CN101925423B - 附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法 - Google Patents

附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101925423B
CN101925423B CN200980103311.8A CN200980103311A CN101925423B CN 101925423 B CN101925423 B CN 101925423B CN 200980103311 A CN200980103311 A CN 200980103311A CN 101925423 B CN101925423 B CN 101925423B
Authority
CN
China
Prior art keywords
forging die
blank
outward flange
flange portion
moulding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200980103311.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101925423A (zh
Inventor
小林一登
小山宽
安田裕
春菜雄介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Publication of CN101925423A publication Critical patent/CN101925423A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101925423B publication Critical patent/CN101925423B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • F16C19/181—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
    • F16C19/183—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles
    • F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
    • F16C19/186—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement with three raceways provided integrally on parts other than race rings, e.g. third generation hubs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
    • B21K1/40—Making machine elements wheels; discs hubs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K23/00—Making other articles
    • B21K23/04—Making other articles flanged articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/64—Special methods of manufacture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02—Wheel hubs or castors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

提供一种附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其在制造具有在外周面的圆周方向的多个位置处向径向外侧延伸设置的向外凸缘部的金属制部件时，不会产生溢料，或者可以减少溢料的产生量。在利用固定锻模(21)和可动锻模(22)包围金属制的坯料(15)的周围，使可动锻模(22)的前端面与固定锻模(21)的前端面抵接的状态下，通过在温间或热间下利用凸模(23)按压坯料(15)的轴向端面，使其塑性变形，使坯料(15)的一部分充满凸缘成型用腔体(32)内，从而形成向外凸缘部(7a)。

Description

附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种如构成车轮支撑用滚动轴承单元的轨道轮部件、即外轮或轮毂那样的、在外周面上设置向外凸缘部的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法。
背景技术
为了将构成汽车车轮的轮子以及作为制动用旋转部件的圆盘或鼓可自由旋转地支撑在作为悬挂装置的转向节上，而广泛使用车轮支撑用滚动轴承单元。图21示出了当前广泛知晓的从动轮(FR车和MR车的前轮、FF车的后轮)用的车轮支撑用滚动轴承单元1的一个例子。该车轮支撑用滚动轴承单元1经由多个旋转体4、4，在外轮2的内径侧可自由旋转地支撑轮毂3。在使用状态下，将外轮2接合并固定在转向节上，在轮毂3上支撑固定车轮和制动用旋转部件。而且，这些车轮和制动用旋转部件可相对于转向节自由旋转地被支撑。
在外轮2的内周面上形成有多列外轮轨道5、5。另外，在外轮2的外周面的靠近轴向内侧的部分(相对于轴向的内侧是指在使用状态下成为车体的宽度方向中心侧的一侧，相对于轴向的外侧是指在使用状态下成为车体的宽度方向外侧的一侧。在本说明书的全文中相同)形成向外凸缘部即安装部6。
在轮毂3的外周面上形成有多列内轮轨道8、8。另外，在轮毂3的外周面与外轮2相比凸出于轴向外侧的靠近外端的部分上，形成用于支撑固定车轮及制动用旋转部件的向外凸缘部即支撑凸缘7。而且，在外轮2的外轮轨道5、5与轮毂3的内轮轨道8、8之间，在每个轨道上配置多个滚动体4，由此，轮毂3可自由旋转地被支撑在外轮2的内径侧。
此外，轮毂3由轮毂主体9、内轮10和螺母11构成，内轮轨道8、8形成于轮毂主体9的中间部及内轮10的外周面上。另外，内轮10以外嵌于轮毂主体9的靠近轴向内端部分上形成的小径台阶部12上的状态，通过螺母11被固定在轮毂主体9上。此外，已经广泛知晓通过形成于轮毂主体9的内端部上的铆接部而将内轮10固定在轮毂主体9上的构造。
而且，外轮2或轮毂主体9等附有向外凸缘部的金属制部件的一种即附有向外凸缘的轨道轮部件，是对碳素钢等金属材料实施塑性加工而制造的。对于该塑性加工的方法，当前广泛知晓有例如根据专利文献1、2等的方法。
图22示出通过塑性加工(温间或热间锻造)制造轮毂主体9的状态。首先，通过将利用压延成形等制造的长条的原材料以规定长度进行切断，从而获得(A)所示的圆柱状的坯料13。接着，通过将该坯料13沿轴向压垮的镦锻工序，形成(B)所示的啤酒桶型的第一中间坯料14。接着，通过预成型工序，形成(C)所示的第二中间坯料15，所述预成型工序为：将该第一中间坯料14的轴向一半部分(图22的下半部，完成后的轮毂主体9的轴向内半部)压入具有规定的内周面形状的模具(锻模)内，使上述轴向一半部分的外径减小。接着，通过精加工成型工序，形成(D)所示的第三中间坯料16，所述精加工成型工序为：在将该第二中间坯料15设置在具有规定的内周面形状的锻模内的状态下，将凸模推压在第二中间坯料15的轴向另一端面(图22的上端面，完成后的轮毂主体9的轴向外端面)上，使该轴向另一端面凹下，并且，使构成第二中间坯料15的金属材料向径向外侧流动。并且，因为在第三中间坯料16中，在位于锻模的抵接面处形成有溢料17，所以通过修边而去除该溢料17，从而形成(E)所示的第四中间坯料18。然后，对该第四中间坯料18实施规定的切削加工和研磨加工，从而形成轮毂主体9。
作为如上所示制造的轮毂主体9的支撑凸缘7，当前通常使用图23(A)所示的圆板状的部件。在通过图22的(C)→(D)所示的精加工成型工序形成圆板状的支撑凸缘7的情况下，上述溢料17在支撑凸缘7的外周缘的整个圆周上产生。由于该溢料17的宽度狭小，在上述修边时所去除的废料量少，所以限制了材料的成品率的恶化。另外，可以较容易地进行使得需要去除的溢料不会产生的所谓无毛边加工。
另一方面，近年来，为了通过降低非悬挂负荷而提高以乘坐感觉或行驶稳定性为起点的行驶性能，或者通过减少材料费用以削减成本等，从而考虑使用如图23(B)所示在外周面上设置放射状的支撑凸缘7a的轮毂主体9a。
而且，如果为了制造设置有该放射状地排列多个突出部19、19的支撑凸缘7a的轮毂主体9a，而进行图22的(C)→(D)所示的精加工成型工序，则如图22(D)和图24(A)所示，形成较大的溢料17、17a。即，不仅在构成支撑凸缘7a的各突出部19、19的外周缘部上，而且在圆周方向上相邻的突出部19、19之间也会形成溢料17、17a。这样较大的溢料17、17a在上述精加工成型工序后，利用图22的(D)→(E)、图24的(A)→(B)中进行修边而去除，作为废料片20废弃。对于该废料片20，由于即使集中起来进行再利用，也由于材料的成品率恶化而成为导致成本上升的主要原因，因此，其量变多这一情况并不优选。
此外，上述问题不限于制造在外周面上设置放射状的支撑凸缘7a的轮毂主体9a的情况，也存在于在通过热间锻造或温间锻造来制造图25(A)、(B)所示外周面非圆形且形成有向外凸缘状的安装部6的外轮2的情况。
专利文献1：日本国特开2006-111070号公报
专利文献2：日本国特开2005-83513号公报
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其在制造在外周面的圆周方向的多个位置处具有向径向外侧延伸设置的向外凸缘部的金属制部件时，可以不产生溢料，或者减少溢料的产生量。
本发明的上述目的通过下述结构来实现。
(1)一种附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，该附有向外凸缘部的金属制部件在外周面的轴向局部中，在圆周方向的多个位置处具有各自凸出于径向外侧的向外凸缘部，该附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的特征在于，具有下述工序：准备锻模和凸模的工序，其中，所述锻模包括固定锻模和设置为施加朝向所述固定锻模的方向的弹力的状态的可动锻模，通过所述固定锻模和所述可动锻模中的至少一个形成用于加工所述向外凸缘部的凸缘成型用腔体，所述凸模可以贯穿所述可动锻模内而进行移动；以及在利用所述锻模包围金属制的坯料的周围，将所述可动锻模的顶端面和所述固定锻模的顶端面抵接的状态下，在温间或热间下利用所述凸模按压所述坯料的轴向端面而进行塑性变形的工序，
所述塑性变形工序通过使所述坯料的一部分充满所述凸缘成型用腔体内，而形成所述向外凸缘部。
(2)根据(1)所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，使将所述可动锻模向朝向所述固定锻模的方向按压的弹力形成为下述大小，即，即使在所述坯料已充满所述凸缘成型用腔体内的状态下也可以维持将所述可动锻模与所述固定锻模抵接的状态。
