JPH0159336B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は各種機械、部品に用いられる鋼鉄製リ
ング部材の製造方法に関する。

（従来の技術） 例えばベアリングレースのような鋼鉄製のリン
グ部材は、従来、パイプ材もしくは線材を所定寸
法に切断したものを素材とし、これを主として切
削加工もしくは鍛造加工により最終製品に成形し
ていたのが通例である。しかし、切削加工の場合
は能率が悪く、また鍛造の場合は薄肉のリング部
材を成形できないという問題がある。そこで、特
に薄肉リング部材の場合に、中間段階までは切削
もしくは鍛造により加工し、この中間製品につい
て更に球状化焼鈍及びスケールの除去処理の後、
転造加工を施し、然る後、焼入れ焼戻し処理及び
研削加工を行つて最終製品に仕上げる場合があ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記のように切削加工もしくは鍛造
加工により得られた中間製品について転造加工を
施すことにより薄肉リング部材を形成する場合に
おいて、転造加工後に焼入れ焼戻し処理を行うと
特に肉厚が薄いこともあつて、焼入れ歪の発生が
著しくなり、真円度や肉厚の均一度等の精度が低
下するという問題が発生する。また、焼入れ焼戻
し処理を行おうとすると、製品を一旦焼入れ可能
温度まで加熱しなければならないので、生産工程
が複雑化することになる。

本発明は、鋼鉄製の薄肉リング部材を成形する
場合における上記のような実情に対処するもの
で、真円度や肉厚の均一度等の精度に優れ、しか
も所要の強度、靭性を備えた薄肉リング部材を、
生産工程を徒らに複雑化することなく、能率良
く、連続的に得ることが出来る方法を提供するこ
とを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明に係る薄肉リング部材の製造方法
は、鋼鉄製線材を1000〜1200℃に加熱した上で熱
間鍛造機に供給し、上記温度域で所定の切断加工
及び一段もしくは複数段の鍛造加工を連続的に行
つてリング状の中間製品を得ると共に、この中間
製品を焼入れ可能温度以下に冷える前に水中また
は油中に放出して急冷することにより焼入れ処理
する。次いで、この焼入れされた中間製品を500
〜650℃に再加熱して焼戻した後、この焼戻し温
度域で所定形状への転造加工と押出し成形による
サイジング加工とを連続的に行うことを特徴とす
る。

（作 用） 上記の方法によれば、線材から中間製品までの
加工を一工程の加工代が大きい熱間鍛造により形
成するので、切削加工が通常の冷間鍛造による場
合と比較して該中間製品までの生産能率が向上す
ると共に、この熱間鍛造で得られた中間製品を余
り冷えないうちに、即ち焼入れ可能温度以上の高
温状態にあるうちに水中又は油中に放出して焼入
れ処理を行うので、この焼入れ処理のために中間
製品を焼入れ可能温度まで改めて加熱する必要が
なくなる。そして、この焼入れした中間製品を焼
戻し温度まで再加熱して金属組織を調質した上
で、この焼戻し温度域で転造加工及びサイジング
加工を行うので、これらの加工が良好に行われて
製品の肉厚の均一度や真円度等の精度が向上する
ことになり、また上記の焼入れ焼戻し処理により
強靭な製品が得られることになる。

（実施例） 以下、本発明方法の実施例について説明する。

先ず、本実施例が適用される薄肉リング部材の
製造システムについて説明すると、第１図に示す
ように、このシステムは、多数の鋼鉄製バー材Ａ
…Ａを貯留し且つこれらのバー材Ａ…Ａを一本ず
つ送り出し可能とされたバー材供給台１と、該台
１から送り出されたバー材Ａを所定の温度まで加
熱する高周波加熱炉２と、該加熱炉２で加熱され
たバー材Ａが供給される多段式熱間鍛造機３と、
焼入れ水が貯留されて上記鍛造機３で形成された
リング状中間製品Ｂがシユート４を介して投入さ
れる焼入れ水槽５と、該水槽５の底部に上流部が
配置され且つ下流部が水槽５の外部へ向けて斜め
上方に延びて、上記シユート４から投入された中
間製品Ｂを水槽５の底部で受けた後、該水槽５の
外部へ搬出するコンベア６と、該コンベア６及び
これに続くシユート７により上記水槽５から搬出
された中間製品Ｂが送り込まれる調質加熱炉８
と、該加熱炉８で所定温度まで再加熱された中間
製品Ｂが供給されるローリングマシン９とで構成
され、このローリングマシン９からシユート１０
を介して最終製品としての薄肉リング部材Ｄが排
出されるようになつている。

