圓錐滾子的制造方法以及圓錐滾子軸承的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及裝配到各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)支持部中的圓錐滾子軸承以及構(gòu)成該圓錐滾子軸承的圓錐滾子的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]圖4示出在工作機(jī)械、工業(yè)用機(jī)械等旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的、施加大的徑向負(fù)載以及軸向負(fù)載的旋轉(zhuǎn)支持部中裝配的圓錐滾子軸承I。圓錐滾子軸承I包括外圈2、與外圈2同心配置的內(nèi)圈3、多個(gè)圓錐滾子4、以及保持器5。外圈2在內(nèi)周面具有局部圓錐面狀的外圈軌道6。內(nèi)圈3配置于外圈2的內(nèi)徑側(cè)，并在外周面具有局部圓錐面狀的內(nèi)圈軌道7。在內(nèi)圈3的外周面中的大徑側(cè)端部(圖4的右端部)，大徑側(cè)凸緣部8以從內(nèi)圈軌道7在徑向上向外方突出的狀態(tài)形成，并且，在內(nèi)圈3的外周面中的小徑側(cè)端部(圖4的左端部)，小徑側(cè)凸緣部9以從內(nèi)圈軌道7在徑向上向外方突出的狀態(tài)形成。圓錐滾子4分別轉(zhuǎn)動(dòng)自如地配置在外圈軌道6和內(nèi)圈軌道7之間。圓錐滾子4具有作為其滾動(dòng)面的外周面的直徑(外徑)從小徑側(cè)端部(圖4的左端部)隨著朝向大徑側(cè)端部(圖4的右端部)而逐漸變大的形狀。圓錐滾子4的大徑側(cè)端面(圖4的右端面HO與大徑側(cè)凸緣部8的內(nèi)側(cè)面11滑動(dòng)接觸，并且，圓錐滾子4的小徑側(cè)端面(圖4的左端面)12隔著間隙與小徑側(cè)凸緣部9的內(nèi)側(cè)面13對(duì)置。圓錐滾子4被保持器5保持為轉(zhuǎn)動(dòng)自如。
[0003]圖5(A)?(D)示出圓錐滾子的制造方法的I例。首先，利用日本特開平9一 76029號(hào)公報(bào)、日本特開2008 —114238號(hào)公報(bào)等中記載的方法，對(duì)軸承鋼等的金屬制的圓柱狀的原料實(shí)施鍛造加工等塑性加工，由此獲得圖5(A)所示的圓錐臺(tái)狀的備用中間原料14。接著，如圖5(B)所示，對(duì)于在完成狀態(tài)下成為與外圈軌道6以及內(nèi)圈軌道7滾動(dòng)接觸的滾動(dòng)面的備用中間原料14的外周面15，以備用中間原料14的大徑側(cè)端面10為基準(zhǔn)，實(shí)施由磨粒大的磨石16進(jìn)行的研磨(粗研磨)加工。具體而言，在使備用中間原料14和構(gòu)成主軸裝置18的旋轉(zhuǎn)軸19的中心軸彼此一致的狀態(tài)下，將備用中間原料14的大徑側(cè)端面10抵觸到旋轉(zhuǎn)軸19的前端面(圖5(B)的下端面)。在該狀態(tài)下，通過(guò)使旋轉(zhuǎn)軸19旋轉(zhuǎn)而使備用中間原料14旋轉(zhuǎn)，并將磨石16抵觸于備用中間原料14的外周面15，通過(guò)對(duì)外周面15實(shí)施研磨加工而獲得中間原料17。