(3)根据(1)所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，使将所述可动锻模向朝向所述固定锻模的方向按压的弹力形成下述大小，即，可以伴随着所述凸模的下降而使所述可动锻模与所述固定锻模抵接，但在所述坯料已充满所述凸缘成型用腔体内的状态下，无法阻止所述可动锻模从所述固定锻模浮起，在直至所述坯料进入所述凸缘成型用腔体内部的中途为止的状态下，基于所述弹力加上作用于所述坯料的外周面和所述可动锻模的内周面之间抵接部的摩擦力，使所述可动锻模与所述固定锻模抵接，在其后的所述坯料充满所述凸缘成型用腔体内的过程中，利用所述弹力和所述摩擦力加上配置在所述凸模周围的弹性部件的弹力，维持所述可动锻模与所述固定锻模抵接的状态。
(4)根据(3)所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，所述弹性部件为盘状板簧。
(5)根据(3)或(4)所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，将所述可动锻模可利用自重向下方位移地设置在所述凸模的周围，省略将所述可动锻模向朝向所述固定锻模的方向按压的弹力。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，附有向外凸缘部的金属制部件是构成车轮支撑用滚动轴承单元的轮毂主体，在外周面中从所述向外凸缘部沿轴向向外的部分中，设置有内轮轨道和用于外嵌其他部件的内轮的小径台阶部，作为所述固定锻模，使用设置有用于形成所述内轮轨道和所述小径台阶部的腔体的锻模。
(7)根据(1)至(5)中任一项所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，附有向外凸缘部的金属制部件是构成车轮支撑用滚动轴承单元且内周面具有多列外轮轨道的外轮，该附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法具有下述工序：利用一对凸模从轴向两侧按压所述坯料而使其塑性变形，将轴向两端部形成具有与所述一对凸模的外周面形状相对应的内周面形状的圆筒部，同时，在所述圆筒部的外周面上形成所述向外凸缘部。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，作为所述坯料，使用具有大于或等于用于在所述圆筒部的外周面上形成所述向外凸缘部所需的容积的坯料，通过使所述坯料的一部分充满位于由所述固定锻模、所述可动锻模和所述凸模包围的部分中的所述凸缘成型用腔体内，从而形成所述向外凸缘部，然后，通过继续利用所述凸模按压所述坯料，使所述可动锻模从所述固定锻模与所述坯料的剩余容积量相应的量浮起，从而在所述向外凸缘部的外周缘部形成溢料。
(9)根据(1)所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，所述可动锻模在与所述向外凸缘部的前端部对应的位置处具有用于使所述坯料逸出的槽部，在所述塑性变形工序中，通过使所述向外凸缘部的飞边进入所述槽部，而形成所述向外凸缘部。
(10)根据(1)所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，所述准备工序还具有精加工用锻模，该精加工用锻模包括精加工用固定锻模、和在与所述向外凸缘部的前端部对应的位置处具有用于使所述坯料逸出的槽部的精加工用可动锻模，利用所述精加工用固定锻模和所述精加工用可动锻模中的至少一个，形成用于将所述向外凸缘部进行精加工成型的另一凸缘成型用腔体，通过使用所述精加工用锻模对形成所述向外凸缘部的坯料进行冲压，使所述向外凸缘部的飞边进入所述槽部，从而将所述向外凸缘部进行精加工成型。
(11)根据(9)或(10)所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，所述槽部形成为圆形形状。
(12)根据(1)所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，所述准备工序还具有精加工用锻模，该精加工用锻模包括精加工用固定锻模和精加工用可动锻模，利用所述精加工用固定锻模和所述精加工用可动锻模中的至少一个，形成用于将所述向外凸缘部进行精加工成型的另一凸缘成型用腔体，通过使用所述精加工用锻模对形成所述向外凸缘部的坯料进行冲压，使所述向外凸缘部在厚度方向上压缩变形，从而将所述向外凸缘部进行精加工成型。
此外，所谓温间加工，是指在600～900℃的范围内进行的金属的塑性加工，所谓热间加工，是指在比此更高的温度下进行的金属的塑性加工。与此相对，所述专利文献1所记载的冷间加工，是指在常温下进行的金属的塑性加工。在本发明的制造方法中，因为在温间或热间条件下对碳素钢等金属材料进行加工，所以与冷间相比，可以对复杂的形状进行加工，而且，可以将加工所需的负荷抑制得较低。即，在碳素钢的情况下，虽然也根据碳含量而不同，但通常在200～大于或等于400℃的区域中延展性提高，可以减少塑性加工所需的负荷。在本发明的情况下，由于在大于或等于上述延展性提高的温度(大于或等于600℃)中使金属材料塑性变形，所以如上述所示，可以以低负荷对复杂的形状进行加工。
发明的效果
根据本发明的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，可以以低负荷加工设置有复杂的向外凸缘部的金属制部件。而且，在使圆周方向的多个位置分别向径向外侧突出而形成使外周缘形状为非圆形的向外凸缘部时，可以减少溢料的产生量。即，通过在向外凸缘部之间不形成溢料，或者向外凸缘部的形状复杂等，从而假设即使在不得不形成溢料的情况下，也仅形成较小(宽度窄)的溢料即可。因此，因为可以将利用修边等去除的作为废料而不得不废弃的金属材料的量抑制得较少，所以可以实现附有向外凸缘部的金属制部件的制造成本的降低。
附图说明
图1是说明本发明的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第一实施方式的工序的、从坯料至最终中间坯料的剖面图。
图2是用于说明为了将图1所示的第二中间坯料加工成最终中间坯料的精加工成型工序的剖面图。
图3是说明本发明的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第二实施方式的工序的、从坯料至最终中间坯料的剖面图。
图4是用于说明为了将图3所示的第二中间坯料加工成第三中间坯料的第二镦锻工序的剖面图。
图5是用于说明本发明的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第三实施方式的工序中，为了将第二中间坯料加工成最终中间坯料的精加工成型工序的剖面图。
图6是用于说明伴随加工的进行而施加在可动锻模上的上下方向的力的曲线图及剖面图。
图7是用于说明从金属材料向可动锻模施加的力的图6(C)的X部放大图。
图8是说明本发明的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第四实施方式的工序的、从坯料至最终中间坯料的剖面图。
图9是用于说明为了将图8所示的第二中间坯料加工成第三中间坯料的精加工成型工序的剖面图。
图10是图9的第三中间坯料的安装部周边的放大剖面图。
图11是图9所示的上侧锻模的放大仰视图。
图12是用于说明制造使溢料或飞边不会产生的具有复杂形状的向外凸缘部的金属制部件的情况的主要部分放大剖面图。
图13是说明本发明的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第五实施方式的工序的、从坯料至最终中间坯料的剖面图。
图14是用于说明为了将图13所示的第一中间坯料加工成第二中间坯料的预成型工序的剖面图。
图15是用于说明为了将图13所示的第二中间坯料加工成第三中间坯料的精加工成型工序的剖面图。
图16是说明本发明的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第六实施方式的工序的、从坯料至最终中间坯料的剖面图。
图17是用于说明为了将图16所示的第一中间坯料加工成第二中间坯料的预成型工序的剖面图。
图18是用于说明为了将图16所示的第二中间坯料加工成第三中间坯料的精加工成型工序的剖面图。
图19是说明本发明的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第七实施方式的工序的、从坯料至最终中间坯料的剖面图。
图20是说明本发明的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第八实施方式的工序的、从坯料至最终中间坯料的剖面图。
图21是表示具有作为本发明的制造方法的对象的附有向外凸缘部的金属制部件即轮毂主体和外轮的车轮支撑用滚动轴承单元的一个例子的剖面图。
图22是用于说明现有的轮毂主体的制造方法的工序的剖面图。
图23是表示在外周面具有支撑凸缘的轮毂主体的两个例子的斜视图。
图24是以工序顺序表示去除在形成放射状的支撑凸缘的情况下产生的溢料的状态的斜视图。
图25是表示在外周面具有安装部的外轮的两个例子的斜视图。
标号的说明
1  车轮支撑用滚动轴承单元
2  外轮(附有向外凸缘部的金属制部件)
3  轮毂
4  滚动体
5  外轮轨道
6  安装部(向外凸缘部)
7  支撑凸缘
7a  支撑凸缘(向外凸缘部)
8   内轮轨道
9   轮毂主体
9a  轮毂主体(附有向外凸缘部的金属制部件)
10  内轮
11  螺母
12  小径台阶部
13、13a  坯料
14、14a  第一中间坯料
15  第二中间坯料
16  第三中间坯料
17、17a  溢料
18  第四中间坯料
19  突出部
20  废料片
21  固定锻模
22  可动锻模
23  凸模
24  成型孔
25、25a、25b  成型用凹部
26  安装板
27  最终中间坯料
28  圆形凹部
29  圆形凸部
30  环状台阶面
31、31a  弹性部件
32、32a  凸缘成型用腔体
32b  另一凸缘成型用腔体
33、33a、33b  第二中间坯料
34、34a、34b  第三中间坯料
35  第四中间坯料
36、36a、36b  最终中间坯料
37  溢料
38  第一圆形凹部
39  第二圆形凹部
40、40a  分隔壁部
41  推压凸模
42  反凸模
43  上侧锻模(可动锻模)
44  下侧锻模(固定锻模)
45  挤压凸模
46  下侧腔体
47  间隙
48  盘状板簧
51、53  槽部
52、54  飞边
61  上侧锻模(精加工用可动锻模)
62  下侧锻模(精加工用固定锻模)
63  挤压凸模
具体实施方式
[第一实施方式]
首先，参照图1至图2，说明本发明所涉及的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第一实施方式。此外，在本实施方式中，将通过热间锻造制造前述图23所示的轮毂主体9a的情况作为例子进行说明。