また、上記多段式熱間鍛造機３は、第２図に示
すように本体３１にカツタ装置３２と第１、第
２、第３ダイ３３，３４，３５とを並設すると共
に、これらのダイ３３〜３５にそれぞれ対向させ
てラム３６に第１、第２、第３パンチ３７，３
８，３９を配設した構成とされている。ここで、
上記カツタ装置３２は、一対の固定刃３２ａ及び
可動刃３２ｂと、これら両刃３２ａ，３２ｂ間に
挿通されたバー材Ａの突出量を規制するストツパ
３２ｃとを有し、図示の状態から可動刃３２ｂが
ａ方向に移動することによりバー材Ａを一定寸法
に切断するように構成されている。そして、この
カツタ装置３２によりバー材Ａが所定寸法に切断
されてなる素材A₁が図示しない移送装置により
上記各対向する第１、第２、第３ダイ３３，３
４，３５と第１、第２、第３パンチ３７，３８，
３９との間に順次供給されると共に、各パンチ３
７〜３９がラム３６によりダイ３３〜３５側に突
出されて、各対向するダイ３３〜３５とパンチ３
７〜３９とにより３段階の鍛造加工が行われ、こ
れによりリング状の中間製品Ｂが形成されるよう
になつている。

更に、上記ローリングマシン９は、第３，４図
に示すように、周囲に等ピツチ間隔で多数のワー
ク保持凹部９１ａ…９１ａが形成されてシユート
９２によりこれらの凹部９１ａ…９１ａにワーク
（中間製品）Ｂが１つずつ搬入され且つ駆動軸９
３により１ピツチづつ間欠回転されるガイド円板
９１と、該円板９１の上部に位置する凹部９１ａ
内に保持されたワークＢの中空穴内に突入される
マンドレル９４と、押圧部材９５に備えられて上
記マンドレル９４が突入されたワークＢの外周面
に押付けられ、該ワークＢをマンドレル９４との
間に挟持した状態で回転して該ワークを転造加工
する転造ロール９６と、上記ガイド円板９１の下
部に位置する凹部９１ａの手前に設置されたサイ
ジングダイ９７と、該凹部９１ａ内に保持された
ワークＢを前方へ押し出して上記サイジングダイ
９７内を通過させるプツシユロツド９８とを有す
る。ここで、上記サイジングダイ９７はセラミツ
ク等の高硬度の材料で形成されている。

次に、上記システムを用いる本発明方法の実施
例について説明する。

先ず、バー材供給台１から送り出されたバー材
Ａは高周波加熱炉２により1000〜1200℃に加熱さ
れた上で熱間鍛造機３に供給される。そして、第
２図に示すように、該鍛造機３におけるカツタ装
置３２により所定寸法に切断されて短円柱状の素
材A₁とされると共に、この素材A₁が各対向する
第１、第２、第３ダイ３３，３４，３５と第１、
第２、第３パンチ３７，３８，３９との間に順次
供給され、上記温度域で第１、第２、第３段階の
鍛造加工が行われ、リング状の中間製品Ｂが形成
される。ここで、この実施例では、上記素材A₁
は第１段階でスケール除去のためのアツプセツト
加工が行われ、次いで第２段階で外形形状の成形
と中央部への凹部成形加工が行われ、更に第３段
階で上記凹部を貫通させる穿孔加工が行われるよ
うになつている。

このようにして鍛造機３により形成された中間
製品Ｂは該鍛造機３から排出され、第１図に示す
ようにシユート４を介して水槽５内に投入される
のであるが、鍛造機３で成形された直後の中間製
品Ｂは未だ高温の状態（例えば900〜1000℃）に
あるため、上記水槽５内に投入されることにより
該槽５内の焼入れ水で急冷され、焼入れ処理が施
されることになる。そして、この焼入れされた中
間製品Ｂはコンベア６及びシユート７により調質
加熱炉８に供給され、500〜650℃の温度に再加熱
されて焼戻し調質されると共に、この焼戻し温度
域にある状態でローリングマシン９に供給され
る。