[0004]接著，如圖5(C)所示，對(duì)中間原料17的大徑側(cè)端面10實(shí)施研磨加工而使中間原料17的長(zhǎng)度(軸向尺寸)L成為預(yù)先確定的規(guī)定值LC。具體而言，使中間原料17和主軸裝置18a的旋轉(zhuǎn)軸19a的中心軸彼此一致，并將中間原料17的小徑側(cè)端面12抵觸于旋轉(zhuǎn)軸19a的前端面，在該狀態(tài)下，通過(guò)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸19a而使中間原料17旋轉(zhuǎn)。在該狀態(tài)下，一邊在線測(cè)量中間原料17的長(zhǎng)度L，一邊將杯形磨石20抵觸于中間原料17的大徑側(cè)端面10，并使磨石20向中間原料17的軸向位移規(guī)定量，由此對(duì)大徑側(cè)端面10實(shí)施研磨加工。并且，通過(guò)在中間原料17的長(zhǎng)度L成為規(guī)定值Lc的時(shí)刻結(jié)束研磨加工，從而獲得圖5(D)所示的最終中間原料21。作為磨石20，不限于圖示那樣的杯形磨石，也可以使用平形等各種構(gòu)造的磨石。需要說(shuō)明的是，中間原料17的大徑側(cè)端面10如圖6所示，可以成為局部球面狀。該情況下，中間原料17的長(zhǎng)度L為大徑側(cè)端面1的頂點(diǎn)和小徑側(cè)端面12之間的長(zhǎng)度?？傊?，在獲得最終中間原料21之后，對(duì)該最終中間原料21的外周面15實(shí)施由磨粒小的磨石進(jìn)行的研磨(基于超精的精研磨)加工，從而獲得圓錐滾子4。需要說(shuō)明的是，為了減小圓錐滾子4的大徑側(cè)端面10和內(nèi)圈3的大徑側(cè)凸緣部8的內(nèi)側(cè)面11之間的滑動(dòng)阻力，可以利用日本特開2011 —152597號(hào)公報(bào)等中記載的方法對(duì)圓錐滾子4的大徑側(cè)端面10進(jìn)一步實(shí)施由磨石進(jìn)行的研磨加工。
[0005]在這種圓錐滾子的制造方法的情況下，在最終中間原料21的外周面15的形狀中有產(chǎn)生偏差的可能性，該最終中間原料21的外周面15的形狀被定義為以大徑側(cè)端面10為基準(zhǔn)的軸向位置P相同時(shí)的外周面15的外徑D。即，由于通過(guò)對(duì)金屬制的圓柱狀的原料實(shí)施塑性加工來(lái)獲得圓錐臺(tái)狀的備用中間原料14，因此，會(huì)由不可避免的制造誤差給備用中間原料14的長(zhǎng)度(軸向尺寸)Lo(參照?qǐng)D5(A))帶來(lái)某種程度的偏差，而這是不可避免的。在圖5(B)所示的、通過(guò)對(duì)備用中間原料14的外周面15以大徑側(cè)端面10為基準(zhǔn)實(shí)施研磨加工而獲得中間原料17的階段中，中間原料17的外周面15的形狀的偏差少。但是，會(huì)由于下述兩個(gè)原因而在最終中間原料21的外周面15的形狀(外周面15的外徑D)中產(chǎn)生偏差，一個(gè)原因是，為了將中間原料17的長(zhǎng)度(軸向尺寸)L限制為規(guī)定值Lc而以中間原料17的小徑側(cè)端面12為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行對(duì)大徑側(cè)端面10實(shí)施研磨加工時(shí)的研磨加工，另一個(gè)原因是，研磨加工時(shí)的研磨量(磨石20的進(jìn)給量)基于備用中間原料14的長(zhǎng)度Lo的偏差而產(chǎn)生偏差。例如，當(dāng)將圓錐滾子4的圓錐度(外周面15的傾斜角度(圓錐滾子4的中心軸和母線的夾角)的2倍)設(shè)為4度、并將備用中間原料14的軸向長(zhǎng)度的偏差設(shè)為500μπι時(shí)，最終中間原料21的外周面15的外徑D的偏差成為35μπι左右這種無(wú)法忽視的大小。因而，當(dāng)將通過(guò)對(duì)利用圖5(A)?