WO2006137198A1 - 等速ジョイント用外輪部材の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an outer ring member for a constant velocity joint that constitutes a constant velocity joint for transmitting rotational driving force, and more specifically, a cup portion and a shaft portion having a plurality of guide grooves on an inner peripheral surface.
- the present invention relates to a method for manufacturing an outer ring member for a constant velocity joint, in which an outer ring member for a constant velocity joint formed in a body is manufactured by forging.
- a forging material is loaded into a cavity formed on an upper die and a lower die joined together, and pressure is applied to the forging material via a punch.
- the outer ring member (outer cup) of the constant velocity joint for driving the wheel is manufactured.
- the outer ring member includes a cup portion and a shaft portion formed integrally with the cup portion.
- a plurality of ball rolling grooves extending along the axial direction are formed on the inner peripheral surface of the cup portion so as to be spaced apart at equal angles along the circumferential direction, and the balls are formed along the ball rolling grooves. Is provided to roll.
- Patent Document 1 discloses that a recess having a semicircular cross section is formed on the upper surface of a cup portion by performing upset molding on a preform. Is disclosed. In this case, in Patent Document 1, it is assumed that by forming a recess having a radial cross section on the upper surface of the cup portion, the plastic fluidity at the time of backward extrusion molding in the next process becomes smooth, and the product completion accuracy can be improved. Yes.
- Patent Document 2 discloses that a concave hole is formed in the upper surface of the head by subjecting the hot-treatment material having the head and the body to front and rear extrusion. ing.
- Patent Document 3 discloses forming a concave cave portion by pressing the center portion of the end surface of the large diameter portion.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-178090
- Patent Document 2 JP-A-58-50149
- Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-5120
- a general object of the present invention is to share a part of the work amount in the fourth step with the third step, which is the previous step, to reduce the molding rate in the fourth step of forming the ball rolling groove.
- Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an outer ring member for a constant velocity joint that can achieve optimum dispersion in each process.
- the present invention performs the following first to fifth steps.
- a primary molded body having a shaft portion is formed by subjecting a cylindrical workpiece cut to a predetermined length to forward extrusion molding.
- the upper surface of the secondary molded body is subjected to pre-indentation molding so that the vertical cross-sectional shape in the axial direction of the bottom wall of the cup portion of the final product is substantially the same.
- a third molded body is formed in which matching concave portions are formed on the upper surface.
- the bottom wall of the cup portion is obtained by sharing the third step with the fourth step which is the next step.
- an R portion having a curved cross section is formed along the circumferential direction at the boundary portion between the upper surface of the head of the third molded body and the opening of the recess, so that the recess It is possible to prevent streaks from occurring around the opening.
- a ball having a tip formed on the inner wall is formed by subjecting the third molded body to a rear extrusion by using a punch having a tip shape that substantially matches the longitudinal sectional shape of the recess.
- a fourth molded body having a cup portion provided with rolling grooves is formed.
- a part of the work of forming the bottom wall of the cup portion in the fourth step is shared with the third step, which is the previous step, to form the ball rolling groove. Process formation rate can be reduced.
- the deformation amount (elongation of the material) of the forging material is reduced, and the occurrence of material cracking is avoided and good mold transferability is achieved. Can be achieved.
- FIG. 1 is a flowchart showing a manufacturing process of a constant velocity joint outer ring member according to the present embodiment.
- FIGS. 2A to 2F are a side view and a partial longitudinal sectional view showing the shape of an outer ring member for a constant velocity joint, which is a finished product by forging a workpiece along the manufacturing process shown in FIG. FIG.
- FIG. 3 is a longitudinal sectional view along the axial direction of a constant velocity joint outer ring member which is a finished product.
- FIG. 4 is an arrow view seen from the direction of arrow Z in FIG.
- FIG. 5 is a partially enlarged side view of the ball rolling groove shown in FIG.
- FIG. 6 is a partially enlarged side view of an R portion formed at a boundary portion between the concave portion and the upper surface of the third molded body shown in FIG. 2D.
- the outer ring member 12 is connected to one end portion of a shaft (not shown) and has a bottomed cylindrical cup portion 16 having an opening portion 14, and the cup portion 16. It is basically composed of a shaft part 18 formed integrally.
- the outer surface of the cup portion 16 adjacent to the connection portion between the cup portion 16 and the shaft portion 18 has a longitudinal section along the axial direction extending from the side peripheral portion 20 substantially parallel to the axis to the shaft portion 18 side.
- a curved surface portion 22 that is reduced in diameter while being curved in an arcuate shape is formed, and is connected to the shaft portion 18 via an annular stepped portion 24 that continues to the curved surface portion 22 and extends in a direction perpendicular to the axis. It is configured as follows.
