JPH04308038A - Parts accompanied with rolling or sliding - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、転がり又は滑りを伴う
部品に係り、特に、転がり軸受,滑り軸受,転がり案内
,滑り案内等に使用される転がり又は滑りを伴う部品の
精度及び耐摩耗性向上に関する。[Industrial Application Field] The present invention relates to parts that roll or slide, and in particular to accuracy and wear resistance of parts that roll or slide used in rolling bearings, sliding bearings, rolling guides, sliding guides, etc. Regarding improvement.
【0002】0002
【従来の技術】従来、転がり軸受,滑り軸受,転がり案
内,滑り案内等に使用される転がり又は滑りを伴う部品
、例えば、ピボット軸受の球面受け,転がり軸受の保持
器,転がり案内及び滑り案内の案内面等のように、曲面
を有する転がり又は滑りを伴う部品は、素材ブランクを
切り出して当該ブランクに塑性加工を施し、所望の曲面
形状にプレス加工を行った後、このブランクに熱処理を
行い当該ブランクの全体又は表面を硬化して耐摩耗性を
付与し、さらに、前記熱処理により生じる前記ブランク
表面の変形,表面粗さ不良,表面の黒色変色等の問題を
解決するために曲面部分や取り付け基準面部等に切削加
工やラップ加工を行って製造している。[Prior Art] Conventionally, rolling or sliding parts used in rolling bearings, sliding bearings, rolling guides, sliding guides, etc., such as spherical bearings for pivot bearings, cages for rolling bearings, rolling guides and sliding guides, etc. For parts that have curved surfaces and roll or slide, such as guide surfaces, etc., cut out a material blank, apply plastic working to the blank, press work into the desired curved shape, and then heat treat the blank. The whole or surface of the blank is hardened to impart wear resistance, and curved parts and mounting standards are used to solve problems such as deformation of the blank surface, poor surface roughness, and black discoloration of the surface caused by the heat treatment. It is manufactured by cutting and lapping the surface, etc.
【0003】また、前記熱処理として、レーザビーム等
の高エネルギービームを用いて前記ブランクの所望部分
を硬化する場合も同様に、当該ブランクの変形,表面粗
さ不良,表面の黒色変色等の問題を解決するために曲面
部分や取り付け基準面部等に研削加工やラップ加工を行
って製造している。[0003] Furthermore, when a desired portion of the blank is hardened using a high-energy beam such as a laser beam as the heat treatment, problems such as deformation of the blank, poor surface roughness, and black discoloration of the surface may occur. To solve this problem, we manufacture the product by grinding or lapping the curved surface and the mounting reference surface.
【0004】0004
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法のように、曲面部分や取り付け基準面部等に研削加工
やラップ加工を行うには、特殊な治具を使い長時間かけ
て1個づつ行わなければならないため、手間がかかり、
生産性を向上することができないため、コストアップの
原因となるという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in order to perform grinding or lapping on curved surfaces or attachment reference surfaces as in the above method, it is necessary to use a special jig and perform the process one by one over a long period of time. It is time-consuming because it requires
Since productivity cannot be improved, there is a problem in that it causes an increase in costs.
【0005】そこで、特開昭58−39728号及び特
開昭61−92734号に開示されているように、被加
工物にレーザビーム等の高エネルギービームを照射して
硬化処理を行った後に、成型加工(塑性加工)を施す従
来例が存在する。Therefore, as disclosed in JP-A-58-39728 and JP-A-61-92734, after hardening the workpiece by irradiating it with a high-energy beam such as a laser beam, There is a conventional example of applying molding processing (plastic processing).
【0006】しかしながら、特開昭58−39728号
及び特開昭61−92734号に開示されている従来例
は、被加工物に高エネルギービームによる部分焼入れを
行った後、当該被加工物の非硬化部分に塑性変形を行う
ものであり、硬化部分の塑性変形に関する教示がされて
いないため、適度な表面硬さ(例えば、HRC58以上
)が必要な軸受,案内等の部品の部材として応用できる
ものではなかった。However, in the conventional examples disclosed in JP-A-58-39728 and JP-A-61-92734, after partially hardening the workpiece with a high-energy beam, Since the hardened part undergoes plastic deformation, and there is no teaching regarding plastic deformation of the hardened part, it can be applied as a member for parts such as bearings and guides that require appropriate surface hardness (for example, HRC58 or higher). It wasn't.
