專利名稱：構成車輪支撐用滾動軸承單元的軌道輪部件的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種構成車輪支撐用滾動軸承單元的軌道輪部件的制 造方法。
背景技術：
構成汽車車輪的輪1以及構成作為制動裝置的盤形制動器并作為
制動用旋轉部件的旋轉件2，例如通過圖18所示的形態(tài)的構造，可自 由旋轉地支撐在構成懸掛裝置的轉向節(jié)3上。即，在形成于該轉向節(jié) 3的圓形支撐孔4的部分上，由多個螺栓7固定構成車輪支撐用轂單 元5的外輪6。另一方面，在構成該車輪支撐用轂單元5的轂8上， 由多根柱螺栓9和螺母10結合固定上述輪1和旋轉件2。另外，在上 述外輪6的內周面上分別形成多列外輪軌道lla、 lib和結合在外周面 上的凸緣12。通過利用上述各螺栓7將該結合凸緣12結合到上述轉 向節(jié)3上，將這種形態(tài)的外輪6相對于該轉向節(jié)3進行固定。
另外，上述轂8由轂本體13和內輪14構成。其中，在作為本發(fā) 明的制造方法對象的、構成車輪支撐用滾動軸承單元的軌道輪部件上、 即在轂本體13外周面的一部分上，在從上述外輪6的外端面開口突出 的部分上形成作為外向凸緣的安裝凸緣15。而且，對于軸向，"外"是 指向汽車組裝的狀態(tài)下的作為車輛寬度方向外側的圖18、 19的左側。 相反，對于軸向，"內"是指向汽車組裝的狀態(tài)下的作為車輛寬度方向 中央側的圖18、 19的右側。另外，在上述轂本體13的外端部，與該 轂本體13同心地設置稱為引導部的定位筒部16。上述輪1和旋轉件2 在通過外嵌到該定位筒部16上而實現徑向定位的狀態(tài)下，由上述各柱 螺栓9和螺母10結合固定到上述安裝凸緣15的外側面。
另外，在形成于上述轂本體13的外周面的中間部分、與圓筒面部 中的大徑部相當的中間部26上，形成與上述多列外輪軌道lla、 lib中的外側的外輪軌道lla相對的內輪軌道17a。另外，同樣地，在內 端部上形成與圓筒面部中的小徑部相當的小徑臺階部18。該小徑臺階 部18、上述中間部26以及存在于這兩部18、26彼此之間的臺階面31， 構成帶臺階部。然后，在其中的小徑臺階部18上外嵌上述內輪14。 在該內輪14的外周面上，形成與上述多列外輪軌道lla、 llb中的內 側的外輪軌道lib相對的內輪軌道17b。通過使得上述轂本體13的內 端部在徑向外方塑性變形而形成的斂縫部(力、L力部)19，將這種形 態(tài)的內輪14相對于該轂本體13進行固定。然后，分別在上述各外輪 軌道lla、 lib和上述各內輪軌道17a、 17b之間，每個均可自由轉動 地設置多個滾動體20。而且，在圖示例中，雖然使用滾珠作為上述各 滾動體20，但在重量大的汽車用轂單元的場合下，也有使用圓錐滾子 的情況。另外，設置有上述各滾動體20的圓筒狀的空間的兩端開口部， 分別由密封件21a、 21b進行密封。進一步地，圖示例由于是驅動輪(FF車的前輪、FR車和RR車 的后輪、4WD車的全部車輪)用車輪支撐用轂單元5，所以在上述轂 8的中心部形成花鍵孔22。然后，將固定設置在等速聯軸節(jié)用外輪23 的外端面上的花鍵軸24插入該花鍵孔22內。與此同時，將螺母25 擰合在該花鍵軸24的前端部上，通過進一步緊固，將上述轂本體13 夾持在該螺母25和上述等速聯軸節(jié)用外輪23之間。下面，圖19作為傳統(tǒng)已知的車輪支撐用轂單元的第2例，示出了 從動輪(FF車的后輪、FR車和RR車的前輪)用車輪支撐用轂單元。 由于該第2例的車輪支撐用轂單元5a是從動輪用的，所以在構成轂 8a的轂本體13a的中心部不設置花鍵孔。而且，在圖示例中，通過在 上述轂本體13a的內端部設置的斂縫部19來約束內輪14的內端面。 另外，通過擰合在上述轂本體13a內端部的螺母也能夠約束上述內輪 14的內端面。在這種場合下，在上述轂本體13a的內端部設置用于與 上述螺母擰合的陽螺紋部。其他部分的構造和作用與上述第l例的車 輪支撐用轂單元5的情況相同。但是，在上述形態(tài)的各車輪支撐用轂單元5、 5a的場合，在任一種構造的情況下，均在轂本體13、 13a的外周面從外端部側起形成有 定位筒部16、安裝凸緣15、用于設置外側的外輪軌道17a的中間部 26、用于外嵌固定內輪14的小徑臺階部18。作為用于加工這種形態(tài) 的各部分的方法，除了熱鍛造或冷鍛造等塑性加工之外，還可考慮切 削加工等。但是，為了使加工效率良好、確保材料的成品率、實現成 本降低，優(yōu)選進行塑性加工。另外，在塑性加工中，由于熱鍛造能夠 在軟化狀態(tài)下加工被加工物，所以可將成形負荷抑制到較小的程度， 而另一方面，考慮到熱膨脹量差等，需要加大支承模和推壓模之間的 嵌合部的公差等，因此難以確保加工品的形狀精度和尺寸精度。另外， 在熱鍛造的情況下，由于在表面產生脫炭層，所以在需要由熱處理使 得表面硬化的部分的情況下，熱鍛造后需要用于除去上述脫炭層的切 削加工。