- an inner diameter surface 28 that also has a spherical force bulges toward the center side, and extends along the axial direction between adjacent inner diameter surfaces 28.
- a plurality of existing ball rolling grooves 30a to 30f are formed around the shaft center at intervals of 60 degrees (see FIGS. 3 and 4).
- the ball rolling grooves 30a to 30f smoothly roll a ball (not shown), and extend along the inner wall surface of the outer ring member 12 to the vicinity of the end portion on the bottom side of the cup portion 16.
- each of the ball rolling grooves 30a to 30f has a cross-sectional arc shape having a single radius of curvature when viewed from the axial direction of the outer ring member 12 (the arrow Z direction in FIG. 3). It is formed.
- a bottom wall 32 (see an imaginary line F1 in FIG. 3) formed at the innermost wall surface of the cup portion 16 of the outer ring member 12 and extending in a direction perpendicular to the axial direction is the cup portion. 16 is set at an intermediate position of the curved surface portion 22 formed on the outer surface, and is set so as to be separated by ⁇ P along the imaginary line F2 of the annular step portion 24 continuous with the curved surface portion 22 along the axial direction ( (See Figure 3).
- the vertical cross-sectional shape along the axial direction of the bottom wall 32 formed in the cup portion 16 includes a circular flat surface 33 having a diameter D3 in plan view, and from the circular flat surface 33 to the opening. It is constituted by an annular inclined surface 35 having a continuous inclination angle with respect to the circular flat surface 33 of ⁇ 3, and as will be described later, the concave portion 62 of the third molded body 60 and the bottom wall 76 of the fourth molded body 70. Is substantially the same as the vertical cross-sectional shape.
- the outer ring member 12 is manufactured by the following process.
- the first preparation step spheroidizing annealing is performed on the workpiece 10 (see FIG. 2A) cut into a cylindrical body (billet) having a predetermined length.
- the workpiece 10 is softened and the following first to fifth forging processes are facilitated.
- a chemical conversion coating for lubrication is formed on the workpiece 10.
- the chemical conversion coating for lubrication should be formed by immersing the workpiece 10 in a solvent in which zinc phosphate or the like is dissolved for a predetermined time.
- first forging step S1 forward extrusion molding is performed on one end surface of the workpiece 10 on which the chemical conversion coating for lubrication is formed, using a first forging die (not shown).
- the workpiece 10 is loaded into the cavity of a first forging die (not shown), and one end surface of the workpiece 10 is pressed by a punch (not shown). Along with this, the other end surface side of the workpiece 10 is press-fitted into the cavity, and as a result, as shown in FIG. 2B, a reduced diameter portion 40a and a shaft portion 40b that are reduced in taper shape on the other end surface side are formed.
- the formed primary molded body 40 is obtained (see FIG. 2B).
- upsetting is performed on the primary compact 40 in the secondary forging step S2. That is, the primary molded body 40 is loaded into the cavity of a second forging die (not shown). At this time, the shaft portion 40b is inserted into a shaft portion holding portion (not shown) provided in the second forging die.
- the tip of the shaft portion 40b inserted into the shaft portion holding portion is not shown, and the upper portion of the primary molded body 40 is pressed with a punch while being supported by a pressing member. Crush. Along with this crushing, the upper part is compressed in the vertical direction and expanded in the horizontal direction, whereby a secondary molded body 50 (see FIG. 2C) is obtained.
- a recess 62 is formed in which the central portion of the upper surface is recessed by a predetermined depth in the axial direction.
- the recess 62 is a circle having a diameter D1 (see FIG. 2D) in plan view.
- the predetermined depth T1 (see FIG. 2D) of the recess 62 is such that the circular flat surface 72 and the ball rolling groove formed at the back of the cup portion of the fourth molded body 70 in the next step. It should be set to be less than the separation distance T2 (see Fig. 2E) along the axial direction (vertical direction) with the rear end of 74 ( ⁇ 1 ⁇ 2).
- the vertical cross-sectional shape of the concave portion 62 constituted by the circular flat surface 64 and the annular inclined surface 66 is a cut in the fourth molded body 70 of the next step.
- the bottom wall 76 formed in the inner part of the bottom portion is substantially the same as the vertical cross-sectional shape of the bottom wall 76, and the force is substantially the same as the vertical cross-sectional shape along the axial direction of the bottom wall 32 of the outer ring member 12 that is the final product. Configured.
- an R portion 68 having a non-angular shape and a curved cross section having a predetermined radius of curvature is provided around the boundary portion between the upper surface of the head of the third molded body 60 and the opening of the recess 62. It is formed along the direction (see Fig. 6).