【0007】そこで、本発明は、このような問題を解決
することを課題とするものであり、被加工物に高エネル
ギービームを照射して焼入れ硬化し、当該被加工物に最
適な表面硬さを付与した後、当該焼入れ硬化処理面を圧
縮応力領域にして成型加工することで、クラックの発生
を防ぎ精度及び耐摩耗性を向上した転がり又は滑りを伴
う部品を提供することを目的とする。[0007] Therefore, the present invention aims to solve such problems, and the workpiece is quenched and hardened by irradiating the workpiece with a high-energy beam to obtain the optimum surface hardness for the workpiece. The purpose of the present invention is to provide a rolling or sliding component that prevents the occurrence of cracks and improves accuracy and wear resistance by molding the quench-hardened surface into a compressive stress region.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、被加工物の所望部分にエネルギービームを
照射して焼入れ硬化した後、前記被加工物を所望の形状
に成型加工した部材からなる転がり又は滑りを伴う部品
において、前記被加工物の軌道面又は摺動面となる側か
らエネルギービームを照射してこの部分を焼入れ硬化し
た後、当該焼入れ硬化処理面を圧縮応力領域として成型
加工した部材からなることを特徴とする転がり又は滑り
を伴う部品を提供するものである。[Means for Solving the Problem] In order to achieve this object, the present invention irradiates a desired portion of a workpiece with an energy beam to harden it by quenching, and then molds the workpiece into a desired shape. In a part that involves rolling or sliding, the workpiece is irradiated with an energy beam from the raceway surface or the sliding surface to quench and harden this part, and then the quench-hardened surface is used as a compressive stress area. The present invention provides a part that rolls or slides and is made of a molded member.
【0009】[0009]
【作用】素材の所望部分を簡単に焼入れ硬化するには、
当該所望部分にエネルギービーム、特に、高エネルギー
ビームを照射することが効果的である。そして、転がり
又は滑りを伴う部品に過酷な使用にも十分に耐え得る耐
摩耗性を付与するには、焼入れ硬化処理等により当該部
品の軌道面又は摺動面(転がり又は滑りを伴って他の部
品と接触する接触面)に最適な表面硬度を持たせること
が重要である。[Operation] To easily quench and harden the desired part of the material,
It is effective to irradiate the desired portion with an energy beam, particularly a high energy beam. In order to give parts that roll or slide sufficiently wear resistance to withstand severe use, quench hardening treatment or the like is applied to the raceway or sliding surface of the part (or other parts that roll or slide). It is important to have the optimum surface hardness for the contact surfaces (contact surfaces that come into contact with parts).
【0010】そこで、前記転がり又は滑りを伴う部品の
素材の段階で、所望部分にエネルギービームを照射して
焼入れ硬化し、当該部品に必要な表面硬さを付与した後
、所望の形状に成型加工することを試みた。[0010] Therefore, at the stage of the material of the part that rolls or slides, the desired part is quenched and hardened by irradiating an energy beam to give the part the necessary surface hardness, and then molded into the desired shape. I tried to do that.
【0011】一般的に、成型加工時に前記素材を曲げる
と、曲がった外側(凸側)には引っ張り応力が、反対の
凹側には圧縮応力が生じる。この両応力に着目し、前記
成型加工時に、前記素材(被加工物)の焼入れ硬化処理
面を圧縮応力領域(硬化領域を凹側に、非硬化領域を凸
側)として所望の形状に成型加工する。即ち、硬化領域
と非硬化領域とを素材の肉厚方向に共存させた状態とし
、表面硬度の低い非硬化領域に塑性変形を受持たせしめ
、以て、引っ張り応力を緩和し、また、後に軌道面又は
摺動面となる凹側には、残留圧縮応力が付与されるので
、高精度で、耐摩耗性が向上した転がり又は滑りを伴う
部品を提供することができる。Generally, when the material is bent during molding, tensile stress is generated on the outside (convex side) of the bend, and compressive stress is generated on the opposite concave side. Focusing on these two stresses, during the molding process, the quenched and hardened surface of the material (workpiece) is molded into the desired shape as a compressive stress area (hardened area on the concave side, non-hardened area on the convex side). do. In other words, the hardened area and the unhardened area coexist in the thickness direction of the material, and the unhardened area with low surface hardness takes on plastic deformation, thereby alleviating tensile stress and later forming the track. Since residual compressive stress is applied to the concave side that becomes the surface or sliding surface, it is possible to provide a rolling or sliding component with high precision and improved wear resistance.
【0012】0012
【実施例】次に、本発明に係る実施例について、図面を
参照して説明する。
(第1実施例)先ず、第1実施例として、本発明に係る
転がり又は滑りを伴う部品として、ピボット軸受の球面
受けを作製する。Embodiments Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (First Example) First, as a first example, a spherical bearing of a pivot bearing is manufactured as a rolling or sliding component according to the present invention.
【0013】図1は、ピボット軸受の球面受けの製造工
程を示す部分断面図であり、図2は、図1に示す球面受
けを使用したピボット軸受の断面図である。図1(1)
に示す工程では、被加工物1として板厚2mmのS55
Cを切り出した。FIG. 1 is a partial sectional view showing the manufacturing process of a spherical bearing for a pivot bearing, and FIG. 2 is a sectional view of a pivot bearing using the spherical bearing shown in FIG. Figure 1 (1)
In the process shown in , the workpiece 1 is S55 with a plate thickness of 2 mm.
I cut out C.