由于該切削加工的加工余量在某種程度上較高，所以通過該 切削加工，不僅加工效率下降而且材料的成品率也惡化，成為上述轂 本體13、 13a加工成本高的原因。因此，即使在上述定位筒部16或上述安裝凸緣15的加工中能夠 利用上述熱鍛造，在考慮成本的情況下在上述小徑臺階部18的加工中 也不能利用上述熱鍛造。理由在于，該小徑臺階部18需要以適當的過 盈量的過盈配合外嵌固定上述內輪14,因此要求尺寸精度，為了防止 在與該內輪14的嵌合面上發(fā)生微振磨損，在表面上形成淬火硬化層。 在考慮到這些情況的場合，利用冷塑性加工或切削(車削)加工形成 上述小徑臺階部18。其中的切削加工可獲得高精度的小徑臺階部18， 但成本較高。與此相對，考慮通過作為冷鍛造的一種的減徑加工進行上述小徑 臺階部18的加工。在這種情況下，如圖20(A)所示，應該加工成轂 本體的坯料27由沖頭28推入模具29內，如圖20(B)所示，在該坯 料27的推入方向前端部上形成小徑臺階部18。但是，為了通過這樣 的減徑加工來加工該小徑臺階部18，需要使朝上述模具29內推入前 的外徑Db和推入后的外徑Da的差(DB-DA)較小，并且，需要使上 述模具29的主偏角0較小。在不滿足任一種條件的情況下，均不能將上述坯料27推入上述模具29內。具體地說，如圖20(C)所示，該 坯料27不會被推入該模具29內，而會在軸向上壓縮。因此，按照傳 統(tǒng)已知的方法難以通過冷鍛造加工上述小徑臺階部18。
另外，在專利文獻1~3中記載了與轂構造相關的發(fā)明，該轂構造 具有定位筒部、安裝凸緣、中間部、小徑臺階部。但是，上述專利文 獻1~3記載的發(fā)明均涉及能夠容易加工或設置定位筒部和安裝凸緣 這種形態(tài)的構造，沒有暗示在轂內端部能夠由冷鍛造來加工小徑臺階 部的技術。
專利文獻l:特開2003 - 25803號z〉才艮
專利文獻2:特開2003 - 291604號公報
專利文獻l:特開2004 - 74815號公才艮

發(fā)明內容
鑒于上述情況，本發(fā)明實現了一種制造方法，該方法例如在具備 外向凸緣和定位筒部的轂本體的內端部，通過冷鍛造能夠高精度且穩(wěn) 定地加工小徑臺階部。
作為本發(fā)明的制造方法的對象的、構成車輪支撐用滾動軸承單元 的軌道輪部件，具備外向凸緣、定位筒部和帶臺階部。
其中的外向凸緣設置在上述軌道輪部件的外周面的一部分上。 另外，上述定位筒部設置在上述外向凸緣的軸向單側。 進一步地，上述帶臺階部相對于該外向凸緣、設置在與上述定位 筒部在軸向相反的一側部分的外周面上，并具備該外向凸緣側的大徑 部和從該外向凸緣遠離側的小徑部。
為了制造上述那樣的軌道輪部件，在本發(fā)明的構成車輪支撐用滾 動軸承單元的軌道輪部件的制造方法中，首先準備用于制造該軌道輪 部件的具備圓筒面部的金屬制坯料，上述圓筒面部至少具有與上述帶 臺階部的大徑部的外徑相一致的外徑。而且，這兩個外徑不需要必須 完全一致?？紤]到伴隨著加工的稍微變形，當然在實質上相一致就可 以了。
另外，不用對上述金屬制坯料加熱，即，在冷狀態(tài)下，就可使上述圓筒面部中的、作為與上述外向凸緣相反側的面的前端面，與具有 與上述小徑部的外徑一致的內徑的支承側沖頭抵接。同時，上述圓筒 面部的外周面的至少一部分，在施加朝向上述外向凸緣的彈力的狀態(tài) 下，通過在該圓筒面部的軸向上可變位地被支撐的浮動模具的內周面 進行支承。然后，在通過該浮動模具的內周面支承上述圓筒面部的外 周面的至少一部分的狀態(tài)下，通過推壓側沖頭朝向該支承側沖頭推壓 上述金屬制坯料中的基端面，該基端面為與上述支承側沖頭抵接的面 的相反側的面。另外，將上述圓筒面部的一部分推入該支承側沖頭內， 通過冷塑性加工形成上述小徑部。而且，本發(fā)明的特征在于，如上述，為了以低成本精度良好地進 行構成帶臺階部的小徑部的加工，使用浮動模具通過冷鍛造加工進行 該小徑部的加工。在實施本發(fā)明的情況下，加工上述小徑部的操作、 和形成前述外向凸緣和定位筒部的操作的前后關系無關緊要。另外， 這些外向凸緣和定位筒部的加工方法也不特別緊要。例如，作為金屬制坯料，能夠使用通過鍛造加工預先形成外向凸 緣和定位筒部的中間坯料。在該情況下，通過與約束該圓筒面部的外 周面的浮動模具分體的、與該浮動模具一起在軸向上移動的第二浮動 模具，約束上述外向凸緣和定位筒部的表面，在該狀態(tài)下進行通過推 壓側沖頭將該中間坯料的圓筒面部的 一部分推入支承側沖頭內的操 作?；蛘?，作為金屬制坯料，也能夠使用還未形成外向凸緣和定位筒 部的、至少軸向的一部分為圓柱狀的坯料。在該情況下，由浮動模具 約束該坯料的一部分外周面并加工小徑部而制成中間坯料，然后，在 該中間坯料的殘留部分外周面上形成上述外向凸緣和定位筒部。另外，在實施本發(fā)明的情況下，例如也可具備用于精加工外向凸 緣厚度尺寸的凸緣精加工工序。在該凸緣精加工工序中，通過對上述 外向凸緣實施將包含該外向凸緣基部的部分進行軸向壓縮從而塑性變 形的鐓鍛加工，縮小該外向凸緣的厚度尺寸?；蛘撸部删邆溆糜诰庸ざㄎ煌膊康耐鈴降耐膊烤庸すば?。在該筒部精加工工序中，通過在具有比精加工后的值大的外徑的坯筒 部上實施冷減徑加工，縮小該坯筒部的外徑，制成上述定位筒部。或 者，也能夠擴大比精加工后的值小的坯筒部的內徑。 發(fā)明效果