- step S3 After the third forging step S3 is completed, low temperature annealing to remove stress from the third compact 60, shot blasting to remove oxide scales, etc. generated during this low temperature annealing, bonderite A chemical conversion coating for lubrication having the same strength as zinc phosphate is formed on the outer surface of the tertiary compact 60 by the treatment. By performing these various treatments, the third molded body 60 can be easily plastically deformed.
- a fourth forging step S4 is performed using a fourth forging die (not shown).
- the tip shape is substantially the same as the longitudinal sectional shape of the recess 62 of the third molded body 60.
- a fourth forged body 70 is obtained by performing a fourth forging process using a punch not shown in the figure (see FIG. 2).
- the vertical cross-sectional shape of the bottom wall 76 formed in the inner part of the cup portion of the fourth molded body 70 includes a circular flat surface 72 having a diameter D2 in plan view, and the circular flat surface.
- An annular inclined surface 78 that is continuous from the surface 72 to the opening and has an inclination angle of ⁇ 2 with respect to the circular flat surface 72 is substantially the same as the longitudinal sectional shape of the recess 62 of the third molded body 60 as described above. It is the same.
- the third formed body 60 is performed using a punch (not shown) whose tip shape is substantially the same as the longitudinal sectional shape of the recess 62 of the third formed body 60. Therefore, the circular flat surface 64 constituting the recess 62 becomes a non-plastic flow site, and only the annular inclined surface 66 becomes a plastic flow site and is pushed out rearward of the cup portion.
- the fifth cold forging step S5 is performed on the fourth compact 70.
- a liquid lubricant may be applied to at least one of the surface of the fourth compact 70 and the fifth forging die (not shown). Thereby, it is possible to avoid the seizure of the fourth compact 70 or the fifth forging die during the fifth forging / casing step S5.
- the liquid lubricant a known liquid lubricant that has been used in the past can be used.
- the force and tip shape are substantially the same as the longitudinal sectional shape of the recess 62 of the third molded body 60 (not shown).
- ironing final sizing is performed on the inner and outer surfaces of the fourth molded body 70 to finish the cup portion 16 into a final product shape.
- the thickness of the cup portion 16 and the width and depth of the ball rolling grooves 30a to 30f are processed so as to have a predetermined dimensional accuracy, thereby forming the shapes of the ball rolling grooves 30a to 30f and the like.
- an outer ring member 12 for a Barfield type constant velocity joint is obtained as a finished product with a dimensional accuracy of the cup portion 16 including (see FIG. 2F).
- the vertical cross-sectional shape of the bottom wall 32 formed in the inner part of the cup portion 16 of the outer ring member 12 has a circular flat surface 33 having a diameter D3 in plan view and an opening from the circular flat surface 33.
- a circular flat surface 33 having a diameter D3 in plan view and an opening from the circular flat surface 33.
- annular inclined surface 35 having an inclination angle of ⁇ 3 with respect to the circular flat surface 33, and is substantially the same as the longitudinal sectional shape of the concave portion 62 of the third molded body 60 and the bottom wall of the fourth molded body 70. It is.
- the diameters of the circular flat surfaces 64, 72, 33 from the third molded body to the fifth molded body (the outer ring member 12 as the final product) are D1 ⁇ D2 ⁇ D3, and
- the first forging process S1 to the third forging process S3 are performed by warm forging or hot forging!
- the fifth forging process S5 may be performed by cold forging.
- all the steps from the first forging caloing step S1 to the fifth forging step S5 can be performed by cold forging.
- a part of the work of originally forming the bottom wall of the cup part in the fourth forging step S4 is transferred to the third forging step S3, which is the previous step.
- the molding rate in the fourth forging step S4 for forming the ball rolling grooves 30a to 30f can be reduced.
- the deformation amount (elongation of material) of the forging material is reduced, and the occurrence of material cracking is avoided. And good mold transferability can be achieved.
- the circular flat surface of the recess 62 formed in the third molded body 60 becomes a non-plastic flow site, and the plastic flow site force is removed, so that the fourth forging process is performed.
- the plastic flow (meat flow) when forming the ball rolling grooves 74 and 30a to 30f becomes smoother, and the ball rolling grooves 74 and 30a to 30f are formed with high accuracy. can do.
- the ball rolling groove 74 is formed by sharing a part of the work amount in the fourth forging process to the third forging process, which is the previous process. Reduce the forming rate of the fourth forging process to achieve optimal dispersion of each process Can do. As a result, the yield can be improved by suppressing the occurrence of defective products such as material cracks.
