JP2019007046A - Heat treatment method of annular member - Google Patents
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Abstract
【課題】円すいころ軸受の軌道輪のように、軸方向の一方から他方に向かって肉厚が漸次変化する断面形状を有する環状部材を熱処理した時の、完成品の形状からのズレを抑えて、加熱処理後の矯正工程の負荷を軽減する。【解決手段】鋼からなり、軸方向における肉厚が、軸方向の一端から他端に向かって薄くなっている外周面を有する環状部材の熱処理方法であって、熱処理による変形量に見合う量にて、厚肉側を大径に、薄肉側を小径にした環状部材を出発部材とする。【選択図】図4An object of the present invention is to suppress deviation from the shape of a finished product when an annular member having a cross-sectional shape whose wall thickness gradually changes from one axial direction to the other, such as a raceway of a tapered roller bearing. , Reduce the load of the correction process after heat treatment. A heat treatment method for an annular member made of steel and having an outer peripheral surface whose thickness in the axial direction becomes thinner from one end to the other end in an axial direction, the amount corresponding to the amount of deformation caused by the heat treatment. An annular member having a large diameter on the thick side and a small diameter on the thin side is used as a starting member. [Selection] Figure 4
Description
本発明は、円すいころ軸受の内輪や外輪のように、肉厚が、軸方向の一方の端部から他方の端部に向かって漸次変化する断面形状を有する環状部材の熱処理方法に関する。 The present invention relates to a heat treatment method for an annular member having a cross-sectional shape whose wall thickness gradually changes from one end portion in the axial direction to the other end portion, such as an inner ring and an outer ring of a tapered roller bearing.
図1は、円すいころ軸受(但し、保持器は不図示)の完成形状を示す断面図である。内輪1は、内周面2が半径Riの円筒状であり、外周面3には大径側鍔部4aと小径側鍔部4bとの間に内輪軌道面5が形成されている。この内輪軌道面5は、内輪1の軸方向の一方の面10(図では上端であり、以下では「上端面10」という。)から他方の面20(図では下端であり、以下では「下端面20」という。)に向かって肉厚が漸次減少している傾斜面である。また、大径側顎部4aは肉厚に、小径側顎部4bは薄肉になっている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a completed shape of a tapered roller bearing (however, a cage is not shown). The inner ring 1 has a cylindrical shape with an inner
一方、外輪100は、外周面103が半径Roの円筒状であり、内周面が上端面110から下端面120に向かって肉厚が漸次増加している傾斜面からなる外輪軌道面105を有する。
On the other hand, the
そして、内輪1の内輪軌道面5と外輪100の外輪軌道面105との間に、円すいころ50を配置し、図示は省略する保持器で保持して円すいころ軸受となる。
A
ところで、円すいころ軸受では、耐摩耗性の向上などを目的として、熱処理により内輪軌道面5及び外輪軌道面105の硬度を高めることが一般に行われている。しかし、この熱処理により変形が起こり、完成形状に合わせて図1に示す形状に加工した出発部材を用いた場合、図2に示すように、内輪1の内周面2は、上端面10から下端面20に向って漸次大径になるように傾斜した断面形状を呈するようになる。また、上端面10が、内周面2の端縁から外周面3に向かって上昇する傾斜面となり、下端面20も、内周面2の端縁から外周面3に向かって上昇する傾斜面となる。尚、図中の一点鎖線Aは、図1に示した完成品における上端面10の位置であり、一点鎖線Bは下端面20の位置をそれぞれ示している。即ち、全体として、外周面側に上昇傾斜した形状に変形する。
By the way, in the tapered roller bearing, for the purpose of improving wear resistance and the like, generally, the hardness of the inner