【0014】次いで、図1(2)に示す工程では、図1
(1)に示す工程で切り出した板状素材1の中央部分、
即ち、ピボット軸受の球面受け11に成型された際に、
軌道面となる部分(軸12と転がり接触する部分)に高
エネルギービーム2としてYAGレーザを照射して焼入
れ硬化する。この時の焼入れ方法は、図3に示す装置を
用い、被加工物1を回転テーブル21上にセットした後
、高エネルギービーム2の焦点を被加工物1の上にずら
して高エネルギービーム2の径を広げた状態とし、回転
テーブル21及びX−Yテーブル22を動かして、被加
工物1上を高エネルギービーム2が螺旋状に照射される
ようにし、硬化部分3を得る。この時、焼入れ性を向上
するために、冷却用のあて金20を使用し、熱の拡散速
度を向上した。尚、高エネルギービーム2の条件を表1
に示す。また、硬化部分3の表面からの深さと硬度との
関係を図4に示す。尚、図3は、高エネルギービーム2
による焼入れ硬化処理を示す概要図である。Next, in the step shown in FIG. 1(2), FIG.
The central part of the plate material 1 cut out in the step shown in (1),
That is, when molded into the spherical bearing 11 of the pivot bearing,
The portion that becomes the raceway surface (the portion that rolls into contact with the shaft 12) is irradiated with a YAG laser as a high-energy beam 2 to harden and harden it. The hardening method at this time is to use the apparatus shown in FIG. With the diameter expanded, the rotary table 21 and the X-Y table 22 are moved so that the high-energy beam 2 is irradiated spirally onto the workpiece 1, thereby obtaining a hardened portion 3. At this time, in order to improve hardenability, a cooling pad 20 was used to improve the heat diffusion rate. The conditions for high energy beam 2 are shown in Table 1.
Shown below. Further, FIG. 4 shows the relationship between the depth from the surface of the hardened portion 3 and the hardness. In addition, FIG. 3 shows the high energy beam 2
FIG. 2 is a schematic diagram showing a quench hardening process.
【0015】前記高エネルギービーム2の照射は平面状
態の被加工物1に行うため、照射位置や照射条件の設定
が簡単である。尚、高エネルギービーム2のオーバーラ
ップ部には、心配された軟化部分は認められなかった。Since the high-energy beam 2 is irradiated onto the flat workpiece 1, it is easy to set the irradiation position and irradiation conditions. Note that no softened portion, which was a concern, was observed in the overlapped portion of the high-energy beam 2.
【0016】[0016]
【表1】
次に、図1(3)に示す工程では、図1(2)に示す工
程で得た硬化部分3を有する被加工物1の硬化面側を研
削加工する。この研削加工は、図4に示す硬度分布を参
考にして、硬化部分3の表面硬度及び硬化深さが最適値
となるように適宜設定して行う。その後、表面状態をさ
らに良くしたい時は、ラップ加工を行う。このように、
平面状態の被加工物1に研削加工及びラップ加工を行う
ため、連続的に短時間で、しかも簡単に所望の板厚寸法
や表面状態(表面粗さ等)を得ることができる。[Table 1] Next, in the step shown in FIG. 1(3), the hardened surface side of the workpiece 1 having the hardened portion 3 obtained in the step shown in FIG. 1(2) is ground. This grinding process is performed by appropriately setting the surface hardness and hardening depth of the hardened portion 3 to optimal values, with reference to the hardness distribution shown in FIG. After that, if you want to further improve the surface condition, lapping is performed. in this way,
Since grinding and lapping are performed on the flat workpiece 1, desired plate thickness dimensions and surface conditions (surface roughness, etc.) can be obtained continuously and easily in a short time.
【0017】このように、前記板厚が所定の寸法に仕上
がるため、前記焼入れ硬化処理により被加工物1に反り
等の変形が生じていても後のプレス加工工程に悪影響を
及ぼすことはない。[0017] In this way, since the plate thickness is finished to a predetermined dimension, even if the workpiece 1 is deformed such as warp due to the quench hardening treatment, it will not adversely affect the subsequent press working process.
【0018】次いで、図1(4)に示す工程では、図1
(3)に示す工程で得た被加工物1の硬化面側が凹側(
軌道面側)となるようにプレス加工し、図1(5)に示
すピボット軸受の球面受け11を得た。この球面受け1
1は、表面硬度の低い非硬化部分が塑性変形を受持つた
め、引っ張り応力を緩和し、且つ、後のプレス加工によ
り軌道面となる部分には、最適な表面硬さ及び残留圧縮
応力が付与されるため、寸法精度,耐摩耗性を向上する
ことができる。Next, in the step shown in FIG.
The hardened surface side of the workpiece 1 obtained in the step shown in (3) is the concave side (
The spherical bearing 11 of the pivot bearing shown in FIG. 1 (5) was obtained by pressing so that the spherical bearing 11 was formed on the raceway surface side). This spherical receiver 1
1. Since the unhardened part with low surface hardness takes charge of plastic deformation, tensile stress is alleviated, and the part that will become the raceway surface by later press processing is given optimal surface hardness and residual compressive stress. As a result, dimensional accuracy and wear resistance can be improved.