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Abstract
第1工程ではワーク(10)に対し前方押し出し成形して第1次成形体(40)が形成され、第2工程では据え込み成形が施されて第2次成形体(50)が形成される。続いて、第3工程では、前記第2次成形体(50)の上面に対して予備押し込み成形が施されることにより、最終製品のカップ部(16)の底壁(32)の軸線方向における縦断面形状と略一致する凹部(62)が前記上面に形成された第3次成形体(60)が得られる。第4工程では、前記凹部(62)の縦断面形状と略一致する先端部形状を有するパンチを用い、前記第3次成形体(60)に対して後方押し出し成形を施すことにより内壁にボール転動溝(74)が設けられたカップ部を有する第4次成形体(70)が形成され、最後の第5工程では、前記第4次成形体(70)のカップ部に対してしごき成形を行って最終製品である外輪部材(12)が製造される。
Description
明 細 書
等速ジョイント用外輪部材の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、回転駆動力を伝達するための等速ジョイントを構成する等速ジョイント用 外輪部材に関し、一層詳細には、内周面に複数の案内溝を有するカップ部と軸部と がー体的に形成された等速ジョイント用外輪部材を鍛造成形によって製造する等速 ジョイント用外輪部材の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 従来から、互いに接合された上部ダイス及び下部ダイスに形成されるキヤビティに 鍛造用素材を装填し、パンチを介して前記鍛造用素材に加圧力を付与することによ り、例えば、自動車の車輪駆動用の等速ジョイントの外輪部材 (ァウタカップ)が製造 されている。
[0003] 前記外輪部材は、カップ部と、前記カップ部と一体的に形成される軸部とから構成 される。前記カップ部の内周面には、軸線方向に沿って延在する複数のボール転動 溝が周方向に沿って等角度離間するように形成され、前記ボール転動溝に沿ってボ 一ルが転動するように設けられて 、る。
[0004] この種の等速ジョイントの外輪部材の製造方法として、特許文献 1には、予備成形 体に対して据え込み成形を行うことにより、カップ部の上面に断面半円形状の凹部を 形成することが開示されている。この場合、特許文献 1では、カップ部の上面に断面 半径状の凹部を形成することにより、次工程の後方押し出し成形時における塑性流 動性が円滑となり、製品完成精度を向上させることができるとしている。
[0005] また、特許文献 2には、頭部及び胴部を有する熱間処理材に対して前後押し出し 加工を施すことにより、前記頭部の上面に対して凹穴を形成することが開示されてい る。
[0006] さらに、特許文献 3には、大径部の端面中央部を押圧加工して凹洞部を形成するこ とが開示されている。
[0007] し力しながら、前記特許文献 1〜3に開示された技術的思想では、次工程にぉ 、て
、例えば、後方押し出し成形を遂行するときの肉流れを円滑とするためにのみ中間 成形体の頭部に凹部を形成している力 前記後方押し出し成形によってカップ部の 内壁面にボール転動溝を形成する工程における変形量 (材料の伸び)が依然として 大きぐ他の工程と比較して仕事量 (成形率)が多くなる。
[0008] 特許文献 1:特開 2002— 178090号公報
特許文献 2:特開昭 58 - 50149号公報
特許文献 3:特開昭 55— 5120号公報
発明の開示
[0009] 本発明の一般的な目的は、第 4工程における仕事量の一部をその前工程である第 3工程に分担させて、ボール転動溝を形成する第 4工程の成形率を軽減させて各ェ 程の最適な分散化を図ることが可能な等速ジョイント用外輪部材の製造方法を提供 することにある。
[0010] 本発明は、下記の第 1工程から第 5工程を行う。
[0011] 先ず、第 1工程では、所定長に切断された円柱状のワークに対し前方押し出し成形 することにより軸部を有する第 1次成形体を形成する。
[0012] 続いて、第 2工程では、前記軸部を除いた上部に対して据え込み成形が施され、 前記第 1次成形体の上部が圧縮,拡径された第 2次成形体を形成する。
[0013] 続いて、第 3工程では、前記第 2次成形体の上面に対して予備押し込み成形が施 されることにより、最終製品のカップ部の底壁の軸線方向における縦断面形状と略一 致する凹部が前記上面に形成された第 3次成形体を形成する。前記カップ部の底壁 は、本来であれば、次工程である第 4工程で行われるのを第 3工程に分担させたもの である。
