而取出。如上所述地不产生中间圈而制造成两个的具有圆锥面的外圈Rl和内圈R2，用作 例如图22所示的圆锥滚子轴承，因此可通过冷辗扩进行扩径而分别构成规定的形状，或者 通过扩孔成形形成轨道槽等。该扩孔成形是已有的成形方法，因此省略其说明。根据这样的圆锥滚子轴承的圆锥状内外圈制造方法及装置，与上述实施方式相同 地可较大程度减少冲压废料且减少成形荷载，从而能够容易制造具有圆锥面的内外圈R1、 R2，能够进一步提高成品率且降低材料成本。另外，在以往通过冷辗扩来扩大的圆锥滚子轴承的圆锥状内外圈(内外坯料)的 制造方法中，如图29的(a)所示地一体成形由大直径的外圈部16和与该外圈部16同心体 地突出的小直径的有底内圈部17构成的一个中间成形品10C，之后，如图29的(b)所示地 将有底内圈部17的底部17a用落料冲头进行冲压的同时，分离成外圈Rl和内圈R2，但是， 与该以往的机械加工方法的冲压废料(底部17a)相比，上述本发明的圆锥滚子轴承的圆锥状内外圈(内 外坯料)的制造方法及其装置能够将其冲压废料(底部C2)重量减少至三分 之一到四分之一。
权利要求
一种由一个圆柱状原料制造内外圈的内外圈制造方法，其特征在于，首先，在第一工序中，将加热并切断成规定尺寸的一个圆柱状原料进行锻压成形而形成第一成形品，该第一成形品的外周成形为圆形，并且在一端面中央形成具有朝向内侧直径逐渐变小的圆锥内表面的圆锥凹部，在圆锥凹部的底面中央部形成直径小于要制造的内圈的内径且具有薄壁底部的圆形孔；接着，在第二工序中，利用落料冲头对第一成形品的圆形孔的薄壁底部进行冲压加工，形成在中央部具有直径小于要制造的内圈的内径的圆形贯通孔的第二成形品；之后，在第三工序中，将第二成形品的圆形贯通孔的周边向前方推出的同时，一边扩径一边进行锻压成形，形成由外圈部和与该外圈部同心一体地经由中间圈部突出的内圈部构成的一个第三成形品；然后，在第四工序中，通过用内外两个锻模和内外两个冲头对第三成形品进行两次冲压，同时冲压出内外圈，形成外圈、内圈和作为冲压废料的中间圈。
2.一种由一个圆柱状原料制造内外圈的内外圈制造方法，其特征在于，首先，在第一工序中，将加热并切断成规定尺寸的一个圆柱状原料进行锻压成形而形 成第一成形品，该第一成形品的外周成形为圆形，并且在一端面中央形成具有朝向内侧直 径逐渐变小的圆锥内表面的圆锥凹部，在圆锥凹部的底面中央部形成直径小于要制造的内 圈的内径且具有薄壁底部的圆形孔；接着，在第二工序中，利用落料冲头对第一成形品的圆形孔的薄壁底部进行冲压加工， 形成在中央部具有直径小于要制造的内圈的内径的圆形贯通孔的第二成形品；之后，在第三工序中，将第二成形品的圆形贯通孔的周边向前方推出的同时，一边扩径 一边进行锻压成形，形成由外圈部和与该外圈部同心一体且外周的一端部连结在外圈部的 一端部内周上、另一端部突出的内圈部构成的一个第三成形品；然后，在第四工序中，通过用锻模和冲头对第三成形品的内外圈进行冲压而分离成两 个，以此形成外圈和内圈。
3.一种由一个圆柱状原料制造内外圈的内外圈制造装置，其特征在于，包括第一锻造工作部，其具备同心状地形成有圆锥凸部和圆形突部的冲头和具有内周面为 圆形的成形用凹处的锻模，其中，该圆锥凸部形成在该冲头的一端面中央且具有朝向内侧 直径逐渐变小的圆锥外表面，该圆形突部从圆锥凸部的前端中央部向前方突出，利用上述 冲头和锻模对加热并切断成规定尺寸的一个圆柱状原料进行锻压成形而形成第一成形品， 该第一成形品的外周成形为圆形，并且在其一端面中央形成具有朝向内侧直径逐渐变小的 圆锥内表面的圆锥凹部，在圆锥凹部的底面中央部形成直径小于要制造的内圈的内径且具 有薄壁底部的圆形孔；第二锻造工作部，其具备与第一成形品的圆形孔大致相同直径的落料冲头和锻模，利 用上述落料冲头和锻模对第一成形品的圆形孔的薄壁底部进行冲压加工，形成在中央部具 有直径小于要制造的内圈的内径的圆形贯通孔的第二成形品；第三锻造工作部，其具备冲头和锻模，该冲头具有经由环状台阶部突出的用于形成外 圈的内表面的圆柱部、和在该圆柱部的前端与该圆柱部同心状地设置的用于形成内圈的内 表面的扩径成形销，该锻模具备用于形成外圈的外表面的环状部、用于形成内圈的外表面 的环状部和凹处，利用上述冲头和锻模将第二成形品的圆形贯通孔的周边向前方推出的同时，一边扩径一边进行锻压成形，从而形成由外圈部和内圈部构成的一个第三成形品，该内 圈部与该外圈部同心一体且其外周的一端部连结在外圈部的一端部的内周上、另一端部突 出；第四锻造工作部，其具备只能嵌入内圈部的环状锻模和能嵌入到外圈部内以及环状锻 模内的冲头，利用上述冲头和锻模进行冲压加工，分离形成外圈和内圈。
全文摘要
本发明提供一种内外圈制造方法，能够容易进行内外圈的制作的同时，提高成品率且降低材料成本。首先，对加热的圆盘状原料进行锻压成形而形成第一成形品，该第一成形品在一端面中央形成具有朝向内侧直径逐渐变小的圆锥内表面的圆锥凹部，在圆锥凹部的底面中央部形成直径小于要制造的内圈的内径且具有薄壁底部的圆形孔。接着，对第一成形品的薄壁底部进行冲压而形成具有圆形贯通孔的第二成形品。之后，将第二成形品的圆形贯通孔的周边向前方推出的同时，一边进行扩径，一边形成由外圈部、中间圈部和内圈部构成的一个第三成形品。最后，通过用内外两个锻模和内外两个冲头对第三成形品进行两次冲压，形成外圈、内圈和作为冲压废料的中间圈。
文档编号B21K1/04GK101934340SQ20101021379
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者榎本稔, 谷口正弘 申请人:株式会社阪村热处理技术