【0019】尚、前記プレス加工を行う際、被加工物1
の硬化部分3の変形能がその周辺の非硬化部分の変形能
より悪い場合が生じても、硬化層の厚さを薄くすること
で周辺の非硬化部分の変形にならって塑性変形を起こす
ことが可能なため問題はない。また、硬化部分3と非硬
化部分との境界が塑性変形能の急激な変化により、塑性
変形後、当該境界表面にわずかな表面形状の不連続を生
じる場合があっても、製品設計時及び金型設計時にこれ
を考慮して設計すれば問題はない。[0019] When performing the press working, the workpiece 1
Even if the deformability of the hardened portion 3 is worse than the deformability of the surrounding non-hardened portion, by reducing the thickness of the hardened layer, plastic deformation can occur following the deformation of the surrounding non-hardened portion. There is no problem because it is possible. In addition, even if the boundary between the hardened portion 3 and the non-hardened portion may cause slight discontinuity in the surface shape on the boundary surface after plastic deformation due to a sudden change in plastic deformability, it should be noted that during product design and If this is taken into consideration when designing the mold, there will be no problem.
【0020】以上の工程で得た球面受け11は、研削加
工やラップ加工等の表面仕上げ加工を行った後、プレス
加工等の塑性加工をしてもその表面粗さを良好なまま維
持できるため、塑性加工後の仕上げ加工を必要とせず直
ちに最終製品形状とすることができる。この結果、高精
度で耐摩耗性に優れた球面受け11を量産的に効率良く
製造できる。
(第2実施例)次に、本発明に係る第2実施例として、
本発明に係る転がり又は滑りを伴う部品としてリニアス
ライドの内外のレール(インナウエイ及びアウタウエイ
)を作製する。[0020] The spherical receiver 11 obtained through the above process can maintain good surface roughness even after being subjected to surface finishing such as grinding or lapping, and then subjected to plastic processing such as press working. , it is possible to immediately form the final product shape without the need for finishing processing after plastic working. As a result, the spherical bearing 11 with high precision and excellent wear resistance can be mass-produced efficiently. (Second Embodiment) Next, as a second embodiment of the present invention,
Inner and outer rails (innerway and outerway) of a linear slide are manufactured as components that roll or slide according to the present invention.
【0021】図5(1)は、リニアスライド(転がり案
内)の概念図であり、図5(2)は、図5(1)のA−
A断面図である。図5に示すように、このリニアスライ
ドは、可動するインナウエイ31及び固定されたアウタ
ウエイ32の間にプラスチック保持器33により保持さ
れたボール30が位置し、このインナウエイ31及びア
ウタウエイ32の両端には、ばれ止めのプラスチックキ
ャップ34が設けられた構造をしている。FIG. 5(1) is a conceptual diagram of a linear slide (rolling guide), and FIG. 5(2) is a conceptual diagram of A- in FIG. 5(1).
It is an A sectional view. As shown in FIG. 5, in this linear slide, a ball 30 held by a plastic retainer 33 is located between a movable innerway 31 and a fixed outerway 32, and at both ends of the innerway 31 and outerway 32, It has a structure in which a plastic cap 34 is provided to prevent it from coming out.
【0022】第1実施例と同様の被加工物1を用い、リ
ニアスライドのインナウエイ31及びアウタウエイ32
の軌道面となる部分(即ち、インナウエイ31及びアウ
タウエイ32に成型された際に、ボール30と転がり接
触する部分)にそれぞれ高エネルギービーム2としてY
AGレーザを照射して焼入れ硬化する。この焼入れ方法
は、図6に示す装置を用い、第1実施例と同様に、被加
工物1をX−Yテーブル22上にセットした後、高エネ
ルギービーム2の焦点を被加工物1の上にずらして高エ
ネルギービーム2の径を広げた状態とし、X−Yテーブ
ル22を動かして、高エネルギービーム2が軌道面とな
る部分に照射されるようにし、硬化部分3を得る。この
時も焼入れ性を向上するために、第1実施例と同様にあ
て金をあてて熱の拡散速度を向上した。この高エネルギ
ービーム2(YAGレーザ)の条件を表2に示す。尚、
図6は、高エネルギービーム2による焼入れ硬化処理を
示す概要図である。Using the same workpiece 1 as in the first embodiment, the innerway 31 and outerway 32 of the linear slide are
As the high energy beam 2, Y
It is quenched and hardened by irradiation with AG laser. This hardening method uses the apparatus shown in FIG. 6, and after setting the workpiece 1 on the X-Y table 22, as in the first embodiment, the focus of the high-energy beam 2 is placed on the workpiece 1. The diameter of the high-energy beam 2 is expanded by moving the high-energy beam 2, and the X-Y table 22 is moved so that the high-energy beam 2 is irradiated onto a portion that will become the orbital surface, thereby obtaining a hardened portion 3. At this time as well, in order to improve the hardenability, a pad was applied as in the first embodiment to improve the heat diffusion rate. Table 2 shows the conditions for this high energy beam 2 (YAG laser). still,
FIG. 6 is a schematic diagram showing the quench hardening process using the high-energy beam 2.
【0023】[0023]
【表2】
その後、第1実施例と同様の研削加工及びラップ加工を
行った後、プレス加工して、精度及び耐摩耗性が向上し
たインナウエイ31及びアウタウエイ32を得た。[Table 2] Thereafter, the same grinding and lapping as in the first example were performed, followed by pressing to obtain an innerway 31 and an outerway 32 with improved precision and wear resistance.