根據如上述那樣的本發(fā)明的構成車輪支撐用滾動軸承單元的軌道 輪部件的制造方法，例如，在具備外向凸緣和定位筒部的轂的內端部 上，能夠通過冷鍛造精度良好且穩(wěn)定地加工小徑臺階部那樣的小徑部。
即，由于通過冷鍛造加工該小徑部，所以能夠將基于模和被加工 物(金屬制坯料)的熱膨脹差等的尺寸誤差抑制到極小，尺寸精度良 好。另外，在通過浮動模具約束作為被加工物的金屬制坯料的外周面 的狀態(tài)下，由于通過推壓側沖頭將該金屬制坯料推入支承側沖頭內，
所以該金屬制坯料如前述圖20(C)所示那樣，不會向徑向外方變形。 因此，該金屬制坯料的外徑和上述小徑部的外徑的差值變大(截面積 的減少率變大)，即使在連接該小徑部和殘留部分的臺階部的傾斜急劇 的情況下(臺階部相對于軸心形成直角或接近直角的情況)，也能夠穩(wěn) 定地進行上述小徑部的加工。
另外，根據本發(fā)明的構成車輪支撐用滾動軸承單元的軌道輪部件 的制造方法，不管上述外向凸緣和定位筒部的加工的前后關系怎樣， 都可以進行上述小徑部的加工。因此，在上述小徑部的加工之前，也 能夠預先通過熱鍛造進行加工量多的這些外向凸緣和定位筒部的加 工。或者，通過多次分開進行作為鍛造加工的一種的鐓鍛加工，也能 夠在冷狀態(tài)下事先形成上述外向凸緣和定位筒部。另外，通過進行還 是作為鍛造加工的一種的側方擠壓加工，也能夠在冷狀態(tài)下事先形成 上述外向凸緣。進一步地，可將上述鐓鍛加工和側方擠壓加工組合， 預先形成上述外向凸緣和定位筒部。通過任一種方法均可以容易地并 且將龜裂等損傷產生的可能性抑制到極少、且成品率良好地進行這些 外向凸緣和定位筒部的加工。
但是，也能夠在上述小徑部的加工后進行上述外向凸緣和定位筒 部的加工。對于這種情況，通過如上述的冷鍛造加工進行上述外向凸緣和定位筒部的加工。無論如何，由于能夠自由設定各部件的加工順 序，因此，在各加工時，能夠使得加工裝置內的負荷平衡處于良好狀 態(tài)，在實現確保加工精度和確保加工裝置的耐久性方面是有利的。另外，如果具備通過鐓鍛加工將外向凸緣的厚度尺寸制成適當值 的凸緣精加工工序，或者通過減徑加工將定位筒部的內外徑制成適當 值的筒部精加工工序，則能夠低成本地使上述外向凸緣和定位筒部的 形狀精度和尺寸精度處于良好狀態(tài)。即，根據上述鐓鍛加工或者減徑 加工，與為了使形狀精度和尺寸精度處于良好狀態(tài)而通常進行的車削 加工的情況相比，具有在縮短加工周期的同時可使材料成品率處于良 好狀態(tài)等的優(yōu)點，由此可實現精加工中所需要的成本降低。另外，通 過加工硬化，也能夠提高加工部分的強度(硬度)。


圖l是示出本發(fā)明的實施方式第l例的截面圖。圖2是示出本發(fā)明的實施方式第2例的截面圖。 圖3是按順序示出軌道輪部件的整個加工工序的第l例的截面圖 和端面圖。圖4是示出側方擠壓加工的實施狀況的1例的截面圖。 圖5是按順序示出軌道輪部件的整個加工工序的第2例的截面圖 和端面圖。圖6是示出鐓鍛加工的實施狀況的l例的截面圖。 圖7是按順序示出軌道輪部件的整個加工工序的第3例的截面圖 和端面圖。圖8是按順序示出軌道輪部件的整個加工工序的第4例的截面圖 和端面圖。圖9是按順序示出軌道輪部件的整個加工工序的第5例的截面圖 和端面圖。圖10是按順序示出軌道輪部件的整個加工工序的第6例的截面圖 和端面圖。圖11是按順序示出軌道輪部件的整個加工工序的第7例的截面圖和端面圖。圖12是按順序示出軌道輪部件的整個加工工序的第8例的截面圖 和端面圖。圖13是用于說明軌道輪部件的精加工工序的第l例的截面圖和端 面圖。圖14是用于說明軌道輪部件的精加工工序的第2例的截面圖和端 面圖。圖15是用于說明軌道輪部件的精加工工序的第3例的截面圖和端 面圖。圖16是用于說明軌道輪部件的精加工工序的第4例的截面圖和端 面圖。圖17是用于說明軌道輪部件的精加工工序的第5例的截面圖。 圖18是示出將驅動輪用的車輪支撐用轂單元的1例組裝到轉向節(jié) 上的狀態(tài)的截面圖。圖19是示出從動輪用的車輪支撐用轂單元的1例的截面圖。 圖20是示出由減徑加工形成轂的狀態(tài)的截面圖。 