そして、このローリングマシン９においては、
第３，４図に示すように中間製品Ｂは、先ずガイ
ド円板９１の上部の凹部９１ａ内でマンドレル９
４と転造ロール９６との間に挟持された状態で転
造ロール９６の回転により偏肉を矯正しながら肉
厚を薄くして拡径され、これにより肉厚が均一な
薄肉リング部材Ｃが形成される。その場合に、該
リング部材が例えばベアリングレースのように内
周面又は外周面に周溝が形成され、或いは内、外
周面がテーパ面や段付面とされるものにあつて
は、上記マンドレル９４又は転造ロール９６の形
状を上記周溝等に対応する形状としておくことに
より、該周溝やテーパ面或いは段付面等がこの転
造加工により形成される。そして、このようにし
て所定形状に転造加工されたリング部材Ｃは、上
記ガイド円板９１の回転により下方に移送される
と共に、該円板９１の下部で停止した時にプツシ
ユロツド９８により前方に押し出され、サイジン
グダイ９７内を強制的に通過される。このサイジ
ングダイ９７の内径は、上記のようにして転造加
工されたリング部材Ｃの外径より稍小径で、最終
製品の外径に正しく設定されており、従つてこの
サイジングダイ９７を通過した最終製品としての
リング部材Ｄは、外径が所定寸法の真円に高精度
に矯正されることになる。

このようにして、最終製品としての薄肉リング
部材Ｄが得られることになるが、該部材Ｄは中間
製品Ｂの段階で焼入れ焼戻し処理が行われている
ので、組織が調質、強靫化されていると共に、焼
戻し温度域、即ち温間で転造加工及びサイジング
加工が行われるので、これらの加工が良好に行わ
れることになり、肉厚の均一度や真円度などの精
度が高くなる。

そして、特に上記中間製品Ｂを一工程の加工代
が大きい熱間鍛造により形成するので、切削加工
や冷間鍛造による場合より該中間製品Ｂまでの生
産能率が高く、しかもこの熱間鍛造直後の高温の
中間製品を急冷することにより焼入れ処理を行う
ので、この焼入れ処理のために製品を焼入れ温度
まで加熱する必要がなくなる。

尚、以上の実施例では鋼鉄製線材として直線状
のバー材を用いたが、コイル状に巻回されたコイ
ル材を用いてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明方法によれば、鋼鉄製薄肉
リング部材の製造に際して、リング状の中間製品
を熱間鍛造により行い、しかもこの鍛造直後の高
温の製品を急冷することにより焼入れ処理を行う
ので、この中間製品の焼入れ処理までの生産能率
が著しく向上すると共に、更に焼戻し後に転造加
工及びサイジング加工を行うので、これらの加工
が良好に行われることになる。そして、上記加工
及び処理を連続的に行うので、所要の強靭性を有
すると共に寸法精度に優れた薄肉リング部材が高
い生産性で得られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する薄肉リング部材の製
造システムを示す斜視図、第２図は該システムに
おける熱間鍛造機の構成を示す要部平面図、第３
図は同じくローリングマシンの要部概略正面図、
第４図は第３図−線で切断したローリングマ
シンの縦断側面図である。 ２…高周波加熱炉、３…熱間鍛造機、５…焼入
れ水槽、８…調質加熱炉、９…ローリングマシ
ン、９６…転造ロール、９７…サイジングダイ、
Ａ…線材（バー材）、Ｂ…中間製品、Ｄ…最終製
品。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼鉄製線材を1000〜1200℃に加熱した後、熱
   間鍛造機に供給し、上記温度域で切断加工と一段
   もしくは複数段の鍛造加工とを連続的に行うこと
   によりリング状の中間製品を形成すると共に、こ
   の中間製品を焼入れ可能温度以下に冷える前に水
   中または油中に放出して急冷することにより焼入
   れ処理し、次いでこの焼入れ品を500〜650℃に再
   加熱して焼戻した後、この焼戻し温度域で所定形
   状への転造加工と押出し成形による外径のサイジ
   ング加工とを連続的に行うことを特徴とする薄肉
   リング部材の製造方法。