【0024】以上の工程で得たインナウエイ31及びア
ウタウエイ32は、研削加工やラップ加工等の表面仕上
げ加工を行った後、プレス加工等の塑性加工をしてもそ
の表面粗さを良好なまま維持できるため、塑性加工後の
仕上げ加工を必要とせず直ちに最終製品形状とすること
ができる。この結果、高精度で耐摩耗性に優れたインナ
ウエイ31及びアウタウエイ32を量産的に効率良く製
造できる。
(第3実施例)次に、本発明に係る第3実施例として、
本発明に係る転がり又は滑りを伴う部品として転がり軸
受の保持器を作製する。The innerway 31 and outerway 32 obtained through the above steps maintain good surface roughness even after being subjected to surface finishing processing such as grinding or lapping, and then plastic processing such as pressing. Therefore, the final product shape can be created immediately without the need for finishing processing after plastic working. As a result, the inner way 31 and the outer way 32 with high precision and excellent wear resistance can be mass-produced efficiently. (Third Example) Next, as a third example according to the present invention,
A cage for a rolling bearing is manufactured as a component that involves rolling or sliding according to the present invention.
【0025】図7(1)は、波型保持器の平面図、図7
(2)は、一部側面図、図7(3)は、波型保持器を使
用した転がり軸受の概念図である。被加工物1として、
焼入れ硬化又は急速加熱急速冷却による溶融硬化が可能
な円盤形状の板厚0.4mmのSUS420J2を使用
し、前記実施例と同様軸受を回転した時に、波型保持器
35がボール30と接触する部分(軌道面)に高エネル
ギービーム2を照射して焼入れ硬化処理を行う。この時
の高エネルギービーム2として使用した電子ビームの条
件を表3に示す。また、硬化部分3の表面からの深さと
硬度との関係を図8に示す。その後、円盤状板材のまま
研削加工,ラップ加工を行い、必要に応じてバレル加工
を行う。次に、被加工物1にプレス加工を行い転がり軸
受の波型保持器35を作製する。FIG. 7(1) is a plan view of the corrugated retainer.
(2) is a partial side view, and FIG. 7(3) is a conceptual diagram of a rolling bearing using a corrugated cage. As workpiece 1,
A disk-shaped SUS420J2 plate with a thickness of 0.4 mm that can be hardened by quenching or melt-hardened by rapid heating and rapid cooling is used, and the portion where the corrugated retainer 35 contacts the balls 30 when the bearing is rotated as in the previous embodiment. (orbital surface) is irradiated with a high-energy beam 2 to perform a quenching hardening process. Table 3 shows the conditions of the electron beam used as the high-energy beam 2 at this time. Further, the relationship between the depth from the surface of the hardened portion 3 and the hardness is shown in FIG. Thereafter, the disc-shaped plate material is subjected to grinding and lapping, and barrel processing is performed as necessary. Next, the workpiece 1 is press-worked to produce a corrugated retainer 35 for a rolling bearing.
【0026】[0026]
【表3】
この波型保持器35は、ボール30との接触部分を硬化
しているため、波型保持器35の摩耗を防ぐ効果を有す
る。このため、例えば、高温,真空中のような厳しい条
件下で使用される半導体製造装置等に用いる軸受の保持
器として使用することも可能である。即ち、半導体製造
装置等に用いる軸受の潤滑は、無潤滑(ドライ)であっ
たり、固体潤滑剤が使用されることが多く、潤滑条件と
しては油潤滑と比較して摩耗が生じ易い。特に、半導体
製造装置用の軸受は、発塵が嫌われるため、保持器の摩
耗を極力少なくすることが要求されている。このため、
本発明に係る部材を使用した保持器は、半導体製造装置
等に用いる軸受の保持器としても有効である。[Table 3] Since the corrugated retainer 35 has a hardened contact portion with the balls 30, it has the effect of preventing wear of the corrugated retainer 35. Therefore, it can also be used, for example, as a retainer for bearings used in semiconductor manufacturing equipment, etc., which are used under severe conditions such as high temperatures and vacuum. That is, the lubrication of bearings used in semiconductor manufacturing equipment and the like is often dry or non-lubricated, or a solid lubricant is used, and the lubrication conditions are more likely to cause wear than oil lubrication. Particularly, bearings for semiconductor manufacturing equipment are required to minimize the wear of the retainer because dust generation is a problem. For this reason,
A cage using the member according to the present invention is also effective as a cage for bearings used in semiconductor manufacturing equipment and the like.
【0027】半導体製造装置等に用いる軸受の内輪及び
外輪,ボール及び保持器の素材としてステンレスが多く
使用されているが、特に、本発明の場合、マルテンサイ
ト系ステンレス鋼を使用することが好適である。また、
他の種類のステンレス鋼を使用する場合は、その表面の
所望位置に高エネルギービームを照射し、急速加熱によ
り表面を溶融させた後、急冷して表面硬化させることで
対応することができる。
(第4実施例)次に、本発明に係る第4実施例として、
本発明に係る転がり又は滑りを伴う部品としてニードル
軸受の外輪を作製する。Stainless steel is often used as a material for the inner and outer rings, balls, and cages of bearings used in semiconductor manufacturing equipment, etc., but in the case of the present invention, it is particularly preferable to use martensitic stainless steel. be. Also,
When using other types of stainless steel, this can be achieved by irradiating the desired location on the surface with a high-energy beam, melting the surface by rapid heating, and then rapidly cooling to harden the surface. (Fourth Example) Next, as a fourth example according to the present invention,
An outer ring of a needle bearing is manufactured as a component that rolls or slides according to the present invention.