[0014] この場合、前記第 3次成形体の頭部の上面と前記凹部の開口部との境界部位に、 断面曲線状の R部が周方向に沿って形成されることにより、前記凹部の開口部周辺 にスジが発生することを阻止することができる。
[0015] 続 、て、第 4工程では、前記凹部の縦断面形状と略一致する先端部形状を有する パンチを用い、前記第 3次成形体に対して後方押し出し成形を施すことにより内壁に ボール転動溝が設けられたカップ部を有する第 4次成形体を形成する。
[0016] 最後に、第 5工程では、前記第 4次成形体のカップ部に対してしごき成形を行って 最終製品である、軸部とカップ部とがー体的に形成されたバーフィールド型等速ジョ イント用外輪部材が製造される。
[0017] 本発明によれば、第 4工程におけるカップ部の底壁を形成するという一部の仕事量 をその前工程である第 3工程に分担させて、ボール転動溝を形成する第 4工程の成 形率を軽減させることができる。
[0018] この結果、本発明では、第 4工程における成形率を軽減させることにより、鍛造素材 の変形量 (材料の伸び)を減少させ、材料割れの発生を回避して良好な金型転写性 を達成することができる。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本実施の形態に係る等速ジョイント用外輪部材の製造工程を示すフローチヤ一 トである。
[図 2]図 2A〜図 2Fは、それぞれ、図 1に示す製造工程に沿ってワークが鍛造成形さ れることにより完成品に至る等速ジョイント用外輪部材の形状を示す側面図及び部分 縦断面図である。
[図 3]完成品である等速ジョイント用外輪部材の軸線方向に沿った縦断面図である。
[図 4]図 3の矢印 Z方向からみた矢視図である。
[図 5]図 4に示されるボール転動溝の部分拡大側面図である。
[図 6]図 2Dに示される第 3次成形体の凹部と上面との境界部位に形成された R部の 部分拡大側面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0020] 本実施の形態に係る等速ジョイント用外輪部材の製造方法では、図 1のフローチヤ ートに示されるように、炭素鋼製の円柱体 (ビレット)力もなるワーク 10 (図 2A参照)に 対して合計 5回の鍛造成形が施され、最終的に完成品であるバーフィールド型の等 速ジョイント用外輪部材 12 (以下、単に、外輪部材 12という)が製造される。
[0021] 図 3及び図 4に示されるように、この外輪部材 12は、図示しない軸の一端部に連結 されて開口部 14を有する有底円筒状のカップ部 16と、前記カップ部 16と一体的に 形成される軸部 18とから基本的に構成される。
[0022] 前記カップ部 16と軸部 18との連結部位に近接するカップ部 16の外表面は、軸線 方向に沿った縦断面が該軸線と略平行な側周部 20から軸部 18側に向力つて断面 円弧状に湾曲しながら縮径する曲面部 22が形成され、前記曲面部 22に連続し軸線 と直交する方向に延在する環状段差部 24を介して軸部 18と連結されるように構成さ れる。
[0023] 前記外輪部材 12のカップ部 16の内壁面には、球面力もなる内径面 28が中心側に 向かって膨出形成され、隣接する内径面 28の間には、軸方向に沿って延在するボ 一ル転動溝 30a〜30fが軸心の回りにそれぞれ 60度の間隔をおいて複数形成され る(図 3及び図 4参照)。
[0024] このボール転動溝 30a〜30fは、図示しないボールを円滑に転動させるものであり 、外輪部材 12の内壁面に沿ってカップ部 16の底部側の終端部近傍部位まで延在し て設けられる。また、前記各ボール転動溝 30a〜30fは、図 5に示されるように、外輪 部材 12の軸線方向(図 3の矢印 Z方向)から見て、単一の曲率半径からなる断面円 弧状に形成される。
[0025] さらに、前記外輪部材 12のカップ部 16の内壁面の最も奥部に形成され軸線方向と 直交する方向に延在する底壁 32 (図 3の仮想線 F1参照)は、該カップ部 16の外表 面に形成された曲面部 22の中間位置に設定され、前記曲面部 22に連続する環状 段差部 24の仮想線 F2と軸線方向に沿って Δ Pだけ離間するように設定される(図 3 参照)。
[0026] 前記カップ部 16に形成される底壁 32の軸線方向に沿った縦断面形状は、平面視 して直径 D3からなる円形状平坦面 33と、前記円形状平坦面 33から開口部まで連続 し前記円形状平坦面 33に対する傾斜角度が Θ 3からなる環状傾斜面 35によって構 成され、後述するように、第 3次成形体 60の凹部 62及び第 4次成形体 70の底壁 76 の縦断面形状と略同一である。