また、外輪100も、図1に示す完成形状に合わせて加工した出発部材を用いると、図3に示すように、外周面103は、上端面110から下端面120に向かって漸次大径になるように傾斜した断面形状を呈するようになる。また、上端面110が外輪軌道面105の端縁から外周面103に向かって降下する傾斜面となり、下端面120が外輪軌道面105の端縁から外周面103に向かって降下する傾斜面となる。尚、一点鎖線AまたはBは、図2と同様である。即ち、全体として、外周面側に降下傾斜した形状に変形する。
Further, when the
そのため、熱処理後に完成形状に加工する矯正工程が必要になるが、図2及び図3に示すように、加工部が、軸方向全体にわたり、一方から他方に向かって肉厚が漸次変化する略台形状の断面形状であり、上端面や下端面も傾斜している。そのため、加工代が軸方向全体にわたり変わり、加工に手間がかかる。このような背景から、本出願人は、特許文献1において、熱処理後の内輪や外輪を金型に圧入して塑性変形させ、矯正することを提案している。 For this reason, a straightening process is required for processing into a finished shape after the heat treatment, but as shown in FIGS. 2 and 3, the processed portion is substantially a base in which the thickness gradually changes from one to the other over the entire axial direction. The cross-sectional shape of the shape, the upper end surface and the lower end surface are also inclined. For this reason, the machining cost changes over the entire axial direction, which takes time and effort. From such a background, the present applicant has proposed in Patent Document 1 that the inner ring and the outer ring after heat treatment are pressed into a mold to be plastically deformed and corrected.
上記したような熱処理による変形は軸受が大径になるほど顕著になり、特許文献1の矯正方法では矯正装置も大きくなり、また金型への圧入も困難になる。 The deformation due to the heat treatment as described above becomes more prominent as the diameter of the bearing becomes larger. With the correction method of Patent Document 1, the correction device becomes larger and press-fitting into the mold becomes difficult.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、円すいころ軸受の軌道輪のように、軸方向の一方から他方に向かって肉厚が漸次変化する断面形状を有する環状部材を熱処理した時の、完成品の形状からのズレを抑える新たな方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and heat-treated an annular member having a cross-sectional shape whose wall thickness gradually changes from one to the other in the axial direction, like a tapered ring of a tapered roller bearing. An object is to provide a new method for suppressing the deviation from the shape of the finished product.
上記課題を解決するために、本発明は下記の熱処理方法を提供する。
(1)鋼からなり、軸方向における肉厚が、軸方向の一端から他端に向かって薄くなっている外周面を有する環状部材の熱処理方法であって、
熱処理による変形量に見合う量にて、
厚肉側を大径に、薄肉側を小径にした環状部材を出発部材とし、熱処理を行うことを特徴とする環状部材の熱処理方法。
(2)前記環状部材が、鍔付きまたは鍔無しの円すいころ軸受の内輪であることを特徴とする上記(1)記載の環状部材の熱処理方法。
(3)前記出発部材の前記内輪軌道面の傾斜角度を、熱処理して得られる完成品の内輪軌道面の傾斜角度に対して、厚肉側よりも薄肉側で大きくしたことを特徴とする上記(2)記載の環状部材の熱処理方法。
(4)前記環状部材の内径が、1000mm以上であることを特徴とする上記(1)〜(3)の何れか1項に記載の環状部材の熱処理方法。
(5)鋼からなり、軸方向における肉厚が、軸方向の一端から他端に向かって厚くなっている内周面を有する環状部材の熱処理方法であって、
熱処理による変形量に見合う量にて、
厚肉側を大径に、薄肉側を小径にした環状部材を出発部材とし、熱処理を行うことを特徴とする環状部材の熱処理方法。
(6)前記環状部材が、鍔付きまたは鍔無しの円すいころ軸受の外輪であることを特徴とする上記(5)記載の環状部材の熱処理方法。
(7)前記出発部材の前記外輪軌道面の傾斜角度を、熱処理して得られる完成品の外輪軌道面の傾斜角度に対して、厚肉側よりも薄肉側で小さくしたことを特徴とする上記(6)記載の環状部材の熱処理方法。
(8)前記熱処理が、高周波熱処理であることを特徴とする上記(1)〜(7)の何れか1項に記載の環状部材の熱処理方法。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following heat treatment method.