附圖標記的i兌明l輪，2旋轉件，3轉向節(jié)，4支撐孔，5、 5a車輪支撐用轂單元， 6外輪，7螺栓，8、 8a轂，9柱螺栓，10螺母，lla、 lib外輪軌道， 12結合凸緣，13、 13a轂本體，14、 14a內輪，15、 15a、 15b、 15c 安裝凸緣，16定位筒部，17a、 17b內輪軌道，18小徑臺階部，19斂 縫部(力、L^部)，20滾動體，21a、 21b密封件，22花鍵孔，23等速 聯軸節(jié)用外輪，24花鍵軸，25螺母，26中間部，27坯料，28沖頭， 29才莫具，31臺階面，32基座，33保持筒，34、 34a壓板，35、 35a 中心孔，36、 36a下側沖頭，37下側模具，38彈性部件，39中心孔， 40、 40a中間坯料，41下側凹部，42安裝板，43上側模具，44中心 孔，45上側凹部，46上側沖頭，47外徑側沖頭，48內徑側沖頭，49、 49a圓筒面部，50心軸，51中心孔，52a、 52a坯料，53第一中間坯 料，54第二中間坯料，55第三中間坯料，56推壓模，57支承模，58坯安裝凸緣，59推壓模，60支承模，61、 61a、 61b、 61c預備中間坯
料，62坯筒部
具體實施例方式
(實施方式的第l例)
圖1示出本發(fā)明實施形式的第l例。本例旨在制造圖19所示那樣
并且，上述圖1中的右半部示出加工開始之前的狀態(tài)，左半部示出加 工結束之后的狀態(tài)。首先，說明制造裝置。
在固定于壓力加工機的工作臺(圖中省略)的上面的基座32的上 面固定著保持筒33。另外，在該保持筒33的下端部內側固定著壓板 34，在該壓板34的中心孔35的內側，支撐固定相當于支承側沖頭的、 圓筒狀的下側沖頭36的下端部。另外，在上述保持筒33的上部內側， 可在上述保持筒33的軸向變位(升降)地保持著相當于浮動模具的、 厚壁圓筒狀的下側模具37。此外，在該下側模具37的下面和上述壓 板34的上面之間夾持著諸如壓縮螺旋彈簧、橡膠之類的彈性體等的彈 性部件38，在上述下側模具37上施加朝向上方的彈力。上述下側沖 頭36的上部以緊密且可進行軸向變位的狀態(tài)插入該下側模具37的中 心孔39內。另外，在該下側模具37的上面，在上述中心孔39的周圍 部分形成下側凹部41，該下側凹部41形成在中間坯料40的外周面上， 并且可自由嵌合相當于外向凸緣的安裝凸緣15的單個半部(在使用狀 態(tài)下為內半部)。而且，為了在上述下側模具37上施加朝向上方的彈 力，除了利用上述彈性部件38之外，也可以使用氣壓或液壓。
另一方面，在設置于上述基座32的上方、安裝固定在壓力加工機 的壓頭(圖中省略)的下面的安裝板42的下面，支撐固定有相當于第 二浮動模具的上側模具43。在該上側模具43上形成能夠緊密地內嵌 定位筒部16的中心孔44,上述定位筒部16設置在上述中間坯料40 的上端部(在使用狀態(tài)下為外端部)上。另外，在上述上側模具43 的下面，在該中心孔44的周圍部分，形成可自由嵌合上述安裝凸緣 15的另一半部(使用狀態(tài)下為外半部)的上側凹部45。進一步地，在上述上側模具43的內側，固定相當于推壓側沖頭的上側沖頭46。該 上側沖頭46由圓筒狀的外徑側沖頭47和圓柱狀的內徑側沖頭48構 成。并且，通過其中的外徑側沖頭47的前端面(下端面)、推壓上述 定位筒部16的前端面(使用狀態(tài)下為外端面)，同時通過上述內徑側 沖頭48的前端面(下端面)、推壓上述中間坯料40的軸向端面(使用 狀態(tài)下為外端面)中的由上述定位筒部16圍繞的部分，這樣，通過上 述中間坯料40的上端部(使用狀態(tài)下為外端部)的形狀和尺寸之間的 關系來限定上述外徑側、內徑側兩沖頭47、 48的前端部(下端部)的 形狀和尺寸。
進一步地，如下述那樣地限定其他各部分的尺寸。首先，在將上 述安裝凸緣15的另一半部嵌合在上述上側凹部45內的狀態(tài)下，上述 上側沖頭46的前端面(下端面)以與上述定位筒部16的前端面(使 用狀態(tài)下為外端面)抵接的方式限制各部分的尺寸。另外，在使上述 下側模具37的上面和上述上側模具43的下面對合的狀態(tài)下，以在上 述下側凹部41和上述上側凹部45之間緊密地收納上述安裝凸緣15 的方式，來限制這兩個凹部41、 45的形狀和尺寸。另外，上述下側模 具37的中心孔39的內徑，除去可推入的微小間隙量之外，與在上述 中間坯料40的軸向中間部存在的圓筒面部49 (加工后成為中間部26 和小徑臺階部18)的外徑實質上相一致。此外，前述下側沖頭36的 內徑，考慮到塑性加工時產生的材料和該下側沖頭36的回彈量，與應 該加工的小徑臺階部18的外徑實質上相一致。進一步地，對于各部分 的軸向尺寸，與上述中間坯料40 (圖1的右半部)和轂本體13a (圖 l的左半部)的軸向尺寸相對應地進行適當限定。
下面，通過具有上述那樣構造的制造裝置、來說明將上述中間坯 料40加工成上述轂本體13a的工序。首先，將該中間坯料40如圖1 的右半部所示那樣地設定在上述下側模具37和上述上側模具43之間。 上述中間坯料40在上半部(使用狀態(tài)下為外半部)通過熱鍛造加工預 先形成上述安裝凸緣15和前述定位筒部16,下半部(使用狀態(tài)下為 內半部)成為應該加工的圓筒面部49。在使上述上側模具43和上述上側沖頭46上升的狀態(tài)下，從上述圓筒面部49側與壓力加工機的壓 頭一起，將這樣的中間坯料40插入上述下側模具37的內側。通過該 插入操作，上述安裝凸緣15的單個半部與上述下側凹部41嵌合，同 時，靠近上述圓筒面部49的前端面外徑的部分與上述下側沖頭36的 上端面抵接。在該狀態(tài)下，完成上述中間坯料40的設定操作(加工操 作的準備)。