[0027] この外輪部材 12は、以下の工程によって製造される。
[0028] まず、第 1準備工程において、所定長の円柱体 (ビレット)に切り出されたワーク 10 ( 図 2A参照)に対して球状化焼鈍を施す。これによりワーク 10が軟化し、以下の第 1次 〜第 5次鍛造加工が容易となる。
[0029] そして、第 2準備工程において、ワーク 10に対して潤滑用化成被膜の形成を行う。 すなわち、ボンデライト処理によって、例えば、リン酸亜鉛等力 なる潤滑用化成被膜 をワーク 10の表面に形成することによって該表面に潤滑性を付与する。具体的には 、このようなリン酸亜鉛等が溶解された溶媒中にワーク 10を所定時間浸漬することに より潤滑用化成被膜を形成すればょ ヽ。
[0030] 次いで、第 1次鍛造加工工程 S1において、図示しない第 1鍛造用金型を使用して 、潤滑用化成被膜が形成されたワーク 10の一端面に対する前方押し出し成形を行う
[0031] すなわち、図示しない第 1鍛造用金型のキヤビティにワーク 10を装填し、前記ヮー ク 10の一端面を図示しないパンチによって加圧する。これに伴って、該キヤビティに ワーク 10の他端面側が圧入され、その結果、図 2Bに示されるように、他端面側にテ ーパ状に縮径した縮径部 40aと軸部 40bとが形成された第 1次成形体 40が得られる (図 2B参照)。
[0032] 次いで、第 2次鍛造加工工程 S2において、第 1次成形体 40に対して据え込み成 形を行う。すなわち、図示しない第 2鍛造用金型のキヤビティに第 1次成形体 40を装 填する。この際、軸部 40bは、第 2鍛造用金型に設けられた図示しない軸部保持部 に挿入される。
[0033] そして、図示しな 、軸部保持部に挿入された軸部 40bの先端部を図示しな 、押止 部材で支持しながら、第 1次成形体 40の上部をパンチで押圧して圧潰する。この圧 潰に伴って前記上部が縦方向に圧縮されると共に横方向に拡径されることにより、第 2次成形体 50 (図 2C参照)が得られる。
[0034] 続いて、第 3次鍛造カ卩ェ工程 S3において、第 2次成形体 50の頭部の上面に対し て予備押し込み成形を施し、前記頭部の上面の中央部に凹部 62が形成された第 3 次成形体 60が得られる(図 2D参照)。
[0035] すなわち、図示しない第 3鍛造用金型を用い、キヤビティに装填された第 2次成形 体 50の上面を図示しないパンチによって押圧することにより、前記第 2次成形体 50 の頭部の上面の中央部が軸線方向に所定の深さだけ窪んだ凹部 62が形成される。
[0036] この凹部 62は、図 6に示されるように、平面視して直径 D1 (図 2D参照)からなる円
形状平坦面 64と、前記円形状平坦面 64から開口部まで連続し前記円形状平坦面 6 4に対する傾斜角度が θ 1からなる環状傾斜面 66によって構成される。
[0037] なお、前記凹部 62の所定の深さ T1 (図 2D参照)は、次工程における第 4次成形体 70のカップ部の奥部に形成される円形状平坦面 72とボール転動溝 74の奥部側終 端部との軸線方向 (鉛直方向)に沿った離間距離 T2 (図 2E参照)以下に設定される とよい(Τ1≤Τ2)。
[0038] 第 3次成形体 60において、前記円形状平坦面 64及び前記環状傾斜面 66によつ て構成される前記凹部 62の縦断面形状は、次工程の第 4次成形体 70におけるカツ プ部の奥部に形成される底壁 76の縦断面形状と略同一に構成され、し力も、最終製 品である外輪部材 12の底壁 32の軸線方向に沿った縦断面形状と略同一に構成さ れる。
[0039] さらに、前記第 3次成形体 60の頭部の上面と前記凹部 62の開口部との境界部位 には、非角形状で所定の曲率半径力もなる断面曲線状の R部 68が周方向に沿って 形成される(図 6参照)。
[0040] 前記凹部 62の開口する入口部分に R部 68を形成することにより、前記凹部 62の開 口部周辺にスジが発生することを阻止することができると共に、後工程で前記第 3次 成形体 60に対して熱処理を施した場合に前記スジに起因して割れ等が発生すること を回避することができる。
[0041] 第 3次鍛造加工工程 S3が終了した後、第 3次成形体 60から応力を除去するための 低温焼鈍、この低温焼鈍の際に発生する酸化スケール等を除去するショットブラスト 処理、ボンデライト処理による第 3次成形体 60の外表面にリン酸亜鉛等力 なる潤滑 用化成被膜の形成をそれぞれ行う。これらの各種処理を行うことにより、第 3次成形 体 60を容易に塑性変形させることができるようになる力もである。