圖5(D)所示的圓錐滾子的制造方法制造的最終中間原料21實(shí)施精加工而獲得的多個(gè)圓錐滾子4裝配到圓錐滾子軸承I中時(shí)，會(huì)在圓錐滾子4的各滾動(dòng)面和外圈軌道6以及內(nèi)圈軌道7的滾動(dòng)接觸部的接觸面壓中產(chǎn)生偏差，從而在圓錐滾子軸承I的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)、噪音有變大的可能性。或者，在對(duì)外周面15進(jìn)行精細(xì)研磨之際，當(dāng)欲對(duì)最終中間原料21的外周面15的外徑D的偏差進(jìn)行調(diào)整時(shí)，精細(xì)研磨中的加工量會(huì)變多、加工時(shí)間會(huì)出現(xiàn)偏差，從而圓錐滾子4的制造成本有增大的可能性。
[0006]需要說(shuō)明的是，在圖5(C)所示的工序中，也考慮了由磨石20對(duì)中間原料17的大徑側(cè)端面10進(jìn)行預(yù)先設(shè)定的規(guī)定時(shí)間量的研磨的方法。但是，在該情況下，會(huì)根據(jù)大徑側(cè)端面1的狀態(tài)而在研磨量(磨石20的進(jìn)給量)中產(chǎn)生偏差，從而使最終中間原料21的外周面15的外徑D、進(jìn)而圓錐滾子4的滾動(dòng)面的外徑的偏差有成為無(wú)法忽視的程度的可能性。
[0007]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011 —152597號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開平9一76029號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開2008 — 114238號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明所要解決的課題
[0013]本發(fā)明鑒于上述情況而作出的，其目的在于以低成本提供一種品質(zhì)優(yōu)良的圓錐滾子以及使用該圓錐滾子的圓錐滾子軸承。
[0014]本發(fā)明涉及外徑從小徑側(cè)端部隨著朝向大徑側(cè)端部而逐漸變大的圓錐滾子的制造方法。本發(fā)明的圓錐滾子的制造方法包括:以外徑從小徑側(cè)端部隨著朝向大徑側(cè)端部而逐漸變大的圓錐臺(tái)狀的原料的大徑側(cè)端面為基準(zhǔn)，對(duì)該原料的外周面實(shí)施研磨加工而獲得中間原料的工序;將所述中間原料的大徑側(cè)端部在軸向上研磨預(yù)先確定的規(guī)定長(zhǎng)度量的工序。當(dāng)對(duì)所述原料的外周面實(shí)施研磨加工時(shí)，具體而言，在將大徑側(cè)端面抵觸于旋轉(zhuǎn)軸的前端面的狀態(tài)下，通過(guò)該旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而使所述原料旋轉(zhuǎn)，在該狀態(tài)下，通過(guò)將磨石抵觸于該原料的外周面而對(duì)該原料的外周面實(shí)施研磨加工。
[0015]優(yōu)選的是，還包括以所述中間原料的小徑側(cè)端面為基準(zhǔn)來(lái)測(cè)量對(duì)所述中間原料的大徑側(cè)端部進(jìn)行研磨之前的該中間原料的長(zhǎng)度的工序，在所述中間原料的大徑側(cè)端部的研磨中，當(dāng)該中間原料的長(zhǎng)度與測(cè)量值和所述規(guī)定長(zhǎng)度之差相等時(shí)，結(jié)束該中間原料的大徑側(cè)端部的研磨。在該情況下，在使該中間原料的小徑側(cè)端面與旋轉(zhuǎn)軸的前端面相抵觸、并使測(cè)量裝置的測(cè)量元件與所述中間原料的大徑側(cè)端面相抵接或接近并對(duì)置、并且通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)而使該中間原料旋轉(zhuǎn)一圈以上的狀態(tài)下，能夠利用所述測(cè)量裝置的測(cè)量元件來(lái)測(cè)量所述中間原料的長(zhǎng)度。