(1) A heat treatment method for an annular member made of steel and having an outer peripheral surface whose thickness in the axial direction becomes thinner from one end to the other end in the axial direction,
In an amount commensurate with the amount of deformation due to heat treatment,
A heat treatment method for an annular member, characterized in that heat treatment is performed using an annular member having a large diameter on the thick side and a small diameter on the thin side as a starting member.
(2) The annular member heat treatment method according to (1), wherein the annular member is an inner ring of a tapered roller bearing with or without a flange.
(3) The inclination angle of the inner ring raceway surface of the starting member is made larger on the thin side than on the thick side with respect to the inclination angle of the inner ring raceway surface of the finished product obtained by heat treatment. (2) The heat processing method of the annular member of description.
(4) The heat treatment method for an annular member according to any one of (1) to (3), wherein an inner diameter of the annular member is 1000 mm or more.
(5) A heat treatment method for an annular member made of steel and having an inner peripheral surface whose thickness in the axial direction is increased from one end to the other end in the axial direction,
In an amount commensurate with the amount of deformation due to heat treatment,
A heat treatment method for an annular member, characterized in that heat treatment is performed using an annular member having a large diameter on the thick side and a small diameter on the thin side as a starting member.
(6) The heat treatment method for an annular member according to (5), wherein the annular member is an outer ring of a tapered roller bearing with or without a flange.
(7) The inclination angle of the outer ring raceway surface of the starting member is made smaller on the thin side than on the thick side with respect to the inclination angle of the outer ring raceway surface of the finished product obtained by heat treatment. (6) The heat processing method of the annular member of description.
(8) The heat treatment method for an annular member according to any one of (1) to (7), wherein the heat treatment is high-frequency heat treatment.
本発明によれば、熱処理による変形とは逆の方向に傾斜させた出発部材を用いて熱処理を行うため、熱処理後の環状部材の形状は完成品の形状に近く、熱処理後の矯正工程における加工量や加工時間、労力等の負荷を大幅に軽減することができ、場合によっては矯正工程を省略することもでき、製造コストを大幅に低減することができる。特に、大径の環状部材への適用において有効である。 According to the present invention, since the heat treatment is performed using the starting member inclined in the direction opposite to the deformation due to the heat treatment, the shape of the annular member after the heat treatment is close to the shape of the finished product, and the processing in the correction process after the heat treatment is performed. Loads such as amount, processing time, and labor can be greatly reduced, and in some cases, the correction process can be omitted, and the manufacturing cost can be greatly reduced. In particular, it is effective in application to a large-diameter annular member.
以下に図面を参照して本発明を詳細に説明するが、本実施形態では、環状部材として図1に示した円すいころ軸受の内輪及び外輪を例にして説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In this embodiment, the inner ring and the outer ring of the tapered roller bearing shown in FIG. 1 will be described as an example of the annular member.
上記したように、図1に示した円すいころ軸受の内輪1は、熱処理後には図2に示す変形を起こす。即ち、内輪1の内周面2が、上端面10から下端面20に向かって漸次大径になり、かつ、上端面10及び下端面20が共に内周面2の端縁から外周面に向かって上昇する傾斜面となるように変形する。
As described above, the inner ring 1 of the tapered roller bearing shown in FIG. 1 undergoes the deformation shown in FIG. 2 after the heat treatment. That is, the inner