在本实施方式中，首先，通过将长条的原材料以规定长度进行切断，获得图1(A)所示的圆柱状的坯料13，其中，所述原材料是将如中碳钢那样的铁类合金等在塑性加工后可以淬火硬化的金属材料通过压延成型等制造的。接着，通过在将该坯料13沿轴向压垮的镦锻工序，形成(B)所示的啤酒桶形的第一中间坯料14。接着，通过预成型工序，形成(C)所示的第二中间坯料15，所述预成型工序为：将该第一中间坯料14的轴向一半部分(图1的下半部，完成后的轮毂主体9a的轴向内半部)压入具有规定的内周面形状的模具(锻模)内，使上述轴向一半部分的外径减小。此外，在本实施方式中，该第二中间坯料15相当于本发明的坯料。该图1的(A)→(C)所示的工序与所述的图22示出的现有的制造方法相同。
本实施方式的制造方法的特征是下面所述的图1(C)→(D)的精加工成型工序。在该精加工成型工序中，如图2所示，在使用固定锻模21和可动锻模22包围图1(C)所示的第二中间坯料15的状态下，利用凸模23将该第二中间坯料15沿轴向压垮，形成图1(D)所示的最终中间坯料27。
在固定锻模21的中心部设置有成型孔24，该成型孔24具有与需要得到的轮毂主体9a的轴向内半部相对应的内周面形状。该成型孔24的内周面形状通过对第二中间坯料15的轴向内半部进行塑性加工(使得充满第二中间坯料15的金属材料)，从而使得具有与完成后的轮毂主体9a的轴向内半部相比多出必要的切削余量的外形的最终中间坯料27的轴向内半部分，成为可以加工的形状及尺寸。
另外，在固定锻模21的上表面上，以从成型孔24的上端开口向径向外侧延续的状态形成有成型用凹部25。该成型用凹部25靠近轮毂主体9a的外周面的轴向外端的部分，用于形成本发明的向外凸缘部即支撑凸缘7a，具有与图23和图24所示的支撑凸缘部7a相对应(仅多出规定的切削余量)的形状及尺寸。另外，固定锻模21被固定于用于进行热间锻造的冲压加工机的基台的上表面等。
另一方面，可动锻模22和凸模23被设置在支撑固定于冲压加工机的压头下表面等的安装板26的下表面上。可动锻模22可升降地外嵌在凸模23的周围。凸模23在安装板26的下表面中央部上以沿铅垂方向配置的状态接合并进行固定，设置为可以贯穿可动锻模22内而在上下方向上移动。另外，凸模23的剖面形状为圆形，其下端部为与最终中间坯料27的轴向外端面的形状相对应的形状。即，在凸模23的下端部形成有：圆形凸部29，其用于在最终中间坯料27的轴向外端面的中央部中形成圆形凹部28；以及环状台阶面30，其设置于该圆形凸部29的基端部周围。
此外，在可动锻模22和安装板26之间设置有压缩线圈弹簧等弹性部件31、31，由此，向可动锻模22施加向下(朝向固定锻模21)的弹力。弹性部件31、31的弹力相当大，具体地说，虽然与压头将凸模23向下方推压的力相比较小，但是与随着第二中间坯料15的塑性变形而流入成型用凹部25(后述的凸缘成型用腔体32)内(充满后的状态)的金属材料将可动锻模22向上方推压的力相比较大。可动锻模22相对于压头的下降量由设置于压头和可动锻模22之间的止动机构限制。
在通过具备上述固定锻模21、可动锻模22以及凸模23的锻造加工装置，将图1(C)所示的第二中间坯料15加工成图1(D)所示的最终中间坯料27时，首先，如图2(A)所示，在使可动锻模22和凸模23上升的状态下，将第二中间坯料15的轴向内半部设置在固定锻模21的成型孔24内。接着，如果通过冲压加工机的压头使可动锻模22和凸模23下降，则如图2(B)所示，可动锻模22的下表面与固定锻模21的上表面抵接。在该状态下，在可动锻模22和成型用凹部25之间，围成用于形成支撑凸缘7a的凸缘成型用腔体32。
然后，如果从该状态进一步使压头下降，则如图2的(C)→(D)→(E)所示，将可动锻模22保持停止在该位置上，凸模23在各弹性部件31、31弹性变形(压缩)的同时下降。使用该凸模23的下端面将第二中间坯料15沿轴向用力地按压。从该按压的开始至中途阶段，如图2的(B)→(C)→(D)所示，一边使第二中间坯料15的轴向外端面的中央部凹陷，一边将第二中间坯料15的轴向内半部压入成型孔24。由此，第二中间坯料15的轴向内半部的外表面形状被加工成最终中间坯料27的轴向内半部的外表面形状。
此外，如图2(B)所示，从围成凸缘成型用腔体32的状态开始，如果利用压头使凸模23进一步下降，则第二中间坯料15的轴向内半部沿轴向被压垮，其结果，构成第二中间坯料15的金属材料如图2的(C)→(D)→(E)所示，被送入凸缘成型用腔体32。其结果，获得具有放射状的支撑凸缘7a的最终中间坯料27。因此，利用压头使可动锻模22和凸模23上升，通过未图示的脱模销等，将最终中间坯料27从固定锻模21的成型孔24中取出。从固定锻模21取出的最终中间坯料27被送往下一个工序，实施规定的切削加工和研磨加工，而形成图23和图24所示的轮毂主体9a。
如以上说明所示，根据本实施方式，由于在设置于最终中间坯料27上的支撑凸缘7a间不会形成溢料(无飞边)，所以，可以通过提高材料成品率而实现制造成本的降低。另外，因为不需要去除溢料的工序和用于该工序的模具，所以可以实现附有向外凸缘部的金属制部件制造成本的降低。而且，因为可以与不形成多余溢料的量相应地减少在锻造时的冲压负荷，所以可以使用小型的冲压加工机，可以通过减少消费能量而降低运行成本，可以实现附有向外凸缘部的金属制部件制造成本的降低。
[第二实施方式]
下面，参照图3至图4，说明本发明所涉及的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第二实施方式。此外，在本实施方式中，将通过热间锻造而制造所述的图25所示的外轮2的情况作为例子进行说明。
在本实施方式中，如图3(A)所示，在对中碳钢、轴承钢、渗碳钢这样的铁类合金等进行塑性加工后得到的可以淬火硬化的金属制圆柱状坯料13a，顺序实施塑性加工或冲裁加工。然后，经过(B)所示的第一中间坯料14a、(C)所示的第二中间坯料33、(D)所示的第三中间坯料34、(E)所示的第四中间坯料35，获得(F)所示的最终中间坯料36。然后，对最终中间坯料36实施必要的切削加工和研磨加工，制成外轮2。坯料13a的容积与第四中间坯料35本来的容积略大(与该第四中间坯料35相比多出后述的溢料37的容积量)。
下面，按顺序说明将坯料13a加工成最终中间坯料36的工序。此外，下述加工基本上都是在热间或温间下进行的，但是，在形成小型的车轮支撑用滚动轴承单元等情况下，如果可能也可以通过冷间进行加工。
首先，在镦锻工序中，如图3的(A)→(B)所示，将坯料13a一边沿轴向压垮一边扩径，使坯料13a形成径向中间部膨胀的啤酒桶型的第一中间坯料14a。
接着，在预成型工序中，如图3的(B)→(C)所示，将第一中间坯料14a塑性加工成第二中间坯料33。在该预成型工序中，利用在锻造加工领域广泛知晓的方法，沿轴向压垮第一中间坯料14a的靠近径向中心的部分，使该靠近径向中心部分的金属材料一边向径向外侧移动，一边向轴向两侧(前后两个方向)移动。此外，在本实施方式中，该第二中间坯料33相当于本发明的坯料。
第二中间坯料33具有在轴向一端面(图3的上端面)侧开口的第一圆形凹部38以及在轴向另一端面(图3的下端面)侧开口的第二圆形凹部39、和存在于这些圆形凹部38、39的底面之间的分隔壁部40。在本实施方式中，第一圆形凹部38的形状为，通过台阶部使内径小的内半部和内径大的开口侧半部连续，从而形成具有台阶的形状。因此，作为推压凸模，使用前半部的外径小、后半部的外径大且具有台阶的凸模。
接着，在作为本实施方式的特征的精加工成型工序中，将第二中间坯料33塑性加工成第三中间坯料34。该精加工成型工序使用图4所示的精加工成型装置而进行。
该精加工成型装置分别具有：推压凸模41和反凸模42，它们相当于一对凸模；上侧锻模43，其相当于可动锻模；下侧锻模44，其相当于固定锻模；以及挤压凸模45。
上侧锻模43在冲压加工机的压头的下表面上，可相对于该压头升降地被支撑，由压缩线圈弹簧等具有较大弹力的弹性部件31、31，被施加朝向下方的较大弹力。另外，上侧锻模43相对于压头的下降量由设置于压头和上侧锻模43之间的止动机构限制。另外，上升量例如通过压头的下表面与上侧锻模43的上表面抵接而被限制。因此，上侧锻模43在通常状态下与压头一起升降，但是在施加了向上的较大的力的情况下，抵抗各弹性部件31、31的弹力而相对于压头上升。
另外，推压凸模41沿上下方向贯穿上侧锻模43内的状态下，相对于压头固定。因此，上侧锻模43在推压凸模41的周围可沿上下方向移动地被支撑。而且，在压头下降时，在推压凸模41的下端面和反凸模42的上端面之间有力地挟持第二中间坯料33的分隔壁部40之前，上侧锻模43的下端面与下侧锻模44的上端面抵接。然后，如果压头从该状态继续下降，则上侧锻模43停在该位置上，只有推压凸模41与压头一起下降，各弹性部件31、31进行弹性变形。
另一方面，反凸模42和下侧锻模44同心地固定于冲压加工机的支撑台的上表面上，彼此之间设置下侧腔体46，其具有与第三中间坯料34的轴向外半部的外表面形状相对应(凹凸相反)的内表面形状。反凸模42和下侧锻模44不会随着精加工成型工序的进行而位移。
并且，挤压凸模45为圆筒状，通过其上端面分割出下侧腔体46的下端部。挤压凸模45相对于冲压加工机的支撑台可升降地被支撑。而且，在挤压凸模45完全下降的状态下，下侧腔体46的内表面形状成为与第三中间坯料34(第四中间坯料35)的轴向外半部的外表面形状相对应的形状。
而且，在本实施方式中，推压凸模41的前端部和反凸模42的前端部都形成通过台阶部使靠近前端面的小径部和靠近基端的大径部连续的具有台阶的形状。另外，在下侧腔体46的上端部的圆周方向多个位置(例如4个位置)处，以从下侧锻模44的上表面凹陷的状态形成各自凸出于径向外侧的成型用凹部25a。
并且，在通过使用图4所示的精加工成型装置进行精加工成型工序，将第二中间坯料33加工成第三中间坯料34时，首先，将第二中间坯料33的轴向靠近外端部分***下侧锻模44内，使反凸模42的上端部嵌合在第二中间坯料33的形成于轴向外端面上的第二圆形凹部39内。然后，使压头下降，如图4(A)所示，使推压凸模41嵌合在第二中间坯料33的形成于轴向内端面上的第一圆形凹部38内，并且使下侧锻模44的上端面和上侧锻模43的下端面抵接。在该状态下，与成型用凹部25a相对应，在两个锻模44、43的抵接面之间围成凸缘成型用腔体32a。
如图4(B)、(C)的箭头a、a所示，如果从该状态使压头继续下降，则如图4的(A)→(B)所示，上侧锻模43停止在该位置处，只有推压凸模41向下方移动。随着该移动，推压凸模41沿轴向推压第二中间坯料33的径向中央部分，压垮该部分，将分隔壁部40形成厚度尺寸较小的分隔壁部40a。
通过这样压垮径向中央部分而被挤压的金属材料，进入下侧腔体46内而将该部分形成为圆筒形状，并且，一部分朝向凸缘成型用腔体32a而向径向外侧送出，在凸缘成型用腔体32a内形成作为向外凸缘部的安装部6。
另外，在本实施方式中，由于用于获得第二中间坯料33的坯料13a的容积与第四中间坯料35本来的容积相比略多，因此，金属材料充分地进入至凸缘成型用腔体32a的角落部。因此，即使需要加工的安装部6的形状复杂，也可以可靠地(在充分地确保形状精度和尺寸精度的状态下)进行该安装部6的加工。