[0016]本發(fā)明的圓錐滾子軸承包括:外圈，所述外圈在內(nèi)周面具有局部圓錐面狀的外圈軌道；內(nèi)圈，所述內(nèi)圈在外周面中，在中間部具有局部圓錐面狀的內(nèi)圈軌道，在大徑側(cè)端部具有大徑側(cè)凸緣部，在小徑側(cè)端部具有小徑側(cè)凸緣部；以及多個(gè)圓錐滾子，所述多個(gè)圓錐滾子在所述外圈軌道和所述內(nèi)圈軌道之間設(shè)置為轉(zhuǎn)動(dòng)自如。作為所述圓錐滾子，使用由本發(fā)明的圓錐滾子的制造方法獲得的圓錐滾子。
[0017]發(fā)明效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明的圓錐滾子的制造方法，能夠以低成本提供品質(zhì)優(yōu)良的圓錐滾子。即，包括通過(guò)以圓錐臺(tái)狀的原料的大徑側(cè)端面為基準(zhǔn)，對(duì)該原料的外周面實(shí)施研磨加工而獲得中間原料的工序;將所述中間原料的大徑側(cè)端部在軸向上研磨預(yù)先確定的規(guī)定長(zhǎng)度量的工序。這樣，不是將中間原料17形成為預(yù)先確定的長(zhǎng)度，而是將中間原料17研磨預(yù)先確定的規(guī)定長(zhǎng)度量，由此，無(wú)論所述圓錐臺(tái)狀的原料的長(zhǎng)度的偏差如何，都能夠?qū)⑼ㄟ^(guò)研磨所述中間原料的大徑側(cè)端部而獲得的最終中間原料的、以大徑側(cè)端面為基準(zhǔn)的軸向位置相同時(shí)的外周面的外徑的偏差抑制得較少。其結(jié)果是，當(dāng)對(duì)最終中間原料的外周面實(shí)施基于超精的精加工而形成滾動(dòng)面時(shí)，不需要調(diào)整該外周面的外徑的偏差，能夠抑制圓錐滾子的制造成本，獲得品質(zhì)優(yōu)良的滾動(dòng)面。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1(A)?圖1 (E)是按照工序順序示出本發(fā)明的實(shí)施方式的I例的局部剖切側(cè)視圖。
[0020]圖2是示出加工時(shí)間和磨石進(jìn)給量的關(guān)系的I例的線圖。
[0021]圖3是示出中間原料的長(zhǎng)度測(cè)量方法的另一例的圖。
[0022]圖4是示出裝配有成為本發(fā)明制造方法的對(duì)象的圓錐滾子的圓錐滾子軸承的I例的局部剖切立體圖。
[0023]圖5(A)?圖5(D)是按照工序順序示出以往的圓錐滾子的制造方法的I例的局部剖切側(cè)視圖。
[0024]圖6是示出對(duì)中間原料的大徑側(cè)端面實(shí)施研磨加工的方法的另一例的局部剖切側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1示出本發(fā)明的實(shí)施方式的I例。在本例的情況下，首先，通過(guò)對(duì)軸承鋼等金屬制的圓柱狀的原料實(shí)施鍛造加工等塑性加工等而獲得圖1(A)所示的圓錐臺(tái)狀的備用中間原料14。接著，如圖1(B)所示，對(duì)備用中間原料14的外周面15以備用中間原料14的大徑側(cè)端面10為基準(zhǔn)實(shí)施由磨粒大的磨石16進(jìn)行的研磨(粗研磨)加工，由此獲得中間原料17。即，在使備用中間原料14和構(gòu)成主軸裝置18的旋轉(zhuǎn)軸19的中心軸彼此一致的狀態(tài)下，將大徑側(cè)端面10抵觸于旋轉(zhuǎn)軸19的前端面(圖1(B)的下端面)，通過(guò)電磁吸盤等將備用中間原料14固定于旋轉(zhuǎn)