此處，使得此前已經上升的上述壓頭下降，首先，如圖l的右半 部所示，使靠近上述下側模具37的上面外徑的部分和靠近前述上側模 具43的下面外徑的部分相匹配。然后，使得上述壓頭進一步下降，通 過前述上側沖頭46朝向上述下側沖頭36強有力地推壓上述中間坯料 40。結果，存在于該中間坯料40的下半部的上述圓筒面部49的前端 部(下端部)，塑性變形并被推入上述下側沖頭36內，如圖l的左半 部所示，形成前述小徑臺階部18。此后，使上述壓頭再次上升，將形 成該小徑臺階部18的上述轂本體13a取出。在實施對該小徑臺階部 18的表面進行淬火硬化等的必要精加工后，將上述轂本體13a和其他 部件組合，形成圖19所示那樣的從動輪用車輪支撐用滾動軸承單元。 而且，在上述制造裝置中，優(yōu)選設置用于將加工后的上述轂本體13a 從上述下側模具37推出的反沖頭。由于在壓力加工領域中反沖頭為公 知的，因此省略了圖示及其詳細說明。
如果如上述那樣制造上述轂本體13a，則在通過熱鍛造加工預先 形成前述安裝凸緣15和定位筒部16的中間坯料40的內端部，能夠通 過冷鍛造精度良好地并且穩(wěn)定地加工上述小徑臺階部18。
也即，由于通過不加熱上述中間坯料40而保持常溫地進行塑性變 形的冷鍛造來加工上述小徑臺階部18,所以能夠將基于該中間坯料40 和前述下側沖頭36的熱膨脹差等的尺寸誤差抑制到極小，并且可使尺 寸精度處于良好狀態(tài)。另外，通過作為浮動模具的上述下側模具37 和上述上側模具43來約束作為被加工物的上述中間坯料40 (加工后 的上述轂本體13a)的外周面，其中包含上述安裝凸緣15、上述定位 筒部16和上述圓筒面部49，并在該狀態(tài)下進行加工，因此上述中間坯料40 (加工后的上述轂本體13a)如前述圖20 (C)所示那樣在徑 向外方不發(fā)生變形。因此，上述圓筒面部49和上述小徑臺階部18的 外徑差變大，而且，即使將該小徑臺階部18和該圓筒面部49中的殘 留部分(中間部分26)相連接的臺階面的傾斜變急劇，也能穩(wěn)定地進 -f亍該小徑臺階部18的加工。
而且，如本例那樣，在預先(不管通過熱鍛造還是通過冷鍛造) 形成上述安裝凸緣15和上述定位筒部16中的一方或雙方之后，在進 行上述小徑臺階部18的加工的情況，為了實現該小徑臺階部18的加 工容易化，考慮對上述中間坯料40進行退火(中間退火)。 一旦進行 這樣的中間退火，則可以想到預先形成的上述安裝凸緣15和上述定位 筒部16中的一方或雙方的強度不足的情況。此處，在進行該中間退火 的情況下，預先將上述安裝凸緣15和上述定位筒部16中的一方或雙 方形成為比完成后的大小稍大，若在中間退火后(不論在上述小徑臺 階部18的加工前后)在冷狀態(tài)下塑性加工到完成后的大小，則通過加 工硬化，能夠將上述安裝凸緣15和上述定位筒部16中的一方或雙方 的強度提高到必要值。
作為這樣的通過加工硬化確保上述安裝凸緣15和上述定位筒部 16中的一方或雙方的強度的方法，關于安裝凸緣15,例如具有用于將 該安裝凸緣15的厚度尺寸(從比適合值大的尺寸縮小)形成為適當值 的凸緣精加工工序。更具體地說，在該凸緣精加工工序中，在上述安 裝凸緣15上實施在軸向上壓縮包含該安裝凸緣15的基部(徑向內端 部)的部分而使其塑性變形的鐓鍛加工。另外，將上述安裝凸緣15 的厚度尺寸形成為上述適當值，同時，至少將該安裝凸緣15的基部強 度提高到必要值。
另外，關于上述定位筒部16，例如具有用于將該定位筒部16的 內外徑(關于內徑，從比適當值小的尺寸擴大，關于外徑，從比適當 值大的尺寸縮小)形成為適當值的筒部精加工工序。更具體地說，在 該筒部精加工工序中，對于上述定位筒部16,對具有比上述適當值大 的外徑和比上述適當值小的內徑的坯筒部進行冷減徑加工。另外，將該坯筒部的內外徑形成為適當值，同時，使得強度提高，由此制成上
述定位筒部16。
(實施方式的第2例)
圖2示出本發(fā)明實施方式的第2例。本例旨在制造構成如前述圖 18所示的驅動輪用車輪支撐用滾動軸承單元的轂本體(軌道輪部件) 13。為此，在本例的情況下，在構成制造裝置的壓板34a的中心孔35a 上支撐固定圓柱狀的心軸50的基端部(下端部)，在該壓板34a的上 面，在該心軸50的周圍與該心軸50同心地固定圓筒狀的下側沖頭36a 的基端部(下端部)。另外，在其外周面應該形成小徑臺階部18的中 間坯料40a為具有中心孔51的圓筒狀。而且，從容易取出加工后的上 述轂本體13的方面看，優(yōu)選該中心孔51仍舊為簡單的圓孔(陰花鍵 從后面進行加工)。但是，在假如已經形成陰花鍵的情況下，從防止隨 著加工該陰花鍵變形的方面看，優(yōu)選在上述心軸50的外周面形成與該 陰花鍵相結合的陽花鍵。