在金属材料充满凸缘成型用腔体32a内之后，如图4(C)所示，推压凸模41继续充分地下降，如果足够量的金属材料被压入凸缘成型用腔体32a内，则如上述所示，与第二中间坯料33的金属材料为剩余的量相应地，凸缘成型用腔体32a内的压力上升，向上方推压上侧锻模43的力变大。并且，如果该力变得比各弹性部件31、31的弹力更大，则上侧锻模43抵抗这些各弹性部件31、31的弹力而如图4(C)中箭头b、b所示上升，上侧锻模43的下端面离开下侧锻模44的上端面，在这两个端面之间，如图4(C)放大所示，产生间隙47。这样，进入凸缘成型用腔体32a内的金属材料的一部分进入间隙47内，在安装部6的外周缘上形成溢料37。其结果，获得图3(D)所示的第三中间坯料34。在该第三中间坯料34中形成的第一及第二圆形凹部38、39的内周面，形成利用台阶部使内径小的后半部和内径大的开口侧半部连续的具有台阶的圆筒面状。
在本实施方式中，在第三中间坯料34加工完成的状态下，两个锻模43、44的前端面彼此不抵接，成为这两个前端面之间存在间隙47的状态。而且，在该间隙47中进入金属材料的剩余量，形成溢料37。通过在使推压凸模41和上侧锻模43上升后，使挤压凸模45上升，从而从精加工成型装置中取出该第三中间坯料34。而且，如图3(D)→(E)所示，冲裁去除溢料37，形成第四中间坯料35。
并且，最后如图3(E)→(F)所示，通过冲压加工等将存在于两个圆形凹部38、39之间的分隔壁部40a进行冲裁去除，形成最终中间坯料36。该最终中间坯料36与完成后的外轮2(参照图3(D)～(F)的双点划线)相比壁部较厚。因此，对该最终中间坯料36实施规定的切削(车削)加工和研磨加工，从而完成外轮2。
如以上所说明的那样，根据本实施方式，随着作为向外凸缘部的安装部6的加工，产生溢料37，但是该溢料37是为了提高安装部6的形状精度而必需的较小的溢料。因此，由于不会使材料的成品率过于恶化，去除溢料37的作业也易于进行，因此，可以实现具有安装部6的外轮2制造成本的降低。
[第三实施方式]
下面，参照图5～图7，说明本发明所涉及的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第三实施方式。此外，在本实施方式中，与所述的第一实施方式相同地，将利用热间锻造制造如所述的图23所示的轮毂主体9a的情况作为例子进行说明。但是，在所述的第一及第二实施方式中，使弹性部件31、31(参照图2、图4)具有大的弹力，仅利用该弹性部件31、31的弹力，在使第二中间坯料15(33)塑性变形为最终中间坯料27(第三中间坯料34)的期间(即在加工工序的最终阶段，金属材料充满凸缘成型用腔体32、32a内的状态下)，使可动锻模22(上侧锻模43)不会从固定锻模21(下侧锻模44)浮起。
在本实施方式中，作为将可动锻模22朝固定锻模21向下方按压的弹性部件31a，使用伸缩行程大但弹力较小的压缩线圈弹簧。该弹性部件31a外嵌在沿上下方向贯穿可动锻模22内的凸模23的从基端部(上端部)至中间部处，向下方按压可动锻模22的上表面中央部。
弹性部件31a的弹力为仅使可动锻模22的下表面随着凸模23的下降而可靠地与固定锻模21的上表面抵接的大小。换句话说，弹性部件31a的弹力的大小形成为，在金属材料充满凸缘成型用腔体32内的状态下，无法阻止可动锻模22从固定锻模21浮起。此外，弹性部件31a如前述所示，根据可动锻模22的设置状况也可以省略。
作为弹性部件31a，使用弹性较小的部件，甚至省略，取而代之地是，在本实施方式中，在直至金属材料进入凸缘成型用腔体32内的中途为止的状态、即图5(A)→(B)→(C)为止的状态下，基于作用于该金属材料的外周面、即作用于从第二中间坯料15至最终中间坯料27为止的一部分外周面和可动锻模22的内周面之间的抵接部上的摩擦力(在使用弹性部件31a的情况下，为可动锻模22的自重、弹性部件31a的弹力及摩擦力，在省略的情况下，仅为可动锻模22的自重及摩擦力)，使可动锻模22的下表面与固定锻模21的上表面抵接。
并且，在此之后，即如图5(C)→(D)所示，在金属材料充满凸缘成型用腔体32内的过程中，通过在自重及摩擦力(在使用弹性部件31a的情况下，为弹性部件31a的弹力、自重及摩擦力)的基础上加上作为弹性部件的盘状板簧48的弹力，从而维持将可动锻模22的下表面与固定锻模21的上表面抵接的状态。该盘状板簧48因为位于可动锻模22的上表面且配置于凸模23的周围，所以伸缩行程较短但具有较大弹性。
本实施方式采用这种结构的理由在于，抑制温间或热间锻造时的热产生火灾的可能性，而且可以使制造装置小型化，降低附有向外凸缘部的金属制部件的制造成本。下面，详细说明该理由。
在使用在凸模23的周围设置可动锻模22的、所谓可动压模构造的模具进行锻造加工时，作为用于将可动锻模22按压在固定锻模21上并将该模具维持在闭塞状态下的力，通常考虑利用油压气缸或压缩线圈弹簧的按压力(弹力)。但是，本发明的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法由于打算采用温间或热间锻造，因此，如前述所示，被加工物的温度在温间加工中达到600～900℃，在热间锻造的情况下达到大于或等于600～900℃。模具的表面即使并非被加工物那么热，也具有相当高的温度。因此，如果动作油从油压气缸中泄漏，该动作油接触到高温部分，则可能会引发火灾。所以，不优选利用油压气缸以闭塞模具。
另一方面，在压缩线圈弹簧的情况下，很难兼顾确保伸缩行程和确保弹力。例如，根据本发明的制造方法，在对构成乘用车用的车轮支撑用滚动轴承单元的轮毂主体进行加工的情况下，所需要的闭塞力(将可动锻模22向固定锻模21按压的力)达到数100kN～1000kN(数10tf～100tf)程度。另外，在利用压缩线圈弹簧获得该力的情况下，该压缩线圈弹簧所需要的伸缩行程(在图2(B)所示的状态与该图2(E)所示的状态之间的伸缩行程)为数10mm程度。在整个如此大的伸缩行程的整个范围内具有可以获得上述较大的力的程度的弹力的压缩线圈弹簧，非常大或者需要非常多的数量。其结果，无法避免组装有压缩线圈弹簧的可动压模构造的模具、以及将该模具组装在冲压装置中的锻造加工装置大型化。这种大型化由于关系到利用该锻造加工装置所制造的附有向外凸缘部的金属制部件的制造成本的增加，因此不优选。
鉴于上述情况，在本实施方式中，只要是有效行程短的弹簧即可，所以利用小型但可以获得较大弹力的盘状板簧48，仅在锻造加工的最终阶段以较大的力将可动锻模22朝向固定锻模21弹性地按压。即，在图5(A)→(B)→(C)所示的、从锻造加工的初始阶段至中间阶段为止的期间，具体地说，从第二中间坯料15开始至构成最终中间坯料27的金属材料的一部分开始进入凸缘成型用腔体32的靠近内径的部分为止的期间，不依靠盘状板簧48的弹力而将可动锻模22的下表面按压在固定锻模21的上表面上。即，直至上述开始进入为止的期间，除可动锻模22的自重外，还通过作用于金属材料的外周面和可动锻模22的内周面之间的摩擦力(在使用弹性部件31a的情况下，为弹性部件31a的弹力和摩擦力)，将从冲压加工装置的压头传递至凸模23的下降力传递至可动锻模22，从而将可动锻模22的下表面按压在固定锻模21的上表面上。
然后，在图5(C)→(D)所示的、锻造加工的最终阶段，通过设置于凸模23的基端部(上端部)的安装板26的下表面，在与可动锻模22的上表面之间，开始压缩盘状板簧48。在该状态下，在基于摩擦力(在使用弹性部件31a的情况下，为弹性部件31a的弹力和摩擦力)而从凸模23传递至可动锻模22的下降力的基础上，加上盘状板簧48的弹力，向该可动锻模22施加作为朝向固定锻模21的力。其结果，即使与在金属材料充满凸缘成型用腔体32内的过程中施加在可动锻模22上的、在图5的(B)→(C)所示的中间阶段所施加的顶推力相比存在更大的顶推力，也可以维持使可动锻模22的下表面与固定锻模21的上表面抵接的状态。
如以上说明所示，根据本实施方式，即使不使用油压气缸或大型的压缩线圈弹簧，也不会在最终中间坯料27的支撑凸缘7a的外周缘产生溢料，即使如果产生也比较小(可以进行所谓的无溢料锻造)。另外，对盘状板簧48进行压缩的情况仅在锻造加工的最终阶段，在图5(A)→(B)→(C)所示的从初始阶段至中间阶段为止不进行压缩。因此，在使压头下降的过程中，可以使弹性压缩盘状板簧48的行程变短。因此，由于无需为了弹性压缩盘状板簧48而消耗额外的能量，所以可以通过省能量化而实现运行成本的降低。此外，盘状板簧48的伸缩行程根据被加工物的形状和尺寸而在设计中确定，如果是例如在对构成乘用车用的车轮支撑用滚动轴承单元的轮毂主体进行加工的情况下，则如后述所示，只要为5mm程度就足够。
下面，说明本实施方式的制造方法的理论根据。如图6(A)→(B)→(C)→(D)所示，在将第二中间坯料15加工成最终中间坯料27的过程中，如果凸模23的前端部按压第二中间坯料15的上端面，第二中间坯料15开始塑性变形，则构成第二中间坯料15的金属材料的外周面如图7的箭头c、c所示的那样，按压可动锻模22的内周面。其结果，在所述两周面的抵接部中产生压力(垂直阻力)。换言之，金属材料的外周面和可动锻模22的内周面进行摩擦卡合。如果凸模23从该状态继续下降(继续进行成型)，则金属材料朝向固定锻模21向下方移动。因此，基于上述两周面的摩擦卡合，如图7的箭头d所示的那样，将可动锻模22朝向固定锻模21向下方按压。
其结果，可动锻模22的下表面朝向固定锻模21的上表面有力地抵接。即，利用金属材料自身的摩擦力，产生使两个锻模22、21的抵接面保持闭合的闭塞力。本发明打算进行的温间锻造和热间锻造(特别是热间锻造)与冷间锻造相比，被加工物和模具(可动锻模22)之间的抵接部的摩擦系数较高。由此，即使仅是金属材料自身所产生的摩擦力，也可以获得数100kN(数10ft)程度的闭塞力。因此，从锻造加工的初始阶段至中间阶段为止，仅利用上述摩擦力，就可以使两个锻模22、21的抵接面保持闭合。与此相对，在金属材料充满凸缘成型用腔体32内的过程中，如图7中箭头e、e所示，在可动锻模22上施加顶推方向的力。而且，在加工的最终阶段，该顶推方向的力与利用上述箭头d所示的下降方向的力相比较大。因此，仅使用上述摩擦力，变得无法维持两个锻模22、21的抵接面闭合。
图6(E)示出了对伴随着图6的(A)→(B)→(C)→(D)所示的、从第二中间坯料15至最终中间坯料27的加工的进行而在可动锻模22上施加的上下方向的力利用有限元分析求出的结果。在图6(E)的线图中，横轴表示凸模23的行程(如图6(D)所示，凸模23从下降至加工结束时刻为止的状态开始的上升量)，单位为mm。另外，纵轴表示施加在可动锻模22上的上升方向的力的大小，单位为tf(kN/9.8)。该力为基于上述摩擦力而向下方按压可动锻模22的负(-)方向的力和通过进入了凸缘成型用腔体32内的金属材料产生的向上方推压可动锻模22的正(+)方向的力之和。如果作为这两方向的力之和的上升方向的力的大小为负(-)，则为这样的状态：基于上述摩擦力而使两个锻模22、21的抵接面闭合的力，超过通过进入了凸缘成型用腔体32内的金属材料产生的向上方推压可动锻模22的力。在该状态中，即使不向可动锻模22施加由弹簧等产生的闭塞力，抵接面也不会打开。
与此相对，如果上升方向的力的大小为正(+)，则为这样的状态：通过进入了凸缘成型用腔体32内的金属材料产生的向上方推压可动锻模22的力，超过基于上述摩擦力而使两个锻模22、21的抵接面闭合的力。在该状态中，在不向可动锻模22施加由弹簧等产生的闭塞力时，抵接面打开。但是，根据图6(E)的线图所示的曲线在该线图中通过施加在可动锻模22上的力的大小为0tf的线的位置时的值可以明确，将可动锻模22向上方推压的情况，仅限于在加工工序的最终阶段中凸模23的行程位于剩余的1.5mm程度的范围内。