そこで本発明では、このような変形を考慮して、図4に示す断面形状の出発部材を用いて熱処理を行う。内周面2は、図2とは逆の傾斜面になるように、上端面10から下端面20に向かって漸次小径にする。また、上端面10及び下端面20を、内周面側から外周面側に降下する傾斜面にする。尚、図中の一点鎖線Aは図1に示した完成品における上端面10の位置であり、一点鎖線Bは完成品における下端面20の位置である。
Therefore, in the present invention, in consideration of such deformation, heat treatment is performed using a starting member having a cross-sectional shape shown in FIG. The inner
更に、内輪軌道面5については、完成品の内輪軌道面5の傾斜角度に対して、上端面側(肉厚側)を他端面側(薄肉側)よりも大きくする。
Further, with respect to the inner
一方、出発部材の外輪100についても同様に、図3とは逆の方向に傾斜した断面形状の出発部材を用いる。即ち、図5に示すように、上端面110及び下端面120を、内周面側から外周面側に上昇する傾斜面にする。尚、図中の一点鎖線A、3は図4と同様である。
On the other hand, for the
また、外輪軌道面105については、完成品の内輪軌道面105の傾斜角度に対して、上端面側を他端面側よりも小さくする。
For the outer
尚、内周面2、内輪軌道面5、外輪軌道面105、上端面10,110及び下端面20,120の各傾斜角度は、実際に図1に示す完成品の内輪1や外輪100を熱処理し、図2や図3に示したような各部の変形の度合いから設定する。
Note that the inclination angles of the inner
このように、図4及び図5に示す内輪1及び外輪100の各出発部材を用い、熱処理することにより、熱処理後に得られる内輪1及び外輪100は完成形状に近いものとなり、矯正工程での負荷を大幅に軽減することができる。また、特許文献1のように、矯正用の金型を用いることもないため、大径の内輪1や外輪100、具体的には内径が1000mmを超えるような内輪1や外輪100にも容易に対応することができる。
In this way, by using the starting members of the inner ring 1 and the
尚、熱処理方法に制限はないが、処理面の表層部のみに熱処理ができ、変形を小さくできること、大径の内輪1や外輪100でも熱処理用装置の大型化を招くことがないこと、多品種に対応できることなどの理由から、高周波熱処理が好適である。
Although there is no limitation on the heat treatment method, heat treatment can be performed only on the surface layer portion of the treatment surface, deformation can be reduced, large-diameter inner ring 1 or
また、上記では鍔付きの円すいころ軸受を例示して説明したが、鍔無しの円すいこる軸受、即ち小径側鍔部4bが無い内輪1を用いた円すいころ軸受においても、同様の出発部材を用いることにより、矯正作業を施すことなく、完成形状に近い内輪1及び外輪100を得ることができる。
In the above description, a tapered roller bearing with a hook is illustrated and described. However, a similar starting member is also used in a tapered roller bearing without a hook, that is, a tapered roller bearing using the inner ring 1 without the small-
更には、円すいころ軸受に限らず、肉厚が軸方向で変化した断面形状の環状部材、例えばアンギュラ玉軸受の軌道輪にも本発明を応用することができる。 Furthermore, the present invention can be applied not only to the tapered roller bearing but also to an annular member having a cross-sectional shape whose wall thickness changes in the axial direction, for example, a ring of an angular ball bearing.
1 内輪
2 内周面
3 外周面
4a 大径側顎部
4b 小径側顎部
5 内輪軌道面
10 上端面
20 下端面
50 円すいころ
100 外輪
103 外周面
105 外輪軌道面
110 上端面
120 下端面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
熱処理による変形量に見合う量にて、
厚肉側を大径に、薄肉側を小径にした環状部材を出発部材とし、熱処理を行うことを特徴とする環状部材の熱処理方法。 A heat treatment method of an annular member made of steel and having an outer peripheral surface whose thickness in the axial direction becomes thinner from one end to the other end in the axial direction,
In an amount commensurate with the amount of deformation due to heat treatment,
A heat treatment method for an annular member, characterized in that heat treatment is performed using an annular member having a large diameter on the thick side and a small diameter on the thin side as a starting member.
熱処理による変形量に見合う量にて、
厚肉側を大径に、薄肉側を小径にした環状部材を出発部材とし、熱処理を行うことを特徴とする環状部材の熱処理方法。 It is a heat treatment method for an annular member made of steel and having an inner peripheral surface whose thickness in the axial direction is thicker from one end to the other end in the axial direction,
In an amount commensurate with the amount of deformation due to heat treatment,
A heat treatment method for an annular member, characterized in that heat treatment is performed using an annular member having a large diameter on the thick side and a small diameter on the thin side as a starting member.
Priority Applications (1)
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