使用上述那樣的制造裝置、在上述轂本體13上加工上述中間坯料 40a的操作，除了在該中間坯料40a的中心孔51中插入上述心軸50 之外，與上述第l例相同地進行。在本例的情況下，在通過該心軸50 將上述中間坯料40a加工成上述轂本體13的過程中，防止該中間坯料 40a的圓筒面部49a向內徑側變形。由于其他構造和作用與上述第1 例的情況相同，因此省略了重復的說明。
(軌道輪部件的整個加工工序)
如上所述，在實施本發(fā)明的情況下，加工小徑臺階部18的操作、 形成安裝凸緣15和定位筒部16的操作的前后關系無關緊要。另外， 這些安裝凸緣15和定位筒部16的加工方法也不特別緊要。因此，以 下說明作為軌道輪部件的從動輪用轂本體13a的整個加工工序、上述 安裝凸緣15和定位筒部16的加工方法的幾個具體例。而且，對于驅 動輪用轂13本體，除在小徑臺階部18的加工時使用上述心軸50這點 之外，可以與從動輪用轂本體幾乎相同地進行實施。
(整個工序的第l例)在圖3 (A)所示的圓柱狀坯料52上實施前方擠壓加工，得到如 圖3 (B)所示的帶臺階的第一中間坯料53。然后，對作為金屬制坯 料的該第一中間坯料53實施本發(fā)明的制造方法，即，實施使用浮動模 具的冷鍛造加工(擠壓加工)，制造如圖3 (C)所示的第二中間坯料 54。然后，在該第二中間坯料54上實施帶臺階加工，該帶臺階加工形 成用于設置軸向外側的角型內輪軌道17a (參照圖19)的臺階部等， 制成圖3(D)所示的第三中間坯料55。進一步地，在該第三中間坯 料55上實施側方擠壓加工和形成上述內輪軌道17a的加工，制成圖3 (E)所示形態(tài)的轂本體13a。
上述側方擠壓加工例如通過日本專利申請2004-298585號所公開 的方法進行。即，如圖4所示，在推壓模56和支承模57之間軸向推 壓上述第三中間坯料55，并且使金屬材料向徑向外方溢出(流動)， 形成安裝凸緣15和定位筒部16。分別示出了上述圖4中的右半部加 工開始之前的狀態(tài)、和圖4中的左半部加工結束之后的狀態(tài)。而且， 在上述日本專利申請2004-298585號中詳細記載了側方擠壓加工的情 況，由于與本發(fā)明要旨也無關系，因此省略了詳細的說明。
(整個工序的第2例)
在圖5 (A)所示的圓柱狀的坯料52上實施前方擠壓加工，得到 圖5 (B)所示的帶臺階的第一中間坯料53。然后，對作為金屬制坯 料的該第一中間坯料53，實施本發(fā)明的制造方法、即使用浮動模具的 冷鍛造加工(擠壓加工)，制成圖5 (C)所示的第二中間坯料54。然 后在該第二中間坯料54上，如圖5(D) — (E) — (F) — (G)所 示那樣實施多個臺階的鐓鍛加工、形成各臺階的中間坯料，接著，通 過修邊除去坯安裝凸緣58的外周緣部的多余金屬，形成圖5 (H)所 示的轂本體13a。
例如，通過日本專利申請2004-335534號所公開的方法進行上述 各臺階的鐓鍛加工。即，如圖5中幾乎與(F) — (G)工序相對應的 圖6所示，在推壓模59和支承模60之間軸向推壓上述各臺階的中間 坯料，并且使金屬材料向徑向外方溢出(流動)，形成安裝凸緣15和定位筒部16。而且，在上述日本專利申請2004-335534號中詳細記載 了上述各臺階的鐓鍛加工的情況，由于與本發(fā)明的要旨無關系，因此 省略了詳細的說明。(整個工序的第3例)在圖7(A)所示的圓柱狀的坯料52a上，順序實施作為任一種熱 鍛造加工的頭部鐓鍛加工(圖7(B))、頭部后方擠壓加工(圖7(C))、 鐓鍛加工，得到圖7 (D)所示的預備中間坯料61。然后，對作為金 屬制坯料的該預備中間坯料61實施本發(fā)明的制造方法、即使用浮動模 具的冷鍛造加工(擠壓加工)，制成圖7 (E)所示的中間坯料40。該 中間坯料40也為金屬制坯料，與前述實施方式的第1例的中間坯料 40相當。在該中間坯料40上，如前述圖1所示的實施方式的第1例 那樣、實施使用浮動模具的冷鍛造加工(擠壓加工)，制成圖7(F) 所示的轂本體13a。即，在本例的情況下，前后兩回實施本發(fā)明的制 造方法。(整個工序的第4例)在圖8(A)所示的圓柱狀的坯料52a上，順序實施作為任一種熱 鍛造加工的多個臺階的鐓鍛加工，得到圖8 (E)所示的預備中間坯料 61a。然后，對作為金屬制坯料的該預備中間坯料61a實施本發(fā)明的制 造方法，得到圖8 (F)所示的中間坯料40。該中間坯料40也為金屬 制坯料，與前述實施方式的第1例的中間坯料40相當。在該中間坯料 40上如前述圖l所示實施方式的第l例那樣、實施使用了浮動模具的 冷鍛造加工(擠壓加工)，制成圖8 (G)所示的轂本體13a。也即， 在本例的情況下，也前后兩回實施本發(fā)明的制造方法。(整個工序的第5例)在圖9 (A)所示的圓柱狀的坯料52上，順序實施作為任一種冷 鍛造加工的側方擠壓加工(圖9 (B))、鐓鍛加工(圖9 (C))，得到 圖9 (C)所示的預備中間坯料61b。