例如，在对构成乘用车用的车轮支撑用滚动轴承单元的轮毂主体进行加工的情况下，凸模23的全部行程达到30mm程度，但是按压盘状板簧48的情况在最后的1.5mm(全部行程的1/20)即可。即使存在裕度，在最后的3.0mm(全部行程的1/10)中也足够。另外，即使存在裕度，盘状板簧48的弹力如果为980kN(100tf)程度就足够。此外，由于盘状板簧48如果完全被压垮，则耐久性受到损害，因此，优选与使用范围相比伸缩行程存在裕度。在该情况下，只要有5mm左右就足够。作为弹力为980kN程度且伸缩行程为5mm程度的盘状板簧，可以容易地提供体积并不特别大的小型的盘状板簧(例如，轴向厚度为30mm程度)。根据该情况，根据本实施方式，使可动压模构造的模具、以及使将该模具组装在冲压装置中的锻造加工装置小型化·轻量化，从实现利用该锻造加工装置制造的附有向外凸缘部的金属制部件的制造成本的降低的角度出发是有利的。
此外，在本实施方式中，如果使盘状板簧48的弹力比图6(E)的线图的最大值(70tf)略小(使闭塞力变小，例如，如果设定为30～50tf程度)，则在加工的最终阶段，虽然使可动锻模22的下表面从固定锻模21的上表面略微浮起，而在支撑凸缘7a的外周缘上产生些许溢料，但是也可以高精度地形成形状复杂的支撑凸缘7a。
[第四实施方式]
下面，参照图8～图11，说明本发明所涉及的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第四实施方式。此外，在本实施方式中，将利用热间锻造制造所述的图25所示的外轮2的情况作为例子进行说明。另外，对于与第1～第3实施方式相同或等同的部分，在附图中标注相同的标号，并省略或简化该说明。
在本实施方式中，通过对图8(A)所示的金属制圆柱状的坯料13a顺次实施塑性加工或冲裁加工，从而经过(B)所示的第一中间坯料14a、(C)所示的第二中间坯料33、(D)所示的第三中间坯料34a，而获得(E)所示的最终中间坯料36a，对该最终中间坯料36a实施规定的切削加工和研磨加工，制成外轮2。此外，在本实施方式中，第二中间坯料33相当于本发明的坯料。
下面，按顺序说明将坯料13a加工成最终中间坯料36a的工序。此外，下述加工基本上全部在热间或温间下进行，但是，在形成小型的车轮支撑用滚动轴承单元的情况下等，如果可能也可以通过冷间进行加工。
首先，在镦锻工序中，如图8的(A)→(B)所示，使坯料13a一边沿轴向压垮一边扩大外径，将坯料13a形成轴向中间部膨胀的啤酒桶型的第一中间坯料14a。
接着，在预成型工序中，如图8的(B)→(C)所示，将第一中间坯料14a塑性加工成第二中间坯料33。在该预成型工序中，利用在锻造加工领域广泛知晓的方法，沿轴向压垮第一中间坯料14a的靠近径向中央的部分，使该靠近径向中央部分的金属材料一边向径向外侧移动，一边向轴向两侧(前后两个方向)移动。此外，在本实施方式中，也可以省略该预成型工序。
接着，在作为本实施方式的特征的精加工成型工序中，如图8的(C)→(D)所示，将第二中间坯料33塑性加工成第三中间坯料34。该精加工成型工序使用图9所示的精加工成型装置进行。
该精加工成型装置分别具有：推压凸模41和反凸模42，它们相当于一对凸模；上侧锻模43，其相当于可动锻模；下侧锻模44，其相当于固定锻模；挤压凸模45；弹性部件31a，其配置于推压凸模41的安装板26的下表面和上侧锻模43的上表面之间，外嵌于从推压凸模41的基端部至中间部；以及盘状板簧48，其位于下侧锻模44的上表面，配置于推压凸模41的周围。而且，在下侧锻模44的上端面形成有成型用凹部25a，在上侧锻模43的下端面和下侧锻模44的上端面的抵接面之间围成凸缘成型用腔体32a。
并且，如图9～图11所示，在本实施方式的上侧锻模43的下表面上形成槽部51，其用于在与作为向外凸缘部的安装部6的前端部相对应的位置处使作为坯料的金属材料逸出，该槽部51在俯视观察下形成圆形形状。此外，槽部51在上侧及下侧锻模43、44进行了相位配合的情况下，也可以并非上述的圆形形状，而仅在与安装部6的前端部对应的位置处形成。此外，图11所示的点划线表示外轮2的外形线。
因此，在本实施方式的精加工成型工序中，通过使用图9所示的精加工成型装置对第二中间坯料33进行塑性加工，由此，第三中间坯料34a的飞边52进入上侧锻模43的槽部51而形成安装部6。因此，由于金属材料充分地进入至凸缘成型用腔体32a的角落部为止，所以，即使需要加工的安装部6的形状复杂，也不会产生溢料，可以可靠地形成安装部6。另外，因为飞边52通过后述规定的切削加工和研磨加工去除，所以无需另行准备去除飞边52的工序。
接着，在冲裁工序中，如图8的(D)→(E)所示，通过将存在于第三中间坯料34a的第一和第二圆形凹部38、39之间的分隔壁部40a利用冲压加工等进行冲裁去除，从而使第三中间坯料34a成为最终中间坯料36a。
而且，由于最终中间坯料36a与完成后的外轮2(参照图10的点划线)相比壁部较厚，所以，通过实施规定的切削(车削)加工和研磨加工，从而完成外轮2。
如上面说明所示，根据本实施方式，在上侧锻模43与安装部6的前端部对应的位置处设置用于使坯料(金属材料)逸出的槽部51，在精加工成型工序中，由于通过使安装部6的飞边52进入槽部51而形成安装部6，因此，不会产生溢料，可以可靠地形成复杂形状的安装部6。由此，由于可以减少作为废料而不得不废弃的金属材料的量，所以可以提高材料的成品率，可以实现外轮(附有向外凸缘部的金属制部件)2的制造成本的降低。另外，因为可以与不形成多余溢料的量相应地减少在锻造时的冲压负荷，所以可以使用小型的冲压加工机，可以通过减少消费能量而降低运行成本，可以实现外轮(附有向外凸缘部的金属制部件)2的制造成本的降低。
关于其它的结构和作用效果，与上述第一～第三实施方式相同。
但是，在不使用上述第四实施方式的方法，而制造具有向径向外侧较大凸出的复杂形状的向外凸缘部(安装部6、支撑凸缘7a)的金属制部件(外轮2、轮毂主体9a)的情况下，有可能如图12所示，在凸缘成型用腔体32a(32)与安装部6(支撑凸缘7a)的前端部对应的位置的角落部中产生空间S，在该空间S中积存污垢或润滑材料。并且，在该状态下，即使为了获得完成后的外轮2(轮毂主体9a)的外形(参照图12的点划线)而实施规定的切削加工和研磨加工，也会在安装部6(支撑凸缘7a)中产生填充不足的部分P，从而成为不良品。因此，在本发明中，通过在第二实施方式中产生非常小的溢料，在第四实施方式中使飞边进入形成于可动锻模上的槽部，从而可以制造具有复杂形状的向外凸缘部的金属制部件。
[第五实施方式]
下面，参照图13～图15，说明本发明所涉及的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第五实施方式。此外，在本实施方式中，将利用热间锻造制造所述的图25所示的外轮2的情况作为例子进行说明。另外，对于与第1～第4实施方式相同或等同的部分，在附图中标注相同的标号，并省略或简化该说明。
在本实施方式中，通过对图13(A)所示的金属制圆柱状的坯料13a顺次实施塑性加工或冲裁加工，从而经过(B)所示的第一中间坯料14a、(C)所示的第二中间坯料33a、(D)所示的第三中间坯料34a，而获得(E)所示的最终中间坯料36a，对该最终中间坯料36a实施规定的切削加工和研磨加工，制成外轮2。此外，在本实施方式中，第一中间坯料14a相当于本发明的坯料。
下面，按顺序说明将坯料13a加工成最终中间坯料36a的工序。此外，下面的加工基本上全部在热间或温间下进行，但是，在形成小型的车轮支撑用滚动轴承单元的情况下等，如果可能也可以通过冷间进行加工。
首先，在镦锻工序中，如图13的(A)→(B)所示，使坯料13a一边沿轴向压垮一边扩大外径，将坯料13a形成轴向中间部膨胀的啤酒桶型的第一中间坯料14a。
接着，在作为本实施方式的特征的预成型工序中，如图13的(B)→(C)所示，将第一中间坯料14a塑性加工成第二中间坯料33a。该预成型工序使用图14所示的预成型装置来进行。
该预成型装置分别具有：推压凸模41和反凸模42，它们相当于一对凸模；上侧锻模43，其相当于可动锻模；下侧锻模44，其相当于固定锻模；挤压凸模45；弹性部件31a，其配置于推压凸模41的安装板26的下表面和上侧锻模43的上表面之间，外嵌于从推压凸模41的基端部至中间部；以及盘状板簧48，其位于下侧锻模44的上表面，配置于推压凸模41的周围。而且，在下侧锻模44的上端面形成有成型用凹部25a，在上侧锻模43的下端面和下侧锻模44的上端面的抵接面之间围成凸缘成型用腔体32a。
而且，在本实施方式中，将凸缘成型用腔体32a的高度h1设定为使第二中间坯料33a的安装部6的板厚t1与第三中间坯料34a的安装部6的板厚t2相比略厚。
因此，在本实施方式的预成型工序中，通过使用图14所示的预成型装置对第一中间坯料14a进行塑性加工，从而使第二中间坯料33a的安装部6的板厚t1与第三中间坯料34a的安装部6的板厚t2相比略厚地形成。此外，在该预成型工序中，金属材料不需要进入至凸缘成型用腔体32a的角落部为止，即使在角落部中积存污垢和润滑材料也没有问题。
下面，利用作为本实施方式的特征的精加工成型工序，如图13的(C)→(D)所示，将第二中间坯料33a塑性加工成第三中间坯料34a。该精加工成型工序使用图15所示的精加工成型装置来进行。
该精加工成型装置具有：上侧锻模61，其相当于精加工用可动锻模；下侧锻模62，其相当于精加工用固定锻模；下侧凸模63；以及挤压凸模64。
而且，在本实施方式中，在下侧锻模62的上端面上形成有成型用凹部25b，在上侧锻模61的下端面和下侧锻模62的上端面的抵接面之间围成另一凸缘成型用腔体32b。另外，另一凸缘成型用腔体32b的高度h2设定为与上述凸缘成型用腔体32a的高度h1相比较小。而且，在本实施方式中，在上侧锻模61的下表面与安装部6的前端部对应的位置处，形成有用于使金属材料逸出的槽部51。
因此，在本实施方式的精加工成型工序中，通过使用图15所示的精加工成型装置对第二中间坯料33a进行塑性加工，从而沿轴向压垮第二中间坯料33a的安装部6，第三中间坯料34a的安装部6的飞边52进入上侧锻模61的槽部51，将第三中间坯料34a的安装部6进行精加工成型。因此，由于金属材料充分地进入至另一凸缘成型用腔体32b的角落部为止，所以，即使需要加工的安装部6的形状复杂，也不会产生溢料，可以可靠地形成安装部6。
接着，在冲裁工序中，如图13的(D)→(E)所示，通过将存在于第三中间坯料34a的第一和第二圆形凹部38、39之间的分隔壁部40a利用冲压加工等进行冲裁去除，从而使第三中间坯料34a成为最终中间坯料36a。
而且，由于最终中间坯料36a与完成后的外轮2相比壁部较厚，所以，通过实施规定的切削(车削)加工和研磨加工，而完成外轮2。
关于其它的结构和作用效果，与上述第一～第四实施方式相同。
[第六实施方式]
下面，参照图16～图18，说明本发明所涉及的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第六实施方式。此外，在本实施方式中，将利用热间锻造制造所述的图25所示的外轮2的情况作为例子进行说明。另外，对于与第1～第5实施方式相同或等同的部分，在附图中标注相同的标号，并省略或简化该说明。