[0042] その後、図示しない第 4鍛造用金型を使用して第 4次鍛造加工工程 S4を行う。図 示しない第 4鍛造用金型の軸部挿入部に軸部が挿入された第 3次成形体 60に対し 、先端部形状が前記第 3次成形体 60の凹部 62の縦断面形状と略一致する図示しな いパンチを用いて第 4次鍛造加工が遂行されて第 4次成形体 70が得られる(図 2Ε参 照)。
[0043] この場合、第 4次成形体 70のカップ部の奥部に形成される底壁 76の縦断面形状 は、平面視して直径 D2からなる円形状平坦面 72と、前記円形状平坦面 72から開口 部まで連続し前記円形状平坦面 72に対する傾斜角度が Θ 2からなる環状傾斜面 78 によって構成され、前述したように、第 3次成形体 60の凹部 62の縦断面形状と略同 一である。
[0044] 第 4次鍛造加工工程 S4では、第 3次成形体 60に対し、先端部形状が前記第 3次 成形体 60の凹部 62の縦断面形状と略一致する図示しないパンチを用いて遂行され るため、凹部 62を構成する円形状平坦面 64が非塑性流動部位となり、環状傾斜面 6 6のみが塑性流動部位となってカップ部の後方に押し出される。
[0045] 第 4次鍛造加工工程 S4が行われた後、第 4次成形体 70に対して第 5次冷間鍛造 加工工程 S5を施す。なお、第 5次鍛造加工工程 S5を行う前に、第 4次成形体 70の 表面または第 5鍛造用金型(図示せず)の少なくともいずれか一方に液体潤滑剤を塗 布するとよい。これにより、第 5次鍛造カ卩ェ工程 S5が遂行されている最中に、第 4次 成形体 70または第 5鍛造用金型に焼き付きが生じることを回避することができる。液 体潤滑剤としては、従来から使用されて!ヽる公知の液体潤滑剤を使用すればょ ヽ。
[0046] 第 5次鍛造加工工程 S5では、図示しない第 5鍛造用金型を使用し、し力も先端部 形状が前記第 3次成形体 60の凹部 62の縦断面形状と略一致する図示しないパンチ を用いて、第 4次成形体 70の内面及び外面に対し、カップ部 16を最終的な製品形 状に仕上げるためのしごき成形 (最終サイジング成形)が施される。
[0047] すなわち、カップ部 16の肉厚やボール転動溝 30a〜30fの幅及び深さが所定の寸 法精度となるように加工し、これにより、ボール転動溝 30a〜30f等の形状を含むカツ プ部 16の寸法精度が出された完成品としてのバーフィールド型等速ジョイント用外輪 部材 12が得られるに至る(図 2F参照)。
[0048] 第 4次成形体 70に対して第 5次鍛造加工工程 S5が遂行される際、カップ部の底壁 76を構成する円形状平坦面 72が非塑性流動部位となり、環状傾斜面 78のみが塑 性流動部位となってサイジング成形がなされる。
[0049] 前記外輪部材 12のカップ部 16の奥部に形成される底壁 32の縦断面形状は、平面 視して直径 D3からなる円形状平坦面 33と、前記円形状平坦面 33から開口部まで連
続し前記円形状平坦面 33に対する傾斜角度が Θ 3からなる環状傾斜面 35によって 構成され、第 3次成形体 60の凹部 62及び第 4次成形体 70の底壁の縦断面形状と略 同一である。
[0050] 換言すると、第 3次成形体から第 5次成形体 (最終製品である外輪部材 12)までの 円形状平坦面 64、 72、 33の直径は、 D1 ^D2^D3となり、また、前記円形状平坦 面 64、 72、 33に対する各環状傾斜面 66、 78、 35の傾斜角度 ίま、 Θ 1 = Θ 2= Θ 3 となる。なお、各環状傾斜面 66、 78、 35の傾斜角度は、約 45度に設定されると好適 である。
[0051] この場合、鍛造成形としては、第 1次鍛造加工工程 S1〜第 3次鍛造加工工程 S3を 温間鍛造成形又は熱間鍛造成形を行!ヽ、第 4次鍛造加工工程 S4及び第 5次鍛造 加工工程 S5をそれぞれ冷間鍛造成形によって行うとよい。あるいは、第 1次鍛造カロ ェ工程 S1〜第 5次鍛造加工工程 S5までの全工程を冷間鍛造成形によって遂行さ れるとよ 、。
[0052] 本実施の形態によれば、本来、第 4次鍛造加工工程 S4でカップ部の底壁を形成す るという一部の仕事量をその前工程である第 3次鍛造加工工程 S3に分担させて第 3 次成形体 60の上面に凹部 62を形成することにより、ボール転動溝 30a〜30fを形成 する第 4次鍛造加工工程 S4の成形率を軽減させることができる。