然后，對作為金屬制坯料的該預 備中間坯料61b實施本發(fā)明的制造方法，得到圖9(D)所示的中間坯 料40。該中間坯料40也為金屬制坯料，與前述實施方式的第l例的中間坯料40相當。在該中間坯料40上，如前述圖l所示的實施方式 的第1例那樣、實施使用浮動模具的冷鍛造加工(擠壓加工)，制成圖 9 (E)所示的轂本體13a。即，在本例的情況下，也前后兩回實施本 發(fā)明的制造方法。(整個工序的第6例)在圖10(A)所示的圓柱狀的坯料52上，順序實施作為任一種冷 鍛造加工的前方擠壓加工(圖10 (B))、側方擠壓加工(圖10 (C))、 鐓鍛加工(圖10 (D))，得到圖10 (D)所示的中間坯料40。然后， 對作為金屬制坯料的中間坯料40實施本發(fā)明的制造方法，制成圖10(E) 所示的轂本體13a。 (整個工序的第7例)在圖11 (A)所示的圓柱狀的坯料52上，如圖11 (B) — (C) —(D) — (E)所示那樣、實施作為任一種冷鍛造加工的多個臺階的 鐓鍛加工，得到圖11 (E)所示的預備中間坯料61c。然后，對作為金 屬制坯料的該預備中間坯料61c實施本發(fā)明的制造方法，得到圖11(F) 所示的中間坯料40。該中間坯料40也為金屬制坯料，與前述實施方 式的第1例的中間坯料40相當。此處，在該中間坯料40上，如前述 圖l所示實施方式的第1例那樣，實施使用浮動模具的冷鍛造加工(擠 壓加工)，制成如圖11 (G)所示的轂本體13a。即，在本例的情況下， 也前后兩回實施本發(fā)明的制造方法。(整個工序的第8例)在圖12(A)所示的圓柱狀的坯料52上實施作為冷鍛造加工的一 種的前方擠壓加工，制成如圖12 (B)所示的帶臺階的第一中間坯料 53，然后，在該第一中間坯料53上如圖12(C) — (D) — (E)—(F) 所示那樣、實施作為任一種冷鍛造加工的多個臺階的鐓鍛加工， 得到如圖12 (F)所示的中間坯料40。該中間坯料40為金屬制坯料， 與前述實施方式的第1例的中間坯料40相當。在該中間坯料40上， 如前述圖1所示實施方式的第1例那樣、實施使用浮動模具的冷鍛造 加工(擠壓加工)，制成如圖12 (G)所示的轂本體13a。19(軌道輪部件的精加工工序)如前所述，在對中間坯料進行退火(中間退火)的情況下，可以想到如下情況將安裝凸緣15和定位筒部16的一方或雙方，預先形 成為比完成后的大小稍大，在中間退火后將其塑性加工到冷加工完成 后的大小，通過加工硬化，能夠將上述安裝凸緣15和上述定位筒部 16中的一方或雙方的強度提高到必要值。以下說明以這樣的目的進行 的精加工工序的幾個具體例。 (精加工工序的第l例)為了得到如圖13 (A)所示的厚度為Ti的圓形安裝凸緣15,如 圖13 (B)所示那樣，事先將該安裝凸緣15的基端部(內徑側端部) 的厚度T3、形成為比圖13 (C)所示的完成后的基端部的厚度12大 (T《T2<T3)。另外，在上述中間退火后，通過鐓鍛加工在軸向上推壓 上述安裝凸緣15的基端部{圖13(B)的上部所示的圖的斜格子部分〉， 將該基端部的厚度尺寸縮至T2，在可確保該安裝凸緣15的基端部的 尺寸精度的同時，可提高該基端部的強度。(精加工工序的第2例)為了得到如圖14(A)所示的厚度為Ti的放射狀的安裝凸緣15a， 如圖14 (B)所示，預先將該安裝凸緣15a的基端部(內徑側端部) 的厚度T3、形成為比圖14 (C)所示的完成后的基端部的厚度12大 (T《T2<T3)。然后，在上述中間退火后，通過鐓鍛加工在軸向上推壓 上述安裝凸緣15a的基端部{圖14( B )的上部所示的圖的斜格子部分}， 將該基端部的厚度尺寸縮至T2，在確保該安裝凸緣15a的基端部的尺 寸精度的同時，可提高該基端部的強度。(精加工工序的第3例)為了得到如圖15 (A)所示的、作為基準的部分的厚度為1\且在 外周緣部存在厚度尺寸變小的部分的安裝凸緣15b，如圖15 (B)所 示，預先使該安裝凸緣15b的基端部(內徑側端部)的厚度T3、比圖 15 (C)所示的完成后的基端部的厚度T2大(T^T2〈T3)。另外，在 上述中間退火后，通過鐓鍛加工在軸向上推壓上述安裝凸緣15b的基端部{圖15 (B)的上部所示的圖的斜格子部分}，將該基端部的厚度 尺寸縮至T2，在確保該安裝凸緣15b的基端部的尺寸精度的同時，可 提高該基端部的強度。(精加工工序的第4例)如圖16 (A)所示，具有安裝凸緣15c，該安裝凸緣15c的作為 基準的部分的厚度為1\、 tn并存在厚度尺寸相互不同的部分，且作 為該基準的部分的厚度為TV ^的部分在圓周方向上不連續(xù)(在圓周 方向上交替存在)，為了獲得該安裝凸緣15c,如圖16(B)所示，預 先將該安裝凸緣15c的基端部(內徑側端部)的厚度IV t3、形成為 比圖16(C)所示的完成后的基端部的厚度T2、 t2大(T^T2〈T3、 t《t2 <t3)。