【0028】図9は、ニードル軸受の断面図である。被
加工物1として、板厚1mmのS55C材を用い、これ
を円盤状に打ち抜いた後、バレル加工を行いバリを取り
除く。次に、この円盤状のブランク1Aを用い、外輪3
6の軌道面となる部分(即ち、軸受を回転した時に外輪
36がニードル38(転動体)と接触する部分)に高エ
ネルギービーム2を照射して焼入れ硬化処理を行い、図
10に示す硬化部分3を有する円盤状のブランク1Aを
得た。次いで、硬化面側を研削加工,ラップ加工して表
面仕上げを行った後、図11に示す絞り加工方法で円筒
状に加工しながら片側端面をほぼ直角に曲げ加工する。
次いで、ニードル38と保持器33とを組み込み、その
後、他方の端面をほぼ直角に曲げ加工する。前記焼入れ
硬化処理は、所望部分のみに行うことが可能であり、前
記のようにほぼ直角に曲げ加工(塑性加工)する部分に
は、焼入れ硬化処理を施さないようにできるため、加工
が容易に行える。このようにして、図12に示す円筒状
の外輪36を得た。FIG. 9 is a sectional view of the needle bearing. As the workpiece 1, an S55C material with a plate thickness of 1 mm is used, and after punching this into a disk shape, barrel processing is performed to remove burrs. Next, using this disk-shaped blank 1A, the outer ring 3
6 (i.e., the part where the outer ring 36 contacts the needles 38 (rolling elements) when the bearing is rotated) is irradiated with the high energy beam 2 to perform a quench hardening process, resulting in the hardened part shown in FIG. 10. A disk-shaped blank 1A having 3 was obtained. Next, the hardened side is subjected to surface finishing by grinding and lapping, and then one end face is bent at a substantially right angle while being processed into a cylindrical shape using the drawing method shown in FIG. Next, the needle 38 and the retainer 33 are assembled, and then the other end face is bent at a substantially right angle. The above-mentioned quench hardening treatment can be performed only on the desired portions, and the quench hardening treatment can be omitted on the portions to be bent at almost right angles (plastic working) as described above, making processing easier. I can do it. In this way, a cylindrical outer ring 36 shown in FIG. 12 was obtained.
【0029】この外輪36を使用したニードル軸受は、
ニードル38が常に外輪36の硬化部分3上を転がり接
触しながら回転するため摩耗が少ない。そして、安価な
ニードル軸受を提供することができる。The needle bearing using this outer ring 36 is as follows:
Since the needle 38 always rotates while rolling on and in contact with the hardened portion 3 of the outer ring 36, there is little wear. In addition, an inexpensive needle bearing can be provided.
【0030】また、端面部ニードル側にも前記同様、硬
化部分3を形成することで、外輪36がニードル端面や
保持器33と接触しても摩耗を防ぐことができる。また
、図13に示す保持器付きシェル型軸受のように、外輪
36の厚さ(肉厚)が、例えば、1mm以下と薄い場合
は、高エネルギービーム2の照射条件により、硬化部分
3の裏側表面まで硬化することができる。この場合、当
該裏側表面の表面硬度がHv300〜400となるよう
に焼戻し処理を行うことが好的である。この後、表面仕
上げ加工を行った後、プレス加工を行う。当該焼戻し処
理によりプレス加工での割れを防ぎ、さらに軸受として
完成した時に、外輪36の外径部分にも硬化部分3が形
成されているため、この軸受をハウジングに組み込む際
に、かじりが生じにくく有利である。尚、図13(1)
は、開放形,図13(2)は、一端密閉形を示す。
(第5実施例)次に、本発明に係る第5実施例として、
本発明に係る転がり又は滑りを伴う部品として薄型玉軸
受の外輪を作成する。Furthermore, by forming the hardened portion 3 on the end face needle side as described above, wear can be prevented even if the outer ring 36 comes into contact with the needle end face or the retainer 33. In addition, when the thickness (wall thickness) of the outer ring 36 is thin, for example, 1 mm or less, as in the case of a shell type bearing with a cage shown in FIG. 13, the back side of the hardened portion 3 may be Can be hardened to the surface. In this case, it is preferable to perform a tempering treatment so that the surface hardness of the back surface becomes Hv300-400. After this, surface finishing processing is performed, and then press processing is performed. The tempering treatment prevents cracking during press working, and when the bearing is completed, the hardened portion 3 is also formed on the outer diameter portion of the outer ring 36, so galling is less likely to occur when the bearing is assembled into the housing. It's advantageous. Furthermore, Figure 13 (1)
13(2) shows an open type, and FIG. 13(2) shows one end closed type. (Fifth Example) Next, as a fifth example according to the present invention,
An outer ring of a thin ball bearing is created as a part involving rolling or sliding according to the present invention.