在本实施方式中，通过对图16(A)所示的金属制圆柱状的坯料13a顺次实施塑性加工或冲裁加工，从而经过(B)所示的第一中间坯料14a、(C)所示的第二中间坯料33b、(D)所示的第三中间坯料34b，而获得(E)所示的最终中间坯料36b，对该最终中间坯料36b实施规定的切削加工和研磨加工，制成外轮2。此外，在本实施方式中，第一中间坯料14a相当于本发明的坯料。
下面，按顺序说明将坯料13a加工成最终中间坯料36b的工序。此外，下面的加工基本上全部在热间或温间下进行，但是，在形成小型的车轮支撑用滚动轴承单元的情况下等，如果可能也可以通过冷间进行加工。
首先，在镦锻工序中，如图16的(A)→(B)所示，使坯料13a一边沿轴向压垮一边扩大外径，将坯料13a加工成轴向中间部膨胀的啤酒桶型的第一中间坯料14a。
接着，在作为本实施方式的特征的预成型工序中，如图16的(B)→(C)所示，将第一中间坯料14a塑性加工成第二中间坯料33b。该预成型工序使用图17所示的预成型装置来进行。
该预成型装置分别具有：推压凸模41和反凸模42，它们相当于一对凸模；上侧锻模43，其相当于可动锻模；下侧锻模44，其相当于固定锻模；挤压凸模45；弹性部件31a，其配置于推压凸模41的安装板26的下表面和上侧锻模43的上表面之间，外嵌于从推压凸模41的基端部至中间部；以及盘状板簧48，其位于下侧锻模44的上表面，配置于推压凸模41的周围。而且，在下侧锻模44的上端面形成有成型用凹部25a，在上侧锻模43的下端面和下侧锻模44的上端面的抵接面之间围成凸缘成型用腔体32a。
而且，在本实施方式的上侧锻模43的下表面，在与作为向外凸缘部的安装部6对应的位置处形成有金属材料流入的槽部53，该槽部53在俯视观察下形成为圆形形状。此外，在上侧和下侧锻模43、44进行相位配合的情况下，槽部53也可以不是上述圆形形状，而仅在与安装部6对应的位置处形成。
因此，在本实施方式的预成型工序中，通过使用图17所示的预成型装置对第一中间坯料14a进行塑性加工，从而使第二中间坯料33b的飞边54流入上侧锻模43的槽部53，形成安装部6。由此，第二中间坯料33b的安装部6以朝向径向外侧板厚逐渐变厚的方式形成。
下面，在作为本实施方式的特征的精加工成型工序中，如图16的(C)→(D)所示，将第二中间坯料33b塑性加工成第三中间坯料34b。该精加工成型工序使用图18所示的精加工成型装置来进行。
该精加工成型装置具有：上侧锻模61，其相当于精加工用可动锻模；下侧锻模62，其相当于精加工用固定锻模；下侧凸模63；以及挤压凸模64。
而且，在本实施方式中，在下侧锻模62的上端面形成有成型用凹部25b，在上侧锻模61的下端面和下侧锻模62的上端面的抵接面之间围成另一凸缘成型用腔体32b。另外，另一凸缘成型用腔体32b的高度h3设定为与第二中间坯料33b的安装部6的基端部板厚t3大致相同。
因此，在本实施方式的精加工成型工序中，通过使用图18所示的精加工成型装置对第二中间坯料33b进行塑性加工，从而沿轴向压垮第二中间坯料33b的安装部6，将第三中间坯料34b的安装部6进行精加工成型。因此，由于金属材料充分地进入至另一凸缘成型用腔体32b的角落部为止，所以，即使需要加工的安装部6的形状复杂，也不会产生溢料，可以可靠地形成安装部6。
接着，在冲裁工序中，如图16的(D)→(E)所示，通过将存在于第三中间坯料34b的第一和第二圆形凹部38、39之间的分隔壁部40a利用冲压加工等进行冲裁去除，从而使第三中间坯料34b成为最终中间坯料36b。
而且，由于最终中间坯料36b与完成后的外轮2相比壁部较厚，所以，通过实施规定的切削(车削)加工和研磨加工，而完成外轮2。
关于其它的结构和作用效果，与上述第一～第五实施方式相同。
[第七实施方式]
下面，参照图19，说明本发明所涉及的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第七实施方式。此外，在本实施方式中，将利用热间锻造制造所述的图25所示的外轮2的情况作为例子进行说明。另外，对于与第1～第6实施方式相同或等同的部分，在附图中标注相同的标号，并省略或简化该说明。
在本实施方式中，通过对图19(A)所示的金属制圆柱状的坯料13a顺次实施塑性加工或冲裁加工，从而经过(B)所示的第一中间坯料14a、(C)所示的第二中间坯料33b、(D)所示的第三中间坯料34a，而获得(E)所示的最终中间坯料36a，对该最终中间坯料36a实施规定的切削加工和研磨加工，制成外轮2。此外，在本实施方式中，第一中间坯料14a相当于本发明的坯料。
下面，按顺序说明将坯料13a加工成最终中间坯料36a的工序。此外，下面的加工基本上全部在热间或温间下进行，但是，在形成小型的车轮支撑用滚动轴承单元的情况下等，如果可能也可以通过冷间进行加工。
首先，在镦锻工序中，如图19的(A)→(B)所示，使坯料13a一边沿轴向压垮一边扩大外径，将坯料13a加工成轴向中间部膨胀的啤酒桶型的第一中间坯料14a。
接着，在作为本实施方式的特征的预成型工序中，如图19的(B)→(C)所示，将第一中间坯料14a塑性加工成第二中间坯料33b。该预成型工序使用图17所示的第六实施方式的预成型装置来进行。
该预成型装置分别具有：推压凸模41和反凸模42，它们相当于一对凸模；上侧锻模43，其相当于可动锻模；下侧锻模44，其相当于固定锻模；挤压凸模45；弹性部件31a，其配置于推压凸模41的安装板26的下表面和上侧锻模43的上表面之间，外嵌于从推压凸模41的基端部至中间部；以及盘状板簧48，其位于下侧锻模44的上表面，配置于推压凸模41的周围。而且，在下侧锻模44的上端面形成有成型用凹部25a，在上侧锻模43的下端面和下侧锻模44的上端面的抵接面之间围成凸缘成型用腔体32a。
而且，在本实施方式的上侧锻模43的下表面，在与作为向外凸缘部的安装部6对应的位置处形成有金属材料流入的槽部53，该槽部53在俯视观察下形成为圆形形状。此外，在上侧和下侧锻模43、44进行相位配合的情况下，槽部53也可以不是上述圆形形状，而仅在与安装部6对应的位置处形成。
因此，在本实施方式的预成型工序中，通过使用图17所示的预成型装置对第一中间坯料14a进行塑性加工，从而使第二中间坯料33b的飞边54流入上侧锻模43的槽部53，形成安装部6。由此，第二中间坯料33b的安装部6以朝向径向外侧板厚逐渐变厚的方式形成。
下面，在作为本实施方式的特征的精加工成型工序中，如图19的(C)→(D)所示，将第二中间坯料33b塑性加工成第三中间坯料34a。该精加工成型工序使用图15所示的第五实施方式的精加工成型装置来进行。
该精加工成型装置具有：上侧锻模61，其相当于精加工用可动锻模；下侧锻模62，其相当于精加工用固定锻模；下侧凸模63；以及挤压凸模64。
而且，在本实施方式中，在下侧锻模62的上端面上形成有成型用凹部25b，在上侧锻模61的下端面和下侧锻模62的上端面的抵接面之间围成另一凸缘成型用腔体32b。另外，另一凸缘成型用腔体32b的高度h2设定为与第二中间坯料33b的安装部6的基端部板厚t3大致相同。而且，在本实施方式中，在上侧锻模61的下表面与安装部6的前端部对应的位置处，形成有用于使金属材料逸出的槽部51。
因此，在本实施方式的精加工成型工序中，通过使用图15所示的精加工成型装置对第二中间坯料33a进行塑性加工，从而沿轴向压垮第二中间坯料33a的安装部6，第三中间坯料34a的安装部6的飞边52进入上侧锻模61的槽部51，将第三中间坯料34a的安装部6进行精加工成型。因此，由于金属材料充分地进入至另一凸缘成型用腔体32b的角落部为止，所以，即使需要加工的安装部6的形状复杂，也不会产生溢料，可以可靠地形成安装部6。
接着，在冲裁工序中，如图19的(D)→(E)所示，通过将存在于第三中间坯料34a的第一和第二圆形凹部38、39之间的分隔壁部40a利用冲压加工等进行冲裁去除，从而使第三中间坯料34a成为最终中间坯料36a。
而且，由于最终中间坯料36a与完成后的外轮2相比壁部较厚，所以，通过实施规定的切削(车削)加工和研磨加工，而完成外轮2。
关于其它的结构和作用效果，与上述第一～第六实施方式相同。
[第八实施方式]
下面，参照图20，说明本发明所涉及的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的第八实施方式。此外，在本实施方式中，将利用热间锻造制造所述的图25所示的外轮2的情况作为例子进行说明。另外，对于与第1～第6实施方式相同或等同的部分，在附图中标注相同的标号，并省略或简化该说明。
在本实施方式中，通过对图20(A)所示的金属制圆柱状的坯料13a顺次实施塑性加工或冲裁加工，从而经过(B)所示的第一中间坯料14a、(C)所示的第二中间坯料33a、(D)所示的第三中间坯料34b，而获得(E)所示的最终中间坯料36b，对该最终中间坯料36b实施规定的切削加工和研磨加工，制成外轮2。此外，在本实施方式中，第一中间坯料14a相当于本发明的坯料。
下面，按顺序说明将坯料13a加工成最终中间坯料36b的工序。此外，下面的加工基本上全部在热间或温间下进行，但是，在形成小型的车轮支撑用滚动轴承单元的情况下等，如果可能也可以通过冷间进行加工。
首先，在镦锻工序中，如图20的(A)→(B)所示，使坯料13a一边沿轴向压垮一边扩大外径，将坯料13a加工成轴向中间部膨胀的啤酒桶型的第一中间坯料14a。
接着，在作为本实施方式的特征的预成型工序中，如图20的(B)→(C)所示，将第一中间坯料14a塑性加工成第二中间坯料33a。该预成型工序使用图14所示的第五实施方式的预成型装置来进行。
该预成型装置分别具有：推压凸模41和反凸模42，它们相当于一对凸模；上侧锻模43，其相当于可动锻模；下侧锻模44，其相当于固定锻模；挤压凸模45；弹性部件31a，其配置于推压凸模41的安装板26的下表面和上侧锻模43的上表面之间，外嵌于从推压凸模41的基端部至中间部；以及盘状板簧48，其位于下侧锻模44的上表面，配置于推压凸模41的周围。而且，在下侧锻模44的上端面形成有成型用凹部25a，在上侧锻模43的下端面和下侧锻模44的上端面的抵接面之间围成凸缘成型用腔体32a。
而且，在本实施方式中，将凸缘成型用腔体32a的高度h1设定为使第二中间坯料33a的安装部6的厚度t1与第三中间坯料34b的安装部6的厚度t4相比略厚。
因此，在本实施方式的预成型工序中，通过使用图14所示的预成型装置对第一中间坯料14a进行塑性加工，从而使第二中间坯料33a的安装部6的板厚t1与第三中间坯料34b的安装部6的板厚t4相比略厚地形成。此外，在该预成型工序中，金属材料不需要进入至凸缘成型用腔体32a的角落部为止，即使在角落部中积存污垢和润滑材料也没有问题。
下面，在作为本实施方式的特征的精加工成型工序中，如图20的(C)→(D)所示，将第二中间坯料33a塑性加工成第三中间坯料34b。该精加工成型工序使用图18所示的第六实施方式的精加工成型装置来进行。
该精加工成型装置具有：上侧锻模61，其相当于精加工用可动锻模；下侧锻模62，其相当于精加工用固定锻模；下侧凸模63；以及挤压凸模64。
而且，在本实施方式中，在下侧锻模62的上端面形成有成型用凹部25b，在上侧锻模61的下端面和下侧锻模62的上端面的抵接面之间围成另一凸缘成型用腔体32b。另外，另一凸缘成型用腔体32b的高度h3设定为与上述凸缘成型用腔体32a的高度h1相比较小。
因此，在本实施方式的精加工成型工序中，通过使用图18所示的精加工成型装置对第二中间坯料33a进行塑性加工，从而沿轴向压垮第二中间坯料33a的安装部6，将第三中间坯料34b的安装部6进行精加工成型。因此，由于金属材料充分地进入至另一凸缘成型用腔体32b的角落部为止，所以，即使需要加工的安装部6的形状复杂，也不会产生溢料，可以可靠地形成安装部6。