另外，在上述中間退火后，通過鐓鍛加工在軸向上推壓上述安 裝凸緣15c的基端部{圖16 (B)的上部所示的圖的斜格子部分}，將 該基端部的厚度尺寸縮至T2、 t2，在確保該安裝凸緣15c的基端部的 尺寸精度的同時，可使得該基端部的強度提高。(精加工工序的第5例)為了將圖17 (A)所示的、外徑為Di的定位筒16的外徑形成為 適當值，如圖17(B)所示，通過對具有比該適當值Di大的外徑D2 的坯筒部62實施冷減徑加工，將該坯筒部62的外徑縮至D3 ( -DJ， 制成圖17 (C)所示那樣的外徑為適當值的上述定位筒部16。這樣得 到的定位筒部16外徑D3 ( -DJ為適當值，同時，通過加工硬化可 得到充分的強度。而且，在圖示的例子中，上述定位筒部16的前端部 的外徑成為比上述適當值D3 ( =DJ小的D4的值，在使該定位筒部 16的前端部的強度更一步提高的同時，可容易在該定位筒部上外嵌輪 等。通過本發(fā)明，能夠低成本、高精度地制造構成車輪支撐用滾動軸 承單元的軌道輪部件(車輪支撐用轂單元的轂)，該軌道輪部件具有外 向凸緣、定位筒部、帶臺階部。
權利要求
1.一種構成車輪支撐用滾動軸承單元的軌道輪部件的制造方法，該軌道輪部件具備設置在外周面的一部分上的外向凸緣；設置在該外向凸緣的軸向單側的定位筒部；帶臺階部，其相對于該外向凸緣設置在與該定位筒部在軸向相反的一側部分的外周面上，并具備該外向凸緣側的大徑部和從該外向凸緣遠離側的小徑部，其特征在于，準備用于制造該軌道輪部件的具備圓筒面部的金屬制坯料，上述圓筒面部具有至少與上述帶臺階部的大徑部的外徑相一致的外徑，不對該金屬制坯料加熱，使該圓筒面部中的作為與上述外向凸緣相反側的面的前端面、與具有與上述小徑部的外徑相一致的內徑的支承側沖頭抵接，并且，在施加朝向上述外向凸緣的彈力的狀態(tài)下，通過在該圓筒面部的軸向上可變位地被支撐的浮動模具的內周面、支承上述圓筒面部的外周面的至少一部分，在該狀態(tài)下，通過推壓側沖頭朝向該支承側沖頭推壓上述金屬制坯料中的基端面，從而將上述圓筒面部的一部分推入該支承側沖頭內，通過冷塑性加工形成上述小徑部，上述基端面為與抵接于上述支承側沖頭的面的相反側的面。
2. 如權利要求1所迷的構成車輪支撐用滾動軸承單元的軌道輪部 件的制造方法，其特征在于，金屬制坯料為通過鍛造加工預先形成外 向凸緣和定位筒部的中間坯料，通過與約束該圓筒面部的外周面的浮動模具分體的、與該浮動模 具一起在軸向上移動的第二浮動模具，約束上述外向凸緣和定位筒部 的表面，在該狀態(tài)下進行通過推壓側沖頭將該中間坯料的圓筒面部的 一部分推入支承側沖頭內的操作。
3. 如權利要求1所述的構成車輪支撐用滾動軸承單元的軌道輪部 件的制造方法，其特征在于，金屬制坯料是還未形成外向凸緣和定位筒部的、至少軸向的一部 分為圓柱狀的坯料，由浮動模具約束該坯料的一部分外周面并加工小 徑部而制成中間坯料，然后，在該中間坯料的殘留部分外周面上形成上述外向凸緣和定位筒部。
4. 如權利要求1~3中任一項所述的構成車輪支撐用滾動軸承單 元的軌道輪部件的制造方法，其特征在于，具有用于精加工外向凸緣 的厚度尺寸的凸緣精加工工序，在該凸緣精加工工序中，對上述外向 凸緣實施將包含該外向凸緣基部的部分進行軸向壓縮從而使其塑性變 形的鐓鍛加工，由此縮小該外向凸緣的厚度尺寸。
5. 如權利要求1 ~ 4中任一項所述的構成車輪支撐用滾動軸承單 元的軌道輪部件的制造方法，其特征在于，具有用于精加工定位筒部 的外徑的筒部精加工工序，在該筒部精加工工序中，在具有比精加工 后的值更大的外徑的坯筒部上實施冷減徑加工，由此縮小該坯筒部的 外徑，形成上述定位筒部。
6. 如權利要求1~5中任一項所述的構成車輪支撐用滾動軸承單 元的軌道輪部件的制造方法，其特征在于，具有用于精加工定位筒部 的內徑的筒部精加工工序，在該筒部精加工工序中，在具有比精加工 后的值更小的內徑的坯筒部上實施冷減徑加工，由此擴大該坯筒部的 內徑，形成上述定位筒部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造方法，該制造方法可在具備安裝凸緣(15)和定位筒部(16)的轂本體(13a)的內端部上，通過冷鍛造精度良好且穩(wěn)定地加工小徑臺階部(18)。在通過作為浮動模具的下側模具(37)和上側模具(43)約束中間坯料(40)的外周面的狀態(tài)下，在下側沖頭(36)和上側沖頭(46)之間擠壓該中間坯料(40)。從而，將該中間坯料(40)的一部分推入該下側沖頭(36)內，通過冷塑性加工形成上述小徑臺階部(18)。
文檔編號B60B27/00GK101326024SQ20068004618
公開日2008年12月17日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權日2005年12月8日
發(fā)明者大冢清司, 安田裕, 小林一登 申請人:日本精工株式會社