【0031】被加工物1として、板厚0.5mmのS5
5Cを用い、第4実施例と同様に円盤状のブランク1A
を作製した後、外輪36の軌道面となる部分(即ち、軸
受を回転した時に外輪36がボール30と接触する部分
)に高エネルギービーム2を照射して焼入れ硬化処理を
行い、図14に示す硬化部分3を有する円盤状のブラン
ク1Aを得た。次いで、硬化部分3の表面硬度がHv4
00〜500となるように焼戻し処理を行う。次いで、
硬化面側を研削加工,ラップ加工して表面仕上げを行っ
た後、第4実施例と同様のプレス加工(絞り加工)を行
う。この時、前記焼戻し処理を行ったことで、円盤状の
ブランク1Aの変形能が増し、加工が容易となるため、
円盤状のブランク1Aが図14に示すようにリング状に
硬化されていても割れが発生することなく図15に示す
円筒状の外輪36を得ることができる。[0031] As the workpiece 1, S5 with a plate thickness of 0.5 mm is used.
5C, and a disk-shaped blank 1A as in the fourth embodiment.
After manufacturing, the part that becomes the raceway surface of the outer ring 36 (i.e., the part where the outer ring 36 contacts the balls 30 when the bearing is rotated) is irradiated with a high-energy beam 2 to perform a quenching hardening process, as shown in FIG. 14. A disk-shaped blank 1A having a hardened portion 3 was obtained. Next, the surface hardness of the hardened portion 3 is Hv4.
A tempering process is performed so that it becomes 00 to 500. Then,
After surface finishing is performed by grinding and lapping the hardened side, pressing (drawing) similar to the fourth embodiment is performed. At this time, by performing the tempering treatment, the deformability of the disc-shaped blank 1A increases and processing becomes easier.
Even if the disk-shaped blank 1A is hardened into a ring shape as shown in FIG. 14, the cylindrical outer ring 36 shown in FIG. 15 can be obtained without cracking.
【0032】図16は、この外輪36を使用した薄型玉
軸受の製品断面図であり、この薄型玉軸受は、事務機等
の軽荷重を支えラジアル回転するものであるため、外輪
36の軌道面の表面硬度は、Hv400〜500で十分
である。尚、前記焼戻し処理は、図17に示す焼戻し条
件(温度,時間)とビッカース硬さとの関係により、外
輪36の軌道面が所望の硬さとなるように行った。FIG. 16 is a product sectional view of a thin ball bearing using this outer ring 36. Since this thin ball bearing supports light loads such as office machines and rotates radially, the raceway surface of the outer ring 36 is A surface hardness of 400 to 500 Hv is sufficient. The tempering treatment was performed so that the raceway surface of the outer ring 36 had a desired hardness according to the relationship between the tempering conditions (temperature, time) and Vickers hardness shown in FIG. 17.
【0033】この外輪36を使用した薄型玉軸受は、ボ
ール30が常に外輪36の硬化部分3上を転がり接触し
ながら回転するため摩耗が少ない。そして、安価な薄型
玉軸受を提供することができる。The thin ball bearing using this outer ring 36 has less wear because the balls 30 always rotate on and in contact with the hardened portion 3 of the outer ring 36. In addition, an inexpensive thin ball bearing can be provided.
【0034】尚、本実施例では、素材の軌道面となる部
分にエネルギービームを照射して焼入れ硬化する場合に
ついて説明したが、素材の摺動面となる部分、例えば,
滑り軸受の内外輪の摺動面,滑り案内のレールの摺動面
となる部分等に焼入れ硬化しても、同様の硬化を有する
部品を得ることができることは勿論である。In this embodiment, a case has been described in which the part of the material that will become the raceway surface is quenched and hardened by irradiating the energy beam, but the part that will become the sliding surface of the material, for example,
It is of course possible to obtain parts with similar hardness by quenching and hardening the sliding surfaces of the inner and outer rings of a sliding bearing, the sliding surfaces of a sliding guide rail, and the like.
【0035】そして、被加工物としては、S55C,S
US420J2等に限らず、他の高炭素クロム軸受鋼,
ステンレス鋼等を用いることができることは勿論である
。また、本実施例の高エネルギービームは、電子ビーム
やYAGレーザに限らず、CO2 レーザ等、他のビー
ムを使用してもよい。[0035] As the workpieces, S55C, S
Not limited to US420J2, etc., but other high carbon chromium bearing steels,
Of course, stainless steel or the like can be used. Further, the high energy beam of this embodiment is not limited to an electron beam or a YAG laser, but other beams such as a CO2 laser may also be used.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被加工物の軌道面又は摺動面となる側からエネルギービ
ームを照射してこの部分を焼入れ硬化した後、当該焼入
れ硬化処理面を圧縮応力領域として成型加工することで
、表面硬度の低い非硬化領域に塑性変形を受持たせ、以
て、引っ張り応力を緩和し、また、後に軌道面又は摺動
面となる凹側には、残留圧縮応力が付与される。この結
果、過酷な使用にも十分に耐え得る耐摩耗性を有する高
精度で安価な転がり又は滑りを伴う部品を提供すること
ができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
An energy beam is irradiated from the side that will become the raceway surface or sliding surface of the workpiece to quench and harden this part, and then the quenched and hardened surface is molded as a compressive stress area, resulting in a non-hardened surface with low surface hardness. The region undergoes plastic deformation, thereby relieving tensile stress, and residual compressive stress is applied to the concave side, which will later become a raceway surface or sliding surface. As a result, it is possible to provide a highly accurate and inexpensive rolling or sliding component that has sufficient wear resistance to withstand severe use.