接着，在冲裁工序中，如图20的(D)→(E)所示，通过将存在于第三中间坯料34b的第一和第二圆形凹部38、39之间的分隔壁部40a利用冲压加工等进行冲裁去除，从而使第三中间坯料34b成为最终中间坯料36b。
而且，由于最终中间坯料36b与完成后的外轮2相比壁部较厚，所以，通过实施规定的切削(车削)加工和研磨加工，而完成外轮2。
关于其它的结构和作用效果，与上述第一～第六实施方式相同。
以上参照详细且特定的实施方式对本发明进行了说明，但是对于本领域的技术人员可知，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种变更或修改。本申请以2008年1月29日申请的日本专利申请(特愿2008-017166)、2008年9月2日申请的日本专利申请(特愿2008-224385)作为基础而提出，在此，作为参考而引用其内容。

Claims (10)

1.一种附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，该附有向外凸缘部的金属制部件在外周面的轴向局部中，在圆周方向的多个位置处具有各自凸出于径向外侧的向外凸缘部，
该附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的特征在于，
具有下述工序：准备锻模和凸模的工序，其中，所述锻模包括固定锻模和设置为施加朝向所述固定锻模的方向的弹力的状态的可动锻模，通过所述固定锻模和所述可动锻模中的至少一个形成用于加工所述向外凸缘部的凸缘成型用腔体，所述凸模可以贯穿所述可动锻模内而进行移动；以及
在利用所述锻模包围金属制坯料的周围，将所述可动锻模的顶端面和所述固定锻模的顶端面抵接的状态下，在温间或热间下利用所述凸模按压所述坯料的轴向端面而进行塑性变形的工序，
所述塑性变形工序通过使所述坯料的一部分充满所述凸缘成型用腔体内，而形成所述向外凸缘部，
使将所述可动锻模向朝向所述固定锻模的方向按压的弹力形成下述大小，即，可以伴随着所述凸模的下降而使所述可动锻模与所述固定锻模抵接，但在所述坯料已充满所述凸缘成型用腔体内的状态下，无法阻止所述可动锻模从所述固定锻模浮起，
在直至所述坯料进入所述凸缘成型用腔体内部的中途为止的状态下，基于所述弹力加上作用于所述坯料的外周面和所述可动锻模的内周面之间抵接部的摩擦力，使所述可动锻模与所述固定锻模抵接，
在其后的所述坯料充满所述凸缘成型用腔体内的过程中，利用所述弹力和所述摩擦力加上配置在所述凸模周围的弹性部件的弹力，维持所述可动锻模与所述固定锻模抵接的状态。
2.根据权利要求1所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，
所述弹性部件为盘状板簧。
3.根据权利要求1所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，
附有向外凸缘部的金属制部件是构成车轮支撑用滚动轴承单元的轮毂主体，在外周面中从所述向外凸缘部沿轴向向外的部分中，设置有内轮轨道和用于外嵌其他部件的内轮的小径台阶部，作为所述固定锻模，使用设置有用于形成所述内轮轨道和所述小径台阶部的腔体的锻模。
4.根据权利要求1所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，
附有向外凸缘部的金属制部件是构成车轮支撑用滚动轴承单元且内周面具有多列外轮轨道的外轮，
该附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法具有下述工序：利用一对凸模从轴向两侧按压所述坯料而使其塑性变形，将轴向两端部形成具有与所述一对凸模的外周面形状相对应的内周面形状的圆筒部，同时，在所述圆筒部的外周面上形成所述向外凸缘部。
5.根据权利要求1所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，
作为所述坯料，使用具有大于或等于用于在所述外周面上形成所述向外凸缘部所需的容积的坯料，
通过使所述坯料的一部分充满位于由所述固定锻模、所述可动锻模和所述凸模包围的部分中的所述凸缘成型用腔体内，从而形成所述向外凸缘部，
然后，通过继续利用所述凸模按压所述坯料，使所述可动锻模从所述固定锻模浮起，从而在所述向外凸缘部的外周缘部形成溢料。
6.根据权利要求1所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，
所述可动锻模在与所述向外凸缘部的前端部对应的位置处具有用于使所述坯料逸出的槽部，
在所述塑性变形工序中，通过使所述向外凸缘部的飞边进入所述槽部，而形成所述向外凸缘部。
7.根据权利要求1所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，
所述准备工序还具有精加工用锻模，该精加工用锻模包括精加工用固定锻模、和在与所述向外凸缘部的前端部对应的位置处具有用于使所述坯料逸出的槽部的精加工用可动锻模，利用所述精加工用固定锻模和所述精加工用可动锻模中的至少一个，形成用于将所述向外凸缘部进行精加工成型的另一凸缘成型用腔体，
通过使用所述精加工用锻模对形成所述向外凸缘部的坯料进行冲压，使所述向外凸缘部的飞边进入所述槽部，从而将所述向外凸缘部进行精加工成型。
8.根据权利要求6或7所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，
所述槽部形成为圆形形状。
9.根据权利要求1所述的附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，其特征在于，
所述准备工序还具有精加工用锻模，该精加工用锻模包括精加工用固定锻模和精加工用可动锻模，利用所述精加工用固定锻模和所述精加工用可动锻模中的至少一个，形成用于将所述向外凸缘部进行精加工成型的另一凸缘成型用腔体，
通过使用所述精加工用锻模对形成所述向外凸缘部的坯料进行冲压，使所述向外凸缘部在厚度方向上压缩变形，从而将所述向外凸缘部进行精加工成型。
10.一种附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法，该附有向外凸缘部的金属制部件在外周面的轴向局部中，在圆周方向的多个位置处具有各自凸出于径向外侧的向外凸缘部，
该附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法的特征在于，
具有下述工序：准备锻模和凸模的工序，其中，所述锻模包括固定锻模和可动锻模，通过所述固定锻模和所述可动锻模中的至少一个形成用于加工所述向外凸缘部的凸缘成型用腔体，所述凸模能够贯穿所述可动锻模内而进行移动；以及
在利用所述锻模包围金属制坯料的周围，将所述可动锻模的顶端面和所述固定锻模的顶端面抵接的状态下，在温间或热间下利用所述凸模按压所述坯料的轴向端面而进行塑性变形的工序，
所述塑性变形工序通过使所述坯料的一部分充满所述凸缘成型用腔体内，而形成所述向外凸缘部，
将所述可动锻模以能够利用自重向下方位移的方式设置在所述凸模的周围，
所述坯料在直至进入所述凸缘成型用腔体内的中途为止的状态下，基于所述自重的基础上加上作用于所述坯料的外周面和所述可动锻模的内周面之间的抵接部上的摩擦力，使所述可动锻模与所述固定锻模抵接，
此后，在所述坯料充满所述凸缘成型用腔体内的过程中，通过在所述自重及所述摩擦力的基础上加上作为配置在所述凸模周围的弹性部件的弹力，维持所述可动锻模与所述固定锻模抵接的状态。
CN200980103311.8A 2008-01-29 2009-01-28 附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法 Active CN101925423B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-017166 2008-01-29
JP2008017166 2008-01-29
JP2008224385 2008-09-02
JP2008-224385 2008-09-02
PCT/JP2009/051380 WO2009096434A1 (ja) 2008-01-29 2009-01-28 外向フランジ部付金属製部材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101925423A CN101925423A (zh) 2010-12-22
CN101925423B true CN101925423B (zh) 2012-12-26

Family

ID=40912786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980103311.8A Active CN101925423B (zh) 2008-01-29 2009-01-28 附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8770005B2 (zh)
EP (1) EP2239069B1 (zh)
JP (1) JP5263174B2 (zh)
CN (1) CN101925423B (zh)
ES (1) ES2608755T3 (zh)
WO (1) WO2009096434A1 (zh)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5151489B2 (ja) * 2007-01-16 2013-02-27 日本精工株式会社 軸受外輪の製造方法
JP2009255751A (ja) * 2008-04-17 2009-11-05 Nsk Ltd 外向フランジ部付金属製部材及びその製造方法
JP5446920B2 (ja) * 2010-01-22 2014-03-19 日本精工株式会社 外向フランジ部付金属製部材の製造方法
JP5556297B2 (ja) * 2010-03-25 2014-07-23 日本精工株式会社 車輪支持用転がり軸受ユニットの軌道輪部材の製造方法
JP5494275B2 (ja) * 2010-06-22 2014-05-14 日本精工株式会社 軌道輪部材の製造方法
JP2012183562A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Jtekt Corp 車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法
JP5834592B2 (ja) * 2011-07-28 2015-12-24 日本精工株式会社 外向フランジ部付金属製部材の製造方法
US9387628B2 (en) * 2011-08-24 2016-07-12 The Boeing Company Method and apparatus for fabricating composite stringers
JP5884401B2 (ja) * 2011-10-21 2016-03-15 株式会社ジェイテクト 車輪用転がり軸受の外輪部材の製造方法