[0053] この結果、本実施の形態では、第 4次鍛造加工工程 S4における成形率を軽減させ ることにより、鍛造素材の変形量 (材料の伸び)を減少させ、材料割れの発生を回避 して良好な金型転写性を達成することができる。
[0054] また、本実施の形態では、第 3次成形体 60に形成された凹部 62の円形状平坦面 が非塑性流動部位となって塑性流動部位力 除かれることにより、第 4次鍛造加工ェ 程及び第 5次鍛造加工工程においてボール転動溝 74、 30a〜30fを形成する際の 塑性流動(肉流れ)がより一層円滑となり、ボール転動溝 74、 30a〜30fを高精度に 形成することができる。
[0055] さらに、本実施の形態では、第 4次鍛造加工工程における仕事量の一部をその前 工程である第 3次鍛造加工工程工程に分担させることにより、ボール転動溝 74を形 成する第 4次鍛造加工工程の成形率を軽減させて各工程の最適な分散化を図ること
ができる。この結果、材料割れ等の不良品の発生を抑制して歩留りを向上させること ができる。
Claims
[1] 鍛造成形によって軸部(18)とカップ部(16)とが一体的に形成されたバーフィール ド型等速ジョイント用外輪部材(12)の製造方法であって、
所定長に切断された円柱状のワーク(10)を前方押し出し成形することにより軸部( 40b)を有する第 1次成形体 (40)を形成する第 1工程と、
前記軸部 (40b)を除いた上部に対して据え込み成形が施されることにより、前記第 1次成形体 (40)の上部が圧縮'拡径された第 2次成形体 (50)を形成する第 2工程と 前記第 2次成形体(50)の上面に対して予備押し込み成形が施されることにより、最 終製品のカップ部(16)の底壁(32)の軸線方向における縦断面形状と略一致する 凹部 (62)が前記上面に形成された第 3次成形体 (60)を形成する第 3工程と、 前記凹部 (62)の縦断面形状と略一致する先端部形状を有するパンチを用い、前 記第 3次成形体 (60)に対して後方押し出し成形を施すことにより内壁にボール転動 溝 (74)が設けられたカップ部を有する第 4次成形体 (70)を形成する第 4工程と、 前記第 4次成形体 (70)のカップ部に対してしごき成形を行う第 5工程と、 を有することを特徴とする等速ジョイント用外輪部材の製造方法。
[2] 請求項 1記載の製造方法において、
前記第 3次成形体 (60)の頭部の上面と前記凹部(62)の開口部との境界部位には 、断面曲線状の R部 (68)が周方向に沿って形成されることを特徴とする等速ジョイン ト用外輪部材の製造方法。
[3] 請求項 1記載の製造方法において、
前記第 3次成形体 (60)の凹部(62)は、平面視して直径 D1からなる円形状平坦面 (64)と、前記円形状平坦面 (64)力 開口部まで連続し前記円形状平坦面 (64)に 対する傾斜角度が θ 1からなる環状傾斜面 (66)とを有することを特徴とする等速ジョ イント用外輪部材の製造方法。
[4] 請求項 3記載の製造方法において、
前記第 4次成形体(70)のカップ部の奥部に形成される底壁(76)の縦断面形状は 、平面視して直径 D2からなる円形状平坦面(72)と、前記円形状平坦面(72)から開
口部まで連続し前記円形状平坦面(72)に対する傾斜角度が Θ 2からなる環状傾斜 面 (78)とを有し、前記第 3次成形体 (60)の凹部 (62)の縦断面形状と略同一 (Dl ^ D2, Θ 1 = Θ 2)に設けられることを特徴とする等速ジョイント用外輪部材の製造方法
[5] 請求項 4記載の製造方法において、
前記外輪部材(12)のカップ部(16)の奥部に形成される底壁(32)の縦断面形状 は、平面視して直径 D3からなる円形状平坦面(33)と、前記円形状平坦面(33)から 開口部まで連続し前記円形状平坦面(33)に対する傾斜角度が Θ 3からなる環状傾 斜面 (35)とを有し、前記第 3次成形体 (60)の凹部 (62)及び前記第 4次成形体 (70 )の底壁(76)の縦断面形状と略同一(D1 D2 D3、 Θ 1 = Θ 2= Θ 3)に設けられ ることを特徴とする等速ジョイント用外輪部材の製造方法。
[6] 請求項 1記載の製造方法において、
前記第 3次成形体 (60)の凹部(62)の軸線方向に沿った深さ T1は、前記第 4次成 形体 (70)のカップ部の奥部に形成される円形状平坦面(72)とボール転動溝 (74) の奥部終端部との軸線方向に沿った離間距離 T2以下 (T1≤T2)に設定されること を特徴とする等速ジョイント用外輪部材の製造方法。
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