【図1】第1実施例に係る転がり又は滑りを伴う部品の
製造工程を示す部分断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the manufacturing process of a component that rolls or slides according to a first embodiment.
【図2】第1実施例に係るピボット軸受の断面図である
。FIG. 2 is a sectional view of the pivot bearing according to the first embodiment.
【図3】第1実施例に係る高エネルギービームによる焼
入れ硬化処理を示す概要図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a quench hardening process using a high-energy beam according to the first embodiment.
【図4】第1実施例に係る硬化部分の表面からの深さと
硬度との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the depth from the surface of the hardened portion and the hardness according to the first example.
【図5】第2実施例に係るリニアスライドの概要図であ
る。FIG. 5 is a schematic diagram of a linear slide according to a second embodiment.
【図6】第2実施例に係る高エネルギービームによる焼
入れ硬化処理を示す概要図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a quench hardening process using a high-energy beam according to a second embodiment.
【図7】第3実施例に係る保持器の平面図,側面図,概
要図である。FIG. 7 is a plan view, a side view, and a schematic diagram of a cage according to a third embodiment.
【図8】第3実施例に係る硬化部分の表面からの深さと
硬度との関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the depth from the surface of the hardened portion and the hardness according to the third example.
【図9】第4実施例に係るニードル軸受の断面図である
。FIG. 9 is a sectional view of a needle bearing according to a fourth embodiment.
【図10】第4実施例に係る硬化部分を有する円盤状の
ブランクを示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a disk-shaped blank having a hardened portion according to a fourth embodiment.
【図11】第4実施例に係る絞り加工方法を示す概要図
である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a drawing method according to a fourth embodiment.
【図12】第4実施例に係る外輪を示す側面図である。FIG. 12 is a side view showing an outer ring according to a fourth embodiment.
【図13】第4実施例に係る保持器付きシェル型軸受の
断面図である。FIG. 13 is a sectional view of a shell-type bearing with a cage according to a fourth embodiment.
【図14】第5実施例に係る硬化部分を有する円盤状の
ブランクを示す平面図である。FIG. 14 is a plan view showing a disk-shaped blank having a hardened portion according to a fifth embodiment.
【図15】第5実施例に係る外輪を示す側面図である。FIG. 15 is a side view showing an outer ring according to a fifth embodiment.
【図16】第5実施例に係る薄型玉軸受の製品断面図で
ある。FIG. 16 is a product sectional view of a thin ball bearing according to a fifth embodiment.
【図17】第5実施例に係る焼戻し条件(温度,時間)
とビッカース硬さとの関係を示す図である。[Figure 17] Tempering conditions (temperature, time) according to the fifth example
It is a figure showing the relationship between and Vickers hardness.
1 被加工物 2 高エネルギービーム 3 硬化部分 11 球面受け 31 インナウエイ 32 アウタウエイ 35 波型保持器 36 外輪 1 Workpiece 2 High energy beam 3. Hardened part 11 Spherical receiver 31 Innaway 32 Outway 35 Wave type retainer 36 Outer ring
Claims (1)
ムを照射して焼入れ硬化した後、前記被加工物を所望の
形状に成型加工した部材からなる転がり又は滑りを伴う
部品において、前記被加工物の軌道面又は摺動面となる
側からエネルギービームを照射してこの部分を焼入れ硬
化した後、当該焼入れ硬化処理面を圧縮応力領域として
成型加工した部材からなることを特徴とする転がり又は
滑りを伴う部品。1. A part that rolls or slides and is formed by quenching and hardening a desired part of the workpiece by irradiating the workpiece with an energy beam and then molding the workpiece into a desired shape. An energy beam is irradiated from the side that becomes the raceway surface or sliding surface to quench and harden this part, and then the quenched and hardened surface is formed into a compressive stress area. Accompanying parts.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP07141691A JP3158470B2 (en) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | Parts with rolling or sliding |
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JPH04308038A true JPH04308038A (en) | 1992-10-30 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003095855A1 (en) * | 2002-05-14 | 2003-11-20 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Method of producing bearing raceway member |
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1991
- 1991-04-04 JP JP07141691A patent/JP3158470B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2003095855A1 (en) * | 2002-05-14 | 2003-11-20 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Method of producing bearing raceway member |
CN100339606C (en) * | 2002-05-14 | 2007-09-26 | 株式会社捷太格特 | Method for manufacturing a bearing raceway member |
US7685717B2 (en) | 2002-05-14 | 2010-03-30 | Jtekt Corporation | Method for manufacturing a bearing raceway member |
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