JP6101004B2 (ja) * 2012-04-20 2017-03-22 Ntn株式会社 車輪用軸受装置およびその製造方法
US9751124B2 (en) * 2013-01-29 2017-09-05 Arvinmeritor Technology, Llc System and method of making a forged part
JP6350920B2 (ja) 2013-03-21 2018-07-04 日立金属株式会社 リング圧延用素材
CN104550621B (zh) * 2013-10-18 2016-09-21 丹阳市米可汽车零部件厂 一种汽车转向节锻造工艺
JP5737371B2 (ja) * 2013-11-27 2015-06-17 日本精工株式会社 車輪支持用転がり軸受ユニットの外輪の製造方法
KR101707576B1 (ko) * 2014-01-27 2017-02-16 서영정밀주식회사 단조공정에 의한 고정 조정 유닛의 정밀 가공 방법
FR3030320B1 (fr) 2014-12-19 2017-02-10 Ntn-Snr Roulements Procede de fabrication d'une bague exterieure de roulement, et bague obtenue par ce procede
JP6691851B2 (ja) * 2016-08-23 2020-05-13 三菱重工業株式会社 素材形状の決定方法、加工方法、素材形状の決定システム及び素材形状の決定プログラム
CN110026525A (zh) * 2019-04-30 2019-07-19 襄阳润欣圆锻造有限公司 一种三代轮毂轴承内圈锻造方法
CN110227779B (zh) * 2019-06-18 2020-09-15 湖北三环锻造有限公司 用于转向节局部飞边的近净成形锻造方法
CN111203479A (zh) * 2019-12-27 2020-05-29 山东大学 一种面向微零件加工的模具及方法
CN112846064B (zh) * 2020-12-18 2023-01-10 北京航星机器制造有限公司 一种铝合金法兰盘锻件分料控制的等温成形方法及装置
CN112775373A (zh) * 2020-12-21 2021-05-11 西南铝业（集团）有限责任公司 一种圆盘件的锻压方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1104131A (zh) * 1994-10-14 1995-06-28 谢钦河 一种花毂的制造方法
CN1443119A (zh) * 2000-09-29 2003-09-17 日本精工株式会社 用于车轮传动装置中的轴承元件
CN1447883A (zh) * 2000-08-22 2003-10-08 日本精工株式会社 轮驱动装置
JP2005297885A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Nsk Ltd ハブユニット用軌道輪部材とその製造方法、及びハブユニット
CN1760052A (zh) * 2004-10-13 2006-04-19 日本精工株式会社 车轮支撑轮毂单元，其轴承环元件，及其制造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL181914C (nl) * 1977-07-05 1900-01-01 Toyo Seikan Kaisha Ltd Inrichting voor het vervaardigen van getrokken voorwerpen.
JPH03184647A (ja) 1990-02-09 1991-08-12 Maruyoshi Kogyo Kk ホース用中間金具のヘッダー成形金型
JPH09216033A (ja) * 1996-02-09 1997-08-19 Fuji Oozx Inc バルブスプリングリテーナ成形用金型
JP2838680B2 (ja) * 1996-04-19 1998-12-16 株式会社ゴーシュー Ａｂｓ用ロータを有する回転部材の製造方法
JP3366534B2 (ja) * 1996-09-19 2003-01-14 山陽特殊製鋼株式会社 温間或いは熱間前後方同時押出し高速型鍛造方法及び装置
JP2005083513A (ja) 2003-09-10 2005-03-31 Ntn Corp 車輪用軸受装置
US7481093B2 (en) * 2004-06-18 2009-01-27 Continental Automotive Systems Us, Inc. Punching process with magnetostrictive power source
US7377042B2 (en) * 2004-07-13 2008-05-27 National Machinery Llc Method of cold-forming near net shape metal roller blanks for anti-friction bearings
JP4225250B2 (ja) * 2004-07-22 2009-02-18 日本精工株式会社 ころ軸受用ころの製造方法及び製造装置
EP1647418B1 (en) * 2004-10-13 2012-06-27 Nsk Ltd. Hub unit with wheel support and bearing ring, and method of manufacturing the hub unit
JP2006177466A (ja) 2004-12-22 2006-07-06 Sanyo Special Steel Co Ltd 自動車の車輪支持用の第３世代のハブ軸受ユニットの外輪およびその製造方法
JP5040108B2 (ja) 2005-12-08 2012-10-03 日本精工株式会社 車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する軌道輪部材の製造方法
JP2008017166A (ja) 2006-07-06 2008-01-24 Fujifilm Corp 撮影装置および方法並びにプログラム
JP2008224385A (ja) 2007-03-12 2008-09-25 Olympus Corp 分析装置および分析方法
JP4942214B2 (ja) * 2008-05-30 2012-05-30 武蔵精密工業株式会社 傘歯車の鍛造成形方法
DE102008034996B4 (de) * 2008-07-25 2010-11-18 Benteler Automobiltechnik Gmbh Vorrichtung zum Warmformen, Presshärten und Schneiden eines Halbzeugs aus härtbarem Stahl

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1104131A (zh) * 1994-10-14 1995-06-28 谢钦河 一种花毂的制造方法
CN1447883A (zh) * 2000-08-22 2003-10-08 日本精工株式会社 轮驱动装置
CN1443119A (zh) * 2000-09-29 2003-09-17 日本精工株式会社 用于车轮传动装置中的轴承元件
JP2005297885A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Nsk Ltd ハブユニット用軌道輪部材とその製造方法、及びハブユニット
CN1760052A (zh) * 2004-10-13 2006-04-19 日本精工株式会社 车轮支撑轮毂单元，其轴承环元件，及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2239069A4 (en) 2015-04-08
JP5263174B2 (ja) 2013-08-14
US20110048097A1 (en) 2011-03-03
WO2009096434A1 (ja) 2009-08-06
CN101925423A (zh) 2010-12-22
ES2608755T3 (es) 2017-04-12
US8770005B2 (en) 2014-07-08
EP2239069A1 (en) 2010-10-13
JPWO2009096434A1 (ja) 2011-05-26
EP2239069B1 (en) 2016-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101925423B (zh) 附有向外凸缘部的金属制部件的制造方法
CN103501934B (zh) 齿形部件的制造方法、齿形部件的制造装置
JP4984910B2 (ja) 軌道輪部材の製造方法
US20080089631A1 (en) Raceway Ring for Radial Ball Bearing and Manufacturing Method Thereof, and Manufacturing Method of High Accurate Ring and Manufacturing Apparatus Thereof
CN105436350A (zh) 整体式桥壳成形方法
JP3586896B2 (ja) フランジ付中空部品の製造方法
CN102319828A (zh) 带有轴头的整体汽车桥壳的加工方法
JP2009255751A (ja) 外向フランジ部付金属製部材及びその製造方法
CN108723162A (zh) 一种流体压力诱导成形切向非封闭变截面管状零件的方法
KR20060028816A (ko) 단조 방법, 단조 제품 및 단조 장치
CN103990753A (zh) 油泵齿轮轴精锻成形模具及成形方法
CN101417383B (zh) 整体汽车桥壳的加工方法
JP4840102B2 (ja) 軌道輪部材の製造方法
JP4907846B2 (ja) 歯車、歯車の製造方法および装置
JP5966726B2 (ja) 軌道輪部材の製造方法
JP5737371B2 (ja) 車輪支持用転がり軸受ユニットの外輪の製造方法
JP4775017B2 (ja) 突出部を備えた筒状部材の製造方法
JP5359877B2 (ja) 転がり軸受ユニット用軌道輪部材の製造方法
JP2014024091A5 (zh)
CN101462227B (zh) 热锻复合模具制造方法和热锻复合模具
JP5446920B2 (ja) 外向フランジ部付金属製部材の製造方法
CN207057301U (zh) 长寿命非对称轴承套圈冷挤压成形模具
JP2008036679A (ja) 突出部付筒状部材の製造方法
JP5834592B2 (ja) 外向フランジ部付金属製部材の製造方法
CN101992257B (zh) 外径中部带法兰的杯类零件锻造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant